RU2611548C2 - Система дросселирующего устройства для управления и/или регулирования режима торможения двигателем двигателя внутреннего сгорания - Google Patents

Система дросселирующего устройства для управления и/или регулирования режима торможения двигателем двигателя внутреннего сгорания Download PDF

Info

Publication number
RU2611548C2
RU2611548C2 RU2012155843A RU2012155843A RU2611548C2 RU 2611548 C2 RU2611548 C2 RU 2611548C2 RU 2012155843 A RU2012155843 A RU 2012155843A RU 2012155843 A RU2012155843 A RU 2012155843A RU 2611548 C2 RU2611548 C2 RU 2611548C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
turbine
throttling device
impeller
exhaust gas
inlet channel
Prior art date
Application number
RU2012155843A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2012155843A (ru
Inventor
Франц РАММЕР
Франц ЛЯЙТЕНМАИР
Хайдрун КЛИНГЕР
Original Assignee
МАН Трак унд Бас Эстеррайх АГ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by МАН Трак унд Бас Эстеррайх АГ filed Critical МАН Трак унд Бас Эстеррайх АГ
Publication of RU2012155843A publication Critical patent/RU2012155843A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2611548C2 publication Critical patent/RU2611548C2/ru

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C6/00—Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas- turbine plants for special use
    • F02C6/04—Gas-turbine plants providing heated or pressurised working fluid for other apparatus, e.g. without mechanical power output
    • F02C6/10—Gas-turbine plants providing heated or pressurised working fluid for other apparatus, e.g. without mechanical power output supplying working fluid to a user, e.g. a chemical process, which returns working fluid to a turbine of the plant
    • F02C6/12—Turbochargers, i.e. plants for augmenting mechanical power output of internal-combustion piston engines by increase of charge pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/02—Gas passages between engine outlet and pump drive, e.g. reservoirs
    • F02B37/025—Multiple scrolls or multiple gas passages guiding the gas to the pump drive
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D17/00—Regulating or controlling by varying flow
    • F01D17/10—Final actuators
    • F01D17/12—Final actuators arranged in stator parts
    • F01D17/14—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits
    • F01D17/146—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by throttling the volute inlet of radial machines or engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D17/00—Regulating or controlling by varying flow
    • F01D17/10—Final actuators
    • F01D17/12—Final actuators arranged in stator parts
    • F01D17/14—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits
    • F01D17/16—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of nozzle vanes
    • F01D17/165—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of nozzle vanes for radial flow, i.e. the vanes turning around axes which are essentially parallel to the rotor centre line
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12—Control of the pumps
    • F02B37/22—Control of the pumps by varying cross-section of exhaust passages or air passages, e.g. by throttling turbine inlets or outlets or by varying effective number of guide conduits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12—Control of the pumps
    • F02B37/24—Control of the pumps by using pumps or turbines with adjustable guide vanes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D9/00—Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits
    • F02D9/04—Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits concerning exhaust conduits
    • F02D9/06—Exhaust brakes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D9/00—Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits
    • F02D9/08—Throttle valves specially adapted therefor; Arrangements of such valves in conduits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D9/00—Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits
    • F02D9/08—Throttle valves specially adapted therefor; Arrangements of such valves in conduits
    • F02D9/10—Throttle valves specially adapted therefor; Arrangements of such valves in conduits having pivotally-mounted flaps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2220/00—Application
    • F05D2220/40—Application in turbochargers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Abstract

Изобретение может быть использовано в системах дросселирующих устройств двигателей внутреннего сгорания с наддувом для автомобилей. Система дросселирующего устройства предназначена для управления и/или регулирования режима торможения двигателем для двигателя, снабженного турбокомпрессором. Работающий на отработавших газах турбокомпрессор содержит по меньшей мере одну одно- или многопоточную турбину (1), работающую на отработавших газах. В корпусе (2) турбины (1) выполнен по меньшей мере один впускной канал (2b). Во впускном канале (2b) выше по потоку относительно размещенного в приемном пространстве (7) рабочего колеса (3) турбины, а также смежно с ним интегрировано дросселирующее устройство (8). Дросселирующее устройство (8) расположено в устьевой области впускного канала (2b) в приемном пространстве (7) рабочего колеса таким образом, чтобы дросселирующее устройство (8) в своем закрытом положении полностью перекрывало по меньшей мере один впускной канал (2b) и тем самым перекрывало гидравлическую связь с приемным пространством (7) рабочего колеса. Впускной канал (2b) в устьевой области имеет меньшее поперечное сечение канала, чем в области находящегося выше по потоку впуска (2а) турбины. Раскрыты работающий на отработавших газах турбокомпрессор для двигателя внутреннего сгорания транспортного средства и способ эксплуатации системы дросселирующего устройства. Технический результат заключается в увеличении мощности торможения двигателем в низком диапазоне оборотов. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Настоящее изобретение относится к системе дросселирующего устройства для управления и/или регулирования режима торможения двигателем двигателя внутреннего сгорания с турбонаддувом для автомобилей согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения.
В двигателях внутреннего сгорания с турбонаддувом режим торможения двигателем может быть форсирован путем дросселирования системы отработавших газов, например, с помощью заслонки в качестве дросселирующего устройства за счет установки дросселирующего устройства выше по потоку турбины, работающей на ОГ. Таким образом, путем управления дросселирующим устройством могут быть целенаправленно увеличены производительность компрессора, приводимого в действие турбиной, работающей на отработавших газах, или давление наддува в системе впуска необходимого для сгорания воздуха двигателя внутреннего сгорания, чтобы увеличить расход (охлаждение) воздуха и мощность торможения в режиме торможения двигателем. Дросселирующее устройство может быть образовано посредством заслонок, задвижек, поворотных задвижек и т.п. и пристроено, например, на впускном фланце корпуса турбокомпрессора, работающего на отработавших газах.
Кроме того, из DE 10228003 A1 известна конструкция турбины, в которой затратным образом два смещенных относительно друг друга впускных канала расположены со смещением относительно друг друга в потоке отработавших газов корпуса турбины. В одном из впускных каналов установлена направляющая решетка с нерегулируемыми неподвижными направляющими лопатками, а во втором впускном канале - направляющая решетка с регулируемыми направляющими лопатками. Очевидно, что такое разветвление каналов с направляющими решетками разного исполнения является трудоемким и потому дорогостоящим.
Задачей изобретения является создание системы дросселирующего устройства названного в начале вида, с помощью которой конструктивно простыми средствами можно добиться дальнейшего повышения мощности торможения в режиме торможения двигателем, в частности, на менее значительных оборотах двигателя внутреннего сгорания.
Решение этой задачи достигается с помощью признаков пункта 1 формулы изобретения. Предпочтительные выполнения и усовершенствования изобретения являются предметом зависимых пунктов формулы изобретения.
Согласно изобретению предлагается, чтобы дросселирующее устройство для дросселирования потока отработавших газов было расположено в устьевой области упомянутого по меньшей мере одного впускного канала в приемном пространстве рабочего колеса таким образом, чтобы дросселирующее устройство в своем закрытом положении по существу полностью перекрывало упомянутый по меньшей мере один впускной канал и тем самым гидравлическую связь (соединение по потоку) с приемным пространством рабочего колеса. Благодаря такому исполнению и такой системе дросселирующего устройства согласно изобретению конструктивно простым способом гарантировано, что даже в самом нижнем диапазоне оборотов двигателя внутреннего сгорания возможны высокие противодавления отработавших газов и тем самым высокая мощность торможения двигателем.
Кроме того, согласно особенно предпочтительному варианту выполнения предусмотрено, чтобы в корпусе турбины, работающей на отработавших газах, для каждого потока отработавших газов предусматривался один единственный впускной канал, оканчивающийся в согласованном приемном пространстве рабочего колеса. Благодаря этому, с одной стороны, достигается существенное конструктивное упрощение, например, в отношении конструкции, описанной выше в DE 10228003 А1, а с другой, добиваются того, чтобы надежно и быстро достигалось повышение противодавления и, связанно с этим, высокая мощность торможения двигателем в нижнем диапазоне оборотов.
В частности, в случае, если упомянутый по меньшей мере один впускной канал в устьевой области имеет меньшее поперечное сечение канала, чем в области находящегося выше по потоку, предпочтительно снабженного соединительным фланцем впуска турбины, в сочетании с положением дросселирующего устройства вблизи рабочего колеса турбины, кроме того, предпочтительно может быть использовано то обстоятельство, что при небольшом частичном открытии дросселирующего устройства вследствие близости дросселирующего устройства к рабочему колесу турбины и при небольших поперечных сечениях канала отработавший газ с большой скоростью подается прямо на рабочее колесо турбины. В результате рабочее колесо приводится сильнее, так что давление наддува по сравнению с другими обычными решениями повышается, а при большом расходе воздуха достигается более высокая мощность торможения двигателем.
Кроме того, предпочтительно предусмотрено, чтобы приемное пространство рабочего колеса для создания устьевой области впускного канала, а также для создания по меньшей мере одного стенового участка впускного канала содержало спирально втянутый внутрь в направлении турбинного колеса стеновой участок корпуса, формирующий своего рода губку, образующую концевую область впускного канала. Тем самым создается технологически и функционально удобная система, реализуемая без существенных конструктивных изменений на корпусе турбины, работающей на отработавших газах.
Особенно предпочтительно предлагается, чтобы дросселирующее устройство было выполнено конструктивно простым способом в виде по меньшей мере одной поворотной откидной заслонки. Она в закрытом положении по существу полностью перекрывает проточный канал, а в полностью открытом положении, предпочтительно, полностью открывает проточный канал, так что она ни в коей мере не препятствует потоку. Для обеспечения последнего предлагается укладывать поворотную откидную заслонку, образующую дросселирующее устройство, в ее полностью открытом положении ее стороной, обращенной к впускному каналу и/или к приемному пространству рабочего колеса, в расположенную со стороны стенки корпуса выемку по существу заподлицо с поверхностью примыкающей области стенки корпуса, так чтобы она в этом положении образовывала по существу сплошь гладкий и/или ровный стеновой участок корпуса.
Кроме того, в предпочтительном усовершенствованном варианте выполнения изобретения заслонка с помощью оси поворота, параллельной оси вращения турбины, может переставляться простым способом.
Согласно очередному особенно предпочтительному варианту осуществления настоящей изобретательской идеи дросселирующее устройство, предпочтительно, выполнено таким образом, что оно по меньшей мере в одном определенном открытом положении, предпочтительно, более или менее открытом положении относительно полностью открытого положения, направляет соплообразно поток газа на турбину. Тем самым особенно удается еще более повысить мощность турбины, работающей на отработавших газах, путем своего рода импульсного наддува с помощью импульса газового потока на малых оборотах двигателя внутреннего сгорания.
На более высоких оборотах дросселирующее устройство открывается больше, и за счет положения дросселирующего устройства в малом поперечном сечении канала вблизи рабочего колеса турбины кинетическая энергия отработавшего газа может превращаться в большую энергию скорости турбины, работающей на отработавших газах, с более высоким коэффициентом полезного действия.
В очередном варианте выполнения изобретения дросселирующее устройство при работающем на отработавших газах турбокомпрессоре с изменяемой геометрией турбины и при направляющем устройстве, расположенном вокруг рабочего колеса турбины, может быть позиционировано выше по потоку относительно направляющего устройства, а также непосредственно смежно с ним. При этом дросселирующее устройство, предпочтительно, выполнено таким образом, что оно по меньшей мере в открытом положении, в частности, по меньшей мере в определенном промежуточном положении между полностью закрытым и полностью открытым положением направляет поток отработавших газов на направляющее устройство. В частности, если в определенном режиме торможения двигателем дросселирующее и направляющее устройства приведены в действие для достижения определенного расхода газа через турбину, работающую на отработавших газах, то это создает дополнительную функционально благоприятную возможность управления и регулирования давления наддува, или режима торможения двигателем, со стороны входа, отвечающую соответствующим преобладающим условиям эксплуатации. Кроме того, в результате разности давлений на дросселирующем устройстве разгружается вследствие тамошнего незначительного давления установленная в направлении потока после дросселя регулируемая направляющая решетка, благодаря чему увеличивается срок ее службы и могут достигаться большие мощности торможения двигателем.
Кроме того, в случае работающего на отработавших газах турбокомпрессоре с устройством перепускного клапана для снижения давления наддува в линии наддува двигателя внутреннего сгорания канал, отводящий отработавшие газы, может ответвляться от корпуса турбины ниже по потоку относительно дросселирующего устройства. Это имеет то преимущество, что в режиме торможения двигателем давления отработавших газов ниже по потоку относительно дросселирующего устройства меньше, и поэтому они в меньшей степени нагружают устройство перепускного клапана. Однако в принципе устройство перепускного клапана могло бы ответвляться и выше по потоку относительно дросселирующего устройства, если бы только что упомянутое преимущество не было желательным или если бы это было вызвано конструктивными соображениями.
При двухпоточной турбине, работающей на отработавших газах, дросселирующим устройством, предпочтительно, могут быть оснащены оба впускных канала, которое конструктивно и с точки зрения техники управления особенно просто образовано с помощью двойной откидной заслонки, управляющей обоими впускными каналами в поперечном сечении.
Наконец, особенно целесообразным способом дросселирующее устройство и/или направляющее устройство при изменяемой геометрии турбины в режиме торможения двигателем, среди прочего, могут управляться в зависимости от давления наддува в линии наддува двигателя внутреннего сгорания, чтобы таким образом управлять или регулировать мощность торможения двигателем, соответствующую рабочим режимам двигателя внутреннего сгорания (оборотам, температуре и т.п.) и автомобиля (скорости).
Кроме того, задача согласно изобретению решается с помощью турбокомпрессора, работающего на отработавших газах, согласно пункту 14 формулы изобретения, а также с помощью способа согласно пункту 15 формулы изобретения. Преимущества, вытекающие из этого, уже были более подробно показаны ранее в связи с системой дросселирующего устройства, так что в этом отношении делается ссылка на вышеизложенные положения.
Ниже со ссылкой на схемы и в качестве примера более подробно в дальнейших деталях поясняются два примера выполнения изобретения. При этом
фиг. 1 изображает поперечное сечение турбины, работающей на отработавших газах, турбокомпрессора, работающего на отработавших газах, для дизельного двигателя с заслонкой, встроенной в его проточный канал для режима торможения двигателем, и с направляющим аппаратом, расположенным вокруг турбины, работающей на отработавших газах;
фиг. 2 - в перспективе турбокомпрессор, работающий на отработавших газах, с двухпоточной турбиной, работающей на отработавших газах, с двойной заслонкой, встроенной в оба проточных канала турбины, работающей на отработавших газах, для режима торможения двигателем и
фиг. 3 - двойную заслонку на фиг. 2 в отдельности.
На фиг. 1 грубо схематично изображено поперечное сечение работающей на ОГ турбины 1 турбокомпрессора, работающего на ОГ (отработавших газах), для двигателя внутреннего сгорания с самовоспламенением в автомобилях. Если не описано, то турбокомпрессор, работающий на отработавших газах, имеет известную конструкцию с опорным корпусом, корпусом компрессора и корпусом 2 турбины 1, работающей на отработавших газах.
В спиральном в поперечном сечении корпусе 2 на валу 4 расположено рабочее колесо 3 турбины, показанное лишь штриховой линией, причем вал 4 приводит в движение непоказанное рабочее колесо компрессора турбокомпрессора, работающего на отработавших газах.
Вокруг турбинного колеса 3 расположено направляющее устройство, соответственно, направляющий аппарат 5 с регулируемыми направляющими поток лопатками 6, которые регулируются посредством непоказанного механизма перемещения для управления приводной мощностью, соответственно, поглощающей способностью рабочего колеса 3 турбины и, соответственно, могут действовать также как дросселирующее устройство.
Корпус 2 турбины, работающей на отработавших газах, имеет содержащий соединительный фланец впуск 2а турбины, к которому примыкает впускной канал 2b, оканчивающийся/переходящий в спиральный канал 7 в виде приемного пространства рабочего колеса корпуса 2. К впуску 2а известным образом подсоединена расположенная выше по потоку направляющая отработавшие газы система двигателя внутреннего сгорания.
Отработавший газ течет в направлении стрелки через впуск 2а турбины в корпус 2, проходит через впускной канал 2b и спиральный канал 7, направляющий аппарат 5 и рабочее колесо 3, а затем по центру и примерно перпендикулярно плоскости чертежа вытекает в следующую, направляющую отработавшие газы систему в атмосферу.
Во впускном канале 2b, отделенном от спирального канала 7 стеновым участком 2с корпуса, вблизи рабочего колеса 3, соответственно, и направляющего аппарата 5 расположено дросселирующее устройство в виде поворотной откидной заслонки 8, которая из закрытого положения, перекрывающего впускной канал 2b (показано сплошной линией), может переставляться в полностью открытое положение (показано штриховой линией).
В полностью закрытом положении откидная заслонка 8, ориентированная в направлении потока целенаправленно под определенным углом наискосок, соответственно, под углом упирается в торец 2d стенки 2с корпуса и тем самым перекрывает впускной канал 2b, в то время как в полностью открытом положении она повернута в подогнанную под заслонку 8 выемку, соответственно углубление 2е, таким образом, чтобы ее поверхность, обращенная к спиральному каналу 7, располагалась заподлицо с прилегающей стеновой областью спирального канала 7 и образовывала там по существу сплошь гладкую, соответственно ровную стенку канала, не препятствующую потоку отработавших газов и, в частности, способствующую предотвращению нежелательных завихрений потока.
Заслонка 8 благодаря установленному в корпусе 2 валу 9, ось поворота которого направлена параллельно оси вращения рабочего колеса 3, является регулируемой, причем вал 9 приводится во вращение с помощью установочного рычага 10 и нагружаемого, например, гидравлически, исполнительного двигателя, а также (непоказанного) электронного устройства управления и/или регулирования, управляющего режимом торможения двигателем.
Заслонка 8 может устанавливаться в промежуточные положения, в которых она образует со стенкой 2с корпуса, соответственно, его торцом 2d более или менее эффективное в проходном сечении сопло, направляющее отработавший газ непосредственно на направляющий аппарат 5 и на рабочее колесо 3. В частично открытом положении на заслонке устанавливается значительная разность давлений. Отработавший газ расширяется до более низкого давления, вследствие чего возникающее в результате этого увеличение объема, скорость потока отработавшего газа существенно повышаются и тем самым турбине, работающей на отработавших газах, также предоставляется значительно больше энергии. Одновременно направляющий аппарат, если он имеется, а также уплотнение вала за счет пониженного давления после заслонки существенно разгружаются.
Заслонка 8 в режиме принудительного холостого хода двигателя внутреннего сгорания автомобиля и в настроенном режиме торможения двигателем переставляется, в числе прочего, в зависимости от давления наддува в линии наддува двигателя внутреннего сгорания в закрытое или промежуточное положение таким образом, чтобы турбина 1, работающая на отработавших газах, с помощью соответствующего привода компрессора поддерживала определенное давление наддува, чтобы тем самым обеспечить большой расход воздуха через двигатель внутреннего сгорания и в этой связи за счет повышенного противодавления отработавших газов обеспечить большую мощность торможения двигателем.
При этом частота вращения двигателя, скорость автомобиля, соотношение давлений и температур и т.д. регистрируются с помощью техники регулирования и учитываются путем настройки и регулирования промежуточных положений заслонки 8. Кроме того, путем регулирования углов установки направляющих лопаток 6 к регулированию может быть привлечен также направляющий аппарат 5, работающий на отработавших газах турбокомпрессора 1 с изменяемой геометрией турбины.
Турбокомпрессор, работающий на отработавших газах, с описанной турбиной 1, работающей на отработавших газах, содержит также встроенный в корпус 2 устройство перепускного клапана (Waste Gate), состоящее, например, из перепускного трубопровода, обходящего рабочее колесо 3, и встроенного перепускного клапана, и служащее для того, чтобы при повышенных мощностных требованиях к двигателю внутреннего сгорания с большим количеством отработавших газов подавать отработавшие газы в обход рабочего колеса 3, чтобы ограничить давление наддува во входной линии наддува или избежать превышенной частоты вращения.
При этом (обозначенное штрихпунктиром) устье перепускной линии 11 позиционировано ниже по потоку относительно заслонки 8. Этим добиваются того, чтобы высокое давление отработавших газов, имеющее место в режиме торможения двигателем в направляющей отработавшие газы системе выше по потоку относительно заслонки 8, не могло действовать на перепускной клапан устройства перепускного клапана; то же самое относится к направляющему аппарату 5, который, соответственно, также нагружен в меньшей степени. Управление устройством перепускного клапана в режиме торможения может быть использовано также для регулирования давления наддува и тем самым для регулирования мощности торможения.
На фиг. 2 в перспективе изображен турбокомпрессор 12, работающий на отработавших газах, с компрессором 13, опорным корпусом 14 и с двухпоточной турбиной 15, работающей на отработавших газах, которая имеет не описанную известную конструкцию.
Таким образом, здесь корпус 16 турбины 15, работающей на отработавших газах, содержит два ориентированных параллельно друг другу спиральных канала, впускных канала и фланцевидных впуска турбины (по аналогии с фиг. 1), которые с помощью сплошной стенки 16а корпуса образуют два потока отработавших газов, с помощью которых на соответствующим образом выполненное (непоказанное) турбинное колесо отдельно или совместно подается отработавший газ. Поперечные сечения обоих потоков отработавших газов обычным способом могут быть выполнены разными по размеру.
В обоих впускных каналах корпуса 16, как в описании к фиг. 1, откидные заслонки 17а, 17b (изображенные на фиг. 2 открытыми) для управления режимом торможения двигателем двигателя внутреннего сгорания установлены с возможностью поворота посредством вала 9 и приведения в действие посредством установочного рычага 10.
Как, в частности, показано на фиг. 3, заслонки 17а, 17b образованы закрепленной на валу 9 двойной заслонкой 17 и имеют между собой зазор 18 для разделительной стенки 16а корпуса, а в остальном они подогнаны под формы поперечных сечений обоих впускных каналов в корпусе 16 турбины 15, работающей на отработавших газах. Однако в принципе разделение потоков можно доводить также только до заслонки. В этом случае разделительная стенка заканчивается у закрытой заслонки, и последняя в этом случае может быть выполнена однопоточной.
Установка в корпусе 16 и функция двойной заслонки 17 в режиме торможения двигателем соответствуют отдельной заслонке 8 на фиг. 1 и поэтому во избежание повторов еще раз не поясняются.
Альтернативно заслонки 17а, 17b могут быть установлены также с возможностью раздельного срабатывания, чтобы тем самым создать дополнительную степень свободы в управлении режимом мощности торможения двигателем, или желательной мощностью торможения, что, однако, соответственно увеличило бы трудоемкость управления.
Изобретение не ограничено описанными примерами выполнения. При известных условиях в качестве дросселирующих устройств для эксплуатации моторного тормоза могли бы быть использованы также соответственно установленные задвижки, поворотные заслонки и т.д.
Перечень позиций
1 турбина, работающая на отработавших газах
2 корпус
2а впуск турбины
2b впускной канал
2с стенка корпуса
2d торец
2е углубление
3 рабочее колесо турбины
4 вал
5 направляющий аппарат
6 направляющие лопатки
7 спиральный канал
8 откидная заслонка
9 вал
10 установочный рычаг
11 устье перепускного канала
12 турбокомпрессор, работающий на отработавших газах
13 компрессор
14 опорный корпус
15 турбина, работающая на отработавших газах
16 корпус
16а стенка корпуса
17 двойная откидная заслонка
17а заслонка
17b заслонка
18 зазор.

Claims (18)

1. Система дросселирующего устройства для управления и/или регулирования режима торможения двигателем наддуваемого посредством по меньшей мере одного работающего на отработавших газах турбокомпрессора двигателя внутреннего сгорания в автомобиле, причем упомянутый по меньшей мере один или по меньшей мере один работающий на отработавших газах турбокомпрессор содержит по меньшей мере одну одно- или многопоточную турбину (1; 15), работающую на отработавших газах, в корпусе (2; 16) которой выполнен по меньшей мере один впускной канал (2b), в который выше по потоку относительно принятого в приемном пространстве (7) корпуса (2; 16) рабочего колеса (3) турбины, а также смежно с ним интегрировано дросселирующее устройство (8; 17), причем дросселирующее устройство (8; 17) расположено в устьевой области упомянутого по меньшей мере одного впускного канала (2b) в приемном пространстве (7) рабочего колеса таким образом, чтобы дросселирующее устройство (8; 17) в своем закрытом положении по существу полностью перекрывало упомянутый по меньшей мере один впускной канал (2b) и тем самым гидравлическую связь с приемным пространством (7) рабочего колеса, отличающаяся тем, что по меньшей мере один впускной канал (2b) в устьевой области имеет меньшее поперечное сечение канала, чем в области находящегося выше по потоку впуска (2а) турбины.
2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что в корпусе (2; 16) турбины (1; 15), работающей на отработавших газах, для каждого потока отработавших газов предусмотрен один-единственный впускной канал (2b), оканчивающийся в согласованное приемное пространство (7) рабочего колеса.
3. Система по п. 1, отличающаяся тем, что упомянутый находящийся выше по потоку впуск (2а) турбины снабжен соединительным фланцем.
4. Система по п. 1, отличающаяся тем, что приемное пространство (7) рабочего колеса для создания устьевой области впускного канала (2b), а также для создания по меньшей мере одного стенового участка впускного канала (2b) содержит стеновой участок (2с) корпуса, спирально втянутый внутрь в направлении рабочего колеса (3) турбины.
5. Система по п. 2, отличающаяся тем, что приемное пространство (7) рабочего колеса для создания устьевой области впускного канала (2b), а также для создания по меньшей мере одного стенового участка впускного канала (2b) содержит стеновой участок (2с) корпуса, спирально втянутый внутрь в направлении рабочего колеса (3) турбины.
6. Система по одному из пп. 1-5, отличающаяся тем, что дросселирующее устройство (8; 17) выполнено с помощью по меньшей мере одной поворотной откидной заслонки.
7. Система по п. 6, отличающаяся тем, что поворотная откидная заслонка, образующая дросселирующее устройство (8; 11), в своем полностью открытом положении своей стороной, обращенной к впускному каналу (2b) и/или к приемному пространству (7) рабочего колеса, укладывается в расположенную со стороны стенки корпуса выемку (2е) по существу заподлицо с поверхностью примыкающей области стенки корпуса и образует по существу сплошь гладкий и/или ровный стеновой участок корпуса.
8. Система по п. 6, отличающаяся тем, что заслонка (8, 17) может переставляться с помощью оси (9) поворота, параллельной оси вращения рабочего колеса (3) турбины.
9. Система по п. 7, отличающаяся тем, что заслонка (8, 17) может переставляться с помощью оси (9) поворота, параллельной оси вращения рабочего колеса (3) турбины.
10. Система по одному из пп. 1-5, отличающаяся тем, что дросселирующее устройство (8, 17) выполнено таким образом, что оно по меньшей мере в одном определенном открытом положении направляет соплообразно поток отработавших газов на турбинное колесо (3).
11. Система по одному из пп. 1-5, отличающаяся тем, что дросселирующее устройство (8, 17) в случае работающей на отработавших газах турбины (1; 15) с изменяемой геометрией и направляющим устройством (5), установленном вокруг рабочего колеса (3) турбины, позиционировано выше по потоку относительно направляющего устройства (5), а также непосредственно смежно с ним и
что дросселирующее устройство (8, 17) выполнено таким образом, что оно в по меньшей мере одном открытом положении, в частности, в по меньшей мере одном определенном промежуточном положении между полностью закрытым и полностью открытым положением, направляет поток отработавших газов на направляющее устройство (5).
12. Система по п. 11, отличающаяся тем, что в определенном режиме торможения двигателем дросселирующее устройство (8; 17) и направляющее устройство (5) для достижения определенного расхода газа через турбину (1; 15), работающую на отработавших газах, приводятся в действие совместно и устанавливаются в определенные положения, согласованные друг с другом.
13. Система по одному из пп. 1-5, отличающаяся тем, что в турбокомпрессоре, работающем на отработавших газах, с устройством перепускного клапана для снижения давления наддува в линии наддува двигателя внутреннего сгорания канал (11), отводящий отработавшие газы, ответвляется от корпуса (2; 16) ниже по потоку относительно дросселирующего устройства (8; 17).
14. Система по одному из пп. 1-5, отличающаяся тем, что при двухпоточной турбине (15), работающей на отработавших газах, дросселирующим устройством (17) оснащены, соответственно, оба впускных канала (2b), причем дросселирующие устройства (17) образованы двойной откидной заслонкой, управляющей обоими впускными каналами (2b) в поперечном сечении.
15. Система по одному из пп. 1-5, отличающаяся тем, что дросселирующее устройство (8; 17) и/или в случае изменяемой геометрии турбины направляющее устройство (5) в режиме торможения двигателем управляются по меньшей мере в зависимости от давления наддува в линии наддува двигателя внутреннего сгорания.
16. Работающий на отработавших газах турбокомпрессор для двигателя внутреннего сгорания транспортного средства, с системой дросселирующего устройства по одному из предшествующих пунктов формулы изобретения.
17. Способ эксплуатации системы дросселирующего устройства по одному из пп. 1-15, отличающийся тем, что система содержит устройство управления и/или регулирования, посредством которого положение дросселирующего устройства (8; 17) и/или направляющего устройства (5) изменяемой геометрии турбины регулируют в зависимости от определенных параметров режима торможения двигателем.
RU2012155843A 2011-12-23 2012-12-21 Система дросселирующего устройства для управления и/или регулирования режима торможения двигателем двигателя внутреннего сгорания RU2611548C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ATA1877/2011A AT512332B1 (de) 2011-12-23 2011-12-23 Anordnung einer drosseleinrichtung zum steuern und/oder regeln des motorbremsbetriebs
ATA1877/2011 2011-12-23

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012155843A RU2012155843A (ru) 2014-06-27
RU2611548C2 true RU2611548C2 (ru) 2017-02-28

Family

ID=47018011

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012155843A RU2611548C2 (ru) 2011-12-23 2012-12-21 Система дросселирующего устройства для управления и/или регулирования режима торможения двигателем двигателя внутреннего сгорания

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP2607650A3 (ru)
CN (1) CN103174470B (ru)
AT (1) AT512332B1 (ru)
BR (1) BR102012033043B1 (ru)
RU (1) RU2611548C2 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU212008U1 (ru) * 2022-02-10 2022-07-01 Евгений Алексеевич Юдников Дизельный двигатель военной гусеничной машины, оборудованный турбокомпрессором с изменяемой геометрией турбины

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104595015A (zh) * 2014-12-07 2015-05-06 范光鑫 涡前流体缩放系统
AT516513B1 (de) * 2014-12-15 2016-06-15 MAN Truck & Bus Österreich AG Motorbremsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine sowie Verfahren zum Betreiben einer Motorbremsvorrichtung
US10801419B2 (en) 2016-01-29 2020-10-13 Volvo Truck Corporation Internal combustion engine and a method comprising control of the engine to provide a braking torque
CN109804151B (zh) 2016-10-06 2022-03-29 沃尔沃卡车集团 内燃发动机和用于控制发动机的制动扭矩的方法
DE102017204185A1 (de) * 2017-03-07 2018-09-13 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben eines Abgasturboladers
CN108620553A (zh) * 2018-05-11 2018-10-09 遵义中铂硬质合金有限责任公司 硬质合金坯料成型模具
WO2020065600A1 (en) * 2018-09-28 2020-04-02 Fb Design S.R.L. Improved turbocharger assembly
CN109458278A (zh) * 2018-11-02 2019-03-12 安徽江淮汽车集团股份有限公司 一种egr系统中废气管道的流量调节结构
CN109356711A (zh) * 2018-12-12 2019-02-19 中国北方发动机研究所(天津) 一种可变排气涡轮
CN112648083A (zh) * 2020-12-08 2021-04-13 广汽乘用车有限公司 一种排气压力调节装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4526004A (en) * 1983-10-25 1985-07-02 Holset Engineering Company Limited Exhaust brake valve
DE4008508A1 (de) * 1989-03-21 1990-09-27 Steyr Daimler Puch Ag Wenigstens zweiflutige abgasturbine eines abgasturboladers fuer mehrzylindrige hubkolben-brennkraftmaschinen
US20060230759A1 (en) * 2005-04-13 2006-10-19 Semrau H A Variable geometry turbocharger
EP1762716A1 (de) * 2005-09-07 2007-03-14 BorgWarner Inc. Bremsklappe mit Bypass
RU2404367C2 (ru) * 2005-12-20 2010-11-20 Ман Нутцфарцойге Эстеррайх Аг Устройство для увеличения тормозной мощности многоцилиндрового двигателя внутреннего сгорания транспортного средства во время режима торможения двигателем
RU2010116906A (ru) * 2009-04-29 2011-11-10 Ман Трак Унд Бас Аг (De) Устройство для повышения тормозной мощности многоцилиндрового двигателя внутреннего сгорания транспортного средства в режиме торможения двигателем

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT279275B (de) * 1968-08-07 1970-02-25 Maschf Augsburg Nuernberg Ag Abgasdrossel für Auspuffbremsen an aufgeladenen Verbrennungsmotoren
BE755769A (fr) * 1969-09-04 1971-02-15 Cummins Engine Co Inc Corps de turbine, notamment pour turbo-compresseur a gaz d'echappement
SE7801452L (sv) * 1977-05-04 1978-11-05 Wallace Murray Corp Forfarande for drivning av en turbin
US4138849A (en) * 1977-06-06 1979-02-13 Cummins Engine Company, Inc. Exhaust braking valve
JPS5937228A (ja) * 1982-08-26 1984-02-29 Nissan Motor Co Ltd 可変容量型タ−ボ過給機
JPS6278434A (ja) * 1985-09-30 1987-04-10 Aisin Seiki Co Ltd 可変容量ラジアルタ−ビン過給機
JPH04140425A (ja) * 1990-09-28 1992-05-14 Aisin Seiki Co Ltd ターボチヤージヤ
JP2881518B2 (ja) * 1991-06-10 1999-04-12 株式会社いすゞセラミックス研究所 タービン
JP3725287B2 (ja) * 1996-04-25 2005-12-07 アイシン精機株式会社 可変容量ターボチャージャ
WO2005085615A1 (ja) * 2004-03-09 2005-09-15 Hitachi, Ltd. ラジアルタービン及びそのノズルの冷却方法
ATE353401T1 (de) * 2004-12-30 2007-02-15 Fiat Ricerche Vorrichtung zum erzeugen einer drehbewegung der luftströmung zugeführt an eine aufgeladene brennkraftmaschine
JP4807344B2 (ja) * 2007-10-12 2011-11-02 マツダ株式会社 直列４気筒エンジンの過給装置
JP2010101271A (ja) * 2008-10-24 2010-05-06 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 可変容量タービン
EP2446132A4 (en) * 2009-06-25 2013-07-17 Int Engine Intellectual Prop BRAKE VALVE FOR ENGINE BRAKING

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4526004A (en) * 1983-10-25 1985-07-02 Holset Engineering Company Limited Exhaust brake valve
DE4008508A1 (de) * 1989-03-21 1990-09-27 Steyr Daimler Puch Ag Wenigstens zweiflutige abgasturbine eines abgasturboladers fuer mehrzylindrige hubkolben-brennkraftmaschinen
US20060230759A1 (en) * 2005-04-13 2006-10-19 Semrau H A Variable geometry turbocharger
EP1762716A1 (de) * 2005-09-07 2007-03-14 BorgWarner Inc. Bremsklappe mit Bypass
RU2404367C2 (ru) * 2005-12-20 2010-11-20 Ман Нутцфарцойге Эстеррайх Аг Устройство для увеличения тормозной мощности многоцилиндрового двигателя внутреннего сгорания транспортного средства во время режима торможения двигателем
RU2010116906A (ru) * 2009-04-29 2011-11-10 Ман Трак Унд Бас Аг (De) Устройство для повышения тормозной мощности многоцилиндрового двигателя внутреннего сгорания транспортного средства в режиме торможения двигателем

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU212008U1 (ru) * 2022-02-10 2022-07-01 Евгений Алексеевич Юдников Дизельный двигатель военной гусеничной машины, оборудованный турбокомпрессором с изменяемой геометрией турбины

Also Published As

Publication number Publication date
EP2607650A3 (de) 2018-02-21
RU2012155843A (ru) 2014-06-27
EP2607650A2 (de) 2013-06-26
AT512332A1 (de) 2013-07-15
BR102012033043B1 (pt) 2021-04-27
AT512332B1 (de) 2021-01-15
CN103174470B (zh) 2017-04-12
BR102012033043A2 (pt) 2013-12-17
CN103174470A (zh) 2013-06-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2611548C2 (ru) Система дросселирующего устройства для управления и/или регулирования режима торможения двигателем двигателя внутреннего сгорания
US8210793B2 (en) Radial flow compressor for a turbo-supercharger
US9062594B2 (en) Multi-stage turbocharger system
US7127893B2 (en) Internal combustion engine comprising a compressor in the induction tract
JP5986578B2 (ja) エグゾーストターボチャージャのタービン
US8931456B2 (en) Method and device for engine braking
US8448626B2 (en) Exhaust system for engine braking
US20080000226A1 (en) Method for operating an internal combustion engine having an exhaust gas turbocharger and a power turbine
US20110131976A1 (en) Exhaust gas turbocharger for an internal combustion engine
EP2295769A1 (en) Exhaust system for engine braking
US9995207B2 (en) Multi-stage turbocharger system
US8807929B2 (en) Turbine housing for a supercharger
CN103534461A (zh) 双流涡轮机壳体式涡轮增压器
US7581394B2 (en) Variable nozzle device for a turbocharger
US10054037B2 (en) Multi-stage turbocharger system with bypass flowpaths and flow control valve
CN101849089A (zh) 多级涡轮增压器系统
JP2006097684A (ja) Ｖｔｇタービン段を利用する多段ターボ過給装置
JP2014510222A (ja) エグゾーストターボチャージャ用のタービン、並びにそのようなタービンを備えるエグゾーストターボチャージャ
JP2009534569A (ja) 調節可能なタービン形状と羽根保持リングの圧力補償開口部を有するターボチャージャ
US20150240656A1 (en) Exhaust gas turbine and method of controlling the turbine
JP5664595B2 (ja) ターボチャージャ
RU2544640C2 (ru) Способ и устройство для управления эффективностью работы турбины
JP2004204842A (ja) 排気ガスターボチャージャと製造方法
CN110685795B (zh) 用于运行机动车的方法和机动车
WO2010151391A1 (en) Brake valve for engine braking