RU2617629C1 - Двигатель внутреннего сгорания - Google Patents
Двигатель внутреннего сгорания Download PDFInfo
- Publication number
- RU2617629C1 RU2617629C1 RU2015156523A RU2015156523A RU2617629C1 RU 2617629 C1 RU2617629 C1 RU 2617629C1 RU 2015156523 A RU2015156523 A RU 2015156523A RU 2015156523 A RU2015156523 A RU 2015156523A RU 2617629 C1 RU2617629 C1 RU 2617629C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- damper
- exhaust
- recirculation
- turbine
- recirculation channel
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
- F02M26/02—EGR systems specially adapted for supercharged engines
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D21/00—Controlling engines characterised by their being supplied with non-airborne oxygen or other non-fuel gas
- F02D21/06—Controlling engines characterised by their being supplied with non-airborne oxygen or other non-fuel gas peculiar to engines having other non-fuel gas added to combustion air
- F02D21/08—Controlling engines characterised by their being supplied with non-airborne oxygen or other non-fuel gas peculiar to engines having other non-fuel gas added to combustion air the other gas being the exhaust gas of engine
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
- F02M26/02—EGR systems specially adapted for supercharged engines
- F02M26/04—EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
- F02M26/05—High pressure loops, i.e. wherein recirculated exhaust gas is taken out from the exhaust system upstream of the turbine and reintroduced into the intake system downstream of the compressor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
- F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
- F02M26/17—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories in relation to the intake system
- F02M26/21—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories in relation to the intake system with EGR valves located at or near the connection to the intake system
Abstract
Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания с газотурбинным наддувом, в которых применяется рециркуляция отработавших газов. Двигатель внутреннего сгорания содержит турбокомпрессор (9), впускной трубопровод (2) для прохода воздуха от компрессора (1) турбокомпрессора к впускному клапану (5), выпускной трубопровод (7) для прохода выпускных газов от выпускного клапана (6) к турбине (8) турбокомпрессора (9) и рециркуляционный канал (10), содержащий позиционируемую заслонку (11) и теплообменник (12) охлаждения рециркулирующих газов. В рециркуляционном канале (10) перед позиционируемой заслонкой (11) дополнительно установлена двухпозиционная заслонка (13). На участке (14) рециркуляционного канала между позиционируемой заслонкой (11) и впускным клапаном (5) расположена двухпозиционная заслонка (15). На участке (16) рециркуляционного канала между позиционируемой заслонкой (11) и входом (18) в компрессор (1) расположена двухпозиционная заслонка (17). В выпускном трубопроводе (7) после турбины (8) установлена дополнительная позиционируемая заслонка (20). Для сообщения участка выпускного трубопровода, расположенного между турбиной (8) и дополнительной позиционируемой заслонкой (20), с участком рециркуляционного канала, расположенным между позиционируемой заслонкой (11) и двухпозиционной заслонкой 13, двигатель содержит двухпозиционную заслонку (21). Технический результат заключается в улучшении компактности двигателя и в сокращение выбросов оксидов азота. 4 ил.
Description
Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания с газотурбинным наддувом, в которых применяется рециркуляция отработавших и/или выпускных газов из выпускного клапана в цилиндр двигателя через впускной клапан.
Отработавшими газами называются газы после выхода из турбины турбокомпрессора. Выпускными газами называются газы на выходе из выпускного клапана двигателя до входа в турбину турбокомпрессора.
Известны двигатели внутреннего сгорания, в которых осуществляются различные схемы рециркуляции отработавших или выпускных газов. В патентах США №6141959 (опубл. 07.11.2000 г.) и №9002622 (опубл. 07.04.2015 г.) рециркуляцию выпускных газов осуществляют по внутреннему контуру между выпускным и впускным коллекторами, где давление газов при турбонаддуве значительно выше атмосферного. В международной заявке ВОИС №2013017524 (опубл. 07.02.2013 г.), а также в патенте США №8443789 (опубл. 21.05.2013 г.) рециркуляцию отработавших газов осуществляют по внешнему контуру, а именно из выпускной системы транспортного средства через впускной патрубок компрессора турбокомпрессора при давлении газов, близком к атмосферному. Однако использование в двигателе турбонаддува в сочетании только с внешним контуром рециркуляции отработавших газов или только с внутренним контуром рециркуляции выпускных газов сужает возможности и понижает эффективность использования двигателя внутреннего сгорания.
В качестве ближайшего аналога (прототипа) принят двигатель внутреннего сгорания, представленный в международной заявке ВОИС №2007064949, опубликованной 07.06.2007 г. Этот двигатель внутреннего сгорания содержит турбокомпрессор, впускной трубопровод для прохода воздуха от компрессора турбокомпрессора к впускному клапану, выпускной трубопровод для прохода выпускных газов от выпускного клапана к турбине турбокомпрессора, рециркуляционный канал, содержащий позиционируемую заслонку и теплообменник охлаждения рециркулирующих газов. В этом двигателе подают часть отработавших газов, поступающих с выхода турбины турбокомпрессора, на вход в компрессор, а часть выпускных газов - из выпускного коллектора во впускной коллектор, при этом рециркуляция газов происходит по различным контурам через отдельные теплообменники охлаждения рециркулирующих газов и позиционируемые заслонки. Однако использование многоконтурных систем рециркуляции газов с двумя и более теплообменниками охлаждения рециркулирующих газов, увеличивающих габариты и массу двигателя и его мотоотсека, сужает возможности и понижает эффективность использования двигателя внутреннего сгорания.
При создании двигателя внутреннего сгорания решалась задача совмещения участков контуров рециркуляции для обеспечения возможности прохождения рециркулирующих газов через общий для всех контуров рециркуляции теплообменник охлаждения рециркулирующих газов.
Технический результат, обеспечиваемый заявленным изобретением, заключается в повышении эффективности работы двигателя, его компактности, сокращении выбросов оксидов азота и улучшении топливной экономичности путем расширения возможностей использования рециркулирующих газов.
Указанный технический результат достигается тем, что двигатель внутреннего сгорания, содержащий турбокомпрессор, впускной трубопровод для прохода воздуха от компрессора турбокомпрессора к впускному клапану, выпускной трубопровод для прохода выпускных газов от выпускного клапана к турбине турбокомпрессора, рециркуляционный канал, содержащий позиционируемую заслонку и теплообменник охлаждения рециркулирующих газов, содержит дополнительно двухпозиционную заслонку, расположенную в рециркуляционном канале перед позиционируемой заслонкой, двухпозиционную заслонку, расположенную на участке рециркуляционного канала между упомянутой позиционируемой заслонкой и впускным клапаном, двухпозиционную заслонку, расположенную на участке рециркуляционного канала между упомянутой позиционируемой заслонкой и входом в компрессор, дополнительную позиционируемую заслонку, расположенную в выпускном трубопроводе после турбины, двухпозиционную заслонку для сообщения участка выпускного трубопровода, расположенного между турбиной и дополнительной позиционируемой заслонкой, с участком рециркуляционного канала, расположенным между упомянутой позиционируемой заслонкой и расположенной перед ней двухпозиционной заслонкой.
При таком выполнении двигателя внутреннего сгорания, снабженного турбокомпрессором, совмещены участки контуров рециркуляции, что обеспечивает возможность прохождения рециркулирующих газов через общий для всех контуров рециркуляции теплообменник охлаждения рециркулирующих газов. Это совмещение участков контуров рециркуляции повышает эффективность работы двигателя и его компактность, при этом сокращаются выбросы оксидов азота и улучшается топливная экономичность двигателя.
На фигуре 1 показан двигатель внутреннего сгорания с расположением его заслонок в первой позиции.
На фигуре 2 показан двигатель внутреннего сгорания с расположением его заслонок во второй позиции.
На фигуре 3 показан двигатель внутреннего сгорания с расположением его заслонок в третьей позиции.
На фигуре 4 показан двигатель внутреннего сгорания с расположением его заслонок в четвертой позиции.
Двигатель внутреннего сгорания, показанный на фигурах 1-4, содержит компрессор 1, осуществляющий подачу сжатого воздуха или его смеси с рециркулирующими газами по впускному трубопроводу 2 через теплообменник 3 охлаждения наддувочного воздуха и позиционируемую заслонку 4 к впускному клапану 5 двигателя.
С выпускным клапаном 6 двигателя сообщен выпускной трубопровод 7 для прохода выпускных газов к турбине 8 турбокомпрессора 9, осуществляющей привод компрессора 1. С выпускным трубопроводом 7 сообщен рециркуляционный канал 10, содержащий позиционируемую заслонку 11, теплообменник 12 охлаждения рециркулирующих газов, расположенный в канале 10 после заслонки 11, и двухпозиционную заслонку 13, расположенную перед позиционируемой заслонкой 11. На участке 14 рециркуляционного канала установлена двухпозиционная заслонка 15, сообщающая рециркуляционный канал с впускным клапаном 5. На другом участке 16 рециркуляционного канала установлена двухпозиционная заслонка 17, сообщающая рециркуляционный канал со входом 18 в компрессор 1 турбокомпрессора 9.
В выпускном трубопроводе на выходе 19 из турбины 8 расположена дополнительная позиционируемая заслонка 20. Участок выпускного трубопровода, расположенный между выходом 19 из турбины 8 и дополнительной позиционируемой заслонкой 20, сообщен с участком рециркуляционного канала 10, расположенным между позиционируемой заслонкой 11 и двухпозиционной заслонкой 13, посредством двухпозиционной заслонки 21, установленной в канале 22 подачи части отработавших газов от турбины 8.
Позиционируемые заслонки 4, 11, 20 имеют электропневматические приводы 23, подключенные к электронному блоку 24 управления двигателем. К этому же блоку подключены приводы 25, изменяющие положение двухпозиционных заслонок 13, 15, 17 и 21.
Взаимодействие и порядок работы заслонок в двигателе внутреннего сгорания осуществляется следующим образом.
На ряде режимов, например, при неработающем двигателе все три контура рециркуляции газов блокируются. Позиционируемая заслонка 11, двухпозиционные заслонки 13, 15, 17, 21 - все закрыты. Заслонки 4, 20, установленные для усиления рециркуляционных перепадов, либо полностью открыты, либо позиционируются в зависимости от условий работы двигателя (фигура 1).
На режимах малых нагрузок при низких и средних частотах вращения двигателя работает внутренний контур рециркуляции (фигура 2). Двухпозиционные заслонки 13, 15 полностью открыты, а двухпозиционные заслонки 17, 21 полностью закрыты. Позиционируемая заслонка 11 и заслонка 4 усиления рециркуляционного перепада находятся в одном из позиционируемых положений. Заслонка 20 полностью открыта либо находится в одном из позиционируемых положений. При этом выпускные газы высокого давления подаются из выпускного коллектора во впускной коллектор.
На режимах больших нагрузок при тех же частотах вращения двигателя работает внешний контур рециркуляции газов (фигура 3). Двухпозиционные заслонки 17, 21 полностью открыты, а двухпозиционные заслонки 13, 15 полностью закрыты. Позиционируемая заслонка 11 и заслонка 20 усиления рециркуляционного перепада находятся в одном из позиционируемых положений. Заслонка 4 либо полностью открыта, либо находится в одном из позиционируемых положений. При этом отработавшие газы низкого давления подаются с выхода 19 турбины 8 турбокомпрессора 9 на вход 18 компрессора 1. Данный тип рециркуляции используется также на режиме разгона двигателя.
На режимах средних нагрузок при всех частотах вращения двигателя, а также на режимах больших и малых нагрузок при высокой частоте вращения двигателя работает смешанный контур рециркуляции (фигура 4). Двухпозиционные заслонки 13, 17 полностью открыты, при этом двухпозиционные заслонки 15, 21 полностью закрыты. Заслонки 4, 11 находятся в одном из позиционируемых положений. Заслонка 20 либо полностью открыта, либо может находиться в одном из позиционируемых положений. При этом выпускные газы высокого давления подаются из выпускного коллектора через позиционируемую заслонку 11 и двухпозиционную заслонку 17, установленные в рециркуляционном канале 10, на вход 18 компрессора 1.
Позиционирование всех заслонок отслеживают по сигналам с датчиков положения электропневматических приводов 23, 25 и осуществляют электронным блоком 24 управления в поле многопараметровой характеристики двигателя - карты двигателя - в зависимости от сигналов с датчиков частоты вращения коленчатого вала двигателя, нагрузки, детонации, температуры охлаждающей жидкости, расхода воздуха, давления и температуры наддувочного воздуха.
Таким образом, снабдив двигатель внутреннего сгорания двухпозиционной заслонкой, расположенной в рециркуляционном канале перед позиционируемой заслонкой, двухпозиционной заслонкой, расположенной на участке рециркуляционного канала между упомянутой позиционируемой заслонкой и впускным клапаном, двухпозиционной заслонкой, расположенной на участке рециркуляционного канала между упомянутой позиционируемой заслонкой и входом в компрессор, дополнительной позиционируемой заслонкой, расположенной в выпускном трубопроводе после турбины, двухпозиционной заслонкой для сообщения участка выпускного трубопровода, расположенного между турбиной и дополнительной позиционируемой заслонкой, с участком рециркуляционного канала, расположенным между упомянутой позиционируемой заслонкой и расположенной перед ней двухпозиционной заслонкой, обеспечено совмещение участков контуров рециркуляции и прохождение рециркулирующих газов через общий для всех контуров рециркуляции теплообменник охлаждения рециркулирующих газов.
В результате такого усовершенствования повышается эффективность работы двигателя внутреннего сгорания, его компактность, сокращаются выбросы оксидов азота в атмосферу и улучшается топливная экономичность двигателя.
Claims (1)
- Двигатель внутреннего сгорания, содержащий турбокомпрессор, впускной трубопровод для прохода воздуха от компрессора турбокомпрессора к впускному клапану, выпускной трубопровод для прохода выпускных газов от выпускного клапана к турбине турбокомпрессора, рециркуляционный канал, содержащий позиционируемую заслонку и теплообменник охлаждения рециркулирующих газов, отличающийся тем, что он содержит двухпозиционную заслонку, расположенную в рециркуляционном канале перед позиционируемой заслонкой, двухпозиционную заслонку, расположенную на участке рециркуляционного канала между упомянутой позиционируемой заслонкой и впускным клапаном, двухпозиционную заслонку, расположенную на участке рециркуляционного канала между упомянутой позиционируемой заслонкой и входом в компрессор, дополнительную позиционируемую заслонку, расположенную в выпускном трубопроводе после турбины, двухпозиционную заслонку для сообщения участка выпускного трубопровода, расположенного между турбиной и дополнительной позиционируемой заслонкой, с участком рециркуляционного канала, расположенным между упомянутой позиционируемой заслонкой и расположенной перед ней двухпозиционной заслонкой.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015156523A RU2617629C1 (ru) | 2015-12-29 | 2015-12-29 | Двигатель внутреннего сгорания |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015156523A RU2617629C1 (ru) | 2015-12-29 | 2015-12-29 | Двигатель внутреннего сгорания |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2617629C1 true RU2617629C1 (ru) | 2017-04-25 |
Family
ID=58643374
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015156523A RU2617629C1 (ru) | 2015-12-29 | 2015-12-29 | Двигатель внутреннего сгорания |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2617629C1 (ru) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1420159A2 (en) * | 2002-11-15 | 2004-05-19 | Isuzu Motors Limited | EGR system for internal combustion engine provided with a turbo-charger |
| US20100250103A1 (en) * | 2009-03-27 | 2010-09-30 | Mazda Motor Corporation | Control of internal combustion engine |
| RU2013120203A (ru) * | 2010-10-05 | 2014-11-20 | Рено С.А.С. | Способ определения степени подачи выхлопных газов, рециркулируемых на вход цилиндра двигателя внутреннего сгорания, и двигатель, в котором применяют указанный способ |
| RU2537660C1 (ru) * | 2013-11-07 | 2015-01-10 | Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | Способ регулирования двигателя внутреннего сгорания |
| RU152556U1 (ru) * | 2013-08-13 | 2015-06-10 | ФОРД ГЛОУБАЛ ТЕКНОЛОДЖИЗ, ЭлЭлСи | Система транспортного средства |
| RU2569124C2 (ru) * | 2010-08-10 | 2015-11-20 | Форд Глобал Технолоджис, ЛЛК | Способ и система управления рециркуляцией отработавших газов |
-
2015
- 2015-12-29 RU RU2015156523A patent/RU2617629C1/ru active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1420159A2 (en) * | 2002-11-15 | 2004-05-19 | Isuzu Motors Limited | EGR system for internal combustion engine provided with a turbo-charger |
| US20100250103A1 (en) * | 2009-03-27 | 2010-09-30 | Mazda Motor Corporation | Control of internal combustion engine |
| RU2569124C2 (ru) * | 2010-08-10 | 2015-11-20 | Форд Глобал Технолоджис, ЛЛК | Способ и система управления рециркуляцией отработавших газов |
| RU2013120203A (ru) * | 2010-10-05 | 2014-11-20 | Рено С.А.С. | Способ определения степени подачи выхлопных газов, рециркулируемых на вход цилиндра двигателя внутреннего сгорания, и двигатель, в котором применяют указанный способ |
| RU152556U1 (ru) * | 2013-08-13 | 2015-06-10 | ФОРД ГЛОУБАЛ ТЕКНОЛОДЖИЗ, ЭлЭлСи | Система транспортного средства |
| RU2537660C1 (ru) * | 2013-11-07 | 2015-01-10 | Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | Способ регулирования двигателя внутреннего сгорания |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107654314B (zh) | 发动机系统 | |
| US10094337B2 (en) | Dual path cooled exhaust gas recirculation for turbocharged gasoline engines | |
| US8297053B2 (en) | Exhaust system having parallel asymmetric turbochargers and EGR | |
| US6216459B1 (en) | Exhaust gas re-circulation arrangement | |
| US8096124B2 (en) | Exhaust system having parallel asymmetric turbochargers and EGR | |
| CN102200050B (zh) | 用于将空气引导入发动机的系统 | |
| US8297054B2 (en) | Exhaust system having turbo-assisted high-pressure EGR | |
| US9163554B2 (en) | Air intake apparatus for internal combustion engine | |
| US20100024414A1 (en) | Turbocharger having balance valve, wastegate, and common actuator | |
| US20090000296A1 (en) | Turbocharger having divided housing with integral valve | |
| US20090255251A1 (en) | Exhaust gas recirculation system for an internal combustion engine | |
| US20100146965A1 (en) | Engine system having multi-stage turbocharging and exhaust gas recirculation | |
| US20070000248A1 (en) | Air induction system having bypass flow control | |
| US9121338B1 (en) | Two-stage turbocharger system for internal combustion engines featuring cylinder deactivation | |
| US9732668B2 (en) | Discharge valve and associated device | |
| US8201405B2 (en) | Crossover exhaust duct with front inside passage and rear outside passage | |
| US7448368B2 (en) | Exhaust gas recirculation system for an internal combustion engine | |
| US7584748B2 (en) | Exhaust gas recirculation system for an internal combustion engine | |
| US10458370B2 (en) | Apparatus and method for exhaust gas recirculation | |
| US10215086B2 (en) | Exhaust gas recirculation system for an internal combustion engine and method for operating such an exhaust gas recirculation system | |
| US10480366B2 (en) | Throttled PCV system for an engine | |
| US6851415B2 (en) | System for exhaust/crankcase gas recirculation | |
| RU2617629C1 (ru) | Двигатель внутреннего сгорания | |
| RU2537660C1 (ru) | Способ регулирования двигателя внутреннего сгорания | |
| KR20120059928A (ko) | 불꽃점화기관의 배기가스 재순환 장치 |