SE1250994A1 - Super turbo compressor which has a fixed high speed gearbox and a continuously variable transmission - Google Patents

Super turbo compressor which has a fixed high speed gearbox and a continuously variable transmission Download PDF

Info

Publication number
SE1250994A1
SE1250994A1 SE1250994A SE1250994A SE1250994A1 SE 1250994 A1 SE1250994 A1 SE 1250994A1 SE 1250994 A SE1250994 A SE 1250994A SE 1250994 A SE1250994 A SE 1250994A SE 1250994 A1 SE1250994 A1 SE 1250994A1
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
engine
turbine
compressor
exhaust gases
super
Prior art date
Application number
SE1250994A
Other languages
Swedish (sv)
Inventor
Ed Vandyne
Barry T Brinks
Michael B Riley
Jared William Brown
Original Assignee
Vandyne Super Turbo Inc
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 Vandyne Super Turbo Inc filed Critical Vandyne Super Turbo Inc
Publication of SE1250994A1 publication Critical patent/SE1250994A1/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/02EGR systems specially adapted for supercharged engines
    • F02M26/08EGR systems specially adapted for supercharged engines for engines having two or more intake charge compressors or exhaust gas turbines, e.g. a turbocharger combined with an additional compressor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B33/00Engines characterised by provision of pumps for charging or scavenging
    • F02B33/44Passages conducting the charge from the pump to the engine inlet, e.g. reservoirs
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/013Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust with exhaust-driven pumps arranged in series
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/04Engines with exhaust drive and other drive of pumps, e.g. with exhaust-driven pump and mechanically-driven second pump
    • F02B37/10Engines with exhaust drive and other drive of pumps, e.g. with exhaust-driven pump and mechanically-driven second pump at least one pump being alternatively or simultaneously driven by exhaust and other drive, e.g. by pressurised fluid from a reservoir or an engine-driven pump
    • F02B37/105Engines with exhaust drive and other drive of pumps, e.g. with exhaust-driven pump and mechanically-driven second pump at least one pump being alternatively or simultaneously driven by exhaust and other drive, e.g. by pressurised fluid from a reservoir or an engine-driven pump exhaust drive and pump being both connected through gearing to engine-driven shaft
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B39/00Component parts, details, or accessories relating to, driven charging or scavenging pumps, not provided for in groups F02B33/00 - F02B37/00
    • F02B39/02Drives of pumps; Varying pump drive gear ratio
    • F02B39/04Mechanical drives; Variable-gear-ratio drives
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/02EGR systems specially adapted for supercharged engines
    • F02M26/09Constructional details, e.g. structural combinations of EGR systems and supercharger systems; Arrangement of the EGR and supercharger systems with respect to the engine
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Supercharger (AREA)
  • Friction Gearing (AREA)
  • Control Of Transmission Device (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

SUPER-TURBOKOMPRESSOR SOM HAR EN FAST HÖGHASTIGHETSVÄXEL OCH EN. KONTINUERLIGT VARIABEL TRANSMISSION. En super-turbokompressor som använder en fast höghastighetsväxel som är förbundet med en kontinuerligt variabel transmission för att medge funktion vid hög hastighet tillhandahålles. En fast höghastighetsväxel används för att ge hastighetsminskning från turbinaxeln med hög hastighet. En andra växel ger oändligt variabla hastighetsförhållanden med en kontinuerligt variabel transmission. Atercirkulering av gas o super-turbokomressorn också offentliggörs.Figur 1SUPER TURBO COMPRESSOR WHICH HAS A FIXED HIGH SPEED SWITCH AND ONE. CONTINUOUS VARIABLE TRANSMISSION. A super-turbocharger using a fixed high speed gearbox connected to a continuously variable transmission to allow high speed operation is provided. A fixed high-speed gearbox is used to provide speed reduction from the high-speed turbine shaft. A second gear provides infinitely variable speed ratios with a continuously variable transmission. Gas recirculation and the super-turbocharger are also published. Figure 1

Description

WO 2011/096936 PCTHJS 2010/23398 börjar ge mer energi än det krävs för att driva kompressorn, så återvinner super- turbokompressom den överflödiga energin genom att anbringa den extra kraften på kolvmotorn, vanligen via vevaxeln. Resultatet är att super-turbokompressom ger fördelarna både med låg hastighet och högt vridmoment och det ytterligare värdet av hög hastighet med många hästkrafter, allt från ett system. WO 2011/096936 PCTHJS 2010/23398 starts to provide more energy than is required to drive the compressor, then the super-turbocharger recovers the excess energy by applying the extra power to the piston engine, usually via the crankshaft. The result is that the super-turbocharger provides the benefits of both low speed and high torque and the added value of high speed with many horsepower, all from one system.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN SUMMARY OF THE INVENTION

[0004] Ett utförande av den aktuella uppfinningen kan därför omfatta en super-turbokompressor som är förbunden med en motor, omfattande: en turbin som alstrar turbinrotationens mekaniska energi alstrad av turbinen från entalpin i avgaserna som produceras av motorn; en kompressor som komprimerar inkommande luft och tillhandahåller komprimerad luft till motorn som gensvar till turbinrotationens mekaniska energi alstrad av turbinen och motorrotationens mekaniska energi överförd från motom; en axel som har änd-delar som är förbundna med turbinen och kompressorn, och en central del som har en yta drivande mot axeln; en friktionsdrivenhet placerad runt den centrala delen av axeln, friktionsdrivenheten innefattande: ett flertal planetväxlar som har ett flertal planetväxeldrivytor som är förbundna med axelns drivyta så att ett första flertal av drivkopplingar finns mellan ett flertal planetväxeldrivytor och axelns drivande yta; en ringvals som roteras av ett flertal av planetväxlama genom ett andra flertal drivande förbindelser; en kontinuerligt variabel transmission som är mekaniskt kopplad till friktionsdrivenheten och till motom, som överför turbinrotationens mekaniska energi till motom och motorrotationens mekaniska energi till super-turbokompressorn vid motoms arbetshastighet. An embodiment of the present invention may therefore comprise a super-turbocharger connected to an engine, comprising: a turbine which generates the mechanical energy of the turbine rotation generated by the turbine from enthalpy in the exhaust gases produced by the engine; a compressor that compresses incoming air and provides compressed air to the engine in response to the mechanical energy of the turbine rotation generated by the turbine and the mechanical energy of the engine rotation transmitted from the engine; a shaft having end portions connected to the turbine and compressor, and a central portion having a surface driving against the shaft; a friction drive unit located around the central part of the shaft, the friction drive unit comprising: a plurality of planetary gears having a plurality of planetary gear drive surfaces connected to the drive surface of the shaft so that a first number of drive couplings are located between a plurality of planetary gear drive surfaces and the shaft driving surface; a ring roller rotated by a plurality of planetary gears through a second plurality of driving connections; a continuously variable transmission which is mechanically coupled to the friction drive unit and to the engine, which transmits the mechanical energy of the turbine rotation to the engine and the mechanical energy of the engine rotation to the super-turbocharger at the operating speed of the engine.

[0005] Ett utförande av den aktuella uppfinningen kan dessutom omfatta en metod för att överföra mekanisk rotationsenergi mellan super-turbokompressom och en motor, innefattande: att alstra turbinrotationens mekaniska energi från entalpin i avgasema som produceras av motom; komprimera luftintagets luft för att tillhandahålla komprimerad luft till motom som gensvar till att turbinrotationens mekaniska energi som alstras av turbinen och motorrotationens mekaniska energi alstrad av motom; tillhandahållande av en axel som har änd-delar som förbundna med turbinen och kompressorn, och en central del som har en drivyta för axeln; WO 2011/096936 PCTHJS 2010/23398 mekaniskt förbindande av friktionsdrivenheten till axelns drivyta; placering av ett flertal drivytor för planetväxlar i kontakt med axelns drivyta så att ett flertal av planetvalsars drivytor, så att ett flertal första drivförbindelser skapas mellan ett flertal planetvalsar så att ett flertal andra drivförbindelser skapas mellan ett flertal planetvalsar och ringvalsen; mekanisk koppling av en kontinuerligt variabel växellåda till friktionsdrivenheten och till motorn för att överföra turbinrotationens mekaniska energi till motorn och motorrotationens mekaniska energi till super- turbokompressorn vid motorns arbetshastigheter. An embodiment of the present invention may further comprise a method of transferring mechanical rotational energy between the super-turbocharger and an engine, comprising: generating the mechanical energy of the turbine rotation from enthalpy in the exhaust gases produced by the engine; compressing the air intake air to provide compressed air to the engine in response to the mechanical energy of the turbine rotation generated by the turbine and the mechanical energy of the engine rotation generated by the engine; providing a shaft having end portions connected to the turbine and compressor, and a central portion having a drive surface for the shaft; WO 2011/096936 PCTHJS 2010/23398 mechanical connection of the friction drive unit to the drive surface of the shaft; placing a plurality of planetary gear drive surfaces in contact with the shaft drive surface so that a plurality of planetary roller drive surfaces so that a plurality of first drive connections are created between a plurality of planetary rollers so that a plurality of other drive connections are created between a plurality of planetary rollers and the ring roller; mechanical coupling of a continuously variable gearbox to the friction drive unit and to the engine to transmit the mechanical energy of the turbine rotation to the engine and the mechanical energy of the engine rotation to the super-turbocharger at the operating speeds of the engine.

[0006] Ett utförande av den aktuella uppfinningen kan dessutom innefatta en metod att underlätta avgascirkulation i en explosionsmotor med super-turbokompressor innefattande: tillhandahållande av ett avgasuttag för högt tryck med en annan på förhand fastställd storlek i explosionsmotorn; tillhandahållande av ett avgasuttag med lågt tryck med en andra på förhand fastställd storlek i explosionsmotorn, denna andra på förhand fastställda storlek är väsentligt större än den första förhandsbestämda storleken; att förse en super-turbokompressor med åtminstone en första andel avgaser under högt tryck från avgasuttaget för högt tryck; tillhandahållande av åtminstone en andra andel avgaser under högt tryck från avgasuttaget för högt tryck till ett ingångsgrenrör på explosionsmotorn; att driva en super-turbokompressor med avgaser med lågt tryck från avgasuttaget för lågt tryck; tillhandahållande av komprimerad luft från en utgång hos kompressorn för lågt tryck till luftintaget för högtryckskompressom, med ett på förhand definierat tryck, till explosionsmotorns ingångsgrenrör; att öppna avgasernas högtrycksuttag när trycket i detta är högre än det på förhand fastställda trycket så att den andra delen av avgaser under högtryck recirkulerar genom explosionsmotorn. An embodiment of the present invention may further comprise a method of facilitating exhaust gas circulation in an explosion engine with a super-turbocharger comprising: providing a high pressure exhaust outlet with a different predetermined size in the explosion engine; providing a low pressure exhaust outlet with a second predetermined size in the explosion engine, this second predetermined size being substantially larger than the first predetermined size; providing a super-turbocharger with at least a first proportion of high pressure exhaust gases from the high pressure exhaust outlet; providing at least a second proportion of high pressure exhaust gases from the high pressure exhaust outlet to an inlet manifold on the explosion engine; operating a low-pressure super-turbocharger from the low-pressure exhaust outlet; providing compressed air from an outlet of the low pressure compressor to the air inlet of the high pressure compressor, at a predefined pressure, to the inlet manifold of the explosion engine; to open the high-pressure outlet of the exhaust gases when the pressure therein is higher than the predetermined pressure so that the other part of the exhaust gases under high pressure recirculates through the explosion engine.

[0007] Ett utförande av den aktuella uppfinningen kan dessutom innefatta en metod för att underlätta för avgaser att recirkulera i en explosionsmotor med super-turbokompressor, innefattande: tillhandahållande av ett avgasuttag med högt tryck med en första på förhand fastställd storlek i explosionsmotorn; tillhandahållande av ett avgasuttag av en andra på förhand bestämd storlek i en explosionsmotor, denna andra på förhand bestämda storlek väsentligt större än den första på förhand bestämda storleken; att driva en super-turbokompressor med avgaser med högt tryck från avgasutloppet för högt tryck; att driva en super-turbokompressor för lågt tryck med avgaser med lägre tryck från avgasutloppet för lågt tryck; tillhandahållande av komprimerad luft från kompressorn för lågt tryck till ett luftintag för högtryckskompressorn; WO 2011/096936 PCTHJS 2010/23398 tillhandahållande av komprimerad luft högtryckskompressoms utlopp, vid ett på förhand bestämt tryck, till ett ingångsgrenrör för explosionsmotorn; ledande av avgaser med högt tryck från ett utlopp på super-turbokompressom för högt tryck till ett intagsgrenrör för explosionsmotorn; att öppna avgasuttaget för högt tryck när trycket i avgasuttaget för högt tryck är större än det förutbestämda trycket så att avgaserna med högt tryck från utloppet från super-turbokompressorn recirkulerar genom explosionsmotorn. An embodiment of the present invention may further comprise a method of facilitating exhaust gases to be recirculated in an explosion engine with super-turbocharger, comprising: providing a high pressure exhaust outlet having a first predetermined size in the explosion engine; providing an exhaust outlet of a second predetermined size in an explosion engine, this second predetermined size substantially larger than the first predetermined size; operating a super-turbocharger with high-pressure exhaust gases from the high-pressure exhaust outlet; operating a low pressure super-turbocharger with lower pressure exhaust from the low pressure exhaust outlet; providing compressed air from the low pressure compressor to an air intake for the high pressure compressor; WO 2011/096936 PCTHJS 2010/23398 providing compressed air outlet of the high pressure compressor, at a predetermined pressure, to an inlet manifold for the explosion engine; conducting high-pressure exhaust gases from an outlet on the high-pressure super-turbocharger to an intake manifold for the explosion engine; to open the high-pressure exhaust outlet when the pressure in the high-pressure exhaust outlet is greater than the predetermined pressure so that the high-pressure exhaust gases from the outlet of the super-turbocharger recirculate through the explosion engine.

[0008] Ett utförande av den aktuella uppfinningen kan dessutom innefatta en metod för att underlätta recirkulering av avgaser i en explosionsmotor med super-turbokompressor, innefattande: tillhandahållande av ett avgasutlopp med högt tryck med en första på förhand bestämd storlek; tillhandahållande av ett avgasutlopp med lågt tryck med en andra på förhand fastställd storlek i explosionsmotorn, där den andra på förhand bestämda storleken är väsentligt större än den första på förhand bestämda storleken, tillhandahållande av avgaser med högt tryck från ett avgasutlopp med högt tryck till ett inloppsgrenrör för explosionsmotorn; att driva en super-turbokompressor för lågt tryck med avgaser med lägre tryck från avloppsutloppet från ett avgasutlopp för lågt tryck; tillhandahållandet av komprimerad luft från ett utlopp från kompressorn för lågt tryck, vid ett på förhand fastställt tryck, till ett inloppsgrenrör för explosionsmotorn; att öppna avloppsuttaget för högt tryck när trycket i avloppsuttaget för högt tryck är större än det förutbestämda trycket så att den andra delen av högtrycksavgasema recirkulerar genom explosionsmotorn.An embodiment of the present invention may further comprise a method for facilitating exhaust gas recirculation in a super-turbocharger explosion engine, comprising: providing a high pressure exhaust outlet having a first predetermined size; providing a low pressure exhaust outlet having a second predetermined size in the explosion engine, the second predetermined size being substantially larger than the first predetermined size, providing high pressure exhaust gases from a high pressure exhaust outlet to an inlet manifold; for the explosion engine; operating a low-pressure super-turbocharger with lower-pressure exhaust gases from the exhaust outlet of a low-pressure exhaust outlet; the supply of compressed air from an outlet of the low pressure compressor, at a predetermined pressure, to an inlet manifold for the explosion engine; to open the high pressure drain outlet when the pressure in the high pressure drain outlet is greater than the predetermined pressure so that the other part of the high pressure exhaust gases recirculates through the explosion engine.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[0009] Figur 1 är en illustration från sidan av ett utförande av super-turbokompressorn. Figure 1 is a side illustration of an embodiment of the super-turbocharger.

[0010] Figur 2 är en genomskinlig isometrisk vy av utförandet av super-turbokompressorn i Figur 1. Figure 2 is a transparent isometric view of the embodiment of the super-turbocharger in Figure 1.

[0011] Figur 3A är en genomskinlig vy från sidan av ett utförande av super-turbokompressorn illustrerad i Figurema l och 2. Figure 3A is a transparent side view of an embodiment of the super-turbocharger illustrated in Figures 1 and 2.

[0012] Figur 3B är en vy med delar bortskurna av ett annat utförande av super- turbokompressorn.Figure 3B is a view with parts cut away of another embodiment of the super-turbocharger.

WO 2011/096936 PCTHJS 2010/23398 WO 2011/096936 PCTHJS 2010/23398

[0013] Figur 3C är en genomskinlig bild från sidan av modifikationer av utförandet av super- turbokompressorn illustrerad i figurerna 1, 2 och 3A. Figure 3C is a transparent side view of modifications of the design of the super-turbocharger illustrated in Figures 1, 2 and 3A.

[0014] Figurerna 4-9 är diverse ritningar av en super-turbokompressor som använder ett utförande med en multi-diameters planetväxeldrivare. Figures 4-9 are various drawings of a super-turbocharger using an embodiment with a multi-diameter planetary gear driver.

[0015] Figur 10 är en illustration av ett annat utförande av friktionsdrivenhet för hög hastighet. Figure 10 is an illustration of another embodiment of a high speed friction drive unit.

[0016] Figurerna 11 och 12 är illustrationer av ett utförande av en drivande kontinuerligt variabel växellåda. Figures 11 and 12 are illustrations of an embodiment of a driving continuously variable gearbox.

[0017] Figur 13 är en vy med delar bortskurna av ett annat utförande. Figure 13 is a view with parts cut away of another embodiment.

[0018] Figur 14A är en schematisk vy av ett annat utförande av en gasrecirkuleringsanordning med super-turbokompressor. Figure 14A is a schematic view of another embodiment of a gas recirculation device with super-turbocharger.

[0019] Figur 14B är en schematisk vy av ett annat utförande av en gasrecirkuleringsanordning med super-turbokompressor. Figure 14B is a schematic view of another embodiment of a gas recirculation device with super-turbocharger.

[0020] Figur 14C är en schematisk vy av ett annat utförande av en gasrecirkuleringsanordning med super-turbokompressor. Figure 14C is a schematic view of another embodiment of a gas recirculation device with super-turbocharger.

[0021] Figur 14D är ett diagram för ventillyftning, flödeshastighet och cylindertryck visat gentemot kolvläge för utförandena i Figurer 14A-C Figure 14D is a graph of valve lift, fate rate and cylinder pressure shown versus piston position for the embodiments of Figures 14A-C

[0022] Figur 14E är ett tryck/volymdiagram som visar cylindertryck gentemot Cylindervolym för utförandena i Figurer 14A-C Figure 14E is a pressure / volume diagram showing cylinder pressure versus Cylinder volume for the embodiments of Figures 14A-C

[0023] Figur 15 är en grafisk illustration av den simulerade förbättringen av BSFC (Brake Specific Fuel Consumption, Bromsspecifik bränsleförbrukning).Figure 15 is a graphical illustration of the simulated improvement of BSFC (Brake Specific Fuel Consumption).

DETALJERAD BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

[0024] Figur 1 är en schematisk illustration av ett utförande av super-turbokompressorn 100 som använder en friktionsdrivenhet för hög hastighet 114 och en kontinuerligt variabel växellåda 116.Figure 1 is a schematic illustration of an embodiment of the super-turbocharger 100 using a high speed friction drive 114 and a continuously variable transmission 116.

Såsom visas i Figur 1, så är super-turbokompressorn 100 förbunden med motorn 101. Super- WO 2011/096936 PCTHJS 2010/23398 turbokompressorn inkluderar en turbin 102 som är förbunden med motorn 101 via en avgasledare 104. Turbinen 102 mottar de heta avgaserna från avgasledaren 104 och alstrar mekanisk rotationsenergi innan den blåser ut avgaserna till en avgasutgång 112. Ett katalytiskt filter för partiklar från dieselmotorer (inte visat) kan förbindas mellan avgasledaren 104 och turbinen 102. Altemativt kan det katalytiska filtret för partiklar från dieselmotorer (inte visat) förbindas med avgasutloppet 112. Den mekaniska rotationsenergin alstrad av turbinen 102 överförs till kompressorn 106 via en turbin-/kompressoraxeL såsom axel 414 i Figur l, för att rotera en kompressorfläkt placera i kompressom 106, vilken komprimerar luftintaget ll0 och överför den komprimerade luften till en ledare 108, vilken är förbunden med ett ingångsgrenrör (inte visat) för motor l0l. Såsom visats i ovanstående ansökan som härmed refereras till, så är super-turbokompressorer, i motsats till turbokompressorer, förbundet med en drivlina för att överföra energi till och från drivlinan. Drivlinan, som är refererad till i detta dokument, kan omfatta motorn 101, växellådan i ett fordon i vilket motorn 101 är placerad, eller andra tillämpningar av den mekaniska rotationsenergin alstrad av motor 101. Med andra ord, mekanisk rotationsenergi kan förbindas med eller överföras från super-turbokompressom till motorn via åtminstone en mellanliggande mekanisk anordning såsom en växellåda eller drivlina i fordonet, och vice versa. I utförandet i Figur l, så är den mekaniska rotationsenergin hos super- turbokompressom kopplad direkt till vevaxel 122 i motor 101 via en axel 118, en remskiva 120 och en drivrem 124. Som också är illustrerat i Figur 1 så är en höghastighets friktionsdrivenhet 114 mekaniskt förbunden med den kontinuerligt variabla växellådan 116. As shown in Figure 1, the super-turbocharger 100 is connected to the engine 101. The super-turbocharger includes a turbine 102 which is connected to the engine 101 via an exhaust conductor 104. The turbine 102 receives the hot exhaust gases from the exhaust conductor 104 and generates mechanical rotational energy before blowing the exhaust gases to an exhaust outlet 112. A catalytic filter for particles from diesel engines (not shown) can be connected between the exhaust conductor 104 and the turbine 102. Alternatively, the catalytic filter for particles from diesel engines (not shown) can be connected with the exhaust outlet 112. The mechanical rotational energy generated by the turbine 102 is transmitted to the compressor 106 via a turbine / compressor shaft L such as shaft 414 in Figure 1, to rotate a compressor kt properly located in the compressor 106, which compresses the air intake 110 and transmits the compressed air to a conductor 108, which is connected to an inlet manifold (not shown) for motor l0l. As shown in the above application referred to herein, super-turbochargers, in contrast to turbochargers, are connected to a driveline to transfer energy to and from the driveline. The driveline referred to in this document may include the engine 101, the gearbox of a vehicle in which the engine 101 is located, or other applications of the mechanical rotational energy generated by the engine 101. In other words, mechanical rotational energy may be connected to or transmitted from the super-turbocharger to the engine via at least one intermediate mechanical device such as a gearbox or driveline in the vehicle, and vice versa. In the embodiment of Figure 1, the mechanical rotational energy of the super-turbocharger is coupled directly to the crankshaft 122 in the engine 101 via a shaft 118, a pulley 120 and a drive belt 124. As also illustrated in Figure 1, a high speed friction drive 114 is mechanically connected to the continuously variable gearbox 116.

[0025] I drift, så är höghastighets-friktionssdrivenheten 114, från Figur 1, en höghastighets- friktionsdrivenhet med ett fast förhållande som är mekaniskt förbunden med turbinens/kompressorns axel med användning av en dragande koppling för att överföra mekanisk rotationsenergi till och från turbin-/kompressoraxeln. Höghastighets-friktionsdrivenheten 114 har en fix utväxling som kan vara olika beroende på motoms 101 storlek. För mindre motorer, så krävs en stor utväxling för höghastighets-friktionsdrivenheten ll4. In operation, the high speed friction drive unit 114, of Figure 1, is a high speed friction drive unit with a fixed relationship mechanically connected to the turbine / compressor shaft using a traction clutch to transmit mechanical rotational energy to and from the turbine. / compressor shaft. The high speed friction drive 114 has a fixed gear ratio which may be different depending on the size of the motor 101. For smaller engines, a large gear ratio is required for the high-speed friction drive 114.

[0026] För mindre motorer måste kompressorn och turbinen hos en super-turbokompressor nödvändigtvis vara mindre för att upprätthålla en liten motorstorlik och för att överensstämma med flödesbehoven för kompressom och turbinen. För att den mindre turbinen och den mindre kompressom skall fungera väl så måste de rotera med ett högre varvtal. Till exempel så kan WO 2011/096936 PCTHJS 2010/23398 mindre motorer kräva att kompressorn roterar med ett varvtal på300 000 RPM. För mycket små motorer, såsom med en motorvolym på 500 cc, så kan super-turbokompressorn behöva rotera med ett varvtal på 900 000 RPM. Ett av skälen att mindre motorer kräver kompressorer som arbetar vid ett högre varvtal är för att undvika tryckstöt (”surge”). Dessutom, för att arbeta på ett effektivt sätt, så måste hastigheten hos kompressorns fläktspetsar vara precis under ljudhastigheten. Eftersom fläktbladen inte är så långa i mindre kompressorer, så rör sig inte spetsarna lika fort som spetsarna hos större kompressorer vid samma varvtal. När kompressoms storlek minskar, så stiger exponentiellt det varvtal som krävs för att arbeta effektivt. Eftersom kugghjul är begränsade till ungefär 100 000 RPM, så kan normala Växelsystem inte användas för att uppnå kraftupptagningen vid de högre hastigheterna nödvändiga för en super- turbokompressor för en bilmotor. Därför används diverse utföranden som använder en friktionsdrivenhet 114 för hög hastighet för att ge och ta emot kraft från turbinaxeln. For smaller engines, the compressor and turbine of a super-turbocharger must necessarily be smaller to maintain a small engine size and to meet the needs of the compressor and turbine. For the smaller turbine and the smaller compressor to work well, they must rotate at a higher speed. For example, WO 2011/096936 PCTHJS 2010/23398 smaller motors may require the compressor to rotate at a speed of 300,000 RPM. For very small engines, such as with an engine volume of 500 cc, the super-turbocharger may need to rotate at a speed of 900,000 RPM. One of the reasons that smaller engines require compressors that operate at a higher speed is to avoid pressure surges ("surge"). In addition, in order to operate efficiently, the speed of the compressor fan tips must be just below the speed of sound. Because the spikes are not as long in smaller compressors, the tips do not move as fast as the tips of larger compressors at the same speed. As the size of the compressor decreases, the speed required to operate efficiently increases exponentially. Since gears are limited to approximately 100,000 RPM, normal gear systems cannot be used to achieve the power consumption at the higher speeds necessary for a super-turbocharger for a car engine. Therefore, various embodiments using a high speed friction drive 114 are used to provide and receive power from the turbine shaft.

[0027] Den mekaniska rotationsenergin från en friktionsdrivenhet ll4 för hög hastighet är därför reducerad till ett varvtal som är variabelt beroende på rotationshastigheten för turbinen/kompressom, men vid ett varvtal som är inom arbetsområdet för den kontinuerligt variabla växellådan (Continuously Variable Transmission, CVT) 116. Till exempel så kan friktionsdrivenheten 114 för hög hastighet ha en utgångshastighet som varierar mellan noll och 7000 RPM, medan ingångshastigheten från turbin/kompressoraxeln kan variera från noll till 300 000 RPM eller högre. Den kontinuerligt variabla växellådan ll6 justerar varvtalet för friktionsdrivenheten för hög hastighet, ll4 till varvtalet för vevaxeln 122 och remskivan 120 för att anbringa mekanisk rotationsenergi på motor l0l, eller extrahera mekanisk rotationsenergi från motor 101 vid det korrekta varvtalet. Med andra ord så innefattar den kontinuerligt variabla växellådan 116 ett gränssnitt för att överföra mekanisk rotationsenergi mellan motor 101 och friktionsdrivenheten 114 för hög hastighet vid rätt varvtal, vilket varierar beroende på motorns varvtal och turbinens/kompressorns varvtal. Den kontinuerligt variabla växellådan 116 kan innefatta vilken som helst önskad typ av kontinuerligt variabel växellåda som kan arbeta vid de erforderliga varvtalen och har en utväxling som överensstämmer med varvtalet hos vevaxeln 122 eller andra mekanismer som är förbundna, direkt eller indirekt, till motorn 101. Till exempel, utöver utförandena som visats här, så kan CVT-er med två valsar, såväl som dragkulefriktionsdrivenheter och tryckande stålbältes-CVT-er.The mechanical rotational energy from a high-speed friction drive unit 114 is therefore reduced to a speed which is variable depending on the rotational speed of the turbine / compressor, but at a speed which is within the operating range of the Continuously Variable Transmission (CVT). 116. For example, the high speed friction drive 114 may have an output speed that varies between zero and 7000 RPM, while the input speed from the turbine / compressor shaft may vary from zero to 300,000 RPM or higher. The continuously variable gearbox 116 adjusts the speed of the high speed friction drive unit 114 to the speed of the crankshaft 122 and the pulley 120 to apply mechanical rotational energy to motor 110, or extract mechanical rotational energy from motor 101 at the correct speed. In other words, the continuously variable gearbox 116 includes an interface for transmitting mechanical rotational energy between the engine 101 and the high speed friction drive 114 at the correct speed, which varies depending on the engine speed and the turbine / compressor speed. The continuously variable gearbox 116 may comprise any desired type of continuously variable gearbox which can operate at the required speeds and has a gear ratio corresponding to the speed of the crankshaft 122 or other mechanisms connected, directly or indirectly, to the engine 101. To For example, in addition to the embodiments shown here, CVTs with two rollers can, as well as traction ball friction drives and pressing steel belt CVTs.

WO 2011/096936 PCTHJS 2010/23398 WO 2011/096936 PCTHJS 2010/23398

[0028] Som ett exempel på en kontinuerligt variabel växellåda som är lämpad för användning som en kontinuerligt variabel växellåda 116, visad i Figur 1, är den kontinuerligt variabla växellådan visad i Figurema ll och 12. Andra exempel på kontinuerligt variabla växellådor som kan användas som den kontinuerligt variabla växellådan 116 i Figur 1 inkluderar U.S. Patent Serial No. 7,540,881 utfärdat 2009-06-02, till Miller et al. Millers patent är ett exempel på en friktionsdrivenhet, kontinuerligt variabel växellåda som använder ett planetkullager.As an example of a continuously variable gearbox suitable for use as a continuously variable gearbox 116, shown in Figure 1, the continuously variable gearbox is shown in Figures 11 and 12. Other examples of continuously variable gearboxes which can be used as the continuously variable gearbox 116 in Figure 1 includes US Patent Serial No. 7,540,881 issued June 2, 2009, to Miller et al. Miller's patent is an example of a friction driven, continuously variable gearbox that uses a planetary ball bearing.

Friktionsdrivenheten enligt Miller är begränsad till cirka 10 000 RPM så Millers kontinuerligt variabla växellåd är inte användbar som en friktionsdrivenhet för hög hastighet, såsom friktionsdrivenheten för hög hastighet 114. Emellertid offentliggör Millerpatentet en kontinuerligt variabel växellåda som använder en friktionsdrivenhet och är lämplig som ett exempel på en kontinuerligt variabel växellåda som kunde användas som en kontinuerligt variabel växellåda 116 såsom illustreras i Figurerna 1-3. Ett annat exempel på en kontinuerligt variabel växellåda diskuteras i U.S. Patent Serial No. 7,055,507, utfärdat 2005-06-06 till William R. Kelley, Jr, och givet till Borg Warner. Ett annat exempel på en kontinuerligt variabel växellåda offentliggörs i U.S. Patent No. 5,033,269 utfärdat 1991-07-23 till Smith. Dessutom offentliggör U.S. Patent No. 7,491,149 också en kontinuerligt variabel växellåda som vore lämplig för användning som kontinuerligt variabel växellåda 116. U.S. Patent No. 7.491,149 utfärdat 2009-02- 17 till Greenwood et al, och givet till Torotrak Limited, offentliggör ett exempel på en kontinuerligt variabel växellåda som använder en friktionsdrivenhet som kan användas som den kontinuerligt variabla växellådan 116. Alla dessa patent är specifikt inkorporerade via referens för allt de offentliggör och lär ut. Europeisk ansökan No. 92830258.7, publicerad 1995-08-09 som publikation No. 0517675Bl illustrerar också en annan kontinuerligt variabel växellåda 3 som är lämpad för användning som den kontinuerligt variable växellådan 116. The Miller friction drive is limited to about 10,000 RPM so Miller's continuously variable gearbox is not useful as a high speed friction drive, such as the high speed friction drive 114. However, the Miller patent discloses a continuously variable gearbox using a friction drive and is suitable as an example of a continuously variable gearbox that could be used as a continuously variable gearbox 116 as illustrated in Figures 1-3. Another example of a continuously variable gearbox is discussed in U.S. Pat. Patent Serial No. 7,055,507, issued June 6, 2005 to William R. Kelley, Jr., and given to Borg Warner. Another example of a continuously variable gearbox is published in U.S. Pat. Patent No. 5,033,269 issued July 23, 1991 to Smith. In addition, U.S. Patent No. 7,491,149 also discloses a continuously variable gearbox which would be suitable for use as a continuously variable gearbox 116. U.S. Pat. Patent No. No. 7,491,149 issued February 17, 2009 to Greenwood et al., And given to Torotrak Limited, discloses an example of a continuously variable transmission using a friction drive unit which can be used as the continuously variable transmission 116. All of these patents are specifically incorporated by reference. for everything they publish and teach. European application No. 92830258.7, published 1995-08-09 as publication No. B1 also illustrates another continuously variable gearbox 3 which is suitable for use as the continuously variable gearbox 116.

[0029] Diverse typer av friktionsdrivenheter för hög hastighet kan användas som friktionsdrivenhet för hög hastighet 114. Till exempel så kan planetfriktionsdrivenheten 406 för hög hastighet visad i Figurerna 4-9 och planetfriktionsdrivenheten för hög hastighet i Figur 10 användas som friktionsdrivenhet 114 för hög hastighet. Various types of high speed friction drives can be used as the high speed friction driver 114. For example, the high speed planetary friction drive 406 shown in Figures 4-9 and the high speed planetary friction drive in Figure 10 can be used as the high speed friction drive 114.

[0030] Exempel på friktionsdrivenheter för hög hastighet som använder kugghjul offentliggörs i U.S. Patent No. 2,397,94l utfärdat 1946-04-09 till Birgkigt och U.S. Patent No. 5,729,978 WO 2011/096936 PCTHJS 2010/23398 utfärdat 1998-03-24 till Hiereth et al. Båda dessa patent är specifikt inkorporerade via referens för allt de offentliggör och lär ut. Båda dessa referenser använder standardkugghjul och använder inte friktionsdrivenheter. Sålunda, med noggrant polerade, speciellt utformade kuggsystem, så är kugghjulen i dessa system begränsade till varvtal av cirka 100 000 RPM eller mindre. U.S. Patent No. 6,960,147 utfärdat 2005-11-01 till Kolstrup och givet till Rulounds Roadtracks Rotrex A/S offentliggör en planetväxel som kan ge utväxlingar av 13: 1. Kolstrup°s planetväxel är ett exempel på en friktionsdrivenhet (114) med hög hastighet i Figur 1. U.S.Examples of high speed friction drives using gears are published in U.S. Pat. Patent No. 2,397.94l issued April 4, 1946 to Birgkigt and U.S. Pat. Patent No. 5,729,978 WO 2011/096936 PCTHJS 2010/23398 issued March 24, 1998 to Hiereth et al. Both of these patents are specifically incorporated by reference for everything they publish and teach. Both of these references use standard gears and do not use friction drives. Thus, with carefully polished, specially designed gear systems, the gears in these systems are limited to speeds of about 100,000 RPM or less. U.S. Patent No. 6,960,147 issued 2005-11-01 to Kolstrup and given to Rulounds Roadtracks Rotrex A / S publishes a planetary gear that can give gears of 13: 1. Kolstrup ° s planetary gear is an example of a friction drive (114) with high speed in Figure 1. US

Patent No. 6,960,l4 är också specifikt inkorporerad via referens för allt det offentliggör och lär ut. Patent No. 6,960,14 is also specifically incorporated by reference for all that it publishes and teaches.

[0031] Figur 2 är en schematisk transparent sidovy av super-turbokompressorn 100. Såsom visas i Figur 2, så har turbin 102 en utloppsavgasledning 104 som tar emot avgaser som anbringas på turbinfläkten 130. Kompressor 106 har en ledning 108 för komprimerad luft som försörjer det ingående grenröret med luft. Kompressorhöljet 128 omsluter kompressorfläkten 126 och är förbunden med ledningen 108 för komprimerad luft. Som visats ovan, så är friktionsdrivenheten 114 för hög hastighet en friktionsdrivenhet med fix utväxling som är förbunden med en kontinuerligt variabel växellåda 116. Den kontinuerligt variabla växellådan 116 driver en axel 118 och en remskiva 120. Figure 2 is a schematic transparent side view of the super-turbocharger 100. As shown in Figure 2, turbine 102 has an exhaust exhaust line 104 which receives exhaust gases applied to turbine shaft 130. Compressor 106 has a compressed air line 108 which supplies the constituent manifold with air. The compressor housing 128 encloses the compressor shaft 126 and is connected to the compressed air line 108. As shown above, the high speed friction drive 114 is a fixed gear friction drive connected to a continuously variable gearbox 116. The continuously variable gearbox 116 drives a shaft 118 and a pulley 120.

[0032] Figur 3A schematisk transparent sidovy av utförandet av super-turbokompressorn 100 illustrerad i Figurema 1 och 2. Igen, såsom visas i Figur 3A, så inkluderar turbin 102 en turbinfläkt 130, medan kompressor 106 inkluderar en kompressorfläkt 126. En axel (inte visad) som förbinder turbinfläkten 130 och kompressorfläkten 126 är förbunden med friktionsdrivenheten 114 för hög hastighet. Mekanisk rotationsenergi överförs från friktionsdrivenheten 114 för hög hastighet till ett överföringskugghjul 132 som överför den mekaniska rotationsenergin till ett CVT kugghjul och till den kontinuerligt variabla växellådan (CVT) 116. Den kontinuerligt variabla växellådan 116 är förbunden med en axel 118 och en remskiva 120. Figure 3A is a schematic transparent side view of the embodiment of the super-turbocharger 100 illustrated in Figures 1 and 2. Again, as shown in Figure 3A, turbine 102 includes a turbine fl genuine 130, while compressor 106 includes a compressor fan 126. A shaft (not shown) which connects the turbine shaft 130 and the compressor shaft 126 are connected to the high speed friction drive unit 114. Mechanical rotational energy is transmitted from the high speed friction drive 114 to a transmission gear 132 which transmits the mechanical rotational energy to a CVT gear and to the continuously variable gearbox (CVT) 116. The continuously variable gearbox 116 is connected to a shaft 120 and a pulley 120.

[0033] Figur 3B är en schematisk bortskuren vy av ett annat exempel på en super- turbokompressor 300 som är förbunden med en motor 304. Såsom visas i Figur 3B så är turbinen 302 och kompressorn 306 mekaniskt förbundna via en axel 320. Friktionsdrivenheten 308 för hög hastighet överför mekanisk rotationsenergi till, och tar emot mekanisk rotationsenergi från, WO 2011/096936 PCTHJS 2010/23398 överföringskugghjulet 322. Ett specifikt exempel på en friktionsdrivenhet 308 för illustreras i Figur 3B. Överföringskugghjul 322 överför mekanisk rotationsenergi mellan friktionsdrivenheten 308 och den kontinuerligt variabla växellådan 310. Ett specifikt exempel på en kontinuerligt variabel växellåda 310 illustreras också i Figur 3B. Axel 312, remskiva 314 och rem 316 överför mekanisk rotationsenergi mekanisk rotationsenergi mellan vevaxel 318 och den kontinuerligt variabla växellådan 310. Figure 3B is a schematic cut-away view of another example of a super-turbocharger 300 connected to a motor 304. As shown in Figure 3B, the turbine 302 and the compressor 306 are mechanically connected via a shaft 320. The friction drive unit 308 for high speed transmits mechanical rotational energy to, and receives mechanical rotational energy from, WO 2011/096936 PCTHJS 2010/23398 the transmission gear 322. A specific example of a friction drive 308 for is illustrated in Figure 3B. Transmission gears 322 transfer mechanical rotational energy between the friction drive unit 308 and the continuously variable gearbox 310. A specific example of a continuously variable gearbox 310 is also illustrated in Figure 3B. Shaft 312, pulley 314 and pulley 316 transfer mechanical rotational energy mechanical rotational energy between crankshaft 318 and the continuously variable gearbox 310.

[0034] Figur 3C är en schematisk bortskuren vy av modifikationer till utförandet av super- turbokompressorn 100 illustreradi Figurerna 1, 2 och 3A. Såsom visas i Figur 3C, så är turbin 102 och kompressor 106 förbundna med varandra via en axel (inte visas). Friktionsdrivenheten 114 för hög hastighet är förbunden med axeln. Mekanisk rotationsenergi överförs från friktionsdrivenheten för hög hastighet 114 till ett överföringskugghjul 132 som överför den mekaniska rotationsenergin till växellådan 134. Friktionsdrivenheten 114 för hög hastighet, överföringskugghjulet 132 och växellådekugghjulet 134 kan alla vara placerade i samma hölje. Överföringskugghjul 134 är förbunden med en växellåda 140 som kan innefatta en manuell växellåda, en CVT, en rak axel, en automatisk växellåda eller en hydraulisk transmission.Figure 3C is a schematic cut-away view of modifications to the design of the super-turbocharger 100 illustrated in Figures 1, 2 and 3A. As shown in Figure 3C, turbine 102 and compressor 106 are connected to each other via a shaft (not shown). The high speed friction drive 114 is connected to the shaft. Mechanical rotational energy is transferred from the high speed friction drive 114 to a transmission gear 132 which transmits the mechanical rotational energy to the gearbox 134. The high speed friction drive 114, the transmission gear 132 and the gearbox gear 134 may all be located in the same housing. Transmission gears 134 are connected to a gearbox 140 which may include a manual gearbox, a CVT, a straight shaft, an automatic gearbox or a hydraulic transmission.

Växellådan 140 är sedan förbunden med axel 118 som är förbunden med en remskiva 120.The gearbox 140 is then connected to shaft 118 which is connected to a pulley 120.

Remskiva 120 är förbunden med drivlinan. I ett alternativt utförande så är remskiva 120 kopplad till en elektrisk motor/generator 142. Pulley 120 is connected to the driveline. In an alternative embodiment, the pulley 120 is connected to an electric motor / generator 142.

[0035] Figur 4 är en schematisk genomskinlig vy av et annat utförande av super- turbokompressor 400 som använder en friktionsdrivenhet 416 för hög hastighet som är förbunden med en kontinuerligt variabel växellåda 408. Såsom visas i Figur 4, så är turbinen 404 mekaniskt kopplad till kompressorn 402 med en kompressor-/turbinaxel 414. Mekanisk rotationsenergi överförs mellan kompressor-/turbinaxeln 414 och friktionsdrivenheten 416 med flera diametrar på det sätt som visas i mer detalj nedan. Överföringskugghjul 418 överför mekanisk rotationsenergi mellan friktionsdrivenheten 416 med flera diametrar och CVT- kugghjulet 420 i den kontinuerligt variabla växellådan 408. Axeln 410 och remskivan 412 är kopplade till den kontinuerligt variabla växellådan 408 och överför effekt mellan den kontinuerligt variabla växellådan 408 och drivlinan. Figure 4 is a schematic transparent view of another embodiment of super-turbocharger 400 using a high speed friction drive 416 connected to a continuously variable gearbox 408. As shown in Figure 4, the turbine 404 is mechanically coupled to the compressor 402 with a compressor / turbine shaft 414. Mechanical rotational energy is transferred between the compressor / turbine shaft 414 and the friction drive unit 416 with fl your diameters in the manner shown in more detail below. Transmission gear 418 transfers mechanical rotational energy between the friction drive unit 416 with its diameters and the CVT gear 420 in the continuously variable gearbox 408. The shaft 410 and the pulley 412 are coupled to the continuously variable gearbox 408 and transmit power 8 between the variable gearbox and the variable gearbox.

[0036] Figur 5 är en bortskuren sidovy av friktionsdrivenheten 416 med fler diametrar som är förbunden med överföringskugghjulet 418, vilket i sin tur är förbundet med CVT-kugghjulet 10 WO 2011/096936 PCTHJS 2010/23398 420. Kompressor-/turbinaxeln 414 har en polerad, härdad yta på en central del, såsom visas i mer detalj nedan, som fungerar som ett soldrev i friktionsdrivenheten 416 med flera diametrar. Figure 5 is a cut-away side view of the more diameter friction drive unit 416 connected to the transmission gear 418, which in turn is connected to the CVT gear WO 2011/096936 PCTHJS 2010/23398 420. The compressor / turbine shaft 414 has a polished, hardened surface on a central part, as shown in more detail below, which acts as a solar drive in the friction drive unit 416 with fl your diameters.

[0037] Figur 6 är en isärtagen vy 600 av utförandet av super-turbokompressorn 400 illustrerad i Figur 4 såsom visad i Figur 4. Såsom visat i Figur 6, så innehåller turbinhöljet 602 en turbinfläkt 604. Täckplattan 606 på den heta sidan är placerad intill turbinfläkten 604 och huvudstödet 608 för höljet. En ringpackning 610 förseglar avgaserna på den heta sidan, täckplatta 606.Figure 6 is an exploded view 600 of the embodiment of the super-turbocharger 400 illustrated in Figure 4 as shown in Figure 4. As shown in Figure 6, the turbine housing 602 includes a turbine fl genuine 604. The cover plate 606 on the hot side is located adjacent turbine shaft 604 and head restraint 608 for housing. A ring gasket 610 seals the exhaust gases on the hot side, cover plate 606.

Ringvalslager 612 är monterat i ringvalsen 614. Kompressor-/turbinaxeln 414 går igenom huvudstödet 608 för höljet. Heta sidans täckplatta 606 är förbunden med turbinfläkten 604.Ring roller bearing 612 is mounted in the ring roller 614. The compressor / turbine shaft 414 passes through the headrest 608 for the housing. The hot side cover plate 606 is connected to the turbine shaft 604.

Planetbärande kullager 618 är monterat på planetbäraren 620. Oljeförsörjande rör 624 användas för att tillföra dragande vätska till traktionsytan. Planetbäraren 626 är monterad på planetbäraren 620 och använder planetbärande kullager 628. Fixerad ring 630 monteras sedan på utsidan av planetbäraren 626. Bur 632 är monterad mellan fixerad ring 630 och den svala sidans täckplatta 636. Kompressorfläkt 638 är kopplad till kompressor-/turbinaxeln 414. Kompressorhöljet 640 innefattar kompressorfläkt 638. Huvudstödet 608 för höljet stöder också den kontinuerligt variabla växellådan och överföringskugghjulet 418. Diverse lager 646 används för att montera överföringskugghjul 418 och huvudstödet 608 för höljet. Den kontinuerligt variabla växellådan inkluderar en täckplatta 642 och en CVT-lagerplatta 644. CVT-täckplattan 654 täcker de olika delarna av CVT-anordningen. Axel 410 är förbunden med den kontinuerligt variabla växellådan.Planetary ball bearings 618 are mounted on the planet carrier 620. Oil supply tubes 624 are used to supply traction fluid to the traction surface. The planet carrier 626 is mounted on the planet carrier 620 and uses planet bearing ball bearings 628. Fixed ring 630 is then mounted on the outside of the planet carrier 626. Cage 632 is mounted between fixed ring 630 and the cool side cover plate 636. Compressor fl genuine 638 is coupled to the compressor / turbine shaft 414. The compressor housing 640 includes the compressor fl genuine 638. The housing headrest 608 also supports the continuously variable gearbox and the transmission gear 418. Various bearings 646 are used to mount the transmission gear 418 and the housing headrest 608. The continuously variable gearbox includes a cover plate 642 and a CVT bearing plate 644. The CVT cover plate 654 covers the various parts of the CVT device. Shaft 410 is connected to the continuously variable gearbox.

Remskiva 412 är monterad på axel 410 och överför mekanisk rotationsenergi mellan axeln 410 och en drivlina. Pulley 412 is mounted on shaft 410 and transmits mechanical rotational energy between shaft 410 and a driveline.

[0038] Figur 7 är en perspektivvy av enskilda nyckelkomponenter i friktionsdrivenheten 416 med flera diametrar, och även av turbinfläkten 604 och kompressorfläkten 638. Såsom visas i Figur 7, så är kompressor-/turbinaxeln 414 förbunden med turbinfläkten 604 och kompressorfläkten 638, och går igenom friktionsdrivenhetens 416 med flera diametrar, centrum.Figure 7 is a perspective view of individual key components of the friction drive unit 416 with fl your diameters, and also of the turbine fl shaft 604 and the compressor fan 638. As shown in Figure 7, the compressor / turbine shaft 414 is connected to the turbine fl shaft 604 and the compressor, 6 through the friction drive unit 416 with several diameters, center.

Friktionsdrivenheten 416 med flera diametrar inkluderar planetvalsar 664, 666 med fler diametrar (Figur 9), 668. Dessa planetvalsar med flera diametrar är rotationellt kopplade till en planetbärare 626 (Figur 9). Kulorna 656, 658, 660, 662 vilar på ett sluttande plan för kulramper på den fixa ringen 630. Ringvals 614 drivs av en inre diameter hos planetvalsarna 664, 666, 668 såsom visas i detalj nedan. 11 WO 2011/096936 PCTHJS 2010/23398 The friction drive unit 416 with fl your diameters includes planetary rollers 664, 666 with fl your diameters (Figure 9), 668. These planetary rollers with fl your diameters are rotationally coupled to a planet carrier 626 (Figure 9). The balls 656, 658, 660, 662 rest on a sloping plane for ball ramps on the fixed ring 630. The ring roller 614 is driven by an inner diameter of the planetary rollers 664, 666, 668 as shown in detail below. 11 WO 2011/096936 PCTHJS 2010/23398

[0039] Figur 8 är en bortskuren sidovy av friktionsdrivenheten med flera diametrar 416. Såsom visas i Figur 8 så är kompressor-/turbinaxeln härdad och polerad för att utgöra en traktionsyta som är använd som en solvals 674 som har ett draggränssnitt 676 till planetvalsen 664.Figure 8 is a cut-away side view of the friction drive unit with fl your diameters 416. As shown in Figure 8, the compressor / turbine shaft is hardened and polished to form a traction surface used as a solar roller 674 having a traction interface 676 to the planetary roller 664. .

Planetvalsen 664 med flera diametrar roterar kring axeln 672 för planetvalsen med flera diametrar. Planetvalsen 664 med flera diametrar vidrör den fixa ringen 630 vid gränssnittet 690 för planetvalsen 664 och den fixa ringen 630. Planetvalsen 664 med flera diametrar vidrör ringvalsen 614 vid gränssnitt 691, vilket är en annan radiell distans från planetvalsaxel 672 med flera diametrar än gränssnitt 691. Figur 8 illustrerar också planetbäraren 626 och kulrampen 631 som överlappar med kula 660. Kulorna 656, 658, 660, 662 är inkilade mellan ett hölje (inte visat) och kulrampen, såsom kulramp 630 på den fixa ringen 664. När vridmoment appliceras på ringvalsen 614 så får detta den fixa ringen 664 att flytta sig litet i riktning mot rotationen för ringvals 614. Detta får kulorna att flytta upp längs de olika kulramperna, såsom kulramperna 630, 631, vilket i sin tur får den fixa ringen 630 att pressas mot planetvalsarna 664, 666, 668 med ett flertal diametrar. Eftersom gränssnitt 691 för planetvalsen 664 och fix ring 630 är lutande, och gränssnittet mellan planetvals 664 och ringvals 690 är lutande, så alstras en inåtgående kraft på planetvals 664 med flera diametrar, viket skapar en kraft på draggränssnittet 676 som ökar dragkraften vid draggränssnitt 676 mellan planetvals 664 med flera diametrar och solvalsen 674.The planetary roller 664 with fl your diameters rotates about the axis 672 of the planetary roller with fl your diameters. The planetary roller 664 with its diameters touches the fixed ring 630 at the interface 690 of the planetary roller 664 and the fixed ring 630. The planetary roller 664 with its diameters touches the ring roller 614 at the interface 691, which is a different radial distance from the planetary roller shaft 672 with its diameters 691. Figure 8 also illustrates the planet carrier 626 and the ball ramp 631 overlapping with the ball 660. The balls 656, 658, 660, 662 are wedged between a housing (not shown) and the ball ramp, such as the ball ramp 630 on the fixed ring 664. When torque is applied to the ring roller 614 this causes the fixed ring 664 to move slightly in the direction of rotation of the ring roller 614. This causes the balls to surface along the various ball ramps, such as the ball ramps 630, 631, which in turn causes the fixed ring 630 to press against the planetary rollers 664. , 666, 668 with a number of diameters. Since interface 691 for planetary roller 664 and fixed ring 630 is inclined, and the interface between planetary roller 664 and ring roller 690 is inclined, an inward force is generated on planetary roller 664 with fl your diameters, which creates a force on tensile interface 676 which increases the tensile force at tensile interface 676 between planetary roller 664 with fl your diameters and the solar roller 674.

Dessutom skapas en kraft vid gränssnittet 691 för planetvalsen 664 med flera diametrar och ringvals 614, som ökar dragkraften vid gränssnitt 691. Såsom också visas i Figur 8 så är både kompressorfläkten 638 och turbinfläkten 604 förbundna med kompressor-/turbinaxeln 414.In addition, a force is created at interface 691 for the multi-diameter planetary roller 664 and ring roller 614, which increases the traction at interface 691. As also shown in Figure 8, both the compressor shaft 638 and the turbine shaft 604 are connected to the compressor / turbine shaft 414.

Ringvals 614 är förbunden med överföringskugghjulet 418, såsom även visas i Figur 8. Ring roller 614 is connected to the transmission gear 418, as also shown in Figure 8.

[0040] Figur 9 är en bortskuren sidovy av friktionsdrivenheten 416 med flera diametrar. Såsom visas i Figur 9, så roterar solvalsen 674 medurs, såsom visas av rotationsriktningsgivaren 686.Figure 9 is a cut-away side view of the friction drive unit 416 with fl your diameters. As shown in Figure 9, the solar roller 674 rotates clockwise, as shown by the direction of rotation sensor 686.

Planetvalsarna med flera diametrar 664, 666, 668 har valsytor med en yttre diameter, såsom ytterdiametervalsyta 688 för planetvalsen 664 med flera diametrar. Dessa valsytor med yttre diameter vidrör solvalsen 674 vilket får planetvalsarna 664, 666, 668 att rotera moturs, såsom rotationsriktningen 684 för planetvalsen 666 med flera diametrar. Planetvalsarna 664, 666, 668 har också en innerdiametervalsyta, såsom innerdiametervalsytan 680 för planetvals 664 med flera diametrar. Innerdiametervalsytan för varje planetvals med flera diametrar vidrör valsytan 687 hos ringvalsen 614. Följaktligen så utgör gränssnitten 678 hos planetvalsen 664 med valsytan 687 hos ringvalsen 614 ett draggränssnitt som överför mekanisk rotationsenergi när en 12 WO 2011/096936 PCTHJS 2010/23398 dragvätska anbringas. Gränssnittet mellan var och en av planetvalsarna 664, 666, 668 med flera diametrar och solvalsen 674 utgör också ett draggränssnitt som överför mekanisk rotationsenergi när en dragvätska anbringas. The planetary rollers with fl your diameters 664, 666, 668 have roller surfaces with an outer diameter, such as outer diameter roller surface 688 for the planetary roller 664 with fl your diameters. These outer diameter roller surfaces touch the solar roller 674 which causes the planetary rollers 664, 666, 668 to rotate counterclockwise, such as the direction of rotation 684 of the planetary roller 666 with fl your diameters. The planetary rollers 664, 666, 668 also have an inner diameter rolling surface, such as the inner diameter rolling surface 680 of planetary roller 664 having fl diameters. The inner diameter rolling surface of each planetary roller with its diameters touches the rolling surface 687 of the ring roller 614. Accordingly, the interfaces 678 of the planetary roller 664 with the rolling surface 687 of the ring roller 614 form a tensile interface which transmits mechanical rotational energy when a 12 WO 2011/096936 PCTHJS 2010/ The interface between each of the planetary rollers 664, 666, 668 with their diameters and the solar roller 674 also forms a tensile interface which transmits mechanical rotational energy when a tensile fluid is applied.

[0041] Såsom angivet ovan beträffande Figurerna 8 och 9, så alstrar den fixa ringen 630 en kraft som trycker planetvalsarna 664, 666, 668 med flera diametrar mot solvalsen 674 för att alstra dragkraft. Var och en av planetvalsarna 664, 666, 668 är rotationellt kopplade till planetbäraren 626 med planetvalsaxlar, såsom planetvalsaxeln 672 för planetvalsen 664 med flera diametrar.As indicated above with respect to Figures 8 and 9, the fixed ring 630 generates a force which presses the planetary rollers 664, 666, 668 with fl your diameters against the solar roller 674 to generate traction. Each of the planetary rollers 664, 666, 668 is rotationally coupled to the planetary carrier 626 with planetary roller shafts, such as the planetary roller shaft 672 for the planetary roller 664 having its diameters.

Dessa axlar har en liten aning glapp så att planetvalsarna 664, 666, 668 kan röra sig en liten aning och skapa en kraft mellan solvalsen 674 och ytterdiametervalsytan hos planetvalsarna 664, 666, 668, så att den yttre diametern för valsytan 688 för planetvalsen 664. Rörelsen hos planetvalsen 664 mot solvalsen 674 ökar också dragkraften vid gränssnittet för planetvalsarna 664, 666, 668 med flera diametrar och ringvalsen 614, eftersom gränssnittet mellan planetvalsarna 664, 666 och 668 och ringvalsen 614, såsom gränssnittet 678, är lutande.These shafts have a slight play so that the planetary rollers 664, 666, 668 can move slightly and create a force between the solar roller 674 and the outer diameter roller surface of the planetary rollers 664, 666, 668, so that the outer diameter of the roller surface 688 of the planetary roller 664. The movement of the planetary roller 664 towards the solar roller 674 also increases the tensile force at the interface of the planetary rollers 664, 666, 668 with their diameters and the ring roller 614, since the interface between the planetary rollers 664, 666 and 668 and the ring roller 614, such as the interface 678, is inclined.

Kontakten mellan planetvslsarna 664, 666, 668 och valsytan 687 hos ringvalsen 614 för planetbäraren 626 att rotera medurs, såsom rotationsriktningen 682, illustrerad i Figur 9. Som resultat så roterar ringvalsen 614 moturs, såsom rotationsriktningen 687, och driver överföringskugghjulet 41 8 i riktning medurs, The contact between the planetary rollers 664, 666, 668 and the roller surface 687 of the ring roller 614 for the planet carrier 626 to rotate clockwise, such as the direction of rotation 682, illustrated in Figure 9. As a result, the ring roller 614 rotates counterclockwise, as the direction of rotation 687, and drives the transmission gear 418 clockwise. ,

[0042] Figur 10 är en schematisk tvärsnittsvy av ett annat utförande av en friktionsdrivenhet för hög hastighet 1000. Såsom visas i Figur 10, så kan en axel 1002, som är en axel som kopplar en turbin till en kompressor i en super-turbokompressor, fungera som en solvals i friktionsdrivenhet 1000 för hög hastighet. Planetvals 1004 vidrör axeln 1002 vid draggränssnitt 1036. Planetvals 1004 roterar runt en axel 1006 med användning av lagren 1008, 1010, 1012, 1014. Som också visas i Figur 10, så är kugghjulet 1016 placerad och förbunden den yttre ytan hos bäraren 1018.Figure 10 is a schematic cross-sectional view of another embodiment of a high speed friction drive 1000. As shown in Figure 10, a shaft 1002, which is a shaft that connects a turbine to a compressor in a super-turbocharger, act as a solar roller in friction drive 1000 for high speed. Planet roller 1004 touches the shaft 1002 at traction interface 1036. Planet roller 1004 rotates about a shaft 1006 using the bearings 1008, 1010, 1012, 1014. As also shown in Figure 10, the gear 1016 is located and connected to the outer surface of the carrier 1018.

Bäraren 1018 är förbunden med ett hölje (inte visat) via lagren 1032, 1034, som medger att bäraren 1018 och kugghjulet 1016 roterar. De fasta ringarna 1020, 1022 inkluderar kulramper 1028 respektive 1030. Kulramperna 1028, 1030 liknar kulramperna 630 illustrerade i Figurerna 7 och 8. När kugghjulet 1016 för sig, så flyttar kulorna 1024, 1026 sig ikulramperna 1028 respektive 1030, och tvingar de fasta ringarna 1020, 1022 inåt mot varandra. En kraft alstras mellan de fasta ringarna 1020, 1022 och ytan på planetvalsen 1004 vid traktionsytorna 1038, 1040 när kulorna 1024, 1026 tvingar de fasta ringarna inåt mot varandra. Kraften alstrad av de 13 WO 2011/096936 PCTHJS 2010/23398 fasta ringarna 1020, 1022 tvingar också planetvalsen 1004 nedåt, såsom illustreras i Figur 10, så att en kraft skapas mellan axeln 1002 och planetvalsen 1004 vid draggränssnittet 1036. Som resultat uppnås större dragkraft vid draggränssnittet 1036 och traktionsytorna 1038, 1040.The carrier 1018 is connected to a housing (not shown) via the bearings 1032, 1034, which allows the carrier 1018 and the gear 1016 to rotate. The fixed rings 1020, 1022 include ball ramps 1028 and 1030, respectively. The ball ramps 1028, 1030 are similar to the ball ramps 630 illustrated in Figures 7 and 8. When the gear 1016 is separate, the balls 1024, 1026 move in the ball ramps 1028 and 1030, respectively, forcing the fixed rings 1020 , 1022 inwards towards each other. A force is generated between the fixed rings 1020, 1022 and the surface of the planetary roller 1004 at the traction surfaces 1038, 1040 when the balls 1024, 1026 force the fixed rings inwards towards each other. The force generated by the fixed rings 1020, 1022 also forces the planetary roller 1004 downward, as illustrated in Figure 10, so that a force is created between the shaft 1002 and the planetary roller 1004 at the traction interface 1036. As a result, greater traction is achieved. at the traction interface 1036 and the traction surfaces 1038, 1040.

Dragvätska anbringas på dessa ytor, vilken blir häftande och ökar friktionen vid traktionsytorna när dragvätskan värms upp som ett resultat av friktionen som skapas vid draggränssnitten 1036, 1038, 1040. Traction fluid is applied to these surfaces, which becomes adhesive and increases the friction at the traction surfaces as the traction fluid heats up as a result of the friction created at the traction interfaces 1036, 1038, 1040.

[0043] Dragenheten 1000 för hög hastighet, illustrerad i Figur 10, kan rotera med högt varvtal över 100 000 RPM, vilket inte kan uppnås av system med kugghjul. Till exempel så skulle friktionsdrivenheten 1000 för hög hastighet kunna vara kapabel att rotera vid varvtal högre än 300 000 RPM. Emellertid är friktionsdrivenhet 1000 begränsad till en utväxling av cirka 1011 på grund av de fysiska begränsningarna i storlek. Friktionsdrivenheten 1000 för hög hastighet kan använda tre planetvalsar, såsom planetvals 1006, som är placerade radiellt runt axel 1002. Såsom illustreras i Figur 9, så är planetvalsarnas storlek begränsad med avseende på solvalsen. Om planetvalsamas diameter i Figur 9 ökar, så kommer planetvalsama att stöta i varandra. Sålunda kan bara utväxlingar av cirka 1:10 uppnås med en planetfriktionsdrivenhet, såsom illustreras i Figur 10, medan däremot planetfriktionsdrivenheter som är förbundna med en planetbärare, såsom illustreras i Figurerna 7-9, kan ha utväxlingar upp till 47:1 eller mer. Följaktligen, om en kompressor behövs för en mindre motor, och kompressom måste rotera med ett varvtal av 300 000 RPM för att vara effektiv, så kan en friktionsdrivenhet med utväxling 47:1, såsom illustreras i Figurerna 7-9, reducera det maximala varvtalet 300 000 RPM till cirka 6 400 RPM.The high speed traction unit 1000, illustrated in Figure 10, can rotate at high speeds above 100,000 RPM, which cannot be achieved by gear systems. For example, the friction drive unit 1000 for high speed could be capable of rotating at speeds higher than 300,000 RPM. However, friction drive unit 1000 is limited to a gear ratio of about 1011 due to the physical limitations in size. The high speed friction drive unit 1000 can use three planetary rollers, such as planetary roller 1006, which are located radially around axis 1002. As illustrated in Figure 9, the size of the planetary rollers is limited with respect to the solar roller. If the diameter of the planetary rollers in Figure 9 increases, then the planetary rollers will collide. Thus, only gears of about 1:10 can be achieved with a planetary friction drive, as illustrated in Figure 10, whereas planetary friction drives connected to a planet carrier, as illustrated in Figures 7-9, can have gears up to 47: 1 or more. Consequently, if a compressor is needed for a smaller engine, and the compressor must rotate at a speed of 300,000 RPM to be efficient, then a friction drive with a gear ratio of 47: 1, as illustrated in Figures 7-9, can reduce the maximum speed 300 000 RPM to about 6 400 RPM.

Standardväxellådor med kugghjul eller kontinuerligt variabel utväxling kan sedan användas för att överföra den mekaniska rotationsenergin mellan friktionsdrivenheten för hög hastighet och motorns drivlina. Standard gearboxes with gears or continuously variable gears can then be used to transfer the mechanical rotational energy between the high-speed friction drive unit and the engine driveline.

[0044] Såsom visats ovan så kan friktionsdrivenheten 1000 för hög hastighet, illustrerad i Figur 10, ha en utväxling upp till 10: 1. Om man antar att varvtalet hos axeln 1002 är 300 000 RPM för en super-turbokompressor för en liten motor, så kan varvtalet 300 000 RPM reduceras till 30 000 RPM vid kugghjul 1016. Diverse typer av kontinuerligt variabla växellådor 116 kan användas, sådana som kan arbeta upp till 30 000 RPM med användning av kugghjulsteknologier av standardtyp. Friktionsdrivenheter som är kontinuerligt variabla, såsom den kontinuerligt variabla friktionsdrivenheten illustrerad i Figurerna 11 och 12 kan också användas som den kontinuerligt 14- WO 2011/096936 PCTHJS 2010/23398 variabla växellådan 116, illustrerad i Figur 1. Dessutom, utväxlingar upp till 100:1 kan vara möjliga att uppnå med friktionsdrivenheten 416 med flera diametrar, illustrerad i Figurema 4-9.As shown above, the high speed friction drive unit 1000, illustrated in Figure 10, may have a gear ratio up to 10: 1. Assuming that the speed of the shaft 1002 is 300,000 RPM for a super-turbocharger for a small engine, then the speed of 300,000 RPM can be reduced to 30,000 RPM at 1016 gears. Various types of continuously variable gearboxes 116 can be used, those which can operate up to 30,000 RPM using standard gear technologies. Continuously variable friction drives, such as the continuously variable friction drive illustrated in Figures 11 and 12, can also be used as the continuously variable gearbox 116, illustrated in Figure 1. In addition, gears up to 100: 1 may be achievable with the friction drive unit 416 with fl your diameters, illustrated in Figures 4-9.

Sålunda kan små motorer på 0,5 liter, som kan kräva en kompressor som arbetar med ett varvtal på 900 000 RPM, reduceras till 9000 RPM, vilket är ett varvtal som med lätthet kan användas av diverse växellådor 116 med kontinuerligt variabla för att koppla mekanisk rotationsenergi mellan en drivlina och en turbin-lkompressoraxel. Thus, small 0.5 liter engines, which may require a compressor operating at a speed of 900,000 RPM, can be reduced to 9,000 RPM, which is a speed that can be easily used by various gearboxes 116 with continuously variable to couple mechanically rotational energy between a driveline and a turbine-compressor shaft.

[0045] Figurerna 11 och 12 illustrerar ett exempel på en friktionsdrivenhet/transmission som är kontinuerligt variabel och kan användas som den kontinuerligt variabla växellådan 116 iFigur1.Figures 11 and 12 illustrate an example of a friction drive / transmission that is continuously variable and can be used as the continuously variable gearbox 116 in Figure 1.

Den kontinuerligt variabla friktionsdrivenheten illustrerad i Figurerna 11 och 12 fungerar genom att förflytta lagerskenorna 1116, 1118 i en sidlänges riktning på lagerskensytor som har en krökningsradie som får kullagrens kontaktpunkter att förflytta sig, vilket i sin tur får kulorna att rotera med en annan spinnvinkel för att driva lagerskena 1122 vid olika hastigheter. Med andra ord, kontaktpunkten för vart och ett av lagren på lagerskenornas ytor ändras som ett resultat av den sidlänges förflyttningen av lagerskenorna 1116, 1118, vilket ändrar den hastighet vid vilken lagren roterar vid kontaktpunkten, såsom förklaras mer i detalj nedan. The continuously variable friction drive unit illustrated in Figures 11 and 12 operates by moving the bearing rails 1116, 1118 in a lateral direction on bearing rail surfaces having a radius of curvature which causes the ball bearing contact points to move, which in turn causes the balls to rotate at a different spin angle to drive bearing rail 1122 at different speeds. In other words, the contact point of each of the bearings on the surfaces of the bearing rails changes as a result of the lateral displacement of the bearing rails 1116, 1118, which changes the speed at which the bearings rotate at the contact point, as explained in more detail below.

[0046] Såsom visas i Figur 11, så är den ingående axeln 1102 kopplad till överföringskugghjulet 132 (Figur 3A). Till exempel så kan splines 1104 splinas till CVT-kugghjulet 134, illustrerat i Figur 3A. Därför kan spline-ingången1104 vid ingångsaxeln 1 102 kopplas till super- turbokompressorn via en friktionsdrivenhet för hög hastighet 114, såsom illustras i Figur 3A. På detta sätt används det ingående vridmomentet från drivlinan till att driva spline-ingångshjulet 1104 vid ingångsaxeln 1102. Vridmomentet på spline-ingången 1104 ger ett spinn rotationsriktningen 1112 på både ingångsaxeln 1102 och dess associerade struktur inklusive ingångs-lagerskenan 1114. Input lagerskenan 1116 blir också spunnen runt rotationsaxeln 1106 som gensvar till vridmomentet som anbringas av spline 1166 från den ingående axeln 1102 till den ingående lagerskenan 1116. Rotationen hos den ingående axeln 1102, ingående lagerskenan 1114 och ingående lagerskenan 1116 ger ett spinn på ett flertal kullager 1132 därför att den stationära lagerskenan 1120 försvårar rotationen hos kullagren vid kontaktpunkten med den stationära lagerskenan 1120. Ingångslagerskenan 1114 och ingångsskenan 116 roterar med samma vinkelhastighet eftersom de är sammankopplade via spline 1116. Ingångsskenan 1114 och ingångskenan 1116 bringar kullagren 1132 att rotera i en väsentligen vertikal orientering 15 WO 2011/096936 PCTHJS 2010/23398 eftersom kullagren 1132 är i kontakt med den stationära lagerskenan 1120. Kontakten mellan kullagren 1132 med den stationära lagerskenan 1120 får också kullagren 1132 att precessera runt Omkretsen för lagerskenorna 1114, 1 116, 11 18, 1 120. Kullagrens 1132 rotation som ett resultat av att bli drivna av ingångslagerskenan 114 och ingångslagerskena 1116 skapar en tangentiell kontakt mellan kullagren 1132 på utgångslagerskenan 1118. Beroende på kontaktpunkten mellan kullagren 1132 och utgångslagerskenan 1118 så kan utväxlingen mellan ingångslagerskenorna 1 114, 11 16 och utgångslagerskenan 1 118 varieras. Utgångslagerskenan 1 118 är kopplad till utgångskugghjulet 1122. Utgångskugghjulet 1122 driver utgångskugghjulet 1124, som i sin tur är kopplat till utgångsaxeln 1126. As shown in Figure 11, the input shaft 1102 is coupled to the transmission gear 132 (Figure 3A). For example, splines 1104 may be splined to the CVT gear 134, illustrated in Figure 3A. Therefore, the spline input 1104 at the input shaft 102 can be connected to the super-turbocharger via a high speed friction drive 114, as illustrated in Figure 3A. In this way, the input torque from the drive line is used to drive the spline input wheel 1104 at the input shaft 1102. The torque on the spline input 1104 provides a spin direction of rotation 1112 on both the input shaft 1102 and its associated structure including the input bearing rail 1114. spun around the axis of rotation 1106 in response to the torque applied by spline 1166 from the input shaft 1102 to the input bearing rail 1116. The rotation of the input shaft 1102, the input bearing rail 1114 and the input bearing rail 1116 produces a spin on a number of ball bearings 1132 because the stationary the bearing rail 1120 impedes the rotation of the ball bearings at the point of contact with the stationary bearing rail 1120. The input bearing rail 1114 and the input rail 116 rotate at the same angular velocity because they are interconnected via spline 1116. The input rail 1114 and the entrance rail 1116 cause the ball bearings 1132 to rotate vertically WO 2011/096936 PCTHJS 2010/23398 because the ball bearings 1132 are in contact with the stationary bearing rail 1120. The contact between the ball bearings 1132 with the stationary bearing rail 1120 also causes the ball bearings 1132 to precede around the circumference of the bearing rails 1114, 1 116, 11 18, 1 120. The rotation of the ball bearings 1132 as a result of being driven by the input bearing rail 114 and the input bearing rail 1116 creates a tangential contact between the ball bearings 1132 on the output bearing rail 1118. Depending on the point of contact between the ball bearings 1132 and the output bearing rail 1118, the gear ratio between the input bearing rails 11 114, 11 16 and output varies. The output bearing rail 118 is coupled to the output gear 1122. The output gear 1122 drives the output gear 1124, which in turn is coupled to the output shaft 1126.

[0047] Sättet på vilket friktionsdrivenhetens kontinuerligt variabla utväxling 1100, illustrerad i Figur ll, ändrar utväxlingen mellan ingångsaxeln 1102 och utgångsaxeln 1126 erhålles är genom att ändra den relativa positionen för kontaktpunkten mellan de fyra lagerskenorna 1114, 1116, 1118, 1120 som är i kontakt med kullagren 1132. Sättet på vilket kontaktpunktema mellan lagerskenorna 1114, 1116, 1118, 1120 och kullagren 1132 ändras är genom att skifta läget för överföringskrampan 1152. Den flyttbara krampan 1152 flyttas horisontellt, såsom illustreras i Figur 11, som gensvar på elektriskt manöverdon 1162. Elektriskt manöverdon 1162 har en axel som driver den teleskopiska skiftaren 1158 och roterar den teleskopiska skiftaren 1158.The manner in which the continuously variable gear ratio 1100 of the friction drive unit, illustrated in Figure 11, changes the gear ratio between the input shaft 1102 and the output shaft 1126 is obtained by changing the relative position of the contact point between the four bearing rails 1114, 1116, 1118, 1120 in contact with the ball bearings 1132. The manner in which the contact points between the bearing rails 1114, 1116, 1118, 1120 and the ball bearings 1132 are changed is by shifting the position of the transfer cramp 1152. The surface cramp 1152 is moved horizontally, as illustrated in Figure 11, in response to electric actuator 1162. Electric actuator 1162 has a shaft that drives the telescopic shifter 1158 and rotates the telescopic shifter 1158.

Teleskopisk skiftare 1158 har olika gängtyper på insidan och på utsidan. En skillnad i gängstigning hos de olika gängtyperna förorsakar den flyttbara krampan 1152 att förflytta sig horisontellt som gensvar på rotation av det elektriska manöverdonets 1162 axel, vilken åstadkommer rotation hos den teleskopiska skiftaren 1158. Sidlänges förflyttning av den flyttbara krampan 1152, som är i kontakt med lagerkrampan 1164, förorsakar sidlänges förflyttning av ingångslagerskenan 1116 och utgångslagerskenan 1118. Sidlänges förflyttning av ingångslagerskenan 1116 och utgångslagerskenan kan variera, i utförandet illustrerat i Figur 11, med ungefär 2-3 mm. Förflyttningen av ingångslagerskenan 1116 och utgångslagerskenan 1118 ändrar kontaktvinkeln mellan kullagren 1132 och utgångslagerskenan 1118, vilket ändrar utväxlingen, eller den hastighet med vilken kullagren 1132 flyttar lagerskenorna på grund av en ändring i kontaktvinkel mellan stationär lagerskena 1120 och ingångslagerskena 1116.Telescopic shifter 1158 has different thread types on the inside and outside. A difference in thread pitch of the different thread types causes the superficial cramp 1152 to move horizontally in response to rotation of the axis of the electric actuator 1162, which causes rotation of the telescopic shifter 1158. Lateral movement of the superficial cramp 1152, which is in contact with 1152. the bearing cramp 1164, causes lateral movement of the input bearing rail 1116 and the output bearing rail 1118. Lateral movement of the input bearing rail 1116 and the output bearing rail may vary, in the embodiment illustrated in Figure 11, by about 2-3 mm. For the displacement of the input bearing rail 1116 and the output bearing rail 1118, the contact angle between the ball bearings 1132 and the output bearing rail 1118 changes, which changes the gear ratio, or the speed at which the ball bearings 1132 fl move the bearing rails due to a change in contact angle between stationary bearing rail 1120 and input bearing.

Kombinationen av ändring i vinkel mellan lagerskenorna medger att kontakthastigheten, eller kontaktpunkten mellan kullagren 1132 och utgångslagerskenan 1118, varierar, vilket resulterar i en variation i hastighet mellan 0 procent av rotationshastigheten för den ingående axeln 1102 upp 16 WO 2011/096936 PCTHJS 2010/23398 till 30 procent av rotationshastigheten för den ingående axeln 1102. Variationen i hastighet hos utgångslagerskenan 1102 tillhandhåller ett brett ornråde av justerbara rotationshastigheter som kan uppnås vid utgångsaxeln 1126. The combination of change in angle between the bearing rails allows the contact speed, or contact point between the ball bearings 1132 and the output bearing rail 1118, to vary, resulting in a variation in speed between 0 percent of the rotational speed of the input shaft 1102 up 16 WO 2011/096936 PCTHJS 2010/23398 to 30 percent of the rotational speed of the input shaft 1102. The variation in speed of the output bearing rail 1102 provides a wide range of adjustable rotational speeds that can be achieved at the output shaft 1126.

[0048] För att tillförsäkra korrekt fasthållande av kullagren 1132 mellan lagerskenoma 1114, 1116, 1118, 1120 så finns fjädrarna 1154, 1156. Fjäder 1154 skapar en fasthållande kraft mellan ingångslagerskenan 1114 och den fasta lagerskenan 1120. Fjäder 1156 skapar en fasthållande kraft mellan ingångslagerskenan 1116 och utgångslagerskenan 1118. Dessa fasthållande krafter mot kullagren 1132 upprätthålls över hela det förflyttningsbara området för flyttbara klampa 1152. Den teleskopiska skiftaren 1158 har gängor på den inre ytan som är kopplade till gängoma på den fasta gängade anordningen 1160. Den fixa gängade anordningen 1160 är fastsatt på ramen 1172 och ger ett fixerat läge relativt till ramen 1172, så att den flyttbara krampan 1152 kan flytta sig i horisontell riktning som ett resultat av skillnaden mellan gängorna på de två sidorna av den teleskopiska skiftaren 1158. To ensure proper holding of the ball bearings 1132 between the bearing rails 1114, 1116, 1118, 1120, the springs 1154, 1156 are provided. Spring 1154 creates a holding force between the input bearing rail 1114 and the fixed bearing rail 1120. Spring 1156 creates a holding force between the input bearing rail 1116 and the output bearing rail 1118. These retaining forces against the ball bearings 1132 are maintained over the entire fl removable area of the fl removable clamp 1152. The telescopic shifter 1158 has threads on the inner surface which are connected to the threads of the fixed threaded device 1160. The fixed threaded device 1160 attached to the frame 1172 and provides a fixed position relative to the frame 1172, so that the superficial cramp 1152 can move in the horizontal direction as a result of the difference between the threads on the two sides of the telescopic shifter 1158.

[0049] Såsom också illustreras i Figur 11, så roterar alla de roterande komponenterna hos friktionsdrivenheten med kontinuerligt variabel utväxling 1100 i samma rikting, dvs. rotationsriktning 1112 och utgående rotation 1128 hos utgående kugghjul 1122. Krampmutter 1168 håller fjäder 1156 på plats och förbelastar fjäder 1156 för att skapa det rätta diagonala trycket mellan stationär lagerskena 1120 och ingångslagerskena 1114. När den flyttbara krampan 1152 flyttas horisontellt, såsom illustreras i Figur 11, så sker en liten förflyttning av ingångsaxeln 1102, baserad på vinklarna hos lagerskenorna 1114-1120 som är i kontakt med kullagren 1132.As also illustrated in Figure 11, all the rotating components of the friction drive unit with continuously variable gear 1100 rotate in the same direction, i.e. direction of rotation 1112 and output rotation 1128 of output gears 1122. Clamp nut 1168 holds spring 1156 in place and preloads spring 1156 to create the correct diagonal pressure between stationary bearing rail 1120 and input bearing rail 1114. When the fl surface cramp 1152 fl is flattened horizontally, as illustrated in Figure 11 , there is a slight movement of the input shaft 1102, based on the angles of the bearing rails 1114-1120 which are in contact with the ball bearings 1132.

Spline-ingångskugghjulet 1104 medger sidlänges rörelse i riktningama 1108, 1110 baserat på de punkter där kullagren 1132 är i kontakt med lagerskenoma 1114-1120 och lagerskenornas specifika kontaktvinkel med avseende på kullagren 1132. Ramen 1170 är hårt fastbultad till ramen 1172 för att hålla fast fjäder 1154, vilken skapar den rätta fasthållningsstyrkan mellan den ingående lagerskenan 1114 och den fasta lagerskenan 1120. Kullagren 1132 såsom illustreras i Figur 11, har progressiv rotation 1131 i de fyra lagerskenorna 1114, 1116, 1118, 1120.The spline input gear 1104 allows lateral movement in the directions 1108, 1110 based on the points where the ball bearings 1132 are in contact with the bearing rails 1114-1120 and the specific contact angle of the bearing rails with respect to the ball bearings 1132. The frame 1170 is tightly bolted to the frame 1172 to hold spring. 1154, which creates the proper holding strength between the input bearing rail 1114 and the fixed bearing rail 1120. The ball bearings 1132 as illustrated in Figure 11 have progressive rotation 1131 in the four bearing rails 1114, 1116, 1118, 1120.

Rotationsriktningen 1112 för axeln 1102 får kugghjulet 1122 att rotera i rotationsriktningen 1128, såsom illustreras i Figur 11. The direction of rotation 1112 of the shaft 1102 causes the gear 1122 to rotate in the direction of rotation 1128, as illustrated in Figure 11.

[0050] Figur 12 är en nära vy av lagerskenorna 1114-1120 och kula 1132, som illustrerar funktionssättet hor dragenheten med kontinuerligt variabel utväxling 1100. Såsom visas i Figur 17 WO 2011/096936 PCTHJS 2010/23398 12, så kontakter lagerskena 1 114 med kraft kula 1 132 vid kontaktstället 1134. Lagerskena 11 16 kontaktar med kraft kula 1132 vid kontaktsälle 1136. Lagerskena 1118 kontaktar med kraft kula1132 vid kontaktpunkt 1138. Lagerskena 1120 kontaktar med kraft kula 1132 vid kontaktpunkt 1140. Var och en av kontaktpunkterna 1134, 1136, 1138, 1140 är placerade på en gemensam storcirkel på kulans 1132 yta. Storcirkeln är placerad i ett plan som innefattar kulans 1132 centrum och centrallinjen (”axeln”) 1106 för axeln 1102. Kula 1132 spinner runt en virtuell spinnaxel 1142 som går genom kulans 1132 centrum och tudelar storcirkeln som innefattar kontaktpunktema 1134, 1136, 1138, 1140. Den virtuella spinnaxeln 1142 genom kulan 1132 är lutad med en vinkel 1146 gentemot den virtuella vertikala axeln 1144. Lutningsvinkeln 1146 är densamma för var och en av kulorna som är placerade i lagerskenoma runt omkretsen av friktionsdrivenheten 1100. Lutningsvinkeln 1146 etablerar ett matematiskt förhållande mellan en distanskvot och en kvot för periferihastighet. Distanskvoten är kvoten mellan det första avståndet 1148, som är det vinkelräta avståndet mellan spinnaxeln 1142 och kontaktpunken 1134, och ett andra avstånd 1150, som är det vinkelräta avståndet mellan spinnaxeln 1142 och kontaktpunkten 1136. Denna distanskvot är lika med kvoten mellan periferihastighetema. Periferihastighetemas kvot är kvoten mellan den första periferihastigheten och den andra periferihastigheten, där den första periferihastigheten är skillnaden mellan periferihastigheten hos kulan 1132 vid lagerskenan 1114 och en gemensam omloppsperiferihastighet hos kulan 1132 och de andra kuloma i lagerskenoma, medan den andra periferihastigheten är skillnaden mellan periferihastigheten hos kulan 1132 vid lagerskenan 1116 och den gemensamma omloppsperiferihastigheten hos kulan 1132 såväl som de andra kulorna placerade i lagerskenoma. Krökningsradien för var och en av lagerskenoma 1114-1120 är större än krökningsradien för kula 1132. Dessutom behöver krökningsradierna för var och en av lagerskenoma 1114-1120 inte vara en konstant krökningsradie, utan kan variera. Dessutom behöver krökningsradierna för var och en av de fyra lagerskenoma inte vara desamma. Figure 12 is a close view of the bearing rails 1114-1120 and ball 1132, illustrating the mode of operation of the traction unit with continuously variable gear 1100. As shown in Figure 17 WO 2011/096936 PCTHJS 2010/23398 12, the bearing rail 1,114 contacts with force ball 1 132 at contact point 1134. Bearing rail 11 16 contacts with force ball 1132 at contact point 1136. Bearing rail 1118 contacts with force ball 1132 at contact point 1138. Bearing rail 1120 contacts with force ball 1132 at contact point 1140. Each of the contact points 1134, 1136, 1138, 1140 are placed on a common great circle on the surface of the ball 1132. The great circle is located in a plane comprising the center of the ball 1132 and the central line ("axis") 1106 of the axis 1102. The ball 1132 spins around a virtual spinning axis 1142 which passes through the center of the ball 1132 and divides the great circle comprising the contact points 1134, 1136, 1138, 1140 The virtual spin axis 1142 through the ball 1132 is inclined at an angle 1146 to the virtual vertical axis 1144. The angle of inclination 1146 is the same for each of the balls located in the bearing rails around the circumference of the friction drive unit 1100. The angle of inclination 1146 establishes a mathematical relationship between a distance ratio and a peripheral speed ratio. The distance ratio is the ratio between the first distance 1148, which is the perpendicular distance between the spin axis 1142 and the contact point 1134, and a second distance 1150, which is the perpendicular distance between the spin axis 1142 and the contact point 1136. This distance ratio is equal to the ratio between the peripheral speeds. The ratio of the peripheral velocities is the ratio between the first peripheral velocity and the second peripheral velocity, where the first peripheral velocity is the difference between the peripheral velocity of the ball 1132 at the bearing rail 1114 and a common orbital peripheral velocity of the ball 1132 and the other balls of the bearing rails, while the second peripheral velocity is the difference the ball 1132 at the bearing rail 1116 and the common circumferential speed of the ball 1132 as well as the other balls placed in the bearing rails. The radius of curvature of each of the bearing rails 1114-1120 is greater than the radius of curvature of ball 1132. In addition, the radii of curvature of each of the bearing rails 1114-1120 need not be a constant radius of curvature, but may vary. In addition, the radii of curvature of each of the four bearing rails need not be the same.

[0051] När lagerskenorna 1116, 1118 förflyttas samtidigt sidledes, såsom förflyttningsriktningen 1108, så ändrar sig hastighetskvoten mellan rotationen hos axeln 1102 och rotationsriktningen 1112 med avseende på kugghjul 1122 och rotationsriktning 1128. Förflyttningen av lagerskenoma 1116, 1118 sidledes i riktning 1108 förorsakar att det första avståndet 1148 blir större och att det andra avståndet 1150 blir mindre. Därför ändras kvoten mellan avstånden, och 18 WO 2011/096936 PCTHJS 2010/23398 även kvoten mellan periferihastigheter, vilket ändrar hastigheten hos kugghjul 1122 jämfört med axel 1 102. When the bearing rails 1116, 1118 are moved simultaneously laterally, such as the direction of movement 1108, the speed ratio changes between the rotation of the shaft 1102 and the direction of rotation 1112 with respect to gears 1122 and direction of rotation 1128. For the movement of the bearing rails 1116, 1118 laterally in the direction 1108 the first distance 1148 becomes larger and the second distance 1150 becomes smaller. Therefore, the ratio between the distances, and 18 WO 2011/096936 PCTHJS 2010/23398 also changes the ratio between peripheral speeds, which changes the speed of gears 1122 compared to shaft 1022.

[0052] Såsom angivet ovan så är utgången från växellådan med kontinuerligt variabel hastighet i kugghjulskontakt med friktionsdrivenheten för hastighetsreduktion som är kopplad till turbinkompressoms axel. Såsom angivet ovan så finns det åtminstone två eller tre olika typer av friktionsdrivenheter för hastighetsreduktion som kan användas. Den vanliga typen är en planettyp av friktionsdrivenhet för reduktion av hög hastighet, såsom visas i Figurerna 6-9, och i Figur 10. Om en stor hastighetsskillnad önskas mellan turbinaxeln och planetvalsen, så kan utförandet i Figur 10 använda bara två valsar i stället för tre, för att få den ändrade utväxling som önskas. As stated above, the output of the continuously variable speed gearbox is in gear contact with the friction drive for speed reduction which is coupled to the shaft of the turbine compressor. As stated above, there are at least two or three different types of friction drives for speed reduction that can be used. The common type is a planetary type of friction drive for high speed reduction, as shown in Figures 6-9, and in Figure 10. If a large speed difference is desired between the turbine shaft and the planetary roller, then the embodiment in Figure 10 can use only two rollers instead of three, to obtain the desired gear ratio.

[0053] Med tre valsar så finns en gräns på cirka l0:1 i hastighetsreduktion och det kan finnas ett behov för någonting mer såsom 2011 utväxling för att få ett högt varvtal som 250 000 RPM till någonting under de 24 000 RPM som en l0:1 växel skulle kräva. Därför kan en planetfriktionsdrivenhet med två valsar användas i stället för ett system med tre valsar i figur 10, för att uppnå den hastighetsreduktion som krävs för de minsta höghastighetssystemen. Två valsar ger också mindre tröghet, eftersom varje vals adderar någon mängd tröghet till systemet. För den minsta trögheten bör två valsar vara tillräckligt. Dragvalsens bredd är något större än i ett utförande med tre valsar. With three rollers, there is a limit of about 10: 1 in speed reduction and there may be a need for something more such as the 2011 gear to get a high speed like 250,000 RPM to anything below the 24,000 RPM as a 10: 1 gear would require. Therefore, a two-roll planetary friction drive can be used instead of a three-roll system in Figure 10, to achieve the speed reduction required for the smallest high-speed systems. Two rollers also provide less inertia, as each roller adds some amount of inertia to the system. For the slightest inertia, two rollers should be sufficient. The width of the draw roller is slightly larger than in a version with three rollers.

[0054] Planetvalsama med flera diametrar som rullar mot axeln är gjorda av fjädrande material, t.ex. antingen fjädrande stål eller annat material som medger en del deformation av valsen inom den yttre trumman. Anbringandet av en fjäderbelastad vals kan ge det nödvändiga trycket på axeln, men begränsar inte axelns förmåga att finna sitt ideala rotationscentrum. The multi-diameter planetary rollers rolling against the shaft are made of resilient material, e.g. either resilient steel or other material that allows some deformation of the roller within the outer drum. The application of a spring-loaded roller can provide the necessary pressure on the shaft, but does not limit the shaft's ability to find its ideal center of rotation.

[0055] När en turbokompressor arbetar vid extremt hög hastighet så har den balansbegränsningar som får axeln att behöva finna sitt eget rotationscentrum. Balansen kommer att kompenseras av rörelser hos den centrala axeln. Denna rörelse kan kompenseras med fjäderbelastade valsar. De fjäderbelastade valsama kan också göras mycket lätta gen att tillverka dem av ett tunt stålband som medger att de arbetar mot en axel med mycket ringa tröghet. Bandets tjocklek måste vara stor nog att anbringa tillräckligt tryck mot traktionsytan för att tillhandahålla en vinkelrät kraft nödvändig för att dra. En kamföljare kan placeras inuti valsen, som kommer att placera varje vals 19 WO 2011/096936 PCTHJS 2010/23398 och upprätthålla denna plats inom systemet. Valsar behöver arbeta i mycket rätlinjig position mellan den yttre trumman och turbin-/kompressoraxeln, men nyckeln till låg tröghet är låg vikt.When a turbocharger operates at extremely high speeds, it has balance limitations that cause the shaft to have to find its own center of rotation. The balance will be compensated by movements of the central axis. This movement can be compensated with spring-loaded rollers. The spring-loaded rollers can also be made very light to manufacture them from a thin steel strip which allows them to work against a shaft with very little inertia. The thickness of the belt must be large enough to apply sufficient pressure to the traction surface to provide a perpendicular force necessary to pull. A cam follower can be placed inside the roller, which will place each roller 19 WO 2011/096936 PCTHJS 2010/23398 and maintain this position within the system. Rollers need to work in a very rectilinear position between the outer drum and the turbine / compressor shaft, but the key to low inertia is low weight.

En eller två kamföljare kan användas för att hålla stålbandet på plats, så att stålbandet förblir i sin rätlinjiga plats i systemet. One or two cam followers can be used to hold the steel strip in place, so that the steel strip remains in its rectilinear position in the system.

[0056] Ringvalsen 614 är förbunden med ett kugghjul på ytterytan så att ringvalsen kan överföra kraften in i eller ut ur friktionsdrivenheten med flera diametrar 416. Ringvalsen 614 kan utföras på många sätt. Ringvals kan helt enkelt vara en solid stålartikel eller annat lämpligt material som är kapabelt att överföra vridmomentet in i och ut ur friktionsdrivenheten 416 med flera diametrar. Ringvals 614 måste tillverkas av ett material som medger att ringvals 614 att ha låg vikt, men ringvals 614 måste tillverkas av ett material som kan användas som en friktionsdrivenhetsyta på valsytan 687. En korrekt valsyta 787 medger att planetvalsarna 664, 666, 668 överför vridmoment via dragkraft på ytorna. The ring roller 614 is connected to a gear on the outer surface so that the ring roller can transmit the force into or out of the friction drive unit with fl your diameters 416. The ring roller 614 can be designed in many ways. Ring roller can simply be a solid steel article or other suitable material capable of transmitting the torque into and out of the multi-diameter friction drive unit 416. Ring roller 614 must be made of a material that allows ring roller 614 to be lightweight, but ring roller 614 must be made of a material that can be used as a friction drive surface on the roller surface 687. A correct roller surface 787 allows the planetary rollers 664, 666, 668 to transmit torque via traction on the surfaces.

[0057] Dessutom så måste kompressoraxeln 414 hållas i mycket noggrann position. Den rätlinjiga placeringen av turbin-/kompressoraxelns axel 414 inom höljet medger att toleransen kan upprätthållas mellan spetsarna på kompressorbladen och kompressorns hölje. En snävare tolerans ökar kompressorns effektivitet. En exaktare placering minskar sannolikheten att turbinkompressorfläkten 638 och kompressorhöljet 640. En metod för att kontrollera den linjära kraften mot kompressorhjulet, en kraft som uppkommer av att komprimera gasen, är nödvändig för att tillförsäkra att det finns åtminstone ett minimum av spelrum. Detta kan göras genom att använda ett axiallager (inte visat) som är oljematat eller ett axiallager som är ett lager av kullagertyp eller rullagertyp. In addition, the compressor shaft 414 must be kept in a very accurate position. The rectilinear position of the turbine / compressor shaft shaft 414 within the housing allows the tolerance to be maintained between the tips of the compressor blades and the compressor housing. A narrower tolerance increases the efficiency of the compressor. A more precise location reduces the likelihood of the turbine compressor fan 638 and the compressor housing 640. A method of controlling the linear force against the compressor wheel, a force arising from compressing the gas, is necessary to ensure that there is at least a minimum of clearance. This can be done by using an thrust bearing (not shown) which is oil fed or a thrust bearing which is a ball bearing type or roller bearing type.

[0058] I typfallet, en turbokompressor, så är lagren, av tillförlitlighetsskäl, glidlager som har oljeskikt både på in- och utsidan för att medge att turbinaxeln centrerar sig sj älv i sin harmoniska rotation. Balanseringskraven för en turboladdare som tillverkas i stor volym reduceras genom att använda ett lager med två frigångar. Dessa sorters lager har använts därför att kravet på snävare frigång och noggrannare inpassning av turbokompressoms axel. Ett kullager används både för att hålla kompressom och turbinen och för att upprätthålla bättre inpassning till höljet från ett perspektiv av rörelse sida till sida. Detta kan uppnås med en eller två kullager. Inpassning av lager inom ett yttre område som är under tryck med olja medger att lagren flyter och medger att lagret finner ett centrum. Detta påverkar inte frigången mellan de yttersta delama av höljet, 20 WO 2011/096936 PCTHJS 2010/23398 turbinen och kompressorn, men det medger att den axiella frigången förblir liten.Typically, a turbocharger, the bearings are, for reasons of reliability, plain bearings that have oil layers on both the inside and outside to allow the turbine shaft to center itself in its harmonic rotation. The balancing requirements for a turbocharger that is manufactured in large volume are reduced by using a bearing with two clearances. These types of bearings have been used because of the requirement for narrower clearance and more accurate fitting of the turbocharger shaft. A ball bearing is used both to hold the compressor and the turbine and to maintain better fit to the housing from a side-to-side movement perspective. This can be achieved with one or two ball bearings. Alignment of bearings within an outer area that is under pressure with oil allows the bearings to flow and allows the bearing to find a center. This does not affect the clearance between the outermost parts of the housing, the turbine and the compressor, but it allows the axial clearance to remain small.

Turbinaxellager ger en tredje begränsningspunkt för att upprätthålla inpassning av valsarna.Turbine shaft bearings provide a third limitation point for maintaining the alignment of the rollers.

Kamfölj are i mitten av valsama kan hålla valsarna vid 120 grader från varandra. Två små kamfölj are kan användas för vardera valsen för att eliminera backlash när kraften ändrar riktning. Cam followers in the middle of the rollers can keep the rollers at 120 degrees apart. Two small cam followers can be used for each roller to eliminate backlash when the force changes direction.

[0059] Dessutom kan en större turbin användas. Turbinhjulet kan göras större än normalt i diameter. Det är möjligt att göra turbinens ytterdiameter till och med större än kompressorhjulet utan att komma till den kritiska hastigheten där spetsarna kommer nära ljudhastigheten, därför att tätheten hos avgaserna är lägre än den inkommande luften och därför är ljudhastigheten högre.In addition, a larger turbine can be used. The turbine wheel can be made larger than normal in diameter. It is possible to make the outer diameter of the turbine even larger than the compressor wheel without reaching the critical speed where the tips come close to the speed of sound, because the density of the exhaust gases is lower than the incoming air and therefore the speed of sound is higher.

Detta medger att avgaserna kan anbringa mer vridmoment på turbin-/kompressoraxeln utan högre bakåttryck. Att ha mer vridmoment får turbinen att få tillbaka mer energi än vad som krävs för att komprimera den inkommande luften. Detta producerar mer energi än som kan utvinnas och skickas till motorn. Mer energi från samma avgasflöde, som inte behövs för kompression, överförs till vevaxeln och skapar mindre bränslekonsumtion. This allows the exhaust gases to apply more torque to the turbine / compressor shaft without higher back pressure. Having more torque causes the turbine to regain more energy than is required to compress the incoming air. This produces more energy than can be extracted and sent to the engine. More energy from the same exhaust fate, which is not needed for compression, is transferred to the crankshaft and creates less fuel consumption.

[0060] Dessutom, turbineffektivitet kan förbättras genom att använda styrskovlar som styr den inkommande vinkeln i vilken avgaserna kommer till turbinhjulet. Detta gör toppeffektiviteten högre, men gör hastighetsområdet mindre inom vilket denna effektivitet uppnås. Ett snävt hastighetsområde är inte bra för en normal turbokompressor, men är inte ett problem för en super-turbokompressor där regulatorn kan ge den nödvändiga hastighetskontrollen. In addition, turbine efficiency can be improved by using control vanes that control the incoming angle at which the exhaust gases reach the turbine wheel. This makes the peak efficiency higher, but makes the speed range smaller within which this efficiency is achieved. A narrow speed range is not good for a normal turbocharger, but is not a problem for a super-turbocharger where the controller can provide the necessary speed control.

[0061] Högre mottryck över turbinen jämfört med trycket över kompressorn kan också skapa en obalanserad super-turbokompressor. För en normal turbokompressor så går denna tryckskillnad åt andra hållet. Att ha mer mottryck förorsakar att turbinen återvinner mer energi än som krävs för att komprimera inkommande luft. Detta producerar mer energi som kan återvinnas och överföras till motorn. Högt mottryck är nödvändigt för EGR (exhaust gas recycling, recirkulering av avgaser) återgångar på dieselmotorer. Högt mottryck kräver normalt en ventil eller en restriktion, så högt mottryck är normalt förlorad energi eftersom en normal turbokompressor inte kan göras obalanserad utan överhastighet. Ökande mottryck är inte bra för bensin- och naturgasmotorer, eftersom det ökar mängden avgaser som fastnar i cylindern, vilket gör att motorn mera sannolikt får detonationsproblem. 21 WO 2011/096936 PCTHJS 2010/23398 Higher back pressure over the turbine compared to the pressure over the compressor can also create an unbalanced super-turbocharger. For a normal turbocharger, this pressure difference goes in the other direction. Having more back pressure causes the turbine to recover more energy than is required to compress incoming air. This produces more energy that can be recovered and transferred to the engine. High back pressure is necessary for EGR (exhaust gas recycling, exhaust gas recirculation) returns on diesel engines. High back pressure normally requires a valve or a restriction, so high back pressure is normally lost energy because a normal turbocharger can not be made unbalanced without overspeed. Increasing back pressure is not good for petrol and natural gas engines, as it increases the amount of exhaust gases that get stuck in the cylinder, which makes the engine more likely to have detonation problems. 21 WO 2011/096936 PCTHJS 2010/23398

[0062] I enlighet med ett annat utförande, så kan ett andra turbinhjul placeras på turbin- /kompressoraxeln för att öka den energi som återvinns av turbinen och förbättra bränsleeffektiviteten hor motorsystemet. Dessutom så kan ett andra kompressorhjul placeras på samma axel för att öka tryckhöjningsmöjligheten för super-turbokompressorn och medge kylning mellan stegen. Detta gör inloppstemperaturen lägre för en given tryckökning och ger därmed mindre nitrösa gaser. According to another embodiment, a second turbine wheel can be placed on the turbine / compressor shaft to increase the energy recovered by the turbine and improve the fuel efficiency of the engine system. In addition, a second compressor wheel can be placed on the same shaft to increase the pressure increase capability of the super-turbocharger and allow cooling between steps. This makes the inlet temperature lower for a given pressure increase and thus produces less nitrous gases.

[0063] Dessutom kan kylning av turbinbladen tillhandahållas genom bladspetsarna för att reducera temperaturen i högtemperaturtillämpningar. Detta kan göras med ihåliga bladspetsar vid turbinens yttre kant. Detta speciella utförande av spetsama höjer turbinens effektivitet och ger en väg för kylande luft att gå igenom bladen. Turbinbladskylning kan också tillhandahållas av komprimerad luft från kompressorn, sidomatad över höljet till turbinhjulets baksida. Dessutom kan ett värmerör användas för att kyla turbinhjulet och bladen. In addition, cooling of the turbine blades can be provided through the blade tips to reduce the temperature in high temperature applications. This can be done with hollow blade tips at the outer edge of the turbine. This special design of the tips increases the efficiency of the turbine and provides a way for cooling air to pass through the blades. Turbine blade cooling can also be provided by compressed air from the compressor, side-by-side over the housing to the rear of the turbine wheel. In addition, a heating tube can be used to cool the turbine wheel and blades.

[0064] Dessutom kan en vridande mjukgörande anordning användas på kraftens väg.In addition, a rotating emollient device can be used in the path of force.

Vevaxelenergi eller mekanisk rotationsenergi från drivlinan kan bringas via en flexibel axel eller en anordning för att mjuka upp impulser (antingen en fjäderbelastad eller böjbar) på ett sådant sätt att vridmomentspulser från motorn eller drivlinan avlägsnas utan förlust av denna energi, innan de kommer in i höljet. Genom att inte påverka transmissionen med kraftiga vridmomentstoppar så minskas kravet på toppvridmoment. Genom att eliminera dessa vridmomentstoppar är friktionsdrivenheter mer tillförlitliga, eftersom dragkraven är begränsade till systemets maximala vridmoment. Genom att minimera dessa vridmomentstoppar på friktionsdrivenhetema, så kan storleken och ytkontaktsytan hos friktionsdrivenhetema minimeras. Minimala ytkontaktsytor maximerar systemets effektivitet, och kan ändå uppnå det vridmoment som krävs för att överföra den kontinuerliga kraften. Crankshaft energy or mechanical rotational energy from the driveline can be brought via a flexible shaft or device to soften pulses (either a spring-loaded or bendable) in such a way that torque pulses from the motor or driveline are removed without loss of this energy, before entering the housing . By not affecting the transmission with strong torque peaks, the requirement for peak torque is reduced. By eliminating these torque peaks, friction drives are more reliable, as the traction requirements are limited to the system's maximum torque. By minimizing these torque peaks on the friction drives, the size and surface contact area of the friction drives can be minimized. Minimal surface contact surfaces maximize system efficiency, and can still achieve the torque required to transmit the continuous force.

[0065] Alternativt, och i enlighet med ett annat utförande, så kan en formgivning av en friktionsdrivenhet med variabel hastighet med hydrauliska pumpar med fixt deplacement i stället för en axel, bält- eller kugghjulsdrift användas. Detta gör systemet lättare att paketera, viket skulle kunna vara speciellt användbart för mycket stora motorer som har ett flertal turbokompressorer. 22 WO 2011/096936 PCTHJS 2010/23398 Alternatively, and in accordance with another embodiment, a design of a variable speed friction drive with hydraulic pumps with fixed displacement can be used instead of a shaft, belt or gear drive. This makes the system easier to package, which could be especially useful for very large engines that have a number of turbochargers. 22 WO 2011/096936 PCTHJS 2010/23398

[0066] I ett ytterligare utförande, illustrerat i Figur 13, så är en andra super-turbokompressor driven från en växellåda som ett sätt att få en högre tryckkvot, och som ett sätt att få svalare ingångsluft till motorn genom att använda en andra mellankylare. Detta är möjligt med en fix hastighetskvot mellan de två super-turbokompressorema. Den första super-turbokompressorn 1302 har en luftintagsledning 1308 och komprimerar luft, vilken sedan tillhandahålls till motom via ledningen 1310 för komprimerad luft. Avgasledning 1314 tar emot avgaser från motom för att köra turbinen i den första super-turbokompressorn 1301. Avgaserna lämnar utgångsavgasledningen 1310. Avgasledning 1314 tar emot avgaser från motom för att köra turbinen i den första super-turbokompressom 1302. Avgasema lämnar utgångsledningen 1312.In a further embodiment, illustrated in Figure 13, a second super-turbocharger is driven from a gearbox as a means of obtaining a higher pressure ratio, and as a means of obtaining cooler intake air to the engine by using a second intercooler. This is possible with a fixed speed ratio between the two super-turbochargers. The first super-turbocharger 1302 has an air intake line 1308 and compresses air, which is then supplied to the engine via the compressed air line 1310. Exhaust line 1314 receives exhaust gases from the engine to drive the turbine in the first super-turbocharger 1301. The exhaust gases leave the output exhaust line 1310. Exhaust line 1314 receives exhaust gases from the engine to drive the turbine in the first super-turbocharger 1302. The exhaust leaves the outlet line 1312.

Den första super-turbokompressom 1302 är kopplad till den andra super-turbokompressom 1304 med ett överföringskugghjul 1306. The first super-turbocharger 1302 is coupled to the second super-turbocharger 1304 with a transmission gear 1306.

[0067] Figur 14A illustrerar ett annat utförande av en implementation av användningen av två super-turbokompressorer, såsom en super-turbokompressor 1402 med lågt tryck och en högtryckssuper-turbokompressor 1404. En super-turbokompressor av standardtyp gör inte att bra arbete beträffande att återvinna högtryckspulsen som kommer ut ur cylindem när utblåsningsventilen först öppnas. För att förbättra denna återvinning av pulsat tryck, såsom illustreras i Figur 14A, så är högtrycksutblåsningsventilernas utlopp 1406, 1408 separerade från lågtrycksutblåsningsventilemas utlopp 1410, 1412 i en motor med fyra ventiler. Avgaserna från högtrycksutblåsningsventilernas utlopp 1406, 1408 skickas till högtrycksturbinen 1434 via högtrycksutgångsgrenrör 1430, medan avgasema från lågtrycksutblåsningsventilernas utlopp 1410, 1412 skickas till lågtrycksturbinen 1420 via lågtrycksutgångsgrenrör 1428. Genom att ändra tidsinställningen för ventilerna i högtrycksutblåsningsventilemas utlopp 1406, 1408 på så sätt att ventilerna för högtrycksutblåsning via utloppen 1406, 1408 öppnas först och avgasema skickas till högtrycksturbinen 1434, så är pulsenergin bättre återvunnen. Ventilema på högtrycksutsläppen 1406, 1408 stängs fort, och sedan öppnas ventilerna för lågtrycksutsläppen 1410, 1412 under hela kolvens utblåsningsslag. Avgaserna från ventilema på lågtrycksutsläppen 1410, 1420 skickas till lågtrycksturbinen 1420. Denna process minskar arbetet som krävs av kolven för att tömma cylindem. Denna process förbättrar bränsleeffektiviteten vid tomgång, eller eliminerar åtminstone parasitförluster vid tomgång. Utloppet från hö gtrycksturbinen 1434 är också förbunden med lågtrycksturbinen 1420. katalyserande filter för partiklar från dieselmotorer (inte visat) kan också placeras före lågtrycksturbinen. 23 WO 2011/096936 PCTHJS 2010/23398 Figure 14A illustrates another embodiment of an implementation of the use of two super-turbochargers, such as a low-pressure super-turbocharger 1402 and a high-pressure super-turbocharger 1404. A standard super-turbocharger does not do a good job of recovering. the high pressure pulse that comes out of the cylinder when the exhaust valve is first opened. To improve this pulsed pressure recovery, as illustrated in Figure 14A, the high pressure exhaust valves 1406, 1408 are separated from the low pressure exhaust valves 1410, 1412 in a four valve engine. The exhaust gases from the high pressure exhaust valves 1406, 1408 are sent to the high pressure turbine 1434 via high pressure outlet manifolds 1430, while the exhaust gases from the low pressure exhaust valves 1410, 1412 are sent to the low pressure turbine 1420 via the low pressure outlet manifolds. via the outlets 1406, 1408 are opened first and the exhaust gases are sent to the high pressure turbine 1434, then the pulse energy is better recovered. The valves on the high pressure outlets 1406, 1408 close quickly, and then the valves on the low pressure outlets 1410, 1412 are opened during the entire blow-out stroke of the piston. The exhaust gases from the valves on the low pressure outlets 1410, 1420 are sent to the low pressure turbine 1420. This process reduces the work required by the piston to empty the cylinder. This process improves fuel efficiency at idle, or at least eliminates parasite losses at idle. The outlet from the high pressure turbine 1434 is also connected to the low pressure turbine 1420. Catalyst filters for particles from diesel engines (not shown) can also be placed before the low pressure turbine. 23 WO 2011/096936 PCTHJS 2010/23398

[0068] Såsom också illustreras i Figur 14A så är en EGR-ledning 1438 kopplad till utgångsgrenröret 1430 för högtryck. EGR-ledningen 1438 möjliggör för en del av avgaserna från utgångsgrenröret 1430 för högtryck att skickas tillbaka till ingångsgrenröret 1444, via kylaren 1440 och EGR-ventilen 1442. Avgaserna från utgångsgrenröret 1430 för högtryck som skickas genom EGR-ledningen 1438, skickas till ingångsgrenröret 1444 med ändamålet att recirkulera avgaser. Avgaserna som går genom avgasrecirkulationsledningen 1438 hjälper till att sänka förbränningstemperaturen i förbränningskammaren, speciellt efter att ha kylts i kylaren 1440.As also illustrated in Figure 14A, an EGR line 1438 is connected to the high pressure outlet manifold 1430. The EGR line 1438 allows some of the exhaust gases from the high pressure outlet manifold 1430 to be returned to the inlet manifold 1444, via the radiator 1440 and the EGR valve 1442. The exhaust gases from the high pressure outlet manifold 1430 sent through the EGR line 1438 are sent to the inlet manifold 1438 the purpose of recirculating exhaust gases. The exhaust gases passing through the exhaust gas recirculation line 1438 help to lower the combustion temperature in the combustion chamber, especially after cooling in the radiator 1440.

Avgaserna innehåller fuktighet och andra vätskor som hjälper till att kyla temperaturen i förbränningskammaren och därmed reducera utsläppet av nitrösa gaser från motorn. Mängden återcirkulerad avgas styrs av EGR-ventilen 1442. EGR-ventilen 1442 kan vara fix, såsom genom användning av en restriktionsventil, eller kan varieras, beroende på de övervakade nitrösa- gas utsläppen från motorn. The exhaust gases contain moisture and other liquids that help to cool the temperature in the combustion chamber and thereby reduce the emission of nitrous gases from the engine. The amount of recycled exhaust gas is controlled by the EGR valve 1442. The EGR valve 1442 can be fixed, such as by using a restriction valve, or can be varied, depending on the monitored nitrous oxide emissions from the engine.

[0069] Såsom också visas i Figur 14A, så är högtrycksluft skickad genom högtryckskompressorns grenrör 1446 från högtryckskompressom 1432 till ingångsgrenröret 1444. Sålunda är ingångsgrenröret 1444 hållet vid ett på förhand fastställt högt tryck baserat på det som kommer ut ur högtryckskompressorn 1432. För att de recirkulerade gaserna skall gå igenom EGR-ledningen 1438, så måste trycket i högtrycksgrenröret 1430 vara högre än trycket i ingångsgrenröret 1444, såsom bestäms av utgångstrycket för hö gtryckskompressorn 1432. I detta avseende så öppnas ventilema i högtrycksutgångarna 1406, 1408 tillräckligt tidigt under kolvens nedåtgående slag, när kvarvarande tryck fortfarande finns i cylindern för att skapa tillräckligt högt tryck i hö gtrycksutgångsgrenröret 1430 för att driva avgaserna från högtrycksutgångsgrenröret 1430 genom EGR-ledningen 1438. Såsom visas nedan, så öppnar ventilerna i högtrycksutloppen 1406, 1408 vid en tidpunkt när det fortfarande finns en liten mängd energiförlust i processen att driva kolvarna nedåt. Öppningspunkten för högtrycksventilerna är före nedre dödpunkten men efter punkten med maximalt vridmoment från kolven till vevaxeln, vilket är den punkt då vevstakarna är väsentligen vid 90°. Denna punkt ligger vid ungefär l00°. Vridmomentet är proportionellt mot cosinus för vevstakarnas vinkel, så att ju lägre kolven är när högtrycksventilerna öppnas, desto mindre energi går förlorad att driva kolvarna. Emellertid finns det en påtaglig mängd kvarvarande tryck i cylindern, vilket kan släppas ut av hö gtrycksventilema innan nedre dödpunkten uppnås, och detta tryck kan användas för att driva avgaserna i EGR-ledningen 1438 in i högtrycksturbinen 1434. Genom att i förväg 24- WO 2011/096936 PCTHJS 2010/23398 släppa ut gas ur cylindern med användning av högtrycksventilerna vid högtrycksutloppen 1406, 1408, så släpps en stor mängd av det kvarvarande trycket i cylindern ut innan lågtrycksutloppen 1410, 1412 öppnas. När de öppnas, så kan lågtrycksutsläppen 1410, 1412 kapabla att släppa ut det mesta av trycket från cylindrarna. På detta sätt används det kvarvarande trycket i cylindrama för att leda avgaser både genom EGR-ledningen 1438 för att reducera utsläpp av nitrösa gaser och för att driva högtrycksturbinen 1434, vilket adderar ytterligare kraft och effektivitet till ITIOÉOITI. As also shown in Figure 14A, high pressure air is sent through the high pressure compressor manifold 1446 from the high pressure compressor 1432 to the inlet manifold 1444. Thus, the inlet manifold 1444 is held at a predetermined high pressure based on that coming out of the high pressure compressor. the recirculated gases must pass through the EGR line 1438, then the pressure in the high pressure manifold 1430 must be higher than the pressure in the inlet manifold 1444, as determined by the outlet pressure of the high pressure compressor 1432. In this regard, the valves in the high pressure outlets 1406, 1408 open sufficiently early , when residual pressure is still present in the cylinder to create sufficiently high pressure in the high pressure outlet manifold 1430 to drive the exhaust gases from the high pressure outlet manifold 1430 through the EGR line 1438. As shown below, the valves in the high pressure outlets 1406, 1408 open at a time when it is still present. a small amount of energy loss t in the process of driving the pistons downwards. The opening point for the high pressure valves is before the lower dead center but after the point with maximum torque from the piston to the crankshaft, which is the point where the connecting rods are substantially at 90 °. This point is located at about l00 °. The torque is proportional to the cosine of the angle of the connecting rods, so that the lower the piston is when the high pressure valves are opened, the less energy is lost to drive the pistons. However, there is a significant amount of residual pressure in the cylinder, which can be released by the high pressure valves before the lower dead center is reached, and this pressure can be used to drive the exhaust gases in the EGR line 1438 into the high pressure turbine 1434. By pre-24-WO 2011 / 096936 PCTHJS 2010/23398 release gas from the cylinder using the high pressure valves at the high pressure outlets 1406, 1408, then a large amount of the residual pressure in the cylinder is released before the low pressure outlets 1410, 1412 are opened. When opened, the low pressure outlets 1410, 1412 are capable of releasing most of the pressure from the cylinders. In this way, the residual pressure in the cylinders is used to direct exhaust gases both through the EGR line 1438 to reduce nitrous oxide emissions and to drive the high pressure turbine 1434, which adds additional power and efficiency to the ITIOÉOITI.

[0070] Såsom också visas i Figur 14A så används avgaserna från lågtrycksutgångsgrenröret till att driva lågtrycksturbinen 1420 i lågtrycks-super-turbokompressorn 1402. Avgaser som kommer från hö gtrycksturbinen 1434 kombineras med lågtrycksavgaserna från lågtrycksutsläppen 1410, 1412 för att driva lågtrycksturbinen 1420. Avgaser från lågtrycksturbinen 1420 släpps ut genom utsläppet 1436. Lågtrycksturbinen 1420 är kopplad till lågtryckskompressorn 1418, som komprimerar ingångsluft 1422 till en förutbestämd nivå. Ledning 1424 skickar den komprimerade luften från lågtryckskompressorn 1418 till ingången för högtryckskompressorn 1432, som arbetar mad att ytterligare komprimera den komprimerade luften i 1424 för att producera luft som är komprimerad till högre tryck, vilken skickas till ingångsgrenröret 1444 genom högtrycksgrenröret 1446. As also shown in Figure 14A, the exhaust gases from the low pressure outlet manifold are used to drive the low pressure turbine 1420 in the low pressure super-turbocharger 1402. Exhaust gases coming from the high pressure turbine 1434 are combined with the low pressure exhaust gases from the low pressure emissions 1410, 1412 to drive the low pressure turbine 1420. the low pressure turbine 1420 is discharged through the outlet 1436. The low pressure turbine 1420 is connected to the low pressure compressor 1418, which compresses the inlet air 1422 to a predetermined level. Line 1424 sends the compressed air from the low pressure compressor 1418 to the inlet of the high pressure compressor 1432, which works to further compress the compressed air in 1424 to produce air which is compressed to higher pressure, which is sent to the inlet manifold 1444 through the high pressure manifold 1446.

[0071] Figur 14B illustrerar en variation av utförandet i Figur 14A. Såsom illustreras i Figur 14B, så har högtryckutloppen 1406, 1408 kombinerats till ett högtrycksutgångsgrenrör som är kopplat till högtrycksturbinen 1434. Med andra ord, alla högtrycksavgasema från högtrycksutloppsgrenröret 1430 skickas till högtrycksturbinen 1434 för att driva högtrycksturbinen 1434, vilket i sin tur driver högtryckskompressorn 1432.Figure 14B illustrates a variation of the embodiment of Figure 14A. As illustrated in Figure 14B, the high pressure outlets 1406, 1408 have been combined into a high pressure outlet manifold connected to the high pressure turbine 1434. In other words, all of the high pressure exhaust manifold 1430 is sent to the high pressure turbine 1434 to drive the high pressure turbine 14 in the high pressure turbine.

Högtryckskompressorn 1432 får komprimerad luft i ledning 1424 från lågtryckskompressorn 1418 ilågtrycks-super-turbokompressorn 1402 som komprimerar luft från ingången 1422. Den utgående luften från hö gtryckskompressorn 1432 skickas till ingångsgrenröret 1444 via kompressorns högtrycksgrenrör 1446. Lågtryckskompressorn 1418 drivs av lågtrycksturbinen 1420 som drivs av lågtrycksavgaserna, i lågtrycksutgångsgrenröret 1428, som kommer från lågtrycksutloppen 1410, 1412. Avgaser från lågtrycksturbinen 1420 släpps ut genom avgasutloppet 1436. Högtrycksgasema från hö gtrycksutloppsgrenröret 1430, som driver högtrycksturbinen 1434, skickas till ledningen 1426 för avgasrecirkulering (EGR) sänds tillbaka 25 WO 2011/096936 PCTHJS 2010/23398 till ingångsgrenröret 1444. Högtrycksgaserna från högtrycksutloppsgrenröret 1430, som driver högtrycksturbinen 1434, får ingen väsentlig tryckminskning och har tillräckligt högt tryck för att injicera avgaserna från EGR-ledningen 1426 in i ingångsgrenröret 1444. Figur l4B ger den största reduktionen för nitrösa gaser, eftersom väsentligen alla avgaserna från högtrycksutloppsgrenröret 1430 recirkuleras till ingångsgrenröret 1444. The high pressure compressor 1432 receives compressed air in line 1424 from the low pressure compressor 1418 in the low pressure super-turbocharger 1402 which compresses air from the inlet 1422. The output air from the high pressure compressor 1432 is sent to the input manifold 1444 via the compressor low pressure manifold 14. , in the low pressure outlet manifold 1428, which comes from the low pressure outlets 1410, 1412. Exhaust gases from the low pressure turbine 1420 are discharged through the exhaust gas outlet 1436. The high pressure gases from the high pressure outlet manifold 1430, which drive the high pressure turbine 1434, are sent to line recirculation 1496. PCTHJS 2010/23398 to the inlet manifold 1444. The high pressure gases from the high pressure outlet manifold 1430, which drive the high pressure turbine 1434, do not have a significant pressure drop and have a sufficiently high pressure to inject the exhaust gases from the EGR line 1426 into the inlet manifold 144 Figure 14B provides the largest reduction for nitrous gases, since substantially all of the exhaust gases from the high pressure outlet manifold 1430 are recycled to the inlet manifold 1444.

[0072] Såsom också illustreras i Figur l4B, så kan en överflödesventil 1448 användas för att låta högtrycksavgaser från högtrycksutgångsgrenröret 1430 förbipassera direkt EGR-ledningen 1426.As also illustrated in Figure 14B, an overflow valve 1448 can be used to allow high pressure exhaust from the high pressure outlet manifold 1430 to bypass the EGR line 1426 directly.

Högtrycksavgasema kan tidvis vara för heta och/eller kan vara vid ett tryck som kommer att överbelasta hö gtrycksturbinen 1434. I detta fall kan överflödesventilen 1448 öppnas för att skicka högtrycksavgaser från högtrycksutloppsgrenröret 1430 direkt till EGR-ledningen 1426.The high pressure exhaust may occasionally be too hot and / or may be at a pressure that will overload the high pressure turbine 1434. In this case, the overflow valve 1448 may be opened to send high pressure exhaust from the high pressure outlet manifold 1430 directly to the EGR line 1426.

Dessutom kan en EGR-ventil 1450 adderas, viken är kopplad till EGR-ledningen 1426 till lågtrycksutgångsgrenröret 1428. Om tillräckligt mycket avgaser skickas genom EGR-ledningen 1426, så kan en del av dessa gaser skickas från EGR-ledningen 1426 till lågtrycksutgångsgrenröret 1428 via EGR-ventilen 1450. De överflödiga gaserna från EGR- ledningen 1426 kan då användas för att driva lågtrycksturbinen 1420 för att lägga till extra kraft till motorn genom att öka trycket i ingångsgrenröret 1444. Användning av EGR-ventilen 1450 tillhandahåller ett ytterligare sätt på vilket recirkulerade gaser kan återvinnas för att lägga till ytterligare kraft till motorn och öka effektiviteten i motorns drift. In addition, an EGR valve 1450 can be added, the bay is connected to the EGR line 1426 to the low pressure outlet manifold 1428. If sufficient exhaust gases are sent through the EGR line 1426, then some of these gases can be sent from the EGR line 1426 to the low pressure outlet manifold 1428 via the EGR valve 1450. The excess gases from the EGR line 1426 can then be used to drive the low pressure turbine 1420 to add extra power to the engine by increasing the pressure in the inlet manifold 1444. Use of the EGR valve 1450 provides a further way in which recirculated gases can be recycled to add additional power to the engine and increase the efficiency of engine operation.

[0073] Figur 14C illustrerar en annan modifikation av utförandena i Figurema 14A och l4B.Figure 14C illustrates another modification of the embodiments of Figures 14A and 14B.

Såsom visas i Figur 14C så komprimeras inkommande luft 1422 av lågtryckskompressorn 1418.As shown in Figure 14C, incoming air 1422 is compressed by the low pressure compressor 1418.

Den komprimerade luften från lågtryckskompressor 1418 skickas via ledningen 1424 till ingångsgrenröret 1444. Såsom också illustreras i Figur 14C, så används inte den andra turbinen, högtrycksturbinen, och all recirkulerad gas recirkuleras från högtrycksutloppen 1406, 1408 via EGR-ledningen 1426 till inloppsgrenröret 1444. Avgaser från lågtrycksutloppen 1410, 1412 kombineras i ledning 1428 för att driva lågtrycksturbinen 120. Avgaserna släpps sedan via utsläppet 1436. Därför matas alla gasema från högtrycksutloppen 1406, 1408 tillbaka till ingångsgrenröret 1444 för att skapa en stor reduktion av nitrösa gaser. Alternativt kan en EGR- ventil 1450 användas för att skicka en del av avgaserna i EGR-ledningen 1426 till lågtrycksutgångsgrenröret 1428, vilket ger ytterligare kraft till lågtrycksturbinen 1420 och reducerar mängden recirkulerade gaser i EGR-ledningen 1426. EGR-ventilen 1450 kan justeras 26 WO 2011/096936 PCTHJS 2010/23398 för att justera mängden avgaser som skickas från EGR-ledningen 1426 till lågtrycksutgångsgrenröret 1428. Denna process kan vara av godo om en tillräcklig mängd avgaser recirkuleras i EGR-ledningen 1426 för att reducera motorns utsläpp av nitrösa gaser. The compressed air from the low pressure compressor 1418 is sent via line 1424 to the inlet manifold 1444. As also illustrated in Figure 14C, the second turbine, the high pressure turbine, is not used and all recirculated gas is recycled from the high pressure outlets 1406, 1408 via the EGR line 1426 to inlet 44. from the low pressure outlets 1410, 1412 are combined in line 1428 to drive the low pressure turbine 120. The exhaust gases are then released via the exhaust 1436. Therefore, all the gases from the high pressure outlets 1406, 1408 are fed back to the inlet manifold 1444 to create a large reduction of nitrous gases. Alternatively, an EGR valve 1450 may be used to send some of the exhaust gases in the EGR line 1426 to the low pressure outlet manifold 1428, which provides additional power to the low pressure turbine 1420 and reduces the amount of recirculated gases in the EGR line 1426. The EGR valve 1450 may be adjusted 26 WO 2011/096936 PCTHJS 2010/23398 to adjust the amount of exhaust gases sent from EGR line 1426 to low pressure outlet manifold 1428. This process may be beneficial if a sufficient amount of exhaust gases is recirculated in EGR line 1426 to reduce engine emissions of nitrous gases.

[0074] Figur l4D är ett diagram som visar ventillyftning, cylindertryck of flödeshastighet med avseende på kolvens läge efter övre dödpunkten. Såsom visas i figur l4D så minskar cylindertrycket 1450 stadigt efter övre dödpunkten, hela vägen genom kolvens slag. Lyftningen av högtrycksventilen 1456 skapar högtrycksflödet 1452. Lyftningen av högtrycksventilen 1456 äger rum kring 100°s rotation och skapar en stor utblåsning av högtrycksavgaser 1452, som blåses ut genom högtrycksutloppen 1406, 1408 (Figurerna 14-a, 14B och 14C). Lyftningen av lågtrycksventilen skapar lågtrycksflöde 1458 genom lågtrycksutloppen 1410, 1412. Som resultat sjunker cylindertrycket 1450 ytterligare i cylindern. Figure 14D is a diagram showing valve lift, cylinder pressure and velocity of velocity with respect to the position of the piston after the upper dead center. As shown in Figure 14D, the cylinder pressure 1450 decreases steadily after the top dead center, all the way through the stroke of the piston. The lifting of the high pressure valve 1456 creates the high pressure fate 1452. The lifting of the high pressure valve 1456 takes place around 100 ° s rotation and creates a large exhaust of high pressure exhaust 1452, which is blown out through the high pressure outlets 1406, 1408 (Figures 14-a, 14B and 14C). Lifting the low pressure valve creates low pressure flow 1458 through the low pressure outlets 1410, 1412. As a result, the cylinder pressure 1450 drops further in the cylinder.

[0075] Figur 14E är ett tryck/volym-diagram av cylindertryck mot Cylindervolym vartefter kolven förflyttar sig nedåt och sedan uppåt i cylindern. Nära noll representerar den övre dödpunkten, medan 1 representerar den nedre dödpunkten för rotationen hos cylindern. Två kurvor visas i Figur 14E. Kurvan 1464 representerar kurvan för cylindertrycket för en motor som inte använder Riley-cykeln. Kurvan 1462 är en kurva som illustrerar cylindertryck mot volym i en cylinder för en Riley-cykel-anordning, såsom illustreras i Figurema 14A-C. Vid punkten 1466 öppnas högtrycksventilen på Riley-cykel-anordningen, såsom illustreras i Figurerna 14A-C, och trycket reduceras. Området 1468, mellan punkterna 1466, 1470 representerar energin som går förlorad genom att öppna högtrycksventilen. Emellertid, såsom anges i Figur 14E, vid punkten 1472, så faller trycket i Riley-cykel-anordningen under trycket i en icke-Riley-cykel-anordning och förblir under trycket hos in icke-Riley-anordning hela vägen till punkt 1474. Mellan punkt 1472 och punkt 1474 är det lägre tryck i cylindern, vilket resulterar i mindre mottryck på cylindem när cylindern flyttar sig från punkt 1472 till punkt 1474. Den stora ytan mellan Riley- cykel-kurvan 1462 och en nonnal kurva 1464 mellan punkterna 1472 och 1476, såsom utpekas av 1478, anger den mängd energi som sparas vid förflyttning av kolven i cylindem vid det lägre trycket. Figure 14E is a pressure / volume diagram of cylinder pressure versus Cylinder volume as the piston moves downward and then upward in the cylinder. Near zero represents the upper dead center, while 1 represents the lower dead center of the rotation of the cylinder. Two curves are shown in Figure 14E. Curve 1464 represents the cylinder pressure curve for an engine that does not use the Riley cycle. Curve 1462 is a graph illustrating cylinder pressure versus volume in a cylinder for a Riley cycle device, as illustrated in Figures 14A-C. At point 1466, the high pressure valve on the Riley cycle device opens, as illustrated in Figures 14A-C, and the pressure is reduced. The area 1468, between points 1466, 1470, represents the energy lost by opening the high pressure valve. However, as shown in Figure 14E, at point 1472, the pressure in the Riley cycle device falls below the pressure in a non-Riley cycle device and remains below the pressure of a non-Riley device all the way to point 1474. Between point 1472 and point 1474 is the lower pressure in the cylinder, which results in less back pressure on the cylinder when the cylinder fl moves from point 1472 to point 1474. The large area between the Riley cycle curve 1462 and a normal curve 1464 between points 1472 and 1476 , as indicated by 1478, indicates the amount of energy saved when moving the piston in the cylinder at the lower pressure.

[0076] I ett alternativt utförande, så kan en super-turbokompressor användas som en luftpump för efterbehandling, likaväl som för motorn och eliminerar behovet av en pump bara för brännaren. 27 WO 2011/096936 PCTHJS 2010/23398 In an alternative embodiment, a super-turbocharger can be used as an after-treatment air pump, as well as for the engine, eliminating the need for a burner-only pump. 27 WO 2011/096936 PCTHJS 2010/23398

[0077] I ett annat utförande är en regulator (inte visad) inkluderad för att förhindra för hög hastighet, som håller kompressom borta från ett tryckstötstillstånd och som reglerar den maximala effektiviteten hor turbin och kompressor. En super-turbokompressor kan vara unik jämfört med en normal turbokompressor därför att varvtalet (för turbinen/kompressorn) där turbineffektiviteten är högst och varvtalet där kompressorns effektivitet är högst kan vara samma varvtal. Att styra till denna maximala effektivitet för ett givet krav på effektökning kan modelleras och programmeras in i en elektronisk regulator. Ett elektriskt manöverdon kan tillhandahålla reglering, men ett manöverdon är inte nödvändigt för den elektriska transmissionen. In another embodiment, a regulator (not shown) is included to prevent excessive speed, which keeps the compressor away from a pressure surge condition and which regulates the maximum efficiency of the turbine and compressor. A super-turbocharger can be unique compared to a normal turbocharger because the speed (for the turbine / compressor) where the turbine efficiency is highest and the speed where the compressor's efficiency is highest can be the same speed. Controlling this maximum efficiency for a given power increase requirement can be modeled and programmed into an electronic controller. An electric actuator can provide control, but an actuator is not necessary for the electric transmission.

[0078] I ett annat utförande drar kylsystemet för super-turbokompressorn ett vakuum in i höljet, och minskar därmed de aerodynamiska förlustema i höghastighetskomponentema. In another embodiment, the cooling system of the super-turbocharger draws a vacuum into the housing, thereby reducing the aerodynamic losses in the high-speed components.

[0079] I ett annat alternativt utförande så inkluderar en super-turbokompressor med två kopplingar en automatväxlad manuell växellåda. Denna typ av växellåda växlar mycket mjukt därför att den har en koppling i båda ändarna. Figur SC illustrerar att växellådoma kan vara av många olika typer. In another alternative embodiment, a two-clutch super-turbocharger includes an automatic transmission manual transmission. This type of gearbox shifts very smoothly because it has a coupling at both ends. Figure SC illustrates that the gearboxes can be of many different types.

[0080] I ett annat utförande används friktionsdrivenheter för både transmissionen och hastighetsreduktionen från turbinaxeln. Med kullager så fungerar dragvätskan även som Smörjmedel. Under super-turbokompression så förbättrar systemet lastacceptans, reducerar utsläpp av sot, och ger upp till 30% ökning i vridmoment vid låga varvtal och upp till 10% ökning av maximal effekt. Under turbo-sammanställning så ger systemet 30% mer vridmoment vid lågt tryck, vilket gör att motorn kan vara 30%-50% mindre, har mindre motorvikt och förbättrad bränsleekonomi med up till 17% eller mer. Figur 15 illustrerar den simulerade BSFC- förbättringen (Brake Specific Fuel Consumption, Bromsspecifik bränsleförbrukning) för en motor som drivs med naturgas. In another embodiment, friction drives are used for both the transmission and the speed reduction from the turbine shaft. With ball bearings, the traction fluid also works as a lubricant. During super-turbo compression, the system improves load acceptance, reduces soot emissions, and provides up to 30% increase in torque at low speeds and up to 10% increase in maximum power. During turbo assembly, the system provides 30% more torque at low pressure, which means that the engine can be 30% -50% smaller, has less engine weight and improved fuel economy by up to 17% or more. Figure 15 illustrates the simulated BSFC (Brake Specific Fuel Consumption) improvement for a natural gas engine.

[0081] Dessutom kan en katalysator, en DPF (Diesel Particle Filter) eller till och med en brännare plus en DPF, placerar framför turbinen för super-turbokompressom för att värma avgaserna till en högre temperatur än motorns värme. Högre temperaturer expanderar gasen ännu mer vilket gör flödeshastigheten genom turbinen högre. Approximativt 22% av denna värme kan omformas till mekaniskt arbete genom super-turbokompressorn, om man antar 80% 28 WO 2011/096936 PCTHJS 2010/23398 turbineffektivitet. Normalt skulle att mata högre volym från avgaserna göra turbínens gensvar långsammare och skapa en ännu större turbofördröjning, men super-turbokompressorn botar detta problem med friktionsdrivenheten 114 och den kontinuerligt variabla växellådan 116 som driver trycksvaret. Liknande tekniker med användning av katalytiska konverterare offentliggörs i Patent Application No. PCT/US 2009/051741 inlämnad 2009-07-24 av Van Dyne et al., med titeln ”Improving Fuel Efficiency for a Piston Engine Using a Super-Turbocharger”, som specifikt inkorporeras i detta med referens, för allt det offentliggör och lär ut. In addition, a catalyst, a DPF (Diesel Particle Filter) or even a burner plus a DPF, can be placed in front of the super-turbocharger turbine to heat the exhaust gases to a higher temperature than the engine heat. Higher temperatures expand the gas even more, which makes the speed of fate through the turbine higher. Approximately 22% of this heat can be converted to mechanical work by the super-turbocharger, assuming 80% 28 WO 2011/096936 PCTHJS 2010/23398 turbine efficiency. Normally, feeding higher volumes from the exhaust gases would slow down the turbine's response and create an even greater turbo delay, but the super-turbocharger cures this problem with the friction drive 114 and the continuously variable gearbox 116 driving the pressure response. Similar techniques using catalytic converters are disclosed in Patent Application No. PCT / US 2009/051741 filed 2009-07-24 by Van Dyne et al., Entitled "Improving Fuel Efficiency for a Piston Engine Using a Super-Turbocharger", which is specifically incorporated herein by reference, for all that it publishes and teaches out.

[0082] Figur 16 är en illustration av förenklad form med en enda linje av ett utförande av ett högeffektivt, super-turbokomprimerat motorsystem 1600. Såsom kommer att bli uppenbart för dem som är skickliga i konsten via den följande beskrivningen, så finner ett sådant super- turbokomprimerat motorsystem 1600 speciell tillämpbarhet i dieselmotorer och i en del gnisttända bensinmotorer som används i både passagerarfordon och kommersiella fordon, och därför använder de illustrativa exemplen som diskuteras här en sådan omgivning för att hjälpa till med förståelsen av uppfinningen. Emellertid skall det observeras att dessa utföranden av system 1600 har tillämplighet för andra operativa omgivningar såsom till exempel landbaserade elkraftgenererande och andra landbaserade motorer, och ovanstående exempel skall tas som illustration och inte vara på något sätt begränsande. Figure 16 is a single line simplified illustration of an embodiment of a highly efficient, super-turbocharged engine system 1600. As will be apparent to those skilled in the art through the following description, such a super turbocharged engine system 1600 special applicability in diesel engines and in some spark-ignited gasoline engines used in both passenger and commercial vehicles, and therefore the illustrative examples discussed herein use such an environment to aid in the understanding of the invention. However, it should be noted that these embodiments of system 1600 are applicable to other operating environments such as land-based power generators and other land-based motors, and the above examples are to be taken as illustrative and not restrictive in any way.

[0083] Såsom visas i Figur 16, så inkluderar super-turbokompressorn 1604 en turbin 1606, en kompressor 1608 och en växellåda 1610 som är kopplad till vevaxeln 1612 i motom 1602 eller andra delar av drivlinan. Meden det inte krävs i alla utföranden, så inkluderar utförandet i Figur 16 också en mellankylare 1614 för att öka densiteten hos luften som tillhandahålls till motorn 1602 från kompressorn 108 för att ytterligare öka kraften som är tillgänglig från motorn 1602. As shown in Figure 16, the super-turbocharger 1604 includes a turbine 1606, a compressor 1608 and a gearbox 1610 which is coupled to the crankshaft 1612 in the engine 1602 or other parts of the driveline. Although not required in all embodiments, the embodiment of Figure 16 also includes an intercooler 1614 to increase the density of the air supplied to the engine 1602 from the compressor 108 to further increase the power available from the engine 1602.

[0084] Super-turbokompressorer har vissa fördelar jämfört med turbokompressorer. En turbokompressor använder en turbin som drivs av avgaser från motorn. Denna turbin är kopplad till en kompressor som komprimerar ingångsluft som sedan skickas till motorns cylindrar. Som sådan så erfar motorn en fördröjning i detta krafttillskott tills när det finns tillräckligt med avgaser för att spinna upp turbinen för att driva kompressom, som är mekaniskt kopplad till turbinen, för att alstra tillräcklig kraftökning. För att minimera fördröjningen används typiskt mindre och lättare turbokompressorer. Den mindre trögheten hos en lättviktig turbokompressor 29 WO 2011/096936 PCTHJS 2010/23398 medger att de spinner upp mycket snabbt, vilket därigenom minimerar fördröjningen hos dess arbete. Super-turbochargers have certain advantages over turbochargers. A turbocharger uses a turbine that is powered by exhaust gases from the engine. This turbine is connected to a compressor that compresses the intake air which is then sent to the engine cylinders. As such, the engine experiences a delay in this addition of power until there is enough exhaust gas to spin up the turbine to drive the compressor, which is mechanically coupled to the turbine, to generate sufficient power increase. To minimize the delay, smaller and lighter turbochargers are typically used. The minor inertia of a lightweight turbocharger 29 WO 2011/096936 PCTHJS 2010/23398 allows them to spin up very quickly, thereby minimizing the delay of its operation.

[0085] Tyvärr kan sådan mindre och lättare turbokompressorer köras för fort när motorn arbetar med hög hastighet och en stor mängd avgasflöde och temperatur produceras. För att förhindra tillfällen med för hög hastighet så inkluderar typiska turbokompressorer en överflödesventil som är installerad i avgasröret före turbinen. Överflödesventilen är tryckopererad och släpper förbi en del av avgaserna runt turbinen når utgångstrycket från kompressom överstiger en på förhand bestämd gräns. Denna gräns är satt till ett tryck som anger att turbokompressorn är nära att gå för fort. Tyvärr resulterar detta i att en del av energin tillgänglig från motorns avgaser går förlorad. Unfortunately, such smaller and lighter turbochargers can be run too fast when the engine is operating at high speed and a large amount of exhaust de fate and temperature are produced. To prevent times at too high a speed, typical turbochargers include an over-valve that is installed in the exhaust pipe before the turbine. The exhaust valve is pressure operated and releases some of the exhaust gases around the turbine when the outlet pressure from the compressor exceeds a predetermined limit. This limit is set to a pressure that indicates that the turbocharger is close to going too fast. Unfortunately, this results in some of the energy available from the engine exhaust being lost.

[0086] I beaktande av att konventionella turbokompressorer offrar prestanda vid låga varvtal för att få kraft vid höga varvtal, så har anordningar kända som super-turbokompressorer utvecklats.In view of the fact that conventional turbochargers sacrifice performance at low speeds to gain power at high speeds, devices known as super-turbochargers have been developed.

En sådan super-turbokompressor beskrivs i US Patent No. 7,490,594 med titeln ”Super- Turbocharger", utfärdat 2009-02-17, som specifikt är inkorporerat här via referens för allt det offentliggör och lär ut. Such a super-turbocharger is described in U.S. Pat. 7,490,594 entitled "Super-Turbocharger", issued 2009-02-17, which is specifically incorporated herein by reference for all it publishes and teaches.

[0087] Såsom diskuteras i ansökan refererad till ovan, så är i en super-turbokompressor kompressorn driven av motorns vevaxel via en växellåda som är kopplad till motorn vid låga varvtal när tillräckligt upphettade avgaser från motorn inte är tillgängliga för att driva turbinen.As discussed in the application referred to above, in a super-turbocharger the compressor is driven by the engine crankshaft via a gearbox connected to the engine at low speeds when sufficiently heated exhaust gases from the engine are not available to drive the turbine.

Den mekaniska energin som levereras av motorn till kompressom reducerar turbofördröjningsproblemet som finns med konventionella turbokompressorer, och medger att en större eller effektivare turbin och kompressor används. The mechanical energy supplied by the engine to the compressor reduces the turbo delay problem associated with conventional turbochargers, and allows a larger or more efficient turbine and compressor to be used.

[0088] Super-turbokompressorn 1604, illustrerad i Figur 15, är där för att tillhandahålla komprimerad luft från kompressor 1608 till motor 1602 utan att lida av turbofördröjningsproblemet hos en konventionell turbokompressor vid lågt varvtal och utan att slösa bort tillgänglig energi från motorns avgaser som skickas till turbinen 1606 vid högt varvtal.The super-turbocharger 1604, illustrated in Figure 15, is there to provide compressed air from compressor 1608 to engine 1602 without suffering from the turbo delay problem of a conventional low speed turbocharger and without wasting available energy from engine exhaust gases sent to the turbine 1606 at high speed.

Dessa fördelar kommer av att man inkluderar super-turbokompressorns växellåda 1610 som kan både extrahera kraft från och sända kraft till motorns vevaxel. 1612 för att både driva kompressorn 1608 respektive driva turbinen 1606, under olika arbetsförhållanden för motorn 1602. 30 WO 2011/096936 PCTHJS 2010/23398 These benefits come from including the super-turbocharger gearbox 1610 which can both extract power from and transmit power to the engine crankshaft. 1612 to both drive the compressor 1608 and drive the turbine 1606, respectively, under different operating conditions for the engine 1602. WO 2011/096936 PCTHJS 2010/23398

[0089] Under start, när konventionella turbokompressorer lider av en fördröjning på grund av bristen på tillräcklig kraft från motorn avgasvärme för att driva turbinen, så ger super- turbokompressom en superkompressorfunktion i vilken kraften tas från vevaxeln 1612 via super- turbokompressoms växellåda 1610 för att driva kompressorn 1608 för att ge tillräckligt krafttillskott till motorn 1602. När motorn kommer up till normal hastighet och mängden kraft tillgänglig från motorns avgasvärme är tillräcklig för att driva turbinen 1606, så minskas mängden kraft tagen från vevaxeln 1612 av växellådan 1610. Därefter så fortsätter turbinen 1606 att tillhandahålla kraft till kompressorn 1608 för att komprimera motoms ingångsluft för användning för motorn 1602. During start-up, when conventional turbochargers suffer a delay due to the lack of sufficient power from the engine exhaust heat to drive the turbine, the super-turbocharger provides a supercompressor function in which the power is taken from the crankshaft 1612 via the super-turbocharger gearbox 1610 to drive the compressor 1608 to provide sufficient power to the engine 1602. When the engine reaches normal speed and the amount of power available from the engine exhaust heat is sufficient to drive the turbine 1606, the amount of power taken from the crankshaft 1612 by the gearbox 1610 is reduced. 1606 to provide power to the compressor 1608 to compress the engine intake air for use by the engine 1602.

[0090] När motoms varvtal ökar, så ökar mängden kraft som är tillgänglig från motoravgasemas värme till den punkt där turbinen 1606 skulle gå för fort i en konventionell turbokompressor.As the engine speed increases, the amount of power available from the heat of the engine exhaust increases to the point where the turbine 1606 would run too fast in a conventional turbocharger.

Emellertid, med super-turbokompressorn 1604, så skickas överskottsenergin - som kommer från motoravgasemas värme till turbinen 1606 - genom växellådan 1610 till motoms vevaxel 1612 medan kompressom 1608 bibehålls vid den rätta hastigheten för att ge det ideala krafttillskottet till motorn 1602. Ju större kraft som finns tillgänglig från motoms avgasvärme, desto mer kraft genereras av turbin 1606, som skickas via växellådan 1610 till vevaxeln 1612 under upprätthållande av optimalt krafttillskott tillgängligt från kompressor 1608. Denna belastning av turbin 1606 från växellådan 1610 förhindrar turbinen 1606 från att gå för fort, och maximerar effektiviteten hos kraften som extraheras från motorns avgaser. Som sådan, så behöves inte en konventionell överflödesventil. However, with the super-turbocharger 1604, the excess energy - which comes from the heat of the engine exhaust to the turbine 1606 - is sent through the gearbox 1610 to the engine crankshaft 1612 while the compressor 1608 is maintained at the right speed to provide the ideal power to the engine 1602. is available from the engine's exhaust heat, the more power is generated by turbine 1606, which is sent via gearbox 1610 to crankshaft 1612 while maintaining optimal power supply available from compressor 1608. This loading of turbine 1606 from gearbox 1610 prevents turbine 1606 from going too fast, and maximizes the efficiency of the power extracted from the engine exhaust. As such, a conventional over-fate valve is not required.

[0091] Medan mängden kraft tillgänglig för att driva turbinen 1606 i en konventionell super- turbokomprimerad tillämpning är strängt begränsad till mängden kraft tillgänglig från motoms avgaser, så kan turbinen 1606 alstra väsentligt mer kraft om den terrniska energin eller flödet som tillhandahålles till turbinbladen kan fullt utnyttjas och/eller kan ökas. Emellertid kan turbinen 1606 inte arbeta vid en temperatur högre än ett visst värde utan att ta skada, och massflödet är konventionellt begränsat till avgaserna som kommer ut ur motor 1602. While the amount of power available to drive the turbine 1606 in a conventional super-turbocharged application is strictly limited to the amount of power available from the engine exhaust, the turbine 1606 can generate significantly more power if the thermal energy or flow provided to the turbine blades can be fully utilized and / or can be increased. However, the turbine 1606 cannot operate at a temperature higher than a certain value without being damaged, and the mass flow is conventionally limited to the exhaust gases coming out of the engine 1602.

[0092] I beaktande av detta så skyddar utförandet av system 1600 turbinen 1606 från högtemperaturtransienter genom att placera ett katalytiskt filter för dieselpartiklar 1616 före turbinen 1606. I ett utförande så är det katalytiska filtret för dieselpartiklar placerat före turbinen nära utloppsgrenröret, vilket möjliggör en exoterrnisk reaktion som resulterar i en ökning av 31 WO 2011/096936 PCTHJS 2010/23398 avgastemperaturen under långvarig hög hastighet eller lastarbete för motorn. Med användning av ett katalytiskt filter för dieselpartiklar så kan energi återvinnas från sotet, kolvätena och koloxiden som bränns i det katalytiska filtret för dieselpartiklar 1616 för att addera kraft till super-turbokompressom som är placerad efter (nedströms från) katalyserande filtret för dieselpartiklar. Energiåtervinning kan erhållas från antingen ett konventionellt katalyserande filtret för dieselpartiklar som har en mycket begränsad genomströmningskapacitet, med nästan 100% uppfångande av sot, eller genom att använda ett genomströmmande katalyserande filter för dieselpartiklar. Ett genomströmmande katalyserande filter för dieselpartiklar är att katalyserande filter för dieselpartiklar som bara uppfångar ungefär hälften av sotet och släpper igenom den andra hälften. Båda typer av filter för dieselpartiklar är katalyserande för att kunna ha utsläpp brinnande vid en någorlunda låg temperatur. Katalyseringen i filtret för dieselpartiklar åstadkommes genom att tillhandahålla en platinapläterin g på elementen i partikelfiltret, vilket tillförsäkrar att sot, kolväten och koloxid brinner vid låg temperatur. Dessutom är det möjligt att använda filter för dieselpartiklar och en brännare för att bränna bort sotet från filtret för dieselpartiklar uppströms från super-turbokompressorn. Bensinmotorer har generellt inte tillräckligt mycket sot för att kräva ett filter för dieselpartiklar. Emellertid producerar en del direktinsprutade bensinmotorer tillräcklig mycket sot och andra partiklar att användning av ett partikelfilter kan vara fördelaktig, och användning av ett katalytiskt filter för dieselpartiklar kan göras på det sätt som beskrivs här. In view of this, the design of system 1600 protects the turbine 1606 from high temperature transients by placing a catalytic filter for diesel particles 1616 in front of the turbine 1606. In one embodiment, the catalytic filter for diesel particles is located in front of the turbine near the outlet manifold, enabling an exothermic reaction resulting in an increase in the exhaust gas temperature during prolonged high speed or load work for the engine. Using a diesel particulate catalytic filter, energy can be recovered from the soot, hydrocarbons and carbon monoxide burned in the 1616 diesel particulate catalytic filter to add power to the super-turbocharger located after (downstream of) the diesel particulate filter. Energy recovery can be obtained from either a conventional catalytic filter for diesel particles having a very limited flow capacity, with almost 100% soot capture, or by using a flow-through catalytic filter for diesel particles. A flow-through catalytic filter for diesel particles is that catalytic filter for diesel particles that only captures about half of the soot and lets the other half through. Both types of filters for diesel particles are catalyzing to be able to have emissions burning at a relatively low temperature. The catalysis in the filter for diesel particles is accomplished by providing a platinum plating on the elements of the particulate filter, which ensures that soot, hydrocarbons and carbon monoxide burn at low temperature. In addition, it is possible to use filters for diesel particles and a burner to burn the soot from the filter for diesel particles upstream of the super-turbocharger. Gasoline engines generally do not have enough soot to require a filter for diesel particles. However, some direct injection gasoline engines produce enough soot and other particles that the use of a particulate filter can be advantageous, and the use of a catalytic filter for diesel particles can be done in the manner described herein.

[0093] För att kyla avgasema, innan de når turbinen, så matas en del av den komprimerade luften alstrad av kompressom direkt in i avgasema uppströms från turbinen, via en styrventil 1618, och adderas till motorns avgaser som lämnar det katalytiska filtret för dieselpartiklar 1616. Den svalare ingångsluften expanderar och kyler avgaserna och adderar ytterligare vikt till flödet av avgaser, vilket adderar ytterligare kraft till turbinen 1606 såsom beskrivs mer i detalj nedan. När mer svalare luft ges till de heta avgaserna för att upprätthålla temperaturen i det kombinerade flödet till turbinen 1606 till optimal temperatur, så ökar också energin och massflödet som levereras till turbinbladen. Detta ökar påtagligt kraften som levereras av turbinen till motorns vevaxel. To cool the exhaust gases, before they reach the turbine, some of the compressed air generated by the compressor is fed directly into the exhaust gases upstream of the turbine, via a control valve 1618, and added to the engine exhaust gases which leave the catalytic filter for diesel particles 1616 The cooler intake air expands and cools the exhaust gases and adds additional weight to the exhaust gas exhaust, adding additional power to the 1606 turbine as described in more detail below. When cooler air is given to the hot exhaust gases to maintain the temperature in the combined flow of the 1606 turbine to the optimum temperature, the energy and mass delivered to the turbine blades also increase. This significantly increases the power delivered by the turbine to the engine crankshaft.

[0094] För att inte påverka den stökiometriska reaktionen i det katalytiska filtret för dieselpartiklar 1616, så är kompressorns returluft injicerad nedströms från det katalytiska filtret 32 WO 2011/096936 PCTHJS 2010/23398 för dieselpartiklar 1616. I ett sådant utförande så går avgaserna genom ett katalytiskt filter för dieselpartiklar 1616 och temperaturen hos avgaserna ökas av den exotermiska reaktionen. Den komprimerade returluften adderas sedan och expanderar så att det totala massflödet som levereras till turbinen ökar. Utföranden av den aktuella uppfinningen styr mängden komprimerad luft som levereras för att kyla avgaserna och för att driva turbinen för att tillförsäkra att kombinationen av den svalare komprimerade returluften och motorns avgaser levereras till turbinen vid optimalt tryck för turbinbladens funktion. In order not to affect the stoichiometric reaction in the catalytic filter for diesel particles 1616, the compressor return air is injected downstream from the catalytic filter 32 WO 2011/096936 PCTHJS 2010/23398 for diesel particles 1616. In such an embodiment the exhaust gases pass through a catalytic filter for diesel particles 1616 and the temperature of the exhaust gases is increased by the exothermic reaction. The compressed return air is then added and expanded so that the total mass delivered to the turbine increases. Embodiments of the present invention control the amount of compressed air delivered to cool the exhaust gases and to drive the turbine to ensure that the combination of the cooler compressed return air and engine exhaust gases is delivered to the turbine at optimum pressure for turbine blade operation.

[0095] Eftersom det katalytiska filtret för dieselpartiklar 1616, illustrerat i Figur 16, har en stor termisk massa jämfört med avgaserna från motor 1602, så fungerar det katalytiska filtret 1616 för dieselpartiklar som en termisk dämpare i början, vilket förhindrar en termisk topp med hög temperatur från att nå turbinen 1606. Emellertid, eftersom reaktionerna i det katalytiska filtret 1616 för dieselpartiklar är exotermiska till sin natur, så är temperaturen hos avgaserna som lämnar det katalytiska filtret för dieselpartiklar högre än temperaturen hos avgaserna som kommer in i det katalytiska filtret 1616 för dieselpartiklar. Så länge temperaturen hos avgaserna som kommer in i turbinen förblir under den maximala arbetstemperaturen för turbinen 1606, så föreligger inget problem. Since the catalytic filter for diesel particles 1616, illustrated in Figure 16, has a large thermal mass compared to the exhaust gases from engine 1602, the catalytic filter 1616 for diesel particles acts as a thermal damper in the beginning, which prevents a thermal peak with a high temperature from reaching the turbine 1606. However, since the reactions in the catalytic filter 1616 for diesel particles are exothermic in nature, the temperature of the exhaust gases leaving the catalytic filter for diesel particles is higher than the temperature of the exhaust gases entering the catalytic filter 1616 for diesel particles. As long as the temperature of the exhaust gases entering the turbine remains below the maximum operating temperature of the turbine 1606, there is no problem.

[0096] Emellertid, under långtida körning med hög hastighet och tung last hos motorn 1602, så kan utgångstemperaturen för de katalyserade avgaserna från det katalytiska filtret för dieselpartiklar 1616 överskrida maximal arbetstemperatur för turbinen 1606. Såsom beskrivits ovan, så är temperaturen hos avgasema som lämnar det katalytiska filtret 1616 för dieselpartiklar reducerad genom att skicka en del av den komprimerade luften från kompressor 1608 via returventilen 1618, och blanda den med avgaserna som kommer ut det katalytiska filtret 1616 för dieselpartiklar. Påtagligt förbättrad bränsleekonomi uppnås genom att inte använda bränsle som kylmedel under dessa omständigheter, såsom görs i konventionella system. Dessutom styrs operationen hos växellådan för att tillåta kompressom 1608 att ge en tillräcklig mängd komprimerad luft för att ge optimal kraftförstärkning till motorn 1602 och den komprimerade returluft till turbinen 1606 via returventilen 1618. Den överflödiga kraften som alstras av turbinen 1616 som resulterar av det ökade massflödet av komprimerad luft genom turbinen skickas via växellådan 1610 till vevaxeln 1612, vilket också ökar bränsleeffektiviteten. 33 WO 2011/096936 PCTHJS 2010/23398 However, during long-term high speed and heavy load operation of the engine 1602, the outlet temperature of the catalyzed exhaust gases from the catalytic filter for diesel particles 1616 may exceed the maximum operating temperature of the turbine 1606. As described above, the temperature of the exhaust gases leaving the diesel particulate catalytic filter 1616 reduced by sending a portion of the compressed air from the compressor 1608 via the return valve 1618, and mixing it with the exhaust gases exiting the diesel particulate catalytic filter 1616. Significantly improved fuel economy is achieved by not using fuel as a refrigerant under these circumstances, as is done in conventional systems. In addition, the operation of the gearbox is controlled to allow the compressor 1608 to provide a sufficient amount of compressed air to provide optimum power amplification to the engine 1602 and the compressed return air to the turbine 1606 via the return valve 1618. The excess power generated by the turbine 1616 resulting from increased mass consumption of compressed air through the turbine is sent via the gearbox 1610 to the crankshaft 1612, which also increases the fuel efficiency. 33 WO 2011/096936 PCTHJS 2010/23398

[0097] Utgångstemperarturen hos den komprimerade luften 1608 är typiskt mellan cirka 200°C och 300°C. En konventionell turbin kan arbeta optimalt för att extrahera kraft från gaser vid approximativt 950°C, men inte vid högre temperatur utan distorsion eller möjlig fallering. På grund av materialbegränsningar hos turbinbladen så uppnås optimal kraft vid ungefär 950°C.The outlet temperature of the compressed air 1608 is typically between about 200 ° C and 300 ° C. A conventional turbine can operate optimally to extract power from gases at approximately 950 ° C, but not at higher temperatures without distortion or possible failure. Due to material limitations of the turbine blades, optimum power is achieved at approximately 950 ° C.

Eftersom materialet begränsar avgasernas temperatur till ungefär 950°C, så ökar leveransen av mer luft för att öka massflödet genom turbinen vid temperaturgränsen, t.ex. 950°C, turbinens prestanda. Since the material limits the temperature of the exhaust gases to approximately 950 ° C, the supply of more air increases to increase the mass flow through the turbine at the temperature limit, e.g. 950 ° C, turbine performance.

[0098] Meden ett sådant flöde av komprimerad returluft vid 200°C till 300°C är hjälpsamt för att reducera temperaturen hos avgaserna som kommer ut ur det katalytiska filtret 1616 för dieselpartiklar, så är det känt att maximal kraft från turbinen 1606 kan levereras när temperaturen och massflödet är maximerade inom de termiska gränserna för turbinen 1606. Som sådan, i ett utförande, är mängden returluft styrd så att kombinationen av avgaser och returluft upprätthålls vid eller nära turbinens maximala arbetstemperatur så att mängden kraft levererad till turbinen är maximerad eller väsentligt ökad. Eftersom all denna överskottkraft normallt inte krävs av kompressorn 1608 för att ge optimal extrakraft till motor 1602 och för att skicka kompressorns returluft till via returventil 1618, så kan överskottskraft överföras av växellådan 1610 till vevaxeln 1612 i motorn 1602 för att därigenom öka den totala effektiviteten eller kraften hos motor 1602. With such a fate of compressed return air at 200 ° C to 300 ° C is helpful in reducing the temperature of the exhaust gases coming out of the catalytic filter 1616 for diesel particles, it is known that maximum power from the turbine 1606 can be supplied when the temperature and mass flow are maximized within the thermal limits of the turbine 1606. As such, in one embodiment, the amount of return air is controlled so that the combination of exhaust and return air is maintained at or near the maximum operating temperature of the turbine so that the amount of power delivered to the turbine is maximized or significantly increased . Since all of this excess power is not normally required by the compressor 1608 to provide optimum extra power to the engine 1602 and to send the compressor return air to via the return valve 1618, excess power can be transmitted from the gearbox 1610 to the crankshaft 1612 in the engine 1602 to thereby increase overall efficiency or the power of engine 1602.

[0099] Såsom diskuterats ovan, i ett utförande, så använder kopplingen mellan kompressorns returluft via returventil 1618 ett katalytiskt filter 1616 för dieselpartiklar som den termiska bufferten mellan motorn 1602 och turbinen 1606. Som sådan så tillhandahålls luft från kompressorn nedströms från det katalytiska filtret för dieselpartiklar för att inte störa den stökiometriska reaktionen inom det katalytiska filtret 1616 för dieselpartiklar. Det vill säga att i utföranden som använder ett katalytiskt filter 1616 för dieselpartiklar, som injicerar kompressorns returluft uppströms från det katalytiska filtret 1616 för dieselpartiklar, så skulle det resultera i att för mycket syre skulle levereras till det katalytiska filtret 1616 för dieselpartiklar, och att därigenom skulle det katalytiska filtret 1616 för dieselpartiklar förhindras att alstra en stökiometrisk reaktion som krävs för korrekt funktion. As discussed above, in one embodiment, the coupling between the compressor return air via return valve 1618 uses a catalytic filter 1616 for diesel particles as the thermal buffer between the engine 1602 and the turbine 1606. As such, air is supplied from the compressor downstream of the catalytic filter for diesel particles so as not to interfere with the stoichiometric reaction within the 1616 diesel particulate catalytic filter. That is, in embodiments that use a catalytic filter 1616 for diesel particles that inject the compressor return air upstream of the catalytic filter 1616 for diesel particles, it would result in too much oxygen being supplied to the catalytic filter 1616 for diesel particles, and thereby the catalytic filter 1616 for diesel particles would be prevented from producing a stoichiometric reaction required for proper operation.

[00100] Eftersom optimal effektivitet för kraftalstrande hos turbinen 1606 uppnås när temperaturen hos gasblandningen - kompressorns returluft och avgaser - som kommer till 34- WO 2011/096936 PCTHJS 2010/23398 turbinbladen är maximerad (inom materialgränserna för själva turbinen), så är mängden returluft från kompressorn som släpps igenom av returventilen 1618 begränsad för att inte påtagligt reducera temperaturen under en sådan optimerad temperatur. När det katalytiska filtret 1616 för dieselpartiklar producerar mer termisk energi via en exotermisk reaktion och temperaturen hos de konverterade avgaserna från det katalytiska filtret 1616 för dieselpartiklar ökar till en temperatur som överstiger den maximala arbetstemperaturen hos turbinen 1606, så kan mer returluft från kompressorn tillhandahållas via returventilen 1618 som ökar massflödet och energin som skickas till turbinen 1606. Vartefter mängden termisk energi alstrad av det katalytiska filtret 1616 för dieselpartiklar minskar, så kan mängden returluft från kompressorn som skickas via returventil 1618 också minskas för att undvika att tillhandahålla mer luft än nödvändigt, vilket resulterar i upprätthållande av temperaturen hos gasblandningen vid den optimala arbetstemperaturen. Since optimum efficiency for power generation of the turbine 1606 is achieved when the temperature of the gas mixture - the compressor return air and exhaust gases - which comes to the turbine blades is maximized (within the material limits of the turbine itself), the amount of return air is from the compressor passed through by the return valve 1618 is limited so as not to significantly reduce the temperature below such an optimized temperature. When the catalytic filter 1616 for diesel particles produces more thermal energy via an exothermic reaction and the temperature of the converted exhaust gases from the catalytic filter 1616 for diesel particles increases to a temperature exceeding the maximum operating temperature of the turbine 1606, more return air from the compressor can be provided via the return valve 1618 which increases the mass fl and the energy sent to the turbine 1606. As the amount of thermal energy generated by the catalytic filter 1616 for diesel particles decreases, the amount of return air from the compressor sent via return valve 1618 can also be reduced to avoid providing more air than necessary. results in maintaining the temperature of the gas mixture at the optimum operating temperature.

[00101] I ett annat utförande använder systemet returventilen 1618 för att skicka tillbaka den svalare kompressorluften till avgaserna före turbinen, vid drift vid låg hastighet och hög last, för att undvika att överbelasta kompressorn (”surging”). Överbelastning av kompressorn inträffar när kompressorns tryck blir högt men massflödet in i motorn är lågt på grund av att motorn har lågt varvtal och inte kräver mycket luftflöde i intaget. Surging (eller aerodynamiskt stall) i kompressorn som resultat av ringa luftflöde genom kompressorbladen förorsakar att kompressorns effektivitet faller mycket snabbt. I fallet med en normal turbokompressor kan tillräckligt mycket surge få turbinen att sluta rotera. 1 fallet med en super-turbokompressor är det möjligt att använda kraft från motorns vevaxel för att driva kompressort till en surge. Öppning av returventilen 1618 medger att en del av den komprimerade luften att gå tillbaka runt motorn.In another embodiment, the system uses the return valve 1618 to send the cooler compressor air back to the exhaust gases before the turbine, when operating at low speed and high load, to avoid overloading the compressor ("surging"). Compressor overload occurs when the compressor pressure becomes high but the mass flow into the engine is low due to the engine having a low speed and not requiring much air flow in the intake. Surging (or aerodynamic stall) in the compressor as a result of low air leakage through the compressor blades causes the compressor efficiency to fall very quickly. In the case of a normal turbocharger, sufficient surge can cause the turbine to stop rotating. In the case of a super-turbocharger, it is possible to use power from the engine crankshaft to drive the compressor to a surge. Opening the return valve 1618 allows some of the compressed air to return around the engine.

Detta returflöde bringar kompressorn ut ur surge och medger högre förstärkningstryck att nå motorn 1602, och därigenom tillåta motorn 1601 att alstra mer kraft än som normalt vore möjligt vid låga motorhastigheter. Injicering av den komprimerade luften in i avgaserna före turbinen minimerar den kraft som behövs från motorn för att superkomprimera till en hög förstärkt trycknivå. This return fate brings the compressor out of surge and allows higher boost pressure to reach the engine 1602, thereby allowing the engine 1601 to generate more power than would normally be possible at low engine speeds. Injection of the compressed air into the exhaust gases before the turbine minimizes the force required from the engine to supercompress to a high amplified pressure level.

[00102] I ett annat utförande kan en ytterligare styrventil 1620 för kallstart inkluderas för drift under kallstart med rik gaslandning. Under en sådan kallstart så innehåller avgaserna från motorn 1602 i typfallet ett överskott av oförbränt bränsle. Eftersom denna rika blandning inte är 35 WO 2011/096936 PCTHJS 2010/23398 stökiometrisk, så är det katalytiska filtret 1616 för dieselpartiklar inte kapabelt att helt reducera de oförbrända kolvätena (UHC) i avgaserna. Under denna tid, kan kallstartsstyrventilen 1620 öppnas för att ge kompressoms returluft till ingången för det katalytiska filtret för dieselpartiklar för ge extra syre för att få den rika blandningen ner till stökiometriska nivåer. Detta medger att det katalytiska filtret för dieselpartiklar att komma igång fortare och effektivare reducera utsläppen under en kallstart. Om motorn går på tomgång, så skulle en normal turbokompressor inte ha något extra tryck för att kunna tillhandahålla returluft. Emellertid kan utväxlingen hos växellådan 1610 justeras för att ge tillräcklig hastighet för kompressom så att den kan alstra det tryck som behövs för att luften skall strömma igenom ventilen 1620. I detta avseende kan kontrollsignal 1624 användas för att justera utväxlingen i växellådan 1610 så att tillräckligt varvtal kan tillhandahållas från motorns vevaxel 1612 till kompressom 1608 vid tomgång, särskilt vid kallstart, för att komprimera tillräckligt mycket loft för att strömma genom kallstartsventilen 1620 och tända det katalytiska filtret för dieselpartiklar 1616 med en tillräcklig mängd syre. In another embodiment, an additional cold start control valve 1620 may be included for operation during cold start with rich gas landing. During such a cold start, the exhaust gases from the 1602 engine typically contain an excess of unburned fuel. Since this rich mixture is not stoichiometric WO 2011/096936 PCTHJS 2010/23398, the catalytic filter 1616 for diesel particles is not capable of completely reducing the unburned hydrocarbons (UHC) in the exhaust gases. During this time, the cold start control valve 1620 can be opened to provide the compressor return air to the inlet of the catalytic filter for diesel particles to provide extra oxygen to bring the rich mixture down to stoichiometric levels. This allows the catalytic filter for diesel particles to start up faster and more efficiently reducing emissions during a cold start. If the engine is idling, a normal turbocharger would not have any extra pressure to provide return air. However, the gear ratio of the gearbox 1610 can be adjusted to provide sufficient speed for the compressor to generate the pressure needed for air to flow through the valve 1620. In this regard, control signal 1624 may be used to adjust the gear ratio of the gearbox 1610 so that sufficient speed can be provided from the engine crankshaft 1612 to the compressor 1608 at idle, especially at cold start, to compress sufficient loft to flow through the cold start valve 1620 and ignite the catalytic filter for diesel particles 1616 with a sufficient amount of oxygen.

[00103] Kravet på det ytterligare syret är typiskt begränsat till en kallstart, och varar ofta bara i 30 till 40 sekunder. Många fordon inkluderar för närvarande en separat luftpump för att tillhandahålla detta syre under kallstart, till påtaglig kostnad och vikt om man beaktar den korta tid som en sådan luftpump behöver arbeta. Genom att byta ut den separata luftpumpen mot en enkel styrventil för kallstatt 1620, så kan väsentliga besparingar i kostnad, vikt och komplexitet förverkligas. Eftersom super-turbokompressorn 1604 kan styra hastigheten hos kompressorn 1608 via växellådan 1610, så kan styrventilen 1620 för kallstart bestå av en enkel av/på ventil.The requirement for the additional oxygen is typically limited to a cold start, and often lasts only 30 to 40 seconds. Many vehicles currently include a separate air pump to supply this oxygen during a cold start, at a significant cost and weight if one considers the short time that such an air pump needs to operate. By replacing the separate air pump with a simple control valve for cold state 1620, significant savings in cost, weight and complexity can be realized. Since the super-turbocharger 1604 can control the speed of the compressor 1608 via the gearbox 1610, the control valve 1620 for cold start can consist of a simple on / off valve.

Mängden luft som tillhandahålls under kallstarten kan då styras genom att styra hastigheten hos kompressorn 1608 via växellådan 1610 med användning av en styrsignal 1624. The amount of air provided during the cold start can then be controlled by controlling the speed of the compressor 1608 via the gearbox 1610 using a control signal 1624.

[00104] Kallstartsstyrventilen 1620 kan också användas under perioder av drift under mycket hög temperatur om bränsle används som kylmedel inom motorn och/eller för det katalytiska filtret 1616 för dieselpartiklar, trots den negative effekten på bränsleekonomi. I sådana situationer, så kommer styrventilen för kallstart 1620 att kunna tillhandahålla det extra syre som är nödvändigt för att bringa de rika avgasema tillbaka till stökiometriska nivåer för att möjliggöra för det katalytiska filtret 1616 för dieselpartiklar att korrekt reducera mängden av 36 WO 2011/096936 PCTHJS 2010/23398 oförbrända kolvätesutsläpp i avgaserna. Detta ger en påtaglig fördel för miljön jämfört med tidigare system. The cold start control valve 1620 can also be used during periods of very high temperature operation if fuel is used as the coolant within the engine and / or for the catalytic filter 1616 for diesel particles, despite the negative effect on fuel economy. In such situations, the cold start control valve 1620 will be able to provide the extra oxygen necessary to bring the rich exhaust gases back to stoichiometric levels to enable the diesel particulate catalytic filter 1616 to properly reduce the amount of PCTHJS 36 WO 2011/096936 PCTHJS 2010/23398 unburned hydrocarbon emissions in the exhaust gases. This provides a significant advantage for the environment compared to previous systems.

[00105] I utföranden där styrventilen 1620 för kallstart är en på/av-ventil, så kan systemet modulera styrventilen 1620 för kallstart för att variera mängden komprimerad luft som tillhandahålls, för att få ner avgaserna till stökiometriska nivåer. Andra typer av variabla ventiler för flödeskontroll kan också användas för att uppfylla denna samma funktion. In embodiments where the cold start control valve 1620 is an on / off valve, the system may modulate the cold start control valve 1620 to vary the amount of compressed air provided, to bring the exhaust gases down to stoichiometric levels. Other types of variable flow control valves can also be used to fulfill this same function.

[00106] Figur 16 visar också en styrenhet 1640. Styrenhet 1640 styr funktionen hos returventilen 1618 och ventilen 1620 för kallstart. Styrenhet 1640 arbetar på att optimera mängden luft som går igenom returventilen 1618 under olika betingelser. Mängden luft som går igenom returventilen 1618 är den minimala mängd luft som är nödvändig för att uppnå ett specifikt önskat tillstånd, såsom beskrivs ovan. Det finns två specifika betingelser i vilka styrenhet 1640 styr returventil 1618, och de är: 1) när surge-gränsen för kompressorn för ett givet krav på förstärkning är nära vid lågt varvtal, och, 2) temperaturen för gasblandningen som går in i turbinen 1606 är nära vid högt varvtal och hög last. Figure 16 also shows a control unit 1640. Control unit 1640 controls the operation of the return valve 1618 and the cold start valve 1620. Control unit 1640 works to optimize the amount of air passing through the return valve 1618 under different conditions. The amount of air passing through the return valve 1618 is the minimum amount of air necessary to achieve a specific desired condition, as described above. There are two specific conditions in which control unit 1640 controls return valve 1618, and they are: 1) when the surge limit of the compressor for a given gain requirement is close to low speed, and, 2) the temperature of the gas mixture entering the turbine 1606 is close at high speeds and high loads.

[00107] Såsom visas i Figur 16, så får styrenheten 1640 en signal 1630 för gasblandningens temperatur från en temperaturavkännare 1638 som känner av temperaturen hos gasblandningen i kylluften som levereras från kompressor 1608 och blandas med varma avgaser producerade av det katalytiska filtret 1616 för dieselpartiklar. Dessutom detekterar styrenheten 1640 signalen 1632 rörande trycket hos intaget för komprimerad luft från tryckavkännaren 1636 som är placerad i ledningen för komprimerad luft som kommer från kompressor 1608. Dessutom skickas en signal 1626 för motorhastighet och en signal 1628 för motorbelastning från motorn eller från ett gasreglage, till styrenheten 1640. As shown in Figure 16, the control unit 1640 receives a signal 1630 for the temperature of the gas mixture from a temperature sensor 1638 which senses the temperature of the gas mixture in the cooling air supplied from compressor 1608 and mixes with hot exhaust gases produced by the catalytic filter 1616 for diesel particles. In addition, the controller 1640 detects the signal 1632 concerning the pressure of the compressed air inlet from the pressure sensor 1636 located in the compressed air line coming from compressor 1608. In addition, a signal 1626 for engine speed and a signal 1628 for engine load are sent from the engine or from a throttle. to the control unit 1640.

[00108] Med avseende på styrning av temperaturen hos gasblandningen som skickas till turbinen 1606 vid betingelser med hög hastighet och hög belastning, så begränsar styrenheten 1640 gasblandningens temperatur till en temperatur som maximerar funktionen hos turbinen 1606 utan att vara så hög att den skadar mekanismerna i turbinen 1606. I ett utförande så är en temperatur kring 925°C en optimal temperatur för gasblandningen för att driva turbinen 1606. När väl temperaturen hos gasblandningen som matas in i turbinen 1606 börjar överstiga 900°C, så öppnas returventilen 1618, för att tillåta komprimerad luft från kompressorn 1608 att kyla de 37 WO 2011/096936 PCTHJS 2010/23398 heta avgaserna från det katalytiska filtret 1616 för dieselpartiklar innan de går in i turbinen 1606.With respect to controlling the temperature of the gas mixture sent to the turbine 1606 under high speed and high load conditions, the control unit 1640 limits the temperature of the gas mixture to a temperature which maximizes the operation of the turbine 1606 without being so high as to damage the mechanisms in the turbine. turbine 1606. In one embodiment, a temperature around 925 ° C is an optimal temperature for the gas mixture to drive turbine 1606. Once the temperature of the gas mixture fed into turbine 1606 begins to exceed 900 ° C, the return valve 1618 is opened, to allow compressed air from the compressor 1608 to cool the hot exhaust gases from the catalytic filter 1616 for diesel particles before entering the turbine 1606.

Styrenheten 1640 kan utformas för att eftersträva en temperatur av ungefär 925°C, med en övre gräns a 950°C och en undre gräns av 900°C. Gränsen 950°C är den vid vilken skador på turbinen 1606 kan uppkomma med användning av konventionella material. Naturligtvis kan styrenheten utformas för andra temperaturer, beroende på den specifika typen av komponenter och material som används i turbinen 1606. En konventionell proportionell integrerande deriverande (PID) kontrollogikenhet kan användas i styrenheten 1606 för att producera dessa kontrollerade resultat. The control unit 1640 can be designed to aim for a temperature of approximately 925 ° C, with an upper limit of 950 ° C and a lower limit of 900 ° C. The limit of 950 ° C is that at which damage to the turbine 1606 can occur using conventional materials. Of course, the control unit can be designed for other temperatures, depending on the specific type of components and materials used in the turbine 1606. A conventional proportional integrating derivative (PID) control logic unit can be used in the control unit 1606 to produce these controlled results.

[00109] Fördelen med att styra temperaturen hos gasblandningen som går in i turbinen 1606 är att användningen av bränsle i avgaserna för att begränsa ingångstemperaturen hos gasblandningen bortfaller. Användning av svalare komprimerad luft för att kyla de heta avgaserna från det katalytiska filtret 1616 för dieselpartiklar kräver en stor mängd luft, vilken har en stor massa för att uppnå den önskade svalare temperaturen hos gasblandningen. Mängden som krävs för att kyla de heta avgasema som kommer från det katalytiska filtret 1616 för diesel partiklar är stor därför att svalare komprimerad luft från kompressom 1608 är inte att bra kylmedel, speciellt om man jämför med ett flytande bränsle som injiceras i avgaserna. De varma avgaserna från utgången på det katalytiska filtret 1616 för dieselpartiklar förorsakar att den svalare komprimerade gasen från kompressom 1608 expanderar för att skapa gasblandningen.The advantage of controlling the temperature of the gas mixture entering the turbine 1606 is that the use of fuel in the exhaust gases to limit the inlet temperature of the gas mixture is eliminated. The use of cooler compressed air to cool the hot exhaust gases from the diesel particulate catalytic filter 1616 requires a large amount of air, which has a large mass to achieve the desired cooler temperature of the gas mixture. The amount required to cool the hot exhaust gases coming from the catalytic filter 1616 for diesel particles is large because cooler compressed air from the compressor 1608 is not that good coolant, especially when compared to a liquid fuel injected into the exhaust gases. The hot exhaust gases from the outlet of the diesel particulate catalytic filter 1616 cause the cooler compressed gas from the compressor 1608 to expand to create the gas mixture.

Eftersom en stor mängd av den svalare komprimerade luften från kompressor 1608 krävs för att sänka temperaturen på de heta avgaserna från det katalytiska filtret 1616 för dieselpartiklar, så flyter en stor mängd gasblandning genom turbinen 1606, vilket mycket ökar utbytet från turbinl606. Turbinkraften ökar med skillnaden mellan kraften som skapas av massflödet och arbetet som krävs för att komprimera den komprimerade luften som går genom returventilen 1618. Genom att få signalen 1630 för gasblandningens temperatur från temperaturavkännaren 1638 och styra additionen av komprimerad luft via returventilen 1618, så åstadkommes att maximitemperaturen inte överskrids. Since a large amount of the cooler compressed air from compressor 1608 is required to lower the temperature of the hot exhaust gases from the catalytic filter 1616 for diesel particles, a large amount of gas mixture flows through turbine 1606, which greatly increases the yield from turbine 1606. The turbine force increases with the difference between the force created by the mass and the work required to compress the compressed air passing through the return valve 1618. By receiving the gas mixture temperature signal 1630 from the temperature sensor 1638 and controlling the addition of compressed air via the return valve 1618, the maximum temperature is not exceeded.

[00110] Styrenhet 1640 styr också returventilen 1618 för att begränsa surge i kompressor 1618.Control unit 1640 also controls return valve 1618 to limit surge in compressor 1618.

Surge-gränsen är en gränslinje som varierar som en funktion av förstärkningstrycket, luftflödet genom kompressom och kompressorns 1608 utförande. Kompressorer, såsom kompressom 1608, som typiskt används i turbokompressorer, överskrider surge-gränsen när flödet av ingångluft 1622 är litet och tryckskillnaden mellan ingångsluften 1622 och den komprimerade 38 WO 2011/096936 PCTHJS 2010/23398 luften är stor. I konventionella superkompressorer, så är flödet av ingångsluft 1622 lågt när motorns varvtal 1626 är lågt. Vid lågt varvtal, när den komprimerade luften inte används i stora volymer av motorn 1602, så är massflödet av ingångsluft 1622 lågt och surge uppstår därför att den roterande kompressorn 1508 inte kan trycka in luft i en högtrycksledning utan ett rimligt flöde av ingångsluft 1622. Returventilen 1618 medger flöde genom ledningen 1609 för komprimerad luft och förhindrar eller reducerar surge i kompressor 1608. När en surge i kompressor 1608 äger rum, så kan inte trycket i ledningen för komprimerad luft 1609 upprätthållas. Därför, vid lågt varvtal och hög belastning av motor 1602, så kan trycket hos den komprimerade luften i ledningen för komprimerad luft 1609 sjunka under önskade nivåer.The surge limit is a boundary line that varies as a function of the gain pressure, the air flow through the compressor and the design of the compressor 1608. Compressors, such as compressor 1608, which are typically used in turbochargers, exceed the surge limit when the flow of inlet air 1622 is small and the pressure difference between the inlet air 1622 and the compressed air 38 WO 2011/096936 PCTHJS 2010/23398 is large. In conventional supercompressors, the fl fate of inlet air 1622 is low when the engine speed 1626 is low. At low speeds, when the compressed air is not used in large volumes of the engine 1602, the mass flow of inlet air 1622 is low and surge occurs because the rotary compressor 1508 cannot force air into a high pressure line without a reasonable flow of inlet air 1622. The return valve 1618 allows fate through the compressed air line 1609 and prevents or reduces surge in the compressor 1608. When a surge in the compressor 1608 takes place, the pressure in the compressed air line 1609 cannot be maintained. Therefore, at low speed and high load of motor 1602, the pressure of the compressed air in the compressed air line 1609 may drop below desired levels.

Genom att öppna returventilen 1618 så ökar flödet av ingångsluft 1622 genom kompressom 1608, särskilt vid låga varvtal och hög belastning på motorn, vilket medger att den önskade mängden förstärkning kan uppnås i ledningen 1609 för komprimerad luft. Returventil 1618 kan helt enkelt öppnas tills det önskade trycketi ledning 1609 uppnås. Emellertid, genom att helt enkelt detektera förstärkningstrycket i ledningen för komprimerad luft 1609, så kommer surge att äga rum innan returventilen 1618 öppnas för att ta kompressorn ut ur surgetillståndet. By opening the return valve 1618, the flow of inlet air 1622 through the compressor 1608 increases, especially at low speeds and high loads on the engine, allowing the desired amount of gain to be achieved in the compressed air line 1609. Return valve 1618 can simply be opened until the desired pressure in line 1609 is reached. However, by simply detecting the boost pressure in the compressed air line 1609, surge will occur before the return valve 1618 is opened to take the compressor out of the surge state.

[00111] Det är emellertid att föredra att fastställa surge- gränsen och öppna returventilen 1618 i förväg, innan surge-situationen uppkommer. För ett givet varvtal och önskad förstärkningsnivå kan en surge-gräns fastställas. Returventilen 1618 kan börja öppna innan kompressor 1608 når en beräknad surge-gräns. Att öppna ventilen tidigt möjliggör för kompresson att snabbare spinna upp till ett högre förstärkingstryck, därför att kompressorn förblir närmare de högre effektivitetspunkterna för kompressorns operationella parametrar. Snabb ökning av förstärkningstrycket vid lågt varvtal kan då uppnås. Genom att öppna ventilen innan en surge uppstår kan också ett mer stabilt kontrollsystem uppnås. 39 WO 2011/096936 PCTHJS 2010/23398 However, it is preferable to set the surge limit and open the return valve 1618 in advance, before the surge situation arises. For a given speed and desired gain level, a surge limit can be set. The return valve 1618 may begin to open before compressor 1608 reaches a calculated surge limit. Opening the valve early enables the compressor to spin faster to a higher boost pressure, because the compressor remains closer to the higher efficiency points of the compressor's operational parameters. Rapid increase of the gain pressure at low speed can then be achieved. By opening the valve before a surge occurs, a more stable control system can also be achieved. 39 WO 2011/096936 PCTHJS 2010/23398

[00112] Öppning av returventilen 1618 på ett sådant sätt att förbättring av gensvaret från motorn 1602 uppnås genom att tillåta 1602 att få högre förstärkningstryck snabbare när motor 1602 har lågt varvtal. Kompressor 1608 är också effektivare, vilket resulterar i mindre arbete för växellådan 1610 att uppnå superkompression. En modell av kontroll av surge- gräns kan göras inom standard modellbaserad kontrollsimuleringkod, såsom MATLAB. Modellbygge på detta sätt medger simulering av styrenheten 1640 och automatisk programmering av algoritmer för styrenheten 1640. Opening the return valve 1618 in such a way that improvement of the response of the motor 1602 is achieved by allowing 1602 to obtain higher gain pressure faster when motor 1602 has low speed. Compressor 1608 is also more efficient, resulting in less work for gearbox 1610 to achieve supercompression. A model of control of control limit can be done within standard model-based control simulation code, such as MATLAB. Model building in this way allows simulation of the controller 1640 and automatic programming of algorithms for the controller 1640.

[00113] Ett modellbaserat kontrollsystem, såsom beskrivs ovan, är unikt i att användningen av växellådan 1610 för att kontrollera rotationen hos turbinen 1606 och kompressor 1608 alstrar förstärkningstryck utan turbofördröjning. Med andra ord så kan växellådan 1610 extrahera rotationsenergi från vevaxeln 1612 för att driva kompressor 1608 för att uppnå den önskade förstärkningen från ledning 1609 för komprimerad luft mycket snabbt och innan turbin 1606 alstrar tillräcklig energi för att driva kompressor 1608 vid en sådan önskad nivå. På detta sätt så reduceras eller elimineras styrenheter i en konventionell turbokompressor för att reducera fördröjning. Den modellbaserade styrningen av styrenheten 1640 bör vara utformad för att upprätthålla optimal effektivitet hos kompressor 1608 inom de operationella parametrama för kompressor för kompressor 608. A model-based control system, as described above, is unique in that the use of the gearbox 1610 to control the rotation of the turbine 1606 and compressor 1608 generates boost pressure without turbo delay. In other words, the gearbox 1610 can extract rotational energy from the crankshaft 1612 to drive compressor 1608 to achieve the desired gain from compressed air line 1609 very quickly and before turbine 1606 generates sufficient energy to drive compressor 1608 at such a desired level. In this way, control units in a conventional turbocharger are reduced or eliminated to reduce delay. The model-based control of the controller 1640 should be designed to maintain optimal efficiency of compressor 1608 within the operational parameters of compressor for compressor 608.

[00114] Kontrollmodellen för styrenhet 1640 bör också noggrant modelleras med avseende på tryckets operationella parametrar, såsom beroende på massflödet som tillåts av motom för ett givet mål i hastighet och last, i vilka målet för hastighet och last kan vara definierade relativt till läget för fordonets gasreglage. Såsom visat i Figur 16 så kan signalen 1626 för motorhastighet erhållas från motor 1602 och skickas till styrenhet 1640. På liknande sätt kan signalen 1628 för motoms belastning erhållas från motom 1602 och skickas till styrenhet 1640. Alternativt kan dessa parametrar erhållas från avkännare placerade på motoms gasreglage (inte visat).The control model for control unit 1640 should also be carefully modeled with respect to the operational parameters of the pressure, such as depending on the mass fl allowed by the engine for a given target in speed and load, in which the target for speed and load can be defined relative to the position of the vehicle. gas control. As shown in Figure 16, the motor speed signal 1626 can be obtained from motor 1602 and sent to control unit 1640. Similarly, the motor load signal 1628 can be obtained from motor 1602 and sent to control unit 1640. Alternatively, these parameters can be obtained from sensors located on motor motor throttle control (not shown).

Returventilen 1618 kan sedan styras som gensvar på en kontrollsignal 1642 alstrad av styrenhet 1640. Tryckavkännare 1636 alstrar signalen 1632 för inkommande lufttryck som skickas till styrenhet 1640, som beräknar styrsignalen 1642 som gensvar på motorns hastighetssignal 1626, motoms belastningssignal 1628 och signal 1632 från tryckavkånnaren vid kompressoms 1606 ingång. 40 WO 2011/096936 PCTHJS 2010/23398 The return valve 1618 can then be controlled in response to a control signal 1642 generated by control unit 1640. Pressure sensor 1636 generates the signal 1632 for incoming air pressure sent to control unit 1640, which calculates the control signal 1642 in response to engine speed signal 1626, engine pressure signal 16 and compressor 1606 input. 40 WO 2011/096936 PCTHJS 2010/23398

[00115] Under arbetsbetíngelser för motor 1602 i vilka temperaturen i kompressor 1608 inte närmar sig en surge- gräns, och gasblandningens temperatur, såsom detekteras av temperaturavkännaren 1638, inte uppnås, så är returventilen 1618 stängd så att systemet fungerar som ett konventionellt super-turbokomprimerat system. Detta gäller under en majoritet av operationella parametervärden för motorn 1602. När hög belastning och lågt varvtal inträffar, så öppnas returventilen 1618 för att förhindra surge. På liknande sätt, när högt varvtal och hög belastning för motor 1602 inträffar så alstras höga temperaturer i avgaserna vid utgången från det katalytiska filtret 1616 för dieselpartiklar, så att returventilen 1618 måste öppnas för att reducera temperaturen hos bränsleblandningen som skickas till turbinen 1606 till en temperatur under den som skulle orsaka skada på turbin 1606. Under operating conditions of engine 1602 in which the temperature in compressor 1608 does not approach a surge limit, and the temperature of the gas mixture, as detected by the temperature sensor 1638, is not reached, the return valve 1618 is closed so that the system functions as a conventional super-turbocharged system. This applies during a majority of operational parameter values for the motor 1602. When high load and low speed occur, the return valve 1618 is opened to prevent surge. Similarly, when high speed and high load for engine 1602 occur, high exhaust gas temperatures are generated at the outlet of the diesel particulate catalytic filter 1616, so that the return valve 1618 must be opened to reduce the temperature of the fuel mixture sent to turbine 1606 to a temperature under the one that would cause damage to turbine 1606.

[00116] Figur 17 är ett detaljerat diagram av utförandet av det högeffektiva super- turbokomprimerade systemet 1600 illustrerat i Figur 16. Såsom visas i Figur 17, så inkluderar motor 1602 ett super-turbokompressorsystem som har modifierats såsom beskrivs ovan med avseende på Figur 16, för att ge sammantaget högre effektivitet än konventionella super- turbokomprimerade motorer, och även ge hög optimal effektivitet vid låga varvtal och hög last, och hög optimal effektivitet vid högt varvtal och hög last. Super-turbokompressorn inkluderar en turbin 1606 som är mekaniskt förbunden med en axel till kompressor 1608. Kompressor 1608 komprimerar ingångsluft 1622 till ledning 1704. Ledning 1704 är förbunden med returventil 1618 och mellankylaren 1614. Såsom visas ovan, så kyler mellankylaren 1614 den komprimerade luften som blir värmd under komprimeringsprocessen. Mellankylaren 1614 är kopplad till ledningen 1726 för komprimerad luft, som i sin tur är kopplad till ingångsgrenröret (inte visat) i motor 1602. Tryckavkännare 1636 är kopplad till ledningen 1704 för komprimerad luft för att detektera trycket och ge en tryckavläsning via signalen 1632 för trycket i den komprimerade ingångsluften, vilken skickas till styrenhet 1640. Returventilen 1618 styrs av styrsignalen 1642 för returventilen 1618, alstrad av styrenheten 1640, såsom visas ovan. Under vissa arbetsförhållanden så öppnas returventilen 1618 för att tillhandahålla komprimerad luft från ledningen 1704 för komprimerad luft till en blandningskammare 1706. 41 WO 2011/096936 PCTHJS 2010/23398 Figure 17 is a detailed diagram of the embodiment of the high efficiency super-turbocharged system 1600 illustrated in Figure 16. As shown in Figure 17, engine 1602 includes a super-turbocharger system that has been modified as described above with respect to Figure 16. to provide overall higher efficiency than conventional super-turbocharged engines, and also provide high optimum efficiency at low speeds and high loads, and high optimum efficiency at high speeds and high loads. The super-turbocharger includes a turbine 1606 which is mechanically connected to a shaft of compressor 1608. Compressor 1608 compresses inlet air 1622 to line 1704. Line 1704 is connected to return valve 1618 and intercooler 1614. As shown above, intercooler 1614 cools the compressed air which gets heated during the compression process. The intercooler 1614 is connected to the compressed air line 1726, which in turn is connected to the inlet manifold (not shown) in motor 1602. Pressure sensor 1636 is connected to the compressed air line 1704 to detect the pressure and provide a pressure reading via the pressure signal 1632 in the compressed inlet air, which is sent to control unit 1640. The return valve 1618 is controlled by the control signal 1642 for the return valve 1618, generated by the control unit 1640, as shown above. Under certain operating conditions, the return valve 1618 is opened to provide compressed air from the compressed air line 1704 to a mixing chamber 1706. 41 WO 2011/096936 PCTHJS 2010/23398

[00117] Såsom visas i utförandet i Figur 17, så innefattar blandningskammare 1706 helt enkelt en serie öppningar 1702 iutgångsledningen 1708 från det katalytiska filtret för dieselpartiklar, vilken är omgiven av ledningen 1704 för komprimerad luft, så att den komprimerade luften tillhandahållen från ledningen 1704 för komprimerad luft passerar genom öppningarna 1702 för att blandas med avgaserna i utgångsledningen 1708 från det katalytiska filtret för dieselpartiklar.As shown in the embodiment of Figure 17, mixing chamber 1706 simply includes a series of openings 1702 in the outlet line 1708 of the catalytic filter for diesel particles, which is surrounded by the line 1704 for compressed air, so that the compressed air provided from the line 1704 for compressed air passes through the openings 1702 to mix with the exhaust gases in the outlet line 1708 from the catalytic filter for diesel particles.

Vilken som helst önskad typ av blandningskammare kan användas för att blanda den svalare komprimerade luften med avgaserna för att sänka temperaturen på avgaserna.Any desired type of mixing chamber can be used to mix the cooler compressed air with the exhaust gases to lower the temperature of the exhaust gases.

Temperaturavkännare 1638 är placerad i utgångsledningen 1708 för det katalytiska filtret för dieselpartiklar för att mäta temperaturen hos avgaserna i utgångsledningen 1708 från det katalytiska filtret för dieselpartiklar. Temperaturavkännare 1638 ger en temperatursignal 1630 för gasblandningens temperatur till styrenheten 1640, som styr returventilen 1618 för att tillförsäkra att temperaturen hos avgaserna i utgångsledningen 1708 från det katalytiska filtret för dieselpartiklar inte överskrider en maximal temperatur som skulle skada turbinen 1606. Det katalytiska filtret 1616 för dieselpartiklar är kopplat till utgångsgrenröret 1710 via ingångsledningen 1714 till det katalytiska filtret för dieselpartiklar. Genom att placera det katalytiska filtret 1616 för dieselpartiklar nära utgångsgrenröret 1710, så går de varma avgaserna från motorn direkt in i det katalytiska filtret 1616 för dieselpartiklar, vilket hjälper till att aktivera det katalytiska filtret 1616 för dieselpartiklar. Med andra ord så tillåter inte den nära placeringen av det katalyserande filtret 1616 för dieselpartiklar till utloppet för motorns avgaser inte at avgaserna svalnar påtagligt innan de går in i det katalytiska filtret 1616 för dieselpartiklar, vilket ökar prestanda för det katalytiska filtret 1616 för dieselpartiklar. När avgaserna passerar igenom det katalytiska filtret 1616 för dieselpartiklar så adderar det katalytiska filtret 1616 för dieselpartiklar ytterligare värme till avgaserna. Dessa mycket heta avgaser vid utgången från det katalytiska filtret 1616 för dieselpartiklar skickas till utgångsledningen 1708 för det katalytiska filtret 1616 för dieselpartiklar och kyls i blandningskammaren 1706 av den komprimerade ingångsluften från ledningen 1704 för komprimerad luft. Beroende på temperaturen hos de mycket heta avgaserna som produceras vid utgången från det katalytiska filtret 1616 för dieselpartiklar, vilken varierar beroende på arbetsbetingelserna för motor 1602, så kommer olika mängder komprimerad ingångsluft att adderas till avgaserna under betingelser med hög hastighet och hög belastning. Vid betingelser med låg motorhastighet hög belastning så fungerar returventilen 1618 också för att medge att ingångsluft kommer in för att gå igenom kompressorn 42 WO 2011/096936 PCTHJS 2010/23398 för att undvika surge. Surge liknar aerodynamisk stall för kompressorbladen, vilket uppkommer som resultat av betingelser med lågt flöde genom kompressom vid lågt varvtal. När surge inträffar, så sjunker trycket in ingångsgrenröret (inte visat) därför att kompressorn 1608 inte är kapabel att komprimera ingångsluft. Genom att tillåta att luft går igenom kompressorn som ett resultat av att returventilen 1618 öppnas, så kan tryck upprätthållas i ingångsgrenröret så att, när högt vridmoment vid lågt varvtal, så kan det höga vridmomentet uppnås på grund av det höga trycket i ingångsgrenröret. Temperature sensor 1638 is located in the diesel particulate catalytic filter outlet line 1708 to measure the temperature of the exhaust gas exhaust line 1708 from the diesel particulate catalytic filter. Temperature sensor 1638 provides a temperature signal 1630 for the temperature of the gas mixture to the control unit 1640, which controls the return valve 1618 to ensure that the temperature of the exhaust gases in the outlet line 1708 from the catalytic filter for diesel particles does not exceed a maximum temperature that would damage the turbine 1606. The catalytic filter 1616 for diesel particles is connected to the outlet manifold 1710 via the inlet line 1714 to the catalytic filter for diesel particles. By placing the catalytic filter 1616 for diesel particles near the outlet manifold 1710, the hot exhaust gases from the engine go directly into the catalytic filter 1616 for diesel particles, which helps to activate the catalytic filter 1616 for diesel particles. In other words, the close placement of the diesel particulate catalytic filter 1616 to the exhaust for the engine exhaust does not allow the exhaust gases to cool significantly before entering the diesel particulate catalytic filter 1616, which increases the performance of the diesel particulate catalytic filter 1616. As the exhaust gases pass through the diesel particulate catalytic filter 1616, the diesel particulate catalytic filter 1616 adds additional heat to the exhaust gases. These very hot exhaust gases at the outlet of the diesel particulate catalytic filter 1616 are sent to the particulate catalytic filter outlet line 1708 and are cooled in the mixing chamber 1706 by the compressed inlet air from the compressed air line 1704. Depending on the temperature of the very hot exhaust gases produced at the outlet of the diesel particulate catalytic filter 1616, which varies depending on the operating conditions of engine 1602, different amounts of compressed intake air will be added to the exhaust gases under high speed and high load conditions. Under conditions of low engine speed and high load, the return valve 1618 also functions to allow inlet air to enter to pass through the compressor 42 WO 2011/096936 PCTHJS 2010/23398 to avoid surge. Surge is similar to the aerodynamic stable for the compressor blades, which arises as a result of conditions with low fl fate through the compressor at low speed. When surge occurs, the pressure drops into the inlet manifold (not shown) because the compressor 1608 is not capable of compressing inlet air. By allowing air to pass through the compressor as a result of the return valve 1618 being opened, pressure can be maintained in the inlet manifold so that, when high torque is at low speed, the high torque can be achieved due to the high pressure in the inlet manifold.

[00118] Såsom visas ovan, när motorn arbetar vid hög hastighet och hög belastning, så förorsakar det katalytiska filtret 1616 för dieselpartiklar att en stor mängd värme alstras i avgaserna som levereras till utgångsledningen 1708 från det katalytiska filtret för dieselpartiklar.As shown above, when the engine is operating at high speed and high load, the catalytic filter 1616 for diesel particles causes a large amount of heat to be generated in the exhaust gases supplied to the exhaust line 1708 from the catalytic filter for diesel particles.

Genom att tillhandahålla komprimerad, svalare ingångsluft till utgångsledningen 1708 från det katalytiska filtret så kyls de heta avgasema under betingelser med hög hastighet och hög belastning. När belastningen på och hastigheten hos motom ökar, så produceras hetare gaser och mer komprimerad luft från ledning 1704 krävs. Om turbinen 1606 inte producerar tillräcklig rotationsenergi för att driva kompressorn, såsom vid låg hastighet och hög belastning, så kan motoms vevaxel 1612 tillhandahålla rotationsenergi till kompressorn 1608 via drivrem 1722, remskiva 1718, axel 1724, den kontinuerligt variabla växellådan 1716 och växellådan 1728. Igen så kan vilken som helst del av drivlinan användas för att tillhandahålla rotationsenergi till kompressor 1608 och Figur 17 visar ett utförande i enlighet med ett offentliggjort utförande. By providing compressed, cooler inlet air to the outlet line 1708 from the catalytic filter, the hot exhaust gases are cooled under high speed and high load conditions. As the load on and speed of the engine increases, hotter gases are produced and more compressed air from line 1704 is required. If the turbine 1606 does not produce sufficient rotational energy to drive the compressor, such as at low speed and high load, then the engine crankshaft 1612 may provide rotational energy to the compressor 1608 via drive belt 1722, pulley 1718, shaft 1724, the continuously variable gearbox 1716 and the gearbox 1728. Again then any part of the driveline can be used to provide rotational energy to compressor 1608 and Figure 17 shows an embodiment in accordance with a published embodiment.

[00119] Såsom också illustreras i Figur 17, så är en kallstartsventil 1620 också förbunden med ledningen 1704 för komprimerad luft, vilken i sin tur är förbunden med kallstartsledningen 1712.As also illustrated in Figure 17, a cold start valve 1620 is also connected to the compressed air line 1704, which in turn is connected to the cold start line 1712.

Kallstartledningen 1712 är förbunden med ingångsledningen för 1714 för det katalytiska filtret för dieselpartiklar, som är uppströms från det katalytiska filtret 1616 för dieselpartiklar. Ändamålet med en kallstartsventil är att tillhandahålla komprimerad ingångsluft till ingången på det katalytiska filtret 1616 under startbetingelser, såsom diskuterats ovan. Under startbetingelser, innan det katalytiska filtret 1616 för dieselpartiklar når full arbetstemperatur, så tillhandahålls extra syre via kallstartsledningen 1712 för att initiera den katalytiska processen. Det extra syre som tillhandahålles via kallstartsledningen 172 hjälper till med initieringen av den katalytiska processen. Styrenhet 1640 styr kallstartsventil 1620 via styrenhetens kontrollsignal 1644 som 43 WO 2011/096936 PCTHJS 2010/23398 gensvar till motorns hastighetssignal 1626, motorns belastningssignal 1628 och temperatursignalen 1630 för gasblandningens temperatur. The cold start line 1712 is connected to the input line 1714 for the catalytic filter for diesel particles, which is upstream of the catalytic filter 1616 for diesel particles. The purpose of a cold start valve is to provide compressed inlet air to the inlet of the catalytic filter 1616 under start conditions, as discussed above. Under starting conditions, before the diesel particulate catalytic filter 1616 reaches full operating temperature, extra oxygen is supplied via the cold start line 1712 to initiate the catalytic process. The extra oxygen provided via the cold start line 172 assists in the initiation of the catalytic process. Control unit 1640 controls cold start valve 1620 via control unit control signal 1644 which 43 WO 2011/096936 PCTHJS 2010/23398 responds to engine speed signal 1626, engine load signal 1628 and temperature signal 1630 for gas mixture temperature.

[00120] Därför arbetar den högeffektiva super-turbokomprimerade motorn 1600 på ett sätt som liknar en super-turbokompressor, med undantaget att returventilen 1618 tillhandahåller en del av den komprimerade luften från kompressorn till turbinens ingång av två skäl. Ett skäl är att kyla avgasema innan de går in i turbinen, så att hela energin i avgasema kan utnyttjas och en överflödesventil inte behövs under betingelser av hög hastighet och hög belastning. Det andra skälet är att tillhandahålla flöde av luft genom kompressorn för att förhindra surge vid låga varvtal och hög belastning. Dessutom kan det katalytiska filtret för dieselpartiklar kopplas till avgasströmmen innan avgasema når turbinen så att hettan alstrad av det katalytiska filtret 1616 för dieselpartiklar kan användas för att driva turbinen 1606, och expandera den komprimerade ingångsluften som blandas med de heta gaserna från det katalytiska filtret 1616 för dieselpartiklar, vilket mycket ökar systemets effektivitet. Dessutom kan kallstartventilen 1620 användas för att initiera den katalytiska processen i det katalytiska filtret 1616 för dieselpartiklar genom att tillhandahålla syre till avgasema under startbetingelser. Therefore, the high-efficiency super-turbocharged engine 1600 operates in a manner similar to a super-turbocharger, except that the return valve 1618 provides some of the compressed air from the compressor to the turbine inlet for two reasons. One reason is to cool the exhaust gases before they enter the turbine, so that all the energy in the exhaust gases can be utilized and an overflow valve is not needed under conditions of high speed and high load. The second reason is to provide flow of air through the compressor to prevent surge at low speeds and high loads. In addition, the catalytic filter for diesel particles can be connected to the exhaust stream before the exhaust gases reach the turbine so that the heat generated by the catalytic filter 1616 for diesel particles can be used to drive the turbine 1606, and expand the compressed intake air mixed with the hot gases from the catalytic filter 1616 for diesel particles, which greatly increases the efficiency of the system. In addition, the cold start valve 1620 can be used to initiate the catalytic process in the catalytic filter 1616 for diesel particles by supplying oxygen to the exhaust gases under start conditions.

[00121] Därför offentliggörs en unik super-turbokompressor som använder en friktionsdrivenhet för hög hastighet med en fix utväxling som reducerar den mekaniska rotationsenergin hos en turbin-/kompressoraxel till ett varvtal som kan användas av en kontinuerligt variabel växellåda som kopplar energin mellan en drivlina och turbin-lkompressoraxeln. En av de unika egenskapema hos utformandet av super-turbokompressom är att växellådan är placerad inom systemet. Den kontinuerligt variabla växellådan är placerad i den lägre delen av höljet för super- turbokompressom. Den kontinuerligt variabla växellådan 1116 tillhandahåller de oändligt variabla utväxlingarna som behövs för att överföra mekanisk rotationsenergi mellan super- turbokompressom och motom. Antingen kan en kontinuerligt variabel växellåda med kugghjul användas som den kontinuerligt variabla växellådan 1116 eller en friktionsdrivenhet som är kontinuerligt variabel kan användas. Därför kan friktionsdrivenheter användas för både friktionsdrivenheten för hög hastighet 114 och för den kontinuerligt variabla växellådan 1116. 44 WO 2011/096936 PCTHJS 2010/23398 Therefore, a unique super-turbocharger using a high speed friction drive with a fixed gear ratio that reduces the mechanical rotational energy of a turbine / compressor shaft to a speed that can be used by a continuously variable gearbox that couples the energy between a driveline and turbine compressor shaft. One of the unique features of the design of the super-turbocharger is that the gearbox is located within the system. The continuously variable gearbox is located in the lower part of the housing for the super-turbocharger. The continuously variable gearbox 1116 provides the infinitely variable gears needed to transfer mechanical rotational energy between the super-turbocharger and the engine. Either a continuously variable gearbox with gears can be used as the continuously variable gearbox 1116 or a friction drive unit which is continuously variable can be used. Therefore, friction drives can be used for both the high speed friction drive 114 and for the continuously variable gearbox 1116. 44 WO 2011/096936 PCTHJS 2010/23398

[00122] Den ovanstående beskrivningen av uppfinningen har presenterats med ändamålet att illustrera och beskriva. Den är inte avsedd att vara uttömmande eller för att begränsa uppfinningen till precis de former som offentliggjorts, och andra modifikationer och variationer kan vara möjliga i ljuset av de ovanstående lärdomarna. Utförandet valdes och beskrevs för att bäst förklara uppfinningens princip och dess praktiska tillämpning för att därigenom möjliggöra för andra som är skickliga i konsten hur man bäst kan använda uppfinningen i diverse utföranden och diverse modifikationer som är lämpade för den specifika användning som begrundas.The above description of the invention has been presented for the purpose of illustrating and describing. It is not intended to be exhaustive or to limit the invention to exactly the forms disclosed, and other modifications and variations may be possible in light of the above teachings. The embodiment was chosen and described in order to best explain the principle of the invention and its practical application, thereby enabling others skilled in the art how best to use the invention in various embodiments and various modifications suitable for the particular use contemplated.

Avsikten är att de bifogade kraven skall tolkas som att inkludera andra alternativa utföranden av uppfinningen utom i den utsträckning som begränsas av tidigare konst. 45It is intended that the appended claims be construed as including other alternative embodiments of the invention except to the extent limited by prior art. 45

Claims (33)

WO 2011/096936 PCTHJS 2010/23398 PATENTKRAVWO 2011/096936 PCTHJS 2010/23398 PATENT CLAIMS 1. l. Super-turbokompressor som är kopplad till en motor, innefattande: en turbin som alstrar turbinrotationens mekaniska energi från entalpi hos avgaser producerade av nämnda motor; en kompressor som komprimerar ingångsluften och tillhandahåller komprimerad luft till nämnda motor som gensvar till nämnda turbinrotations mekaniska energi alstrad av nämnda turbin och motorrotationens mekaniska energi Överförd från nämnda motor; en axel som har änddelar som är kopplade till nämnda turbin och nämnda kompressor, och en central del som har en traktionsyta på axeln; en friktionsdrivenhet placerad runt nämnda centrala del av nämnda axel, innefattande: ett flertal planetvalsar som har ett flertal planetvals-traktionsytor som växelverkar med nämnda axels traktionsyta så att ett första flertal av traktionskopplingar finns mellan nämnda flertal av planetvals-traktionsytor och nämnda axels traktionsyta; en ringvals som roteras av nämnda flertal av planetvalsar via ett andra flertal traktionskopplingar; en kontinuerligt variabel växellåda som är mekaniskt kopplad till nämnda friktionsdrivenhet och nämnda motor, som överför turbinrotationens mekaniska energi till nämnda motor och motorrotationens mekaniska energi till nämnda super- turbokompressor vid arbetshastighet för nämnda motor.1. A super-turbocharger coupled to an engine, comprising: a turbine which generates the mechanical energy of the turbine rotation from enthalpy of exhaust gases produced by said engine; a compressor compressing the inlet air and providing compressed air to said engine in response to said turbine rotation mechanical energy generated by said turbine and the engine rotation mechanical energy transmitted from said engine; a shaft having end portions coupled to said turbine and said compressor, and a central portion having a traction surface on the shaft; a friction drive unit located around said central portion of said shaft, comprising: a plurality of planetary rollers having a plurality of planetary roller traction surfaces that interact with said traction surface of said shaft so that a first plurality of traction couplings are present between said plurality of planetary roller traction surfaces and said shaft traction surface; a ring roller rotated by said planet number of planetary rollers via a second plurality of traction couplings; a continuously variable gearbox mechanically coupled to said friction drive unit and said engine, which transmits the mechanical energy of the turbine rotation to said engine and the mechanical energy of the engine rotation to said super-turbocharger at operating speed of said engine. 2. Super-turbokompressor enligt krav l vari nämnda kontinuerligt variabla växellåda innefattar en friktionsdrivenhet med kontinuerligt variabel växellåda.A super-turbocharger according to claim 1 wherein said continuously variable gearbox comprises a friction drive unit with continuously variable gearbox. 3. Super-turbokompressor enligt krav 2 vari nämnda kontinuerligt variabla växellåda innefattar en planetväxel med kullager och friktionsdrivenhet som är en kontinuerligt variabel växellåda. WO 2011/096936 PCTHJS 2010/23398The super-turbocharger of claim 2 wherein said continuously variable gearbox comprises a planetary gear unit with ball bearings and friction drive unit which is a continuously variable gearbox. WO 2011/096936 PCTHJS 2010/23398 4. Super-turbokompressor enligt krav 2 vari nämnda friktionsdrivenhet innefattar en planetväxel med friktionsdrivenhet som har åtminstone två planetvalsar.The super-turbocharger according to claim 2, wherein said friction drive unit comprises a planetary gear unit with friction drive unit having at least two planetary rollers. 5. Super-turbokompressor enligt krav 4 vari nämnda planetväxel med friktionsdrivenhet har åtminstone tre planetvalsar.The super-turbocharger according to claim 4, wherein said planetary gear with friction drive unit has at least three planetary rollers. 6. Super-turbokompressor enligt krav 4 vari nämnda planetväxel med friktionsdrivenhet har en planetbärare på vilken planetvalsama är monterade.A super-turbocharger according to claim 4, wherein said planetary gear with friction drive has a planet carrier on which the planetary rollers are mounted. 7. Super-turbokompressor enligt krav 6 vari nämnda planetväxel med friktionsdrivenhet har planetvalsar med flera diametrar.A super-turbocharger according to claim 6, wherein said planetary gear unit with friction drive unit has planetary rollers with fl your diameters. 8. Super-turbokompressor enligt krav 6 vari nämnda ringvals har en ringvalstraktionsyta som växelverkar med nämnda flertal av traktionsytor på planetvalsar för att skapa nämnda andra flertal av traktionskopplingar.The super-turbocharger according to claim 6, wherein said ring roller has a ring roller traction surface that interacts with said number of traction surfaces on planetary rollers to create said second number of traction couplings. 9. Super-turbokompressor enligt krav 7 vari nämnda ringvals har en ringvalstraktionsyta som växelverkar med ett flertal ytterligare traktionsytor på planetvalsar som har en diameter som är mindre än traktionsytorna på nämnda flertal planetvalsar för att skapa nämnda flertal traktionsytor.The super-turbocharger according to claim 7, wherein said ring roller has a ring roller traction surface that interacts with a number of additional traction surfaces on planetary rollers having a diameter smaller than the traction surfaces of said number of planetary rollers to create said number of traction surfaces. 10. Metod för att överföra mekanisk rotationsenergi mellan en super-turbokompressor och en motor, innefattande: alstrande av turbinrotationens mekaniska energi i en turbin från entalpin hos avgaser producerade av nämnda motor; komprimering av ingångsluft med användning av en kompressor för att tillhandahålla komprimerad luft till nämnda motor som gensvar till nämnda turbinrotations mekaniska energi alstrad av nämnda turbin och motorrotationens mekaniska energi alstrad av motorn; tillhandahållande av en axel som har änddelar som är kopplade till nämnda turbin och nämnda kompressor, och en central del som har en traktionsyta på axeln; mekaniskt koppling av en friktionsdrivenhet till nämnda axels traktionsyta; WO 2011/096936 PCTHJS 2010/23398 placerande av ett flertal planetvalstraktionsytor hos ett flertal planetvalsarí kontakt med nämnda axels traktionsyta så att ett flertal av första traktionskopplingar skapas mellan nämnda flertal planetvalsar och nämnda traktionsyta på axeln; placerande av en ringvals i kontakt med nämnda flertal planetvalsar så att ett flertal av andra traktionskopplingar skapas mellan nämnda flertal planetvalsar och nämnda ringvals; mekaniskt koppling av en kontinuerligt variabel växellåda till nämnda friktionsdrivenhet och nämnda motor för att överföra turbinrotationens mekaniska energi till nämnda motor vid arbetshastighet för nämnda motor och motornrotationens mekaniska energi till nämnda axel vid arbetshastighet hos nämnda kompressor och nämnda turbin.A method of transferring mechanical rotational energy between a super-turbocharger and an engine, comprising: generating the mechanical energy of the turbine rotation in an turbine from enthalpy of exhaust gases produced by said engine; compressing inlet air using a compressor to provide compressed air to said engine in response to said turbine rotation mechanical energy generated by said turbine and the engine rotation mechanical energy generated by the engine; providing a shaft having end portions coupled to said turbine and said compressor, and a central portion having a traction surface on the shaft; mechanical coupling of a friction drive unit to the traction surface of said shaft; WO 2011/096936 PCTHJS 2010/23398 placing a plurality of planetary roller traction surfaces on a plurality of planetary roller contacts with the traction surface of said shaft so that a plurality of first traction couplings are created between said plural planetary rollers and said traction surface on the shaft; placing a ring roller in contact with said plurality of planetary rollers so that a number of other traction couplings are created between said number of planetary rollers and said ring roller; mechanical coupling of a continuously variable gearbox to said friction drive unit and said engine to transmit the mechanical energy of the turbine rotation to said engine at operating speed of said engine and the mechanical energy of the engine rotation to said shaft at operating speed of said compressor and said turbine. 11. Metod enligt krav 10 vari nämnda process att överföra mekanisk rotationsenergi mellan nämnda super-turbokompressor och nämnda motor innefattar överföring av mekanisk rotationsenergi via åtminstone en mekanisk anordning.The method of claim 10 wherein said process of transmitting mechanical rotational energy between said super-turbocharger and said engine comprises transmitting mechanical rotational energy via at least one mechanical device. 12. Metod enligt krav 11 vari nämnda process att överföra mekanisk rotationsenergi genom åtminstone en mekanisk anordning innefattar överföring av mekanisk rotationsenergi genom ett en växellåda i ett fordon.A method according to claim 11, wherein said process of transmitting mechanical rotational energy through at least one mechanical device comprises transmitting mechanical rotational energy through a gearbox in a vehicle. 13. Metod enligt krav ll vari nämnda process att överföra mekanisk rotationsenergi genom åtminstone en mekanisk anordning innefattar överföring av mekanisk rotationsenergi till en drivlina i ett fordon.The method of claim 11 wherein said process of transmitting mechanical rotational energy through at least one mechanical device comprises transmitting mechanical rotational energy to a driveline of a vehicle. 14. Metod enligt krav 10 vari nämnda process att placera nämnda ringvals i kontakt med nämnda flertal av planetvalsar innefattar: placering av en ringvals” traktionsyta från nämnda ringvals i kontakt med nämnda flertal av traktionsytor på planetvalsar för att skapa nämnda flertal andra traktionskopplingar.The method of claim 10 wherein said process of placing said ring roller in contact with said fl number of planetary rollers comprises: placing a ring roller 'traction surface from said ring roller in contact with said fl number of traction surfaces on planetary rollers to create said fl number of other traction couplings. 15. Metod enligt krav 10 vari nämnda process att placera nämnda ringvals i kontakt med nämnda flertal planetvalsar innefattar: WO 2011/096936 PCTHJS 2010/23398 placering av en ringvals” traktionsyta från nämnda ringvals i kontakt med ett flertal ytterligare traktionsytor på planetvalsar som har en diameter som är mindre än nämnda flertal traktionsytor på planetväxlar, för att skapa ett flertal andra traktionskopplingar.The method of claim 10 wherein said process of placing said ring roller in contact with said planetary rollers comprises: WO 2011/096936 PCTHJS 2010/23398 placing a ring roller 'traction surface from said ring roller in contact with a number of additional traction surfaces on planetary rollers having a diameter which is smaller than said number of traction surfaces on planetary gears, in order to create a number of other traction couplings. 16. Metod enligt krav 10 vari nämnda process att mekaniskt koppla en kontinuerligt variabel växellåda till nämnda friktionsdrivenhet innefattar: att mekaniskt koppla en kontinuerligt variabel växellåda med friktionsdrivenhet till nämnda friktionsdrivenhet.The method of claim 10, wherein said process of mechanically coupling a continuously variable gearbox to said friction drive unit comprises: mechanically coupling a continuously variable gearbox having a friction drive unit to said friction drive unit. 17. l7. Metod enligt krav 16 vari nämnda process att mekaniskt koppla en kontinuerligt variabel växellåda med friktionsdrivenhet till nämnda friktionsdrivenhet innefattar: att mekaniskt koppla en kontinuerligt variabel växellåda med planetkullager till nämnda friktionsdrivenhet.17. l7. The method of claim 16 wherein said process of mechanically coupling a continuously variable gearbox with friction drive unit to said friction drive unit comprises: mechanically coupling a continuously variable gearbox with planetary ball bearings to said friction drive unit. 18. Metod enligt krav 16 vari nämnda process att mekaniskt koppla en friktionsdrivenhet till nämnda axels traktionsyta, innefattande: att mekaniskt koppla en planetfriktionsdrivenhet som har åtminstone tre planetvalsar med ett flertal diametrar.The method of claim 16, wherein said process of mechanically coupling a friction drive unit to the traction surface of said shaft, comprising: mechanically coupling a planetary friction drive unit having at least three planetary rollers having a plurality of diameters. 19. Metod att möjliggöra avgasrecirkulering i en super-turbokomprimerad explosionsmotor innefattande: att tillhandahålla ett avgasutlopp för högt tryck med en första på förhand bestämd storlek i nämnda explosionsmotor; att tillhandahålla ett avgasutlopp för lågt tryck med en andra på förhand bestämd storlek i nämnda explosionsmotor, denna nämnda andra på förhand bestämda storlek väsentligt större än den nämnda första på förhand bestämda storlek; att driva en super-turbokompressor för högt tryck med åtminstone en första del avgaser vid högt tryck från nämnda avgasutlopp för högt tryck; WO 2011/096936 PCTHJS 2010/23398 att tillhandahålla åtminstone en andra del av nämnda avgaser vid högt tryck från nämnda avgasutlopp för högt tryck till ett ingångsgrenrör i nämnda explosionsmotor. att driva en super-turbokompressor för lågt tryck med avgaser vid lägre tryck från nämnda avgasutlopp med lågt tryck; att tillhandahålla komprimerad luft från utgången hos nämnda lågtryckskompressor till en luftingång hos nämnda högtryckskompressor; att tillhandahålla komprimerad luft från utgången på nämnda högtryckskompressor, vid ett på förhand fastställt tryck, till ett ingångsgrenrör för nämnda explosionsmotor; att öppna nämnda avgasutlopp för högt tryck medan trycket i nämnda avgasutlopp för högt tryck är större än den nämnda andra delen av nämnda avgaser med högt tryck så att nämnda andra del av nämnda avgaser med högt tryck recirkulerar genom nämnda explosionsmotor.A method of enabling exhaust gas recirculation in a super-turbocharged explosion engine comprising: providing a high pressure exhaust outlet having a first predetermined size in said explosion engine; providing a low pressure exhaust outlet having a second predetermined size in said explosion engine, said second predetermined size substantially larger than said first predetermined size; operating a high pressure super-turbocharger with at least a first portion of high pressure exhaust gases from said high pressure exhaust outlet; WO 2011/096936 PCTHJS 2010/23398 to supply at least a second part of said exhaust gases at high pressure from said high pressure exhaust outlet to an inlet manifold in said explosion engine. operating a low pressure super-turbocharger with exhaust gases at lower pressure from said low pressure exhaust outlet; providing compressed air from the outlet of said low pressure compressor to an air inlet of said high pressure compressor; providing compressed air from the outlet of said high pressure compressor, at a predetermined pressure, to an inlet manifold for said explosion engine; opening said high pressure exhaust outlet while the pressure in said high pressure exhaust outlet is greater than said second portion of said high pressure exhaust gases so that said second portion of said high pressure exhaust gases recirculates through said explosion engine. 20. Metod enligt krav 19 dessutom innefattande: att styra nämnda mängd av nämnda andra del av nämnda avgaser med högt tryck med avseende på nämnda första del av nämnda avgaser med högt tryck med användning av en ventil placerad i en ledning som tillhandahåller nämnda andra del av nämnda avgaser med högt tryck till nämnda ingångsgrenrör.The method of claim 19 further comprising: controlling said amount of said second portion of said high pressure exhaust gases with respect to said first portion of said high pressure exhaust gases using a valve located in a conduit providing said second portion of said exhaust gases with high pressure to said inlet manifold. 21. Metod för att möjliggöra recirkulering av avgaser i en super-turbokomprimerad explosionsmotor innefattande: att tillhandahålla ett avgasutlopp för högt tryck med en första på förhand bestämd storlek i nämnda explosionsmotor; att tillhandahålla ett avgasutlopp för lågt tryck med en andra på förhand bestämd storlek i nämnda explosionsmotor, denna nämnda andra på förhand bestämda storlek väsentligt större än nämnda första på förhand bestämda storlek; WO 2011/096936 PCTHJS 2010/23398 att driva en super-turbokompressor för högt tryck med avgaser med högt tryck från nämnda avgasutlopp för högt tryck; att driva en super-turbokompressor för lågt tryck med avgaser med lägre tryck från nämnda avgasutlopp för lågt tryck; att tillhandahålla komprimerad luft från utgången från nämnda lågtryckskompressor till en luftingång för nämnda högtryckskompressor; att tillhandahålla komprimerad luft från utgången från nämnda högtryckskompressor vid ett på förhand bestämt tryck, till ett ingångsgrenrör i nämnda explosionsmotor; att leda nämnda hö gtrycksavgaser från en utgång på nämnda super- turbokompressor för högt tryck till ett ingångsgrenrör på nämnda explosionsmotor; att öppna nämnda avgasutlopp för högt tryck medan trycket i nämnda avgasutlopp för högt tryck är större än nämnda på förhand fastställda tryck så att nämnda avgaser med högt tryck från nämnda utgång från nämnda super-turbokompressor recirkulerar genom nämnda explosionsmotor.A method of enabling exhaust gas recirculation in a super-turbocharged explosion engine comprising: providing a high pressure exhaust outlet having a first predetermined size in said explosion engine; providing a low pressure exhaust outlet having a second predetermined size in said explosion engine, said second predetermined size substantially larger than said first predetermined size; WO 2011/096936 PCTHJS 2010/23398 operating a high pressure super-turbocharger with high pressure exhaust gases from said high pressure exhaust outlet; operating a low pressure super-turbocharger with lower pressure exhaust gases from said low pressure exhaust outlet; providing compressed air from the outlet of said low pressure compressor to an air inlet for said high pressure compressor; providing compressed air from the outlet of said high pressure compressor at a predetermined pressure, to an inlet manifold in said explosion engine; directing said high pressure exhaust gas from an outlet on said high pressure super-turbocharger to an inlet manifold on said explosion engine; opening said high pressure exhaust outlet while the pressure in said high pressure exhaust outlet is greater than said predetermined pressure so that said high pressure exhaust gases from said outlet of said super-turbocharger recirculate through said explosion engine. 22. Metod enligt krav 2l dessutom innefattande: att tillhandahålla en del av nämnda hö gtrycksavgaser från nämnda utgång på nämnda super-turbokompressor för högt tryck till nämnda avgaser med lägre tryck för att hjälpa till att driva nämnda super-turbokompressor för lågt tryck.The method of claim 21, further comprising: providing a portion of said high pressure exhaust gases from said outlet of said high pressure super-turbocharger to said lower pressure exhaust gases to assist in operating said low pressure super-turbocharger. 23. Metod för att möjliggöra avgasrecirkulering i en super-turbokomprimerad explosionsmotor innefattande: att tillhandahålla ett avgasutlopp för högt tryck med en första förhandsbestämd storlek i nämnda explosionsmotor; att tillhandahålla ett avgasutlopp för lågt tryck med en andra förhandsbestämd storlek i nämnda explosionsmotor, denna nämnda andra förhandsbestämda storlek väsentligt större än den första förhandsbestämda storleken; WO 2011/096936 PCTHJS 2010/23398 att tillhandahålla högtrycksavgaser från nämnda avgasutlopp för högt tryck till ett ingångsgrenrör i nämnda explosionsmotor; att driva en super-turbokompressor för lågt tryck med avgaser med lägre tryck från nämnda avgasutlopp för lågt tryck; att tillhandahålla komprimerad luft från en utgång från nämnda lågtryckskompressor, vid ett på förhand fastställt tryck, till ett ingångsgrenrör i nämnda explosionsmotor; att öppna nämnda utlopp för högt tryck medan trycket i nämnda utlopp för högt tryck är högre än nämnda på förhand fastställda tryck så att nämnda andra del av nämnda högtrycksavgaser recirkulerar genom nämnda explosionsmotor.A method of enabling exhaust gas recirculation in a super-turbocharged explosion engine comprising: providing a high pressure exhaust outlet having a first predetermined size in said explosion engine; providing a low pressure exhaust outlet having a second predetermined size in said explosion engine, said second predetermined size substantially larger than the first predetermined size; WO 2011/096936 PCTHJS 2010/23398 to provide high pressure exhaust gases from said high pressure exhaust outlet to an inlet manifold in said explosion engine; operating a low pressure super-turbocharger with lower pressure exhaust gases from said low pressure exhaust outlet; providing compressed air from an outlet of said low pressure compressor, at a predetermined pressure, to an inlet manifold in said explosion engine; opening said high pressure outlet while the pressure in said high pressure outlet is higher than said predetermined pressure so that said second portion of said high pressure exhaust gases recirculates through said explosion engine. 24. Metod enligt krav 23 dessutom innefattande: att tillhandahålla en del av nämnda hö gtrycksavgaser till nämnda lågtrycksavgaser för att hjälpa till att driva nämnda super-turbokompressor för lågt tryck.The method of claim 23 further comprising: providing a portion of said high pressure exhaust gases to said low pressure exhaust gases to assist in operating said low pressure super-turbocharger. 25. Metod för att förbättra effektiviteten hos ett turbo-superkomprimerat motorsystem innefattande: att tillhandahålla en motor; att tillhandahålla ett katalytiskt filter för dieselpartiklar som är kopplat till ett avgasutlopp nära nämnda motor, som tar emot motoravgaser från nämnda motor, som aktiverar en exotermisk reaktion i nämnda katalytiska filter för dieselpartiklar som adderar ytterligare energi till nämnda motoravgaser och producerar katalyserade avgaser vid utgången till nämnda katalytiska filter för dieselpartiklar, gaser som är varmare än nämnda motoravgaser; att tillhandahålla ett flöde av komprimerad luft till en ingång i nämnda motor med användning av en kompressor; att blanda en del av nämnda komprimerade luft med nämnda katalyserade avgaser i en blandningskammare som är nedströms från nämnda katalytiska filter för WO 2011/096936 PCTHJS 2010/23398 dieselpartiklar för att producera en gasblandning av nämnda katalyserade avgaser och nämnda komprimerade luft; att reglera nämnda flöde av nämnda komprimerade luft in i nämnda blandningskammare med användning av en styrventil för att hålla nämnda gasblandning under en maximitemperatur och upprätthålla ett flöde av nämnda komprimerade luft genom nämnda kompressor under de operationella faserna av nämnda motor när en surge i nämnda kompressor annars skulle uppstå; att tillhandahålla nämnda gasblandning till en turbin som producerar turbinrotationens mekaniska energi som resultat av flöde av nämnda gasblandning; att skicka nämnda turbinrotations mekaniska energi från nämnda turbin till nämnda kompressor som använder nämnda turbinrotations mekaniska energi för att komprimera luft för att producera nämnda komprimerade luft när nämnda flöde av nämnda gasblandning genom nämnda turbin är tillräckligt för att driva nämnda kompressor; att ta ut åtminstone en del av nämnda turbinrotations mekaniska energi från nämnda turbin och anbringa nämnda del av nämnda turbinrotations mekaniska energi till en drivlina när nämnda del av nämnda turbinrotations mekaniska energi från nämnda turbin inte behövs för att driva nämnda kompressor; att tillhandahålla drivlinerotationens mekaniska energi från nämnda drivlina till nämnda kompressor för att förhindra turbo-fördröjning när nämnda flöde av gasblandning genom nämnda turbin inte är tillräckligt för att driva nämnda kompressor.A method of improving the efficiency of a turbo-supercharged engine system comprising: providing an engine; providing a catalytic filter for diesel particles connected to an exhaust outlet near said engine, which receives engine exhaust gases from said engine, which activates an exothermic reaction in said catalytic filter for diesel particles which adds additional energy to said engine exhaust gases and produces catalyzed exhaust gases at the outlet of said catalytic filter for diesel particles, gases hotter than said engine exhaust gases; providing a fate of compressed air to an inlet of said motor using a compressor; mixing a portion of said compressed air with said catalyzed exhaust gases in a mixing chamber downstream of said catalytic filter for WO 2011/096936 PCTHJS 2010/23398 diesel particles to produce a gas mixture of said catalyzed exhaust gases and said compressed air; controlling said fate of said compressed air into said mixing chamber using a control valve to keep said gas mixture below a maximum temperature and maintain a fate of said compressed air through said compressor during the operational phases of said engine when a surge in said compressor otherwise would arise; providing said gas mixture to a turbine which produces the mechanical energy of the turbine rotation as a result of the fate of said gas mixture; sending the mechanical energy of said turbine rotation from said turbine to said compressor using said mechanical energy of turbine rotation to compress air to produce said compressed air when said fate of said gas mixture through said turbine is sufficient to drive said compressor; extracting at least a portion of said mechanical energy of turbine rotation from said turbine and applying said portion of said mechanical energy of turbine rotation to a driveline when said portion of said mechanical energy of turbine rotation is not needed from said turbine to drive said compressor; to provide the mechanical energy of the driveline rotation from said driveline to said compressor to prevent turbo delay when said flow of gas mixture through said turbine is not sufficient to drive said compressor. 26. Metod enligt krav 25 vari nämnda maximitemperatur för nämnda gasblandning är lägre än den temperatur vid vilken nämnda gasblandning annars skulle åsamka skada på nämnda turbin.The method of claim 25 wherein said maximum temperature of said gas mixture is lower than the temperature at which said gas mixture would otherwise cause damage to said turbine. 27. Metod enligt krav 26 vari nämnda maximitemperatur för nämnda gasblandning är lägre än ungefär 950°C. WO 2011/096936 PCTHJS 2010/23398The method of claim 26 wherein said maximum temperature of said gas mixture is lower than about 950 ° C. WO 2011/096936 PCTHJS 2010/23398 28. Metod enligt krav 26 vari effektiviteten hos nämnda motor förbättras genom att inte använda en överflödesventil för att släppa ut överflödiga gaser av nämnda gasblandning.The method of claim 26 wherein the efficiency of said engine is improved by not using an over-fl valve to discharge over fl excess gases of said gas mixture. 29. Metod enligt krav 28 vari nämnda process att extrahera turbinrotations överflödiga mekaniska energi från nämnda turbin och att tillhandahålla drivlinerotations mekaniska energi från nämnda drivlina till nämnda kompressor innefattar: att använda en växellåda som kopplar nämnda turbinrotations överflödiga mekaniska energi och nämnda drivlinerotations mekaniska energi mellan nämnda drivlina och en axel som förbinder nämnda turbin och nämnda kompressor.The method of claim 28, wherein said process of extracting excess mechanical energy from turbine rotation from said turbine and providing mechanical rotation energy from said driveline to said compressor comprises: using a gearbox that couples said turbine rotation over unnecessary mechanical energy and said driveline mechanical energy between said turbine rotation. driveline and a shaft connecting said turbine and said compressor. 30. Metod enligt krav 29 vari nämnda process för att upprätthålla ett flöde av komprimerad luft under operationella faser av för nämnda motor innefattar: att upprätthålla ett flöde av nämnda komprimerade luft genom nämnda kompressor när nämnda motor arbetar med lågt varvtal och kräver högt vridmoment genom att öppna nämnda returventil för att reducera surge.The method of claim 29 wherein said process of maintaining a flow of compressed air during operational phases of said engine comprises: maintaining a flow of said compressed air through said compressor when said engine is operating at low speed and requires high torque by open said return valve to reduce surge. 31. 3 l. Metod enligt krav 30 vari nämnda process att blanda nämnda komprimerade luft med nämnda katalyserade avgaser i en blandningskammare innefattar: att tillhandahålla åtminstone en öppning i en avgasledning, som är kopplad till en ledning för komprimerad luft så att nämnda komprimerade luft flyter genom nämnda åtminstone en öppning och blandar sig med nämnda hetare avgaser i nämnda avgasledning.A method according to claim 30 wherein said process of mixing said compressed air with said catalyzed exhaust gases in a mixing chamber comprises: providing at least one opening in an exhaust line which is connected to a line of compressed air so that said compressed air fl surfaces through said at least one opening and mixes with said hotter exhaust gases in said exhaust line. 32. Metod enligt krav 31 dessutom innefattande: att blanda en del av nämnda komprimerade luft med nämnda avgaser uppströms från nämnda katalytiska filter för dieselpartiklar vid kallstart av nämnda motor för att tillhandahålla syre till nämnda katalytiska filter för dieselpartiklar som hjälper nämnda katalytiska filter för dieselpartiklar att starta nämnda exotermiska reaktion.The method of claim 31 further comprising: mixing a portion of said compressed air with said exhaust gases upstream of said diesel particulate catalytic filter at cold start of said engine to provide oxygen to said diesel particulate catalytic filter assisting said diesel particulate catalytic filter to start said exothermic reaction. 33. Super-turbokomprimerat motorsystem som innefattar: en motor; WO 2011/096936 PCTHJS 2010/23398 ett katalyserat filter för dieselpartiklar kopplat till en avgasledning nära ett avgasutlopp från nämnda motor så att heta avgaser från nämnda motor aktiverar en exotermisk reaktion i nämnda katalytiska filter för dieselpartiklar, som adderar energi till nämnda heta avgaser och producerar katalyserade avgaser; en kompressor kopplad till en källa för luft, som tillhandahåller komprimerad luft som har ett tryck som är större än trycknivån hos nämnda avgaser; en ledning som tillhandahåller nämnda komprimerade luft till nämnda katalyserade avgaser så att åtminstone en del av nämnda komprimerade luft blandas med nämnda katalyserade avgaser för att producera en gasblandning; en turbin som är mekaniskt kopplad till nämnda kompressor och alstrar turbinrotationens mekaniska energi från nämnda gasblandning; en ventil som reglerar flödet av nämnda del av nämnda komprimerade luft genom nämnda ledning för att upprätthålla nämnda gasblandning under en på förhand fastställd maximitemperatur och för att upprätthålla ett flöde av luft från nämnda luftkälla genom nämnda kompressor under operationella faser hos nämnda motor när en surge i nämnda kompressor annars skulle uppstå; en växellåda som tillhandahåller drivlinerotationens mekaniska energi från en drivlina till nämnda kompressor för att reducera turbo-fördröjning när nämnda flöde av nämnda avgaser genom nämnda turbin inte är tillräckligt för att driva nämnda kompressor till en önskad 10A super-turbocharged engine system comprising: an engine; WO 2011/096936 PCTHJS 2010/23398 a catalyzed filter for diesel particles connected to an exhaust line near an exhaust outlet from said engine so that hot exhaust gases from said engine activate an exothermic reaction in said catalytic filter for diesel particles, which adds energy to said hot exhaust gases and produces catalyzed exhaust gases; a compressor coupled to a source of air, which provides compressed air having a pressure greater than the pressure level of said exhaust gases; a conduit supplying said compressed air to said catalyzed exhaust gases so that at least a portion of said compressed air is mixed with said catalyzed exhaust gases to produce a gas mixture; a turbine mechanically coupled to said compressor and generating the mechanical energy of the turbine rotation from said gas mixture; a valve which controls the flow of said portion of said compressed air through said conduit to maintain said gas mixture below a predetermined maximum temperature and to maintain a flow of air from said air source through said compressor during operational phases of said engine when a surge in said compressor would otherwise occur; a gearbox which provides the mechanical energy of the driveline rotation from a driveline to said compressor to reduce turbo delay when said fate of said exhaust gases through said turbine is not sufficient to propel said compressor to a desired
SE1250994A 2010-02-05 2010-02-05 Super turbo compressor which has a fixed high speed gearbox and a continuously variable transmission SE1250994A1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/US2010/023398 WO2011096936A1 (en) 2010-02-05 2010-02-05 Super-turbocharger having a high speed traction drive and a continuously variable transmission

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SE1250994A1 true SE1250994A1 (en) 2012-09-05

Family

ID=44355698

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE1250994A SE1250994A1 (en) 2010-02-05 2010-02-05 Super turbo compressor which has a fixed high speed gearbox and a continuously variable transmission

Country Status (10)

Country Link
JP (1) JP5688417B2 (en)
CN (1) CN102822471B (en)
AU (1) AU2010345054B2 (en)
CA (1) CA2786580A1 (en)
DE (1) DE112010005233B4 (en)
ES (1) ES2453204B1 (en)
GB (1) GB2489647B (en)
MX (1) MX356972B (en)
SE (1) SE1250994A1 (en)
WO (1) WO2011096936A1 (en)

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012197716A (en) * 2011-03-22 2012-10-18 Hino Motors Ltd Exhaust loss recovery device
DE102012217603A1 (en) * 2012-09-27 2014-03-27 Siemens Aktiengesellschaft Arrangement for nucleic acid sequencing by tunneling current analysis
DE102013000495B3 (en) * 2013-01-15 2014-03-13 Voith Patent Gmbh Powertrain for car, has speed translator provided between transmission output and bladed primary wheel of hydrodynamic clutch such that primary wheel rotates with greater speed as transmission output
US9670832B2 (en) * 2013-11-21 2017-06-06 Vandyne Superturbo, Inc. Thrust absorbing planetary traction drive superturbo
FR3013765A1 (en) * 2013-11-28 2015-05-29 Renault Sa VARIABLE OPERATING TURBOCHARGER
GB201321152D0 (en) * 2013-11-29 2014-01-15 Torotrak Dev Ltd Compressor arrangement for a supercharger
MX364676B (en) * 2014-10-24 2019-05-03 Superturbo Tech Inc Method and device for cleaning control particles in a wellbore.
US10107183B2 (en) * 2014-11-20 2018-10-23 Superturbo Technologies, Inc. Eccentric planetary traction drive super-turbocharger
DE102015001662A1 (en) * 2015-02-10 2016-08-11 Man Diesel & Turbo Se Internal combustion engine, method for operating the same and control device for carrying out the method
JP2016148280A (en) * 2015-02-12 2016-08-18 スズキ株式会社 Internal combustion engine with turbocharger
US10408123B2 (en) 2015-02-20 2019-09-10 Pratt & Whitney Canada Corp. Engine assembly with modular compressor and turbine
US20160245162A1 (en) 2015-02-20 2016-08-25 Pratt & Whitney Canada Corp. Compound engine assembly with offset turbine shaft, engine shaft and inlet duct
US10533492B2 (en) 2015-02-20 2020-01-14 Pratt & Whitney Canada Corp. Compound engine assembly with mount cage
US10533500B2 (en) 2015-02-20 2020-01-14 Pratt & Whitney Canada Corp. Compound engine assembly with mount cage
US10428734B2 (en) 2015-02-20 2019-10-01 Pratt & Whitney Canada Corp. Compound engine assembly with inlet lip anti-icing
CN107429614B (en) * 2015-02-20 2020-03-10 普拉特-惠特尼加拿大公司 Composite engine assembly with mounting cage
US10371060B2 (en) 2015-02-20 2019-08-06 Pratt & Whitney Canada Corp. Compound engine assembly with confined fire zone
US9869240B2 (en) * 2015-02-20 2018-01-16 Pratt & Whitney Canada Corp. Compound engine assembly with cantilevered compressor and turbine
US10132233B2 (en) * 2015-10-29 2018-11-20 Superturbo Technologies, Inc. Compressor map based driven turbocharger control system
CN106286745A (en) * 2016-08-16 2017-01-04 江苏三能动力总成有限公司 A kind of variable gear ratio mechanical supercharger
US10914239B2 (en) 2016-09-01 2021-02-09 Superturbo Technologies, Inc. High-speed section disconnect for driven turbocharger
US10539210B2 (en) 2016-10-13 2020-01-21 Superturbo Technologies, Inc. Angular contact ball ramps for driven turbocharger
JP6583368B2 (en) * 2017-08-24 2019-10-02 マツダ株式会社 Powertrain unit for vehicles
US10655711B2 (en) 2018-04-06 2020-05-19 Superturbo Technologies, Inc. Single angular contact ball ramp for driven turbocharger
US11480098B1 (en) 2021-07-23 2022-10-25 Mustafa Ali Al-Huwaider Continuously variable transmission (CVT) driven supercharger through transmission output

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2397941A (en) 1942-05-22 1946-04-09 Birkigt Louis Supercharged internal-combustion engine
US3254546A (en) * 1962-11-14 1966-06-07 Trw Inc Toggle action planetary friction drive
US5033269A (en) 1989-04-03 1991-07-23 Smith Roger R Compound power plant
IT1249901B (en) 1991-06-06 1995-03-30 Iveco Fiat DIESEL CYCLE INTERNAL COMBUSTION ENGINE WITH MECHANICALLY CONNECTED TURBOCHARGER.
US5397279A (en) * 1993-02-11 1995-03-14 Mccotter, Jr.; Geraco R. High speed, radial ball, traction transmission
US5385514A (en) * 1993-08-11 1995-01-31 Excelermalic Inc. High ratio planetary transmission
JPH07286526A (en) * 1994-04-19 1995-10-31 Tochigi Fuji Ind Co Ltd Supercharger
CA2124264C (en) * 1994-05-25 2004-07-27 John Nigel Ramsden Turbocharged internal combustion engine
DE4429855C1 (en) * 1994-08-23 1995-08-17 Daimler Benz Ag Compound turbocharged IC engine
JPH0988620A (en) * 1995-09-29 1997-03-31 Toyota Motor Corp Internal combustion engine with supercharger
JPH09112288A (en) * 1995-10-13 1997-04-28 Mitsubishi Motors Corp Vibration reducing structure of turbo compound engine
SE511035C2 (en) * 1996-04-25 1999-07-26 Volvo Ab Supercharged internal combustion engine
US20030084658A1 (en) * 2000-06-20 2003-05-08 Brown Kevin F Process for reducing pollutants from the exhaust of a diesel engine using a water diesel fuel in combination with exhaust after-treatments
JP4215508B2 (en) * 2001-02-14 2009-01-28 ローランズ・ロトレックス・エイ/エス Planetary wheel and its use
GB0201631D0 (en) 2002-01-24 2002-03-13 Torotrak Dev Ltd Fluid supply arrangement for a rolling-traction continuously variable ratio transmission unit
US7166052B2 (en) 2003-08-11 2007-01-23 Fallbrook Technologies Inc. Continuously variable planetary gear set
US7055507B2 (en) * 2004-03-29 2006-06-06 Borgwarner Inc. Continuously variable drive for superchargers
US7490594B2 (en) * 2004-08-16 2009-02-17 Woodward Governor Company Super-turbocharger
US7510274B2 (en) 2005-01-21 2009-03-31 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Ink delivery system and methods for improved printing
US7540881B2 (en) 2005-12-22 2009-06-02 Boston Scientific Scimed, Inc. Bifurcation stent pattern
JP2007211621A (en) * 2006-02-07 2007-08-23 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Supercharging device
WO2008024895A1 (en) 2006-08-23 2008-02-28 The Timken Company Variable speed supercharger with electric power generation
CN102549248A (en) * 2009-07-24 2012-07-04 范戴尼超级涡轮有限公司 Improving fuel efficiency for a piston engine using a super-turbocharger

Also Published As

Publication number Publication date
ES2453204R1 (en) 2014-05-09
GB2489647B (en) 2016-07-27
ES2453204B1 (en) 2015-02-11
JP5688417B2 (en) 2015-03-25
CN102822471A (en) 2012-12-12
MX356972B (en) 2018-06-20
CN102822471B (en) 2015-12-16
GB2489647A (en) 2012-10-03
DE112010005233T5 (en) 2012-11-15
MX2012009009A (en) 2012-11-21
WO2011096936A1 (en) 2011-08-11
ES2453204A2 (en) 2014-04-04
AU2010345054A1 (en) 2012-08-30
CA2786580A1 (en) 2011-08-11
GB201214265D0 (en) 2012-09-26
AU2010345054B2 (en) 2014-08-28
DE112010005233B4 (en) 2020-07-16
JP2013519034A (en) 2013-05-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SE1250994A1 (en) Super turbo compressor which has a fixed high speed gearbox and a continuously variable transmission
US9217363B2 (en) Super-turbocharger having a high speed traction drive and a continuously variable transmission
US20100031935A1 (en) Super-turbocharger having a high speed traction drive and a continuously variable transmission
US20110097189A1 (en) Boundary layer effect turbine
SE1250023A1 (en) Improving the fuel efficiency of a piston engine with the help of a super-turbocharger
US20170370290A1 (en) Gas turbine engine
CN101790625A (en) New enhanced supercharging system and an internal combustion engine having such a system
WO2009092969A2 (en) Internal combustion engine and vehicle equipped with such engine
US20060032226A1 (en) Miniaturized waste heat engine
US20080256950A1 (en) Turbo Lag Reducer
US9038383B2 (en) Flywheel assembly for a turbocharger
US20100043432A1 (en) Miniaturized waste heat engine
EP2399013B1 (en) Method and apparatus for controlling turbine efficiency
EP1233162A1 (en) Supplemental air system for engine exhaust manifolds
JP6634014B2 (en) Supercharging device
CN205532950U (en) Air intake system of engine
IL237941A (en) Thrust propulsion system
RU2820574C1 (en) Turbocompressor with kinematic connection of rotor with ice crankshaft
KR100552154B1 (en) Turbo charger having a one way clutch
KR20160013247A (en) Charging system of an engine
FR2926601A1 (en) Motor vehicle, has internal combustion engine comprising compressor with input shaft, and three-way valve setting outlet of turbine in communication with condenser or heat exchanger to contact aeration circuit of passenger compartment
FR2926600A1 (en) Internal combustion engine e.g. stratify direct injection type engine, for motor vehicle, has exhaust gas recycling circuit emerging in exhaust circuit downstream of thermal contact between evaporator and exhaust circuit
DE102016219499A1 (en) Charged internal combustion engine with turbocharger and exhaust aftertreatment system
FR2926599A1 (en) Internal combustion engine i.e. stratified direction injection engine, for motor vehicle, has exhaust circuit including depolluting member placed in flow of exhaust gas, and evaporator in thermal contact with circuit in downstream of member
SE416343B (en) Combustion engine with rotating cylinder block and combustion outside the cylinders

Legal Events

Date Code Title Description
NAV Patent application has lapsed