Система турбонаддува двигателя внутреннего сгорания

Номер патента: U 7825

Опубликовано: 30.12.2011

Авторы: Поздняков Николай Анатольевич, Лопух Дмитрий Геннадьевич

Скачать PDF файл.

Текст

Смотреть все

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СИСТЕМА ТУРБОНАДДУВА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ(72) Авторы Поздняков Николай Анатолье(22) 2011.05.10 вич Лопух Дмитрий Геннадьевич(71) Заявитель Государственное научное (73) Патентообладатель Государственное учреждение Объединенный инстинаучное учреждение Объединенный тут машиностроения Национальной институт машиностроения Национальакадемии наук Беларусиной академии наук Беларуси(57) 1. Система турбонаддува двигателя внутреннего сгорания, содержащая турбонагнетатель с вспомогательным электродвигателем-генератором, впускной и выпускной воздуховоды, блок управления, источник питания, нагрузочное устройство, отличающаяся тем,что дополнительно содержит датчики положения педали газа, оборотов коленчатого вала двигателя и датчик расхода воздуха, располагающийся во впускном воздуховоде между турбонагнетателем и двигателем внутреннего сгорания, при этом в качестве нагрузочного устройства используется, по крайней мере, один термоэлектрический модуль. 78252011.12.30 2. Система турбонаддува двигателя внутреннего сгорания по п. 1, отличающаяся тем,что термоэлектрический модуль расположен на или во впускном воздуховоде или является боковыми поверхностями этого воздуховода. Полезная модель относится к области машиностроения, а именно к поршневым двигателям внутреннего сгорания, в частности к двигателям с нагнетателями. Известен турбокомпрессор с электродвигателем 1, состоящий из двух синхронных электродвигателей с постоянными магнитами, инвертора для подачи тока к синхронным двигателям, а также блоков управления каждым из электродвигателей. Недостатком такого технического решения является отсутствие возможности использования избыточной энергии, сгенерированной в электродвигателях, для охлаждения надувочного воздуха. Известна система и способ турбонаддува для двигателя внутреннего сгорания 2. Система турбонаддува для двигателя внутреннего сгорания содержит турбонагнетатель,включающий в себя ротор с газовой турбиной для приема потока газообразных продуктов сгорания из двигателя внутреннего сгорания, компрессор, приводимый в движение турбиной, обеспечивающий получение сжатого воздуха, подаваемого к двигателю внутреннего сгорания, и датчик для обеспечения сигнала о скорости вращения ротора турбонагнетателя, также она содержит вспомогательный электродвигатель-генератор для поддержки турбонагнетателя в получении сжатого воздуха, подаваемого к двигателю внутреннего сгорания, и регулятор для возбуждения и снятия возбуждения указанного вспомогательного электродвигателя-генератора от внешнего источника электропитания в ответ на изменение скорости вращения ротора турбонагнетателя, причем указанный регулятор выполнен с возможностью возбуждения и сверхвозбуждения указанного электродвигателя-генератора в качестве электродвигателя для поддержания скорости вращения ротора турбонагнетателя на минимальном постоянном уровне. Также указанный регулятор выполнен с возможностью снятия возбуждения указанного вспомогательного электродвигателя-генератора при превышении скорости вращения ротора турбонагнетателя заданной высокой скорости вращения ротора и с возможностью электродвигателя-генератора генерировать электрический ток при превышении заданной высокой скорости вращения ротора с воздействием на ротор турбонагнетателя в качестве тормоза. Также отличительной особенностью способа турбонаддува является возможность направления генерируемой электроэнергии к электрической системе транспортного средства, к аккумуляторной батарее, к рассеивающему резистивному устройству, являющимся нагрузочными устройствами для торможения ротора турбонагнетателя. Недостатком известной конструкции является отсутствие возможности использования избыточной энергии, сгенерированной вспомогательным электродвигателем-генератором для охлаждения надувочного воздуха. Задачей заявляемого технического решения является повышение КПД и приемистости двигателя внутреннего сгорания за счет регулирования производительности турбонагнетателя на различных режимах работы двигателя, использование генерируемой вспомогательным электродвигателем-генератором электроэнергии для охлаждения воздуха, поступающего к двигателю внутреннего сгорания, а также повышение надежности турбонагнетателя. 2 78252011.12.30 Поставленная техническая задача решается использованием системы турбонаддува двигателя внутреннего сгорания, содержащей турбонагнетатель с вспомогательным электродвигателем-генератором, впускной и выпускной воздуховоды, блок управления, источник питания, нагрузочное устройство, где дополнительно содержатся датчики положения педали газа, оборотов коленчатого вала двигателя и датчик расхода воздуха,располагающийся во впускном воздуховоде между турбонагнетателем и двигателем внутреннего сгорания, при этом в качестве нагрузочного устройства используется, по крайней мере, один термоэлектрический модуль и термоэлектрический модуль расположен на или во впускном воздуховоде или является боковыми поверхностями этого воздуховода. На фиг. 1 изображена принципиальная схема системы турбонаддува двигателя внутреннего сгорания. На фиг. 2 изображен вариант установки термоэлектрических модулей в воздуховоде. Система турбонаддува двигателя внутреннего сгорания включает в себя нагрузочное устройство (вариант исполнения нагрузочного устройства представлен на фиг. 2), которое состоит, по меньшей мере, из одного термоэлектрического модуля 1, турбонагнетатель 2 с вспомогательным электродвигателем-генератором 3, источник питания 4, блок управления 5, датчик положения педали газа 6, датчик оборотов коленчатого вала двигателя 7 и датчик расхода воздуха 8, располагающийся во впускном воздуховоде 9, соединяющем турбонагнетатель 2 и двигатель внутреннего сгорания 10, а также имеется выпускной воздуховод 11. Система турбонаддува двигателя внутреннего сгорания работает следующим образом отработавшие газы от двигателя внутреннего сгорания 10, проходя по выпускному воздуховоду 11, поступают в турбонагнетатель 2, который при этом нагнетает воздух в цилиндры двигателя 10 по впускному воздуховоду 9. Блок 5 управляет работой вспомогательного электродвигателя-генератора 3 в зависимости от сигналов датчика положения педали газа 6, датчика оборотов коленчатого вала двигателя 7 и датчика расхода воздуха 8. Так, при изменении сигнала датчика расхода воздуха 8, что соответствует уменьшению расхода воздуха ниже некоторого установленного значения для соответствующих сигналов датчиков положения педали газа 6 и оборотов коленчатого вала двигателя 7, блок управления 5 соответствующим образом соединяет вспомогательный электродвигательгенератор 3 с источником питания 4, что приводит к увеличению частоты вращения ротора турбонагнетателя 2 и его производительности, а следовательно, к увеличению расхода воздуха во впускном воздуховоде 9. Так, при изменении сигнала датчика расхода воздуха 8, соответствующем увеличению расхода воздуха выше некоторого установленного значения для соответствующих сигналов датчиков положения педали газа 6 и оборотов коленчатого вала двигателя 7, блок управления 5 соответствующим образом соединяет вспомогательный электродвигательгенератор 3 с нагрузкой, что приводит к переходу вспомогательного электродвигателягенератора 3 в генераторный режим, а следовательно, к уменьшению частоты вращения ротора турбонагнетателя, что приводит к снижению производительности и уменьшению расхода воздуха во впускном воздуховоде 9. Степень зарядки источника питания 4 контролируется блоком управления 5, и в зависимости от этого блок управления 5 в качестве нагрузки соединяет вспомогательный электродвигатель-генератор 3 с источником питания 4 для его зарядки сгенерированным электрическим током или как минимум с одним термоэлектрическим модулем. В нагрузочном устройстве, состоящем как минимум из одного термоэлектрического модуля 1, при соответствующей подаче сгенерированного электрического тока благодаря эффекту Пельтье внутренняя сторона термоэлектрического модуля 1 охлаждается, благодаря чему надувочный воздух, подаваемый турбонагнетателем 2 и проходящий по впуск 3 78252011.12.30 ному воздуховоду 9, охлаждается, при этом наружная сторона термоэлектрического модуля 1 нагревается, отдавая тепловую энергию окружающей среде. При остановке двигателя внутреннего сгорания блок управления 5 регистрирует посредством датчика оборотов коленчатого вала двигателя 7 снижение оборотов до некоторого установленного значения и соединяет вспомогательный электродвигатель-генератор 3 с нагрузкой, что приводит к затормаживанию и уменьшению времени выбега ротора турбонагнетателя 2 при обедненной смазке, что в свою очередь позволяет повысить надежность всего турбонагнетателя 2. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4

МПК / Метки

МПК: F02B 37/10

Метки: внутреннего, турбонаддува, двигателя, сгорания, система

Код ссылки

<a href="https://by.patents.su/4-u7825-sistema-turbonadduva-dvigatelya-vnutrennego-sgoraniya.html" rel="bookmark" title="База патентов Беларуси">Система турбонаддува двигателя внутреннего сгорания</a>

Похожие патенты