FI119117B - Menetelmä ja järjestely turboahdetun mäntämoottorin yhteydessä - Google Patents

Menetelmä ja järjestely turboahdetun mäntämoottorin yhteydessä Download PDF

Info

Publication number
FI119117B
FI119117B FI20055275A FI20055275A FI119117B FI 119117 B FI119117 B FI 119117B FI 20055275 A FI20055275 A FI 20055275A FI 20055275 A FI20055275 A FI 20055275A FI 119117 B FI119117 B FI 119117B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
combustion air
engine
compressor
flow
turbine
Prior art date
Application number
FI20055275A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI20055275A0 (fi
FI20055275A (fi
Inventor
Bjoern Hallbaeck
Piia Koski
Original Assignee
Waertsilae Finland Oy
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 Waertsilae Finland Oy filed Critical Waertsilae Finland Oy
Publication of FI20055275A0 publication Critical patent/FI20055275A0/fi
Priority to FI20055275A priority Critical patent/FI119117B/fi
Priority to PCT/FI2006/050188 priority patent/WO2006128961A1/en
Priority to AT06743547T priority patent/ATE478252T1/de
Priority to JP2008514133A priority patent/JP4896968B2/ja
Priority to US11/916,336 priority patent/US8109093B2/en
Priority to EP06743547A priority patent/EP1888906B1/en
Priority to CNA2006800190527A priority patent/CN101184915A/zh
Priority to KR1020077028053A priority patent/KR101259211B1/ko
Priority to DE602006016272T priority patent/DE602006016272D1/de
Publication of FI20055275A publication Critical patent/FI20055275A/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI119117B publication Critical patent/FI119117B/fi

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B33/00—Engines characterised by provision of pumps for charging or scavenging
    • F02B33/44—Passages conducting the charge from the pump to the engine inlet, e.g. reservoirs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M25/00—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
    • F02M25/022—Adding fuel and water emulsion, water or steam
    • F02M25/025—Adding water
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/05—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of air, e.g. by mixing exhaust with air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/30—Arrangements for supply of additional air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B47/00—Methods of operating engines involving adding non-fuel substances or anti-knock agents to combustion air, fuel, or fuel-air mixtures of engines
    • F02B47/02—Methods of operating engines involving adding non-fuel substances or anti-knock agents to combustion air, fuel, or fuel-air mixtures of engines the substances being water or steam
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M25/00—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
    • F02M25/022—Adding fuel and water emulsion, water or steam
    • F02M25/025—Adding water
    • F02M25/028—Adding water into the charge intakes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M31/00—Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture
    • F02M31/02—Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture for heating
    • F02M31/04—Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture for heating combustion-air or fuel-air mixture
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Supercharger (AREA)
  • High-Pressure Fuel Injection Pump Control (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Description

119117 MENETELMÄ JA JÄRJESTELY TURBOAHDETUN MÄNTÄMOOTTORIN YHTEYDESSÄ
FÖRFARANDE OCH ANORDNING VID EN TURBOLADDAD KOLVMOTOR
5
Keksinnön kohteena on menetelmä turbokompressoriila varustetun mäntämoottorin yhteydessä.
Keksinnön kohteena on myös jäijestely turbokompressoriila varustettu 10 mäntämoottorin yhteydessä.
Korkeissa palamislämpötiloissa mäntämoottorin sylinterissä syntyy typenoksideja (NOx), jotka kulkeutuvat pakokaasujen mukana ilmaan. Typpioksidipäästöjen haitallisten ympäristövaikutusten takia niiden muodostumista pyritään estämään 15 (primääriset menetelmät) tai muodostuneita typenoksideja poistetaan pakokaasuista (sekundääriset menetelmät).
Veden lisääminen palamisilman mukana palamistapahtumaan vähentää typpioksidipäästöjen syntymistä. Vesi aientaa palamislämpötilaa sylinterissä, jolloin : 20 typenoksideja muodostuu vähemmän. Käytännössä veden lisääminen • · : 1 2 3·· mäntämoottorin palamistapahtumaan on toteutettu kahdella vaihtoehtoisella • · \1·: tavalla. Vettä voidaan syöttää joko suoraan moottorin sylinterin paloillaan tai • · * sekoittaa palamisilmaan ennen sen johtamista sylinteriin.
* · • · · • · · ·«« · 25 Tehon lisäämiseksi mäntämoottorit varustetaan usein turbokompressoriila, joka käsittää kompressorin, jolla moottorille syötetään paineistettua palamisilmaa.
Lisäksi turbokompressori käsittää turpiinin, jolla kompressoria käytetään.
Moottorilta tulevat pakokaasut johdetaan turpiinin, joka muuntaa pakokaasujen . !·. energiaa kompressorin käyttövoimaksi.
• · · ··· ... 30 • ♦ ww • · ·· » • 1 » • · ♦ 2 • · « · · • · • · 3 2 119117
Turbokompressorin kompressorin toimintaa rajoittaa toisaalta kompressorin maksimikapasiteettia vastaava raja ja toisaalta nk. sakkausraja. Kompressorin sakkaus on vahingollista moottorin toiminnalle, koska moottorille johdettavan palamlsilman paine ja virtaus pienevät välittömästi kompressorin sakatessa. 5 Tämän takia kompressorin ja moottorin optimaalisen toiminnan varmistamiseksi muuttuvissa olosuhteissa on kompressorin toimintapisteen ja sakkausrajan välissä oltava tietty varmuusmarginaali. Myös kompressorin hyötysuhde on korkeimmillaan toimintapisteen ollessa tietyllä etäisyydellä sakkausrajasta. Tämän takia kuhunkin käyttökohteeseen valitaan kompressori, jonka toimii normaaleissa 10 käyttöolosuhteissa halutulla etäisyydellä sakkausrajasta.
Mikäli turboahdettu mäntämoottori on varustettu typenoksidien vähennysjärjestelmällä, jossa vettä sekoitetaan palamisilmaan kompressorin jälkeisessä kohdassa, lisää veden syöttö turpiinin läpi kulkevan pakokaasun 15 massavirtaa. Tämän seurauksena turpiinin pyörimisnopeus kasvaa, jolloin imuilman paine kompressorin jälkeen kohoaa, mikäli moottori toimii vakiokuormituksella. Kompressorin läpi kulkevan palamisilman virtaus pysyy kuitenkin vakiona, jolloin kompressorin toimintapisteen ja sakkausrajan välinen varmuusmarginaali pienenee tai katoaa kokonaan.
• · · * : 20 »» : *·* Koska moottoria on voitava käyttää myös tilanteissa, joissa palamisilman kostutus • i on poissa käytöstä, on kompressorin pystyttävä toimimaan kahdessa eri • · : käyttöolosuhteessa: • · • · · • ♦ • <i · • · · 25 1. palamisilman kostutus käytössä, jolloin palamisilman lämpötila on 70-75°C ja turpiinin läpi kulkeva massavirta on kohonnut veden syöttömäärän verran, • · ·.: · 2. palamisilman kostutus poissa käytöstä, jolloin palamisilman lämpötila on 50- :.,,ί 55°C eikä turpiinin läpi kulje ylimääräistä massavirtaa.
t • · * • · ·
• »I
.···. 30 Käyttämällä alhaisemmalle virtausmäärälle mitoitettua kompressoria voitaisiin ··· .· . varmistaa riittävä varmuusmarginaali sakkausta vastaan, mutta toisaalta tällöin on • · · • ·· • · ·♦· • t • · t·· 3 119117 vaarana, että turbokompressori pyörii ylikierroksilla palamisilman kostutusjärjestelmän ollessa toiminnassa. Mikäli palamisilman kostutusjärjestelmä on poissa toiminnasta, kompressorin toimintapiste siirtyy voimakkaasti kohti maksimikapasiteettia vastaavaa raja-arvoa, jolloin kompressorin hyötysuhde 5 heikkenee. Myös turbokompressorin pyörimisnopeus on tällöin oleellisesti suurempi verrattuna tilanteeseen, jossa käytetään standardispesifikaation mukaista kompressoria.
Keksinnön tarkoituksena on saada aikaan ratkaisu, jolla palamisilman kostutuksella 10 varustetun mäntämoottorin turbokompressorin toimintaa voidaan optimoida.
Keksinnön mukainen menetelmä perustuu siihen, että kompressorilta moottorille menevästä palamisilmavirrasta erotetaan osavirtaus, joka johdetaan moottorin ohi ja yhdistetään turpiinille menevään pakokaasuiltaan.
15
Keksinnön mukainen järjestely käsittää ohituskanavan, jota pitkin osa moottorille johdettavasta palamisilmavirrasta voidaan johtaa moottorin ohi turpiinille menevään pakokaasuvirtaan.
• · : 20 Täsmällisemmin sanottuna keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista ·· • ** se mikä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.
• • · · • ·· • · • · : Keksinnön mukaiselle jäljestetylle puolestaan on tunnusomaista se mikä on esitetty • · : patenttivaatimuksen 6 tunnusmerkkiosassa.
··· *...* 25
Keksinnön avulla saavutetaan huomattavia etuja.
• * • · · * · *
Hl · * * *
Keksinnön avulla moottorin normaaleille palamisilma- ja pakokaasuvirtauksille ; optimoidun kompressorin sakkaus voidaan estää palamisilman kostutuksen ollessa ··· .**·. 30 käytössä. Johtamalla osa palamisilmasta moottorin sylintereiden ohi ja • t« . yhdistämällä osavirtaus turpiinille menevään pakokaasuvirtaan kompressorin « · · • «· • ·
Hl • · ♦ · «·· 4 119117 toimintapiste siirtyy kauemmaksi sakkausrajasta palamisilman kostutuksen ollessa toiminnassa. Lisäksi kompressorin toimintapiste voidaan pitää hyötysuhteen ja pyörimisnopeuden kannalta optimaalisella tasolla. Mikäli palamisilman kostutus on poissa käytöstä, ohituskanava suljetaan, jolloin koko palamisilmavirta johdetaan 5 normaaliin tapaan kompressorilta moottorille.
Keksinnön mukaisen ratkaisun aiheuttamat energiahäviöt ovat pieniä. Suoritettujen testien mukaan erään palamisilman kostutuksella varustetun turboahdetun mäntämoottorin polttoaineen kulutus kasvoi keksinnön mukaisen järjestelyn ollessa 10 käytössä n. 0,3 % moottorin kuormitustasolla 85 %.
Keksinnön yhdessä sovellusmuodossa palamisilmavirrasta erotetaan osavirtaus, joka johdetaan moottorin ohi ja yhdistetään pakokaasuvirtaan, ainoastaan tilanteissa, joissa kompressorin ominaiskäyrä on lähellä sakkausrajaa eli 15 tyypillisesti moottorin kuormituksen ollessa välillä 50-85 %. Alle 50 %:n ja yli 85 %:n kuormituksilla ohitusjäijestelmä pidetään on poissa käytöstä, jolloin kaikki palamisilma johdetaan kompressorilta moottorille. Tällöin turbokompressorin pyörintänopeus voidaan pitää hyötysuhteen kannalta optimaalisella tasolla ja „ , vältetään pyörintänopeuden liiallinen nousu korkeilla kuormitustasoilla.
• · 1 • 1 · _ _ ·1· · 20 • · « · : " Keksintöä selostetaan seuraavassa tarkemmin oheisen piirustuksen mukaisen » » · esimerkin avulla. Piirustus esittää kaaviokuvana yhtä keksinnön mukaista : järjestelyä.
• · · * · · ··· 1 ··· *...1 25 Piirustuksessa esitetty järjestely käsittää mäntämoottorin 1, joka on varustettu turbokompressorilla 2. Turbokompressori 2 käsittää kompressorin 3 ja turpiinin 4, ···: jotka on kytketty toisiinsa käyttöakselin 5 välityksellä. Käyttöakseli 5 on laakeroitu turbokompressorin 2 runkoon. Kompressorin 3 tehtävänä on syöttää moottorille 1 : paineistettua ilmaa polttoaineen palamisilmaksi. Kompressori 3 käsittää siivillä 30 varustetun, pyöritettävän roottorin moottorille 1 johdettavan palamisilman X : paineistamiseksi. Kompressorin 3 painepuolelle eli kompressorin 3 ja moottorin • ·· * · 99 • 9 • 9 9m9 5 119117 sylintereiden palotilojen 10 väliin on sovitettu virtaustila 6 paineistetun palamisilman johtamiseksi syiintereihin 10. Virtaustilassa 6 on lämmönvaihdin 7 palamisilman jäähdyttämiseksi tai lämmittämiseksi. Lisäksi virtaustila 6 käsittää palamisilman syöttösäiliön 8, joka on sijoitettu palamisilman virtaussuunnassa 5 lämmönvaihtimen 7 jälkeiseen kohtaan. Virtaustila 6 käsittää myös kunkin sylinterin 10 ja syöttösäiliön 8 väliin sovitettuja imukanavia 9 palamisilman johtamiseksi syöttösäiliötä 8 syiintereihin 10.
Sylintereiden 10 ja turpiinin 4 painepuolen väliin on sovitettu pakokaasukanava 11 10 moottorin pakokaasujen johtamiseksi turpiinille 4. Myös turpiini 4 käsittää siivillä varustetun roottorin, jota pyöritetään moottorilta 1 tulevalla pakokaasulla. Lisäksi moottori 1 käsittää polttoaineen syöttöelimet (ei kuvattu) polttoaineen syöttämiseksi syiintereihin 10.
15 Moottori 1 on varustettu palamisilman kostutuslaitteistolla, jolla palamisilman kosteuspitoisuutta voidaan nostaa moottorin käydessä. Palamisilman kostutus vähentää palamisessa muodostuvien typenoksidien (NOx) määrää. Palamisilmaa kostutetaan ruiskuttamalla vettä palamisilman joukkoon. Vettä sekoitetaan palamisilmaan virtaustilassa 6 ennen palamisilman johtamista lämmönvaihtimelle • · · : 20 7. Palamisilman kostutuslaitteisto käsittää syöttöputken 12, joka on yhdistetty • · " veden käsittelyjärjestelmään. Syöttöputkeen 12 on yhdistetty virtaustilaan 6 • · · ]· avautuvia ruiskutussuuttimia 15, joista vettä syötetään pisaroina tai sumuna ·*·· : virtaustilaan 6 palamisilman virtaussuunnassa ennen lämmönvaihdinta 7 olevaan • · •:*i: kohtaan. Lisäksi syöttöputkessa 12 on sulkuventtiili 16, jolla veden virtaus «·· 25 ruiskutussuuttimille 15 voidaan sallia tai estää.
« ♦ : Palamisilman kostutuslaitteiston ollessa käytössä, lisääntyy turpiinin 4 läpi
Ml kulkevan pakokaasun massavirta ruiskutetun veden määrällä. Tämän seurauksena : turpiinin 4 pyörimisnopeus kasvaa ja palamisilman paine virtaustilassa 6 kasvaa
• M
30 moottorin 1 vakiokuormituksella. Kuitenkin kompressorin 3 läpi kulkevan ilman ··· massavirta pysyy vakiona, jolloin kompressorin 3 toimintapiste siirtyy kohti
Il · II· t * • · tl· 6 119117 sakkausrajaa. Kompressorin 3 sakkauksen estämiseksi moottorin 1 yhteyteen on sovitettu ohivirtausjäijestely, jolla kompressorin 3 toimintapistettä muutetaan palamisilman kostutuksen aikana. Järjestely käsittää virtaustilasta 6 pakokaasukanavaan 11 ulottuvan ohituskanavan 13, jota pitkin osa palamisilmasta 5 voidaan johtaa virtaustilasta 6 moottorin sylintereiden 10 ohi pakokaasukanavaan 11. Ohituskanavan 13 ensimmäinen pää avautuu virtaustilaan 6 ja toinen pää pakokaasukanavaan 11. Jotta virtaustilaan 6 ruiskutetun veden kulkeutuminen ohituskanavaan 13 estetään, ohituskanavan 13 ensimmäinen pää avautuu virtaustilaan 6 kohtaan, joka on palamisilman virtaussuunnassa ennen suuttimien 10 15 ruiskutuskohtaa. Ohituskanavan 13 toinen pää avautuu pakokaasukanavaan 11 kohtaan, joka on pakokaasun virtaussuunnassa ennen turpiinia 4. Palamisilman ja pakokaasun virtaussuunnat on merkitty piirustukseen nuolilla. Ohituskanavassa 13 on säätöventtiili 14, jolla palamisilman virtausta ohituskanavan 13 läpi voidaan säätää.
15
Moottorin 1 käydessä palamisilmaa johdetaan kompressoriin 3, jossa sen paine nostetaan roottorilla ympäristön painetta korkeammaksi. Paineistettu ilma johdetaan kompressorin 3 painepuolella olevaan virtaustilaan 6. Mikäli . . palamisilman kostutus on käytössä, erotetaan palamisilmavirrasta osavirtaus • · · i;: : 20 ohituskanavaan 13. Ohituskanavaan 13 johdettava palamisilma ei osallistu • · *. *.* palamistapahtumaan moottorin sylintereissä 10. Ohituskanavaan 13 johdettava • ♦· 7 / osavirtaus on 5-10 % kompressorin 3 läpi kulkevasta ilmavirrasta. Osavirtauksen • · · j'V suuruutta voidaan säätää venttiilillä 14. Palamisilmaa kostutetaan ruiskuttamalla • · · palamisilman joukkoon vettä suuttimilla 15. Palamisilmaan sekoitettavan veden • · ’···* 25 määrä säädetään sellaiseksi, että sylintereihin 10 johdettava palamisilma on kylläistä tai oleellisesti kylläistä. Palamisilmaan syötettävän veden määrää * * * säädetään avaamalla ja sulkemalla kulloisenkin tarpeen mukaan sopiva määrä • · *···’ veden ruiskutussuuttimia 15 ruiskutuspaineen ollessa kullakin suuttimella likimain vakio. Näin saadaan aikaiseksi sekä edullinen veden pisaranmuodostus tai 30 sumutus ja samalla oikea määrä vettä palamisilmaan.
« ♦ • ♦ ♦ • · ♦ ψ · ··· • » • ♦ • · · 7 119117
Kostutettu palamisilma johdetaan lämmönvaihtimelle 7 ja lämmitetään tai jäähdytetään lämmönvaihtimella 7 tyypillisesti 70-75°C:een. Palamisilmaa voidaan lämmittää tai jäähdyttää esimerkiksi lämmönvaihtimeen 7 johdettavalla moottorin 1 matalalämpötiiaisella jäähdytysvedellä. Lämmityksen/jäähdytyksen jälkeen 5 palamisilma johdetaan palamisilman syöttösäiliöön 8. Syöttösäiliöstä 8 palamisilmaa johdetaan imukanavia 9 pitkin sylintereihin 10. Sylintereihin 10 syötetään polttoainetta, esimerkiksi raskasta polttoöljyä, jota poltetaan palamisilman avulla sylintereiden palotiloissa 10. Palamisessa muodostunutta pakokaasua johdetaan pakokaasukanavaa 11 pitkin kohti turpiinia 4. Ennen 10 turpiinille 4 saapumista pakokaasuvirtaan yhdistetään ohituskanavaan 13 virtaustilasta 6 johdettua palamisilmaa. Tämän jälkeen pakokaasuvirta ja siihen yhdistetty palamisilmavirta johdetaan turpiinille 4. Turpiinin 4 läpi kulkiessaan virtaus pyörittää turpiinin 4 roottoria, jonka pyörimisliike välittyy akselin 5 välityksellä kompressorin 3 roottorille.
15
Palamisilmavirrasta erotetaan osavirtaus ohituskanavan 13 kautta pakokaasukanavaan 11 aina, kun palamisilman kostutus on käytössä. Tällöin säätöventtiili 14 pidetään avoinna. Vaihtoehtoisesti osavirtaus voidaan erottaa ainoastaan moottorin 1 kuormituksen ollessa tietyllä tasolla, vaikka palamisilman • · · : 20 kostutus olisikin käytössä. Yleensä moottorin 1 kuormitustason ollessa yli 85 % ja • · \ “ alle 50 % kompressorin 3 toimintapiste on riittävän kaukana sakkausrajasta, jolloin • « · [· y· ohivirtausjärjestelmä voidaan sulkea sulkemalla venttiili 14. Moottorin 1 : kuormituksen ollessa välillä 50-85 % venttiili 14 pidetään avoinna, jolloin • · ·*·· : ohivirtausjärjestelmä 13 on käytössä. Ohivirtausjärjestelmä 13 voidaan sulkea ·«· 25 kuormitustason ollessa yli 85 %, jotta estetään turbokompressorin 2 pyörimisnopeuden liiallinen kohoaminen.
• ·
• · I
• · · M* · • * ·
Jos palamisilman kostutusjärjestelmä ei ole käytössä, on syöttöputken 12 : sulkuventtiili 16 suljettu, jolloin vettä ei pääse ruiskutussuuttimille 15. Lisäksi ··· 30 ohivirtauskanavan 13 venttiili 14 on suljettu, jolloin palamisilmaa ei pääse • · · . virtaamaan ohivirtauskanavan 13 kautta pakokaasukanavaan 11. Tällöin « ·· • « • · · « · * · • · · 8 119117 kompressorin 3 koko palamisilmavirtaus johdetaan lämmönvaihtimen 7 kautta sylinterein 10. Palamisilmaa jäähdytetään lämmönvaihtimessa 7 tyypillisesti 50-55°C:een.
' 5 • · • · · • « · • · 1 · • · • · · • · • · 1 « 1· • · • · * · · • · • ·· · • · • « · • · » ··· · • · · • · • · « · · • # • · ·
• · I
• · · · ··« • « • · • · · « • 1 · • · Φ * · · ·· • · • 1 • · · • · • · · • · · • f ·· • · • · * · ·

Claims (6)

119117
1. Menetelmä turbokompressorilla (2) varustetun mäntämoottorin (1) yhteydessä, jossa menetelmässä 5. paineistetaan palamisilmaa turbokompressorin (2) kompressorilla (3), - kostutetaan paineistettua palamisilmaa, - poltetaan polttoainetta moottorin (1) sylinterissä (10) palamisilman avulla, ja - johdetaan palamisessa muodostuneet pakokaasut turbokompressorin (2) turpiiniin (4), 10 tunnettu siitä, että paineistetusta palamisilmavirrasta erotetaan osavirtaus, joka johdetaan moottorin (1) ohi ja yhdistetään turpiiniin (4) menevään pakokaasultaan, ja että osavirtaus erotetaan palamisilmavirrasta ennen palamisilman kostuttamista. • a
: 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että palamisilma- aa • * ϊ '* 15 virrasta erotetaan osavirtaus, jonka suuruus on 5-10 % kompressorin (3) läpi kul- • · *· *: kevasta kokonaisilmavirrasta.
• « • · * * · · ··· · • :'· 3. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, • · · a :1: että kostutettua palamisilmaa lämmitetään ennen mäntämoottorille (1) johtamista.
• · · . 4. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, • · · 20 että osavirtaus erotetaan palamisilmavirrasta ainoastaan silloin, kun moottorin (1) • a • a T kuormitus on 50-85 % maksimikuormituksestaan. a · a a a aa a
5. Järjestely mäntämoottorin (1) yhteydessä, joka mäntämoottori (1) käsittää a a a a a a v.: - turbokompressorin (2), jossa on kompressori (3) moottorille (1) johdettavan pa- a lamisilman paineistamiseksi ja turpiini (4), johon moottorilta (1) tulevat pako-25 kaasut johdetaan, 119117 - virtaustilan (6) paineistetun palamisilman johtamiseksi kompressorilta (3) moottorille (1), - pakokaasukanavan (11) pakokaasujen johtamiseksi moottorilta (1) turpiinille (4), ja 5. ruiskutuselimet (15) veden ruiskuttamiseksi virtaustilaan (6), tunnettu siitä, että virtaustilan (6) ja pakokaasukanavan (11) välille on sovitettu ohituskanava (13) palamisilman johtamiseksi virtaustilasta (6) moottorin (1) ohi pa-kokaasukanavaan (11), ja että ohituskanava (13) avautuu virtaustilaan (6) kompressorin (3) ja veden ruiskutuskohdan (15) väliseen kohtaan.
6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen jäijestely, tunnettu siitä, että ohituskanavaan (13) on sovitettu säätölaite (14) pakokaasukanavaan (11) johdettavan palamisilma-virran määrän säätämiseksi. • * • * t • * · ··· a • a • * a aa • a • · · a aa • a • · a a a I · « • · · ♦ a a • · « a a a M· · ·*· * ♦ • · *·· « · · • Φ · ·♦· «·· • · • · ··· • ♦ * «· 1 • · • · • aa • a a • a a • · · • · a a · 11 119117
FI20055275A 2005-06-02 2005-06-02 Menetelmä ja järjestely turboahdetun mäntämoottorin yhteydessä FI119117B (fi)

Priority Applications (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20055275A FI119117B (fi) 2005-06-02 2005-06-02 Menetelmä ja järjestely turboahdetun mäntämoottorin yhteydessä
US11/916,336 US8109093B2 (en) 2005-06-02 2006-05-11 Method and an arrangement in connection with a turbocharged piston engine
AT06743547T ATE478252T1 (de) 2005-06-02 2006-05-11 Verfahren und anordnung in verbindung mit einem kolbenmotor mit turbolader
JP2008514133A JP4896968B2 (ja) 2005-06-02 2006-05-11 ターボチャージャーを備えたピストンエンジンに係る方法
PCT/FI2006/050188 WO2006128961A1 (en) 2005-06-02 2006-05-11 A method and an arrangement in connection with a turbocharged piston engine
EP06743547A EP1888906B1 (en) 2005-06-02 2006-05-11 A method and an arrangement in connection with a turbocharged piston engine
CNA2006800190527A CN101184915A (zh) 2005-06-02 2006-05-11 与涡轮增压活塞发动机有关的方法及结构
KR1020077028053A KR101259211B1 (ko) 2005-06-02 2006-05-11 터보차지된 피스톤 엔진과 관련된 방법 및 구조
DE602006016272T DE602006016272D1 (de) 2005-06-02 2006-05-11 Verfahren und anordnung in verbindung mit einem kolbenmotor mit turbolader

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20055275A FI119117B (fi) 2005-06-02 2005-06-02 Menetelmä ja järjestely turboahdetun mäntämoottorin yhteydessä
FI20055275 2005-06-02

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI20055275A0 FI20055275A0 (fi) 2005-06-02
FI20055275A FI20055275A (fi) 2006-12-03
FI119117B true FI119117B (fi) 2008-07-31

Family

ID=34778414

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20055275A FI119117B (fi) 2005-06-02 2005-06-02 Menetelmä ja järjestely turboahdetun mäntämoottorin yhteydessä

Country Status (9)

Country Link
US (1) US8109093B2 (fi)
EP (1) EP1888906B1 (fi)
JP (1) JP4896968B2 (fi)
KR (1) KR101259211B1 (fi)
CN (1) CN101184915A (fi)
AT (1) ATE478252T1 (fi)
DE (1) DE602006016272D1 (fi)
FI (1) FI119117B (fi)
WO (1) WO2006128961A1 (fi)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010058082A1 (en) * 2008-11-20 2010-05-27 Wärtsilä Finland Oy Method of controlling turbocharger speed of a piston engine and a control system for a turbocharged piston engine
US8677751B2 (en) 2009-07-24 2014-03-25 Vandyne Superturbo, Inc. Rich fuel mixture super-turbocharged engine system
US8820056B2 (en) * 2009-07-24 2014-09-02 Vandyne Superturbo, Inc. Rich fuel mixture super-turbocharged engine system
KR101461891B1 (ko) * 2013-02-20 2014-11-14 현대자동차 주식회사 배기가스 연소 장치
US9528428B2 (en) * 2014-10-14 2016-12-27 Deere & Company Cooling system for charge air cooler
FR3051225B1 (fr) * 2016-05-11 2019-09-13 IFP Energies Nouvelles Methode de controle de la quantite d'air introduit a l'admission d'un moteur a combustion interne suralimente par un turbocompresseur a simple entree
EP3721069A1 (fr) * 2017-12-08 2020-10-14 Eneria Dispositif pour reduire la quantite d'oxydes d'azote emis d'un moteur diesel
DE102018123871A1 (de) * 2018-09-27 2020-04-02 Volkswagen Aktiengesellschaft Mehrstufig aufgeladene Brennkraftmaschine mit Flüssigkeitseinspritzung in den Frischgasstrang zwischen zwei Verdichtern

Family Cites Families (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2633698A (en) * 1948-02-05 1953-04-07 Nettel Frederick Turbosupercharger means to heat intake of compression-ignition engine for starting
US2968698A (en) * 1959-05-21 1961-01-17 Gen Dynamics Corp Electronic switching telephone system
US4233815A (en) * 1970-05-05 1980-11-18 Etat Francais Methods of supercharging a diesel engine, in supercharged diesel engines, and in supercharging units for diesel engines
US4125999A (en) * 1972-04-06 1978-11-21 Etat Francais Methods of supercharging a diesel engine, in supercharged diesel engines, and in supercharging units for diesel engines
FR2308785A1 (fr) 1975-04-24 1976-11-19 France Etat Perfectionnements aux installations motrices comportant un moteur a combustion interne suralimente
CH638869A5 (de) * 1979-03-14 1983-10-14 Bbc Brown Boveri & Cie Verfahren zur foerderung und steuerung des bypassluftstromes bei aufgeladenen verbrennungskraftmaschinen und verbrennungskraftmaschine zur ausfuehrung des verfahrens.
JPS57135216A (en) * 1981-02-12 1982-08-20 Takashi Adachi Waste energy recovery device for internal combustion engine
US4411224A (en) * 1981-09-24 1983-10-25 The Goodman System Company, Inc. Fluid injection system for a turbocharged internal combustion engine
DE3225867A1 (de) 1982-07-10 1984-01-12 Audi Nsu Auto Union Ag, 7107 Neckarsulm Brennkraftmaschine mit einem abgasturbolader
EP0108905B1 (de) * 1982-11-02 1987-01-21 BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie. Mittels Abgasturbolader aufgeladene Brennkraftmaschine
SE442043B (sv) * 1983-09-09 1985-11-25 Volvo Ab Turboladdad forbrenningsmotor med vatteninsprutning
FR2585072A1 (fr) * 1985-07-18 1987-01-23 Melchior Cie Perfectionnements aux moteurs a combustion interne suralimentes
US4960080A (en) * 1989-02-28 1990-10-02 Cummins Engine Company, Inc. Pollution control apparatus and method for a turbodiesel motor-generator set
JPH0791995B2 (ja) 1989-07-03 1995-10-09 株式会社いすゞセラミックス研究所 ターボチャージャの制御装置
JPH0347439A (ja) * 1989-07-12 1991-02-28 Isuzu Motors Ltd 過給機付ガソリンエンジン
DK170218B1 (da) * 1993-06-04 1995-06-26 Man B & W Diesel Gmbh Stor trykladet dieselmotor
JPH07217439A (ja) 1994-01-28 1995-08-15 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 排気ガスタービン過給機のガスバイパスシステム
RU2082889C1 (ru) * 1995-03-21 1997-06-27 Владимир Иосифович Евенко Система охлаждения наддувочного воздуха двигателя внутреннего сгорания
US5724813A (en) * 1996-01-26 1998-03-10 Caterpillar Inc. Compressor by-pass and valving for a turbocharger
DE59706788D1 (de) * 1996-09-09 2002-05-02 Lars Collin Consult Ab Moelnda ANTRIEBSEINRICHTUNG UND VERFAHREN ZUR REDUKTION DER MENGE NOx IN DEN ABGASEN EINES VERBRENNUNGSMOTORS
US6035834A (en) * 1997-02-10 2000-03-14 Industrial Power Generating Corporation Nitrogen oxides reducing aftercooler for turbocharged engines
DE19913792A1 (de) 1999-03-26 2000-10-05 Daimler Chrysler Ag Verfahren zum Betrieb einer aufgeladenen Brennkraftmaschine
DE19938292A1 (de) * 1999-08-12 2001-02-15 Munters Euroform Gmbh Carl Vorrichtung zur Befeuchtung der Einlaßluft von Brennkraftmaschinen mit Turbolader
DE19938356A1 (de) * 1999-08-13 2001-02-15 Munters Euroform Gmbh Carl Befeuchtungsvorrichtung für die Einlaßluft von Brennkraftmaschinen
DE19947498A1 (de) 1999-10-01 2001-04-05 Mann & Hummel Filter Luftsystem
US6276139B1 (en) * 2000-03-16 2001-08-21 Ford Global Technologies, Inc. Automotive engine with controlled exhaust temperature and oxygen concentration
EP1138928B1 (en) 2000-03-27 2013-04-24 Mack Trucks, Inc. Turbocharged engine with exhaust gas recirculation
US6289853B1 (en) * 2000-05-09 2001-09-18 Brunswick Corporation Water injection system for an internal combustion engine of a marine propulsion system
FI112692B (fi) 2000-11-03 2003-12-31 Waertsilae Finland Oy Menetelmä ja järjestely ahdetun mäntämoottorin typpioksidipäästöjen (NOx) vähentämiseksi
EP1336035B1 (de) * 2000-11-22 2015-04-01 AVL List GmbH Verfahren zur versorgung einer verbrennungsmaschine mit konditioniertem verbrennungsgas, vorrichtung zur durchführung dieses verfahrens, verfahren zur bestimmung der schadstoffmengen im abgas einer verbrennungsmaschine, und vorrichtung zur durchführung dieses verfahrens
WO2003001046A2 (de) * 2001-06-21 2003-01-03 Alstom Technology Ltd Verfahren zum betrieb einer kraftmaschine
FI116157B (fi) * 2002-03-20 2005-09-30 Waertsilae Finland Oy Menetelmä ahdetun mäntämoottorin typpioksidipäästöjen (NOx) vähentämiseksi ja mäntämoottorijärjestely
US20030183212A1 (en) 2002-03-26 2003-10-02 Paul Gottemoller Engine turbocompressor controllable bypass system and method
FI118135B (fi) 2002-04-19 2007-07-13 Marioff Corp Oy Vesisumutusjärjestelmä
FI118136B (fi) * 2002-04-19 2007-07-13 Marioff Corp Oy Suihkutusmenetelmä ja -laitteisto
JP2004019589A (ja) * 2002-06-18 2004-01-22 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 過給ディーゼルエンジンの排気ガス再循環装置
US6637382B1 (en) 2002-09-11 2003-10-28 Ford Global Technologies, Llc Turbocharger system for diesel engine
GB0311468D0 (en) 2003-05-19 2003-06-25 Ricardo Uk Ltd A turbocharger apparatus
JP2004346776A (ja) * 2003-05-20 2004-12-09 Komatsu Ltd 給気バイパス制御装置を備えた内燃機関
JP4134816B2 (ja) 2003-06-03 2008-08-20 いすゞ自動車株式会社 ターボチャージャ付エンジン
US7610757B2 (en) * 2004-07-30 2009-11-03 Komatsu Ltd. Intake controller of internal combustion engine

Also Published As

Publication number Publication date
WO2006128961A1 (en) 2006-12-07
JP4896968B2 (ja) 2012-03-14
KR20080023679A (ko) 2008-03-14
CN101184915A (zh) 2008-05-21
JP2008542613A (ja) 2008-11-27
US8109093B2 (en) 2012-02-07
FI20055275A0 (fi) 2005-06-02
ATE478252T1 (de) 2010-09-15
DE602006016272D1 (de) 2010-09-30
US20080196407A1 (en) 2008-08-21
KR101259211B1 (ko) 2013-04-29
EP1888906B1 (en) 2010-08-18
EP1888906A1 (en) 2008-02-20
FI20055275A (fi) 2006-12-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI119117B (fi) Menetelmä ja järjestely turboahdetun mäntämoottorin yhteydessä
US9840953B2 (en) Power generation system exhaust cooling
US6412278B1 (en) Hydraulically powered exhaust gas recirculation system
EP3112616B1 (en) Power generation system exhaust cooling
US6701710B1 (en) Turbocharged engine with turbocharger compressor recirculation valve
US10215070B2 (en) Power generation system exhaust cooling
SE1050854A1 (sv) Arrangemang för att spruta in ett reduktionsmedel i en avgasledning hos en förbränningsmotor
CN102817646A (zh) 涡轮壳体和用于引导废气的方法
US10030558B2 (en) Power generation system exhaust cooling
US20160376991A1 (en) Power generation system exhaust cooling
JP2011033033A (ja) Ｅｇｒ用補助コンプレッサを使用するシステム
FI119949B (fi) Menetelmä turbokompressorilla varustetun mäntämoottorin yhteydessä
CN106574580A (zh) 燃烧发动机排气再循环***及运行排气再循环***的方法
KR100982225B1 (ko) 가습공기 디젤 엔진
JP2014098324A (ja) エンジンの過給装置
CN103890367B (zh) 内燃发动机和操作内燃发动机的方法
US20130047604A1 (en) Internal combustion engine and method for operating internal combustion engine
KR20150029096A (ko) 엔진 시스템
WO2019087453A1 (ja) エンジンシステム
KR20070022478A (ko) 이지알 시스템의 신기와 이지알가스 혼합 촉진장치
JP2001073884A (ja) Ｅｇｒ装置を備えたディーゼルエンジン
KR20190026944A (ko) 내연 기관의 과급기 잉여 동력 회수 장치 및 선박
KR101938016B1 (ko) 엔진 시스템
KR20150034841A (ko) 엔진 시스템용 라인어셈블리
JP2013155720A (ja) Ｅｇｒ構造

Legal Events

Date Code Title Description
MM Patent lapsed