JP6464490B2 - 2流路パワータービンシステム及びその制御方法 - Google Patents
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Description
前記2流路パワータービンは第1パワータービン流路と第2パワータービン流路とを含み、第1パワータービン流路の吸気口は排気マニホルドを介して内燃機関本体にガスラインで接続され、第2パワータービン流路の吸気口は順次にターボチャージャータービン、排気マニホルドを介して内燃機関本体にガスラインで接続され、第1パワータービン流路の排気口と第2パワータービン流路の排気口とはいずれも排気後処理システムにガスラインで接続される。
内燃機関本体における排気ガスの一部は順次に排気マニホルド、ターボチャージャータービンを介して第2パワータービン流路に排出され、内燃機関本体における排気ガスの他の一部は排気マニホルドを介して第1パワータービン流路に排出され、第1パワータービン流路における排気ガスと第2パワータービン流路における排気ガスとはいずれも排気後処理を介して排出されるステップと、
第2パワータービン流路に排出された排気ガスがターボチャージャータービンを通る時、ターボチャージャータービンはコンプレッサーの作動を駆動し、コンプレッサーは空気を吸入するとともに空気を圧縮し、圧縮後の空気は順次にコンプレッサーの排気口、吸気マニホールドを介して内燃機関本体に入るステップと、
第1パワータービン流路における排気ガスと第2パワータービン流路における排気ガスとがいずれも排気後処理システムを介して排出される時、第1パワータービン流路における排気ガスと第2パワータービン流路における排気ガスとは2流路パワータービンの作動を駆動するように連携作動し、2流路パワータービンは排気ガスエネルギーを機械的エネルギーに転換し、且つ機械伝動装置によって機械的エネルギーを内燃機関本体に伝達し、これによって内燃機関の出力パワーを高め、内燃機関の廃熱の回収を実現するステップと、を含む。
前記圧縮後の空気が順次にコンプレッサーの排気口、吸気マニホールドを介して内燃機関本体に入ることは、圧縮後の空気がコンプレッサーの排気口を介してインタークーラーに入り、圧縮後の空気がインタークーラーで降温された後吸気マニホールドに入り、更に内燃機関本体に入ることを指す。
内燃機関が低速低負荷にある時、バイパスバルブが閉となり、この時、2流路パワータービンの作動を駆動するように、内燃機関本体における排気ガスは順次に排気マニホルド、ターボチャージャータービンを介して第2パワータービン流路に排出される。
内燃機関が高速高負荷にある時、バイパスバルブが開となり、この時、内燃機関本体における排気ガスの他の一部が排気マニホルドを介して第1パワータービン流路に排出されることは、内燃機関本体における排気ガスの他の一部が順次に排気マニホルド、バイパス管路、バイパスバルブを介して第1パワータービン流路に入ることを指す。
1、本発明の2流路パワータービンシステム及びその制御方法において、2流路パワータービンは第1パワータービン流路と第2パワータービン流路とを含み、第1パワータービン流路の吸気口は排気マニホルドを介して内燃機関本体にガスラインで接続され、第2パワータービン流路の吸気口は順次にターボチャージャータービン、排気マニホルドを介して内燃機関本体にガスラインで接続され、第1パワータービン流路の排気口と第2パワータービン流路の排気口とはいずれも排気後処理システムにガスラインで接続されるため、このような設計は構造が簡単であるだけでなく、作動の過程において、第1パワータービン流路に排出された排気ガスと第2パワータービン流路に排出された排気ガスとは2流路パワータービンの作動を駆動するように連携作動し、2流路パワータービンは排気ガスエネルギーを機械的エネルギーに転換し、且つ機械伝動装置によって機械的エネルギーを内燃機関本体に伝達し、これによって内燃機関の出力パワーを高め、内燃機関の廃熱の回収を実現する。このため、本発明は内燃機関の排気ガスエネルギーの回収率が高いだけでなく、構造が簡単である。
前記2流路パワータービン7は第1パワータービン流路71と第2パワータービン流路72とを含み、第1パワータービン流路71の吸気口は排気マニホルド12を介して内燃機関本体1にガスラインで接続され、第2パワータービン流路72の吸気口は順次にターボチャージャータービン32、排気マニホルド12を介して内燃機関本体1にガスラインで接続され、第1パワータービン流路71の排気口と第2パワータービン流路72の排気口とはいずれも排気後処理システム8にガスラインで接続される。
内燃機関本体1における排気ガスの一部は順次に排気マニホルド12、ターボチャージャータービン32を介して第2パワータービン流路72に排出され、内燃機関本体1における排気ガスの他の一部は排気マニホルド12を介して第1パワータービン流路71に排出され、第1パワータービン流路71における排気ガスと第2パワータービン流路72における排気ガスとはいずれも排気後処理システム8を介して排出されるステップと、
第2パワータービン流路72に排出された排気ガスがターボチャージャータービン32を通る時、ターボチャージャータービン32はコンプレッサー31の作動を駆動し、コンプレッサー31は空気を吸入するとともに空気を圧縮し、圧縮後の空気は順次にコンプレッサー31の排気口、吸気マニホールド11を介して内燃機関本体1に入るステップと、
第1パワータービン流路71における排気ガスと第2パワータービン流路72における排気ガスとがいずれも排気後処理システム8を介して排出される時、第1パワータービン流路71における排気ガスと第2パワータービン流路72における排気ガスとは2流路パワータービン7の作動を駆動するように連携作動し、2流路パワータービン7は排気ガスエネルギーを機械的エネルギーに転換し、且つ機械伝動装置6によって機械的エネルギーを内燃機関本体1に伝達し、これによって内燃機関の出力パワーを高め、内燃機関の廃熱の回収を実現するステップと、を含む。
前記圧縮後の空気が順次にコンプレッサー31の排気口、吸気マニホールド11を介して内燃機関本体1に入ることは、圧縮後の空気がコンプレッサー31の排気口を介してインタークーラー9に入り、圧縮後の空気がインタークーラー9で降温された後吸気マニホールド11に入り、更に内燃機関本体1に入ることを指す。
内燃機関が低速低負荷にある時、バイパスバルブ5が閉となり、この時、2流路パワータービン7の作動を駆動するように、内燃機関本体1における排気ガスは順次に排気マニホルド12、ターボチャージャータービン32を介して第2パワータービン流路72に排出される。
内燃機関が高速高負荷にある時、バイパスバルブ5が開となり、この時、内燃機関本体1における排気ガスの他の一部が排気マニホルド12を介して第1パワータービン流路71に排出されることは、内燃機関本体1における排気ガスの他の一部が順次に排気マニホルド12、バイパス管路4、バイパスバルブ5を介して第1パワータービン流路71に入ることを指す。
1、2流路パワータービンシステムにおけるターボチャージャータービン32と2流路パワータービン7とのサイズは依然として同じ或いはほぼ同じに保つ。第1パワータービン流路71と第2パワータービン流路72との流れ断面積は等しくてもよいし、等しくなくてもよい。
図1を参照する。前記第1パワータービン流路71と第2パワータービン流路72の流れ断面積とはいずれもターボチャージャータービン32の流れ断面積より小さい。前記コンプレッサー31の排気口は順次にインタークーラー9、吸気マニホールド11を介して内燃機関本体1にガスラインで接続される。
前記圧縮後の空気が順次にコンプレッサー31の排気口、吸気マニホールド11を介して内燃機関本体1に入ることは、圧縮後の空気がコンプレッサー31の排気口を介してインタークーラー9に入り、圧縮後の空気がインタークーラー9で降温された後吸気マニホールド11に入り、更に内燃機関本体1に入ることを指す。
図1を参照する。前記第1パワータービン流路71の吸気口は順次にバイパスバルブ5、バイパス管路4、排気マニホルド12を介して内燃機関本体1にガスラインで接続される。前記バイパスバルブ5は電気制御バタフライバルブであり、バイパスバルブ5の制御端子は内燃機関ECU2に信号で接続され、内燃機関ECU2は内燃機関本体1に信号で接続され、内燃機関ECU2は吸気マニホールド11に設置された圧力センサ13に信号で接続される。
内燃機関が低速低負荷にある時、バイパスバルブ5が閉となり、この時、2流路パワータービン7の作動を駆動するように、内燃機関本体1における排気ガスは順次に排気マニホルド12、ターボチャージャータービン32を介して第2パワータービン流路72に排出される。内燃機関が高速高負荷にある時、バイパスバルブ5が開となり、この時、内燃機関本体1における排気ガスの他の一部が排気マニホルド12を介して第1パワータービン流路71に排出されることは、内燃機関本体1における排気ガスの他の一部が順次に排気マニホルド12、バイパス管路4、バイパスバルブ5を介して第1パワータービン流路71に入ることを指す。
Claims (7)
- 内燃機関本体(1)、ターボチャージャー(3)、機械伝動装置(6)を含み、前記ターボチャージャー(3)は機械的に接続されるコンプレッサー(31)とターボチャージャータービン(32)とを含み、コンプレッサー(31)の排気口は吸気マニホールド(11)を介して内燃機関本体(1)にガスラインで接続され、ターボチャージャータービン(32)の吸気口は排気マニホルド(12)を介して内燃機関本体(1)にガスラインで接続され、ターボチャージャータービン(32)の排気口は2流路パワータービン(7)にガスラインで接続され、2流路パワータービン(7)は機械伝動装置(6)を介して内燃機関本体(1)と機械的に接続される2流路パワータービンシステムであって、
前記2流路パワータービン(7)は第1パワータービン流路(71)と第2パワータービン流路(72)とを含み、第1パワータービン流路(71)の吸気口は排気マニホルド(12)を介して内燃機関本体(1)にガスラインで接続され、第2パワータービン流路(72)の吸気口は順次にターボチャージャータービン(32)、排気マニホルド(12)を介して内燃機関本体(1)にガスラインで接続され、第1パワータービン流路(71)と第2パワータービン流路(72)とは、1つの排気口を介して排気後処理システム(8)にガスラインで接続され、
前記第1パワータービン流路(71)と第2パワータービン流路(72)との流れ断面積はいずれもターボチャージャータービン(32)の流れ断面積より小さいことを特徴とする2流路パワータービンシステム。 - 前記コンプレッサー(31)の排気口は順次にインタークーラー(9)、吸気マニホールド(11)を介して内燃機関本体(1)にガスラインで接続されることを特徴とする請求項1に記載の2流路パワータービンシステム。
- 前記第1パワータービン流路(71)の吸気口は順次にバイパスバルブ(5)、バイパス管路(4)、排気マニホルド(12)を介して内燃機関本体(1)にガスラインで接続されることを特徴とする請求項1に記載の2流路パワータービンシステム。
- 前記バイパスバルブ(5)は電気制御バタフライバルブであり、バイパスバルブ(5)の制御端子は内燃機関ECU(2)に信号で接続され、内燃機関ECU(2)は内燃機関本体(1)に信号で接続され、内燃機関ECU(2)は吸気マニホールド(11)に設置された圧力センサ(13)に信号で接続されることを特徴とする請求項3に記載の2流路パワータービンシステム。
- 請求項1に記載の2流路パワータービンシステムの制御方法であって、前記制御方法は、
内燃機関本体(1)における排気ガスの一部は順次に排気マニホルド(12)、ターボチャージャータービン(32)を介して第2パワータービン流路(72)に排出され、内燃機関本体(1)における排気ガスの他の一部は排気マニホルド(12)を介して第1パワータービン流路(71)に排出され、第1パワータービン流路(71)における排気ガスと第2パワータービン流路(72)における排気ガスとはいずれも排気後処理システム(8)を介して排出されるステップと、
第2パワータービン流路(72)に排出された排気ガスがターボチャージャータービン(32)を通る時、ターボチャージャータービン(32)はコンプレッサー(31)の作動を駆動し、コンプレッサー(31)は空気を吸入するとともに空気を圧縮し、圧縮後の空気は順次にコンプレッサー(31)の排気口、吸気マニホールド(11)を介して内燃機関本体(1)に入るステップと、
第1パワータービン流路(71)における排気ガスと第2パワータービン流路(72)における排気ガスがいずれも排気後処理システム(8)を介して排出される時、第1パワータービン流路(71)における排気ガスと第2パワータービン流路(72)における排気ガスとは2流路パワータービン(7)の作動を駆動するように連携作動し、2流路パワータービン(7)は排気ガスエネルギーを機械的エネルギーに転換し、且つ機械伝動装置(6)によって機械的エネルギーを内燃機関本体(1)に伝達し、これによって内燃機関の出力パワーを高め、内燃機関の廃熱の回収を実現するステップと、を含むことを特徴とする2流路パワータービンシステムの制御方法。 - 前記コンプレッサー(31)の排気口は順次にインタークーラー(9)、吸気マニホールド(11)を介して内燃機関本体(1)にガスラインで接続され、
前記圧縮後の空気が順次にコンプレッサー(31)の排気口、吸気マニホールド(11)を介して内燃機関本体(1)に入ることは、圧縮後の空気がコンプレッサー(31)の排気口を介してインタークーラー(9)に入り、圧縮後の空気がインタークーラー(9)で降温された後吸気マニホールド(11)に入り、更に内燃機関本体(1)に入ることを指すことを特徴とする請求項5に記載の2流路パワータービンシステムの制御方法。 - 前記第1パワータービン流路(71)の吸気口は順次にバイパスバルブ(5)、バイパス管路(4)、排気マニホルド(12)を介して内燃機関本体(1)にガスラインで接続され、
内燃機関が低速低負荷にある時、バイパスバルブ(5)が閉となり、この時、2流路パワータービン(7)の作動を駆動するように、内燃機関本体(1)における排気ガスは順次に排気マニホルド(12)、ターボチャージャータービン(32)を介して第2パワータービン流路(72)に排出され、
内燃機関が高速高負荷にある時、バイパスバルブ(5)が開となり、この時、内燃機関本体(1)における排気ガスの他の一部が排気マニホルド(12)を介して第1パワータービン流路(71)に排出されることは、内燃機関本体(1)における排気ガスの他の一部が順次に排気マニホルド(12)、バイパス管路(4)、バイパスバルブ(5)を介して第1パワータービン流路(71)に入ることを指すことを特徴とする請求項5に記載の2流路パワータービンシステムの制御方法。
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