專利名稱：控制渦輪增壓器的方法
控制渦輪增壓器的方法本申請要求于2007年5月14日提交的美國臨時(shí)申請序列號(hào)60/917， 735 的權(quán)益。技術(shù)領(lǐng)域本披露總體上涉及的領(lǐng)域包括內(nèi)燃機(jī)換氣系統(tǒng)、其部件、渦輪增壓器系 統(tǒng)和部件以及制造和使用它們的方法。
背景技術(shù)：
圖1是包括用于一個(gè)單級(jí)渦輪增壓器的現(xiàn)代換氣系統(tǒng)的一種產(chǎn)品或系統(tǒng) IO的示意圖。這樣一種系統(tǒng)可以包括一臺(tái)內(nèi)燃機(jī)12,該內(nèi)燃機(jī)^皮構(gòu)造和安 排為燃燒一種燃料，例如(但不限于)在氧氣存在下的柴油燃料。系統(tǒng)10 可以進(jìn)一步包括一個(gè)換氣系統(tǒng)，該換氣系統(tǒng)包括一個(gè)空氣進(jìn)氣側(cè)14和一個(gè) 燃燒氣體排氣側(cè)16?？諝膺M(jìn)氣側(cè)14可以包括連接到內(nèi)燃機(jī)12的一個(gè)歧管 18，以將空氣送入一臺(tái)內(nèi)燃機(jī)12的多個(gè)汽缸之中。可以提供一個(gè)主空氣進(jìn) 氣管路20并且它在一端連接到空氣進(jìn)氣歧管18上(或者與其分開)，并且 可以包括一個(gè)開放端24用于經(jīng)過其中吸入空氣。 一個(gè)空氣過濾器26可以位 于空氣進(jìn)氣管路20的開放端24處或者在其附近。燃燒氣體排氣側(cè)16可以包括連接到內(nèi)燃機(jī)12以由此排出燃燒氣體的一個(gè)排氣歧管28。排氣側(cè)16可以進(jìn)一步包括一個(gè)主排氣管路30,該主排氣管路具有連接到排氣歧管28 (或者與其分開)的一個(gè)第一端32,并且具有用于將排氣排放到大氣的一個(gè)開放端34。這樣一種系統(tǒng)可以進(jìn)一步包括一個(gè)第一排氣再循環(huán)(EGR)組件40,該組件從燃燒氣體排氣側(cè)16延伸到空氣進(jìn)氣側(cè)14。 一個(gè)第一 EGR閥門46可以被提供為與主排氣管路30處于流體連通并且它被構(gòu)造和安排為使排氣從排氣側(cè)16流動(dòng)到空氣進(jìn)氣側(cè)14并且進(jìn)入內(nèi)燃機(jī)12。第一 EGR組件40可以進(jìn)一步包括一個(gè)主EGR管線42,該管線具有連接到主排氣管路30的一個(gè)第一端41以及連接空氣進(jìn)氣管路30的一個(gè)第二端"。 一個(gè)冷卻器44可以^皮提供為與主EGR管線42處于流體連通，用于冷卻流 其中的排氣。系統(tǒng)10可以進(jìn)一步包括一臺(tái)渦輪增壓器48,該渦4侖增壓器具有與主排 氣管路30處于流體連通的一臺(tái)渦輪機(jī)50并且具有與主空氣進(jìn)氣管路20處 于流體連通以壓縮流過其中的氣體的一臺(tái)壓縮機(jī)52。在壓縮才幾52下游可以 將一個(gè)空氣增壓冷卻器56提供在主空氣進(jìn)氣管路20中。在一個(gè)實(shí)施方案中， 壓縮機(jī)52可以是一臺(tái)可變壓力壓縮機(jī)，它被構(gòu)造和安排為改變處于一個(gè)給 定流速的氣體壓力。在壓縮才幾52的下游并且在主EGR管線42上游在主空氣 進(jìn)氣管路20中可以提供一個(gè)節(jié)流閥。典型地在渦輪機(jī)50的下游可以將多個(gè)排放物控制部件提供在主排氣管 路的管線30中。例如，在一臺(tái)渦輪機(jī)50的下游可以提供一個(gè)微粒過濾器54。 在渦輪機(jī)50的下游還可以提供其他排放物控制部件，如一個(gè)催化轉(zhuǎn)化器36 和一個(gè)消聲器38。還可以^是供其他的排氣后處理裝置，例如稀燃NOx收集器。多種挑戰(zhàn)一直是與如以上說明的系統(tǒng)的使用和操作相關(guān)。例如，希望實(shí) 現(xiàn)低發(fā)動(dòng)機(jī)輸出NOx水平。這需要相對(duì)較高的EGR流速。進(jìn)一步希望該EGR 氣體在進(jìn)入內(nèi)燃機(jī)12之前被冷卻。在一定的操作條件下，散熱器可能未被 充分地確定大小以提供這些EGR氣體的適當(dāng)冷卻。此外，在發(fā)動(dòng)機(jī)特性曲線圖的許多操作點(diǎn)處，迄今為止渦輪增壓器的渦 輪機(jī)未以最佳效率運(yùn)轉(zhuǎn)。更進(jìn)一步地，以較高的效率運(yùn)轉(zhuǎn)渦輪會(huì)導(dǎo)致也許未 被使用的過度渦輪機(jī)功率。在其他的操作情景中，來自繞過該渦輪機(jī)被旁通 的排氣的過度能量傳送到排氣管路30的開放端34并且被損耗。因此，在這 類情形中，過度的排氣能量是相對(duì)地可供使用的，但卻不能得到利用。再進(jìn)一步，在某些方案中，渦輪增壓器的渦輪機(jī)一直在一個(gè)低效區(qū)域中 運(yùn)轉(zhuǎn)以實(shí)現(xiàn)一定的EGR流速并因此實(shí)現(xiàn)一定的N0x排放。EGR流速和渦輪機(jī) 功率(由于流經(jīng)該渦輪機(jī)的排氣)是緊密相連的，這在多種情景下可能是令 人不希望的。再進(jìn)一步，所有渦輪增壓器都具有速度區(qū)域，其中該渦輪增壓器中的頻 率或共振能夠引起嚴(yán)重的損害或者甚至引起渦輪增壓器失效。迄今為止，這 種共振一直通過增加部件之間的容許空隙來避免，這導(dǎo)致效率不太充分的渦 輪增壓器。發(fā)明內(nèi)容一種方法，包括操作一個(gè)內(nèi)燃機(jī)換氣系統(tǒng)，該內(nèi)燃機(jī)換氣系統(tǒng)包括一 個(gè)空氣進(jìn)氣側(cè)、 一個(gè)排氣側(cè)、 一臺(tái)渦輪增壓器，該渦輪增壓器包括與該排氣側(cè)處于流體連通的 一 臺(tái)渦專侖機(jī)以及與該空氣進(jìn)氣側(cè)處于流體連通的 一 臺(tái)壓 縮機(jī)，并且該空氣換氣系統(tǒng)包括至少一個(gè)另外的部件；以大于為一臺(tái)內(nèi)燃才幾供應(yīng)空氣所要求的速度來操作該渦輪增壓器；并且將內(nèi)燃機(jī)不要求的過度的空氣供給該內(nèi)燃機(jī)換氣系統(tǒng)的至少 一個(gè)另外的部件。本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案包括一種控制渦輪增壓器以實(shí)現(xiàn)以下至少一項(xiàng)的方法產(chǎn)生超過在一個(gè)特定功率需求下運(yùn)行內(nèi)燃機(jī)所要求的空氣；控制 經(jīng)過該渦輪機(jī)的氣體的流動(dòng)；或者獨(dú)立于避免特定速度速所要求的增壓壓力 來控制渦輪機(jī)的速度。本發(fā)明的其他示例性實(shí)施方案將從以下提供的詳細(xì)說明中變得清楚。應(yīng) 該理解，在披露本發(fā)明的示例性實(shí)施方案時(shí)，詳細(xì)的說明和具體的實(shí)例僅旨 在用于說明的目的而不是旨在限定本發(fā)明的范圍。


從詳細(xì)的說明以及這些附圖中將會(huì)更加全面地理解本發(fā)明的示例性實(shí) 施方案，在附圖中圖l是現(xiàn)有技術(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)換氣系統(tǒng)的一個(gè)示意圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的發(fā)動(dòng)機(jī)換氣系統(tǒng)的一個(gè)示意圖。圖3示出了一臺(tái)渦輪機(jī)，該渦輪機(jī)帶有在本發(fā)明的實(shí)施方案中有用的可 變幾何形狀。圖4示出了圖3的渦輪機(jī)的一部分的放大視圖。圖5是一個(gè)曲線圖，該曲線圖示出了渦輪葉片位置與在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中使用的一 臺(tái)渦輪增壓器的渦輪效率之間的關(guān)系。圖6是示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的一種方法的邏輯流程圖。 圖7是示出了不希望的渦輪增壓器速度的一個(gè)區(qū)域的曲線圖。 圖8是示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的一種方法的邏輯流程圖。 圖9是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案控制一臺(tái)渦輪增壓器以便在發(fā)動(dòng)機(jī)空氣流量增加的過程中避免共振區(qū)域的 一種方法的示意圖。圖10是控制一個(gè)內(nèi)燃機(jī)換氣系統(tǒng)的一種方法的示意圖，該方法包括改變可變幾何形狀渦輪的葉片角度以跳過一個(gè)共振速度，并且調(diào)節(jié)再循環(huán)值的位置、放泄閥的位置或者可變壓縮機(jī)致動(dòng)器的位置。圖11是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案控制一臺(tái)渦輪增壓器以便在發(fā)動(dòng)機(jī)圖12是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)換氣系統(tǒng)的示意圖。
具體實(shí)施例方式
對(duì)實(shí)施方案的以下說明在本質(zhì)上僅是示例性的而決非旨在限制本發(fā)明、 其應(yīng)用或用途。
現(xiàn)在參見圖2，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案包括一種產(chǎn)品或系統(tǒng)10,該產(chǎn)品 或系統(tǒng)可以包括下列部件中的 一個(gè)或多個(gè)。系統(tǒng)10可以包括一 臺(tái)內(nèi)燃機(jī)12, 例如(但不限于) 一臺(tái)柴油內(nèi)燃機(jī)。 一個(gè)空氣進(jìn)氣側(cè)14可以提供為包括與 該內(nèi)燃機(jī)相連接的一個(gè)歧管18,以將空氣送入一臺(tái)內(nèi)燃機(jī)12的多個(gè)汽缸中。 可以提供一個(gè)主空氣進(jìn)氣管路2 0并且它在一端22被連接到空氣進(jìn)氣歧管2 0 上(或者與之分開)，并且可以包括一個(gè)開放端24用于吸入經(jīng)過其中的空氣。 一個(gè)空氣過濾器26可以位于空氣進(jìn)氣管路20的開放端處或者在其附近。
可以提供一個(gè)燃燒氣體排氣側(cè)16并且將其構(gòu)造和安排為排放來自內(nèi)燃 機(jī)12的燃燒排氣。該燃燒排氣側(cè)16可以包括一個(gè)排氣歧管28，該排氣歧管 被連接到內(nèi)燃機(jī)12上以從其中排出燃燒氣體。排氣側(cè)16可以進(jìn)一步包括一 個(gè)主排氣管路30,該主排氣管路具有與排氣歧管28相連接(與之分開)的 一個(gè)第一端32,并且可以具有一個(gè)開放端34用于將排氣排放到大氣。
系統(tǒng)10可以進(jìn)一步包括一個(gè)第一排氣再循環(huán)(EGR )組件40,該組件從 燃燒排氣側(cè)16延伸到空氣進(jìn)氣側(cè)14。 一個(gè)第一 EGR閥門46可以#:提供為與 主排氣管路30處于流體連通或者可以被提供在一個(gè)主EGR管線42中并且它 被構(gòu)造和安排為控制經(jīng)過該主EGR管線、進(jìn)入空氣進(jìn)氣側(cè)14并且進(jìn)入內(nèi)燃 機(jī)12中的排氣的流量?？梢蕴峁┮粋€(gè)冷卻器44與第一主EGR管線42處于 流體連通用于冷卻流經(jīng)其中的排氣。
系統(tǒng)10可以進(jìn)一步包括一臺(tái)渦輪增壓器48,該渦輪增壓器具有與主排 氣管路30處于流體聯(lián)通的一臺(tái)渦輪機(jī)50，并且具有與主空氣進(jìn)氣管路20 處于流體聯(lián)通以壓縮流經(jīng)其中的氣體的一臺(tái)壓縮機(jī)52。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施 方案中，渦輪才幾50可以具有一種可變渦4侖幾何形狀，并且渦^^葉片可^v至 少一個(gè)第一位置移動(dòng)到一個(gè)第二位置以改變渦輪的幾何形狀，并因此對(duì)于流 經(jīng)其中的一個(gè)給定的速率而改變該渦輪的旋轉(zhuǎn)速度。可變幾何形狀渦輪裝置 是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所熟知的。在2006年10月3日授權(quán)的Scholz等人 的美國專利號(hào)7， 114， 919、 2006年11月21日授權(quán)的Marcis等人的美國專利號(hào)7, 137,778以及2006年3月14日授權(quán)的SUlgenbauer的美國專利號(hào) 7, 010,915中說明了在本發(fā)明的不同實(shí)施方案中有用的可變幾何形狀渦輪裝 置的實(shí)例。
圖3至圖4示出了帶有可變幾何形狀的一臺(tái)渦輪機(jī)50，該渦輪機(jī)包括一 個(gè)可旋轉(zhuǎn)的渦輪機(jī)葉輪300以及圍繞該葉輪300的周邊的多個(gè)可移動(dòng)的葉片 302。將一個(gè)機(jī)構(gòu)304連接到每個(gè)渦輪機(jī)葉片203上并且連接到一個(gè)致動(dòng)器 306上，以將這些葉片移動(dòng)到從完全打開到接近關(guān)閉或者關(guān)閉的任何位置上。 這些可移動(dòng)的葉片302將排氣(箭頭E)引導(dǎo)到渦輪機(jī)葉輪300上?？梢詫?這些葉片302移動(dòng)到一個(gè)接近關(guān)閉的位置，以為流經(jīng)的排氣提供一個(gè)非常狹 窄的通道，由此使朝向這些渦輪機(jī)葉片的排氣加速并且以一個(gè)適當(dāng)?shù)慕嵌葋?碰撞這些渦輪機(jī)葉片以4吏渦輪機(jī)葉輪300在由箭頭W指示的方向中旋轉(zhuǎn)。將 這些葉片的這樣一個(gè)位置對(duì)于低發(fā)動(dòng)機(jī)速度RPM是優(yōu)化的?？梢詫⑦@些葉片 302移動(dòng)到一個(gè)完全打開的位置，以引導(dǎo)在高發(fā)動(dòng)機(jī)速度下的高排氣流量。 渦輪機(jī)50的最適宜的效率典型地發(fā)生在這些葉片302的一個(gè)位置處，該位 置如圖5所示在接近關(guān)閉與完全打開的位置之間的某處。
現(xiàn)在參見圖4,因?yàn)榭梢愿鶕?jù)本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施方案以避免不希望的頻 率的一種方式來運(yùn)行(這將在稍后進(jìn)行說明)渦輪機(jī)50,所以渦輪機(jī)葉輪 300與這些葉片302之間的容許空隙G可以是相對(duì)接近的，由此提高可變幾 何形狀渦輪機(jī)50的效率。
再次參見圖2， 一個(gè)第二 EGR組件70可以被提供用于一種低壓排氣再循 環(huán)。如果希望的話，第二EGR組件70可以被構(gòu)造為與第一EGR組件40完全 相同。在一個(gè)實(shí)施方案中，第二EGR組件包括一個(gè)第二EGR管線71，該管線 具有與主排氣管路30相連接的一個(gè)第一端72以及與主空氣進(jìn)氣管路20相 連接的一個(gè)第二端74。 一個(gè)第二 EGR閥門76可以提供為與該主EGR管路處 于流體連通或者提供在第二 EGR管線71內(nèi)。 一個(gè)第二冷卻器76可以提供為 與第二 EGR管線71處于流體連通以冷卻流經(jīng)其中的排氣。主排氣管路30還 可以包括一個(gè)節(jié)流閥120以控制經(jīng)過該開放端排出的排氣的量值并且迫使排 氣流經(jīng)第二EGR管線71。
在主排氣管^各30中可以包括額外的部件，這些部件包括位于渦輪才幾50 下游的一個(gè)微粒過濾器54。在微粒過濾器54的上游可以定位一個(gè)催化轉(zhuǎn)化 器36并且在孩i粒過濾器54的下游可以定位一個(gè)消聲器38。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，在壓縮機(jī)52的下游可以將一個(gè)過度空氣管路200連接到主空氣進(jìn)氣管路20上。過度空氣管路200可以連管以將空 氣提供給該系統(tǒng)中的不同部件中的任何一個(gè)，這些部件包括(但不限于)用 來冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻流體的一個(gè)散熱器202。過度空氣管^各200也可以連管到 其他部件(包括但不限于冷卻器44、 56、 78 )或者到包括在不同的位置(包 括但不限于微粒過濾器54的前面)處將空氣注入主排氣管路30的其他部件。 過度空氣管路200也可以連管到一個(gè)第二渦輪增壓器210,該第二渦輪增壓 器包括與過度空氣管路200處于流體連通的一臺(tái)渦輪機(jī)212，以減少其中的 氣體的壓力并且同時(shí)在第二渦輪才幾212的下游冷卻流經(jīng)過度空氣管i 各200的 氣體。第二渦輪增壓器210還可以包括與一個(gè)輔助空氣管路218處于流體連 通的一臺(tái)壓縮機(jī)214，該輔助空氣管路可以具有可能通向大氣的一個(gè)第一端 216以及在第二渦輪機(jī)210的下游可以接合到過度空氣管路200上的一個(gè)第 二端220,或者輔助空氣管路216的第二端220可以是連管的，以將空氣提 供給該系統(tǒng)中的另 一個(gè)部件。
可以通過不同的裝置來控制經(jīng)過第 一過度空氣管路2 0 0的流量，這些裝 置包括(但不限于)提供在第一過度空氣管路200內(nèi)的一個(gè)控制閥66或者 位于主空氣進(jìn)氣管J各20與第一過度空氣管路200的接合處的一個(gè)三通閥 66，?？扇芜x地，可以提供與過度空氣管路200處于流體連通的一個(gè)冷卻器 400,以冷卻流經(jīng)其中的空氣。
可以提供與主空氣進(jìn)氣管線20處于流體連通并且位于壓縮機(jī)52的下游 的一個(gè)第二冷卻器56。可任選地， 一個(gè)空氣節(jié)流閥58可以位于空氣進(jìn)氣管 線20內(nèi)，優(yōu)選地位于該第二冷卻器的下游。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案中，可以提供一個(gè)第二或者替代的過度空氣 管路204,該過度空氣管路具有在壓縮機(jī)52下游一個(gè)位置處與主空氣進(jìn)氣管 路20相連接的一個(gè)第一端206。第二過度空氣管路204的一個(gè)第二端208 可以在壓縮機(jī)52上游一個(gè)位置處連接到主空氣進(jìn)氣管路20上。這樣一種安 排允許渦輪機(jī)50以對(duì)渦輪增壓器48有較小損害的速度運(yùn)行。能以一種方式 使渦輪機(jī)50的轉(zhuǎn)速增加，以使從壓縮機(jī)52的空氣輸出超過內(nèi)燃機(jī)12所要 求(即所需要的)的空氣。可以將發(fā)動(dòng)機(jī)12不要求的過度空氣循環(huán)返回在 壓縮機(jī)52上游一個(gè)位置處的空氣進(jìn)氣管路20中?？梢酝ㄟ^不同裝置中的任 何一個(gè)來控制經(jīng)過第二過度空氣管路204的流量，這些裝置包括(但不限于) 可以定位在第二過度空氣管路204中的一個(gè)控制閥67或者可以位于主空氣 進(jìn)氣管路20與第二過度空氣管路204的結(jié)合處的一個(gè)三通閥67，?？梢蕴峁┮粋€(gè)控制器系統(tǒng)(如一個(gè)電子控制模塊或者單元86 )并且它可 以接收來自不同的傳感器或其他控制器或類似器件(包括可以提供關(guān)于發(fā)動(dòng) 機(jī)速度或負(fù)載的信號(hào)的一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)傳感器88)的輸入。ECU 86可以從該系 統(tǒng)中的不同的其他傳感器或者其他裝置接收輸入，包括但不限于主空氣管路 20中的空氣質(zhì)量流量傳感器、主排氣管路30中的排氣流量傳感器、位于主 EGR管線42或者第二 EGR管線71中的流量或者溫度傳感器或者能夠?yàn)镋CU 提供關(guān)于該系統(tǒng)中的任何其他部件的操作條件的輸入。ECU 86可以利用這種 信息來提供一個(gè)輸出，例如(但不限于)控制渦輪機(jī)50、控制閥66、 66，、 67、 67，、節(jié)流閥58、 120或者EGR閥門46、 47的信號(hào)。
現(xiàn)在參見圖12,在另一個(gè)實(shí)施方案中可以提供一個(gè)第二或者替代的渦輪 增壓器210a,該渦4侖增壓器包括一臺(tái)渦輪機(jī)212a和一臺(tái)壓縮機(jī)214a。渦輪 機(jī)212a被連接到一個(gè)過度空氣管路200a上并且壓縮機(jī)214a被連接到EGR 管線42或者71中的一個(gè)上，以泵送EGR氣體經(jīng)過EGR管線42或71中的一 個(gè)?？梢蕴峁┮粋€(gè)閥門66a,以控制經(jīng)過過度空氣管路200a的過量流動(dòng)。過 度空氣管路200a的一端402可以通向大氣或者可以連《^妄到該系統(tǒng)的另一個(gè) 部件上以將空氣傳送到那里。
圖5是描繪渦輪增壓器效率與可變幾何形狀渦輪機(jī)的葉片位置的關(guān)系的 曲線圖。典型地，這些可變幾何形狀渦輪增壓器包括一臺(tái)渦4侖機(jī)，該渦輪機(jī) 具有多個(gè)可移動(dòng)的葉片，這些葉片從一個(gè)接近關(guān)閉的位置可移動(dòng)到一個(gè)完全 打開的位置，以便由此改變該渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)速并且由此改變該壓縮機(jī)的輸出。 典型地，這類可變幾何形狀渦輪增壓器被設(shè)計(jì)為當(dāng)這些葉片處于接近關(guān)閉與 完全打開之間的某個(gè)位置時(shí)該渦輪機(jī)最有效率。例如，線E表示渦輪機(jī)是最 有效率的一個(gè)總體區(qū)域。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，該渦輪機(jī)運(yùn)行在最適 宜的效率的一個(gè)預(yù)定范圍R內(nèi)。例如，可以使該渦輪機(jī)選擇性地運(yùn)轉(zhuǎn)在設(shè)計(jì) 用于渦4侖機(jī)的最佳效率的百分之十之內(nèi)。同時(shí)，該渦輪4幾保持靈活性，以便 以較低的效率條件運(yùn)轉(zhuǎn)，在這些條件中，葉片的這些位置更接近關(guān)閉或者更 接近完全打開。例如，可以調(diào)節(jié)該葉片位置以有助于減少在低發(fā)動(dòng)機(jī)速度時(shí) 的渦輪延遲或利用高發(fā)動(dòng)機(jī)速度時(shí)的高排氣流量?？梢哉{(diào)節(jié)該渦l侖機(jī)的葉片 位置，以便渦輪機(jī)在(例如)90%至100°/。的效率內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)。這可以導(dǎo)致來自壓 縮機(jī)52的一個(gè)輸出，該輸出提供了一個(gè)空氣體積，該體積超過或者不夠以 車輛的操作者所需要的功率水平來操作內(nèi)燃機(jī)所要求的進(jìn)氣量值。如果過度 空氣由壓縮機(jī)52產(chǎn)生，則可以經(jīng)過(例如)第一過度空氣管路200和/或第二過度空氣管路204將過度空氣傳送到車輛中的另一個(gè)部件。如果在壓縮機(jī) 52外的空氣的量值或空氣的流速不夠或者小于以車輛操作者所需要的功率 水平來操作內(nèi)燃機(jī)所要求的進(jìn)氣的量值，則可以經(jīng)過第一排氣再循環(huán)管線42 或者經(jīng)過第二排氣循環(huán)管線71提供額外的補(bǔ)足氣體。
在再一個(gè)實(shí)施方案中，可以調(diào)節(jié)該渦輪速度以便在一個(gè)預(yù)定的目標(biāo)范圍 內(nèi)實(shí)現(xiàn)效率的改進(jìn)。在一個(gè)實(shí)施方案中，效率的改進(jìn)可達(dá)30%。在另一個(gè)實(shí) 施方案中，可以調(diào)節(jié)該渦輪速度以實(shí)現(xiàn)范圍從約1%到約30%的效率改進(jìn)。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，進(jìn)入內(nèi)燃機(jī)12的再循環(huán)的排氣的總量是 可以通過分配或者分割經(jīng)過高壓EGR管線42和低壓EGR管線71的排氣的流 量來提供的。例如，圖6示出了一種操作內(nèi)燃機(jī)換氣系統(tǒng)的方法，該系統(tǒng)具 有一個(gè)整體EGR流速以及在50%的高壓EGR與50%的低壓EGR之間的一個(gè)4分 額600。將該系統(tǒng)操作為如果需要較大的渦輪機(jī)功率(來自該壓縮機(jī)的較高 的增壓需求)的602,那么低壓力EGR質(zhì)量流速增加而降^^高壓力EGR流速， 這樣，進(jìn)入該內(nèi)燃機(jī)中的整體EGR流速保持恒定604。這導(dǎo)致經(jīng)過渦輪機(jī)的 流量的增加，從而導(dǎo)致增加的渦輪機(jī)功率。相反，如果存在渦輪機(jī)功率減少 的需求608,則低壓力EGR質(zhì)量流速減少而高壓力EGR流速增加610。這導(dǎo) 致經(jīng)過渦輪機(jī)的流量減少，由此減少渦輪機(jī)的功率輸出612。
在本發(fā)明的另 一個(gè)實(shí)施方案中，可以操作該渦輪增壓器 以使渦輪速度是 在可接受的速度或頻率的范圍內(nèi)。可接受的速度或頻率是不會(huì)導(dǎo)致渦輪機(jī)損 害的渦輪速度或頻率。相反，可以操作該渦輪機(jī)，以避免具有不可接受的共 振模式的速度。圖7是發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載與發(fā)動(dòng)機(jī)速度以及相關(guān)聯(lián)的渦輪增壓器的 渦輪速度的曲線圖。不希望的渦輪速度的一個(gè)區(qū)域或范圍被示為區(qū)域A,該 區(qū)域可以包括不希望的共振模式。隨著內(nèi)燃機(jī)的排氣輸出的改變，渦輪機(jī)旋 轉(zhuǎn)的速度將成比例地改變，只要這些葉片的位置保持恒定。因?yàn)闇u輪速度隨 內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)而變化，所以渦輪速度是可以通過調(diào)節(jié)葉片的位置來控制的， 這樣可以避免具有與葉片位置相關(guān)聯(lián)的不可接受的頻率的不希望的速度。這 就是說，可以調(diào)節(jié)這些渦輪機(jī)葉片的位置，以使該速度快速增加或減少以便 跳過或經(jīng)過某些不希望的速度，并由此避免不希望的彎曲模式而沒有負(fù)面影 響整體發(fā)動(dòng)機(jī)性能。
現(xiàn)在參見圖8,本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案包括一種運(yùn)轉(zhuǎn)渦輪機(jī)或渦輪增壓 器的方法，該方法包括連續(xù)監(jiān)測渦輪速度的步驟800。在第二步驟802中， 進(jìn)行一種比較以確定該渦輪速度是否接近一個(gè)不希望的速度或者不希望的共振速度。如果不是，則不調(diào)節(jié)渦輪速度804。在另一個(gè)步驟806中，如果 該渦輪速度接近一個(gè)不希望的速度或者不希望的共振速度，則打開壓縮機(jī)再 循環(huán)閥(67, 67，)，這樣增壓壓力減少并且該發(fā)動(dòng)機(jī)中的流量將降低。此后 或者同時(shí)，在另一個(gè)步驟810中，使該渦輪機(jī)的可變?nèi)~片機(jī)構(gòu)在接近關(guān)閉位 置的方向中移動(dòng)，以補(bǔ)償該增壓的壓力下降。在另一個(gè)步驟812中，進(jìn)行一 種比較以確定該增壓的壓力下降是否已得到完全補(bǔ)償。如果是，則繼續(xù)監(jiān)測 該渦輪速度。如果不是，則重復(fù)步驟810。
現(xiàn)在參見圖9,本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案包括在發(fā)動(dòng)^L空氣流量增加的過 程中(如當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)加速時(shí))控制渦輪增壓器經(jīng)過一個(gè)共振區(qū)域的過渡。在本 發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，相對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)所需的預(yù)期的空氣流量需求來控制渦 輪增壓器。例如，如果期待著預(yù)望的空氣流量如圖9的虛線所示那樣增加， 則對(duì)渦輪速度的預(yù)期改變做出估算或者確定一個(gè)預(yù)期的渦輪速度路徑，并且 確定對(duì)于渦輪速度的預(yù)期改變或預(yù)期的渦輪速度路徑是否將？ 1起該渦輪速 度經(jīng)過一個(gè)共振區(qū)域(與不希望的彎曲模式相關(guān)聯(lián)的速度)。如果是這樣， 則通過增加渦輪速度來改變渦輪速度路徑，以快速地移動(dòng)經(jīng)過或者跳過該共 振區(qū)域。此后，可以維持該渦輪速度，改變或減少速度增加的速率直到渦輪 速度與滿足發(fā)動(dòng)機(jī)所要求的空氣流量所必需的渦輪速度的預(yù)期路徑相遇。此 后，可以控制渦輪速度以沿著滿足發(fā)動(dòng)機(jī)中的空氣流量的增加所需要的預(yù)期 的渦輪速度路徑流動(dòng)。當(dāng)渦輪速度大于滿足發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣流量需求所必須的 速度時(shí)，可以用在此說明的任何方式來利用由壓縮機(jī)產(chǎn)生的過度空氣。
現(xiàn)在參見圖10，實(shí)現(xiàn)結(jié)合圖9所說明的渦輪速度路徑的變更的一個(gè)實(shí)施 方案可以包括改變可變幾何形狀渦輪機(jī)50的葉片角度(例如通過使用一個(gè) 控制器)，以增加或者降低渦輪速度從而跳過該共振速度?？梢哉{(diào)節(jié)流動(dòng)經(jīng) 過高壓EGR管線42或者低壓EGR管線71的再循環(huán)氣體的分量(例如使用一 個(gè)控制器)，調(diào)節(jié)一個(gè)過度空氣放泄閥67或者可以使用一個(gè)可變壓縮機(jī)致動(dòng) 器來改變壓縮機(jī)的葉片位置，以避免到發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣質(zhì)量流量的不希望的增 加。
現(xiàn)在參見圖11,本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案包括在發(fā)動(dòng)機(jī)空氣流量下降(例 如當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)減速時(shí))的過程中控制該渦輪增壓器轉(zhuǎn)換經(jīng)過一個(gè)共振區(qū)域。在 本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，相對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)所需要的預(yù)期的空氣流量需求來控 制該渦輪增壓器。例如，如果希望預(yù)期的空氣流量如圖11中的虛線所示的 那樣減少，則對(duì)渦輪速度的預(yù)期改變做出估算或者確定一個(gè)預(yù)期的渦輪速度起渦輪速度經(jīng)過一個(gè)共振區(qū)域(與不希望的彎曲模式相關(guān)聯(lián)的速度)。如果 是這樣，則通過維持一個(gè)速度或者減少渦輪速度減少的速率來改變渦輪速度 的路徑，這樣使渦輪速度在一段時(shí)間上大于與共振區(qū)域相關(guān)聯(lián)的速度。此后， 可以快速地減小渦輪速度，以快速地移動(dòng)經(jīng)過該共振區(qū)域或者跳過該共振區(qū) 域，這樣渦輪速度與滿足發(fā)動(dòng)機(jī)所要求的預(yù)期的空氣流量所需要的渦輪速度 的預(yù)期路徑相遇。此后，可以控制渦輪速度，以沿著滿足發(fā)動(dòng)機(jī)中的空氣流 量的減少所需要的預(yù)期的渦輪速度的路徑流動(dòng)。當(dāng)渦輪速度大于滿足發(fā)動(dòng)機(jī) 的空氣流量需求所必須的速度時(shí)，可以用在此說明的任何方式來利用由壓縮 機(jī)產(chǎn)生的過度空氣。
本發(fā)明的實(shí)施方案的以上說明在本質(zhì)上僅僅是示例性的，因此，其變體 不得被認(rèn)為脫離本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種方法，包括提供一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一臺(tái)內(nèi)燃機(jī)和一個(gè)空氣進(jìn)氣側(cè)、一個(gè)排氣側(cè)、包括一臺(tái)渦輪機(jī)和一臺(tái)壓縮機(jī)的一個(gè)渦輪增壓器、以及在該空氣進(jìn)氣側(cè)與該排氣側(cè)之間延伸的至少一個(gè)第一排氣再循環(huán)管線；確定在由一個(gè)車輛的操作者要求的一個(gè)功率水平處運(yùn)轉(zhuǎn)該內(nèi)燃機(jī)所需要的進(jìn)氣的體積；控制該渦輪增壓器的運(yùn)轉(zhuǎn)，以將該渦輪機(jī)的速度調(diào)整到一個(gè)調(diào)節(jié)的速度，并且其中該調(diào)節(jié)的速度是以下至少之一一個(gè)速度，該速度導(dǎo)致相對(duì)于在該第一速度下渦輪增壓器的渦輪機(jī)的效率該渦輪增壓器的渦輪機(jī)在效率上的一個(gè)改變，該改變是在對(duì)于該渦輪增壓器的渦輪機(jī)的一個(gè)目標(biāo)百分比范圍之內(nèi)的在效率上的一種改進(jìn)；在一個(gè)可接受的速度范圍之內(nèi)的一個(gè)速度，其中每個(gè)可接受的速度具有一個(gè)相關(guān)聯(lián)的可接受的共振模式或彎曲模式；一個(gè)速度，該速度足以從該壓縮機(jī)產(chǎn)生超過由該車輛的操作者所要求的功率水平來運(yùn)轉(zhuǎn)該內(nèi)燃機(jī)所希望的進(jìn)氣體積的一個(gè)量值的空氣；確定該渦輪的調(diào)節(jié)的速度是否從該渦輪增壓器的壓縮機(jī)產(chǎn)生一個(gè)量值的空氣，該量值的空氣超過由該車輛的操作者所要求的功率水平來運(yùn)轉(zhuǎn)該內(nèi)燃機(jī)所需要的進(jìn)氣的體積，并且將由該壓縮機(jī)產(chǎn)生的任何過度空氣傳送到該車輛的另一個(gè)部件。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括在該渦輪增壓器下游的一個(gè)第二排氣再循環(huán)管線并且對(duì)經(jīng)過該第 一 和第二排氣再循環(huán)管線的氣體的流量進(jìn)行劃分，以增加該渦輪增壓譯的效率或者實(shí)現(xiàn)一個(gè)特定的所希望的渦輪增壓器的性能。
3. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中該渦輪增壓器具有一個(gè)可變幾何形狀，并且其中該渦輪機(jī)包括多個(gè)可移動(dòng)的葉片或者其他可調(diào)節(jié)幾何形狀的部件，并且其中對(duì)該渦輪增壓器的運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)行控制以使該渦輪增壓器的渦輪機(jī)的速度處于一個(gè)調(diào)節(jié)的速度包括移動(dòng)這些葉片。
4. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中該目標(biāo)百分比范圍是該渦輪增壓器的渦輪^/L的效率1%至30%的改進(jìn)。
5. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中該系統(tǒng)進(jìn)一步包括用于冷卻內(nèi)燃機(jī)流體的一個(gè)散熱器，并且其中將由該壓縮機(jī)產(chǎn)生的任何過度空氣傳送到另一個(gè)部件上包括將該壓縮機(jī)產(chǎn)生的過度氣體傳送流過該散熱器。
6. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中該部件包括一個(gè)高壓排氣再循環(huán)管線中的一個(gè)第一冷卻器、 一個(gè)低壓排氣再循環(huán)管線中的一個(gè)第二冷卻器或者該空氣進(jìn)氣側(cè)中的 一個(gè)增壓空氣冷卻器中的至少 一個(gè)。
7. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中該部件包括在該壓縮機(jī)下游的該空氣進(jìn)氣側(cè)的一l殳。
8. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中該調(diào)節(jié)的速度是導(dǎo)致相對(duì)于該渦輪增壓器的渦輪機(jī)在該第 一速度的效率該渦輪增壓器的渦輪機(jī)在效率上的一個(gè)改變的一個(gè)速度，該改變是在對(duì)于該渦輪增壓器的渦輪機(jī)的一個(gè)目標(biāo)百分比范圍之內(nèi)在效率上的一種改進(jìn)。
9. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中該調(diào)節(jié)的速度是在一個(gè)可接受的速度范圍之內(nèi)，其中每個(gè)可接受的速度具有一個(gè)相關(guān)聯(lián)的可接受的共振模式或者彎曲模式，以便由此避免具有相關(guān)聯(lián)的不可接受的共振或彎曲模式的速度。
10. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中該調(diào)節(jié)的速度是足以從該壓縮機(jī)產(chǎn)容禾;的量值的空氣。 '、，^" ' '" * 、、 、
11. 如權(quán)利要求1Q所述的方法，進(jìn)一步包括將由該壓縮機(jī)產(chǎn)生的過度空氣傳送到另一個(gè)部件。
12. 如權(quán)利要求11所述的方法，其中該部件包括可操作地連接的一個(gè)散熱器以冷卻發(fā)動(dòng)沖幾冷卻流體。
13. 如權(quán)利要求11所述的方法，其中該部件包括以下各項(xiàng)中的至少一個(gè)在該排氣側(cè)與該空氣進(jìn)氣側(cè)之間延伸的一個(gè)高壓排氣再循環(huán)管線中的一個(gè)第 一冷卻器、從該排氣側(cè)延伸到該空氣進(jìn)氣側(cè)的一個(gè)低壓排氣再循環(huán)管線中的一個(gè)第二冷卻器、或者該空氣進(jìn)氣側(cè)中的一個(gè)增壓空氣冷卻器。
14. 如權(quán)利要求11所述的方法，其中該部件是一個(gè)第二渦輪增壓器。
15. 如權(quán)利要求14所述的方法，其中該第二渦輪增壓器包括與在該空氣進(jìn)氣側(cè)與該排氣側(cè)之間延伸的 一 個(gè)排氣再循環(huán)管線處于流體連通的 一 臺(tái)壓縮機(jī)，以將排氣泵送經(jīng)過該再循環(huán)管線并且該壓縮機(jī)被連接到一臺(tái)渦輪機(jī)上，該渦輪機(jī)與帶有流經(jīng)其中的過度空氣的 一個(gè)管路處于流體連通。
16. 如權(quán)利要求11所述的方法，其中該部件包括與一個(gè)過度空氣管路處于流體連通的一臺(tái)渦輪機(jī)，該過度空氣管路被連接到以下這些部件中的至少一個(gè)上或者在其附近終止，這些部件包括可操作地連接以冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻流體的一個(gè)散熱器、在該排氣側(cè)與該空氣進(jìn)氣側(cè)之間延伸的一個(gè)高壓排氣 再循環(huán)管線中的一個(gè)第一冷卻器、從該排氣側(cè)延伸到該空氣進(jìn)氣側(cè)的一個(gè)低 壓排氣再循環(huán)管線中的一個(gè)第二冷卻器、或者在該空氣進(jìn)氣側(cè)中的一個(gè)增壓 空氣冷卻器。
17. 如權(quán)利要求16所述的方法，進(jìn)一步包括被連接到該過度空氣管路 上以冷卻流經(jīng)其中的空氣的一個(gè)冷卻器。
18. 如權(quán)利要求9所述的方法，其中控制該渦輪機(jī)的速度以跳過多個(gè)不 希望的速度。
19. 如權(quán)利要求10所述的方法，其中進(jìn)一步包括使由該壓縮機(jī)產(chǎn)生的 任何過度空氣流過一個(gè)第一過度空氣管路。
20. 如權(quán)利要求19所述的方法，其中該第一過度空氣管路具有連接到 該系統(tǒng)中的另 一個(gè)部件上的 一個(gè)第二端。
21. 如權(quán)利要求20所述的方法，其中該第一過度空氣管路的該第二端 是在該壓縮機(jī)上游的一個(gè)位置處連接到該空氣進(jìn)氣側(cè)上的。
22. 如權(quán)利要求20所述的方法，其中該第一過度空氣管路的第二端被 連接到以下這些部件中的至少一個(gè)上或者在其附近終止，這些部件包括一 個(gè)散熱器、從該排氣側(cè)延伸到該空氣進(jìn)氣側(cè)的一個(gè)高壓排氣再循環(huán)管線中的 一個(gè)第一冷卻器、從該排氣側(cè)延伸到該空氣進(jìn)氣側(cè)的一個(gè)低壓排氣再循環(huán)管 線中的一個(gè)第二冷卻器、或者在該空氣進(jìn)氣側(cè)中的一個(gè)增壓空氣冷卻器。
23. 如權(quán)利要求19所述的方法，其中該系統(tǒng)進(jìn)一步包括一個(gè)第二過度 空氣管路，該第二過度空氣管路具有在該壓縮機(jī)下游的一個(gè)位置處連接到該 空氣進(jìn)氣側(cè)上的一個(gè)第一端。
24. 如權(quán)利要求23所述的方法，其中該第二過度空氣管路的該第二端 是在該壓縮機(jī)上游的一個(gè)位置處連接到該空氣進(jìn)氣側(cè)上的，并且其中該第一 過度空氣管路被連接到以下這些部件中的至少一個(gè)上或者在其附近終止，這 些部件包括 一個(gè)散熱器、從該排氣側(cè)延伸到該空氣進(jìn)氣側(cè)的一個(gè)高壓排氣 再循環(huán)管線中的一個(gè)第一冷卻器、從該排氣側(cè)延伸到該空氣進(jìn)氣側(cè)的一個(gè)低 壓排氣再循環(huán)管線中的一個(gè)第二冷卻器、或者在該空氣進(jìn)氣側(cè)中的一個(gè)增壓 空氣冷卻器或者在通向一個(gè)散熱器的一個(gè)管路中的一個(gè)冷卻器。
25. 如權(quán)利要求19所述的方法，其中該系統(tǒng)進(jìn)一步包括一個(gè)第二渦輪 增壓器，該第二渦輪增壓器具有與該第一過度空氣管路處于流體連通的一臺(tái) 渦輪機(jī)以及與一個(gè)輔助空氣管路處于流體連通的一臺(tái)壓縮機(jī)。
26. —種方法，包括提供一個(gè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一臺(tái)內(nèi)燃機(jī)和一個(gè)空氣進(jìn)氣側(cè)、 一個(gè)排氣側(cè)、 一個(gè)渦輪增壓器，該渦輪增壓器包括一臺(tái)渦輪機(jī)和一臺(tái)壓縮機(jī)以及在該空氣 進(jìn)氣側(cè)與該排氣側(cè)之間延伸的至少 一個(gè)第 一排氣再循環(huán)管線；當(dāng)要求增加發(fā)動(dòng)機(jī)空氣流量時(shí)控制該渦輪增壓器轉(zhuǎn)換經(jīng)過一個(gè)共振區(qū) 域，包括對(duì)渦輪速度的預(yù)期變化以及一個(gè)預(yù)期的渦輪速度路徑進(jìn)行估算并且 確定該預(yù)期的渦輪速度路徑是否將？ 1起該渦輪速度經(jīng)過一個(gè)共振區(qū)域，并且 如果是這樣，則通過快速增加該渦輪的速度來改變該渦輪速度的路徑，以便 快速地移動(dòng)經(jīng)過或者跳過該共振區(qū)域。
27. 如權(quán)利要求26所述的方法，其中在將該渦輪速度快速增加以便快 速地移動(dòng)經(jīng)過或者跳過共振區(qū)域后，在此后維持該渦輪速度，減少該渦輪速 度增加或者減少渦輪速度的速率，這樣，該渦輪的速度大于與共振相關(guān)聯(lián)的 這些速度，并且這樣該渦輪的速度與滿足該發(fā)動(dòng)機(jī)要求的空氣流量所需要的 渦輪速度的預(yù)期路徑相遇，并且此后控制該渦輪速度沿著滿足該發(fā)動(dòng)機(jī)中的 空氣流量的增加所需要的預(yù)期的渦輪速度路徑流動(dòng)。
28. 如權(quán)利要求26所述的方法，進(jìn)一步包括當(dāng)該渦輪速度大于滿足該 發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣流量要求所需要的速度時(shí)，使該壓縮機(jī)產(chǎn)生的過度空氣流到該 系統(tǒng)中的另一個(gè)部件。
29. 如權(quán)利要求26所述的方法，其中該第一排氣再循環(huán)管線是一個(gè)高 壓排氣再循環(huán)管線并且進(jìn)一步包括一個(gè)低壓排氣再循環(huán)管線以及調(diào)節(jié)流經(jīng) 該高壓排氣再循環(huán)管線和低壓排氣再循環(huán)管線的再循環(huán)氣體的分量，以避免 到該發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣質(zhì)量流量的不希望的增加。
30. —種方法，包括提供一個(gè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一臺(tái)內(nèi)燃機(jī)和一個(gè)空氣進(jìn)氣側(cè)、 一個(gè)排氣側(cè)、 包括一 臺(tái)渦輪機(jī)和一 臺(tái)壓縮機(jī)的一個(gè)渦輪增壓器、以及在該空氣進(jìn)氣側(cè)與該 排氣側(cè)之間延伸的至少 一個(gè)第 一排氣再循環(huán)管線；當(dāng)要求增加發(fā)動(dòng)機(jī)空氣流量時(shí)控制該渦輪增壓器轉(zhuǎn)換經(jīng)過一個(gè)共振區(qū) 域，包括對(duì)渦輪速度的預(yù)期變化以及必需實(shí)現(xiàn)要求發(fā)動(dòng)機(jī)空氣流量減少的一 個(gè)預(yù)期的渦輪速度路徑進(jìn)行估算并且確定該預(yù)期的渦輪速度路徑是否將引 起該渦輪速度經(jīng)過一個(gè)共振區(qū)域，并且如果是這樣，則維持該渦輪速度，減 少渦輪速度減少或增加該渦輪速度的速率，這樣， 一段時(shí)間該渦輪的速度大 于與該共振區(qū)域相關(guān)聯(lián)的這些速度，并且此后快速減少該渦輪的速度，以便快速地移動(dòng)經(jīng)過該共振區(qū)域或者跳過該共振區(qū)域，這樣使該渦輪速度與滿足 該發(fā)動(dòng)機(jī)減少的空氣流量要求的空氣流量所需要的渦輪速度的預(yù)期路徑相 遇。
31. 如權(quán)利要求30所述的方法，其中在該渦輪速度被快速地減少以便 快速地移動(dòng)經(jīng)過或者跳過該共振區(qū)域之后，在此后對(duì)該渦4侖速度進(jìn)行控制， 使它沿著滿足該發(fā)動(dòng)機(jī)中的空氣流量減少所需要的預(yù)期的渦輪速度路徑流 動(dòng)。
32. 如權(quán)利要求30所述的方法，進(jìn)一步包括當(dāng)該渦輪速度大于滿足該 發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣流量要求所需要的速度時(shí)，將該壓縮機(jī)產(chǎn)生的過度空氣傳送到 該系統(tǒng)中的另 一個(gè)部件。
33. —種產(chǎn)品，包括一個(gè)內(nèi)燃機(jī)換氣系統(tǒng)，包括一個(gè)空氣進(jìn)氣側(cè)和一個(gè)排氣側(cè)、 一個(gè)渦輪增 壓器，該渦輪增壓器具有與該排氣側(cè)處于流體連通的一 臺(tái)渦輪機(jī)以及與該空 氣進(jìn)氣側(cè)處于流體連通的一臺(tái)壓縮機(jī)，以及至少一個(gè)第一過度空氣管路，該 過度空氣管路具有在該壓縮機(jī)下游的一個(gè)位置處與該空氣進(jìn)氣側(cè)連接的一 個(gè)第一端并且具有被連接到以下這些部件中的至少一個(gè)上的一個(gè)第二端，這 些部件是被構(gòu)造和安排為冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻流體的一個(gè)散熱器、從該排氣側(cè) 延伸到該空氣進(jìn)氣側(cè)的一個(gè)高壓排氣再循環(huán)管線中的一個(gè)第一冷卻器、從該 排氣側(cè)延伸到該空氣進(jìn)氣側(cè)的一個(gè)低壓排氣再循環(huán)管線中的一個(gè)第二冷卻 器、該空氣進(jìn)氣側(cè)中的一個(gè)增壓空氣冷卻器、或者在該壓縮^/L上游的一個(gè)位 置處的該空氣進(jìn)氣側(cè)的 一段。
34. 如權(quán)利要求33所述的產(chǎn)品，進(jìn)一步包括被構(gòu)造和安排為控制經(jīng)過 該第 一過度空氣管^各的空氣的流動(dòng)的 一個(gè)控制閥。
35. 如權(quán)利要求34所述的產(chǎn)品，其中該控制閥門位于該第一過度空氣 管路內(nèi)。
36. 如權(quán)利要求34所述的產(chǎn)品，其中該控制閥門位于該第一過度空氣 管路與該空氣進(jìn)氣側(cè)的接合處。
37. 如權(quán)利要求34所述的產(chǎn)品，進(jìn)一步包括一個(gè)控制器系統(tǒng)，其中該 渦輪機(jī)包括多個(gè)可移動(dòng)的葉片，并且該控制器被可操作地連接到該渦輪機(jī)上 以移動(dòng)這些葉片，從而由該壓縮機(jī)產(chǎn)生超過以一個(gè)給定的功率水平操作內(nèi)燃 機(jī)所需要的一個(gè)量值的空氣并且該控制器被可操作地連接到該閥門上，以控 制經(jīng)過該第 一過度空氣管路的過度空氣的流動(dòng)。
全文摘要
本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案包括控制渦輪增壓器的一種方法，以實(shí)現(xiàn)以下各項(xiàng)中的至少一項(xiàng)產(chǎn)生超過在特定功率要求下來運(yùn)轉(zhuǎn)內(nèi)燃機(jī)所需要的空氣；控制經(jīng)過渦輪機(jī)的氣體流動(dòng)；或者獨(dú)立于為了避免特定速度所需要的增壓壓力來控制渦輪速度。
文檔編號(hào)F02B37/12GK101675223SQ200880014799
公開日2010年3月17日 申請日期2008年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月14日
發(fā)明者O·韋伯, V·喬爾格 申請人:博格華納公司