[發(fā)明專利]一種渦輪復(fù)合內(nèi)燃機(jī)余熱利用裝置及其控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810449774.0
• 申請(qǐng)日: 2018-05-11
• 公開（公告）號(hào): CN108757163B
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙榮超;李巍華;諸葛偉林;張揚(yáng)軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): F02B41/10
• 分類號(hào): F02B41/10;F01N5/02;F22B1/18
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍;黃海波

1.一種渦輪復(fù)合內(nèi)燃機(jī)余熱利用裝置，其特征在于，包括：控制器(14)、蒸汽發(fā)生器、電控閥門(12)、依次連接內(nèi)燃機(jī)(8)進(jìn)氣口的壓氣機(jī)(10)和中冷器(9)，所述內(nèi)燃機(jī)(8)排氣口依次連接增壓渦輪(11)和可變幾何動(dòng)力渦輪(4)的進(jìn)氣口，所述可變幾何動(dòng)力渦輪(4)的輸出端依次連接無(wú)級(jí)變速器(5)、液力偶合器(6)和齒輪對(duì)(7)，所述齒輪對(duì)(7)的輸出端與內(nèi)燃機(jī)(8)曲軸驅(qū)動(dòng)連接；所述可變幾何動(dòng)力渦輪(4)的出氣口連接所述蒸汽發(fā)生器進(jìn)行換熱，所述蒸汽發(fā)生器的出氣口通過(guò)電控閥門(12)連接所述增壓渦輪(11)進(jìn)氣口；所述控制器(14)分別與內(nèi)燃機(jī)(8)內(nèi)的負(fù)荷傳感器、電控閥門(12)、可變幾何動(dòng)力渦輪(4)和無(wú)級(jí)變速器(5)電路連接，用于根據(jù)所檢測(cè)的內(nèi)燃機(jī)(8)負(fù)荷信號(hào)對(duì)電控閥門(12)的開關(guān)狀態(tài)、可變幾何動(dòng)力渦輪(4)的開度和無(wú)級(jí)變速器(5)減速比進(jìn)行協(xié)同控制；所述控制器(14)根據(jù)所檢測(cè)的負(fù)荷信號(hào)對(duì)電控閥門(12)的開關(guān)狀態(tài)、可變幾何動(dòng)力渦輪(4)的開度和無(wú)級(jí)變速器(5)減速比進(jìn)行協(xié)同控制，具體包括：

當(dāng)內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷工況低于設(shè)定閾值時(shí)，所述控制器(14)發(fā)出指令，使電控閥門(12)保持關(guān)閉狀態(tài)，所述可變幾何動(dòng)力渦輪(4)的開度為T1，無(wú)級(jí)變速器(5)的減速比為G1；

當(dāng)內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷工況高于設(shè)定閾值時(shí)，所述控制器(14)發(fā)出指令，使電控閥門(12)處于打開狀態(tài)，所述可變幾何動(dòng)力渦輪(4)的開度減少為T2，無(wú)級(jí)變速器(5)的減速比增大到G2。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種渦輪復(fù)合內(nèi)燃機(jī)余熱利用裝置，其特征在于，所述的電控閥門(12)為常閉閥門。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種渦輪復(fù)合內(nèi)燃機(jī)余熱利用裝置，其特征在于，所述的蒸汽發(fā)生器包括水箱(1)、水泵(2)、換熱器(3)、蒸汽儲(chǔ)存罐(13)，所述的水箱(1)通過(guò)管路依次連接水泵(2)、換熱器(3)、蒸汽儲(chǔ)存罐(13)、電控閥門(12)，所述可變幾何動(dòng)力渦輪(4)的出氣口連接所述換熱器(3)進(jìn)行換熱。

4.一種如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述渦輪復(fù)合內(nèi)燃機(jī)余熱利用裝置的控制方法，其特征在于，包括步驟：

檢測(cè)內(nèi)燃機(jī)(8)的負(fù)荷信號(hào)；

所述控制器(14)根據(jù)所檢測(cè)的負(fù)荷信號(hào)對(duì)電控閥門(12)的開關(guān)狀態(tài)、可變幾何動(dòng)力渦輪(4)的開度和無(wú)級(jí)變速器(5)減速比進(jìn)行協(xié)同控制，使可變幾何動(dòng)力渦輪(4)回收更多排氣能量，提高發(fā)動(dòng)機(jī)在中高負(fù)荷的熱效率，降低油耗；

所述控制器(14)根據(jù)所檢測(cè)的負(fù)荷信號(hào)對(duì)電控閥門(12)的開關(guān)狀態(tài)、可變幾何動(dòng)力渦輪(4)的開度和無(wú)級(jí)變速器(5)減速比進(jìn)行協(xié)同控制，具體包括：

當(dāng)內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷工況低于設(shè)定閾值時(shí)，所述控制器(14)發(fā)出指令，使電控閥門(12)保持關(guān)閉狀態(tài)，所述可變幾何動(dòng)力渦輪(4)的開度為T1，無(wú)級(jí)變速器(5)的減速比為G1；

當(dāng)內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷工況高于設(shè)定閾值時(shí)，所述控制器(14)發(fā)出指令，使電控閥門(12)處于打開狀態(tài)，所述可變幾何動(dòng)力渦輪(4)的開度減少為T2，無(wú)級(jí)變速器(5)的減速比增大到G2。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述的設(shè)定閾值在不同轉(zhuǎn)速工況下的變化范圍為內(nèi)燃機(jī)滿負(fù)荷工況的50-70%。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述的開度T2比開度T1減少5%-20%。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述減速比G2與減速比G1相比增大10%-30%。