[發(fā)明專利]一種優(yōu)化排放及能效水平的內(nèi)燃機(jī)車發(fā)電機(jī)組

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110923073.8
• 申請日: 2021-08-12
• 公開（公告）號: CN113464275A
• 公開（公告）日: 2021-10-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李忞;王大鵬;蔡延年;倪忠強(qiáng);王鐵鈞;孫珂;張文亨
• 申請（專利權(quán)）人: 中車大連機(jī)車車輛有限公司
• 主分類號: F02B63/04
• 分類號: F02B63/04;F02B77/00;F02B77/08;F02D41/30
• 代理公司: 北京連和連知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11278
• 代理人: 劉小峰;楊帆

本發(fā)明公開了一種內(nèi)燃機(jī)車發(fā)電機(jī)組，包含內(nèi)燃機(jī)、交流電機(jī)、儲能設(shè)備和變流器；交流電機(jī)與所述內(nèi)燃機(jī)主軸相連；變流器包含交流側(cè)和直流側(cè)；變流器的交流側(cè)與所述交流電機(jī)相連；變流器的直流側(cè)與機(jī)車直流母線相連；儲能設(shè)備接到機(jī)車直流母線上，以為變流器供能和/或從機(jī)車直流母線獲取電能。本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)車發(fā)電機(jī)組可提升內(nèi)燃機(jī)車提升功率的響應(yīng)速度，提高其柴油發(fā)電機(jī)組的能效和排放環(huán)保水平。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)車領(lǐng)域，并且更具體地，涉及一種內(nèi)燃機(jī)車發(fā)電機(jī)組，其優(yōu)化了排放及能效水平。

背景技術(shù)

內(nèi)燃機(jī)車的發(fā)電機(jī)組在穩(wěn)定轉(zhuǎn)速下運(yùn)行時，其效率及排放均能實(shí)現(xiàn)較好控制，但在轉(zhuǎn)速提升時，因?yàn)閼T性原因，發(fā)電機(jī)組實(shí)際轉(zhuǎn)速需要一定時間才能達(dá)到控制目標(biāo)轉(zhuǎn)速值，而在實(shí)際轉(zhuǎn)速與控制目標(biāo)轉(zhuǎn)速值差異較大的時間段，因?qū)嶋H轉(zhuǎn)速與內(nèi)燃機(jī)的噴油量、噴油時機(jī)不能匹配，導(dǎo)致該段時間內(nèi)燃油不能充分燃燒，能效及排放情況均處于較差水平，此時內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組動態(tài)性能也較差。

目前較為成熟的方案是對內(nèi)燃機(jī)最低轉(zhuǎn)速和最高轉(zhuǎn)速之間的區(qū)段進(jìn)行細(xì)分，對應(yīng)的給每個轉(zhuǎn)速級匹配最適合的噴油量和噴油時機(jī)。

但這種方式需要對內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行長時間的調(diào)教，拖慢產(chǎn)品研發(fā)周期，并且依然無法避開內(nèi)燃機(jī)特性中低能效的轉(zhuǎn)速區(qū)段。

因此，需要一種優(yōu)化了排放及能效水平的內(nèi)燃機(jī)車發(fā)電機(jī)組。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)不足，本發(fā)明的目的在于提供一種內(nèi)燃機(jī)車發(fā)電機(jī)組，其設(shè)計(jì)環(huán)保，可使內(nèi)燃機(jī)車在內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速提升的過程中保持優(yōu)秀的排放及能效水平，并優(yōu)化內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組動態(tài)性能。

基于上述目的，采用如下技術(shù)方案：

根據(jù)本發(fā)明，提供一種內(nèi)燃機(jī)車發(fā)電機(jī)組，包含：

內(nèi)燃機(jī)；

交流電機(jī)，交流電機(jī)與內(nèi)燃機(jī)主軸相連；

變流器，變流器包含交流側(cè)和直流側(cè)；變流器的交流側(cè)與交流電機(jī)相連；變流器的直流側(cè)與機(jī)車直流母線相連；

儲能設(shè)備，儲能設(shè)備接到機(jī)車直流母線上，以為變流器供能和/或從機(jī)車直流母線獲取電能。

進(jìn)一步地，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)車發(fā)電機(jī)組處于起動過程：

儲能設(shè)備釋放電能，電能通過機(jī)車直流母線傳入變流器的直流側(cè)，形成直流電；

直流電經(jīng)變流器逆變?yōu)榻涣麟娗铱刂平涣麟姍C(jī)轉(zhuǎn)動；

內(nèi)燃機(jī)被交流電機(jī)帶動旋轉(zhuǎn)且不噴油；

當(dāng)內(nèi)燃機(jī)達(dá)到起動轉(zhuǎn)速(起動轉(zhuǎn)速為內(nèi)燃機(jī)裝車后的最低運(yùn)行轉(zhuǎn)速)時，內(nèi)燃機(jī)按起動轉(zhuǎn)速對應(yīng)噴油量開始噴油并輸出能量，變流器控制交流電機(jī)使其進(jìn)入發(fā)電狀態(tài)，內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組進(jìn)入發(fā)電狀態(tài)。

進(jìn)一步地，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)車發(fā)電機(jī)組處于升速過程：

內(nèi)燃機(jī)停止噴油；

儲能設(shè)備釋放電能，電能通過機(jī)車直流母線傳入變流器的直流側(cè)，形成直流電；

直流電經(jīng)變流器逆變?yōu)榻涣麟姡铱刂平涣麟姍C(jī)提升轉(zhuǎn)速；

內(nèi)燃機(jī)被交流電機(jī)帶動旋轉(zhuǎn)直至達(dá)到目標(biāo)轉(zhuǎn)速值后，內(nèi)燃機(jī)按照目標(biāo)轉(zhuǎn)速值對應(yīng)的噴油量進(jìn)行噴油并輸出能量，變流器控制交流電機(jī)使其進(jìn)入發(fā)電狀態(tài)，內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組進(jìn)入發(fā)電狀態(tài)。

進(jìn)一步地，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)車發(fā)電機(jī)組處于穩(wěn)定的輸出能量的過程：

內(nèi)燃機(jī)輸出的機(jī)械能經(jīng)交流電機(jī)轉(zhuǎn)化為電能；再通過變流器整流后供給機(jī)車直流母線；

儲能設(shè)備可選擇地從機(jī)車直流母線吸收電能。

進(jìn)一步地，當(dāng)所述內(nèi)燃機(jī)車發(fā)電機(jī)組處于減速過程：