Способ (варианты) и система управления турбогенератором путем изменения фаз газораспределения и продолжительности открытия выпускного клапана в двигателе с разветвленной выхлопной системой - RU2015147459A

1. Способ для двигателя с разветвленной выхлопной системой, содержащий:

в ответ на частоту вращения турбины, превышающую первое пороговое значение частоты вращения турбины,

запаздывание времени открытия первого выпускного клапана цилиндра, подающего отработавшие газы в турбину турбогенератора.

2. Способ по п. 1, дополнительно содержащий опережение времени открытия второго выпускного клапана цилиндра, подающего отработавшие газы в каталитический нейтрализатор в обход турбины, и дополнительно содержащий увеличение продолжительности открытия второго выпускного клапана в ответ на частоту вращения турбины, превышающую первое пороговое значение частоты вращения.

3. Способ по п. 2, дополнительно содержащий увеличение величины открытия перепускной заслонки в ответ на частоту вращения турбины, превышающую первое пороговое значение частоты вращения.

4. Способ по п. 1, дополнительно содержащий запаздывание времени открытия первого выпускного клапана; и опережение времени открытия второго выпускного клапана в ответ на производительность генератора, превышающую пороговое значение.

5. Способ по п. 4, дополнительно содержащий, в ответ на разность между действительной производительностью генератора и требуемой производительностью генератора меньше первого порогового значения разности, работу первого выпускного клапана в соответствии с первым, нормальным временем открытия выпускного клапана и первой, нормальной продолжительностью открытия выпускного клапана; и работу второго выпускного клапана в соответствии со вторым, нормальным временем открытия выпускного клапана и второй, нормальной продолжительностью открытия выпускного клапана.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что первое пороговое значение частоты вращения турбины основано на требуемой частоте вращения генератора.

7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что требуемая частота вращения генератора основана на степени заряженности аккумуляторной батареи, потребности в электроэнергии или электрической нагрузке, частоте вращения двигателя, нагрузке двигателя, величине массового расхода отработавших газов, поступающих в турбину через первый выпускной клапан.

8. Способ по п. 5, отличающийся тем, что первое, нормальное время открытия выпускного клапана устанавливают с опережением относительно второго, нормального времени открытия выпускного клапана.

9. Способ для двигателя с разветвленной выхлопной системой, включающей в себя турбину в первом выпускном канале, соединенную с генератором, и каталитический нейтрализатор во втором выпускном канале, при этом способ содержит:

подачу отработавших газов в турбину через первый выпускной клапан из цилиндра двигателя в первый выпускной канал;

подачу отработавших газов в каталитический нейтрализатор через второй выпускной клапан из цилиндра двигателя во второй выпускной канал; и

опережение времени открытия второго выпускного канала на вторую величину и увеличение продолжительности открытия второго выпускного клапана на первую продолжительность во время первого условия.

10. Способ по п. 9, дополнительно содержащий запаздывание времени открытия первого выпускного клапана на первую величину и открытие перепускной заслонки на первую величину открытия перепускной заслонки во время первого условия, и дополнительно содержащий запаздывание времени открытия первого выпускного клапана на третью величину, опережение времени открытия второго выпускного клапана на четвертую величину, увеличение продолжительности открытия второго выпускного клапана на вторую продолжительность и закрытие перепускной заслонки для уменьшения расхода отработавших газов к турбине во время второго условия.

11. Способ по п. 10, дополнительно содержащий запаздывание времени открытия первого выпускного клапана на пятую величину, опережение времени открытия второго выпускного клапана на шестую величину, увеличение продолжительности открытия второго выпускного клапана на третью продолжительность и закрытие перепускной заслонки для уменьшения расхода отработавших газов к турбине во время третьего условия.

12. Способ по п. 11, отличающийся тем, что первое условие включает в себя частоту вращения турбины, превышающую первое пороговое значение частоты вращения и второе пороговое значение частоты вращения; причем второе условие включает в себя частоту вращения турбины меньше второго порогового значения частоты вращения и больше первого порогового значения частоты вращения, и разность между действительной производительностью генератора и требуемой производительностью генератора, превышающую второе пороговое значение разности; причем третье условие включает в себя частоту вращения турбины меньше второго порогового значения частоты вращения и разность между действительной производительностью генератора и требуемой производительностью генератора меньше второго порогового значения разности и больше первого порогового значения разности.

13. Способ по п. 12, отличающийся тем, что первая величина больше третьей величины; и третья величина больше пятой величины.

14. Способ по п. 12, отличающийся тем, что первая продолжительность больше второй продолжительности; и вторая продолжительность больше третьей продолжительности.

15. Способ по п. 10, отличающийся тем, что увеличение продолжительности открытия второго выпускного клапана включает в себя опережение времени открытия второго выпускного клапана относительно нормального времени открытия второго выпускного клапана, и оставление без изменения времени закрытия второго выпускного клапана относительно нормального времени закрытия второго выпускного клапана.

16. Способ по п. 15, отличающийся тем, что нормальное время открытия второго выпускного клапана включает в себя открытие второго выпускного клапана между 170 и 210 градусами за верхней мертвой точкой и закрытие второго выпускного клапана между 350 и 390 градусами за верхней мертвой точкой.

17. Способ по п. 16, отличающийся тем, что первая величина отработавших газов, направляемых в обход турбины во время первого условия, больше второй величины отработавших газов, направляемых в обход турбины во время второго условия; причем вторая величина отработавших газов во время второго условия больше третьей величины отработавших газов третьего условия.

18. Система, содержащая:

цилиндр двигателя;

первый выпускной клапан для подачи первоначальной части отработавших газов из цилиндра в турбину турбогенератора через первый выпускной канал;

второй выпускной клапан для подачи более поздней части отработавших газов из цилиндра в каталитический нейтрализатор отработавших газов через второй выпускной канал, отделенный от первого выпускного канала; и

контроллер с машиночитаемыми инструкциями для:

запаздывания времени открытия первого выпускного клапана относительно первого, нормального времени открытия выпускного клапана в ответ на частоту вращения турбогенератора, превышающую пороговое значение частоты вращения турбогенератора; и

опережения времени открытия второго выпускного клапана относительно второго, нормального времени открытия выпускного клапана.

19. Система по п. 18, дополнительно содержащая, в ответ на разность между действительной производительностью турбогенератора и требуемой производительностью турбогенератора меньше порогового значения разности, возможность работы двигателя с первым, нормальным временем открытия выпускного клапана и вторым, нормальным временем открытия выпускного клапана; причем первое время открытия выпускного клапана установлено с опережением относительно второго времени открытия выпускного клапана.

20. Система по п. 19, дополнительно содержащая возможность увеличения величины запаздывания открытия первого выпускного клапана и увеличение величины опережения открытия второго выпускного клапана по мере увеличения частоты вращения турбогенератора.