用以防止排气过热的系统技术方案

本实用新型专利技术涉及用以防止排气过热的系统，具体地，系统包括：发动机；联接至发动机的排气通道；排气再循环(EGR)系统，其联接至排气通道和发动机的进气通道；多级涡轮增压器系统，其包括定位于排气通道中的高压涡轮增压器和低压涡轮增压器；以及控制单元，其配置成：响应于排气温度超过温度阈值，闭合高压涡轮增压器的涡轮旁通阀，以增加发动机空气对燃料比而冷却排气。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
用以防止排气过热的系统
本文中公开的主题的实施例涉及例如发动机、发动机构件以及发动机系统。
技术介绍
发动机系统可配置有涡轮增压器或紧密联接至气缸排气出口的其它排气构件。如果排气温度达到足够高的水平，则可导致对涡轮增压器或其它构件的损坏。
技术实现思路
在一个实施例中，一种方法包括响应于排气温度超过温度阈值而增加发动机的空气对燃料比，以将排气温度降低到阈值温度以下的温度。 这样，当排气温度被升高至可使下游构件退化的温度时，发动机的空气对燃料比可增加。通过增加空气对燃料比，峰值燃烧温度可降低，从而降低排气温度。 应当理解，提供以上简要描述，以便以简化形式介绍在详细描述中进一步描述的一系列概念。并非旨在标识所要求保护的主题的关键或必要特征，该主题的范围由跟所述权利要求书唯一地限定。此外，所要求保护的主题并不限于解决上文指出或在本公开的任何部分中的任何缺点的实施方案。 【附图说明】 通过参照附图阅读非限制性实施例的以下描述，将更好地理解本专利技术，在附图中如下: 图1示出根据本专利技术的实施例带有发动机的轨道车辆的示意图； 图2为示出根据本专利技术的实施例用于控制空气对燃料比的方法的流程图； 图3为示出根据本专利技术的实施例在空气对燃料比调整期间的发动机操作参数的一组曲线图； 图4为示出根据本专利技术的实施例在另一空气对燃料比调整期间的发动机操作参数的一组曲线图。 【具体实施方式】 以下描述涉及用于冷却排气的各种实施例。高排气温度可对涡轮增压器或置于排气通道中的其它构件造成损坏。为了冷却排气，可增加气缸空气对燃料比。通过增加空气对燃料比，更多空气存在于气缸中，从而增加了气缸的热容量且降低了燃烧温度。可增加空气对燃料比而不调整输送至气缸的燃料量，例如通过增加发动机速度或闭合空气控制阀，例如高压涡轮旁通阀。 文中描述的方案可用于多种发动机类型和多种发动机驱动的系统。这些系统中的一些可为固定的，例如在功率设备或发电机组应用中，而其它的可在半移动或移动的平台上。半移动平台可在操作时期之间重新安置，诸如安装在平板拖车上。移动平台包括自行车辆。这类车辆可包括采矿装备、海洋船只、路上运输车辆、非公路车辆(OHV)和轨道车辆。为了清楚说明，轨道车辆作为支承并入本专利技术实施例的系统的移动平台的示例而提供。例如，图1示出在文中描绘为轨道车辆106 (例如，机车)的车辆系统100的实施例的框图，其配置成经由多个轮110在轨道102上行进。如所描绘的，轨道车辆106包括发动机104。 发动机104从诸如进气歧管115的进气口接收进入空气以用于燃烧。进气口可为任何合适的一个或多个管道，气体流动通过其而进入发动机。例如，进气口可包括进气歧管115、进气通道114等。进气通道114从空气过滤器(未示出)接收环境空气，空气过滤器过滤来自发动机104可定位于其中的车辆的外部的空气。由发动机104中的燃烧产生的排气供应至排气装置，例如排气通道116。排气装置可为气体从发动机流动通过其的任何合适导管。例如，排气装置可包括排气歧管117、排气通道116等。排气流动通过排气通道116且流出轨道车辆106的排气烟囱。在一个示例中，发动机104为通过压缩点火而燃烧空气和柴油燃料的柴油发动机。在其它非限制性实施例中，发动机104可通过压缩点火(和/或火花点火)而燃烧包括汽油、煤油、生物柴油或其它类似密度的石油分馏物的燃料，和/或诸如天然气的燃料。 在一个实施例中，轨道车辆106为柴油电动车辆。如图1中描绘的，发动机104联接至电功率发生系统，其包括交流发电机/发电机140和电力牵引马达112。例如,发动机104为生成扭矩输出的柴油发动机，扭矩输出传递至机械联接至发动机104的交流发电机/发电机140。交流发电机/发电机140产生可存储和用于随后传播至多种下游电气构件的电功率。作为示例，交流发电机/发电机140可电联接至多个牵引马达112，并且交流发电机/发电机140可提供电功率给多个牵引马达112。如所描绘地，多个牵引马达112各自连接至多个轮110中的一个，以提供牵引功率而推进轨道车辆106。一个示例配置包括每个轮一个牵引马达。如文中所描绘的，六对牵引马达对应于轨道车辆的六对轮中的每一对。在另一示例中，交流发电机/发电机140可联接至一个或多个电阻网142。电阻网142可配置成经由通过该网从交流发电机/发电机140所生成的电力产生的热而耗散过量的发动机扭矩。 在图1中描绘的实施例中，发动机104为具有十二个气缸的V-12发动机。在其它示例中，发动机可为￥-6、￥-8、￥-10、￥-16、1-4、1-6、1-8、对置(opposed) 4或另一发动机类型。如所描绘地，发动机104包括:非原料(donor)气缸105的子集，其包括将排气专门供应至非原料气缸排气歧管117的六个气缸；以及原料气缸107的子集，其包括将排气专门供应至原料气缸排气歧管119的六个气缸。在其它实施例中，发动机可包括至少一个原料气缸和至少一个非原料气缸。例如，发动机可具有四个原料气缸和八个非原料气缸，或者三个原料气缸和九个非原料气缸。应了解，发动机可具有任何期望数量的原料气缸和非原料气缸，其中原料气缸的数量典型地低于非原料气缸的数量。 如图1中所描绘的，非原料气缸105联接至排气通道116，以将排气从发动机导引至大气(在其经过排气处理系统130和第一涡轮增压器120与第二涡轮增压器124之后)。提供发动机排气再循环(EGR)的原料气缸107专门联接至EGR系统160的EGR通道162，其将排气从原料气缸107导引至发动机104的进气通道114，而不是到大气。通过将冷却的排气引入到发动机104，用于燃烧的可用氧气的量减少，由此降低燃烧火焰温度并减少氮氧化物(例如，NOx)的形成。 从原料气缸107流动到进气通道114的排气经过诸如EGR冷却器166的换热器，以在排气返回至进气通道之前降低排气的温度(例如，冷却)。EGR冷却器166例如可为空气对液体换热器。在这种示例中，设置在进气通道114中(例如，再循环排气进入之处的上游)的一个或多个增压空气冷却器132和134可被调整，以进一步增加增压空气的冷却，使得增压空气和排气的混合物温度维持在期望温度。在其它示例中，EGR系统160可包括EGR冷却器旁通。备选地，EGR系统可包括EGR冷却器控制元件。EGR冷却器控制元件可被促动，使得通过EGR冷却器的排气流减少；然而，在这一配置中，不流过EGR冷却器的排气被引导至排气通道116而不是进气通道114。 另外，在一些实施例中，EGR系统160可包括配置成使排气从原料气缸转向回到排气通道的EGR旁通通道161。EGR旁通通道161可经由阀163控制。阀163可配置有多个限制点，使得可变量的排气被导引至排气装置，以便向进气口提供可变量的EGR。 在图1中所示的备选实施例中，原料气缸107可联接至备选EGR通道165(由虚线示出)，其配置成选择性地将排气导引到进气口或到排气通道。例如，当第二阀170打开时，排气可在被导引至进气通道114之前从原料气缸导引至EGR冷却器166和/或另外的元件。 此外，备选EGR系统包括设置在排气通道116和备本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用以防止排气过热的系统，包括： 发动机； 联接至所述发动机的排气通道； 排气再循环系统，其联接至所述发动机的排气通道和进气通道；以及 多级涡轮增压器系统，其包括定位于所述排气通道中的高压涡轮增压器和低压涡轮增压器； 其中，所述高压涡轮增压器的涡轮旁通阀响应于排气温度超过温度阈值而闭合，以增加发动机空气对燃料比而冷却所述排气。

【技术特征摘要】
2012.09.04 US 13/6028131.一种用以防止排气过热的系统，包括: 发动机； 联接至所述发动机的排气通道； 排气再循环系统，其联接至所述发动机的排气通道和进气通道；以及多级涡轮增压器系统，其包括定位于所述排气通道中的高压涡轮增压器和低压涡轮增压器； 其中，所述高压涡轮增压器的涡轮旁通阀响应于排气温度超过温度阈值而闭合，以增加发动机空气对燃料比而冷却所述排气。2.根据权利要求1所述的用以防止排气过热的系统，其特征在于，基于所要求的发动机输出而将一定量的燃料输送至所述发动机的气缸，且其...

【专利技术属性】
技术研发人员：L亨利，DE罗林格，JR米施勒，NX布利瑟，MJ马隆，GT波尔库斯，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：新型
国别省市：美国;US