[发明专利]用于控制发动机系统的排气温度的系统及方法

说明书

本发明公开一种用于控制发动机系统的排气温度的系统及方法。该系统可包括构造成确定排气的温度的传感器；和构造成基于排气的温度大于或小于温度安全窗来调整发动机系统速度的控制器。

技术领域

本发明主要涉及控制发动机系统的排气温度的系统。更具体地，本发明涉及一种用于控制从发动机系统输送至涡轮增压器系统的涡轮机部件的排气的温度的系统。

背景技术

诸如内燃机之类的发动机可通过使燃料源燃烧来产生机械能，从而产生用于驱动附接至该内燃机的负载部件的机械动力。为了提高燃烧反应的效率，发动机系统可包括“涡轮增压器系统”，该“涡轮增压器系统”在将供给或“入口”空气引入至内燃机之前对其进行压缩。该涡轮增压器的压缩机可通过可旋转轴机械地连结至涡轮机部件。涡轮增压器的涡轮机部件可利用来自内燃机的排气被致动以使该轴旋转，从而为压缩机部件供以动力。

发动机系统和涡轮增压器系统的性能可至少部分取决于每一种系统的内部温度和被引导通过每一种系统的空气的温度。此外，辅助部件和系统的性能会受到离开该发动机和/或进入该涡轮增压器的排气的温度的影响。随着排气温度增大，对于涡轮增压器造成不良副作用的风险会同样增大。随着时间流逝，发动机和涡轮增压器系统的部件会由于承受较高排气温度、以及材料的结垢、和涡轮增压器中的轴承系统的磨损而经历蠕变效应。对于该问题的一种解决方案是用于通过减小发动机系统上的负载来降低排气温度。然而，调整驱动气体压缩机的内燃机上的负载通常需要调整联接至该发动机的压缩机的部件。调整压缩机的容积（pocket）通常是一种昂贵的人工过程。

发明内容

本发明公开了一种用于控制发动机系统的排气温度的系统。尽管在本说明书中作为示例关于带有涡轮增压器系统的发动机系统对本发明的实施方式进行了讨论，但明白的是，本发明的实施方式可应用于其它情形。

本发明的第一方面提供了一种用于控制从发动机系统传递至涡轮增压器系统的涡轮机部件的排气的系统，该系统包括：构造成确定排气的温度的传感器；和构造成基于排气的温度大于或小于温度安全窗来调整发动机系统速度的控制器。

其中，所述发动机系统包括构造成使燃料供应与所述加压空气流起反应以产生所述排气的内燃机。

其中，所述温度安全窗包括目标排气温度，且所述目标排气温度防止蠕变效应在所述涡轮增压器系统内发生。

其中，所述发动机系统的所述运行特性包括所述发动机系统的发动机尺寸、最大功率输出、发动机型号、和燃料供应中的一个。所述传感器定位在所述涡轮机部件的入口导管内。

本发明的第二方面提供了一种方法，所述方法用于控制从发动机系统产生至涡轮增压器系统的排气的温度，所述方法包括：响应于排气的温度大于或小于温度安全窗来调整发动机控制单元的发动机速度设定值（setpoint）；其中，所述调整该发动机速度设定值对应于发动机系统速度。

在一种优选的实施方式中，所述方法还包括确定调整后的发动机速度设定值是否高于最大速度；以及响应于所述发动机系统速度高于所述最大速度而将所述发动机速度设定值设定成所述最大速度。

在一种优选的实施方式中，所述方法还包括确定调整后的发动机速度设定值是否低于最小速度；以及响应于所述发动机系统速度低于所述最小速度而将所述发动机速度设定值设定成所述最小速度。

本发明的第三方面提供了一种涡轮机器系统，该系统包括：发动机系统；与该发动机系统流体连通的涡轮增压器系统，该涡轮增压器系统包括：构造成从该发动机系统接收排气的涡轮机部件；联接至该涡轮机部件的可旋转轴；联接至该可旋转轴的压缩机部件，其中，该压缩机部件构造成将加压空气流输送至该发动机系统；构造成确定从该发动机系统传递至该涡轮增压器系统的涡轮机部件的排气的温度的传感器；和构造成基于排气的温度超出温度安全窗来调整发动机系统速度的控制器。其中，所述发动机系统包括构造成使燃料供应与所述加压空气流起反应以产生所述排气的内燃机。