УСТРОЙСТВО НАДДУВА ВОЗДУХОМ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 2019 года по МПК F02B39/10 F04D29/58 

Как известно, в области автотранспортных средств, оборудованных двигателем внутреннего сгорания, производят наддув двигателя воздухом для повышения его КПД, осуществляя сжатие воздуха на входе впускного коллектора.

Для этого, как известно, применяют турбокомпрессоры, в которых компрессор приводит в движение турбина, которая приводится во вращение за счет скорости выхлопных газов двигателя.

Однако КПД турбокомпрессора связан со скоростью выхлопных газов двигателя, вследствие чего наддув не является оптимальным, когда двигатель работает на малых оборотах. Это может стать недостатком, когда на малых оборотах может потребоваться большая мощность двигателя, так как в этом случае невозможно быстро увеличить крутящий момент.

Поэтому, как при наличии турбокомпрессора, так и при его отсутствии, как известно, устанавливают электрический компрессор для обеспечения надува воздухом и, следовательно, для увеличения крутящего момента, производимого двигателем, в частности, на малых оборотах.

Такой электрический компрессор содержит электрическую машину, состоящую из статора и ротора и установленную в картере, при этом ротор соединен с колесом компрессора при помощи вала, проходящего через картер. В этом случае электрический компрессор не связан с режимом двигателя и может адаптироваться к потребностям в наддуве двигателя, в частности, для быстрого увеличения производимой мощности.

Однако, если параметры автотранспортного средства рассчитаны таким образом, что электрический компрессор производит основную часть дополнительного воздуха для наддува двигателя, например, в отсутствие турбокомпрессора, или когда транспортное средство в основном работает на малых оборотах, например, при движении в городе, электрический компрессор может быть вынужден работать непрерывно или лишь с краткими перерывами в течение длительных периодов времени, что может привести к значительному нагреву электрической машины.

Действительно, когда машину используют в течение длительного периода времени, статорные цепи машины нагреваются за счет эффекта Джоуля, что может привести к серьезным и потенциально необратимым последствиям для этой машины.

Поэтому ставится задача найти решение для того, чтобы электрический компрессор автотранспортного средства мог работать в течение длительных периодов

времени, не подвергаясь серьезным повреждениям.

В частности, из документа US 2003/0051475 известен контур охлаждения для турбокомпрессора, работающего с участием электрической машины.

В этом известном документе контур наддува воздухом содержит воздухозаборник, который направляет поток наружного воздуха на вход компрессора.

Выходящий из компрессора сжатый воздух поступает на вход теплообменника, известного под названием охладителя воздуха наддува или под английским названием intercooler, для своего охлаждения, и затем охлажденный сжатый воздух поступает во впускной коллектор.

Воздушный контур содержит также первый трубопровод подачи воздуха, сообщающийся одним концом с выходом теплообменника и выходящий другим концом внутрь картера электрической машины.

Воздушный контур содержит также второй трубопровод, выходящий одним концом внутрь картера электрической машины и другим концом в месте вблизи воздухозаборника компрессора.

Таким образом, за счет эффекта перепада давления между воздухозаборником компрессора и выходом теплообменника охлажденный сжатый воздушный поток всасывается в первый отводной трубопровод, проходит через картер электрической машины и всасывается вторым трубопроводом таким образом, что опять поступает на вход коллектора.

Поскольку давление на выходе теплообменника в значительной степени зависит от работы впуска воздуха и, следовательно, от режима двигателя, такое решение не является оптимальным и мало подходит для работы в контуре, содержащем практически постоянно задействованный электрический компрессор, независимо от рабочего режима двигателя.

Следовательно, существует потребность в более усовершенствованном устройстве охлаждения для электрического компрессора, предназначенного для наддува воздухом двигателя внутреннего сгорания.

Предложено устройство наддува воздухом для двигателя внутреннего сгорания, содержащее воздухозаборник, электрический компрессор, управляемый соответствующим устройством управления и предназначенный для сжатия воздуха, поступающего из воздухозаборника, и теплообменник для охлаждения выходящего из компрессора сжатого воздуха, при этом охлажденный сжатый воздух проходит во впускной коллектор двигателя внутреннего сгорания, при этом указанное устройство наддува содержит контур охлаждения электрического компрессора и/или устройств управления, при этом контур охлаждения содержит трубопровод подачи воздуха в электрический компрессор и/или в устройство управления, проходящий между выходом теплообменника и электрическим компрессором и/или устройством управления таким образом, чтобы отбирать охлажденный сжатый воздух, при этом контур рециркуляции дополнительно содержит трубопровод рециркуляции воздуха, проходящий между электрическим компрессором и/или устройством управления и местом вблизи входа впускного коллектора.

Таким образом, перепад давления на концах контура охлаждения, обеспечивающий циркуляцию воздуха в контуре охлаждения, зависит от ускорения воздуха, когда он проходит между выходом теплообменника и входом впускного коллектора.

Таким образом, контур охлаждения обеспечивает циркуляцию охлажденного сжатого воздушного потока, позволяющего охлаждать электрический компрессор, даже когда двигатель работает в режиме малых оборотов.

Преимуществом такого устройства является возможность приводить в соответствие расход в контуре охлаждения с током управления компрессором, который определяет скорость вращения колеса компрессора. Действительно, чем больше ток, тем выше давление на выходе теплообменника и, следовательно, тем больше расход воздуха в контуре охлаждения. Следовательно, такое устройство самостоятельно осуществляет автоматическое регулирование расхода воздушного потока в контуре охлаждения, что позволяет уменьшить стоимость его внедрения и разработки, так как оно не требует обязательного регулирования извне.

Предпочтительно электрический компрессор содержит электрическую машину, установленную в картере, и контур охлаждения включает в себя по меньшей мере часть внутреннего пространства картера. Это позволяет просто и эффективно охлаждать компоненты электрической машины, в частности, установленные в картере компоненты силовой электроники, статор и ротор электрической машины.

Предпочтительно устройство управления содержит корпус, в котором расположена по меньшей мере силовая электроника, при этом контур охлаждения включает в себя по меньшей мере часть внутреннего пространства корпуса.

Предпочтительно трубопровод рециркуляции выходит вблизи входа впускного коллектора таким образом, что образует соединение, ортогональное к направлению потока охлажденного сжатого воздуха вблизи указанного соединения. Это позволяет оптимизировать перепад давления на концах контура охлаждения, чтобы получить достаточную циркуляцию воздуха в контуре охлаждения для охлаждения электрической машины.

Предпочтительно устройство охлаждения дополнительно содержит средство контроля количества охлажденного сжатого воздуха, которое может циркулировать в указанном контуре охлаждения. Это позволяет контролировать количество воздуха, циркулирующего в контуре охлаждения, независимо от пассивных условий циркуляции, таких как перепад давления на концах контура охлаждения.

Предпочтительно указанное средство контроля содержит электровентиль. Это позволяет получить относительно простое в управлении и надежное средство контроля.

Предпочтительно электровентиль расположен в контуре охлаждения вблизи выхода теплообменника. Это обеспечивает эффективный и надежный монтаж средства контроля.

Предпочтительно электрический компрессор содержит средства генерирования форсированного воздушного потока, проходящего через контур охлаждения, при этом указанные средства генерирования форсированного воздушного потока представляют собой, например, лопасти, расположенные на роторе, при этом указанные лопасти могут быть выполнено заодно с ротором соответственно его конкретной обмотке.

Объектом изобретения является способ управления описанным выше устройством наддува, содержащий следующие этапы:

- считывают значение, характеризующее температуру компрессора;

- указанное значение, характеризующее температуру компрессора, сравнивают по меньшей мере с одним значением активации;

- определяют значение открывания контура охлаждения;

- подают команду на средство контроля в зависимости от указанного определенного значения открывания таким образом, чтобы контролировать количество охлажденного сжатого воздуха, которое может циркулировать в указанном контуре охлаждения.

Это позволяет быстро и эффективно контролировать открывание средства контроля для охлаждения электрической машины.

Предпочтительно способ управления дополнительно содержит следующие этапы:

- указанное значение, характеризующее температуру компрессора, сравнивают по меньшей мере с одним значением деактивации;

- определяют значение закрывания контура охлаждения, при этом указанная команда управления средством контроля зависит также от указанного определенного значения закрывания.

Это позволяет эффективно контролировать закрывание средства, чтобы максимизировать наличие воздуха для наддува двигателя внутреннего сгорания.

Предпочтительно способ управления содержит этап определения значения перепада давления, связанного с контуром охлаждения, например, в зависимости от

разности давления между местом вблизи выхода теплообменника и давления на соединении вблизи входа впускного коллектора, при этом команда управления средством контроля зависит также от команды закрывания, определяемой таким образом, чтобы, когда определенное значение перепада давления становится меньше заранее определенного порогового значения, средство контроля по меньшей мере частично перекрывало циркуляцию охлажденного сжатого воздуха в контуре охлаждения. Это позволяет создавать искусственную потерю напора, способствующую циркуляции воздуха в контуре охлаждения, даже при низком перепаде давления на концах контура охлаждения.

Объектом изобретения является система наддува, содержащая описанное выше устройство наддува и устройство управления, выполненное с возможностью осуществления способа управления.

Например, устройство управления является бортовым компьютером, микропроцессором или, например, блоком управления электрического компрессора.

Кроме того, объектом изобретения является автотранспортное средство, содержащее описанное выше устройства наддува.

Другие отличительные признаки и преимущества изобретения будут более очевидны из нижеследующего описания частного варианта выполнения изобретения, представленного в качестве не ограничивающего примера, со ссылками на прилагаемые чертежи.

На фиг. 1 схематично показано устройство наддува согласно варианту осуществления изобретения;

на фиг. 2 представлена схема способа контроля устройства надува согласно варианту осуществления изобретения, показанному на фиг. 1.

Как показано на фиг. 1, устройства 1 наддува воздухом двигателя 2 внутреннего сгорания содержит воздухозаборник 5 и компрессор 6.

В дальнейшем тексте описания рассматриваемые устройство 1 наддува и двигатель 2 установлены на автотранспортном средстве. Однако изобретение не ограничивается применением только на автотранспортных средствах и относится к любой установке устройства 1 наддува для двигателя 2 внутреннего сгорания.

Воздух поступает из воздухозаборника 5 в компрессор 6 после своего прохождения через воздушный фильтр 7. Воздушный фильтр 7 позволяет отфильтровывать твердые частицы, которые могут переноситься воздухом и могут повредить компрессор 6.

Проникающий через воздухозаборник 5 воздух в основном поступает снаружи системы, в которую входят устройство 1 наддува и двигатель 2, например, снаружи

автотранспортного средства. Следовательно, как правило, этот воздух находится под атмосферным давлением и при окружающей температуре.

В частности, воздухозаборник можно установить на передней стороне автотранспортного средства, чтобы обеспечивать динамическое улавливание, или внизу лобового стекла, что позволяет получать в этих местах максимальное динамическое давление воздуха.

В данном случае компрессор 6 является электрическим компрессором 6, который содержит электрическую машину 8, установленную в картере 1 и состоящую из статора 10 и ротора 9.

В альтернативном варианте компрессор 6 может быть турбокомпрессором, работающим при участии электрической машины, при этом электрическая машина подменяет турбину турбокомпрессора для приведения во вращение колеса компрессора, когда двигатель работает на малых оборотах. Этот альтернативный вариант можно легко адаптировать для охлаждения электрической машины.

Ротор 9 установлен в статоре 10 таким образом, что может приводиться во вращение при помощи создаваемого этим статором 10 электромагнитного поля.

С первым концом ротора 9 соединен вал 12, который проходит через картер 11, соединяясь своим другим концом с колесом 13 компрессора. Ротор 9 приводит во вращение вал 12, который, в свою очередь, приводит во вращение колесо 13 компрессора.

Когда колесо 13 компрессора работает, поступающий из воздухозаборника 5 воздух сжимается и, следовательно, нагревается.

В данном случае компрессором 6 управляет бортовой блок 20 управления.

Бортовой блок 20 управления получает значение запроса мощности от двигателя 2, например, в зависимости от усилия, которым действует пользователь автотранспортного средства на педаль 21 акселератора, или от положения, которое пользователь придает указанной педали 21 акселератора.

В зависимости от рабочего режима двигателя 2 бортовой блок 20 управления вычисляет крутящий момент, необходимый для получения запрошенной мощности.

Если потребность в этом крутящем моменте превышает возможность двигателя 2 без наддува, бортовой блок управления приводит в действие компрессор 6 таким образом, чтобы он направлял в двигатель 2 достаточное количество воздуха наддува для увеличения производимого крутящего момента.

Сжатый воздух, который нагрелся во время своего сжатия, поступает в теплообменник 14, в данном случае в охладитель 14 воздуха наддува, известный также под английским названием intercooler, позволяющий охладить сжатый воздух.

Выходящий из теплообменника 14 охлажденный сжатый воздух проходит до впускного коллектора 3 двигателя и затем поступает на цилиндры двигателя 2.

Устройство 1 наддува содержит также контур 41, 42 охлаждения компрессора 6.

Контур 41, 42 охлаждения включает в себя трубопровод 41 подачи воздуха и трубопровод 42 рециркуляции воздуха.

Таким образом, контур 41, 42 охлаждения образует систему 41, 42, параллельную описанному выше главному контуру 44 наддува.

Трубопроводы контура 41, 42 охлаждения могут быть закреплены на главном контуре 44 при помощи резьбы, посредством плотной посадки на жесткие или прямые трубопроводы, например, имеющие утолщения, или посредством крепления при помощи хомутов.

Трубопроводы контура 41, 42 охлаждения могут быть выполнены из любого соответствующего материала, например, из силиконовой резины, армированной, например, металлической сеткой, из тефлона, из нейлона. Как правило, каждый трубопровод контура охлаждения может быть выполнен по меньшей мере из одного материала или из комбинации материалов, обеспечивающих теплоизоляцию охлажденного воздушного потока, циркулирующего в трубопроводах окружающей среды при высокой температуре, то есть в моторном отсеке. Это позволяет поддерживать постоянную температуру воздушного потока, предназначенного для охлаждения компрессора.

Трубопровод 41 подачи воздуха выполнен с возможностью доставлять свежий воздух для охлаждения электрической машины компрессора 6.

В данном случае трубопровод 41 подачи воздуха проходит между выходом 47 теплообменника 14 и компрессором 6.

В частности, трубопровод 41 подачи воздуха заходит в картер 11 электрической машины 8 таким образом, чтобы воздух, поступающий в картер 11, входил в контакт, в частности, со статором 10, с ротором 9, а также с нишей, где находятся компоненты силовой электроники устройства управления, которые управляют мощностью, подаваемой на статор или ротор в зависимости от технологии разработки электрической машины, чтобы охлаждать их за счет теплообмена.

Согласно версии осуществления изобретения, устройство управления, содержащее силовую электронику, вынесено относительно электрической машины, например, с расположением силовых устройств в специальном корпусе, отделенном от картера 11, при этом контур 41, 42 охлаждения включает в себя указанный корпус в том смысле, что последний образует часть канала прохождения охлаждающего воздуха.

Установлен трубопровод 42 рециркуляции воздуха, который проходит изнутри картера 11 электрической машины 8 до места вблизи входа 45 впускного коллектора 3.

Трубопровод 42 рециркуляции выходит в точке 48 соединения в главный контур 44 ортогонально к направлению потока воздуха, циркулирующего в главном трубопроводе 44 в точке 48 соединения с трубопроводом 42 рециркуляции.

Эту точку 48 соединения выбирают таким образом, чтобы воздух, циркулирующий в главном контуре 44, имел в этой точке 48 соединения по существу максимальную скорость.

При отсутствии возможности определить точку главного контура 44, в которой скорость циркуляции воздуха является по существу максимальной, точку 48 соединения выбирают таким образом, чтобы она находилась как можно дальше от выхода 47 теплообменника 14 и, следовательно, как можно ближе к впускному коллектору 3.

Трубопровод 42 рециркуляции прежде всего позволяет опять направить воздух, использованный для охлаждения электрической машины 8, на вход впускного коллектора 3, что позволяет сохранить общий расход воздуха на входе впускного коллектора 3.

Кроме того, поскольку картер 11 образует в целом по существу воздухонепроницаемый кожух, перепад давления между местом вблизи входа 45 впускного коллектора 3 и выходом 47 теплообменника 14 позволяет получить разрежение, заставляющее воздух циркулировать в контуре 41, 42 охлаждения от выхода 47 теплообменника 14 практически до входа 45 впускного картера 3, чтобы создать воздушный поток, охлаждающий внутреннее пространство картера 11 электрической машины 8.

Действительно, воздух, проходящий между выходом 47 теплообменника 14 и впускным коллектором 3 в главном контуре 44, ускоряется.

В соответствии с теоремой Бернулли воздух, ускоряющийся вблизи входа впускного коллектора 3, имеет меньшее давление, чем более медленный воздух вблизи выхода 47 теплообменника 14, поэтому воздух может всасываться в параллельный контур 41, 42 охлаждения.

Ускорения воздуха можно достичь за счет особой формы впускного коллектора 3 или главного контура 44, однако, если воздух не ускоряется естественным образом в участке главного контура 44 между выходом 47 теплообменника 14 и местом вблизи входа 45 впускного коллектора 3, в главном контуре 44 между теплообменником 14 и входом впускного коллектора 3 можно установить устройство Вентури, чтобы принудительно заставить воздух ускоряться и чтобы создать перепад давления, способствующий циркуляции воздуха в контуре 41, 42 охлаждения.

Согласно не показанному альтернативному варианту, можно также установить лопаточное компрессионное колесо в картере 11 электрической машины 8, чтобы создать явление закачивания воздуха в контур 41 подачи воздуха и ускорить охлаждающий воздушный поток.

В этом случае на уровне электрического компрессора 6 устройство наддува содержит средства генерирования форсированного воздушного потока через контур 41, 42 охлаждения. Например, указанные средства генерирования форсированного воздушного потока могут представлять собой лопасти, расположенные на периферии ротора. Согласно варианту осуществления этих лопастей, они могут быть выполнены за одно целое с ротором в соответствии с его конкретной обмоткой. Предпочтительно приведение во вращение ротора приводит к приведению в движение лопастей, что заставляет воздух циркулировать в трубопроводах контура 41, 42 охлаждения.

В варианте осуществления, представленном на фиг. 1, контур 41, 42 охлаждения содержит средство 60 контроля расхода воздуха.

В данном случае средство 60 контроля является электровентилем 60, установленным вблизи конца трубопровода 41 подачи воздуха, выходящего вблизи выхода 47 теплообменника 14.

Согласно альтернативному варианту, средство 60 контроля может содержать диафрагму или игольчатый клапан, установленный в контуре 41, 42 охлаждения вблизи электрической машины 8 и герметично перекрывающий контур 41, 42 охлаждения. Игольчатый клапан или мембрана механически связаны с пружиной, опирающейся на трубопровод 41 подачи воздуха, расширение которой приводит к увеличению длины, чтобы она действовала силой, отводящей мембрану или игольчатый клапана, открывая таким образом проход для указанной текучей среды. Параметры пружины рассчитаны таким образом, чтобы контур был открыт, когда температура электрического компрессора 6, приводящая к расширению пружины, соответствует порогу Т1 срабатывания охлаждения.

В основном варианте электровентилем 60 может управлять независимое устройство 20 управления или непосредственно бортовой блок 20 управления, управляющий компрессором 6.

Электровентиль 60 выполнен с возможностью переходить из открытого положения, в котором воздух может свободно поступать в контур 41, 42 охлаждения, в закрытое положение, блокирующее прохождение воздуха в контур 41, 42 охлаждения. Кроме того, электровентиль 60 выполнен с возможностью занимать несколько промежуточных положений, модулирующих допустимый расход воздуха в контуре 41, 42

охлаждения.

В частности, когда компрессор 6 имеет рабочую температуру, не требующую активного охлаждения, электровентиль может быть переведен в закрытое положение. Таким образом, на уровне главного контура 44 наддува воздухом не происходит никакой потери напора, и работа двигателя 2 является в этом отношении оптимальной.

Способ управления электровентилем 60, осуществляемый устройством 20 управления, содержит первый этап, на котором для каждого момента t получают 100 значение, характеризующее температуру Тсе электрической машины 8 компрессора 6, на которую в дальнейшем для большей ясности мы будем ссылаться как на температуру Тсе электрической машины 8.

Температуру Тсе электрической машины 8 можно измерять при помощи температурного датчика, установленного в картере 11 машины 8.

Согласно альтернативному варианту, температуру Тсе электрической машины 8 можно получать при помощи вычислительного средства, например, микропроцессора, выполненного с возможностью вычисления, - в зависимости от режима двигателя, от работы компрессора и от любого другого соответствующего параметра, - оценочного и/или прогнозируемого значения температуры Тсе электрической машины 8 для следующих моментов.

Согласно другому альтернативному варианту, вычислительное средство, например, микропроцессор, может применять термическую модель рассеяния, предназначенную для предсказания нагрева электрической машины, чтобы заранее регулировать открывание электровентиля 60 и оптимизировать регулирование температуры Тсе в картере 11 электрической машины 8.

Если электровентиль 60 находится в закрытом положении, на следующем этапе 101 сравнивают температуру Тсе электрической машины 8 с верхней предельной температурой Т1, называемой температурой Т1 активации, например, с температурой Т1 активации, составляющей от 60°С до 150°С.

Если температура Тсе электрической машины 8 превышает температуру активации, подают 105 команду на открывание электровентиля 60, чтобы обеспечить в контуре 41,42 охлаждения циркуляцию воздуха, который находится при температуре ниже 50°С. Теплообменник 14 может быть теплообменником типа вода/воздух в том смысле, что водяной контур охлаждения является так называемым низкотемпературным контуром охлаждения, при этом температура воды не превышает 60°С, предпочтительно равна 50°С, по сравнению с так называемым высокотемпературным контуром охлаждения, таким как контур охлаждения двигателя, охлаждающая текучая среда в

котором близка к температуре, составляющей от 90°С до 120°С. Согласно варианту осуществления, теплообменник 14 может быть теплообменником типа воздух/воздух, расположенным на передней стороне транспортного средства, чтобы использовать фригории воздуха с целью охлаждения сжатого воздуха.

Если электровентиль 60 находится в открытом положении, то для каждого момента t сравнивают 107 значение температуры электрической машины 8 со значением Т2 деактивации, например, со значением температуры в пределах от 40°С до 80°С.

Если значение температуры электрической машины 8 ниже значения Т2 деактивации, то подают 110 команду на закрывание электровентиля 60.

В этом варианте осуществления значение Т2 деактивации ниже значения Т1 активации, чтобы обеспечивать достаточное охлаждение электрической машины 8.

Можно также предусмотреть множество значений температуры Т1 активации, при этом каждое значение температуры Т1 активации определяет отдельное промежуточное положение открывания электровентиля 60, чтобы каждое значение Т активации обеспечивало расход циркуляции, соответствующий отдельной доле максимального возможного расхода в контуре 41, 42 охлаждения, когда электровентиль 60 находится в полностью открытом положении. Таким образом, чем больше значение температуры Т1 активации, тем больше степень открывания электровентиля 60.

Можно также предусмотреть множество значений деактивации, чтобы постепенно закрывать электровентиль 60 по мере охлаждения электрической машины 8.

Таким образом, можно контролировать допустимый расход воздуха в контуре 41, 42 охлаждения, чтобы максимизировать циркуляцию охлажденного сжатого воздуха в главном контуре 44 в зависимости от потребностей охлаждения электрической машины.

Согласно альтернативному варианту, вычисляют перепад давления на концах контура 41, 42 охлаждения, например, в зависимости от измеренных или оценочных значений давления вблизи выхода 47 теплообменника 14, от давления на соединении 48 вблизи входа 45 впускного коллектора 3 и от длины главного контура 44.

Если вычисленный перепад давления имеет значения примерно от 10 до 300 миллибар, подают команду на частичное закрывание средства 60 контроля, в данном случае электровентиля, чтобы создать потерю напора и чтобы за счет эффекта Вентури расход воздуха в главном контуре 44 вблизи входа 45 впускного коллектора 3 приводил к всасыванию воздуха в контур 41, 42 охлаждения.

Кроме того, в рамках способа управления можно предусмотреть критерий для перекрывания прохождения воздуха в контуре 41, 42 охлаждения, когда возникает очень сильная потребность в мощности двигателя, чтобы не мешать работе контроллера транспортного средства.

Согласно другому альтернативному варианту, можно контролировать открывание и закрывание электровентиля 60 в зависимости от гистерезиса, калиброванного по заранее определенным значениям температуры Тсе электрической машины.

Оставаясь в рамках изобретения, устройство наддува воздухом двигателя внутреннего сгорания может также содержать традиционный компрессор в дополнение к электрическому компрессору 14, при этом каждый из них предпочтительно работает в разных точках нагрузки двигателя 2 внутреннего сгорания.

Предпочтительно трубопровод подачи охлажденного воздуха для электрического компрессора 6 представляет собой врезку, выполненную вблизи теплообменника 14, и даже, согласно варианту осуществления, заключен непосредственно в коллекторную коробку теплообменника 14, который в этом случае содержит главный воздушный выход 47 и вспомогательный выход, через который охлаждающий воздух проходит в направлении охлаждаемого электрического компрессора 6 или устройства управления. Согласно не показанной версии осуществления, средство контроля расхода воздуха, содержащее электровентиль 60, может быть встроено непосредственно в теплообменник 14, например, при выполнении литьем выходной коллекторной коробки.

Изобретение относится к двигателестроению, а именно к устройствам наддува двигателей внутреннего сгорания. Устройство (1) наддува воздухом двигателя (2) внутреннего сгорания содержит воздухозаборник (5), электрический компрессор (6), управляемый соответствующим устройством управления и выполненный с возможностью сжатия воздуха, поступающего из воздухозаборника (5), и теплообменник (14) для охлаждения выходящего из компрессора (6) сжатого воздуха. Охлажденный сжатый воздух проходит во впускной коллектор (3) двигателя (2) внутреннего сгорания. Устройство (1) наддува также содержит контур (41, 42) охлаждения электрического компрессора (6) и/или устройства управления. Контур (41, 42) охлаждения содержит трубопровод (41) подачи воздуха в электрический компрессор (6) и/или в устройство управления, проходящий между выходом (47) теплообменника (14) и электрическим компрессором (6) и/или устройством управления таким образом, чтобы отбирать охлажденный сжатый воздух. При этом контур рециркуляции дополнительно содержит трубопровод (42) рециркуляции воздуха, проходящий между электрическим компрессором (6) и/или устройством управления и местом вблизи (45) входа впускного коллектора (3). Также раскрыты способ управления устройством наддува и автотранспортное средство. Технический результат заключается в повышении эффективности охлаждения компонентов электрического компрессора. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Устройство (1) наддува воздухом двигателя (2) внутреннего сгорания, содержащее воздухозаборник (5), электрический компрессор (6), управляемый соответствующим устройством управления и выполненный с возможностью сжатия воздуха, поступающего из воздухозаборника (5), и теплообменник (14) для охлаждения выходящего из компрессора (6) сжатого воздуха, при этом охлажденный сжатый воздух проходит во впускной коллектор (3) двигателя (2) внутреннего сгорания,

отличающееся тем, что оно содержит контур (41, 42) охлаждения электрического компрессора (6) и/или устройства управления, при этом контур (41, 42) охлаждения содержит трубопровод (41) подачи воздуха в электрический компрессор (6) и/или в устройство управления, проходящий между выходом (47) теплообменника (14) и электрическим компрессором (6) и/или устройством управления таким образом, чтобы отбирать охлажденный сжатый воздух, при этом контур рециркуляции дополнительно содержит трубопровод (42) рециркуляции воздуха, проходящий между электрическим компрессором (6) и/или устройством управления и местом вблизи (45) входа впускного коллектора (3).

2. Устройство наддува по п. 1, отличающееся тем, что электрический компрессор (6) содержит электрическую машину (8), установленную в картере (11), при этом контур (41, 42) охлаждения включает в себя по меньшей мере часть внутреннего пространства картера (11).

3. Устройство наддува по п. 1 или 2, отличающееся тем, что устройство управления содержит корпус, в котором расположена по меньшей мере силовая электроника, и тем, что контур (41, 42) охлаждения включает в себя по меньшей мере часть внутреннего пространства корпуса.

4. Устройство наддува по любому из пп. 1-3, отличающееся тем, что трубопровод (42) рециркуляции выходит вблизи входа (45) впускного коллектора (3) таким образом, что образует соединение (48), ортогональное к направлению потока охлажденного сжатого воздуха вблизи указанного соединения (48).

5. Устройство наддува по любому из пп. 1-4, отличающееся тем, что дополнительно содержит средство (20) контроля количества охлажденного сжатого воздуха, которое может циркулировать в указанном контуре (41, 42) охлаждения.

6. Устройство наддува по п. 5, отличающееся тем, что указанное средство (20) контроля содержит электровентиль (60).

7. Устройство наддува по п. 6, отличающееся тем, что электровентиль (60) расположен в контуре (41, 42) охлаждения вблизи выхода (47) теплообменника (14).

8. Устройство наддува по любому из пп. 1–7, отличающееся тем, что электрический компрессор (6) содержит средства генерирования форсированного воздушного потока, проходящего через контур (41, 42) охлаждения, при этом указанные средства генерирования форсированного воздушного потока представляют собой, например, лопасти, расположенные на роторе, при этом указанные лопасти могут быть выполнены за одно целое с ротором соответственно его конкретной обмотке.

9. Способ (200) управления устройством (1) наддува по любому из пп. 5-8, отличающийся тем, что содержит следующие этапы, на которых:

- считывают (100) значение, характеризующее температуру (Тсе) компрессора;

- сравнивают (101) указанное значение, характеризующее температуру (Тсе) компрессора, по меньшей мере с одним значением (Т1) активации;

- определяют значение открывания контура (41, 42) охлаждения;

- подают команду (105, 110) на средство (60) контроля в зависимости от указанного определенного значения открывания так, чтобы контролировать допустимое количество охлажденного сжатого воздуха, которое может циркулировать в указанном контуре (41, 42) охлаждения.

10. Способ (200) управления по п. 9, отличающийся тем, что содержит следующие этапы, на которых:

- сравнивают (107) указанное значение, характеризующее температуру (Тсе) компрессора, по меньшей мере с одним значением (Т2) деактивации;

- определяют значение закрывания контура охлаждения, при этом указанная команда (105, 110) управления средством (60) контроля зависит также от указанного определенного значения закрывания.

11. Способ (200) управления по п. 9 или 10, отличающийся тем, что содержит этап определения значения перепада давления, связанного с контуром (41, 42) охлаждения, при этом команда (105, 110) управления средством (60) контроля зависит также от указанного перепада давления так, что, когда значение перепада давления становится меньше заранее определенного порогового значения, средство (60) контроля по меньшей мере частично перекрывает циркуляцию охлажденного сжатого воздуха в контуре (41, 42) охлаждения.

12. Автотранспортное средство, содержащее устройство (1) наддува по любому из пп. 1-8.