Лекція 4. Акумуляторні електронно паливні системи.

ЕЛЕКТРОННІ СИСТЕМИ ГАЗООБМІНУ ДВИГУНІВ (

Акумуляторні ЕПС

У акумуляторних паливних системах, з урахуванням необхідності імпульсного керування уприскуванням найефективніші електрокеровані форсунки (електромеханічні і електрогідравлічні). Відомі акумуляторні системи низького, середнього і високого тиску.

Акумуляторні паливні системи низького тиску з електромагнітними форсунками для уприскування бензину у впускні канали циліндрів двигуна. На рис. 3.14 представлено варіант акумуляторної паливної системи низького тиску фірми R. Bosch з електромагнітними форсунками для уприскування бензину у впускні канали циліндрів двигуна.

Рис. 3.14. Акумуляторна паливна система низького тиску з електромагнітними форсунками для уприскування бензину у впускні канали циліндрів двигуна: 1 – насос низького тиску; 2 – фільтр; 3 – акумулятор; 4 – електромагнітні форсунки; 5 – виконавчий механізм регулятора тиску

У двигунах з розподіленим уприскуванням палива застосовують як одночасне уприскування палива всіма форсунками, так і фазоване уприскування при якому кожна форсунка подає паливо до циліндра в певній фазі циклу. При одночасному уприскуванні спрощується керування форсунками, але не вдається забезпечити однакові умови сумішоутворення у всіх циліндрах. Фазоване уприскування забезпечує рівні умови сумішоутворення у всіх циліндрах. При цьому для забезпечення стабільності сумішоутворення подачу палива прагнуть закінчити до моменту початку відкриття впускного клапана, але це скорочує можливу тривалість відкриття форсунки. Така організація уприскування вимагає зміни початку подачі палива при зміні величини циклової подачі. Обчислення необхідного моменту початку подачі палива проводиться аналогічно визначенню моменту випередження початку уприскування палива в дизелях.

У системах з центральним уприскуванням палива в зону над дросельною заслонкою величина циклової подачі палива також визначається тривалістю відкриття клапана форсунки. Для забезпечення рівномірного розподілу палива по циліндрах в цьому випадку синхронізують уприскування палива з тактами всмоктування всіх циліндрів.

Акумуляторні паливні системи високого тиску для дизелів. Електронні акумуляторні системи високого тиску для дизелів розроблялися в Росії, починаючи з 1967 р., але серійне їх виробництво почалося за кордоном в 1998 р., де вони одержали англійську назву Common Rail (дослівний переклад – загальна магістраль). На рис. 3.15. представлено схему акумуляторної паливної системи високого тиску з електрокерованими форсунками для уприскування палива в циліндри дизеля.

Рис. 3.15. Схема акумуляторної паливної системи високого тиску з електрокерованими форсунками для уприскування палива в циліндри дизеля

Керування випередженням і тривалістю уприскування здійснюється зміною фази і тривалості електричного імпульсу, що подається мікроконтролером. Фаза керуючих імпульсів встановлюється відповідно до сигналів давачів положення колінчастого і розподільного валів. Один з них використовується звичайно і як давач частоти обертання. Давач положення розподільного валу або адекватний йому давач положення кулачкового валу ПНВТ, необхідний для визначення тактів в чергових циліндрах чотиритактних двигунів. Давач положення колінчастого валу взагалі потрібен тільки для підвищення точності керування випередженням уприскування палива. На визначення положення поршня в циліндрі по положенню розподільного і, тим більше, кулачкового валу ПНВТ впливають похибки передач від колінчастого валу. Тиск уприскування встановлюється безперервним регулюванням тиску в акумуляторі за сигналами давача тиску за рахунок зміни, наприклад, продуктивності ПНВТ. ПНВТ найскладніший і найдорожчий елемент ЕПС. Тому раціональніше використовувати в акумуляторних системах спрощені і надійні нерегyльовані ПНВТ. Фірма R. Bosch в цьому випадку для регулювання тиску використовує (рис. 3.16.) скидання частини палива з магістралі високого тиску.

Рис. 3.16. Схема акумуляторної паливної системи високого тиску фірми R. Bosch: 1 – паливний бак; 2 – попередній фільтр палива; 3 – електропривідний паливно-підкачуючий насос; 4 – фільтр додаткового очищення палива; 5 – паливопроводи низького тиску; 6 – ПНВТ; 7 – паливопроводи високого тиску; 8 – акумулятор; 9 – електрогідравлічна форсунка; 10 – зливні паливопроводи; 11 – мікроконтролер; 12 – виконавчий електромагнітний клапан регулятора тиску в акумуляторі; 13 – клапан обмежувач тиску в акумуляторі; 14 – обмежувачі подачі палива у форсунки; 15 – давач тиску палива в акумуляторі; 16 – давач температури палива на зливі з форсунок

Тиск в акумуляторі адаптивно підтримується оптимальним для кожного режиму роботи двигуна автоматичним регулятором, програмно реалізованим в мікропроцесорі. Регулятор за інформацією, отриманою від давача тиску, підтримуючи заданий тиск шляхом скидання частини палива з магістралі високого тиску через виконавчий електромагнітний клапан представлений на рис. 3.17.

За відсутності тиску в акумуляторі пружина 4 тримає кульковий клапан 1 в закритому стані. При певному тиску в акумуляторі пружина стискається і клапан відкривається. Сила увімкненого електромагніту закриває затвор.

Зміна скидання палива проводиться широтно–імпульсною модуляцією сигналу, що подається на електромагніт, яка може бути доповнена частотно-імпульсною (широко-імпульсна модуляція – зміна відносної тривалості, а частотно–імпульсна – частоти). Модуляція змінює середнє значення відносної тривалості відкритого положення затвора, а, отже, і витрати палива через клапан.

Скидання палива з магістралі високого тиску в бак викликає додаткові втрати енергії, зокрема із–за нагріву палива в баку. Це може привести до необхідності охолодження палива, збільшення ПНВТ і потужності його приводу.

Доцільно регулювання тиску в акумуляторі здійснювати виконавчими механізмами, що діють на всмоктуванні ПНВТ, тобто, в магістралі низького тиску. Оптимально, по співвідношенню складності виконання і якості керування тиском в акумуляторі, регулювання тиску на всмоктуванні ПНВТ зміною частоти обертання паливопідкачуючого насоса, особливо, якщо він має електричний привід. Наявність в акумуляторній ЕПС великої кількості деталей, що постійно знаходяться під високим тиском, об'єктивно створює загрозу аварій при виході їх з ладу. Значний об'єм палива в магістралі високого тиску викликає побоювання достатньо важких наслідків таких аварій. Тому дослідні зразки вітчизняних акумуляторних ЕПС забезпечувалися комплексом аварійних захистів. У його склад входили: електронна система аварійного спорожнений акумулятора при будь–яких нештатних ситуаціях, перш за все при рознесенні двигуна, механічний запобіжний клапан, автоматичне відключення частини магістралі високого тиску, що відноситься до окремої форсунки при зниженні герметичності будь–якого елементу так частини магістралі або відключення хоч би тільки форсунки, в якій надмірно збільшилася загальна витрата палива на уприскування і керування. Автоматичні відключення вийшли ладу елементів магістралі високого тиску підвищують відмовостійкість акумуляторних ЕПС, зберігаючи працездатність її не відключеної частини. Деякі елементи таких комплексів є і у складі акумуляторних ЕПС, призначених для серійних двигунів.

B представленому на рис.3.16 варіанті акумуляторної паливної системи фірми R. Bosch захист від надмірного підвищення тискупалива в магістралі високого тиску виконується обмежувальним (запобіжним) клапаном13. Конструкція такого клапана показана на рис. 3.18

.

Рис. 3.17. Виконавчий електромагнітний клапан регулятора тиску: 1 – кульковий клапан; 2 – штовхач тарельчастого якоря; 3 – обвитка електромагніту; 4 – пружина; 5 – штепсельний роз'єм.

Рис. 3.18. Пристрій клапана-обмежувача тиску в акумуляторі: 1 – корпус; 2 – регулювальна втулка; 3 – пружина; 4 – поршень.

 

Нижнім каналом він з’єднаний з акумулятором, а верхнім – із зливною магістраллю. Значення тиску, при якому клапан відкривається, визначається затягуванням пружини, залежної від положення регулювальної втулки. При відкритому клапані паливо з акумулятора зливатися в бак. При зниженні тиску нижче заданого клапан під впливом пружини закривається, і в акумуляторі може бути відновлено початковий тиск.

Для аварійного зниження тиску (запобіжний режим) такий клапан повинен забезпечуватися клямкою, що закріплює його у відкритому положенні. Подача палива в циліндри припиняється, двигун зупиняється і його пуск можливий тільки після розблокування клапана.

Захист від втрати герметичності в каналах подачі палива в циліндри і керування подачею форсунок із–за зависання голки, керуючого клапана, обриву трубопроводу, розкриття стиків тощо і обмеження витрати палива при затримках закриття голки і керуючого клапана, здійснюється обмежувачами 14 (рис. 3.16) витрати палива, встановленими на виходах з акумулятора. Пристрій одного з варіантів обмежувача витрати показаний на рис. 3.19.

Верхнім торцем він вкручений в корпус акумулятора, а до нижнього торця приєднаний паливопровід форсунки. Паливо до форсунки проходить через дроселюючі отвори в нижній частині поршня. На цих отворах створюється перепад тиску, який викликає рух поршня вниз. При надмірній витраті або великій тривалості витрати клапан в обмежувачі повністю закривається. У початкове положення клапан повертається тільки після стравлювання тиску в акумуляторі, тобто після зупинки двигуна.

Можливе виконання обмежувачів витрати, що автоматично повертаються в початкове положення після припинення тривалого уприскування форсунки. Наприклад, при ступінчастій характеристиці затвора.

Акумуляторні паливні системи середнього тиску для безпосереднього уприскування бензину. У бензинових двигунах з іскровим запаленням безпосереднє уприскування в циліндри бензину проводиться при тиску, на порядок меншому, ніж в дизелях. Тому акумуляторні ЕПС безпосереднього уприскування бензинових двигунів простіші, зокрема і по засобах аварійного захисту.

Рис. 3.19. Пристрій обмежувача витрати палива в циліндри і керування подачею: 1–пружина; 2 – регулювальна втулка; 3 – пружина; 4 – поршень

Керування характеристикою вприскування в акумуляторних системах. В більшості випадків в акумуляторних ЕПС використовуються електрогідравлічні форсунки. Керування тривалістю вприскування в цих ЕПС здійснюється алгоритмічно зміною тривалості t _в електричного керуючого імпульсу, що подається МК на електричний клапан форсунки.

На рис. 3.20. подано осцилограми залежності відносного тиску вприскування (p _в – тиск вприскування, p _в – тиск в акумуляторі) від t _в при p_а = const. Форма характеристик вприскування змінюється залежно від тривалості вприскування: близька до трикутної при малих тривалостях керуючого імпульсу; трапецевидна при більших тривалостях цього імпульсу. З ростом тиску в акумуляторі характеристика вприскування збільшується по висоті рис. 3.20, б. В працюючому з сталим навантаженням двигуні регулятор частоти обертання при зміні тиску в акумуляторі змінює тривалість керуючого імпульсу рис. 3.20, в Циклова подача палива залишається при цьому сталою.

Форма електричних керуючих імпульсів вприскування змінюється алгоритмічно модуляцією і представляє собою пакет з трьох типів імпульсів: форсуючі; утримуючі; розмагнічуючі.

Рис. 3.20. Характеристики тиску вприскування електрогідравлічних форсунок в акумуляторній ЕПС при зміні: а – тривалості керуючого імпульсу; б – тиску в акумулятора; в – спільного їх впливу

Імпульсне керування параметрами уприскування палива у вихідному елементі акумуляторної паливної системи – електрокерованих форсунках забезпечує найбільшу ефективність. Акумуляторні паливні системи володіють найбільшими функціональними можливостями.

За конструктивними ж характеристиках вони поступаються деяким іншим системам. Основний недолік акумуляторних паливних систем – можливість зниження гідрощільності стиків в магістралях високого тиску. Це утрудняє підвищення тиску уприскування. Необхідне підвищення тиску уприскування палива в перспективних моделях двигунів до 250 – 300 МПа. Поки ж в акумуляторних системах досягнуто тиску 180 МПа. Це стримує широке застосування акумуляторних паливних систем. Проте зарубіжні двигуновиробні фірми з 1998 р. мають в своїй номенклатурі моделі двигунів з акумуляторними ЕПС, оскільки вони відповідають екологічним вимогам не тільки EURO III, але і EURO IV і EURO V.

 

Порівняльна оцінка ЕПС

Всі ЕПС з імпульсним керуванням практично рівноцінні по:

Ø регулюванню тривалості, випередження уприскування, кількості працюючих циліндрів, рівномірності навантаження працюючих циліндрів, обмеження подачі палива у функції параметрів робочого процесу двигуна, шкідливих викидів і економності;

Ø збереженню працездатності двигуна при зміні марки палива;

Ø мінімізації стійкої частоти обертання вільного ходу двигуна;

Ø підвищенню якості регулювання частоти обертання.

Акумуляторні ЕПС мають вирішальні переваги по незалежному від тривалості і випередження керуванню тиском і характеристикою уприскування, тобто оптимізації робочого процесу двигуна.

В ЕПС з гідравлічним приводом нагнітальних плунжерів унаслідок великого запізнювання в керуванні і створенні високого тиску під нагнітальним плунжером тиск уприскування залежить від тривалості подачі, є також обмеження в керуванні числом фаз і формою фронтів характеристики уприскування.

В ЕПС з механічним і гідравлічним приводами тиск і форма характеристики уприскування залежать не тільки від тривалості, але і від випередження уприскування.

В ЕПС з пневматичним приводом і з безперервно керованими ПНВТ незалежне регулювання тиску палива вимагає істотного ускладнення агрегатів. Взагалі безперервне електронне керування ПНВТ не створює додаткових можливостей дії на робочий процес двигуна. Єдина його перевага – можливість реалізації без змін конструкції власне двигуна.

З ЕПС з імпульсним керуванням найпростіше адаптуються в автомобільних двигунах – акумуляторні. Їх встановлення на двигун не вимагає зміни інших його систем.

ЕПС з пневматичним приводом кращі за об'ємом системи високого тиску і повної автономності каналів уприскування окремих циліндрів двигуна (відсутності загальних для системи елементів), що робить їх найбільш надійними.

ЕПС з гідравлічним приводом поступаються всім іншим за кількістю прецизійних елементів. ЕПС з гідравлічним приводом мають нижчий робочий тиск на клапанах, що управляють, і мінімальну тривалість роботи при високому тиску.

Переваги ЕПС з імпульсним керуванням і механічним приводом – підготовленість виробництва, відпрацьованість конструкцій основних елементів і високий ступінь уніфікації для різних типорозмірів двигунів, що і зумовило їх широке впровадження в серійне виробництво. Важлива і можливість організації на їх основі резервної гідромеханічної системи регулювання частоти обертання, що зберігає працездатність двигуна при будь–яких відмовах електроніки. Вони найефективніші при реалізації їх у насос-форсунках або в стовпчикових ПНВТ.

Для вітчизняних автомобільних двигунів з МПСК за простотою адаптації, досягнутих екологічних показниках, і витраті палива переважають акумуляторні ЕПС.

Для реалізації принципово нових конструктивних схем двигунів, перш за все безвальних, (наприклад, для гібридних електромобілів) доцільно застосування ЕПС з пневматичним приводом.

Відмінності і порівняльні оцінки різних варіантів ЕПС подані в табл. 3.1.

 

 

Таблиця 3.1. Класифікаційні ознаки і основні відмінності ЕПС з безпосереднім уприскуванням палива

Електронні паливнісистеми двигунів з уприскуванням палива в циліндри
Назва ЕПС	Неперервного керування	Акумуляторні	Пневмо-привідні	Гідропривідні	Механо-привідні
Основні відмінності
Керовані елементи	ПНВТ	Форсунки і магістраль високого тиску	Форсунки	ПНВТ і магі- страль серед- нього тиску	Магістралі високого тиску
Характер керування	Неперервний	Імпульсний форсунками і неперервний тиском	Імпульсний	Неперервний тиском та імпульсний іншими параметрами	Імпульсний
Незалежно керовані:
Тиск	–	+	–	+	–
Випередження	+	+	+	+	+
Форма характеристики	–	+	+	_	_
Індивідуальність вирівнювання по циліндрах	–	+	+	+	+
Простота Конструкції	+	+	+	–	+
Простота адапта- ції на двигун	+	+	–	–	–
Відмовостійкість	_	_	+	–	+

Включені в таблицю оцінки властивостей варіантів ЕПС нерівноцінні. Їх значущість в кожному варіанті двигуна, автомобіля і умов їх експлуатації різна. Але з таблиці можна зробити висновок, що для акумуляторних ЕПС доцільно розвиватися у напрямі підвищення відмовостійкості, для механопривідних – керованості тиском і характеристикою уприскування, для гідропривідних – керованості характеристикою уприскування і для пневмопривідних – керованості тиском уприскування. Найефективнішим представляється вказаний розвиток акумуляторних ЕПС, електромеханічних, електрогідравлічних і електропневматичних насос-форсунок.

 

3.2. ЕЛЕКТРОННІ СИСТЕМИ ГАЗООБМІНУ – ЕСГО

Мікропроцесорне керування параметрами газообміну є також важливим для оптимізації показників двигуна як і керування параметрами паливоподачі й набуло широкого поширення. Впливаючи на процес газообміну можна:

Ø здійснити керування потужністю двигуна;

Ø підвищити граничні значення потужності двигуна;

Ø поліпшити економічні і екологічні показники двигуна;

Ø підвищити ефективність гальмування автомобіля.

Найчастіше для автоматизації керування потужністю в двигунах з іскровим запаленням використовують дросельні заслінки з електромеханічним або електропневматичним приводом. Управляти потужністю двигунів можна також, міняючи величину ходу впускних клапанів або відключаючи наповнення (і подачу палива) в окремих циліндрах. Останні два способи дозволяють одночасно поліпшити економічні, а іноді, і екологічні показники двигуна.

Ефективним способом підвищення потужності двигунів є використання наддуву. Підвищити граничні потужністні показники двигуна і впливати на формування його швидкісних характеристик можна керуючи фазами газорозподілу, законами підйому клапанів і газодинамічними процесами у впускних і випускних трубопроводах. Всі ці способи знаходять застосування в сучасних автомобілях.

У двигунах з іскровим запаленням для спрямованої дії на процес згорання керують інтенсивністю і напрямом вихрового руху заряду, який виникає в процесі впускання. Це керування здійснюють за допомогою поворотних заслінок, які розміщують в каналах перед впускними клапанами. Впливати на інтенсивність руху заряду в циліндрі можна і, керуючи підйомом впускних клапанів. Дроселювання свіжого заряду зміною підйому клапанів, крім того, дозволяє понизити втрати на газообмін і, отже, додатково підвищити паливну економічність двигуна. Для зменшення токсичних викидів, перш за все оксидів азоту, як в дизелях, так і в двигунах з іскровим запаленням використовують рециркуляцію відпрацьованих газів (ВГ), тобто добавку до свіжого заряду певної кількості відпрацьованих газів.

Поліпшити гальмівні якості автомобіля можна збільшуючи опір випуску відпрацьованих газів. Це можна зробити за допомогою дросельної заслінки, встановленій у випускній системі або змінюючи підйом випускного клапана.

Розглянемо детальніше деякі системи керування газообміном.

 

Електронні системи наддуву

Система турбонаддуву вирішальним чином впливає на характеристики двигунів, особливо високофорсованих. Поліпшення наповнення циліндрів при турбонаддуві обмежене інерційністю і низькою ефективністю турбокомпресорів на низьких частотах обертання двигунів. Підвищення ефективності турбокомпресора на низьких частотах обертання за рахунок зміни конструкції і поліпшення його параметрів неминуче приводить до зайвого тиску наддуву при повній потужності, з можливою появою помпажу. Тому для подолання недоліків некерованих систем наддуву останнім часом все ширше стали застосовуватися керовані системи.

У системах з приводними об'ємними нагнітачами типу Рут застосовують керування через муфту в приводі, що включається після досягнення частоти обертання, з якою ефективність нагнітача стає достатньо високою. Це релейне, в найраціональнішому варіанті – електронне керування.

Керування турбокомпресором поворотом лопаток турбіни на частотах її обертання близько 70 000 об/хв нікому ще не вдалося довести до широкого застосування.

Відомі декілька варіантів керування турбокомпресором:

Ø зміна геометрії нерухомого соплового апарату турбіни (або прохідного перетину на вході в турбіну), наприклад, за рахунок повороту лопаток, напрямних, або переміщення нерухомого кільця вздовж напрямних лопаток;

Ø передача надмірної потужності турбіни при великих навантаженнях двигуна на колінчастий вал (так звані комбіновані двигуни);

Ø наявність двох турбін, одна з яких приводить компресор, а інша – в необхідних випадках, може з'єднатися з колінчастим валом.Але всі ці системи керованого наддуву дуже складні і малонадійні.

Простіші системи керування за рахунок перепускання газів мимо турбіни, яка показана далі на схемі з комплексним використанням електронних систем на двигуні (рис. 3.24).

B системі використано виконавчий електропневматичний клапан, що складається з керуючого електромагнітного клапана і пневматичного мембранного приводу, з тарілчастим клапаном в обхідному каналі турбіни. Електромагнітний клапан з’єднує робочу камеру пневмоприводу або з атмосферою, або з розрідженням, створюваним вакуумним електронасосом. Якщо електропневматичний клапан закриває обхідний канал, то всі гази йдуть через турбіну і їх енергія максимально використовується для наддуву двигуна. У міру відкриття клапана все більша частина відпрацьованих газів проходить мимо турбіни. Частота обертання турбокомпресора, а, отже, і тиск наддувного повітря, що створюється турбокомпресором, залежать від положення перепускного клапана.

Очевидно, що для виключення зайвого тиску наддуву і небезпеки помпажу на режимах великих навантажень двигуна енергія відпрацьованих газів, перепущених через обхідний канал турбіни, повністю втрачається. Росте при цьому і температура газів на виході з двигуна. Це істотнийнедолік перепускних електронних систем керування турбокомпресора.

З'явилися повідомлення про застосування у високофорсованих двигунах раціональнішої системи керування турбокомпресором за рахунок використання безпосередньо в турбокомпресорі вбудованої електричної машини. Зручно називати такий агрегат електротурбокомпресором. Схема електронної системи наддуву двигуна з електротурбокомпресором показана на рис. 3.23.

Рис. 3.23. Схема електронної системи наддуву двигуна з електротурбокомпресором

Здвоєні потовщені лінії – зв'язки механічні; здвоєні тонкі – газові; одиночні потовщені – електричні; одиночні тонкі – інформаційні.

Нова система турбонаддуву в простому варіанті використовує вбудовану в турбокомпресор електричну машину, частіше всього змінного струму, як електродвигун, що живиться для керування частотою обертання від інвертора, який створює змінний електричний струм регульованих частоти і напруги. Інвертор живиться від генератора, пов'язаного безпосередньо з колінчастим валом двигуна і/або від акумуляторної батареї автомобіля.

У процесах пуску, розгону, вільного ходу і малих навантаженнях електродвигун, створюючи додатковий крутний момент, на валу турбокомпресора, розганяє його до досягнення оптимального по витраті палива двигуном тиску наддуву. На режимах максимальної потужності додатковий крутний момент від електродвигуна не потрібний, і він може бути відключений від електричної мережі (разом з інвертором).

Очевидно, що для використання такого варіанту електротурбокомпресора необхідно, щоб генератор двигуна мав потужність, достатню для роботи електродвигуна. При цьому слід враховувати, що максимальна потужність від електродвигуна потрібна короткочасно на перехідних режимах. Вона може бути одержана від генератора і акумуляторної батареї включених паралельно. Крім того, в результаті додаткового електроприводу підвищується тиск наддуву і витрата повітря двигуном. А відповідно, і потужність, що розвивається турбіною. Тому необхідна добавка електричної потужності складає тільки близько половини від потрібної для бажаного розкручування ротора турбокомпресора. Тривало необхідна потужність електродвигуна складає 0,9 – 1,5 % від потужності двигуна. Відповідно на цю величину потрібно збільшити і потужність генератора (або встановити на двигун додатковий генератор).

Описаний варіант застосування електротурбокомпресора передбачає вибір його параметрів з умов досягнення оптимального тиску наддуву при повному навантаженні двигуна, тобто при неповному використанні енергії відпрацьованих газів. Раціональніший варіант, в якому на всіх режимах роботи двигуна максимально використовується ця енергія. Для цього електродвигун турбокомпресора повинен бути воротним і при великих навантаженнях двигуна, коли потужність турбіни більше необхідної для створення оптимального тиску наддуву, він переводиться в режим генератора. Цей генератор через оборотний інвертор передає електричну енергію воротному в електродвигун генератору двигуна. Мікроконтролер, регулюючи потужність, що відбирається воротним електродвигуном турбокомпресора і передається в мережу автомобіля, акумуляторну батарею і понад це через воротний генератор – на вал двигуна, знижує частоту обертання турбокомпресора до рівня, що забезпечує оптимальний наддув.

Відзначимо, що така система турбонаддуву дає додаткові чинники на користь створення об'єднаної електричної машини двигуна, що суміщає функції стартера, генератора і двигуна. Це може дозволити удосконалити конструкцію двигуна і електричну систему автомобіля.

Для двигунів транспортних засобів з електричними передачами, включаючи гібридні електромобілі, ще доцільніший оборотний електродвигун турбокомпресора. Надмірна потужність турбіни, що перевищує необхідну для забезпечення оптимального тиску наддуву, може безпосередньо додаватися до потужності головного генератора, що приводиться двигуном.

Ефективність системи наддуву з електротурбокомпресором визначається перевищенням зростання потужності двигуна в результаті збільшення індикаторного КПД при оптимізації наддуву над витратами енергії на додатковий електропривід компресора. Відбирана від генератора турбіни електрична потужність, безумовно, покращує це співвідношення, але головне в новій системі наддуву – зниження витрати палива двигуном на всіх режимах його роботи.

Для двигунів кар'єрних самоскидів особливо великої вантажопідйомності при використанні тільки режиму двигуна двигун-генератора зниження питомої витрати палива в порівнянні з нерегульованим вільним турбокомпресором склало 1,5–5,7 г/кВт×год. При використанні як режиму двигуна, так і генераторного режимів двигун-генератора – 2,5–7,3 г/кВт×год. Зниження середньоексплуатаційних витрат палива склало відповідно 3,2 і 5 г/кВт×год. Час виходу двигуна з вільного ходу на номінальну частоту обертання і повну потужність при використанні двигун-генератора в турбокомпресорі скорочується на 30 – 35 %.