CZ2015573A3 - Termoregulační systém, zejména pro automobily - Google Patents

Termoregulační systém, zejména pro automobily Download PDF

Info

Publication number
CZ2015573A3
CZ2015573A3 CZ2015-573A CZ2015573A CZ2015573A3 CZ 2015573 A3 CZ2015573 A3 CZ 2015573A3 CZ 2015573 A CZ2015573 A CZ 2015573A CZ 2015573 A3 CZ2015573 A3 CZ 2015573A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
coolant
heat exchanger
heat
engine
outlet
Prior art date
Application number
CZ2015-573A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ306847B6 (cs
Inventor
Guillaume HĂ©bert
L´uboslav Kollár
Jiří Bazala
Original Assignee
Halla Visteon Climate Control Corporation
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Halla Visteon Climate Control Corporation filed Critical Halla Visteon Climate Control Corporation
Priority to CZ2015-573A priority Critical patent/CZ306847B6/cs
Priority to US15/237,651 priority patent/US10167759B2/en
Publication of CZ2015573A3 publication Critical patent/CZ2015573A3/cs
Publication of CZ306847B6 publication Critical patent/CZ306847B6/cs

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N5/00—Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting by exhaust energy
    • F01N5/02—Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting by exhaust energy the devices using heat
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P11/00—Component parts, details, or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F01P1/00 - F01P9/00
    • F01P11/14—Indicating devices; Other safety devices
    • F01P11/20—Indicating devices; Other safety devices concerning atmospheric freezing conditions, e.g. automatically draining or heating during frosty weather
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P3/00—Liquid cooling
    • F01P3/20—Cooling circuits not specific to a single part of engine or machine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12—Control of the pumps
    • F02B37/22—Control of the pumps by varying cross-section of exhaust passages or air passages, e.g. by throttling turbine inlets or outlets or by varying effective number of guide conduits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/22—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage
    • F02M26/23—Layout, e.g. schematics
    • F02M26/25—Layout, e.g. schematics with coolers having bypasses
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/22—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage
    • F02M26/23—Layout, e.g. schematics
    • F02M26/28—Layout, e.g. schematics with liquid-cooled heat exchangers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2240/00—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being
    • F01N2240/02—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being a heat exchanger
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P11/00—Component parts, details, or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F01P1/00 - F01P9/00
    • F01P11/14—Indicating devices; Other safety devices
    • F01P2011/205—Indicating devices; Other safety devices using heat-accumulators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2060/00—Cooling circuits using auxiliaries
    • F01P2060/16—Outlet manifold
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Atmospheric Sciences (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
  • Lubrication Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

Termoregulační systém, zejména pro automobily obsahuje výstup výfukových plynů pro odvádění výfukových plynů z motoru (1), vstup plynů do motoru (1), recirkulační okruh výfukových plynů mezi výstupem výfukových plynů a vstupem plynů pro recirkulaci alespoň části výfukových plynů a okruh vedení chladicího média pro chlazení a/nebo cirkulaci chladicího média pro chlazení motoru (1). Okruh vedení chladicího média obsahuje jednotku (11) pro akumulaci latentního tepla provedenou pro přijímání tepla z chladicího média nebo předávání tepla chladicímu médiu, první tepelný výměník (7) uspořádaný v recirkulačním okruhu výfukových plynů pro výměnu tepla mezi výfukovými plyny a chladicím médiem a prostředky pro kontrolu průtoku zahrnující alespoň jeden ventil (6, 8, 9) a alespoň jednu odbočku pro regulaci tepelné výměny v prvním tepelném výměníku (7). Systém dále obsahuje okruh vedení oleje pro ohřívání nebo chlazení oleje zahrnující druhý tepelný výměník (10) pro výměnu tepla mezi olejem a hladicím médiem přitékajícím z prvního tepelného výměníku (7).

Description

Termoregulační systém, zejména pro automobily, a J.půijub tciniutCgulucL
Oblast techniky
Předkládaný vynález se týká termoregulačního systému, zejména pro automobily.
Dosavadní stav techniky
V současné době se u automobilů, zejména s hybridním pohonem, využívá systém recirkulace výfukových plynů, a odvádí se jejich teplo v průběhu jízdy. Stávající systémy však neposkytují řešení některých problémů, například nižší teplota chladicího média v systému využití tepla na výstupu než na vstupu kvůli teplotní setrvačnosti systému v době těsně po nastartování motoru (tzv. přechlazování chladicího média). Nízká teplota bloku motoru při startu navíc vede k vyššímu mechanickému tření a opotřebení, což zvyšuje spotřebu paliva i emise CO2 - tento problém je výrazný zejména u aut s hybridním motorem a/nebo se start/stop systémem.
V dosavadních systémech je recirkulace výfukových plynů (EGR) oddělená od systému odvodu tepla výfukových plynů (EHRS), a rovněž se zde projevuje potřeba vysoké kapacity a rozměru chladiče chladicí kapaliny, protože všechno teplo z výfukových plynů je předáváno chladicí kapalině, kterou je pak potřeba chladit. Toto teplo výfukových plynů není využíváno. Dosavadní systémy dále obsahují samostatný chladič oleje nebo vodou chlazený olejový chladič.
Uvedené problémy řeší předkládaný vynález.
Podstata vynálezu
Předkládaný vynález poskytuje kompletní termoregulační systém, vhodný zejména pro automobily, který obsahuje
- výstup výfukových plynů pro odvádění výfukových plynů z motoru,
- vstup plynů do motoru,
- recirkulační okruh výfukových plynů mezi výstupem výfukových plynů a vstupem plynů pro recirkulaci alespoň části výfukových plynů,
- okruh vedení chladicího média pro chlazení a/nebo cirkulaci chladicího média pro chlazení motoru, přičemž okruh vedení chladicího média obsahuje jednotku pro ukládání latentního tepla provedenou pro přijímání tepla z chladicího média nebo předávání tepla chladicímu médiu,
- první tepelný výměník uspořádaný v recirkulačním okruhu výfukových plynů pro výměnu tepla mezi výfukovými plyny a chladicím médiem,
- prostředky pro kontrolu průtoku zahrnující alespoň jeden ventil a alespoň jednu odbočku pro regulaci tepelné výměny v prvním tepelném výměníku.
Ve výhodném provedení vynálezu prostředky pro kontrolu průtoku zahrnují
- první odbočku pro obejití prvního tepelného výměníku vedoucí od prvního odvětvovacího bodu uspořádaného mezi výstupem výfukových plynů z motoru a prvním tepelným výměníkem, a
- první ventil umístěný v prvním odvětvovacím bodu.
Dále mohou prostředky pro kontrolu průtoku zahrnovat
- druhou odbočku pro vedení výfukových plynů do výfuku vedoucí od druhého odvětvovacího bodu před prvním tepelným výměníkem, a
- druhý ventil umístěný v druhém odvětvovacím bodu.
Termoregulační systém může dále s výhodou obsahovat
- okruh vedení oleje pro ohřívání nebo chlazení oleje zahrnující druhý tepelný výměník pro výměnu tepla mezi olejem a chladicím médiem přitékajícím z prvního tepelného výměníku.
Systém podle předkládaného vynálezu umožňuje provádět způsob termoregulace, který obsahuje kroky vedení alespoň části výfukových plynů ke vstupu recirkulovaných plynů odbočkou obcházející první tepelný výměník, a
- předání tepla chladicímu médiu prostřednictvím jednotky pro ukládání latentního tepla.
Způsob dále může obsahovat krok, v němž se chladicí médium a výfukový plyn po přesáhnutí předem dané hodnoty teploty výfukového plynu vedou do prvního tepelného výměníku, čímž se spustí tepelná výměna mezi chladicím médiem a výfukovým plynem.
Dále způsob s výhodou obsahuje krok výměny tepla mezi chladicím médiem z prvního tepelného výměníku a olejem pro promazávání motoru.
S výhodou způsob dále obsahuje krok vedení chladicího média po tepelné výměně s olejem do jednotky pro ukládání latentního tepla.
V jednom provedení termoregulační systém obsahuje za turbínovým kolem turbodmychadla zařazený katalyzátor, za nímž je uspořádán filtr pevných částic a za ním pak stavitelný ventil pro řízení toku výfukových plynů na část jdoucí do tepelného výměníku plyn/chladicí médium a na část jdoucí do výfuku (za tímto výstupem stavitelného ventilu může s výhodou být zařazen spínací ventil směřující tuto část výfukových plynů do výfuku nebo před kompresor turbodmychadla), za stavitelným ventilem je dále uspořádán tepelný výměník plyn/chladicí médium, a za ním je zařazen stavitelný ventil pro rozdělení toku výfukových plynů na část jdoucí do výfuku a na část jdoucí do kompresoru turbodmychadla. Dále systém obsahuje okruh vedení chladicího média, jímž je typicky chladicí kapalina, obsahující první termostatický ventil zařazený za výstupem chladicího média z motoru, pro vpuštění chladicího média, přesáhne-li prahovou teplotu, do chladiče; za jedním výstupem prvního termostatického ventilu je pak uspořádán chladič, a za druhým výstupem prvního termostatického ventilu je uspořádán druhý termostatický ventil, jehož jeden výstup je veden do jednotky pro ukládání latentního tepla, a druhý výstup je veden do tepelného výměníku plyn/chladicí médium, za nímž je uspořádán tepelný výměník chladicí médium/olej, a výstup tepelného výměníku chladicí médium/olej je veden do jednotky pro ukládání latentního tepla, jejíž výstup je dále veden do motoru. Dále systém obsahuje okruh vedení oleje, v němž výstup oleje z motoru je veden do tepelného výměníku chladicí médium/olej, a výstup z něj je veden zpět do motoru.
Systém v tomto provedení pracuje tak, že v první fázi běhu motoru, kdy chladicí médium nedosahuje prahové teploty a výfůkové plyny dosud nedosahují vhodné teploty pro ohřátí chladicího média na provozní teplotu, tedy těsně po nastartování motoru, zajišťuje zvýšení teploty motoru prostřednictvím chladicího média, které odebírá teplo z jednotky pro ukládání latentního tepla a přenáší jej do motoru. V této fázi se prostřednictvím prvního a druhého termostatického ventilu veškeré chladicí médium vede do jednotky pro ukládání latentního tepla.
V druhé fázi běhu motoru, kdy jsou již výfukové plyny dostatečně teplé, aby mohly ohřát chladicí médium na provozní teplotu, se chladicí médium vede do tepelného výměníku plyn/chladicí médium, kde přebírá teplo od výfukových plynů, a následně do tepelného výměníku chladicí médium/olej, kde předává teplo oleji, a pak přes jednotku pro ukládání latentního tepla do motoru, kde olej a chladicí médium ohřívají blok motoru na pracovní teplotu.
Ve třetí fázi je motor již zahřátý na provozní teplotu a je potřeba jej při dalším běhu chladit. Chladicí médium se v této fázi vede z bloku motoru prostřednictvím prvního termostatického ventilu do chladiče, a z něj potom prostřednictvím druhého termostatického ventilu do tepelného výměníku plyn/chladicí médium, kde ochlazuje výfukové plyny, a následně do tepelného výměníku chladicí médium/olej, kde ochlazuje olej, a pak do jednotky pro ukládání latentního tepla, kde předává teplo, které se v této jednotce uloží a použije později při novém nastartování motoru v první fázi.
Jednotky pro ukládání tepla a jejich konstrukce jsou známé (heat storage unit, latent storage unit, např. http://web.engr.oregonstate.edu/~aristopo/in rsch/en98.PDF)
Termín „chladicí médium“ znamená chladicí médium používané pro chlazení motorů automobilů, zejména chladicí kapalinu, jako např. vodu nebo směs vody a glykolu. V systému podle předkládaného vynálezu má chladicí médium termoregulační funkci, tedy v první a druhé fázi motor ohřívá, později pak motor chladí.
Uvedený systém tedy zajišťuje rychlé zahřátí motoru po nastartování, a tím snížení spotřeby paliva i snížení opotřebení dílů, a zároveň uložení tepelné energie, která je v systémech známých dosud ve stavu techniky bez užitku uvolněna do okolního prostředí z chladiče. Pro rychlé zahřátí motoru po nastartování tedy není potřeba žádný přídatný zdroj energie či zvýšená spotřeba paliva, protože se využije tato tepelná energie.
Popis vyobrazení
Obr. 1 schematicky znázorňuje termoregulační systém podle vynálezu.
Příklad provedení vynálezu
Vynález bude dále vysvětlen s použitím schematického znázornění na Obr. 1.
Termoregulační systém obsahuje okruh vedení výfukových plynů (značeno plnou čarou), obsahující turbínové kolo 2 turbodmychadla zařazené za výstupem výfukových plynů z motoru 1, za turbínovým kolem 2 turbodmychadla je zařazen třícestný katalyzátor 4, za nímž je uspořádán filtr 5 pevných částic pro zabránění vstupu pevných částic do dalších částí okruhu a pro zabránění poškození těchto částí pevnými částicemi, a za filtrem 5 je uspořádán stavitelný ventil 6 pro rozdělení toku výfukových plynů na část jdoucí do tepelného výměníku 2 plyn/chladicí médium a na část jdoucí do výfuku (za tímto výstupem stavitelného ventilu 6 může s výhodou být zařazen spínací ventil 9 směřující tato část výfukových plynů do výfuku nebo do kompresoru 3 turbodmychadla), za stavitelným ventilem 6 je dále uspořádán tepelný výměník 7 plyn/chladicí médium, a za ním je zařazen stavitelný ventil 8 pro rozdělení toku výfukových plynů na část jdoucí do výfuku a na část jdoucí do kompresoru 3 turbodmychadla.
Dále systém obsahuje okruh vedení chladicího média (značeno čárkovanou čarou), jímž je typicky chladicí kapalina, např. voda nebo směs vody a glykolu, obsahující první termostatický ventil 13 zařazený za výstupem chladicího média z motoru i, pro vpuštění chladicího média, přesáhne-li prahovou teplotu, do chladiče 14; za jedním výstupem prvního termostatického ventilu 13 je pak uspořádán chladič 14, a za druhým výstupem prvního termostatického ventilu 13 je uspořádán druhý termostatický ventil 12, jehož jeden výstup je veden do jednotky 11 pro ukládání latentního tepla, a druhý výstup je veden do tepelného výměníku 7 plyn/chladicí médium, za nímž je uspořádán tepelný výměník 10 chladicí médium/olej, a výstup tepelného výměníku 10 chladicí médium/olej je veden do jednotky 11 pro ukládání latentního tepla, jejíž výstup je dále veden do motoru 1.
Dále systém obsahuje okruh vedení oleje (značeno čerchovanou), v němž výstup oleje z motoru 1 je veden do tepelného výměníku 10 chladicí médium/olej, a výstup z něj je veden zpět do motoru 1.
Systém pracuje tak, že v první fázi běhu motoru, kdy chladicí médium nedosahuje prahové teploty a výfukové plyny dosud nedosahují vhodné teploty pro ohřátí chladicího média na provozní teplotu, tedy těsně po nastartování motoru, zajišťuje zvýšení teploty motoru prostřednictvím chladicího média, které odebírá teplo z jednotky 11 pro ukládání latentního tepla a přenáší jej do motoru L V této fázi se prostřednictvím prvního 13 a druhého termostatického ventilu 12 veškeré chladicí médium vede do jednotky 11 pro ukládání latentního tepla.
V druhé fázi běhu motoru, kdy jsou již výfukové plyny dostatečně teplé, aby mohly ohřát chladicí médium na provozní teplotu, se chladicí médium prostřednictvím prvního 13 a druhého termostatického ventilu 12 vede do tepelného výměníku 7 plyn/chladicí médium, kde chladicí médium přebírá teplo od výfukových plynů, a následně do tepelného výměníku 10 chladicí médium/olej, kde předává teplo oleji, a pak přes jednotku 11 pro ukládání latentního tepla do motoru 1, kde olej a chladicí médium ohřívají blok motoru na provozní teplotu.
Ve třetí fázi je motor již zahřátý na provozní teplotu a je potřeba jej při dalším běhu chladit. Chladicí médium se v této fázi vede z bloku motoru 1 prostřednictvím prvního termostatického ventilu 13 do chladiče 14, a z něj potom prostřednictvím druhého termostatického ventilu 12 do tepelného výměníku 7 plyn/chladicí médium, kde ochlazuje výfukové plyny, a následně do tepelného výměníku 10 chladicí médium/olej, kde ochlazuje olej, a pak do jednotky 11 pro ukládání latentního tepla, kde předává teplo, které se v této jednotce 11 uloží a použije později při novém nastartování motoru v první fázi.

Claims (5)

PATENTOVÉ NÁROKY
1. Termoregulační systém, zejména pro automobily, vyznačující se tím, že obsahuje
- výstup výfukových plynů pro odvádění výfukových plynů z motoru (1),
- vstup plynů do motoru (1),
- recirkulační okruh výfukových plynů mezi výstupem výfukových plynů a vstupem plynů pro recirkulaci alespoň části výfukových plynů,
- okruh vedení chladicího média pro chlazení a/nebo cirkulaci chladicího média pro chlazení motoru (1), přičemž okruh vedení chladicího média obsahuje jednotku (11) pro ukládání latentního tepla provedenou pro přijímání tepla z chladicího média nebo předávání tepla chladicímu médiu,
- první tepelný výměník (7) uspořádaný v recirkulačním okruhu výfukových plynů pro výměnu tepla mezi výfukovými plyny a chladicím médiem,
- prostředky pro kontrolu průtoku zahrnující alespoň jeden ventil (6, 8, 9) a alespoň jednu odbočku pro regulaci tepelné výměny v prvním tepelném výměníku (7),
- okruh vedení oleje pro ohřívání nebo chlazení oleje zahrnující druhý tepelný výměník (10) pro výměnu tepla mezi olejem a chladicím médiem přitékajícím z prvního tepelného výměníku (7).
2. Termoregulační systém podle nároku 1, vyznačující se tím, že prostředky pro kontrolu průtoku zahrnují
- první odbočku pro obejití prvního tepelného výměníku (7) vedoucí od prvního odvětvovacího bodu uspořádaného mezi výstupem výfukových plynů z motoru (1) a prvním tepelným výměníkem (7), a
- první ventil (6) umístěný v prvním odvětvovacím bodu.
3. Termoregulační systém podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že prostředky pro kontrolu průtoku zahrnují
- druhou odbočku pro vedení výfukových plynů do výfuku vedoucí od druhého odvětvovacího bodu před prvním tepelným výměníkem (7), a
- druhý ventil (8) umístěný v druhém odvětvovacím bodu.
4. Termoregulační systém podle nároku 1, vyznačující se tím, že jednotka (11) pro ukládání latentního tepla je provedena pro selektivní přijímání tepla z chladicího média z motoru (1) a/nebo druhého tepelného výměníku (10).
5. Termoregulační systém podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že obsahuje
- okruh vedení výfukových plynů, obsahující turbínové kolo (2) turbodmychadla zařazené za výstupem výfukových plynů z motoru (1), za turbínovým kolem (2) turbodmychadla je zařazen katalyzátor (4), za nímž je uspořádán filtr (5) pevných částic, a za filtrem (5) je uspořádán první stavitelný ventil (6) pro rozdělení toku výfukových plynů na část jdoucí do prvního tepelného výměníku (7) plyn/chladicí médium a na část jdoucí do výfuku, za stavitelným ventilem (6) je dále uspořádán první tepelný výměník (7) plyn/chladicí médium, a za ním je zařazen druhý stavitelný ventil (8) pro rozdělení toku výfukových plynů na část jdoucí do výfuku a na část jdoucí do kompresoru (3) turbodmychadla;
- okruh vedení chladicího média obsahující první termostatický ventil (13) zařazený za výstupem chladicího média z motoru (1), pro vpuštění chladicího média, přesáhne-li prahovou teplotu, do chladiče (14); za jedním výstupem prvního termostatického ventilu (13) je pak uspořádán chladič (14), a za druhým výstupem prvního termostatického ventilu (13) je uspořádán druhý termostatický ventil (12), jehož jeden výstup je veden do jednotky (11) pro ukládání latentního tepla, a druhý výstup je veden do prvního tepelného výměníku (7) plyn/chladicí médium, za nímž je uspořádán tepelný výměník (10) chladicí médium/olej, a výstup tepelného výměníku (10) chladicí médium/olej je veden do jednotky (11) pro ukládání latentního tepla, jejíž výstup je dále veden do motoru (1);
- okruh vedení oleje, v němž výstup oleje z motoru (1) je veden do tepelného výměníku (10) chladicí médium/olej, a výstup z něj je veden zpět do motoru (1).
CZ2015-573A 2015-08-25 2015-08-25 Termoregulační systém, zejména pro automobily CZ306847B6 (cs)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2015-573A CZ306847B6 (cs) 2015-08-25 2015-08-25 Termoregulační systém, zejména pro automobily
US15/237,651 US10167759B2 (en) 2015-08-25 2016-08-16 Integration of exhaust gas recirculation (EGR), exhaust heat recovery (EHRS), oil thermal conditioning and latent heat storage in a complete exhaust thermal management module

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2015-573A CZ306847B6 (cs) 2015-08-25 2015-08-25 Termoregulační systém, zejména pro automobily

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ2015573A3 true CZ2015573A3 (cs) 2017-03-08
CZ306847B6 CZ306847B6 (cs) 2017-08-09

Family

ID=58097713

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2015-573A CZ306847B6 (cs) 2015-08-25 2015-08-25 Termoregulační systém, zejména pro automobily

Country Status (2)

Country Link
US (1) US10167759B2 (cs)
CZ (1) CZ306847B6 (cs)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6809300B2 (ja) * 2017-03-06 2021-01-06 株式会社デンソー 排気還流装置
JP6775451B2 (ja) * 2017-03-21 2020-10-28 三菱重工エンジン＆ターボチャージャ株式会社 ディーゼルエンジン
DE102018206368B4 (de) 2018-04-25 2020-12-17 Ford Global Technologies, Llc Anordnung und Verfahren zur Temperierung von Abgasrückführungseinrichtungen sowie Kraftfahrzeug
CN110985152B (zh) * 2019-12-10 2022-04-26 潍柴动力股份有限公司 有机朗肯循环系统、控制方法、控制系统及车辆
EP4001607A1 (en) * 2020-11-17 2022-05-25 Winterthur Gas & Diesel Ltd. Internal combustion engine, exhaust system and method for running an internal combustion engine

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5211334A (en) * 1988-07-11 1993-05-18 Oskar Schatz Motor vehicle fluid heating device with heat storage
DE3824133A1 (de) * 1988-07-15 1990-01-18 Schatz Oskar Verfahren zum betrieb eines verbrennungsmotors
US5339632A (en) * 1992-12-17 1994-08-23 Mccrabb James Method and apparatus for increasing the efficiency of internal combustion engines
US7454896B2 (en) * 2005-02-23 2008-11-25 Emp Advanced Development, Llc Thermal management system for a vehicle
JP4497082B2 (ja) * 2005-11-17 2010-07-07 トヨタ自動車株式会社 エンジンの冷却媒体循環装置
US20090020263A1 (en) * 2006-01-26 2009-01-22 Akihiro Ohsawa Cooling Apparatus for Fluid
US7721543B2 (en) * 2006-10-23 2010-05-25 Southwest Research Institute System and method for cooling a combustion gas charge
DE102008001659B4 (de) * 2007-07-11 2014-01-30 Halla Visteon Climate Control Corp. Abgaswärmetauscher mit integrierter Montageschnittstelle
JP2009241780A (ja) 2008-03-31 2009-10-22 Toyota Motor Corp 内燃機関の循環装置
AT507096B1 (de) * 2008-12-10 2010-02-15 Man Nutzfahrzeuge Oesterreich Antriebseinheit mit kühlkreislauf und separatem wärmerückgewinnungskreislauf
JP2011047305A (ja) * 2009-08-26 2011-03-10 Toyota Motor Corp 内燃機関
US8413434B2 (en) * 2009-10-21 2013-04-09 GM Global Technology Operations LLC Exhaust heat recovery for transmission warm-up
DE102010003688A1 (de) * 2010-04-07 2011-10-13 Dbk David + Baader Gmbh Kühlmittelkreislauf, Verfahren zum Steuern eines Kühlmittelkreislaufs und Latentwärmespeicher
US8151553B1 (en) * 2010-07-26 2012-04-10 Michael Moses Schechter Operating internal-combustion engine without discharging gas into environment
JP5481737B2 (ja) * 2010-09-30 2014-04-23 サンデン株式会社 内燃機関の廃熱利用装置
US8463495B2 (en) 2010-12-01 2013-06-11 GM Global Technology Operations LLC Method for controlling exhaust gas heat recovery systems in vehicles
KR20130012998A (ko) * 2011-07-27 2013-02-06 현대자동차주식회사 Ａｔｆ 웜업 기능을 갖는 분기형 배기열 회수장치
CZ2013278A3 (cs) * 2013-04-11 2014-10-22 Halla Visteon Climate Control Corporation Výměník tepla
DE102013011519A1 (de) * 2013-07-09 2015-01-15 Volkswagen Ag Wärmetauschvorrichtung und Antriebseinheit für ein Kraftfahrzeug
US9404409B2 (en) * 2013-11-05 2016-08-02 Ford Global Technologies, Llc Exhaust throttling for cabin heating
EP2873826B1 (en) * 2013-11-15 2019-03-27 Volvo Car Corporation Heat storage in engine cooling system
EP2881690B1 (de) * 2013-12-09 2016-08-17 TuTech Innovation GmbH Kühlvorrichtung zur Abfuhr eines Wärmestromes
KR101945823B1 (ko) * 2013-12-10 2019-02-11 한온시스템 주식회사 자동차의 통합 기능형 열교환 장치
US10054085B2 (en) * 2015-02-18 2018-08-21 Progress Rail Locomotive Inc. Power system having fuel-based cooling
JP6265171B2 (ja) * 2015-06-09 2018-01-24 トヨタ自動車株式会社 車両の熱交換装置
JP6327290B2 (ja) * 2016-05-30 2018-05-23 トヨタ自動車株式会社 内燃機関
US10202881B2 (en) * 2016-09-27 2019-02-12 Hanon Systems Integration of exhaust gas recirculation (EGR), exhaust heat recovery (EHRS), and latent heat storage in a complete exhaust thermal management module

Also Published As

Publication number Publication date
US10167759B2 (en) 2019-01-01
US20170058754A1 (en) 2017-03-02
CZ306847B6 (cs) 2017-08-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ2015573A3 (cs) Termoregulační systém, zejména pro automobily
CN105626222B (zh) 用于车辆特别是用于商用车辆的冷却系统
EP2959145B1 (en) System for recuperating heat from the exhaust gases in an internal combustion engine, with two heat exchangers on a gas recirculation circuit
CN103748347B (zh) 朗肯循环
US8127722B2 (en) Cooling circuit for the thermal engine of an automotive vehicle
US20130186087A1 (en) Waste heat recovery system with partial recuperation
CN108431376B (zh) 热力循环和热源的功能协同效应
US20170241324A1 (en) Thermal management system with heat recovery and method of making and using the same
CA2816782A1 (en) Thermoelectric recovery and peltier heating of engine fluids
JP2014501353A (ja) 車両の冷却システム
JP2011173543A (ja) 電池冷却／加温装置
CN103375243A (zh) 用于发动机预热的装置和方法
US20100269800A1 (en) Exhaust gas recirculation cooling circuit
US10662894B2 (en) Method for controlling the temperature of a waste heat recovery system and such a waste heat recovery system
KR101779273B1 (ko) 엔진 흡기 열관리 장치 및 관련된 열관리 방법
CN107869407B (zh) 集成有排气再循环、热回收及潜热存储的排气热管理模块
JP2011179421A (ja) 内燃機関の冷却装置
JP2008185002A (ja) エンジン冷却装置
JP2013113182A (ja) エンジンの冷却装置及びその冷却方法
US20130220290A1 (en) Cooling device for an engine exhaust gas recirculation circuit
JP2016050545A (ja) 車両の冷却システム
SE1651213A1 (en) A method for controlling the temperature of a cooling fluid in a cooling system and a cooling system
CN106401727B (zh) 辅助冷却系统
WO2014041963A1 (ja) 内燃機関の冷却装置
SE1451549A1 (en) An arrangement reducing the cooling effect of an exhaust treatment component in a vehicle