CZ2015573A3 - Termoregulační systém, zejména pro automobily - Google Patents
Termoregulační systém, zejména pro automobily Download PDFInfo
- 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
Links
- 230000028016 temperature homeostasis Effects 0.000 title claims abstract description 6
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims abstract description 79
- 238000005338 heat storage Methods 0.000 claims abstract description 21
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims abstract description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 60
- 230000001331 thermoregulatory effect Effects 0.000 claims description 10
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims description 8
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000003134 recirculating effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims 1
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 3
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000004781 supercooling Methods 0.000 description 1
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)
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).
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)
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)
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 |
-
2015
- 2015-08-25 CZ CZ2015-573A patent/CZ306847B6/cs unknown
-
2016
- 2016-08-16 US US15/237,651 patent/US10167759B2/en active Active
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 |