DE112007002957B4 - Arrangement for a supercharged combustion engine - Google Patents
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Abstract
Anordnung für einen aufgeladenen Verbrennungsmotor (2), wobei die Anordnung umfasst
eine Abgasleitung (4), die vorgesehen ist, um Abgase von dem Verbrennungsmotor (2) weg zu führen,
eine Einlassleitung (8), die vorgesehen ist, um Luft bei einem Druck über Atmosphärendruck zum Verbrennungsmotor (2) zu führen,
einen ersten Kompressor (6a) zum Komprimieren der Luft in der Einlassleitung (8) in einer ersten Stufe,
einen zweiten Kompressor (6b) zum Komprimieren der Luft in der Einlassleitung (8) in einer zweiten Stufe,
einen ersten Ladeluftkühler (9a), der dazu ausgebildet ist, die Luft zu kühlen nachdem sie durch die erste Stufe komprimiert wurde und bevor sie in der zweiten Stufe komprimiert wird,
eine Rückführleitung (11), die die Abgasleitung (4) mit der Einlassleitung (8) verbindet, so dass es möglich ist, über die Rückführleitung (11) Abgase von der Abgasleitung (4) zur Einlassleitung (8) zurückzuführen, und
einen zweiten Ladeluftkühler (9b), der dazu ausgebildet ist, die komprimierte Luft in einer zweiten Stufe zu kühlen, und der in einem Bereich (A) eingebaut ist, in dem er dazu ausgebildet ist, von Luft mit Umgebungstemperatur durchströmt und dadurch gekühlt zu werden,
dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung ferner einen Kühlkreislauf umfasst, der bezüglich einem zum Kühlen des Verbrennungsmotors (2) vorgesehen Kühlsystem eine getrennte Einheit bildet, wobei der Kühlkreislauf ein zirkulierendes Kühlmittel, das zum Kühlen der Luft im ersten Ladeluftkühler (9a) vorgesehen ist, und ein Kühlelement (19) aufweist, in dem das zirkulierende Kühlmittel durch Luft gekühlt zu werden vermag,
wobei das Kühlelement (19) in einem Bereich (A’) angeordnet ist, in dem es dazu ausgebildet ist, durch Luft mit Umgebungstemperatur gekühlt zu werden, und dass der getrennte Kühlkreislauf eine Leitung (24) umfasst, die dazu ausgebildet ist, das Kühlmittel vom ersten Ladeluftkühler (9a) zu einem ersten AGR-Kühler (14a) zu führen, in dem es die in der Rückführleitung (11) rückgeführten Abgase zu kühlen vermag.
Arrangement for a supercharged internal combustion engine (2), the arrangement comprising
an exhaust pipe (4) provided to lead exhaust gases away from the internal combustion engine (2),
an inlet duct (8), which is provided to lead air at a pressure above atmospheric pressure to the internal combustion engine (2),
a first compressor (6a) for compressing the air in the inlet duct (8) in a first stage,
a second compressor (6b) for compressing the air in the inlet duct (8) in a second stage,
a first charge air cooler (9a) adapted to cool the air after being compressed by the first stage and before being compressed in the second stage,
a return passage (11) connecting the exhaust passage (4) to the intake passage (8) so that it is possible to recirculate exhaust gases from the exhaust passage (4) to the intake passage (8) via the return passage (11);
a second charge air cooler (9b) adapted to cool the compressed air in a second stage and installed in a region (A) in which it is adapted to be flowed through by air at ambient temperature and thereby cooled .
characterized in that the arrangement further comprises a refrigeration cycle constituting a separate unit with respect to a cooling system provided for cooling the internal combustion engine (2), the refrigeration cycle including circulating refrigerant provided for cooling the air in the first charge air cooler (9a), and a cooling element (19) in which the circulating coolant is cooled by air,
wherein the cooling element (19) is arranged in a region (A ') in which it is adapted to be cooled by air at ambient temperature, and in that the separate cooling circuit comprises a conduit (24) adapted to cool the coolant from the first charge air cooler (9a) to a first EGR cooler (14a), in which it is capable of cooling the exhaust gases recirculated in the return line (11).
Description
HINTERGRUND DER ERFINDUNG UND STAND DER TECHNIKBACKGROUND OF THE INVENTION AND PRIOR ART
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung für einen aufgeladenen Verbrennungsmotor gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The present invention relates to an arrangement for a supercharged internal combustion engine according to the preamble of
Die als AGR (Abgasrückführung, englisch: EGR - Exhaust Gas Recirculation) bezeichnete Technik ist ein bekannter Weg, einen Teil der Abgase aus einem Verbrennungsprozess in einem Verbrennungsmotor über eine Rückführleitung zu einer Einlassleitung für die Zufuhr von Luft zum Verbrennungsmotor zurückzuführen. Eine Mischung aus Luft und Abgasen wird so über die Einlassleitung den Zylindern des Motors zugeführt, in denen die Verbrennung stattfindet. Eine Zugabe von Abgasen zu der Luft bewirkt eine geringere Verbrennungstemperatur, was unter anderem zu einem reduzierten Gehalt an Stickoxiden (NOx) in den Abgasen führt. Diese Technik wird sowohl für Ottomotoren als auch Dieselmotoren verwendet.The technique referred to as EGR (Exhaust Gas Recirculation) is a known way of returning a portion of the exhaust gases from a combustion process in an internal combustion engine via a return line to an inlet line for the supply of air to the internal combustion engine. A mixture of air and exhaust gases is thus supplied via the inlet line to the cylinders of the engine, in which the combustion takes place. An addition of exhaust gases to the air causes a lower combustion temperature, resulting inter alia in a reduced content of nitrogen oxides (NO x ) in the exhaust gases. This technique is used for both gasoline engines and diesel engines.
Ein optimaler Einsatz dieser Technik erfordert eine Rückführung einer relativ großen Menge an Abgasen. Die rückgeführten Abgase werden deshalb in wenigstens einem AGR-Kühler gekühlt, um das spezifische Volumen der Abgase zu reduzieren, bevor sie mit Luft gemischt und zum Verbrennungsmotor geführt werden. Herkömmliche AGR-Kühler verwenden das Kühlmittel des gewöhnlichen Kühlsystems des Fahrzeugs zum Kühlen des Verbrennungsmotors. Eine andere bekannte Praxis besteht darin, einen luftgekühlten AGR-Kühler zu verwenden, in dem die Abgase durch Luft mit Umgebungstemperatur gekühlt werden, wodurch es möglich ist, die rückgeführten Abgase auf eine Temperatur zu kühlen, die im Wesentlichen der Umgebungstemperatur entspricht. Die rückgeführten Abgase können so einer im Wesentlichen optimalen Reduktion des spezifischen Volumens unterliegen, so dass eine große Menge an Abgasen in den Verbrennungsmotor rückgeführt werden kann.Optimal use of this technique requires recirculation of a relatively large amount of exhaust gases. The recirculated exhaust gases are therefore cooled in at least one EGR cooler in order to reduce the specific volume of the exhaust gases before they are mixed with air and fed to the internal combustion engine. Conventional EGR coolers use the coolant of the vehicle's conventional cooling system to cool the engine. Another known practice is to use an air-cooled EGR cooler in which the exhaust gases are cooled by air at ambient temperature, whereby it is possible to cool the recirculated exhaust gases to a temperature substantially equal to the ambient temperature. The recirculated exhaust gases may thus undergo a substantially optimal reduction of the specific volume, so that a large amount of exhaust gases can be recycled to the internal combustion engine.
Die Menge an Luft, die einem aufgeladenen Verbrennungsmotor zugeführt werden kann, hängt vom Luftdruck, aber auch von der Lufttemperatur ab. Eine Zufuhr der größtmöglichen Menge an Luft zum Verbrennungsmotor erfordert, dass die Luft erst durch einen Kompressor komprimiert wird, bevor sie in einem Ladeluftkühler gekühlt und danach zum Verbrennungsmotor geführt wird. Die komprimierte Luft wird gewöhnlich in dem Ladeluftkühler durch Umgebungsluft gekühlt. Die komprimierte Luft kann so auf eine Temperatur gekühlt werden, die die Temperatur der Umgebung um nur wenige Grad überschreitet. Obgleich die Luft wie oben beschrieben komprimiert und gekühlt wird, reicht dies gewöhnlich nicht aus, um die notwendigen Menge an Luft bereitzustellen, welche zusammen mit den rückgeführten Abgasen eine Verbrennung bei optimaler Verwendung der AGR-Technik ermöglicht.The amount of air that can be supplied to a supercharged combustion engine depends on the air pressure, but also on the air temperature. Supplying the largest possible amount of air to the internal combustion engine requires that the air is first compressed by a compressor before it is cooled in a charge air cooler and then fed to the internal combustion engine. The compressed air is usually cooled in the intercooler by ambient air. The compressed air can thus be cooled to a temperature that exceeds the temperature of the environment by only a few degrees. Although the air is compressed and cooled as described above, it is usually insufficient to provide the necessary amount of air which, together with the recirculated exhaust gases, enables combustion with optimum use of the EGR technique.
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ABRISS DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anordnung bereitzustellen, die es ermöglicht, eine große Menge komprimierter Luft einem aufgeladenen Verbrennungsmotor zuzuführen.It is an object of the present invention to provide an arrangement which makes it possible to supply a large amount of compressed air to a supercharged combustion engine.
Diese Aufgabe wird durch eine Anordnung der eingangs genannten Art erreicht, welche durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gekennzeichnet ist. Die Anordnung umfasst demnach zwei Kompressoren, die die Luft in zwei Stufen komprimieren. Die Luft wird auch zwischen den genannten Kompressionsstufen einer Kühlung in einem Ladeluftkühler unterzogen. Nach der Kompression in der ersten Stufe wird die Luft einen höheren Druck und eine höhere Temperatur aufweisen. Die Kühlung der Luft, nachdem sie in der ersten Stufe komprimiert worden ist, führt dazu, dass sie eine geringere Temperatur hat, aber denselben Druck beibehält. Die Luft wird so stärker verdichtet und nimmt dadurch ein geringeres spezifisches Volumen an, d.h. sie nimmt ein kleineres Volumen je Gewichtseinheit ein. Da der Kompressor gewöhnlich einen Raum mit einem festen Volumen zur Aufnahme und Kompression von Luft hat, ermöglicht das Kühlen, dass eine größere Menge an Luft in den zweiten Kompressor gezogen und in der zweiten Stufe komprimiert wird. Dies bedeutet auch, dass eine größere Menge an Luft auf einen sehr hohen Druck komprimiert und dem Verbrennungsmotor zugeführt werden kann. Das Kühlen zwischen den beiden Kompressionsstufen bedeutet auch, dass die Arbeit zur Kompression der Luft auf den hohen Druck geringer sein wird, als wenn die Luft auf diesen Druck in nur einer Stufe oder in zwei Stufen ohne Zwischenkühlen komprimiert werden würde. Zudem wird weniger Wärme zugeführt, wodurch die Notwendigkeit, die Luft zu kühlen, verringert wird. Ein Ladeluftkühler geringerer Kapazität kann deshalb verwendet werden, um die Luft auf dieselbe Temperatur wie im herkömmlichen Fall zu kühlen.This object is achieved by an arrangement of the type mentioned, which is characterized by the features specified in the characterizing part of
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der erste Ladeluftkühler Teil eines Kühlkreislaufs mit einem zirkulierenden Kühlmittel, das zum Kühlen der Luft im ersten Ladeluftkühler vorgesehen ist. Die Menge an Luft, die in den zweiten Kompressor gezogen werden kann, steht so in Zusammenhang mit dem spezifischen Volumen der Luft, das mit der Lufttemperatur variiert. Es ist deshalb wichtig, die Luft auf eine möglichst geringe Temperatur im ersten Ladeluftkühler zu kühlen. Es ist relativ einfach und zweckmäßig, das Kühlmittel des den Verbrennungsmotor kühlenden Kühlsystems zu verwenden, jedoch ist dies nicht besonders effektiv, da dieses Kühlmittel gewöhnlich eine Temperatur von 70-100°C bei Normalbetrieb des Verbrennungsmotors hat, was nur ein Kühlen der Luft auf eine Temperatur in Übereinstimmung mit der Betriebstemperatur des Kühlmittels ermöglicht. Es ist deshalb vorteilhaft, den Kühlkreislauf als eine getrennte Einheit bezüglich des zum Kühlen des Verbrennungsmotors vorgesehenen Kühlsystems auszubilden. Der getrennte Kühlkreislauf kann ein Kühlelement umfassen, in dem das zirkulierende Kühlmittel durch Luft gekühlt zu werden vermag. Luft ist ohne Weiteres verfügbar und kann leicht zum Durchströmen des Kühlelements veranlasst werden, um die Kühlwirkung des zirkulierenden Kühlmittels zu erhöhen. Es können ein Kühlerlüfter und der durch die Fahrzeugbewegung erzeugte Luftstrom verwendet werden, um eine beträchtliche Menge an Luft zum Durchströmen des Kühlelements zu veranlassen. Das Kühlelement ist vorzugsweise in einem Bereich angeordnet, in dem es durch Luft mit Umgebungstemperatur gekühlt zu werden vermag, wodurch es möglich ist, das Kühlmittel im Kühlelement auf eine Temperatur nahe der Umgebungstemperatur zu kühlen. Vorteilhafterweise umfasst der getrennte Kühlkreislauf eine Leitung, die dazu ausgebildet ist, das Kühlmittel von dem Kühlelement zum ersten Ladeluftkühler zu führen, ohne dass das Kühlmittel auf seinem Weg zwischen dem Kühlelement und dem ersten Ladeluftkühler im Wesentlichen irgendeiner Erwärmung ausgesetzt ist. Das Kühlmittel wird somit in der Lage sein, die komprimierte Luft in dem ersten Ladeluftkühler auf eine Temperatur nahe der Umgebungstemperatur zu kühlen.According to a preferred embodiment of the present invention, the first charge air cooler is part of a cooling circuit with a circulating coolant, which is provided for cooling the air in the first charge air cooler. The amount of air that can be drawn into the second compressor is thus related to the specific volume of air that varies with air temperature. It is therefore important to cool the air to the lowest possible temperature in the first intercooler. It is relatively easy and convenient to use the coolant of the cooling system cooling the engine, but this is not particularly effective, since this coolant usually has a temperature of 70-100 ° C during normal operation of the engine, which is only a cooling of the air Temperature in accordance with the operating temperature of the coolant allows. It is therefore advantageous to form the cooling circuit as a separate unit with respect to the cooling system provided for cooling the internal combustion engine. The separate cooling circuit may comprise a cooling element in which the circulating coolant is cooled by air. Air is readily available and can be easily made to flow through the cooling element to increase the cooling effect of the circulating coolant. A radiator fan and the airflow generated by the vehicle motion may be used to cause a substantial amount of air to flow through the radiator. The cooling element is preferably arranged in a region in which it can be cooled by air at ambient temperature, whereby it is possible to cool the coolant in the cooling element to a temperature close to the ambient temperature. Advantageously, the separate cooling circuit comprises a conduit adapted to guide the coolant from the cooling element to the first charge air cooler without substantially exposing the coolant to any heating on its way between the cooling element and the first charge air cooler. The coolant will thus be able to cool the compressed air in the first charge air cooler to a temperature near ambient temperature.
Gemäß der Erfindung umfasst die Anordnung einen zweiten Ladeluftkühler, der in einem Bereich eingebaut ist, in dem er dazu ausgebildet ist, von Luft mit Umgebungstemperatur durchströmt und dadurch gekühlt zu werden. Die komprimierte Luft wird so nach dem Kühlen im ersten Ladeluftkühler einer zweiten Kompressionsstufe unterzogen, und erlangt dadurch nicht nur einen weiteren Druckanstieg, sondern auch einen Temperaturanstieg. Um zu ermöglichen, eine möglichst große Menge an Luft in den Verbrennungsmotor zu führen, muss die Luft wieder gekühlt werden, bevor sie in den Verbrennungsmotor geführt wird. Dies kann mit Vorteil in einem Ladeluftkühler geschehen, durch den Luft mit Umgebungstemperatur strömt. Dies ermöglicht es, die Luft auf eine Temperatur nahe der Umgebungstemperatur zu kühlen, und folglich eine im Wesentlichen optimale Menge an Luft dem Verbrennungsmotor zuzuführen.According to the invention, the arrangement comprises a second intercooler, which is installed in an area in which it is adapted to be traversed by air at ambient temperature and thereby cooled. The compressed air is thus subjected to a second compression stage after cooling in the first charge air cooler, thereby attaining not only a further increase in pressure but also a rise in temperature. In order to allow the largest possible amount of air into the engine, the air must be cooled again before it is fed into the internal combustion engine. This can be done with advantage in an intercooler, flows through the air at ambient temperature. This makes it possible to cool the air to a temperature near the ambient temperature, and thus to supply a substantially optimum amount of air to the engine.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst die Anordnung eine Rückführleitung, welche die Abgasleitung mit der Einlassleitung so verbindet, dass es möglich ist, über die Rückführleitung Abgase von der Abgasleitung zur Einlassleitung zurückzuführen. In diesem Fall ist der Verbrennungsmotor deshalb mit einem AGR-System versehen, das zur Verringerung des Gehalts an Stickoxiden in den Abgasen vorgesehen ist. Insbesondere bei einem solchen System ist es wichtig, einen großen Luftstrom zum Verbrennungsmotor bereitzustellen, so dass das AGR-System in solcher Weise verwendet werden kann, dass eine im Wesentlichen optimale Verringerung des Gehalts an Stickoxiden erreicht wird. Dementsprechend kann der getrennte Kühlkreislauf eine Leitung umfassen, die dazu ausgebildet ist, das Kühlmittel vom ersten Ladeluftkühler zu einem ersten AGR-Kühler zu führen, in dem es die rückgeführten Abgase in der Rückführleitung zu kühlen vermag. Dies kann eine Verwendung des getrennten Kühlsystems auch zum Kühlen der rückgeführten Abgase einschließen. Vorteilhafterweise umfasst die Anordnung einen zweiten AGR-Kühler zum Kühlen der rückgeführten Gase in einer zweiten Stufe, wobei der zweite AGR-Kühler in einem Bereich eingebaut ist, in dem er dazu ausgebildet ist, von Luft mit Umgebungstemperatur durchströmt zu werden. Auch ist es wichtig, dass die rückgeführten Abgase so gekühlt werden, dass sie ein möglichst geringes spezifisches Volumen annehmen, so dass eine große Menge an Abgasen in den Verbrennungsmotor geführt werden kann. Mit solch einem zweiten AGR-Kühler können die Abgase auf eine Temperatur nahe der Umgebungstemperatur gekühlt werden. Somit kann eine im Wesentlichen optimale Menge an rückgeführten Abgasen in den Verbrennungsmotor geführt werden. Eine geringe Temperatur der komprimierten Luft und eine geringe Temperatur der rückgeführten Abgase, wenn sie in den Verbrennungsmotor geführt werden, führt auch zu einer geringeren Verbrennungstemperatur und somit einem geringeren Gehalt an Stickoxiden in den Abgasen.According to a further embodiment of the invention, the arrangement comprises a return line which connects the exhaust line to the inlet line in such a way that it is possible to recirculate exhaust gases from the exhaust line to the inlet line via the return line. In this case, therefore, the internal combustion engine is provided with an EGR system provided for reducing the content of nitrogen oxides in the exhaust gases. In particular, in such a system, it is important to provide a large flow of air to the internal combustion engine so that the EGR system can be used in such a way as to achieve a substantially optimal reduction in the level of nitrogen oxides. Accordingly, the separate cooling circuit may include a conduit configured to direct the coolant from the first charge air cooler to a first EGR cooler in which it is capable of cooling the recirculated exhaust gases in the return line. This may include using the separate cooling system also to cool the recirculated exhaust gases. Advantageously, the arrangement comprises a second EGR cooler for cooling the recirculated gases in a second stage, wherein the second EGR cooler is installed in a region in which it is adapted to be traversed by air at ambient temperature. It is also important that the recirculated exhaust gases are cooled so that they assume the lowest possible specific volume, so that a large amount of exhaust gases can be fed into the internal combustion engine. With such a second EGR cooler, the exhaust gases can be cooled to a temperature close to ambient temperature. Thus, a substantially optimal amount of recirculated exhaust gases can be fed into the internal combustion engine. A low temperature of the compressed air and a low temperature of the recirculated exhaust gases, when fed into the internal combustion engine, also leads to a lower combustion temperature and thus a lower content of nitrogen oxides in the exhaust gases.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist wenigstens einer der Kompressoren Teil einer Turboeinheit, die eine Turbine umfasst, die dazu ausgebildet ist, durch die Abgase in der Abgasleitung angetrieben zu werden. Vorteilhafterweise umfasst die Anordnung zwei Turbinen, die Energie von den Abgasen entnehmen, welche zum Antrieb der Kompressoren verwendet wird.According to another embodiment of the invention, at least one of the compressors is part of a turbo unit that includes a turbine configured to be driven by the exhaust gases in the exhaust passage. Advantageously, the arrangement comprises two turbines which take energy from the exhaust gases used to drive the compressors.
Figurenliste list of figures
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend exemplarisch beschrieben unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen, in denen:
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1 eine Anordnung für einen aufgeladenen Verbrennungsmotor gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt und -
2 eine Anordnung für einen aufgeladenen Verbrennungsmotor gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt.
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1 shows an arrangement for a supercharged internal combustion engine according to a first embodiment of the invention and -
2 shows an arrangement for a supercharged internal combustion engine according to a second embodiment of the invention.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE DER ERFINDUNGDETAILED DESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS OF THE INVENTION
Der Kompressor
Eine Anordnung zum Bereitstellen einer Rückführung eines Teils der Abgase in der Abgasleitung
Beim Betrieb des Dieselmotors
In den meisten Betriebszuständen des Dieselmotors
Die rückgeführten Abgase werden so auf eine Temperatur gekühlt, die im Wesentlichen der Umgebungstemperatur entspricht, bevor sie mit der Luft gemischt und in den Verbrennungsmotor
Die Erfindung ist in keiner Weise auf die mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern kann innerhalb des Umfangs der Ansprüche frei variiert werden.The invention is in no way limited to the embodiments described with reference to the drawings, but may be freely varied within the scope of the claims.
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Families Citing this family (13)
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---|---|---|---|---|
SE527479C2 (en) * | 2004-05-28 | 2006-03-21 | Scania Cv Ab | Arrangements for the recirculation of exhaust gases of a supercharged internal combustion engine |
SE529101C2 (en) * | 2005-09-20 | 2007-05-02 | Scania Cv Ab | Cooling arrangement for the recirculation of gases of a supercharged internal combustion engine |
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SE533942C2 (en) * | 2008-06-09 | 2011-03-08 | Scania Cv Ab | Arrangement of a supercharged internal combustion engine |
SE532361C2 (en) * | 2008-06-13 | 2009-12-22 | Zoltan Kardos | Cooling arrangement of a supercharged internal combustion engine |
WO2010126402A1 (en) * | 2009-04-28 | 2010-11-04 | Volvo Lastvagnar Ab | Cooler arrangement, a cooler and vehicle comprising the cooler arrangement |
FR2958327B1 (en) | 2010-03-31 | 2012-03-23 | Valeo Sys Controle Moteur Sas | COOLING DEVICE FOR AN EXHAUST GAS RECIRCULATION CIRCUIT OF AN ENGINE, IN PARTICULAR A MOTOR VEHICLE. |
DE102010047821A1 (en) * | 2010-10-07 | 2012-04-12 | Daimler Ag | Air compression device for a motor vehicle and method for operating such an air compression device |
DE102010047822A1 (en) * | 2010-10-07 | 2012-04-12 | Daimler Ag | Air compression device for compressing air for compressed air system for commercial motor vehicle, has cooling device i.e. intercooler, cooling air compressed by compressor of charging device and supplied to air compressor |
FR2988136B1 (en) * | 2012-03-13 | 2014-04-18 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | EXHAUST AIR COOLING SYSTEM |
DE102012209893B4 (en) * | 2012-06-13 | 2014-05-08 | Ford Global Technologies, Llc | Charged internal combustion engine with charge air cooling and method for operating such an internal combustion engine |
GB2526815A (en) * | 2014-06-03 | 2015-12-09 | Gm Global Tech Operations Inc | A cooling system for an internal combustion engine |
CN113482805B (en) * | 2021-07-30 | 2022-05-03 | 东风商用车有限公司 | Hierarchical type double-circulation cooling system of two-stage supercharged engine |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE20318321U1 (en) | 2003-11-06 | 2004-03-04 | Mtu Friedrichshafen Gmbh | Exhaust gas heat exchanger for motor vehicle internal combustion engine has low and high temperature branches with individual heat exchangers |
DE10335567A1 (en) | 2003-07-31 | 2005-03-10 | Behr Gmbh & Co Kg | Circuit arrangement for cooling charge air and method for operating such a circuit arrangement |
DE102004009794A1 (en) | 2004-02-28 | 2005-09-22 | Daimlerchrysler Ag | Internal combustion engine with two exhaust gas turbochargers |
WO2005095780A1 (en) | 2004-03-31 | 2005-10-13 | Scania Cv Ab (Publ) | Arrangement for recirculation of exhaust gases of a super-charged internal combustion engine |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4446730C2 (en) * | 1994-12-24 | 1998-03-19 | Man Nutzfahrzeuge Ag | Exhaust gas recirculation for an internal combustion engine with supercharging |
DE19961610A1 (en) * | 1999-12-21 | 2001-04-05 | Daimler Chrysler Ag | Internal combustion engine with two exhaust gas turbochargers for motor vehicle, has control unit that increases/decreases variable geometry turbine cross-section for high/low engine speed |
US6460519B1 (en) * | 2000-10-04 | 2002-10-08 | Caterpillar Inc | Twin turbine exhaust gas re-circulation system having fixed geometry turbines |
US6397598B1 (en) * | 2000-10-04 | 2002-06-04 | Caterpillar Inc. | Turbocharger system for an internal combustion engine |
US6412279B1 (en) * | 2000-12-20 | 2002-07-02 | Caterpillar Inc. | Twin turbine exhaust gas re-circulation system having a second stage variable nozzle turbine |
US6981375B2 (en) * | 2003-09-16 | 2006-01-03 | Detroit Diesel Corporation | Turbocharged internal combustion engine with EGR flow |
ITMI20032559A1 (en) * | 2003-12-22 | 2005-06-23 | Iveco Spa | METHOD PEARS THE RECIRCULATION OF EXHAUST GASES IN SUPERIMPOSED ENGINES AND OVER-POWERED ENGINE SYSTEM |
JP4511845B2 (en) * | 2004-02-09 | 2010-07-28 | 日野自動車株式会社 | Internal combustion engine with a supercharger |
-
2006
- 2006-12-05 SE SE0602604A patent/SE531102C2/en unknown
-
2007
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- 2007-11-29 WO PCT/SE2007/050915 patent/WO2008069743A1/en active Application Filing
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10335567A1 (en) | 2003-07-31 | 2005-03-10 | Behr Gmbh & Co Kg | Circuit arrangement for cooling charge air and method for operating such a circuit arrangement |
DE20318321U1 (en) | 2003-11-06 | 2004-03-04 | Mtu Friedrichshafen Gmbh | Exhaust gas heat exchanger for motor vehicle internal combustion engine has low and high temperature branches with individual heat exchangers |
DE102004009794A1 (en) | 2004-02-28 | 2005-09-22 | Daimlerchrysler Ag | Internal combustion engine with two exhaust gas turbochargers |
WO2005095780A1 (en) | 2004-03-31 | 2005-10-13 | Scania Cv Ab (Publ) | Arrangement for recirculation of exhaust gases of a super-charged internal combustion engine |
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---|---|
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DE102009031845A1 (en) | Internal-combustion engine i.e. diesel engine, charge-air cooling method, involves guiding adjustable partial flow of charge air in bypass to expansion turbine depending on engine load, and directly diverting adjustable partial flow |
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