SE1050237A1 - Arrangemang för att hantera kondensat hos en överladdad förbränningsmotor - Google Patents

Arrangemang för att hantera kondensat hos en överladdad förbränningsmotor Download PDF

Info

Publication number
SE1050237A1
SE1050237A1 SE1050237A SE1050237A SE1050237A1 SE 1050237 A1 SE1050237 A1 SE 1050237A1 SE 1050237 A SE1050237 A SE 1050237A SE 1050237 A SE1050237 A SE 1050237A SE 1050237 A1 SE1050237 A1 SE 1050237A1
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
condensate
line
inlet line
cooler
exhaust gases
Prior art date
Application number
SE1050237A
Other languages
English (en)
Inventor
Zoltan Kardos
Original Assignee
Scania Cv Ab
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 Scania Cv Ab filed Critical Scania Cv Ab
Priority to SE1050237A priority Critical patent/SE1050237A1/sv
Priority to EP11157605A priority patent/EP2366883A1/en
Priority to BRPI1100905-5A priority patent/BRPI1100905A2/pt
Publication of SE1050237A1 publication Critical patent/SE1050237A1/sv

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M35/00Combustion-air cleaners, air intakes, intake silencers, or induction systems specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M35/10Air intakes; Induction systems
    • F02M35/10242Devices or means connected to or integrated into air intakes; Air intakes combined with other engine or vehicle parts
    • F02M35/10268Heating, cooling or thermal insulating means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/35Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with means for cleaning or treating the recirculated gases, e.g. catalysts, condensate traps, particle filters or heaters
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B29/00Engines characterised by provision for charging or scavenging not provided for in groups F02B25/00, F02B27/00 or F02B33/00 - F02B39/00; Details thereof
    • F02B29/04Cooling of air intake supply
    • F02B29/045Constructional details of the heat exchangers, e.g. pipes, plates, ribs, insulation, materials, or manufacturing and assembly
    • F02B29/0468Water separation or drainage means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B47/00Methods of operating engines involving adding non-fuel substances or anti-knock agents to combustion air, fuel, or fuel-air mixtures of engines
    • F02B47/02Methods of operating engines involving adding non-fuel substances or anti-knock agents to combustion air, fuel, or fuel-air mixtures of engines the substances being water or steam
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M25/00Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
    • F02M25/022Adding fuel and water emulsion, water or steam
    • F02M25/0221Details of the water supply system, e.g. pumps or arrangement of valves
    • F02M25/0222Water recovery or storage
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M25/00Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
    • F02M25/022Adding fuel and water emulsion, water or steam
    • F02M25/0221Details of the water supply system, e.g. pumps or arrangement of valves
    • F02M25/0225Water atomisers or mixers, e.g. using ultrasonic waves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M25/00Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
    • F02M25/022Adding fuel and water emulsion, water or steam
    • F02M25/025Adding water
    • F02M25/028Adding water into the charge intakes
    • F02M25/074
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/22Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Abstract

Föreliggande uppfinning avser ett arrangemang för att hantera kondensat hos en överladdad förbränningsmotor. Arrangemanget innefattar ett utrymme (9d, 15d) i kylaren (9, 15) för ansamling av kondensat, ett insprutningsorgan (26), som via åtminstone en utloppsöppning (27), är anpassad att spruta in kondensatet i en finfördelad form i inloppsledningen (8), och en ledning (21, 23) som är anpassad att leda kondensatet från utrymmet (9d, 15d) i kylaren (9, 15) till insprutningsorganet (26). Insprutningsorganet (26) sträcker sig in i inloppsledningen (8) så att nämnda utloppsöppning (27) tillför kondensatet i en finfördelad form på ett avstånd från en invändig väggyta (8a) hos inloppsledningen (8).(Fig. 1)

Description

risk att rikligt med kondensat från laddluftkylaren och EGR-kylaren ansairilas i inloppsledningen till förbränningsmotom. Under exempelvis tillfällen då flödet av komprimerad luft och återcirkulerande avgaser ökar i inlopp sledningen kan en relativt stor mängd kondensat plötsligt föras med av flödet in i förbränningsmotörns cylindrar.
Det finns här en risk att förbränningsmotorn havererar.
SAMMANFATTNING AV UPPFINNJNGEN Syftet med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla ett arrangemang som möjliggör hantering av kondensat, som bildas i en laddlufrkylare och/eller i en EGR- kylare, så att risken att kondensatet skadar förbränningsmotorn väsentligen elimineras.
Detta syfte uppnås med arrangemanget av det inledningsvis nämnda slaget, vilket kännetecknas av de särdrag som anges i patentkravets 1 kärmetecknande del. Enligt föreliggande uppfinning uppsamlas således kondensatet som bildas i kylaren i ett utrymme. Det uppsamlade kondensatet leds från utrymmet genom en ledning till ett insprutningsorgan som sprutar in kondensateti en finfördelad form på ett avstånd från inloppsledningens invändiga väggyta. Det firifördelade kondensatet som sprutas in i inloppsledningen förs här med av flödet av luft och avgaser till förbränningsrnotorn. I detta fall kan kondensatet som bildas i kylaren väsentligen kontinuerligt ledas bort från utrymmet och sprutas in i inloppsledningen i en finfördelad fonn. Då det finfördelade kondensatet sprutas in på ett avstånd från en invändig väggyta i inloppsledningen förs det väsentligen garanterat med av flödet i inloppsledningen till förbränningsmotom.
Därmed undviks ansamlingar av stora mängder kondensat i inloppsledningen som plötsligt kan föras med av flödet till förbränningsmotorn. Efiersom både de återcirkulerande avgaserna och den komprimerade luften kan innehålla rikligt med vattenånga kan kondensatet som bildas i dessa kylare hanteras på väsentligen samma Sätt.
Enligt en föredragen utföríngsform av föreliggande uppfinning är insprutningsorganets utloppsöppning belägen på ett mindre avstånd från en central axel som sträcker sig genom det inloppsledningen än en invändig väggyta hos inloppsledningen. I detta fall har utloppsöppningen en väsentligen central placering inuti inloppsledningen.
Avståndet till inloppsledningens invändiga ytor är därmed optimal i alla riktningar.
Risken att det finfördelade kondensatet träffar den invändiga väggytan istället för att föras med av flödet i inloppsledningen är därmed relativt liten.
Enligt en annan utföringsform av uppfinningen är insprutningsorganets utloppsöppning försedd med en nätliknande struktur som är anpassad att finfördela kondensatet då det sprutas in i inloppsledningen. En sådan nätliknande struktur innefattar partier som formar ett stort antal hål. Då kondensatet når en nätformig struktur med en lämplig utformning finfördelas kondensatet. Då flödet i inloppsledningen träffar det insprutade kondensatet finfördelas det ytterligare. Alternativt eller i kombination så kan insprutningsorganets utloppsöppning bildar en vinkel mot den huvudsakliga flödesriktningen i inloppsledningen. En sådan vinklad utloppsöppning tillhandahåller en ökad kontaktyta mellan kondensatet som lämnar utloppsöppningen och flödet i inloppsledningen. Därmed tillhandahålls en eflfektiv fmfördelning av kondensatet då det träffas av flödet i inloppsledningen. Alternativt kan insprutningsorganet innefatta ett flertal utloppsöppningar som är placerade på ett avstånd från varandra och riktade så att kondensatet kan sprutas in i olika riktningar i inloppslednjngen. Därmed delas kondensatet upp i ett motsvarande antal strålar som sprutar in i inloppsledningen på avstånd från varandra och i olika riktningar. Var och en av nämnda strålar finfördelas på ett effektivt sätt av flödet i inloppsledriingen.
Enligt en annan föredragen utföringsform av uppfinningen innefattar arrangemanget trycksänkande medel som är anpassat att skapa ett lokalt reducerat statiskt tryck i anslutning till insprutningsorganets öppning i förhållande till det tryck som råder i närrmda utrymme i kylaren. Med fördel leds kondensatet till en position i inloppsledningen där det råder ett undertryck i förhållande till trycket i kylaren. Med en sådan tryckskillnad åstadkoms en krafl som väsentligen kontinuerligt suger kondensatet från utrymmet i kylaren till inloppsledningen. I en EGR-kylare är trycket normalt högre än i inlöppsledningen åtminstone om törbränningsmotorn är en ottomotor. I sådana fall kan kondensatet sugas från utrymmet i EGR-kylaren till insprutningsorganet utan hjälpmedel. Eftersom laddlufikylaren är anordnad i inloppsledningen är trycket väsentligen det samma i laddlufikylaren som i nedströms belägna delar av inloppsledningen, I detta fall måste således någon form av trycksänkande medel anordnas i inloppsledningen om kondensat ska kunna sugas från utrymmet i laddlufikylaren. Nämnda trycksänkande medel kan innefatta en venturi och att insprutningsorganets utloppsöppning är belägen i ett parti av nämnda venturi som har en reducerad tvärsnittsarea. I ett parti med en reducerad tvärsnittsarea erhåller flödet i inlopp sledningen en förhöjd hastighet vilket resulterar att det statiska trycket minskar. Därmed skapas ett undertryck i nämnda parti som suger köndensat från utrymmet i laddluftkylaren till venturin. Alternativt kan inloppsledningen själv innefatta ett parti med en reducerad tvärsnittsarea i anslutning till insprutningsorganets utloppsöppning.
Enligt en annan utföringsform av uppfinningen innefattar kylaren en inloppstank för mottagning av luft eller återcirkulerande avgaserna, ett kylarparti där luften eller avgaserna kyls och en utloppstank för mottagning av kyld luft eller kylda avgaser.
Både laddluftkylare och EGR-kylare kan ha ovan nämnda uppbyggnad. Med fördel är utrymmet för ansamling av kondensat beläget vid ett nedre parti av kylarens utloppstank. Efter kylningen mottas den komprimerade luften eller avgaserna i utloppstarlken. Allt kondensat som bildas i kylaren måste således passera igenom utloppstariken. Eftersom kondensatet har en klart högre densitet än luften och avgaserna rinner det ned i utloppstanken till en bottenyta där den ansamlas i nämnda utrymme. Nämnda kylare kan vara anordnad i en position 'så att den kyls av luft med omgivningens temperatur. Både laddlufikylaren och EGR-kylaren ges med fördel en placering så att den komprimerade luften och avgaserna kyls till en så låg temperatur som möjligt. Därmed erhåller avgaserna och luften en låg volymitet så att förbränningsmotorn kan mottaga en stor mängd luft och avgaser. I synnerhet under tillfällen då omgivningen har en låg temperatur bildas det relativt rikligt med kondensat i laddlufikylare och EGR-kylare som är kylda med luft av omgivningens temperatur.
KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA I det följande beskrivs, såsom exempel, föredragna utföringsformer av uppfinningen med hänvisning till bifogade ritningar, på vilka: Fig. 1 visar ett arrangemang för att hantera kondensat hos en överladdad íörbränningsmotor, Pig. 2 visar en EGR-kylare hos arrangemanget meri detalj, F ig. 3 visar ett insprutningsorgan hos arrangemanget enligt en första utföringsform Fig. 4 visar ett insprutningsorgan hos arrangemanget enligt en andra utföringsform och Fig. 5 visar ett insprutningsorgan hos arrangemanget enligt en tredje utföringsform.
DETALJERAD BESKRIVNING AV F ÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORNIER AV UPPFINNINGEN Fig. 1 visar ett arrangemang for att hantera kondensat hos en överladdad forbränningsmotor 2 i ett fordon 1 som kan vara ett tungt fordon 1. Avgaserna från förbränningsmotorns 2 cylindrar leds, via en avgassamlare 3, till en avgasledning 4.
Avgaserna i avgasledningen 4, som har ett overtryck, leds till en turbin 5 hos ett turboaggregat. Turboaggregatet innefattar även en kompressor 6. Kompressorn 6 komprimerar luft som, via ett luftfilter 7, leds in i en inloppsledning 8 till forbränningsmotorn 2. Inloppsledningen S innefattar en laddluftkylare 9 som är anordnad vid ett perifert område A av fordonet 1. Det perifera området A är i detta fall ett frontparti av fordonet 1. Laddlufikylarens 9 uppgifi är att kyla den komprimerade luften innan den leds till forbränningsmotom 2. Den komprimerade luften kyls i laddlufikylaren 9 medelst omgivande lufi som strömmar genom laddluftkylaren 9 med hjälp av en kylarfläkt 10. Kylarfläkten 10 drivs av forbränriingsmotorn 2 medelst en lämplig forbindning.
Arrangemanget innefattar en returledning 11 för återcirkulation av avgaser. En sådan återcirkulation benämns vanligtvis EGR (Exhaust Gas Recirculation). Medelst en inblandning av avgaser i den komprimerade lufi som leds till forbränningsmotorns cylindrar sänks forbränningstemperaturen och därmed även halten av kväveoxider NOX som bildas under forbränningsprocesserna. Returledningen 11 har en sträckning mellan avgasledningen 4 och inloppsledningen 8. Returledningen 11 innefattar en EGR-ventil 12, med vilken avgasflodet i returledningen 11 kan stängas av. EGR- ventilen 12 kan även användas for att steglöst styra den mängd avgaser som leds från avgasledningen 4, via returledningen 11, till inloppsledningen 8. En styrenhet 13 är anpassad att styra EGR-ventilen 12 med information om forbränningsmotorns 2 aktuella driftstillstånd. Styrenheten 13 kan vara en datorenhet som är forsedd med en lämplig mjukvara. Returledningen 11 innefattar en forsta EGR-kylare 14 for att kyla de återcirkulerande avgaserna i ett forsta steg och en andra EGR-kylare 15 for att kyla de återcirkulerande avgaserna i ett andra steg.
Hos overladdade dieselmotorer är, under vissa driftstillstånd, avgasernas tryck i avgasledningen 4 lägre än den komprimerade luftens tryck i inlopp sledningen 8. Under sådana drifistillstånd är det inte möjligt att direkt blanda de återcirkulerande avgaserna ireturledningen 11 med den komprimerade luften i inloppsledningen 8 utan speciella hjälpmedel. Härvid kan hjälpmedel såsom, exempelvis, en turbin 5 med en variabel geometri eller en venturi utnyttjas. Om forbränningsmotorn 2 istället är en överladdad ottomotor kan avgaserna ireturledningen 11 direkt ledas ini inloppsledningen 8 då avgaserna i avgasledningen 4 hos en ottomotor väsentligen under alla driftstillstånd uppvisar ett högre tryck än den komprimerade luften i inloppsledningen 8. De återcirkulerande avgaserna blandas med den komprimerade luften i inloppsledningen i en position 16. Därefter leds blandningen av luft och avgaser vidare i inloppsledningen 8 till en forgrening 17 som leder blandningen till förbränningsmotorns 2 respektive cylindrar.
F örbränningsmotorn 2 kyls på ett konventionellt sätt medelst ett kylsystem som innefattar en cirkulerande kylvätska. Kylvätskan cirkuleras i kylsystemet med hjälp av en kylvätskepump 18. Kylsystemet innefattar även en termostat 19 och en kylare 20 som är monterad vid ett främre parti av fordonet 1 bakom laddluitkylaren 9. Den andra EGR-kylaren 15 innefattar ett utrymme 15d för ansamling av kondensat. En forsta kondensatledning 21 är anpassad att leda kondensat från utrymmet 15d till en position 22 i inloppsledningen 8. Laddluftkylaren 9 innefattar även ett utrymme 9d for ansamling av kondensat. En andra kondensatledning 23 är anpassad att leda kondensat från utrymmet 15d till en position 24 i inlopp sledningen 8.
Under drift av forbränningsmotorn 2 driver avgaserna i avgasledningen 4 turbinen 5.
Turbinen 5 tillhandahåller därvid en drivkraft som driver kompressorn 6. Kompressorn 6 komprimerat därvid luft som, via lufifiltret 7, leds in i inloppsledningen 8. Då lufien komprimeras värms den upp. Den komprimerade luften leds till laddluftkylaren 9 där den kyls. Laddlufikylaren 9 har således en placering i ett perifert område A vid ett fiämre parti av fordonet 1. Den komprimerade luften kyls därmed av luft med omgivningens temperatur i laddlufikylaren 9. Den komprimerade luften kan här kylas till en temperatur som endast med ett fåtal grader överstiger omgivningens temperatur.
Styrenheten 13 håller, under de flesta av forbränningsmotorns 2 drifistillstånd, EGR- ventilen 12 öppen så att en del av avgaserna i avgasledningen 4 leds in i returledningen ll. Avgaserna i avgasledningen 4 har i regel en temperatur av cirka 500 - 600° C då den når den forsta EGR-kylaren 14. Avgaserna kyls här i ett forsta steg i den forsta EGR-kylaren 14 av kylvätska från förbränningsmotorns kylsystem. De återcirkulerande avgaserna leds därefter till den andra EGR-kylaren 15 som är placerad i ett perifert område A av fordonet bredvid laddluftkylaren 9. De återcirkulerande avgaserna kyls i den andra EGR-kylaren 15 av luft med omgivningens temperatur.
Med en lämpligt dimensionerad andra EGR-kylare 15 kan de returnerade avgaserna kylas till en temperatur strax över omgivningens temperatur. Avgaser i returledningen 11 kan därmed tillhandahålla en kylning till väsentligen samma låga temperatur som den komprimerade luften i laddlufikylaren 9. De återcirkulerande avgaserna leds därefter in i positionen 16 i inloppsledningen 8 och blandas med den komprimerade luften. Blandningen av avgaser och komprimerade luft leds därefier, via forgreningen 17, till förbränningsmotorns 2 respektive cylindrar.
Avgaser innehåller en relativt stor andel vattenånga. Då de ätercirkulerande avgaserna kyls i den andra EGR-kylaren 15 av lufi med omgivningens temperatur erhåller avgaserna under många driftstillfallen en lägre temperatur än vattenångans kondenseringstemperatur. Vatten i vätskeforrn fälls därvid ut inuti den andra EGR- kylaren 15. Fig. 2 visar den andra EGR-kylaren 15 mer i detalj. EGR-kylaren 15 innefattar en inloppstarrk 15a som, via en inloppsöppning lla, mottar återcirkulerande avgaser från ledningen 11. EGR-kylaren 15 innefattar ett kylarpaket 15b som sträcker sig mellan inloppstaiiken 15a och en utloppstaiil: 15c som mottar avgaserna efter kylning i kylarpaketet 15b. Kylarpaketet 15b innefattar ett flertal rörfonniga element som sträcker sig väsentligen rätlinjigt i ett gemensamt plan mellan inloppstanken 15a och utloppstanken 15b. Luft med omgivningens temperatur sugs med hjälp av fläkten genom spalter mellan de rörformiga elementen. Den omgivande luften kyler därmed avgaserna som leds genom de rörforrriiga elementen. De kylda avgaserna lämnar EGR-kylaren via en utloppsöppning llb som är belägen vid ett övre parti av utloppstanken 15c. Nämnda utrymme 15d som mottar kondensat är anordnat vid ett nedre parti av utloppstariken 15c. Eftersom det bildade kondensatet har en högre densitet än avgaserna rinner det ned och ansamlas vid ett nedre parti av utloppstarilcen 15c i nämnda utrymme 15d. En forsta ände hos kondensatledningen 21 är ansluten till en öppning i en bottenyta hos nämnda utrymme 15d. Kondensatledningens 21 andra ände är ansluten till inloppsledningen 8 i positionen 22.
Fig. 3 visar att den andra änden av kondensatledningen 21 som här är förbunden med ett rörforrnigt insprutningsorgan 26 som sträcker sig in i inloppsledningen 8.
Insprutningsorganet 26 har en utloppsöppriing 27 som täcks av en nätliknande struktur 28. Utloppsöppningen 27 är anordnad väsentligen centralt i inloppsledningen 8 i anslutning till en central axel 29 hos inloppsledningen 8. Utloppsöppningen 27 är därmed belägen på ett relativt stort avstånd från en invändig väggyta Sa hos inloppsledningens 8. Under normal drift av förbränningsmotorn 2 är trycket i inloppsledningen 8 lägre än trycket i EGR-kylaren 15. Denna tryckskillnad resulterar i att kondensat sugs från utrymmet 15d, via den första kondensatledningen 21, insprutningsorganet 26 och utloppsöppningen 27, till inloppsledningen 8.
Insprutningsorganets 26 ytor som formar utloppsöppningen 27 är här anordnade i ett plan 25 som bildar en vinkel mot den huvudsakliga flödesriktningen 30 i inloppsledningen 8. Vinkeln kan vara inom området 20°- 70°. Flödet i inloppsledningen 8 träffar här kondensatet som strömmar ut genom utloppsöppningen 27 på ett effektivt sätt. Detta resulterar i en finfördelning av kondensatet. I detta fall tillhandahåller även den nätliknande strukturen 28 en forsta finfördelning av kondensatet som strömmar ut genom utloppsöppningen 27. I detta fall tillförs således finfördelat kondensatet på ett avstånd inloppsledningens invändiga väggyta. Med hjälp av dessa åtgärder kan det finfördelade kondensatet förhindras att träffa den invändiga väggytan Sa och ledas väsentligen kontinuerligt till förbränningsmotorn 2 i en finfördelad form. Därmed föreligger väsentligen ingen risk att enstaka cylindrar vid specifika tillfällen mottar så stora mängder kondensat att förbränningsmotom kan haverera.
Den komprimerade luften som leds till laddlufckylaren 9 innehåller även många gånger en relativt stor andel vattenånga, Då den komprimerade luften kyls i laddlufikylaren 9 av luft med omgivningens temperatur erhåller den komprimerade luften under många driftstillfallen en lägre temperatur än vattenångans kondenseringstemperatur. Vatten i Vätskeforrn falls därvid ut inuti laddlufikylaren 9. Laddluftkylaren 9 har en motsvarande uppbyggnad som EGR-kylaren 15 iFig. 2. Laddlufrkylaren 9 innefattar således en inloppstank 9a som mottar varm komprimerad luft, ett kylarpaket 9b och en utloppstank 90 som mottar avgaserna efter kylning i kylarpaketet 9b. Ett utrymme 9d för ansamling av kondensat är även här anordnat vid ett nedre parti av utloppstanken 90. En första ände hos den andra kondensatledningen 23 är ansluten till en öppning i en bottenyta hos nämnda utrymme 9d. Kondensatledningens 23 andra ände är ansluten till inloppsledningen 8 i positionen 24.
Fig. 4 visar att den andra änden av kondensatledningen 23 som här är förbunden med ett rörforrnigt insprutningsorgan 26 som sträcker sig in i inloppsleclningen 8. I detta fall innefattar insprutningsorganet 26 en utloppsöppning 27 som mynnar i en venturi 31.
En central axel 29 genom inloppsledningen 8 sträcker sig genom venturin 31. Venturin 31 har således en väsentligen central placering inuti inloppsledningen 8. En venturi 31 är ett rör med ett centralt parti som har en reducerad tvärsnittsarea. Då blandningen av komprimerad luft och avgaser strömmar genom en venturi 31 erhåller de en ökad hastighet i det centrala partiet av venturin 31. Det statiska trycket minskar därmed i det centrala partiet av venturin 31. Därmed skapas ett undertryck vid utloppsöppningen 27 i förhållande till trycket i laddluftkylaren 9. Denna tryckskillnad resulterar i att kondensat sugs från utrymmet 9d, via den andra kondensatledningen 23, insprutningsorganet 26 och utloppsöppningen 27, till det centrala partiet av venturin 31.
Kondensatet tillhandahåller en effektiv finfördelning inuti venturin 31. I detta fall tillförs således kondensatet på ett avstånd inloppsledningens invändi ga väggyta 8a samtidigt som det finfördelas på ett effektivt sätt. Därmed kan kondensatet i laddluftkylaren 9. även väsentligen kontinuerligt ledas in i inloppsledningen 8 och ledas till förbränningsmotom 2 i en frnfördelad form.
Fig. 5 visar en alternativ utföringsform av ett insprutningsorgan 26.
Insprutningsorganet 26 innefattar i detta fall en koniskt formad utvändig yta som är försedd med ett mycket stort antal utloppsöppningar 27. Utloppsöppningarna 27 är anordnade runt väsentligen hela den koniska ytan. Utloppsöppningarna 27 är anordnade inuti inloppsledningen 8 på ett avstånd från inloppsledningens 8 invändiga yta 8a. I detta fall leds kondensatet således även ut i inloppsledningen 8 på ett avstånd från inloppsledningens 8 invändiga yta 8a. Kondensatet sprutas in i inloppsledningen 8 via ett stort antal öppningar 27 som är anordnade på olika ställen och i olika vinklar i förhållande till flödet 30 i inloppsledningen 8. I och med det tillhandahålls en effektiv finfördelning av kondensatet innan det förs med till förbränningsmotorn 2.
Uppfinningen är på intet sätt begränsad till de på ritningen beskrivna utföringsforrnerna utan kan varieras fritt inom patentkravens ramar. I detta fall leds kondensat från både EGR-kylaren 15 och laddluftkylaren 9 till inloppsledningen 8.
Självfallet kan endast kondensat från EGR-kylaren 15 eller laddluftkylaren 9 ledas till inloppsledningen S. Ovan visade utföringsformer av insprutningsorgan kan givetvis användas både för att spruta in och finfördela kondensat från laddlufikylaren och EGR- kylaren. Mängden vattenånga är klart högre i de återcirkulerande avgaserna än i den komprimerade luften. Av den anledningen bildas i regel betydligt mer kondensat i EGR-kylaren än i laddlultkylaren. Det kan därmed i många fall räcka att finfördela kondensatet i EGR-kylaren på ovan angivet sätt.

Claims (10)

10 '15 '20 25 30 35 10 Patentkrav
1. Arrangemang for att hantera kondensat hos en overladdad forbränningsmotor (2), varvid arrangemanget innefattar en avgasledning (4) som är anpassad att leda ut avgaser från fórbränningsmotorn (2), en inloppsledning (8) som är anpassad att leda lufi med ett övertryck till forbränningsmotorn (2), en returledning (11), som förbinder avgasledningen (4) med inloppsledningen (8) så att det, via returledningen (11), är möjligt att återcirkulera avgaser från avgasledningen (4) till inloppsledningen (8) och en kylare (9, 15) for att kyla den komprimerade luften i inloppsledningen (8) och/eller för att kyla de återcirkulerande avgaserna i returledningen (1 l), kännetecknat av att arrangemanget innefattar ett utrymme (9d, 15d) i kylaren (9, 15) för ansamling av kondensat, ett insprutningsorgan (26), som via åtminstone en utloppsöppning (27), är anpassad att spruta in kondensatet i en finfördelad form i inloppsledningen (8), och en ledning (21, 23) som är anpassad att leda kondensatet från utrymmet (9d, 15d) i kylaren (9, 15) till insprutningsorganet (26), varvid insprutningsorganet (26) sträcker sig in i inlopp sledningen (8) så att nämnda utloppsöppning (27) tillför kondensatet i en finfördelad form på ett avstånd från en invändig väggyta (Sa) hos inloppsledningen (8).
2. Arrangemang enligt krav 1, att insprutningsorganets (_26) utloppsöppning (27) är belägen på ett mindre avstånd från en central axel (29) som sträcker sig genom det inloppsledningen (S) än en invändig väggyta (Sa) hos inloppsledningen (S).
3. Arrangemang enligt krav 1 eller 2, känneteeknat av att insprutningsorganets (26) utloppsöppning (27) är försedd med en nätliknande struktur (28) som är anpassad att finfördela kondensatet då det sprutas in i inloppsledningen (8).
4. Arrangemang enligt något av föregående krav, kännetecknat av att insprutningsorganets (26) utloppsöppning (27) bildar en vinkel mot den huvudsakliga flödesriktningen (30) i inloppsledningen (8).
5. Arrangemang enligt krav 4, kännetecknat av att insprutningsorganet (26) innefattar ett flertal utloppsöppningar (27) som är placerade på ett avstånd från varandra och riktade så att kondensatet kan sprutas in i olika riktningar i inloppsledningen (8). 10 15 20 11
6. Arrangemang enligt något av föregående krav, kännetecknat av att arrangemanget innefattar trycksänkande medel (31) som är anpassat att skapa ett lokalt reducerat statiskt tryck i anslutning till insprutningsorganets (26) öppning (27) i förhållande till det tryck som råder i nämnda utrymme (9d, 15d).
7. Arrangemang enligt krav 6, kännetecknat av att nämnda trycksänkande medel innefattar en venturi (31) och att insprutningsorganets (26) utloppsöppning (27) är belägen i ett parti av nämnda venturi (31) som har en reducerad tvärsnittsarea.
8. Arrangemang enligt något av föregående krav, kännetecknat av att kylaren (9, 15) innefattar en inloppstank (9a, 15a) för mottagning av luft eller återcirkulerande avgaserna, ett kylarparti (9b, l5b) där luften eller avgaserna kyls och en utloppstank (9c, 15 c) for mottagning av kyld luft eller kylda avgaser.
9. Arrangemang enligt krav 8, kännetecknat av att nämnda utrymmet (9d, 15d) för ansarnling av kondensat är beläget vid ett nedre parti av kylarens utloppstarrk (90, 150).
10. Arrangemang enligt något av föregående krav, kännetecknat av att kylaren (9, 15) är anordnad i en position så att den kyls av luft med omgivningens temperatur.
SE1050237A 2010-03-16 2010-03-16 Arrangemang för att hantera kondensat hos en överladdad förbränningsmotor SE1050237A1 (sv)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE1050237A SE1050237A1 (sv) 2010-03-16 2010-03-16 Arrangemang för att hantera kondensat hos en överladdad förbränningsmotor
EP11157605A EP2366883A1 (en) 2010-03-16 2011-03-10 Arrangement for handling condensate of a supercharged combustion engine
BRPI1100905-5A BRPI1100905A2 (pt) 2010-03-16 2011-03-16 Disposição para manusear condensado de um motor de combustão supercarregado

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE1050237A SE1050237A1 (sv) 2010-03-16 2010-03-16 Arrangemang för att hantera kondensat hos en överladdad förbränningsmotor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SE1050237A1 true SE1050237A1 (sv) 2011-09-17

Family

ID=44315182

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE1050237A SE1050237A1 (sv) 2010-03-16 2010-03-16 Arrangemang för att hantera kondensat hos en överladdad förbränningsmotor

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP2366883A1 (sv)
BR (1) BRPI1100905A2 (sv)
SE (1) SE1050237A1 (sv)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200133404A (ko) * 2019-05-20 2020-11-30 현대자동차주식회사 자동차 인터쿨러의 응축수 토출장치
CN113187632B (zh) * 2021-06-15 2022-08-30 潍柴动力股份有限公司 天然气发动机及其进气系统、进气系统防结冰装置与方法
GB2610637A (en) * 2021-09-14 2023-03-15 Caterpillar Energy Solutions Gmbh Condensate separator, charge gas tube assembly and gas engine

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3601391A1 (de) * 1986-01-18 1987-02-26 Daimler Benz Ag Vorrichtung zum absaugen von in den luftsammelkasten eines ladeluftkuehlers abtropfendes kondensatoel
SE0702231L (sv) * 2007-10-03 2008-11-04 Scania Cv Abp Anordning för avledning av kondensat
FR2922962B1 (fr) * 2007-10-24 2014-04-18 Valeo Systemes Thermiques Dispositif de recuperation et d'evacuation de produits de condensation d'un flux d'air d'admission
EP2161438B1 (de) * 2008-09-03 2015-01-21 Behr GmbH & Co. KG System zur Rückführung von Abgas einer Verbrennungskraftmaschine und Verfahren zur Rückführung von Abgas einer Verbrennungskraftmaschine

Also Published As

Publication number Publication date
BRPI1100905A2 (pt) 2015-07-07
EP2366883A1 (en) 2011-09-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SE531841C2 (sv) Arrangemang och förfarande för återcirkulation av avgaser hos en förbränningsmotor
CN102140979B (zh) 废气再循环系统中的水分清除
SE528621C2 (sv) Arrangemang för återcirkulation av avgaser hos en överladdad förbränningsmotor
US9027341B2 (en) System for a charge-air-cooler
SE529101C2 (sv) Kylarrangemang för återcirkulation av gaser hos en överladdad förbränningsmotor
SE531200C2 (sv) Kylararrangemang i ett fordon
SE530242C2 (sv) Arrangemang för återcirkulation av avgaser hos en överladdad förbränningsmotor
SE528739C2 (sv) Kylararrangemang
SE1051363A1 (sv) Kylsystem i ett fordon
KR20080095844A (ko) 압축기 앞에/에 있는 저압 egr 응축물의 재도입 유닛
SE527869C2 (sv) Kylanordning i ett fordon
SE533508C2 (sv) Arrangemang för kylning av återcirkulerande avgaser hos en förbränningsmotor
KR20080095843A (ko) 압축기로 들어가는 저압 egr 응축물의 혼합 유닛
SE528270C2 (sv) Arrangemang för återcirkulation av avgaser hos en överladdad förbränningsmotor i ett fordon
SE530239C2 (sv) Kylararrangemang hos ett fordon
SE532245C2 (sv) Kylarrangemang hos en överladdad förbränningsmotor
SE526821C2 (sv) Arrangemang för återcirkulation av avgaser hos en överladdad förbränningsmotor
SE530583C2 (sv) Kylararrangemang hos ett fordon
SE527479C2 (sv) Arrangemang för återcirkulation av avgaser hos en överladdad förbränningsmotor
US20150121881A1 (en) Gas turbine inlet system and related method for cooling gas turbine inlet air
RU2012100532A (ru) Двигатель внутреннего сгорания с турбонаддувом и способ его эксплуатации
SE527481C2 (sv) Arrangemang för återcirkulation av avgaser hos en överladdad förbränningsmotor
SE528123C2 (sv) Arrangemang för återcirkulation av avgaser hos en förbränningsmotor i ett fordon
SE1050237A1 (sv) Arrangemang för att hantera kondensat hos en överladdad förbränningsmotor
SE534872C2 (sv) Arrangemang för att kyla komprimerad luft och/eller återcirkulerande avgaser som leds till en förbränningsmotor