SE514227C2

SE514227C2 - Apparatus adapted to cool a machine assembly adapted to be associated with a motor

Info

Publication number: SE514227C2
Application number: SE9900161A
Authority: SE
Inventors: Tore Kaellander
Original assignee: Tore Kaellander
Priority date: 1999-01-20
Filing date: 1999-01-20
Publication date: 2001-01-22
Also published as: SE9900161L; WO2000043651A1; AU2339600A; SE9900161D0

Abstract

The present invention refers to a device which is arranged to cool a machine assembly (2), which is arranged to be associated with an engine (1). The device includes first means, which are arranged to enable cooling of sensitive parts of the machine assembly (2) when the engine (1) is in an active state of operation. The device includes second means, which is arranged to enable cooling of said parts during a period of time substantially immediately after interruption of the active state of operation of the engine. The device may hereby include a container (11), which is arranged to receive and store said cooling medium during the state of operation of the engine, wherein the cooling medium is arranged to flow from the container and cool the machine assembly (2) immediately after interruption of the active state of operation of the engine (1).

Description

25 30 35 514 227 2 och turbinaxeln fortsätter att rotera under en tidsperiod, som kan vara 15-20 sek, utan någon tillförsel av olja. Den värme som lagras och uppstår i turbinen och kompressorn leds därvid bl a till nämnda lager och tätningar som sna-bbt kan värmas upp till otillåtet höga temperaturer. Oljan leds vanligtvis genom 3 till 4 mm tjocka kanaler till turboaggregatets lager och vid överhett- ning av nämnda lager kan i kanalerna stillastående olja förkok- sas eller oxidera och därmed täppa igen nämnda kanaler. Med igentäppta oljekanaler havererar turbon. And the turbine shaft continues to rotate for a period of time, which may be 15-20 seconds, without any supply of oil. The heat that is stored and arises in the turbine and the compressor is thereby led, among other things, to said bearings and seals which can quickly be heated up to impermissibly high temperatures. The oil is usually led through channels 3 to 4 mm thick to the bearings of the turbocharger, and when the said bearing overheats, stagnant oil can be pre-boiled or oxidized in the channels and thereby clog the said channels. With clogged oil channels, the turbo crashes.

Försök har gjort för att lösa nämnda problem genom att använda vattenkylda lagerhus. Vattnet har här till uppgift att stabilisera temperaturen i turboaggregatet. En nackdel med sådana lager- hus är att vattnet riskerar att efterkoka vid extremt höga belast- ningar.Attempts have been made to solve the said problems by using water-cooled warehouses. The task of the water here is to stabilize the temperature in the turbocharger. A disadvantage of such storage houses is that the water risks reboiling at extremely high loads.

En annan metod är att använda en timer hos ett motorfordon.Another method is to use a timer on a motor vehicle.

Motorn fortsätter därvid att gå från 15 sek till ett par minuter efter det att föraren slagits av motorn. Detta är olämpligt i många sammanhang bl.a. när ett motorfordon med turboaggre- gat parkeras i ett garage. Även inom andra områden är det ett problem med överhettning av lageroch tätningar hos maskinaggregat. Sådana maskin- aggregat kan vara kompressoraggregat, eller hydrauliska enhe- ter som används bl.a. inom flyg- och marinsektorn. Turboaggre- gat används också i stor utsträckning i tävlingsfordon av olika typer.The engine then continues to run from 15 seconds to a few minutes after the driver has switched off the engine. This is inappropriate in many contexts, e.g. when a motor vehicle with a turbocharger is parked in a garage. There is also a problem in other areas with overheating of bearings and seals in machine units. Such machine units can be compressor units, or hydraulic units that are used e.g. in the aviation and marine sector. Turbochargers are also widely used in racing vehicles of various types.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Syftet med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla en an- ordning, av det inledningsvis nämnda slaget, vilken förhindrar att känsliga delar hos maskinaggregatet utsätts för kraftig upp- hettning efter det att motorn stängts av. 10 15 20 25 30 514 227 3 Detta syfte uppnås med en anordningen av det inledningsvis nämnda slaget, vilken kännetecknas av att den är inrättad att tillse att inget kylmedium blir kvar i behållaren när maskinagg- regatet ej används.SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to provide a device, of the kind mentioned in the introduction, which prevents sensitive parts of the machine unit from being subjected to excessive heating after the engine has been switched off. This object is achieved with a device of the kind mentioned in the introduction, which is characterized in that it is arranged to ensure that no cooling medium remains in the container when the machine unit is not used.

Anordningen möjliggör således kylning av lager och tätningar under en tidsperiod väsentligen omedelbart efter det att motorns aktiva drifttillstånd avbrutits, dvs under en lämplig tidsperiod efter att motorn stängts av så att överhettning av nämnda lager och tätningar undviks. Kylkretsen har en sådan sträckning att ett i kylkretsen strömmande kylmedium kommer i kylande kontakt med nämnda lager och tätningar hos maskinaggregatet, dvs kylmediet kan strömma förbi nämnda lager och tätningar även efter att motorn stängts av. Eftersom behållaren är inrättad att mottaga och förvara nämnda kylmedium under motorns drifttill- stånd kan en lämplig mängd kylmedium lagras på en lämplig plats i fordonet och användas för att under en tidsperiod kyla känsliga delar hos maskinaggregatet när motorn stängs av.The device thus enables cooling of bearings and seals for a period of time substantially immediately after the active operating state of the engine has been interrupted, i.e. for a suitable period of time after the engine has been switched off so that overheating of said bearings and seals is avoided. The cooling circuit has such a stretch that a cooling medium flowing in the cooling circuit comes into cooling contact with said bearings and seals of the machine unit, ie the coolant can flow past said bearings and seals even after the engine has been switched off. Since the container is arranged to receive and store said coolant during the operating condition of the engine, a suitable amount of coolant can be stored in a suitable place in the vehicle and used to cool sensitive parts of the machine unit for a period of time when the engine is switched off.

Behållaren får dock ej monteras på motorn, eftersom kylmediet då riskerar att bilda skum pga motorns vibrationer. En sådan tidsperiod kan vara cirka fem minuter. För kylning av nämnda lager och tätningar kan den första förbindelsen vara inrättad att medge att kylmediet strömmar från behållaren till maskinagg- regatet under nämnda tidsperiod. Med en sådan förbindelse kan kylmediet när motorn stängts av ledas till kylkretsen varefter det kan fås att strömma förbi och kyla nämnda lager och tätningar hos maskinaggregatet.However, the container must not be mounted on the engine, as the coolant then risks forming foam due to the engine's vibrations. Such a time period can be about five minutes. For cooling said bearings and seals, the first connection may be arranged to allow the coolant to flow from the container to the machine unit during said time period. With such a connection, the coolant can, when the engine is switched off, be led to the cooling circuit, after which it can be made to flow past and cool said bearings and seals of the machine unit.

Enligt en utföringsform av uppfinningen är behållaren belägen på en högre nivå än maskinaggregatet. På så vis säkerställs att behållaren med hjälp av gravitationskraften töms fullständigt, dvs att inga oljerester blir kvar i behållaren när maskin- aggregatet inte används. 1D 15 20 25 30 35 514 227 4 Enligt en ytterligare utföringsform av uppfinningen är kylmediet i behållaren inrättat att uppvisa ett högre tryck än kylmediets tryck i kylkretsen under nämnda tidsperiod. Med hjälp av detta förhöjda tryck kan kylmediet matas till ifrågavarande kompo- nenter hos maskinaggregatet.According to an embodiment of the invention, the container is located at a higher level than the machine unit. In this way, it is ensured that the container is completely emptied by means of the force of gravity, ie that no oil residues remain in the container when the machine unit is not in use. 1D 15 20 25 30 35 514 227 4 According to a further embodiment of the invention, the coolant in the container is arranged to have a higher pressure than the pressure of the coolant in the cooling circuit during said time period. With the aid of this elevated pressure, the refrigerant can be fed to the components in question in the machine unit.

Enligt en annan föredragen utföringsform av uppfinningen är ett uppsamlingsorgan inrättat att samla upp kylmediet efter att det passerat maskinaggregatet. Ett sådant uppsamlingsorgan kan vara en lagringsbehållare för kylmediet som lagrar kylmediet när maskinaggregatet inte är i drift. En pump kan vara inrättad att driva -kylmediet från nämnda uppsamlingsorgan, via en andra förbindelse, till behållaren, i motorns aktiva drifttillständ. När motorn startas kan därvid kylmediet medelst nämnda pump fås att strömma till behållaren från uppsamlingsorganet tills den är fylld eller mottagit en kylmediemängd som är lämplig för den efterföljande kylningen av motoraggregatet när motorn stängs av. Med fördel innefattar nämnda andra förbindelse en styrenhet som är inrättad att förhindra ett returflöde av kylmediet i nämnda andra förbindelse. Därmed leds allt kylmedium som har lagrats i behållaren förbi maskinaggregatet när motorn stängs av. En så- dan styrenhet kan vara en envägsventil. Med fördel innefattar nämnda andra förbindelse ett första avsnitt som sträcker sig mellan pumpen och styrenheten, varvid nämnda första förbin- delse innefattar ett andra avsnitt som sträcker sig mellan styr- enheten och maskinaggregatet, och nämnda första och andra förbindelse innefattar ett gemensamt tredje avsnitt som sträcker sig mellan styrenheten och behållaren. Därmed får behållaren genom det tredje avsnittet och styrenheten en anslutning till den ordinarie kylkretsen. Kylmediet i nämnda tredje avsnitt kan så- ledes strömma både till och från behållaren.According to another preferred embodiment of the invention, a collecting means is arranged to collect the coolant after it has passed the machine unit. Such a collecting means may be a storage container for the refrigerant which stores the refrigerant when the machine unit is not in operation. A pump may be arranged to drive the refrigerant from said collecting means, via a second connection, to the container, in the active operating state of the engine. When the engine is started, the coolant can then be caused by means of said pump to flow to the container from the collecting means until it is filled or received an amount of coolant which is suitable for the subsequent cooling of the engine unit when the engine is switched off. Advantageously, said second connection comprises a control unit which is arranged to prevent a return flow of the refrigerant in said second connection. Thus, all refrigerant stored in the container is led past the machine unit when the engine is switched off. Such a control unit can be a one-way valve. Advantageously, said second connection comprises a first section extending between the pump and the control unit, said first connection comprising a second section extending between the control unit and the machine unit, and said first and second connection comprising a common third section extending between the control unit and the container. Thus, through the third section and the control unit, the container is connected to the ordinary cooling circuit. The refrigerant in the said third section can thus flow both to and from the container.

Enligt en annan föredragen utföringsform av uppfinningen är styrenheten inrättad att styra kylmedieflödet från pumpen till både behållaren och maskinaggregatet under ett inledande skede av motorns aktiva drifttillständ. Under detta skede leds 10 15 20 25 514 227 5 kylmediet således både till maskinaggregatet för kylning och smörjning av dess känsliga delar och till behållaren. Denna styrning av kylmediet fortgår tills behållaren är fylld eller har er- hållit en på förhand bestämd mängd av kylmediet som motsvarar ett bestämt tryck i behållaren. Därefter leder styrenheten kylme- diet endast till maskinaggregatet och kylningen av maskin- aggregatet fortgår således under den resterande delen av mo-_ torns aktiva drifttillstånd på ett i sig känt konventionellt sätt. När sedan motorn stängs av är styrenheten inrättad att styra i behållaren lagrat kylmedium till maskinaggregatet under nämnda tidsperiod. Det vill säga väsentligen omedelbart efter att mo- torns aktiva drifttillstånd avbrutits styr styrenheten det i behål- laren lagrade kylmediet till maskinaggregatet för att möjliggöra kylning av dess känsliga delar. Ett sådant kylmedium kan 'inne- fatta olja som har fördelen att det både kan kyla och smörja maskinaggregatet.According to another preferred embodiment of the invention, the control unit is arranged to control the flow of coolant from the pump to both the container and the machine unit during an initial stage of the active operating state of the engine. During this stage, the refrigerant is thus led both to the machine unit for cooling and lubrication of its sensitive parts and to the container. This control of the refrigerant continues until the container is filled or has received a predetermined amount of the refrigerant corresponding to a certain pressure in the container. Thereafter, the control unit conducts the refrigerant only to the machine unit and the cooling of the machine unit thus continues during the remaining part of the active operating state of the engine in a conventional manner known per se. When the engine is then switched off, the control unit is arranged to control refrigerant stored in the container to the machine unit during said time period. That is, substantially immediately after the active operating condition of the engine has been interrupted, the control unit controls the coolant stored in the container to the machine unit to enable cooling of its sensitive parts. Such a cooling medium may contain oil which has the advantage that it can both cool and lubricate the machine unit.

Enligt en fördelaktig utföringsform innefattar motorn en förbrän- ningsmotor för drift av maskinaggregatet. Maskinaggregatet kan innefatta ett kompressoraggregat, vilket är ett maskinaggregat som ofta utsätts för stora temperaturbelastningar. Ett sådant kompressoraggregat kan innefatta en kompressor som är in- rättad att komprimera en inloppsgas till en förbränningsmotor och en turbin som medelst förbränningsmotorns avgaser driver kompressorn. Ett sådant kompressoraggregat kan vara ett turbo- aggregat i ett motorfordon. 10 15 20 25 30 35 514 227 6 KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA l det följande beskrivs såsom ett exempel en föredragen utfö- ringsform av uppfinningen med hänvisning till bifogade ritningar, på vilka: Fig 1 visar schematiskt en anordning enligt föreliggande uppfinning för ett turboaggregat hos ett fordon.According to an advantageous embodiment, the engine comprises an internal combustion engine for operation of the machine unit. The machine unit may comprise a compressor unit, which is a machine unit that is often exposed to large temperature loads. Such a compressor unit may comprise a compressor which is arranged to compress an inlet gas to an internal combustion engine and a turbine which by means of the exhaust gases of the internal combustion engine drives the compressor. Such a compressor unit can be a turbo unit in a motor vehicle. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS In the following, as an example, a preferred embodiment of the invention is described with reference to the accompanying drawings, in which: Fig. 1 schematically shows a device according to the present invention for a turbocharger of a vehicle.

Fig 2 visar en alternativ utföringsform av en styrenhet enligt föreliggande uppfinning.Fig. 2 shows an alternative embodiment of a control unit according to the present invention.

Fig 3 visar schematiskt hur temperaturen kan variera för ett axellager hos ett turboaggregat med och utan förelig- gande uppfinning.Fig. 3 schematically shows how the temperature can vary for a shaft bearing of a turbocharger with and without the present invention.

DETALJERAD BESKRIVNING AV FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORMER AV UPPFINNINGEN Fig 1 visar schematiskt en anordning enligt föreliggande uppfin- ning tillämpad på ett motorfordon som drivs av en förbrännings- motor 1 och ett turboaggregat 2 som kopplas in då extra driv- kraft erfordras. Turboaggregatet 2 innefattar en turbin 3 som drivs medelst förbränningsmotorns 1 avgaser och en kompres- sor 4 som är inrättad att komprimera en inloppsgas till förbrän- ningsmotorn 1. Turbinen 3 och kompressorn 4 innefattar en gemensam roterbar axel 5. Vid drift av fordonet kyls turboaggre- gatets 2 känsliga delar såsom lager och tätningar genom att olja leds från motorns oljetråg 6 medelst en oljepump_7 i en kylkrets 8. Oljan strömmar därvid genom kanaler till axeln 5 för att kyla och smörja dess lager och tätningar. Efter att oljan passerat tur- boaggregatet 2 leds den tillbaka till motorns 1 oljetråg 6. En så- dan kylkrets 8 används vid konventionell kylning av ett turbo- aggregat 2 hos ett motorfordon.DETAILED DESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS OF THE INVENTION Fig. 1 schematically shows a device according to the present invention applied to a motor vehicle driven by an internal combustion engine 1 and a turbocharger 2 which is engaged when additional propulsion is required. The turbocharger 2 comprises a turbine 3 which is driven by the exhaust gases of the internal combustion engine 1 and a compressor 4 which is arranged to compress an inlet gas to the internal combustion engine 1. The turbine 3 and the compressor 4 comprise a common rotatable shaft 5. When operating the vehicle, the turbocharger is cooled. sensitive parts of the hole 2 such as bearings and seals by passing oil from the engine oil pan 6 by means of an oil pump_7 in a cooling circuit 8. The oil then flows through channels to the shaft 5 to cool and lubricate its bearings and seals. After the oil has passed the turbocharger 2, it is led back to the engine tray 6 of the engine 1. Such a cooling circuit 8 is used for conventional cooling of a turbocharger 2 in a motor vehicle.

En nackdel med en sådan konventionell kylning av turboaggre- gatet 2 är att oljepumpens 7 drift och därmed kylningen av tur- 10 15 20 25 30 35 514 7 boaggregatet 2 upphör när förbränningsmotorn 1 stängs av. I de fall när turboaggregatet 2 belastats hårt kan turbinen 3 ha ett mycket högt varvtal och en hög temperatur. Avgaserna som driver turbinen kan ha en temperatur över 700°C. Turbinen har därmed en avsevärt högre temperatur än den under förbrän- ningsmotorns 1 drift kylda axelns 5 lager och tätningar hos tur- boaggregatet 2. När förbränningsmotorn 1 stängs av sprids den i turbinen 3 lagrade värmeenergin till den nu icke kylda axeln 5 som därmed snabbt värms upp. Även kompressorn 4 har i regel en högre temperatur än axelns 5 lager när förbränningsmotorn 1 stängs av. Även denna lagrade värmeenergi sprids till axeln 5.A disadvantage of such a conventional cooling of the turbocharger 2 is that the operation of the oil pump 7 and thus the cooling of the turbocharger 2 ceases when the internal combustion engine 1 is switched off. In cases where the turbocharger 2 is heavily loaded, the turbine 3 can have a very high speed and a high temperature. The exhaust gases that drive the turbine can have a temperature above 700 ° C. The turbine thus has a considerably higher temperature than the bearings and seals of the turbocharger 2 cooled during the operation of the internal combustion engine 1. up. The compressor 4 also generally has a higher temperature than the bearing 5 of the shaft 5 when the internal combustion engine 1 is switched off. This stored heat energy is also spread to the shaft 5.

Axelns 5 lager och tätningar upphettas därmed kraftigt och dessutom kan kvarvarande olja i oljekanaler därvid hettas upp så kraftigt att den förkoksas så att kanalerna som har en tjock- lek på 3 till 4 mm i olyckliga fall kan täppas igen. Tilltäppta olje- kanaler medför att turboaggregatet vid efterföljande drift havere- rar p g a utebliven smörjning.The shaft's bearings and seals are thus heated strongly and, in addition, residual oil in oil ducts can thereby be heated so strongly that it is coked so that the ducts which have a thickness of 3 to 4 mm can in unfortunate cases be clogged. Clogged oil ducts cause the turbocharger to break down during subsequent operation due to lack of lubrication.

Föreliggande uppfinning enligt utföringsformen i Fig 1 innefattar att en styrenhet 9, här l form av en envägsventil 10, anordnas i den konventionella kylkretsen 8. Oljan i kylkretsen 8 kan därvid ledas till en behållare 11 som är inrättad att mottaga och förvara olja under förbränningsmotorns 1 drifttillstånd. När förbrän- ningsmotorn 1 startas driver den oljepumpen 7 som pumpar upp olja från oljetråget 6. Oljan leds i ett första avsnitt 12 av kyl- kretsen 8 till styrenheten 9. Styrenheten 9 som här innefattar envägsventilen 10 släpper igenom oljan. Därefter leds oljan dels via ett andra avsnitt 13 av kylkretsen 8 till turboa_ggregatet 2 för kylning och smörjning av detta och dels via ett tredje avsnitt 14 av kylkretsen 8 till behållaren 11. Nämnda fördelning av oljan i styrenheten 9 fortgår tills behållaren 11 är väsentligen fylld med olja. Det sker när oljan i behållaren uppvisar väsentligen samma tryck som oljan i det andra avsnittet 13 av kylkretsen 8.The present invention according to the embodiment in Fig. 1 comprises that a control unit 9, here in the form of a one-way valve 10, is arranged in the conventional cooling circuit 8. The oil in the cooling circuit 8 can then be led to a container 11 which is arranged to receive and store oil under the internal combustion engine 1 operating license. When the internal combustion engine 1 is started, it drives the oil pump 7 which pumps up oil from the oil pan 6. The oil is led in a first section 12 of the cooling circuit 8 to the control unit 9. The control unit 9 which here includes the one-way valve 10 lets the oil through. Thereafter, the oil is led partly via a second section 13 of the cooling circuit 8 to the turbocharger 2 for cooling and lubrication thereof and partly via a third section 14 of the cooling circuit 8 to the container 11. Said distribution of the oil in the control unit 9 continues until the container 11 is substantially filled with oil. This occurs when the oil in the container has substantially the same pressure as the oil in the second section 13 of the cooling circuit 8.

Behållaren 11 kan därmed inte mottaga mer olja och oljan leds fortsättningsvis uteslutande via det andra avsnittet 13 till turboaggregatet 2. Efter turboaggregatet 2 leds oljan tillbaka till 10 15 20 25 30 35 514 8 oljetråget 6 genom ett fjärde avsnitt 15 av kylkretsen 8. Denna cirkulation av kylmediet i kylkretsen 8 för kylning och smörjning av turboaggregatet 2 fortgår tills förbränningsmotorn 1 stängs av. När förbränningsmotorn 1 stängts av slutar pumpen 7 att cirkulera olja genom kylkretsen 8 och oljetrycket i kylkretsen 8 sjunker. Behållaren 11 är här monterad på en högre nivå än tur- boaggregatet 2 och den uppvisar nu ett högre oljetryck än det andra avsnittet 13 av kylkretsen 8. Därmed kommer oljan i be- hållaren 11 att strömma ned genom det tredje avsnittet 14 till styrenheten 9. Eftersom styrenheten 9 innefattar en envägs- ventil 10 kan oljan således här endast ledas vidare via det andra avsnittet 13 av kylkretsen 8 till turboaggregatet 2. Den i be- hållaren 11 samlade oljan drivs således genom gravitations- kraften och övertrycket i behållaren 11 ned via det tredje av- snittet 14 och andra avsnittet 13 hos kylkretsen 8 till turbo- aggregatet 2 där det under en tidsperiod på cirka 5 minuter efter att förbränningsmotorn 1 stängts strömmar förbi och kyler turboaggregatets 2 lager och tätningar. Därmed förhindras effektivt att dessa överhettas och risken att stillastående olja förkoksas i oljekanaler i närheten av axeln 5 reduceras väsent- ligt. Oljan strömmar efter turboaggregatet 2 via det fjärde av- snittet 15 hos kylkretsen 8 till förbränningsmotorns 1 oljetråg 6. l Fig 2 visas en utföringsform av styrenheten 9. Styrenheten 9 innefattar här en styrventil 10 med en kula 16 som medelst en fjäder 17 är anläggbar mot ett ventilsäte 18. I den i Fig 2 visade positionen av kulan 16 är förbränningsmotorn 1, och därmed även pumpen 7, avstängd och eventuell kvarvarande olja i be- hållaren 11 kan strömma via det tredje avsnittet 14 och det andra avsnittet 13 till turboaggregatet 2. l förbränningsmotorns 1 drifttillstånd leds olja genom det första avsnittet 12, varvid kulan 16 pressas tillbaka och oljan kan strömma till det andra avsnittet 13 och det tredje avsnittet 14. När behållaren 11 är fylld med olja, strömmar oljan uteslutande från det första avsnittet 12 till det andra avsnittet 13. 10 15 20 25 30 35 514 9 l Fig 3 visas schematiskt, såsom ett exempel, hur temperaturen i turboaggregatets 2 axellager kan variera med och utan förelig- gande uppfinning. Vid punkt A i diagrammet startas förbrän- ningsmotorn och lagrets.temperatur stiger till en nivå strax över 100 °C. l förbränningsmotorns drifttiilstånd leds olja genom tur- boaggregatet 2 och kyler axelns 5 lager som därmed erhåller en relativt konstant temperatur. Efter 20 minuter körning, vid punkt B, stängs förbränningsmotorn 1 av. Med föreliggande uppfinningen fortgår kylningen av axeln 5 under en tidsperiod genom att den i behållaren 11 lagrade oljan leds genom kanaler till axelns 5 lager för att smörja och kyla dessa. Eftersom olje- strömmen här vanligtvis är något mindre än under normalt drift- tiilstånd kan en svag ökning ske av lagrets temperatur, vilket visas av kurvan C. Om däremot turboaggregatet 2 inte är utrus- tat med en kylning enligt föreliggande uppfinning och om turbo- aggregatet belastas hårt innan förbränningsmotorn 1 stängs av uppvisar turboaggregatets 2 turbin 3 och kompressor 4 mycket höga temperaturer vid förbränningsmotorns 1 avstängning.The container 11 can thus not receive more oil and the oil is continued to be led exclusively via the second section 13 to the turbo unit 2. After the turbo unit 2 the oil is led back to the oil pan 6 through a fourth section 15 of the cooling circuit 8. This circulation of the coolant in the cooling circuit 8 for cooling and lubrication of the turbocharger 2 continues until the internal combustion engine 1 is switched off. When the internal combustion engine 1 is switched off, the pump 7 stops circulating oil through the cooling circuit 8 and the oil pressure in the cooling circuit 8 drops. The container 11 is here mounted at a higher level than the turbocharger 2 and it now has a higher oil pressure than the second section 13 of the cooling circuit 8. Thus, the oil in the container 11 will flow down through the third section 14 to the control unit 9. Since the control unit 9 comprises a one-way valve 10, the oil can thus only be passed on via the second section 13 of the cooling circuit 8 to the turbocharger 2. The oil collected in the container 11 is thus driven by the gravitational force and the overpressure in the container 11 down through it. the third section 14 and the second section 13 of the cooling circuit 8 to the turbocharger 2 where for a period of time of about 5 minutes after the combustion engine 1 has been closed, currents flow past and cool the bearings and seals of the turbocharger 2. This effectively prevents these from overheating and the risk of stagnant oil being coked in oil channels in the vicinity of the shaft 5 is significantly reduced. The oil flows after the turbocharger 2 via the fourth section 15 of the cooling circuit 8 to the oil pan 6 of the internal combustion engine 1. Fig. 2 shows an embodiment of the control unit 9. The control unit 9 here comprises a control valve 10 with a ball 16 which can be mounted against a spring 17 a valve seat 18. In the position of the ball 16 shown in Fig. 2, the internal combustion engine 1, and thus also the pump 7, is switched off and any remaining oil in the container 11 can flow via the third section 14 and the second section 13 to the turbocharger 2. In the operating state of the internal combustion engine 1, oil is passed through the first section 12, whereby the ball 16 is pushed back and the oil can flow to the second section 13 and the third section 14. When the container 11 is filled with oil, the oil flows exclusively from the first section 12 to the second section 13. Fig. 3 shows schematically, as an example, how the temperature in the shaft bearings of the turbocharger 2 can vary with and without applicable invention. At point A in the diagram, the internal combustion engine is started and the bearing temperature rises to a level just above 100 ° C. In the operating state of the internal combustion engine, oil is led through the turbocharger 2 and cools the bearings of the shaft 5, which thereby obtains a relatively constant temperature. After 20 minutes of driving, at point B, the internal combustion engine 1 is switched off. With the present invention, the cooling of the shaft 5 continues for a period of time by passing the oil stored in the container 11 through channels to the bearings of the shaft 5 to lubricate and cool them. Since the oil flow here is usually slightly less than under normal operating conditions, a slight increase in the bearing temperature can occur, as shown by curve C. If, on the other hand, the turbocharger 2 is not equipped with a cooling according to the present invention and the turbocharger is loaded hard before the internal combustion engine 1 is switched off, the turbine 3 of the turbocharger 2 and the compressor 4 have very high temperatures when the internal combustion engine 1 is switched off.

Eftersom kylningen av axelns 5 lager upphör när förbrännings- motorn 1 stängs av, sprids den i turbinen 3 och kompressorn 4 lagrade värmeenergin till nämnda lager med följd att dessa upp- hettas kraftigt. Ett exempel på hur temperaturförloppet hos axelns 5 lager kan se ut visas av kurvan D. Hur kraftigt axeln 5 värms upp beror således på hur kraftigt turboaggregat 2 varit belastat innan förbränningsmotorn 1 stängs av. När axelns 5 la- ger överhettas finns risk att stillastående olja i kanaler vid lag- ren förkoksas varvid kanalerna kan sättas igen. Vid en efterföl- jande drift erhåller därmed axelns 5 lager ingen_smörjning och turboaggregatet 2 kommer därvid att haverera.Since the cooling of the shaft 5 stops when the internal combustion engine 1 is switched off, the heat energy stored in the turbine 3 and the compressor 4 is spread to said layer with the consequence that these are heated strongly. An example of what the temperature profile of the shaft 5 bearings can look like is shown by the curve D. How strongly the shaft 5 is heated thus depends on how strongly the turbocharger 2 has been loaded before the internal combustion engine 1 is switched off. When the shaft's 5 bearings overheat, there is a risk that stagnant oil in ducts at the bearings will be coked, whereby the ducts can be clogged. In a subsequent operation, the bearing 5 of the shaft 5 thus receives no lubrication and the turbocharger 2 will thereby fail.

Föreliggande uppfinning är dock på intet sätt begränsad till de ovan beskrivna utföringsformerna utan kan modifieras och varie- ras fritt inom patentkravens ramar. Styrenheten 9 behöver nöd- vändigtvis inte vara en envägsventil. Den kan exempelvis inne- fatta sensorer som känner av när behållaren erhållit en tillräcklig oljenivå och omkopplingsorgan för styrning och fördelning av 514 227 10 oljan mellan maskinaggregatet 2 och behållaren 11. Uppfin- ningen kan tillämpas på de flesta maskinaggregat som är bero- ende av kylning. Sådana maskinaggregat kan ha anknytning till skilda former av motorfordon som exempelvis bilar, båtar, flygplan, bandgående fordon och olika typer av entreprenad- maskiner men även vara anordnade i stationära enheter och maskiner.However, the present invention is in no way limited to the embodiments described above but can be modified and varied freely within the scope of the claims. The control unit 9 does not necessarily have to be a one-way valve. It may, for example, comprise sensors which sense when the container has obtained a sufficient oil level and switching means for controlling and distributing the oil between the machine unit 2 and the container 11. The invention can be applied to most machine units which are dependent on cooling. . Such machine units may be connected to various forms of motor vehicles such as cars, boats, aircraft, tracked vehicles and various types of construction machinery, but may also be arranged in stationary units and machines.

Claims

10 15 20 25 30 35 514 or 11 Patent claims

A device arranged to cool a machine unit (2) arranged to be associated with a motor (1), the device comprising a cooling circuit (8) having a distance such that a cooling medium flowing in the cooling circuit (8) is arranged to come into cooling contact with bearings and seals of the machine assembly (2), first means arranged to enable cooling of said bearings and seals with said cooling medium when the engine (1) is in an active operating state, and other means comprising a container (11), which is arranged to receive and store said cooling medium during the operating condition of the engine (1) for building up an overpressure in the container, and a first connection, which is arranged to allow the cooling medium to flow from the container to the machine unit and thereby enable cooling of said bearings and seals by means of the refrigerant stored in the container for a period of time substantially immediately after the active operating state of the engine (1) has been interrupted, characterized in that the device is arranged to ensure that no refrigerant remains in the container when the machine unit is not in use.

Device according to claim 1, characterized in that the container (11) is located at a higher level than the machine unit (2).

Device according to claim 1 or 2, characterized in that the coolant in the container (11) is arranged to have a higher pressure than the pressure of the coolant in the cooling circuit (8) during said time period.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that a collecting means (6) is arranged to collect the coolant after it has passed the machine unit (2). 10 15 20 25 30 35 514 227 12

Device according to claim 4, characterized in that a pump (7) is arranged to drive the coolant from said collecting means (6), via a second connection, to the container (11), in the active operating state of the motor (1).

Device according to claim 5, characterized in that said second connection comprises a control unit (9) which is arranged to prevent a return flow of the coolant, after the active operating state of the motor (1) has been interrupted.

Device according to claim 6, characterized in that said second connection comprises a first section (12) extending between the pump (7) and the control unit (9), said first connection comprising a second section (13) extending between the control unit (9) and the machine assembly (2), and that said first and second connections comprise a common third section (14) extending between the control unit (9) and the container (11).

Device according to claim 7, characterized in that said first and second connections have a connection point, from which a common section extends to the container (11), the control unit (9) being arranged at said connection point.

Device according to one of Claims 6 to 8, characterized in that the control unit (9) is arranged to control cooling medium from the pump (7) to both the container (11) and the machine unit (2) during an initial stage of the active operating state of the motor (1). .

Device according to claim 9, characterized in that the control unit (9) is arranged to control refrigerant stored in the container (11) to the machine unit (2) during said time period.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the coolant comprises oil. 10 514 227 13

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the machine unit comprises a compressor unit (2).

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the engine comprises an internal combustion engine (1).

Device according to claims 12 and 13, characterized in that the compressor unit (2) comprises a compressor (4) which is arranged to compress an inlet gas to the internal combustion engine (1) and a turbine (3) which by means of the internal combustion engine (1) exhaust gases drive the compressor (4).