SE531705C2 - Arrangemang hos en överladdad förbränningsmotor - Google Patents

Arrangemang hos en överladdad förbränningsmotor

Info

Publication number
SE531705C2
SE531705C2 SE0702524A SE0702524A SE531705C2 SE 531705 C2 SE531705 C2 SE 531705C2 SE 0702524 A SE0702524 A SE 0702524A SE 0702524 A SE0702524 A SE 0702524A SE 531705 C2 SE531705 C2 SE 531705C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
air
cooler
coolant
cooled
compressed
Prior art date
Application number
SE0702524A
Other languages
English (en)
Other versions
SE0702524L (sv
Inventor
Zoltan Kardos
Erik Soederberg
Hans Wikstroem
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 SE0702524A priority Critical patent/SE531705C2/sv
Priority to PCT/SE2008/051266 priority patent/WO2009064242A1/en
Priority to US12/741,625 priority patent/US8695340B2/en
Priority to JP2010533994A priority patent/JP2011503436A/ja
Priority to BRPI0818465 priority patent/BRPI0818465A2/pt
Priority to EP08850973.2A priority patent/EP2220352B1/en
Priority to CN200880115880XA priority patent/CN101855428B/zh
Publication of SE0702524L publication Critical patent/SE0702524L/sv
Publication of SE531705C2 publication Critical patent/SE531705C2/sv

Links

Classifications

    • 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
    • F02B29/0406Layout of the intake air cooling or coolant circuit
    • F02B29/0412Multiple heat exchangers arranged in parallel or in series
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/004Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust with exhaust drives arranged in series
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/013Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust with exhaust-driven pumps arranged in series
    • 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
    • F02B29/0406Layout of the intake air cooling or coolant circuit
    • F02B29/0425Air cooled heat exchangers
    • F02B29/0431Details or means to guide the ambient air to the heat exchanger, e.g. having a fan, flaps, a bypass or a special location in the engine compartment
    • 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
    • F02B29/0406Layout of the intake air cooling or coolant circuit
    • F02B29/0437Liquid cooled heat exchangers
    • F02B29/0443Layout of the coolant or refrigerant circuit
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Supercharger (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)

Description

3531 17135 en laddluftkylare innan den leds till förbränningsmotorn. Den komprimerade luften kyls vanligtvis i laddluftkylaren medelst omgivande luft. Därmed kan den komprime- rade luften kylas till en temperatur som endast med ett fåtal grader överstiger omgiv- ningens temperatur. Trots att luften komprimeras och kyls på ovan nämnt sätt är detta oftast inte tillräckligt för att en erforderlig mängd luft ska kunna tillhandahållas vilken tillsammans med de återcirkulerande avgaserna möjliggör en förbränning med ett op- timalt utnyttjande av EGR tekniken. En annan fördel med att tillföra en så stor mängd luft som möjligt till förbränningsmotorn är att förbränningsmotorns prestanda ökar.
US2006/Ol85 362 visar ett arrangemang hos en överladdad förbränningsmotor. Arran- gemanget innefattar en inloppsledning som är avsedd att leda luft med ett övertryck till förbränningsmotorn. En första kompressor är anpassad att komprimera luften i in- loppsledningen i ett första steg och en andra kompressor är anpassad att komprimera luften i inloppsledningen i ett andra steg. Arrangemanget innefattar ett kylsystem med en vätskekyld laddluftskylare som är anpassad att kyla luften efter att den komprime- rats i det första steget och innan den komprimeras i det andra steget. En luftkyld ladd- luftkylare är därefter anpassad att kyla den komprimerade luften efter att den kompri- merats av det andra steget. Även om den komprimerade luften kyls mellan kompres- sionerna har den många gånger en mycket hög temperatur efter att den har komprime- rats i det andra steget. Den luftkylda laddluftkylaren torde därmed ha svårt att tillhan- dahålla en kylning av den komprimerade luften till en temperatur i närheten av omgiv- ningens temperatur vid vilken en optimal mängd luft kan ledas till förbränningsmotorn.
SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Syftet med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla ett arrangemang som möjlig- gör tillförsel av en väsentligen optimal mängd luft till en överladdad förbränningsmo- tor .
Detta syfte uppnås med arrangemanget av det inledningsvis nämnda slaget, vilket kän- netecknas av de särdrag som anges i patentkravets 1 kännetecknande del. Arrange- manget innefattar således två kompressorer som komprimerar luften i två steg. Luften tillhandahåller ett förhöjt tryck och en förhöjd temperatur efter att den komprimerats i det första steget. Kylningen av luften efter att den komprimerats i det första steget leder till att luften får en lägre temperatur men att trycket bibehålls innan den komprimeras i det andra steget. Eftersom en kompressor vanligtvis har ett utrymme med en konstant 531 FÜE volym för mottagning och komprimering av luft resulterar nämnda kylning i att en stör- re mängd luft kan sugas in i den andra kompressom och komprimeras i det andra ste- get. I och med det kan även en större mängd luft komprimeras till ett mycket högt tryck och ledas till förbränningsmotorn. Den mellanliggande kylningen resulterar i att luften även får en lägre temperatur efter att den komprimerats i det andra steget. Den kom- primerade luften har dock efter den andra kompressionen en så pass hög temperatur att det är svårt att kyla luften till en önskat låg temperatur i en luftkyld laddluftkylare utan att ge den alltför stora dimensioner. Detta problem löses genom att utnyttja en andra kylvätskekyld laddluftkylare som är anpassad att förkyla den komprimerade luften in- nan den kyls i den luftkylda laddluftkylaren. I och med det har den komprimerade luf- ten en tillräckligt låg temperatur då den når den luftkylda laddluftkylaren för att den ska kunna kylas i denna till en temperatur i närheten av omgivningens temperatur.
Enligt en föredragen utföringsform av föreliggande uppfinning innefattas den första kylvätskekylda laddluftkylaren i en kylkrets med en cirkulerande kylvätska vilken ut- gör ett separat kylsystem i förhållande till ett kylsystem som är avsett att kyla förbrän- ningsmotorn. Den mängd luft som kan sugas in i den andra kompressom är således relaterad till luften volymitet som varierar med luftens temperatur. Det är därför viktigt att kyla luften till en så låg temperatur som möjligt i den första laddluftkylaren. Att utnyttja kylvätskan i kylsystemet som kyler förbränningsmotorn är relativt enkelt och funktionellt men inte särskilt effektivt då den i regel har en temperatur av 70°C -100°C under normal drift av förbränningsmotorn. I detta fall skulle luften endast kunna kylas till en temperatur i höjd med kylvätskans driftstemperatur. Det är således lämpligt att använda ett separat kylsystem för kyla den komprimerade luften mellan kompressions- stegen. Den separata kylkretsen kan innefatta ett kylarelement i vilket den cirkulerande kylvätskan är anpassad att kylas av luft. Luft är ett lättillgängligt och det kan lätt fås att strömma genom kylarelementet för att öka den kylande effekten av den cirkulerande kylvätskan. Med hjälp av en kylarfläkt och fordonets fartvind kan en ansenlig mängd luft fås att strömma genom kylarelementet. Företrädesvis är kylarelementet placerat i ett område där det är anpassat att kylas av luft med omgivningens temperatur. Därmed möjliggörs en kylning av kylvätskan i kylarelementet till en temperatur i närheten av omgivningens temperatur. Med fördel innefattar den separata kylkretsen en ledning som är anpassad att leda kylvätskan från kylarelementet till den första laddluftkylaren väsentligen utan att kylarvätskan tillhandahåller någon uppvärmning under transporten mellan kylarelementet och den första laddluftkylaren. Kylvätskan kan därmed kyla den Éšäi 'PBS komprimerade luften i den första laddluftkylaren till en temperatur i närheten av om- givningens temperatur.
Enligt en annan föredragen utföringsfonn av uppfinningen innefattas även den andra kylvätskekylda laddluftkylaren i nämnda separata kylsystem. I detta fall utnyttjas såle- des det separata kylsystemet för att kyla luften både efter att den komprimerats i det första steget och efter att den komprimerats i det andra steget. Den första kylvätske- kylda laddluftkylaren och den andra kylvätskekylda laddluftkylaren är med fördel pa- rallellt anordnade i det separata kylsystemet. Därmed leds kall kylvätska parallellt till de båda laddluftkylarna så att den komprimerade luften erhåller en väsentligen motsva- rande kylning i de båda laddluftkylama. Alternativt skulle kylvätskan i det separata kylsystemet först ledas genom den ena laddluftkylaren och därefter genom den andra laddluftkylaren. Detta skulle kunna vara fallet om man önskar erhålla en större kylef- fekt av den komprimerade luflen i den ena laddluftkylaren.
Enligt en annan föredragen utföringsforrn av uppfinningen innefattar det separata kyl- systemet en EGR-kylare som är anpassad att kyla de återcirkulerande avgaserna i re- turledningen. Den separata kylkretsen kan här innefatta en ledning som är anpassad att leda kylvätskan 'från den första laddluftkylaren till EGR-kylaren där den är anpassad att kyla de återcirkulerande avgasema i returledningen. Därvid kan det separata kylsyste- met även utnyttjas för att kyla de återcirkulerande avgasema. Förbränningsmotorn är således försedd med ett EGR-system som har till uppgift att sänka halten av kväveoxi- der i avgasema. Det är i synnerhet i samband med ett sådant system som det är extra viktigt att tillhandahålla ett stort luftflöde till förbränningsmotorn så att EGR-systemet kan utnyttjas på ett sätt så att halten av kväveoxider reduceras på ett väsentligen opti- malt sätt. Arrangemanget innefattar med fördel en luftkyld EGR-kylare som är anpas- sad att kyla de återcirkulerande avgasema. Den luftkylda EGR-kylare är företrädesvis anpassad att kyla de âtercirkulerande avgasema i ett andra steg och att den är monterad i ett område där den är anpassad att genomströmmas av luft med omgivningens tempe- ratur. Därmed kan även de återcirkulerande avgasema kylas till en temperatur i närhe- ten av omgivningens temperatur.
Enligt en annan utföringsforrn av uppfinningen innefattas den andra kylvätskekylda laddluftkylaren i en kylkrets som utgör en del av ett kylsystem som är avsett att kyla förbränningsmotorn. Eftersom den andra laddluftkylaren har till uppgift att förkyla luften innan den kyls i den luftkylda laddkylaren ställs här inte lika höga krav på att E35 'FÜE kylvätskan har en låg temperatur. Det är i detta fall således möjligt att utnyttja den re- lativt varma kylvätskan som cirkuleras i fiörbränningsmotorns kylsystem. Åtminstone en av nämnda kompressorer kan innefattas i ett turboaggregat som innefattar en turbin som är anpassad att drivas av avgaserna i avgasledningen. Med fördel innefattar arran- gemanget två turbiner, som utvinner energi från avgaserna, vilka utnyttjas för att driva nämnda kompressorer och komprimera luften i tvâ steg.
KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA I det följande beskrivs, såsom exempel, föredragna utföringsforrner av uppfinningen med hänvisning till bifogade ritningar, på vilka: Fig. l visar ett arrangemang hos en överladdad dieselmotor enligt en första utförings- form av uppfinningen, Pig. 2 visar ett arrangemang hos en överladdad dieselmotor enligt en andra utföríngs- form av uppfinningen, Fig. 3 visar ett arrangemang hos en överladdad dieselmotor enligt en tredje utförings- form av uppfinningen och Fig. 4 visar ett arrangemang hos en överladdad dieselmotor enligt en fjärde utförings- forrn av uppfinningen.
DETALJERAD BESKRIVNING Av FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORMER Av UPPFINNINGEN Fig. 1 visar ett arrangemang hos en överladdad iörbränningsmotor som är anpassad att driva ett schematiskt visat fordon 1. Förbränningsmotorn är här exemplifierad som en dieselmotor 2. Dieselmotorn 2 kan vara avsedd som drivmotor för ett tyngre fordon 1.
Avgaserna från dieselmotorns 2 cylindrar leds, via en avgassamlare 3, till en avgasled- ning 4. Dieselmotorn 2 är försedd med ett första turboaggregat, som innefattar en tur- bin Sa och en kompressor 6a, och ett andra turboaggregat, som innefattar en turbin 5b och en kompressor 6b. Avgaserna i avgasledningen 4, som har ett övertryck, leds in- ledningsvis till turbinen Sb hos det andra turboaggregatet. Turbinen Sb tillhandahåller därvid en drivkraft, som överförs, via en förbindning, till kompressorn 6b hos det andra turboaggregatet. Avgaserna leds därefter via avgasledningen 4, till turbinen 5a hos det första turboaggregatet. Turbinen Sa tillhandahåller därvid en drivkraft, som överförs, via en förbindning, till kompressor 6a hos det första turboaggregatet. 53% É-“ÜE Kompressom 6a hos det första turboaggregatet komprimerar därvid luft som, via ett luftfilter 7, sugs in i en inloppsledning 8 för luft. Luften i inloppsledningen kyls inled- ningsvis i en första kylvätskekyld laddluftkylare 9a. Den forsta kylvätskekylda ladd- luftkylaren 9a utgör en komponent i ett separat kylsystem med en kylvätska som cir- kuleras av en kylvätskepump 18 i en sluten ledningskrets 22. Det separata kylsystemet innefattar även en andra kylvätskekyld laddluftkylare 9b som är anpassad att kyla den komprimerade luften i ett andra steg efter att den komprimerats i kompressom 6b. Det separata kylsystemet innefattar dessutom ett kylarelement 19 som är monterat i ett peri- fert område A' av fordonet l. I detta fall är det perifera området A' beläget vid ett frontparti av fordonet l. En kylarfläkt 20 är inrättad att alstra en luftström av omgivan- de luft genom kylarelementet 19. Kylarfläkten 20 är driven av en elektrisk motor 21.
Kylvätskan kyls i kylarelementet 19 av luft med omgivningens temperatur. Den kalla kylvätskan från kylarelementet 19 cirkuleras parallellt till den första laddluftkylaren 9a och till den andra laddluftkylaren 9b via två parallella ledningar 22a, b. Kylvätskan har därmed väsentligen samma temperatur då den lämnar kylelementet 19 som då den når den forsta laddluftkylaren 9a och den andra laddluftkylaren 9b. Det är därmed möjligt att kyla både den komprimerade luften i den forsta laddluftkylaren 9a och i den andra laddluftkylaren 9b till en relativt låg temperatur. Efter att kylvätskan passerat laddluft- kylama 9a, b leds de parallella ledningarna 22a, b samman varefter kylvätskan leds till kylarelement 19 via en gemensam ledning 22.
En första styrenhet l3a är anpassad att styra kylvätskepumpen 18 i det separata kylsy- stemet. Därmed kan kylvätskeflödet i den separata kylkretsen varieras. Den första styrenhet 13a är även anpassad att styra kylarfläkten 20 i det separata kylsystemet.
Därmed kan kylningen av kylvätskan i kylarelementet 19 varieras. Den komprimerade och kylda luften som lämnar den andra laddluftkylaren 9b leds till en tredje luftkyld laddluftkylare 9c. Den tredje laddluftkylaren 9c är anordnad vid ett perifert område A av fordonet 1, vilket i detta fall är vid ett frontparti av fordonet 1. Den komprimerade luften kyls i den tredje laddluftkylaren 9c medelst omgivande luft som strömmar ge- nom laddluftkylaren 9c med hjälp av en kylarfläkt 10 och fordonets fartvind. Kylar- fläkten 10 drivs av dieselmotom 2 medelst en lämplig förbindning.
Ett arrangemang för att tillhandahålla en återcirkulation av en del av avgaserna i av- gasledningen 4 innefattar en returledning ll som sträcker sig mellan avgasledningen 4 och inloppsledningen 8. Returledningen ll innefattar en EGR-ventil 12, med vilken 531 TGS avgasflödet i returledningen 11 kan stängas av. EGR-ventilen 12 kan även användas för att steglöst styra den mängd avgaser som leds från avgasledningen 4, via returled- ningen 1 1, till inloppsledningen 8. En andra styrenhet 13b är anpassad att styra EGR- ventilen 12 med information om dieselmotoms 2 aktuella driftstillstånd. Den andra styrenheten 13b kan vara en datorenhet som är försedd med en lämplig mjukvara. Re- turledningen 11 innefattar en första EGR-kylare 14a för att kyla avgaserna i ett första steg och en andra EGR-kylare 14b för att kyla avgaserna i ett andra steg. Hos överlad- dade dieselmotorer 2 är, under vissa driftstillstånd, avgasernas tryck i avgasledningen 4 lägre än den komprimerade luftens tryck i inloppsledningen 8. Under sådana driftstill- stånd är det inte möjligt att direkt blanda avgaserna i returledningen ll med den kom- primerade luften i inloppsledningen 8 utan speciella hjälpmedel. Härvid kan, exempel- vis, en venturi 16 eller ett turboaggregat med en variabel geometri användas. Om för- bränningsmotom 2 istället är en överladdad ottomotor kan avgaserna i returledningen 11 direkt ledas in i inloppsledningen 8 då avgaserna i avgasledningen 4 hos en otto- motor väsentligen under alla drittstillstånd uppvisar ett högre tryck än den komprime- rade luften i inloppsledningen 8. Efter att avgaserna blandats med den komprimerad luft i inloppsledningen 8 leds blandningen, via en förgrening 17, till dieselrnotorns 2 respektive cylindrar.
Under drift av dieselmotorn 2 strömmar avgaser genom avgasledningen 4 vilka driver turboaggregatens turbiner Sa, b. Turbinema Sa, b tillhandahåller därvid en drivkraft, som driver turboaggregatens kompressorer 6a, b. Kompressorn 6a hos det första turbo- aggregatet suger in omgivande luft, via luftfiltret 7, och komprimerar luften i inlopps- ledningen 8 i ett första steg. Luften tillhandahåller därvid ett förhöjt tryck och en för- höjd temperatur. Den komprimerade luften kyls i den första laddluftkylaren 9a medelst kylarvätskan i det separata kylsystemet. Om det föreligger ett behov att effektivisera kylningen av luften i den första laddluftkylaren 9a kan den första styrenheten 13a styra kylvätskepumpen 18 så att den ökar kylvätskeflödet genom den första laddluftkylaren 9a och/eller styra kylarfläkten 21 så att den effektiviserar kylningen av den cirkuleran- de kylvätskan i kylarelementet 19. Kylarvätskan kan således ha en temperatur som vä- sentligen motsvarar omgivningens temperatur då den når den första laddluftkylaren 9a och den andra laddluftkylaren 9b. I och med det kan den komprimerade luften kylas till en temperatur i närheten av omgivningens temperatur i den första laddluftkylaren 9a.
Luften bibehåller sitt tryck under kylningen i den första laddluftkylaren 9a. Luft som kyls får en lägre volymitet dvs. den upptar en mindre volym per viktenhet. Luften blir således mer kompakt. En kompressor har normalt ett utrymme med en konstant volym för att mottaga och komprimera luft. Kylningen av luften i den första laddluftkylaren 9a resulterar därmed i att en större mängd luft kan komprimeras i det andra turboag- gregatets kompressor 6b. Luften komprimeras här i ett andra steg så att den erhåller ett ytterligare förhöjt tryck. Den komprimerade luften leds därefter genom den andra laddluftkylaren 9b där den åter kyls av kylvätska från det separata kylsystemet. Därmed har luften en relativt låg temperatur då den når den tredje laddluftkylaren 9c. Luften kyls i den tredje laddluftkylaren 9c av omgivande luft. Den komprimerade luften kan här kylas till en temperatur i närheten av omgivningens temperatur.
Den andra styrenheten l3b håller, under de flesta av dieselmotorns 2 driftstillstånd, EGR-ventilen 12 öppen så att en del av avgaserna i avgasledningen 4 leds in i returled- ningen ll. Avgasema i avgasledningen 4 kan ha en temperatur av cirka 500°C - 600°C då de når den första EGR-kylaren l4a. De återcirkulerande avgaserna kyls i den första EGR-kylaren l4a i ett första steg. Kylvätskan i kylsystemet som kyler dieselrnotorn kan här utnyttjas som kylmedel. Denna kylvätska har, under normal drift av fordonet, en temperatur inom området 70°C- l00°C. De återcirkulerande avgaserna kan därmed kylas i ett första steg till en temperatur som är i närheten av kylvätskans temperatur. De återcirkulerande avgaserna leds därefter till den andra EGR-kylaren l4b som är place- rad i ett perifert område A av fordonet 1. Den andra EGR-kylaren l4b genomströmmas av luft med omgivningens temperatur. Med en lämpligt dimensionerad andra EGR- kylare l4b kan de återcirkulerande avgaserna kylas till en temperatur som väsentligen motsvarar omgivningens temperatur. Avgaser i returledningen 1 1 kan därmed tillhan- dahålla en kylning till väsentligen samma temperatur som den komprimerade luften i den tredje laddluftkylaren 9c.
De återcirkulerande avgaserna kyls således till en temperatur som väsentligen motsva- rar omgivningens temperatur innan de blandas med luften och leds in i fórbrärmings- motom 2. Den komprimerade luften kyls i tre steg. Genom att kyla luften mellan kom- primeringarna i kompressorerna 6a, b tillhandahåller luften en relativt liten volymitet då den komprimeras av kompressom 6b i det andra steget. Därmed kan en relativt stor mängd luft komprimeras av kompressom 6b i det andra steget. Den komprimerade luften kyls sedan i den andra laddluftkylaren till en relativt låg temperatur innan den tillhandahåller en kylning i den tredje luftkylda laddluftkylaren 9c till en temperatur i närheten av omgivningens temperatur. Både avgaserna och den komprimerade luften har således en temperatur som väsentligen motsvarar omgivningens temperatur då de blandas. Därmed kan en väsentligen optimal mängd återcirkulerande avgaser och en 53% ?C¥5 väsentligen optimal mängd luft ledas in i förbränningsmotorn med ett högt tryck. I och med det möjliggörs en förbränning i förbränningsmotorn med en väsentligen optimal reduktion av kväveoxiderna i avgasema. En låg temperatur på den komprimerade luf- ten och en låg temperatur på de återcirkulerande avgaserna då de leds in i förbrän- ningsmotorn 2 resulterar även i en lägre íörbränningstemperatur och därmed i en lägre halt av kväveoxider i avgaserna. Arrangemanget möjliggör således tillförsel av en vä- sentligen optimal mängd luft till förbrärmingsmotorn vilket även ökar förbrärmings- motorns prestanda.
Fig. 2 visar ett alternativt arrangemang hos en överladdad dieselmotor 2. I detta fall utnyttjas det separata kylsystemet för att även kyla de återcirkulerande avgaserna i den första EGR-kylaren l4a. Kylvätskan kyls i kylarelementet 19 med hjälp av omgivande luft. Kylvätskan som leds från kylarelementet 19 och genom den parallella ledningen 22a kyler första luften i den första laddluftkylaren 9a. Kylarvätskan leds därefter vidare till den första EGR-kylaren l4a där den kyler de återcirkulerande avgaserna i ett första steg. Kylvätskan har här en förhöjd temperatur då den redan har utnyttj ats för att kyla luften i den första laddluftkylaren 9a. Kylvätskan har dock en avsevärt lägre temperatur än de återcirkulerande avgaserna som kan ha en temperatur av cirka 500°C - 600°C. De återcirkulerande avgaserna kan därmed kylas i ett första steg till en temperatur som är i närheten av kylvätskans temperatur. Efter att kylvätskan passerat genom den första EGR-kylaren 14a går ledningen 22a samman med ledningen 22b varefter kylvätskan leds till kylarelement 19 via en gemensam ledning 22.
Fig. 3 visar ett alternativt arrangemang hos en överladdad dieselmotor 2. I detta fall utnyttjas det separata kylsystemet endast för att kyla den komprimerade luften i den första laddluftkylaren 9a. Kylvätskan i dieselmotoms kylsystem utnyttjas för att kyla den komprimerade luften i den andra laddluftkylaren 9b. Dieselmotom kylsystem inne- fattar en cirkulerande kylvätska som cirkuleras medelst en kylvätskepump 25. Kylsy- stemet innefattar även en termostat 26 och en kylare 27, som är monterad vid ett irärnre parti av fordonet 1 i området A. Kylaren 27 är monterad nedströms laddluftkylaren 9c och den andra EGR-kylaren l4b med avseende på luftens avsedda strömningsriktning i området A. Kylvätskan leds här i en ledning 24 från törbrärmingsmotorn 2 till den andra laddluftkylaren 9b. Efter att kylvätskan kylt avgaserna i den andra laddluftkyla- ren 9b leds den tillbaka till en ledning 23 i kylsystemet. I övrigt innefattar arrange- manget motsvarande komponenter som i ovan visade utföringsforrner. 531 Fflšš Fig. 4 visar ett ytterligare alternativt arrangemang hos en överladdad dieselmotor 2. I detta fall utnyttjas det separata kylsystemet både för att lqfla den komprimerade luften i den forsta laddluftkylaren 9a och for att kyla de återcirkulerande avgaserna i den första EGR~kylaren l4a. I övrigt har detta arrangemang en motsvarande konstruktion som arrangemanget i Fig. 3.
Uppfinningen är på intet sätt begränsad till de utfóringsformer som beskrivs på ritning- arna utan kan varieras fritt inom patentkravens ramar.

Claims (9)

10 15 20 25 30 35 53? 'H35 11 Patentkrav
1. l. Arrangemang hos en överladdad forbränningsmotor (2), varvid arrangemanget inne- fattar en avgasledning (4) som är avsedd att leda ut avgaser från förbränningsmotom (2), en inloppsledning (8) som är avsedd att leda luft med ett övertryck till förbrän- ningsmotorn (2), en första kompressor (6a) som är anpassad att komprimera luften i inloppsledningen (8) i ett första steg och en andra kompressor (6b) som är anpassad att komprimera luften i inloppsledningen (8) i ett andra steg, en första kylvätskekyld ladd- luftskylare (9a) som är anpassad att kyla luften efier att den komprimerats i det första steget och innan den komprimeras i det andra steget och en luitkyld laddluñkylare (9c) som är som är anpassad att kyla den komprimerade luften efter att den komprimerats av det andra steget, kännetecknat av att arrangemanget innefattar en andra kylvätskekyld laddlufikylare (9b) som är anpassad att kyla den komprimerade lufien efter att den komprimerats i det andra steget och innan den kyls i den lufikylda laddluftkylaren (9a) och att den första kylvätskekylda laddlufikylaren (9a) innefattas i en kylkrets med en cirkulerande kylvätska vilken utgör ett separat kylsystem i förhållande till ett kylsystem som är avsett att kyla förbränningsmotorn (2).
2. Arrangemang enligt krav 1, känngtecknat av att det separata kylsystemet innefattar ett kylarelement (19) i vilket den cirkulerande kylvätskan är anpassad att kylas av luít
3. Arrangemang enligt krav 2, kännetecknat av att kylarelementet (19) är placerat i ett område (A') där det är anpassat att kylas av lufi med omgivningens temperatur.
4. Arrangemang enligt något av föregående krav, kännetecknat av att den andra kyl- vätskekylda laddluftkylaren (9b) även innefattas i nämnda separata kylsystem.
5. Arrangemang enligt krav 4, kännetecknat av att den första kylvätskekylda laddluftky- laren (9a) och den andra kylvätskekylda laddluftkylaren (9b) är parallellt anordnade i det separata kylsystemet.
6. Arrangemang enligt något av föregående krav, kännetecknat av att det separata kyl- systemet innefattar en EGR-kylare (14a) som är anpassad att kyla de återcirkulerande avgaserna i returledningen (1 l). 10 ïfïšfi Filšíš 12
7. Arrangemang enligt något av kraven 1 till 3, kännetecknat av att den andra kylväts- kekylda laddluftkylaren (9b) innefattas i en kylkrets som utgör en del av ett kylsystem som är avsett att kyla förbränningsmotorn (2).
8. Arrangemang enligt något av föregående krav, kännetecknat av att arrangemanget innefattar en lufikyld EGR-kylare (14b) som är anpassad att kyla de återcirkulerande avgaserna.
9. Arrangemang enligt något av föregående krav, kännetecknat av att åtminstone en av nämnda kompressorer (6a, b) innefattas i ett turboaggregat som innefattar en turbin (Sa, b) som är anpassad att drivas av avgaserna i avgasledningen (4).
SE0702524A 2007-11-16 2007-11-16 Arrangemang hos en överladdad förbränningsmotor SE531705C2 (sv)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0702524A SE531705C2 (sv) 2007-11-16 2007-11-16 Arrangemang hos en överladdad förbränningsmotor
PCT/SE2008/051266 WO2009064242A1 (en) 2007-11-16 2008-11-06 Arrangement at a supercharged combustion engine
US12/741,625 US8695340B2 (en) 2007-11-16 2008-11-06 Arrangement at a supercharged combustion engine
JP2010533994A JP2011503436A (ja) 2007-11-16 2008-11-06 過給燃焼機関の構成
BRPI0818465 BRPI0818465A2 (pt) 2007-11-16 2008-11-06 Arranjo em um motor de combustão superalimentado
EP08850973.2A EP2220352B1 (en) 2007-11-16 2008-11-06 Arrangement at a supercharged combustion engine
CN200880115880XA CN101855428B (zh) 2007-11-16 2008-11-06 增压燃烧发动机的装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0702524A SE531705C2 (sv) 2007-11-16 2007-11-16 Arrangemang hos en överladdad förbränningsmotor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SE0702524L SE0702524L (sv) 2009-05-17
SE531705C2 true SE531705C2 (sv) 2009-07-14

Family

ID=40638949

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE0702524A SE531705C2 (sv) 2007-11-16 2007-11-16 Arrangemang hos en överladdad förbränningsmotor

Country Status (7)

Country Link
US (1) US8695340B2 (sv)
EP (1) EP2220352B1 (sv)
JP (1) JP2011503436A (sv)
CN (1) CN101855428B (sv)
BR (1) BRPI0818465A2 (sv)
SE (1) SE531705C2 (sv)
WO (1) WO2009064242A1 (sv)

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE529101C2 (sv) * 2005-09-20 2007-05-02 Scania Cv Ab Kylarrangemang för återcirkulation av gaser hos en överladdad förbränningsmotor
SE533750C2 (sv) * 2008-06-09 2010-12-21 Scania Cv Ab Arrangemang hos en överladdad förbränningsmotor
SE533508C2 (sv) * 2009-03-13 2010-10-12 Scania Cv Ab Arrangemang för kylning av återcirkulerande avgaser hos en förbränningsmotor
JP5614235B2 (ja) * 2010-10-21 2014-10-29 いすゞ自動車株式会社 二段過給システムの吸気冷却装置
US20120180477A1 (en) * 2011-01-14 2012-07-19 Gregory Alan Marsh Thermal management systems and methods
WO2012100212A1 (en) 2011-01-20 2012-07-26 Cummins Intellectual Property, Inc. Rankine cycle waste heat recovery system and method with improved egr temperature control
DE102011005275A1 (de) * 2011-03-09 2012-09-13 Hamm Ag Selbstfahrendes Baugerät, insbesondere Bodenverdichter
JP5325254B2 (ja) 2011-03-31 2013-10-23 三菱重工業株式会社 定置用内燃機関の吸気冷却装置
GB2493741B (en) * 2011-08-17 2017-02-22 Gm Global Tech Operations Llc Exhaust gas recirculation system for an internal combustion engine
EP2574753A1 (en) * 2011-09-27 2013-04-03 Caterpillar Motoren GmbH & Co. KG Cooling system for two-stage charged engines
US8746217B2 (en) * 2011-10-07 2014-06-10 Deere & Company Power system comprising an air cooled HT EGR cooler and LT EGR cooler
AT13173U1 (de) * 2011-11-18 2013-07-15 Ge Jenbacher Gmbh & Co Ohg Verfahren zum Abkühlen einer verdichteten Ladeluft einer aufgeladenen Brennkraftmaschine
JP2013108379A (ja) * 2011-11-18 2013-06-06 Calsonic Kansei Corp 排気ガス再循環システム
US9879600B2 (en) 2012-04-30 2018-01-30 General Electric Company Turbine component cooling system
SE539122C2 (sv) * 2012-07-05 2017-04-11 Scania Cv Ab Förfarande och system vid framförande av fordon
DE102012223069A1 (de) * 2012-12-13 2014-06-18 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Kühlmittelkreislauf für eine Brennkraftmaschine
US9010117B2 (en) * 2013-03-15 2015-04-21 Cummins Inc. Multi-stage turbocharger system with intercooling and aftercooling
ITTO20130262A1 (it) * 2013-03-29 2014-09-30 Denso Corp Sistema di raffreddamento di un fluido gassoso di aspirazione per un motore a combustione interna, integrato in un circuito di raffreddamento del motore
WO2014167705A1 (ja) * 2013-04-12 2014-10-16 トヨタ自動車株式会社 ブローバイガス還流装置と過給機とを備えた内燃機関の冷却装置
US9528428B2 (en) * 2014-10-14 2016-12-27 Deere & Company Cooling system for charge air cooler
US9664102B2 (en) * 2014-11-05 2017-05-30 Deere & Company Power system with an intake gas cooler
DE102016006127B4 (de) * 2015-06-08 2022-12-29 Modine Manufacturing Company Ladeluftkühler und Verfahren
CN106939823A (zh) * 2017-04-26 2017-07-11 哈尔滨工程大学 一种应用于船用低速机废气涡轮的以提高冷却系统效率的开式冷却系统
CN108223097A (zh) * 2017-12-08 2018-06-29 中国北方发动机研究所(天津) 一种发动机高低温双循环冷却系统

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59145325A (ja) * 1983-02-08 1984-08-20 Toyo Radiator Kk 車両、又は船舶の過給器用熱交換器のタンク構造
JPH04325715A (ja) * 1991-04-25 1992-11-16 Yanmar Diesel Engine Co Ltd 過給機付エンジンの給気冷却装置
US5269143A (en) 1992-12-07 1993-12-14 Ford Motor Company Diesel engine turbo-expander
JP4295904B2 (ja) * 2000-10-05 2009-07-15 株式会社小松製作所 多気筒エンジンの給気構造
US6883314B2 (en) * 2002-08-01 2005-04-26 Caterpillar Inc. Cooling of engine combustion air
US7278472B2 (en) * 2002-09-20 2007-10-09 Modine Manufacturing Company Internally mounted radial flow intercooler for a combustion air changer
DE10335567A1 (de) * 2003-07-31 2005-03-10 Behr Gmbh & Co Kg Kreislaufanordnung zur Kühlung von Ladeluft und Verfahren zum Betreiben einer derartigen Kreislaufanordnung
US20050039711A1 (en) 2003-08-18 2005-02-24 Bryant Clyde C. Internal combustion engine and working cycle
US7040303B2 (en) 2004-08-20 2006-05-09 Electro-Motive Diesel, Inc. Combined aftercooler system with shared fans
DE102005042396A1 (de) * 2005-09-06 2007-03-15 Behr Gmbh & Co. Kg Kühlsystem für ein Kraftfahrzeug
US7490462B2 (en) * 2006-02-21 2009-02-17 Caterpillar Inc. Turbocharged exhaust gas recirculation system
SE531102C2 (sv) 2006-12-05 2008-12-16 Scania Cv Ab Arrangemang hos en överladdad förbränningsmotor
US9016059B2 (en) * 2007-06-26 2015-04-28 Volvo Lastvagnar Ab Charge air system and charge air operation method

Also Published As

Publication number Publication date
CN101855428B (zh) 2012-09-26
JP2011503436A (ja) 2011-01-27
BRPI0818465A2 (pt) 2015-04-14
EP2220352A4 (en) 2014-06-25
EP2220352B1 (en) 2017-07-19
CN101855428A (zh) 2010-10-06
WO2009064242A1 (en) 2009-05-22
US20100263369A1 (en) 2010-10-21
EP2220352A1 (en) 2010-08-25
SE0702524L (sv) 2009-05-17
US8695340B2 (en) 2014-04-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SE531705C2 (sv) Arrangemang hos en överladdad förbränningsmotor
EP2044301B1 (en) Cooling fan arrangement at a vehicle
EP1886012B1 (en) An arrangement for recirculation of exhaust gases of a supercharged internal combustion engine
SE531102C2 (sv) Arrangemang hos en överladdad förbränningsmotor
SE529101C2 (sv) Kylarrangemang för återcirkulation av gaser hos en överladdad förbränningsmotor
SE530239C2 (sv) Kylararrangemang hos ett fordon
US7454896B2 (en) Thermal management system for a vehicle
EP1756414B1 (en) An arragement for recirculation of exhaust gases of a super-charged internal combustion engine
US20060277906A1 (en) Vehicle cooling system
SE531200C2 (sv) Kylararrangemang i ett fordon
SE526821C2 (sv) Arrangemang för återcirkulation av avgaser hos en överladdad förbränningsmotor
JP2008520501A (ja) 車輌の冷却装置
SE0802349A1 (sv) Arrangemang för kylning av återcirkulerande avgaser hos en förbränningsmotor
US8746217B2 (en) Power system comprising an air cooled HT EGR cooler and LT EGR cooler
SE527481C2 (sv) Arrangemang för återcirkulation av avgaser hos en överladdad förbränningsmotor
EP2574753A1 (en) Cooling system for two-stage charged engines
SE534872C2 (sv) Arrangemang för att kyla komprimerad luft och/eller återcirkulerande avgaser som leds till en förbränningsmotor
WO2006123992A1 (en) Arrangement for recirculation of exhaust gases of a supercharged internal combustion engine
SE526818C2 (sv) Arrangemang för återcirkulation av avgaser hos en överladdad förbränningsmotor
JP2015151880A (ja) エンジン冷却システム
WO2010068161A1 (en) Arrangement for cooling recirculated exhaust gases at a combustion engine
SE0950931A1 (sv) Kylare för att kyla återcirkulerande avgaser hos en förbränningsmotor