SE533123C2 - Arrangement for cooling of recirculating exhaust gases of an internal combustion engine - Google Patents

Arrangement for cooling of recirculating exhaust gases of an internal combustion engine

Info

Publication number
SE533123C2
SE533123C2 SE0802536A SE0802536A SE533123C2 SE 533123 C2 SE533123 C2 SE 533123C2 SE 0802536 A SE0802536 A SE 0802536A SE 0802536 A SE0802536 A SE 0802536A SE 533123 C2 SE533123 C2 SE 533123C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
egr cooler
exhaust gases
exhaust
line
air
Prior art date
Application number
SE0802536A
Other languages
Swedish (sv)
Other versions
SE0802536A1 (en
Inventor
Rolf Dybdal
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 SE0802536A priority Critical patent/SE533123C2/en
Priority to PCT/SE2009/051358 priority patent/WO2010068161A1/en
Priority to DE112009003623T priority patent/DE112009003623T5/en
Publication of SE0802536A1 publication Critical patent/SE0802536A1/en
Publication of SE533123C2 publication Critical patent/SE533123C2/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D21/00Controlling engines characterised by their being supplied with non-airborne oxygen or other non-fuel gas
    • F02D21/06Controlling engines characterised by their being supplied with non-airborne oxygen or other non-fuel gas peculiar to engines having other non-fuel gas added to combustion air
    • F02D21/08Controlling engines characterised by their being supplied with non-airborne oxygen or other non-fuel gas peculiar to engines having other non-fuel gas added to combustion air the other gas being the exhaust gas of engine
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P5/00Pumping cooling-air or liquid coolants
    • F01P5/02Pumping cooling-air; Arrangements of cooling-air pumps, e.g. fans or blowers
    • F01P5/08Use of engine exhaust gases for pumping cooling-air
    • 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
    • F02M25/073
    • F02M25/0732
    • 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
    • F02M26/23Layout, e.g. schematics
    • F02M26/24Layout, e.g. schematics with two or more coolers
    • 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
    • F02M26/23Layout, e.g. schematics
    • F02M26/27Layout, e.g. schematics with air-cooled heat exchangers
    • 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
    • F02M26/23Layout, e.g. schematics
    • F02M26/28Layout, e.g. schematics with liquid-cooled heat exchangers
    • 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
    • F02M26/02EGR systems specially adapted for supercharged engines
    • F02M26/04EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
    • F02M26/05High pressure loops, i.e. wherein recirculated exhaust gas is taken out from the exhaust system upstream of the turbine and reintroduced into the intake system downstream of the compressor
    • 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

Description

533 123 kylsystemet således höga belastningstoppar under tillfällen då förbrånningsmotorn belastas hårt. I tunga fordon utnyttjas forbränningsmotom kylsystem i regel även for andra kylbehov i fordonet såsom exempelvis kylning av oljan hos en hydraulisk retarder. Det är därför önskvärt att minska belastningen på forbränningsmotorns kylsystem. 533 123 the cooling system thus high load peaks at times when the internal combustion engine is heavily loaded. In heavy vehicles, the internal combustion engine cooling system is generally also used for other cooling needs in the vehicle, such as, for example, cooling of the oil in a hydraulic retarder. It is therefore desirable to reduce the load on the internal combustion engine cooling system.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Syftet med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla ett arrangemang for kylning av återcirkulerande avgaser där de återcirkulerande avgaserna kan kyls i ett forsta steg i en relativt enkel men funktionell forsta EGR-kylare.SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to provide an arrangement for cooling recirculating exhaust gases where the recirculating exhaust gases can be cooled in a first step in a relatively simple but functional first EGR cooler.

Detta syfie uppnås med arrangemanget av det inledningsvis nämnda slaget, vilket kännetecknas av de särdrag som anges i patentkravets 1 kännetecknande del.This seam is achieved with the arrangement of the kind mentioned in the introduction, which is characterized by the features stated in the characterizing part of claim 1.

Avgasema som leds ut fiån en förbränningsmotor i en avgasledning uppvisar rörelseenergi och tryckenergi. Enligt uppfinningen appliceras en ejektorpumpanordning i en lämplig del av avgasledningen. Med hjälp en sådan ejektorpumpanordning kan en sugkrafi skapas, då avgaserna strömmar genom ejektorpumpanordningen, vilken suger in luft i avgasledningen från luftledning och den forsta EGR-kylaren. Den forsta EGR-kylaren kan med en sådan kylande lufcström tillhandahålla en god kylning av avgasema. Belastningen på den andra EGR-kylaren som kyler avgaserna i ett andra steg minskar därmed markant. Den forsta EGR-kylare behöver således inte förses med någon energikrävande fläkt eller liknande komponent for att en kylande luftström ska erhållas genom EGR-kylaren. Den första EGR~kylaren kan därmed ges en relativt enkel konstruktion.The exhaust gases discharged from an internal combustion engine in an exhaust line show kinetic energy and pressure energy. According to the invention, an ejector pump device is applied in a suitable part of the exhaust line. With the aid of such an ejector pump device, a suction cup fi can be created, as the exhaust gases flow through the ejector pump device, which sucks air into the exhaust line from the air line and the first EGR cooler. With such a cooling air stream, the first EGR cooler can provide a good cooling of the exhaust gases. The load on the second EGR cooler, which cools the exhaust gases in a second stage, is thus significantly reduced. The first EGR cooler thus does not need to be equipped with an energy-intensive fan or similar component in order for a cooling air stream to be obtained through the EGR cooler. The first EGR cooler can thus be given a relatively simple construction.

Enligt en foredragen utforingsform av föreliggande uppfinning innefattar ejektorpumpanordningen ett konvergerande munstycke med en utloppsoppning som har en mindre tvärsnittsarea än tvärsnittsarean i avgasledningen uppströms munstycket och att luftledningen har en utloppsöppning i avgasledningen vilken är belägen i en position radiellt utvändigt om munstyclcets utloppsöppning. Med ett sådant konvergerande munstycke erhåller avgaserna en avsmalnande strömningspassage vilket resulterar i en motsvarande förhöjd hastighet. Avgaserna leds ut från munstyckets utloppsöppning med en hög hastighet. Därmed skapas ett lågt tryck i ett område runt munstyckets öppning. Eftersom lufiledningen har en utloppsöppning i anslutning till detta lågtrycksoniråde sugs luft i en riklig mängd in i avgasledningen 5133 '123 från luftledningen. Då luft sugs in a avgasledningen från lufiledningen erhålls ett motsvarande luftflöde genom den första EGR-kylaren vilket kyler avgaserna i EGR- kylaren. Ej ektorpumpanordningen innefattar med fördel ett konvergerande parti med en avtagande tvärsnittsarea som är beläget nedströms munstyckets utloppsöppning med avseende på avgasernas avsedda strömningsriktning i avgasledningen. Därmed kan luften som sugits in i avgasledningen erhålla en förhöjd hastighet nedströms rnunstycket vilket ytterligare ökar ejektorpumpanordningens förmåga att suga in luft i avgasledningen och därmed det luftflöde som strömmar genom den forsta EGR- kylaren.According to a preferred embodiment of the present invention, the ejector pump device comprises a converging nozzle with an outlet opening having a smaller cross-sectional area than the cross-sectional area of the exhaust line upstream of the nozzle and the air line having an outlet opening in the exhaust line located radially. With such a converging nozzle, the exhaust gases obtain a tapered flow passage which results in a correspondingly increased speed. The exhaust gases are led out of the nozzle outlet opening at a high speed. This creates a low pressure in an area around the nozzle opening. Since the overhead line has an outlet opening adjacent to this low pressure zone, air is sucked in a copious amount into the exhaust line 5133 '123 from the overhead line. When air is sucked into the exhaust line from the air line, a corresponding air flow is obtained through the first EGR cooler, which cools the exhaust gases in the EGR cooler. The non-pump pump device advantageously comprises a converging portion with a decreasing cross-sectional area which is located downstream of the outlet opening of the nozzle with respect to the intended flow direction of the exhaust gases in the exhaust line. Thus, the air sucked into the exhaust pipe can obtain an increased speed downstream of the nozzle, which further increases the ejector pump device's ability to suck air into the exhaust pipe and thus the air flow that flows through the first EGR cooler.

Enligt en foredragen utforingsform av föreliggande uppfinning innefattar den forsta EGR-kylaren ett flertal parallella avgaskanaler som leder de återcirkulerande avgaserna genom EGR-kylaren och ett flertal parallella luftkanaler som leder luft genom EGR-kylaren. Kanalerna kan formas av rörledningar som har utvändiga ytor, som med fordel är plana, så att optimala kontaktytor kan bildas mellan rörledningarna som leder avgaserna och rorledningarna som leder luften. Avgaserna kan ledas i avgaskanalerna i EGR-kylaren i en forsta riktning och luften kan ledas i EGR~kylaren i lufikanalerna i en andra riktning som är vinkelrät mot den forsta riktningen. EGR- kylaren kan även konstrueras så lufi och avgaser leds i motsatta riktningar genom EGR-kylaren eller i samma riktning. Avgaskanalen och/eller luftkanalen hos den forsta EGR-kylaren kan innefatta värmeledande element som ökar den värmeupptagande ytan inuti de respektive kanalerna. Sådana värmeledande element kan utgöras av veckade metallplåtar, s.k. rankor, som avdelar kanalen i ett flertal parallella strömningspassager. Därmed erhålls en större kontaktyta mellan avgaserna och den rörlednings som formar avgaskanalen och/eller mellan luften och den rörledning som formar luftkanalen. Förekomsten av sådana värmeledande element resulterar i ett effektivare värmeutbyte mellan luften och avgaserna i den forsta EGR-kylaren.According to a preferred embodiment of the present invention, the first EGR cooler comprises a plurality of parallel exhaust ducts leading the recirculating exhaust gases through the EGR cooler and a plurality of parallel air ducts guiding air through the EGR cooler. The ducts can be formed by pipelines which have external surfaces, which are advantageously flat, so that optimal contact surfaces can be formed between the pipelines which conduct the exhaust gases and the pipelines which conduct the air. The exhaust gases can be led in the exhaust ducts in the EGR cooler in a first direction and the air can be led in the EGR cooler in the air ducts in a second direction that is perpendicular to the first direction. The EGR cooler can also be designed so that air and exhaust gases are led in opposite directions through the EGR cooler or in the same direction. The exhaust duct and / or air duct of the first EGR cooler may comprise heat-conducting elements which increase the heat-absorbing surface inside the respective ducts. Such thermally conductive elements can consist of pleated metal plates, so-called vines, which divide the channel into a number of parallel flow passages. Thereby a larger contact surface is obtained between the exhaust gases and the pipeline which forms the exhaust duct and / or between the air and the pipeline which forms the air duct. The presence of such thermally conductive elements results in a more efficient heat exchange between the air and the exhaust gases in the first EGR cooler.

Enligt en utforingsform av föreliggande uppfinning innefattar EGR-kylaren en inloppsöppning som är anpassad att sugs in luft i EGR-kylaren från ett område som är beläget i direkt anslutning till EGR-kylaren. Returledningen för återcirkulation av avgaser har normalt en huvudsaklig sträckning i anslutning till forbränningsmotorn.According to an embodiment of the present invention, the EGR cooler comprises an inlet opening which is adapted to suck air into the EGR cooler from an area which is located in direct connection with the EGR cooler. The exhaust line for recirculation of exhaust gases normally has a main route in connection with the internal combustion engine.

Den forsta EGR-kylaren erhåller normalt därför även en placering i närheten av förbränningsmotorn. I detta fall sugs således lufi in i EGR-kylaren från ett område i motorrummet i anslutning till forbränningsmotorn. Luften har här normalt en klart högre temperatur än omgivande luft men denna temperatur är dock klart lägre än lJl L-J DJ .J FU CC' avgasernas temperatur. Denna luft kan därfor användas for att kyla avgaserna med ett gott resultat i ett första steg i den första EGR-kylaren. Enligt en alternativ utforingsform innefattar EGR-kylaren en luftledning som har en sträckning mellan den första EGR-kylaren och ett luftinlopp som är anpassat att suga in luft från ett område som är beläget på ett avstånd från EGR-kylaren. En sådan luftledning kan dras till ett område där det finns god tillgång på kall luft. I detta fall kan luft med en betydligt lägre temperatur utnyttjas for att kyla avgaserna i det forsta steget vilket ytterligare förbättrar kylningen av avgaserna i den forsta EGR-kylaren.The first EGR cooler therefore normally also receives a location close to the internal combustion engine. In this case, lu fi is sucked into the EGR cooler from an area in the engine compartment adjacent to the internal combustion engine. The air here normally has a clearly higher temperature than ambient air, but this temperature is clearly lower than the temperature of the L-J DJ .J FU CC 'exhaust gases. This air can therefore be used to cool the exhaust gases with a good result in a first step in the first EGR cooler. According to an alternative embodiment, the EGR cooler comprises an air duct which has a distance between the first EGR cooler and an air inlet which is adapted to suck in air from an area which is located at a distance from the EGR cooler. Such an overhead line can be drawn to an area where there is good access to cold air. In this case, air with a significantly lower temperature can be used to cool the exhaust gases in the first stage, which further improves the cooling of the exhaust gases in the first EGR cooler.

Enligt en annan utforingsform av uppfinningen är de återcirkulerande avgaserna anpassade att kylas i den andra EGR-kylaren i ett andra steg av kylvätska från förbränningsmotorns kylsystem. Kylsystemet som kyler forbränningsmotom är ett redan befintligt kylsystem som med fördel även utnyttjas for att kyla de återcirkulerande avgaserna. Kylvätskan i förbränningsmotorns kylsystem har under normal drift en temperatur av 80-l00°C. Det är därmed möjligt att utnyttja kylvätskan i törbränningsmotorns kylsystem for att kyla de återcirkulerande avgaserna till en motsvarande temperatur. Eftersom de återcirkulerande avgaserna redan har kylts i ett första steg i den forsta EGR-kylaren erhålls i detta fall en relativt måttlig belastning på forbränningsmotorns kylsystem. Då den primära uppgiften för detta kylsystem är att kyla forbränningsmotorn bör det inte belastas alltför hårt med andra kyluppgifter då kylningen av förbränningsmotorn under sådana omständigheter kan bli efiersatt.According to another embodiment of the invention, the recirculating exhaust gases are adapted to be cooled in the second EGR cooler in a second stage of coolant from the cooling system of the internal combustion engine. The cooling system that cools the internal combustion engine is an already existing cooling system which is advantageously also used to cool the recirculating exhaust gases. The coolant in the cooling system of the internal combustion engine has a temperature of 80-100 ° C during normal operation. It is thus possible to use the coolant in the cooling system of the dry combustion engine to cool the recirculating exhaust gases to a corresponding temperature. Since the recirculating exhaust gases have already been cooled in a first stage in the first EGR cooler, a relatively moderate load on the cooling system of the internal combustion engine is obtained in this case. As the primary task of this cooling system is to cool the internal combustion engine, it should not be overburdened with other cooling tasks as the cooling of the internal combustion engine can be replaced in such circumstances.

Enligt en annan föredragen utföringsform av uppfinningen innefattar arrangemanget en tredje EGR~kylare där de återcirkulerande avgaserna är anpassade att kylas i ett tredje steg av ett medium som under normal drifi av förbränningsmotom har en lägre temperatur än kylvätskan i förbränningsmotorns kylsystem. Eftersom kylvätskan i torbränningsmotorn kylsystem har en driftstemperatur av 80-100°C kan avgaserna endast kylas till en temperatur i närheten av kylvätskans temperatur i den andra EGR- kylaren. Det är många gånger önskvärt att kyla avgaserna till en lägre temperatur. De återcirkulerande avgaserna kan härvid kylas i en tredje EGR-kylare av, exempelvis, kylvätska i ett lågtemperaturkylsystem där kylvätskan har en lägre temperatur än kylvätskan i förbränningsmotorns kylsystem. Ett sådant lågtemperaturkylsystem kan innefatta ett kylarelement där kylvätskan i kylsystemet kyls med luft av omgivningens temperatur. Därmed kan kylvätskan i lågtemperaturkylsystemet erhålla en temperatur i närheten av omgivningens temperatur. Avgasema kan därmed kylas till en relativt låg temperatur innan de blandas med luft och leds till förbränningsmotom. Alternativt kan avgaserna kylas i ett tredje steg i en tredje EGR-kylare som är luftkyld. I detta fall kyls de återcirkulerande avgaserna med fördel av lufi med omgivningens temperatur.According to another preferred embodiment of the invention, the arrangement comprises a third EGR cooler where the recirculating exhaust gases are adapted to be cooled in a third stage of a medium which during normal operation of the internal combustion engine has a lower temperature than the coolant in the cooling system of the internal combustion engine. Since the coolant in the dry combustion engine cooling system has an operating temperature of 80-100 ° C, the exhaust gases can only be cooled to a temperature close to the coolant temperature in the other EGR cooler. It is often desirable to cool the exhaust gases to a lower temperature. The recirculating exhaust gases can then be cooled in a third EGR cooler by, for example, coolant in a low-temperature cooling system where the coolant has a lower temperature than the coolant in the cooling system of the internal combustion engine. Such a low temperature cooling system may comprise a cooling element where the coolant in the cooling system is cooled by air of ambient temperature. Thus, the coolant in the low temperature cooling system can obtain a temperature close to the ambient temperature. The exhaust gases can thus be cooled to a relatively low temperature before they are mixed with air and led to the internal combustion engine. Alternatively, the exhaust gases can be cooled in a third stage in a third EGR cooler which is air cooled. In this case, the recirculating exhaust gases are cooled with the advantage of lu fi with the ambient temperature.

Enligt en annan fdredragen utföringsform av uppfinningen innefattar avgasledningen en turbin och att returledningen mottar avgaser från avgasledningen i en position uppströms turbinen med avseende på avgasernas strömningsriktning i avgasledningen.According to another preferred embodiment of the invention, the exhaust line comprises a turbine and that the return line receives exhaust gases from the exhaust line in a position upstream of the turbine with respect to the flow direction of the exhaust gases in the exhaust line.

En sådan turbin kan innefattas i ett turboaggregat som även innefattar en kompressor som kornprimerar luft som leds till forbränningsmotorn. För att underlätta inblandningen av de återeirkulerande avgaserna i den komprimerade luften är det lämpligt att återcirkulera avgaser från avgasledningen innan de expanderar i turbinen.Such a turbine may be included in a turbocharger which also includes a compressor which granules air which is led to the internal combustion engine. To facilitate the mixing of the recirculating exhaust gases into the compressed air, it is advisable to recirculate exhaust gases from the exhaust line before they expand in the turbine.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA I det följande beskrivs, såsom exempel, föredragna utfóringsformer av uppfinningen med hänvisning till bifogade ritningar, på vilka: Fig. l visar ett arrangemang för kylning av återcirkulerande avgaser hos en dieselmotor enligt en forsta utforingsform av uppfinningen, Fig. 2 visar ejektorpumpanordningen i Fig. l mer i detalj, Fig. 3 visar den första EGR-kylaren i Fig. 1 mer i detalj och Fig. 4 visar ett arrangemang for kylning av återcirkulerande avgaser hos en dieselmotor enligt en andra utfóringsform av uppfinningen.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS In the following, preferred embodiments of the invention are described by way of example with reference to the accompanying drawings, in which: Fig. 1 shows an arrangement for cooling recirculating exhaust gases of a diesel engine according to a first embodiment of the invention, Fig. 2 shows the ejector pump device in Fig. 1 in more detail, Fig. 3 shows the first EGR cooler in Fig. 1 in more detail and Fig. 4 shows an arrangement for cooling recirculating exhaust gases of a diesel engine according to a second embodiment of the invention.

DETALJERAD BESKRIVNING AV F ÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORMER AV UPPFINNINGEN Fig. l visar en fórbränningsmotor som är anpassad att driva ett schematiskt visat fordon l. Förbränningsmotorn är här exemplifierad som en dieselmotor 2.DETAILED DESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS OF THE INVENTION Fig. 1 shows an internal combustion engine adapted to drive a schematically shown vehicle 1. The internal combustion engine is exemplified here as a diesel engine 2.

Dieselmotorn 2 kan vara avsedd som drivmotor for ett tyngre fordon 1. Avgaserna från dieselmotorns 2 cylindrar leds, via en avgassamlare 3, till en avgasledning 4.The diesel engine 2 can be intended as a drive engine for a heavier vehicle 1. The exhaust gases from the cylinders of the diesel engine 2 are led, via an exhaust collector 3, to an exhaust line 4.

Avgaserna i avgasledningen 4, som har ett övertryck, leds till en turbin 5 hos ett turboaggregat. Turbinen 5 tillhandahåller därmed en drivkraft, som överförs, via en fórbindning, till en kompressor 6 hos turboaggregatet. Kompressorn 6 suger in och komprimerar luft som, via ett luftfilter 7, leds in i en inloppsledning 8. En laddlufrkylare 9 är anordnad i inloppsledningen 8. Laddluftkylarens 9 uppgifi är att kyla den komprimerade luften innan den leds till dieselmotorn 2. Den komprimerade 533 'l luften kyls i laddlufikylaren 9 av omgivande luft som forceras genom laddlufikylaren 9 med hjälp av en kylarfläkt 10. Kylarflälcten 10 drivs av dieselmotom 2 medelst en lämplig forbindning.The exhaust gases in the exhaust line 4, which have an overpressure, are led to a turbine 5 of a turbocharger. The turbine 5 thus provides a driving force which is transmitted, via a liner connection, to a compressor 6 of the turbocharger. The compressor 6 sucks in and compresses air which, via an air filter 7, is led into an inlet line 8. A charge air cooler 9 is arranged in the inlet line 8. The charge air cooler 9 is stated to cool the compressed air before it is led to the diesel engine 2. The compressed 533 ' The air is cooled in the charge cooler 9 by ambient air which is forced through the charge cooler 9 by means of a cooling fan 10. The cooler 10 is driven by the diesel engine 2 by means of a suitable connection.

En returledning 11 for återcirkulation av en del av avgaserna i avgasledningen 4 har en sträckning mellan avgasledningen 4 och inloppsledningen 8 för luften som leds till dieselmotorn 2. Returledningen 11 är förbunden med avgasledningen 4 i en position 4a uppströms turbinen 5. Avgaserna har här ett högt tryck och en hög temperatur.A return line 11 for recirculating a part of the exhaust gases in the exhaust line 4 has a distance between the exhaust line 4 and the inlet line 8 for the air which is led to the diesel engine 2. The return line 11 is connected to the exhaust line 4 in a position 4a upstream of the turbine 5. The exhaust gases have a high pressure and a high temperature.

Returledningen 11 innefattar en EGR-ventil 12, med vilken avgasflödet i returledningen 11 kan stängas av. EGR-ventilen 12 kan även användas for att steglöst styra den mängd avgaser som leds till dieselmotorn 2. En styrenhet 13 är anpassad att styra EGR-ventilen 12 med information om dieselmotorns 2 aktuella driñstillstånd.The return line 11 comprises an EGR valve 12, with which the exhaust gas in the return line 11 can be switched off. The EGR valve 12 can also be used to steplessly control the amount of exhaust gases fed to the diesel engine 2. A control unit 13 is adapted to control the EGR valve 12 with information about the current operating condition of the diesel engine 2.

Styrenheten 13 kan vara en datorenhet som är försedd med en lämplig programvara.The control unit 13 may be a computer unit provided with a suitable software.

De återcirkulerande avgaserna i returledningen 11 blandas med den komprimerade luñen i inloppsledningen 8 med hjälp av en blandningsanordning 14. Hos överladdade dieselmotorer 2 är, under vissa drifistillstånd, avgasernas tryck i avgasledningen 4 lägre än den komprimerade luftens tryck i inloppsledningen 8. Under sådana drifistillstånd är det inte möjligt att direkt blanda avgaserna i returledningen 11 med den komprimerade lufien i inloppsledningen 8 utan speciella hjälpmedel. Härvid kan, exempelvis, ett turboaggregat med en variabel geometri användas. Om iörbränningsmotorn istället är en överladdad ottomotor kan avgasema i returledningen 11 direkt ledas in i inloppsledningen 8 då avgaserna i avgasledningen 4 hos en ottomotor väsentligen under alla drifistillstånd uppvisar ett högre tryck än den komprimerade luften i inloppsledningen 8.The recirculating exhaust gases in the return line 11 are mixed with the compressed air in the inlet line 8 by means of a mixing device 14. In supercharged diesel engines 2, during certain operating conditions, the exhaust gas pressure in the exhaust line 4 is lower than the compressed air pressure in the inlet line 8. it is not possible to directly mix the exhaust gases in the return line 11 with the compressed air in the inlet line 8 without special aids. In this case, for example, a turbocharger with a variable geometry can be used. If the internal combustion engine is instead an overcharged otto engine, the exhaust gases in the return line 11 can be led directly into the inlet line 8 as the exhaust gases in the exhaust line 4 of an otto engine have a higher pressure than the compressed air in the inlet line 8.

Ett arrangemang for att kyla de återcirkulerande avgaserna innefattar en forsta EGR- kylare 15 där de återcirkulerande avgaserna kyls i ett forsta steg i returledningen 11.An arrangement for cooling the recirculating exhaust gases comprises a first EGR cooler 15 where the recirculating exhaust gases are cooled in a first stage in the return line 11.

Den första EGR-kylaren 15 är luftkyld. För att erhålla en lufiström genom den första EGR-kylaren 15 utnyttjas en ejektorpumpanordning 16 som är applicerad i avgasledningen 4 i en position nedströms turbinen 5 och nedströms en ljuddämpare 17.The first EGR cooler 15 is air cooled. To obtain a luminous flux through the first EGR cooler 15, an ejector pump device 16 is used which is applied in the exhaust line 4 in a position downstream of the turbine 5 and downstream of a muffler 17.

Ljuddämparen 17 kan även innefatta en katalysator och ett partikelfilter för rening av avgaserna. En luftledning 18 förbinder den första EGR-kylaren 15 med ejektorpumpanordningen 16. Luft sugs i detta fall in iEGR-kylaren 15 från ett område 22 i motorrummet vilket är beläget i närheten av dieselmotorn 2. 533 'lI-Éíši Dieselmotorn 2 kyls på ett konventionellt sätt av ett kylsystem 23 med en cirkulerande kylvätska. En kylvätskepump 24 cirkulerar kylvätskan i kylsystemet 23. Efter att kylvätskan cirkulerat igenom dieselmotorn 2 leds den i en ledning 25 till en termostat 26. I de fall då kylvätskan uppnått en normal driitstemperatur är terrnostaten 26 anpassad att leda kylvätskan till ett kylarelement 27, som är monterad i området Ai fordonet i en position bakom laddluítkylaren 9. En del av kylvätskan i ledningen 25 leds in i en ledningskrets 28 vid en position 25a av ledningen 25. Kylvätskan i ledningskretsen 28 leds genom en andra EGR-kylare 29 där kylvätskan kyler de återcirkulerande avgaserna i returledningen 11 i ett andra steg. Kylvätskan leds därefter tillbaka till ledningen 25 i en position 25b som är belägen nedströms positionen 25a med avseende på kylvätskans avsedda flödesriktning i ledningen 25.The muffler 17 may also comprise a catalyst and a particle filter for purifying the exhaust gases. An overhead line 18 connects the first EGR cooler 15 to the ejector pump device 16. In this case, air is sucked into the iEGR cooler 15 from an area 22 in the engine compartment which is located in the vicinity of the diesel engine 2. 533 'I-Éíši The diesel engine 2 is cooled in a conventional method of a cooling system 23 with a circulating coolant. A coolant pump 24 circulates the coolant in the cooling system 23. After the coolant has circulated through the diesel engine 2, it is led in a line 25 to a thermostat 26. In cases where the coolant has reached a normal operating temperature, the thermostat 26 is adapted to direct the coolant to a cooler element 27, which is mounted in the area A in the vehicle in a position behind the charge cooler 9. A part of the coolant in the line 25 is led into a line circuit 28 at a position 25a of the line 25. The coolant in the line circuit 28 is led through a second EGR cooler 29 where the coolant cools the recirculating the exhaust gases in the return line 11 in a second step. The coolant is then returned to the line 25 in a position 25b which is located downstream of the position 25a with respect to the intended direction of destiny of the coolant in the line 25.

De återcirkulerande avgaserna leds vidare i returledningen 11 till en tredje EGR-kylare där de kyls i ett tredje steg av kylvätskan i ett lågtemperaturkylsystem 31.The recirculating exhaust gases are passed on in the return line 11 to a third EGR cooler where they are cooled in a third stage by the coolant in a low temperature cooling system 31.

Lågtemperaturkylsystemet 31 innefattar en cirkulerande kylvätska som under normal drifi av dieselmotorn 2 har en lägre temperatur än kylvätskan i dieselmotoms kylsystem 23. En kylvätskepump 32 cirkulerar kylvätskan i lågtemperaturkylsystemet 31. Lågtemperaturkylsystemet 31 innefattar ett kylarelement 33 som är anordnat i område A av fordonet 1 i en position framför kylaren 27. Efier kylningen i de tre EGR- kylarna 15, 29, 30 leds de återcirkulerande avgaserna till blandningsanordningen 14 där de blandas med den komprimerade luften i inloppsledningen 8. Därefier leds blandningen av luft och avgaser, via en förgrening 34, till dieselmotorns 2 respektive cylindrar.The low temperature cooling system 31 comprises a circulating coolant which during normal operation of the diesel engine 2 has a lower temperature than the coolant in the diesel engine cooling system 23. A coolant pump 32 circulates the coolant in the low temperature cooling system 31. The low temperature cooling system 31 comprises a radiator element 33 position in front of the radiator 27. After cooling in the three EGR coolers 15, 29, 30, the recirculating exhaust gases are led to the mixing device 14 where they are mixed with the compressed air in the inlet line 8. There the mixture of air and exhaust gases, via a branch 34, is led to diesel engine 2 and cylinders respectively.

Fig. 2 visar ejektorpumpanordningen 16 mer i detalj. Uppströms och nedströms ejektorpumpanordningen 16 har avgasledningen 4 har en invändig väsentligen konstant tvärsnittsarea A1. Ejektorpumpanordningen 16 innefattar ett munstycke 16a som formar en successivt avtagande tvärsnittsarea for avgaserna då de strömmar genom ejektorpumpanordningen 16. Munstycket 16a har en utloppsöppning 16a' for avgaserna som har en tvärsnittsarea A; som är avsevärd mindre än avgasledningen tvärsnittsarea A1 uppströms ejektorpumpanordningen 16. Lufiledningen 18 är förbunden med ej ektorpumpanordningen 16 via en utloppsóppning 18a som är belägen i en position radiellt utvändigt om munstyckets utloppsöppning 16a”. Utloppsöppning 18a mynnar i ett lågtrycksoniråde l6b hos ejektorpumpanordningen 16.Fig. 2 shows the ejector pump device 16 in more detail. Upstream and downstream of the ejector pump device 16, the exhaust line 4 has an internal substantially constant cross-sectional area A1. The ejector pump device 16 comprises a nozzle 16a which forms a successively decreasing cross-sectional area of the exhaust gases as they flow through the ejector pump device 16. The nozzle 16a has an outlet opening 16a 'for the exhaust gases having a cross-sectional area A; which is considerably smaller than the exhaust line cross-sectional area A1 upstream of the ejector pump device 16. The Lu line 18 is connected to the non-ejector pump device 16 via an outlet opening 18a which is located in a position radially outside the nozzle outlet opening 16a of the nozzle. Outlet opening 18a opens into a low pressure zone area 16b of the ejector pump device 16.

Ej ektorpumpanordningen 16 innefattar, i en position nedströms munstycket 16a, ett konvergerande parti 16c med en tvärsnittsarea A3 som avtar i avgasernas strömningsriktning. Ejektorpumpanordningen 16 innefattar slutligen ett divergerande parti 16d med en ökande tvärsníttsarea A4i avgasernas strömningsriktning. Nedströms det divergerande partiet 16d âterfår avgasledningen 4 sin ursprungliga invändig tvärsnittsarea A1.The ejector pump device 16 comprises, in a position downstream of the nozzle 16a, a converging portion 16c with a cross-sectional area A3 which decreases in the direction of flow of the exhaust gases. Finally, the ejector pump device 16 comprises a diverging portion 16d with an increasing cross-sectional area A4i in the flow direction of the exhaust gases. Downstream of the diverging portion 16d, the exhaust line 4 regains its original internal cross-sectional area A1.

Fig. 3 visar den första EGR-kylaren 15 mer i detalj. Då de återcirkulerande avgaserna når den första EGR-kylaren 15 splittras returledningen 11 i ett flertal parallellt anordnade avgaskanaler 19 som sträcker sig genom den första EGR-kylaren 15. I detta fall innefattar EGR-kylaren 15 nio stycken sådana avgaskanaler 19 som är anordnade i tre plan med tre avgaskanaler 19 i varje plan. Avgaskanalerna 19 formas av rörledningar som har ett rektangulär: tvärsnitt. EGR~kylaren 15 innefattar luftkanaler som sträcker sig mellan planen av avgaskanaler 19. Lufckanalerna 20 formas även av rörledningar med ett rektangulärt tvärsnitt. De rörledningar som formar avgaskanalerna 19 anligger med plana relativt stora kontaktytor mot rörledningarna som formar luftkanalema 20. Därmed erhålls en god värmeöverföring i EGR-kylaren mellan avgaserna i avgaskanalerna 19 och luften i luftkarralema 20. Luften sug in i lufikanalerna 20, via inloppsöppningar 20a, varefter den leds genom EGR-kylaren 15 i en riktning som är vinkelrät mot avgasernas strömningsriktning i avgaskanalerna 19.Fig. 3 shows the first EGR cooler 15 in more detail. When the recirculating exhaust gases reach the first EGR cooler 15, the return line 11 is split into a number of exhaust ducts 19 arranged in parallel which extend through the first EGR cooler 15. In this case the EGR cooler 15 comprises nine such exhaust ducts 19 which are arranged in three plane with three exhaust ducts 19 in each plane. The exhaust ducts 19 are formed by pipelines that have a rectangular: cross section. The EGR cooler 15 comprises air ducts extending between the plane of exhaust ducts 19. The air ducts 20 are also formed by pipelines with a rectangular cross-section. The pipelines forming the exhaust ducts 19 abut with flat relatively large contact surfaces against the pipelines forming the air ducts 20. Thus a good heat transfer is obtained in the EGR cooler between the exhaust gases in the exhaust ducts 19 and the air in the air ducts 20. The air is sucked into the ducts 20, via inlets, openings 20 after which it is passed through the EGR cooler 15 in a direction which is perpendicular to the flow direction of the exhaust gases in the exhaust ducts 19.

Luften som passerat igenom EGR-kylaren 15 samlas upp i ett uppsamlingsparti 18b innan den leds in i luftledningen 18 som leder luften till ejektorpumpanordningen 16.The air that has passed through the EGR cooler 15 is collected in a collecting portion 18b before it is led into the air line 18 which leads the air to the ejector pump device 16.

Lufrkanalerna 20 innehåller veckade metallplåtar 21 som indelar lufikanalerna 20 i ett stort antal parallella flödespassager. Metallplåtarna kan vara av aluminium.The air ducts 20 contain pleated metal plates 21 which divide the air ducts 20 into a large number of parallel fate passages. The metal plates can be made of aluminum.

Metallplåtama 21 tillför en extra kontaktyta i luitkanalerna 20 vilket ökar värmeutbytet mellan luften i luftkanalerna 20 och avgaserna i avgaskanalerna 20. Metallplåtarna 21 kan även ha en form som främjar en turbulent strömning av luften i luftkanalerna 20.The metal plates 21 supply an extra contact surface in the air ducts 20, which increases the heat exchange between the air in the air ducts 20 and the exhaust gases in the exhaust ducts 20. The metal plates 21 can also have a shape which promotes a turbulent flow of the air in the air ducts 20.

En sådan strömning ökar ytterligare värmeutbytet mellan luften och avgaserna i den forsta EGR-kylaren 15.Such a flow further increases the heat exchange between the air and the exhaust gases in the first EGR cooler 15.

Under drift av dieselmotorn 2 strömmar avgaser ut från dieselmotom 2 och in i avgasledningen 4. Styrenheten 13 håller, under de flesta av dieselmotorns 2 driftstillstånd, EGR-ventilen 12 öppen så att en del av avgaserna i avgasledningen 4 leds in i returledningen 11. Avgaserna som leds in i returledningen 11 har i regel en temperatur inom området 150°C - 600°C i beroende av dieselmotoms drifistillstånd.During operation of the diesel engine 2, exhaust gases flow out of the diesel engine 2 and into the exhaust line 4. During most of the operating conditions of the diesel engine 2, the control unit 13 keeps the EGR valve 12 open so that some of the exhaust gases in the exhaust line 4 are led into the return line 11. which is led into the return line 11 usually has a temperature in the range 150 ° C - 600 ° C depending on the operating state of the diesel engine.

Avgaserna i avgasledningen 4 som når ejektorpumpanordningen 16 tillhandahåller en förhöjd hastighet då de strömmar genom munstycket 16a som således formar en strömningspassage med en avtagande tvärsnittsarea. Avgaserna sprutar därmed ut 123 genom munstyckets öppning l6a' med en hög hastighet. Därmed erhålls ett lågt statiska tryck i lågtrycksområdet 16b som är beläget runt avgasstrommen. Det låga trycket i lågtrycksonirådet 16b resulterar i att lufi sugs in i lågtrycksområdet 16b från luftledningen 18 som har en utloppsöppning 18a i en position radiellt utvändigt om munstyckets utloppsöppning 16a'. Luften som sugs in i lågtrycksområdet 16b fors med av avgasströmmen in i det konvergerande partiet 16c av ejektorpumpanordningen 16. I det konvergerande partiet 16c erhåller luften en hastighetsökriing, Hastighetsökningen i det konvergerande partiet l6c ökar ytterligare ejektorpumpanordningens 16 förmåga att suga in lufi i avgasledningen 4 och således även förmågan att suga lufi genom EGR-kylaren 15. Avgasernas och luftens hastighet avtar därefter i det divergerande partiet l6d av ej ektorpumpanordningen 16. Blandningen av avgaser och luft lämnar därefter ejektorpumpanordningen 16 och leds åter in i den ordinarie avgasledningen 4 som har tvärsnittsarean A1. De återcirkulerande avgaserna i returledningen ll kyls således i ett forsta steg i den forsta EGR-kylaren 15 av luft som sugs in från motorutrymmet 22 med hjälp av ejektorpumpanordningen 16 i avgasledningen 4. De återcirkulerande avgaserna kan, exempelvis, kylas till en temperatur inom intervallet 150°C - 200°C då de lämnar den forsta EGR-kylaren 15.The exhaust gases in the exhaust line 4 reaching the ejector pump device 16 provide an increased velocity as they flow through the nozzle 16a which thus forms a flow passage with a decreasing cross-sectional area. The exhaust gases thus eject 123 through the nozzle opening 16a 'at a high speed. Thereby a low static pressure is obtained in the low pressure area 16b which is located around the exhaust stream. The low pressure in the low pressure zone 16b results in air being sucked into the low pressure area 16b from the air line 18 having an outlet port 18a in a position radially outside the nozzle outlet 16a '. The air sucked into the low pressure area 16b is carried by the exhaust stream into the converging portion 16c of the ejector pump device 16. In the converging portion 16c the air obtains a velocity increase. thus also the ability to suck lu fi through the EGR cooler 15. The velocity of the exhaust gases and air then decreases in the diverging portion l6d of the non-eector pump device 16. The mixture of exhaust gases and air then leaves the ejector pump device 16 and is led back into the ordinary exhaust line 4 which has cross-sectional area A1 . The recirculating exhaust gases in the return line 11 are thus cooled in a first stage in the first EGR cooler 15 by air sucked in from the engine compartment 22 by means of the ejector pump device 16 in the exhaust line 4. The recirculating exhaust gases can, for example, be cooled to a temperature in the range 150 ° C - 200 ° C when leaving the first EGR cooler 15.

De âtercirkulerande avgaserna leds därefter till den andra EGR-kylaren 20 där de kyls av kylvätska från dieselmotorns kylsystem 23. Kylvätskan har här normalt en temperatur inom temperaturintervallet 80°C-100°C. Därmed kan de återcirkulerande avgaserna kylas till en temperatur av cirka 100°C - 120°C i den andra EGR-kylaren 23.The recirculating exhaust gases are then led to the second EGR cooler 20 where they are cooled by coolant from the cooling system 23 of the diesel engine. The coolant here normally has a temperature in the temperature range 80 ° C-100 ° C. Thus, the recirculating exhaust gases can be cooled to a temperature of about 100 ° C - 120 ° C in the second EGR cooler 23.

De återcirkulerande avgaser leds slutligen till den tredje EGR-kylaren 30 där de kyls i det tredje steget av kylvätska från lågtemperaturkylsystemet 31. Kylarelementet 33 i lågtemperaturkylsystemet 31 kyls av luft med omgivningens temperatur som forceras genom kylarelementet 33 med hjälp av kylarfläkten 10. Därmed kan kylvätskan i lågtemperaturkylsystemet ha en temperatur i närheten av omgivningens temperatur då det leds in i den tredje EGR~kylaren 30. De återcirkulerande avgaserna kan därmed kylas till en relativt låg temperatur i det tredje steget i den tredje EGR-kylaren 30 innan de blandas med den komprimerade luften, som med fordel kylts till en motsvarande temperatur i laddluftkylare 9, innan blandningen av avgaser och luft leds till dieselmotorn 2.The recirculating exhaust gases are finally led to the third EGR cooler 30 where they are cooled in the third stage by coolant from the low temperature cooling system 31. The cooling element 33 in the low temperature cooling system 31 is cooled by ambient temperature forced through the cooling element 33 by means of cooler fl. in the low temperature cooling system have a temperature close to the ambient temperature when it is introduced into the third EGR cooler 30. The recirculating exhaust gases can thus be cooled to a relatively low temperature in the third stage of the third EGR cooler 30 before being mixed with the compressed the air, which is advantageously cooled to a corresponding temperature in the charge air cooler 9, before the mixture of exhaust gases and air is led to the diesel engine 2.

Under drittstillfallen då dieselmotorn 2 är hårt belastad kräver den en god kylning.During the shit cases when the diesel engine 2 is heavily loaded, it requires a good cooling.

Avgaserna har även en hög temperatur under dessa drifcstillfallen. Den inledande kylningen av de återcirkulerande avgaserna med hjälp av den forsta EGR-kylaren 15 533 'l 23 reducerar avgasernas temperatur väsentligt innan de leds till den andra EGR-kylaren 29 där de kyls i ett andra steg av kylvätskan i dieselmotorns kylsystem 23. Med en sådan forsta EGR-kylare 15 kan belastningen på dieselmotorns kylsystem 23 minska avsevärt.The exhaust gases also have a high temperature during these operating events. The initial cooling of the recirculating exhaust gases by means of the first EGR cooler 533 '23 significantly reduces the temperature of the exhaust gases before they are led to the second EGR cooler 29 where they are cooled in a second stage by the coolant in the cooling system 23 of the diesel engine. such a first EGR cooler 15, the load on the cooling system 23 of the diesel engine can be considerably reduced.

Fig. 4 visar en alternativ utforingsform av arrangemanget för kylning av de återcirkulerande avgaserna. I detta fall utnyttjas en luftledning 35 for att leda in lutt till den första EGR-kylaren 15. Luftledningen 35 innefattar en inloppsöppning 35a som är belägen i ett område 22a som är beläget på ett avstånd från den forsta EGR-kylaren 15 där det finns god tillgång på kall luñ. I detta fall sugs således luft från området 22a, via lufiledningen 35 till den forsta EGR-kylaren 15 där den kyler de återcirkulerande avgaserna. Lufien leds därefter via luítledningen 18 till ejektorpumpanordningen 16 och ut i avgasledningen 4. Genom att ta luft från ett område 22a som innehåller relativt kall lufi kan avgaserna tillhandahålla en ytterligare förbättrad kylning i den forsta EGR-kylaren. I denna utforingsform utnyttjas en tredje EGR-kylare 36 som är lufikyld. Den tredje EGR-kylaren 36 är placerad i området A bredvid laddlufikylaren 9 och framför kylarelementet 27. Den tredje EGR-kylaren 36 genomströmmas därmed av luft med omgivningens temperatur. De återcirkulerande avgaserna kan därmed kylas i tredje EGR-kylaren 33 i ett tredje steg till en temperatur i närheten av omgivningens temperatur innan de blandas med den komprimerade luften och leds till dieselmotom 2. I övrigt motsvarar utfóringsformen i F ig. 4 utfóringsformen i Fig. 1.Fig. 4 shows an alternative embodiment of the arrangement for cooling the recirculating exhaust gases. In this case, an air duct 35 is used to lead liquor to the first EGR cooler 15. The air duct 35 includes an inlet opening 35a located in an area 22a located at a distance from the first EGR cooler 15 where there is good access to cold luñ. In this case, air is thus sucked from the area 22a, via the lu line 35 to the first EGR cooler 15 where it cools the recirculating exhaust gases. The lu fi is then led via the lu line 18 to the ejector pump device 16 and out into the exhaust line 4. By taking air from an area 22a containing relatively cold lu fi, the exhaust gases can provide a further improved cooling in the first EGR cooler. In this embodiment, a third EGR cooler 36 is used which is closed. The third EGR cooler 36 is located in area A next to the charge cooler 9 and in front of the cooler element 27. The third EGR cooler 36 is thus flowed through by air at ambient temperature. The recirculating exhaust gases can thus be cooled in the third EGR cooler 33 in a third step to a temperature close to the ambient temperature before they are mixed with the compressed air and led to the diesel engine 2. Otherwise, the embodiment in Figs. 4 shows the embodiment of FIG. 1.

Uppfinningen är på intet sätt begränsad till ovan beskrivna utforingsformer utan kan varieras fritt inom patentkravens ramar. Det är således inte nödvändigt att kyla de återcirkulerande avgaserna i tre steg utan de kan kylas i två steg där kylningen av de återcirkulerande avgaserna i den forsta EGR-kylaren 15 utgör ett forsta steg.The invention is in no way limited to the embodiments described above, but can be varied freely within the scope of the claims. Thus, it is not necessary to cool the recirculating exhaust gases in three steps, but they can be cooled in two steps where the cooling of the recirculating exhaust gases in the first EGR cooler 15 constitutes a first step.

Claims (8)

10 15 20 25 30 35 533 'H33 Patentkrav10 15 20 25 30 35 533 'H33 Patent claim 1. Arrangemang för kylning av återcirkulerande avgaser hos en förbränningsmotor (2), varvid förbränningsmotorn innefattar en avgasledning (4) som är avsedd att leda ut avgaser från förbränningsmotorn (2) och en returledning (1 1) som är anpassad att återcirkulera en del av avgaserna i avgasledningen (4) till forbränningsmotorn (2), och varvid arrangemanget innefattar en första EGR-kylare (1 S) i vilken avgaserna i returledningen (11) är anpassade att kylas i ett forsta steg, en andra EGR-kylare (29) i vilken avgaserna i returledningen (1 l) är anpassade att kylas i ett andra steg av kylvätska från forbränningsmotorns kylsystem (23) och en tredje EGR-kylare (33, 36) i vilken avgaserna i returledningen (1 1) är anpassade att kylas i ett tredje steg av ett medium som under normal drift av forbränningsmotorn har en lägre temperatur än kylvätskan i forbränningsmotorns kylsystem (23), kännetecknat av att arrangemanget innefattar en ejektorpumpanordning (16) som är anordnad i avgasledningen (4) och en luftledning (18) som sträcker sig mellan den första EGR-kylaren (15) och ejektorpumpanordningen (16), varvid ejektorpumpanordningen (16) är anpassad att suga lufi genom den första EGR-kylaren (15) och lufilediiingen ( 18) till avgasledningen (4) med hjälp av avgaserna som strömmar genom ejektorpumpanordningen (16),An arrangement for cooling recirculating exhaust gases of an internal combustion engine (2), the internal combustion engine comprising an exhaust line (4) intended to discharge exhaust gases from the internal combustion engine (2) and a return line (1 1) adapted to recirculate a part of the exhaust gases in the exhaust line (4) to the internal combustion engine (2), and wherein the arrangement comprises a first EGR cooler (1S) in which the exhaust gases in the return line (11) are adapted to be cooled in a first stage, a second EGR cooler (29) in which the exhaust gases in the return line (1 l) are adapted to be cooled in a second stage of coolant from the internal combustion engine cooling system (23) and a third EGR cooler (33, 36) in which the exhaust gases in the return line (1 1) are adapted to be cooled in a third stage of a medium which during normal operation of the internal combustion engine has a lower temperature than the coolant in the cooling system (23) of the internal combustion engine, characterized in that the arrangement comprises an ejector pump device (16) arranged in the exhaust line ( 4) and an air line (18) extending between the first EGR cooler (15) and the ejector pump device (16), the ejector pump device (16) being adapted to suck lu fi through the first EGR cooler (15) and the lu fi line (18) to the exhaust line (4) by means of the exhaust gases flowing through the ejector pump device (16), 2. Arrangemang enligt krav l, kännetecknat av att ejektorpumpanordningen (16) innefattar ett konvergerande munstycke (16a) med en utloppsöppning (16a”) som har en mindre tvärsnittsarea (A2) än tvärsnittsarean (A1) i avgasledningen (4) uppströms munstycket (16a) och att lufiledningen (18) har en utloppsöppning (18a) i avgasledningen (4) vilken är belägen i en position radiellt utvändigt om munstyckets utloppsöppning (16a').Arrangement according to claim 1, characterized in that the ejector pump device (16) comprises a converging nozzle (16a) with an outlet opening (16a ") having a smaller cross-sectional area (A2) than the cross-sectional area (A1) in the exhaust line (4) upstream of the nozzle (16a). ) and that the lu line (18) has an outlet opening (18a) in the exhaust line (4) which is located in a position radially outside the nozzle outlet opening (16a ') of the nozzle. 3. Arrangemang enligt krav 2, kännetecknat av att ejektorpumpanordningen (16) innefattar ett konvergerande parti (l 6c) med en avtagande tvärsnittsarea (A3) som är beläget nedströms munstyclcets utloppsöppning (16a°) med avseende på avgasernas avsedda strömningsriktning i avgasledningen (4).Arrangement according to claim 2, characterized in that the ejector pump device (16) comprises a converging portion (16c) with a decreasing cross-sectional area (A3) located downstream of the outlet opening (16a °) of the nozzle with respect to the intended direction of flow (4) of the exhaust gases in the exhaust gas. . 4. Arrangemang enligt krav 1, kännetecknat av att den forsta EGR-kylaren (15) innefattar ett antal parallella avgaskanaler (19) som leder de återcirkulerande avgaserna genom EGR-kylaren (15) och ett antal parallella lufikanaler (20) som leder luft genom EGR-kylaren (15). 10 15 20Arrangement according to claim 1, characterized in that the first EGR cooler (15) comprises a number of parallel exhaust ducts (19) which direct the recirculating exhaust gases through the EGR cooler (15) and a number of parallel air ducts (20) which conduct air through EGR cooler (15). 10 15 20 5. Arrangemang enligt krav 4, kânnetecknat av att avgaskanalen (19) och/eller lufikanalen (20) hos den forsta EGR-kylaren (15) innefattar varmeledande element (21) som ökar den varmeupptagande ytan inuti de respektive kanalerna (19, 20).Arrangement according to claim 4, characterized in that the exhaust duct (19) and / or the lu duct (20) of the first EGR cooler (15) comprises heat-conducting elements (21) which increase the heat-absorbing surface inside the respective ducts (19, 20). . 6. Arrangemang enligt krav 5, kännetecknat av att den första EGR-kylaren (15) innefattar en inloppsöppning (20a) som är anpassad att suga in lufl i EGR-kylaren (15) från ett område (22) som är beläget i direkt anslutning till EGR-kylaren (15).Arrangement according to claim 5, characterized in that the first EGR cooler (15) comprises an inlet opening (20a) which is adapted to suck lu fl into the EGR cooler (15) from an area (22) located in direct connection to the EGR cooler (15). 7. Arrangemang enligt något av Föregående krav, kännetecknat av att den första EGR- kylaren (15) innefattar en luñledning (35) som har en sträckning mellan den forsta EGR-kylaren (15) och ett lufiinlopp (3 Sa) som är anpassat att suga in luft från ett område (22a) som är beläget på ett avstånd från EGR-kylaren (15).Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the first EGR cooler (15) comprises a heat pipe (35) which has a distance between the first EGR cooler (15) and a heat inlet (3 Sa) which is adapted to suck in air from an area (22a) located at a distance from the EGR cooler (15). 8. Arrangemang enligt något av föregående krav, kännetecknar av att avgasledningen (4) innefattar en turbin (5) och att returledningen (11) mottar avgaser från avgasledningen (4) i en position uppströms turbinen (5) med avseende på avgasernas strömningsriktning i avgasledningen (4).Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the exhaust line (4) comprises a turbine (5) and in that the return line (11) receives exhaust gases from the exhaust line (4) in a position upstream of the turbine (5) with respect to the flow direction of the exhaust gas in the exhaust line. (4).
SE0802536A 2008-12-08 2008-12-08 Arrangement for cooling of recirculating exhaust gases of an internal combustion engine SE533123C2 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0802536A SE533123C2 (en) 2008-12-08 2008-12-08 Arrangement for cooling of recirculating exhaust gases of an internal combustion engine
PCT/SE2009/051358 WO2010068161A1 (en) 2008-12-08 2009-12-01 Arrangement for cooling recirculated exhaust gases at a combustion engine
DE112009003623T DE112009003623T5 (en) 2008-12-08 2009-12-01 Arrangement for cooling recirculated exhaust gases in an internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0802536A SE533123C2 (en) 2008-12-08 2008-12-08 Arrangement for cooling of recirculating exhaust gases of an internal combustion engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SE0802536A1 SE0802536A1 (en) 2010-06-09
SE533123C2 true SE533123C2 (en) 2010-06-29

Family

ID=42242947

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE0802536A SE533123C2 (en) 2008-12-08 2008-12-08 Arrangement for cooling of recirculating exhaust gases of an internal combustion engine

Country Status (3)

Country Link
DE (1) DE112009003623T5 (en)
SE (1) SE533123C2 (en)
WO (1) WO2010068161A1 (en)

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE818590C (en) * 1950-01-12 1951-10-25 Kloeckner Humboldt Deutz Ag Internal combustion engine with cooling of the lubricating oil in a heat exchanger
GB1065206A (en) * 1965-12-09 1967-04-12 Rolls Royce Improvements in or relating to supercharged internal combustion engine power plants
CH664798A5 (en) * 1983-11-14 1988-03-31 Bbc Brown Boveri & Cie DEVICE FOR RETURNING THE BLOW-OFF QUANTITY FROM THE CRANKCASE.
US6244256B1 (en) * 1999-10-07 2001-06-12 Behr Gmbh & Co. High-temperature coolant loop for cooled exhaust gas recirculation for internal combustion engines
US7322193B2 (en) * 2005-08-19 2008-01-29 Deere & Company Exhaust gas recirculation system
US7322192B2 (en) * 2005-08-19 2008-01-29 Deere & Company Exhaust gas recirculation system
SE529101C2 (en) * 2005-09-20 2007-05-02 Scania Cv Ab Cooling arrangement for the recirculation of gases of a supercharged internal combustion engine
US7464700B2 (en) * 2006-03-03 2008-12-16 Proliance International Inc. Method for cooling an internal combustion engine having exhaust gas recirculation and charge air cooling
DE102008014169A1 (en) * 2007-04-26 2009-01-08 Behr Gmbh & Co. Kg Heat exchanger, in particular for exhaust gas cooling, system with a heat exchanger for exhaust gas cooling, method for operating a heat exchanger

Also Published As

Publication number Publication date
DE112009003623T5 (en) 2012-08-23
SE0802536A1 (en) 2010-06-09
WO2010068161A1 (en) 2010-06-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SE1051363A1 (en) Cooling system in a vehicle
US8028522B2 (en) Cooling system for a motor vehicle
SE530239C2 (en) Radiator arrangement of a vehicle
US9103275B2 (en) Supercharged internal combustion engine and method for operating an internal combustion engine of said type
CN101413466B (en) EGR cooling system with multiple EGR coolers
SE529101C2 (en) Cooling arrangement for the recirculation of gases of a supercharged internal combustion engine
SE532245C2 (en) Cooling arrangement of a supercharged internal combustion engine
SE530242C2 (en) Arrangements for recirculation of exhaust gases of a supercharged internal combustion engine
SE531705C2 (en) Arrangement of a supercharged internal combustion engine
SE528621C2 (en) Arrangements for the recirculation of exhaust gases of a supercharged internal combustion engine
SE531200C2 (en) Radiator arrangement in a vehicle
SE533508C2 (en) Arrangement for cooling of recirculating exhaust gases of an internal combustion engine
SE533750C2 (en) Arrangement of a supercharged internal combustion engine
SE528198C2 (en) Intercooler
WO2009058965A1 (en) Staged arrangement of egr coolers to optimize performance
US20120285164A1 (en) Turbocharged engine with separate exhaust manifolds and method for operating such an engine
SE531841C2 (en) Arrangement and method for recirculating exhaust gases of an internal combustion engine
SE532143C2 (en) Cooling arrangement of a supercharged internal combustion engine
SE530583C2 (en) Radiator arrangement of a vehicle
SE532361C2 (en) Cooling arrangement of a supercharged internal combustion engine
SE527479C2 (en) Arrangements for the recirculation of exhaust gases of a supercharged internal combustion engine
SE0802349A1 (en) Arrangement for cooling of recirculating exhaust gases of an internal combustion engine
SE527869C2 (en) Cooling device in a vehicle
SE531102C2 (en) Arrangement of a supercharged internal combustion engine
US9103300B2 (en) Exhaust gas cooler for an exhaust gas recirculation system, and an exhaust gas recirculation system with such an exhaust gas cooler