SE534872C2 - Arrangements for cooling compressed air and / or recirculating exhaust gases led to an internal combustion engine - Google Patents

Arrangements for cooling compressed air and / or recirculating exhaust gases led to an internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
SE534872C2
SE534872C2 SE1050410A SE1050410A SE534872C2 SE 534872 C2 SE534872 C2 SE 534872C2 SE 1050410 A SE1050410 A SE 1050410A SE 1050410 A SE1050410 A SE 1050410A SE 534872 C2 SE534872 C2 SE 534872C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
medium
combustion engine
evaporator
exhaust gases
refrigerant
Prior art date
Application number
SE1050410A
Other languages
Swedish (sv)
Other versions
SE1050410A1 (en
Inventor
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 SE1050410A priority Critical patent/SE534872C2/en
Priority to BR112012023331A priority patent/BR112012023331A2/en
Priority to EP11775366.5A priority patent/EP2564043A4/en
Priority to PCT/SE2011/050439 priority patent/WO2011136717A1/en
Priority to JP2013507913A priority patent/JP5475924B2/en
Publication of SE1050410A1 publication Critical patent/SE1050410A1/en
Publication of SE534872C2 publication Critical patent/SE534872C2/en

Links

Classifications

    • 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
    • F01P3/00Liquid cooling
    • F01P3/22Liquid cooling characterised by evaporation and condensation of coolant in closed cycles; characterised by the coolant reaching higher temperatures than normal atmospheric boiling-point
    • 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
    • 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
    • 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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B47/00Methods of operating engines involving adding non-fuel substances or anti-knock agents to combustion air, fuel, or fuel-air mixtures of engines
    • F02B47/04Methods of operating engines involving adding non-fuel substances or anti-knock agents to combustion air, fuel, or fuel-air mixtures of engines the substances being other than water or steam only
    • F02B47/08Methods of operating engines involving adding non-fuel substances or anti-knock agents to combustion air, fuel, or fuel-air mixtures of engines the substances being other than water or steam only the substances including exhaust gas
    • F02B47/10Circulation of exhaust gas in closed or semi-closed circuits, e.g. with simultaneous addition of oxygen
    • F02M25/0731
    • 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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M35/00Combustion-air cleaners, air intakes, intake silencers, or induction systems specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M35/10Air intakes; Induction systems
    • F02M35/10373Sensors for intake systems
    • F02M35/1038Sensors for intake systems for temperature or pressure
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Abstract

13 Sarnmandrag Föreliggande uppfinning avser ett arrangemang för att kyla åtminstone ett mediumsom leds- till en förbränningsmotor (2). Arrangemanget innefattar en ledning (8, 11)som är anpassad att leda mediet till forbränningsmotom (2) och åtminstone en kylare(9, 15) för att kyla mediet i ledningen (8, 11). Arrangemanget innefattar en kylkretsmed ett cirkulerande köldmedium som är anpassat att andra fas under drift, drivmedel(24, 25, 33, 34) som är anpassat att tillhandahålla drift av kylkretsen huvudsakligenmed hjälp av värmeenergi fiån en värmekälla och en förångare (16) som är anordnad iledning (8, 11) i en position nedströms ovan nämnda kylare (9, 15) med avseende påmediets flödesriktning i ledningen (8, 11) så att mediet kyls i ett avslutande steg iförångaren (16) innan det leds till förbranningsmotorn (2). (Fia 1) The present invention relates to an arrangement for cooling at least one medium which is fed to an internal combustion engine (2). The arrangement comprises a conduit (8, 11) adapted to direct the medium to the internal combustion engine (2) and at least one cooler (9, 15) for cooling the medium in the conduit (8, 11). The arrangement comprises a cooling circuit with a circulating refrigerant which is adapted to the second phase during operation, fuels (24, 25, 33, 34) which are adapted to provide operation of the cooling circuit mainly by means of heat energy from a heat source and an evaporator (16) which is arranged line (8, 11) in a position downstream of the above-mentioned cooler (9, 15) with respect to the direction of destruction of the medium fl in the line (8, 11) so that the medium is cooled in a final step on the evaporator (16) before being led to the internal combustion engine (2). (Fia 1)

Description

25 30 35 53¿l B72 till en temperatur som överstiger omgivningens temperatur med cirka 10-15°C. De återcirkiilerande avgaserna och den komprimerade kyls således till en temperatur som är beroende av omgivningens temperatur. Under tillfällen då omgivningen har en hög temperatur erhålls därmed en betydligt sämre kylning än då omgivningen har en låg temperatur. 25 30 35 53¿l B72 to a temperature exceeding the ambient temperature by about 10-15 ° C. The recirculating exhaust gases and the compressed one are thus cooled to a temperature which is dependent on the ambient temperature. On occasions when the environment has a high temperature, a significantly worse cooling is thus obtained than when the environment has a low temperature.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNTNGEN Syflet med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla ett arrangemang som kyler komprimerad lufi och/eller återcirlmlerande avgaser som leds till en forbränningsmotor på ett relativt enkelt och ekonomiskt sätt till en önskad låg temperatur även då omgivande luften har en relativt hög temperatur.SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to provide an arrangement which cools compressed air and / or recirculating exhaust gases which are led to an internal combustion engine in a relatively simple and economical manner to a desired low temperature even when the ambient air has a relatively high temperature.

Detta sylte uppnås med arrangemanget av det inledningsvis nämnda slaget, vilket kännetecknas av de särdrag som anges i patentkravets 1 känneteclcnande del. Enligt uppfinningen kyls den komprimerade luften ochleller de återcirkulerande avgaser i åtminstone ett stegi en kylare vilket kan med hjälp av lufi eller en cirkulerande kylvätska. Den komprimerade luften och/eller de återcirlnilerande avgaser kan därmed ges en relativt lâg temperatur innan den kyls i ett avslutande steg i en förângare hos en kylkrets med ett fasomvandlande köldrnedium. En sådan kylkrets behöver således endast utnyttjas for att kyla den komprimerade luften och/eller de återcirkulerande avgaser i ett avslutande steg. Därmed kan kylkretsen tillhandahålla en kylning av mediet till en temperatur som motsvarar eller understiger omgivningens temperatur utan att den ges alltför stora dimensioner. För att driva kylkretsen utnyttjas värmeenergi. Det finns gott om överskottsvärme i anslutning till en törbränningsrnotor.This jam 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. According to the invention, the compressed air and / or the recirculating exhaust gases are cooled in at least one stage by a cooler, which can with the aid of lu fi or a circulating coolant. The compressed air and / or the recirculating exhaust gases can thus be given a relatively low temperature before it is cooled in a final step in an evaporator of a cooling circuit with a phase-changing cooling medium. Such a cooling circuit thus only needs to be used to cool the compressed air and / or the recirculating exhaust gases in a final step. Thus, the cooling circuit can provide a cooling of the medium to a temperature corresponding to or below the ambient temperature without being given too large dimensions. Heat energy is used to drive the cooling circuit. There is plenty of excess heat in connection with a dry burning engine.

Genom att utnyttja en sådan befintlig energikälla kan kylkretsen drivas på ett mycket - ekonomiskt sätt. Den komprimerade luften och de återcirlnilerande avgaser kan kylas separat i var sin forârigare eller i en gemensam iörångare efter att de blandats med varandra.By utilizing such a reliable energy source, the cooling circuit can be operated in a very - economical way. The compressed air and the recirculating exhaust gases can be cooled separately in their respective front or in a common evaporator after they have been mixed with each other.

Enligt en uttöringsforrn av foreliggande uppfinning innefattar nämnda drivmedel en ånggenerator där köldmediet är anpassat att värmas upp av nämnda värmekälla till en temperatur vid vilket det förångas. Med hjälp av en ånggenerator kan en relativt stor mängd värmeenergi upptas från en värmekàlla på ett mycket effektivt sätt då köldmediet törångas. Nämnda drivmedel innefattar med fördel ett ejektororgan som är anpassat att blanda gasformigt köldmedium från fórångaren med gasformigt 10 15 20 25 30 35 534 B72 köldmedium från ånggeneratorn. Ejektororganet kan vara en ejektorpump eller en venturi som har ett avsmalnande parti där det gasformiga köldmediet från ånggeneratom strömmar igenom med en hög hastighet. Därmed skapas ett lågt statiskt tryck inuti ejektororganet så att köldmedium från törångaren kan sugas in och blandas med koldmedium fiån ånggeneratom. Ejektororganet möjliggör således blandning av köldmedium från fórângaren som har ett lågt tryck med köldmediet fiån ånggeneratorn som har ett betydligt högre tryck. Genom att ejektororganet har fornnågan att suga köldmedium från förângaren kan en cirkulation av köldmedium till och från fiårångaren skapas som möjliggör kylning av den komprimerade luften och/eller de återcirlnilerande avgaser i förångaren. ~ Enligt en annan fóredragen utfóringsform av föreliggande uppfinning innefattar kylkretsen en kondensor där köldrnediet från ejektororganet är anpassat att kylas till en temperatur vid vilket' den kondenserar. I en sluten kylkrets måste ett cirkulerande köldmedium som fórångas i en förångare återfiâras till ett vätskeforrnigt tillstånd i en kondensor. Kylkretsen kan innefatta en fórgrening som är anordnad nedströms kondensorn, vilken innefattar en första ledning med en pump som pumpar vätskefonnigt köldmedium från kondensom till ånggeneratom och en andra ledning med en expansionsventil vilken leder vätskeforniigt köldmedium ñån kondensorn till forångaren Det köldmedium som leds till ânggeneratorn utnyttjas for att uppta värme från värrnekällan for drift av kylkretsen medan köldmediet som leds till törångaren utnyttjas for att kyla den komprimerade lufien och/eller de återcirkulerande avgaser i fórångaren.According to an embodiment of the present invention, said propellant comprises a steam generator in which the refrigerant is adapted to be heated by said heat source to a temperature at which it is evaporated. With the help of a steam generator, a relatively large amount of heat energy can be absorbed from a heat source in a very efficient manner when the refrigerant is evaporated. Said propellant advantageously comprises an ejector means which is adapted to mix gaseous refrigerant from the evaporator with gaseous refrigerant from the steam generator. The ejector means may be an ejector pump or a venturi having a tapered portion through which the gaseous refrigerant from the steam generator flows through at a high speed. This creates a low static pressure inside the ejector means so that refrigerant from the dry evaporator can be sucked in and mixed with refrigerant from the steam generator. The ejector means thus enables mixing of refrigerant from the evaporator which has a low pressure with the refrigerant fi from the steam generator which has a significantly higher pressure. Because the ejector means has the ability to suck refrigerant from the evaporator, a circulation of refrigerant to and from the evaporator can be created which enables cooling of the compressed air and / or the recirculating exhaust gases in the evaporator. According to another preferred embodiment of the present invention, the cooling circuit comprises a condenser where the cooling medium from the ejector means is adapted to be cooled to a temperature at which it condenses. In a closed cooling circuit, a circulating refrigerant evaporated in an evaporator must be returned to a liquid state in a condenser. The cooling circuit may comprise a manifold arranged downstream of the condenser, which comprises a first line with a pump which pumps liquid refrigerant from the condenser to the steam generator and a second line with an expansion valve which directs liquid refrigerant from the condenser to the evaporator used for the evaporator. to absorb heat from the heat source for operation of the cooling circuit while the refrigerant which is led to the dry evaporator is used to cool the compressed heat and / or the recirculating exhaust gases in the evaporator.

Enligt en föredragen utíöringsform av föreliggande uppfinning innefattar arrangemanget en styrenhet som är anpassad att styra drifien av kylkretsen.According to a preferred embodiment of the present invention, the arrangement comprises a control unit which is adapted to control the drive of the cooling circuit.

Styrenheten kan vara en datorenhet med en lämplig programvara. Styrenheten kan uppskatta då kylkretsen behöver användas. Under vissa drittstillfallen kan det vara tillräckligt att kyla den komprimerade lufien och/eller de återcirktllerande avgaser i nämnda kylare. Kylkretsen bör åtminstone inte aktiveras under tillfällen då det finns risk att den komprimerade lufien och/eller de återcirkulerande avgaser kyls till en temperatur under 0°C. Det är i detta fall risk för isbildning inuti kylaren och att- flödet till iörbränningsmotorn stoppas. Styrenheten kan mottaga information från exempelvis en sensor som avkänner den komprimerade luften och/eller de återcirkulerande avgaser temperatur efier att det kylts i kylaren eller av omgivningens temperatur for att uppskatta om kylkretsen ska aktiveras eller inte. 10 15 20 25 30 35 534 B72 Enligt en föredragen utföringsform av föreliggande uppfinning är den komprimerade lufien och/eller de återcirkulerande avgaser anpassade att kylas direkt eller indirekt av lufi med omgivningens temperatur i nämnda kylare. Kylaren kan därmed vara luftkyld och genomströrnmas av luft med omgivningens temperatur eller vätskekyld och kylas av en cirkulerande kylvätska som är kyld av lufi med omgivningens temperatur. Med en sådan kylare kan den komprimerade luften och/eller de återcirkulerande avgaser kylas till en relativt låg temperaturi förhållande till omgivningens temperatur innan den avslutande kylningen i förångaren. Därmed kan kylkretsen göras tämligen liten.The control unit can be a computer unit with a suitable software. The control unit can appreciate when the cooling circuit needs to be used. During certain shit cases, it may be sufficient to cool the compressed air and / or the recirculating exhaust gases in said cooler. The cooling circuit should at least not be activated on occasions when there is a risk that the compressed air and / or the recirculating exhaust gases will be cooled to a temperature below 0 ° C. In this case, there is a risk of ice formation inside the radiator and that the fate of the internal combustion engine is stopped. The control unit can receive information from, for example, a sensor that senses the compressed air and / or the recirculating exhaust gas temperature or that it has cooled in the radiator or the ambient temperature to estimate whether the cooling circuit should be activated or not. 10 15 20 25 30 35 534 B72 According to a preferred embodiment of the present invention, the compressed air and / or the recirculating exhaust gases are adapted to be cooled directly or indirectly by air with ambient temperature in said cooler. The cooler can thus be air-cooled and permeated by air with ambient temperature or liquid-cooled and cooled by a circulating coolant which is cooled by lu fi with ambient temperature. With such a cooler, the compressed air and / or the recirculating exhaust gases can be cooled to a relatively low temperature relative to the ambient temperature before the final cooling in the evaporator. Thus, the cooling circuit can be made rather small.

Enligt en utföririgsform av föreliggande uppfinning är nämnda ånggenerator anordnad i en position så att den upptar värme fi'ån avgaserna i en avgasledning hos förbränningsmotorn. Avgaserna från en förbränningsmotor är en befintlig energikälla som med fördel kan 'umyttjas för att driva kylkretsen. Alternativt kan ânggeneratorn vara anordnad i en position så att den upptar värme fiån den komprimerade luften och/eller de återcirlnllerande avgaser i nämnda ledning i en i position uppströms kylaren. Därmed kan den komprimerade luften och/eller de återcirkulerande avgaser avge värmeenergi till ånggeneratorn och således kylas i ett första steg; Detta underlättar belastningen på den efterföljande ordinarie kylaren. Enligt ett ytterligare altemativ kan ånggenerator vara anordnad i en position så att den upptar värme fiân kylvätska som cirkulerar i ett kylsystem som kyler förbränningsmotom. Kylvätskan i kylsystemet har en konstant hög temperatur. Den är därmed lämplig att använda som värmekålla för att fórånga köldmediet i ånggeneratorn. Kylsystemets ordinarie kylare avlastas härmed.According to an embodiment of the present invention, said steam generator is arranged in a position so that it absorbs heat from the exhaust gases in an exhaust line of the internal combustion engine. The exhaust gases from an internal combustion engine are a reliable source of energy that can be used to advantage to drive the cooling circuit. Alternatively, the steam generator may be arranged in a position so that it absorbs heat from the compressed air and / or the recirculating exhaust gases in said line in a position upstream of the radiator. Thus, the compressed air and / or the recirculating exhaust gases can deliver heat energy to the steam generator and thus be cooled in a first step; This eases the load on the subsequent regular radiator. According to a further alternative, the steam generator can be arranged in a position so that it absorbs heat from a coolant circulating in a cooling system which cools the internal combustion engine. The coolant in the cooling system has a constant high temperature. It is thus suitable for use as a heat source to evaporate the refrigerant in the steam generator. The cooling system's ordinary cooler is hereby relieved.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARN A I det följande beskrivs såsom exempel föredragna utíöringsformer av uppfinningen med hänvisning till bifogade ritningar, på vilka: Fig. 1 visar ett arrangemang för att kyla komprimerad lufi och återcirkulerande avgaser som leds till en törbränningsmotor, Pig. 2 visar ejektorpumpen i Fig. l mer i detalj och Fig. 3 visar ett alternativt arrangemang för att kyla komprimerad luft och återcirlnilerande avgaser som leds till en förbränningsmotor. 10 15 20 25 30 35 534 B72 DETALJERAD BESKRIVNING AV F ÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORNIER AV UPPFINNINGEN Fig. 1 visar ett fordon I som drivs av en överladdad forbränningsmotor 2. Fordonet 1 kan vara ett tungt fordon som drivs av en överladdad dieselmotor. Avgaserna från forbränningsmotorns 2 cylindrar leds, via en avgassamlare 3, till en avgasledning 4.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS A Exemplary 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 compressed lu fi and recirculating exhaust gases which are led to a dry combustion engine, Pig. Fig. 2 shows the ejector pump in Fig. 1 in more detail and Fig. 3 shows an alternative arrangement for cooling compressed air and recirculating exhaust gases which are led to an internal combustion engine. 10 15 20 25 30 35 534 B72 DETAILED DESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS OF THE INVENTION Fig. 1 shows a vehicle I driven by a supercharged internal combustion engine 2. The vehicle 1 may be a heavy vehicle driven by a supercharged diesel engine. The exhaust gases from the cylinders of the internal combustion engine 2 are led, via an exhaust gas collector 3, to an exhaust line 4.

Avgaserna i avgasledningen 4, som har ett övertryclc, leds till en turbin 5 hos ett turboaggregat. Turbinen 5 tillhandahåller därvid en drivkraft, som överförs, via en förbindning, till en kompressor 6. Kompressom 6 komprimerat lufi som, via ett luftfilter 7, leds in i en luftledning 8. En laddluflkylare 9 är anordnad i lufiledningen 8.The exhaust gases in the exhaust line 4, which have an overpressure, are led to a turbine 5 of a turbocharger. The turbine 5 then provides a driving force, which is transmitted, via a connection, to a compressor 6. The compressor 6 compressed lu fi which, via an air filter 7, is led into an air line 8. A charge cooler 9 is arranged in the lu line 8.

Laddlufrkylaren 9 är arrangerad vid ett frontparti av fordonet 1. Laddlufikylarens 9 uppgift är att kyla den komprimerade lufien innan den leds till for fórbränningsmotorn 2. Den komprimerade luften kyls i laddluttkylaren 9 av luñ med omgivningens temperatur som strömmar genom laddluflkylaren 9 med hjälp av en kylarfläkt 10.The charge air cooler 9 is arranged at a front part of the vehicle 1. The function of the charge air cooler 9 is to cool the compressed air before it is led to the internal combustion engine 2. The compressed air is cooled in the charge air cooler 9 by air with ambient temperature flowing through the charge air cooler 9 10.

Kylarfläkten 10 drivs av förbränningsmotom 2 medelst en lämplig förbindning.The cooling shaft 10 is driven by the combustion engine 2 by means of a suitable connection.

Förbrânníngsmotom 2 försedd med ett EGR- system (Exhaust Gas Recircul ation) för återcirkulafion av avgaserna. Genom att blanda in avgaser i den komprimerade luften som leds till motorns cylindrar sänks förbränningstemperaturen och därmed även halten av kväveoiáder NOX som bildas under fórbränningsprocesserna. En returledning 11 for återcirkulation av avgaser sträcker sig fiân avgasledningen 4 till luítledningen 8. Returledningen 11 innefattar en EGR-ventil 12, med vilken avgasflödet i retur-ledningen 11 kan stängas av. EGR-ventilen 12 kan även användas för att steglöst styra den mängd avgaser som leds från avgasledningen 4, via returledningen 11, till lufiledningen 8. Returledningen 11 innefattar en första EGR- kylare 14 och en andra EGR-kylare 15 for att kyla de återcirkulerande avgaserna i två steg. Hos överladdade dieselmotorer 2 är, under vissa drifistillstånd, avgasemas tryck i avgasledningen 4 lägre än den komprimerade luftens tryck i inloppsledningen 8. Under sådana drifistíllstånd är det inte möjligt att direkt blanda avgaserna i returledningen 11 med den komprimerade lufien i inloppsledningen 8 utan speciella hjälpmedel. Härvid kan, exempelvis, en venturi eller ett turboaggregat med en variabel geometri användas.Internal combustion engine 2 equipped with an EGR (Exhaust Gas Recirculation) system for recirculation of the exhaust gases. By mixing exhaust gases into the compressed air that is led to the engine cylinders, the combustion temperature is lowered and thus also the content of nitrogen oxides NOX that are formed during the combustion processes. An exhaust line 11 for recirculating exhaust gases extends from the exhaust line 4 to the exhaust line 8. 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 led from the exhaust line 4, via the return line 11, to the lu line 8. The return line 11 comprises a first EGR cooler 14 and a second EGR cooler 15 for cooling the recirculating exhaust gases. in two steps. In the case of 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. During such operating conditions 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 venturi or a turbocharger with a variable geometry can be used.

Om förbränningsrnotorn 2 istället är en överladdad ottomotor kan avgaserna i returledningen 11 direkt ledas in i inloppsledningen 8 då avgaserna i avgasledningen 4 hos en ottomotor väsentligen under alla driftstillstånd uppvisar ett högre tryck än den komprimerade luften i inloppsledningen 8. Efter att avgaserna blandats med den komprimerade lufien i positionen Sa av inloppsledníngen 8 leds blandningen till en 10 15 20 25 30 35 534 B72 förângare 16 där blandningen kylas i ett avslutande steg innan den, via en törgrening 17, leds till dieselmotorns 2 respektive cylindrar.If the combustion engine 2 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. lu fi in the position Sa of the inlet line 8, the mixture is led to an evaporator 16 where the mixture is cooled in a final step before it, via a dry branch 17, is led to the respective cylinders of the diesel engine 2.

Förbränningsmotom 2 kyls på ett konventionellt sätt medelst ett kylsystem som innefattar en cirkulerande kylvätska. En kylvätskepump 18 cirkulerar kylvätskan i kylsystemet. Kylvätskepumpen 18 cirkulerar ett huvudsakligt flöde av kylvätskan genom förbränningsmotom 2. Efter att kylvätskan kylt forbräruiingsmotorn 2 leds den i en ledning 21 till en termostat 19 i kylsystemet. Då kylvätskan uppnått en normal driftsternperatur är termostaten 19 anpassad att leda kylvätskan till en kylare 20 for att kylas. En del av kylvätskan i kylsystemet leds emellertid, via en ledning 22, till den forsta EGR-kylaren 14 där den kyler de återcirkulerande avgaserna i ett forsta steg.The internal combustion engine 2 is cooled in a conventional manner by means of a cooling system which comprises a circulating coolant. A coolant pump 18 circulates the coolant in the cooling system. The coolant pump 18 circulates a main flow of the coolant through the internal combustion engine 2. After the coolant has cooled the internal combustion engine 2, it is led in a line 21 to a thermostat 19 in the cooling system. When the coolant has reached a normal operating temperature, the thermostat 19 is adapted to direct the coolant to a cooler 20 for cooling. However, some of the coolant in the cooling system is led, via a line 22, to the first EGR cooler 14 where it cools the recirculating exhaust gases in a first step.

Efter att kylvätskan kylt avgaserna i den första EGR-kylaren 14 leds den tillbaka till ledningen 21 via en ledning 23. Den varma kylvätskan kyls i kylaren 20 som är monterad vid ett fiänlre parti av fordonet l. Kylaren 20 är här dock monterad nedströms laddluflkylaren 9 och den lufilcylda andra EGR-kylaren 15 med avseende på luftens avsedda strörnningsriktning. Med en sådan placering av den andra EGR- kylaren 15 och laddlufikylaren 9 kan de återeirkulerande avgaserna och den komprimerade luften kylas av lufi med omgivningens temperatur. Med normalt dimensionerade sådana kylare 9, 15 tillhandahåller den komprimerade lufien och de âtercirkulerande avgaserna här en kylning till en temperatur som överstiger omgivningens temperatur med cirka l0-l5°C. Ju lägre temperatur som luften och avgaserna har desto större mängd luft och återcirkulerande avgaser kan ledas till törbränningsmotoms cylindrar.After the coolant has cooled the exhaust gases in the first EGR cooler 14, it is led back to the line 21 via a line 23. The hot coolant is cooled in the cooler 20 which is mounted on a different part of the vehicle 1. However, the cooler 20 is mounted downstream of the charge cooler 9 and the air-cooled second EGR cooler 15 with respect to the intended direction of scattering of the air. With such a location of the second EGR cooler 15 and the charge cooler 9, the recirculating exhaust gases and the compressed air can be cooled by lu fi at ambient temperature. With normally dimensioned such coolers 9, 15, the compressed air and the recirculating exhaust gases here provide a cooling to a temperature which exceeds the ambient temperature by about 10-155 ° C. The lower the temperature of the air and the exhaust gases, the greater the amount of air and recirculating exhaust gases can be led to the cylinders of the dry combustion engine.

F örângaren 16 utgör en komponent i en kylkrets med ett cirkulerande köldmediurn.The evaporator 16 forms a component of a cooling circuit with a circulating refrigerant.

Kylkretsen innefattar en ånggenerator 24 som är anordnad i avgasledningen 4 i en position nedströms turbinen 5. Köldmediet värms upp i ånggeneratorn 24 av avgaserna i avgasledningen 4 till en temperatur så att det förångas. Det forångade köldmediet leds till en ejektorpump 25. Gasformigt köldmedium från ånggeneratom 24 blandas här med gasformigt köldmedium fiân förångaren 16. Det gasformiga köldmediet leds från ejektom 25 till en kondensor 26. En fläkt 27 som drivs av en elektrisk motor 28 forcerar här en kylande lufiström genom kondensorn 26 så att köldmediet kyls till en temperatur vid vilket det kondenserar. Kylkretsen innefattar en fórgrening som är belägen nedströms kondensorn 26. Förgreningen innefattar en forsta ledning med en pump 29 som leder vätskeforrnigt köldmediurn från kondensorn 26 till ånggeneratom 24 och en andra ledning med en stiypventil 30 som leder vätskeforrrrigt köldmedium 10 15 20 25 30 35 534 B72 från kondensorn 26 till .iörångaren 16. En styrenhet 31 som är anpassad att styra driften av nämnda kyllcrets med hjälp av information från, exempelvis, en sensor 32 som avkänner laddlufien och de återcirkrilerande avgasemas temperatur i inloppsledningen 8.The cooling circuit comprises a steam generator 24 which is arranged in the exhaust line 4 in a position downstream of the turbine 5. The refrigerant is heated in the steam generator 24 by the exhaust gases in the exhaust line 4 to a temperature so that it evaporates. The evaporated refrigerant is led to an ejector pump 25. Gaseous refrigerant from the steam generator 24 is mixed here with gaseous refrigerant from the evaporator 16. The gaseous refrigerant is led from the ejector 25 to a condenser 26. A fan 27 driven by an electric motor 28 forces a cooling air here. through the condenser 26 so that the refrigerant is cooled to a temperature at which it condenses. The cooling circuit includes a manifold located downstream of the condenser 26. The manifold includes a first conduit with a pump 29 which directs liquid refrigerant from the condenser 26 to the steam generator 24 and a second conduit with a check valve 30 which conducts liquid refrigerant 10 15 20 25 30 35 534 from the condenser 26 to the evaporator 16. A control unit 31 which is adapted to control the operation of said cooling circuit by means of information from, for example, a sensor 32 which senses the charge and the temperature of the recirculating exhaust gases in the inlet line 8.

Under drifi av förbränningsmotorn 2, då EGR-ventilen 12 är öppen, returneras varma avgaser genom returledningen 11. Avgaserna kan ha en temperatur av 500°C-600°C då de når den första EGR-kylaren 14. Avgaserna kyls i den första EGR-kylaren 14 av kylvätskan i ett första steg. Efter att avgasema har kylts i den först EGR-kylaren 14 leds de vidare i returledningen 11 till den andra EGR-kylaren 15. Avgaserna kyls här i ett andra steg av luft med omgivningens temperatur till en temperatur som överstiger omgivningens temperatur med cirka 10-1 5°C. Den komprimerade lufien kyls i laddlufikylaren 9 av luft med omgivningens temperatur. Den komprimerade luften kan därmed även kylas till en temperatursom överstiger omgivningens temperatur med 10- I5°C. De kylda avgaserna blandas med den kylda luften i positionen Sa i inloppsledningen 8.During operation of the internal combustion engine 2, when the EGR valve 12 is open, hot exhaust gases are returned through the return line 11. The exhaust gases may have a temperature of 500 ° C-600 ° C when they reach the first EGR cooler 14. The exhaust gases are cooled in the first EGR the cooler 14 of the coolant in a first step. After the exhaust gases have been cooled in the first EGR cooler 14, they are passed on in the return line 11 to the second EGR cooler 15. The exhaust gases are cooled here in a second stage of air with ambient temperature to a temperature exceeding the ambient temperature by about 10-1 5 ° C. The compressed hatch is cooled in the charge hatch cooler 9 by air at ambient temperature. The compressed air can thus also be cooled to a temperature which exceeds the ambient temperature by 10-15 ° C. The cooled exhaust gases are mixed with the cooled air in position Sa in the inlet line 8.

Sensorn 32 avkänner temperaturen på blandningen av lufi: och avgaser i inloppsledningen 8. Med hjälp av bla. denna information uppskattar styrenheten 31 om det' är möjligt att kyla blandningen i ett ytterligare steg i förângaren 16. Lufi och i 'synnerhet avgaser innehåller relativt rikligt med vattenånga. Då luften och avgaserna kyls falls vatten i vätskeform ut inuti laddlufikylaren 9 och EGR-kylaren 15. Därmed kommer vatten i vätskeform att ledas till törbränningsmotorn 2. Detta är dock inget problem så länge som det sker under kontrollerade former. Lufien och avgaserna bör dock inte kylas till en lägre temperatur än 0°C eftersom det utfállda vattneti detta fall riskerar att frysa till is och stoppa flödet i inloppsledningen 8. Då styrenheten 31 bedömer att det inte föreligger risk för isbildning aktiveras kylkretsen. I detta fall aktiverar styrenheten pumpen 29 som pumpar vätskeforrnigt köldrnedium till ånggeneratorn 24. Kylvätskan tillhandahåller ett tryck p; i ånggeneratorn 24. De varma avgaserna i avgasledningen 4 värmer upp köldmediet så att det iörângas vid det rådande trycket pg. Det gasformiga köldmediet som bildas i ånggeneratom 24 leds till ejektorpumpen 25.The sensor 32 senses the temperature of the mixture of lu fi: and exhaust gases in the inlet line 8. Using e.g. from this information, the control unit 31 estimates whether it is possible to cool the mixture in a further step in the evaporator 16. Lu fi and in particular exhaust gases contain relatively abundant water vapor. As the air and exhaust gases are cooled, liquid water falls out inside the charge cooler 9 and the EGR cooler 15. Thus, liquid water will be led to the dry combustion engine 2. However, this is not a problem as long as it takes place under controlled conditions. However, the hatch and exhaust gases should not be cooled to a temperature lower than 0 ° C as the precipitated water in this case risks freezing to ice and stopping the flow in the inlet line 8. When the control unit 31 assesses that there is no risk of ice formation, the cooling circuit is activated. In this case, the control unit activates the pump 29 which pumps liquid refrigerant to the steam generator 24. The coolant provides a pressure p; in the steam generator 24. The hot exhaust gases in the exhaust line 4 heat the refrigerant so that it evaporates at the prevailing pressure pg. The gaseous refrigerant formed in the steam generator 24 is led to the ejector pump 25.

Fig. 2 visar ejektorpumpen 25 mer i detalj. Då det gasformiga köldmediet från ånggeneratorn 24 når ejektorpumpen 25 tillhandahåller det en acceleration i ett avsmalnande parti 25a. Det gasformiga köldmediet från ånggeneratorn 24 erhåller -10 15 20 25 30 35 534 B72 därmed en mycket hög hastighet då det strömmar ut lirån det avsrnalnande partiet 25a och in i ett invändigt utrymme 25b. hos ejektorpumpen 25. Därmed tillhandahålls ett mycket lågt statiskt tryck po i utrymmet 25b. -Ejektorpumpen 25 innefattar ett inlopp 250 i anslutning till utrymmet 25b. Inloppet 25c är förbundet med en ledning som leder köldmedium från fórângaren 16 till ejektorpumpen 25. Det låga statiska trycket po i utrymmet 25b är lägre än det tryck pl som råder i förångaren 16. Därmed sugs gasformigt köldmediurn från fârångaren 16 till nämnda utrymme 25b i ejektoipumpen 25. Det gasformiga köldmediet från fórångaren 16 blandas här med det gasformiga köldmediet från ånggeneratom 24. Ejektorpunrpen 25 innefattar slutligen ett expanderande parti 25d med en ökande tvätsnittsarea där det gasformiga köldmediet bromsas upp. Det gasformiga köldmediet erhåller trycket p; då det leds fi-ån ejektorpumpen 25 till kondensorn.261. Trycket p; är högre än trycket p; men lägre än trycketpo. Ovan nämnda tryck po, p1, po, p; har försetts med siñerbenämningar som är relaterade till nyekens inbördes storlek.Fig. 2 shows the ejector pump 25 in more detail. When the gaseous refrigerant from the steam generator 24 reaches the ejector pump 25, it provides an acceleration in a tapered portion 25a. The gaseous refrigerant from the steam generator 24 thus obtains a very high velocity as it flows out of the draining portion 25a and into an interior space 25b. of the ejector pump 25. Thus, a very low static pressure po is provided in the space 25b. The ejector pump 25 comprises an inlet 250 adjacent the space 25b. The inlet 25c is connected to a line which carries refrigerant from the evaporator 16 to the ejector pump 25. The low static pressure po in the space 25b is lower than the pressure p1 prevailing in the evaporator 16. Thus gaseous refrigerant is sucked from the evaporator 16 to said space 25b in the ejector pump. 25. The gaseous refrigerant from the evaporator 16 is mixed here with the gaseous refrigerant from the steam generator 24. The ejector pump 25 finally comprises an expanding portion 25d with an increasing cross-sectional area where the gaseous refrigerant is slowed down. The gaseous refrigerant receives the pressure p; when it is led fi- from the ejector pump 25 to the condenser.261. The pressure p; is higher than the pressure p; but lower than the pressure po. The above-mentioned pressures po, p1, po, p; has been provided with sign names that are related to the mutual size of the new week.

Köldmediet kyls i kondensorn 26 av luft som forceras genom kondensom 26 av gfläkten 21. köldmediet kyls har till en temperatur så aa köldmediet konaaosemf vid det rådande trycket p; inuti kondensorn 26. Kylkretsen innefattar således en forgrening i form av två ledningar nedströms kondensom 26. En av ledningarna innefattar pumpen 29 som leder en del av det vätskefonniga köldmedium från kondensorn 26 tillbaka till ånggeneratorn 24. Pumpen 29 tillför här ett tryck till köldmediet så att kylmediets tryck ökar från po till po. Den andra ledning som innefattar expansíonsventilen 30 leder en resterande del av det vätskefonniga köldmediet till forângaren 16.The refrigerant is cooled in the condenser 26 by air which is forced through the condenser 26 by the gas 21. The refrigerant is cooled to a temperature such that the refrigerant conaososemf at the prevailing pressure p; inside the condenser 26. The cooling circuit thus comprises a branch in the form of two lines downstream of the condenser 26. One of the lines comprises the pump 29 which leads a part of the liquid refrigerant from the condenser 26 back to the steam generator 24. The pump 29 here supplies a pressure to the refrigerant so that the refrigerant pressure increases from po to po. The second conduit comprising the expansion valve 30 directs a remaining portion of the liquid refrigerant to the evaporator 16.

Expansionsventilen 30 sänker trycket på köldmediet från p; till po. Det vätskeformiga köldmediet har vid trycket p; en lägre temperatur luften och avgaserna i inloppsledningen 8. Köldrnediet upptar därmed värme från luften och avgaserna i forångaren 16. Köldmediet har en fórångningstemperanzr, vid trycket pi, som med fördel är lägre än omgivningens temperatur. Därmed kan blandningen av lufi och avgaser kylas till en temperatur som är lika med eller lägre än omgivningens temperatur i forångaren 16. Köldmediets som förângas i fórångaren 16 sugs till» ejektorpumpen 25 där det således blandas med köldmediet från ånggeneratorn 24.The expansion valve 30 lowers the refrigerant pressure from p; to po. The liquid refrigerant has at the pressure p; a lower temperature the air and the exhaust gases in the inlet line 8. The refrigerant thus absorbs heat from the air and the exhaust gases in the evaporator 16. The refrigerant has an evaporation temperature, at the pressure pi, which is advantageously lower than the ambient temperature. Thus, the mixture of lu fi and exhaust gases can be cooled to a temperature equal to or lower than the ambient temperature in the evaporator 16. The refrigerant evaporated in the evaporator 16 is sucked to the ejector pump 25 where it is thus mixed with the refrigerant from the steam generator 24.

I detta fall utnyttjas således en lcylkrets för att kyla den komprimerade luften och de återcirkulerande avgaserna i ett avslutande steg irman de leds ini fórbränningsmotorn 2. Drifien av kylkretsen erhålls väsentligen från den värmeenergi som köldmediet upptari ånggeneratorn 24 från avgaserna i avgasledningen 4. Denna värmeenergi 10 15 20 25 30 35 534 a?2_ utnyttjas for att lörånga köldmediet vid det högsta trycket pgi kylkretsen. Det förångade köldmediet, som således har ett relativt högt tryck pg, utnyttjas för att skapa ett flöde med en hög hastighet genom ejektorpumpen 25. Därmed kan ett mycket lågt statiskt tryck po skapas inuti ejektorpurnpen 25 vilket resulterar i att köldmediet från törångaren 16 med trycket p; kan sugas in i ejektorpumpen 25 och blandas med köldmediet fiån ånggeneratom 24. Förutom nämnda värmeenergi behövs endast energi tillföras för drift av pumpen 29. Den energi som erfordras för att driva pumpen 29 är väsentligen försumbar. l detta fall utnyttjar man således befintlig värmeenergi for att driva kylkretsen Under tillfällen då styrenheten 31 mottar information från sensorn 32 som indikerar att lufien och avgaserna riskerar att kylas till en temperatur under 0°C avaktiveras driften av pumpen 29 och därmed driften av kylkretseri. I detta fall utnyttjas således inte törångaren 16 för att kyla luften och avgaserna innan de leds till fórbränningsmotorn 2.Thus, in this case, a cooling circuit is used to cool the compressed air and the recirculating exhaust gases in a final step before they are led into the internal combustion engine 2. 534 a? 2_ is used to evaporate the refrigerant at the highest pressure on the cooling circuit. The evaporated refrigerant, which thus has a relatively high pressure pg, is used to create a fate at a high velocity through the ejector pump 25. Thus, a very low static pressure po can be created inside the ejector purge 25 which results in the refrigerant from the evaporator 16 with the pressure p ; can be sucked into the ejector pump 25 and mixed with the refrigerant n from the steam generator 24. In addition to said heat energy, only energy needs to be supplied for operation of the pump 29. The energy required to drive the pump 29 is substantially negligible. In this case, existing heat energy is thus used to drive the cooling circuit. At times when the control unit 31 receives information from the sensor 32 indicating that the air and the exhaust gases risk being cooled to a temperature below 0 ° C, the operation of the pump 29 and thus the operation of the cooling circuit is deactivated. Thus, in this case, the dry evaporator 16 is not used to cool the air and the exhaust gases before they are led to the combustion engine 2.

En altemativ ånggenerator 35 är markerad med streckade linjer i Fig. I. Då en sådan ånggenerator 35 används utnyttjas kylvätskan i kylsystemet som kyler fórbränningsmotom 2 som värrnekälla. Kylvätskan kan ha en temperatur av cirka l00°C då, den lämnar förbränningsrnotorn 2. I detta fall tillhandahålls således en extra kylning av kylvätskan vilket minskar belastningen på den ordinarie kylaren 20.An alternative steam generator 35 is marked with dashed lines in Fig. I. When such a steam generator 35 is used, the coolant in the cooling system which cools the combustion engine 2 is used as a heat source. The coolant may have a temperature of about 100 ° C when it leaves the combustion engine 2. In this case, an additional cooling of the coolant is thus provided which reduces the load on the ordinary cooler 20.

Fig. 3 visar en alternativ kylkrets för att kyla luften och avgaserna som leds till törbränningsmotom 2. I detta fall utnyttjas en ånggenerator 33 som upptar värme från den komprimerade luften i en position uppströms laddluftkylaren och en ånggenerator 34 som upptar värmeenergi fiån de återcirkulerande avgaserna i en position uppströms EGR-kylaren 9. Då både den komprimerade luften och i synnerhet de återcirkulerande avgaserna kan ha en mycket hög temperatur kan köldmediet värmas efiektivt till den temperatur vid vilket det íörângas i sådana ånggeneratorer 33, 34. Den upptagna värmeenergi utnyttjas även här för att driva en motsvarande kylkrets som beskrivs i uttönngsformen i Fig, 1 . Vi gör därför inte här någon ytterligare genomgång av kylkretsen fiirrlction. De två ånggeneratorerna 33, 34 är här parallellt anordnade. I och med att värrneenergi upptas från den komprimerade lufien och de återcirkirlerande avgaserna tillhandahåller de en kylning i ett första steg i de två ånggeneratorerna 33, 34. Därefier kyls den komprimerade luften i laddluftkylaren 9 och de återcirkulerande avgaserna i EGR-kylaren 15 innan de blandas. Blandningen kyls i ett avslutande steg i fórångaren 16. Då de tva ånggeneratorerna 33, 34 tillhandahåller en initial kylning 534 B72 10 effektiviseras kylningen av den komprimerade lufien och de âtereirkiilerande avgaserna ytterligare.Fig. 3 shows an alternative cooling circuit for cooling the air and the exhaust gases which are led to the dry combustion engine 2. In this case a steam generator 33 which absorbs heat from the compressed air is used in a position upstream of the charge air cooler and a steam generator 34 which absorbs heat energy from the recirculating exhaust gas. a position upstream of the EGR cooler 9. Since both the compressed air and in particular the recirculating exhaust gases can have a very high temperature, the refrigerant can be heated fi effectively to the temperature at which it is evaporated in such steam generators 33, 34. The absorbed heat energy is also used here for to operate a corresponding cooling circuit as described in the outlet form in Fig. 1. We therefore do not make any further review of the fi irrlction cooling circuit here. The two steam generators 33, 34 are arranged in parallel here. As heat energy is taken up from the compressed air and the recirculating exhaust gases, they provide a cooling in a first stage in the two steam generators 33, 34. There, the compressed air in the charge air cooler 9 and the recirculating exhaust gases in the EGR cooler 15 are cooled. . The mixture is cooled in a final step in the evaporator 16. When the two steam generators 33, 34 provide an initial cooling 534 B72 10, the cooling of the compressed air and the recirculating exhaust gases is further streamlined.

Uppfinningen är på intet sätt begränsad till de på ritningarna beskrivna utfóringsforrnerna utan kan varieras fiítt inom patentkravens ramar. Det är, exempelvis, möjligt att kyla endast de återcirkulerande avgasema eller den komprimerade luften på ovan nämnd sätt. Det vill säga fórångaren 16. anordnas i en ledning som enbart leder återcirkulerande avgaser eller komprimemd luft.The invention is in no way limited to the embodiments described in the drawings, but can be varied slightly within the scope of the claims. It is possible, for example, to cool only the recirculating exhaust gases or the compressed air in the manner mentioned above. That is, the evaporator 16. is arranged in a conduit which only conducts recirculating exhaust gases or compressed air.

Claims (6)

10 15 20 25 30 534 B72 1'\ Patentkrav10 15 20 25 30 534 B72 1 '\ Patent claim 1. Arrangemang for att kyla åtminstone ett medium som leds till en forbränningsmotor (2), varvid arrangemanget innefattar en ledning (8, ll) som är anpassad att leda mediet till forbränningsmotorn (2) och en forsta kylare (9, 15) for att kyla mediet i ett inledande steg i ledningen (8, l 1) med hjälp av lufi eller en cirkulerande kylvätska, en kylkrets med ett cirkulerande köldmedium som är anpassat att ändra fas under drifi, drivmedel (24, 25, 33, 34) som är anpassat att tillhandahålla drift av kylkretsen huvudsakligen med hjälp av värmeenergi från en värmekälla, en forångare (16) som är anordnad i ledningen (8, 11) i en position nedströms ovan nämnda första kylare (9, 15) med avseende på mediets flödesriktning i ledningen (8, 1 1) så att mediet kyls i ett avslutande steg i forångaren (16) innan det leds till forbränningsmotorn (2), varvid nämnda drivmedel innefattar en ånggenerator (24, 33, 34) där köldmediet är anpassat att värmas upp av nämnda värmekälla till en temperatur vid vilket det lörångas och ett ejektororgan (25) som är anpassat att blanda gasformigt köldmedium från forångaren (16) med gasformigt köldmedium från ånggeneratom (24, 33, 34) och varvid kylkretsen innefattar en kondensor (26) där köldmediet från ejektororganet (25) är anpassat att kylas till en temperatur vid vilket det kondenserar, kärmetecknat av att arrangemanget innefattar en styrenhet (31) som är anpassad att styra driften av kylkretsen så att mediet kyls i det avslutande steget i forångaren (16) till en temperatur som motsvarar eller understiger omgivningens temperatur så länge som mediet inte riskerar att kylas till en temperatur under 0°C.An arrangement for cooling at least one medium which is led to an internal combustion engine (2), the arrangement comprising a line (8, 11) which is adapted to lead the medium to the internal combustion engine (2) and a first cooler (9, 15) for cooling the medium in an initial step in the line (8, l 1) by means of lu fi or a circulating coolant, a cooling circuit with a circulating refrigerant which is adapted to change phase during dri fi, fuels (24, 25, 33, 34) which are adapted to provide operation of the cooling circuit mainly by means of heat energy from a heat source, an evaporator (16) arranged in the line (8, 11) in a position downstream of the above-mentioned first cooler (9, 15) with respect to the direction of fate of the medium led in the line (8, 1 1) so that the medium is cooled in a final step in the evaporator (16) before it is led to the internal combustion engine (2), said propellant comprising a steam generator (24, 33, 34) where the refrigerant is adapted to be heated by said evaporator. heat source to a temperature at which steam and an ejector means (25) adapted to mix gaseous refrigerant from the evaporator (16) with gaseous refrigerant from the steam generator (24, 33, 34) and the cooling circuit comprising a condenser (26) where the refrigerant from the ejector means (25) is adapted to be cooled to a temperature at which it condenses, characterized in that the arrangement comprises a control unit (31) adapted to control the operation of the cooling circuit so that the medium is cooled in the final step of the evaporator (16) to a temperature corresponding to or below the ambient temperature as long as the medium does not risk cooling to a temperature below 0 ° C. 2. Arrangemang enligt krav 1, kännetecknat av att kylkretsen innefattar en forgrening som är anordnad nedströms kondensom (26), vilken innefattar en forsta ledning med en pump (29) som leder vätskeformigt köldmedium från kondensom (26) till ånggeneratom (24, 33, 34) och en andra ledning med en expansionsventil (30) vilken leder vätskeforrnigt köldmedium från kondensom (26) till forângaren (16).Arrangement according to claim 1, characterized in that the cooling circuit comprises a branch arranged downstream of the condenser (26), which comprises a first line with a pump (29) which conducts liquid refrigerant from the condenser (26) to the steam generator (24, 33, 34) and a second conduit with an expansion valve (30) which conveys liquid refrigerant from the condenser (26) to the evaporator (16). 3. Arrangemang enligt krav 1 eller 2, kärmetecknat av att nämnda medium är komprimerad lufi och/eller âtercirkulerande avgaser och att de är anpassade att kylas direkt eller indirekt av luft med omgivningens temperatur i nämnda första kylare (9, 15). 10 15 534 8?2 12Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that said medium is compressed lu / and / or recirculating exhaust gases and that they are adapted to be cooled directly or indirectly by air with ambient temperature in said first cooler (9, 15). 10 15 534 8? 2 12 4. Arrangemang enligt något av de föregående kraven, kännetecknat av att nämnda ånggenerator (24) är anordnad i en position så att den upptar värme från avgaserna i en avgasledning (4) hos forbränningsmotom.Arrangement according to any one of the preceding claims, characterized in that said steam generator (24) is arranged in a position so that it absorbs heat from the exhaust gases in an exhaust line (4) of the internal combustion engine. 5. Arrangemang enligt något av de föregående kraven 1-3, kännetecknat av att nämnda ånggenerator (33, 34) är anordnad i en position så att den upptar värme från mediet i nämnda ledning (8, ll) i en i position uppströms kylaren (9, 15).Arrangement according to any one of the preceding claims 1-3, characterized in that said steam generator (33, 34) is arranged in a position so that it absorbs heat from the medium in said line (8, 11) in a position upstream of the cooler ( 9, 15). 6. Arrangemang enligt något av de föregående kraven 1-3, kännetecknat av att nämnda ånggenerator (35) är anordnad i en position så att den upptar värme från kylvätska som cirkulerar i ett kylsystem som kyler fórbränningsmotorn (2).Arrangement according to any one of the preceding claims 1-3, characterized in that said steam generator (35) is arranged in a position so that it absorbs heat from coolant circulating in a cooling system which cools the combustion engine (2).
SE1050410A 2010-04-26 2010-04-26 Arrangements for cooling compressed air and / or recirculating exhaust gases led to an internal combustion engine SE534872C2 (en)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE1050410A SE534872C2 (en) 2010-04-26 2010-04-26 Arrangements for cooling compressed air and / or recirculating exhaust gases led to an internal combustion engine
BR112012023331A BR112012023331A2 (en) 2010-04-26 2011-04-12 arrangement for cooling compressed air and / or recirculating exhaust gases that are driven to a combustion engine
EP11775366.5A EP2564043A4 (en) 2010-04-26 2011-04-12 Arrangement for cooling of compressed air and/or recirculating exhaust gases which are led to a combustion engine
PCT/SE2011/050439 WO2011136717A1 (en) 2010-04-26 2011-04-12 Arrangement for cooling of compressed air and/or recirculating exhaust gases which are led to a combustion engine
JP2013507913A JP5475924B2 (en) 2010-04-26 2011-04-12 Device for cooling compressed air and / or recirculated exhaust gas sent to an internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE1050410A SE534872C2 (en) 2010-04-26 2010-04-26 Arrangements for cooling compressed air and / or recirculating exhaust gases led to an internal combustion engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SE1050410A1 SE1050410A1 (en) 2011-10-27
SE534872C2 true SE534872C2 (en) 2012-01-31

Family

ID=44861771

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE1050410A SE534872C2 (en) 2010-04-26 2010-04-26 Arrangements for cooling compressed air and / or recirculating exhaust gases led to an internal combustion engine

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP2564043A4 (en)
JP (1) JP5475924B2 (en)
BR (1) BR112012023331A2 (en)
SE (1) SE534872C2 (en)
WO (1) WO2011136717A1 (en)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013108379A (en) * 2011-11-18 2013-06-06 Calsonic Kansei Corp Exhaust gas recirculation system
FR3001768B1 (en) * 2013-02-04 2016-08-26 Dalkia France GAS TURBINE INSTALLATION AND METHOD OF CONTROLLING THE SAME
JP6428328B2 (en) * 2015-02-05 2018-11-28 株式会社デンソー Intake air cooling system and control device
JP6630651B2 (en) 2016-10-03 2020-01-15 本田技研工業株式会社 Intake and exhaust devices for internal combustion engines
WO2021064980A1 (en) * 2019-10-04 2021-04-08 株式会社Ihi原動機 Cooling system
US11873785B1 (en) * 2023-01-18 2024-01-16 GM Global Technology Operations LLC Vehicle coolant circuits including jet manifolds

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2353966A (en) * 1941-01-24 1944-07-18 Heat Pumps Ltd Liquid cooling system for internal-combustion engines
US4237689A (en) * 1978-05-26 1980-12-09 Sampietro Achilles C Internal combustion engines
GB2105456B (en) * 1981-06-25 1984-12-12 Serck Industries Ltd Cooling system
JPS60164614A (en) * 1984-02-07 1985-08-27 Nissan Motor Co Ltd Boiling-cooling device for engine with supercharger
JPS6379437U (en) * 1986-11-13 1988-05-25
JPS63129117A (en) * 1986-11-17 1988-06-01 Calsonic Corp Intercooler
JPH04334724A (en) * 1991-05-02 1992-11-20 Kubota Corp Engine supercharge with intercooler
JPH0618121A (en) * 1992-06-30 1994-01-25 Nippondenso Co Ltd Engine driven heat pump type air conditioner
US6321552B1 (en) * 1998-06-22 2001-11-27 Silentor Holding A/S Waste heat recovery system
US6182643B1 (en) * 2000-01-31 2001-02-06 Caterpillar Inc. Internal combustion engine with cooling circuit
JPWO2007086418A1 (en) * 2006-01-26 2009-06-18 株式会社小松製作所 Fluid cooling device
DE102007018428A1 (en) * 2007-04-17 2008-10-23 Behr Gmbh & Co. Kg Method for operating a refrigerant circuit with a charge air / refrigerant evaporator
SE531841C2 (en) * 2007-12-07 2009-08-25 Scania Cv Ab Arrangement and method for recirculating exhaust gases of an internal combustion engine
SE533416C2 (en) * 2008-09-25 2010-09-21 Scania Cv Ab Cooling arrangements that reduce the risk of ice formation in the cooler of a supercharged internal combustion engine

Also Published As

Publication number Publication date
BR112012023331A2 (en) 2016-05-24
SE1050410A1 (en) 2011-10-27
EP2564043A1 (en) 2013-03-06
JP2013527369A (en) 2013-06-27
EP2564043A4 (en) 2017-06-28
JP5475924B2 (en) 2014-04-16
WO2011136717A1 (en) 2011-11-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101508327B1 (en) System for converting thermal energy to mechanical energy in a vehicle
US8028522B2 (en) Cooling system for a motor vehicle
CN103237967B (en) For the cooling arrangement of Motor Vehicle driven by supercharged engine
CN103154488B (en) Apparatus for utilizing waste heat from internal combustion engine
EP2959145B1 (en) System for recuperating heat from the exhaust gases in an internal combustion engine, with two heat exchangers on a gas recirculation circuit
SE531705C2 (en) Arrangement of a supercharged internal combustion engine
JP4991868B2 (en) Vehicle cooling device
BR102013014645A2 (en) super-compressed internal combustion engine and method for operation
SE533942C2 (en) Arrangement of a supercharged internal combustion engine
SE532245C2 (en) Cooling arrangement of a supercharged internal combustion engine
SE529101C2 (en) Cooling arrangement for the recirculation of gases of a supercharged internal combustion engine
SE534872C2 (en) Arrangements for cooling compressed air and / or recirculating exhaust gases led to an internal combustion engine
SE532143C2 (en) Cooling arrangement of a supercharged internal combustion engine
SE531200C2 (en) Radiator arrangement in a vehicle
SE532361C2 (en) Cooling arrangement of a supercharged internal combustion engine
SE533750C2 (en) Arrangement of a supercharged internal combustion engine
SE531102C2 (en) Arrangement of a supercharged internal combustion engine
SE533416C2 (en) Cooling arrangements that reduce the risk of ice formation in the cooler of a supercharged internal combustion engine
BRPI0708116B1 (en) cooling arrangement in a vehicle
SE534270C2 (en) Arrangement for cooling of recirculating exhaust gases of an internal combustion engine
SE1050444A1 (en) Arrangement and method for heating coolant circulating in a cooling system
US10662862B2 (en) Engine cooling system with two cooling circuits
GB2533648A (en) The ultimate thermodynamically efficient eco-boost, or exhaust eco-throttled engine
GB2495754A (en) Intake Air Cooler and EGR Circuit for an Internal-Combustion Engine

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed