Система охлаждения для двигателя внутреннего сгорания с турбонаддувом


 


Владельцы патента RU 2445478:

СКАНИА СВ АБ (SE)

Изобретение относится к системе для двигателя (2) внутреннего сгорания с турбонаддувом, содержащей первую систему охлаждения с циркулирующим хладагентом, вторую систему охлаждения с циркулирующим хладагентом, который во время нормальной работы двигателя (2) внутреннего сгорания находится при более низкой температуре, чем хладагент в первой системе охлаждения, и охладитель (10, 15), в котором газообразная среда, которая содержит пары воды, охлаждается с помощью хладагента во второй системе охлаждения. Система содержит теплообменник (28), выполненный с возможностью получения хладагента из второй системы охлаждения, протекающего через него, и средства (30) клапана, которые могут находиться в закрытом положении, при котором выхлопные газы из двигателя внутреннего сгорания не протекают через теплообменник (28), и в открытом положении, при котором выхлопные газы из двигателя (2) внутреннего сгорания протекают через теплообменник (28), так что хладагент во второй системе охлаждения нагревается под действием выхлопных газов. Изобретение обеспечивает улучшение охлаждения с одновременным предотвращением забивания радиатора. 7 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Описание

Область и уровень техники

Настоящее изобретение относится к системе для двигателя внутреннего сгорания с турбонаддувом согласно ограничительной части п.1 формулы изобретения.

Количество воздуха, которое может подаваться в двигатель внутреннего сгорания с турбонаддувом, зависит как от давления воздуха, так и от температуры воздуха. Подача наибольшего возможного количества воздуха в двигатель внутреннего сгорания влечет за собой эффективное охлаждение воздуха перед тем, как он направляется в двигатель внутреннего сгорания. Сжатый воздух может подвергаться воздействию на первой стадии охлаждения в охладителе нагнетаемого воздуха, который охлаждается с помощью хладагента из системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания, и на второй стадии охлаждения в охладителе нагнетаемого воздуха, который охлаждается с помощью хладагента из системы охлаждения, в которой хладагент находится при значительно меньшей температуре, чем в системе охлаждения двигателя внутреннего сгорания. Такая низкотемпературная система охлаждения позволяет сжатому воздуху охлаждаться до температуры, близкой к температуре окружающей среды. При условиях холодной погоды сжатый воздух подвергается на второй стадии охлаждения охлаждению до температуры, которая может быть ниже точки росы для воздуха, что приводит к преципитации паров воды в форме жидкости в охладителе нагнетаемого воздуха. Когда температура окружающего воздуха менее 0°C, существует также риск того, что преципитированная вода может замерзнуть до состояния льда внутри охладителя нагнетаемого воздуха. Такое образование льда может вызвать больший или меньший уровень забивания прохода для протекания воздуха внутри охладителя нагнетаемого воздуха, что приводит к снижению потока воздуха в двигателе внутреннего сгорания и последующие эксплуатационные неисправности или остановки.

Технология, известная как EGR (рециркуляция выхлопных газов) представляет собой рециркуляцию части выхлопных газов из процесса сгорания в двигателе внутреннего сгорания. Рециркулированные выхлопные газы смешиваются с поступающим воздухом в двигателе внутреннего сгорания перед тем, как смесь направляется в цилиндры двигателя внутреннего сгорания. Добавление выхлопных газов к воздуху обеспечивает более низкую температуру горения, что приводит, помимо прочего, к понижению содержания оксидов азота NOx в выхлопных газах. Эта технология используется как для двигателей, работающих по циклу Отто, так и для дизельных двигателей. Подача большого количества выхлопных газов в двигатель внутреннего сгорания влечет за собой эффективное охлаждение выхлопных газов перед тем, как они направляются в двигатель внутреннего сгорания. Выхлопные газы могут подвергаться воздействию на первой стадии охлаждения в EGR охладителе, который охлаждается с помощью хладагента из системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания, и на второй стадии охлаждения в EGR охладителе, который охлаждается с помощью хладагента из низкотемпературной системы охлаждения. Выхлопные газы могут таким же образом охлаждаться до температуры, близкой к температуре окружающей среды. Выхлопные газы содержат пары воды, которые конденсируются внутри EGR охладителя тогда, когда выхлопные газы подвергаются охлаждению на второй стадии охлаждения до температуры паров воды ниже точки росы. Когда температура окружающего воздуха ниже 0°C, существует также риск того, что сформировавшийся конденсат может замерзнуть до состояния льда внутри второго EGR охладителя. Таким образом, образование льда вызвало бы больший или меньший уровень забивания прохода для протекания воздуха внутри EGR охладителя. Если EGR охладитель забивается, и рециркуляция выхлопных газов прекращается или снижается, результатом будет являться увеличение количества оксидов азота в выхлопных газах.

Краткое описание изобретения

Задачей настоящего изобретения является создание системы, в которой газообразная среда содержит пары воды и может подвергаться воздействию очень хорошего охлаждения в радиаторе с одновременным предотвращением забивания радиатора.

Эта задача решается посредством создания системы, которая характеризуется элементами, указанными в отличительной части п.1 формулы изобретения. Согласно п.1 формулы изобретения, возможно эффективное охлаждение газообразной среды, при этом среда должна охлаждаться с помощью хладагента во второй системе охлаждения, которая может рассматриваться как низкотемпературная система охлаждения. Когда используется хладагент из второй системы охлаждения, газообразная среда обычно охлаждается до температуры, при которой вода в жидкой форме преципитирует внутри радиатора. Если также хладагент будет холоднее, чем 0°C, существует очевидный риск того, что вода может замерзнуть до состояния льда внутри радиатора. Чем ниже температура хладагента во второй системе охлаждения, тем больше данный риск. Согласно настоящему изобретению, тепло от выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания используется для того, чтобы сделать возможным нагревание хладагента во второй системе охлаждения тогда, когда образуется лед или существует риск образования льда в радиаторе. Во время нормальной работы двигателя внутреннего сгорания средства клапанов находятся в закрытом положении, при этом предотвращается протекание выхлопных газов через теплообменник. Результатом является то, что хладагент во второй системе охлаждения не нагревается. Когда клапан находится в открытом положении, теплые выхлопные газы протекают через теплообменник. В этом случае хладагент во второй системе охлаждения нагревается под действием выхлопных газов. Такой нагрев является благоприятным в ситуациях, когда хладагент во второй системе охлаждения имеет настолько низкую температуру, что он рискует охладить газообразную среду до такой степени, что образуется лед внутри радиатора. Если кто-то решает, что радиатор под угрозой замерзания или находится при температуре замерзания, средства клапанов могут переводиться в ручном режиме в открытое положение. Когда риск образования льда пропадает, средства клапана могут быть возвращены в закрытое положение. Газообразная среда может, таким образом, обеспечить при этом очень хорошее охлаждение в радиаторе, в то же время она может предотвращать образование льда в радиаторе.

Согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, система содержит выхлопной контур, соединенный с выхлопным трактом двигателя внутреннего сгорания и содержащий теплообменник и средства клапана. Такой выхлопной контур может иметь форму буквы U. Он может в этой связи иметь первое соединение с выхлопным трактом для приема выхлопных газов и второе соединение с выхлопным трактом для возврата принятых выхлопных газов. Второе соединение, преимущественно, располагается после первого соединения, так что часть выхлопных газов в выхлопном тракте направляется параллельно через выхлопной контур и подогревает хладагент в теплообменнике, когда существует риск образования льда.

Согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, система содержит, по меньшей мере, один датчик, выполненный с возможностью определения параметра, который показывает, охлаждена ли газообразная среда до такой степени, что существует риск образования льда, и управляющее устройство, выполненное с возможностью приема информации от компонента и решающее, существует ли риск образования льда в радиаторе и, если это так, переводящее средства клапанов в открытое положение. При такой конфигурации средства клапана могут переводиться автоматически во второе положение, когда существует риск образования льда в радиаторе. Управляющее устройство может представлять собой вычислительное устройство с пригодным для этой цели программным обеспечением. Датчик может представлять собой датчик температуры или датчик давления. Датчик температуры может определять температуру хладагента во второй системе охлаждения. Если температура хладагента выше 0°C, тогда он направляется в радиатор, без риска образования льда внутри радиатора. Для полного предотвращения образования льда управляющее устройство может переводить средства клапана во второе положение, как только температура хладагента падает ниже 0°C. Система может содержать, по меньшей мере, один датчик температуры или датчик давления, выполненный с возможностью определения параметра, который относится к давлению или к температуре газообразной среды вблизи радиатора. Датчик может определять давление или температуру газообразной среды после того, как она пройдет через радиатор. Если давление или температура находится ниже предельного значения, управляющее устройство может обнаружить, что трубопроводы в радиаторе находятся в точке, где начинается забивание льдом. В таких случаях управляющее устройство переводит средства клапана в открытое положение, так что хладагент во второй системе охлаждения подвергается воздействию нагревания. Нагретый хладагент, который протекает через радиатор, плавит лед, который сформировался внутри радиатора. Когда лед расплавляется, управляющее устройство получает от датчика информацию, которая показывает, что давление или температура в радиаторе вернулась к приемлемым значениям. Управляющее устройство переводит средства клапана в закрытое положение. В этом случае вследствие этого может образоваться ограниченное количество льда внутри радиатора. Однако результатом является очень эффективное охлаждение газообразной среды, при этом температуры хладагента ниже 0°C являются приемлемыми до тех пор, пока радиатор не начинает замерзать.

Согласно другому предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, вторая система охлаждения содержит элемент радиатора, в котором циркулирующий хладагент охлаждается с помощью воздуха до температуры окружающей среды. Хладагент может, таким образом, охлаждаться до температуры, близкой к температуре окружающей среды. Теплообменник с преимуществами располагается во второй системе охлаждения в положении после элемента радиатора и перед радиатором относительно предполагаемого направления течения хладагента во второй системе охлаждения. Хладагент во второй системе может, таким образом, подвергаться нагреву, по существу, непосредственно перед тем, как он направляется в радиатор. В ситуациях, когда средства клапана располагаются в открытом положении, весь лед, который сформировался внутри радиатора, может, таким образом, быстро расплавляться и вытекать.

Согласно другому предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, первая система охлаждения выполнена с возможностью охлаждения двигателя внутреннего сгорания. Во время нормальной работы система охлаждения, которая охлаждает двигатель внутреннего сгорания, обычно имеет температуру 80-100°C. Хладагент во второй системе охлаждения преимущественно находится при значительно меньшей температуре. Система может содержать дополнительный радиатор, в котором газообразная среда, как предполагается, подвергается воздействию на первой стадии охлаждения с помощью хладагента в первой системе охлаждения перед тем, как газообразная среда направляется в вышеуказанный радиатор, в котором подвергается воздействию на второй стадии охлаждения с помощью хладагента во второй системе охлаждения. Газообразная среда может представлять собой сжатый воздух, который направляется во впускной тракт, в двигатель внутреннего сгорания. Когда воздух сжимается, он подвергается некоторому нагреву, который зависит от степени сжатия воздуха. В двигателях внутреннего сгорания с турбонаддувом воздух сжимается до высокого давления. Воздух, таким образом, нуждается в эффективном охлаждении. По этой причине является предпочтительным охлаждение сжатого воздуха более чем в одном радиаторе и на нескольких ступенях так, чтобы он мог достичь желательной низкой температуры перед тем, как он направляется в двигатель внутреннего сгорания. Указанная газообразная среда может также представлять собой рециркулированные выхлопные газы, заведенные в возвратный тракт, в двигатель внутреннего сгорания. Выхлопные газы могут иметь температуру 500-600°C, когда они направляются в возвратный тракт. Тем не менее является таким же образом преимущественным охлаждение рециркулированных выхлопных газов более чем в одном радиаторе и на нескольких ступенях так, чтобы они могли достичь желательной низкой температуры, перед тем как они направляются в двигатель внутреннего сгорания.

Краткое описание чертежа

Предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения описывается далее с помощью примера со ссылкой на прилагаемый чертеж, на котором:

фиг.1 - система для двигателя внутреннего сгорания с турбонаддувом согласно одному из вариантов осуществления изобретения.

Подробное описание предпочтительного варианта осуществления изобретения

На фиг.1 показана система для двигателя внутреннего сгорания с турбонаддувом, предназначенного для приведения в движение схематически показанного транспортного средства 1. Двигатель внутреннего сгорания в данном документе иллюстрируется как дизельный двигатель 2. Дизельный двигатель 2 может использоваться для приведения в движение тяжелого транспортного средства 1. Выхлопные газы от цилиндров дизельного двигателя 2 направляются по выхлопному коллектору 3 в выхлопной тракт 4. Дизельный двигатель 2 снабжается турбинным устройством, которое содержит турбину 5 и компрессор 6. Выхлопные газы в выхлопном тракте 4, которые имеют давление, превышающее атмосферное, направляются сначала в турбину 5. Турбина 5, таким образом, снабжается приводной мощностью, которая передается по соединению на компрессор 6. Компрессор 6 сжимает воздух, который всасывается в воздушный впускной тракт 8 через воздушный фильтр 7. Воздух во впускном тракте 8 сначала охлаждается в охлаждаемом хладагентом первом охладителе 9 нагнетаемого воздуха. Воздух охлаждается в первом охладителе 9 нагнетаемого воздуха, с помощью хладагента из первой системы охлаждения, которая также охлаждает двигатель 2 внутреннего сгорания. Первая система охлаждения упоминается далее как система охлаждения двигателя внутреннего сгорания. Сжатый воздух впоследствии охлаждается в охлаждаемом хладагентом втором охладителе 10 нагнетаемого воздуха. Воздух охлаждается во втором охладителе 10 нагнетаемого воздуха с помощью хладагента из второй системы охлаждения. Хладагент во второй системе охлаждения имеет значительно меньшую температуру, чем хладагент в системе охлаждения двигателя внутреннего сгорания.

Система содержит возвратный тракт 11 для осуществления рециркуляции части выхлопных газов в выхлопном тракте 4. Возвратный тракт 11 имеет некоторую протяженность между выхлопным трактом 4 и впускным трактом 8. Возвратный тракт 11 содержит EGR клапан 12, с помощью которого может перекрываться поток выхлопных газов в возвратном тракте 11. EGR клапан 12 может также использоваться для плавного управления количеством выхлопных газов, которое направляется от выхлопного тракта 4 во впускной тракт 8 через возвратный тракт 11. Первое управляющее устройство 13 адаптируется для управления EGR клапаном 12 на основе информации о текущем рабочем состоянии дизельного двигателя 2. Возвратный тракт 11 содержит охлаждаемый хладагентом первый EGR охладитель 14 для обработки выхлопных газов на первой стадии охлаждения. Выхлопные газы охлаждаются в первом EGR охладителе 14 с помощью хладагента из системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания. Выхлопные газы подвергаются воздействию второй стадии охлаждения в охлаждаемом хладагентом втором EGR охладителе 15. Выхлопные газы охлаждаются во втором EGR охладителе 15 с помощью хладагента из второй системы охлаждения.

При конкретных рабочих ситуациях в дизельных двигателях 2 с турбоннадувом давление выхлопных газов в выхлопном тракте 4 будет меньше, чем давление сжатого воздуха во впускном тракте 8. В таких рабочих ситуациях является невозможным смешение выхлопных газов в возвратном тракте 11 напрямую со сжатым воздухом во впускном тракте 8 без специальных вспомогательных устройств. Для этого является возможным использование, например, сопла 16 Вентури или турбинного устройства с изменяемой геометрией. Если вместо этого двигатель внутреннего сгорания 2 представляет собой двигатель с турбоннадувом, работающий по циклу Отто, выхлопные газы в возвратном тракте 11 могут направляться напрямую во впускной тракт 8, поскольку выхлопные газы в выхлопном тракте 4 двигателя, работающего по циклу Отто, во всех, по существу, рабочих ситуациях будут иметь большее давление, чем сжатый воздух во впускном тракте 8. После того как выхлопные газы смешиваются со сжатым воздухом во впускном тракте 8, смесь направляется в соответствующие цилиндры дизельного двигателя 2 по коллектору 17.

Двигатель внутреннего сгорания 2 охлаждается традиционным образом с помощью циркулирующего хладагента. Хладагент в системе охлаждения двигателя внутреннего сгорания циркулирует с помощью насоса 18 для хладагента. Основной поток хладагента направляется через двигатель 2 внутреннего сгорания. После того как хладагент охлаждает двигатель 2 внутреннего сгорания, он направляется в термостат 19. Термостат 19 направляет изменяемое количество хладагента в линию 21a и линию 21b в зависимости от температуры хладагента. Линия 21a направляет хладагент в двигатель внутреннего сгорания 2, тогда как линия 21b направляет хладагент в радиатор 20, присоединенный в передней части транспортного средства 1. Когда хладагент достигает нормальной рабочей температуры, по существу, весь хладагент направляется в радиатор 20 для охлаждения. Линия 23 направляет охлажденный хладагент назад в двигатель внутреннего сгорания 2. Меньшая часть хладагента в системе охлаждения не используется для охлаждения двигателя внутреннего сгорания, но направляется в две параллельные линии 22а, 22b. Линия 22а направляет хладагент в первый охладитель 9 нагнетаемого воздуха, в котором он воздействует на сжатый воздух на первой стадии охлаждения. Линия 22b направляет хладагент в первый EGR охладитель 14, в котором он подвергает воздействию рециркулированные выхлопные газы на первой стадии охлаждения. Хладагент, который охлажден воздухом в первом охладителе 9 нагнетаемого воздуха, и хладагент, который охлажден выхлопными газами в первом EGR охладителе 14, воссоединяются в линии 22с. Линия 22с направляет хладагент в положение в системе охлаждения, которое располагается между термостатом 19 и насосом 18, где он смешивается с охлажденным хладагентом из радиатора 20.

Вторая система охлаждения содержит элемент 24 радиатора, присоединенный в передней части радиатора 20, в периферийной области транспортного средства 1. В этом случае периферийная область располагается в передней части транспортного средства 1. Вентилятор 25 радиатора выполнен с возможностью генерирования потока окружающего воздуха через элемент 24 радиатора и радиатор 20. Так как элемент 24 радиатора располагается в передней части радиатора 20, хладагент в элементе 24 радиатора охлаждается с помощью воздуха до температуры окружающей среды. Хладагент в элементе радиатора 24 может, таким образом, охлаждаться до температуры, близкой к температуре окружающей среды. Охлажденный хладагент от элемента 24 радиатора циркулирует во второй системе охлаждения в контуре 26 трубопровода с помощью насоса 27. Контур 26 трубопровода содержит первую линию 26a, которая направляет охлажденный хладагент из элемента 24 радиатора в охладители 10, 15. Контур 26 трубопровода содержит вторую линию 26b, которая направляет хладагент обратно в элемент 24 радиатора после использования для охлаждения указанных охладителей 10, 15.

Первая линия 26a содержит часть 26a' линии, выполненную с возможностью направления охлажденного хладагента в теплообменник 28. Теплообменник 28 располагается в выхлопном контуре 29, который соединяется с выхлопным трактом 4. Выхлопной контур имеет первое соединение 29a с выхлопным трактом 4 для приема выхлопных газов и второе соединение 29b с выхлопным трактом 4 для обратной подачи принятых выхлопных газов. Второе соединение 29b располагается после первого соединения 29a, так что часть выхлопных газов в выхлопном тракте 4 может направляться параллельно через петлю 29 выхлопа. Выхлопной контур 29 содержит не только теплообменник 28, но также клапан 30. Клапан 30 управляется с помощью второго управляющего устройства 31. После того как хладагент проходит через теплообменник 28, нагретый хладагент направляется обратно в часть 26a' линии. Линия 26a содержит хладагент, в положении после части 26a' линии, линии 26c и линии 26d. Линия 26c предназначается для направления охлажденного хладагента во второй охладитель 10 нагнетаемого воздуха, в котором он воздействует на сжатый воздух на второй стадии охлаждения, и линия 26d предназначается для направления охлажденного хладагента во второй EGR охладитель 15, в котором он воздействует на рециркулированные выхлопные газы на второй стадии охлаждения. После того как хладагент проходит через указанные охладители 10, 15, нагретый хладагент направляется обратно в радиатор 24 по линии 26b.

Во время работы дизельного двигателя 2 выхлопные газы протекают через выхлопной тракт 4 и приводят в движение турбину 5. Турбина 5, таким образом, снабжается приводной мощностью, которая приводит в движение компрессор 6. Компрессор 6 всасывает окружающий воздух через воздушный фильтр 7 и сжимает воздух во впускном тракте 8. Воздух, таким образом, приобретает повышенное давление и повышенную температуру. Сжатый воздух охлаждается в первом охладителе нагнетаемого воздуха 9 с помощью жидкости радиатора в системе охлаждения двигателя внутреннего сгорания. Жидкость в радиаторе, в данном документе, может иметь температуру около 80-85°C. Таким образом, сжатый воздух может нагреваться в первом охладителе 9 нагнетаемого воздуха первой стадии охлаждения до температуры, близкой к температуре хладагента. Во время нормальной работы управляющее устройство 31 адаптируется для удержания клапана 30 в закрытом положении, так что выхлопные газы от выхлопного тракта не направляются в петлю 29 выхлопа. Хладагент, таким образом, не подвергается нагреву в теплообменнике 28, и охлажденный хладагент направляется в линию 26c. Хладагент охлаждает сжатый воздух во втором охладителе 10 нагнетаемого воздуха. Хладагент, в данном документе, может иметь температуру, близкую к температуре окружающей среды. Таким образом, сжатый воздух может при благоприятных обстоятельствах охлаждаться до температуры, близкой к температуре окружающей среды, во втором охладителе 10 нагнетаемого воздуха.

В большинстве рабочих состояний дизельного двигателя 2 первое управляющее устройство 13 будет удерживать EGR клапан 12 открытым, так что часть выхлопных газов в выхлопном тракте 4 направляется в возвратный тракт 11. Выхлопные газы в выхлопном тракте 4 могут иметь температуру около 500-600°C, когда они достигают первого EGR охладителя 14. В первом EGR охладителе 14 рециркулированные выхлопные газы подвергаются воздействию на первой стадии охлаждения с помощью хладагента в системе охлаждения двигателя внутреннего сгорания. Хладагент в системе охлаждения двигателя внутреннего сгорания будет, таким образом, иметь относительно высокую температуру, но более низкую, чем температура выхлопных газов. Таким образом, можно осуществлять хорошее охлаждение выхлопных газов в первом EGR охладителе 14. Когда клапан 30 находится в закрытом положении, охлажденный хладагент направляется в линию 26d, в котором хладагент охлаждает рециркулированные выхлопные газы во втором EGR охладителе 15. Хладагент может, таким образом, иметь температуру, близкую к температуре окружающей среды. При благоприятных обстоятельствах рециркулированные выхлопные газы могут вследствие этого таким же образом охлаждаться до температуры, близкой к температуре окружающей среды, во втором EGR охладителе 15. Выхлопные газы в возвратном тракте 11 могут, таким образом, подвергаться охлаждению, по существу, до такой же температуры, что и сжатый воздух, перед тем, как они смешиваются и направляются в двигатель внутреннего сгорания 2. По существу, оптимальное количество воздуха и рециркулированных выхлопных газов может вследствие этого направляться в двигатель внутреннего сгорания. Таким образом, можно обеспечить сгорание в двигателе 2 внутреннего сгорания, по существу, с оптимальной производительностью. Низкая температура сжатого воздуха и рециркулированных выхлопных газов также приводит к низкой температуре сгорания и низкому содержанию оксидов азота в выхлопных газах.

Это эффективное охлаждение сжатого воздуха и рециркулированных выхлопных газов также имеет недостатки. Сжатый воздух охлаждается во втором охладителе 10 нагнетаемого воздуха до температуры, при которой вода в жидкой форме конденсируется в охладителе 10 нагнетаемого воздуха. Аналогично, выхлопные газы во втором EGR охладителе 15 охлаждаются до температуры, при которой формируется конденсат внутри второго EGR охладителя 15. Когда температура окружающего воздуха менее 0°C, существует также риск того, что преципитированная вода во втором охладителе 10 нагнетаемого воздуха и преципитровавший конденсат во втором EGR охладителе 15 могут замерзнуть до состояния льда. Образование льда внутри второго охладителя 10 нагнетаемого воздуха и второго EGR охладителя 15 может серьезно затруднить работу двигателя 2 внутреннего сгорания. Второе управляющее устройство 31 выполнено с возможностью приема информации от, по меньшей мере, одного датчика, который показывает, образовался ли лед или существует ли риск образования льда во втором охладителе 10 нагнетаемого воздуха и/или втором EGR охладителе 15. Такой датчик может представлять собой датчик температуры 35, который определяет температуру хладагента во второй системе охлаждения. Фиг.1 иллюстрирует такой датчик 35, который определяет температуру хладагента в линии 26a во второй системе охлаждения. Если хладагент в линии 26a имеет температуру, которая определенно ниже 0°C, существует очевидный риск того, что может сформироваться лед во втором охладителе 10 нагнетаемого воздуха и/или во втором EGR охладителе 15. Управляющее устройство 31 может, альтернативно, получать информацию от двух или более датчиков температуры или датчиков давления. Один такой датчик температуры может измерять температуру сжатого воздуха после его охлаждения во втором охладителе 10 нагнетаемого воздуха, и другой датчик температуры может измерять температуру рециркулированных выхлопных газов после того, как они охлаждаются во втором EGR охладителе 15. Если сжатый воздух и/или рециркулированные выхлопные газы имеет или имеют температуру ниже 0°C, это значит, что ожидается формирование льда внутри охладителя 10 нагнетаемого воздуха и/или внутри второго EGR охладителя 15.

Если он получает информацию, которая показывает, что существует риск образования льда или что сформировался лед внутри обоих охладителей 10, 15, второе управляющее устройство 31 переводит клапан 30 в открытое положение. Подогретые выхлопные газы, таким образом, направляются от выхлопного тракта 4 через петлю 29 выхлопа. Теплые выхлопные газы в петле выхлопа 29 подогревают хладагент, который проходит через теплообменник 28. Подогретый хладагент направляется по линии 26a в линии 26c и 26d, при этом он протекает через второй охладитель 10 нагнетаемого воздуха и второй EGR охладитель 15. Подогретый хладагент быстро расплавляет любой лед, который сформировался внутри охладителя 10 нагнетаемого воздуха и/или во втором EGR охладителе 15. Любое образование льда в охладителе 10 нагнетаемого воздуха и/или во втором EGR охладителе 15 может устраняться таким простым и эффективным образом. После того, как хладагент прошел через охладители 10, 15, он направляется в линию 26b и возвращается в элемент 24 радиатора. После установленного времени или когда второе управляющее устройство 31 получает информацию, которая показывает, что в охладителе 10 нагнетаемого воздуха и/или во втором EGR охладителе 15 лед расплавился, второе управляющее устройство 31 переводит клапан 30 обратно в закрытое положение. Выхлоп, протекающий через выхлопной контур 29, останавливается, и хладагент направляется в часть 26a' линии, не подвергаясь больше никакому нагреву в теплообменнике 28.

Изобретение не ограничивается никаким образом вариантом осуществления, к которому относится чертеж, и может свободно изменяться в рамках формулы изобретения. Система может также использоваться для удерживания только одного из охладителей 10, 15, по существу, свободным ото льда.

1. Система для двигателя (2) внутреннего сгорания с турбонаддувом, содержащая первую систему охлаждения с циркулирующим хладагентом, вторую систему охлаждения с циркулирующим хладагентом, который во время нормальной работы двигателя (2) внутреннего сгорания находится при более низкой температуре, чем хладагент в первой системе охлаждения, и охладитель (10, 15), в котором газообразная среда, которая содержит пары воды, охлаждается с помощью хладагента во второй системе охлаждения, и элемент (24) радиатора, причем циркулирующий хладагент во второй системе охлаждения охлаждается с помощью воздуха, имеющего температуру окружающей среды, отличающаяся тем, что она содержит теплообменник (28), выполненный с возможностью получения хладагента из второй системы охлаждения, протекающего через него, и средства (30) клапана, которые могут находиться в закрытом положении, при котором выхлопные газы из двигателя внутреннего сгорания не протекают через теплообменник (28), и в открытом положении, при котором выхлопные газы из двигателя (2) внутреннего сгорания протекают через теплообменник (28), так что хладагент во второй системе охлаждения нагревается под действием выхлопных газов, причем теплообменник (28) расположен во второй системе охлаждения в положении ниже по потоку элемента (24) радиатора и выше по потоку охладителя (10, 15) относительно предполагаемого направления течения хладагента во второй системе охлаждения.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что она содержит выхлопной контур (29), соединенный с выхлопным трактом (4) двигателя (2) внутреннего сгорания, причем выхлопной контур (29) содержит теплообменник (28) и средства (30) клапана.

3. Система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что она содержит, по меньшей мере, один датчик (35), определяющий параметр, который показывает, охлаждается ли газообразная среда до такой степени, что образуется лед или имеется риск образования льда в охладителе (10, 15), и управляющее устройство (31), выполненное с возможностью приема информации от датчика (35) и определения того, образуется ли лед или существует ли риск образования льда в охладителе (10, 15) и, если это так, для перевода средств (30) клапана в открытое положение.

4. Система по п.3, отличающаяся тем, что датчик представляет собой датчик (35) температуры или датчик давления.

5. Система по п.1, отличающаяся тем, что первая система охлаждения выполнена с возможностью охлаждения двигателя (2) внутреннего сгорания.

6. Система по п.1, отличающаяся тем, что она содержит дополнительный охладитель (9, 14), в котором газообразная среда подвергается воздействию на первой стадии охлаждения с помощью хладагента в первой системе охлаждения перед тем, как газообразная среда направляется в охладитель (10, 15), в котором подвергается воздействию на второй стадии охлаждения с помощью хладагента во второй системе охлаждения.

7. Система по п.1 или 6, отличающаяся тем, что газообразная среда представляет собой сжатый воздух, который направляется во впускной тракт (8) двигателя (2) внутреннего сгорания.

8. Система по п.1 или 6, отличающаяся тем, что газообразная среда принимает форму рециркулированных выхлопных газов, которые направляются в возвратный тракт (11) двигателя (2) внутреннего сгорания.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к двигателю внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия с распылением топливного воздуха с помощью эфира для транспортных средств.

Изобретение относится к способу эксплуатации двигателя внутреннего сгорания. .
Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания с турбонаддувом. .

Изобретение относится к двигателю внутреннего сгорания с системой выпуска отработавших газов, в которую вводятся отработавшие газы двигателя внутреннего сгорания и внутри которой предусмотрен блок переноса тепла, с помощью которого из системы выпуска отработавших газов можно отводить тепло и подавать в технологическую камеру системы обработки отработавших газов.

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в теплообменных аппаратах для охлаждения выхлопных газов. .

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к топливной аппаратуре двигателей внутреннего сгорания. .

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано в двухтактных и четырехтактных дизелях. .

Изобретение относится к двигателестроению, в частности способу и устройству рециркуляции части выхлопных газов, к клапану, который используется в способе и устройстве в соответствии с изобретением, а также к способу и устройству регулирования дизельного двигателя.

Изобретение относится к двигателестроению, а именно к системам рециркуляции отработавших газов двигателей внутреннего сгорания. .

Изобретение относится к двигателю внутреннего сгорания (ДВС), с принудительным зажиганием, оснащенному компрессором. .

Изобретение относится к области двигателестроения, а именно тепловым двигателям, преимущественно двигателям внутреннего сгорания и способам работы тепловых двигателей.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к автоматическим системам регулирования температуры теплоносителей тепловых машин, например дизелей. .

Изобретение относится к системам охлаждения двигателя внутреннего сгорания. .

Изобретение относится к компоновке контура (К) циркуляции с низкотемпературным контуром (NK) циркуляции для охлаждения наддувочного воздуха (13), который подается в двигатель (8), в транспортном средстве с турбонагнетателем.

Изобретение относится к силовым установкам с двигателями внутреннего сгорания, эксплуатируемым на транспортных средствах, преимущественно на тепловозах. .

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к двигателям внутреннего сгорания с двухступенчатым газотурбинным нагнетателем и с охладителем наддувочного воздуха.

Изобретение относится к области двигателестроения, а именно к системам охлаждения двигателей внутреннего сгорания. .

Изобретение относится к машиностроению, а именно к силовым установкам с двигателями внутреннего сгорания, эксплуатируемым на транспортных средствах, преимущественно на тепловозах.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к силовым установкам транспортных средств, а именно к системе жидкостного охлаждения двигателей внутреннего сгорания с турбонаддувом.

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к автоматическому регулированию температуры рабочих сред двигателей внутреннего сгорания, и может быть использовано в транспортных средствах для регулирования температуры рабочих сред ДВС: систем охлаждения, наддувочного воздуха и топливной системы.
Наверх