[go: up one dir, main page]

SE531841C2 - Arrangemang och förfarande för återcirkulation av avgaser hos en förbränningsmotor - Google Patents

Arrangemang och förfarande för återcirkulation av avgaser hos en förbränningsmotor

Info

Publication number
SE531841C2
SE531841C2 SE0702729A SE0702729A SE531841C2 SE 531841 C2 SE531841 C2 SE 531841C2 SE 0702729 A SE0702729 A SE 0702729A SE 0702729 A SE0702729 A SE 0702729A SE 531841 C2 SE531841 C2 SE 531841C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
exhaust gases
egr cooler
condensate
combustion engine
internal combustion
Prior art date
Application number
SE0702729A
Other languages
English (en)
Other versions
SE0702729L (sv
Inventor
Zoltan Kardos
Erik Soederberg
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 SE0702729A priority Critical patent/SE531841C2/sv
Priority to EP08855842.4A priority patent/EP2232041A4/en
Priority to CN200880118994XA priority patent/CN101883920B/zh
Priority to BRPI0820151 priority patent/BRPI0820151A2/pt
Priority to US12/743,860 priority patent/US20100242929A1/en
Priority to JP2010536885A priority patent/JP2011505519A/ja
Priority to PCT/SE2008/051323 priority patent/WO2009072963A1/en
Publication of SE0702729L publication Critical patent/SE0702729L/sv
Publication of SE531841C2 publication Critical patent/SE531841C2/sv
Priority to JP2012113168A priority patent/JP5394536B2/ja

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B29/00—Engines characterised by provision for charging or scavenging not provided for in groups F02B25/00, F02B27/00 or F02B33/00 - F02B39/00; Details thereof
    • F02B29/04—Cooling of air intake supply
    • F02B29/0406—Layout of the intake air cooling or coolant circuit
    • F02B29/0425—Air cooled heat exchangers
    • F02B29/0431—Details or means to guide the ambient air to the heat exchanger, e.g. having a fan, flaps, a bypass or a special location in the engine compartment
    • F02M25/0701—
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/02—EGR systems specially adapted for supercharged engines
    • F02M26/04—EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
    • F02M26/05—High 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/22—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage
    • F02M26/23—Layout, e.g. schematics
    • F02M26/24—Layout, e.g. schematics with two or more coolers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/22—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage
    • F02M26/23—Layout, e.g. schematics
    • F02M26/27—Layout, e.g. schematics with air-cooled heat exchangers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/22—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage
    • F02M26/23—Layout, e.g. schematics
    • F02M26/28—Layout, e.g. schematics with liquid-cooled heat exchangers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/22—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage
    • F02M26/29—Constructional details of the coolers, e.g. pipes, plates, ribs, insulation or materials
    • F02M26/30—Connections of coolers to other devices, e.g. to valves, heaters, compressors or filters; Coolers characterised by their location on the engine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/35—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with means for cleaning or treating the recirculated gases, e.g. catalysts, condensate traps, particle filters or heaters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/36—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with means for adding fluids other than exhaust gas to the recirculation passage; with reformers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/50—Arrangements or methods for preventing or reducing deposits, corrosion or wear caused by impurities
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

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

Description

f* 34% ak* a.- för att avgaserna erhåller en kylning till en temperatur så att kondensat bildas inuti EGR-kylaren. Under normal drift tillåts inte återcirkulation av avgaser genom EGR- kylaren då kylvätskan har en temperatur under nämnda trö skelvärde för att förhindra kondensbildning. Under omständigheter då EGR-kylaren behöver rengöras från sotbe- laggningar tillåts emellertid avgaser att återcirkulera genom EGR-kylaren då kylvätskan har en temperatur under nämnda tröskelvärde. l detta fall bildas kondensat på EGR- - kylaren invändiga ytor vilket effektivt lö ser upp eventuella sotbeläggníngar på ytorna.
De återcirkulerande avgaserna har emellertid en högre temperatur än kondenserings- temperaturen under sin huvudsakliga transportväg genom EGR-kylaren. I och med det tillhandahålls väsentligen endast kondensbildning inuti en avslutande del av EGR- __ kylaren och en rengöring av de invändiga ytornai denna avslutande del av EGR- kylaren.
SAJWMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Syftet med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla ett arrangemang och ett förfa- rande där en EGR- kylaranordnings invändiga ytor hålls väsentligen rena från sotbe- laggningar från avgaserna på ett enkelt och effektivt sätt.
Detta syfte uppnås med arrangemanget av det inledningsvis nämnda slaget, vilket kän- netecknas av de särdrag som anges i patentkravets l kännetecknande del. Avgaser som återcirkuleras i en förbränningsmotor kyls i en EGR-kylaranordníng som kan innefatta en eller flera EGR-kylare innan de blandas med komprimerad luft och leds till förbrän- ningsmotorn. Om avgaserna kyls effektivt tillhandahåller de en temperatur i en position inuti EGR-kylaranordningen vid vilken vattenångan i avgaserna kondenserar. Därmed bildas kondensat från denna position i EGR-kylaranordningen och fram till ett utlopp dar avgaserna leds ut ur EGR-kylaranordningen. Avgaserna från en förbränningsmotor innehåller i regel en liten mängd svavel. Den vattenånga som kondenserar i en EGR- kylaranordning bildar i och med det ett kondensat som har ett lågt pH-värde. Detta kondensat är mycket lämpligt att använda som rengöringsmedel för att ta bort sotbe- läggriingar i en EGR- kylaranordning. Den mest nedströms belägna delen av en EGR- kylaranordning dar kondensat normalt bildas under drift av en förbränningsmotor är därför vanligtvis väsentligen befriad från sotbeläggningar. Enligt uppfinningen utnyttjas i det bildade kondensatet även för att rengöra andra delar av EGR-kylaranordningen.
Kondensat uppsarnlas således i en behållaranordníng varefter det leds genom en ledning till en lämplig del av EGR-kylaranordningen där det leds in och blandas med de ström- mande avgaserna. Kondensatet som leds in i EGR-kylaranordningen löser effektivt upp sotbeläggningarna på EGR-kylaranordningens invändiga ytor. Sotbeläggriingarna som lossar från väggarna och förs med ut ur EGR-kylaranordningen med hjälp av avgas- strömmen. De varma avgaserna förângar dock relativt snabbt kondensatet. Denna för- ångning medför att avgaserna tillhandahåller en extra kylning i EGR-kylaranordningen.
Avgaserna kyls således snabbare i EGR-kylaranordningen under tillfällen då kondensat tillförs. Vattenångan i avgaserna når därmed sin kondenseringstemperatur relativt snabbt och kondensat bildas i en mer upp ströms position i EGR-kylaranordningen. Ge- nom att tillföra en lämplig mängd kondensat kan väsentligen samtliga EGR- kylaranordningens invändiga ytor, som är belägna nedströms den position där konden- sat tillsätts, beläggas med kondensat och rengöras fiån sotbeläggningar, Enligt en föredragen utföringsform av föreliggande uppfinning är nämnda strömnings- parti för avgaserna där kondensat leds in i EGR-kylaranordningen beläget i anslutning till ett inloppsparti för avgaserna i EGR-kylaranordningen. I och med det kan väsentli- gen samtliga EGR-kylaranordningens invändiga ytor åtminstone kortvarigt beläggas med kondensat och rengöras från sotbeläggningar. Nämnda behållaranordning är med fördel belägen i anslutning till ett utloppsparti för avgaserna i EGR-kylaranordningen.
Kondensat bildas rikligast i slutet av EGR-kylaranordningen och det kan väsentligen direkt samlas upp i en behållaranordning som har en sådan placering. Kondensat som bildas tidigare i EGR-kylaranordningen förs med av avgasströmmen till utlopp spartiet där det uppsamlas. I de fall EGR-kylaranordningen innefattar en luftkyld EGR-kylare med ett konventionellt utförande så kan kondensatet uppsamlas på ett bottenparti av en utloppstank hos EGR-kylaren.
Enligt en annan föredragen utföringsform av föreliggande uppfinning innefattar nämnda drivmedel en pump som är anpassad att aktiveras då kondensat ska tillföras till EGR- kylaranordningen. Med en pump som är arrangerad på ett lämpligt ställe i ledningen kan kondensat tillföras till EGR-kylaranordningen vid önskade tillfällen och i en önskad mängd. Kondensat kan tillföras väsentligen kontinuerligt under drift av förbränningsmo- torn eller med bestämda intervall Alternativt kan avgasernas tryckfall eller kylning då de passerar igenom EGR-kylaranordriingen avkärmas. Ett stort tryckfall eller en liten kylning av avgaserna då de passerar igenom EGR-kylaranordningen indikerar att den kan behöva rengöras. Alternativt kan nämnda drivmedel innefatta att nämnda ström- ningsparti för avgaserna i EGR-kylaranordningen där kondensat leds ini EGR- kylaranordningen är format så att det är lokalt avsmalnande i förhållande till angränsan- 53% S4? de strömningspartier. Avgaserna som strömmar genom det avsmalnande strömningspar- tiet erhåller en förhöjd strömningshastighet, vilket sänker det stationära trycket i partiet.
Därmed kan kondensat sugas från uppsamlingsbehållaren, genom ledning och in i nämnda parti. Ledningen innefattar med fördel en ventil med Vilken flödet av kondensat till EGR-kylaranordningen regleras. Därmed kan kondensat tillföras vid önskade tillfal- len och i önskade mängder. Arrangemanget innefatta företrädesvis en styrenhet som är anpassad att styra nämnda drivmedel så att kondensat tillförs vid önskade tillfällen och i en önskad mängd. Med en sådan styrenhet, som kan vara en datorenhet med en lämplig programvara, kan EGR-kylaranordningen rengörs med kondensat på ett sätt så att hela EGR-kylaranordningens invändiga ytor som är i kontakt med avgasema väsentligen hålls fria från sotbeläggningar. Därmed upprätthålls EGR-kylaranordningen kapacitet väsentligen oförändrad under drift av förbränningsmotorn.
Enligt en föredragen utföringsform av föreliggande uppfinning innefattar EGR- kylaranordning en första EGR-kylare som är anpassad att kyla avgaserna i ett första steg och en andra EGR-kylare som är anpassad att kyla avgaserna i ett andra steg. Om avgaserna ska kunna kylas från en temperatur av cirka 500-600°C till en temperatur i närheten av omgivningens temperatur underlättas det om att avgaserna kyls i flera steg.
Avgaserna kan härvid vara anpassade att kylas av en kylvätska i den första EGR- kylaren. Kylvätskan kan utgöras av kylvätskan i förbränningsmotorns kylsystem. Denna kylvätska har visserligen en relativt hög temperatur men den har dock en klart lägre temperatur än avgaserna som leds in i den första EGR-kylaren. Avgaserna kan vara anpassade att kylas av lufi med omgivningens temperatur i den andra EGR-kylaren.
Därmed kan avgaserna i ett andra steg kylas till en temperatur i närheten av omgivning- ens temperatur och till en motsvarande temperatur som den komprimerade luften kyls till i en laddluftkylare.
Ovan angivna syfte uppnås även med förfarandet av det inledningsvis nämnda slaget, vilket kännetecknas av de särdrag som anges i patentkravets ll kännetecknande del.
KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA I det följande beskrivs såsom exempel föredragna utföringsformer av uppfinningen med hänvisning till bifogade ritningar, på vilka: 'lO Eïšë Bllfi Fig. 1 visar ett arrangemang med en returledning för återcirkulation av avgaser hos en overladdad förbränningsmotor, Fig. 2 visar en första utföringsform av ett arrangemang för rengöring av en EGR- kylare i returledning en, Fig. 3 visar en andra utföringsform av ett arrangemang för rengöring av en EGR-kylare i returledningen och Fig. 4 visar en tvärsnittsvy av området A i Pig. 3.
DETALIERJÄD BESKRIVNING AV FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORIVIER AV UPPFINNINGEN F ig. 1 visar ett fordon 1 som drivs av en överladdad förbränningsmotor 2. Fordonet l kan vara ett tungt fordon som drivs av en överladdad dieselmotor. Avgaserna från för~ bränningsmotorns 2 cylindrar leds, via en avgassamlare 3, till en avgasledning 4. Avga- serna i avgasledningen 4, som har ett övertryck, leds till en turbin 5 hos ett turboaggre- gat. Turbinen 5 tillhandahåller därvid en drivkraft, som överförs, via en förbindning, till en kompressor 6. Kompressorn 6 komprimerar lufi som, via ett luftfilter 7, leds in i en luftledning 8. En laddluítkylare 9 är anordnad i luftledningen 8. Laddluftkylaren 9 är arrangerad vid ett frontparti av fordonet 1. Laddluftkylarens 9 uppgift är att kyla den komprimerade luften innan den leds till för förbränningsmotorn 2. Den komprimerade luften kyls i laddlufckylaren 9 medelst omgivande luft som strömmar genom laddluftky- laren 9 med hjälp av en kylarfläkt 10. Kylarfläkten 10 drivs av förbränningsmotorn 2 medelst en lämplig förbindning.
Förbränningsmotorn 2 är försedd med ett EGR- system (Exhaust Gas Recirculation) för återcirkulation av avgaserna. Medelst en inblandning av avgaser i den komprimerade luften som leds till motorns cylindrar sänks förbränningstemperaturen och därmed även halten av kväveoxider NOK som bildas under förbränningsprocesserna. En returledning 11 för återcirkulation av avgaser sträcker sig från avgasledningen 4 till luftledningen 8.
Returledningen 11 innefattar en EGR-ventil 12, med vilken avgasflödet i returledningen 11 kan stängas av. EGR-ventilen 12 kan även användas för att steglöst styra den mängd avgaser som leds från avgasledningen 4, via returledningen 11, till lufiledningen 8. Re- turledningen 11 innefattar en första EGR-kylare 14 och en andra EGR-kylare 15 för att kyla de återcirkulerande avgaserna i två steg. Hos överladdade dieselmotorer 2 är, un- der vissa driftstillstånd, avgasernas tryck i avgasledningen 4 lägre än den komprimerade luftens tryck i inloppsledriingen 8. Under sådana driftstillstånd är det inte möjligt att E31 841 direkt blanda avgaserna i returledningen 11 med den komprimerade luften i inloppsled- ningen 8 utan speciella hjälpmedel. Härvid kan, exempelvis, en venturi 16 eller ett tur- boaggregat med en variabel geometri användas. Om förbränningsmotorn 2 istället är en överladdad ottomotor kan avgaserna i returledningen 11 direkt ledas in i inloppsled- ningen 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 luften i inloppsledningen 8 leds blandningen, via en förgrening 17, till dieselmotorns 2 respektive cylindrar.
F örbränningsmotorn 2 kyls på ett konventionellt sätt medelst ett kylsystem som innefat- tar en cirkulerande kylvätska. En kylvätskepump 18 cirkulerar kylvatskan i kylsystemet.
Kylvätskepumpen 18 cirkulerar ett huvudsakligt flöde av kylvätskan genom förbrän- ningsmotorn 2. Efter att kylvätskan kylt förbränningsmotorn 2 leds den i en ledning 21 till en termostat 19 i kylsystemet. Då kylvätskan uppnått en normal driftstemperatur är terrnostaten 19 anpassad att leda kylvätskan till en kylare 20 för att kylas. En del av kylvätskan i kylsystemet leds emellertid, via en ledning 22, till den första EGR-kylaren 14 där den kyler de återcirkulerande avgaserna i ett första steg. 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 främre parti av fordonet 1. Kylaren 20 är här dock monterad nedströms laddluftkylaren 9 och den luft- kylda andra EGR-kylaren 15 med avseende på luftens avsedda strömningsriktning. Med en sådan placering av den andra EGR-kylaren 15 och laddluftkylaren 9 kan de återcir- kulerande avgaserna och den komprimerade luften kylas till en temperatur i närheten av omgivningens temperatur. Luften och avgaserna kyls for att de ska få en lägre volymi- tet. Det är därvid möjligt att tillföra en större mängd luft och återcirkulerande avgaser till förbränningsmotorns cylindrar.
Med tiden bildas ofrånkomligt sotbeläggningar på EGR-kylarnas 14, 15 invändiga ytor som äri kontakt med avgaserna. EGR-kylarnas 14, 15 värmeöverförande förmåga för- sämras därmed samtidigt som avgasernas strömningsrnotstånd genom EGR-kylarna ökar 14, 15. Förekomsten av sotbeläggningar reducerar förbränningsrnotorns prestanda och ökar halten av kväveoxider i avgaserna. Då avgaserna kyls i den andra EGR- kylaren 15 kyls de i regel till en temperatur som är lägre än vattenångans kondense- ringstemperatur vid det rådande trycket. Därmed falls kondensat ut i den andra EGR- kylaren 15. 1 och med att bränslet och avgaserna innehåller en liten mängd svavel erhålls ett kondensat som har ett lågt pH-värde. Kondensatet är därmed mycket lämpligt att :31 81133 använda som rengöringsmedel för att ta bort sotbeläggningar. Kondensatet som falls ut i den andra EGR-kylaren 15 håller därmed väsentligen den nedströms belägna delen av denna EGR-kylare 15 fri från sotbelaggningar.
Fig. 2 visar en utföringsforrn av ett arrangemang som möjliggör rengöring av både den första EGR-kylaren 14 och den andra EGR-kylaren 15 från sotbeläggningar. Den andra EGR-kylaren 15 innefattar en inloppstank l5a för mottagning av avgaser i returledning- en 11 som har kylts i ett första steg i den forsta EGR-kylaren 14. Den andra EGR- kylaren 15 innefattar ett kylarparti 15b där avgaserna erhåller sin kylning av omgivande luft som strömmar genom kylpartiet 15b. Den andra EGR-kylaren 15 innefattar även en utloppstank 150 för mottagning av de kylda avgaserna. I den andra EGR-kylaren 15 kyls avgaserna i regel till en temperatur så att kondensat falls ut inuti EGR-kylaren 15.
Kondensatet uppsamlas i ett bottenparti 15d av utloppstanken 150. Arrangemanget in- nefattar en ledning 24 som förbinder bottenpartiet 15d av utloppstanken 150 med ett inloppsparti l4a hos den första EGR-kylaren 14. Den första EGR-kylaren 14 utgörs här av en motströms värrnevaxlare där avgaserna kyls av kylvätska från förbranningsmo- torns kylsystem som leds in i EGR-kylaren 14 via ledningen 22 och ut från EGR-kylaren 14 via ledningen 23. Ledningen 24 innefattar en pump 25 för att transportera kondensat från bottenpartiet 15d av utloppstanken till inloppspartiet 14a hos den första EGR- kylaren 14. En styrenhet 26 år anpassad att styra pumpen 25 med bla. information från en sensor 27 som avkånner kondensatets nivå i bottenpartiet 15d av utloppstanken 150, Under drift av förbranningsmotorn 2 då EGR-ventilen 12 är öppen returneras varma avgaser genom returledningen ll. 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 kyl- vätskan i ett första steg, Efter att avgaserna har kylts i den först EGR-kylaren 14 leds de vidare i returledningen 11 till den andra EGR-kylaren 15. Avgaserna kyls har i ett andra steg av luft med omgivningens temperatur. I en position inuti den andra EGR- kylarens kylparti 15b uppnår avgaserna en temperatur där vattenångan i avgaserna bör- jar kondensera på den andra EGR-kylarens 15 invändiga ytor. Det utfallda kondensatet löser upp eventuella sotbelåggningar inuti kylpartiet 15b från nämnda position och fram till utloppstanken 150. I regel bildas relativt riktligt med kondensat i den nedströms belägna delen kylatpartiet 15b under drift av förbrånningsmotorn 2. Det bildade kon- densatet uppsamlas i bottenpartiet 15d av utloppstanken 150. '10 '15 ïíïšå 841 Styrenheten 26 aktiverar med lämpliga intervall pumpen 25 så att kondensat pumpas genom ledningen 24 från bottenpartiet 15d av utloppstanken till inloppspartiet 14a hos den första EGR-kylaren, Om sensorn 27 indikerar att det inte finns tillräckligt med kon- densat i bottenpartiet 15d av utloppstanken avvaktar styrenheten 26 med att aktivera pumpen 25. Kondensatet som leds in i den första EGR-kylaren 14 löser upp sotbelägg- ningar på den första EGR-kylarens 14 invändiga ytor. Sotbeläggningarna lossar från väggarna och förs med ut ur den första EGR-kylaren 14 med hjälp av avgasströmmen.
De varma avgaserna förångar dock relativt snabbt kondensatet. Denna förångning med- för att avgaserna tillhandahåller en extra kylning i den första 'EGR-kylaren 14. Avgaser- na som leds till den andra EGR-kylaren 15 erhåller således en lägre temperatur än nor- malt under tillfällen då kondensat ledes in i den första EGR-kylaren 14. I och med det når vattenångan i den andra EGR-kylaren 15 sin kondenseringstemperatur betydligt snabbare och kondensat bildas tidigare inuti kylarpartiet 15b. Genom att tillföra en lämplig mängd kondensat till den första EGR-kylarens inloppsparti14a kan väsentligen samtliga invändiga ytor hos de båda EGR-kylarna 14, 15 beläggas med kondensat och rengöras från sotbeläggningar.
Fig. 3 och 4 visar en alternativ utföringsform av arrangemanget. I detta fall är ledningen 24 försedd med en ventil 28 som är styrd av en styrenhet 26. Styrenheten 26 kan även här erhålla information från en sensor 27 avseende kondensatets nivå i bottenpartiet 15d av utloppstanken 15c. 4 visar en snittvy av inloppspartiet 4a hos den första EGR- kylaren 14. Här ses att inloppspartiet 4a är försett med väggpartier som definierar ett lokalt avsmalnande strömningsparti 29 för avgaserna. Ledningen 24 har en mynning i detta avsmalnande strömningsparti 29. Avgaserna som strömmar genom returledningen erhåller i det avsmalnande strömningsparti 29 en förhöjd strömningshastighet. Det sta- tionära trycket sänk därmed i det avsmalnande strörnningsparti 29. I och med det erhålls ett lägre tryck i det avsmalnande strörnningsparti 29 än det tryck som råder i bottenpar- tiet 15d av utloppstanken 15 c. Under tillfällen då styrenheten 26 öppnar ventilen 28 sugs kondensat från bottenpartiet 15d av utloppstanken till inloppspartiet 14a hos den första EGR-kylaren 14. Styrenheten 26 kan hålla ventilen 28 öppen en bestämd tid så att en lämpligs mängd kondensat tillförs till EGR-kylarna 14, 15 så att de rengörs från sotbeläggningar.
Uppfinningen är på intet sätt begränsad till de på ritningarna beskrivna utföringsformer- na utan kan varieras fritt inom patentkravens ramar. I utföringsexemplen utnyttjas två EGR-kylare. Uppfinningen är dock tillämpbar EGR-kylaranordningar som innefattar en eller fler an två EGR-kylaren Kondensat behöver inte tillföras vid ett inlopp för avgaser- na i en EGR-kylare utan det kan tillföras på andra ställen iEGR-kylaren. Kondensat kan även tillföras på flera olika ställen i en eller flera EGR-kylare.

Claims (11)

10 15 20 25 30 35 'Éiíšfi 341 10 Patentkrav
1. Arrangemang för återcirkulation av avgaser hos en förbränningsmotor (2), varvid arrangemanget innefattar en returledning (11) för att returnera avgaser till förbrän- ningsmotorn (2), och en EGR-kylaranordning (14, 15) ivilken avgaserna är anpassade att kylas innan de leds till förbränningsmotorn (2), kännetecknat av att arrangemanget innefattar en behållaranordning (150) för uppsamling av kondensat som bildas i EGR- kylaranordningen (14, 15), en ledning (24) som förbinder behållaranordningen (l5c) _ med ett strömningsparti för avgaserna i EGR-kylaranordningen (14, 15) och drivmedel (25, 27) som är anpassat att leda kondensat från behållaranordningen (1 Se) och in i nämnda strömningsparti för avgaserna i EGR-kylaranordningen (14, 15).
2. Arrangemang enligt krav 1, kännetecknat av att nämnda strömningsparti för avgaser- na där kondensat leds in i EGR-kylaranordningen (14, 15) är beläget i anslutning till ett inloppsparti (4a) för avgaserna i EGR-kylaranordningen (14, 15).
3. Arrangemang enligt krav l eller 2, kännetecknat av att nämnda behållaranordning (15d) är belägen i anslutning till ett utloppsparti (1 Se) för avgaserna i EGR- kylaranordningen (14, 15).
4. Arrangemang enligt något av föregående krav, kännetecknat av att nämnda drivme- del innefattar en pump (25) som är anpassad att aktiveras då kondensat ska tillföras till EGR-kylaranordningen (14, 15).
5. Arrangemang enligt något av föregående krav 1 till 3, kännetecknat av att nämnda drivmedel innefattar att nämnda strörnningsparti för avgaserna i EGR-kylaranordningen där kondensat leds in i EGR-kylaranordningen (14, 15) är format så att det har en lokalt avsmalnande form i förhållande till angränsande strömningspartier.
6. Arrangemang enligt krav 5, kännetecknat av att ledning (24) innefattar en ventil (28) med vilken flödet av kondensat till EGR-kylaranordningen (14, 15) är reglerbart.
7. Arrangemang enligt något av föregående krav, kännetecknat av att arrangemanget innefattar en styrenhet (26) som är anpassad att styra nämnda drivmedel så att konden- sat tillförs vid önskade tillfällen och i en önskad mängd. i 10 15 20 ÉšïI-šfi Efšfi 11
8. Arrangemang enligt något av föregående krav, kännetecknat av att EGR- kylaranordning innefattar en första EGR-kylare (14) som är anpassad att kyla avgaserna i ett första steg och en andra EGR-kylare (15) som är anpassad att kyla avgaserna i ett andra steg.
9. Arrangemang enligt krav 8, kännetecknat av att avgaserna ar anpassade att kylas av en kylvatska i den första EGR-kylaren (14).
10. Arrangemang enligt krav 8 eller 9, kannetecknat av att avgaserna är anpassade att kylas av luft med omgivningens temperatur i den andra EGR-kylaren (15).
11. Förfarande för återcirkulation av avgaser hos en förbränningsmotor (2), varvid för- branningsmotorn (2) innefattar en returledning (11) för att returnera avgaser till för- bränningsrnotorn (2), ooh en EGR-kylaranordning (14, 15) i vilken avgaserna är anpas- sade att kylas, kännetecknat av att stegen att uppsamla kondensat som bildas i EGR- kylaranördningen (14, 15) i en behållaranordning (150) att transportera kondensat från behållaranordningen (15c) och in i ett strömningsparti för avgaserna i EGR- kylaranordningen (14, 15).
SE0702729A 2007-12-07 2007-12-07 Arrangemang och förfarande för återcirkulation av avgaser hos en förbränningsmotor SE531841C2 (sv)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0702729A SE531841C2 (sv) 2007-12-07 2007-12-07 Arrangemang och förfarande för återcirkulation av avgaser hos en förbränningsmotor
EP08855842.4A EP2232041A4 (en) 2007-12-07 2008-11-18 DEVICE AND METHOD FOR THE RETURN OF EXHAUST GASES IN A COMBUSTION ENGINE
CN200880118994XA CN101883920B (zh) 2007-12-07 2008-11-18 用于燃烧发动机中废气的返回的装置和方法
BRPI0820151 BRPI0820151A2 (pt) 2007-12-07 2008-11-18 Disposição e método para retorno de gases de exaustão em um motor de combustão
US12/743,860 US20100242929A1 (en) 2007-12-07 2008-11-18 Arrangement and method for the return of exhaust gases in a combustion engine
JP2010536885A JP2011505519A (ja) 2007-12-07 2008-11-18 燃焼機関において排気ガスを戻す構造および方法
PCT/SE2008/051323 WO2009072963A1 (en) 2007-12-07 2008-11-18 Arrangement and method for the return of exhaust gases in a combustion engine
JP2012113168A JP5394536B2 (ja) 2007-12-07 2012-05-17 燃焼機関において排気ガスを戻す構造

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0702729A SE531841C2 (sv) 2007-12-07 2007-12-07 Arrangemang och förfarande för återcirkulation av avgaser hos en förbränningsmotor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SE0702729L SE0702729L (sv) 2009-06-08
SE531841C2 true SE531841C2 (sv) 2009-08-25

Family

ID=40717963

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE0702729A SE531841C2 (sv) 2007-12-07 2007-12-07 Arrangemang och förfarande för återcirkulation av avgaser hos en förbränningsmotor

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20100242929A1 (sv)
EP (1) EP2232041A4 (sv)
JP (2) JP2011505519A (sv)
CN (1) CN101883920B (sv)
BR (1) BRPI0820151A2 (sv)
SE (1) SE531841C2 (sv)
WO (1) WO2009072963A1 (sv)

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE529101C2 (sv) * 2005-09-20 2007-05-02 Scania Cv Ab Kylarrangemang för återcirkulation av gaser hos en överladdad förbränningsmotor
DE102009046370B4 (de) * 2009-11-04 2017-03-16 Ford Global Technologies, Llc Verfahren und Anordnung zur Abgasrückführung bei einem Verbrennungsmotor
JP5322911B2 (ja) * 2009-12-24 2013-10-23 日野自動車株式会社 エンジンの排ガス浄化装置
US8371278B2 (en) * 2010-04-23 2013-02-12 Deere & Company High flow EGR system
SE534872C2 (sv) * 2010-04-26 2012-01-31 Scania Cv Ab Arrangemang för att kyla komprimerad luft och/eller återcirkulerande avgaser som leds till en förbränningsmotor
US20130180508A1 (en) * 2010-05-27 2013-07-18 International Engine Intellectual Property Company Llc System and method of controlling an amount of condensation in an engine air intake system
DE102010048465A1 (de) 2010-10-14 2012-04-19 Daimler Ag Abgasrückführung mit Kondensatabführung
US9127606B2 (en) * 2010-10-20 2015-09-08 Ford Global Technologies, Llc System for determining EGR degradation
GB201208312D0 (en) * 2012-05-11 2012-06-27 Afc Energy Plc Fuel cell system
US20140034027A1 (en) * 2012-07-31 2014-02-06 Caterpillar Inc. Exhaust gas re-circulation system
JP6011161B2 (ja) * 2012-08-29 2016-10-19 マツダ株式会社 火花点火式エンジン
US9239020B2 (en) * 2012-10-16 2016-01-19 Ford Global Technologies, Llc Condensate accumulation model for an engine heat exchanger
US9145850B2 (en) * 2012-10-29 2015-09-29 Deere & Company Power system comprising a condensation injection system
US20140150758A1 (en) * 2012-12-04 2014-06-05 General Electric Company Exhaust gas recirculation system with condensate removal
US9109500B2 (en) * 2013-07-19 2015-08-18 Ford Global Technologies, Llc Charge air cooler housing water trap
DE102013224038A1 (de) * 2013-11-25 2015-05-28 MAHLE Behr GmbH & Co. KG Abgaswärmetauscher zur Abgaskühlung einer Brennkraftmaschine, vorzugsweise für ein Kraftfahrzeug
CN104847536A (zh) * 2014-02-27 2015-08-19 北汽福田汽车股份有限公司 一种egr冷却器
US9528475B2 (en) * 2014-11-11 2016-12-27 Ford Global Technologies, Llc Method and system for EGR control
US9689353B2 (en) * 2015-08-27 2017-06-27 GM Global Technology Operations LLC Charge air cooler device
US9932921B2 (en) * 2015-10-26 2018-04-03 Ford Global Technologies, Llc Method for utilizing condensate to improve engine efficiency
JP6579973B2 (ja) * 2016-02-08 2019-09-25 日野自動車株式会社 Ｅｇｒクーラの冷却効率回復方法及び装置
JP6630651B2 (ja) * 2016-10-03 2020-01-15 本田技研工業株式会社 内燃機関の吸排気装置
DE102017218971B4 (de) * 2017-10-24 2021-12-23 Hanon Systems Abgasrückführsystem
US11346309B2 (en) * 2018-08-23 2022-05-31 Volvo Truck Corporation Method for operating an internal combustion engine system
EP3841293B1 (en) * 2018-08-23 2024-05-08 Volvo Truck Corporation A method for operating an internal combustion engine system
US10895224B1 (en) 2019-07-01 2021-01-19 Caterpillar Inc. Exhaust system for internal combustion engine and condensate disposal strategy for same

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4055158A (en) * 1974-04-08 1977-10-25 Ethyl Corporation Exhaust recirculation
JPS61110859A (ja) * 1984-11-02 1986-05-29 ダイキン工業株式会社 空気調和装置
JPS61122497A (ja) * 1984-11-20 1986-06-10 Tsuchiya Mfg Co Ltd 熱交換器の洗浄方法及び洗浄装置
DE19524603C1 (de) * 1995-07-06 1996-08-22 Daimler Benz Ag Verbrennungsmotor, insbesondere Verbrennungsmotor für ein Kraftfahrzeug, mit einer Abgasrückführung
JPH09324707A (ja) * 1996-06-06 1997-12-16 Usui Internatl Ind Co Ltd Ｅｇｒ装置
JPH10141890A (ja) * 1996-11-07 1998-05-29 Chiyoda Corp 熱交換器の洗浄方法および排煙脱硫装置
US5785030A (en) * 1996-12-17 1998-07-28 Dry Systems Technologies Exhaust gas recirculation in internal combustion engines
US6301888B1 (en) * 1999-07-22 2001-10-16 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The Environmental Protection Agency Low emission, diesel-cycle engine
JP2002039019A (ja) * 2000-07-24 2002-02-06 Hino Motors Ltd Ｅｇｒクーラ及びその洗浄方法
JP2002221104A (ja) * 2001-01-29 2002-08-09 Nippon Piston Ring Co Ltd Ｅｇｒ装置用水分除去装置
FI116157B (sv) * 2002-03-20 2005-09-30 Waertsilae Finland Oy Förfarande för minskning av kväveoxider (NOx) vid en överladdad kolvmotor och kolvmotorarrangemang
US20060130470A1 (en) * 2003-02-03 2006-06-22 Dorn Gerald R EGR cooling and condensate regulation system for natural gas fired co-generation unit
US6904898B1 (en) * 2003-09-09 2005-06-14 Volvo Lastyagnar Ab Method and arrangement for reducing particulate load in an EGR cooler
CN1635270A (zh) * 2003-12-26 2005-07-06 臼井国际产业株式会社 排气再循环气体冷却机构
JP2005220747A (ja) * 2004-02-03 2005-08-18 Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd Ｅｇｒガス冷却機構
JP2005248777A (ja) * 2004-03-03 2005-09-15 Toyota Motor Corp Ｅｇｒシステム
SE526821C2 (sv) * 2004-03-31 2005-11-08 Scania Cv Ab Arrangemang för återcirkulation av avgaser hos en överladdad förbränningsmotor
FR2870892B1 (fr) * 2004-06-01 2008-08-22 Renault Sas Dispositif de recirculation partielle des gaz d'echappement dans un moteur a combustion interne et procede associe
EP1825130A1 (de) * 2004-10-25 2007-08-29 Behr GmbH & Co. KG Kondensatabscheider in einer turboladeranordnung und verfahren zum betrieben einer solchen anordnung
US7017561B1 (en) * 2005-03-03 2006-03-28 International Engine Intellectual Property Company, Llc Control strategy for expanding diesel HCCI combustion range by lowering intake manifold temperature
SE528739C2 (sv) * 2005-06-17 2007-02-06 Scania Cv Ab Kylararrangemang
JP2007177651A (ja) * 2005-12-27 2007-07-12 Toyota Motor Corp 内燃機関のｅｇｒ装置
US8056338B2 (en) * 2006-01-27 2011-11-15 Borgwarner Inc. Re-introduction unit for low-pressure exhaust gas recirculation condensate at or before compressor
US20080178843A1 (en) * 2007-01-25 2008-07-31 Duffy Kevin P Combustion balancing in a homogeneous charge compression ignition engine
US7971577B2 (en) * 2008-09-05 2011-07-05 Ford Global Technologies, Llc EGR cooler defouling
US8418461B2 (en) * 2009-10-06 2013-04-16 International Engine Intellectual Property Company, Llc System and method for condensate removal from EGR system
US20130180508A1 (en) * 2010-05-27 2013-07-18 International Engine Intellectual Property Company Llc System and method of controlling an amount of condensation in an engine air intake system
DE102010048465A1 (de) * 2010-10-14 2012-04-19 Daimler Ag Abgasrückführung mit Kondensatabführung

Also Published As

Publication number Publication date
JP2012177375A (ja) 2012-09-13
CN101883920B (zh) 2012-07-25
WO2009072963A1 (en) 2009-06-11
JP2011505519A (ja) 2011-02-24
JP5394536B2 (ja) 2014-01-22
SE0702729L (sv) 2009-06-08
CN101883920A (zh) 2010-11-10
BRPI0820151A2 (pt) 2015-05-12
EP2232041A4 (en) 2015-08-26
EP2232041A1 (en) 2010-09-29
US20100242929A1 (en) 2010-09-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SE531841C2 (sv) Arrangemang och förfarande för återcirkulation av avgaser hos en förbränningsmotor
CN102140979B (zh) 废气再循环系统中的水分清除
SE530242C2 (sv) Arrangemang för återcirkulation av avgaser hos en överladdad förbränningsmotor
RU2449136C1 (ru) Устройство для двигателя внутреннего сгорания с наддувом
US20070039322A1 (en) Exhaust gas recirculation system
SE530239C2 (sv) Kylararrangemang hos ett fordon
RU2445478C1 (ru) Система охлаждения для двигателя внутреннего сгорания с турбонаддувом
US20090277428A1 (en) Locomotive exhaust gas recirculation cooling
SE532143C2 (sv) Kylarrangemang hos en överladdad förbränningsmotor
US9188037B2 (en) Exhaust gas cooler
SE535564C2 (sv) Kylsystem i ett fordon
SE530583C2 (sv) Kylararrangemang hos ett fordon
SE529731C2 (sv) Kylararrangemang hos ett fordon
SE533508C2 (sv) Arrangemang för kylning av återcirkulerande avgaser hos en förbränningsmotor
JP5112805B2 (ja) Ｅｇｒ装置
SE0802031A1 (sv) Arrangemang hos en överladdad förbränningsmotor
SE528621C2 (sv) Arrangemang för återcirkulation av avgaser hos en överladdad förbränningsmotor
EP1548269A1 (en) Method for recirculating the exhaust gases in an internal combustion engine apparatus and the relative internal combustion engine apparatus
KR101821963B1 (ko) 엔진 배기 가스 재순환 회로용 냉각 장치
SE528739C2 (sv) Kylararrangemang
SE534872C2 (sv) Arrangemang för att kyla komprimerad luft och/eller återcirkulerande avgaser som leds till en förbränningsmotor
SE531599C2 (sv) Arrangemang och förfarande för återcirkulation av avgaser hos en förbränningsmotor
JP6146567B2 (ja) エンジンの吸気系構造
SE1050237A1 (sv) Arrangemang för att hantera kondensat hos en överladdad förbränningsmotor
SE521515C2 (sv) Arrangemang och förfarande för recirkulation av avgaser hos en förbränningsmotor

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed