CN101883920B - 用于燃烧发动机中废气的返回的装置和方法 - Google Patents

用于燃烧发动机中废气的返回的装置和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101883920B
CN101883920B CN200880118994XA CN200880118994A CN101883920B CN 101883920 B CN101883920 B CN 101883920B CN 200880118994X A CN200880118994X A CN 200880118994XA CN 200880118994 A CN200880118994 A CN 200880118994A CN 101883920 B CN101883920 B CN 101883920B
Authority
CN
China
Prior art keywords
cooler
exhaust gas
recycled exhaust
waste gas
condensation product
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN200880118994XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN101883920A (zh
Inventor
Z·卡多斯
E·瑟德贝里
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Scania CV AB
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
Publication of CN101883920A publication Critical patent/CN101883920A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101883920B publication Critical patent/CN101883920B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • 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
    • 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
    • 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
    • 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)

Abstract

本发明涉及一种用于燃烧发动机(2)的废气再循环的装置和方法。所述装置包括用于使废气返回燃烧发动机(2)的回流管线(11)以及废气被设定为在被引导至燃烧发动机之前在其中被冷却的EGR冷却器机构。所述装置还包括用于聚集在所述EGR冷却器机构中形成的冷凝物的容器机构、将所述容器机构与用于所述EGR冷却器机构中的废气的流动段相连接的管线(24)、以及适于从所述容器机构引导冷凝物进入用于所述EGR冷却器机构中的废气的所述流动段中的驱动部件(25、27)。

Description

用于燃烧发动机中废气的返回的装置和方法
技术领域
本发明涉及一种用于燃烧发动机的废气再循环的装置和一种用于燃烧发动机的废气再循环的方法方法。
背景技术
被称作EGR(废气再循环)的技术是将一部分废气从燃烧发动机中的燃烧过程经由回流管线引导回用于将空气提供到燃烧发动机的管线的已知的方式。空气和废气的混合物因此经由空气管线被供给到燃烧在其中发生的发动机气缸。将废气添加到空气中产生较低的燃烧温度，特别地生成具有减小的含量的氮氧化物NOx的废气。所述技术既用于奥托发动机也用于柴油发动机。
用于废气的回流管线特别地包括可设定以使得所需量的废气被再循环的EGR阀。电控单元适于特别地基于关于燃烧发动机负载的信息控制EGR阀。回流管线还包括适于在废气与空气混合并被引导至燃烧发动机之前冷却废气的至少一个EGR冷却器。经过一定时间后，来自废气的碳烟沉积物不可避免地在EGR冷却器的内表面上形成，由此削弱了EGR冷却器的传热能力并且同时提高了废气通过EGR冷却器流动的阻力。碳烟沉积物的存在降低了燃烧发动机的性能并且增大了废气中氮氧化物的含量。
US 6,904,898涉及一种用于增压燃烧发动机的废气再循环的装置，其中再循环废气借助于冷却剂在EGR冷却器中被冷却。如果冷却剂处于低于阈值的温度，则存在废气被冷却到使得在EGR冷却器内形成冷凝物的温度的风险。在常规运行期间，为了防止冷凝物的形成，当冷却剂处于低于所述阈值的温度时，没有废气再循环被允许通过EGR冷却器。然而，在EGR冷却器需要清除碳烟沉积物的情况下，当冷却剂处于低于所述阈值的温度时废气被允许通过EGR冷却器再循环。在这种情况下，冷凝物形成在EGR冷却器的内表面上并且有效地溶解在它们上的任何碳烟沉积物。然而，再循环废气在它们主要通过EGR冷却器流通期间将高于凝结温度。基本上仅有的结果将是冷凝物在EGR冷却器的最后的部分内形成以及在EGR冷却器的所述最后的部分中的净化。
发明内容
本发明的目的是提供一种装置和一种方法，由此EGR冷却器机构的内表面以简单且有效的方式保持清洁而没有来自废气的碳烟沉积物。
所述目的利用一种用于燃烧发动机的废气再循环的装置而实现。所述装置包括用于使废气返回燃烧发动机的回流管线以及废气被设定为在被引导至燃烧发动机之前在其中被冷却的EGR冷却器机构，其中，所述装置包括用于聚集在所述EGR冷却器机构中形成的冷凝物的容器机构、将所述容器机构与用于所述EGR冷却器机构中的废气的流动段相连接的管线、以及适于从所述容器机构引导冷凝物进入用于所述EGR冷却器机构中的废气的所述流动段中的驱动部件。
根据上述装置，在燃烧发动机中再循环的废气在EGR冷却器机构中被冷却，所述EGR冷却器机构可以在所述废气与压缩空气混合并且被引导至燃烧发动机之前包括一个或多个EGR冷却器。如果废气被有效地冷却，则它们在EGR冷却器机构内的一个位置处达到废气中的水蒸汽凝结的温度。因此在从EGR冷却器机构中的所述位置到废气被引导出EGR冷却器机构的孔处将形成冷凝物。来自燃烧发动机的废气通常包含少量的硫。因此，在EGR冷却器机构中凝结的水蒸汽形成具有低pH值的冷凝物。冷凝物因此非常适于用作移除EGR冷却器机构中的碳烟沉积物的清洁剂。在燃烧发动机运行期间冷凝物在其中常规地形成的EGR冷却器机构的最远下游部分因此通常基本清除掉碳烟沉积物。根据本发明，所形成的冷凝物还被用于净化EGR冷却器机构的其它部分。因此冷凝物在通过管线被引导至EGR冷却器机构的适当部分之前被蓄积在容器机构中，在所述适当部分处所述冷凝物被引入并且与流动的废气混合。被引入EGR冷却器机构中的冷凝物有效地溶解EGR冷却器机构的内表面上的碳烟沉积物。从壁上被移除的碳烟沉积物通过废气流被带走离开EGR冷却器机构。然而，暖的废气相对迅速地使冷凝物汽化。所述汽化导致废气在EGR冷却器机构中承受额外的冷却。因此在冷凝物被供给的情形下，废气在EGR冷却器中更迅速地被冷却。因此，废气中的水蒸汽相对迅速地达到其凝结温度，并且冷凝物在EGR冷却器机构中更上游的位置处形成。供给适当量的冷凝物使得位于冷凝物被添加的位置下游的EGR冷却器机构的基本上所有内表面被冷凝物覆盖并且碳烟沉积物被清除掉。
根据本发明的一个优选实施方式，在冷凝物被引入所述EGR冷却器机构处用于废气的所述流动段(section)被定位为接近用于所述EGR冷却器机构中的废气的入口段。这意味着基本上所有的EGR冷却器机构的内表面至少可以在一段短的时间内被冷凝物覆盖并且被清除掉碳烟沉积物。所述容器机构定位为接近用于EGR冷却器机构中的废气的出口罐具有优点。冷凝物在EGR冷却器机构的末端最为丰富地形成，并且可以基本上直接地聚集在如此定位的容器机构中。在EGR冷却器机构中较早地形成的冷凝物由废气流带到出口罐并且蓄积在那里。在EGR冷却器机构包括常规配置的空气冷却的EGR冷却器的情况下，冷凝物可以由此蓄积在EGR冷却器的出口罐的底部部分上。
根据本发明的另一个优选实施方式，所述驱动部件包括适于在冷凝物将被供给到所述EGR冷却器机构时启动的泵。利用布置在管线中适当位置处的泵，冷凝物可以在所需的场合下以所需的量被供给到EGR冷却器机构。冷凝物可以在燃烧发动机运行期间基本上连续地被供给或以特定的间隔被供给。备选地，可以检测经过EGR冷却器机构的废气的压力下降或冷却。经过EGR冷却器机构的废气的大的压力下降或小的冷却表示其可能需要净化。备选地，所述驱动部件包括在冷凝物被引入所述EGR冷却器机构处的用于所述EGR冷却器机构中的废气的所述流动段，所述流动段被配置为使其相对于邻近流动段局部地缩窄。流动通过所述缩窄的流动段的废气因此将具有较大的速度，由此减小所述段中的静止(stationary)压力。冷凝物由此可以从聚集容器被抽取、通过管线并且进入所述段中。所述管线有利地包括阀，冷凝物到所述EGR冷却器机构的流动通过所述阀被调节。冷凝物因此可以在所需场合下以所需量被供给。所述装置优选地包括控制单元，所述控制单元适于控制所述驱动部件以使得冷凝物在所需场合下以所需量被供给。可以是装有适当软件的计算机单元的这种控制单元使得EGR冷却器机构可以利用冷凝物以这样的方式被净化以使得与废气接触的整体EGR冷却器机构的内表面保持基本上没有碳烟沉积物。因此EGR冷却器机构的能力在燃烧发动机运行期间基本上维持不变。
根据本发明的一个优选实施方式，所述EGR冷却器机构包括适于使废气受到第一步冷却的第一EGR冷却器以及适于使废气受到第二步冷却的第二EGR冷却器。如果废气以多个阶段被冷却，则便于将废气从大约500-600℃的温度冷却到接近环境的温度。为此，所述废气可以通过所述第一EGR冷却器中的冷却剂承受冷却。所述冷却剂可以呈燃烧发动机的冷却***的冷却剂的形式。所述冷却剂自然将处于相对高的温度，然而也将处于比被引入第一EGR冷却器中的废气更低的温度。所述废气可以在第二EGR冷却器中通过处于环境温度的空气而承受冷却。因此废气可以受到第二步冷却以被冷却到接近环境的温度，以及被冷却到对应于在增压空气冷却器中压缩空气被冷却到的温度的温度。
如上所述的目的还利用一种用于燃烧发动机的废气再循环的方法而实现。所述燃烧发动机包括用于使废气返回所述燃烧发动机的回流管线以及废气被设定为在其中被冷却的EGR冷却器机构，其中，所述方法包括在容器机构中聚集在所述EGR冷却器机构中形成的冷凝物的步骤以及从所述容器机构传输冷凝物进入用于所述EGR冷却器机构中的废气的流动段中的步骤。
附图说明
下面将通过以参考所附附图的示例的方式描述本发明的优选实施方式，其中：
图1示出了带有用于增压燃烧发动机的废气再循环的回流管线的装置，
图2示出了用于净化回流管线中的EGR冷却器的装置的第一实施方式，
图3示出了用于净化回流管线中的EGR冷却器的装置的第二实施方式，以及
图4示出了图3中区域A的横截面视图。
具体实施方式
图1示出了由增压燃烧发动机2驱动的交通工具1。交通工具1可以是由增压柴油发动机驱动的重型车辆。来自燃烧发动机2的气缸的废气经由排气集管3被引导至排气管线4。排气管线4中将处于高于大气压力下的废气被引导至涡轮单元的涡轮机5。因此涡轮机5被提供给经由连接件被传输至压缩机6的驱动功率。压缩机6压缩经由空气过滤器7被引入空气管线8中的空气。增压空气冷却器9布置在空气管线8中。增压空气冷却器9布置在交通工具1的前部。增压空气冷却器9的目的是在压缩空气被引导至燃烧发动机2之前冷却所述压缩空气。压缩空气在增压空气冷却器9中由环境空气冷却，所述环境空气通过散热器风扇10被推动流动通过增压空气冷却器9。散热器风扇10经由适当的连接件被燃烧发动机2驱动。
燃烧发动机2设有用于废气再循环的EGR(废气再循环)***。添加废气到被引导至发动机气缸的压缩空气降低了燃烧温度，并且由此还降低了在燃烧过程期间形成的氮氧化物NOx的含量。用于废气再循环的回流管线11从排气管线4延伸到空气管线8。回流管线11包括EGR阀12，流回流管线11中的废气流可以被所述EGR阀12切断。EGR阀12还可以用于无级地控制从排气管线4经由回流管线11被引导至空气管线8的废气的量。回流管线11包括用于提供两个步骤冷却的再循环废气的第一EGR冷却器14和第二EGR冷却器15。在增压柴油发动机2中、在某些运行状态下，排气管线4中废气的压力将低于进气管线8中压缩空气的压力。在这种运行状况下，在没有专用辅助装置的情况下，不可能将回流管线11中的废气直接与进气管线8中的压缩空气混合。为此可以使用例如带有可变几何结构的文丘里管16或涡轮单元。如果相反地燃烧发动机2是增压奥托发动机，则回流管线11中的废气可以被直接引导至进气管线8中，因为在基本上所有的运行情形下，奥托发动机的排气管线4中的废气都将处于比进气管线8中的压缩空气更高的压力下。当废气已经与进气管线8中的压缩空气混合时，混合物经由集管17被引导至燃烧发动机2的相应的气缸。
燃烧发动机2通过包含循环冷却剂的冷却***以传统的方式被冷却。冷却剂泵18使冷却剂在冷却***中循环。冷却剂泵18使冷却剂的主要流动循环通过燃烧发动机2。当冷却剂已经冷却了燃烧发动机2时，其在管线21中被引导至冷却***的恒温器19。当冷却剂已经达到常规工作温度时，恒温器19适于将冷却剂引导至散热器20以便于被冷却。然而，冷却***中的部分冷却剂经由管线22被引导至第一EGR冷却器14，在其中所述冷却剂使再循环废气受到第一步冷却。当冷却剂已经冷却了第一EGR冷却器14中的废气时，其经由管线23被引导回管线21。暖的冷却剂在散热器20中被冷却，所述散热器20装配在交通工具1的前方部分。然而散热器20在此相对于空气流的预定方向装配在增压空气冷却器9和空气冷却的第二EGR冷却器15的下游。利用第二EGR冷却器15和增压空气冷却器9的这种定位，压缩空气和再循环废气可以被冷却到接近环境温度的温度。空气和废气被冷却以使得它们具有较小的比容，由此使得可以向燃烧发动机的气缸提供较大量的空气和再循环废气。
经过一定时间后，碳烟沉积物不可避免地在与废气接触的EGR冷却器14、15的内表面上形成。EGR冷却器14、15的传热能力因此被削弱，同时废气通过EGR冷却器14、15流动的阻力增大。碳烟沉积物的存在降低了燃烧发动机的性能并且增大了废气中氮氧化物的含量。当废气在第二EGR冷却器15中被冷却时，它们通常被冷却到比处于主导压力下的水蒸汽的凝结温度低的温度。因此冷凝物在第二EGR冷却器15中凝积。燃料和废气包含少量硫的事实导致冷凝物带有低pH值。冷凝物因此非常适于用作移除碳烟沉积物的清洁剂。因此在第二EGR冷却器15中凝积的冷凝物基本上保持所述EGR冷却器15的下游部分没有碳烟沉积物。
图2示出了装置的一个实施方式，其使得可以从第一EGR冷却器14和第二EGR冷却器15上清除碳烟沉积物。第二EGR冷却器15包括用于接收已经在第一EGR冷却器14中承受第一步冷却的回流管线11中的废气的入口罐15a。第二EGR冷却器15包括散热器部分15b，废气在其中受到流动通过冷却部分15b的环境空气的冷却。第二EGR冷却器15还包括用于接收冷却的废气的出口罐15c。在第二EGR冷却器15中，废气通常被冷却到使得冷凝物在EGR冷却器15内凝积的温度。冷凝物蓄积在出口罐15c的底部部分15d中。装置包括将出口罐15c的底部部分15d与第一EGR冷却器14的入口段14a连接的管线24。第一EGR冷却器14在此呈逆流式热交换器的形式，在其中废气由来自燃烧发动机的冷却***的冷却剂冷却，所述冷却剂经由管线22被引入第一EGR冷却器14中并且经由管线23被引导出第一EGR冷却器14。装置包括将冷凝物从出口罐的底部部分15d传输至第一EGR冷却器14的入口段14a的泵25。一控制单元25适于特别地基于来自传感器27的信息控制泵25，所述传感器27检测出口罐15c的底部部分15d中冷凝物的水平。
在燃烧发动机2运行期间，当EGR阀12打开时，暖的废气通过回流管线11返回。废气在它们到达第一EGR冷却器14时可以处于500-600℃的温度下。废气在第一EGR冷却器14中受到由冷却剂进行的第一步冷却。当废气已经在第一EGR冷却器14中被冷却时，它们在回流管线11中被引导至第二EGR冷却器15，在其中它们通过处于环境温度的空气受到第二步冷却。在第二EGR冷却器的冷却部分15b内的一位置处，废气达到使废气中的水蒸汽开始凝结在第二EGR冷却器15的内表面上的温度。凝积的冷凝物溶解从所述位置到出口罐15c在冷却部分15b内的任何碳烟沉积物。在燃烧发动机2运行期间，相对大量的冷凝物通常形成在散热器部分15b的下游部分中。所形成的冷凝物蓄积在出口罐15c的底部部分15d中。
控制单元26以适当的间隔启动泵25以使得冷凝物从出口罐的底部部分15d通过管线24被泵吸到第一EGR冷却器的入口段14a。如果传感器27指示出口罐的底部部分15d中冷凝物不够，则控制单元26使得泵25启动。被引导至第一EGR冷却器14的冷凝物溶解第一EGR冷却器14的内表面上的碳烟沉积物。碳烟沉积物通过废气流从壁上被移除并且被带走离开第一EGR冷却器14。然而，暖的废气相对迅速地使冷凝物汽化。所述汽化导致废气在第一EGR冷却器14中承受额外的冷却。因此在冷凝物被引入第一EGR冷却器14中的情形期间，被引导至第二EGR冷却器15的废气具有比常规低的温度。因此，在第二EGR冷却器15中的水蒸汽显著地更迅速地达到其凝结温度，并且冷凝物在散热器部分15b内更早地形成。将适当量的冷凝物供给到第一EGR冷却器的入口段14a使得两个EGR冷却器14、15的基本上所有的内表面被冷凝物覆盖并且碳烟沉积物被清除掉。
图3和4示出了装置的一个备选实施方式。在这种情况下管线24设有由控制单元26控制的阀28。控制单元26在此可以重新接收关于出口罐15c的底部部分15d中冷凝物的水平的来自传感器27的信息。图4示出了第一EGR冷却器14的入口段14a的剖面图。其示出了设有壁部分的入口段14a，所述壁部分限定出用于废气的局部缩窄的流动段29。管线24在所述缩窄的流动段29中具有孔口。流动通过回流管线的废气在缩窄的流动段29中具有较大的流速。因此静止压力在缩窄的流动段29中下降。结果在缩窄的流动段29中产生比出口罐15c的底部部分15d中主导的压力更低的压力。在控制单元26打开阀28的情形期间，冷凝物从出口罐的底部部分15d被抽到第一EGR冷却器14的入口段14a。控制单元26可以保持阀28打开一特定的时间，以使得适当量的冷凝物被供给到EGR冷却器14、15，从而它们被清除掉碳烟沉积物。
本发明决不限于在附图中示出的实施方式，而是可以在权利要求书的范围内自由变化。在实施方式的实例中，使用了两个EGR冷却器。然而本发明可以适用于包括一个或多于两个的EGR冷却器的EGR冷却器机构。冷凝物并不必须在EGR冷却器中用于废气的入口处被供给，而是可以在EGR冷却器中的其它位置处被供给。冷凝物还可以在一个或多个EGR冷却器中的多个不同位置处被供给。

Claims (11)

1.一种用于燃烧发动机(2)的废气再循环的装置，所述装置包括用于使废气返回燃烧发动机(2)的回流管线(11)以及废气被设定为在被引导至燃烧发动机(2)之前在其中被冷却的EGR冷却器机构，其特征在于，所述装置包括用于聚集在所述EGR冷却器机构中形成的冷凝物的容器机构、将所述容器机构与用于所述EGR冷却器机构中的废气的流动段相连接的管线(24)、以及适于从所述容器机构引导冷凝物进入用于所述EGR冷却器机构中的废气的所述流动段中的驱动部件(25、27)。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，在冷凝物被引入所述EGR冷却器机构处的用于所述废气的所述流动段被定位为接近用于所述EGR冷却器机构中的废气的入口段(14a)。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述容器机构被定位为接近用于所述EGR冷却器机构中的废气的出口罐(15c)。
4.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述驱动部件包括适于在冷凝物将被供给到所述EGR冷却器机构时启动的泵(25)。
5.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述驱动部件包括在冷凝物被引入所述EGR冷却器机构处的用于所述EGR冷却器机构中的废气的所述流动段，所述流动段被配置为使其具有相对于邻近流动段局部地缩窄的形状。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述管线(24)包括阀(28)，冷凝物到所述EGR冷却器机构的流动可以通过所述阀(28)被调节。
7.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述装置包括控制单元(26)，所述控制单元(26)适于控制所述驱动部件以使得冷凝物在所需场合下以所需量被供给。
8.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述EGR冷却器机构包括适于使废气受到第一步冷却的第一EGR冷却器(14)以及适于使废气受到第二步冷却的第二EGR冷却器(15)。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述废气在所述第一EGR冷却器(14)中受到由冷却剂进行的冷却。
10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述废气在第二EGR冷却器(15)中受到由处于环境温度的空气进行的冷却。
11.一种用于燃烧发动机(2)的废气再循环的方法，其中所述燃烧发动机(2)包括用于使废气返回所述燃烧发动机(2)的回流管线(11)以及废气被设定为在其中被冷却的EGR冷却器机构，其特征在于，所述方法包括在容器机构中聚集在所述EGR冷却器机构中形成的冷凝物的步骤以及从所述容器机构传输冷凝物进入用于所述EGR冷却器机构中的废气的流动段中的步骤。
CN200880118994XA 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 Expired - Fee Related CN101883920B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0702729-5 2007-12-07
SE0702729A SE531841C2 (sv) 2007-12-07 2007-12-07 Arrangemang och förfarande för återcirkulation av avgaser hos en förbränningsmotor
PCT/SE2008/051323 WO2009072963A1 (en) 2007-12-07 2008-11-18 Arrangement and method for the return of exhaust gases in a combustion engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101883920A CN101883920A (zh) 2010-11-10
CN101883920B true CN101883920B (zh) 2012-07-25

Family

ID=40717963

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200880118994XA Expired - Fee Related 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

Country Status (7)

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

Families Citing this family (25)

* 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
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
US11339731B2 (en) * 2018-08-23 2022-05-24 Volvo Truck Corporation Method for operating an internal combustion engine system
US11346309B2 (en) * 2018-08-23 2022-05-31 Volvo Truck Corporation 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

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19524603C1 (de) * 1995-07-06 1996-08-22 Daimler Benz Ag Verbrennungsmotor, insbesondere Verbrennungsmotor für ein Kraftfahrzeug, mit einer Abgasrückführung
WO1998027323A2 (en) * 1996-12-17 1998-06-25 Dry Systems Technologies Exhaust gas recirculation in internal combustion engines
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
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

Family Cites Families (23)

* 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
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
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 (fi) * 2002-03-20 2005-09-30 Waertsilae Finland Oy Menetelmä ahdetun mäntämoottorin typpioksidipäästöjen (NOx) vähentämiseksi ja mäntämoottorijärjestely
US20060130470A1 (en) * 2003-02-03 2006-06-22 Dorn Gerald R EGR cooling and condensate regulation system for natural gas fired co-generation unit
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
WO2006045488A1 (de) * 2004-10-25 2006-05-04 Behr Gmbh & Co. Kg Kondensatabscheider in einer turboladeranordnung und verfahren zum betrieben einer solchen anordnung
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

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19524603C1 (de) * 1995-07-06 1996-08-22 Daimler Benz Ag Verbrennungsmotor, insbesondere Verbrennungsmotor für ein Kraftfahrzeug, mit einer Abgasrückführung
WO1998027323A2 (en) * 1996-12-17 1998-06-25 Dry Systems Technologies Exhaust gas recirculation in internal combustion engines
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
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

Also Published As

Publication number Publication date
EP2232041A1 (en) 2010-09-29
JP2011505519A (ja) 2011-02-24
JP5394536B2 (ja) 2014-01-22
WO2009072963A1 (en) 2009-06-11
BRPI0820151A2 (pt) 2015-05-12
JP2012177375A (ja) 2012-09-13
SE531841C2 (sv) 2009-08-25
EP2232041A4 (en) 2015-08-26
US20100242929A1 (en) 2010-09-30
SE0702729L (sv) 2009-06-08
CN101883920A (zh) 2010-11-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101883920B (zh) 用于燃烧发动机中废气的返回的装置和方法
CN102007280B (zh) 用于增压内燃发动机的冷却装置
US7302795B2 (en) Internal combustion engine/water source system
CN102066713B (zh) 用于增压燃烧发动机的冷却装置
CN101960116B (zh) 增压内燃发动机中的装置
CN102057143B (zh) 用于增压燃烧发动机的装置
CN101946068B (zh) 增压内燃发动机中的装置
CN101553659B (zh) 车辆的冷却装置
CN102165162B (zh) 用于增压燃烧发动机的低温冷却***中的装置
CN101198777B (zh) 冷却设备
CN105201614B (zh) 用于内燃机的冷却***
CN102140979A (zh) 废气再循环***中的水分清除
CN103270270A (zh) 车辆中的冷却***
CN104727912A (zh) 用于回收来自内燃机的废热的***
EP2609318B1 (en) Engine arrangement comprising a heat recovery circuit and an exhaust gases after-treatment system
CN101408115A (zh) 一种适用于车用发动机余热回收的热力循环***
CN105121826A (zh) 用于利用气体再循环回路上的两个热交换器从内燃发动机的排放气体回收热量的***
CN101542099A (zh) 用于增压内燃机的废气的再循环的装置
CN103644024A (zh) 一种汽车发动机进气温度调节***
CN101932801A (zh) 柴油机后处理再生过程的发动机冷却和废气温度控制
US9500199B2 (en) Exhaust turbocharger of an internal combustion engine
CN101209669A (zh) 具有策略性排列的换热器列的冷却***
CN103256113A (zh) 具有增压空气冷却的内燃发动机
CN102230412B (zh) 回收车辆烟气余热的复合动力***及方法
EP2075450A1 (en) Exhaust gas recirculation device and vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20120725

Termination date: 20151118