CN102066713A - 用于增压燃烧发动机的冷却装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于增压燃烧发动机(2)的装置，所述装置包括带有循环冷却剂的第一冷却***、带有在燃烧发动机(2)常规运行期间处于比第一冷却***中的冷却剂低的温度的循环冷却剂的第二冷却***、以及冷却器(10、15)，在其中包含水蒸汽的气态介质预定为被所述第二冷却***中的冷却剂冷却。所述装置包括适于使来自所述第二冷却***的冷却剂流动通过其中的热交换器(28)、以及阀机构(30)，所述阀机构(30)可以被置于关闭位置由此来自燃烧发动机的废气被阻止流动通过热交换器(28)、以及被置于打开位置由此来自燃烧发动机(2)的废气流动通过热交换器(28)以使得第二冷却***中的冷却剂被废气加温。

Description

用于增压燃烧发动机的冷却装置
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于增压燃烧发动机的装置。
背景技术
能够被供给至增压燃烧发动机的空气的量不仅取决于空气压力而且取决于空气温度。供给可能的最大量的空气至燃烧发动机需要空气在其被引导至燃烧发动机之前进行有效的冷却。压缩空气可以在通过来自燃烧发动机冷却***的冷却剂冷却的增压空气冷却器中接受第一步冷却，并且在通过来自一冷却***的冷却剂冷却的增压空气冷却器中接受第二步冷却，在所述一冷却***中的冷却剂处于比燃烧发动机冷却***中显著地低的温度。这种低温冷却***使得压缩空气可以被冷却至接近环境温度的温度。在冷的天气条件下，压缩空气接受第二步冷却至可能低于空气露点温度的温度，使得呈液态形式的水蒸汽在增压空气冷却器中凝结。当环境空气的温度低于0℃时，还有凝结的水在增压空气冷却器内冻结成冰的风险。所述结冰将导致增压空气冷却器内空气流导管的更大或更小量的阻塞，从而引起至燃烧发动机的减小的空气流量以及随之而来的运行故障或停止。
被称为EGR(废气再循环)的技术是将一部分来自燃烧发动机中的燃烧过程的废气进行再循环的一种已知的方法。再循环废气与到燃烧发动机的进气空气混合，所述混合在该混合物被引导至燃烧发动机的气缸之前进行。将废气添加至空气中产生较低的燃烧温度，特别地产生废气中氮氧化物NOx的减小的含量。所述技术既用于奥托发动机也用于柴油发动机。供给大量的废气至燃烧发动机需要废气在它们被引导至燃烧发动机之前进行有效的冷却。废气可以接受通过来自燃烧发动机冷却***的冷却剂冷却的EGR冷却器中的第一步冷却，并且接受来自低温冷却***的冷却剂冷却的EGR冷却器中的第二步冷却。因此废气同样可以被冷却至接近环境温度的温度。废气包含水蒸汽，当废气承受第二步冷却至水蒸汽露点以下的温度时，所述水蒸汽凝结在EGR冷却器内。当环境空气的温度低于0℃时，还有所形成的冷凝物可能在第二EGR冷却器内冻结成冰的风险。所述结冰将导致EGR冷却器内废气流导管的更大或更小量的阻塞。如果EGR冷却器受到阻塞并且废气再循环停止或减小时，结果将是废气中氮氧化物含量的增大。
发明内容
本发明的目的是提供一种装置，由此包含水蒸汽的气态介质可以在散热器中接受很好的冷却，而同时所述散热器受到阻塞的风险被防止。
所述目的利用在引言中提到的类型的装置而实现，所述装置的特征在于权利要求1的特征部分中所指出的特征。为了使气态介质可以被有效地冷却，其需要被第二冷却***中的冷却剂冷却，所述第二冷却***可以被称作低温冷却***。当第二冷却***中的冷却剂被使用时，气态介质通常被冷却至呈液态形式的水在散热器内凝积的温度。如果冷却剂也比0℃更冷，则存在水在散热器内可能冻结成冰的明显的风险。第二冷却***中的冷却剂的温度越低，所述风险越大。根据本发明，来自燃烧发动机废气的热量被使用以使得可以当在散热器中冰已经形成或存在结冰的风险时对第二冷却***中的冷却剂加温。在燃烧发动机常规运行期间，阀机构被置于关闭位置，由此废气被阻止流动通过热交换器。结果第二冷却***中的冷却剂没有加温。当阀被置于打开位置时，暖(热)的废气流动通过热交换器。在这种情况下，第二冷却***中的冷却剂被废气加温。在第二冷却***中的冷却剂处于使其冒着将气态介质冷却至在散热器内形成冰的程度的风险的低温的情况下，这样的加温是有利的。如果有人确定散热器冒着冻结的风险或即将冻结，则阀机构可以被人工地置于打开位置。当结冰的风险已经停止时，阀机构可以被设置回关闭位置。气态介质因此可以提供散热器中很好的冷却，而同时散热器中的结冰可以被阻止。
根据本发明的一个优选实施方式，装置包括与燃烧发动机的排气管线连接的排气环路，所述排气环路包括所述热交换器和阀机构。这种排气环路可以呈U形。因此其可以具有通向排气管线的第一连接件以便于接收废气，以及通向排气管线的第二连接件以便于输送回所接收的废气。第二连接件有利地位于第一连接件的下游，以使得排气管线中废气的一部分可以被并联地引导通过所述排气环路并且在存在结冰的风险时对热交换器中的冷却剂加温。
根据本发明的一个优选实施方式，装置包括至少一个适于检测参数的传感器、以及控制单元，其中所述参数表示气态介质是否被冷却至在散热器中存在结冰或存在结冰的风险的程度，所述控制单元适于从所述构件接收信息和决定在散热器中是否存在结冰或是否存在结冰的风险，并且如果存在的话则将阀机构置于打开位置。利用这种构造，当在散热器中存在结冰的风险时阀机构可以被自动地置于第二位置。控制单元可以是装有用于此目的的适当软件的计算机单元。所述传感器可以是温度传感器或压力传感器。温度传感器可以检测第二冷却***中的冷却剂温度。如果散热器温度在其被引导至散热器时高于0℃，则在散热器内没有结冰的风险。为了完全地阻止结冰，控制单元可以在一旦冷却剂温度降至低于0℃时就将阀机构置于第二位置。装置可以包括至少一个适于检测与接近散热器的气态介质的压力或温度相关的参数的温度传感器或压力传感器。传感器可以在气态介质已经经过散热器之后检测所述气态介质的压力或温度。如果压力或温度低于极限值，则控制单元可以发现散热器中的流动通道即将变得被冰阻塞。在这种情况下，控制单元将阀机构置于打开位置以使得第二冷却***中的冷却剂接受加温。流动通过散热器的暖的冷却剂熔化已经形成在散热器内的冰。当冰已经融化时，控制单元从传感器接收表示散热器中的压力或温度已经回复到可接受值的信息。控制单元将阀机构置于关闭位置。在这种情况下，因此允许在散热器内有有限量的结冰。然而，只要散热器不开始冻结则低于0℃的冷却剂温度也可接受，因此结果获得气态介质非常有效的冷却。
根据本发明的另一个优选实施方式，第二冷却***包括散热器元件，在所述散热器元件中循环冷却剂被处于环境温度的空气冷却。冷却剂因此能够被冷却至接近环境温度的温度。对于第二冷却***中冷却剂流动的预定方向，热交换器在第二冷却***中有利地位于所述散热器元件下游以及散热器上游的位置。由此第二***中的冷却剂可以在其被引导至散热器之前基本上立即承受加温。在阀机构被置于打开位置的情况下，已经形成在散热器内的任何冰因此都将可以迅速融化。
根据本发明的另一个优选实施方式，第一冷却***适于冷却燃烧发动机。在常规运行期间，冷却燃烧发动机的冷却***通常处于80-100℃的温度。第二冷却***中的冷却剂有利地处于显著地较低的温度。装置可以包括其它的散热器，在其中气态介质预定为在所述气态介质被引导至前述散热器之前通过所述第一冷却***中的冷却剂接受第一步冷却，所述气态介质在所述散热器中通过所述第二冷却***中的冷却剂接受第二步冷却。气态介质可以是被引导至燃烧发动机的进气管线中的压缩空气。当空气被压缩时，其承受与所述空气的压缩度相关的量的加热。在增压燃烧发动机中，空气可以被压缩至高压。空气因此需要有效的冷却。为此，有利的是，在多于一个的散热器中和在多个阶段中冷却压缩空气，以使其可以在被引导至燃烧发动机之前达到期望的低温。所述气态介质还可以是在回流管线中被引导至燃烧发动机的再循环废气。废气在它们被引导进回流管线中时可能处于500-600℃的温度下。因此同样有利的是，在多于一个的散热器中和在多个阶段中冷却再循环废气，以使得它们可以在被引导至燃烧发动机之前达到期望的低温。
附图说明
下面将参考附图以示例的方式描述本发明的优选实施方式，其中：
图1示出了根据本发明的一个实施方式的用于增压燃烧发动机的装置。
具体实施方式
图1示出了用于驱动示意性示出的交通工具1的增压燃烧发动机的装置。燃烧发动机在此示例为柴油发动机2。柴油发动机2可以用来驱动重型车辆1。来自柴油发动机2的气缸的废气经由排气集管3被引导至排气管线4。柴油发动机2设有包括涡轮机5和压缩机6的涡轮单元。排气管线4中处于高于大气压力下的废气最初被引导至涡轮机5。因此涡轮机5被提供给驱动力，所述驱动力经由连接件被传递至压缩机6。压缩机6压缩经由空气过滤器7被抽吸进空气进气管线8的空气。进气管线8中的空气在冷却剂冷却的第一增压空气冷却器9中被初始地冷却。空气在第一增压空气冷却器9中被来自第一冷却***的冷却剂冷却，所述冷却剂还冷却燃烧发动机2。第一冷却***以下简称为燃烧发动机冷却***。压缩空气此后在冷却剂冷却的第二增压空气冷却器10中被冷却。在第二增压空气冷却器10中空气被来自第二冷却***的冷却剂冷却。第二冷却***中的冷却剂处于比在燃烧发动机冷却***中显著地更低的温度。
装置包括回流管线11，所述回流管线11用于实施排气管线4中部分废气的再循环。回流管线11具有处于排气管线4和进气管线8之间的长度。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被引导至进气管线8的废气的量。第一控制单元13适于基于关于柴油发动机2的当前运行状态的信息控制EGR阀12。回流管线11包括用于使废气接受第一步冷却的冷却剂冷却的第一EGR冷却器14。在第一EGR冷却器14中废气被来自燃烧发动机冷却***的冷却剂冷却。废气在冷却剂冷却的第二EGR冷却器15中承受第二步冷却。在第二EGR冷却器15中废气被来自第二冷却***的冷却剂冷却。
在增压柴油发动机2中的某些运行状态下，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，无法将回流管线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，因为在大致所有的运行情形下，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中的压缩空气高的压力下。在废气已经与进气管线8中的压缩空气混合之后，混合物经由集管17被引导至柴油发动机2的相应的气缸。
燃烧发动机2被循环冷却剂以传统的方式冷却。冷却剂通过冷却剂泵18在燃烧发动机冷却***中循环。冷却剂的主流动被引导通过燃烧发动机2。在冷却剂已经冷却了燃烧发动机2之后，其被引导至恒温器19。恒温器19依据冷却剂温度将可变的量的冷却剂引导至管线21a和管线21b。管线21a引导冷却剂至燃烧发动机2，而管线21b引导冷却剂至装配在交通工具1的前方部分处的散热器20。当冷却剂已经达到常规工作温度时，基本上所有的冷却剂被引导至散热器20以便于被冷却。管线23将经冷却的冷却剂引导回燃烧发动机2。冷却***中较小部分的冷却剂不用于冷却燃烧发动机，而是被引导至两个并联管线22a、22b。管线22a引导冷却剂至第一增压空气冷却器9，在其中其使压缩空气接受第一步冷却。
管线22b引导冷却剂至第一EGR冷却器14，在其中使再循环废气接受第一步冷却。已经在第一增压空气冷却器9中冷却了空气的冷却剂以及已经在第一EGR冷却器14中冷却了废气的冷却剂在管线22c中重新结合。管线22c将冷却剂引导至冷却***中位于三通阀19和泵18之间的位置，在该处其与来自散热器20的经冷却的冷却剂混合。
第二冷却***包括装配在交通工具1***区域中散热器20前面的散热器元件24。在这种情况下所述***区域位于交通工具1的前部。散热器风扇25适于产生通过散热器元件24和散热器20的环境空气的气流。由于散热器元件24位于散热器20的前面，散热器元件24中的冷却剂被处于环境温度的空气冷却。散热器元件24中的冷却剂因此能够被冷却至接近环境温度的温度。来自散热器元件24的冷的冷却剂通过泵27在管线回路26中循环于第二冷却回路中。管线回路26包括第一管线26a，所述第一管线26a从散热器元件24引导出冷的冷却剂至冷却器10、15。管线回路26包括第二管线26b，所述第二管线26b在冷却剂已经用于冷却所述冷却器10、15之后将其引导回到散热器元件24。
第一管线26a包括适于引导冷的冷却剂至热交换器28的管线部分26a′。热交换器28被布置在与排气管线4连接的排气环路29中。排气环路具有通向排气管线4的第一连接件29a以便于接收废气，以及通向排气管线4的第二连接件29b以便于输送回所接收的废气。第二连接件29b位于第一连接件29a的下游，以使得排气管线4中的废气的一部分可以通过排气环路29被并联地引导。排气环路29不仅包括热交换器28而且包括阀30。阀30可通过第二控制单元31控制。在冷却剂已经通过热交换器28之后，暖的冷却剂被引导回管线部分26a′。管线26a在部分26a′的下游的位置包括管线26c和管线26d。管线26c预定为引导冷的冷却剂至第二增压空气冷却器10，在其中使压缩空气接受第二步冷却，管线26d预定为引导冷的冷却剂至第二EGR冷却器15，在其中使再循环废气接受第二步冷却。在冷却剂已经通过所述冷却器10、15之后，暖的冷却剂经由管线26b被引导回到散热器24。
在柴油发动机2运行期间，废气流动通过排气管线4并且驱动涡轮机5。由此涡轮机5被供给驱动力，所述驱动力驱动压缩机6。压缩机6经由空气过滤器7抽吸进环境空气并且压缩进气管线8中的空气。空气因此获得增大的压力和升高的温度。在第一增压空气冷却器9中压缩空气被燃烧发动机冷却***中的散热器液体冷却。散热器液体在此可处于大约80-85℃的温度。因此压缩空气可以在第一增压空气冷却器9中承受第一步冷却以冷却至接近冷却剂温度的温度。在常规运行期间，控制单元31适于将阀30保持在关闭位置以使得没有废气从排气管线被引导至排气环路29。冷却剂由此不在热交换器28中承受加温，并且冷的冷却剂被引导至管线26c。冷却剂冷却第二增压空气冷却器10中的压缩空气。冷却剂在此可处于接近环境温度的温度。因此在第二增压空气冷却器10中废气可以在有利的情况下被冷却至接近环境温度的温度。
在柴油发动机2的大多数运行状态下，第一控制单元13将保持EGR阀12打开，以使得排气管线4中的部分废气被引导至回流管线11。排气管线4中的废气在它们到达第一EGR冷却器14时可处于大约500-600℃的温度下。在第一EGR冷却器14中，再循环废气通过燃烧发动机冷却***中的冷却剂接受第一步冷却。燃烧发动机冷却***中的冷却剂将由此处于相对高的温度下，但是该温度明确地低于废气的温度。因此可以实现第一EGR冷却器14中废气的良好的冷却。当阀30处于关闭位置时，冷的冷却剂被引导至管线26d，在其中冷却剂在第二EGR冷却器15中冷却再循环废气。从而冷却剂在此可处于接近环境温度的温度。在有利的情况下，在第二EGR冷却器15中，再循环废气因此可以同样被冷却至接近环境温度的温度。由此回流管线11中的废气可以在它们混合以及被引导至燃烧发动机2之前承受冷却至与压缩空气大致相同的低温。大致最优化的量的空气和再循环废气因此可以被引导至燃烧发动机。因此可以作出以充分最佳性能进行的燃烧发动机2中的燃烧。压缩空气和再循环废气的低温还获得低燃烧温度以及废气中的低氮氧化物含量。
压缩空气和再循环废气的所述有效的冷却也具有缺陷。压缩空气在第二增压空气冷却器10中被冷却至使液态形式的水在增压空气冷却器10中凝结的温度。类似地，第二EGR冷却器15中的废气被冷却至使得冷凝物在第二EGR冷却器15内形成的温度。当环境空气的温度低于0℃时，还有第二增压空气冷却器10中凝结的水和第二EGR冷却器15中凝结的冷凝物可能冻结成冰的风险。在第二增压空气冷却器10和第二EGR冷却器15内的结冰可能严重地妨碍燃烧发动机2的运行。第二控制单元31适于从至少一个传感器接收指示在第二增压空气冷却器10和/或第二EGR冷却器15中冰是否已经形成或者是否存在形成冰的风险的信息。这种传感器可以是检测第二冷却***中的冷却剂温度的温度传感器35。图1示出了检测第二冷却***中的管线26a中冷却剂温度的传感器35。如果管线26a中的冷却剂处于明确地低于0℃的温度，则存在可能在第二增压空气冷却器10和/或第二EGR冷却器15中形成冰的明显的风险。控制单元31可以备选地从两个或更多个温度传感器或压力传感器接收信息。一个所述温度传感器可以测量压缩空气在其已经在第二增压空气冷却器10中冷却之后的温度，而另一个温度传感器可以测量再循环废气在它们已经在第二EGR冷却器15中冷却之后的温度。如果压缩空气和/或再循环废气处于低于0℃的温度，则意味着在增压空气冷却器10内和/或在第二EGR冷却器15内即将形成冰。
如果接收到指示在冷却器10、15中的任何一个内存在结冰的风险或者已经形成冰的信息，则第二控制单元31将阀30置于打开位置。暖的废气由此从排气管线4通过排气环路29被引导。排气环路29中的暖的废气对经过热交换器28的冷却剂加温。暖的冷却剂在管线26a中被继续引导至管线26c和26d，由此其流动通过第二增压空气冷却器10和第二EGR冷却器15。所述暖的冷却剂迅速熔化已经在增压空气冷却器10和/或第二EGR冷却器15内形成的任何冰。因此能够以简单且有效的方式除去增压空气冷却器10中和/或第二EGR冷却器15中的任何结冰。在冷却剂已经通过所述冷却器10、15之后，其被引导至管线26b并且回到散热器元件24。在预定时间之后或者在第二控制单元31接收到指示在增压空气冷却器10和/或第二EGR冷却器15中冰已经融化的信息时，第二控制单元31将阀30设置回关闭位置。通过排气环路29的废气流停止并且在管线部分26a′中被引导的冷却剂不再承受热交换器28中的任何加温。
本发明决不限于附图所指的实施方式，而是可以在权利要求书的范围内自由变化。装置还可以用于保持仅使所述冷却器10、15中的一个基本上没有冰。

Claims (10)

1.一种用于增压燃烧发动机(2)的装置，所述装置包括带有循环冷却剂的第一冷却***、带有在所述燃烧发动机(2)常规运行期间处于比所述第一冷却***中的冷却剂低的温度的循环冷却剂的第二冷却***、以及冷却器(10、15)，在所述冷却器(10、15)中包含水蒸汽的气态介质预定为被所述第二冷却***中的冷却剂冷却，其特征在于，所述装置包括适于使来自所述第二冷却***的冷却剂流动通过其中的热交换器(28)、以及阀机构(30)，所述阀机构(30)可以被置于关闭位置由此来自所述燃烧发动机的废气被阻止流动通过所述热交换器(28)、并且可以被置于打开位置由此来自所述燃烧发动机(2)的废气流动通过所述热交换器(28)以使得所述第二冷却***中的冷却剂被废气加温。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置包括与所述燃烧发动机(2)的排气管线(4)连接的排气环路(29)，并且所述排气环路(29)包括所述热交换器(28)和所述阀机构(30)。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述装置包括至少一个适于检测参数的传感器(35)、以及控制单元(31)，所述参数指示所述气态介质是否被冷却到使所述冷却器(10、15)中存在结冰或存在结冰的风险的程度，所述控制单元(31)适于从所述传感器(35)接收信息以及确定在所述冷却器(10、15)中是否存在结冰或是否存在结冰的风险，并且如果存在结冰或存在结冰的风险的话就将所述阀机构(30)置于打开位置。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述传感器是温度传感器(35)或压力传感器。
5.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述第二冷却***包括散热器元件(24)，在所述散热器元件(24)中所述循环冷却剂被处于环境温度的空气冷却。
6.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，对于所述第二冷却***中冷却剂流动的预定方向，所述热交换器(28)在所述散热器元件(24)下游以及所述冷却器(10、15)上游的位置位于所述第二冷却***中。
7.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述第一冷却***适于冷却所述燃烧发动机(2)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置包括其它的冷却器(9、14)，在其中气态介质预定为在所述气态介质被引导至前述冷却器(10、15)之前通过所述第一冷却***中的冷却剂接受第一阶段冷却，所述气态介质在所述冷却器(10、15)中通过所述第二冷却***中的冷却剂接受第二步冷却。
9.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述气态介质是在进气管线(8)中被引导至所述燃烧发动机(2)的压缩空气。
10.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述气态介质呈在回流管线(11)中被引导至所述燃烧发动机(2)的再循环废气的形式。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111164284A (zh) * 2017-09-29 2020-05-15 五十铃自动车株式会社 冷却***
CN113153591A (zh) * 2021-05-11 2021-07-23 广西玉柴机器股份有限公司 一种柴油机传感器安装座

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5803397B2 (ja) * 2011-08-03 2015-11-04 トヨタ自動車株式会社 内燃機関のｅｇｒ装置
GB2501304B (en) 2012-04-19 2019-01-16 Ford Global Tech Llc Apparatus and method for engine warm up
JP2013256936A (ja) * 2012-05-16 2013-12-26 Denso Corp 排気還流装置
US9334791B2 (en) * 2012-09-17 2016-05-10 Ford Global Technologies, Llc Charge air cooler condensation control
US9188056B2 (en) * 2012-10-19 2015-11-17 Ford Global Technologies, Llc Engine control system and method
US9359964B2 (en) * 2012-12-07 2016-06-07 Ford Global Technologies, Llc Controlled transient acceleration to evacuate condensate from a charge air cooler
JP5993759B2 (ja) * 2013-02-27 2016-09-14 カルソニックカンセイ株式会社 エンジンの吸気冷却装置
DE102013207134B4 (de) * 2013-04-19 2015-04-02 Continental Automotive Gmbh Verfahren zum Temperieren eines Abgasrückführungskühlers einer Verbrennungsmotoranordnung und kombinierte Temperierungsvorrichtung für eine Verbrennungsmotoranordnung
US9051890B2 (en) * 2013-10-28 2015-06-09 Ford Global Technologies, Llc Method for estimating charge air cooler condensation storage with an intake oxygen sensor
KR102403512B1 (ko) 2015-04-30 2022-05-31 삼성전자주식회사 공기 조화기의 실외기, 이에 적용되는 컨트롤 장치
SE540225C2 (en) 2015-06-15 2018-05-02 Scania Cv Ab Method and system for diagnosing operation of a cooler arrangement of a cooling system of a vehicle
BE1024700B1 (nl) * 2016-10-25 2018-06-01 Atlas Copco Airpower Naamloze Vennootschap Regelaar voor het regelen van de snelheid van een motor die een oliegeïnjecteerde compressor aandrijft en werkwijze voor het regelen van die snelheid
RU170743U1 (ru) * 2016-11-17 2017-05-05 Публичное акционерное общество "ЗВЕЗДА" (ПАО "ЗВЕЗДА") Дизельный двигатель
RU175657U1 (ru) * 2017-03-21 2017-12-13 Публичное акционерное общество "ЗВЕЗДА" (ПАО "ЗВЕЗДА") Дизельный двигатель

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4391235A (en) * 1981-05-28 1983-07-05 Majkrzak David S Vehicle exhaust gas warm-up heater system
US5598705A (en) * 1995-05-12 1997-02-04 General Motors Corporation Turbocharged engine cooling apparatus
JPH10103203A (ja) * 1996-09-06 1998-04-21 Hyundai Motor Co Ltd 水冷式エンジンの冷却装置
WO2007108761A1 (en) * 2006-03-21 2007-09-27 Scania Cv Ab Cooling arrangement in a vehicle

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB950020A (en) * 1961-12-18 1964-02-19 Manfred Behr Improvements relating to supercharged internal combustion engine cooling arrangements
SU1153091A1 (ru) * 1983-11-17 1985-04-30 Научно-исследовательский конструкторско-технологический институт тракторных и комбайновых двигателей Система охлаждени двигател внутреннего сгорани с турбонаддувом
US6244256B1 (en) 1999-10-07 2001-06-12 Behr Gmbh & Co. High-temperature coolant loop for cooled exhaust gas recirculation for internal combustion engines
US6230668B1 (en) * 2000-05-22 2001-05-15 General Electric Company Locomotive cooling system
FR2811376B1 (fr) * 2000-07-06 2003-02-07 Peugeot Citroen Automobiles Sa Dispositif de regulation thermique de l'air d'admission d'un moteur a combustion interne de vehicule automobile
FR2829533B1 (fr) * 2001-09-07 2004-04-23 Peugeot Citroen Automobiles Sa Dispositif perfectionne de regulation thermique de l'air d'admission d'un moteur a combustion interne de vehicule automobile
WO2005073535A1 (de) * 2004-02-01 2005-08-11 Behr Gmbh & Co. Kg Anordnung zur kühlung von abgas und ladeluft
JP4631452B2 (ja) 2005-01-28 2011-02-16 トヨタ自動車株式会社 車両のｅｇｒ冷却システム
GB2429763B (en) * 2005-09-02 2011-01-19 Ford Global Tech Llc A cooling system for a motor vehicle providing cold start oil heating
JP2007315323A (ja) 2006-05-26 2007-12-06 Tokyo Radiator Mfg Co Ltd Ｅｇｒクーラのシステム構造
SE531102C2 (sv) * 2006-12-05 2008-12-16 Scania Cv Ab Arrangemang hos en överladdad förbränningsmotor

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4391235A (en) * 1981-05-28 1983-07-05 Majkrzak David S Vehicle exhaust gas warm-up heater system
US5598705A (en) * 1995-05-12 1997-02-04 General Motors Corporation Turbocharged engine cooling apparatus
JPH10103203A (ja) * 1996-09-06 1998-04-21 Hyundai Motor Co Ltd 水冷式エンジンの冷却装置
WO2007108761A1 (en) * 2006-03-21 2007-09-27 Scania Cv Ab Cooling arrangement in a vehicle

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111164284A (zh) * 2017-09-29 2020-05-15 五十铃自动车株式会社 冷却***
US11053893B2 (en) 2017-09-29 2021-07-06 Isuzu Motors Limited Cooling system
CN111164284B (zh) * 2017-09-29 2021-12-21 五十铃自动车株式会社 冷却***
CN113153591A (zh) * 2021-05-11 2021-07-23 广西玉柴机器股份有限公司 一种柴油机传感器安装座
CN113153591B (zh) * 2021-05-11 2024-03-26 广西玉柴机器股份有限公司 一种柴油机传感器安装座

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