CN103958875A - Egr气体冷却*** - Google Patents

Egr气体冷却*** Download PDF

Info

Publication number
CN103958875A
CN103958875A CN201280045265.2A CN201280045265A CN103958875A CN 103958875 A CN103958875 A CN 103958875A CN 201280045265 A CN201280045265 A CN 201280045265A CN 103958875 A CN103958875 A CN 103958875A
Authority
CN
China
Prior art keywords
cooling
cooling water
egr gas
water
temperature
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.)
Pending
Application number
CN201280045265.2A
Other languages
English (en)
Inventor
酒川佳
横山裕一
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.)
Tokyo Radiator Mfg Co Ltd
Marelli Corp
Original Assignee
Tokyo Radiator Mfg Co Ltd
Calsonic Kansei Corp
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
Priority claimed from JP2011202528A external-priority patent/JP2013064339A/ja
Priority claimed from JP2011202534A external-priority patent/JP2013064340A/ja
Application filed by Tokyo Radiator Mfg Co Ltd, Calsonic Kansei Corp filed Critical Tokyo Radiator Mfg Co Ltd
Publication of CN103958875A publication Critical patent/CN103958875A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P3/00Liquid cooling
    • F01P3/20Cooling circuits not specific to a single part of engine or machine
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B29/00Engines characterised by provision for charging or scavenging not provided for in groups F02B25/00, F02B27/00 or F02B33/00 - F02B39/00; Details thereof
    • F02B29/04Cooling of air intake supply
    • F02B29/0406Layout of the intake air cooling or coolant circuit
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P7/00Controlling of coolant flow
    • F01P7/14Controlling of coolant flow the coolant being liquid
    • F01P7/16Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control
    • F01P7/165Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control characterised by systems with two or more loops
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/22Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage
    • F02M26/23Layout, e.g. schematics
    • F02M26/24Layout, e.g. schematics with two or more coolers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/22Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage
    • F02M26/23Layout, e.g. schematics
    • F02M26/25Layout, e.g. schematics with coolers having bypasses
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/22Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage
    • F02M26/23Layout, e.g. schematics
    • F02M26/28Layout, e.g. schematics with liquid-cooled heat exchangers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/22Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage
    • F02M26/33Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage controlling the temperature of the recirculated gases
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P3/00Liquid cooling
    • F01P3/18Arrangements or mounting of liquid-to-air heat-exchangers
    • F01P2003/187Arrangements or mounting of liquid-to-air heat-exchangers arranged in series
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2060/00Cooling circuits using auxiliaries
    • F01P2060/02Intercooler
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/02EGR systems specially adapted for supercharged engines
    • F02M26/04EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
    • F02M26/05High pressure loops, i.e. wherein recirculated exhaust gas is taken out from the exhaust system upstream of the turbine and reintroduced into the intake system downstream of the compressor
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)

Abstract

本发明的目的在于提供一种EGR气体冷却***,在发动机起动后能够使冷却水的温度迅速上升。本发明的EGR气体冷却***,具有主冷却水回路(6),其使冷却水在发动机(3)、使发动机(3)的冷却水散热的主散热器(7)、和利用上述冷却水冷却EGR气体的一次EGR冷却器(1)之间循环;并具有低水温冷却水回路(9),其使上述冷却水在发动机(3)、与主散热器(7)一体或者分开设置并使上述冷却水散热的子散热器(10)、和利用所述冷却水冷却所述EGR气体的二次EGR冷却器(2)之间循环,低水温冷却水回路(9)的发动机(3)与子散热器(10)的中间设置有控制冷却水的流量的流量控制装置(12)。

Description

EGR气体冷却***
技术领域
本发明涉及一种对搭载于汽车的各热交换器进行循环的冷却水的循环***及其控制。
背景技术
作为汽车的排放气体所引起的大气污染的对策,在搭载柴油发动机的车辆中,广泛采用使排放气体回流至发动机的EGR***。
但是,在发动机的高负荷状态下,排放气体的温度会上升,若使其以原样回流至发动机的进气***,则燃烧温度会上升,排放气体中的氮氧化物浓度反而会增大。因此,一般设置有热交换器(EGR冷却器),使排放气体通过冷却水冷却后回流至发动机。
EGR冷却器的冷却水兼作发动机的冷却水。
主冷却水回路形成的流路为:在散热器向行驶风散热的冷却水被返回发动机,在对发动机进行冷却前将一部分导出并使其流入EGR冷却器,在EGR冷却器将EGR气体冷却后,与从散热器流入发动机的冷却水合流,一部分被再次引流到EGR冷却器,并且剩余部分将发动机冷却,向散热器循环。
虽然与运转条件有关,但在发动机运转时,一般而言,在散热器散热后的冷却水的温度大概会超过80℃。因此,利用该冷却水由EGR冷却器冷却的排放气体不会成为该冷却水的水温以下。
近些年来,由于强化了对于排放气体的限制,因此要求EGR冷却器大容量化以及发动机的燃烧温度下降。
其中,关于EGR冷却器大容量化,是通过使EGR冷却器大型化、将EGR冷却器的使用条数增加为多条来进行了对应。
为了使发动机的燃烧温度下降,需要使回流至发动机的排放气体(EGR气体)的温度下降。
在现有技术中,存在有:为了使发动机的燃烧温度下降为目的而使增压空气温度下降,新设置了将供给至中间冷却器的冷却水进一步冷却的子散热器,在主冷却水回路之外设置有在该子散热器与中间冷却器与发动机循环的低水温冷却水回路的增压空气冷却***(专利文献1)。
现有技术文献:
专利文献1:美国专利公开公报2008066697号公报
发明内容
本发明要解决的问题
如果将其应用于EGR气体冷却***,则例如如图3所示,设置2条EGR冷却器201、202,通过将第2条EGR冷却器(二次EGR冷却器202)配置在上述低水温冷却水回路209中,在二次EGR冷却器202中,能够由更低水温的冷却水来冷却EGR气体。
在该EGR气体冷却***中,在子散热器210散热,通过了二次EGR冷却器202的冷却水与主冷却水回路206合流,返回至发动机203。
在发动机203的运转中,优选的是在起动后进行暖机运转,使装置的温度迅速上升,冷却水也上升至适当的水温。
因此,主冷却水回路206利用恒温器208在水温低时关断,不使冷却水流向主散热器207。
但是,在低水温冷却水回路209中持续有冷却水循环,即使在希望进行暖机时,由于冷却水从发动机203接受热量并在子散热器210散热,因此会妨碍发动机203的暖机。
特别是在气温低、发动机的负荷也低的运转条件下,冷却水的水温上升会变慢。
本发明是为解决上述问题而完成的,其目的在于提供一种EGR气体冷却***,其设置有低水温冷却水回路并实现流向EGR冷却器的冷却水的低温化,并且控制低水温冷却水回路的冷却水的流动方式,在发动机起动后能够使冷却水的温度迅速上升。
用于解决问题的手段
在本发明中,解决上述问题的手段如下:
第1技术方案是一种EGR气体冷却***,其特征在于,具有主冷却水回路,其使冷却水在发动机、使上述发动机的冷却水散热的主散热器、和利用上述冷却水冷却EGR气体的一次EGR冷却器之间循环,并具有低水温冷却水回路,其使上述冷却水在上述发动机、与上述主散热器一体或者分开设置并使上述冷却水散热的子散热器、和利用上述冷却水冷却上述EGR气体的二次EGR冷却器之间循环,在上述低水温冷却水回路的上述发动机与上述子散热器的中间设置有控制冷却水的流量的流量控制装置。
第2技术方案的特征在于,上述流量控制装置在上述发动机中的上述冷却水的温度为预定的温度以上时,打开上述低水温冷却水回路。
第3技术方案明的特征在于,上述流量控制装置在上述EGR气体的温度为预定的温度以上时,打开上述低水温冷却水回路。
第4技术方案的特征在于,上述流量控制装置在使上述EGR气体流向上述二次EGR冷却器时,打开上述低水温冷却水回路。
第5技术方案的特征在于,在上述低水温冷却水回路设置有旁路流路,该旁路流路从该低水温冷却水回路分岔并绕过上述子散热器,在上述二次EGR冷却器的上游侧合流,上述流量控制装置控制上述低水温冷却水回路的上述子散热器侧和上述旁路流路的冷却水的流动。
第6技术方案的特征在于,上述流量控制装置在上述发动机中的上述冷却水的温度未达到预定的温度时,使上述冷却水流到上述旁路流路,在上述发动机中的冷却水的温度为预定的温度以上时,使上述冷却水流到上述子散热器。
第7技术方案的特征在于,上述流量控制装置在上述EGR气体不流过上述二次EGR冷却器时,使上述冷却水流到上述旁路流路,在上述EGR气体流向上述二次EGR冷却器时,使上述冷却水流到上述子散热器。
第8技术方案的特征在于,上述流量控制装置配置在上述子散热器的上游侧。
第9技术方案的特征在于,上述流量控制装置是能够通过开度调整上述冷却水的流量的流路控制阀。
发明的效果
根据第1技术方案,通过在所述低水温冷却水回路的所述发动机与所述子散热器的中间设置控制冷却水的流量的流量控制装置,从而在发动机刚起动之后,通过流量控制装置关闭低水温冷却水回路,使发动机迅速暖机,并且能够在发动机的暖机完成后、或者需要EGR气体的冷却时,打开低水温冷却水回路,在二次EGR冷却器冷却EGR气体,能够兼顾发动机的升温时间的缩短与EGR气体的冷却性能。
根据第2技术方案,所述流量控制装置通过在所述发动机中的所述冷却水的温度为预定的温度以上时打开所述低水温冷却水回路,从而在发动机刚起动之后,通过流量控制装置关闭低水温冷却水回路,使发动机迅速暖机,并且能够在发动机的暖机完成后,打开低水温冷却水回路,在二次EGR冷却器冷却EGR气体,能够兼顾发动机的升温时间的缩短与EGR气体的冷却性能。
根据第3技术方案,所述流量控制装置通过在所述EGR气体的温度为预定的温度以上时,打开所述低水温冷却水回路,从而在发动机刚起动之后,通过流量控制装置关闭低水温冷却水回路,使发动机迅速暖机,并且能够在发动机的暖机完成后,打开低水温冷却水回路,在二次EGR冷却器冷却EGR气体,能够兼顾发动机的升温时间的缩短与EGR气体的冷却性能。
根据第4技术方案,所述流量控制装置通过在使所述EGR气体流向所述二次EGR冷却器时,打开所述低水温冷却水回路,从而在发动机刚起动之后,利用流量控制装置关闭低水温冷却水回路,使发动机迅速暖机,并且能够在使EGR气体流向二次EGR冷却器时,打开低水温冷却水回路,在二次EGR冷却器冷却EGR气体,另外,能够防止冷却水的沸腾所引起的二次EGR冷却器的损坏。
因此,特别是即使在冷却水的温度较低时EGR气体也开始循环的车辆中,也能够实现EGR气体的冷却以及防止二次EGR冷却器的损坏。
根据第5技术方案,通过在所述低水温冷却水回路设置有旁路流路,该旁路流路从该低水温冷却水回路分岔并绕过所述子散热器,在所述二次EGR冷却器的上游侧合流,并设置有流量控制装置来控制所述低水温冷却水回路的所述子散热器侧和所述旁路流路的冷却水的流动,从而在发动机刚起动之后,通过流量控制装置使冷却水流到旁路流路,能够使发动机迅速暖机。能够在发动机的暖机完成后、或者需要EGR气体的冷却时,利用由流量控制装置使冷却水流到子散热器侧,从而使冷却水的温度下降,在二次EGR冷却器冷却EGR气体,能够兼顾发动机的升温时间的缩短与EGR气体的冷却性能。
根据第6技术方案,由于所述流量控制装置在所述发动机中的所述冷却水的温度未达到预定的温度时,使所述冷却水流到所述旁路流路,并在所述发动机中的冷却水的温度为预定的温度以上时,使所述冷却水流到所述子散热器,从而能够在冷却水的温度低时通过流量控制装置使冷却水流到旁路流路,使发动机迅速暖机。并能够在冷却水的温度较高时,通过流量控制装置使冷却水流到子散热器,使冷却水的温度下降,在二次EGR冷却器冷却EGR气体,能够兼顾发动机的升温时间的缩短与EGR气体的冷却性能。
另外,由于二次EGR冷却器上持续有冷却水流过而不会停滞,因此能够降低二次EGR冷却器内的冷却水因EGR气体而局部沸腾从而损坏二次EGR冷却器的可能性。
根据第7技术方案,由于所述流量控制装置在所述EGR气体不流到所述二次EGR冷却器时,使所述冷却水流到所述旁路流路,并在所述EGR气体流向所述二次EGR冷却器时,使所述冷却水流到所述子散热器,从而能够在不需要冷却EGR气体时,通过流量控制装置使冷却水流到旁路流路,能够使发动机迅速暖机。能够在EGR气体开始向二次EGR冷却器循环时,通过流量控制装置使冷却水流到子散热器,使冷却水的温度下降,在二次EGR冷却器冷却EGR气体,另外,能够防止由于冷却水的沸腾所引起的二次EGR冷却器的损坏。
因此,特别是即使在冷却水的温度较低时EGR气体也开始循环的车辆中,也能够实现EGR气体的冷却以及防止二次EGR冷却器的损坏。
另外,本发明也能够根据第8技术方案、第9技术方案的结构,以简易的结构实现。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式和第二实施方式的EGR气体冷却***的说明图。
图2是表示本发明的第三实施方式的EGR气体冷却***的说明图。
图3是示出现有的EGR气体冷却***的说明图。
附图标记说明
1、101:一次EGR冷却器;2、102:二次EGR冷却器;3、103:发动机;4、104:涡轮增压器;5、105:中间冷却器;6、106:主冷却水回路;7、107:主散热器;8、108:恒温器(主冷却水回路);9、109:低水温冷却水回路;10、110:子散热器;11、111:水泵;12:恒温器(低水温冷却水回路);112:旁路流路;13、113:电磁阀;14、114:EGR气体的配管;15、115:增压空气路径
具体实施方式
<第一实施方式>
下面,说明本发明的第一实施方式的EGR气体冷却***。
该EGR气体冷却***被使用于采用了中型、大型级的柴油发动机的卡车、工程机械等、为了符合排放气体的排放限制而进行大量的排放气体的回流(EGR)的车辆。
为了冷却大量的EGR气体,如图1所示,该车辆具有由一次EGR冷却器1和二次EGR冷却器2构成的2条EGR冷却器。EGR气体从发动机3的排气***通过配管,依次流过一次EGR冷却器1、二次EGR冷却器2并被冷却后,向发动机3的进气***回流(EGR气体的配管14)。
另外,在该车辆中,由涡轮增压器4将吸入空气压缩而得到的增压空气在中间冷却器5通过行驶风冷却,并供给至发动机的进气***(增压空气路径15)。从发动机3的排气***排出的排放气体的一部分作为EGR气体回流至发动机,但剩余部分被转用为由涡轮增压器4将吸入空气压缩,并供给至发动机3的进气***的能量。
一次EGR冷却器1配置在主冷却水回路6中。
主冷却水回路6形成的流路为:在主散热器7向行驶风散热的冷却水返回发动机3,在冷却发动机3之前将一部分导出而使其流入一次EGR冷却器1,在一次EGR冷却器1将EGR气体冷却后,与从主散热器7流入发动机3的冷却水合流,一部分被再次引流到一次EGR冷却器1,并且剩余部分将发动机3冷却,向主散热器7循环。
在从发动机3向主散热器7导出冷却水的流出口附近设置有利用恒温器8来构成的主流量控制装置。该恒温器8在发动机3中的冷却水的温度未达到预定的温度时,关闭通向主散热器7的配管;如果达到了预定的温度以上,则打开通向主散热器7的配管。
由此,在发动机刚起动之后发动机3的温度较低的状态下,恒温器8关闭从发动机3通向主散热器7的配管,而不会妨碍发动机3的暖机。此时,冷却水不通过主散热器7而像图1中的虚线箭头F那样流动,在发动机3与一次EGR冷却器1之间的流路循环,在一次EGR冷却器1中冷却EGR气体。另外,如果通过暖机运转,发动机3的冷却水被暖至预定温度,则恒温器8打开,冷却水流向主散热器7,向行驶风散热。
二次EGR冷却器2配置在低水温冷却水回路9中。
低水温冷却水回路9形成的流路为:在主散热器7向行驶风散热的冷却水返回发动机3并对发动机3进行冷却之前,将冷却水的一部分导出,并在子散热器10向行驶风散热而使冷却水的温度下降,在二次EGR冷却器2将EGR气体冷却后,与从一次EGR冷却器1返回发动机3的主冷却水回路6合流,进行循环。
冷却水利用水泵11使主冷却水回路6和低水温冷却水回路9循环。
由于像这样设置了二次EGR冷却器2和低水温冷却水回路9,能够在二次EGR冷却器2中,利用在子散热器10成为更低温度的冷却水,对在一次EGR冷却器1中被冷却的EGR气体进行冷却,能够提高EGR气体冷却***的冷却性能。
此外,如图1所示,子散热器10可以与主散热器7单独地设置,也可以与主散热器7一体设置而在内部分开。
在该EGR气体冷却***中,在从发动机3向低水温冷却水回路9导出冷却水的流出口附近也设置有恒温器12(流量控制装置的一个例子)。
恒温器12内部封入有随着温度而膨胀、收缩的蜡,根据发动机3的冷却水温度的升降蜡产生反应,能够打开或关闭低水温冷却水回路9。
由此,在发动机刚起动之后发动机3的温度较低时,恒温器12关闭从发动机3通向子散热器10的配管,冷却水不流到低水温冷却水回路9,冷却水如图1中的虚线箭头所示那样流动。因此,发动机3变暖且冷却水到达预定温度之前,冷却水不会不必要地对发动机3进行冷却而妨碍暖机,能够缩短升温时间。
另一方面,如果发动机3的冷却水的温度达到预定温度以上,则打开低水温冷却水回路9,能够利用子散热器10使冷却水的温度下降,并且由二次EGR冷却器2进一步冷却EGR气体。
这样,利用比较廉价的恒温器12,能够容易兼顾使发动机3的升温时间缩短以及EGR气体冷却***的冷却性能。
由于恒温器12是利用了物质的热膨胀的机构,因此不是从全关状态瞬间切换到全开状态,所以在低水温冷却水回路9从全关状态过渡到全开状态期间,冷却水温度会有范围。因此,考虑到制品精度的偏差,恒温器12开始开通的冷却水温度需要设定为相对于使EGR气体开始流过二次EGR冷却器2的温度低几度的温度。
<第二实施方式>
接下来,说明本发明的第二实施方式的EGR气体冷却***。
第二实施方式的EGR气体冷却***中,也设置有在发动机3、主散热器7、一次EGR冷却器1之间冷却水循环的主冷却水回路6这一点;和设置有子散热器10、二次EGR冷却器2,并设置有使冷却水在其循环的低水温冷却水回路9这一点与第一实施方式同样。
在第二实施方式中,在从发动机3向低水温冷却水回路9导出冷却水的流出口附近设置有电磁阀13(流量控制装置的一个例子)这点与第一实施方式不同。
该电磁阀13由来自车载的控制用计算机(未图示)的信号进行控制。
作为电磁阀13的控制方法的例子,在第二实施方式中设定为:在起动发动机3后,在暖机运转中将电磁阀13保持为完全关闭状态,如果EGR气体向二次EGR冷却器2的循环开始,则设定为使电磁阀13为完全打开。
通过像这样设定电磁阀13的打开或关闭,在EGR气体流动之前,将低水温冷却水回路9关闭,从而防止发动机3不必要地被冷却水冷却,能够使发动机3迅速暖机。
另一方面,如果EGR气体流向二次EGR冷却器2,则电磁阀13打开,冷却水循环,在二次EGR冷却器2对EGR气体进行冷却。因此,在EGR气体流过二次EGR冷却器2时冷却水的循环不会停滞,不会存在二次EGR冷却器2内的冷却水被EGR气体加热并沸腾从而损坏二次EGR冷却器2的可能性。
此外,在发动机负荷、冷却水温度与预定的条件一致时,由控制用计算机打开设置在EGR气体的配管14的EGR阀等流量控制阀(未图示),EGR气体开始向串联配置的一次EGR冷却器1和二次EGR冷却器2的循环。
作为电磁阀13的控制方法的其他例子也可以设定为:在起动发动机3后,在暖机运转中电磁阀13保持为完全关闭状态,利用EGR气体开始循环,将电磁阀13以预定的比例(例如半开程度)打开,使冷却水开始向二次EGR冷却器2流动。之后,主冷却水回路6的恒温器8被打开,用流量传感器、温度传感器等检测出冷却水流向主散热器7,与此同时将电磁阀13设定为完全打开。使电磁阀13全开的条件也可以设定为能够使二次EGR冷却器2的冷却性能最大化的其他的基准或者定时。
另外,也可以设定为用流量传感器检测EGR气体的流量,根据该流量适当调整电磁阀13的开度,得到适当的冷却水流量。
而且,也可以设定为用温度传感器检测发动机3、主散热器7、子散热器10中的各冷却水的温度,根据它们的关系适当调整电磁阀13的开度。
另外,也可以设定为检测发动机或者二次EGR冷却器的EGR气体的温度,在该温度为预定的温度以上时打开电磁阀13。
如此这样,通过多阶段地调节电磁阀13的开度,能够更有效地进行发动机3的升温,并且利用二次EGR冷却器2提高EGR气体的冷却效率。
另外,也可以在从发动机3向低水温冷却水回路9导出冷却水的流出口附近设置由致动器式阀构成的流量控制装置来代替电磁阀。
该致动器式阀的控制方法与电磁阀13的控制方法同样。
作为其他流量控制装置,也可以设置有能够利用电子控制的马达来调整开度的电子控制阀。
该电子控制式阀的控制方法也与电磁阀13的控制方法同样。
<第三实施方式>
接下来,说明本发明的第三实施方式的EGR气体冷却***。
该EGR气体冷却***是被使用于采用中型、大型级的柴油发动机的卡车、工程机械等、为了符合排放气体的排放限制而进行大量的排放气体的回流(EGR)的车辆。
为了冷却大量的EGR气体,如图2所示,该车辆具有由一次EGR冷却器101和二次EGR冷却器102构成的2条EGR冷却器。EGR气体从发动机103的排气***通过配管,依次流过一次EGR冷却器101、二次EGR冷却器102并被冷却之后,向发动机103的进气***回流(EGR气体的配管114)。
在EGR气体的配管114设置有EGR阀等流量控制阀(未图示),在发动机负荷、冷却水温度与预定的条件一致时,由控制用计算机(未图示)打开该流量控制阀等,EGR气体开始向串联配置的一次EGR冷却器101和二次EGR冷却器102的循环。
另外,在该车辆中,由涡轮增压器104将吸入空气压缩而得到的增压空气在中间冷却器105由行驶风冷却,并供给至发动机的进气***(增压空气路径115)。从发动机103的排气***排出的排放气体的一部分作为EGR气体回流至发动机,但剩余部分被转用为由涡轮增压器104将吸入空气压缩,供给至发动机103的进气***的能量。
一次EGR冷却器101配置在主冷却水回路106中。
主冷却水回路106形成的流路为:在主散热器107向行驶风散热的冷却水返回发动机103,在冷却发动机103之前将一部分导出而使其流入一次EGR冷却器101,在一次EGR冷却器101将EGR气体冷却后,与从主散热器107流入发动机103的冷却水合流,一部分被再次引流到一次EGR冷却器101,并且剩余部分将发动机103冷却,向主散热器107循环。
在从发动机103向主散热器107导出冷却水的流出口附近设置有利用恒温器108来构成的主流量控制装置。该恒温器108在发动机103中的冷却水的温度未达到预定的温度时,关闭通向主散热器107的配管;如果达到预定的温度以上,则打开通向主散热器107的配管。
恒温器108内部封入有随着温度而膨胀、收缩的蜡,根据发动机103的冷却水温度的升降蜡产生反应,能够打开或关闭通向主散热器107的配管。
由此,在发动机刚起动之后发动机103的温度低的状态下,恒温器108关闭从发动机103通向主散热器107的配管,因此不会妨碍发动机103的暖机。此时,冷却水不通过主散热器107而像图2中的虚线箭头F那样流动,在发动机103与一次EGR冷却器101之间的流路循环,在一次EGR冷却器101中冷却EGR气体。另外,如果通过暖机运转,发动机103的冷却水被暖至预定温度,则恒温器108打开,冷却水流向主散热器107,向行驶风散热。
二次EGR冷却器102配置在低水温冷却水回路109中。
低水温冷却水回路109形成的流路为:在主散热器107向行驶风散热的冷却水返回发动机103并对发动机103进行冷却之前,将冷却水的一部分导出,并在子散热器110向行驶风散热而使冷却水的温度下降,在二次EGR冷却器102将EGR气体冷却后,与从一次EGR冷却器101返回发动机103的主冷却水回路106合流,进行循环。
冷却水利用水泵111使主冷却水回路106和低水温冷却水回路109循环。
由于像这样设置了二次EGR冷却器102和低水温冷却水回路109,能够在二次EGR冷却器102中,利用在子散热器110成为更低温度的冷却水,对在一次EGR冷却器101中被冷却的EGR气体进行冷却,能够提高EGR气体冷却***的冷却性能。
此外,如图2所示,子散热器110可以与主散热器107单独地设置,也可以与主散热器107一体设置而在内部分开。
在该EGR气体冷却***中设置有旁路流路112,该旁路流路112在子散热器110的上游侧从低水温冷却水回路109分岔,绕过子散热器110,在二次EGR冷却器102的上游侧与低水温冷却水回路109合流。
另外,在低水温冷却水回路109与旁路流路112的分岔部或者合流部附近设置有由电磁阀113构成的流路控制阀,能够选择子散热器110侧与旁路流路112中的任意一方使冷却水流动。另外,作为其他例子,还能够在旁路流路112的中途设置电磁阀113(流量控制装置的一个例子、流路控制阀的一个例子),向子散热器110侧与旁路流路112中的一方分配较多流量的冷却水并使其流动。
该电磁阀113由来自车载的控制用计算机(未图示)的信号,切换冷却水的流动。
作为电磁阀113的控制方法的例子,在本实施方式中设定为:用温度传感器(未图示)检测发动机103中的冷却水的温度,在冷却水的温度未达到预定的温度时,使冷却水流到旁路流路112;在冷却水的温度为预定的温度以上时,使冷却水流到子散热器110。
由此,在发动机刚起动之后,在发动机103的温度较低时,电磁阀113关闭通向子散热器110的配管,冷却水流过旁路流路112。因此,在发动机103变暖且冷却水到达预定温度之前,冷却水不会在子散热器110散热而妨碍暖机,能够缩短升温时间。
另外,此时,冷却水也继续在二次EGR冷却器102循环。如果在EGR气体流过二次EGR冷却器102的状态下二次EGR冷却器102的冷却水停滞,则冷却水会被加热而沸腾,有可能损坏二次EGR冷却器102,但在本实施方式中,由于冷却水在二次EGR冷却器102持续流动,因此EGR气体冷却***整体的冷却水到达沸点之前,冷却水不会沸腾。
另一方面,如果发动机103的冷却水的温度为预定温度以上,则电磁阀113关闭旁路流路112,使冷却水流到子散热器110并散热,并且能够利用二次EGR冷却器102进一步冷却EGR气体。
在爬坡等对发动机103施加高负荷后,如果产生负荷急剧下降且吹向主散热器107的行驶风减少,则冷却水的温度会突然上升,但在本实施方式中,即使在这样的情况下,也能够由电磁阀113使冷却水流到子散热器110,能够通过散热使冷却水的温度下降。
作为电磁阀113的控制方法的其他例子,也可以设定为:用流量传感器(未图示)检测EGR气体的配管114的EGR气流量,在停止EGR气体的回流时,使冷却水流到旁路流路112;在EGR气体流过配管114时,使冷却水流到子散热器110。
另外,也可以设定为:在EGR气体的流量未达到预定的值时,使冷却水流到旁路流路112;在EGR气体的流量为预定的值以上时,使冷却水流到子散热器110。
由此,在EGR气体流动之前,使冷却水流到旁路流路112,从而能够防止冷却水在子散热器110散热而不必要地将发动机103冷却,使发动机103迅速暖机。
另一方面,如果EGR气体流向二次EGR冷却器102,则利用电磁阀113使冷却水流到子散热器110,在二次EGR冷却器102冷却EGR气体。因此,在EGR气体流过二次EGR冷却器102时冷却水不会在二次EGR冷却器102停滞,不会存在二次EGR冷却器102内的冷却水被EGR气体加热并沸腾从而损坏二次EGR冷却器102的可能性。
并且,作为电磁阀113的控制方法的其他例子,也可以基于冷却水的温度、EGR气体流动这两者来进行流路的切换。
即,在发动机103中的冷却水的温度未达到预定温度(T1)时,由电磁阀113使冷却水流到旁路流路112。
而且,在冷却水被加热并到达T1的情况下,且在EGR气体被流到二次EGR冷却器102时,由电磁阀113使冷却水流到子散热器110侧。即使冷却水为T1以上,在EGR气体没有流过二次EGR冷却器102时,冷却水被流到旁路流路112。
另外,在冷却水达到比T1高的预定温度(T2)时,即使EGR气体没有流过二次EGR冷却器102,由电磁阀也使冷却水流到子散热器110侧。
由此,特别是在发动机需要暖机时,能够使冷却水流到旁路流路112,使发动机103迅速暖机。另一方面,在冷却水的温度为T1以上且使EGR气体流过二次EGR冷却器102时、冷却水的温度为T2以上非常高时等,在使冷却水散热使其为低温的必要性较高时,能够使冷却水流到子散热器110并使其散热。
另外,作为电磁阀113的控制方法的其他例子,也可以设定为:用温度传感器(未图示)检测从发动机103排出的EGR气体的温度,在EGR气体的温度未达到预定的温度时,使冷却水流到旁路流路112;在EGR气体的温度为预定的温度以上时,使冷却水流到子散热器110。此时,也可以使冷却水的一部分流到旁路流路,使剩余部分流到子散热器,利用流量的分配来调整冷却水的温度。
由此,能够在EGR气体的温度较低,不需要在二次EGR冷却器102的冷却时,能够使冷却水流到旁路流路112,能够防止由于过度冷却EGR气体而在二次EGR冷却器102产生排气冷凝水。
另外,作为冷却水的流路控制阀,也可以使用致动器式阀来代替电磁阀113。
该致动器式阀的控制方法与电磁阀113的控制方法同样。
作为其他流路控制阀,也可以设置有能够利用电子控制的马达来调整开度的电子控制阀。
该电子控制式阀的控制方法也与电磁阀113的控制方法同样。
另外,作为冷却水的流路控制阀,也可以使用恒温器。
该恒温器在分岔部中的冷却水的温度未达到预定温度时,使冷却水流到旁路流路112;如果冷却水的温度为预定温度以上,则恒温器的蜡产生反应,使冷却水流到子散热器110。
由此,利用比较廉价的恒温器,能够容易兼顾使发动机103的升温时间缩短以及EGR气体冷却***的冷却性能。
另外,如图2所示,可以使旁路流路112与二次EGR冷却器102的上游侧的低水温冷却水回路109的配管合流,但是也可以通过与二次EGR冷却器102直接连接而与低水温冷却水回路109合流。
参照特定的实施方式详细说明了本发明,但对于本领域技术人员可以想到,在不脱离本发明的精神和范围内,能够施加各种变更、修正。例如,关于上述第一~第三实施方式的构成,为了在发动机起动后使冷却水的温度迅速上升,也可以适当组合。
本申请基于2011年9月16日申请的日本专利申请、申请号2011-202528、2011年9月16日申请的日本专利申请、申请号2011-202534,其内容此处作为参照并入本文。

Claims (9)

1.一种EGR气体冷却***,其特征在于,
具有主冷却水回路,其使冷却水在发动机、使所述发动机的冷却水散热的主散热器、和利用所述冷却水冷却EGR气体的一次EGR冷却器之间循环,
并具有低水温冷却水回路,其使所述冷却水在所述发动机、与所述主散热器一体或者分开设置并使所述冷却水散热的子散热器、和利用所述冷却水冷却所述EGR气体的二次EGR冷却器之间循环,
所述低水温冷却水回路的所述发动机与所述子散热器的中间设置有控制冷却水的流量的流量控制装置。
2.如权利要求1所述的EGR气体冷却***,其特征在于,
所述流量控制装置在所述发动机中的所述冷却水的温度为预定的温度以上时,打开所述低水温冷却水回路。
3.如权利要求1所述的EGR气体冷却***,其特征在于,
所述流量控制装置在所述EGR气体的温度为预定的温度以上时,打开所述低水温冷却水回路。
4.如权利要求1所述的EGR气体冷却***,其特征在于,
所述流量控制装置在使所述EGR气体流向所述二次EGR冷却器时,打开所述低水温冷却水回路。
5.如权利要求1或4所述的EGR气体冷却***,其特征在于,
在所述低水温冷却水回路设置有旁路流路,所述旁路流路从该低水温冷却水回路分岔并绕过所述子散热器,在所述二次EGR冷却器的上游侧合流,
所述流量控制装置控制所述低水温冷却水回路的所述子散热器侧和所述旁路流路的冷却水的流动。
6.如权利要求5所述的EGR气体冷却***,其特征在于,
所述流量控制装置在所述发动机中的所述冷却水的温度未达到预定的温度时,使所述冷却水流到所述旁路流路,
在所述发动机中的冷却水的温度为预定的温度以上时,使所述冷却水流到所述子散热器。
7.如权利要求6所述的EGR气体冷却***,其特征在于,
所述流量控制装置在所述EGR气体不流过所述二次EGR冷却器时,使所述冷却水流到所述旁路流路,
在所述EGR气体流向所述二次EGR冷却器时,使所述冷却水流到所述子散热器。
8.如权利要求1至7的任一项所述的EGR气体冷却***,其特征在于,
所述流量控制装置配置在所述子散热器的上游侧。
9.如权利要求5至7的任一项所述的EGR气体冷却***,其特征在于,
所述流量控制装置是能够通过开度调整所述冷却水的流量的流路控制阀。
CN201280045265.2A 2011-09-16 2012-09-13 Egr气体冷却*** Pending CN103958875A (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011-202534 2011-09-16
JP2011202528A JP2013064339A (ja) 2011-09-16 2011-09-16 Egrガス冷却システム
JP2011202534A JP2013064340A (ja) 2011-09-16 2011-09-16 Egrガス冷却システム
JP2011-202528 2011-09-16
PCT/JP2012/073524 WO2013039176A1 (ja) 2011-09-16 2012-09-13 Egrガス冷却システム

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN103958875A true CN103958875A (zh) 2014-07-30

Family

ID=47883393

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201280045265.2A Pending CN103958875A (zh) 2011-09-16 2012-09-13 Egr气体冷却***

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20150068472A1 (zh)
EP (1) EP2757245A4 (zh)
CN (1) CN103958875A (zh)
WO (1) WO2013039176A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108730075A (zh) * 2017-04-14 2018-11-02 爱三工业株式会社 Egr冷却装置

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112013006652B4 (de) * 2013-02-12 2017-10-26 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Steuerungsvorrichtung für die Kühlmittel-Strömungsrate in einem AGR-Kühler einer Verbrennungskraftmaschine
CN109139221B (zh) * 2018-09-29 2023-08-29 徐州徐工汽车制造有限公司 一种国六大马力重型卡车用冷却装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002227646A (ja) * 2001-01-30 2002-08-14 Isuzu Motors Ltd Egrクーラ付きエンジン
JP2004132180A (ja) * 2002-10-08 2004-04-30 Denso Corp エンジン冷却水回路
US20080115747A1 (en) * 2006-10-31 2008-05-22 International Engine Intellectual Property Company, Llc Coolant controller for an internal combustion engine
CN101198776A (zh) * 2005-06-14 2008-06-11 丰田自动车株式会社 用于内燃机的排气再循环装置
US20110023796A1 (en) * 2009-07-29 2011-02-03 International Engine Intellectual Property Company, Llc Adaptive EGR Cooling System

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007315323A (ja) * 2006-05-26 2007-12-06 Tokyo Radiator Mfg Co Ltd Egrクーラのシステム構造
DE102006044820B4 (de) 2006-09-20 2019-03-07 MAN Truck & Bus Österreich AG Kühlsystem einer Brennkraftmaschine mit Ladeluftzufuhr
WO2009002233A1 (en) * 2007-06-26 2008-12-31 Volvo Lastvagnar Ab Charge air system and charge air system operation method
FR2924756A1 (fr) * 2007-12-05 2009-06-12 Renault Sas Vehicule automobile comprenant un circuit de gaz recircules, et procede de mise en oeuvre
SE532245C2 (sv) * 2008-04-18 2009-11-24 Scania Cv Ab Kylarrangemang hos en överladdad förbränningsmotor
SE533942C2 (sv) * 2008-06-09 2011-03-08 Scania Cv Ab Arrangemang hos en överladdad förbränningsmotor
JP2010249129A (ja) * 2009-03-27 2010-11-04 Calsonic Kansei Corp チャージエアクーラ及び冷却システム
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
KR101251517B1 (ko) * 2010-12-09 2013-04-05 현대자동차주식회사 배기가스 후처리 시스템

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002227646A (ja) * 2001-01-30 2002-08-14 Isuzu Motors Ltd Egrクーラ付きエンジン
JP2004132180A (ja) * 2002-10-08 2004-04-30 Denso Corp エンジン冷却水回路
CN101198776A (zh) * 2005-06-14 2008-06-11 丰田自动车株式会社 用于内燃机的排气再循环装置
US20080115747A1 (en) * 2006-10-31 2008-05-22 International Engine Intellectual Property Company, Llc Coolant controller for an internal combustion engine
US20110023796A1 (en) * 2009-07-29 2011-02-03 International Engine Intellectual Property Company, Llc Adaptive EGR Cooling System

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108730075A (zh) * 2017-04-14 2018-11-02 爱三工业株式会社 Egr冷却装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20150068472A1 (en) 2015-03-12
WO2013039176A1 (ja) 2013-03-21
EP2757245A4 (en) 2015-03-18
EP2757245A1 (en) 2014-07-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2678926C2 (ru) Способ (варианты) охлаждения двигателя транспортного средства и система обогрева салона транспортного средства
CN102269037B (zh) 用于保持发动机缸体冷却剂套内无流动策略的被单独冷却的涡轮增压器
US8584458B2 (en) Exhaust power turbine driven EGR pump for diesel engines
US20120180477A1 (en) Thermal management systems and methods
CN104279031B (zh) 用于机动车的热交换装置和驱动单元
RU2716934C2 (ru) Способ для двигателя (варианты) и система двигателя
KR101779273B1 (ko) 엔진 흡기 열관리 장치 및 관련된 열관리 방법
US11022021B2 (en) Methods and systems for a cooling arrangement
JP2011190743A (ja) 内燃機関用排気再循環装置
US20180171845A1 (en) Turbocharged Engine Assembly With Two Exhaust Pipes And Regulating Valve
US8800538B2 (en) Diesel fuel supply circuit
CN103958875A (zh) Egr气体冷却***
CN109488438B (zh) 一种带dct冷却大循环回路的冷却***
JP2016050545A (ja) 車両の冷却システム
JP2015222029A (ja) 内燃機関の凝縮水処理装置
KR101845487B1 (ko) 배기가스 정화 시스템을 구비하는 대형 2-행정 터보차지 압축 점화 내연 기관
JP2014083918A (ja) 吸気温調整システム
KR20190040454A (ko) 내연기관 작동 방법, 내연기관, 및 자동차
CN111120066A (zh) 车辆及其发动机冷却***
US10006415B2 (en) Auxiliary cooling system
KR101989180B1 (ko) 배기가스 환류시스템용 흡기 다기관의 온도 제어 장치 및 방법
KR101970829B1 (ko) 배기가스 정화 시스템을 구비하는 대형 2-행정 터보차지 압축 점화 내연 기관
US20150121866A1 (en) Rankine cycle mid-temperature recuperation
RU2653981C1 (ru) Система охлаждения тягового преобразователя электротягового рельсового транспортного средства
JP6213274B2 (ja) 内燃機関

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20140730