DE60123881T2 - Vorrichtung zur thermischen Regelung der Ansaugluft einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges - Google Patents

Vorrichtung zur thermischen Regelung der Ansaugluft einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges Download PDF

Info

Publication number
DE60123881T2
DE60123881T2 DE60123881T DE60123881T DE60123881T2 DE 60123881 T2 DE60123881 T2 DE 60123881T2 DE 60123881 T DE60123881 T DE 60123881T DE 60123881 T DE60123881 T DE 60123881T DE 60123881 T2 DE60123881 T2 DE 60123881T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
heat exchange
exchange medium
intake air
circuit
heat
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 - Lifetime
Application number
DE60123881T
Other languages
English (en)
Other versions
DE60123881D1 (de
Inventor
Manuel Amaral
Emmanuel Coutaux
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.)
PSA Automobiles SA
Original Assignee
Peugeot Citroen Automobiles SA
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 Peugeot Citroen Automobiles SA filed Critical Peugeot Citroen Automobiles SA
Application granted granted Critical
Publication of DE60123881D1 publication Critical patent/DE60123881D1/de
Publication of DE60123881T2 publication Critical patent/DE60123881T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

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
    • F02M31/00—Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture
    • F02M31/02—Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture for heating
    • F02M31/04—Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture for heating combustion-air or fuel-air mixture
    • 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
    • F02B29/0437—Liquid cooled heat exchangers
    • F02B29/0443—Layout of the coolant or refrigerant circuit
    • 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
    • F02M26/02—EGR systems specially adapted for supercharged engines
    • F02M26/04—EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
    • 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)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur thermischen Steuerung der Ansaugluft eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeuges.
  • Sie ist insbesondere an die thermische Steuerung der Ansaugluft eines aufgeladenen Motors anwendbar, der gegebenenfalls an eine Abgasanlage angeschlossen ist, die mit einem Partikelfilter ausgestattet ist.
  • Das Erwärmen von Ansaugluft eines Motors ist insbesondere erwünscht, wenn dieser Motor an eine Abgasanlage angeschlossen ist, die mit einem Partikelfilter ausgestattet ist. Dieser Filter muss periodisch erneuert werden, um die Verschmutzungspartikel, die sich dort ansammeln, zu beseitigen. Die Erneuerung wird durch Erwärmen der Ansaugluft realisiert, bis diese eine Temperatur erreicht, die genügt, um das Verbrennen der Verschmutzungspartikel zu bewirken.
  • Das Abkühlen von Ansaugluft eines Motors ist insbesondere erwünscht, wenn dieser Motor anhand einer Turbokompressorgruppe aufgeladen wird, die einerseits mit einer Turbine, die durch die Abgase des Motors angetrieben wird, die nach dem Motor angeordnet ist, und anderseits mit einem Ansaugluftkompressor, der vor dem Motor angeordnet ist, ausgestattet ist. Da sich die Ansaugluft des Motors im Kompressor erwärmt, muss diese nämlich am Auslass von diesem Kompressor abgekühlt werden, um die Leistungen des Motors zu optimieren und die Emissionen von Schadstoffen zu minimieren.
  • Zum Abkühlen von Ansaugluft des Motors, insbesondere am Auslass eines Kompressors von einer Turbokompressorgruppe, verwendet man im Allgemeinen einen Wärmetauscher Ansaugluft/Außenluft am Fahrzeug.
  • Im Stand der Technik ist bereits eine Vorrichtung zur thermischen Steuerung bekannt, ganz besonders zum Erwärmen von der Ansaugluft eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeuges, in der Art, einen Wärmetauscher Ansaugluft/Wärmeaustauschmedium umfassend, um die Temperatur der Ansaugluft zu regulieren.
  • Der Wärmetauscher Ansaugluft/Wärmeaustauschmedium wird im Allgemeinen verwendet, um diese Ansaugluft zu erwärmen. In diesem Fall ist der Wärmetauscher Ansaugluft/Wärmeaustauschmedium an einen üblichen Kreislauf zur Kühlung des Motors angeschlossen, wobei das Wärmeaustauschmedium im Allgemeinen ein Gemisch aus Wasser und Frostschutzmittel umfasst.
  • Eine komplette Anlage zur thermischen Steuerung der Ansaugluft eines Motors, die sowohl das Erwärmen, als auch das Abkühlen von dieser Ansaugluft ermöglicht, benötigt demzufolge üblicherweise zwei Wärmetauscher, wobei der eine zum Erwärmen und der andere zum Abkühlen der Ansaugluft vorgesehen ist.
  • Eine derartige Anlage ist relativ kompliziert und sperrig. Überdies ähneln sich die Leistungen der beiden Tauscher nicht. Der Tauscher Luft/Luft, der zum Abkühlen der Ansaugluft verwendet wird, ist nämlich nicht so effizient wie der Tauscher Luft/Flüssigkeit, der zum Erwärmen von dieser Ansaugluft verwendet wird.
  • Die amerikanische Patentschrift US-4 096 697 beschreibt eine Vorrichtung zur thermischen Steuerung der Ansaugluft eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeuges, in der Art, einen Wärmetauscher Ansaugluft/Wärmeaustauschmedium umfassend, der an einen ersten Kreislauf des Wärmeaustauschmediums angeschlossen ist, kalt genannt, zur Abkühlung der Ansaugluft, und einen zweiten Kreislauf des Wärmeaustauschmediums, warm genannt, zur Erwärmung der Ansaugluft, über Mittel zur Verteilung der kalten und warmen Wärmeaustauschmedien im Wärmetauscher Ansaugluft/Wärmeaustauschmedium.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anlage zur thermischen Steuerung der Ansaugluft eines Motors zu vereinfachen und die Funktionsweise einer derartigen Anlage zu optimieren, und dies insbesondere im Fall eines Motors, der Abgase ausstößt, die teilweise mit Ansaugluft rückgeführt werden.
  • Zu diesem Zwecke betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur thermischen Steuerung der Ansaugluft eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeuges, der Art, die in der Patentschrift US-4 096 697 beschrieben wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor Abgase ausstößt, die teilweise rückgeführt werden und dadurch, dass die Vorrichtung zusätzlich einen Wärmetauscher rückgeführte Abgase/Wärmeaustauschmedium umfasst, der über eine Abzweigung an den Wärmetauscher Ansaugluft/Wärmeaustauschmedium angeschlossen ist.
  • Nach Merkmalen von verschiedenen Ausführungsformen dieser Vorrichtung:
    • – umfasst der erste Kreislauf des kalten Wärmeaustauschmediums einen Wärmetauscher Luft/kaltes Wärmeaustauschmedium, Niedrigtemperaturtauscher genannt, der vorzugsweise von einer Frontseite des Kraftfahrzeuges getragen wird;
    • – wird das kalte Wärmeaustauschmedium im ersten Kreislauf von einer Pumpe in Umlauf versetzt;
    • – ist der zweite Kreislauf des warmen Wärmeaustauschmediums an einen Kreislauf zur Kühlung des Verbrennungsmotors angeschlossen;
    • – ist der zweite Kreislauf des warmen Wärmeaustauschmediums an einen Wärmetauscher angeschlossen, der ein Wärmereservoir der Wärmepumpe bildet;
    • – wird die Ansaugluft von einer Turbokompressorgruppe mit einer von den Abgase des Verbrennungsmotors angetriebenen Turbine mit einem höheren Druck als dem atmosphärischen Druck durch den Wärmetauscher Ansaugluft/Wärmeaustauschmedium getrieben;
    • – ist der Wärmetauscher Ansaugluft/Wärmeaustauschmedium an einen dritten Kreislauf eines so genannten sehr kalten Wärmeaustauschmediums angeschlossen, das kälter als das Wärmeaustauschmedium des ersten Kreislaufs ist;
    • – ist der Wärmetauscher Ansaugluft/Wärmeaustauschmedium an einen dritten Kreislauf eines so genannten sehr warmen Wärmeaustauschmediums angeschlossen, das wärmer als das Wärmeaustauschmedium des zweiten Kreislaufs ist;
    • – umfassen die Mittel zur Verteilung ein Verteilerventil mit mindestens drei Wegen vom Typ alles oder nichts, mit einem ersten Weg zum Einlass des Wärmeaustauschmediums, der an den ersten Kreislauf des Wärmeaustauschmediums angeschlossen ist, einen zweiten Weg zum Einlass des Wärmeaustauschmediums der an den zweiten Kreislauf des Wärmeaustauschmediums angeschlossen ist, und einen dritten Weg zum Auslass des Wärmeaustauschmediums, der an einen Einlass des Wärmeaustauschmediums im Wärmetauscher Ansaugluft/Wärmeaustauschmedium angeschlossen ist;
    • – umfassen die Mittel zur Verteilung ein Verteilerventil mit mindestens drei Wegen vom proportionalen Typ mit einem ersten Weg zum Einlass des Wärmeaustauschmediums, der an den ersten Kreislauf des Wärmeaustauschmediums angeschlossen ist, einen zweiten Weg zum Einlass des Wärmeaustauschmediums, der an den zweiten Kreislauf des Wärmeaustauschmediums angeschlossen ist, und einen dritten Weg zum Auslass des Wärmeaustauschmediums, der an einen Einlass des Wärmeaustauschmediums im Wärmetauscher Ansaugluft/Wärmeaustauschmedium angeschlossen ist;
    • – umfasst das Verteilerventil einen vierten Weg zum Einlass des Wärmeaustauschmediums, der an den dritten Kreislauf des Wärmeaustauschmediums angeschlossen ist;
    • – ist der dritte Weg des Verteilerventils gleichzeitig an den Einlass des Wärmeaustauschmediums im Wärmetauscher Ansaugluft/Wärmeaustauschmedium und an einen Einlass des Wärmeaustauschmediums im Wärmetauscher rückgeführte Abgase/Wärmeaustauschmedium über eine gemeinsame Leitung des ersten und des zweiten Kreislaufs des Wärmeaustauschmediums angeschlossen;
    • – umfassen die Mittel zur Verteilung ein Ventil zur Regulierung des Durchflusses des Wärmeaustauschmediums im Wärmetauscher rückgeführte Abgase/Wärmeaustauschmedium, das die gemeinsame Leitung und den Einlass dieses Wärmetauschers rückgeführte Abgase/Wärmeaustauschmedium verbindet;
    • – ist der Verbrennungsmotor, vorzugsweise vom Typ Diesel, an eine Abgasanlage angeschlossen, die mit einem Partikelfilter ausgestattet ist;
    • – ist das Wärmeaustauschmedium ein Gemisch aus Wasser und Frostschutzmittel.
  • Die Erfindung wird verständlicher beim Lesen der nachstehenden Beschreibung, die nur als Beispiel und unter Bezugnahme auf die Zeichnungen gegeben wird. Es zeigen:
  • die 1 eine schematische Ansicht eines Verbrennungsmotors, der an vormontierte Mittel angeschlossen ist, die den Kreislauf zur Luftansaugung bilden, und an nachmontierte Mittel, die die Abgasanlage bilden;
  • die 2 und 3 schematische Ansichten von Vorrichtungen zur thermischen Steuerung der Ansaugluft des Motors nach einer nicht beanspruchten ersten und einer nicht beanspruchten zweiten Ausführungsform;
  • die 4 und 5 schematische Ansichten von Vorrichtungen zur thermischen Steuerung der Ansaugluft des Motors nach einer beanspruchten dritten Ausführungsform und einer beanspruchten vierten Ausführungsform von der Erfindung.
  • Die 1 zeigt einen Verbrennungsmotor 10 eines Kraftfahrzeuges, beispielsweise vom Typ Diesel, der an vormontierte Mittel angeschlossen ist, die einen Kreislauf 12 zur Luftansaugung im Motor 10 bilden, und an nachmontierte Mittel, die eine Abgasanlage 14 bilden.
  • Der Motor 10 wird durch eine Turbokompressorgruppe aufgeladen, die einerseits mit einer Turbine 16 ausgestattet ist, die durch Abgase des Motors 10 angetrieben wird, die nach dem Motor 10 in der Abgasanlage 14 angeordnet ist, und andererseits mit einem Kompressor 18 der Ansaugluft, der vor dem Motor 10 im Kreislauf 12 zur Luftansaugung angeordnet ist. Die Turbine 16 und der Kompressor 18 sind auf eine an sich bekannte Art und Weise drehbeweglich miteinander verbunden.
  • Die Abgasanlage ist mit einem üblichen Partikelfilter 19 ausgestattet.
  • Die Temperatur der Ansaugluft, die aus dem Kompressor 18 austritt, wird durch eine Vorrichtung 20 zur thermischen Steuerung gemäß der Erfindung reguliert, deren vier Ausführungsformen in den 2 bis 5 dargestellt werden. Es ist zu bemerken, dass analoge Elemente dieser Figuren mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet sind.
  • Die 2 zeigt eine Vorrichtung 20 zur thermischen Steuerung der Ansaugluft nach einer ersten nicht beanspruchten Ausführungsform.
  • Die Vorrichtung 20 umfasst einen üblichen Wärmetauscher 22 Ansaugluft/Wärmeaustauschmedium zur Regulierung der Temperatur der Ansaugluft am Auslass des Kompressors 18. Dieser Tauscher 22 ist an einen ersten Kreislauf 24 des Wärmeaustauschmediums, kalt genannt, zur Abkühlung der Ansaugluft angeschlossen, und an einen zweiten Kreislauf 26 des Wärmeaustauschmediums, warm genannt, zur Erwärmung der Ansaugluft, über Mittel zur Verteilung der kalten und warmen Wärmeaustauschmedien im Tauscher 22.
  • Die Ansaugluft wird durch den Wärmetauscher 22 Ansaugluft/Wärmeaustauschmedium mit einem höheren Druck als dem atmosphärischen Druck durch den Kompressor 18 getrieben. Der Ansaugluftstrom, der diesen Tauscher 22 durchfließt, wird auf der 2 durch Pfeile dargestellt sind, die nach links und rechts zeigen.
  • Die Mittel zur Verteilung umfassen ein herkömmliches Dreiwege-Verteilerventil 28 vom Typ alles oder nichts, mit einem ersten Weg zum Einlass des Wärmeaustauschmediums 28A, der an den ersten Kreislauf 24 des Wärmeaustauschmediums angeschlossen ist, einen zweiten Weg zum Einlass des Wärmeaustauschmediums 28B, der an den zweiten Kreislauf 26 des Wärmeaustauschmediums angeschlossen ist, und einen dritten Weg zum Auslass des Wärmeaustauschmediums 28C, der an einen Einlass des Wärmeaustauschmediums im Wärmetauscher 22 Ansaugluft/Wärmeaustauschmedium angeschlossen ist.
  • Das Wärmeaustauschmedium, das sowohl im ersten Kreislauf 24, als auch im zweiten Kreislauf 26 umläuft, ist vom herkömmlichen Typ und umfasst beispielsweise ein Gemisch aus Wasser und Frostschutzmittel.
  • Der erste Kreislauf 24 des kalten Wärmeaustauschmediums umfasst einen herkömmlichen Wärmetauscher 30 Außenluft am Fahrzeug/kaltes Wärmeaustauschmedium, Niedrigtemperaturtauscher genannt, der vorzugsweise von einer Frontseite 31 des Kraftfahrzeuges getragen wird. Das kalte Wärmeaustauschmedium wird im ersten Kreislauf 24 von einer herkömmlichen Elektropumpe 32 in Umlauf versetzt.
  • Der zweite Kreislauf 26 des warmen Wärmeaustauschmediums ist beispielsweise an einen herkömmlichen Kreislauf zur Abkühlung des Motors 10 angeschlossen, der nicht auf den Figuren dargestellt wird. Als Variante kann dieser zweite Kreislauf 26 an einen Wärmetauscher angeschlossen sein, der ein Wärmereservoir einer herkömmlichen Wärmepumpe bildet.
  • Die Funktionsweise der Vorrichtung zur thermischen Steuerung 20 ist sehr einfach.
  • Zum Abkühlen der Ansaugluft am Auslass des Kompressors 18, ist das Verteilerventil 28 derart geregelt, dass der Wärmetauscher 22 Ansaugluft/Wärmeaustauschmedium an den ersten Kreislauf 24 des kalten Wärmeaustauschmediums angeschlossen ist. Der Durchfluss des kalten Wärmeaustauschmediums, das durch den Niedrigtemperaturtauscher 30 fließt, wird durch die Pumpe 32 reguliert. Das Wärmeaustauschmedium, das in dem Tauscher 22 umläuft, kühlt die Ansaugluft ab, indem es ihr Frigorien abgibt.
  • Zum Erwärmen der Ansaugluft, um beispielsweise den Partikelfilter 19 zu erneuern, ist das Verteilerventil 28 derart geregelt, dass der Wärmetauscher 22 Ansaugluft/Wärmeaustauschmedium an den zweiten Kreislauf 26 des warmen Wärmeaustauschmediums angeschlossen ist. Das Wärmeaustauschmedium, das in dem Tauscher 22 umläuft, erwärmt die Ansaugluft, indem es ihm Kalorien abgibt.
  • Auf der 3 wird eine Vorrichtung 20 zur thermischen Steuerung der Ansaugluft nach einer zweiten nicht beanspruchten Ausführungsform dargestellt, die sich dadurch von der ersten Form unterscheidet, dass das Drei-Wege-Ventil 28 in diesem Fall vom proportionalen Typ ist.
  • Dieses Drei-Wege-Ventil 28 kann derart geregelt werden, dass der Wärmetauscher 22 Ansaugluft/Wärmeaustauschmedium gleichzeitig an den ersten Kreislauf 24 und an den zweiten Kreislauf 26 des Wärmeaustauschmediums angeschlossen ist. Durch das Regeln des Gemisches der warmen und kalten Wärmeaustauschmedien anhand des proportionalen Ventils 28, kann man relativ genau die Temperatur des Wärmeaustauschmediums regeln, das durch den Tauscher 22 fließt und demzufolge die Temperatur der Ansaugluft.
  • In einigen Motortypen wird ein Teil der Abgase mit Ansaugluft mit Hilfe von geeigneten herkömmlichen Mitteln rückgeführt. Diese Abgase werden allgemein als rückgeführte Abgase EGR (Exhaust Gaz Recycling) bezeichnet. Diese Abgase, die mit Hilfe von geeigneten herkömmlichen Mitteln mit der Ansaugluft gemischt werden, werden wieder dem Motor 10 rückgeführt.
  • Die Vorrichtung 20 zur thermischen Steuerung der Ansaugluft nach den beanspruchten Ausführungsformen der Erfindung, die auf den 4 und 5 dargestellt werden, erlaubt es ebenfalls, die Temperatur der rückgeführten Abgase zu regulieren, und dies insbesondere mit dem Ziel die Temperatur von diesen Gasen zu senken, bevor sie mit der Ansaugluft gemischt werden und dem Motor 10 rückgeführt werden.
  • Zu diesem Zwecke ist ein Wärmetauscher 34 rückgeführte Abgase/Wärmeaustauschmedium über eine Abzweigung an den Wärmetauscher 22 Ansaugluft/Wärmeaustauschmedium angeschlossen. Der Durchfluss der rückgeführten Abgase, der durch den Wärmetauscher 34 fließt, wird auf den 4 und 5 durch Pfeile dargestellt, die nach links und rechts zeigen.
  • In der dritten Ausführungsform der Erfindung, die auf der 4 dargestellt wird, umfasst die Vorrichtung 20 eine Drei-Wege-Verteilerventil 28, das beispielsweise vom Typ alles oder nichts (ähnelt dem Ventil, das auf der 2 dargestellt wird) oder vom proportionalen Typ ist.
  • In dieser dritten Ausführungsform ist der dritte Weg 28C des Verteilerventils jedoch gleichzeitig an den Einlass des Wärmeaustauschmediums im Wärmetauscher 22 Ansaugluft/Wärmeaustauschmedium und an einen Einlass des Wärmeaustauschmediums im Wärmetauscher 34 rückgeführte Abgase/Wärmeaustauschmedium angeschlossen, und dies durch eine gemeinsame Leitung 36 des ersten Kreislaufs 24 und des zweiten Kreislaufs 26 des Wärmeaustauschmediums.
  • Überdies verbindet ein Ventil 38 zur Regulierung des Durchflusses des Wärmeaustauschmediums im Wärmetauscher 34 rückgeführte Abgase/Wärmeaustauschmedium die gemeinsame Leitung 36 mit dem Einlass von diesem Wärmetauscher 34. Das Ventil zur Regulierung 38 ist vom herkömmlichen Typ, beispielsweise vom Typ alles oder nichts oder vom proportionalen Typ.
  • Zum Abkühlen einerseits der rückgeführten Abgase und andererseits der Ansaugluft an dem Auslass des Kompressors 18, ist das Ventil zur Regulierung 38 offen und das Verteilerventil 28 ist derart geregelt, dass der Wärmetauscher 22 Ansaugluft/Wärmeaustauschmedium an den ersten Kreislauf 24 des kalten Wärmeaustauschmediums angeschlossen ist, wie es bereits für die erste Ausführungsform der Erfindung beschrieben wird.
  • Die Verteilung der Durchsätze des Wärmeaustauschmediums in jedem der Tauscher 22, 34 kann geregelt werden, indem das Ventil 38 geregelt wird.
  • Zum Erwärmen der Ansaugluft ist das Ventil zur Regulierung 38 geschlossen und das Verteilerventil 28 ist derart geregelt, dass der Wärmetauscher 22 Ansaugluft/Wärmeaustauschmedium an den zweiten Kreislauf 26 des warmen Wärmeaustauschmediums angeschlossen ist, wie es bereits für die erste Ausführungsform der Erfindung beschrieben wird.
  • In der vierten Ausführungsform der Erfindung, die auf der 5 veranschaulicht wird, ist der Wärmetauscher 22 Ansaugluft/Wärmeaustauschmedium der Vorrichtung zur thermischen Steuerung 20 an einen dritten Kreislauf 40 eines so genannten sehr kalten Wärmeaustauschmediums angeschlossen, das kälter als das Wärmeaustauschmedium des ersten Kreislaufs 24 ist. Dieser dritten Kreislauf 40 ist beispielsweise thermisch mit einer Kältequelle einer Wärmepumpe des Fahrzeuges verbunden, die insbesondere für die Klimatisierung des Fahrerhauses des Fahrzeuges vorgesehen ist, wobei diese Kältequelle dem sehr kalten Wärmeaustauschmedium Frigorien abgibt.
  • Das Wärmeaustauschmedium, das in dem dritten Kreislauf 40 umläuft, ist vorzugsweise ein Gemisch aus Wasser und Frostschutzmittel, wie das Wärmeaustauschmedium von dem ersten Kreislauf 24 und dem zweiten Kreislauf 26.
  • In dieser vierten Ausführungsform ist das Verteilerventil 28 vorzugsweise vom Typ vier Wege und umfasst zusätzlich zu den drei Wegen 28A bis 28C, die im Hinblick auf die vorhergehenden Ausführungsformen beschrieben werden, einen vierten Weg zum Einlass des Wärmeaustauschmediums 28D, der an den dritten Kreislauf des Wärmeaustauschmediums 40 angeschlossen ist.
  • Der Wärmetauscher 22 Ansaugluft/Wärmeaustauschmedium wird mit sehr kaltem Wärmeaustauschmedium versorgt, und dies insbesondere um die Funktionsweise des Motors 10 zu optimieren, ganz besonders dann, wenn dieser Motor 10 ein hohes Drehmoment liefert, beispielsweise wenn das Fahrzeug eine Steigung hoch fährt.
  • Als Variante könnte der dritten Kreislauf 40 ein Wärmeaustauschmedium, sehr warm genannt, umfassen, das wärmer als das Wärmeaustauschmedium des zweiten Kreislaufs 26 ist. Dieser dritte Kreislauf 40 könnte in diesem Fall thermisch mit einem Wärmereservoir von einer Wärmepumpe des Fahrzeuges verbunden sein.
  • Nach dieser Variante könnte der dritten Kreislauf 40 des sehr warmen Wärmeaustauschmediums verwendet werden, um Ansaugluft schnell zu erwärmen, insbesondere im Hinblick auf die Erneuerung der Partikelfilter.
  • Unter den Vorteilen der Erfindung ist zu bemerken, dass es die Verwendung von einem einzigen Wärmetauscher 22 Ansaugluft/Wärmeaustauschmedium zum Abkühlen und/oder Erwärmen der Ansaugluft erlaubt, die Vorrichtung zur thermischen Steuerung von dieser Ansaugluft im Verhältnis zu einer herkömmlichen Vorrichtung mit zwei Wärmetauschern zu vereinfachen.
  • Des Weiteren ist der Wärmetauscher 22 Ansaugluft/Wärmeaustauschmedium, der im Kühlungsmodus verwendet wird, effizienter als der Wärmetauscher Luft/Luft, der im Stand der Technik zum Abkühlen der Ansaugluft verwendet wird.
  • Überdies kann der Wärmetauscher 34 rückgeführte Abgase/Wärmeaustauschmedium leicht in die Vorrichtung zur thermischen Steuerung integriert werden. Insbesondere können der Wärmetauscher 22 Ansaugluft/Wärmeaustauschmedium und der Wärmetauscher 34 rückgeführte Abgase/Wärmeaustauschmedium in einem selben Modul angeordnet werden, wobei dieses Modul entweder in eine Motoreinheit integriert werden kann, oder von dieser Motoreinheit getrennt sein kann.

Claims (15)

  1. Vorrichtung zur thermischen Steuerung der Ansaugluft eines Verbrennungsmotors (10) eines Kraftfahrzeugs in der Art, einen Wärmetauscher (22) Ansaugluft/Wärmeaustauschmedium umfassend, der an einen ersten Kreislauf (24) des Wärmeaustauschmediums, kalt genannt, zur Abkühlung der Ansaugluft angeschlossen ist, und einen zweiten Kreislauf (26) des Wärmeaustauschmediums, warm genannt, zur Erwärmung der Ansaugluft, über Mittel (28, 38) zur Verteilung der kalten und warmen Wärmeaustauschmedien im Wärmetauscher (22) Ansaugluft/Wärmeaustauschmedium, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor Abgase ausstößt, die teilweise zurückgeführt werden, und dadurch, dass die Vorrichtung zusätzlich einen Wärmetauscher (34) rückgeführte Abgase/Wärmeaustauschmedium umfasst, der über eine Abzweigung an den Wärmetauscher (22) Ansaugluft/Wärmeaustauschmedium angeschlossen ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kreislauf (24) des kalten Wärmeaustauschmediums einen Wärmetauscher (30) Luft/kaltes Wärmeaustauschmedium umfasst, Niedrigtemperaturtauscher genannt, der vorzugsweise von einer Frontseite (31) des Kraftfahrzeugs getragen wird.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das kalte Wärmeaustauschmedium im ersten Kreislauf (24) von einer Pumpe (32) in Umlauf versetzt wird.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Kreislauf (26) des warmen Wärmeaustauschmediums an einen Kreislauf zur Kühlung des Verbrennungsmotors angeschlossen ist.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Kreislauf (26) des warmen Wärmeaustauschmediums an einen Wärmetauscher angeschlossen ist, der ein Wärmereservoir der Wärmepumpe bildet.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansaugluft von einer Turbokompressorgruppe mit einer von den Abgasen des Verbrennungsmotors (10) angetriebenen Turbine (16) mit einem höheren Druck als dem atmosphärischen Druck durch den Wärmetauscher (22) Ansaugluft/Wärmeaustauschmedium getrieben wird.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (22) Ansaugluft/Wärmeaustauschmedium an einen dritten Kreislauf (40) eines sogenannten sehr kalten Wärmeaustauschmediums angeschlossen ist, das kälter ist als das Wärmeaustauschmedium des ersten Kreislaufs (24).
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (22) Ansaugluft/Wärmeaustauschmedium an einen dritten Kreislauf (40) eines sogenannten sehr warmen Wärmeaustauschmediums angeschlossen ist, das wärmer ist als das Wärmeaustauschmedium des zweiten Kreislaufs (26).
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Verteilung ein Verteilerventil (28) mit mindestens drei Wegen vom Typ alles oder nichts umfassen, mit einem ersten Weg (28A) zum Einlass des Wärmeaustauschmediums, der an den ersten Kreislauf (24) des Wärmeaustauschmediums angeschlossen ist, einem zweiten Weg (28B) zum Einlass des Wärmeaustauschmediums, der an den zweiten Kreislauf (26) des Wärmeaustauschmediums angeschlossen ist, und einem dritten Weg (28C) zum Auslass des Wärmeaustauschmediums, der an einen Einlass des Wärmeaustauschmediums in den Wärmetauscher (22) Ansaugluft/Wärmeaustauschmedium angeschlossen ist.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Verteilung ein Verteilerventil (28) mit mindestens drei Wegen vom proportionalen Typ umfassen, mit einem ersten Weg (28A) zum Einlass des Wärmeaustauschmediums, der an den ersten Kreislauf (24) des Wärmeaustauschmediums angeschlossen ist, einem zweiten Weg (28B) zum Einlass des Wärmeaustauschmediums, der an den zweiten Kreislauf (26) des Wärmeaustauschmediums angeschlossen ist, und einem dritten Weg (28C) zum Auslass des Wärmeaustauschmediums, der an einen Einlass des Wärmeaustauschmediums in den Wärmetauscher (22) Ansaugluft/Wärmeaustauschmedium angeschlossen ist.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, herangezogen in Kombination mit Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Verteilerventil (28) einen vierten Weg (28D) zum Einlass des Wärmeaustauschmediums umfasst, der an den dritten Kreislauf (40) des Wärmeaustauschmediums angeschlossen ist.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Weg (28C) des Verteilerventils gleichzeitig an den Einlass des Wärmeaustauschmediums in den Wärmetauscher (22) Ansaugluft/Wärmeaustauschmedium und an einen Einlass des Wärmeaustauschmediums in den Wärmetauscher (34) rückgeführte Abgase/Wärmeaustauschmedium über eine gemeinsame Leitung (36) des ersten (24) und des zweiten (26) Kreislaufs des Wärmeaustauschmediums angeschlossen ist.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Verteilung ein Ventil (38) zur Regulierung des Durchflusses des Wärmeaustauschmediums im Wärmetauscher (34) rückgeführte Abgase/Wärmeaustauschmedium umfassen, das die gemeinsame Leitung (36) und den Einlass dieses Wärmetauschers (34) rückgeführte Abgase/Wärmeaustauschmedium verbindet.
  14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsmotor (10), zum Beispiel vom Typ Diesel, an eine Abgasanlage (14) angeschlossen ist, die mit einem Partikelfilter (19) ausgestattet ist.
  15. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmeaustauschmedium ein Gemisch aus Wasser und Frostschutzmittel ist.
DE60123881T 2000-07-06 2001-06-12 Vorrichtung zur thermischen Regelung der Ansaugluft einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges Expired - Lifetime DE60123881T2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0008821 2000-07-06
FR0008821A FR2811376B1 (fr) 2000-07-06 2000-07-06 Dispositif de regulation thermique de l'air d'admission d'un moteur a combustion interne de vehicule automobile

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE60123881D1 DE60123881D1 (de) 2006-11-30
DE60123881T2 true DE60123881T2 (de) 2007-05-24

Family

ID=8852192

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE60123881T Expired - Lifetime DE60123881T2 (de) 2000-07-06 2001-06-12 Vorrichtung zur thermischen Regelung der Ansaugluft einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP1170498B1 (de)
DE (1) DE60123881T2 (de)
FR (1) FR2811376B1 (de)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2835884B1 (fr) * 2002-02-12 2005-03-18 Valeo Thermique Moteur Sa Procede de controle de la temperature de gaz admis dans un moteur de vehicule automobile, echangeur et dispositif de gestion de la temperature de ces gaz
FR2847004B1 (fr) * 2002-11-12 2005-07-29 Peugeot Citroen Automobiles Sa Dispositif de regulation thermique de l'air d'admission d'un moteur et de gaz d'echappement recircules emis par ce moteur
DE10319762A1 (de) * 2003-04-30 2004-12-02 Behr Gmbh & Co. Kg Kreislauf zur Kühlung von Ladeluft und Verfahren zum Betreiben eines derartigen Kreislaufs
DE10340908A1 (de) * 2003-09-05 2005-03-31 Daimlerchrysler Ag Brennkraftmaschine für Kraftfahrzeuge
FR2861812B1 (fr) * 2003-10-31 2006-06-23 Renault Sas Agencement de moteur comprenant une recirculation des gaz d'echappement
FR2861811B1 (fr) * 2003-11-04 2006-04-28 Peugeot Citroen Automobiles Sa Dispositif et procede de regulation thermique de gaz d'echappement recircules de vehicule automobile
FR2865004B1 (fr) 2004-01-09 2008-02-22 Renault Sas Dispositif de regulation thermique de l'air d'admission d'un moteur a combustion interne
BRPI0507331A (pt) * 2004-02-01 2007-07-03 Behr Gmbh & Co disposição para refrigeração de gases de escape e ar de sobrealimentação
FR2867813B1 (fr) * 2004-03-17 2008-04-04 Peugeot Citroen Automobiles Sa Dispositif de regulation thermique des gaz recircules d'un moteur a combustion interne
FR2876417A1 (fr) * 2004-10-11 2006-04-14 Renault Sas Systeme de recirculation des gaz brules provenant d'un moteur a combustion interne d'un vehicule
FR2899647B1 (fr) * 2006-04-05 2011-09-16 Renault Sas Systeme et procede de controle de la temperature d'un moteur suralimente et comportant un radiateur d'air de suralimentation
US7987836B2 (en) * 2007-10-18 2011-08-02 Ford Global Technologies, Llc Multi-cooler EGR cooling
SE532361C2 (sv) * 2008-06-13 2009-12-22 Zoltan Kardos Kylarrangemang hos en överladdad förbränningsmotor
DE102018218883A1 (de) 2018-11-06 2020-05-07 Ford Global Technologies, Llc Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs mit einer Brennkraftmaschine mit einer Abgasrückführung

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1475778A (fr) * 1966-02-03 1967-04-07 Perfectionnements apportés aux moteurs diesel suralimentés
US4122679A (en) * 1973-08-10 1978-10-31 Societe D'etudes De Machines Thermiques Method and means for pre-heating the intake air of a supercharged, low-compression ratio diesel engine when operating at low load
US4096697A (en) * 1974-06-28 1978-06-27 Societe D'etudes De Machines Thermiques S.E.M.T. Method and means for conditioning the intake air of a supercharged, low-compression ratio diesel engine
DE3824133A1 (de) * 1988-07-15 1990-01-18 Schatz Oskar Verfahren zum betrieb eines verbrennungsmotors
EP0445567A1 (de) * 1990-02-22 1991-09-11 Mazda Motor Corporation Abgasreinigungssystem für Dieselmotoren
US5547019A (en) * 1994-10-28 1996-08-20 Iacullo; Robert S. Thermoelectric intercooler cooling turbocharged air
DE19735306B4 (de) * 1997-08-14 2010-11-11 Audi Ag Brennkraftmaschine
JP2000064906A (ja) * 1998-08-18 2000-03-03 Denso Corp エンジン駆動式ヒートポンプサイクル

Also Published As

Publication number Publication date
FR2811376B1 (fr) 2003-02-07
FR2811376A1 (fr) 2002-01-11
DE60123881D1 (de) 2006-11-30
EP1170498B1 (de) 2006-10-18
EP1170498A1 (de) 2002-01-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69937704T2 (de) Klimatisierungsvorrichtung unter Verwendung einer Kühlflüssigkeit im superkritischen Zustand
DE60320574T2 (de) Vorrichtung zur wärmeregelung der einlassluft für einen motor und durch den motor abgegebenes rückgeführtes abgas
DE60306954T2 (de) Verbesserte vorrichtung zur thermischen regelung von der ansaugluft einer brennkraftmaschine und rückgeführtem brennkraftmaschinenabgas
DE69937923T2 (de) Klimakreislauf unter Verwendung einer Kühlflüssigkeit im superkritischen Zustand, insbesondere für Fahrzeuge
DE4114704C1 (de)
DE60123881T2 (de) Vorrichtung zur thermischen Regelung der Ansaugluft einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges
EP1451031B1 (de) Klimaanalage mit zusatzwärmeübertrager im kältemittelkreislauf
DE102013211700B3 (de) Fahrzeugheizsystem sowie Verfahren zum Heizen des Innenraums eines Fahrzeugs mit einem Fahrzeugheizsystem
DE19930148B4 (de) Temperatursteuerung in Elektrofahrzeug
EP1164035A2 (de) Klimaanlage mit Klimatisierungs-und Wärmepumpenmodus
DE19961825A1 (de) Kühl-Heiz-Kreis mit zwei Kühlern
EP1319815A2 (de) Kühlkreislauf einer flüssigkeitsgekühlten Brennkraftmaschine
EP1319536A1 (de) Klimatisierungseinrichtung für ein Fahrzeug
DE102014215074A1 (de) Temperieranordnung für Getriebeöl eines Kraftfahrzeugs sowie Verfahren zum Temperieren von Getriebeöl eines Kraftfahrzeugs
DE4220672C2 (de) Kühleranordnung
DE102005048660A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Regulierung der Temperatur der Fahrgastzelle eines Kraftfahrzeugs
DE10309779A1 (de) Fahrzeug mit Zweikreis-Klimaanlage
DE60203309T2 (de) Verbesserte vorrichtung zur thermischen steuerung der ansaugluft des verbrennungsmotors eines kraftfahrzeugs
DE102018124160A1 (de) Verbrennungskraftmaschine mit Ladeluftkühler
DE102010015331A1 (de) Kühleranordnung für ein Fahrzeug und Verfahen zum Betreiben einer Kühleranordnung
DE102006011727B3 (de) Kombiniertes Heizungs-/Warmwassersystem für mobile Anwendungen
EP1727976B1 (de) Brennkraftmaschine mit befeuchtungseinrichtung und wärmetauscher
DE19537801A1 (de) Kraftfahrzeug mit Abgaswärmetauscher
DE19725651A1 (de) Kompaktes Heizgerät
DE102007022859B4 (de) Anordnung von in Reihe geschalteten Heizungswärmeaustauschern in einem Kraftfahrzeug

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
8320 Willingness to grant licences declared (paragraph 23)