ITBO20130684A1 - Collettore di aspirazione per un motore a combustione interna sovralimentato con intercooler integrato e provvisto di uno scambiatore di calore per un circuito egr ad alta pressione - Google Patents

Collettore di aspirazione per un motore a combustione interna sovralimentato con intercooler integrato e provvisto di uno scambiatore di calore per un circuito egr ad alta pressione

Info

Publication number
ITBO20130684A1
ITBO20130684A1 IT000684A ITBO20130684A ITBO20130684A1 IT BO20130684 A1 ITBO20130684 A1 IT BO20130684A1 IT 000684 A IT000684 A IT 000684A IT BO20130684 A ITBO20130684 A IT BO20130684A IT BO20130684 A1 ITBO20130684 A1 IT BO20130684A1
Authority
IT
Italy
Prior art keywords
heat exchanger
air
high pressure
egrhp
water
Prior art date
Application number
IT000684A
Other languages
English (en)
Inventor
Massimo Fato
Original Assignee
Magneti Marelli Spa
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 Magneti Marelli Spa filed Critical Magneti Marelli Spa
Priority to IT000684A priority Critical patent/ITBO20130684A1/it
Priority to EP14197827.0A priority patent/EP2884072A1/en
Publication of ITBO20130684A1 publication Critical patent/ITBO20130684A1/it

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B29/00—Engines characterised by provision for charging or scavenging not provided for in groups F02B25/00, F02B27/00 or F02B33/00 - F02B39/00; Details thereof
    • F02B29/04—Cooling of air intake supply
    • F02B29/045—Constructional details of the heat exchangers, e.g. pipes, plates, ribs, insulation, materials, or manufacturing and assembly
    • F02B29/0475—Constructional details of the heat exchangers, e.g. pipes, plates, ribs, insulation, materials, or manufacturing and assembly the intake air cooler being combined with another device, e.g. heater, valve, compressor, filter or EGR cooler, or being assembled on a special engine location
    • 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
    • F02M26/02—EGR systems specially adapted for supercharged engines
    • F02M26/04—EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
    • F02M26/06—Low pressure loops, i.e. wherein recirculated exhaust gas is taken out from the exhaust downstream of the turbocharger turbine and reintroduced into the intake system upstream 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
    • F02M26/29—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
    • F02M26/22—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
    • F02M26/32—Liquid-cooled heat exchangers
    • 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)
  • Supercharger (AREA)

Description

DESCRIZIONE
del brevetto per invenzione industriale dal titolo:
“COLLETTORE DI ASPIRAZIONE PER UN MOTORE A COMBUSTIONE INTERNA SOVRALIMENTATO CON INTERCOOLER INTEGRATO E PROVVISTO DI UNO SCAMBIATORE DI CALORE PER UN CIRCUITO EGR AD ALTA PRESSIONE”
SETTORE DELLA TECNICA
La presente invenzione è relativa ad un collettore di aspirazione per un motore a combustione interna sovralimentato con intercooler integrato e provvisto di uno scambiatore di calore per un circuito EGR ad alta pressione.
ARTE ANTERIORE
I motori a combustione interna sovralimentati mediante un sistema di sovralimentazione a turbocompressore sono provvisti di un numero di iniettori che iniettano il combustibile per la combustione in rispettivi cilindri, ciascuno dei detti cilindri è collegato ad un collettore di aspirazione tramite almeno una rispettiva valvola di aspirazione e ad un collettore di scarico tramite almeno una rispettiva valvola di scarico. Il detto collettore di scarico è collegato ad un condotto di scarico che alimenta i gas di scarico prodotti dalla combustione ad un sistema di scarico, il quale emette i gas prodotti dalla combustione nell’atmosfera. Il collettore di aspirazione riceve aria fresca (cioè aria proveniente dall’ambiente esterno) attraverso un condotto di aspirazione, lungo il quale è disposto un intercooler avente la funzione di raffreddare l’aria aspirata. Al collettore 5 di scarico è collegato un condotto di scarico che alimenta i gas di scarico prodotti dalla combustione ad un sistema di scarico, il quale emette i gas prodotti dalla combustione nell’atmosfera.
Infine , il sistema di sovralimentazione del motore a combustione interna comprende un turbocompressore provvisto di una turbina, che è disposta lungo il condotto gas di scarico espulsi dai cilindri, ed un compressore, il quale è disposto lungo il condotto di aspirazione ed è collegato meccanicamente alla turbina per venire trascinato in rotazione dalla turbina stessa così da aumentare la pressione dell’aria presente nel condotto di alimentazione.
L’intercooler atto a raffreddare l’aria aspirata consiste sostanzialmente in uno scambiatore termico aria/aria che viene interposto fra il compressore ed il collettore di aspirazione per alimentare l’aria aspirata in uscita dal compressore al collettore di aspirazione.
Tale soluzione è però caratterizzata da un ingombro considerevole all’interno del vano motore e da prestazioni, in termini di efficienza volumetrica, piuttosto limitate.
DESCRIZIONE DELLA INVENZIONE
Scopo della presente invenzione è di realizzare un collettore di aspirazione per un motore a combustione interna sovralimentato con intercooler integrato e provvisto di uno scambiatore di calore per un circuito EGR ad alta pressione che sia esente dagli inconvenienti dello stato dell’arte, sia affidabile e di facile ed economica realizzazione.
Secondo la presente invenzione viene fornito un collettore di aspirazione per un motore a combustione interna sovralimentato con intercooler integrato e provvisto di uno scambiatore di calore per un circuito EGR ad alta pressione secondo quanto stabilito nelle rivendicazioni allegate.
BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI
La presente invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano un esempio di attuazione non limitativo in cui:
- la figura 1 illustra schematicamente un motore a combustione interna sovralimentato provvisto di un circuito EGR ad alta pressione e di un circuito EGR a bassa pressione;
- la figura 2 illustra un collettore di aspirazione con intercooler integrato e provvisto di uno scambiatore di calore per un circuito EGR ad alta pressione del combustione interna sovralimentato della figura 1 realizzato in accordo con la presente invenzione; e
- la figura III è una vista in sezione lungo la linea III-III di un particolare della figura 2.
FORME DI ATTUAZIONE PREFERITE DELL’INVENZIONE
Nella figura 1, con il numero 1 è indicato nel suo complesso un motore a combustione interna sovralimentato mediante un sistema di sovralimentazione a turbocompressore.
Il motore 1 a combustione interna comprende quattro iniettori 2 che iniettano il combustibile direttamente in quattro cilindri 3, ciascuno dei quali è collegato ad un collettore 4 di aspirazione tramite almeno una rispettiva valvola di aspirazione (non illustrata) e ad un collettore 5 di scarico tramite almeno una rispettiva valvola di scarico (non illustrata). Il collettore 4 di aspirazione riceve aria fresca (cioè aria proveniente dall’ambiente esterno) attraverso un condotto 6 di aspirazione, il quale è provvisto di un filtro 7 aria ed è regolato da una valvola 8 a farfalla. Lungo il condotto 6 di aspirazione a valle del filtro 7 aria, è disposto anche un debimetro 7* (meglio noto come Air Flow Meter) il quale è atto a rilevare la portata d’aria aspirata dal motore 1 a combustione interna.
Lungo il condotto 6 di aspirazione è disposto un intercooler 9 avente la funzione di raffreddare l’aria aspirata. Al collettore 5 di scarico è collegato un condotto 10 di scarico che alimenta i gas di scarico prodotti dalla combustione ad un sistema di scarico, il quale emette i gas prodotti dalla combustione nell’atmosfera e comprende normalmente almeno un catalizzatore 11 (eventualmente provvisto di un filtro anti-particolato) ed almeno un silenziatore (non illustrato) disposto a valle del catalizzatore 11.
Il sistema di sovralimentazione del motore 1 a combustione interna comprende un turbocompressore 12 provvisto di una turbina 13, che è disposta lungo il condotto 10 di scarico per ruotare ad alta velocità sotto l’azione dei gas di scarico espulsi dai cilindri 3, ed un compressore 14, il quale è disposto lungo il condotto 6 di aspirazione ed è collegato meccanicamente alla turbina 13 per venire trascinato in rotazione dalla turbina 13 stessa così da aumentare la pressione dell’aria presente nel condotto 6 di alimentazione.
Lungo il condotto 10 di scarico è previsto un condotto 15 di bypass, il quale è collegato in parallelo alla turbina 13 in modo da presentare le proprie estremità collegate a monte e a valle della turbina 13 stessa; lungo il condotto 15 di bypass è disposta una valvola 16 di wastegate, la quale è atta a regolare la portata dei gas di scarico che fluiscono attraverso il condotto 15 di bypass ed è pilotata da una elettrovalvola 17.
Il motore 1 a combustione interna comprende inoltre un circuito EGRHPad alta pressione che comprende a sua volta un condotto 18 di bypass collegato in parallelo all’assieme formato dai quattro cilindri 3, dal collettore 4 di aspirazione e dal collettore 5 di scarico. Lungo il condotto 18 di bypass è disposta una valvola 19 Poff, la quale è atta a regolare la portata dei gas di scarico che fluiscono attraverso il condotto 18 di bypass ed è pilotata da una elettrovalvola 20 EGR. Lungo il condotto 18 di bypass, a valle della valvola 19 Poff, è disposto uno scambiatore 21 di calore avente la funzione di raffreddare i gas in uscita dal collettore 5 di scarico.
Il motore 1 a combustione interna è controllato da una centralina 22 elettronica di controllo, la quale sovrintende al funzionamento di tutte le componenti del motore 1 a combustione interna. La centralina 22 elettronica di controllo è collegata ad un sensore 23 che misura la temperatura e la pressione dell’aria presente nel collettore 4 di aspirazione, ad un sensore 24 che misura la velocità di rotazione del motore 1 a combustione interna, ed ad un sensore 25 (tipicamente una sonda lineare ad ossigeno di tipo UHEGO o UEGO – di tipo noto e non descritto in dettaglio) che misura il rapporto aria/combustibile dei gas di scarico a monte del catalizzatore 11.
Il motore 1 a combustione interna comprende infine un circuito EGRLPa bassa pressione che comprende a sua volta un condotto 26 di bypass previsto lungo il condotto 10 di scarico; il condotto 26 di bypass è collegato in parallelo al turbocompressore 12. Lungo il condotto 26 di bypass è disposta una valvola 27, la quale è atta a regolare la portata dei gas di scarico che fluiscono attraverso il condotto 26 di bypass ed è pilotata da una elettrovalvola 28 EGR. Lungo il condotto 26 di bypass, a valle della valvola 27, è disposto uno scambiatore 29 di calore avente la funzione di raffreddare i gas in uscita dal collettore 5 di scarico e in ingresso al compressore 14.
Nella figura 2 è illustrato un modulo 30 che integra il collettore 4 di aspirazione, l’intercooler 9 e lo scambiatore 21 di calore del circuito EGRHPad alta pressione.
In particolare, il modulo 30 comprende un corpo 31 centrale realizzato in un qualsiasi materiale termoplastico in grado di resistere a temperature dell’ordine di 210 – 215 °C. Il corpo 31 centrale presenta una forma sostanzialmente parallelepipeda e definisce internamente il collettore 4 di aspirazione di raccolta dell’aria proveniente dal compressore 14 da alimentare ai quattro cilindri 3. Il corpo 31 centrale comprende una apertura 32 di ingresso dell’aria fresca aspirata che comunica con il condotto 6 di aspirazione per immettere l’aria fresca proveniente dal compressore 14 all’interno del corpo 31 centrale. Secondo una preferita variante, l’apertura 32 di ingresso è ricavata in una parete 33 laterale maggiore del corpo e si estende sostanzialmente per l’intera larghezza della parete 33 laterale maggiore.
All’interno del corpo 31 centrale è definito l’intercooler 9 avente la funzione di raffreddare l’aria fresca aspirata proveniente dal compressore 14. L’intercooler 9 consiste sostanzialmente in uno scambiatore termico aria/acqua in cui l’aria fresca aspirata proveniente dal condotto 6 di aspirazione (ovvero proveniente dal compressore 14) entra ad una temperatura di circa 200°C. L’aria fresca aspirata proveniente dal condotto 6 di aspirazione viene raffreddata fino a circa 50°C e lascia il corpo 31 centrale attraverso quattro condotti 34, ciascuno dei quali è associato ad un rispettivo cilindro 3 e lungo i quali sono disposte le rispettive valvole di aspirazione (non illustrate). I condotti 34 sono previsti in corrispondenza di una parete laterale maggiore del corpo 31 centrale opposta alla parete 33 laterale maggiore in cui è ricavata l’apertura 32 di ingresso.
Il corpo 31 centrale è inoltre provvisto di un circuito 35 idraulico di raffreddamento alimentato ad acqua. L’acqua entra all’interno del corpo 31 centrale attraverso un condotto 36 di ingresso posto in corrispondenza di una estremità di una parete 37 superiore del corpo 31 centrale e viene alimentata all’interno del corpo 31 centrale stesso in direzione sostanzialmente trasversale al passaggio dell’aria fresca aspirata proveniente dal compressore 14. In particolare, il condotto 36 di ingresso è disposto in prossimità del bordo definito dalla parete 37 superiore e da una parete laterale minore del corpo 31 centrale.
Il modulo 30 comprende poi lo scambiatore 21 di calore del circuito EGRHPad alta pressione, il quale comprende un corpo 38 scatolare di forma sostanzialmente parallelepipeda ed è disposto affiancato al corpo 31 centrale. Una superficie esterna del corpo 38 scatolare è disposta direttamente affacciata a e a contatto con una superficie laterale minore del corpo 31 centrale. La superficie esterna del corpo 38 scatolare presenta sostanzialmente la stessa ampiezza della superficie laterale minore del corpo 31 centrale in modo da ottenere una configurazione piuttosto compatta.
Lo scambiatore 21 di calore del circuito EGRHPad alta pressione comprende una apertura 39 di ingresso dei gas in uscita dal collettore 5 di scarico che comunica con il condotto di bypass 18 ed è ricavata in una parete laterale minore del corpo 38 scatolare. Secondo una preferita variante, l’apertura 32 di ingresso dell’aria fresca aspirata proveniente dal compressore 14 e l’apertura 39 di ingresso dei gas in uscita dal collettore 5 di scarico sono ricavate affiancate sulla stesso fronte del modulo 30. Lo scambiatore 21 di calore del circuito EGRHPad alta pressione comprende poi una apertura 40 di uscita dei gas provenienti dal collettore 5 di scarico. L’apertura 40 di uscita è ricavata in una parete laterale minore del corpo 38 scatolare opposta alla parete laterale minore in cui è ricavata la apertura 39 di ingresso. Lo scambiatore 21 di calore del circuito EGRHPad alta pressione è definito da uno scambiatore termico aria/acqua in cui i gas in uscita dal collettore 5 di scarico entrano con temperature che si aggirano in un intorno di 600°C. I gas in uscita dal collettore 5 di scarico vengono raffreddati fino a circa 150°C e lascia il corpo 38 scatolare attraverso un condotto 41 di uscita che alimenta i quattro cilindri 3.
Secondo una preferita variante, il modulo 30 comprende un canale 42 di collegamento che alimenta i gas in uscita dallo scambiatore 21 di calore del circuito EGRHPad alta pressione ad un collettore 43 di distribuzione. Il collettore 43 di distribuzione è realizzato in materiale metallico è posto in prossimità del corpo 31 centrale ed in prossimità dei quattro condotti 34 che alimentano i quattro cilindri 3. Il collettore 43 di distribuzione comprende un condotto 44 di alimentazione definito da un canale 44 tubolare cilindrico principale, dal quale partono quattro ulteriori canali 45 tubolari cilindrici secondari disposti perpendicolarmente rispetto al canale 44 tubolare cilindrico principale e ai condotti 34; ciascun canale 45 tubolare cilindrico secondario è atto ad essere accoppiato ad un rispettivo condotto 34 per alimentare i gas in uscita dallo scambiatore 21 di calore del circuito EGRHPad alta pressione. In questo modo è possibile alimentare in modo uniforme i quattro condotti 34 (e, di conseguenza, i quattro cilindri 3) con la stessa quantità di gas in uscita dallo scambiatore 21 di calore del circuito EGRHPad alta pressione.
E’ altresì importante evidenziare che il collettore 43 di distribuzione e, in particolare, il canale 44 tubolare cilindrico principale, è internamente sagomato in modo da impedire qualsiasi reflusso verso il corpo 31 centrale. In altre parole, il canale 44 tubolare cilindrico principale, è realizzato in modo da impedire che le impurità contenute nei gas in uscita dallo scambiatore 21 di calore del circuito EGRHPpossano entrare nel corpo 31 centrale.
Lo scambiatore 21 di calore del circuito EGRHPad alta pressione comprende poi un rispettivo circuito 46 idraulico di raffreddamento alimentato ad acqua. L’acqua proveniente dal corpo 31 centrale entra all’interno del corpo 38 scatolare e fuoriesce attraverso un condotto 47 di uscita posto in corrispondenza di una parete 48 superiore del corpo 38 scatolare.
E’ importante evidenziare che l’acqua del circuito 35 idraulico di raffreddamento dell’intercooler 9 viene poi successivamente utilizzata all’interno del circuito 46 idraulico di raffreddamento dello scambiatore 21 di calore del circuito EGRHPad alta pressione. In altre parole, l’acqua fredda entra all’interno del corpo 31 centrale attraverso il condotto 36 di ingresso posto in corrispondenza della parete 37 superiore del corpo 31 centrale stesso, scambia calore con l’aria fresca aspirata proveniente dal condotto 6 di aspirazione (ovvero, proveniente dal compressore 14) all’interno del corpo 31 centrale, scambia calore con l’aria in uscita dal collettore 5 di scarico all’interno dello scambiatore 21 di calore del circuito EGRHPad alta pressione, fuoriesce a temperature elevate dell’ordine di 80-90 °C dallo scambiatore 21 di calore del circuito EGRHPad alta pressione attraverso il condotto 47 di uscita posto in corrispondenza della parete 48 superiore del corpo 38 scatolare e viene successivamente raffreddata da un radiatore (non illustrato).
E’ possibile impiegare l’acqua fredda del circuito idraulico 35 di raffreddamento dell’intercooler 9 anche all’interno del circuito 46 idraulico di raffreddamento dello scambiatore 21 di calore del circuito EGRHPad alta pressione solo nel caso in cui l’acqua nel suo percorso all’interno del modulo 30 incontri prima l’aria fresca aspirata proveniente dal condotto 6 di aspirazione (ovvero, proveniente dal compressore 14) e poi i gas in uscita dal collettore 5 di scarico. Infatti, nel processo di raffreddamento l’aria fresca aspirata proveniente dal condotto 6 di aspirazione (ovvero, proveniente dal compressore 14) cede calore all’acqua per passare da un temperatura di ingresso di circa 200°C ad un temperatura di uscita di circa 50°C. L’acqua in uscita dal corpo 31 centrale presenta una temperatura di circa 55-65 °C e può essere impiegata nel processo di raffreddamento dei gas in uscita dal collettore 5 di scarico che cedono calore all’acqua per passare da un temperatura di ingresso di circa 600°C ad un temperatura di uscita di circa 150°C.
Il circuito 46 idraulico di raffreddamento dello scambiatore 21 di calore del circuito EGRHPad alta pressione ed il circuito 35 idraulico di raffreddamento dell’intercooler 9 costituiscono quindi un unico circuito idraulico di raffreddamento dell’assieme formato dall’intercooler 9 e dallo scambiatore 21 di calore del circuito EGRHPad alta pressione. Il circuito idraulico di raffreddamento dell’assieme formato dall’intercooler 9 e dallo scambiatore 21 di calore del circuito EGRHPad alta pressione comprende il condotto 36 di ingresso dell’acqua posto in corrispondenza dell’intercooler 9 ed il condotto 47 di uscita dell’acqua posto in corrispondenza dello scambiatore 21 di calore del circuito EGRHPad alta pressione.
Secondo una preferita variante illustrata nella figura 3, lo scambiatore 21 di calore del circuito EGRHPad alta pressione è definito uno scambiatore 49 di calore a tubi di fumo in cui i gas in uscita dal collettore 5 di scarico, indicati con G, sono incanalati in un fascio di tubi 50 disposti paralleli l’uno all’altro ed immersi nell’acqua, indicata con W, del circuito 46 idraulico di raffreddamento.
Secondo una variante non illustrata, lo scambiatore 21 di calore del circuito EGRHPad alta pressione è definito uno scambiatore di calore a tubi di fumo in cui l’acqua del circuito 46 idraulico di raffreddamento è incanalata in un fascio di tubi disposti paralleli l’uno all’altro ed immersi nei gas in uscita dal collettore 5 di scarico che vengono quindi raffreddati per convezione.
Lo scambiatore 21 di calore del circuito EGRHPad alta pressione è anch’esso realizzato in un qualsiasi materiale termoplastico in grado di resistere a temperature dell’ordine di 210 – 215 °C.
Secondo una preferita variante, il modulo 30 comprende un condotto 51 di bypass collegato in parallelo al scambiatore 21 di calore del circuito EGRHPad alta pressione. Il condotto 51 di bypass si origina dal condotto 18 di bypass e sfocia nel canale 42 di collegamento che alimenta i gas in uscita dal collettore 5 di scarico al collettore 43 di distribuzione. Lungo il condotto 51 di bypass è disposta una valvola 52, la quale è atta a regolare la portata dei gas in uscita dal collettore 5 di scarico che fluiscono attraverso il condotto 51 di bypass ed è pilotata da una elettrovalvola di bypass. Il condotto 51 di bypass consente di disporre, quando necessario, di un flusso di gas caldi (con temperature dell’ordine di 600°C) da immettere direttamente nei cilindri 3.
Il modulo 30 fin qui descritto presenta il vantaggio di essere compatto, di ingombro ridotto e di consentire ottime prestazioni, in termini di efficienza volumetrica, sia per l’intercooler 9 sia per lo scambiatore 21 di calore del circuito EGRHPad alta pressione.

Claims (1)

  1. RIVENDICAZIONI 1.- Collettore (4) di aspirazione per un motore (1) a combustione interna sovralimentato mediante un turbocompressore (12) provvisto di una turbina (13) e di un compressore (14) e comprendente una pluralità di cilindri (3) ed un circuito EGR di ricircolo dei gas di scarico suddiviso in un ramo (EGRLP) di bassa pressione ed un ramo (EGRHP) di alta pressione; il collettore (4) di aspirazione comprende un corpo (31) centrale che viene alimentato con un flusso di aria fresca aspirata proveniente dal compressore (14), alloggia al suo interno un primo scambiatore (9) termico aria/acqua per il raffreddamento del flusso di aria fresca aspirata proveniente dal compressore (14) ed è collegato alla pluralità di cilindri (3); ed un secondo scambiatore (21) termico aria/acqua per il raffreddamento di un flusso di gas del ramo (EGRHP) di alta pressione; in cui il primo scambiatore (9) termico aria/acqua ed il secondo scambiatore (21) termico aria/acqua sono in comunicazione idraulica in modo che l’acqua impiegata per il raffreddamento del flusso di aria fresca aspirata proveniente dal compressore (14) sia successivamente impiegata per il raffreddamento del flusso di gas del ramo (EGRHP) di alta pressione. 2.- Collettore secondo la rivendicazione 1, in cui il corpo (31) centrale e/o secondo scambiatore (21) termico aria/acqua sono realizzati in un qualsiasi materiale termoplastico in grado di resistere a temperature dell’ordine di 210 – 215 °C. 3.- Collettore secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui il secondo scambiatore (21) termico aria/acqua per il raffreddamento di un flusso di gas del ramo (EGRHP) di alta pressione è uno scambiatore (49) di calore a tubi di fumo in cui il flusso di gas del ramo (EGRHP) di alta pressione è incanalato in un fascio di tubi (50) disposti paralleli l’uno all’altro ed immersi nell’acqua. 4.- Collettore secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui il secondo scambiatore (21) termico aria/acqua per il raffreddamento di un flusso di gas del ramo (EGRHP) di alta pressione è uno scambiatore (49) di calore a tubi di fumo in cui l’acqua per il raffreddamento del flusso di gas del ramo (EGRHP) di alta pressione è incanalata in un fascio di tubi disposti paralleli l’uno all’altro ed immersi nel flusso di gas del ramo (EGRHP) di alta pressione. 5.- Collettore secondo una delle rivendicazioni precedenti e comprendente un collettore (43) di distribuzione collegato al secondo scambiatore (21) termico aria/acqua per alimentare il flusso di gas in uscita dal secondo scambiatore (21) termico aria/acqua ai cilindri (3). 6.- Collettore secondo la rivendicazione 5, in cui il collettore (43) di distribuzione è realizzato in un materiale metallico. 7.- Collettore secondo la rivendicazione 5 o 6, in cui il collettore (43) di distribuzione comprende un condotto (44) di alimentazione definito da un canale (44) tubolare cilindrico principale per alimentare il flusso di gas in uscita dal secondo scambiatore (21) termico aria/acqua ai cilindri (3); in cui, il canale (44) tubolare cilindrico principale presenta una forma tale da impedire qualsiasi reflusso del flusso di gas in uscita dal secondo scambiatore (21) termico aria/acqua verso il corpo (31) centrale. 8.- Collettore secondo una delle rivendicazioni precedenti e comprendente un condotto (51) di bypass collegato in parallelo al secondo scambiatore (21) termico aria/acqua per il raffreddamento di un flusso di gas del ramo (EGRHP) di alta pressione per disporre, quando necessario, di un flusso di aria caldo da alimentare direttamente ai cilindri (3). 9.- Collettore secondo la rivendicazione 8 e comprendente una valvola (52) posta lungo il condotto (51) di bypass e atta a regolare la portata di gas del ramo (EGRHP) di alta pressione che fluisce attraverso il condotto (51) di bypass. 10.- Collettore secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui il secondo scambiatore (21) termico aria/acqua per il raffreddamento di un flusso di gas del ramo (EGRHP) di alta pressione comprende un corpo (38) di forma sostanzialmente parallelepipeda disposto affiancato al corpo (31) centrale; una superficie esterna del corpo (38) è disposta direttamente affacciata a e a contatto con una superficie laterale del corpo (31) centrale. 11.- Collettore secondo la rivendicazione 10, in cui la superficie esterna del corpo (38) presenta sostanzialmente la stessa ampiezza della superficie laterale del corpo (31) centrale. 12.- Collettore secondo una delle rivendicazioni precedenti e comprendente un circuito (35, 46) idraulico di raffreddamento del primo scambiatore (9) termico aria/acqua e del secondo scambiatore (21) termico aria/acqua che comprende a sua volta un condotto (36) di ingresso dell’acqua posto in corrispondenza di una parete (37) del corpo (31) centrale e di un condotto (47) di uscita dell’acqua posto in corrispondenza di una parete (48) del secondo scambiatore (21) termico aria/acqua.
IT000684A 2013-12-12 2013-12-12 Collettore di aspirazione per un motore a combustione interna sovralimentato con intercooler integrato e provvisto di uno scambiatore di calore per un circuito egr ad alta pressione ITBO20130684A1 (it)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT000684A ITBO20130684A1 (it) 2013-12-12 2013-12-12 Collettore di aspirazione per un motore a combustione interna sovralimentato con intercooler integrato e provvisto di uno scambiatore di calore per un circuito egr ad alta pressione
EP14197827.0A EP2884072A1 (en) 2013-12-12 2014-12-12 Intake manifold for a supercharged internal combustion engine with a built-in intercooler and provided with a heat exchanger for a high-pressure EGR circuit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT000684A ITBO20130684A1 (it) 2013-12-12 2013-12-12 Collettore di aspirazione per un motore a combustione interna sovralimentato con intercooler integrato e provvisto di uno scambiatore di calore per un circuito egr ad alta pressione

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ITBO20130684A1 true ITBO20130684A1 (it) 2015-06-13

Family

ID=49958533

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
IT000684A ITBO20130684A1 (it) 2013-12-12 2013-12-12 Collettore di aspirazione per un motore a combustione interna sovralimentato con intercooler integrato e provvisto di uno scambiatore di calore per un circuito egr ad alta pressione

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP2884072A1 (it)
IT (1) ITBO20130684A1 (it)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6550968B2 (ja) * 2015-06-30 2019-07-31 三菱自動車工業株式会社 エンジンの吸気供給構造
CN106762104A (zh) * 2016-12-15 2017-05-31 浙江吉利罗佑发动机有限公司 一种发动机低温冷却循环***
CN109372626A (zh) * 2018-12-17 2019-02-22 潍柴动力股份有限公司 一种集成热交换器及发动机

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008048174A1 (en) * 2006-09-29 2008-04-24 Scania Cv Ab Cooling arrangement
FR2908833A1 (fr) * 2006-11-20 2008-05-23 Valeo Soc Par Actions Simplifi Dispositif d'admission de gaz
FR2946698A1 (fr) * 2009-06-15 2010-12-17 Valeo Systemes Thermiques Dispositif de melange d'un flux de gaz d'admission et d'un flux de gaz d'echappement recircules
US20130220289A1 (en) * 2012-02-29 2013-08-29 Ford Global Technologies, Llc Intake system with an integrated charge air cooler

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
FR2864582B1 (fr) * 2003-12-24 2006-03-17 Valeo Thermique Moteur Sa Module d'echange de chaleur pour la regulation de la temperature des gaz admis dans un moteur thermique de vehicule automobile

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008048174A1 (en) * 2006-09-29 2008-04-24 Scania Cv Ab Cooling arrangement
FR2908833A1 (fr) * 2006-11-20 2008-05-23 Valeo Soc Par Actions Simplifi Dispositif d'admission de gaz
FR2946698A1 (fr) * 2009-06-15 2010-12-17 Valeo Systemes Thermiques Dispositif de melange d'un flux de gaz d'admission et d'un flux de gaz d'echappement recircules
US20130220289A1 (en) * 2012-02-29 2013-08-29 Ford Global Technologies, Llc Intake system with an integrated charge air cooler

Also Published As

Publication number Publication date
EP2884072A1 (en) 2015-06-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2359307B2 (es) Colector de escape de un motor alternativo turbo-sobrealimentado.
US7930877B2 (en) Exhaust system for an internal combustion engine provided with an exhaust gas recirculation circuit
US9488628B2 (en) Gas sensor protection device and method
JP2010521619A (ja) 充填流体吸入モジュールおよび内燃機関
ITRE20110066A1 (it) Collettore di aspirazione dell'aria comburente per un motore a combustione interna dotato di egr
BR102013014855A2 (pt) Trocador de calor para veículo
ITBO20130684A1 (it) Collettore di aspirazione per un motore a combustione interna sovralimentato con intercooler integrato e provvisto di uno scambiatore di calore per un circuito egr ad alta pressione
CN106481438A (zh) 增压空气冷却器装置
JP2017528654A5 (it)
KR101472910B1 (ko) 볼텍스 튜브를 이용한 흡입공기 냉각장치
IT201600099492A1 (it) Unita' di aspirazione dell'urea
EP2243938A1 (de) Saugrohr für einen Verbrennungsmotor
ITBO20010761A1 (it) Collettore di aspirazione per un motore a combustione interna provvisto di ricircolo dei gas di scarico
CN202883178U (zh) 一种带导流结构的进气歧管
JP6447105B2 (ja) インテークマニホールド
ITTO990342A1 (it) Motore a combustione interna sovralimentato
ITBO20070352A1 (it) Motore a combustione interna turbocompresso con disposizione a "v" dei cilindri
JP6413746B2 (ja) インタークーラ
CN205243663U (zh) 气缸盖
CN207526579U (zh) 一种新型水冷式中冷器集成进气歧管内腔结构
CN107816381B (zh) 一种增压发动机的排气***隔热罩
JP6132155B2 (ja) エンジンの吸気装置
ITTO20130262A1 (it) Sistema di raffreddamento di un fluido gassoso di aspirazione per un motore a combustione interna, integrato in un circuito di raffreddamento del motore
JP2007291948A (ja) Ｖ型エンジンのｅｇｒ装置
CN210486485U (zh) 一种真空烧结炉