RU159505U1 - RECYCLING EXHAUST GAS COOLING DEVICE IN THE INTERNAL COMBUSTION ENGINE - Google Patents
RECYCLING EXHAUST GAS COOLING DEVICE IN THE INTERNAL COMBUSTION ENGINE Download PDFInfo
- Publication number
- RU159505U1 RU159505U1 RU2015131964/06U RU2015131964U RU159505U1 RU 159505 U1 RU159505 U1 RU 159505U1 RU 2015131964/06 U RU2015131964/06 U RU 2015131964/06U RU 2015131964 U RU2015131964 U RU 2015131964U RU 159505 U1 RU159505 U1 RU 159505U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- exhaust gas
- heat exchanger
- liquid
- recirculating exhaust
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
Abstract
Устройство охлаждения рециркулирующего отработавшего газа в двигателе внутреннего сгорания, содержащее газожидкостный теплообменник охлаждения рециркулирующего отработавшего газа и форсунку для впрыска жидкости в поток рециркулирующего отработавшего газа перед его поступлением в газожидкостный теплообменник, отличающееся тем, что оно содержит первый датчик температуры, установленный в газопроводе подачи рециркулирующего отработавшего газа на входе в газожидкостный теплообменник, второй датчик температуры, установленный в упомянутом газопроводе на выходе из указанного теплообменника, насос для подачи жидкости к упомянутой форсунке из бака, снабженного датчиком уровня жидкости в баке, и насос для подачи жидкости в газожидкостный теплообменник, при этом насосы подачи жидкости к форсунке и в газожидкостный теплообменник имеют независимые приводы от электродвигателей, управляемых электронным блоком управления двигателем, к входам электронного блока управления двигателем подключены упомянутые первый и второй датчики температуры и датчик уровня жидкости в баке.A recirculating exhaust gas cooling device in an internal combustion engine comprising a gas-liquid recirculating exhaust gas cooling heat exchanger and a nozzle for injecting liquid into the recirculating exhaust gas stream before it enters the gas-liquid heat exchanger, characterized in that it comprises a first temperature sensor installed in the recirculating exhaust gas supply gas inlet to a gas-liquid heat exchanger, a second temperature sensor installed in the aforementioned gas pipe at the outlet of the specified heat exchanger, a pump for supplying fluid to the said nozzle from the tank, equipped with a liquid level sensor in the tank, and a pump for supplying fluid to the gas-liquid heat exchanger, while the pumps for supplying fluid to the nozzle and the gas-liquid heat exchanger have independent drives from electric motors controlled by the electronic engine control unit, the aforementioned first and second temperature sensors and a liquid level sensor in the tank are connected to the inputs of the electronic engine control unit .
Description
Полезная модель относится к двигателям внутреннего сгорания. Она касается охлаждения рециркулирующего отработавшего газа в дизельном двигателе, снабженном турбокомпрессором.The utility model relates to internal combustion engines. It relates to cooling the recirculated exhaust gas in a diesel engine equipped with a turbocharger.
При сгорании топливовоздушной смеси в цилиндрах двигателя образуются вредные оксиды азота. Для снижения концентрации оксидов азота используется отработавший газ, небольшое количество которого из выпускного коллектора подается во впускной коллектор двигателя. Соотношение воздух/топливо для топливовоздушной смеси в этом случае не изменяется, но в камере сгорания оказывается меньше топлива и кислорода. Как следствие, горение происходит при меньших температурах и давлении. Процесс возврата части отработавших газов обратно в камеру сгорания получил название рециркуляции.When the air-fuel mixture is burned, harmful nitrogen oxides are formed in the engine cylinders. To reduce the concentration of nitrogen oxides, exhaust gas is used, a small amount of which is supplied from the exhaust manifold to the engine intake manifold. The air / fuel ratio for the air-fuel mixture in this case does not change, but there is less fuel and oxygen in the combustion chamber. As a result, combustion occurs at lower temperatures and pressures. The process of returning part of the exhaust gases back to the combustion chamber is called recirculation.
Применение в двигателях устройств охлаждения рециркулирующего отработавшего газа позволяет дополнительно снизить температуру сгорания топливовоздушной смеси, тем самым уменьшив образование оксидов азота.The use of recirculating exhaust gas cooling devices in engines can further reduce the combustion temperature of the air-fuel mixture, thereby reducing the formation of nitrogen oxides.
Известно устройство охлаждения рециркулирующего отработавшего газа в двигателе внутреннего сгорания, содержащее газожидкостный теплообменник, включенный в контур жидкостного охлаждения двигателя (см. заявку №20080178853, опубликованную 31.07.2008 г. в США). Однако в этом устройстве охлаждение рециркулирующего отработавшего газа получается недостаточным при работе двигателя в режиме полных нагрузок и в условиях повышенных температур окружающей среды.A device for recirculating exhaust gas cooling in an internal combustion engine is known, comprising a gas-liquid heat exchanger included in the liquid cooling circuit of the engine (see application No. 20080178853, published July 31, 2008 in the USA). However, in this device, the cooling of the recirculated exhaust gas is insufficient when the engine is operating at full load and at elevated ambient temperatures.
В качестве ближайшего аналога (прототипа) принято устройство охлаждения рециркулирующего отработавшего газа в двигателе внутреннего сгорания, представленное в заявке №2010048113, опубликованной 04.03.2010 г. в Японии. Это устройство охлаждения рециркулирующего отработавшего газа содержит газожидкостный теплообменник охлаждения рециркулирующего отработавшего газа и форсунку для впрыска жидкости в поток рециркулирующего отработавшего газа перед его поступлением в газожидкостный теплообменник. Однако в этом устройстве отсутствует возможность оперативного регулирования температурных параметров подаваемого в цилиндры двигателя рециркулирующего отработавшего газа. Это понижает эксплуатационную надежность двигателя внутреннего сгорания при его работе в режиме полной нагрузки и/или при высокой температуре окружающей среды.As the closest analogue (prototype) adopted a cooling device for recirculating exhaust gas in an internal combustion engine, presented in the application No. 201048113, published 04.03.2010 in Japan. This recirculating exhaust gas cooling device comprises a gas-liquid recirculating exhaust gas cooling heat exchanger and a nozzle for injecting liquid into the recirculating exhaust gas stream before it enters the gas-liquid heat exchanger. However, in this device there is no possibility of operational control of the temperature parameters of the recirculated exhaust gas supplied to the engine cylinders. This reduces the operational reliability of the internal combustion engine when it is operating at full load and / or at high ambient temperatures.
При создании устройства охлаждения рециркулирующего отработавшего газа двигателя решалась задача обеспечения оптимальной температуры рециркулирующего отработавшего газа при работе двигателя в режиме полных нагрузок и/или в условиях повышенных температур окружающей среды.When creating a device for cooling the exhaust gas recirculation of the engine, the problem was solved of ensuring the optimum temperature of the exhaust gas recirculation during engine operation at full load and / or at elevated ambient temperatures.
Для решения этой задачи устройство охлаждения рециркулирующего отработавшего газа в двигателе внутреннего сгорания, содержащее газожидкостный теплообменник охлаждения рециркулирующего отработавшего газа и форсунку для впрыска жидкости в поток рециркулирующего отработавшего газа перед его поступлением в газожидкостный теплообменник, содержит первый датчик температуры, установленный в газопроводе подачи рециркулирующего отработавшего газа на входе в газожидкостный теплообменник, второй датчик температуры, установленный в упомянутом газопроводе на выходе из указанного теплообменника, насос для подачи жидкости к упомянутой форсунке из бака, снабженного датчиком уровня жидкости в баке, и насос для подачи жидкости в газожидкостный теплообменник. При этом насосы подачи жидкости к форсунке и в газожидкостный теплообменник имеют независимые приводы от электродвигателей, управляемых электронным блоком управления двигателем. К входам блока управления двигателем подключены упомянутые первый и второй датчики температуры и датчик уровня жидкости в баке.To solve this problem, a recirculating exhaust gas cooling device in an internal combustion engine comprising a gas-liquid recirculating exhaust gas cooling heat exchanger and a nozzle for injecting liquid into the recirculated exhaust gas stream before it enters the gas-liquid heat exchanger, comprises a first temperature sensor installed in the recirculated exhaust gas supply line at the entrance to the gas-liquid heat exchanger, a second temperature sensor installed in the mentioned a gas pipeline at the outlet of said heat exchanger, a pump for supplying liquid to said nozzle from a tank provided with a liquid level sensor in the tank, and a pump for supplying liquid to the gas-liquid heat exchanger. In this case, the pumps for supplying liquid to the nozzle and to the gas-liquid heat exchanger have independent drives from electric motors controlled by the electronic engine control unit. Said first and second temperature sensors and a liquid level sensor in the tank are connected to the inputs of the engine control unit.
При охлаждении рециркулирующего отработавшего газа двигателя внутреннего сгорания и с помощью газожидкостного теплообменника, и путем впрыска в него воды форсункой расширяются возможности регулирования теплового режима и отработавшего газа, и самого двигателя, так как это дает возможность охлаждать рециркулирующий отработавший газ либо только с помощью газожидкостного теплообменника для экономии воды, подаваемой к форсунке, либо только путем впрыска воды при перегреве жидкости, охлаждающей сам двигатель. При этом включение в устройство охлаждения рециркулирующего отработавшего газа средств, позволяющих регулировать температурные параметры подаваемого в цилиндры двигателя рециркулирующего отработавшего газа, обеспечивает оптимальную температуру рециркулирующего отработавшего газа при работе двигателя в режиме полных нагрузок и/или в условиях повышенных температур окружающей среды. В результате повышается эксплуатационная надежность двигателя внутреннего сгорания при его работе в режиме полных нагрузок и/или в условиях повышенных температур окружающей среды, а также снижается суммарный выброс вредных веществ в атмосферу.By cooling the recirculated exhaust gas of the internal combustion engine and using a gas-liquid heat exchanger, and by injecting water with a nozzle, the possibilities for regulating the thermal regime and the exhaust gas, and the engine itself are expanded, since this makes it possible to cool the recirculated exhaust gas or only using a gas-liquid heat exchanger for saving water supplied to the nozzle, or only by injecting water when the liquid overheats the engine itself is overheated. In this case, the inclusion of means in the cooling device for the recirculating exhaust gas, which makes it possible to adjust the temperature parameters of the recirculating exhaust gas supplied to the engine cylinders, ensures the optimum temperature of the recirculating exhaust gas when the engine is operating in full load mode and / or at elevated ambient temperatures. As a result, the operational reliability of the internal combustion engine increases during its operation in full load mode and / or at elevated ambient temperatures, and the total emission of harmful substances into the atmosphere also decreases.
На фигуре показан радиатор 1 охлаждения наддувочного воздуха, нагнетаемого компрессором 2 турбокомпрессора 3 и поступающего по впускному трубопроводу 4 через впускной коллектор 5 в цилиндры двигателя 6. С впускным трубопроводом 4 сообщен газопровод 7 рециркуляции отработавшего газа, поступающего к турбине 8 турбокомпрессора 3 через выпускной трубопровод 9, связанный с выпускными коллекторами 10 двигателя 6.The figure shows a
Устройство охлаждения рециркулирующего отработавшего газа содержит газожидкостный теплообменник 11, встроенный в газопровод 7 рециркуляции отработавшего газа и включенный в контур 12 жидкостного охлаждения двигателя 6. Указанный контур 12 содержит радиатор 13, водяной насос 14, датчик 15 температуры охлаждающей жидкости, установленный на входе в водяной насос 14, температурный регулятор 16 с электроприводом, установленный при выходе из радиатора 13, водосборные трубы 17 и компенсационно-расширительный бачок 18. С контуром 12 жидкостного охлаждения двигателя 6 сообщена гидролиния 19, в которую последовательно включены электромеханический жидкостный кран 20, водяной насос 21, работающий от электродвигателя 22, электромагнитный клапан 23 и газожидкостный теплообменник 11.The recirculating exhaust gas cooling device comprises a gas-
В газопроводе 7 на входе в газожидкостный теплообменник 11 установлен первый датчик 24 температуры. На выходе из газожидкостного теплообменника 11 установлен второй датчик 25 температуры. Ниже по потоку рециркулирующих отработавших газов в газопровод 7 встроен электромагнитный клапан 26.In the
Устройство охлаждения рециркулирующего отработавшего газа снабжено дополнительными средствами охлаждения этого газа, содержащими бак 27 с жидкостью, форсунку 28 с электромагнитным управлением для впрыска жидкости в газопровод 7 в поток рециркулирующего отработавшего газа перед его поступлением к первому датчику 24 температуры, водяной насос 29 для подачи жидкости в форсунку 28, имеющий независимый привод от электродвигателя 30, и напорный клапан 31 для перепуска жидкости из гидролинии 32 обратно в бак 27. Бак 27 снабжен датчиком 33 уровня жидкости.The recirculating exhaust gas cooling device is equipped with additional means for cooling this gas, containing a
Форсунка 28, электромагнитные клапаны 23, 26, электромеханический жидкостный кран 20 и электродвигатели 22, 30 привода водяных насосов 21, 29 управляются электронным блоком 34 управления двигателем 6. К входам блока 34 подключены датчик 15 температуры охлаждающей жидкости двигателя, датчики 24, 25, измеряющие температуру рециркулирующего отработавшего газа при входе в газожидкостный теплообменник 11 и выходе из него, и датчик 33 уровня жидкости в баке 27.
Работа устройства охлаждения рециркулирующего отработавшего газа двигателя внутреннего сгорания осуществляется следующим образом.The operation of the cooling device for the recirculating exhaust gas of the internal combustion engine is as follows.
При работе двигателя 6, снабженного турбокомпрессором 3, часть отработавшего газа, выходящего из выпускных коллекторов 10, направляется по выпускному трубопроводу 9 в газопровод 7 и далее в газожидкостный теплообменник 11. Другая часть отработавшего газа, проходя по выпускному трубопроводу 9, поступает на вход турбины 8 турбокомпрессора 3, после чего отработавший газ удаляется в атмосферу. Рециркулирующий отработавший газ внутри газожидкостного теплообменника 11 проходит по трубкам (на фигуре не показаны), омываемым снаружи охлаждающей жидкостью, поступающей по гидролинии 19, включенной в контур 12 охлаждения двигателя 6. Далее охлажденный отработавший газ смешивается с потоком наддувочного воздуха, который нагнетается компрессором 2 турбокомпрессора 3 и предварительно охлаждается в радиаторе 1 охлаждения наддувочного воздуха. Смесь из отработавшего газа и наддувочного воздуха поступает во впускной коллектор 5 и подается в цилиндры двигателя 6.When the
Регулирование температуры рециркулирующего отработавшего газа происходит следующим образом.The temperature control of the recirculated exhaust gas is as follows.
Данные о значении температуры рециркулирующего отработавшего газа, измеренной первым датчиком 24, поступают в электронный блок 34 управления двигателем 6. В зависимости от значения измеренной первым датчиком 24 температуры электронный блок 34 вырабатывает управляющий электрический сигнал, поступающий на вход электромагнитного клапана 23, который регулирует количество подаваемой в газожидкостный теплообменник 11 охлаждающей жидкости, тем самым изменяя интенсивность охлаждения рециркулирующего отработавшего газа в соответствии с режимом работы двигателя 6.Data on the temperature of the recirculated exhaust gas measured by the
Подача охлаждающей жидкости в газожидкостный теплообменник 11 осуществляется по гидролинии 19 при помощи водяного насоса 21, приводимого в действие электродвигателем 22. Отключение подачи охлаждающей жидкости в газожидкостный теплообменник 11 производится электромеханическим жидкостным краном 20 по сигналу от электронного блока 34 управления двигателем 6.The coolant is supplied to the gas-
В том случае, если температура рециркулирующего отработавшего газа, выходящего из газожидкостного теплообменника 11, выше требуемого значения, электронный блок 34 на основании данных, полученных от второго датчика 25 температуры, выдает команду электромагнитному клапану 23, который увеличивает количество подаваемой в газожидкостный теплообменник 11 охлаждающей жидкости.If the temperature of the recirculating exhaust gas leaving the gas-
Охлажденный до требуемой температуры рециркулирующий отработавший газ подается в место его смешивания с потоком наддувочного воздуха. Количество подаваемого газа регулируется электромагнитным клапаном 26 по сигналу от электронного блока 34.Cooled to the required temperature, the recirculating exhaust gas is supplied to the place of its mixing with the charge air stream. The amount of gas supplied is regulated by a
При работе двигателя 6 в режиме полных нагрузок и/или в условиях высоких температур окружающей среды охлаждение рециркулирующего отработавшего газа в газожидкостном теплообменнике 11 может быть недостаточным, так как температура охлаждающей жидкости двигателя 6, проходящей через газожидкостный теплообменник 11, будет достаточно высокой. В этом случае возникает необходимость дополнительного охлаждения рециркулирующего отработавшего газа. Так, если температура рециркулирующего отработавшего газа на выходе из теплообменника 11 при полностью открытом электромагнитном клапане 23 окажется выше допустимой величины, от электронного блока 34 поступает управляющий сигнал на электродвигатель 30 привода насоса 29 подачи жидкости к форсунке 28. Насос 29 подает жидкость из бака 27 к форсунке 28, которая впрыскивает жидкость в газопровод 7. Жидкость, поступающая в газопровод 7, испаряется, вследствие чего понижается температура рециркулирующего отработавшего газа. Для предотвращения избыточного давления жидкости в гидролинии 32 предусмотрен напорный клапан 31. При установлении в гидролинии 32 давления жидкости выше допустимой величины клапан 31 осуществляет перепуск жидкости из гидролинии 32 обратно в бак 27. Когда жидкость в баке 27 заканчивается, то срабатывает датчик 33 уровня жидкости в баке 27 и происходит отключение электродвигателя 30 и форсунки 28.When the
В случае, если при высокой температуре окружающей среды температура охлаждающей жидкости двигателя 6, измеренная датчиком 15, будет выше допустимой величины, электромеханический жидкостный кран 20 по сигналу от электронного блока 34 отключит подачу охлаждающей жидкости в гидролинию 19, и к газожидкостному теплообменнику 11 охлаждающая жидкость поступать не будет. Одновременно от электронного блока 34 поступает электрический сигнал на электродвигатель 30 привода насоса 29 подачи жидкости к форсунке 28, которая впрыскивает жидкость в газопровод 7, охлаждая рециркулирующий отработавший газ.If at high ambient temperature the temperature of the
Таким образом, снабдив устройство охлаждения рециркулирующего отработавшего газа в двигателе внутреннего сгорания средствами, позволяющими регулировать температурные параметры подаваемого в цилиндры двигателя рециркулирующего отработавшего газа, обеспечивается оптимальная температура рециркулирующего отработавшего газа при работе двигателя в режиме полных нагрузок и/или в условиях повышенных температур окружающей среды. Техническим результатом является повышение эксплуатационной надежности двигателя внутреннего сгорания при его работе в режиме полных нагрузок и/или в условиях повышенных температур окружающей среды, а также снижение суммарного выброса вредных веществ в атмосферу.Thus, by equipping the recirculating exhaust gas cooling device in the internal combustion engine with means to control the temperature parameters of the recirculating exhaust gas supplied to the engine cylinders, the optimum temperature of the recirculating exhaust gas when the engine is operating under full load and / or at elevated ambient temperatures is ensured. The technical result is to increase the operational reliability of an internal combustion engine when it is operating in full load mode and / or in conditions of elevated ambient temperatures, as well as reducing the total emission of harmful substances into the atmosphere.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015131964/06U RU159505U1 (en) | 2015-07-31 | 2015-07-31 | RECYCLING EXHAUST GAS COOLING DEVICE IN THE INTERNAL COMBUSTION ENGINE |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015131964/06U RU159505U1 (en) | 2015-07-31 | 2015-07-31 | RECYCLING EXHAUST GAS COOLING DEVICE IN THE INTERNAL COMBUSTION ENGINE |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU159505U1 true RU159505U1 (en) | 2016-02-10 |
Family
ID=55313992
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015131964/06U RU159505U1 (en) | 2015-07-31 | 2015-07-31 | RECYCLING EXHAUST GAS COOLING DEVICE IN THE INTERNAL COMBUSTION ENGINE |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU159505U1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2697600C1 (en) * | 2018-12-21 | 2019-08-15 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) | Gas-diesel engine recirculation system |
-
2015
- 2015-07-31 RU RU2015131964/06U patent/RU159505U1/en active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2697600C1 (en) * | 2018-12-21 | 2019-08-15 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) | Gas-diesel engine recirculation system |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102242670B (en) | Large-sized two-stroke diesel engine having exhaust gas purifying system | |
US9670831B2 (en) | Temperature control apparatus for intercooler | |
US7530336B2 (en) | Intake condensation removal for internal combustion engine | |
US9032940B2 (en) | Systems and methods for dedicated exhaust gas recirculation and control | |
US20150267650A1 (en) | Venturi egr pump | |
US20100293944A1 (en) | Air turbine driven egr pump for diesel engines | |
US10323591B2 (en) | Method for accelerating the warming-up of a motor vehicle power unit in order to place it under operating conditions for testing and/or for a maintenance operation | |
CN103608569B (en) | The control gear of internal-combustion engine | |
JP2008169712A (en) | Engine with egr system | |
US20080148729A1 (en) | Engine with internal EGR system | |
US20130340430A1 (en) | Systems and methods for a hydraulically actuated engine valve | |
CN111140410A (en) | Method for operating a motor vehicle having an internal combustion engine with exhaust gas recirculation | |
KR102299493B1 (en) | Internal combustion engine system and method for operating the same | |
RU159505U1 (en) | RECYCLING EXHAUST GAS COOLING DEVICE IN THE INTERNAL COMBUSTION ENGINE | |
US20140109884A1 (en) | Automotive engine coolant and heating system | |
JP2003262131A (en) | Method and device for controlling supply air temperature of gas engine | |
EP2642102A1 (en) | Control device for internal combustion engine | |
US9341123B2 (en) | Exhaust system having EGR through compression valve | |
KR101227177B1 (en) | Device for supplying Recirculation Exhaust Gas in diesel engine system and method thereof | |
KR20110063169A (en) | Method for control low pressure exhaust gas recirculation of diesel engine | |
JP4719142B2 (en) | Multi-cylinder 4-cycle engine with internal EGR system | |
DK201500354A1 (en) | Large two-stroke turbocharged compression ignited internal combustion engine with an exhaust gas purification system | |
RU2595311C1 (en) | Supercharging air temperature reduction device | |
KR102406139B1 (en) | Apparatus of controlling egr apparatus and method using the same | |
CN107795412A (en) | The low pressure cold end egr system of engine |