SE1050444A1 - Arrangemang och förfarande för att värma kylvätska som cirkulerar i ett kylsystem - Google Patents

Arrangemang och förfarande för att värma kylvätska som cirkulerar i ett kylsystem Download PDF

Info

Publication number
SE1050444A1
SE1050444A1 SE1050444A SE1050444A SE1050444A1 SE 1050444 A1 SE1050444 A1 SE 1050444A1 SE 1050444 A SE1050444 A SE 1050444A SE 1050444 A SE1050444 A SE 1050444A SE 1050444 A1 SE1050444 A1 SE 1050444A1
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
coolant
cooler
temperature
combustion engine
cooling system
Prior art date
Application number
SE1050444A
Other languages
English (en)
Other versions
SE534814C2 (sv
Inventor
Hans Wikstroem
Original Assignee
Scania Cv Ab
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 Scania Cv Ab filed Critical Scania Cv Ab
Priority to SE1050444A priority Critical patent/SE534814C2/sv
Priority to EP11777644.3A priority patent/EP2567082A4/en
Priority to KR1020127031188A priority patent/KR20130060219A/ko
Priority to JP2013509022A priority patent/JP5503801B2/ja
Priority to BR112012025958A priority patent/BR112012025958A2/pt
Priority to RU2012151835/06A priority patent/RU2518764C1/ru
Priority to CN201180021764.3A priority patent/CN102859141B/zh
Priority to PCT/SE2011/050441 priority patent/WO2011139207A1/en
Priority to US13/695,758 priority patent/US20130043018A1/en
Publication of SE1050444A1 publication Critical patent/SE1050444A1/sv
Publication of SE534814C2 publication Critical patent/SE534814C2/sv

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P7/00—Controlling of coolant flow
    • F01P7/14—Controlling of coolant flow the coolant being liquid
    • 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
    • F02M26/27—Layout, e.g. schematics with air-cooled heat exchangers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P3/00—Liquid cooling
    • F01P3/18—Arrangements or mounting of liquid-to-air heat-exchangers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P7/00—Controlling of coolant flow
    • F01P7/02—Controlling of coolant flow the coolant being cooling-air
    • F01P7/04—Controlling of coolant flow the coolant being cooling-air by varying pump speed, e.g. by changing pump-drive gear ratio
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P7/00—Controlling of coolant flow
    • F01P7/14—Controlling of coolant flow the coolant being liquid
    • F01P7/16—Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P7/00—Controlling of coolant flow
    • F01P7/14—Controlling of coolant flow the coolant being liquid
    • F01P7/16—Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control
    • F01P7/165—Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control characterised by systems with two or more loops
    • 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
    • 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
    • F02B29/0425—Air cooled heat exchangers
    • F02M25/073—
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P3/00—Liquid cooling
    • F01P3/18—Arrangements or mounting of liquid-to-air heat-exchangers
    • F01P2003/187—Arrangements or mounting of liquid-to-air heat-exchangers arranged in series
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2025/00—Measuring
    • F01P2025/08—Temperature
    • F01P2025/34—Heat exchanger incoming fluid temperature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2025/00—Measuring
    • F01P2025/08—Temperature
    • F01P2025/48—Engine room temperature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2037/00—Controlling
    • F01P2037/02—Controlling starting
    • 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
    • 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
    • F02M26/13—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

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)
  • Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (AREA)
  • Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)

Abstract

Föreliggande uppfinning avser ett arrangemang och ett förfarande for att värmakylvätska i ett kylsystem efter en kallstart av ett fordon. Arrangemanget innefattar enstyrenhet (22) som är anpassad att uppskatta om kylvätskan i kylsystemet har en lägretemperatur (TC) än en drifistemperatur (TD) och om luften som strömmar genomkylvätskekylaren (18) har en temperatur (TM, TAg) som är högre än kylvätskanstemperatur (T C) och om dessa villkor är uppfyllda är styrenheten (22) anpassad attställa ventilorganet (17) i det andra läget så att kylvätskan leds till kylvätskekylaren(18) där kylvätskan värms av luften som strömmar genom kylvätskekylaren (18). (Fig- 1)

Description

15 20 25 30 35 avgaserna kommer därmed att kylas av lufi med omgivningens temperatur medan kylvätskan kyls av lufi som har en högre temperatur än omgivningen. Denna luft har dock i regel en klart lägre temperatur än kylvätskan då den uppnått sin driftstemperatur. Kylvätskan tillhandahåller därmed en god kylning även då kylvätskekylaren är placerad nedströms en laddluftkylare och/eller en EGR-Kylare.
SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Syftet med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla ett arrangemang och ett förfarande som möjliggör en snabb uppvärmning av kylvätskan i ett kylsystem på ett relativt enkelt sätt efter start av en förbränningsmotor.
Detta syfte uppnås med arrangemanget av det inledningsvis nämnda slaget, vilket kännetecknas av de särdrag som anges i patentkravets 1 kännetecknande del. I detta fall är kylsystemets kylvätskekylare anordnad i en position i fordonet där det under drift av förbränningsmotorn genomströmmas av luft som har en högre temperatur än omgivningen. Fordonet kan ha en värmealstrande komponent som är anordnad uppströms kylvätskekylaren. Då en förbränningsmotor varit avställd en tid har kylvätskan i kylsystemet väsentligen samma temperatur som omgivningen. Det är därmed möjligt att utnyttja denna luft som har en högre temperatur än omgivningen för att värma kylvätskan i kylvätskekylaren efter en kallstart. Ventilorganet ställs här i det andra läget så. att den kalla kylvätskan eirkuleras genom kylvätskekylaren. Kylvätskan som cirkulerar i kylsystemet kommer därmed att värmas av den varma luften som strömmar genom kylvätskekylaren. Kylvätskan kommer i detta fall att både värmas i kylvätskekylaren och av förbränningsmotor då den cirkulerar i kylsystemet.
Kylvätskan kan värmas i kylvätskekylaren tills den erhåller väsentligen samma temperatur som luften som strömmar genom kylvätskekylaren. Då kylvätskan uppnår denna temperatur ställs ventilorganet i det första läget. Kylvätskan leds nu direkt till förbränningsmotorn. Med föreliggande uppfinning är det således möjligt att tillhandahålla en snabb initial uppvärmning av kylvätskan med hjälp av kylvätskekylaren. Den period som kylvätskan har en mycket låg kylvätsketemperatur, i samband med en kallstart av ett fordon, kan därmed förkortas avsevärt.
Enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning är ventilorganet en trevägsventil som är anordnad i nämnda förgrening. Trevägsventilen är med fördel en elektriskt styrd ventil som styrs av styrenheten. Då styrenheten ställer trevägsventilen i det forsta 10 15 20 25 30 35 läget leder den kylvätskan till den första ledningen och då den ställer trevägsventilen i det andra läget leder den kylvätskan till den andra ledningen. Alternativt kan kylsysternet innefatta en termostat i nämnda förgrening och att ventilorganet är anordnat i den första ledningen och att ventilorganet är anpassad att leda kylvätskan från den första ledningen till den andra ledningen via en forbindningsledning då den ställs i det andra läget. I detta fall upprätthåller en konventionell termostat kylvätskans temperatur under norrnal drift. Under det skede då termostaten leder kylvätskan till den första ledningen bedömer styrenheten om det är möjligt att värma kylvätskan i kylvåtskekylaren. Då detta är möjligt ställer styrenheten ventilorganet i det andra läget så att kylvätskan leds till kylvätskekylaren, Enligt en annan föredragen utföringsform av föreliggande uppfinning är styrenheten anpassad att mottaga information från en temperatursensor som avkänner kylvätskans temperatur i kylsystemet. Lämpligen är temperatursensorn anordnad i kylsystemet i en position så att den avkänner kylvätskans temperatur i anslutning till nämnda förgrening. Styrenheten kan vara anpassad att även mottaga information rtån en temperatursensor som är anordnad i en position där den avkänner temperaturen på luften som når kylvätskekylaren. Med en sådan information kan styrenheten lätt avgöra om luften som strömmar genom kylvätskekylaren har en högre temperatur än kylvätskan och om det går att värma kylvätskan i kylvätskekylaren.
Enligt en föredragen utföringsform av föreliggande uppfinning innefattar arrangemanget åtminstone en kylare för kylning av ett gasforrnigt medium som leds till förbränningsmotorn och att nämnda kylare är placerad i en position uppströrns kylvätskekylaren så att luften först strömmar genom denna kylare och kyler det gasformiga mediet innan den strömmar genom kylvätskekylaren. Med en sådan kylare erhåller luften, som når kylvätskekylaren, en klart högre temperatur än omgivningen.
Det är därmed möjligt att utnyttja denna lufi for att värma kylvätskan i ett initialt skede efter en kallstart. Nämnda kylare kan vara en laddluitkylare for kylning av komprimerad luft som leds till förbränningsmotom. Luft som kornprimeras tillhandahåller en höjd temperatur som är relaterad till luftens kompressionsgrad. Den komprimerade lufien kyls med syfte att reducera luftens volym. I detta fall kan den komprimerade luftens värrneenergi tas till vara för att värma kylvätskan under ett initialt skede efter en kallstart. Nämnda kylare alternativt vara en EGR-kylare för kylning av återcirkulerande avgaser som leds till förbränningsmotorn. De återcirkulerande avgaserna har en mycket hög temperatur och behöver därmed kylas 10 15 20 25 30 35 innan de blandas med luft och leds till förbränningsmotorn. I detta fall kan de återcirkulerande avgasernas värmeenergi tas till vara för att värma kylvätskan under ett initialt skede efter en kallstart. Nämnda kylare kan enligt ytterligare alternativ vara en luftkyld kylare för växellådsolj a, mötorolj a, hydraulolja eller en kondensor för en AC- anläggning.
Enligt en föredragen utföringsform av föreliggande uppfinning kan styrenheten vara anpassad att styra varvtalet hos en fläkt som skapar luftströrnrnen genom kylvätskekylaren. Luftflödet till kylvätskekylaren kan varieras genom att styra fläktens varvtal. Därmed kan temperaturen på luften som når kylvätskekylaren varieras på ett sätt som främjar en snabb uppvärmning av kylvätskan. Styrenheten kan även vara anpassad att styra en kylvätskepump som cirkulerar kylvätskan i kylsystemet.
Kylvätskeflödet genom kylvätskekylaren kan därmed varieras på ett sätt som främjar en snabb uppvärmning av kylvätskan.
Detta ovan nämnda syftet uppnås även med förfarandet av det inledningsvis nämnda slaget, vilket kännetecknas av de särdrag som anges i patentkravets 11 kärmeteclcriande del.
KORT BESKRIVNING AV RITNINGARN A I det följande beskrivs såsom exempel föredragna utföringsformer av uppfinningen med hänvisning till bifogade ritningar, på vilka: Fig. 1 visar ett arrangemang för att värma kylvätska i ett kylsystem enligt en första utföringsform, Fig, 2 visar ett flödesschema som beskriver ett förfarande enligt uppfinningen och Fig. 3 visar ett arrangemang för att värma kylvätska i ett kylsystem enligt en andra utföringsform.
DETALJERAD BESKRIVNING AV FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORMER AV UPPFINNINGEN Fig. 1 visar ett fordon 1 som drivs av en överladdad förbränningsmotor 2. Fordonet 1 kan vara ett tungt fordon som drivs av en överladdad dieselmotor. Avgaserna från förbränningsmotorns 2 cylindrar leds, via en avgassamlare 3, till en avgasledning 4. 10 15 20 25 30 35 Avgaserna i avgasledningen 4, som har ett övertryck, leds till en turbin 5 hos ett turboaggregat. Turbinen 5 tillhandahåller därvid en drivkraft, som överförs, via en forbindning, till en kompressor 6. Kompressorn 6 komprimerar lufi som, via ett luftfilter 7, leds in i en luftledning 8. En laddluftkylare 9 är anordnad i luftledningen 8.
Laddlufikylaren 9 är arrangerad vid ett fiontparti av fordonet l. Laddlufikylarens 9 uppgift är att kyla den komprimerade luften innan den leds till för forbränningsmotorn 2. Den komprimerade luften kyls i laddluttkylaren 9 av luft med omgivningens temperatur som strömmar genom laddlufikylaren 9 med hjälp av en kylfläkt 10.
Kylfläkten 10 drivs av forbränningsmotom 2 medelst en lämplig forbindning.
Förbränningsmotorn 2 är försedd med ett EGR- system (Exhaust Gas Recirculation) for återcirkulation av avgaserna. Genom att blanda in avgaser i den komprimerade lufien som leds till motorns cylindrar sänks förbränningstemperaturen och därmed även halten av kväveoxider NOX som bildas under forbränningsprocesserna. En returledning 11 för återcirkulation av avgaser sträcker sig' från avgasledningen 4 till luftledningen 8. Returledningen 11 innefattar en EGR-ventil 12, med vilken avgasflödet i returledningen ll kan stängas av. EGR-ventilen 12 kan även användas för att steglöst styra den mängd avgaser som leds från avgasledningen 4, via returledningen 11, till luftledningen 8. Returledningen ll innefattar en EGR-kylare 13 for att kyla de återcirkulerande avgasema. Hos överladdade dieselmotorer 2 under vissa drifistillstånd, avgasernas tryck i avgasledningen 4 lägre än den komprimerade luftens tryck i inloppsledningen 8. Under sådana drifistillstånd är det inte möjligt att direkt blanda avgaserna i returledningen ll med den komprimerade luften i inloppsledningen 8 utan speciella hjälpmedel. Härvid kan, exempelvis, en venturi eller ett turboaggregat med en variabel geometii användas. Om förbränningsmotorn 2 istället är en överladdad ottornotor kan avgaserna i returledningen 11 direkt ledas in i inloppsledningen 8 då avgaserna i avgasledrlingen 4 hos en ottomotor väsentligen under alla driftstillstånd uppvisar ett högre tryck än den komprimerade luften i inloppsledningen 8. Efter att avgaserna blandats med den komprimerade luften i positionen 8a leds de, via en forgreníng 14, till dieselmotorns 2 respektive cylindrar.
Förbränningsmotorn 2 kyls på ett konventionellt sätt medelst ett kylsystem som innefattar en cirkulerande kylvätska. En kylvätskepump 15 cirkulerar kylvätskan i kylsystemet. Kylvätskepumpen 15 cirkulerar kylvätskan inledningsvis genom förbränningsmotorn 2. Efter att kylvätskan kylt forbränningsmotorn 2 leds den, via en ledning 16, till en trevägsventil 17 i kylsystemet. Trevägsventilen 17 är anordning i en 10 15 20 25 30 35 förgrening där ledningen 16 delas upp i en första ledning 16a som leder kylvätska till förbränningsmotorn 2 och en andra ledning 16b som leder kylvätska till en kyivätskekylare 18. Kylvätskekylaren 18 är anordnad vid ett frärnre område av fordonet l i en position nedströms laddluftkylaren 9 och EGR-kylaren 13 med avseende på luftens avsedda strörnningsriktning i området. Med en sådan placering av EGR-kylaren 13 och laddluftkylaren 9 kan de återcirkulerande avgaserna och den komprimerade luften kylas av luft med omgivningens temperatur medan luften som når den bakomliggande kylvätskekylaren l8 har en högre temperatur. Eftersom kylvätskan under normal drift har en temperatur av cirka 80-100°C tillhandahåller lufien även om den har en förhöjd temperatur i förhållande till omgivningen en acceptabel kylning av kylvätskan i kylvätskekylaren 18 under normal drift av fordonet 1.
Trevägsventilen 17 är styrd av en styrenhet 22. Trevägsventilen 17 kan vara en elektriskt styrd ventil. Styrenheten 22 kan ställa trevägsventilen 17 i ett första läge då kylvätskan leds in i den första ledningen 16a som leder den till förbränningsrnotorn 2 och i ett andra läge då kylvätskan leds in i den andra ledningen 16b som leder den till kylvätskekylaren 18. Styrenheten 22 mottar information från en första temperatursensor 23 som avkänner kylvätskans temperatur i en position väsentligen omedelbart uppströms trevägsventilen 17. Styrenheten 22 mottar även information från en andra temperatursensor 24 som avkänner luftens temperatur TM i en position mellan laddluftkylaren 9 med kylvätskekylaren 18 och en tredje temperatursensor 25 som avkänner luftens temperatur TM; en position mellan EGR-kylaren 13 och kylvätskekylaren 18. Styrenheten 22 är anpassad att styra driften av kylfläkten 10 så att ett önskat lufiflöde erhålls genom kylarna 9, 13, 18. Styrenheten 22 är även anpassad att styra driften av kylvätskepumpen 15 så att ett önskat kylvätskeflöde erhålls i kylsysterriet.
Med hjälp av flödesschemat i Fig. 2 beskrivs nedan hur kylvätskan värms upp efter en kallstait av förbränningsmotorn 2. Förbränningsmotorn 2 startas vid 26. Då förbränningsrnotorn 2 startas aktiveras kylvätskepumpen 18 som startar cirkulationen av kylvätskan i kylsystemet. Förbränningsmotorns avgaser startar driften av turbinen 5 som i sin tur driver kompressor 6. Kompressorn suger in och kornprimerar luft i inloppsledningen 8. Den komprimerade lufien leds till laddluftkylaren 9 där den kyls innan den leds till förbränningsmotorn 2. En del av förbränningsmotorns avgaser återcirkuleras genom returledningen 11. De återcirkulerande avgaserna kyls i EGR- 10 15 20 25 30 35 kylaren 13 innan de blandas med den komprimerade lufteni inloppsledningen 8 och leds till förbränningsmotorn 2. Förbränningsmotorn aktiverar kylfläkten 10 som suger en kylande luftström genom laddluftkylaren 9, EGR-kylaren 13. Luften som når kylvätskekylaren 18 tillhandahåller därmed en förhöjd temperatur i förhållande till omgivningen.
Vid 27 mottar styrenheten 22 information från den forsta temperatursensorn 23 avseende kylvätskans temperatur TC innan den når trevägsventilen 17. Styrenheten 22 utvärderar om kylvätskans temperatur Tc är lägre än kylvätskans önskade driftstemperatur TD. Om förbränningsmotorn 2 har varit avstängd en tid innan den startades har kylvätskan en temperatur som motsvarar omgivningens temperatur.
Kylvätskans temperatur behöver således höj as for att nå upp till drifistemperatiiren TD.
I synnerhet om omgivningen har en låg temperatur är kylvätskan temperatur TD avsevärt lägre än drifistemperaturen TD. Om styrenheten 22 bedömer att kylvätskans temperatur är for låg styr styrenheten 22, vid 28, kylfläkten 10 så att den erhåller ett varvtal så att luften som strömmar genom laddlultkylaren 9 och EGR-kylaren 13 värmas upp till en lämplig temperatur innan den når den nedströms belägna kylvätskekylaren 18. Lufiflödet får dock inte styras så att den komprimerade luften och de återcirkulerande avgaserna erhåller en oacceptabel kylning i laddlufikylaren 9 respektive EGR-kylaren 13. Styrenheten 22 styr, vid 28, även kylvätskepumpen 15 så att den tillhandahåller ett kylvätskeflöde i kylsystemet som gynnar en snabb uppvärmning av kylvätskan.
Vid 29 mottar styrenheten 22 information från den andra temperatursensorn 24 avseende luftens temperatur TM efter att den passerat genom laddluftkylaren 9 och information från den tredje temperatursensorn 25 avseende luftens temperatur TA; efter att den passerat genom EGR-kylaren 13. Vid 29 utvärderar styrenheten 22 om luften som leds till kylvätskekylaren 18 har en temperatur TAl, TA; som är högre än kylvätskans temperatur TC. I detta fall avkännes således två temperaturer TM, TA; på lufiïen som leds in i kylvätskekylaren. I detta fall kan ett medelvärde beräknas för att utröna om det går att värma kylvätskan i kylvätskekylaren 18. Om styrenheten 22 konstaterar att detta är möjligt ställer den trevägsventilen 17 i det andra läget så att kylvätskan leds till den andra ledningen 16b och kylvätskekylaren 18 vid 30. Eftersom luften som strömmar genom kylvätskekylaren har en högre temperatur TAI, TA; än kylvätskans temperatur TD erhåller kylvätskan en uppvärmning då den leds genom kylvätskekylaren 18. I detta fall erhåller således kylvätskan en extra uppvärmning i 10 15 20 25 30 35 kylvätskekylaren 18 förutom den uppvärmning som den erhåller i förbränningsmotom 2. Med hjälp av denna extra uppvärmning i kylvätskekylaren 18 kommer kylvätskan att värmas upp betydligt snabbare till sin driftstemperatur TD. Processen startar därefter om vid 26..
Så länge som kylvätskan, vid 27, har en lägre temperatur Tc än driltstemperaturen TD styr Styrenheten 22 kylfläkten 10 och kylvätskepumpen 15 med syfte att ge luften som strömmar genom kylvätskekylaren 18 en temperatur TAl, T A2 som är högre än kylvätskans temperatur TC. Då Styrenheten 22 bedömer att detta inte längre är möjligt ställer den, vid 30, trevägsventilen i det första läget så att kylvätskan leds direkt till förbränningsrnotorn 2. Under den fortsatta driften värms kylvätskan fortsättningsvis endast av förbränningsmotom 2. Kylvätskan uppnår efter en tid sin driítstemperatur TD. Då Styrenheten, vid 27, konstaterar att kylvätskans temperatur Tc har överskridits ställer Styrenheten 22 trevägsventilen 17, vid 30, i det första läget. Kylvätskan leds nu åter genom kylvätskekylaren 18. I detta fall har dock luften, som strömmar genom kylvätskekylaren 18, en temperatur TM, T A2 som är lägre än kylvätskan temperatur Tc.
Därmed tillhandahålls en kylning av kylvätskan i kylvätskekylaren 18. Under den fortsatta driften av förbränningsmotorn 2 styr Styrenheten 22 trevägsventilen så att kylvätskan erhåller en väsentligen konstant temperatur Tc som motsvarar driltstemperaturen TD.
Fig. 3 visar en alternativ utformning. I detta fall är en termostat 19 anordnad i förgreningen som innefattar den första ledningen 16a och den andra ledningen 16b.
Termostaten 19 är på konventionellt sätt anpassad att automatiskt leda kylvätskan till den forsta ledningen 16a och till forbränningsmotorn 2 då kylvätskan har en temperatur TC som är lägre än en önskad kylvätsketemperatur TD och till den andra ledningen 16b för kylning i kylvätskekylaren 18 då kylvätskan har en temperatur TD som är högre än en den önskade köldmedietemperaturen TD. Den första ledningen 16a har i detta fall försetts med en trevägsventil 17 som är styrbar med hjälp av en styrenhet 22. Då kylvätskans temperatur TD är lägre än drifistemperaturen TD leder termostaten 17 automatiskt in kylvätskan i den första ledningen 16a. Styrenheten 22 konstaterar även då kylvätskans temperatur TC är lägre än driftstemperaturen TD vid 27. Styrenheten 22 aktiverar därefter kylfläkten 10 och kylvätskepumpen 15 med syfte att upprätta en temperaturskillnad mellan luften och kylvätskan i kylvätskekylaren 18.
Styrenheten kontrollerar, vid 29, om lutten har en temperatur TM, TAZ som är högre än kylvätskans temperatur TC. Då det är fallet konstaterar styrenheten 22 att det är möjligt 10 15 20 att värma kylvätskan i kylvätskekylaren 18 och ställer trevägsventilen 19 i det andra läget så att det leder kylvätska fiân den första ledningen 16a till den andra ledningen 16b via en förbindningsledning 20. Kylvätskan leds därmed till kylvätskekylaren 18 där den värms av luften som strömmar genom kylvätskekylaren 18.
Då kylvätskan temperatur TC har stigit till en motsvarande nivå som luften är det inte längre möjligt att värma kylvätskan i kylvätskekylaren 18. Styrenheten 22 ställer därvid trevägsventilen 17 i det första läget så att kylvätskan leds till förbränningsmotorn 2. Under den fortsatta drifien av förbränningsmotorn 2 stiger kylvätskans temperatur Tc till den överskrider driftstemperatur TD. Då det sker ställer terrnostaten 19 automatiskt om sig så att den leder kylvätskan in i den andra ledningen 16b för kylning i kylvätskekylaren 18. Termostaten l9 styr fortsättningsvis kylvätskeflödet så att kylvätskan upprätthåller en temperatur Tc som motsvarar drifistemperaturen TD.
Uppfinningen är på intet sätt begränsad till depå ritningarna beskrivna utforingsformerna utan kan varieras fritt inom patentkravens ramar. I ovan nämnda exempel är både en laddluftkylare och en EGR-kylare anordnade framför kylvätskekylaren. Det räcker att endast en sådan kylare eller något annat värmealstrande element är anordnat framför kylvätskekylaren. Ett sådant alternativt värmealstrande element kan vara en lufikyld kylare för växellådsolja, motorolj a, hydraulolja eller en kondensor för en AC-anläggning

Claims (11)

1. 0 15 20 25 30 35 10 Patentkrav l_ Arrangemang för att värma kylvätska i ett kylsystem som kyler en förbränningsmotor (2) i ett fordon (1), varvid kylsystemet innefattar en kylvätskekylare (18) som är anordnad i en position i fordonet där den genomströmrnas av luft med en temperatur (T A1, TM) som är högre än omgivningens temperatur, en törgrening som innefattar en första ledning (l6a) som leder kylvätska till förbränningsmotorn (2) och en andra ledning (16b) som leder kylvätska till kylvätskekylaren (18), och ett ventilorgan (17) som är ställbart i ett första läge där det leder kylvätska till törbränningsmotorn (2) och i ett andra läge där det leder kylvätska till kylvätskekylaren (18), kännetecknar av att arrangemanget innefattar en styrenhet (22) som är anpassad att uppskatta om kylvätskan i kylsystemet har en lägre temperatur (TC) än en drifrstemperatur (TD) och om luften som strömmar genom kylvätskekylaren (18) har en temperatur (TAI, T A2) som är högre än kylvätskans temperatur (TC) och om dessa villkor är uppfyllda är styrenheten (22) anpassad att ställa ventilorganet (17) i det andra läget så att kylvätskan leds till kylvätskekylaren (18) där kylvätskan värms av luften som strömmar genom kylvätskekylaren (18).
2. Arrangemang enligt krav 1, kännetecknat av att ventilorganet är en trevägsventil (17) som är anordnad i nämnda förgrening.
3. Arrangemang enligt krav 2, kännetecknat av att kylsystemet innefattar en termostat (19) som är anordnad i nämnda förgrening och att Ventilorganet (17) är anordnat i den första ledningen (l6a) och att trevägsventi1en(17) är anpassad att leda kylvätskan från den första ledningen ( 16a) till den andra ledningen (16b) via en förbindningsledning (20) då ventilorganet (17) ställsi det andra läget.
4. Arrangemang enligt något av föregående krav, kännetecknat av att styrenheten (22) är anpassad att mottaga information från en temperatursensor (23) som avkänner kylvätskans temperatur (TC) i kylsystemet.
5. Arrangemang enligt något av föregående krav, kännetecknat av att styrenheten (22) är anpassad att mottaga information från en temperatursensor (24, 25) som är anordnad i en position där den avkänner temperaturen (T A1, TAg) på lufien som strömmar in i kylvätskekylaren (18). 10 15 20 25 30 35 11
6. Arrangemang enligt något av-föregående krav, kännetecknat av att arrangemanget innefattar åtminstone en kylare (9, 15) för kylning av ett gasformigt medium som leds till förbränningsmotorn (1) och att nämnda kylare (9, 15) är placerad i en position uppströms kylvätskekylaren ( 18) så att luften först strömmar genom kylaren (9, 15) och kyler det gasformiga mediet innan den strömmar genom kylvätskekylaren (18).
7. Arrangemang enligt något av föregående krav, kännetecknat av att nämnda kylare är en laddluftkylare (9) för kylning av komprimerad lufi som leds till förbränningsmotorn (2)-
8. Arrangemang enligt något av de föregående krav, käranetecknat av att nämnda kylare är en EGR-kylare (15) för kylning av återcirkulerande avgaser som leds till förbränningsmotorn (2).
9. Arrangemang enligt något av de föregående krav, kännetecknat av att styrenheten (22) är anpassad att styra varvtalet hos en fläkt (10) som är anpassad att forcera lufiströmmen genom kylvätskekylaren (18)
10. Arrangemang enligt något av de föregående krav, kännetecknat av att styrenheten (22) är anpassad att styra en kylvätskepump (15) som cirkulerar kylvätskan i kyl systemet.
11. Förfarande for att värma kylvätska i ett kylsystem som kyler en forbränningsmotor (2) i ett fordon (I), varvid kylsystemet innefattar en kylvätskekylare (18) som är anordnad i en position i fordonet där den genomströmmas av lufi med en temperatur (TM, TAg) som är högre än omgivningens temperatur, en forgrening som innefattar en första ledning (l6a) som leder kylvätska till förbränningsmotom (2) och en andra ledning (16b) som leder kylvätska till kylvätskekylaren ( 18), och ett ventilorgan (17) som är ställbart i ett första läge där kylvätska leds till forbränningsmotorn (2) och i ett andra läge där kylvätska leds till kylvätskekylaren (18), kännetecknat av stegen att uppskatta om kylvätskan i kylsystemet har en temperatur (TC) som är lägre än en driftstemperatur (TD) och om luften som strömmar genom kylvätskekylaren (18) har en temperatur (TM, Tag) som är högre än kylvätskans temperatur (TC) och om dessa villkor är uppfyllda ställa ventilorganet (17) i det andra läget så att kylvätskan leds till kylvätskekylaren (18) där kylvätskan värms av luften som strömmar genom kylvätskekylaren (18).
SE1050444A 2010-05-04 2010-05-04 Arrangemang och förfarande för att värma kylvätska som cirkulerar i ett kylsystem SE534814C2 (sv)

Priority Applications (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE1050444A SE534814C2 (sv) 2010-05-04 2010-05-04 Arrangemang och förfarande för att värma kylvätska som cirkulerar i ett kylsystem
EP11777644.3A EP2567082A4 (en) 2010-05-04 2011-04-12 Arrangement and method for warming of coolant which circulates in a cooling system
KR1020127031188A KR20130060219A (ko) 2010-05-04 2011-04-12 냉각 시스템에서 순환하는 냉매를 가온하는 장치 및 방법
JP2013509022A JP5503801B2 (ja) 2010-05-04 2011-04-12 冷却システム内を循環する冷却液を暖めるための装置及び方法
BR112012025958A BR112012025958A2 (pt) 2010-05-04 2011-04-12 disposição e método para aquecimento de refrigerante em um sistema de refrigeração
RU2012151835/06A RU2518764C1 (ru) 2010-05-04 2011-04-12 Устройство и способ для нагрева теплоносителя, циркулирующего в системе охлаждения
CN201180021764.3A CN102859141B (zh) 2010-05-04 2011-04-12 用于对在冷却***中循环的制冷剂进行加温的装置和方法
PCT/SE2011/050441 WO2011139207A1 (en) 2010-05-04 2011-04-12 Arrangement and method for warming of coolant which circulates in a cooling system
US13/695,758 US20130043018A1 (en) 2010-05-04 2011-04-12 Arrangement and method for warming of coolant which circulates in a cooling system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE1050444A SE534814C2 (sv) 2010-05-04 2010-05-04 Arrangemang och förfarande för att värma kylvätska som cirkulerar i ett kylsystem

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SE1050444A1 true SE1050444A1 (sv) 2011-11-05
SE534814C2 SE534814C2 (sv) 2012-01-10

Family

ID=44903888

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE1050444A SE534814C2 (sv) 2010-05-04 2010-05-04 Arrangemang och förfarande för att värma kylvätska som cirkulerar i ett kylsystem

Country Status (9)

Country Link
US (1) US20130043018A1 (sv)
EP (1) EP2567082A4 (sv)
JP (1) JP5503801B2 (sv)
KR (1) KR20130060219A (sv)
CN (1) CN102859141B (sv)
BR (1) BR112012025958A2 (sv)
RU (1) RU2518764C1 (sv)
SE (1) SE534814C2 (sv)
WO (1) WO2011139207A1 (sv)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130050051A (ko) * 2011-11-07 2013-05-15 현대자동차주식회사 차량용 냉각 장치
FR2982799B1 (fr) * 2011-11-18 2014-07-04 Peugeot Citroen Automobiles Sa Procede d’estimation de l’environnement thermique d’un composant dispose sous le capot moteur d’un vehicule automobile
WO2014193364A1 (en) * 2013-05-29 2014-12-04 International Truck Intellectual Property Company, Llc Ac system with proportional controlled hydraulic fan
JP6011474B2 (ja) * 2013-06-21 2016-10-19 株式会社デンソー 車両用冷却装置
JP6152737B2 (ja) * 2013-08-06 2017-06-28 いすゞ自動車株式会社 エンジン冷却システム
CN104863774B (zh) * 2015-06-01 2016-08-24 中国人民解放军装甲兵技术学院 混合动力汽车的快速启动预热装置的控制方法
CN111520271B (zh) * 2020-04-22 2022-05-10 东风越野车有限公司 一种高原高寒环境下越野车辆发动机辅助启动控制方法

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5190249A (en) * 1989-09-25 1993-03-02 Zwick Energy Research Organization, Inc. Aircraft deicer fluid heating and propulsion system
JP2001152861A (ja) * 1999-11-26 2001-06-05 Hino Motors Ltd 過給エンジン
JP2001173444A (ja) * 1999-12-17 2001-06-26 Tochigi Fuji Ind Co Ltd 加温システム
DE10006513B4 (de) * 2000-02-15 2014-12-24 Behr Gmbh & Co. Kg Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug mit Wärmepumpen- und/oder Reheat-Betriebsart
DE50212188D1 (de) * 2001-08-01 2008-06-12 Behr Gmbh & Co Kg Kühlsystem für fahrzeuge
DE10155339A1 (de) * 2001-11-10 2003-05-22 Daimler Chrysler Ag Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors und Kraftfahrzeug
US7118721B2 (en) * 2002-11-26 2006-10-10 Alstom Technology Ltd Method for treating emissions
JP2004217087A (ja) * 2003-01-15 2004-08-05 Calsonic Kansei Corp 車両用空調装置
RU2251021C2 (ru) * 2003-03-07 2005-04-27 Тимофеев Виталий Никифорович Система регулирования температуры наддувочного воздуха двигателя внутреннего сгорания
WO2005073535A1 (de) * 2004-02-01 2005-08-11 Behr Gmbh & Co. Kg Anordnung zur kühlung von abgas und ladeluft
US7063138B2 (en) * 2004-05-25 2006-06-20 General Motors Corporation Automotive HVAC system and method of operating same utilizing trapped coolant
SE527481C2 (sv) * 2004-05-28 2006-03-21 Scania Cv Ab Arrangemang för återcirkulation av avgaser hos en överladdad förbränningsmotor
US7454896B2 (en) * 2005-02-23 2008-11-25 Emp Advanced Development, Llc Thermal management system for a vehicle
SE529101C2 (sv) * 2005-09-20 2007-05-02 Scania Cv Ab Kylarrangemang för återcirkulation av gaser hos en överladdad förbränningsmotor
SE529413C2 (sv) * 2005-12-21 2007-08-07 Scania Cv Ab Arrangemang och förfarande för återcirkulation av avgaser hos en förbränningsmotor
SE529731C2 (sv) * 2006-03-21 2007-11-06 Scania Cv Ab Kylararrangemang hos ett fordon
SE530583C2 (sv) * 2006-11-29 2008-07-08 Scania Cv Ab Kylararrangemang hos ett fordon
JP4492672B2 (ja) * 2007-10-31 2010-06-30 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッドシステムの制御装置
US8740103B2 (en) * 2008-04-21 2014-06-03 GM Global Technology Operations LLC Heater coolant flow control for HVAC module
CN201326498Y (zh) * 2008-12-18 2009-10-14 三一汽车制造有限公司 一种发动机低温起动装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2013525691A (ja) 2013-06-20
RU2518764C1 (ru) 2014-06-10
BR112012025958A2 (pt) 2016-06-28
CN102859141A (zh) 2013-01-02
CN102859141B (zh) 2015-07-15
JP5503801B2 (ja) 2014-05-28
WO2011139207A1 (en) 2011-11-10
EP2567082A1 (en) 2013-03-13
EP2567082A4 (en) 2017-07-05
US20130043018A1 (en) 2013-02-21
SE534814C2 (sv) 2012-01-10
RU2012151835A (ru) 2014-06-10
KR20130060219A (ko) 2013-06-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8205443B2 (en) Heat exchanging systems for motor vehicles
EP2678548B1 (en) System for converting thermal energy to mechanical energy in a vehicle
RU2449136C1 (ru) Устройство для двигателя внутреннего сгорания с наддувом
SE1050444A1 (sv) Arrangemang och förfarande för att värma kylvätska som cirkulerar i ett kylsystem
SE532143C2 (sv) Kylarrangemang hos en överladdad förbränningsmotor
SE532361C2 (sv) Kylarrangemang hos en överladdad förbränningsmotor
SE536283C2 (sv) Arrangemang och förfarande för att kyla kylvätska i ett kylsystem i ett fordon
RU2628682C2 (ru) Система двигателя для транспортного средства
US8464669B2 (en) Cooling circuit for an internal combustion engine
SE532245C2 (sv) Kylarrangemang hos en överladdad förbränningsmotor
KR20190045592A (ko) 이지알 쿨러를 구비한 엔진 냉각시스템
SE1050516A1 (sv) Kylarrangemang hos ett fordon som drivs av en överladdad förbränningsmotor
SE533750C2 (sv) Arrangemang hos en överladdad förbränningsmotor
SE0802031A1 (sv) Arrangemang hos en överladdad förbränningsmotor
SE534270C2 (sv) Arrangemang för kylning av återcirkulerande avgaser hos en förbränningsmotor
JP2005299472A (ja) 高、低温冷却系を備えた内燃機関及びその運転方法
JP6358424B2 (ja) 吸気温度制御システム
KR20200132373A (ko) 차량용 통합 열관리 시스템의 제어 방법
RU155350U1 (ru) Двигатель внутреннего сгорания с жидкостным охлаждением со вторичным контуром
SE538343C2 (sv) Kylsystem i ett fordon
SE0950779A1 (sv) Arrangemang för att kyla komprimerad luft som leds till en förbränningsmotor
CN113733895A (zh) 混合动力车及其热管理***
NL2029295B1 (en) Exhaust gas recirculation assembly
JP2018141373A (ja) 冷却装置
JP2018100633A (ja) 冷却装置