SE526820C2

SE526820C2 - Exhaust gas recirculation system for turbocharged engine, includes means for allowing exhaust gas to flow into air inlet line via gas return line

Info

Publication number: SE526820C2
Application number: SE0400762A
Authority: SE
Inventors: Jan-Olof Larsson
Original assignee: Scania Cv Ab
Priority date: 2004-03-24
Filing date: 2004-03-24
Publication date: 2005-11-08
Also published as: SE0400762D0; SE0400762L

Abstract

The system comprises an inlet line for exhaust gases from the engine, an inlet line for supplying air to the engine under pressure, a gas return line connected to the two inlet lines and a means which can be used to increase gas pressure in the exhaust gas inlet line so that the pressure in this line is greater than that in the air inlet line, allowing a desired amount of exhaust gas to flow into the air inlet line via the return line.

Description

20 25 30 35 526 820 2 hjälpmedel. Ett sådant hjälpmedel är en s.k. venturi som anordnas i inloppsledningen i anslutning till dess förbindelse med returledningen. Med en sådan venturi kan det sta- tiska trycket hos luften i inloppsledningen sänkas lokalt vid anslutningen till returled- ningen. Därmed kan avgasema kan ledas in i inloppsledningen och blandas med luften. 20 25 30 35 526 820 2 aids. Such an aid is a so-called venturi arranged in the inlet line in connection with its connection with the return line. With such a venturi, the static pressure of the air in the inlet line can be lowered locally at the connection to the return line. Thus, the exhaust gases can be led into the inlet line and mixed with the air.

Anordnandet av en venturi kräver dock monteringsutrymme och det tillhandahåller även en ökad komponentkostnad.However, the arrangement of a venturi requires assembly space and it also provides an increased component cost.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Syftet med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla ett arrangemang och ett förfa- rande som på ett enkelt sätt möjliggör en inblandning av avgasema från förbrärmings- motorn med den komprimerade luften i inloppsledningen väsentligen oberoende av förbrärmingsmotorns driftstillstånd.SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to provide an arrangement and a method which in a simple manner enables a mixture of the exhaust gases from the internal combustion engine with the compressed air in the inlet line substantially independent of the operating condition of the internal combustion engine.

Detta syfte uppnås med arrangemanget av det inledningsvis nämnda slaget, vilket kän- netecknas av de särdrag som anges i patentkravets l kärmetecknande del. l synnerhet när vissa typer av överladdade íörbränningsmotorer drivs med en låg belastning och ett lågt varvtal erhåller avgasema i avgasledningen ett för lågt tryck för att de ska kunna blandas in i den komprimerade luften i inloppsledningen till motorn. Enligt föreliggan- de uppﬁnning innefattar arrangemanget ett spjäll som kan höja avgasemas tryck i av- gasledningen. Nämnda spjäll aktiveras under de driftstillstånd hos förbränningsmotorn då avgasema i avgasledningen erfordrar en tryckhöjning för att kunna blandas med den komprimerade luften. Med en sådan styrd tryckhöjning kan avgasema väsentligen all- tid blandas in i den komprimerade luften oberoende av förbrärmingsmotoms driftstill- stånd.This object is achieved with the arrangement of the kind mentioned in the introduction, which is characterized by the features stated in the core-drawing part of claim 1. In particular, when certain types of supercharged internal combustion engines are operated with a low load and a low speed, the exhaust gases in the exhaust line receive too low a pressure for them to be able to mix into the compressed air in the inlet line to the engine. According to the present invention, the arrangement comprises a damper which can raise the pressure of the exhaust gases in the exhaust line. Said damper is activated during the operating conditions of the internal combustion engine when the exhaust gases in the exhaust line require a pressure increase in order to be able to mix with the compressed air. With such a controlled pressure increase, the exhaust gases can essentially always be mixed into the compressed air regardless of the operating condition of the internal combustion engine.

Enligt föreliggande uppﬁnning är nämnda spjäll imättat att vid behov reducera avga- semas utrymme i avgasledningens. Eftersom mängden avgaser är oförändrad tillhanda- håller en sådan reduktion av avgasemas utrymme i avgasledningen en höjning av avga- semas tryck. Därmed kan trycket i avgasledningen höjas till en nivå så att det överskri- der lufttrycket i inloppsledningen med ett lämpligt värde. Med spj ället kan avgasled- ningens tvärsnittyta som genomströmmas av avgaser mer eller mindre reduceras. Där- med tillhandahåller avgasema i avgasledningen även uppströms spjället ett ökat tryck.According to the present invention, said damper is provided to reduce the space of the exhaust gases in the exhaust line if necessary. Since the amount of exhaust gases is unchanged, such a reduction in the space of the exhaust gases in the exhaust line provides an increase in the pressure of the exhaust gases. Thus, the pressure in the exhaust line can be raised to a level so that it exceeds the air pressure in the inlet line by a suitable value. With the damper, the cross-sectional area of the exhaust line that is traversed by exhaust gases can be more or less reduced. As a result, the exhaust gases in the exhaust line also provide increased pressure upstream of the damper.

Spjället kan vara monterat i en position i avgasledningen nedströms returledningens förbindning med avgasledningen. Därmed tillhandahålls en tryckökning i avgasled- ningen i anslutning till returledningen. Ett kraftdon är inrättat att reglera spjället. Ett 10 15 20 25 30 35 526 820 3 sådant kraftdon kan vara av ett väsentligen godtyckligt slag. Det kan vara en hydraulisk eller pneumatisk cylinder.The damper can be mounted in a position in the exhaust line downstream of the return line's connection to the exhaust line. This provides a pressure increase in the exhaust line in connection with the return line. A power tool is set up to regulate the damper. Such a power tool can be of a substantially arbitrary type. It can be a hydraulic or pneumatic cylinder.

Enligt föreliggande uppﬁnning innefattar arrangemanget en styrenhet som är inrättad att tillhandahålla information avseende förbränningsmotorns aktuella driftstillstånd och initiera en höjning av avgasemas tryck i avgasledningen, under de driftstillstånd där detta erfordras för att möjliggöra en strömning av en önskad mängd avgaser från av- gasledningen till inloppsledningen. Styrenheten kan här mottaga information avseende förbränningsmotorns aktuella belastning och varvtal för att bestämma motoms driftstillstånd och uppskatta avgasemas tryck i avgasledningen. Styrenheten kan däref- ter avgöra om avgasema har ett tillräckligt högt tryck för att de ska kunna blandas med den komprimerade luften i inloppsledningen. Är så inte fallet initierar styrenheten en aktivering av kraftdonet som ställer om spjället till ett läge, i vilket läge avgasemas utrymme i avgasledningen begränsas så att avgasemas tryck i avgasledningen höjs till en lämplig nivå.According to the present invention, the arrangement comprises a control unit which is arranged to provide information regarding the current operating condition of the internal combustion engine and initiate an increase of the exhaust gas pressure in the exhaust line, during the operating conditions where this is required to enable a desired amount of exhaust gases from the exhaust line to the inlet line. The control unit can here receive information regarding the current load and speed of the internal combustion engine to determine the engine's operating condition and estimate the exhaust gas pressure in the exhaust line. The control unit can then determine whether the exhaust gases have a sufficiently high pressure for them to be able to mix with the compressed air in the inlet line. If this is not the case, the control unit initiates an activation of the power device which switches the damper to a position in which position the space of the exhaust gases in the exhaust line is limited so that the pressure of the exhaust gases in the exhaust line is raised to a suitable level.

Enligt uppfinning avgasledningen inrättad att leda de avgaser, som inte leds in i re- turledningen, till åtminstone en första turbin. Hos överladdade förbränningsmotorer utnyttjas vanligtvis en avgasdriven turbin för att driva en kompressor som komprimerar den luft som leds till motorn via inloppsledningen. Avgasledningen innefattar två av- gaskanaler som leder avgasema i separata banor till turbinen. Härvid kan en konven- tionell turbin med ett turbinhus som har två inlopp för avgaserna användas. Spj ället är ställbart i ett första läge, i vilket avgaserna leds till turbinen via de bägge avgaskana- lerna och i ett andra läge, i vilket spjället tillsluter den ena avgaskanalen så att avgaser- na leds till turbinen via endast en av avgaskanalema. Spjället ställs i det första läget då förbränningsmotorns driﬂstillstånd är av en sådan art att ett avgastryck erhålls, vilket är tillräckligt för att avgasema ska kunna återcirkulera och blandas med den komprimera- de luﬁen i inloppsledningen. Då styrenheten mottager information om att förbrän- ningsmotom uppnått ett driftstillstånd där avgasema inte längre tillhandahåller ett till- räckligt högt tryck för att kunna återcirkuleras och blandas med den komprimerade luften, initierar styrenheten en aktivering av kraftdonet som ställer om spjället från det första läget till det andra läget. I det andra läget förhindrar spjället att avgasema leds genom den ena avgaskanalen. Om avgaskanalema är av samma storlek erhålls här en halvering av den tvärsnittsarea genom vilken avgasema måste passera för att nå turbi- nen. Detta leder till en relativt stor tryckhöjning i avgasledningen även uppströms spjället. 10 15 20 25 30 35 526 820 Enligt en töredragen utföringsforrn av föreliggande uppﬁnning är förbränningsmotorn en överladdad dieselmotor. Hos dieselmotorer sker förbränningen normalt med ett luft- överskott. Det medför att en större mängd avgaser behöver återcirkuleras hos diesel- motorer än hos ottomotorer för att den avsedda funktion ska erhållas. För att erhålla ett större avgasﬂöde i returledningen måste en större tryckskillnad mellan avgasema och den komprimerade luften i inloppsledningen upprätthållas. Hos överladdade diesel- motorer tillhandahålls dessutom under i synnerhet driftstillstånd med en låg belastning ett avgastryck som är lägre än den komprimerade luftens tryck. Inom dessa driftstill- stånd är det således inte möjligt att direkt blanda avgasema från dieselmotorn med den komprimerade luften i inloppsledningen. Då styrenheten tillhandahåller information om att dieselmotom har ett driftstillstånd med en låg belastning initierar styrenheten en aktivering av kraftdonet som härvid ställer om spjället till det andra läget. Därvid er- hålls en momentan tryckhöjning av avgasema i avgasledningen av ett värde så att av- gaser kan blandas in i luften i inloppsledningen.According to the invention, the exhaust line is arranged to direct the exhaust gases which are not led into the return line to at least a first turbine. In supercharged internal combustion engines, an exhaust-driven turbine is usually used to drive a compressor which compresses the air which is led to the engine via the inlet line. The exhaust line includes two exhaust ducts that lead the exhaust gases in separate paths to the turbine. In this case, a conventional turbine with a turbine housing which has two inlets for the exhaust gases can be used. The damper is adjustable in a first position, in which the exhaust gases are led to the turbine via the two exhaust ducts and in a second position, in which the damper closes one exhaust duct so that the exhaust gases are led to the turbine via only one of the exhaust ducts. The damper is set in the first position when the operating state of the internal combustion engine is of such a nature that an exhaust pressure is obtained, which is sufficient for the exhaust gases to be able to recirculate and mix with the compressed flue in the inlet line. When the control unit receives information that the combustion engine has reached an operating condition where the exhaust gases no longer provide a sufficiently high pressure to be recirculated and mixed with the compressed air, the control unit initiates an activation of the power supply which switches the damper from the first position to the second mode. In the second position, the damper prevents the exhaust gases from being led through one exhaust duct. If the exhaust ducts are of the same size, a halving of the cross-sectional area through which the exhaust gases must pass to reach the turbine is obtained here. This leads to a relatively large pressure increase in the exhaust line also upstream of the damper. According to a preferred embodiment of the present invention, the internal combustion engine is a supercharged diesel engine. In diesel engines, combustion normally takes place with an excess of air. This means that a larger amount of exhaust gases needs to be recirculated in diesel engines than in otto engines in order to obtain the intended function. In order to obtain a larger exhaust gas fate in the return line, a larger pressure difference between the exhaust gases and the compressed air in the inlet line must be maintained. In the case of supercharged diesel engines, in addition, under operating conditions in particular with a low load, an exhaust pressure lower than the pressure of the compressed air is provided. In these operating conditions, it is thus not possible to directly mix the exhaust gases from the diesel engine with the compressed air in the inlet line. When the control unit provides information that the diesel engine has an operating condition with a low load, the control unit initiates an activation of the power unit, which in this case switches the damper to the second position. Thereby, an instantaneous pressure increase of the exhaust gases in the exhaust line is obtained of a value so that exhaust gases can be mixed into the air in the inlet line.

Ovan angivna syfte uppnås även med förfarandet av det inledningsvis nämnda slaget, vilket kännetecknas av de särdrag som anges i patentkravets 5 kännetecknande del.The above object is also achieved with the method of the kind mentioned in the introduction, which is characterized by the features stated in the characterizing part of claim 5.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA I det följande beskrivs, såsom ett exempel, en föredragen utföringsform av uppfinning- en med hänvisning till bifogade ritningar, på vilka: Fig. l visar ett arrangemang för återcirkulation av avgaser hos en turboöverladdad dieselmotor, Fig. 2 visar mer i detalj de medel, i F ig. l, vilka möjliggör en tryckhöjning av avga- sema i avgasledningen och Fig. 3 visar ett ﬂödesschema som anger ett förfarande enligt föreliggande uppfinning.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS In the following, as an example, a preferred embodiment of the invention is described with reference to the accompanying drawings, in which: Fig. 1 shows an arrangement for recirculation of exhaust gases of a turbocharged diesel engine, Fig. 2 shows more in detail the means, in F ig. 1, which enable a pressure increase of the exhaust gases in the exhaust line, and Fig. 3 shows a flow chart indicating a method according to the present invention.

DETALJERAD BESKRIVNING AV EN FÖREDRAGEN UTFÖRINGSFORM AV UPPFINNINGEN Fig. 1 visar schematiskt ett arrangemang för att tillhandahålla en återcirkulation av en del av avgasema hos en turboöverladdad förbränningsmotor, som här är en dieselmotor 1 av en s.k. turbocompound typ. En sådan återcirkulation av avgasema benämns van- 10 15 20 25 30 35 526 820 ligtvis EGR (Exhaust Gas Recirculation). Dieselmotom 1 kan, exempelvis, vara av- sedd som drivmotor för ett tyngre fordon. Avgasema från dieselmotoms 1 cylindrar leds, via en avgassamlare 2, till en avgasledning 3. Avgasema i avgasledningen 3, som har ett övertryck, leds till en första turbin 4a som ingår i en turboöverladdare med en fast geometri. Den första turbinen 4a tillhandahåller därvid en drivkraft, som överförs, via en förbindning, till en kompressor 5 som ingår i turboöverladdaren. En andra turbin 4b, i form av en turbocompoundturbin, är avsedd att genomströmmas av avgasema som lämnar den första turbinen 4a. Den andra turbinen 4b är ansluten till dieselmotoms 1 utgående vevaxel la, via en icke närmare visad kraftöverföring som schematiskt in- dikerats med en streckad linje i Fig. 1. Därmed kan den andra turbinens 4b tillföra ett krafttillskott till dieselmotoms 1 utgående vevaxel la. Kompressorn 5 komprimerar den luft som leds till dieselmotom l via en inloppsledning 6. En kylare i form av en laddluftskylare 7 är anordnad i inloppsledningen 6 för att kyla den komprimerade luf- ten. Den komprimerade och kylda luften leds från inloppsledningen 6, via en schema- tiskt visad förgrening 11, till dieselmotoms 1 respektive cylindrar.DETAILED DESCRIPTION OF A PREFERRED EMBODIMENT OF THE INVENTION Fig. 1 schematically shows an arrangement for providing a recirculation of a part of the exhaust gases of a turbocharged internal combustion engine, which here is a diesel engine 1 of a so-called turbocompound typ. Such an exhaust gas recirculation is commonly referred to as Exhaust Gas Recirculation (EGR). The diesel engine 1 can, for example, be intended as a drive engine for a heavier vehicle. The exhaust gases from the cylinders of the diesel engine 1 are led, via an exhaust gas collector 2, to an exhaust line 3. The exhaust gases in the exhaust line 3, which has an overpressure, are led to a first turbine 4a which is included in a turbocharger with a fixed geometry. The first turbine 4a then provides a driving force, which is transmitted, via a connection, to a compressor 5 which is included in the turbocharger. A second turbine 4b, in the form of a turbocompound turbine, is intended to be traversed by the exhaust gases leaving the first turbine 4a. The second turbine 4b is connected to the output shaft 1a of the diesel engine 1, via a power transmission not shown in more detail, which is schematically indicated by a broken line in Fig. 1. Thus, the second turbine 4b can supply a power addition to the output shaft 1a of the diesel engine 1. The compressor 5 compresses the air which is led to the diesel engine 1 via an inlet line 6. A cooler in the form of a charge air cooler 7 is arranged in the inlet line 6 to cool the compressed air. The compressed and cooled air is led from the inlet line 6, via a schematically shown branch 11, to the respective cylinders of the diesel engine 1.

En returledning 8 är avsedd att tillhandahålla en återcirkulation av en del av avgasema från avgasledningen 3. Den återcirkulerande delen av avgasema är avsedd att blandas med den komprimerade luften i inloppsledningen 6. Returledningen 8 ansluter med sitt inlopp till avgasledningen 3 uppströms den första turbinen 4a och med sitt utlopp till inloppsledningen 6 nedströms kompressom 5 och laddluftkylaren 7. Returledningen 8 innefattar en ventil i förrn av en EGR-ventil 9, med vilken avgasﬂödet i returledningen 8 vid behov kan stängas av. EGR-ventilen 9 användas även för att styra den mängd avgaser som leds till inloppsledningen 6. Returledningen 8 innefattar även en kylare, i form av en EGR-kylare 10, för att kyla de återcirkulerande avgasema innan de blandas med den komprimerade luften i inloppsledningen 6. Medelst en inblandning av avgaser i den luft som leds till motorns cylindrar sänks förbrärmingstemperaturen och därmed även halten av kväveoxider (N OX) som bildas under förbränningsprocessema. Hos dieselmotorer sker förbränningen normalt med ett luﬁöverskott, vilket indirekt medför att det behövs överföras relativt stora mängder avgaser för att den avsedda funktion ska erhållas. Hos överladdade dieselmotorer blir i många fall avgasernas tryck lägre än den komprimerade luftens tryck under driftstillstånd då dieselmotom l drivs med en låg belastning och/eller ett lågt varvtal. Inom varvtalsområdet 800 till 1200 varv per minut hos dieselmotorer är i regel avgasernas tryck lägre än den komprimerade luftens tryck.A return line 8 is intended to provide a recirculation of a part of the exhaust gases from the exhaust line 3. The recirculating part of the exhaust gases is intended to be mixed with the compressed air in the inlet line 6. The return line 8 connects with its inlet to the exhaust line 3 upstream of the first turbine 4a and with its outlet to the inlet line 6 downstream of the compressor 5 and the charge air cooler 7. The return line 8 comprises a valve in front of an EGR valve 9, with which the exhaust gas in the return line 8 can be switched off if necessary. The EGR valve 9 is also used to control the amount of exhaust gases led to the inlet line 6. The return line 8 also comprises a cooler, in the form of an EGR cooler 10, for cooling the recirculating exhaust gases before they are mixed with the compressed air in the inlet line 6. By mixing exhaust gases in the air that is led to the engine cylinders, the combustion temperature is lowered and thus also the content of nitrogen oxides (N OX) that are formed during the combustion processes. In diesel engines, combustion normally takes place with a lu ﬁ excess, which indirectly means that relatively large amounts of exhaust gases need to be transferred in order to obtain the intended function. In the case of supercharged diesel engines, in many cases the exhaust gas pressure is lower than the pressure of the compressed air during the operating condition when the diesel engine 1 is operated with a low load and / or a low speed. Within the speed range of 800 to 1200 rpm of diesel engines, the exhaust gas pressure is generally lower than the compressed air pressure.

Under sådana driftstillstånd är det inte möjligt att blanda de retumerade avgasema från dieselmotom 1 med den komprimerade luften i inloppsledningen 6 utan hjälpmedel. 10 15 20 25 30 35 526 820 Avgassamlaren 2 innefattar ett flertal ledningar som är successivt konvergerar för att samla upp avgaserna från dieselmotoms 1 respektive cylindrar. Dieselmotom 1 kan, exempelvis, innefatta två separata avgasbanker i form av två separata avgassamlande ledningar som var och en mottager avgaser från motoms cylindrar. Två sådana avgas- samlande ledningar 2a, b visas i Fig. 2, vilka leder avgasema till avgasledningen 3.Under such operating conditions it is not possible to mix the returned exhaust gases from the diesel engine 1 with the compressed air in the inlet line 6 without aids. 526 820 The exhaust gas collector 2 comprises a plurality of lines which are successively converging to collect the exhaust gases from the respective cylinders of the diesel engine 1. The diesel engine 1 may, for example, comprise two separate exhaust banks in the form of two separate exhaust collecting lines, each of which receives exhaust gases from the engine cylinders. Two such exhaust collecting lines 2a, b are shown in Fig. 2, which lead the exhaust gases to the exhaust line 3.

Avgasledningen 3 övergår, i ett nedströms beläget parti, i två avgaskanaler 3a, b. Av- gaskanalema 3a, b är inrättade att leda avgaser i två separata banor till den första turbí- nen 4a. Turbinen 4a har här ett turbinhus med två inloppskanaler för att mottaga avga- ser. Ett spjäll l2a är svängbart monterat medelst en led mot en invändig väggyta hos avgasledningen 3. Spjället l2a är monterat i ett område som är beläget i anslutning till avgasledningens 3 övergång till de två avgaskanalema 3a, b. Spjället l2a är monterat nedströms om returledningens 8 förbindning med avgasledningen 3. Ett schematiskt visat kraftdon l2b är inrättat att, vid behov, tillhandahålla en svängrörelse av spjället l2a mellan ett första läge sl, som visas med en streckad linje, och ett andra läge S2, som visas med en heldragen linje. I det första läget s l har spj ället l2a en väsentligen paral- lell sträckning med avgasledningens 3 invändiga väggyta. Spjället l2a påverkar, i detta läge, inte avgasemas strömning till den första turbinen 4a, vilken här sker via de bägge avgaskanalema 3a, b. I det andra läget s; försluter spjället l2a den första avgaskana- lens 3a öppning. I det andra läget S2, kan således avgaser endast ledas till den första turbinen 4a via den andra avgaskanalen 3b. En styrenhet 13 är inrättad att vid behov aktivera kraftdonet l2b för att ställa om spjället l2a mellan det första läget s; och det andra läget sz. Styrenheten 13 är även inrättad att styra EGR-ventilen 9. Styrenheten 13 kan vara en datorenhet som är försedd med en mjukvara som lagrats på en databärare l3a.The exhaust line 3 merges, in a downstream portion, into two exhaust ducts 3a, b. The exhaust ducts 3a, b are arranged to lead exhaust gases in two separate paths to the first turbine 4a. The turbine 4a has a turbine housing here with two inlet ducts for receiving exhaust fumes. A damper 12a is pivotally mounted by means of a joint against an inner wall surface of the exhaust line 3. The damper 12a is mounted in an area located adjacent to the transition of the exhaust line 3 to the two exhaust ducts 3a, b. The damper 12a is mounted downstream of the return line 8 connection. with the exhaust line 3. A schematically shown power device 12b is arranged to provide, if necessary, a pivoting movement of the damper 12a between a first position s1, which is shown by a broken line, and a second position S2, which is shown by a solid line. In the first position s1, the damper l2a has a substantially parallel stretch with the inner wall surface of the exhaust line 3. The damper 12a, in this position, does not affect the flow of the exhaust gases to the first turbine 4a, which here takes place via the two exhaust ducts 3a, b. In the second position s; the damper l2a closes the opening of the first exhaust duct 3a. Thus, in the second position S2, exhaust gases can only be led to the first turbine 4a via the second exhaust duct 3b. A control unit 13 is arranged to activate, if necessary, the power device 12b to switch the damper 12a between the first position s; and the second mode sz. The control unit 13 is also arranged to control the EGR valve 9. The control unit 13 may be a computer unit which is provided with software stored on a data carrier 13a.

F ig. 3 visar ett ﬂödesschema som beskriver ett förfarande för återcirkulation av avgaser med det ovan visade arrangemanget. Förfarandet startas vid steget 14. Styrenheten 13 mottar, vid steget 15, information avseende dieselmotoms 1 aktuella varvtal rm och, vid steget 16, infonnation avseende dieselmotoms 1 aktuella belastning lm. Belastningen lm kan bestämmas med hjälp av infonnation avseende dieselmotoms 1 aktuella bränsle- förbrukning. Med kännedom om dieselmotoms 1 varvtal rm, belastning lm och lagrad infonnation avseende den speciﬁka dieselmotom 1 kan avgastrycket p; i avgasledning- en 3 uppskattas, vilket sker vid steget l7. Därefter uppskattar styrenheten 13, vid steget 18, det tryck p; som luften har i inloppsledningen 6 vid dieselmotoms 1 aktuella driﬁstillstånd. Styrenheten 13 jämför , vid steget 19, om en minsta acceptabel tryck- 10 15 20 25 30 35 526 820 skillnad Ap föreligger mellan avgasernas tryck p1 i avgasledningen och den komprime- rade luftens tryck p; i inloppsledningen 6. I de fall styrenheten 13 gör bedömningen att nämnda tryckskillnad är lika med eller är större än det minsta acceptabla värdet Ap kan styrenheten konstatera att en återcirkulation av avgaser är möjlig utan att tryckhöjande åtgärder behöver vidtagas. Om inte spjället l2a redan beﬁnner sig i det första läget s; aktiverar här styrenheten 13 kraftdonet 12b så att det svänger spj ället l2a till det första läget s1. Processen startar därefter om vid steget 14. l de fall styrenheten 13 istället gör bedömningen att nämnda tryckskillnad är mindre än det minsta acceptabla värdet Ap kan styrenheten konstatera att tryckhöj ande åtgärder behöver vidtagas för att en återcirkulation av avgaser ska vara möjlig. Det låga avgas- trycket kan här bero på att dieselmotom l arbetar med en låg belastning och/eller med ett lågt varvtal. Styrenheten 13 aktiverar här kraftdonet 12b så att det svänger spjället l2a till det andra läget s; om det inte redan befinner sig i detta läge. Då spjället l2a beﬁnner sig i det andra läget s; försluter det den första avgaskanalens 3a öppning så att avgaser endast kan ledas till den första turbinen 4a via den andra avgaskanalen 3b. Den första turbinen 4a har i regel en funktion som är väsentligen oberoende av om avgaser- na tillförs via en eller två avgaskanaler 3a, b. Avgaserna tillhandahåller då de leds till turbinen 4, via endast en avgaskanal 3b, ett strömningsutrymme med en avsevärt redu- cerad tvärsnittsarea. Ett sådant reducerat strömningsutrymme resulterar i att avgasema även i avgasledningen 3 uppströms spjället l2a tillhandahåller ett förhöjt tryck pl.F ig. 3 shows a flow chart describing a process for recirculating exhaust gases with the arrangement shown above. The process is started at step 14. The control unit 13 receives, at step 15, information regarding the current speed rm of the diesel engine 1 and, at step 16, information regarding the current load lm of the diesel engine 1. The load lm can be determined with the help of information regarding the diesel engine's current fuel consumption. With knowledge of the diesel engine 1 speed rm, load lm and stored information regarding the specific diesel engine 1, the exhaust pressure can p; in the exhaust line 3 is estimated, which takes place at step l7. Thereafter, at step 18, the controller 13 estimates the pressure p; which the air has in the inlet line 6 at the current operating standstill of the diesel engine 1. The control unit 13 compares, at step 19, whether there is a minimum acceptable pressure difference App between the pressure p1 of the exhaust gases in the exhaust line and the pressure p of the compressed air; in the inlet line 6. In cases where the control unit 13 makes the assessment that said pressure difference is equal to or is greater than the smallest acceptable value Ap, the control unit can state that a recirculation of exhaust gases is possible without pressure-increasing measures having to be taken. Unless the damper l2a is already in the first position s; here, the control unit 13 activates the power supply 12b so that it pivots the damper l2a to the first position s1. The process then restarts at step 14. In cases where the control unit 13 instead makes the assessment that said pressure difference is less than the smallest acceptable value App, the control unit can state that pressure-increasing measures need to be taken for a recirculation of exhaust gases to be possible. The low exhaust pressure here may be due to the diesel engine 1 operating at a low load and / or at a low speed. The control unit 13 here activates the power device 12b so that it pivots the damper 12a to the second position s; if it is not already in this mode. Then the damper l2a settles in the second position s; it closes the opening of the first exhaust duct 3a so that exhaust gases can only be led to the first turbine 4a via the second exhaust duct 3b. The first turbine 4a generally has a function which is substantially independent of whether the exhaust gases are supplied via one or two exhaust ducts 3a, b. cerated cross-sectional area. Such a reduced flow space results in the exhaust gases also in the exhaust line 3 upstream of the damper 12a providing an increased pressure p1.

Detta förhöjda tryck p] bör vara av ett värde så att en tryckskillnad motsvarande den minsta acceptabla tryckskillnaden Ap alltid uppnås väsentligen oberoende av diesel- motorns 1 driﬁstillstånd. Processen startar sedan om vid steget 14.This elevated pressure p] should be of a value so that a pressure difference corresponding to the smallest acceptable pressure difference Ap is always achieved substantially independently of the operating state of the diesel engine 1. The process then restarts at step 14.

Naturligtvis kan samtliga de processteg, såväl som godtyckliga delsekvenser av steg, som beskrivs ovan styras av ett datorprogram, som är direkt laddbart till internminnet i en dator, och innefattar lämplig mjukvara för att styra de nödvändiga stegen när pro- grammet körs på datom. Dessutom, även om utföringsformen av uppfinningen som beskrivits med hänvisning till figurema mjukvarustyrs med hjälp av en dator och pro- cesser utförda av en dator, utsträcker sig uppﬁnnjngen även till datorprogram, speciellt sådana datorprogram vilka lagrats på en databärare som är anpassad för att realisera uppﬁnningen. Programmet kan vara i form av källkod, objektkod, en kod vilken utgörs av en nivå mellan käll- och objektkod, exempelvis i delvis kompilerad form, eller i vilken annan form som helst lämplig att använda vid implementering av förfarandet enligt uppﬁnningen. Databäraren kan vara godtycklig entitet eller anordning vilken är 10 15 526 820 8 kapabel att lagra programmet. Exempelvis kan databäraren innefatta lagringsmedium, såsom ROM (Read Only Memory), PROM (Programmable read-only memory), EPROM (Erasable PROM), Flash eller EEPROM (Electrically EPROM). Dessutom kan databäraren utgöras av en överföringsbar bärare, såsom en elektrisk eller en optisk signal vilken kan överföras via en elektrisk eller optisk kabel eller medelst radio eller på annat sätt. Då programmet innefattas i en signal vilken kan ledas direkt genom en kabel eller annan anordning eller medel kan databäraren utgöras av en sådan kabel, anordning eller utrustning. Alternativt kan databäraren vara en integrerad krets i vilken programmet ﬁnns lagrat, där den integrerade kretsen är anpassad för att utföra, eller användas vid utförande av relevanta processer.Of course, all of the process steps, as well as arbitrary sub-sequences of steps, described above can be controlled by a computer program which is directly loadable to the internal memory of a computer, and includes suitable software for controlling the necessary steps when the program is run on the computer. In addition, although the embodiment of the invention described with reference to the figures is software controlled by a computer and processes performed by a computer, the application also extends to computer programs, especially those computer programs which are stored on a data carrier adapted to realize the invention. . The program can be in the form of source code, object code, a code which consists of a level between source and object code, for example in partially compiled form, or in any other form suitable for use in implementing the method according to the invention. The data carrier can be any entity or device which is capable of storing the program. For example, the data carrier may include storage media, such as ROM (Read Only Memory), PROM (Programmable read-only memory), EPROM (Erasable PROM), Flash or EEPROM (Electrically EPROM). In addition, the data carrier may be a transmissible carrier, such as an electrical or an optical signal which may be transmitted via an electrical or optical cable or by radio or otherwise. When the program is included in a signal which can be conducted directly through a cable or other device or means, the data carrier can be constituted by such a cable, device or equipment. Alternatively, the data carrier may be an integrated circuit in which the program is stored, where the integrated circuit is adapted to perform, or used in performing relevant processes.

Uppﬁnningen är på intet sätt begränsad till den på ritningen beskrivna utföringsforrnen utan kan varieras fritt inom patentkravens ramar. Uppﬁnningen är i första hand till- lämpbar för att återcirkulera avgaser hos överladdade dieselmotorer men kan även till- lämpas på andra typer av överladdade fórbränningsmotorer. Även andra slag av spjäll än den ovan beskrivna typen kan användas.The invention is in no way limited to the embodiments described in the drawing but can be varied freely within the scope of the claims. The invention is primarily applicable to the recirculation of exhaust gases in supercharged diesel engines, but can also be applied to other types of supercharged internal combustion engines. Other types of dampers than the type described above can also be used.

Claims

10 15 20 25 30 35 526 820 9 Patent claims

An arrangement for recirculating exhaust gases of a supercharged internal combustion engine (1), the arrangement comprising an exhaust line (3) arranged to discharge exhaust gases from the internal combustion engine (1) to at least one turbine (4a, b), an inlet line (6) which is arranged to conduct air with an overpressure to the dry combustion engine (1), a return line (8) which is connected to the exhaust line (3) and to the inlet line (6), which is arranged to return exhaust gases from the exhaust line (3) to the inlet line (6), a damper (12a) mounted in the exhaust line (3) in a position downstream of the connection of the return line (8) to the exhaust line (3), a power device (12b) arranged to regulate the damper (12a) and a control unit (13) arranged to provide information regarding the current operating condition of the internal combustion engine (1) and control the damper by means of the crane (l2b) so that the pressure in the exhaust line (3) during substantially all operating conditions of the internal combustion engine exceeds 1 air pressure in the inlet line (6) with a value such that a flow of a desired amount of exhaust gases through the return line (8) to the inlet line (6) is substantially always possible to provide, characterized in that the exhaust line (3) comprises two exhaust ducts (3a, b ) which lead the exhaust gases in separate paths to a first turbine (4a) and that the damper (12a) is adjustable in a first position, in which the exhaust gases are led to the first turbine (4a) via the two exhaust ducts (3a, b) and in a second position, in which the damper (12a) closes one exhaust duct (3a) so that the exhaust gases are led to the first turbine (4a) via only the second exhaust duct (3b).

Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the internal combustion engine is a supercharged diesel engine (1).

Arrangement according to Claim 2, characterized in that the internal combustion engine is of the turbo-compound type.

Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the exhaust line comprises two turbines (4a, b) and in that the damper is arranged before the first turbine (4a).

A method for recirculating exhaust gases of an arrangement of a supercharged internal combustion engine (1), the arrangement comprising an exhaust line (3) arranged to discharge exhaust gases from the internal combustion engine (1) to at least one turbine (4a, b), an inlet line (6) which is arranged to lead lu ﬁ with an overpressure to the combustion engine, a return line (8), which is connected to the exhaust line (3) and to the inlet line (6), which is arranged to return exhaust gases from the exhaust line (3) to the inlet line (6), a damper (l2a) mounted in the exhaust line (3) in a position below the connection of the return line (8) to the exhaust line (3), a power device (l2b) arranged to regulating the damper (l2a) and wherein the method comprises the step of providing information regarding the current operating condition of the internal combustion engine (1) and controlling the damper by means of the power device (l2b) so that the pressure in the exhaust line (3) during substantially all combustion the operating condition of the engine exceeds the pressure of the air in the inlet line (6) by a value such that a flow of a desired amount of exhaust gases through the return line (8) to the inlet line (6) is substantially always possible to provide, as indicated by the exhaust line (3 ) comprises two exhaust ducts (3a, b) which lead the exhaust gases in separate paths to a first turbine (4a), the method comprising the step of setting the damper (12a) in a first position, in which the exhaust gases are led to the first turbine (4a). ) via the two exhaust ducts (Sa, b) and in a second position, in which the damper (12a) closes one exhaust duct (3a) so that the exhaust gases are led to the first turbine (4a) via only the second exhaust duct (3b).

A computer program, directly loadable to the internal memory of a computer, comprising software for controlling the method according to claim 5 when the program is run on a computer.

A computer readable medium (13a) on which a program is stored, which is adapted to cause a computer to control the method according to claim 5.