(57)【要約】  本発明は、過給式燃焼機関２のための装置に関する。この装置は、循環冷却剤を有する第１の冷却システム内の空気を圧縮するようになされた少なくとも１つの圧縮機６ａ、６ｂと、燃焼機関の通常動作の間、第１の冷却システム内の冷却剤より低い温度である循環冷却剤を有する第２の冷却システムと、入口ライン８に適用される少なくとも１つの給気冷却器９ａ、９ｃであって、第２の冷却システムからの冷媒によって冷却されるようになされた給気冷却器とを有している。第２の冷却システム内を循環する冷却剤の少なくとも一部が、第２の冷却システムおける１回の循環の間に２つの温度降下ステップを経るように、第２の冷却システムは、第１のラジエータ要素２４と、第２の冷却システム内で第１のラジエータ要素２４と直列に配置された第２のラジエータ要素３６とを有している。
2011523691.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
過給式燃焼機関（２）のための装置であって、
大気圧より高い圧力で空気を前記燃焼機関（２）へ導くようになされた入口ライン（８）と、
前記入口ライン（８）内の空気を圧縮するようになされた少なくとも１つの圧縮機（６ａ、６ｂ）と、
循環冷却剤を有する第１の冷却システムと、
前記燃焼機関の通常動作の間、前記第１の冷却システム内の前記冷却剤より低い温度である循環冷却剤を有する第２の冷却システムと、
前記入口ライン（８）に適用される少なくとも１つの給気冷却器（９ａ、９ｃ）であって、前記第２の冷却システムからの冷却剤によって冷却されるようになされた少なくとも１つの給気冷却器（９ａ、９ｃ）と
を有する装置において、
前記第２の冷却システムが、第１のラジエータ要素（２４）と、該第２の冷却システム内で前記第１のラジエータ要素（２４）と直列に配置される第２のラジエータ要素（３６）とを有し、それによって前記第２の冷却システム内を循環する前記冷却剤の少なくとも一部が、該第２の冷却システムにおける１回の循環の間に２度の温度降下ステップを受けることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記第２の冷却システム内の前記冷却剤が、前記第１のラジエータ要素（２４）において空気によって冷却されるよう意図されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第２の冷却システム内の前記冷却剤が、前記第２のラジエータ要素（３６）において周囲温度の空気によって冷却されるよう意図されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
前記第２の冷却システムが、前記第１のラジエータ要素（２４）による第１の冷却ステップを受けた冷却剤を有する第１のライン（２６ａ）と、前記第２のラジエータ要素（３６）による第２の冷却ステップを受けた冷却剤を有する第２のライン（２６ｉ）とを有することを特徴とする請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記第２の冷却システムが、冷却剤をその使用後に前記第１のラジエータ要素（２４）に戻すように導くライン（２６ｂ）を有することを特徴とする請求項１から４までのいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
前記第２の冷却システムが、冷却剤を第１の給気冷却器（９ａ）へ導くようになされたライン（２６ｃ）と、冷却剤を他の給気冷却器（９ｃ）へ導くようになされたライン（２６ｄ）とを有し、これらのライン（２６ｃ、２６ｄ）が、冷却剤を実質的に同じ温度でそれぞれの前記給気冷却器（９ａ、９ｃ）へ導くように並列に配置されていることを特徴とする請求項１から５までのいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
前記第２の冷却システムが、冷却剤を前記給気冷却器（９ａ、９ｃ）へ導くようになされた少なくとも１つのライン（２６ｃ、２６ｄ）と、空気以外の他の媒体を冷却するために冷却剤を冷却器（１４ｂ、３５、３９、４０）へ導くようになされたライン（２６ｅ〜ｈ）とを有することを特徴とする請求項１から６までのいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
前記第１の冷却システムが、前記燃焼機関（２）を冷却するようになされていることを特徴とする請求項１から７までのいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
前記排気ライン（４）を前記入口ライン（８）に接続する戻りライン（１１）を有し、該戻りライン（１１）を介して排気ガスを前記排気ライン（４）から前記入口ライン（８）へ再循環させることを可能にしていることを特徴とする請求項１から８までのいずれか一項に記載の装置。
【請求項１０】
前記戻りライン（１１）が、前記第２の冷却システムからの冷却剤によって冷却されるようになされたＥＧＲ冷却器（１４ａ）を有することを特徴とする請求項９に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前提部分に記載の過給式燃焼機関のための装置（ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ  ｆｏｒ  ａ  ｓｕｐｅｒｃｈａｒｇｅｄ  ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ  ｅｎｇｉｎｅ）に関する。
【背景技術】
【０００２】
過給式燃焼機関に供給することができる空気の量は空気の圧力に依存するが、空気の温度にも依存する。燃焼機関に最大限可能な量の空気を供給するには、空気が燃焼機関の中に導かれるときに、高圧且つ低温であることが必要である。空気を高い圧力まで圧縮する必要があるとき、空気を２段階で圧縮すると有利である。これは、空気に第１の圧縮ステップを提供する第１のターボ・ユニットの圧縮機、及び空気に第２の圧縮ステップを提供する第２のターボ・ユニットの圧縮機を伴っていることがある。２つの圧縮ステップの間に空気を冷却することは、周知の手法である。第１の圧縮ステップを受けた後の空気を冷却すると、空気は比容積が小さく、すなわち単位重量あたりに占める容積がより小さくなる。圧縮機は通常、空気を受け入れて圧縮する一定容積の空間を有しており、そうした中間の冷却によって、より大量の空気を第２の圧縮機に引き込んで第２の圧縮ステップを行うことが可能になる。したがって、圧縮の間に空気をできるだけ低い温度まで冷却することが望ましい。また第２の圧縮ステップの後、できるだけ大量の圧縮空気を燃焼機関の中に導くことができるような低い温度まで、空気を冷却することも望ましい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、圧縮空気を、燃焼機関の中に導く前に極めて低い温度まで冷却することができる過給式燃焼機関のための装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この目的は、冒頭部分で言及した種類の装置であって、請求項１の特徴部分に示す構成によって特徴付けられる装置によって達成される。空気が圧縮されると温度が上昇するが、その温度は空気が圧縮される圧力に関連している。それゆえ、空気を高い圧力まで圧縮したときには、空気を燃焼機関の中に導く前に低い温度まで冷却することを可能にするための効果的な冷却が必要とされる。したがって本発明によれば、低温冷却システムと呼ぶことができる第２の冷却システムを有する装置が用いられる。したがって給気冷却器において空気を冷却する冷却剤は、給気冷却器を通して導かれるときに低い温度となることができる。給気冷却器は、有利には、向流式熱交換器と呼ばれるタイプのものであり、したがって給気冷却器の中に導かれる低温の冷却剤が、給気冷却器から外へ導かれる空気と接触する。適切な大きさとされた給気冷却器によって、ここで給気を冷却剤の温度に近い温度まで冷却することができる。こうして給気は、燃焼機関の中に導かれる前に低い温度を得ることが可能である。
【０００５】
本発明の好ましい実施例によれば、第２の冷却システム内の冷却剤は、第１のラジエータ要素において空気によって冷却されることが意図されている。これにより、冷却剤が第１のラジエータ要素で適切に冷却される簡単な方法が提供される。ラジエータ・ファンは、有利には、冷却剤の冷却をより効果的にするために、第１のラジエータ要素を通る強制空気の流れを与えるように適合される。しかし、第１のラジエータ要素でできるだけ効果的な冷却剤の冷却が得られるように、空気が周囲温度に相当する温度であることが有利である。第２の冷却システム内の冷却剤は、有利には、第２のラジエータ要素において、周囲温度の空気によって冷却されるように適合されている。したがって、冷却剤を周囲温度に近い温度まで冷却することができる。ここでもやはり、ラジエータ・ファンは、有利には、冷却剤の冷却をより効果的にするために、第２のラジエータ要素を通る強制空気の流れを与えるように適合される。
【０００６】
本発明の他の好ましい実施例によれば、第２の冷却システムは、第１のラジエータ要素による第１の冷却ステップを経た冷却剤を有する第１のライン、及び第２のラジエータ要素による第２の冷却ステップを経た冷却剤を有する第２のラインを有している。したがって、第２の冷却システムは、第１の温度である第１のライン内の冷却剤、及び第２の温度である第２のライン内の冷却剤を有している。異なる温度の冷却剤を用いて、異なる冷却要件を有する構成要素及び媒体を冷却することが可能である。第２の冷却システムは、有利には、冷却剤をその使用後に第１のラジエータ要素に戻すように導くラインを有している。そうしたラインは、冷却のために冷却剤を使用したいくつかの冷却器からの暖かい冷却剤を一緒にし、導くことができる。ラインは暖かい冷却剤を第１のラジエータ要素へ導き、そこで冷却剤が再度冷却される。
【０００７】
本発明の他の好ましい実施例によれば、第２の冷却システムは、冷却剤を第１の給気冷却器へ導くように適合されたライン、及び冷却剤を他の給気冷却器に導くように適合されたラインを有し、それらのラインは、冷却剤を実質的に同じ温度でそれぞれの給気冷却器へ導く。空気を高い圧力まで圧縮するとき、空気をいくつかの給気冷却器で冷却する２つ以上のステップに供すると有利である。したがってこの場合には、第２の冷却システムからの冷却剤を用いて空気を２つの給気冷却器で冷却する。第２の冷却システムは、冷却剤を給気冷却器へ導くように適合された少なくとも１つのライン、及び空気以外の他の媒体を冷却するために冷却剤をラジエータへ導くように適合された少なくとも１つのラインを有することができる。例えばある車両には、オイル冷却器内のギアボックス・オイル、空気調整システム及び電気制御ユニット内の冷媒など、低温の冷却剤によって冷却すると有利である多数の構成要素及び媒体が存在する。
【０００８】
本発明の他の好ましい実施例によれば、第１の冷却システムは、燃焼機関を冷却するように適合されている。空気を圧縮した後、この既存の冷却システム内の冷却剤を用いて、圧縮空気に第１の冷却ステップを提供すると有利であることがある。この冷却剤は、通常動作の間、確実に８０〜１００℃の温度であるが、この温度は通常、圧縮空気の温度より明らかに低い。その後、第２の冷却システム内の冷却剤によって、空気を低い温度まで冷却する第２のステップに供することができる。
【０００９】
本発明の他の好ましい実施例によれば、装置は、排気ラインを入口ラインに接続する戻りラインを有し、この戻りラインを介して排気ガスを排気ラインから入口ラインへ再循環させることが可能である。ＥＧＲ（排気ガス再循環）として知られるその技術は、燃焼機関における燃焼工程からの排気ガスの一部を再循環させる周知の方法である。再循環排気ガスが燃焼機関への入口空気と混合された後、混合物は機関のシリンダへ導かれる。排気ガスを空気に加えると燃焼温度が低下し、それによって、特に排気ガス中の窒素酸化物ＮＯＸの含有量が低下する。燃焼機関に大量の排気ガスを供給することによっても、排気ガスは燃焼機関へ導かれる前に効果的に冷却されることになる。戻りラインは、第２の冷却システムからの冷却剤によって冷却されるように適合されたＥＧＲ冷却器を有することができる。したがって、排気ガスは混合して燃焼機関の中へ導かれる前に、循環する空気と同じ低い温度まで冷却されることが可能である。
【００１０】
以下では本発明の好ましい実施例を、添付図面を参照しながら実例によって説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施例による過給式ディーゼル機関のための装置を示す図である。
【図２】本発明の第２の実施例による過給式ディーゼル機関のための装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、概略的に示す車両１に動力を供給するための過給式燃焼機関のための装置を示している。ここでは、燃焼機関をディーゼル機関２として例示している。ディーゼル機関２を用いて、大型車両１に動力を供給することができる。ディーゼル機関２は、循環する冷却剤を有する第１の冷却システムによって冷却される。以下では、第１の冷却システムを燃焼機関の冷却システムと呼ぶ。ディーゼル機関２のシリンダからの排気ガスは、排気マニホルド３を介して排気ライン４へ導かれる。ディーゼル機関２は、タービン５ａ及び圧縮機６ａを有する第１のターボ・ユニット、並びにタービン５ｂ及び圧縮機６ｂを有する第２のターボ・ユニットを有している。大気圧より高い排気ライン４内の排気ガスは、最初に第２のターボ・ユニットのタービン５ｂへ導かれる。したがって、タービン５ｂは、接続部を介して第２のターボ・ユニットの圧縮機６ｂに伝達される駆動力を有するようになる。その後、排気ガスは、排気ライン４を介して第１のターボ・ユニットのタービン５ａへ導かれる。したがって、タービン５ａは、接続部を介して第１のターボ・ユニットの圧縮機６ａに伝達される駆動力を有するようになる。
【００１３】
装置は、空気を燃焼機関２へ導くように適合された入口ライン８を有している。第１のターボ・ユニットの圧縮機６ａは、空気フィルタ７を介して入口ライン８に引き込まれた空気を圧縮する。空気はその後、第１の給気冷却器９ａにおいて第２の冷却システムからの冷却剤によって冷却される。第２の冷却システムは、通常動作の間、燃焼機関の冷却システム内の冷却剤の温度より低い温度である冷却剤を含む。圧縮及び冷却された空気は第１の給気冷却器９ａを出て、ライン８の中を第２のターボ・ユニットの圧縮機６ｂへ導かれ、そこで第２の圧縮ステップを受ける。空気はその後、ライン８を介して第２の給気冷却器９ｂへ導かれ、そこで燃焼機関の冷却システムからの冷却剤によって冷却される。給気は最後に、第３の給気冷却器９ｃにおいて冷却されるが、そこでは第２の冷却システム内の低温の冷却剤によって冷却される。
【００１４】
装置は、排気ガスを排気ライン４から再循環させるための戻りライン１１を有している。戻りライン１１は、排気ライン４と入口ライン８の間の範囲を有する。戻りライン１１はＥＧＲ弁１２を有し、それによって、戻りライン１１内の排気流を遮断することができる。ＥＧＲ弁１２を用いて、戻りライン１１を介して排気ライン４から入口ライン８へ導かれる排気ガスの量を無段階に制御することもできる。第１の制御ユニット１３は、ディーゼル機関２の現在の動作状態に関する情報に基づいてＥＧＲ弁１２を制御するように適合されている。戻りライン１１は、排気ガスに第１の冷却ステップを提供するために、冷却剤によって冷却される第１のＥＧＲ冷却器１４ａを有している。排気ガスは、第１のＥＧＲ冷却器１４ａにおいて、燃焼機関の冷却システムからの冷却剤によって冷却される。排気ガスはその後、冷却剤によって冷却される第２のＥＧＲ冷却器１４ｂにおいて、第２の冷却ステップに供される。第２のＥＧＲ冷却器１４ｂでは、排気ガスは第２の冷却システムからの冷却剤によって冷却される。
【００１５】
過給式ディーゼル機関２のある特定の動作状態では、排気ライン４内の排気ガスの圧力は、入口ライン８内の圧縮空気の圧力より低くなる。そうした動作状態では、特別な補助手段がなければ、戻りライン１１内の排気ガスを入口ライン８内の圧縮空気と直接混合することができない。このために、例えばベンチュリ１６又は様々な形状を有するターボ・ユニットを用いることが可能である。燃焼機関２がそうではなく過給式オットー機関である場合には、実質的にすべての動作状態で、オットー機関の排気ライン４内の排気ガスが入口ライン８内の圧縮空気より高い圧力になるため、戻りライン１１内の排気ガスを入口ライン８の中へ直接導くことが可能である。排気ガスが入口ライン８内の圧縮空気と混合された後、混合物は、マニホルド１７を介してディーゼル機関２のそれぞれのシリンダへ導かれる。
【００１６】
燃焼機関２は、燃焼機関の冷却システム内の冷却剤ポンプ１８によって循環される冷却剤により、従来の方法で冷却される。冷却剤の主要な流れが燃焼機関２を冷却する。この場合、冷却剤はオイル冷却器１５においてモータ・オイルも冷却する。冷却剤は燃焼機関２を冷却した後、ライン２１の中をリターダ用のオイル冷却器要素２８へ導かれる。冷却剤はオイル冷却器要素２８でオイルを冷却した後、続いてライン２１の中をサーモスタット１９へ導かれる。サーモスタット１９は、冷却剤の温度に応じて、可変量の冷却剤をライン２１ａ及びライン２１ｂへ導く。ライン２１ａは冷却剤を燃焼機関２へ導き、ライン２１ｂは、冷却剤を車両１の前部に取り付けられたラジエータ２０へ導く。冷却剤が通常動作の温度に達しているときには、実質的にすべての冷却剤が冷却のためにラジエータ２０へ導かれる。ライン２３は冷却された冷却剤を導き、燃焼機関２へ戻す。冷却システム内のごく一部の冷却剤は燃焼機関の冷却には用いられず、２つの平行なライン２２ａ、２２ｂの中へ導かれる。ライン２２ａは冷却剤を第２の給気冷却器９ｂへ導き、そこで冷却剤は圧縮空気を冷却する。ライン２２ｂは冷却剤を第１のＥＧＲ冷却器１４ａへ導き、そこで冷却剤は再循環排気ガスを第１の冷却ステップに供される。第２の給気冷却器９ｂで空気を冷却した冷却剤、及び第１のＥＧＲ冷却器１４ａで排気ガスを冷却した冷却剤は、ライン２２ｃで再び一緒にされる。ライン２２ｃは、三方弁１９とポンプ１８の間に位置する冷却システム内のある位置に冷却剤を導き、そこでその冷却剤は、ラジエータ２０からの低温の冷却剤と混合される。
【００１７】
第２の冷却システムは、ポンプ２７によって循環させる冷却剤を有するライン回路２６を有している。第２の冷却システムのラジエータ要素２４が、車両１の周辺領域でラジエータ２０の前面に取り付けられる。この場合、周辺領域は車両１の前部に位置する。ラジエータ・ファン２５は、ラジエータ要素２４及びラジエータ２０を通る周囲空気の流れを発生させるように適合されている。ラジエータ要素２４はラジエータ２０の前方に位置するため、ラジエータ要素２４内の冷却剤は、周囲温度の空気によって冷却される。ラジエータ要素２４で冷却された冷却剤は、ライン２６ａに受け入れられる。ライン２６ａでは、冷却剤は第１の温度である。第２の冷却システムは、やはり車両１の周辺領域に取り付けられた追加のラジエータ要素３６を有している。ラジエータ・ファン３７は、ラジエータ３６を通る空気の流れを発生させるように適合されている。ラジエータ・ファン３７は、電気モータ３８によって駆動される。冷却剤はラジエータ要素３６において、周囲温度の空気によって冷却される。追加のラジエータ要素３６で冷却された冷却剤は、ライン２６ｉに受け入れられる。冷却剤は、ライン２６ａよりライン２６ｉで低い温度になる。冷却剤は、有利には、ライン２６ｉで周囲温度に近い温度を有する。いくつかの並列のライン２６ｃ〜ｈが、ライン２６ｉから延びている。ライン２６ｃは、第１の圧縮機６ａによって圧縮された空気を冷却するために、冷却剤を第１の給気冷却器９ａへ導く。ライン２６ｄは、第２の圧縮機６ｂによって圧縮された空気を冷却するために、冷却剤を第３の給気冷却器９ｃへ導く。ライン２６ｅは、ギアボックス・オイルを冷却するために、冷却剤をオイル冷却器３５へ導く。ライン２６ｆは、再循環排気ガスを冷却するために、冷却剤を第２のＥＧＲ冷却器１４ｂへ導く。ライン２６ｇは、空気調整システム内の冷媒を冷却するために、冷却剤を凝縮器３９へ導く。ライン２６ｈは、電気ユニットを冷却するために、冷却剤をラジエータ４０へ導く。ライン回路２６は、冷却剤を前述の構成要素を冷却するために使用した後、冷却剤を受け入れ、ラジエータ要素２４へ戻るように導くライン２６ｂを有している。
【００１８】
第１の接続ライン３０が、第２の冷却システムを燃焼機関の冷却システムに接続する。第１の接続ライン３０は、一方の端部が第２の冷却システムの第２のライン２６ｂに接続され、反対側の端部が第１の冷却システムのライン２１に接続される。第１の接続ライン３０は、第１の三方弁３２を介してライン２１に接続される。燃焼機関の冷却システム内の冷却剤は、第１の三方弁３２に近いライン２１においてその最高温度になる。第２の接続ライン３３が、第２の冷却システムを第１の冷却システムに接続する。第２の接続ライン３３は、第２の三方弁３４を介して第２の冷却システムのライン２６ｉに接続される。第２の三方弁３４は、ライン２６ｉの中の、冷却剤が第２の冷却システムにおけるその最低温度を有する位置に配置される。第２の制御ユニットが、三方弁３２、３４を制御するように適合される。
【００１９】
ディーゼル機関２の動作中、排気ガスは排気ライン４を通って流れ、ターボ・ユニットのタービン５ａ、ｂを駆動する。したがってタービン５ａ、ｂは、ターボ・ユニットの圧縮機６ａ、６ｂを駆動する駆動力を有するようになる。第１のターボ・ユニットの圧縮機６ａは、空気フィルタ７を介して周囲空気を引き込み、入口ライン８内の空気に第１の圧縮ステップを提供する。したがって、空気は高められた圧力及び高められた温度を得る。圧縮空気は、第１の給気冷却器９ａにおいて、第２の冷却システム内の冷却剤によって冷却される。有利な状況では、第２の冷却システムからライン２６ｃの中へ導かれる冷却剤は、第１の給気冷却器９ａに達するとき、周囲温度の温度に近い温度になることが可能である。したがって、第１の給気冷却器９ａにおいて、圧縮空気を周囲温度に近い温度まで冷却することができる。冷却された空気は、第１の給気冷却器９ａでその圧力を維持する。冷却された空気はより小さい比容積を有し、すなわち空気は単位重量あたりより小さい容積を占める。したがって、空気はより密になる。圧縮機は通常、空気を受け入れて圧縮する一定容積の空間を有している。したがって、第１の給気冷却器９ａで空気を冷却すると、より大量の空気を第２のターボ・ユニットの圧縮機６ｂで圧縮することが可能になる。ここで空気は第２の圧縮ステップを受け、さらに高い圧力になる。圧縮空気はその後、第２の給気冷却器９ｂを通して導かれ、そこで燃焼機関の冷却システムからの冷却剤によって冷却される。ここでは圧縮空気を、燃焼機関の冷却システム内の冷却剤の温度に近い温度まで冷却することができる。圧縮空気はその後、第３の給気冷却器９ｃへ導かれ、そこで第２の冷却システムからの冷却剤によって冷却される。ここでは、圧縮空気を周囲温度に近い温度まで冷却することができる。
【００２０】
ディーゼル機関２のほとんどの動作状態において、制御ユニット１３は、排気ライン４内の排気ガスの一部が戻りライン１１の中に導かれるように、ＥＧＲ弁１２を開放した状態に保つ。排気ライン４内の排気ガスは、第１のＥＧＲ冷却器１４ａに達するとき、約５００〜６００℃の温度である可能性がある。再循環排気ガスは、第１のＥＧＲ冷却器１４ａで第１の冷却ステップを受ける。燃焼機関の冷却システム内の冷却剤は、ここでは冷却媒体として使用される。車両の通常動作の間、この冷却剤は７０〜１００℃の範囲内の温度になる。したがって、再循環排気ガスは、冷却剤の温度に近い温度まで冷却する第１のステップを受けることができる。排気ガスはその後、第２のＥＧＲ冷却器１４ｂへ導かれる。第２のＥＧＲ冷却器１４ｂは、第２の冷却システムのライン２６ｉからの冷却剤によって冷却される。適切な大きさに定められた第２のＥＧＲ冷却器１４ｂでは、再循環排気ガスを周囲温度に近い温度まで冷却することができる。したがって、戻りライン１１内の排気ガスは、実質的に第３の給気冷却器９ｃ内の圧縮空気と同じ温度まで冷却を受けることができる。
【００２１】
こうして、圧縮空気は３つの冷却ステップに供される。圧縮機６ａ、ｂにおける圧縮の間に空気を冷却すると、空気は圧縮機６ｂによる第２の圧縮ステップに供されるときに、比較的小さい比容積になる。したがって、比較的大量の空気を圧縮機６ｂによる第２の圧縮ステップに提供することが可能になる。圧縮空気はその後、第２の給気冷却器９ｂ及び第３の給気冷却器９ｃにおいて、実質的に周囲温度に相当する温度まで冷却される。したがって、排気ガスと圧縮空気はどちらも、それらが混合するときには、実質的に周囲温度に相当する温度になる。したがって、実質的に最適な量の再循環排気ガス、及び実質的に最適な量の空気を、高い圧力で燃焼機関の中へ導くことができる。こうして、燃焼機関における燃焼を、高い性能及び排気ガス中の窒素酸化物の最適な低減を伴う形で実施することが可能になる。
【００２２】
第２の冷却システム内の冷却剤はまた他の冷却目的にも使用される。ライン２６ｅは、実質的に周囲温度の冷却剤を第２の冷却システムからラジエータ３５へ導き、そこで冷却剤はギアボックス・オイルを冷却する。ライン２６ｇは、実質的に周囲温度の冷却剤を凝縮器３９へ導き、そこで冷却剤は空気調整システムの冷媒を冷却し、ライン２６ｈは、車両１の電気制御ユニットを冷却するために、実質的に周囲温度の冷却剤をラジエータ４０へ導く。第２の冷却システム内の冷却剤はそれぞれの構成要素を冷却した後、ライン２６ｂの中で一緒にされる。ライン２６ｂは、暖かい冷却剤を再び冷却するためにラジエータ要素２４、２６へ導く。
【００２３】
通常動作の間、制御ユニット３１は、第１の三方弁３２及び第２の三方弁３４を、第１の冷却システムと第２の冷却システムとの間で冷却剤の交換が起こらないような位置に保つように適合されている。しかしながら、圧縮空気及び再循環排気ガスの効果的な冷却によって、冷却器９ｃ、１４ｂの中に氷が生成することがある。氷が生成する危険性があること、又は冷却器９ｃ、１４ｂのいずれかの内部に氷が生成したことを示す情報を受け取ると、第２の制御ユニット３１はポンプ２７の動作を停止する。第２の制御ユニット３１は、第１の三方弁３２を、燃焼機関の冷却システムからの暖かい冷却剤が第１の接続ライン３０を介して第２の冷却システムへ導かれるような位置に定める。第２の位置では、第１の三方弁３２は、暖かい冷却剤を第２の冷却システムにおける通常の流れの方向とは反対の方向に導く。したがって、燃焼機関の冷却システムからの暖かい冷却剤は、反対の方向に、第３の給気冷却器９ｃ及び第２のＥＧＲ冷却器１４ｂを通って流れるようになる。暖かい冷却剤は、給気冷却器９ｃ及び／又は第２のＥＧＲ冷却器１４ｂの中に生成した氷を迅速に融かす。所定の時間後、又は給気冷却器９ｃ及び／又は第２のＥＧＲ冷却器１４ｂ内の氷が融けたことを示す情報を受け取ると、第２の制御ユニット３１は、三方弁３２、３４をそのそれぞれの第１の位置に戻す。こうして、給気冷却器１０及び／又は第２のＥＧＲ冷却器１５における氷の生成を、容易に且つ効果的に解消することができる。
【００２４】
車両１は、この場合、オイルによって冷却されるリターダを有している。リターダ・オイルは、オイル冷却器要素２８において、燃焼機関の冷却システム内の冷却剤によって冷却される。リターダの制動能力は通常、リターダを作動させるときに生成される熱エネルギーを冷却して取り除く冷却システムの能力によって制限される。第２の制御ユニット３１は、リターダを作動させるときに情報を受け取るように適合されている。これが起こると、第２の制御ユニット３１は、第２の冷却システム内のポンプ２７のスイッチを切る。第２の制御ユニットはまた、三方弁３２、３４を第３の位置に定める。その結果、第１の三方弁３２は、燃焼機関の冷却システムからの暖かい冷却剤を、第１の接続ライン３０を介して第２の冷却システムへ導く。この場合、第１の三方弁３２は暖かい冷却剤を、第２の冷却システムにおける通常の流れの方向に循環させるように導く。暖かい冷却剤は、第１の三方弁３２からラジエータ要素２４及び３６へ導かれ、そこで冷却剤は周囲温度の空気によって冷却される。冷却剤はここで効果的な冷却を受けた後、ライン２６ｉを介して第２の三方弁３４へ導かれる。やはり第３の位置に定められた第２の三方弁３４は、冷却剤を第１の接続ライン３３を介して燃焼機関の冷却システムに戻すように導く。リターダの作動中、オイル冷却器２８内のオイルを冷却した冷却剤は、こうして一部が燃焼機関のラジエータ２０へ、一部が第２の冷却システムのラジエータ要素２４へ導かれる。これは、リターダを作動させるとき、冷却剤がかなり改善された冷却を受けることを意味している。その結果、冷却剤が許容できる最高温度に達する前に、リターダをかなりより長い時間にわたって作動させることが可能になる。
【００２５】
図２は、追加のラジエータ要素３６が第２の冷却システム内の異なる位置にある別の実施例を示している。しかしながら、ここでもやはりラジエータ要素３６内の冷却剤は、周囲温度の空気によって冷却される。ラジエータ３６を通る周囲空気の流れを発生させるために、ラジエータ・ファン３７が設けられる。冷却ファン３７は、電気モータ３８によって駆動される。この場合、ライン２６ｃ、２６ｄ、２６ｅ、２６ｆは、冷却剤をライン２６ａからそのそれぞれの冷却器９ａ、９ｃ、１４ｂ、３５へ導く。冷却剤はここでは、ラジエータ要素２４において、接続する冷却器９ａ、９ｃ、１４ｂ、３５で所望の冷却を得るのに十分な低い温度まで冷却される。こうして、追加のラジエータ要素３６は、ライン２６ａ内の冷却剤に、さらに低い温度まで冷却する別のステップを提供する。ライン２６ｇ、２６ｈは、冷却剤をライン２６ｉから冷却器３９、４０へ導く。したがって冷却器３９、４０において、特別な低温の冷却剤を用いた冷却が行われる。すべての冷却器９ａ、９ｃ、１４ｂ、３５、３９、４０からの冷却剤はその後、ラジエータ要素２４で再び冷却するために、ライン２６ｂへ導かれる。
【００２６】
本発明は、決して図面を参照して説明した実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲内で自由に変更することが可能である。
【図１】
2011523691.tif 000003
【図２】
2011523691.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成22年10月7日(2010.10.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
過給式燃焼機関（２）のための装置であって、
大気圧より高い圧力で空気を前記燃焼機関（２）へ導くようになされた入口ライン（８）と、
前記入口ライン（８）内の空気を圧縮するようになされた少なくとも１つの圧縮機（６ａ、６ｂ）と、
排気ライン（４）を前記入口ライン（８）に接続する戻りライン（１１）であって、それによって排気ガスが該戻りライン（１１）を介して前記排気ライン（４）から前記入口ライン（８）へ再循環されることが可能になる戻りライン（１１）と、
循環冷却剤を有する第１の冷却システムであって、前記入口ライン（８）内の圧縮された前記空気を給気冷却器（９ｂ）内で冷却し、前記戻りライン（１１）内の再循環された排気ガスをＥＧＲ冷却器（１４ａ）内で冷却するようになされた第１の冷却システムと、
前記燃焼機関の通常動作の間、前記第１の冷却システム内の前記冷却剤より低い温度である循環冷却剤を有する第２の冷却システムと
を有する装置において、
前記第２の冷却システムが、第１のラジエータ要素（２４）と、該第２の冷却システム内で前記第１のラジエータ要素（２４）と直列に配置される第２のラジエータ要素（３６）とを有し、それによって前記第２の冷却システム内を循環する前記冷却剤の少なくとも一部が、該第２の冷却システムにおける１回の循環の間に２度の温度降下ステップを受けること、および
前記第２の冷却システム内の冷却剤が、前記入口ライン（８）内の圧縮された前記空気を少なくとも１つのさらなる給気冷却器（９ａ、９ｃ）内で冷却し、前記戻りライン（１１）内の再循環された排気ガスをさらなるＥＧＲ冷却器（１４ｂ）内で冷却するようになされていること
を特徴とする装置。
【請求項２】
前記第２の冷却システム内の前記冷却剤が、前記第１のラジエータ要素（２４）において空気によって冷却されるよう意図されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第２の冷却システム内の前記冷却剤が、前記第２のラジエータ要素（３６）において周囲温度の空気によって冷却されるよう意図されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
前記第２の冷却システムが、前記第１のラジエータ要素（２４）による第１の冷却ステップを受けた冷却剤を有する第１のライン（２６ａ）と、前記第２のラジエータ要素（３６）による第２の冷却ステップを受けた冷却剤を有する第２のライン（２６ｉ）とを有することを特徴とする請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記第２の冷却システムが、冷却剤をその使用後に前記第１のラジエータ要素（２４）に戻すように導くライン（２６ｂ）を有することを特徴とする請求項１から４までのいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
前記第２の冷却システムが、冷却剤を前記さらなる給気冷却器のうちの１つ（９ａ）へ導くようになされたライン（２６ｃ）と、冷却剤を前記さらなる給気冷却器のうちの他の１つ（９ｃ）へ導くようになされたライン（２６ｄ）とを有し、これらのライン（２６ｃ、２６ｄ）が、冷却剤を実質的に同じ温度でそれぞれの前記給気冷却器（９ａ、９ｃ）へ導くように並列に配置されていることを特徴とする請求項１から５までのいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
前記第２の冷却システムが、冷却剤を前記さらなる給気冷却器（９ａ、９ｃ）へ導くようになされた少なくとも１つのライン（２６ｃ、２６ｄ）と、空気以外の他の媒体を冷却するために冷却剤を冷却器（１４ｂ、３５、３９、４０）へ導くようになされたライン（２６ｅ〜ｈ）とを有することを特徴とする請求項１から６までのいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
前記第１の冷却システムが、前記燃焼機関（２）を冷却するようになされていることを特徴とする請求項１から７までのいずれか一項に記載の装置。
【国際調査報告】
2011523691.tif 000005
2011523691.tif 000006
2011523691.tif 000007
2011523691.tif 000008