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QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
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Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der
koreanischen Patentanmeldung mit der Nr. 10-2013-0103793 , welche am 30. August 2013 eingereicht wurde und deren gesamter Inhalt durch diese Bezugnahme für alle Zwecke hierin mitaufgenommen ist.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen EGR-Kühler, und insbesondere einen EGR-Kühler und eine diesen verwendende EGR-Kühler-Vorrichtung, welche im Stande sind, eine thermische Last zu reduzieren / vermeiden, welche aufgrund von heißem Abgas erzeugt wird, und simultan Kosten zu reduzieren durch eine Reduktion der Anzahl von EGR-Rohren mittels einer Kühlleistungsverbesserung, indem ein Vorkühler in einem zentralen Raum / Bereich des EGR-Kühlers angeordnet wird, sodass der Vorkühler von Kühlwasser umgeben ist, welches in einem Innenraum von dem EGR-Kühler zirkuliert/strömt.
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Beschreibung verwandter Technik
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Üblicherweise ist ein Abgasrückführungs(EGR)-Kühler in einem EGR-System enthalten, welches dazu dient, Schadstoffe, wie z. B. CO, HC und NOx (Stickoxide), welche in Abgas enthalten sind, zu reduzieren.
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Solch ein EGR-Kühler dient dazu, heißes Abgas in EGR-Gas als kaltes Abgas umzuwandeln, welches eine vergleichsweise niedrige Temperatur hat, und zwar unter Verwendung von Kühlwasser.
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Als ein Beispiel nimmt der EGR-Kühler Abgas auf, welches eine hohe Temperatur von ungefähr 600°C hat, und führt einen Wärmeaustausch zwischen dem Abgas und dem Kühlwasser durch, wodurch eine Überführung des Abgases in EGR-Gas ermöglicht wird, welches eine niedrige Temperatur von ungefähr 140°C hat.
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Wenn jedoch die Temperatur von dem Abgas erhöht ist/wird, ist/wird eine Erzeugungsmenge von NOx schrittweise erhöht. Folglich gibt es einen Bedarf an einer Maßnahme, um die Temperatur von dem Abgas in dem EGR-Kühler noch effizienter abzusenken. Ein Vorkühler kann beispielhaft als der EGR-Kühler genannt werden, welcher eine verbesserte Leistung hat, um die Temperatur des heißen Abgases effizienter herabzusetzen.
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Dieser Vorkühler ermöglicht, dass das eingeführte heiße Abgas unter Verwendung des Kühlwassers auf eine Temperatur gebracht werden kann, welche um zwei Niveaus niedriger ist, wodurch ermöglicht wird, dass die Temperatur von dem EGR-Gas, welches von dem EGR-Kühler emittiert/ausgegeben wird, auf eine viel niedrigere Temperatur umgewandelt bzw. gebracht werden kann.
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Jedoch ist der Vorkühler aus einem Aluminiumkörper konfiguriert und in den EGR-Kühler integriert, so dass der EGR-Kühler strukturelle Einschränkungen aufgrund des Vorkühlers hat.
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Als ein Beispiel von solch einem Einfluss, wenn der Vorkühler eine unzureichende Kühlleistung hat, unterliegt der EGR-Kühler einer thermischen Last durch die Einführung von dem heißen Abgas in den Vorkühler, und die thermische Last des EGR-Kühlers erzeugt einen Riss in dem EGR-Kühler.
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Als ein weiteres Beispiel von solch einem Einfluss gibt es einen Fall, in dem ein EGR-Ventil, das mit dem EGR-Kühler verbunden ist, durch das heiße Abgas, welches von dem Vorkühler emittiert wird, einer thermische Last ausgesetzt ist. In diesem Fall, nachdem das Abgas, welches von dem Vorkühler emittiert wird, zuerst in das EGR-Ventil eingeführt wird, wird das Abgas von dem EGR-Ventil ausgegeben und dann erneut in den EGR-Kühler eingeführt. Folglich erhöht/verursacht die thermische Last aufgrund des heißen Abgases, welches von dem Vorkühler emittiert wird, einen Schaden an einem elektronischen Steuerkreis des EGR-Ventils sowie eine Abnutzung von einem Ventil-Rotations-Abschnitt.
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Insbesondere, wenn die Temperatur von dem Abgas, welches von dem Vorkühler emittiert wird, eine kritische Temperatur des EGR-Ventils überschreitet, kann der Schaden aufgrund der thermischen Last in dem EGR-Ventil nur ansteigen.
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Die in diesem Hintergrundabschnitt offenbarte Information dient lediglich dem besseren Verständnis des allgemeinen Hintergrunds der Erfindung und sollte nicht verstanden werden als eine Würdigung oder irgendeine Form von Vorschlag, dass diese Information den Stand der Technik bildet, der einem Fachmann bereits bekannt ist.
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KURZBESCHREIBUNG / KURZZUSAMMENFASSUNG
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Verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung stellen einen EGR-Kühler sowie eine EGR-Kühler-Vorrichtung bereit, welche denselben verwendet, wobei ein Innenraum mit zirkulierendem Kühlwasser in zwei Räume / Bereiche unterteilt ist, in denen ein jeweiliges EGR-Rohr angeordnet ist, und wobei ein Vorkühler an einem Abschnitt angeordnet ist, an dem die zwei Räume unterteilt / abgeteilt sind. Folglich kann es möglich sein, Kosten zu reduzieren durch eine Reduktion der Anzahl von den EGR-Rohren mittels einer optimalen Abgas-Primärkühlleistung in dem Vorkühler und insbesondere eine thermische Last, welche erzeugt wird aufgrund von heißem Abgas, zu reduzieren / vermeiden, indem der Vorkühler (z. B. auch ein Einlass(abschnitt) und ein Auslass(abschnitt) desselben) mit dem zirkulierenden Kühlwasser vollständig umgeben werden.
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Verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung stellen bereit einen EGR-Kühler, aufweisend ein EGR-Kühler-Gehäuse, welches mit einer Kühlwasserkammer definiert ist (bzw. eine solche definiert), in der Kühlwasser derart zirkuliert/strömt, dass es von der Außenseite eingeführt und dann an die Außenseite abgegeben wird; einen Vorkühler, der einen Raum definiert, der von dem Kühlwasser geblockt bzw. abgetrennt ist, so dass heißes Abgas, das von einem Abgassystem zugeführt wird, mittels eines Wärmeaustauschs mit dem Kühlwasser als primär gekühltes Abgas ausgegeben wird (nach erfolgter Kühlung), wobei der Vorkühler an einem zentralen Bereich angeordnet ist, an dem die Kühlwasserkammer in zwei Räume unterteilt ist, nämlich einen oberen Raum und einen unteren Raum; und ein EGR-Rohr (z.B. eine EGR-Rohr-Einheit), welches ein oberes EGR-Rohr (z.B. obere Rohr-Untereinheit) und ein unteres EGR-Rohr (z.B. untere Rohr-Untereinheit) aufweist, welche in dem oberen Raum bzw. dem unteren Raum, welche durch den Vorkühler abgeteilt/definiert sind, angeordnet sind, und in welchem das primär gekühlte Abgas umgewandelt/überführt wird in sekundär gekühltes EGR-Gas mittels eines Wärmeaustauschs mit dem Kühlwasser.
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Eine Strömungsrichtung, in welcher das heiße Abgas, welches in den Vorkühler eingeführt wird, umgewandelt wird in das primär gekühlte Abgas und dann aus dem Vorkühler ausgegeben wird, kann die gleiche sein wie eine Strömungsrichtung des Kühlwassers; und eine Strömungsrichtung, in der das primär gekühlte Abgas, welches in das jeweilige von dem oberen EGR-Rohr und dem unteren EGR-Rohr eingeführt wird, umgewandelt wird in das sekundär gekühlte EGR-Gas, kann entgegengesetzt sein zu der Strömungsrichtung des Kühlwassers.
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Das EGR-Rohr kann das obere EGR-Rohr und das untere EGR-Rohr aufweisen, welche in dem Raum/Abschnitt auf der einen Seite bzw. dem Raum/Abschnitt auf der anderen Seite angeordnet sind, die von dem Vorkühler unterteilt/abgeteilt sind.
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Jedes von dem oberen EGR-Rohr und dem unteren EGR-Rohr kann das EGR-Gas ausgeben, und das EGR-Kühler-Gehäuse kann eine erste EGR-Gas-Auslassöffnung, durch welche das EGR-Gas, welches von dem oberen EGR-Rohr emittiert wird, ausgegeben wird, sowie eine zweite EGR-Gas-Auslassöffnung aufweisen, durch welche das EGR-Gas, welches von dem unteren EGR-Rohr emittiert wird, ausgegeben wird. Die erste EGR-Gas-Auslassöffnung kann oberhalb des Vorkühlers angeordnet sein, und die zweite EGR-Gas-Auslassöffnung kann unterhalb des Vorkühlers angeordnet sein.
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Der Vorkühler kann aufweisen: ein Abgasrohr, welches an dem zentralen Bereich, an dem die Kühlwasserkammer in zwei Räume unterteilt ist, angeordnet und abgedichtet ist, um von dem Kühlwasser umgeben zu sein, eine Abgas-Einlassöffnung, durch welche das heiße Abgas in das Abgasrohr eingeführt wird, und eine Abgas-Auslassöffnung, durch welche das primär gekühlte Abgas aus dem Abgasrohr ausgegeben wird.
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Das primär gekühlte Abgas, welches aus der Abgas-Auslassöffnung emittiert wird, kann eingeführt werden in jedes von dem oberen EGR-Rohr und dem unteren EGR-Rohr.
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Das obere EGR-Rohr (bzw. die obere EGR-Rohr-Untereinheit) kann aufweisen: drei Rohre, wobei das primär gekühlte Abgas in jedem von den drei Rohren strömt, Einbauten (z.B. Trennstrukturen und/oder Leitstrukturen), welche die drei Rohre in einem Zustand fixieren, in welchem diese mit einer bestimmten Distanz mit Abstand zueinander angeordnet sind, und eine Düse oder einen Stutzen, um das EGR-Gas zu sammeln, welches von jedem der drei Rohre emittiert wird; und das untere EGR-Rohr kann aufweisen: drei Rohre, wobei das primär gekühlte Abgas in jedem der drei Rohre strömt, Einbauten (z.B. Trennstrukturen und/oder Leitstrukturen), welche die drei Rohre in einem Zustand fixieren, in welchem diese mit einer bestimmten Distanz mit Abstand zueinander angeordnet sind, und eine Düse oder einen Stutzen, um das EGR-Gas zu sammeln, welches von jedem der drei Rohre emittiert wird.
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Das obere EGR-Rohr und das untere EGR-Rohr können mit einem Ventilverbinder/Ventilanschlussteil verbunden sein, welcher/welches an dem EGR-Kühler-Gehäuse befestigt ist, wobei die Düse bzw. der Stutzen des oberen EGR-Rohrs mit der ersten EGR-Gas-Auslassöffnung des EGR-Kühler-Gehäuses verbunden ist, und wobei die Düse bzw. der Stutzen des unteren EGR-Rohrs mit der zweiten EGR-Gas-Auslassöffnung des EGR-Kühler-Gehäuses verbunden ist.
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Verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung stellen bereit eine EGR-Kühler-Vorrichtung, aufweisend: einen EGR-Kühler, aufweisend ein EGR-Kühler-Gehäuse, in welchem Kühlwasser zirkuliert/strömt, einen Vorkühler, welcher an einem zentralen Bereich angeordnet ist, an dem ein Innenraum von dem EGR-Kühler-Gehäuse unterteilt ist in zwei Räume, einen oberen und einen unteren, sodass heißes Abgas, welches von einem Abgassystem eingeführt wird, primär gekühlt wird mittels eines Wärmeaustausches mit dem Kühlwasser, sowie ein Paar aus einem oberen EGR-Rohr und einem unteren EGR-Rohr, wobei das primär gekühlte Abgas in jedem von dem oberen EGR-Rohr und dem unteren EGR-Rohr strömt, um in sekundär gekühltes EGR-Gas umgewandelt zu werden mittels eines Wärmeaustauschs mit dem Kühlwasser; und ein EGR-Ventil oder einen EGR-Stromteiler, welcher/welches den Vorkühler mit dem EGR-Kühler verbindet, sodass das von dem Vorkühler primär gekühlte Abgas in das EGR-Ventil bzw. den EGR-Stromteiler eingeführt wird und verteilt wird auf jedes von dem oberen EGR-Rohr und dem unteren EGR-Rohr.
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Das EGR-Kühler-Gehäuse kann aufweisen eine erste EGR-Gas-Auslassöffnung, welche mit dem oberen EGR-Rohr verbunden ist und durch welche das EGR-Gas ausgegeben wird, sowie eine zweite EGR-Gas-Auslassöffnung, welche mit dem unteren EGR-Rohr verbunden ist und durch welche das EGR-Gas ausgegeben wird.
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Das EGR-Ventil kann aufweisen eine Ventil-Einlassöffnung, welche mit dem Vorkühler verbunden ist und durch welche das primär gekühlte Abgas eingeführt wird, eine erste Ventil-Auslassöffnung, welche an / von der Ventil-Einlassöffnung getrennt/abgezweigt/abgeteilt ist und durch welche das primär gekühlte Abgas zu dem oberen EGR-Rohr transferiert wird bzw. strömt, sowie eine zweite Ventil-Auslassöffnung, welche an / von der Ventil-Einlassöffnung getrennt/abgezweigt/abgeteilt ist und durch welche das primär gekühlte Abgas zu dem unteren EGR-Rohr transferiert wird bzw. strömt.
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Das EGR-Ventil und das obere EGR-Rohr sowie das untere EGR-Rohr können mit einem / über einen Ventilverbinder (bzw. eine Ventilanschlussstruktur) verbunden sein, und der Ventilverbinder kann an dem EGR-Kühler-Gehäuse befestigt sein.
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Die Verfahren und Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung haben andere Merkmale und Vorteile, welche ersichtlich sind aus oder im Detail dargestellt sind in der angehängten Zeichnung, welche hierin mitaufgenommen ist, sowie der folgenden detaillierten Beschreibung, welche zusammen dazu dienen, bestimmte Prinzipien der vorliegenden Erfindung zu erläutern.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHUNG
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Die 1A und 1B sind Ansichten, welche eine Konfiguration von einem beispielgebenden EGR-Kühler gemäß der vorliegenden Erfindung illustrieren.
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Die 2 und 3 sind Ansichten, welche die Strömung von Abgas unter Verwendung eines Vorkühlers illustrieren, welcher in einem beispielgebenden EGR-Kühler gemäß der vorliegenden Erfindung enthalten ist.
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4 ist eine Ansicht, welche eine Konfiguration von einer beispielgebenden EGR-Kühler-Vorrichtung illustriert, welche gemäß der vorliegenden Erfindung mit einem EGR-Ventil verbunden ist.
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5 ist eine Ansicht, welche die Strömung von EGR-Gas illustriert, welches gemäß der vorliegenden Erfindung durch einen beispielgebenden Vorkühler, ein beispielgebendes EGR-Ventil und einen beispielgebenden EGR-Kühler zirkuliert / strömt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Im Folgenden wird im Detail Bezug genommen auf verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, von der Beispiele in der angehängten Zeichnung illustriert und unten beschrieben sind. Während die Erfindung in Verbindung mit beispielgebenden Ausführungsformen beschrieben wird, sollte es verständlich sein, dass die vorliegende Beschreibung nicht dazu dienen soll, die Erfindung auf diese beispielgebenden Ausführungsformen einzuschränken. Vielmehr soll die Erfindung nicht nur die beispielgebenden Ausführungsformen abdecken, sondern auch verschiedene Alternativen, Modifikationen, Äquivalente und andere Ausführungsformen, welche in dem Geist und Umfang der Erfindung, wie er durch die angehängten Ansprüche definiert wird, enthalten sein können.
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In den verschiedenen Figuren und verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beziehen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder äquivalente Teile.
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Die 1A und 1B sind Ansichten, welche eine Konfiguration von einem EGR-Kühler gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung illustrieren.
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Wie in 1A gezeigt, weist der EGR-Kühler 1 auf ein EGR-Kühler-Gehäuse 10, welches aus einem Aluminiummaterial hergestellt ist und in dem bzw. durch das Kühlwasser zirkuliert / strömt, einen Vorkühler 20, welcher heißes Abgas in kaltes Abgas mit einer relativ niedrigen Temperatur umwandelt durch primäres Kühlen des heißen Abgases unter Verwendung des Kühlwassers, welches in dem EGR-Kühler-Gehäuse 10 zirkuliert, sowie ein EGR-Rohr 30, welches das kalte Abgas, welches von dem Vorkühler 20 ausgegeben wird, in EGR-Gas umwandelt durch sekundäres Kühlen des kalten Abgases unter Verwendung des Kühlwassers, welches in dem EGR-Kühler-Gehäuse 10 zirkuliert.
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Der Vorkühler 20 weist auf ein Abgasrohr 21, welches an einem zentralen Bereich des EGR-Kühler-Gehäuses 10 angeordnet ist, um mit dem Kühlwasser umgeben zu sein, welches innerhalb des EGR-Kühler-Gehäuses 10 zirkuliert, eine Abgaseinlassöffnung 23, durch welche das heiße Abgas, welches von einem Motor/Verbrennungsmotor zu einem Abgassystem emittiert wird, in das Abgasrohr 21 eingeführt wird, sowie eine Abgasauslassöffnung 25, durch welche das kalte Abgas, welches in dem Abgasrohr 21 gekühlt wird, ausgegeben wird.
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In verschiedenen Ausführungsformen hat der Vorkühler 20 eine Kühlfunktion bzw. Kühlleistung, mittels der die Temperatur von dem Abgas herabgesetzt wird und eine kritische Temperatur nicht übersteigt für einen reibungslosen Betrieb eines EGR-Ventils (welches im Detail unten beschrieben wird), welches mit dem EGR-Kühler 1 verbunden ist. Daher ist eine Zieltemperatur des EGR-Gases ausgelegt, um in einer solchen Art eingestellt zu werden, dass das kalte Abgas, welches von dem Vorkühler 20 emittiert wird, durch das EGR-Ventil hindurch in den EGR-Kühler 1 eingeführt wird und dann mittels des Kühlwassers in dem EGR-Kühler 1 gekühlt wird.
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1B illustriert die jeweilige Konfiguration des EGR-Kühler-Gehäuses 10 und des EGR-Rohrs 30.
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Das EGR-Kühler-Gehäuse 10 ist definiert oder ausgebildet mit einer Kühlwasserkammer 11 als ein Raum, in dem das Kühlwasser in einer solchen Art zirkuliert, dass es von außen eingeführt wird und dann wieder an die Außenseite abgegeben wird. Eine Vorkühlerkammer 13, welche von dem Kühlwasser umgeben und eingeschlossen ist, ist an/in einem zentralen Bereich der Kühlwasserkammer 11 angeordnet, sodass der Raum der Kühlwasserkammer 11 unterteilt ist in einen Bereich oberhalb und einen Bereich unterhalb der Vorkühlerkammer 13.
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Da der Raum der Kühlwasserkammer 11 jedoch nicht vollständig durch die Vorkühlerkammer 13 getrennt bzw. geteilt ist, wird das Kühlwasser, welches in die Kühlwasserkammer 11 eingeführt wird, nicht von der Vorkühlerkammer 13 in eine obere Strömung und eine untere Strömung unterteilt/getrennt.
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Darüber hinaus ist das EGR-Kühler-Gehäuse 10 mit einem EGR-Gasauslass geformt, welcher mit der Kühlwasserkammer 11 in Verbindung steht, und der EGR-Gasauslass ist gebildet aus einer ersten EGR-Gas-Auslassöffnung 15 und einer zweiten EGR-Gas-Auslassöffnung 17.
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Die erste EGR-Gas-Auslassöffnung 15 ist oberhalb der Vorkühlerkammer 13 angeordnet, welche die Kühlwasserkammer 11 in die beiden Bereiche unterteilt, wohingegen die zweite EGR-Gas-Auslassöffnung 17 unterhalb der Vorkühlerkammer 13 angeordnet ist.
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Das EGR-Rohr 30 weist auf ein oberes EGR-Rohr 31, welches gebildet ist aus einem Bündel von zumindest drei Rohren, durch welche das Abgas strömt, sowie ein unteres EGR-Rohr 33, welches gebildet ist aus einem Bündel von zumindest 3 Rohren, durch welche das Abgas strömt.
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Folglich ist das obere EGR-Rohr 31 oberhalb der Vorkühlerkammer 13 angeordnet, welche die Kühlwasserkammer 11 in die beiden Bereiche unterteilt, wohingegen das untere EGR-Rohr 33 unterhalb der Vorkühlerkammer 13 angeordnet ist, welche die Kühlwasserkammer 11 in die beiden Bereiche unterteilt.
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Folglich können das obere EGR-Rohr 31 und das untere EGR-Rohr 33 aus zwei Bündeln von jeweils drei Rohren konfiguriert sein, sodass sechs Rohre geformt sind. Als ein Resultat kann es möglich sein, die Kosten aufgrund dieser sechs Rohre zu reduzieren, verglichen mit der Anzahl von sieben Rohren, welche benötigt wird, wenn ein EGR-Rohr 30 konfiguriert wird.
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Außerdem weist das EGR-Rohr 30 ferner auf einen Ventilverbinder 35, welcher sowohl mit dem oberen EGR-Rohr 31 als auch mit dem unteren EGR-Rohr 33 verbunden ist, und zumindest eine Trennstruktur 37, welche verbunden ist mit jedem von dem oberen EGR-Rohr 31 und dem unteren EGR-Rohr 33, um das Bündel von Rohren abzustützen und die Strömung des Kühlwassers in der Kühlwasserkammer 11 zu führen.
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Insbesondere dienen die Trennstrukturen 37 dazu, drei Rohre in einem Zustand zu fixieren, in dem sie um eine bestimmte Distanz voneinander getrennt sind.
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Darüber hinaus sind das obere EGR-Rohr 31 und das untere EGR-Rohr 33 jeweils mit einer Düse bzw. einem Stutzen 39 versehen, und die Stutzen 39 sind angeordnet an der ersten EGR-Gasauslassöffnung 15 bzw. der zweiten EGR-Gasauslassöffnung 17 des EGR-Kühler-Gehäuses 10.
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Folglich tritt das gekühlte Abgas, welches von dem oberen EGR-Rohr 31 emittiert wird, durch den Stutzen 39 und wird ausgegeben durch die erste EGR-Gas-Auslassöffnung 15, sodass das Abgas als EGR-Gas ausgegeben wird, und das gekühlte Abgas, welches von dem unteren EGR-Rohr 33 emittiert wird, tritt durch den Stutzen 39 und wird ausgegeben durch die zweite EGR-Gas-Auslassöffnung 17, sodass das Abgas als EGR-Gas ausgegeben wird. Als ein Resultat kann das EGR-Gas doppelt aus dem EGR-Kühler-Gehäuse 10 ausgegeben werden.
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Die 2 und 3 illustrieren die Strömung von dem Abgas zwischen dem Vorkühler 20 und dem EGR-Rohr 30.
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Wie in der Zeichnung gezeigt, wird das heiße Abgas, welches von dem Verbrennungsmotor an das Abgassystem emittiert/ausgestoßen wird, in die Abgaseinlassöffnung 23, welche an einem Seitenende des Abgasrohrs 21 geformt ist, eingeführt, aus der Abgaseinlassöffnung 23 ausgegeben und in das Abgasrohr 21 eingeführt, welches mit dem Kühlwasser umgeben ist, welches in der Kühlwasserkammer 11 des EGR-Kühler-Gehäuses 10 zirkuliert.
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Das heiße Abgas, welches in das Abgasrohr 21 eingeführt wird, wird umgewandelt in das kalte Abgas durch einen Wärmeaustausch mit dem Kühlwasser, welches das Abgasrohr 21 umgibt, und wird dann durch die Abgasauslassöffnung 25, welche an dem anderen Seitenende des Abgasrohrs 21 geformt ist, aus dem Abgasrohr 21 ausgegeben.
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In diesem Fall ist das kalte Abgas, welches aus der Abgasauslassöffnung 25 emittiert wird, auf eine Temperatur gekühlt, welche die kritische Temperatur des EGR-Ventils nicht übersteigt.
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Anschließend wird das kalte Abgas, welches von der Abgasauslassöffnung 25 emittiert wird, aufgeteilt in den Strom, welcher durch das obere EGR-Rohr 31 tritt bzw. strömt, und den Strom, welcher durch das untere EGR-Rohr 33 tritt bzw. strömt, mittels des EGR-Ventils (welches im Detail unten beschrieben wird), welches mit dem Vorkühler 20 verbunden ist, wodurch es durch das EGR-Kühler-Gehäuse 10 hindurchtritt / strömt.
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In diesem Fall wird das Kühlwasser in der Kühlwasserkammer 11 durch die Wirkung der Mehrzahl von Trennstrukturen/Einbauten 37 geführt, welche in / an dem oberen EGR-Rohr 31 bzw. dem unteren EGR-Rohr 33 bereitgestellt sind.
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Dabei tauscht das Abgas, welches in dem jeweiligen von dem oberen EGR-Rohr 31 und dem unteren EGR-Rohr 33 strömt, mit dem Kühlwasser in dem EGR-Kühlergehäuse 10 Wärme aus. Folglich wird die Temperatur des Abgases stark herabgesetzt und schließlich auf eine Zieltemperatur des EGR-Gases eingestellt bzw. angepasst.
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Anschließend wird das Abgas, welches von dem oberen EGR-Rohr 31 emittiert wird, durch die erste EGR-Gas-Auslassöffnung 15 hindurch, welche mit dem Stutzen 39 des oberen EGR-Rohrs 31 verbunden ist, als EGR-Gas ausgegeben, und zu der gleichen Zeit wird das Abgas, welches von dem unteren EGR-Rohr 33 emittiert wird, durch die zweite EGR-Gas-Auslassöffnung 17, welche verbunden ist mit dem Stutzen 39 des unteren EGR-Rohrs 33, als EGR-Gas ausgegeben.
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Der EGR-Kühler 1 gemäß verschiedenen Ausführungsformen verwendet sechs EGR-Rohre. Trotzdem wurde experimentell festgestellt, dass der EGR-Kühler 1 eine Kühlfunktion bzw. Kühlleistung hat, die gleich ist zu derjenigen, wenn sieben EGR-Rohre verwendet werden, und die Temperatur des EGR-Kühler-Gehäuses 10, welches aus einem Aluminiummaterial hergestellt ist, wird insbesondere herabgesetzt auf ein Niveau von ungefähr 30–35 %.
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Insbesondere ist in verschiedenen Ausführungsformen eine Strömungsrichtung, in der das heiße Abgas, welches in den Vorkühler eingeführt wird, umgewandelt wird in primär gekühltes Abgas und dann von dem Vorkühler ausgegeben wird, die gleiche wie die Strömungsrichtung des Kühlwassers, und eine Strömungsrichtung, in der das primär gekühlte Abgas, welches in jedes von dem oberen EGR-Rohr und dem unteren EGR-Rohr eingeführt wird, umgewandelt wird in das sekundär gekühlte EGR-Gas, ist entgegengesetzt zu der Strömungsrichtung des Kühlwassers.
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4 illustriert eine Konfiguration von einer EGR-Kühler-Vorrichtung, welche gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit einem EGR-Ventil verbunden ist.
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Wie in der Zeichnung gezeigt, weist die EGR-Kühler-Vorrichtung auf einen EGR-Kühler 1, aufweisend ein EGR-Kühler-Gehäuse 10, welches aus einem Aluminiummaterial hergestellt ist und in dem Kühlwasser zirkuliert, einen Vorkühler 20, welcher an einem zentralen Bereich des EGR-Kühler-Gehäuses 10 angeordnet ist, an dem ein Innenraum von dem EGR-Kühler-Gehäuse 10 unterteilt ist in zwei Räume, und welcher heißes Abgas primär kühlt, sowie ein EGR-Rohr 30, welches gebildet ist aus einem Paar, aus einem oberen EGR-Rohr 31 und einem unteren EGR-Rohr 33, sodass Abgas in jedem von dem oberen EGR-Rohr 31 und dem unteren EGR-Rohr 33 strömt, und welches das von dem Vorkühler 20 primär gekühlte Abgas in EGR-Gas umwandelt durch sekundäres Kühlen des primär gekühlten Abgases unter Verwendung des Kühlwassers in dem EGR-Kühler-Gehäuse 10; sowie ein EGR-Ventil 100 welches den Vorkühler 20 mit dem EGR-Kühler 1 verbindet, sodass das von dem Vorkühler 20 primär gekühlte Abgas in das EGR-Ventil 100 eingeführt wird und verteilt wird auf jedes von dem oberen EGR-Rohr 31 und unteren EGR-Rohr 33.
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Der EGR-Kühler 1 ist derselbe wie der oben erwähnte EGR-Kühler 1 der 1A, 1B, 2 und 3.
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Das EGR-Ventil 100 weist auf eine Ventileinlassöffnung 110, welche mit der Abgasauslassöffnung 25 des Vorkühlers 20 verbunden ist, eine erste Ventilauslassöffnung 120, welche an/von der Ventileinlassöffnung 110 abgeteilt bzw. abgezweigt ist, um mit dem oberen EGR-Rohr verbunden zu sein, sowie eine zweite Ventilauslassöffnung 130, welche an/von der Ventileinlassöffnung 110 abgeteilt bzw. abgezweigt ist, um mit dem unteren EGR-Rohr 33 verbunden zu sein.
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In verschiedenen Ausführungsformen hat das EGR-Ventil 100 eine Konfiguration, einen Betrieb und eine Steuerung ähnlich einem üblichen EGR-Ventil.
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5 illustriert die Strömung des EGR-Gases zwischen dem EGR-Kühler 1 und dem EGR-Ventil 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen.
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Wie in der Zeichnung gezeigt, wird das heiße Abgas, welches von dem Motor an das Abgassystem emittiert wird, in den Vorkühler 20 eingeführt, der in dem EGR-Kühler 1 enthalten ist, wird mittels des Kühlwassers, welches in dem EGR-Kühler-Gehäuse 10 zirkuliert, primär gekühlt, und wird dann aus dem Vorkühler 20 ausgegeben. In diesem Fall übersteigt die Temperatur des primär gekühlten Abgases von dem Vorkühler 20 nicht eine kritische Temperatur des EGR-Ventils 100.
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Anschließend wird das primär gekühlte Abgas, welches von dem Vorkühler 20 emittiert wird, in das EGR-Ventil 100 eingeführt, welches mit der Abgasauslassöffnung 25 des Vorkühlers verbunden ist, und das primär gekühlte Abgas, welches durch die erste Ventilauslassöffnung 120 und die zweite Ventilauslassöffnung 130 eingeführt wird, wird von dem EGR-Ventil 100 in zwei Strömungen aufgeteilt.
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Folglich wird das primär gekühlte Abgas, welches von der ersten Ventilauslassöffnung 120 emittiert wird, in das obere EGR-Rohr 31 eingeführt, und zu derselben Zeit wird das primär gekühlte Abgas, welches von der zweiten Ventilauslassöffnung 130 emittiert wird, in das untere EGR-Rohr 33 eingeführt.
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Dann wird das Abgas, welches in jedem von dem oberen EGR-Rohr 31 und dem unteren EGR-Rohr 33 strömt, sekundär gekühlt mittels eines Wärmeaustauschs mit dem Kühlwasser in dem EGR-Kühler-Gehäuse 10. Als ein Ergebnis wird die Temperatur des Abgases herabgesetzt auf eine Zieltemperatur des EGR-Gases mittels des sekundären Kühlens.
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Anschließend wird das Abgas, welches aus dem oberen EGR-Rohr 31 emittiert wird, durch die erste EGR-Gas-Auslassöffnung 15, welche mit dem Stutzen 39 des oberen EGR-Rohrs 31 verbunden ist, als EGR-Gas ausgegeben, und zu der gleichen Zeit wird das Abgas, welches aus dem unteren EGR-Rohr 33 ausgegeben wird, durch die zweite EGR-Gas-Auslassöffnung 17, welche mit dem Stutzen 39 des unteren EGR-Rohrs 33 verbunden ist, als EGR-Gas ausgegeben.
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In der EGR-Kühler-Vorrichtung gemäß verschiedenen Ausführungsformen wurde experimentell festgestellt, dass die Temperatur eines Bereichs, mit dem das EGR-Ventil 100 in Kontakt kommt, signifikant herabgesetzt ist aufgrund einer außergewöhnlichen Abgas-Kühlfunktion mittels des Vorkühlers 20, wodurch eine Betriebslebensdauer des EGR-Ventils 100 stark ansteigt.
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Wie oben beschrieben, weist der EGR-Kühler 1 gemäß verschiedenen Ausführungsformen auf den Vorkühler 20, der an dem zentralen Bereich angeordnet ist, an dem die Kühlwasserkammer 11 des EGR-Kühler-Gehäuses 10, in dem das Kühlwasser zirkuliert, aufgeteilt ist in zwei Räume, und in /bei dem das heiße Abgas, welches von dem Abgassystem eingeführt wird, als das primär gekühlte Abgas ausgegeben wird mittels eines Wärmeaustauschs mit dem Kühlwasser. Daher kann es möglich sein, Kosten zu reduzieren durch eine Reduktion der Anzahl von EGR-Rohren mittels einer optimalen primären Kühlfunktion für das Abgas in dem Vorkühler 20 und insbesondere einen Schaden in Folge einer thermischen Last zu reduzieren / vermeiden, welche aufgrund des heißen Abgases erzeugt wird, durch vollständiges Umgeben eines Einlasses/Einlassabschnitts und eines Auslasses/Auslassabschnitts des Vorkühlers 20 mit dem zirkulierenden Kühlwasser.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, da ein Vorkühler in einem zentralen Raum innerhalb eines EGR-Kühlers angeordnet ist und mit zirkulierendem Kühlwasser umgeben ist, kann eine primäre Kühlfunktion bzw. Kühlleistung für Abgas in dem Vorkühler signifikant erhöht werden.
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Darüber hinaus, gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, kann es möglich sein, den Einfluss einer thermischen Last auf den EGR-Kühler zu reduzieren, indem das heiße Abgas in den Vorkühler eingeführt wird. Daher, obgleich der EGR-Kühler aus einem Aluminiummaterial hergestellt ist, welches leicht durch Wärme verformbar ist, wird kein Riss in dem EGR-Kühler erzeugt.
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Zusätzlich, gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, da das Abgas, welches in die EGR-Rohre eingeführt wird, primär gekühlt ist auf eine ausreichend niedrige Temperatur mittels des Vorkühlers, kann das gleiche Ergebnis bzw. die gleiche Leistung erhalten werden, selbst wenn die Anzahl der EGR-Rohre reduziert wird, welche das Abgas in das EGR-Abgas umwandeln mittels des sekundären Kühlens davon. Insbesondere kann es möglich sein, Kosten zu reduzieren aufgrund einer Reduktion der Anzahl von EGR-Rohren, welche einen Großteil der Materialkosten in dem EGR-Kühler ausmachen.
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Außerdem, gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, da ein EGR-Ventil, um/welches eine Strömungsrate des Abgases, welches von dem Vorkühler ausgegeben und in den EGR-Kühler erneut eingeführt wird, zu steuern/steuert, zusammen mit dem EGR-Kühler konfiguriert / gestaltet ist, in welchem der Vorkühler, der mit dem zirkulierenden Kühlwasser umgeben ist, in dem zentralen Raum innerhalb des EGR-Kühlers angeordnet ist, kann es möglich sein, den schlechten Einfluss einer thermischen Last auf das EGR-Ventil zu vermeiden / reduzieren durch primäres Kühlen des Abgases in dem Vorkühler, und insbesondere kann ein Schaden an einem elektronischen Steuerkreis des EGR-Ventils sowie eine Abnutzung eines Ventilrotationsabschnitts vermieden werden durch signifikante Reduktion des Einflusses der thermischen Last, wodurch eine Erhöhung der Lebensdauer ermöglich wird.
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Zur leichteren Beschreibung und genauen Definition in den angehängten Ansprüchen werden die Ausdrücke „oben“ oder „unten“ etc. verwendet, um Merkmale der beispielgebenden Ausführungsformen mit Bezug auf deren Positionen, wie sie in den Figuren gezeigt ist, zu beschreiben.
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Die vorhergehende Beschreibung von spezifischen beispielgebenden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wurde präsentiert zum Zwecke der Illustration und Beschreibung. Sie soll nicht erschöpfend sein oder die Erfindung auf die offenbarten präzisen Formen einschränken, und selbstverständlich sind viele Modifikationen und Variationen im Lichte der obigen Lehre möglich. Die beispielgebenden Ausführungsformen wurden ausgewählt und beschrieben, um bestimmte Prinzipien der Erfindung und ihre praktische Anwendung zu erläutern, um hierdurch Fachleuten zu ermöglichen, verschiedene beispielgebende Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sowie verschiedene Alternativen und Modifikationen davon herzustellen und anzuwenden. Es ist beabsichtigt, dass der Umfang der Erfindung durch die hieran angehängten Ansprüche und ihre Äquivalente definiert wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- KR 10-2013-0103793 [0001]
