DE102016114937A1

DE102016114937A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Kühlung eines Fahrzeugmotors

Info

Publication number: DE102016114937A1
Application number: DE102016114937.3A
Authority: DE
Inventors: Il Suk Yang
Original assignee: Hyundai Motor Co; Kia Motors Corp
Current assignee: Hyundai Motor Co; Kia Corp
Priority date: 2015-10-15
Filing date: 2016-08-11
Publication date: 2017-04-20
Also published as: KR20170044476A; US20170107952A1; KR101836573B1; US9926892B2

Abstract

Vorrichtung und Verfahren zur Kühlung eines Fahrzeugmotors, aufweisend eine Brennkammer, in welcher sich ein Kolben hin- und herbewegt, Wassermäntel (16a, 16b), in welchen ein Kühlmittel strömt, um die Brennkammer zu kühlen, und einen Zylinderblock (1), der einen Rahmen des Fahrzeugmotors bildet, wobei der Zylinderblock (1) einen Zylinderblockkörper (10), in welchem die Brennkammer ausgebildet ist, und einen Abgasrückführung(AGR)-Kühler (30) aufweist, der in dem Zylinderblockkörper (10) derart montiert ist, dass der AGR-Kühler (30) mit einem von der Brennkammer abgeführten Kühlmittel Wärme tauscht, wobei der Zylinderblockkörper (10) mit einem AGR-Kühler-Einsetzabschnitt (20) versehen ist, welchem ein Kühlmittel der Brennkammer zugeführt wird und in welchem der AGR-Kühler (30) eingesetzt ist, wobei der AGR-Kühler (30) mit einem Gasrohr (36) versehen ist, in welchem ein Abgas strömt, und wobei das Abgas des Gasrohres (36) von einem Kühlmittel gekühlt wird, das dem AGR-Kühler-Einsetzabschnitt (20) zugeführt wird.

Description

Für die Anmeldung wird die Priorität der am 15. Oktober 2015 eingereichten koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2015-0144237 beansprucht, deren gesamter Inhalt durch Bezugnahme hierin einbezogen ist.
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Kühlung eines Fahrzeugmotors.
Die Emissionen eines Fahrzeuges enthalten Schadstoffe, wie Kohlenmonoxid (CO), Stickoxide (NOx), Kohlenwasserstoffe (HC) und dergleichen. Unter diesen drei Bestandteilen, die während des Verbrennungsvorgangs erzeugt werden, hat NOx immer eine entgegengesetzte ursächliche Beziehung zu CO und HC.
Das heißt, der größte Teil von NOx wird zu einem Zeitpunkt erzeugt, zu dem CO und HC in einem praktischen Leistungsbereich reduziert wird. Die Erzeugung von NOx wird erhöht, während Kraftstoff vollständig verbrannt wird, das heißt, während ein Motor eine höhere Temperatur hat.
Daher wurde die Emissionsvorgabe nach der einschlägigen Verordnung geregelt, so dass verschiedene Technologien entwickelt wurden, um die Emissionen zu reduzieren. Unter diesen Technologien ist eine Abgasrückführung (AGR).
Gemäß der AGR wird eine Teilmenge des vorherigen Verbrennungsgases (AGR-Gas) einem Gemisch zugeführt, das in eine Brennkammer eingelassen wird, während ein Mischungsverhältnis als ein theoretisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis beibehalten wird, um die Erzeugung von NOx zu reduzieren, ohne andere Schadstoffe schnell zu erhöhen. Das heißt, die AGR ist eine Vorrichtung, die verwendet wird, um eine Flammentemperatur durch Erhöhen der Wärmekapazität eines solchen Verbrennungsgases zu senken.
Im Detail ist die AGR zum Wiederzuführen eines Abgases des abgeführten Gases zu einem Ansaugsystem, um eine Verbrennungstemperatur eines Innenraumes eines Zylinders derart zu senken, dass die Erzeugung von NOx unterdrückt wird. Mit anderen Worten führt die AGR als ein Mittel zum Reduzieren von NOx des Abgases eine Teilmenge von Abgas zu dem Ansaugsystem zurück, um eine Höchsttemperatur zu senken, wenn ein Gemisch verbrannt wird, so dass die Erzeugung von NOx reduziert wird.
Unter den Bestandteilen des AGR-Systems ist ein AGR-Kühler eine Art von Wärmetauscher, der ein Abgas mit einer hohen Temperatur durch ein Kühlmittel eines Motors als ein Kältemittel kühlt. Um den AGR-Kühler zu kühlen, ist der AGR-Kühler außerhalb eines Zylinderblockes oder außerhalb des Motors derart montiert, dass er gekühlt werden kann.
Mit der Erfindung werden eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Kühlung eines Fahrzeugmotors geschaffen, die geeignet sind, in einem Fahrzeug oder einem Motor erzeugte Vibrationen zu reduzieren, die Arbeitszeit infolge des Lötens von Bauteilen zu verringern, während ein Raum (eine Anordnung) zum Einbau eines Abgasrückführung(AGR)-Kühlers reduziert wird, und die Kühlungseffizienz eines Zylinderkopfes und eines AGR-Kühlers zu erhöhen.
Nach einem Aspekt der Erfindung weist eine Vorrichtung zur Kühlung eines Fahrzeugmotors eine oder mehrere Brennkammern, in welcher sich ein (jeweiliger) Kolben hin- und herbewegt, Wassermäntel, in welchen ein Kühlmittel strömt, um die Brennkammer zu kühlen, und einen Zylinderblock auf, der einen Rahmen eines Motors (z.B. eines Verbrennungsmotors) bildet. Der Zylinderblock weist einen Zylinderblockkörper, in welchem die Brennkammer ausgebildet ist, und einen Abgasrückführung(AGR)-Kühler auf, der in dem Zylinderblockkörper derart montiert ist, dass der AGR-Kühler mit einem von der Brennkammer abgeführten Kühlmittel Wärme tauscht.
Der Zylinderblockkörper kann mit einem AGR-Kühler-Einsetzabschnitt versehen sein, welchem ein Kühlmittel der Brennkammer zugeführt wird und in welchem der AGR-Kühler eingesetzt ist, und der AGR-Kühler kann mit einem Gasrohr versehen sein, in welchem ein Abgas strömt. Das Abgas des Gasrohres kann von einem Kühlmittel gekühlt werden, das dem AGR-Kühler-Einsetzabschnitt zugeführt wird.
Das Gasrohr kann benachbart zu dem Zylinderblockkörper angeordnet sein.
Das Gasrohr kann eine Mehrzahl von Gasrohren aufweisen und kann eine U-Form haben.
Das Gasrohr kann einen Einlasskanal, durch welchen hindurch ein Abgas eingeführt wird, einen Wärmetauschabschnitt, der von dem Einlasskanal gebogen ist und sich von diesem erstreckt, und einen Auslasskanal aufweisen, der von dem Wärmetauschabschnitt gebogen ist und sich von diesem erstreckt, und der es ermöglicht, dass das durch den Einlasskanal hindurch eingeführte Abgas abgeführt werden kann.
Der AGR-Kühler kann eine Kühlerabdeckung aufweisen, die den AGR-Kühler-Einsetzabschnitt abdeckt und an der das Gasrohr montiert ist, und die Kühlerabdeckung kann mit dem Einlasskanal und dem Auslasskanal des Gasrohres in Verbindung stehen. Ein Abgas, das in dem Wärmetauschabschnitt strömt, kann von einem Kühlmittel gekühlt werden, das in den AGR-Kühler-Einsetzabschnitt eingeführt wird.
Das Gasrohr kann eine Mehrzahl von Gasrohren aufweisen, die parallel zu einer Richtung, in welcher das Gasrohr in den AGR-Kühler-Einsetzabschnitt eingesetzt ist, übereinander angeordnet sein können.
Eine Zuführöffnung, die dem AGR-Kühler-Einsetzabschnitt ein Kühlmittel zuführt, kann in dem Zylinderblockkörper ausgebildet sein.
Der Zylinderblockkörper kann eine Mehrzahl von Zylinderkammern aufweisen, und die Wassermäntel können einen Zirkulationsströmungskanal, der mit allen Zylinderkammern Wärme tauscht, und einen Direktströmungskanal aufweisen, der mit einer der Zylinderkammern Wärme tauscht. Die Zuführöffnung kann an einer Stelle ausgebildet sein, an welcher der Zirkulationsströmungskanal und der Direktströmungskanal zusammentreffen.
An dem AGR-Kühler kann eine erste Dichtung zwischen dem Gasrohr und der Kühlerabdeckung angeordnet sein, und eine zweite Dichtung kann zwischen dem Gasrohr und dem AGR-Kühler-Einsetzabschnitt angeordnet sein.
Nach einem anderen Aspekt der Erfindung umfasst ein Verfahren zur Kühlung eines Fahrzeugmotors: Einführen eines von einem Kühler gekühlten Kühlmittels in einen Zylinderblockkörper; Einführen des in den Zylinderblockkörper eingeführten Kühlmittels in verzweigte Wassermäntel des Zylinderblockkörpers; Zuführen des in die Wassermäntel eingeführten Kühlmittels zu einer Brennkammer des Zylinderblockkörpers, in welcher sich ein Kolben hin- und herbewegt, und zu einem AGR-Kühler-Einsetzabschnitt, der an der Außenseite des Zylinderblockkörpers ausgebildet ist; und Austauschen von Wärme durch das zu dem AGR-Kühler-Einsetzabschnitt geführte Kühlmittel mit einem Gasrohr eines AGR-Kühlers, in welchen ein Abgas eingelassen wurde.
Beim Zuführen des Kühlmittels zu dem AGR-Kühler-Einsetzabschnitt kann das in die Wassermäntel eingeführte Kühlmittel derart abgezweigt/verzweigt werden, dass es sich in Richtung zu einem Direktströmungskanal, der zu dem AGR-Kühler-Einsetzabschnitt ausgerichtet ist, und einem Zirkulationsströmungskanal bewegt, welcher derart konfiguriert ist, dass er eine Mehrzahl von Zylinderkammern des Zylinderblockkörpers kühlt.
Das in die Wassermäntel eingeführte Kühlmittel kann durch den Direktströmungskanal hindurch zu einer Zuführöffnung abgeführt werden, bevor es Wärme tauscht.
Das Verfahren kann ferner aufweisen: Abführen des Kühlmittels, das mit dem in den AGR-Kühler-Einsetzabschnitt eingesetzten AGR-Kühler Wärme getauscht hat, durch eine Abführöffnung des AGR-Kühler-Einsetzabschnitts hindurch, nachdem das Kühlmittel zu dem AGR-Kühler-Einsetzabschnitt geführt ist.
Das Verfahren kann ferner aufweisen: Zirkulieren des Kühlmittels, welches durch den Zirkulationsströmungskanal hindurch geströmt ist, und des Kühlmittels, das Wärme getauscht hat, zu den Wassermänteln.
Die Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
1 ein Blockschema der Zirkulation eines Abgases eines Fahrzeugmotors und der Zirkulation eines Kühlmittels gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung;
2 eine perspektivische Ansicht eines Fahrzeugmotors;
3 eine Vorderansicht eines Fahrzeugmotors;
4 eine perspektivische Ansicht eines Zylinderblockkörpers;
5 eine perspektivische Ansicht eines AGR-Kühler-Einsetzabschnitts des Zylinderblockkörpers aus 4 von unten betrachtet;
6 eine Vorderansicht des AGR-Kühler-Einsetzabschnitts des Zylinderblockkörpers aus 4;
7 eine perspektivische Ansicht des Einbaus eines AGR-Kühlers in einem Zylinderblockkörper;
8 eine perspektivische Ansicht eines AGR-Kühlers einer Vorrichtung zur Kühlung eines Fahrzeugmotors gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung;
9 eine perspektivische Explosionsansicht des AGR-Kühlers aus 8; und
10 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Kühlung eines Fahrzeugmotors gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung.
Die hierin beschriebenen Zeichnungen dienen lediglich zu erläuternden Zwecken und sind nicht dazu bestimmt, den Bereich der Erfindung in irgendeiner Weise einzuschränken.
Die folgende Beschreibung ist lediglich beispielhafter Natur und nicht dazu bestimmt, die Erfindung zu beschränken. Es versteht sich, dass durch die Zeichnungen hinweg gleiche Teile mit denselben oder korrespondierenden Bezugszeichen bezeichnet sind.
In den Zeichnungen können die Formen und Abmessungen von Elementen zur Deutlichkeit übertrieben sein.
Mit Bezug auf die 1 bis 3 weist eine Vorrichtung zur Kühlung eines Fahrzeugmotors gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung eine Brennkammer, in welcher sich ein Kolben hin- und herbewegt, Wassermäntel 16a und 16b, in welchen ein Kühlmittel strömt, um die Brennkammer zu kühlen, und einen Zylinderblock 1 auf, der einen Rahmen eines Motors bildet. Der Zylinderblock 1 weist einen Zylinderblockkörper 10 und einen AGR-Kühler-Einsetzabschnitt 20 auf, der an der Außenseite des Zylinderblockkörpers 10 ausgebildet ist und ermöglicht, dass ein AGR-Kühler 30 darin eingesetzt werden kann. Während ein Kühlmittel dem AGR-Kühler-Einsetzabschnitt 20 zugeführt wird, kann der Zylinderblock 1 mit dem AGR-Kühler 30 Wärme tauschen.
Mit Bezug auf die 4 bis 6 weist der Zylinderblock 1 eine Mehrzahl von Zylinderkammern 18 für den Einbau der Kolben und den Zylinderblockkörper 10 auf, in dem der AGR-Kühler-Einsetzabschnitt 20 ausgebildet ist, in welchen der AGR-Kühler 30 eingesetzt werden kann.
Der Zylinderblockkörper 10 weist die Mehrzahl von Zylinderkammern 18 auf, die in Reihe in einer Längsrichtung des Zylinderblockkörpers 10 ausgebildet sind. Der AGR-Kühler 30 kann an dem Zylinderblock 1 derart angeordnet sein, dass ein Abgas eines Fahrzeuges mit den Wassermänteln 16a und 16b Wärme tauschen kann. Der AGR-Kühler 30 kann in den AGR-Kühler-Einsetzabschnitt 20 eingesetzt werden. Der AGR-Kühler-Einsetzabschnitt 20 kann einstückig in der Längsrichtung des Zylinderblockkörpers 10 ausgebildet sein.
Ein Einlass 14, der es ermöglicht, dass ein Kühlmittel dahindurch eingeführt werden kann, kann in dem Zylinderblockkörper 10 ausgebildet sein. Eine Zuführöffnung 12, die ein durch den Einlass 14 hindurch eingeführtes Kühlmittel dem AGR-Kühler-Einsetzabschnitt 20 zuführt, kann in dem Zylinderblockkörper 10 ausgebildet sein.
In dem Zylinderblockkörper 10 kann durch eine Mehrzahl von Zylinderkolben, die sich in der Mehrzahl von Zylinderkammern 18 vertikal hin- und herbewegen, Wärme erzeugt werden. Der Zylinderblockkörper 10 kann mit den Wassermänteln 16a und 16b versehen sein, um die Mehrzahl von Zylinderkammern 18 zu kühlen. Die Wassermäntel 16a und 16b können einen Zirkulationsströmungskanal 16b, der mit allen Zylinderkammern 18 Wärme tauscht, und einen Direktströmungskanal 16a aufweisen, der mit einer der Zylinderkammern 18 Wärme tauscht.
Die Zuführöffnung 12 kann an einer Stelle ausgebildet sein, an welcher der Zirkulationsströmungskanal 16b und der Direktströmungskanal 16a zusammentreffen. Die Zuführöffnung 12 kann als eine Durchgangsöffnung in einer Richtung ausgebildet sein, in welcher der AGR-Kühler 30 eingesetzt ist, so dass ein Kühlmittel abgeführt wird.
Ein Kühlmittel kann durch den Einlass 14 hindurch den Wassermänteln 16a und 16b zugeführt werden und darin zirkulieren. Eine Teilmenge des den Wassermänteln 16a und 16b zugeführten Kühlmittels wird durch den Einlass 14 hindurch zu dem Zirkulationsströmungskanal 16b abgeführt. Die Wassermäntel 16a und 16b können eine Bogenform haben, welche die Außenumfänge der Zylinderkammern 18 umschließt, welche einen Wärmeaustausch durchführen.
Hier kann ein Mittelwinkel (z.B. Kreiswinkel oder Mittelpunktswinkel) des Direktströmungskanals 16a im Bereich von 90 Grad bis 180 Grad liegen. Der Zirkulationsströmungskanal 16b kann an der Außenseite der Zylinderkammern 18 ausgebildet sein, um mit allen Zylinderkammern 18 Wärme zu tauschen.
Der AGR-Kühler-Einsetzabschnitt 20 kann derart ausgebildet sein, dass er sich horizontal in der Längsrichtung des Zylinderblockkörpers 10 erstreckt. Der AGR-Kühler-Einsetzabschnitt 20 weist einen AGR-Kühler-Einsetzabschnittskörper 22 auf, welcher derart ausgebildet ist, dass er sich in einer Richtung der Zuführöffnung 12 in dem Zylinderblockkörper 10 erstreckt.
Eine Abführöffnung 24 kann in dem AGR-Kühler-Einsetzabschnitt 20 ausgebildet sein und ermöglichen, dass ein Kühlmittel, das mit dem AGR-Kühler 30 Wärme tauscht, dahindurch abgeführt werden kann. In einer Ausführungsform kann die Abführöffnung 24 in einer Seite des AGR-Kühler-Einsetzabschnittskörpers 22 ausgebildet sein.
Ein Aufnahmeabschnitt 20a kann in dem AGR-Kühler-Einsetzabschnittskörper 22 ausgebildet sein, um den AGR-Kühler 30 aufzunehmen. Hier kann der Aufnahmeabschnitt 20a einen Kühlmittelströmungskanal 20a bilden, während der AGR-Kühler 30 darin eingesetzt ist.
Hier kann die Abführöffnung 24 derart ausgebildet sein, dass ein Kühlmittel in einer Richtung senkrecht zu einer Richtung abgeführt wird, in welcher ein von der Zuführöffnung 12 abgeführtes Kühlmittel strömt. Das durch die Abführöffnung 24 hindurch abgeführte Kühlmittel kann mittels einer Wasserpumpe zusammen mit einem durch den Zirkulationsströmungskanal 16b hindurch abgeführten Kühlmittel dem Zylinderblockkörper 10 zugeführt/rückgeführt werden.
Mit Bezug auf die 7 bis 9 kann der AGR-Kühler 30 in dem Zylinderblock 10 derart angeordnet sein, dass ein darin strömendes Abgas aus der Brennkammer einem Wärmeaustausch mit einem durch den Einlass 14 hindurch eingeführten Kühlmittel unterzogen wird. Der AGR-Kühler 30 weist eine Kühlerabdeckung 30a, die den AGR-Kühler-Einsetzabschnitt 20 abdeckt, und ein Gasrohr 36 (z.B. Gasleitung, einschließlich Rohrleitung und Schlauchleitung) auf, das an der Kühlerabdeckung 30a vorgesehen ist und mit einem Kühlmittel Wärme austauscht.
Die Kühlerabdeckung 30a kann mit dem Gasrohr 36 versehen sein, das einen Einlasskanal 36a, durch welchen hindurch ein Abgas dem Gasrohr 36 zugeführt wird, und einen Auslasskanal 36b aufweist, durch welchen hindurch das Abgas abgeführt wird. Der AGR-Kühler 30 kann durch ein Kühlmittel, das dem AGR-Kühler-Einsetzabschnitt 20 zugeführt wird, mit einem in dem Gasrohr 36 strömenden Abgas Wärme tauschen, um eine Kühlung durchzuführen.
Die Kühlerabdeckung 30a mit dem daran montierten Gasrohr 36 kann in den AGR-Kühler-Einsetzabschnitt 20 eingesetzt und an diesem befestigt werden. Eine erste Durchgangsöffnung 32, die mit dem Einlasskanal 36a verbunden ist, und eine zweite Durchgangsöffnung 34, die mit dem Auslasskanal 36b verbunden ist, können in der Kühlerabdeckung 30a ausgebildet sein. Die erste Durchgangsöffnung 32 kann derart ausgebildet sein, dass sie ermöglicht, dass der Einlasskanal 36a und ein Abgaskrümmer 32a (3) miteinander in Verbindung stehen, und die zweite Durchgangsöffnung 34 kann derart ausgebildet sein, dass sie ermöglicht, dass der Auslasskanal 36b mit einem Ansaugkrümmer 34a (3) in Verbindung steht. Dementsprechend kann ein von dem Abgaskrümmer 32a eingeführtes Abgas durch das Gasrohr 36 hindurchströmen, von einem Kühlmittel gekühlt werden und anschließend durch den Auslasskanal 36b hindurch zu dem Ansaugkrümmer 34a abgeführt werden.
Der AGR-Kühler 30 kann in den Aufnahmeabschnitt 20a des AGR-Kühler-Einsetzabschnitts 20 eingesetzt sein und in einem vorbestimmen Abstand von einer Außenwand des Zylinderblockkörpers 10 derart angeordnet sein, dass der Kühlmittelströmungskanal 20a gebildet wird, der es ermöglicht, dass ein Kühlmittel darin strömen kann. Der AGR-Kühler 30 kann mit dem in dem Kühlmittelströmungskanal 20a strömenden Kühlmittel Wärme tauschen.
Das Gasrohr 36 kann an der Kühlerabdeckung 30a vorgesehen sein, um ein Abgas durch ein Kühlmittel zu kühlen. Das Gasrohr 36 kann ein darin strömendes Abgas durch ein Kühlmittel kühlen, das dem AGR-Kühler-Einsetzabschnitt 20 zugeführt wird. Das Gasrohr 36 kann benachbart zu dem Zylinderblockkörper 10 angeordnet sein.
Das Gasrohr 36 weist eine Mehrzahl von Gasrohren auf und kann eine U-Form haben. Das Gasrohr 36 weist den Einlasskanal 36a, durch welchen hindurch ein Abgas eingeführt wird, einen Wärmetauschabschnitt 36c, der von der Einlasskanal 36a gebogen ist und sich von diesem erstreckt, und den Auslasskanal 36b auf, der von dem Wärmetauschabschnitt 36c gebogen ist und ermöglicht, dass das Abgas abgeführt werden kann. Da der Einlasskanal 36a mit der ersten Durchgangsöffnung 32 verbunden ist, die ihrerseits mit dem Abgaskrümmer 32a verbunden ist, wird ein Abgas dahindurch eingeführt. Da der Auslasskanal 36b mit der zweiten Durchgangsöffnung 34 verbunden ist, die ihrerseits mit dem Ansaugkrümmer 34a verbunden ist, wird das durch den Einlasskanal 36a hindurch eingeführte Abgas dahindurch abgeführt.
Die Mehrzahl von Gasrohren 36 können derart vorgesehen sein, dass sie den Wärmeaustausch wirksam durchführen. Die Gasrohre 36 können parallel zu einer Richtung, in welcher das Gasrohr 36 in den AGR-Kühler-Einsetzabschnitt 20 eingesetzt ist, übereinander angeordnet sein. Ein Kühlmittel kann zwischen/in Mulden/Hohlräumen strömen, die durch das Stapeln der Gasrohre 36 geformt sind, und kann Wärme tauschen, um eine Kühlungsrate zu erhöhen.
Dichtungen 38 können an der Vorderseite und der Rückseite des Gasrohres 36 vorgesehen sein, um eine Leckage von Kühlmittel zu verhindern. Als die Dichtungen 38 kann eine erste Dichtung zwischen dem Gasrohr 36 und der Kühlerabdeckung 30a angeordnet sein, und eine zweite Dichtung kann zwischen dem Gasrohr 36 und dem AGR-Kühler-Einsetzabschnitt 20 angeordnet sein.
Zurück mit Bezug auf die 2 und 3 kann der Abgaskrümmer 32a mit einer Katalysatorvorrichtung 50 verbunden sein, und ein durch die Katalysatorvorrichtung 50 hindurchtretendes Abgas kann in den AGR-Kühler 30 eingeführt werden. Die Katalysatorvorrichtung 50 kann ein für den menschlichen Körper schädliches Gas, das in dem von dem Fahrzeugmotor erzeugten Abgas enthalten ist, in einen nicht schädlichen Bestandteil umwandeln.
Ein AGR-Ventil 40 kann an/in der zweiten Durchgangsöffnung 34 installiert sein und derart angeordnet sein, dass es geöffnet und geschlossen werden kann, so dass ein Abgas unter der Steuerung des AGR-Ventils 40 nur bei anderer Drehzahl als bei Leerlauf- und Warmlaufdrehzahl strömen kann.
Nachfolgend wird mit Bezug auf die 2, 4, 7 und 10 ein Verfahren zur Kühlung eines Fahrzeugmotors gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
Während ein Motor gestartet wird, kann der Zylinderblockkörper 10 Verbrennungsgas mit einer hohen Temperatur direkt aufnehmen, so dass es aufgrund der hohen Temperatur erwünscht ist, dass der Zylinderblockkörper 10 eine hohe Wärmeleitfähigkeit und einen hohen Kühlungseffekt hat. Daher kann, um zu verhindern, dass der Zylinderblockkörper 10 überhitzt wird, ein Kühlmittel in dem Zylinderblockkörper 10 zirkuliert werden. Das Kühlmittel kann durch einen Wärmetauscher eines Kühlers gekühlt werden und anschließend mittels einer Wasserpumpe zu den Wassermänteln 16a und 16b des Zylinderblockkörpers 10 bewegt werden (S10).
Hier kann das Kühlmittel durch den Einlass 14 hindurch eingeführt werden, der mit dem Kühler und den Wassermänteln 16a und 16b des Zylinderblockkörpers 10 verbunden ist. Das Kühlmittel kann zu dem Zirkulationsströmungskanal 16b der verzweigten Wassermäntel 16a und 16b strömen (S20).
Dementsprechend kann das Kühlmittel mit einem Abschnitt eines Zylinderkopfes (nicht gezeigt) Wärme tauschen und anschließend zu der Zuführöffnung 12 abgeführt werden. Das Kühlmittel, das durch den Zirkulationsströmungskanal 16b hindurch mit dem Zylinderkopf Wärme getauscht hat, kann zu der Außenseite des Zylinderblockkörpers 10 abgeführt werden und zu dem Wärmetauscher des Kühlers strömen (S40). Das von dem Wärmetauscher abgeführte Kühlmittel kann mittels der Wasserpumpe zusammen mit einem Kühlmittel, das mit dem AGR-Kühler 30 Wärme getauscht hat, wieder den Wassermänteln 16a und 16b derart zugeführt werden, dass es zirkuliert werden kann (S50).
Hier kann gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung das von dem Wärmetauscher abgeführte Kühlmittel durch ein Heizungsrohr hindurch zu der Wasserpumpe geführt werden.
Indessen kann das den Wassermänteln 16a und 16b zugeführte Kühlmittel zu dem Direktströmungskanal 16a strömen (S30). Das Kühlmittel kann schneller über den Direktströmungskanal 16a als über den Zirkulationsströmungskanal 16b zu der Zuführöffnung 12 geführt werden. Das durch die Zuführöffnung 12 hindurch eingeführte Kühlmittel kann mit dem Gasrohr 36 des AGR-Kühlers 30 Wärme tauschen (S33). Das Kühlmittel, das mit dem AGR-Kühler 30 Wärme getauscht hat, kann durch die Abführöffnung 24 hindurch abgeführt werden (S36). Das wärmegetauschte Kühlmittel kann mittels der Wasserpumpe (nicht gezeigt) zusammen mit dem Kühlmittel, das den Zirkulationsströmungskanal 16b passiert hat, wieder den Wassermänteln 16a und 16b zugeführt werden (S36). Hier kann das Kühlmittel, das den Direktströmungskanal 16a passiert hat, ein Abgas kühlen, das in dem Gasrohr 36 des AGR-Kühlers 30 strömt.
Wie oben beschrieben, kann, da der AGR-Kühler 30 als eine Einheit mit dem Zylinderblockkörper 10 ausgebildet ist, ein Raum (eine Anordnung) zum Einbau des AGR-Kühlers reduziert werden. Ebenso können, da der AGR-Kühler 30 in den AGR-Kühler-Einsetzabschnitt 20 eingesetzt ist, Vibrationen eines Fahrzeuges oder Vibrationen, die durch ein Peripheriebauteil, wie einen Motor oder dergleichen, erzeugt werden, reduziert werden, und die Arbeitszeit infolge des Lötens von Bauteilen kann verringert werden. Außerdem kann, da der Zylinderkopf und der AGR-Kühler 30 separat gekühlt werden, die Kühlungseffizienz erhöht werden.
Bezugszeichenliste

1: Zylinderblock
10: Zylinderblockkörper
12: Zuführöffnung
14: Einlass
16a, 16b: Wassermäntel
18: Zylinderkammern
20: AGR-Kühler-Einsetzabschnitt
22: AGR-Kühler-Einsetzabschnittskörper
24: Abführöffnung
30: AGR-Kühler
30a: Kühlerabdeckung
32: erste Durchgangsöffnung
32a: Abgaskrümmer
34: zweite Durchgangsöffnung
34a: Ansaugkrümmer
36: Gasrohr
40: AGR-Ventil
50: Katalysatorvorrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

KR 10-2015-0144237 [0001]

Claims

Vorrichtung zur Kühlung eines Fahrzeugmotors, aufweisend: eine Brennkammer, in welcher sich ein Kolben hin- und herbewegt; Wassermäntel (16a, 16b), in welchen ein Kühlmittel strömt, um die Brennkammer zu kühlen; und einen Zylinderblock (1), der einen Rahmen des Fahrzeugmotors bildet, wobei der Zylinderblock (1) aufweist: einen Zylinderblockkörper (10), in welchem die Brennkammer ausgebildet ist, und einen Abgasrückführung(AGR)-Kühler (30), der in dem Zylinderblockkörper (10) derart montiert ist, dass der AGR-Kühler (30) mit einem von der Brennkammer abgeführten Kühlmittel Wärme tauscht, wobei der Zylinderblockkörper (10) mit einem AGR-Kühler-Einsetzabschnitt (20) versehen ist, welchem ein Kühlmittel der Brennkammer zugeführt wird und in welchem der AGR-Kühler (30) eingesetzt ist, wobei der AGR-Kühler (30) mit einem Gasrohr (36) versehen ist, in welchem ein Abgas strömt, und wobei das Abgas des Gasrohres (36) von einem Kühlmittel gekühlt wird, das dem AGR-Kühler-Einsetzabschnitt (20) zugeführt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Gasrohr (36) benachbart zu dem Zylinderblockkörper (10) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Gasrohr (36) eine Mehrzahl von Gasrohren aufweist, die parallel zu einer Richtung, in welcher das Gasrohr (36) in den AGR-Kühler-Einsetzabschnitt (20) eingesetzt ist, übereinander angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Gasrohr (36) eine Mehrzahl von Gasrohren aufweist und eine U-Form hat.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Gasrohr (36) aufweist: einen Einlasskanal (36a), durch welchen hindurch ein Abgas eingeführt wird; einen Wärmetauschabschnitt (36c), der von dem Einlasskanal (36a) gebogen ist und sich von diesem erstreckt; und einen Auslasskanal (36b), der von dem Wärmetauschabschnitt (36c) gebogen ist und sich von diesem erstreckt, und welcher derart konfiguriert ist, dass er ermöglicht, dass das durch den Einlasskanal (36a) hindurch eingeführte Abgas abgeführt werden kann.
Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei der AGR-Kühler (30) eine Kühlerabdeckung (30a) aufweist, die den AGR-Kühler-Einsetzabschnitt (20) abdeckt und an der das Gasrohr (36) montiert ist, wobei die Kühlerabdeckung (30a) derart konfiguriert ist, dass sie mit dem Einlasskanal (36a) und dem Auslasskanal (36b) des Gasrohres (36) in Verbindung steht, und wobei ein Abgas, das in dem Wärmetauschabschnitt (36c) strömt, von einem Kühlmittel gekühlt wird, das dem AGR-Kühler-Einsetzabschnitt (20) zugeführt wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei eine Zuführöffnung (12), die derart konfiguriert ist, dass sie dem AGR-Kühler-Einsetzabschnitt (20) ein Kühlmittel zuführt, in dem Zylinderblockkörper (10) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei der Zylinderblockkörper (10) eine Mehrzahl von Zylinderkammern (18) aufweist, wobei die Wassermäntel (16a, 16b) einen Zirkulationsströmungskanal (16b), welcher derart konfiguriert ist, dass er mit allen Zylinderkammern (18) Wärme tauscht, und einen Direktströmungskanal (16a) aufweisen, welcher derart konfiguriert ist, dass er mit einer der Zylinderkammern (18) Wärme tauscht, und wobei die Zuführöffnung (12) an einer Stelle ausgebildet ist, an welcher der Zirkulationsströmungskanal (16b) und der Direktströmungskanal (16a) zusammentreffen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei an/in dem AGR-Kühler (30) eine erste Dichtung (38) zwischen dem Gasrohr (36) und der Kühlerabdeckung (30a) angeordnet ist, und eine zweite Dichtung (38) zwischen dem Gasrohr (36) und dem AGR-Kühler-Einsetzabschnitt (20) angeordnet ist.
Verfahren zur Kühlung eines Fahrzeugmotors, aufweisend: Einführen eines von einem Kühler gekühlten Kühlmittels in einen Zylinderblockkörper (10) (S10); Einführen des in den Zylinderblockkörper (10) eingeführten Kühlmittels in verzweigte Wassermäntel (16a, 16b) des Zylinderblockkörpers (10) (S20); Zuführen des in die Wassermäntel (16a, 16b) eingeführten Kühlmittels zu einer Brennkammer des Zylinderblockkörpers (10), in welcher sich ein Kolben hin- und herbewegt, und zu einem AGR-Kühler-Einsetzabschnitt (20), der an der Außenseite des Zylinderblockkörpers (10) ausgebildet ist (S30, S40); und Austauschen von Wärme durch das zu dem AGR-Kühler-Einsetzabschnitt (20) geführte Kühlmittel mit einem Gasrohr (36) eines AGR-Kühlers (30), in welchen ein Abgas eingelassen wurde (S50).
Verfahren nach Anspruch 10, wobei beim Zuführen des Kühlmittels zu dem AGR-Kühler-Einsetzabschnitt (20) das in die Wassermäntel (16a, 16b) eingeführte Kühlmittel derart abgezweigt/verzweigt wird, dass es sich in Richtung zu einem Direktströmungskanal (16a), der zu dem AGR-Kühler-Einsetzabschnitt (20) ausgerichtet ist, und einem Zirkulationsströmungskanal (16b) bewegt, welcher derart konfiguriert ist, dass er eine Mehrzahl von Zylinderkammern (18) des Zylinderblockkörpers (10) kühlt.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei das in die Wassermäntel (16a, 16b) eingeführte Kühlmittel durch den Direktströmungskanal (16a) hindurch zu einer Zuführöffnung (12) abgeführt wird, bevor es Wärme tauscht.
Verfahren nach Anspruch 12, ferner aufweisend Abführen des Kühlmittels, das mit dem in den AGR-Kühler-Einsetzabschnitt (20) eingesetzten AGR-Kühler (30) Wärme getauscht hat, durch eine Abführöffnung (24) des AGR-Kühler-Einsetzabschnitts (20) hindurch, nachdem das Kühlmittel zu dem AGR-Kühler-Einsetzabschnitt (20) geführt ist/wurde.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, ferner aufweisend Zirkulieren des Kühlmittels, welches durch den Zirkulationsströmungskanal (16b) hindurch geströmt ist, und des Kühlmittels, das Wärme getauscht hat, zu den Wassermänteln (16a, 16b).