DE102016117181A1 - Zylinderkopf mit integriertem Auslasskrümmer und EGR-Kühlung - Google Patents

Zylinderkopf mit integriertem Auslasskrümmer und EGR-Kühlung Download PDF

Info

Publication number
DE102016117181A1
DE102016117181A1 DE102016117181.6A DE102016117181A DE102016117181A1 DE 102016117181 A1 DE102016117181 A1 DE 102016117181A1 DE 102016117181 A DE102016117181 A DE 102016117181A DE 102016117181 A1 DE102016117181 A1 DE 102016117181A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
cylinder head
exhaust manifold
egr cooler
egr
exhaust
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102016117181.6A
Other languages
English (en)
Inventor
Dong Ho Chu
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hyundai Motor Co
Kia Corp
Original Assignee
Hyundai Motor Co
Kia Motors Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hyundai Motor Co, Kia Motors Corp filed Critical Hyundai Motor Co
Publication of DE102016117181A1 publication Critical patent/DE102016117181A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24Cylinder heads
    • F02F1/26Cylinder heads having cooling means
    • F02F1/36Cylinder heads having cooling means for liquid cooling
    • F02F1/40Cylinder heads having cooling means for liquid cooling cylinder heads with means for directing, guiding, or distributing liquid stream 
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/08Other arrangements or adaptations of exhaust conduits
    • F01N13/10Other arrangements or adaptations of exhaust conduits of exhaust manifolds
    • F01N13/107More than one exhaust manifold or exhaust collector
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P3/00Liquid cooling
    • F01P3/12Arrangements for cooling other engine or machine parts
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24Cylinder heads
    • F02F1/243Cylinder heads and inlet or exhaust manifolds integrally cast together
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/14Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories in relation to the exhaust system
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/22Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/22Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage
    • F02M26/23Layout, e.g. schematics
    • F02M26/28Layout, e.g. schematics with liquid-cooled heat exchangers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/41Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories characterised by the arrangement of the recirculation passage in relation to the engine, e.g. to cylinder heads, liners, spark plugs or manifolds; characterised by the arrangement of the recirculation passage in relation to specially adapted combustion chambers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

Zylinderkopf (1000) mit einem Auslasskrümmer (100) und einem Abgasrückführungs-(EGR)-Kühler (700) integriert, aufweisend: einen Auslasskrümmer (100), der eine Mehrzahl von Verbindungsteilen (130), die mit einer Mehrzahl von Auslassanschlüssen (110) jeweils verbunden sind, und ein Verlängerungsteil (150) aufweist, das mit einer Mehrzahl von Verbindungsteilen (130) verbunden ist, eine Wasserummantelung (300), die an einer Position benachbart zu dem Auslasskrümmer (100) bereitgestellt ist, und einen EGR-Kühler (700), der mit der Wasserummantelung (300) kommuniziert und ausgebildet ist, eine Außenseite des Verlängerungsteils (150) von dem Auslasskrümmer (100) zu umgeben.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Zylinderkopf integriert mit einem Auslasskrümmer und einem Abgasrückführungs(EGR)-Kühler bei einem Fahrzeugverbrennungsmotor, wobei der Auslasskrümmer und der EGR-Kühler in den Zylinderkopf eingesetzt sind und in den Zylinderkopf integriert sind.
  • Beschreibung der bezogenen Technik
  • Im Allgemeinen ist ein Auslasskrümmer als ein zusätzlicher Bestandteil getrennt von einem Zylinderkopf entwickelt worden und ist an den Zylinderkopf montiert, dadurch werden häufig thermale Schäden am Fahrzeug verursacht genauso wie die Leistungsfähigkeit und Lebensdauer eines Verbrennungsmotors beeinträchtigt. Somit war der Auslasskrümmer ein größerer Problemkreis bei einer Fahrzeugeinheit.
  • Ein Auslasskrümmer benötigt einen ausreichenden Raum innerhalb des Verbrennungsmotorraums für seine eigene Anordnung, und zusätzlich benötigt er einen ausreichenden Abstand zwischen sich selbst und benachbarten Komponenten, um thermische Schäden an den Nachbarkomponenten zu verhindern.
  • Ferner muss ein Katalysator, der an der Rückseite des Auslasskrümmers angeordnet ist, nah genug an dem Verbrennungsmotor angeordnet sein, um rapide aktiviert zu werden. Somit besteht ein Bedürfnis, dass der Auslasskrümmer und der Verbrennungsmotor kompakt angeordnet sind.
  • Mit anderen Worten, im Fall, dass der Auslasskrümmer als eine zusätzliche Struktur am Zylinderkopf montiert ist, bedarf es eines zusätzlichen Raumes, um den Auslasskrümmer aufzunehmen. Zusätzlich sollte eine thermale Barriere bereitgestellt werden, um thermale Schäden zu verhindern. Somit sollte der Auslasskrümmer innerhalb eines begrenzten Raums aufgenommen werden, um den Abstand zum Katalysator zu verringern.
  • Folglich sollte die Form des Auslasskrümmers erheblich modifiziert sein, um den Auslasskrümmer innerhalb des begrenzten Raums anzuordnen. Die erhebliche Modifikation bei der Form des Auslasskrümmers resultiert darin, dass er mit einem erhöhten Abstand von dem Katalysator angeordnet wurde, was zu Leistungsverlusten und reduzierter thermaler Lebensdauer führte. Im Fall, dass die Krümmung der Form des Auslasskrümmers erheblich geändert worden ist, kann ein Brechen in einem Belastungskonzentrationsbereich in Folge thermaler Ermüdung auftreten.
  • Diese Informationen in diesem Abschnitt zum Hintergrund der Erfindung dienen nur einem verbesserten Verständnis vom allgemeinen Hintergrund der Erfindung und sollen nicht als Anerkennung oder irgendeine Form eines Vorschlags bilden, dass diese Informationen den bereits einem Fachmann bekannten Stand der Technik bilden.
  • ERLÄUTERUNG DER ERFINDUNG
  • Verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung sind darauf gerichtet, einen Zylinderkopf integriert mit einem Auslasskrümmer und einem EGR(Abgasrückführung)-Kühler bereitzustellen, der ausgebildet ist, um durch Einfügen sowohl des Auslasskrümmers als auch EGR-Kühlers in den Zylinderkopf eines Verbrennungsmotors integriert zu werden, um dadurch eine einfache Anordnung zu realisieren und die Herstellungskosten davon zu reduzieren.
  • Gemäß zahlreichen Aspekten der vorliegenden Erfindung kann ein Zylinderkopf integriert mit einem Auslasskrümmer und einem Abgasrückführung(EGR)-Kühler aufweisen: einen Auslasskrümmer, der eine Mehrzahl von Verbindungsteilen, die jeweils zugeordnet mit einer Mehrzahl von Auslassanschlüssen verbunden sind, und einen Verlängerungsteil aufweist, der an eine (z.B. an die) Mehrzahl von Verbindungsteilen angeschlossen ist, eine Wasserummantelung, die an einer Position benachbart zu dem Auslasskrümmer bereitgestellt ist, und einen EGR-Kühler, der mit der Wasserummantelung kommuniziert und ausgebildet ist, um eine Außenseite des Verlängerungsteils des Auslasskrümmers zu umgeben.
  • Der Auslasskrümmer kann in der Anzahl mehrfach sein, die Mehrzahl von Auslassanschlüssen kann so angeordnet sein, dass die Mehrzahl der Auslassanschlüsse entlang einer lateralen Richtung positioniert ist, wobei sie in vorbestimmten Intervallen im Abstand zueinander angeordnet sind.
  • Die Wasserummantelung kann an jedem der oberen und der unteren Abschnitte der Auslassanschlüsse angeordnet sein.
  • Der EGR-Kühler kann eine umgekehrte-U-Form aufweisen, die an einem unteren Abschnitt davon offen ist.
  • Die Verlängerungsteile des Auslasskrümmers können angeordnet sein, um in einer vertikalen Richtung zueinander überlappend zu sein, und der EGR-Kühler kann ausgebildet sein, um eine äußere Seite der Verlängerungsteile zu umgeben, sodass die (z.B. der) Auslasskrümmer und der EGR-Kühler im Zylinderkopf integriert sein können (bzw. integriert sind).
  • Der Zylinderkopf kann ferner ein Gehäuse aufweisen, das außerhalb des EGR-Kühlers bereitgestellt ist, um den EGR-Kühler (darin) unterzubringen.
  • Das Gehäuse kann mit einem EGR-Gaseinlass und einem EGR-Gasauslass bereitgestellt sein, um dem EGR-Gas zu ermöglichen, in das und aus dem EGR-Kühler zu strömen, und eine zusätzliche Abdeckung, die mit dem EGR-Gaseinlass und dem EGR-Gasauslass bereitgestellt ist, kann mit dem Gehäuse verbunden sein.
  • Die Verlängerungsteile von der Mehrzahl von Auslasskrümmern können in einer vertikalen Richtung zueinander überlappend angeordnet sein, und der EGR-Kühler kann ausgebildet sein, um eine Außenseite der Verlängerungsteile zu umgeben, so dass die Auslasskrümmer und der EGR-Kühler mit dem Zylinderkopf integriert sein können (bzw. integriert sind).
  • Der Auslasskrümmer kann aufweisen eine Mehrzahl von Auslasskrümmern, wobei Verlängerungsteile von der Mehrzahl von Auslasskrümmern angeordnet sein können, um in einer vertikalen Richtung zueinander überlappt zu sein, und der EGR-Kühler kann ausgebildet sein, um die Außenseite der Verlängerungsteile zu umgeben, sodass die Auslasskrümmer und der EGR-Kühler mit dem Zylinderkopf integriert sein können (bzw. integriert sind).
  • Gemäß dem Zylinderkopf mit dem integrierten Auslasskrümmer und dem EGR-Kühler, der wie oben beschrieben ausgebildet ist, wird der Zylinderkopf mit dem Auslasskrümmer und dem EGR-Kühler durch Einsetzen des Auslasskrümmers und des EGR-Kühlers in den Zylinderkopf integriert. Im Gegensatz zu einem konventionellen EGR-Kühler, der darin problematisch ist, dass eine Kühlrippe des EGR-Kühlers dadurch bereitgestellt wird, dass an der Außenseite rostfreier Stahl (SUS) hartgelötet wird, und dadurch in der Herstellung sehr teuer ist, ist der mit dem Auslasskrümmer und dem EGR-Kühler integrierte Zylinderkopf der vorliegenden Erfindung vorteilhaft darin, dass das Gehäuse des EGR-Kühlers aus dem gleichen Werkstoff wie der Zylinderkopf hergestellt sein kann, wodurch es möglich ist, ein einfaches Layout zu realisieren und davon die Herstellungskosten zu reduzieren.
  • Ferner ist der mit dem Auslasskrümmer und dem EGR-Kühler integrierte Zylinderkopf der vorliegenden Erfindung darin vorteilhaft, dass ein Rohr, das eingesetzt wird, um die Montagefläche des Zylinderkopfs auszubilden, an der der Auslasskrümmer montiert ist, und das den Verbindungsbereich des EGR-Kühlers bereitstellt, entfernt (bzw. weggelassen) werden kann oder in der Länge verkürzt werden kann unter Verwendung des gleichen Werkstoffs wie von dem Zylinderkopf. Somit kann die Zusammenbauzeit davon reduziert sein, wobei es möglich ist, die Herstellungskosten zu reduzieren.
  • Wenn ein EGR-Ventil bei einem Beginn von einem Kaltstart von dem Verbrennungsmotor während einer Fahrt eines Fahrzeugs betrieben wird, kühlt ein Kühlmittel das EGR-Gas, wodurch die Temperatur des Kühlmittels relativ erhöht wird. Somit sind die Temperaturverluste des Abgases relativ reduziert, wodurch die Temperatur des Abgases, das vor einem Katalysator strömt, relativ hoch ist, und somit ist es möglich eine Katalysatoraktivierungstemperatur auf einen relativ hohen Punkt zu heben. Ferner kann ein Magnetventil in einem Teil bereitgestellt sein, der von dem EGR-Kühler in dem Zylinderkopf bei dem Beginn von einem Kaltstart betätigt wird, so dass das Kühlmittel durch Schließen des Magnetventils bei dem Beginn des Kaltstarts gesteuert werden kann, um nicht zu strömen. Dadurch ist es möglich, die durch eine Zirkulation des Kühlmittels verursachten Temperaturverluste von dem Abgas zu minimieren. Deshalb ist es möglich eine Temperaturabsenkung von dem Abgas, das vor dem Katalysator strömt, zu minimieren, und dadurch die Zeit zum Erhöhen der Katalysatoraktivierungstemperatur zu reduzieren und verbesserte Emissionen zu realisieren. Alternativ kann ein variables Flusssteuerungsventil statt eines Magnetventils bereitgestellt werden, um das Kühlmittel an einem Fließen beim Beginn des Kaltstarts zu hindern.
  • Ferner kann ein Rohr für einen EGR-Weg entfernt (z.B. weggelassen) sein oder die Länge davon kann verkürzt sein, um dadurch eine Differenz im Druck (bzw. eine Druckdifferenz) über eine Verkürzung der Länge einer Verbindungspassage zu minimieren. Somit kann die EGR bei einem niedrigen Geschwindigkeits- (z.B. Drehzahl-) / niedrigen Lastbereich angewendet werden, wodurch die Wirksamkeit des Verbrennungsmotors durch eine verbesserte Saugeffizienz verbessert sein kann. Deshalb kann die Kraftstoffreichweite verbessert sein.
  • Es wird verstanden, dass der Ausdruck „Fahrzeug“ oder „Fahrzeug...“ oder andere, ähnliche hierin verwendete Ausdrücke Kraftfahrzeuge im Allgemeinen einschließen wie Personenkraftwagen, einschließlich Sportgeländewagen (SUV), Busse, Lastkraftwagen, verschiedene Nutzfahrzeuge, Wasserfahrzeuge einschließlich einer Vielzahl von Booten und Schiffen, Flugzeuge und dergleichen und Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Plug-In-Hybrid-Elektrofahrzeuge und Wasserstoffbetriebene Fahrzeuge und andere mit alternativen Kraftstoffen (z.B. Kraftstoffe aus anderen Ressourcen als Erdöl abgeleitet) betriebene Kraftfahrzeuge. Wie hierin bezeichnet ist ein Hybrid-Fahrzeug ein Fahrzeug, das zwei oder mehr Leistungsquellen aufweist, zum Beispiel sowohl mit Kraftstoff angetriebene als auch elektrisch angetriebene Fahrzeuge.
  • Die Verfahren und die Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung haben weitere Merkmale und Vorteile, die klarer werden und/oder im größeren Detail dargelegt sind aus/in den beigefügten Zeichnungen, die hierin mit einbezogen sind, und der folgenden detaillierten Beschreibung, die zusammen dazu dienen, bestimmte Prinzipien der vorliegenden Erfindung zu erklären.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 zeigt eine Ansicht eines beispielhaften Zylinderkopfes integriert mit einem Auslasskrümmer und einem EGR-Kühler gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 2 zeigt eine Ansicht, die einen exemplarischen Auslasskrümmer und den EGR-Kühler der 1 im Detail zeigt.
  • 3 zeigt eine schematische Ansicht, die einen Durchfluss eines EGR-Gases und eines Kühlmittels zeigt.
  • Es sollte verstanden werden, dass die beigefügten Zeichnungen nicht notwendig maßstabsgetreu dargestellt sind und etwas vereinfachte Darstellungen von verschiedenen Merkmalen darstellen, die illustrativ für die Grundprinzipien der Erfindung sind. Die spezifischen Konstruktionsmerkmale der vorliegenden Erfindung, wie sie hierin offenbart sind, einschließlich zum Beispiel spezifischen Dimensionen, Orientierungen, Positionierungen und Formen, werden teilweise bestimmt durch die spezifisch beabsichtigte Verwendung und die Verwendungsumgebung.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Es wird nun Bezug im Detail zu verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung genommen, mit Beispielen, die durch die beigefügten Zeichnungen dargestellt sind und unten beschrieben werden. Obwohl die Erfindung in Verbindung mit exemplarischen Ausführungsbeispielen beschrieben wird, wird es verstanden, dass die vorliegende Beschreibung nicht beabsichtigt ist, die Erfindung auf diese Ausführungsbeispiele zu beschränken. Auf der anderen Seite ist die Erfindung beabsichtigt, nicht nur die Ausführungsbeispiele abzudecken, sondern auch verschiedene Alternativen, Modifikationen, Abwandlungen und andere Ausführungsformen, die innerhalb des Schutzbereichs der Erfindung liegen, wie er durch die beigefügten Ansprüche definiert ist.
  • 1 zeigt eine Ansicht, die einen Zylinderkopf integriert mit einem Auslasskrümmer und einem EGR-Kühler gemäß zahlreichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, zeigt. 2 zeigt eine Ansicht, die den Auslasskrümmer 100 und den EGR-Kühler 700 von der 1 im Detail zeigt. 3 ist eine schematische Ansicht, die einen Durchlauf von EGR-Gas und einem Kühlmittel zeigt.
  • Offenbart ist ein Zylinderkopf von einem in Reihe angeordneten Vierzylinder-Verbrennungsmotor, aber der Verbrennungsmotor ist nicht beschränkt auf den in Reihe angeordneten Vierzylinder-Verbrennungsmotor. Ferner ist es bereits bekannt, dass der Auslasskrümmer in den Zylinderkopf integriert eingebaut ist, sodass eine detaillierte Beschreibung davon weggelassen ist. Somit wird im Detail Bezug zu der Integration von dem EGR-Kühler in den Zylinderkopf genommen.
  • Der Zylinderkopf integriert mit dem Auslasskrümmer und dem EGR-Kühler gemäß den zahlreichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung weist auf einen Auslasskrümmer 100 mit einem Verbindungsteil 130, der mit einer Mehrzahl von Auslassanschlüssen 110 verbunden ist, und einem Verlängerungsteil 150, der mit einer Mehrzahl von Verbindungsteilen 130 verbunden ist, eine Wasserummantelung (z.B. einen Wassermantel) 300, die an einem Ort benachbart zu dem Auslasskrümmer 100 bereitgestellt ist, und einen EGR-Kühler 700, der mit der Wasserummantelung 300 kommuniziert und ausgebildet ist, um eine Außenseite des Verlängerungsteil 150 des Auslasskrümmers 100 zu umgeben.
  • Zwei Auslassanschlüsse 110 sind in einem (jeweiligen) Zylinder bereitgestellt. Entsprechend weist der Verbrennungsmotor vier Zylinder auf, so dass insgesamt acht Auslassanschlüsse 110 bereitgestellt sind. Zwei Auslassanschlüsse 110 bilden ein Paar pro jeden Zylinder und sind miteinander an dem Verbindungsteil 130 verbunden. Zwei Verbindungsteile 130 bilden (genau) einen Verlängerungsteil 150. Insbesondere, wie in der 2 gezeigt ist, können die Auslassanschlüsse 110, die bei dem zweiten und dem dritten Zylinder bereitgestellt sind, einen Auslasskrümmer 100 ausbilden, und die Auslassanschlüsse 110, die an dem ersten und dem vierten Zylinder bereitgestellt sind, können einen anderen Auslasskrümmer 100 ausbilden. Ferner ist der Auslasskrümmer 100 in solch einer Weise ausgebildet, dass die Auslassanschlüsse 100 entlang einer lateralen Richtung positioniert sind, wobei sie voneinander in vorbestimmten Abständen im Anstand sind. Ferner kann der Verlängerungsteil 150, der sich von dem Auslasskrümmer 100 aus erstreckt, der mit dem zweiten und dem dritten Zylinder verbunden ist, und der Verlängerungsteil 150, der sich von dem Auslasskrümmer 100 aus erstreckt, der mit dem ersten und dem vierten Zylinder verbunden ist, angeordnet sein, um in einer vertikalen Richtung zueinander überlappend zu sein, wodurch für die Konstruktion, die Herstellung und den eingesetzten Raum, etc. Vorteile gegeben sind.
  • Der Auslasskrümmer 100 muss gekühlt werden, da Hochtemperaturabgas hindurch passiert, das in einer Verbrennungskammer des Verbrennungsmotors verbrannt worden ist. Somit wird die Wasserummantelung 300 an einem Ort benachbart zu dem Auslasskrümmer 100 bereitgestellt. Die Wasserummantelung 300, ähnlich dem Auslasskrümmer 100, ist in den Zylinderkopf 1000 eingesetzt, wobei die Wasserummantelung 300 an jedem des oberen und des unteren Abschnitts von den Auslassanschlüssen 110 bereitgestellt werden kann, um den Auslasskrümmer 100 schnell zu kühlen.
  • Im Allgemeinen steht der Verlängerungsteil 150 des Auslasskrümmers 100 gegen eine Vorderseite von einem Fahrzeug hervor. Somit ist der EGR-Kühler wie eine inverse-U Form geformt, die an einem unteren Abschnitt davon offen ist. Ein EGR-Kühler 700, der eine inverse U-Form hat, die an einem unteren Abschnitt davon offen ist, und der mit der Wasserummantelung 300 kommuniziert, ist ausgebildet, um eine Außenseite des Verlängerungsteils 150 des Auslasskrümmers zu umgeben, sodass der EGR-Kühler 700 mit dem Zylinderkopf 1000 integriert ist.
  • Mit anderen Worten, eine konventionelle Wasserummantelung, die zwischen dem Auslasskrümmer 100 des zweiten und des dritten Zylinders und dem Auslasskrümmer 100 des ersten und des vierten Zylinders angeordnet ist, ist entfernt. Stattdessen sind eine Kapazität und eine Fläche der Wasserummantelung 300, die an einem unteren Abschnitt der Auslassanschlüsse 110 bereitgestellt ist, vergrößert, um fähig zu sein, eine kühlende Wirkung beizubehalten und dem EGR-Kühler 700 zu ermöglichen, in den Zylinderkopf 1000 eingefügt zu werden.
  • Um noch spezifischer zu sein, ist der Zylinderkopf 1000 außerhalb des Verlängerungsteils 150 des Auslasskrümmers 100 mit einem Gehäuse 900 bereitgestellt, wobei der EGR-Kühler 700 in das Gehäuse 900 eingefügt ist, wodurch der EGR-Kühler 700 mit dem Zylinderkopf 1000 integriert ist. Ferner ist das Gehäuse 900 mit einem EGR-Gaseinlass 710 und einem EGR-Gasauslass 73 bereitgestellt, um EGR-Gas zu ermöglichen, in das und aus dem EGR-Kühler 700 zu strömen, wobei eine zusätzliche Abdeckung, die mit dem EGR-Gaseinlass 710 und dem EGR-Gasauslass 730 bereitgestellt ist, mit dem Gehäuse 900 verbunden sein kann. Somit wird, wie in der 3 gezeigt, eine Temperatur eines Kühlmittels, das von einem Kühlmitteleinlass 310 der Wasserummantelung 300 aus fließt, erhöht, während dieses durch den EGR-Kühler 700 passiert, und dann fließt das Kühlmittel durch den Kühlmittelauslass 330 heraus.
  • Ein Weg für das EGR-Gas kann unter Verwendung des gleichen Werkstoffs wie jener des Zylinderkopfs 1000 verbunden werden oder durch Herstellung eines Verbindungsbereichs unter Verwendung eines Rohres. Eine Dichtungskappe kann an einem Bereich angewendet sein, der aus dem gleichen Werkstoff wie der Zylinderkopf 1000 hergestellt ist, um dadurch eine Leckage des Kühlmittels zu reduzieren.
  • Somit ist der konventionelle EGR-Kühler 700 insoweit problematisch, dass eine Kühlrippe des EGR-Kühlers 700 durch hartgelöteten, rostfreien Stahl an der Außenseite (SUS) bereitgestellt wird, somit sind die Herstellungskosten relativ hoch. Jedoch ist der Zylinderkopf integriert mit dem Auslasskrümmer und dem EGR-Kühler dadurch vorteilhaft, dass das Gehäuse 900 des EGR-Kühlers 700 aus dem gleichen Werkstoff wie der Zylinderkopf 1000 hergestellt sein kann, wobei es möglich ist, eine einfache Anordnung zu realisieren und die Herstellungskosten davon zu reduzieren.
  • Ferner ist der mit dem Auslasskrümmer und dem EGR-Kühler integrierte Zylinderkopf dadurch vorteilhaft, dass ein Rohr, das verwendet wird, um eine Montagefläche an dem Zylinderkopf 1000 zu bilden, an der der Auslasskrümmer 100 montiert ist, und das eingesetzt wird, einen Verbindungsbereich von dem EGR-Kühler 700 herzustellen, entfernt werden kann oder in der Länge verkürzt werden kann durch Verwendung des gleichen Werkstoffs wie von dem Zylinderkopf 1000. Somit kann die Fertigungszeit davon reduziert werden, wobei es möglich ist, die Herstellungskosten zu verringern.
  • Wenn ein EGR-Ventil beim Beginn eines Kaltstarts von dem Verbrennungsmotor betätigt wird, kühlt das Kühlmittel das EGR-Gas, wodurch eine Temperatur des Kühlmittels erhöht wird. Somit werden die Temperaturverluste vom Abgas reduziert, wodurch eine Temperatur des Abgas, das vor einem Katalysator strömt, relativ hoch ist, und somit ist es möglich, eine Katalysatoraktivierungstemperatur auf einen relativ hohen Punkt zu erhöhen. Ferner kann ein Magnetventil in einem Bauteil bereitgestellt werden, dass durch den EGR-Kühler 700 im Zylinderkopf 1000 beim Beginn des Kaltstarts betätigt wird, sodass das Kühlmittel gesteuert werden kann, nicht zu fließen, durch Schließen des Magnetventils beim Beginn des Kaltstarts. Dadurch ist es möglich, die Temperaturverluste des Abgases, die durch die Zirkulation von dem Kühlmittel verursacht werden, zu minimieren. Deshalb ist es möglich, eine Temperaturabsenkung des Abgases zu minimieren, das vor dem Katalysator strömt, und dadurch kann die Zeit zum Erhöhen der Katalysatoraktivierungstemperatur reduziert werden und die Emissionen verbessert werden. Alternativ kann ein variables Flusssteuerungsventil anstatt des Magnetventils bereitgestellt werden, um das Kühlmittel am Fließen beim Beginn von dem Kaltstart zu hindern.
  • Ferner kann ein Rohr für einen EGR-Weg entfernt sein oder die Länge davon kann gekürzt sein, um dadurch eine Differenz im Druck über die Verkürzung der Länge eines Verbindungsdurchgangs zu minimieren. Somit kann die EGR auf einen Niedriggeschwindigkeits-(z.B. Niedrigdrehzahl-)/ Niedriglastbereich angewendet werden, wobei die Effizienz des Verbrennungsmotors durch verbesserte Saugeffizienz verbessert werden kann. Dadurch kann die Kraftstoffreichweite verbessert werden.
  • Aus Zweckmäßigkeitsgründen in der Erklärung und für eine genaue Definition in den beigefügten Ansprüchen, werden die Ausdrücke „ober“ oder „unter“, „innerer“ oder „äußerer“ und/etc. verwendet, um Merkmale von Ausführungsbeispielen mit Bezug zu den Anordnungen von solchen Merkmalen, wie sie in den Figuren dargestellt sind, zu beschreiben.
  • Die vorhergehenden Beschreibungen von spezifischen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung sind zu Darstellungs- und Beschreibungszwecken dargelegt. Sie sind nicht beabsichtigt, die Erfindung in Bezug auf die offenbarten präzisen Ausgestaltungen erschöpfend abzuhandeln oder zu begrenzen, und offensichtlich sind viele Modifikationen und Variationen im Lichte der obigen Lehre möglich.
  • Die Ausführungsbeispiele wurden ausgewählt und beschrieben, um bestimmte Prinzipien der Erfindung zu beschreiben und ihre praktische Anwendung, um dadurch anderen Fachleuten zu ermöglichen, verschiedene Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sowie verschiedene Alternativen und Modifikationen davon herzustellen und zu gebrauchen. Es wird beabsichtigt, dass der Schutzbereich der Erfindung durch die beigefügten Ansprüche und ihre Äquivalente davon definiert ist.

Claims (9)

  1. Zylinderkopf (1000) integriert mit einem Auslasskrümmer (100) und einem Abgasrückführung(EGR)-Kühler (700), wobei der Zylinderkopf (1000) aufweist: einen Auslasskrümmer (100) aufweisend eine Mehrzahl von Verbindungsteilen (130), die jeweils zugeordnet mit einer Mehrzahl von Auslassanschlüssen (110) verbunden sind, und einen Verlängerungsteil (150), der mit einer Mehrzahl von Verbindungsteilen (130) verbunden ist, eine Wasserummantelung (300), die an einer Position benachbart zu dem Auslasskrümmer (100) bereitgestellt ist, und einen EGR-Kühler (700), der mit der Wasserummantelung (300) kommuniziert und ausgebildet ist, um eine Außenseite des Verlängerungsteils (150) des Auslasskrümmers (100) zu umgeben.
  2. Zylinderkopf (1000) nach Anspruch 1, wobei der Auslasskrümmer (100) in der Anzahl mehrfach ausgebildet ist, die Mehrzahl von Auslassanschlüssen (110) in solch einer Weise angeordnet sind, dass die Mehrzahl von Auslassanschlüssen (110) entlang einer lateralen Richtung positioniert sind, wobei sie in vorbestimmten Abständen im Abstand voneinander sind.
  3. Zylinderkopf (1000) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Wasserummantelung (300) an jedem der oberen und der unteren Abschnitte der Auslassanschlüsse (110) angeordnet ist.
  4. Zylinderkopf (1000) nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei der EGR-Kühler (700) wie eine inverse-U-Form ausgebildet ist, die an einem unteren Abschnitt davon offen ist.
  5. Zylinderkopf (1000) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Verlängerungsteile (150) des Auslasskrümmers (100) angeordnet sind, um in einer vertikalen Richtung zueinander überlappend zu sein, und der EGR-Kühler (700) ausgebildet ist, um eine Außenseite der Verlängerungsteile (150) zu umgeben, sodass der Auslasskrümmer (100) und der EGR-Kühler (700) in den Zylinderkopf (1000) integriert sind.
  6. Zylinderkopf (1000) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, ferner aufweisend ein Gehäuse (900), das außerhalb des EGR-Kühlers (700) zum Aufnehmen des EGR-Kühlers (700) bereitgestellt ist.
  7. Zylinderkopf (1000) nach Anspruch 6, wobei das Gehäuse (900) mit einem EGR-Gaseinlass (710) und einem EGR-Gasauslass (730) ausgebildet ist, um dem EGR-Gas zu ermöglichen, in den und aus dem EGR-Kühler (700) zu strömen, und wobei eine zusätzliche Abdeckung, die mit dem EGR-Gaseinlass (710) und dem EGR-Gasauslass (730) bereitgestellt ist, mit dem Gehäuse (900) verbunden ist.
  8. Zylinderkopf (1000) nach einem der Ansprüche 2 bis 7, wobei die Verlängerungsteile (150) der Mehrzahl der Auslasskrümmer (100) angeordnet sind, um in einer vertikalen Richtung zueinander überlappt zu sein, und wobei der EGR-Kühler (700) ausgebildet ist, um eine Außenseite der Verlängerungsteile (150) zu umgeben, so dass die Auslasskrümmer (100) und der EGR-Kühler (700) mit dem Zylinderkopf (1000) integriert sind.
  9. Zylinderkopf (1000) nach einem der Ansprüche 2 bis 8, wobei der Auslasskrümmer (100) eine Mehrzahl von Auslasskrümmern (100) aufweist, Verlängerungsteile (150) der Mehrzahl von Auslasskrümmern (100) angeordnet sind, um in einer vertikalen Richtung zueinander überlappt zu sein, und der EGR-Kühler (700) ausgebildet ist, um die Außenseite der Verlängerungsteile (150) zu umgeben, sodass die Auslasskrümmer (100) und der EGR-Kühler (700) mit dem Zylinderkopf (1000) integriert sind.
DE102016117181.6A 2015-11-20 2016-09-13 Zylinderkopf mit integriertem Auslasskrümmer und EGR-Kühlung Withdrawn DE102016117181A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150163004A KR101795167B1 (ko) 2015-11-20 2015-11-20 배기매니폴드 및 egr쿨러 일체형 실린더헤드
KR10-2015-0163004 2015-11-20

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102016117181A1 true DE102016117181A1 (de) 2017-05-24

Family

ID=58694067

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102016117181.6A Withdrawn DE102016117181A1 (de) 2015-11-20 2016-09-13 Zylinderkopf mit integriertem Auslasskrümmer und EGR-Kühlung

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10145333B2 (de)
JP (1) JP2017096246A (de)
KR (1) KR101795167B1 (de)
CN (1) CN106812624B (de)
DE (1) DE102016117181A1 (de)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101755505B1 (ko) * 2016-03-15 2017-07-07 현대자동차 주식회사 실린더 헤드용 워터자켓
KR101846660B1 (ko) * 2016-04-20 2018-04-09 현대자동차주식회사 차량용 egr 쿨러
KR102299349B1 (ko) * 2017-04-10 2021-09-08 현대자동차주식회사 차량용 egr 쿨러
CN108317018B (zh) * 2017-12-29 2019-11-22 浙江锋锐发动机有限公司 气缸盖冷却装置及其制作方法以及气缸盖冷却系统
GB2574079B (en) * 2018-09-28 2020-12-09 Cox Powertrain Ltd Marine outboard motor with EGR cooler
US11098673B2 (en) * 2019-11-27 2021-08-24 Cummins Inc. Cylinder head with integrated exhaust manifold

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4258687A (en) * 1979-10-09 1981-03-31 Ford Motor Company Engine with integral mounted EGR cooler
US4267812A (en) * 1979-10-09 1981-05-19 Ford Motor Company Engine EGR cooler
JP4007029B2 (ja) 2002-03-22 2007-11-14 株式会社デンソー 排気熱交換装置
US7069918B2 (en) * 2002-06-13 2006-07-04 Cummins Inc. Cylinder head having an internal exhaust gas recirculation passage
KR20040025212A (ko) * 2002-09-18 2004-03-24 대우종합기계 주식회사 엔진의 배기가스 재순환 장치
JP2007138791A (ja) * 2005-11-17 2007-06-07 Toyota Motor Corp エンジンの冷却媒体循環装置
KR20080094379A (ko) * 2007-04-20 2008-10-23 (주)경남실업 배기 매니폴드 일체형 실린더 헤드 구조
EP2003320B1 (de) * 2007-06-13 2017-10-11 Ford Global Technologies, LLC Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine
US20090260605A1 (en) * 2007-11-01 2009-10-22 Cummins Intellectual Properties, Inc. Staged arrangement of egr coolers to optimize performance
EP2063097A1 (de) * 2007-11-21 2009-05-27 Perkins Engines Company Limited Verbrennungsmotor mit Abgaskühlung in einem Kühlmantel
CN201125796Y (zh) * 2007-12-18 2008-10-01 广西玉柴机器股份有限公司 一种柴油机气缸盖
US7625257B1 (en) * 2008-03-24 2009-12-01 Brunswick Corporation Exhaust gas recirculation cooling system for an engine of an outboard motor
EP2172635B1 (de) * 2008-10-02 2018-12-12 Ford Global Technologies, LLC Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine mit zwei integrierten Abgaskrümmern und Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit einem derartigen Zylinderkopf
KR101004255B1 (ko) 2008-11-28 2011-01-03 쌍용자동차 주식회사 자동차용 egr 및 스월시스템 통합 인테이크 메니폴드
US8056545B2 (en) * 2009-01-06 2011-11-15 Ford Global Technologies Integrated cover and exhaust gas recirculation cooler for internal combustion engine
GB0913479D0 (en) * 2009-08-01 2009-09-16 Ford Global Tech Llc Exhaust gas recirculation systems
KR101401819B1 (ko) * 2010-05-17 2014-05-29 도요타지도샤가부시키가이샤 Egr 가스 냉각 구조를 갖는 실린더 헤드 및 그 제조 방법
JP5505097B2 (ja) * 2010-06-02 2014-05-28 トヨタ自動車株式会社 Egrガス冷却構造を備えたシリンダヘッドおよびその製造方法
JP2012047143A (ja) * 2010-08-30 2012-03-08 Daihatsu Motor Co Ltd 内燃機関における排気ガス還流装置
KR101257190B1 (ko) * 2010-09-27 2013-04-22 도요타지도샤가부시키가이샤 실린더 헤드
KR101198796B1 (ko) 2010-09-29 2012-11-09 현대자동차주식회사 워터자켓을 구비한 실린더헤드
JP2013136989A (ja) * 2011-12-28 2013-07-11 Toyota Industries Corp 内燃機関の排気装置
JP6117534B2 (ja) * 2012-11-30 2017-04-19 ダイハツ工業株式会社 多気筒内燃機関
JP6065763B2 (ja) * 2013-06-27 2017-01-25 スズキ株式会社 車両用エンジンの排気ガス還流装置
CN103352776A (zh) * 2013-07-03 2013-10-16 哈尔滨工程大学 一种连续可控模块化废气再循环结构
JP2015025421A (ja) 2013-07-26 2015-02-05 三菱自動車工業株式会社 Egr冷却装置
GB2519167A (en) * 2013-10-14 2015-04-15 Gm Global Tech Operations Inc Cooling system for an internal combustion engine
CN204200393U (zh) * 2014-10-27 2015-03-11 哈尔滨东安汽车发动机制造有限公司 一种四缸汽油机双排气口一体式缸盖
US9664153B2 (en) * 2015-03-13 2017-05-30 Ford Global Technologies, Llc Engine with exhaust gas recirculation

Also Published As

Publication number Publication date
CN106812624B (zh) 2020-06-23
JP2017096246A (ja) 2017-06-01
US10145333B2 (en) 2018-12-04
US20170145948A1 (en) 2017-05-25
CN106812624A (zh) 2017-06-09
KR20170059498A (ko) 2017-05-31
KR101795167B1 (ko) 2017-11-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102016117181A1 (de) Zylinderkopf mit integriertem Auslasskrümmer und EGR-Kühlung
DE102015016185B4 (de) Abgasrückführungssystem für einen Motor
DE102015109145B4 (de) Verbrennungsmotorsystem mit Kühlmittel-Steuerventil
AT509532B1 (de) Zylinderkopf eines verbrennungsmotors mit einem kühlkreislauf
DE102015111390A1 (de) Verbrennungsmotorsystem mit Kühlmittel-Steuerventil
DE102011103626A1 (de) Abgasrückführungsvorrichtung für einen Motor
DE102011122645A1 (de) Einlasssystem für einen Verbrennungsmotor
DE102014100739A1 (de) Teilweise integrierter abgaskrümmer
DE102010016099A1 (de) Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine
DE102014110610A1 (de) Verbrennungsmotorsystem mit Turbolader
DE102014114218A1 (de) Verbrennungsmotorsystem mit turbolader
DE102016116949A1 (de) Wassermantel für einen Zylinderblock
DE102014117677B4 (de) Kühlsystem für Verbrennungsmotorraum
DE102014201959A1 (de) Luftkühler und Verfahren zur Bedienung eines Luftkühlers
DE102015113236A1 (de) Motorkühlsystem
EP2455594A1 (de) Abgasführungsvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine
DE102014108542B4 (de) Verbrennungsmotorsystem mit Turbolader
DE102013224121A1 (de) Motor mit externem AGR-System
DE102016220616A1 (de) EGR-Kühler für Fahrzeug
EP3374620B1 (de) Brennkraftmaschine
DE102008060224B4 (de) Öl-Abgas-Kühlmodul für eine Verbrennungskraftmaschine
DE102022106749A1 (de) Flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine
DE102015202491B4 (de) Kühlmittelmantel für einen Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine
DE102012113190A1 (de) Motorkühlsystem für ein Fahrzeug
DE102015104591A1 (de) Abgaskanal einer Brennkraftmaschine, insbesondere mit Abgasturbolader, sowie Brennkraftmaschine mit einem solchen Abgaskanal

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: F02F0001000000

Ipc: F02F0001240000

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee