DE102016215693A1

DE102016215693A1 - Vorrichtung zum Kühlen eines Fahrzeugmotors

Info

Publication number: DE102016215693A1
Application number: DE102016215693.4A
Authority: DE
Inventors: Han Sang KIM; Byung Hyun Lee
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 2015-11-13
Filing date: 2016-08-22
Publication date: 2017-05-18
Anticipated expiration: 2036-08-23
Also published as: CN106704045B; US10151279B2; DE102016215693B4; KR101816356B1; CN106704045A; KR20170056356A; US20170138320A1

Abstract

Eine Vorrichtung zum Kühlen von einem Fahrzeugmotor enthält einen Verbrennungsraum mit einem Hubkolben, einen Wassermantel zum Strömen von Kühlwasser zum Kühlen des Verbrennungsraums, und einen Zylinderblock, der einen Aufbau des Motors bildet, wobei der Zylinderblock mit einem Zylinderblockkörper ausgestattet ist, der den Verbrennungsraum umfasst, und wobei der Zylinderblock eine Vielzahl von AGR-Kühlern aufweist, die in Wärmeaustausch mit dem zum Verbrennungsraum geführten Kühlwasser stehen.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kühlen eines Fahrzeugmotors und insbesondere eine Vorrichtung zum Kühlen eines Fahrzeugmotors, der mit einem Zylinderblock versehen ist, welcher ein Rückführungsabgas kühlt, das in dem Motor verbrannt und abgeführt wird.
HINTERGRUND
Das Abgas eines Fahrzeugs kann schädliche Stoffe enthalten, wie etwa Kohlenmonoxid (CO), Stickoxide (NOx), Kohlenwasserstoff (HC) und dergleichen. Unter den drei vorgenannten Stoffen, die bei einem Verbrennungsprozess anfallen, stehen Stickoxide in umgekehrtem Verhältnis zu Kohlenmonoxid und Kohlenwasserstoff.
Das heißt, wenn das Kohlenmonoxid und der Kohlenwasserstoff in einem praktischen Leistungsbereich weitestgehend reduziert sind, dann sind die Stickoxide weitestgehend erhöht. Die Stickoxide liegen höher, wenn die vollständige Verbrennung von Brennstoff erreicht ist, d. h. wenn die Temperatur des Motors erhöht ist.
Dementsprechend wurden verschiedene Technologien entwickelt, um das Abgas zu reduzieren, wobei eine zulässige Menge von Teilen des Abgases, wie etwa Stickoxide, gesetzlich geregelt ist. Eine der Technologien besteht in einer Abgasrückführungsvorrichtung (im Folgenden 'AGR').
Die AGR leitet einen Teil des Verbrennungsgases (AGR-Gas) mit einem angesaugten Mischgas zu einem Verbrennungsraum, wobei ein Mischungsverhältnis auf einem theoretischen Luft-Brennstoff-Verhältnis gehalten wird, um die Menge der Stickoxid-Erzeugung zu verringern, ohne dabei weitere Schadstoffe merklich zu erhöhen. Die AGR ist eine Vorrichtung, bei welcher die Wärmekapazität des Verbrennungsgases erhöht wird, um die Temperatur einer Flamme zu senken.
Genauer gesagt ist die AGR eine Vorrichtung zum Rückführen von Abgas aus dem Abführungsgas zu einer Ansaugeinrichtung und zum Senken der Verbrennungstemperatur in dem Zylinder, um die Erzeugung von Stickoxiden zu unterdrücken. Diese AGR ist ein Mittel zum Reduzieren von Stickoxiden (NOx) im Abgas und bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Rückführen eines Teils des Abgases zur Ansaugeinrichtung und zum Absenken der höchsten Temperatur beim Verbrennen des Mischgases, um die Erzeugung von Stickoxiden (NOx) zu vermindern.
Ein AGR-Kühler gemäß der Konfiguration der AGR ist eine Art von Wärmetauscher, welcher das Abgas mit hoher Temperatur unter Verwendung von Kühlwasser des Motors als Kühlmittel abkühlt. Der AGR-Kühler kann in bzw. an der Außenseite des Zylinderblocks montiert sein oder in bzw. an der Außenseite des Motors montiert sein, um den AGR-Kühler abzukühlen.
KURZFASSUNG
Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, die obigen Probleme zu lösen und stellt eine Vorrichtung zum Kühlen eines Fahrzeugmotors bereit, die eine Vibration des Fahrzeugs bzw. eine in dem Motor hervorgerufene Vibration vermindern kann.
Die vorliegende Erfindung stellt ferner eine Vorrichtung zum Kühlen eines Fahrzeugmotors bereit, die den Montageaufwand bei einem Verbinden (Verlöten) zwischen Teilen vermindern kann, wobei ein Raum (Aufteilung) zum Montieren des AGR-Kühlers vermindert wird.
Die vorliegende Erfindung stellt ferner eine Vorrichtung zum Kühlen eines Fahrzeugmotors bereit, die eine Kühlwirkung eines Zylinderkopfs und eines AGR-Kühlers verbessern kann.
In Übereinstimmung mit Aspekten der vorliegenden Erfindung umfasst eine Vorrichtung zum Kühlen eines Fahrzeugmotors Folgendes: eine Vorrichtung zum Kühlen eines Fahrzeugmotors, wobei die Vorrichtung einen Verbrennungsraum mit einem Hubkolben aufweist; einen Wassermantel zum Strömen von Kühlwasser zum Kühlen des Verbrennungsraums; und einen Zylinderblock zum Ausbilden eines Motoraufbaus, worin der Zylinderblock mit einem Zylinderblockkörper versehen ist, der den Verbrennungsraum umfasst, und worin der Zylinderblock eine Vielzahl von AGR-Kühlern aufweist, bei denen ein Wärmeaustausch mit dem Kühlwasser stattfindet, das dem Zylinderblockkörper zugeführt wird.
Der Zylinderblockkörper kann ein AGR-Kühlereinsatzteil aufweisen, das in einer Längsrichtung des Zylinderblockkörpers ausgebildet ist und in den das Kühlwasser eingeleitet wird, wobei die Vielzahl von AGR-Kühlern in das AGR-Kühlereinsatzteil eingesetzt ist.
Das AGR-Kühlereinsatzteil kann mit einer Vielzahl von Räumen ausgebildet sein, in welche die Vielzahl von AGR-Kühlern eingesetzt ist.
Die Vielzahl von AGR-Kühlern kann einen ersten AGR-Kühler enthalten, der in einen aus der Vielzahl von Räumen eingesetzt ist, sowie einen zweiten AGR-Kühler, der in einen der weiteren Räume aus der Vielzahl von Räumen eingesetzt ist, wobei der erste AGR-Kühler und der zweite AGR-Kühler eine unterschiedliche Menge von angesaugten Abgas haben, wobei der erste AGR-Kühler enthalten kann: eine erste AGR-Abdeckung zum Verschließen des AGR-Kühlereinsatzteils sowie ein erstes Gasleitungsrohr, das in der ersten AGR-Abdeckung angeordnet und mit einem Ansaugkanal versehen ist, in den ein in dem Motor verbranntes Abgas eingeleitet wird, sowie mit einem Abgaskanal, der das über den Ansaugkanal eingeleitete Abgas abführt.
Der zweite AGR-Kühler kann eine zweite AGR-Abdeckung zum Verschließen des AGR-Kühlereinsatzteils sowie ein zweites Gasleitungsrohr enthalten, das in der zweiten AGR-Abdeckung angeordnet und mit einem Ansaugkanal versehen ist, in den ein in dem Motor verbranntes Abgas eingeleitet wird, sowie mit einem Abgaskanal, der das über den Ansaugkanal eingeleitete Abgas abführt.
Eine Vielzahl von ersten Gasleitungsrohren kann in Längsrichtung und in lateraler Richtung gestapelt sein, und eine Vielzahl von zweiten Gasleitungsrohren kann in einer geringeren Anzahl als die ersten Gasleitungsrohren vorgesehen und in Längsrichtung und in lateraler Richtung gestapelt sein, so dass die mit den ersten Gasleitungsrohren ausgetauschte Wärmemenge des Kühlwassers unterschiedlich zu der mit den zweiten Gasleitungsrohren ist.
Ein Ansaugkanal eines der ersten Gasleitungsrohre kann nahe bei dem Ansaugkanal des zweiten Gasleitungsrohrs angeordnet sein.
Die ersten Gasleitungsrohre und die zweiten Gasleitungsrohre können in einer elliptischen Form ausgebildet sein.
Der Zylinderblockkörper kann mit einem Einlass versehen sein, in welchen das Kühlwasser von außerhalb des Zylinderblockkörpers eingeleitet wird, sowie mit einem Zufuhreinlass, über den das Kühlwasser von dem Einlass in den Wassermantel geführt wird, wobei das Kühlwasser zu dem Zufuhreinlass und zum AGR-Kühlereinsatzteil strömt.
Der AGR-Kühler, der eine relativ große, mit dem Kühlwasser aus der Vielzahl von AGR-Kühlern ausgetauschte Wärmemenge hat, kann relativ nahe am Einlass angeordnet sein.
Die Vielzahl von Räumen kann einen ersten Raum umfassen, in den der erste AGR-Kühler eingesetzt ist; sowie einen zweiter Raum, in den der zweite AGR-Kühler eingesetzt ist und wo der erste Raum mit dem zweiten Raum kommuniziert, so dass das Kühlwasser, über das ein Wärmeaustausch mit dem ersten AGR-Kühler erfolgt ist, von dem ersten Raum aus in den zweiten Raum eingeleitet wird.
Der Zylinderblockkörper kann einen Einlass aufweisen, in den das Kühlwasser von außerhalb des Zylinderblockkörpers eingeführt wird, sowie einen Zufuhreinlass, über den das Kühlwasser von dem Einlass zum Wassermantel geführt wird, wobei der erste Raum das über den Einlass eingeführte Kühlwasser auf den Zufuhreinlass und auf den ersten AGR-Kühler verteilt.
Ein Verfahren zum Kühlen eines Fahrzeugmotors kann folgende Schritte umfassen: Einleiten von Kühlwasser von außerhalb eines Zylinderblocks eines Fahrzeugs, Zuführen von in den Zylinderblock eingeführtem Kühlwasser zu einem Zylinderblockkörper, der die Form des Zylinderblocks annimmt, und zu einem AGR-Kühlereinsatzteil in dem Zylinderblockkörper; Zuführen des in einen Zylinderblock geleiteten Kühlwassers zu einem Wassermantel, der um einen Verbrennungsraum herum ausgebildet ist, um mit einem Kolben in Wärmeaustausch zu treten; und Zuführen von Kühlwasser in Wärmeaustausch mit einer Vielzahl von AGR-Kühlern, die in das AGR-Kühlereinsatzteil eingesetzt sind; sowie Abführen von Abgas nach dem Wärmeaustausch zwischen dem dem AGR-Kühlereinsatzteil zugeführten Kühlwasser und der Vielzahl von AGR-Kühlern, die in das AGR-Kühlereinsatzteil eingesetzt sind.
Die Vielzahl von AGR-Kühlern kann mit einer Vielzahl von Gasleitungen versehen sein, die mit dem Kühlwasser in Wärmeaustausch treten, und zumindest zwei der Vielzahl von Gasleitungen sind unterschiedlich vorgesehen, so dass der Wärmeaustausch mit dem Kühlwasser dementsprechend variiert. Bei der Vielzahl von AGR-Kühlern kann ein Ansaugkanal, der das in einem Motor verbrannte Abgas aufnimmt, das Abgas ansaugen und über die Gasleitung Wärme austauschen, und das Abgas kann über einen Abgaskanal abgeführt werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der nachfolgenden näheren Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen deutlicher hervor. Darin zeigt:
1 eine perspektivische Ansicht, die einen Fahrzeugmotor gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 eine perspektivische Ansicht, die einen Zylinderblock einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
3 eine Ansicht, die einen Zylinderblock einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
4A und 4B perspektivische Ansichten, die die Bereiche 'A' und 'B' aus 2 zeigen.
NÄHERE BESCHREIBUNG
Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden in Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben. Für gleiche oder ähnliche Teile werden bei den Zeichnungen stets die gleichen Bezugszeichen verwendet. Auf nähere Beschreibungen von hierin eingeschlossenen, wohl bekannten Funktionen und Strukturen wird verzichtet, um ein Verschleiern des Gegenstands der vorliegenden Offenbarung zu vermeiden.
1 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Fahrzeugmotor gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, 2 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Zylinderblock gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, 3 ist eine Ansicht, die einen Zylinderblock gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, 4A und 4B sind perspektivische Ansichten, die die Bereiche ‘A’ und ‘B’ auf 2 zeigen.
1 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Fahrzeugmotor gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, und 2 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Zylinderblock gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Gemäß der Beschreibung eines Fahrzeugmotors nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung anhand von 1 bis 4B kann der Fahrzeugmotor einen Verbrennungsraum 18 mit einem Hubkolben, einen Wassermantel 16, der zum Strömen von Kühlwasser zum Kühlen des Verbrennungsraums 18 ausgebildet ist, und einen Zylinderblock 1 enthalten, der ein Gerüst bzw. einen Aufbau des Motors bildet, wobei der Zylinderblock 1 mit einem Zylinderblockkörper 10 ausgebildet sein kann, in dem der Verbrennungsraum 18 ausgebildet ist, sowie mit einer Vielzahl von AGR-Kühlern 30, 40, die mit dem Kühlwasser in Wärmeaustausch stehen, das dem Zylinderblockkörper 10 zugeführt wird.
Der Zylinderblockkörper 10 kann mit einer Vielzahl von Zylindern 18 versehen sein, die in Reihe oder in einer anderen Anordnung in Richtung der Länge des Zylinderblockkörpers 10 vorgesehen sind. Der Zylinderblockkörper 10 kann ein AGR-Kühlereinsatzteil 20 enthalten, das in Längsrichtung des Zylinderblockkörper 10 ausgebildet sein kann und in den das Kühlwasser eingeführt werden kann. Der Zylinderblock 1 kann mit einer Vielzahl von AGR-Kühlern 30 versehen sein, so dass ein von einem Verbrennungsmotor des Fahrzeugs abgeführtes Abgas in Wärmeaustausch mit dem Wassermantel 16 treten kann.
Der Zylinderblockkörper 10 kann mit dem Wassermantel 16 versehen sein, der dazu ausgebildet sein kann, die Vielzahl von Hubelementen in den Zylindern 18 zu kühlen, die sich auf- und abbewegen. Der Zylinderblockkörper 10 kann mit einem Einlass 12 versehen sein, in den Kühlwasser eingeführt wird. Der Zylinderblockkörper 10 kann mit einem Zufuhreinlass 14 versehen sein, so dass das über den Einlass 12 eingeführte Kühlwasser zum Wassermantel 16 geführt wird, und das Kühlwasser kann in die Vielzahl von AGR-Kühlern 30 eingeführt werden.
Der Zufuhreinlass 14 kann in dem Zylinderblockkörper 10 ausgebildet sein, um von außerhalb des Zylinderblockkörpers eingeführtes Kühlwasser von dem Einlass 12 zum Wassermantel zu führen. Zu diesem Zeitpunkt kann das Kühlwasser in einer Richtung strömen, in welcher die Vielzahl von AGR-Kühlern 30 eingesetzt ist.
Der Einlass 12, in den das Kühlwasser von außerhalb des Zylinderblockkörpers eingeführt wird, kann in dem Zylinderblockkörper 10 ausgebildet sein. Der Zufuhreinlass 14 zum Führen von Kühlwasser vom Einlass 12 zum Wassermantel 16 kann in dem Zylinderblockkörper 10 ausgebildet sein. Der Zylinderblockkörper 10 kann in solch einer Art und Weise ausgebildet sein, dass der Einlass 12 nahe bei dem Zufuhreinlass 14 liegt.
Der Zylinderblockkörper 10 kann so verzweigt sein, dass das Kühlwasser zum Zufuhreinlass 14 und zum AGR-Kühlereinsatzteil 20 strömen kann. Da das Kühlwasser direkt in den Wassermantel 16 und das AGR-Kühlereinsatzteil 20 eingeleitet werden kann, kann somit eine Abkühlgeschwindigkeit verbessert werden, da das Kühlwasser, das nicht in Wärmeaustausch getreten ist, jeweils die Vielzahl von Zylindern 18 und die Vielzahl von AGR-Kühlern 30 und 40 abkühlt.
Der Wassermantel 16 kann in Form von einem Bogen ausgebildet sein, der den Außenumfang der Vielzahl von Zylindern 18 umgibt, die Wärme austauschen. Das Kühlwasser kann über den Zufuhreinlass 14 eingeführt und umgewälzt werden. Das Kühlwasser, das in den Wassermantel 16 eingeführt werden und Wärme austauschen kann, kann so abgeführt und umgewälzt werden.
Das AGR-Kühlereinsatzteil 20 kann längs in der linken und rechten Richtung entlang der Längsrichtung des Zylinderblockkörpers 10 ausgebildet sein. Das AGR-Kühlereinsatzteil 20 kann mit einem ersten Einsatzteil 20a und einem zweiten Einsatzteil 20b versehen sein, in das die Vielzahl von AGR-Kühlern 30 und 40 von außerhalb Zylinderblockkörpers 10 eingesetzt ist. Das AGR-Kühlereinsatzteil 20 kann mit einem Raum 25 versehen sein, der dazu ausgebildet ist, das Kühlwasser in Richtung des AGR-Kühlereinsatzteils 20 zu führen.
Eine Vielzahl von Räumen 25 kann so ausgebildet sein, dass die Vielzahl von AGR-Kühlern 30 und 40 darin eingesetzt werden kann. Die Räume 25 können einen ersten Raum 25a, der sich vom Einlass 12 und dem Zufuhreinlass 14 des Zylinderblockkörpers 10 ausgehend erstreckt, und einen zweiten Raum 25b umfassen, der sich von dem ersten Raum 25a ausgehend erstreckt.
Der erste Raum 25a kann das über den Einlass 12 eingeführte Kühlwasser zum Zufuhreinlass 14 und einem ersten AGR-Kühler 30 führen. Die Vielzahl von AGR-Kühlern 30 und 40 kann in den ersten Raum 25a und den zweiten Raum 25b eingesetzt sein. Das erste Einsatzteil 20a kann mit dem ersten Raum 25a kommunizieren, so dass einer der Vielzahl von AGR-Kühlern dazu vorgesehen ist, um in den ersten Raum 25a angeordnet zu werden. Das zweite Einsatzteil 20b kann mit dem zweiten Raum 25b so kommunizieren, das seiner aus der Vielzahl von AGR-Kühlern dazu vorgesehen ist, in dem zweiten Raum 25b angeordnet zu werden.
Die Vielzahl von AGR-Kühlern 30 und 40 kann in das AGR-Kühlereinsatzteil 20 eingesetzt sein und in Wärmeaustausch mit dem Kühlwasser mit unterschiedlichen Wärmeaustauschgeschwindigkeiten stehen. Bei der Vielzahl von AGR-Kühlern 30 und 40 kann der AGR-Kühler mit großer Wärmeaustauschmenge mit dem Kühlwasser nahe bzw. relativ nahe bei dem Einlass 12 angeordnet sein.
Die Vielzahl von AGR-Kühlern 30 und 40 kann einen ersten AGR-Kühler 30 umfassen, der in einen der Räume eingesetzt ist, sowie einen zweiten AGR-Kühler 40, der in einen weiteren der Räume 25 eingesetzt ist.
Im Einzelnen kann der erste AGR-Kühler 30 in das AGR-Kühlereinsatzteil 20 eingesetzt und damit gekoppelt sein. Der erste AGR-Kühler 30 kann mit einer ersten AGR-Abdeckung 32 versehen sein, um das AGR-Kühlereinsatzteil 20 zu verschließen. Der erste AGR-Kühler 30 kann mit einem ersten Gasleitungsrohr 34 versehen sein, das in der ersten AGR-Abdeckung 32 montiert sein kann. Wenn der erste AGR-Kühler 30 in das erste Einsatzteil 20a eingesetzt ist, kann hierbei das Kühlwasser mit dem ersten Gasleitungsrohr 34 und dem ersten Raum 25a in Wärmeaustausch treten.
Das erste Gasleitungsrohr 34 kann mit einem Ansaugkanal 34a versehen sein, in den das in dem Motor verbrannte Abgas eingeleitet werden kann, sowie mit einem Abgaskanal 34b, der das über den Ansaugkanal 34a eingeleitete Abgas abführen kann. Eine Vielzahl von ersten Gasleitungsrohren 34 kann in Längsrichtung und in lateraler Richtung gestapelt sein. In diesem Fall sind neun erste Gasleitungsrohre 34 dargestellt, die in Längsrichtung und in lateraler Richtung gestapelt sind, aber die Anzahl kann entsprechend der Geschwindigkeit des Wärmeaustauschs geändert werden und ist nicht drauf beschränkt.
In dem ersten Gasleitungsrohr 34 kann der Ansaugkanal 34a des ersten Gasleitungsrohrs 34 mit einem Abgaskrümmer (nicht dargestellt) über die AGR-Abdeckung 32 verbunden sein. Zudem kann in dem ersten Gasleitungsrohr 34 der Abgaskanal 34b des ersten Gasleitungsrohrs 34 mit einem Ansaugkrümmer (nicht dargestellt) verbunden sein.
Dementsprechend kann das erste Gasleitungsrohr 34 das von dem Abgaskrümmer abgeführte Abgas über den Ansaugkanal 34a ansaugen und zum Ansaugkrümmer über den Abgaskanal 34b des ersten Gasleitungsrohrs 34 abführen. Bei diesem Prozess kann das in das erste Gasleitungsrohr 34 angesaugte Abgas in Wärmeaustausch mit dem Kühlwasser treten, um eine Temperatur zu senken. Unterdessen kann der zweite AGR-Kühler 40 in das AGR-Kühlereinsatzteil 20 eingesetzt und damit gekoppelt sein. Der zweite AGR-Kühler 40 kann mit einer zweiten AGR-Abdeckung 42 zum Verschließen des AGR-Kühlereinsatzteils 20 versehen sein. Der zweite AGR-Kühler 40 kann mit einem zweiten Gasleitungsrohr 44 versehen sein, das in der zweiten AGR-Abdeckung 42 montiert sein kann. Wenn der zweite AGR-Kühler 40 in das zweite Einsatzteil 20b eingesetzt wird, kann das Kühlwasser mit dem zweiten Gasleitungsrohr 44 und dem zweiten Raum 25b in Wärmeaustausch treten.
Es ist eine Vielzahl von zweiten Gasleitungsrohren 44 vorgesehen. Das zweite Gasleitungsrohr bzw. jedes aus der Vielzahl von zweiten Gasleitungsrohren 44 kann kleiner bzw. in einer geringeren Anzahl als das erste Gasleitungsrohr 34 vorgesehen sein und in Längsrichtung und in lateraler Richtung gestapelt sein. Die mit dem zweiten Gasleitungsrohr 44 ausgetauschte Wärmemenge des Kühlwassers kann so erbracht sein, dass sie anders bzw. unterschiedlich zu der mit dem ersten Gasleitungsrohr 34 ist. Das zweite Gasleitungsrohr 44 kann mit einem Ansaugkanal 44a versehen sein, in den das in dem Motor verbrannte Abgas eingeleitet werden kann, sowie mit einem Abgaskanal 44b, welcher das über den Ansaugkanal 44a eingeführte Abgas abführen kann.
Es ist veranschaulicht, dass sechs zweite Gasleitungsrohre 44 vorgesehen sein können, die in Längsrichtung und in lateraler Richtung gestapelt sind, jedoch kann die Anzahl entsprechend der Wärmeaustauschgeschwindigkeit geändert werden und ist nicht darauf beschränkt. Dagegen kann das zweite Gasleitungsrohr 44 kleiner bzw. in einer geringeren Anzahl als das erste Gasleitungsrohr 34 vorgesehen sein und dann, wenn die Temperatur des Kühlwassers, das zunächst den ersten AGR-Kühler 30 abgekühlt hat, höher wird, sollte das zweite Gasleitungsrohr 44 kleiner bzw. in einer geringeren Anzahl als das erste AGR-Kühler 30 zum Durchführen einer Abkühlung vorgesehen sein.
Bei dem zweiten Gasleitungsrohr 44 kann der Ansaugkanal 44a des zweiten Gasleitungsrohrs 44 von einem Abgaskrümmer (nicht dargestellt) über die AGR-Abdeckung 42 verbunden sein. Zudem kann bei dem zweiten Gasleitungsrohr 44 der Abgaskanal 44b des zweiten Gasleitungsrohrs 44 mit einem Ansaugkrümmer (nicht dargestellt) verbunden sein.
Dementsprechend kann das zweite Gasleitungsrohr 44 das von dem Abgaskrümmer abgeführte Abgas über den Ansaugkanal 44a ansaugen und es über den Abgaskanal 44b des zweiten Gasleitungsrohrs 44 zum Ansaugkrümmer abführen. Bei diesem Prozess kann das in das zweite Gasleitungsrohr 44 angesaugte Abgas in Wärmeaustausch mit dem Kühlwasser treten, um eine Temperatur zu senken.
Der erste AGR-Kühler 30 und der zweite AGR-Kühler 40 können in den ersten Raum 25a bzw. den zweiten Raum 25b eingesetzt sein, so dass der Ansaugkanal 44a des zweiten Gasleitungsrohrs 44 nahe bei dem Ansaugkanal 34a des ersten Gasleitungsrohrs 34 angeordnet sein kann. Dementsprechend können der erste AGR-Kühler 30 und der zweite AGR-Kühler 40 mit einer unterschiedlichen Menge von angesaugtem Abgas vorgesehen sein.
Das erste Gasleitungsrohr 34 und das zweite Gasleitungsrohr 44 können in verschiedenen Formen ausgebildet sein, vorzugsweise in einer elliptischen Form, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Ein AGR-Ventil (nicht dargestellt) kann in einem zweiten Durchgangsloch 34 oder 44 vorgesehen und dazu angeordnet sein, sich zu öffnen und zu schließen, so dass das Abgas unter der Kontrolle des AGR-Ventils nur bei Drehung bzw. bei Drehung eines Motorteils fließen kann, mit Ausnahme von Leerlauf und Warmlaufen.
Eine Vorrichtung zum Kühlen eines Fahrzeugmotors gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie sie oben beschrieben ausgeführt ist, wird wie folgt betrieben.
1 ist eine perspektivische Ansicht eines Fahrzeugmotors gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, 2 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Zylinderblock einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Nachfolgend wird der Betrieb eines Fahrzeugmotors gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung anhand von 1 und 2, 4A und 4B beschrieben, wobei dadurch, dass der Zylinderblockkörper 10 direkt von der Wärme von Verbrennungsgas mit hoher Temperatur während des Anlaufens des Motors zum Erreichen einer Hochtemperatur betroffen sein kann, eine hohe Wärmeleitfähigkeit und eine hohe Kühlwirkung erforderlich sind. Demnach kann das Kühlwasser in dem Zylinderblockkörper 10 umgewälzt werden, um einen Brand bzw. eine Beschädigung von Teilen aufgrund von Verbrennungshitze zu vermeiden.
Das in den Zylinderblockkörper 10 eingeleitete Kühlwasser kann in den Wassermantel 16 eingeleitet werden, der von dem Zylinderblockkörper 10 abzweigt.
Zu diesem Zeitpunkt kann das in den Wassermantel 16 eingeleitete Kühlwasser zum Verbrennungsraum 18 geführt werden, der einen Hubkolben des Zylinderblockkörpers 10 aufweist, um mit dem Kolben in Wärmeaustausch zu treten, und es kann dem AGR-Kühlereinsatzteil 20 zugeführt werden, das auf der Außenseite des Zylinderblockkörpers 10 ausgebildet ist, so dass die Wärme mit der Vielzahl von AGR-Kühlern 30 und 40 ausgetauscht werden kann.
Zwischen dem Kühlwasser, das dem AGR-Kühlereinsatzteil 20 zugeführt wird, und der Vielzahl von AGR-Kühlern 30 und 40, die in das AGR-Kühlereinsatzteil 20 eingesetzt sind, kann nach dem Wärmeaustausch mit dem Abgas durch das Kühlwasser das Abgas zur Außenseite der Vielzahl von AGR-Kühlern 30 und 40 abgeführt werden.
Hier kann die Vielzahl von AGR-Kühlern 30 und 40 mit Gasleitungen 34 und 44 versehen sein, die jeweils mit dem Kühlwasser in Wärmeaustausch treten können, und die Gasleitungen 34 und 44 können in unterschiedlicher Anzahl bzw. in voneinander abweichender Anzahl vorgesehen sein, so dass die mit dem Kühlwasser ausgetauschte Wärmemenge variiert.
Zudem können bei der Vielzahl von AGR-Kühlern 30 und 40 die Ansaugkanäle 34a und 44a, die das in dem Motor verbrannte Abgas aufnehmen, aneinandergrenzen und das Abgas ansaugen, und sie können über die Gasleitung 34 und 44 Wärme austauschen und das Abgas kann über die Abgaskanäle 34b und 44b abgeführt werden.
Da der AGR-Kühler 30 einstückig mit dem Zylinderblockkörper 10 ausgebildet sein kann, kann ein Raum (Aufteilung) zum Montieren des AGR-Kühlers vermindert werden. Da der AGR-Kühler 30 in das AGR-Kühlereinsatzteil 20 eingesetzt werden kann, kann eine Vibration des Fahrzeugs bzw. eine Vibration, die in den umgebenen Teilen, wie etwa dem Motor, erzeugt wird, vermindert werden und der Montageaufwand für ein Verbinden (Verlöten) zwischen Teilen kann gesenkt werden. Zudem kann eine Abkühlwirkung verbessert werden, da ein Zylinderkopf und der AGR-Kühler 30 jeweils gekühlt werden können.
Mit der Vorrichtung und dem Verfahren zum Kühlen eines Fahrzeugmotors gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können Vibrationen des Fahrzeugs bzw. Vibrationen, die in dem umgebenden Teilen, wie etwa dem Motor, erzeugt werden, vermindert werden.
Zudem kann mit der Vorrichtung und dem Verfahren zum Kühlen eines Fahrzeugmotors gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ein Raum (Aufteilung) zum Montieren des AGR-Kühlers vermindert werden und der erforderliche Montageaufwand für ein Verbinden (Verlöten) zwischen Teilen kann gesenkt werden.
Zudem kann mit der Vorrichtung und dem Verfahren zum Kühlen eines Fahrzeugmotors gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eine Kühlwirkung verbessert werden, wobei ein Zylinderkopf und der AGR-Kühler 30 jeweils abgekühlt werden.
Obgleich die vorliegende Erfindung in Bezug auf beispielhafte Ausführungsformen und den beiliegenden Zeichnungen beschrieben wurde, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt, sondern kann vom Fachmann auf diesem Gebiet, zu dem die vorliegende Erfindung gehört, verschiedenartig geändert und abgewandelt werden, ohne dabei den Geist und Umfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen, die in den nachfolgenden Ansprüchen beansprucht ist.
Bezugszeichenliste

1: Zylinderblock
10: Zylinderblockkörper
12: Einlass
14: Zufuhreinlass
16: Wassermantel
18: Vielzahl von Zylindern
20: AGR-Kühlereinsatzteil
25: Raum
30: erster AGR-Kühler
40: zweiter AGR-Kühler

Claims

Vorrichtung zum Kühlen eines Fahrzeugmotors, umfassend: einen Verbrennungsraum mit einem Hubkolben; einen Wassermantel zum Strömen von Kühlwasser zum Kühlen des Verbrennungsraums; und einen Zylinderblock, der einen Aufbau des Motors bildet, wobei der Zylinderblock mit einem Zylinderblockkörper ausgestattet ist, der den Verbrennungsraum umfasst, und wobei der Zylinderblock einen oder mehrere AGR-Kühler aufweist, die mit dem dem Zylinderblockkörper zugeführten Kühlwasser in Wärmeaustausch stehen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Zylinderblockkörper ein AGR-Kühlereinsatzteil aufweist, das in einer Längsrichtung des Zylinderblockkörpers ausgebildet ist und in den das Kühlwasser eingeleitet wird, wobei der eine bzw. die mehreren AGR-Kühler in das AGR-Kühlereinsatzteil eingesetzt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei das AGR-Kühlereinsatzteil mit einem bzw. mit mehreren Räumen ausgebildet ist, in die der eine bzw. die mehreren AGR-Kühler eingesetzt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei dann, wenn der Zylinderblock zwei oder mehr AGR-Kühler aufweist, die zwei oder mehr AGR-Kühler aufweisen: einen ersten AGR-Kühler, der in den einen bzw. einen der mehreren Räume eingesetzt ist; und einen zweiten AGR-Kühler, der in einen anderen der einen bzw. mehreren Räume eingesetzt ist, wobei der erste AGR-Kühler und der zweite AGR-Kühler eine unterschiedliche Menge von angesaugtem Abgas haben, wobei der erste AGR-Kühler aufweist: eine erste AGR-Abdeckung zum Verschließen des AGR-Kühlereinsatzteils; und ein erstes Gasleitungsrohr, das in der ersten AGR-Abdeckung montiert ist und mit einem Ansaugkanal versehen ist, in welchen ein in dem Motor verbranntes Abgas eingeleitet wird, sowie mit einem Abgaskanal, welcher das durch den Ansaugkanal eingeleitete Abgas abführt.
Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei der zweite AGR-Kühler aufweist: eine zweite AGR-Abdeckung zum Verschließen des AGR-Kühlereinsatzteils; und ein zweites Gasleitungsrohr, das in der zweiten AGR-Abdeckung montiert und mit einem Ansaugkanal versehen ist, in den ein in dem Motor verbranntes Abgas eingeleitet wird, sowie mit einem Abgaskanal, welcher das über den Ansaugkanal eingeleitete Abgas abführt.
Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei eine Vielzahl von ersten Gasleitungsrohren in Längsrichtung und in seitlicher Richtung gestapelt sind, und eine Vielzahl von zweiten Gasleitungsrohren in einer geringeren Anzahl als die ersten Gasleitungsrohren bereitgestellt sind und in Längsrichtung und in seitlicher Richtung gestapelt sind, so dass die mit den ersten Gasleitungsrohren ausgetauschte Wärmemenge des Kühlwassers unterschiedlich zu der der zweiten Gasleitungsrohre erbracht wird.
Vorrichtung nach Anspruch 4, 5 oder 6, wobei ein Ansaugkanal von einem der ersten Gasleitungsrohre nahe bei dem Ansaugkanal des zweiten Gasleitungsrohres angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, 6 oder 7, wobei die ersten Gasleitungsrohre und die zweiten Gasleitungsrohre in einer elliptischen Form ausgebildet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, wobei der Zylinderblockkörper mit einem Einlass versehen ist, in den das Kühlwasser von außerhalb des Zylinderblockkörpers eingeleitet wird, sowie mit einem Zufuhreinlass, der das Kühlwasser von dem Einlass in den Wassermantel einleitet, wobei das Kühlwasser zum Zufuhreinlass und dem AGR-Kühlereinsatzteil strömt.
Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei der AGR-Kühler mit einer relativ großen Menge an mit dem Kühlwasser aus dem einen bzw. den mehreren AGR-Kühlern ausgetauschter Wärme relativ nahe an dem Einlass angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei der eine oder die mehreren Räume aufweist/en: einen ersten Raum, in den der erste AGR-Kühler eingesetzt ist; und einen zweiten Raum, in den der zweite AGR-Kühler eingesetzt ist, und wobei der erste Raum mit dem zweiten Raum kommuniziert, so dass das Kühlwasser, das mit dem ersten AGR-Kühler in Wärmeaustausch getreten ist, von dem ersten Raum in den zweiten Raum geleitet wird.
Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Zylinderblockkörper einen Einlass umfasst, in den das Kühlwasser von außerhalb des Zylinderblockkörpers eingeleitet wird, und einen Zufuhreinlass, welcher das Kühlwasser von dem Einlass in den Wassermantel leitet, wobei der erste Raum das über den Einlass eingeleitete Kühlwasser an den Zufuhreinlass und den ersten AGR-Kühler verteilt.
Verfahren zum Kühlen eines Fahrzeugmotors, wobei das Verfahren umfasst: Einleiten von Kühlwasser von außerhalb eines Zylinderblocks eines Fahrzeugs; Zuführen von in den Zylinderblock eingeleitetem Kühlwasser zu einem Zylinderblockkörper, der eine Form des Zylinderblocks bildet, sowie zu einem AGR-Kühlereinsatzteil, das in dem Zylinderblockkörper ausgebildet ist; Zuführen des einem Zylinderblock zugeführten Kühlwassers zu einem Wassermantel, der um einen Verbrennungsraum herum gebildet ist, um mit einem Kolben in Wärmeaustausch zu treten, und Zuführen des Kühlwassers zum Wärmeaustausch mit einem oder mehr AGR-Kühlern, die in das AGR-Kühlereinsatzteil eingesetzt sind; und Abführen von Abgas nach dem Wärmeaustausch zwischen dem zu dem AGR-Kühlereinsatzteil zugeführten Kühlwasser und dem einen oder mehr AGR-Kühlern, die in das AGR-Kühlereinsatzteil eingesetzt sind.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei der eine oder mehr AGR-Kühler jeweils mit einer Vielzahl von Gasleitungen versehen sind, die in Wärmeaustausch mit dem Kühlwasser stehen, und zumindest zwei der Vielzahl von Gasleitungen unterschiedlich vorgesehen sind, so dass eine mit dem Kühlwasser ausgetauschte Wärmemenge entsprechend variiert.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei in dem einen oder mehr AGR-Kühler/n ein Ansaugkanal, der das in einem Motor verbrannte Abgas aufnimmt, das Abgas ansaugt und über die Gasleitung in Wärmeaustausch steht, und wobei das Abgas über einen Abgaskanal abgeführt wird.