DE102017126218B4 - Motorsystem mit einem integrierten Ladeluftkühler - Google Patents

Motorsystem mit einem integrierten Ladeluftkühler Download PDF

Info

Publication number
DE102017126218B4
DE102017126218B4 DE102017126218.0A DE102017126218A DE102017126218B4 DE 102017126218 B4 DE102017126218 B4 DE 102017126218B4 DE 102017126218 A DE102017126218 A DE 102017126218A DE 102017126218 B4 DE102017126218 B4 DE 102017126218B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
exhaust gas
intake air
inlet
link
heat exchanger
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.)
Active
Application number
DE102017126218.0A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102017126218A1 (de
Inventor
Won Rok CHOI
Seung Jae KANG
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 DE102017126218A1 publication Critical patent/DE102017126218A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102017126218B4 publication Critical patent/DE102017126218B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B29/00—Engines characterised by provision for charging or scavenging not provided for in groups F02B25/00, F02B27/00 or F02B33/00 - F02B39/00; Details thereof
    • F02B29/04—Cooling of air intake supply
    • F02B29/045—Constructional details of the heat exchangers, e.g. pipes, plates, ribs, insulation, materials, or manufacturing and assembly
    • F02B29/0475—Constructional details of the heat exchangers, e.g. pipes, plates, ribs, insulation, materials, or manufacturing and assembly the intake air cooler being combined with another device, e.g. heater, valve, compressor, filter or EGR cooler, or being assembled on a special engine location
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P3/00—Liquid cooling
    • F01P3/12—Arrangements for cooling other engine or machine parts
    • F01P3/14—Arrangements for cooling other engine or machine parts for cooling intake or exhaust valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B27/00—Use of kinetic or wave energy of charge in induction systems, or of combustion residues in exhaust systems, for improving quantity of charge or for increasing removal of combustion residues
    • F02B27/02—Use of kinetic or wave energy of charge in induction systems, or of combustion residues in exhaust systems, for improving quantity of charge or for increasing removal of combustion residues the systems having variable, i.e. adjustable, cross-sectional areas, chambers of variable volume, or like variable means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B29/00—Engines characterised by provision for charging or scavenging not provided for in groups F02B25/00, F02B27/00 or F02B33/00 - F02B39/00; Details thereof
    • F02B29/04—Cooling of air intake supply
    • F02B29/0406—Layout of the intake air cooling or coolant circuit
    • F02B29/0437—Liquid cooled heat exchangers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B29/00—Engines characterised by provision for charging or scavenging not provided for in groups F02B25/00, F02B27/00 or F02B33/00 - F02B39/00; Details thereof
    • F02B29/04—Cooling of air intake supply
    • F02B29/045—Constructional details of the heat exchangers, e.g. pipes, plates, ribs, insulation, materials, or manufacturing and assembly
    • F02B29/0462—Liquid cooled heat exchangers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0002—Controlling intake air
    • F02D41/0007—Controlling intake air for control of turbo-charged or super-charged engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0047—Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
    • F02D41/005—Controlling exhaust gas recirculation [EGR] according to engine operating conditions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0047—Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
    • F02D41/005—Controlling exhaust gas recirculation [EGR] according to engine operating conditions
    • F02D41/0052—Feedback control of engine parameters, e.g. for control of air/fuel ratio or intake air amount
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/02—EGR systems specially adapted for supercharged engines
    • F02M26/04—EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
    • F02M26/05—High pressure loops, i.e. wherein recirculated exhaust gas is taken out from the exhaust system upstream of the turbine and reintroduced into the intake system downstream of the compressor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/02—EGR systems specially adapted for supercharged engines
    • F02M26/04—EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
    • F02M26/06—Low pressure loops, i.e. wherein recirculated exhaust gas is taken out from the exhaust downstream of the turbocharger turbine and reintroduced into the intake system upstream of the compressor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/22—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage
    • F02M26/23—Layout, e.g. schematics
    • F02M26/24—Layout, e.g. schematics with two or more coolers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/22—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage
    • F02M26/23—Layout, e.g. schematics
    • F02M26/28—Layout, e.g. schematics with liquid-cooled heat exchangers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/22—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage
    • F02M26/29—Constructional details of the coolers, e.g. pipes, plates, ribs, insulation or materials
    • F02M26/30—Connections of coolers to other devices, e.g. to valves, heaters, compressors or filters; Coolers characterised by their location on the engine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M35/00—Combustion-air cleaners, air intakes, intake silencers, or induction systems specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M35/10—Air intakes; Induction systems
    • F02M35/10209—Fluid connections to the air intake system; their arrangement of pipes, valves or the like
    • F02M35/10222—Exhaust gas recirculation [EGR]; Positive crankcase ventilation [PCV]; Additional air admission, lubricant or fuel vapour admission
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D21/0001—Recuperative heat exchangers
    • F28D21/0003—Recuperative heat exchangers the heat being recuperated from exhaust gases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/16—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F27/00—Control arrangements or safety devices specially adapted for heat-exchange or heat-transfer apparatus
    • F28F27/02—Control arrangements or safety devices specially adapted for heat-exchange or heat-transfer apparatus for controlling the distribution of heat-exchange media between different channels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P1/00—Air cooling
    • F01P1/06—Arrangements for cooling other engine or machine parts
    • F01P1/08—Arrangements for cooling other engine or machine parts for cooling intake or exhaust valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2060/00—Cooling circuits using auxiliaries
    • F01P2060/02—Intercooler
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2060/00—Cooling circuits using auxiliaries
    • F01P2060/12—Turbo charger
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0002—Controlling intake air
    • F02D2041/0017—Controlling intake air by simultaneous control of throttle and exhaust gas recirculation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2250/00—Arrangements for modifying the flow of the heat exchange media, e.g. flow guiding means; Particular flow patterns
    • F28F2250/06—Derivation channels, e.g. bypass
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
  • Supercharger (AREA)

Abstract

Integrierte Ladeluftkühlervorrichtung, welcher Ansaugluft und Rückführungsabgas zugeführt werden und welche die Ansaugluft und das Rückführungsabgas kühlt, wobei die integrierte Ladeluftkühlervorrichtung aufweist:einen Wärmetauscher (370), in welchem Gasdurchgänge (374), durch welche die Ansaugluft und das Rückführungsabgas hindurchtreten, und Kühlmitteldurchgänge (372), durch welche ein Kühlmittel hindurchtritt, von einer ersten Seite zu einer zweiten Seite eines Ansaugkrümmers abwechselnd ausgebildet sind; undeine variable Vorrichtung, welche eine Fläche eines Abgaszuführbereichs (340) und eine Fläche eines Ansaugluftzuführbereichs (342) an einer Vorderseite (376) einer Einlassseite des Wärmetauschers (370) steuert.

Description

  • Für die Anmeldung wird die Priorität der am 11. Mai 2017 eingereichten koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2017-0058624 beansprucht.
  • Die Erfindung betrifft ein Motorsystem (z.B. Verbrennungsmotorsystem) mit einem integrierten Ladeluftkühler (oder Zwischenkühler), das derart konfiguriert ist, dass es Rückführungsabgas und komprimierte Ansaugluft kühlt und die Kapazitäten zum Kühlen von Ansaugluft und Rückführungsabgas verändert.
  • Im Allgemeinen weist ein Motor ein Abgasrückführung(EGR)-System auf, das einen Teil des Abgases zu einer Ansaugleitung zurückführt, um eine maximale Temperatur während der Verbrennung zu senken, wodurch das Auftreten von NOx unterdrückt wird.
  • Eine Zielluftmenge für jeden Betriebsbereich wird für den Motor gesetzt, eine EGR-Gas(Rückführungsabgas)-Menge und eine Menge der eingeführten Ansaugluft werden durch Steuerung der relativen Einschaltdauer der EGR eingestellt, die EGR-Gas-Menge wird im Voraus für jeden Betriebsbereich ermittelt, und die Menge des Rückführungsabgases wird durch Steuerung eines EGR-Ventils entsprechend einem tatsächlichen Betriebsbereich eingestellt.
  • Außerdem wird ein Turbolader oder ein Kompressor bei einem Verbrennungsmotor verwendet, um eine ausreichende Menge von Ansaugluft einzuführen, während ein Ansaugventil geöffnet ist, und der Turbolader und der Kompressor verbessern die Effizienz des Ladens eines Zylinders des Motors mit Luft und erhöhen die Leistung.
  • Ein Niederdruck-EGR-System weist eine Einlassleitung, welche Frischluft zu dem Motor führt, eine Auslassleitung, welche derart ausgebildet ist, dass sie Abgas an die Außenseite abführt, eine Niederdruck-EGR-Leitung, welche von der Auslassleitung abzweigt und mit der Einlassleitung derart verbunden ist, dass das Abgas durch diese hindurch zurückgeführt wird, einen Niederdruck-EGR-Kühler, welcher in der Niederdruck-EGR-Leitung derart konfiguriert ist, dass er das Rückführungsabgas kühlt, und ein Niederdruck-EGR-Ventil auf, welches in der Niederdruck-EGR-Leitung angeordnet ist und die Menge von Rückführungsabgas einstellt.
  • Außerdem weist ein Hochdruck-EGR-System eine Hochdruck-EGR-Leitung, welche Hochtemperatur- und Hochdruck-Abgas, das von einem Abgaskrümmer abgeführt wird, zu einem Ansaugkrümmer führt, einen Hochdruck-EGR-Kühler, welcher das Hochtemperatur- und Hochdruck-Abgas kühlt, das durch die Hochdruck-EGR-Leitung hindurchtritt, und ein Niederdruck-EGR-Ventil auf.
  • Indessen ist ein Ladeluftkühler in der Einlassleitung angeordnet, um die Hochtemperatur- und Hochdruck-Ansaugluft zu kühlen, die von dem Turbolader komprimiert wird, und in letzter Zeit wird ein wassergekühlter Ladeluftkühler als Zwischenkühler verwendet, so dass ein Kühlmittelkreislauf, der durch den wassergekühlten Ladeluftkühler hindurchtritt, und ein Kühlmittelkreislauf, der durch den Hochdruck-EGR-Kühler hindurchtritt, erforderlich sind.
  • Darüber hinaus können, da der wassergekühlte Ladeluftkühler und der Hochdruck-EGR-Kühler vorgesehen sind, die Bauteilkosten erhöht werden, und eine Kühlungskapazität kann unter einer Niedrigdrehzahl- und Niedriglast-Bedingung oder einer Hochdrehzahl- und Hochlast-Bedingung unzureichend oder übermäßig sein.
  • Aus der DE 10 2004 032 777 A1 ist eine integrierte Ladeluftkühlervorrichtung bekannt, welcher Ansaugluft und Rückführungsabgas zugeführt werden und welche die Ansaugluft und das Rückführungsabgas kühlt, wobei die integrierte Ladeluftkühlervorrichtung aufweist: einen Wärmetauscher, in welchem Gasdurchgänge, durch welche die Ansaugluft und das Rückführungsabgas hindurchtreten, und Kühlmitteldurchgänge, durch welche ein Kühlmittel hindurchtritt, von einer ersten Seite zu einer zweiten Seite eines Ansaugkrümmers abwechselnd ausgebildet sind; und eine variable Vorrichtung, welche den Abgasmassenstrom und den Ansaugmassenstrom an einer Vorderseite einer Einlassseite des Wärmetauschers steuert. Aus der US 2005 / 0 269 062 A1 ist eine Vorrichtung bekannt, mit welcher Flächen von Zuführbereichen zweier Medien an einer Einlassseite eines Wärmetauschers variabel eingestellt werden. Aus der EP 1 671 020 B1 ist ein Ladeluftkühler eines Kraftfahrzeugs bekannt, bei dem eine reduzierte Abkühlung der Ladeluft erreicht wird mittels Absperren einer bestimmten Anzahl von Rohren des Ladeluftkühlers.
  • Mit der Erfindung wird ein Motorsystem mit einem integrierten Ladeluftkühler geschaffen, bei welchem ein Hochdruck-EGR-Kühler und ein wassergekühlter Ladeluftkühler in einer einzigen Vorrichtung integriert sind, so dass die Kapazitäten zum Kühlen von Hochdruck-Rückführungsabgas und Ansaugluft mittels des integrierten Ladeluftkühlers gesteuert werden, die Bauteilkosten und der Raum reduziert werden, und der gesamte Kühlkreislauf vereinfacht wird.
  • Gemäß verschiedenen Aspekten der Erfindung ist ein integrierter Ladeluftkühler vorgesehen, welchem Ansaugluft und Rückführungsabgas zugeführt werden und welcher die Ansaugluft und das Rückführungsabgas kühlt, wobei der integrierte Ladeluftkühler einen Wärmetauscher, in welchem Gasdurchgänge, durch welche die Ansaugluft und das Rückführungsabgas hindurchtreten, und Kühlmitteldurchgänge, durch welche ein Kühlmittel hindurchtritt, von einer Vorderseite zu einer Rückseite wechselweise ausgebildet sind, und eine variable Vorrichtung aufweist, welche eine Fläche (z.B. Querschnittsfläche oder Durchgangsfläche) eines Abgaszuführbereichs und eine Fläche (z.B. Querschnittsfläche oder Durchgangsfläche) eines Ansaugluftzuführbereichs an einer Vorderseite einer Einlassseite des Wärmetauschers steuert.
  • Die variable Vorrichtung kann einen konischen Einlassabschnitt, welcher einen Einlassraum bildet, in den die Ansaugluft und das Rückführungsabgas zugeführt werden, und welcher entlang einem Außenumfang der Vorderseite des Wärmetauschers befestigt ist, eine Trennwand, welche in dem konischen Einlassabschnitt montiert ist und den Einlassraum in einen ersten Einlassraum, in den das Rückführungsabgas zugeführt wird, und einen zweiten Einlassraum teilt, in den die Ansaugluft zugeführt wird, und eine Betätigungseinrichtung aufweisen, welche den Abgaszuführbereich und den Ansaugluftzuführbereich durch Ziehen oder Drücken einer Seite der Trennwand mittels einer Stange verändert.
  • Die Trennwand kann eine bewegbare Platte, welche an der Vorderseite des Wärmetauschers derart angeordnet ist, dass sie mittels der Stange durch die Betätigungseinrichtung hin- und herbewegbar ist, ein feststehendes Element, welches in dem Einlassraum des konischen Einlassabschnitts in einem vorbestimmten Abstand von der bewegbaren Platte angeordnet ist, und einen Verbindungsmechanismus aufweisen, welcher das feststehende Element und die bewegbare Platte miteinander verbindet und den Einlassraum in den ersten und den zweiten Einlassraum teilt.
  • Der Verbindungsmechanismus kann ein Gelenkstück, welches einen vorderen Endabschnitt aufweist, der über ein Gelenk mit dem feststehenden Element verbunden ist, und ein variables Verbindungsstück aufweisen, welches einen hinteren Endabschnitt, der über ein Gelenk mit der bewegbaren Platte verbunden ist, und einen vorderen Endabschnitt aufweist, der über einen Bolzen mit dem Gelenkstück gekuppelt ist.
  • Ein Schlitz kann in einem der Abschnitte ausgebildet sein, wo das variable Verbindungsstück und das Gelenkstück miteinander verbunden sind, und ein Bolzen, der in den Schlitz eingesetzt ist, kann das variable Verbindungsstück mit dem Gelenkstück verbinden.
  • Der integrierte Ladeluftkühler kann einen konischen Auslassabschnitt aufweisen, welcher entlang einem Außenumfang einer Rückseite des Wärmetauschers befestigt ist und einen Auslassraum bildet, durch welchen hindurch die Ansaugluft und das Rückführungsabgas gemischt und abgeführt werden.
  • Eine Seite und die andere Seite des Kühlmitteldurchgangs können mit einer Kühlmittelzuführleitung bzw. einer Kühlmittelabführleitung verbunden sein.
  • Gemäß verschiedenen Aspekten der Erfindung ist ein Motorsystem mit einem integrierten Ladeluftkühler vorgesehen, welchem von einer Seite Ansaugluft, die durch einen Turbolader komprimiert wird, und Rückführungsabgas, das zurückgeführt wird, zugeführt werden und welcher die Ansaugluft und das Rückführungsabgas kühlt und die Ansaugluft und das Rückführungsabgas einem Motor zuführt, wobei der integrierte Ladeluftkühler einen Wärmetauscher, in welchem Gasdurchgänge, durch welche die Ansaugluft und das Rückführungsabgas hindurchtreten, und Kühlmitteldurchgänge, durch welche ein Kühlmittel hindurchtritt, von einer Vorderseite zu einer Rückseite wechselweise ausgebildet sind, eine variable Vorrichtung, welche eine Fläche eines Abgaszuführbereichs, welchem das Rückführungsabgas zugeführt wird, und eine Fläche eines Ansaugluftzuführbereichs, welchem die Ansaugluft zugeführt wird, an einer Vorderseite einer Einlassseite des Wärmetauschers steuert, und eine Steuereinrichtung aufweist, welche die variable Vorrichtung basierend auf einem Fahrzustand (bzw. einer Antriebsbedingung) steuert.
  • Die variable Vorrichtung kann einen konischen Einlassabschnitt, welcher entlang einem Außenumfang der Vorderseite des Wärmetauschers befestigt ist und einen Einlassraum bildet, in den die Ansaugluft und das Rückführungsabgas zugeführt werden, eine Trennwand, welche in dem konischen Einlassabschnitt montiert ist und den Einlassraum in einen ersten Einlassraum, in den das Rückführungsabgas zugeführt wird, und einen zweiten Einlassraum teilt, in den die Ansaugluft zugeführt wird, und eine Betätigungseinrichtung aufweisen, welche den Abgaszuführbereich und den Ansaugluftzuführbereich durch Ziehen oder Drücken einer Seite der Trennwand mittels einer Stange verändert.
  • Die Trennwand kann eine bewegbare Platte, welche an der Vorderseite des Wärmetauschers derart angeordnet ist, dass sie mittels der Stange durch die Betätigungseinrichtung hin- und herbewegbar ist, ein feststehendes Element, welches in dem Einlassraum des konischen Einlassabschnitts in einem vorbestimmten Abstand von der bewegbaren Platte angeordnet ist, und einen Verbindungsmechanismus aufweisen, welcher das feststehende Element und die bewegbare Platte miteinander verbindet und den Einlassraum in den ersten und den zweiten Einlassraum teilt.
  • Der Verbindungsmechanismus kann ein Gelenkstück, welches einen vorderen Endabschnitt aufweist, der über ein Gelenk mit dem feststehenden Element verbunden ist, und ein variables Verbindungsstück aufweisen, welches einen hinteren Endabschnitt, der über ein Gelenk mit der bewegbaren Platte verbunden ist, und einen vorderen Endabschnitt aufweist, der über einen Bolzen mit dem Gelenkstück gekuppelt ist.
  • Ein Schlitz kann in einem der Abschnitte ausgebildet sein, wo das variable Verbindungsstück und das Gelenkstück miteinander verbunden sind, und ein Bolzen, der in den Schlitz eingesetzt ist, kann das variable Verbindungsstück mit dem Gelenkstück verbinden.
  • Der Turbolader kann eine Turbine, welche in einer Auslassleitung angeordnet ist, und einen Kompressor aufweisen, welcher die über eine Einlassleitung strömende Ansaugluft durch die Turbine komprimiert.
  • Eine Seite des konischen Einlassabschnitts kann mit einer Hochdruck-EGR-Leitung verbunden sein, durch welche EGR-Gas hindurchströmt, das von einer Zustromseite der Turbine abgeführt wird.
  • Die andere Seite des konischen Einlassabschnitts kann mit der Einlassleitung verbunden sein, durch welche die Ansaugluft hindurchströmt, die durch den Kompressor komprimiert wird.
  • Die Steuereinrichtung kann durch Bewegen der bewegbaren Platte in einer Richtung mittels Steuerung der Betätigungseinrichtung den Abgaszuführbereich vergrößern und den Ansaugluftzuführbereich verkleinern, wenn ermittelt wird, dass der Motor unter einer Niedrigdrehzahl- und einer Niedriglast-Bedingung betrieben wird, und kann durch Bewegen der bewegbaren Platte in der anderen Richtung mittels Steuerung der Betätigungseinrichtung den Abgaszuführbereich verkleinern und den Ansaugluftzuführbereich vergrößern, wenn ermittelt wird, dass der Motor unter einer Hochdrehzahl- und Hochlast-Bedingung betrieben wird.
  • Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung werden zum Erreichen des oben genannten Ziels eine Kapazität zum Kühlen von Rückführungsabgas und eine Kapazität zum Kühlen von Ansaugluft mittels der Betätigungseinrichtung entsprechend der Zuführmenge des Hochdruck-Rückführungsabgases und der Zuführmenge der Ansaugluft geändert, so dass die Kühlungseffizienz verbessert wird, und die beiden Kühler sind in einer einzigen Vorrichtung integriert, so dass die Anzahl von Bauteilen reduziert wird, ein Raum eingespart wird und die Produktivität verbessert wird.
  • Die Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
    • 1 eine schematische Ansicht eines Motorsystems mit einem EGR-Kühler bezogen auf die Erfindung;
    • 2 eine schematische Ansicht eines Motorsystems mit einem integrierten Ladeluftkühler gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung;
    • 3 einen Schnitt des integrierten Ladeluftkühlers gemäß der beispielhaften Ausführungsform der Erfindung;
    • 4 einen Schnitt des integrierten Ladeluftkühlers gemäß der beispielhaften Ausführungsform der Erfindung im Zustand eines ersten Betriebsmodus;
    • 5 einen Schnitt des integrierten Ladeluftkühlers gemäß der beispielhaften Ausführungsform der Erfindung im Zustand eines zweiten Betriebsmodus; und
    • 6 eine perspektivische Teilansicht eines Betätigungsabschnitts des integrierten Ladeluftkühlers gemäß der beispielhaften Ausführungsform der Erfindung.
  • Es versteht sich, dass die angehängten Zeichnungen nicht unbedingt maßstabsgetreu sind und eine etwas vereinfachte Darstellung verschiedener Eigenschaften darstellen, welche die grundlegenden Prinzipien der Erfindung aufzeigen. Die speziellen Gestaltungsmerkmale der vorliegenden Erfindung, die zum Beispiel spezielle Abmessungen, Ausrichtungen, Positionen und Formen umfassen, wie sie hierin offenbart sind, werden teilweise durch die jeweils beabsichtigte Anwendung und Nutzungsumgebung bestimmt.
  • In den Figuren beziehen sich die Bezugszeichen auf dieselben oder äquivalente Teile der vorliegenden Erfindung durch die einzelnen Figuren der Zeichnung hinweg.
  • Nachfolgend wird nun auf verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ausführlich Bezug genommen, von denen Beispiele in den beigefügten Zeichnungen dargestellt und nachstehend beschrieben sind. Obwohl die Erfindung in Verbindung mit beispielhaften Ausführungsformen beschrieben ist, versteht es sich, dass die vorliegende Beschreibung nicht dazu bestimmt ist, die Erfindung auf diese beispielhaften Ausführungsformen zu beschränken. Im Gegenteil ist die Erfindung dazu bestimmt, nicht nur die beispielhaften Ausführungsformen, sondern auch verschiedene Alternativen, Modifikationen, Äquivalente und andere Ausführungsformen abzudecken, welche im Sinn und Bereich der Erfindung, wie durch die beigefügten Ansprüche definiert ist, enthalten sein können.
  • Mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen werden nachfolgend beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung ausführlich beschrieben.
  • Die Größe und Dicke jedes Bauelements, das in der Zeichnung dargestellt ist, sind zum Verständnis und zur Einfachheit der Beschreibung willkürlich gezeigt, jedoch ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Die Dicken von verschiedenen Abschnitten und Bereichen sind zur deutlichen Beschreibung des obigen vergrößert.
  • Teile, die für die Beschreibung irrelevant sind, werden weggelassen, um die beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung deutlich zu beschreiben.
  • In der folgenden Beschreibung sind die Bezeichnungen von Bauelementen als ein erstes, ein zweites und dergleichen klassifiziert, um die Bauelemente mit derselben Bezeichnung zu unterscheiden, und die Bezeichnungen sind nicht unbedingt auf die Reihenfolge beschränkt.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung kann Rückführungsabgas als Abgasrückführung (EGR) bezeichnet werden.
  • Mit Bezug auf 1 weist ein Motorsystem als Bauteile eine Einlassleitung 100, einen Motor 110, einen Ladeluftkühler 120, eine Hochdruck-EGR-Leitung 130, einen Hochdruck-EGR-Kühler 135, eine Auslassleitung 140, einen DPF (Dieselpartikelfilter) 150, eine Niederdruck-EGR-Leitung 160, einen Niederdruck-EGR-Kühler 165 und einen Turbolader 170 auf. Hier weist der Turbolader 170 eine Turbine 172 und einen Kompressor 174 auf.
  • Der Kompressor 174 und der Ladeluftkühler 120 sind in der Einlassleitung 100 angeordnet, und die Turbine 172 und der DPF 150 sind in der Auslassleitung 140 angeordnet.
  • Die Hochdruck-EGR-Leitung 130 zweigt von der Auslassleitung 140 an einer Zustromseite der Turbine 172 ab und geht in einen Ansaugkrümmer des Motors 110 über, und der Hochdruck-EGR-Kühler 135 ist in der Hochdruck-EGR-Leitung 130 angeordnet.
  • Die Niederdruck-EGR-Leitung 160 zweigt von der Auslassleitung 140 an einer Abstromseite des DPF 150 ab und geht in eine Zustromseite des Kompressors 174 über, und der Niederdruck-EGR-Kühler 165 ist in der Niederdruck-EGR-Leitung 160 angeordnet.
  • Indessen kann, da der Hochdruck-EGR-Kühler 135 und der Ladeluftkühler 120 angeordnet sind, die Anzahl von Bauteilen vergrößert werden, und der Einbauraum und das Gewicht können erhöht werden.
  • Mit Bezug auf 2 weist ein Motorsystem mit einem integrierten Ladeluftkühler gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung als Hauptbauteile eine Einlassleitung 100, einen Turbolader 170, einen integrierten Ladeluftkühler 255, einen Motor 110, eine Auslassleitung 140, einen DPF (Dieselpartikelfilter) 150, eine Niederdruck-EGR-Leitung 160, einen Niederdruck-EGR-Kühler 165 und eine Hochdruck-EGR-Leitung 130 auf. Hier weist der Turbolader 170 eine Turbine 172 und einen Kompressor 174 auf.
  • In der beispielhaften Ausführungsform der Erfindung ist der integrierte Ladeluftkühler 255 von einem wassergekühlten Typ und kühlt komprimierte Luft, die durch die Einlassleitung 100 hindurchtritt, und Hochdruck-Rückführungsabgas, das durch die Hochdruck-EGR-Leitung 130 hindurchtritt, und die gekühlte Einlassluft und das gekühlte Abgas werden vermischt und über einen Ansaugkrümmer zu dem Motor 110 geführt. Darüber hinaus kann der integrierte Ladeluftkühler 255 ein Aluminiummaterial aufweisen.
  • Dem Motor 110 wird das Gasgemisch der Ansaugluft und des Abgases zugeführt, und der Motor 110 komprimiert das Gasgemisch mittels eines Kolbens, spritzt Kraftstoff in das Gasgemisch ein, verbrennt den Kraftstoff und erzeugt eine Drehkraft mittels Verbrennungsdruck, und das Verbrennungsgas wird über einen Abgaskrümmer zu der Auslassleitung abgeführt.
  • Die Turbine 172 wird durch Abgas gedreht und dreht den Kompressor 174, und der DPF 150, der in der Auslassleitung 140 angeordnet ist, fängt Partikel auf, die in dem Abgas enthalten sind, wodurch Schadstoffe reduziert werden.
  • Der Niederdruck-EGR-Kühler 165 ist in der Niederdruck-EGR-Leitung 160 angeordnet, um Niederdruck-Rückführungsabgas zu kühlen, und ein EGR-Ventil kann in der Niederdruck-EGR-Leitung 160 angeordnet sein.
  • Mit Bezug auf 3 weist das Motorsystem als Hauptbauteile eine Steuereinrichtung 300 und den integrierten Ladeluftkühler 255 auf, und der integrierte Ladeluftkühler 255 weist als Hauptbauteile einen Auslassraum 325, einen konischen Auslassabschnitt 312, eine Rückseite 378, Kühlmitteldurchgänge 372, eine Vorderseite 376, Gasdurchgänge 374, eine Trennwand 350, einen konischen Einlassabschnitt 310, einen Einlassraum 320, eine Stange 332, eine Betätigungseinrichtung 330 und einen Wärmetauscher 370 auf.
  • Hier weist der Einlassraum 320 einen ersten Einlassraum 322 und einen zweiten Einlassraum 324 auf, und die Trennwand 350 weist eine bewegbare Platte 352, ein variables Verbindungsstück 354, einen Schlitz 356, einen Bolzen 358, ein Gelenkstück 360 und ein feststehendes Element 362 auf.
  • Der Wärmetauscher 370 des integrierten Ladeluftkühlers 255 hat eine Struktur, in welcher die Gasdurchgänge 374 und die Kühlmitteldurchgänge 372 von einer Unterseite zu einer Oberseite abwechselnd ausgebildet sind. Das Rückführungsabgas oder die Ansaugluft tritt durch die Gasdurchgänge 374 hindurch, und ein Kühlmittel tritt durch die Kühlmitteldurchgänge 372 hindurch.
  • Die Vorderseite 376 und die Rückseite 378 sind an einer vorderen und einer hinteren Seite des Wärmetauschers 370 ausgebildet, die Gasdurchgänge 374 sind von der Vorderseite 376 zu der Rückseite 378 ausgebildet, die Kühlmitteldurchgänge 372 sind zwischen der Vorderseite 376 und der Rückseite 378 ausgebildet, ein Abgaszuführbereich 340 ist an der Vorderseite 376 oberhalb der bewegbaren Platte 352 ausgebildet, und ein Ansaugluftzuführbereich 342 ist unterhalb der bewegbaren Platte 352 ausgebildet.
  • Der konische Einlassabschnitt 310 ist entlang einem Außenumfang der vorderen Seite des Wärmetauschers 370 montiert und bildet den Einlassraum 320, und der konische Auslassabschnitt 312 ist entlang einem Außenumfang der hinteren Seite des Wärmetauschers 370 montiert und bildet den Auslassraum 325.
  • Einer Seite des konischen Einlassabschnitts 310, die mit der Hochdruck-EGR-Leitung 130 verbunden ist, wird Hochdruck-Rückführungsabgas zugeführt, und der anderen Seite des konischen Einlassabschnitts 310, die mit der Einlassleitung 100 verbunden ist, wird komprimierte Luft zugeführt.
  • Dem ersten Einlassraum 322 wird das Rückführungsabgas zugeführt, dem zweiten Einlassraum 324 wird die Ansaugluft zugeführt, und der erste und der zweite Einlassraum 322 und 324 sind durch die Trennwand 350 vertikal getrennt.
  • Die bewegbare Platte 352 der Trennwand 350 ist an der vorderen Seite des Wärmetauschers 370 angeordnet, das feststehende Element 362 ist in einer vorderen Mitte des konischen Einlassabschnitts 310 angeordnet, und das variable Verbindungsstück 354 und das Gelenkstück 360 der Trennwand 350 verbinden die bewegbare Platte 352 und das feststehende Element 362 miteinander.
  • Detaillierter ist ein vorderer Endabschnitt der bewegbaren Platte 352 über einen Bolzen mit dem variablen Verbindungsstück 354 verbunden, ein vorderer Endabschnitt des variablen Verbindungsstücks 354 ist über den Schlitz 356 und den Bolzen 358 mit dem Gelenkstück 360 verbunden, und das Gelenkstück 360 ist über einen Bolzen mit einem hinteren Endabschnitt des feststehenden Elements 362 verbunden.
  • Hier ist der Schlitz 356 in einem vorderen Endabschnitt des variablen Verbindungsstücks 354 ausgebildet, und der Bolzen 358, der in den Schlitz 356 eingesetzt ist, ist mit einem hinteren Endabschnitt des Gelenkstücks 360 verbunden, so dass das variable Verbindungsstück 354 und das Gelenkstück 360 miteinander verbunden sind.
  • Die Betätigungseinrichtung 330 ist an einer oberen Außenseite des konischen Einlassabschnitts 310 korrespondierend mit der bewegbaren Platte 352 fest angeordnet und kann die bewegbare Platte 352 mittels der Stange 332 nach oben ziehen oder nach unten drücken.
  • Die Steuereinrichtung 300 ermittelt oder selektiert die Zuführmenge des Hochdruck-Rückführungsabgases und die Zuführmenge der Ansaugluft entsprechend einem Fahrzustand und steuert die Betätigungseinrichtung 330 basierend auf der ermittelten oder selektierten Zuführmenge des Hochdruck-Rückführungsabgases und der ermittelten oder selektierten Zuführmenge der Ansaugluft durch Steuerung einer vertikalen Position der bewegbaren Platte 352.
  • Im Allgemeinen gilt, je kleiner die Zuführmenge des Hochdruck-Rückführungsabgases, desto größer die Zuführmenge der Ansaugluft, und je größer die Zuführmenge des Hochdruck-Rückführungsabgases, desto kleiner die Zuführmenge der Ansaugluft.
  • In der beispielhaften Ausführungsform der Erfindung werden eine Kapazität zum Kühlen von Rückführungsabgas und eine Kapazität zum Kühlen von Ansaugluft durch Steuerung einer Position der bewegbaren Platte 352 mittels der Betätigungseinrichtung 330 entsprechend der Zuführmenge des Hochdruck-Rückführungsabgases und der Zuführmenge der Ansaugluft geändert, um die Kühleffizienz zu verbessern, und die beiden Kühler sind in einer einzigen Vorrichtung integriert, um die Anzahl von Bauteilen zu reduzieren, Raum zu sparen und die Produktivität zu verbessern.
  • Mit Bezug auf 4 steuert in einem ersten Betriebsmodus des integrierten Ladeluftkühlers basierend auf Fahrzuständen (Drehzahl, Last usw.) des Motors unter einer Hochdrehzahl- und einer Hochlast-Bedingung die Steuereinrichtung 300 die Betätigungseinrichtung 330 derart, dass die Betätigungseinrichtung 330 die bewegbare Platte 352 mittels der Stange 332 um eine vorbestimmte Strecke nach oben zieht.
  • Daher wird der Abgaszuführbereich 340 verkleinert, und der Ansaugluftzuführbereich 342 wird vergrößert. Somit wird eine Kapazität zum Kühlen des Hochdruck-Rückführungsabgases verringert, und eine Kapazität zum Kühlen der Ansaugluft wird erhöht.
  • Hier wird ein Abstand zwischen der bewegbaren Platte 352 und dem feststehenden Element 362 durch die Struktur des Schlitzes 356 und des Bolzens 358 geändert.
  • Mit Bezug auf 5 steuert in einem zweiten Betriebsmodus des integrierten Ladeluftkühlers basierend auf Fahrzuständen (Drehzahl, Last usw.) des Motors unter einer Niedrigdrehzahl- und einer Niedriglast-Bedingung die Steuereinrichtung 300 die Betätigungseinrichtung 330 derart, dass die Betätigungseinrichtung 330 die bewegbare Platte 352 mittels der Stange 332 nach unten drückt.
  • Daher wird der Abgaszuführbereich 340 vergrößert, und der Ansaugluftzuführbereich 342 wird verkleinert. Somit wird eine Kapazität zum Kühlen des Hochdruck-Rückführungsabgases erhöht, und eine Kapazität zum Kühlen der Ansaugluft wird verringert.
  • Hier wird ein Abstand zwischen der bewegbaren Platte 352 und dem feststehenden Element 362 durch die Struktur des Schlitzes 356 und des Bolzens 358 geändert.
  • Mit Bezug auf 6 weist die Trennwand 350 die bewegbare Platte 352, das variable Verbindungsstück 354, das Gelenkstück 360 und das feststehende Element 362 auf.
  • Wie in 3 gezeigt, ist eine Seite des vorderen Endabschnitts des feststehenden Elements 362 mit der Hochdruck-EGR-Leitung 130 verbunden, und die andere Seite des vorderen Endabschnitts des feststehenden Elements 362 ist mit der Einlassleitung 100 verbunden.
  • Der hintere Endabschnitt des feststehenden Elements 362 ist mit dem Gelenkstück 360 verbunden, und das Gelenkstück 360 ist derart angeordnet, dass es um den hinteren Endabschnitt des feststehenden Elements 362 drehbar ist.
  • Ein hinterer Endabschnitt der bewegbaren Platte 352 korrespondiert mit der vorderen Seite des Wärmetauschers 370, der vordere Endabschnitt der bewegbaren Platte 352 ist mit einem hinteren Endabschnitt des variablen Verbindungsstücks 354 verbunden, und der hintere Endabschnitt des variablen Verbindungsstücks 354 ist derart angeordnet, dass er um den vorderen Endabschnitt der bewegbaren Platte 352 drehbar ist.
  • Das variable Verbindungsstück 354 und das Gelenkstück 360 sind über den Schlitz 356 und den Bolzen 358 miteinander verbunden, der Schlitz 356 ist in dem vorderen Endabschnitt des variablen Verbindungsstücks 354 ausgebildet, und der Bolzen 358 ist in den Schlitz 356 eingesetzt, so dass das Gelenkstück 360 mit dem variablen Verbindungsstück 354 verbunden ist.
  • Zur Vereinfachung der Erläuterung und genauen Definition in den begleitenden Ansprüchen werden die Begriffe „oben“, „unten“, „innen“, „außen“, „vorn“, „hinten“ verwendet, um die Merkmale der beispielhaften Ausführungsformen in Bezug auf die Positionen dieser Merkmale in den Figuren zu beschreiben.

Claims (16)

  1. Integrierte Ladeluftkühlervorrichtung, welcher Ansaugluft und Rückführungsabgas zugeführt werden und welche die Ansaugluft und das Rückführungsabgas kühlt, wobei die integrierte Ladeluftkühlervorrichtung aufweist: einen Wärmetauscher (370), in welchem Gasdurchgänge (374), durch welche die Ansaugluft und das Rückführungsabgas hindurchtreten, und Kühlmitteldurchgänge (372), durch welche ein Kühlmittel hindurchtritt, von einer ersten Seite zu einer zweiten Seite eines Ansaugkrümmers abwechselnd ausgebildet sind; und eine variable Vorrichtung, welche eine Fläche eines Abgaszuführbereichs (340) und eine Fläche eines Ansaugluftzuführbereichs (342) an einer Vorderseite (376) einer Einlassseite des Wärmetauschers (370) steuert.
  2. Integrierte Ladeluftkühlervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die variable Vorrichtung aufweist: einen konischen Einlassabschnitt (310), welcher einen Einlassraum (320) bildet, in den die Ansaugluft und das Rückführungsabgas zugeführt werden, und welcher entlang einem Außenumfang der Vorderseite (376) des Wärmetauschers (370) befestigt ist; eine Trennwand (350), welche in dem konischen Einlassabschnitt (310) montiert ist und den Einlassraum (320) in einen ersten Einlassraum (322), in den das Rückführungsabgas zugeführt wird, und einen zweiten Einlassraum (324) teilt, in den die Ansaugluft zugeführt wird; und eine Betätigungseinrichtung (330), welche den Abgaszuführbereich (340) und den Ansaugluftzuführbereich (342) durch Ziehen oder Drücken einer Seite der Trennwand (350) mittels einer Stange (332) verändert.
  3. Integrierte Ladeluftkühlervorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Trennwand (350) aufweist: eine bewegbare Platte (352), welche an der Vorderseite (376) des Wärmetauschers (370) derart angeordnet ist, dass sie mittels der Stange (332) durch die Betätigungseinrichtung (330) hin- und herbewegbar ist; ein feststehendes Element (362), welches in dem Einlassraum (320) des konischen Einlassabschnitts (310) in einem vorbestimmten Abstand von der bewegbaren Platte (352) angeordnet ist; und einen Verbindungsmechanismus, welcher das feststehende Element (362) und die bewegbare Platte (352) miteinander verbindet und den Einlassraum (320) in den ersten und den zweiten Einlassraum (322, 324) teilt.
  4. Integrierte Ladeluftkühlervorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Verbindungsmechanismus aufweist: ein Gelenkstück (360), welches einen vorderen Endabschnitt aufweist, der über ein Gelenk mit dem feststehenden Element (362) verbunden ist; und ein variables Verbindungsstück (354), welches einen hinteren Endabschnitt, der über ein Gelenk mit der bewegbaren Platte (352) verbunden ist, und einen vorderen Endabschnitt aufweist, der über einen Bolzen (358) mit dem Gelenkstück (360) gekuppelt ist.
  5. Integrierte Ladeluftkühlervorrichtung nach Anspruch 4, wobei ein Schlitz (356) in einem der Abschnitte ausgebildet ist, wo das variable Verbindungsstück (354) und das Gelenkstück (360) miteinander verbunden sind, und der Bolzen (358) in den Schlitz (356) eingesetzt ist und das variable Verbindungsstück (354) mit dem Gelenkstück (360) verbindet.
  6. Integrierte Ladeluftkühlervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, ferner aufweisend einen konischen Auslassabschnitt (312), welcher entlang einem Außenumfang einer Rückseite (378) des Wärmetauschers (370) befestigt ist und einen Auslassraum (325) bildet, durch welchen hindurch die Ansaugluft und das Rückführungsabgas vermischt und abgeführt werden.
  7. Integrierte Ladeluftkühlervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei eine erste Seite und eine zweite Seite der Kühlmitteldurchgänge (372) mit einer Kühlmittelzuführleitung bzw. einer Kühlmittelabführleitung verbunden sind.
  8. Motorsystem mit einer integrierten Ladeluftkühlervorrichtung, welcher von einer Seite davon Ansaugluft, die durch einen Turbolader (170) komprimiert wird, und Rückführungsabgas, das zurückgeführt wird, zugeführt werden und welche die Ansaugluft und das Rückführungsabgas kühlt und die Ansaugluft und das Rückführungsabgas einem Motor (110) zuführt, wobei die integrierte Ladeluftkühlervorrichtung aufweist: einen Wärmetauscher (370), in welchem Gasdurchgänge (374), durch welche die Ansaugluft und das Rückführungsabgas hindurchtreten, und Kühlmitteldurchgänge (372), durch welche ein Kühlmittel hindurchtritt, von einer Vorderseite (376) zu einer Rückseite (378) davon abwechselnd ausgebildet sind; eine variable Vorrichtung, welche eine Fläche eines Abgaszuführbereichs (340), welchem das Rückführungsabgas zugeführt wird, und eine Fläche eines Ansaugluftzuführbereichs (342), welchem die Ansaugluft zugeführt wird, an einer Vorderseite (376) einer Einlassseite des Wärmetauschers (370) steuert; und eine Steuereinrichtung (300), welche derart konfiguriert ist, dass sie die variable Vorrichtung basierend auf einem Fahrzustand steuert.
  9. Motorsystem nach Anspruch 8, wobei die variable Vorrichtung aufweist: einen konischen Einlassabschnitt (310), welcher entlang einem Außenumfang der Vorderseite (376) des Wärmetauschers (370) befestigt ist und einen Einlassraum (320) bildet, in den die Ansaugluft und das Rückführungsabgas zugeführt werden; eine Trennwand (350), welche in dem konischen Einlassabschnitt (310) montiert ist und den Einlassraum (320) in einen ersten Einlassraum (322), in den das Rückführungsabgas zugeführt wird, und einen zweiten Einlassraum (324) teilt, in den die Ansaugluft zugeführt wird; und eine Betätigungseinrichtung (330), welche den Abgaszuführbereich (340) und den Ansaugluftzuführbereich (342) durch Ziehen oder Drücken einer Seite der Trennwand (350) mittels einer Stange (332) verändert.
  10. Motorsystem nach Anspruch 9, wobei die Trennwand (350) aufweist: eine bewegbare Platte (352), welche an der Vorderseite (376) des Wärmetauschers (370) derart angeordnet ist, dass sie mittels der Stange (332) durch die Betätigungseinrichtung (330) hin- und herbewegbar ist; ein feststehendes Element (362), welches in dem Einlassraum (320) des konischen Einlassabschnitts (310) in einem vorbestimmten Abstand von der bewegbaren Platte (352) angeordnet ist; und einen Verbindungsmechanismus, welcher das feststehende Element (362) und die bewegbare Platte (352) miteinander verbindet und den Einlassraum (320) in den ersten und den zweiten Einlassraum (322, 324) teilt.
  11. Motorsystem nach Anspruch 10, wobei der Verbindungsmechanismus aufweist: ein Gelenkstück (360), welches einen vorderen Endabschnitt aufweist, der über ein Gelenk mit dem feststehenden Element (362) verbunden ist; und ein variables Verbindungsstück (354), welches einen hinteren Endabschnitt, der über ein Gelenk mit der bewegbaren Platte (352) verbunden ist, und einen vorderen Endabschnitt aufweist, der über einen Bolzen (358) mit dem Gelenkstück (360) gekuppelt ist.
  12. Motorsystem nach Anspruch 11, wobei ein Schlitz (356) in einem der Abschnitte ausgebildet ist, wo das variable Verbindungsstück (354) und das Gelenkstück (360) miteinander verbunden sind, und der Bolzen (358) in den Schlitz (356) eingesetzt ist und das variable Verbindungsstück (354) mit dem Gelenkstück (360) verbindet.
  13. Motorsystem nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei der Turbolader (170) eine Turbine (172), welche in einer Auslassleitung (140) angeordnet ist, und einen Kompressor (174) aufweist, welcher die über eine Einlassleitung (100) strömende Ansaugluft durch die Turbine (172) komprimiert.
  14. Motorsystem nach Anspruch 13, wobei eine erste Seite des konischen Einlassabschnitts (310) mit einer Hochdruck-EGR-Leitung (130) verbunden ist, durch welche Hochdruck-EGR-Gas hindurchströmt, das von einer Zustromseite der Turbine (172) abgeführt wird.
  15. Motorsystem nach Anspruch 14, wobei eine zweite Seite des konischen Einlassabschnitts (310) mit der Einlassleitung (100) verbunden ist, durch welche die Ansaugluft hindurchströmt, die durch den Kompressor (174) komprimiert wird.
  16. Motorsystem nach einem der Ansprüche 10 bis 15, wobei die Steuereinrichtung (300) durch Bewegen der bewegbaren Platte (352) in einer ersten Richtung mittels Steuerung der Betätigungseinrichtung (330) den Abgaszuführbereich (340) vergrößert und den Ansaugluftzuführbereich (342) verkleinert, wenn die Steuereinrichtung (300) ermittelt, dass der Motor (110) unter einer Drehzahl, die niedriger als eine vorbestimmte Drehzahl ist, und einer Last, die geringer als eine vorbestimmte Last ist, betrieben wird, und die Steuereinrichtung (300) durch Bewegen der bewegbaren Platte (352) in einer zweiten Richtung mittels Steuerung der Betätigungseinrichtung (330) den Abgaszuführbereich (340) verkleinert und den Ansaugluftzuführbereich (342) vergrößert, wenn die Steuereinrichtung (300) ermittelt, dass der Motor (110) unter einer Drehzahl, die höher als eine vorbestimmte Drehzahl ist, und einer Last, die größer als eine vorbestimmte Last ist, betrieben wird.
DE102017126218.0A 2017-05-11 2017-11-09 Motorsystem mit einem integrierten Ladeluftkühler Active DE102017126218B4 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2017-0058624 2017-05-11
KR1020170058624A KR20180124322A (ko) 2017-05-11 2017-05-11 복합 인터쿨러를 구비한 엔진시스템

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102017126218A1 DE102017126218A1 (de) 2018-11-15
DE102017126218B4 true DE102017126218B4 (de) 2022-09-22

Family

ID=63962414

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102017126218.0A Active DE102017126218B4 (de) 2017-05-11 2017-11-09 Motorsystem mit einem integrierten Ladeluftkühler

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10378430B2 (de)
KR (1) KR20180124322A (de)
DE (1) DE102017126218B4 (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180109195A (ko) * 2017-03-27 2018-10-08 현대자동차주식회사 알루미늄 이지알 쿨러를 구비한 엔진

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004032777A1 (de) 2003-07-07 2005-07-14 Behr Gmbh & Co. Kg Vorrichtung zur Zuführung eines Gasgemisches zu Saugstutzen von Zylindern eines Verbrennungsmotors
US20050269062A1 (en) 2002-08-28 2005-12-08 Pascal Guerrero Heat exchange unit for a motor vehicle and system comprising said unit
EP1671020B1 (de) 2003-10-02 2010-04-14 Behr GmbH & Co. KG Ladeluftkühler eines kraftfahrzeuges
KR20170058624A (ko) 2015-11-19 2017-05-29 주식회사 호원 수동 실러건 간격 유지 장치

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5732688A (en) * 1996-12-11 1998-03-31 Cummins Engine Company, Inc. System for controlling recirculated exhaust gas temperature in an internal combustion engine
JP2001152861A (ja) 1999-11-26 2001-06-05 Hino Motors Ltd 過給エンジン
BRPI0516124A (pt) * 2004-10-07 2008-08-26 Behr Gmbh & Co Kg trocador de calor de gás de descarga refrigerado a ar, especialmente refrigerador de gás de descarga para veìculos automóveis
US7793498B2 (en) * 2006-07-27 2010-09-14 International Truck Intellectual Property Company, Llc Integrated charge air cooler and exhaust gas recirculation mixer
SE531200C2 (sv) * 2007-03-15 2009-01-13 Scania Cv Ab Kylararrangemang i ett fordon
CN101646849B (zh) * 2007-03-23 2011-10-05 贝洱两合公司 增压流体吸入模块和内燃机
JP5538991B2 (ja) * 2010-04-20 2014-07-02 本田技研工業株式会社 船外機
KR20120011565A (ko) 2010-07-29 2012-02-08 현대자동차주식회사 엔진의 흡배기 시스템
GB2487240B (en) * 2011-01-17 2016-03-16 Ford Global Tech Llc A Combined Cabin Heater and EGR Heat Exchanger
US9169809B2 (en) * 2012-08-20 2015-10-27 Ford Global Technologies, Llc Method for controlling a variable charge air cooler
JP2014148957A (ja) 2013-02-04 2014-08-21 Toyota Motor Corp Ｅｇｒガス冷却装置
KR101610107B1 (ko) 2014-09-15 2016-04-08 현대자동차 주식회사 엔진시스템의 배기가스 재순환 제어방법
WO2017053390A1 (en) * 2015-09-25 2017-03-30 Modine Manufacturing Company Engine system with exhaust gas recirculation, and method of operating the same
KR101826564B1 (ko) * 2016-03-16 2018-02-07 현대자동차 주식회사 통합된 열교환기를 갖는 엔진
US10041451B2 (en) * 2016-05-23 2018-08-07 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for controlling air flow paths in an engine

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050269062A1 (en) 2002-08-28 2005-12-08 Pascal Guerrero Heat exchange unit for a motor vehicle and system comprising said unit
DE102004032777A1 (de) 2003-07-07 2005-07-14 Behr Gmbh & Co. Kg Vorrichtung zur Zuführung eines Gasgemisches zu Saugstutzen von Zylindern eines Verbrennungsmotors
EP1671020B1 (de) 2003-10-02 2010-04-14 Behr GmbH & Co. KG Ladeluftkühler eines kraftfahrzeuges
KR20170058624A (ko) 2015-11-19 2017-05-29 주식회사 호원 수동 실러건 간격 유지 장치

Also Published As

Publication number Publication date
US20180328264A1 (en) 2018-11-15
US10378430B2 (en) 2019-08-13
DE102017126218A1 (de) 2018-11-15
KR20180124322A (ko) 2018-11-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102010043027B4 (de) Brennkraftmaschine
DE69525773T2 (de) Anordnung zur abgasrückführing in aufgeladenen brennkraft-maschinen mit parallel geschalteten turbinen
DE102011084782B4 (de) Verfahren zum Betreiben einer aufgeladenen Brennkraftmaschine mit Abgasrückführung
DE102014002940B4 (de) Motorkühlsystem mit temperaturabhängiger Steuerung des Kühlmittelwegs
DE102009015656B4 (de) Modulare Abgasrückführungsanlage, Motorsystem und Verfahren zum Kühlen eines Abgasrückführungsgasstroms
EP2525074B1 (de) Brennkraftmaschine mit Heizvorrichtung zur Ansauglufterwärmung und Verfahren zum Betreiben einer derartigen Brennkraftmaschine
EP2108807B1 (de) Abgasrückführsystem für eine Verbrennungskraftmaschine
DE102011080686A1 (de) Egr-mischer für systeme von motoren mit hohem ladedruck
DE102012223808B4 (de) Brennkraftmaschine mit Abgasturboaufladung und Abgasrückführung und Verfahren zum Betreiben einer derartigen Brennkraftmaschine
EP2503126B1 (de) Mit Waste-Gate-Turbinen ausgestattete Brennkraftmaschine und Verfahren zum Betreiben einer derartigen Brennkraftmaschine
DE102011078457B4 (de) Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit Ladeluftkühler
EP2522843B1 (de) Aufgeladene Brennkraftmaschine mit separaten Abgaskrümmern und Verfahren zum Betreiben einer derartigen Brennkraftmaschine
DE102010000220A1 (de) Hochdruck-AGR-Vorrichtung
DE102004032777A1 (de) Vorrichtung zur Zuführung eines Gasgemisches zu Saugstutzen von Zylindern eines Verbrennungsmotors
DE102015114356A1 (de) Vorrichtung eines Systems zur Führung von Luft eines Verbrennungsmotors in einem Kraftfahrzeug
EP1455078B1 (de) Brennkraftmaschine mit einem Abgasturbolader und einem Abgasrückführsystem
DE102011078454B4 (de) Brennkraftmaschine mit Ladeluftkühlung
DE102007050259A1 (de) Aufgeladene Brennkraftmaschine mit integriertem Abgaskrümmer und Flüssigkeitskühlung
DE112014000854T5 (de) Niederdruck-Abgasrezirkulationsmodul
DE102005012306A1 (de) Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine und Brennkraftmaschine hierzu
DE602004001578T2 (de) Turboaufgeladener Dieselmotor mit langwegigem Abgasrückführsystem
DE102006055814B4 (de) Turbogeladener Verbrennungsmotor mit Abgasrückführung
DE102013215574A1 (de) Aufgeladene Brennkraftmaschine mit Abgasnachbehandlung und Verfahren zum Betreiben einer derartigen Brennkraftmaschine
DE102014208703A1 (de) Abgasturboaufgeladene Brennkraftmaschine mit mindestens zwei Turbinen und Verfahren zum Betreiben einer derartigen Brennkraftmaschine
DE102016113095A1 (de) Verfahren und Systeme zum Einstellen eines Abzweigungskommunikationsventils in einem Zweifachspiralen-Turboladersystem

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final