DE102018105023A1

DE102018105023A1 - Kühlsystem mit variablen kühlmittelflusswegen für das abgasrückführungssystem

Info

Publication number: DE102018105023A1
Application number: DE102018105023.2A
Authority: DE
Inventors: William SAINDON; Michele BILANCIA
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2017-03-09
Filing date: 2018-03-05
Publication date: 2018-09-13
Also published as: US20180258830A1; CN108571373A; US10196960B2

Abstract

Ein Kühlsystem kühlt selektiv einen Motor und eine Abgasrückführungskomponente (AGR-Komponente) des Motors. Ein Kühlsystem beinhaltet ein Rohrleitungssystem mit einer Vielzahl von Strömungszweigen, einschließlich eines Motorzweigs, eines AGR-Zweigs und eines Zuführzweigs. Der Motorzweig definiert einen Motorströmungskanal, durch den das Kühlmittel fließt, um den Motor zu kühlen. Der AGR-Zweig definiert einen AGR-Strömungskanal, durch den das Kühlmittel strömt, um die AGR-Komponente zu kühlen. Der Zufuhrzweig definiert einen Zuleitungsströmungskanal. Das Kühlsystem weist eine erste Betriebskonfiguration auf, in der der AGR-Strömungskanal dazu konfiguriert ist, von dem Motorströmungskanal eine Kühlmittelströmung aufzunehmen. Das Kühlsystem weist eine zweite Betriebskonfiguration auf, in der der AGR-Strömungskanal dazu konfiguriert ist, eine Kühlmittelströmung anstelle des Motorströmungskanals von dem Zuleitungsströmungskanal aufzunehmen.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Kühlsystem für ein Fahrzeug und betrifft insbesondere ein Kühlsystem mit variablen Kühlmittelflusswegen für ein Abgasrückführungssystem.
HINTERGRUND
Ein Verbrennungsmotor beinhaltet üblicherweise einen Motorblock mit mindestens einem Zylinder. Jeder Zylinder nimmt einen Kolben auf, der über eine Pleuelstange mit einer Kurbelwelle verbunden ist und in Verbindung mit einem Zylinderkopf eine Brennkammer definiert. Ein Gemisch aus Luft und Kraftstoff wird in die Brennkammer eingeführt und zyklisch gezündet, wodurch schnell expandierende Gase erzeugt werden, die lineare Bewegungen des Kolbens antreiben, die wiederum durch die Pleuelstange in eine Drehung der Kurbelwelle umgewandelt werden.
Einige Motoren können mit einem Abgasrückführungssystem (AGR-System) konfiguriert sein. AGR-Systeme reduzieren allgemein die Menge einer oder mehrerer Substanzen (z. B. NOx), die mit dem Motorabgas in die Atmosphäre emittiert werden. In typischen AGR-Systemen wird ein Teil des Abgases zu einer Ansaugseite des Motors zurückgeführt und mit dem Luft-Kraftstoffgemisch in den Motorzylindern verbrannt, um die Menge an NOx zu reduzieren, die in die Atmosphäre emittiert wird.
Fahrzeug-AGR-Vorrichtungen können ein Kühlsystem zum Kühlen einer oder mehrerer Komponenten beinhalten. Der Betrieb des AGR-Kühlsystems kann sich jedoch negativ auf andere Fahrzeugsysteme auswirken. Zum Beispiel kann das AGR-Kühlsystem die Betriebstemperaturen des Motors beeinflussen, was dazu führen kann, dass der Motor ineffizient arbeitet, die Kraftstoffeffizienz verschlechtert oder andere unerwünschte Effekte erzeugt.
Dementsprechend ist es wünschenswert, ein AGR-Kühlsystem bereitzustellen, das die Komponenten des AGR-Systems effektiv kühlt, ohne den Betrieb des Motors und/oder anderer Fahrzeugsysteme negativ zu beeinflussen. Andere Objekte, wünschenswerte Merkmale und Eigenschaften werden und/oder andere Fahrzeugsysteme. Andere wünschenswerte Funktionen und Eigenschaften werden aus der nachfolgenden Zusammenfassung und ausführlichen Beschreibung und den hinzugefügten Ansprüchen ersichtlich, in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen und dem technischen Kontext ersichtlich.
KURZDARSTELLUNG
Ein Verbrennungsmotor für ein Fahrzeug ist offenbart, der ein Abgasrückführungssystem (AGR-System) beinhaltet, das dazu konfiguriert ist, von dem Motor erzeugtes Abgas zu empfangen und das Abgas zurück zu dem Motor zu zirkulieren. Das AGR-System beinhaltet eine AGR-Komponente. Ein Kühlsystem ist vorgesehen, um den Motor und die AGR-Komponente selektiv zu kühlen. Das Kühlsystem beinhaltet eine Kühlmittelpumpe und ein Rohrleitungssystem mit einer Vielzahl von Strömungszweigen, die angeordnet sind, um durch die Kühlmittelpumpe gepumptes Kühlmittel durch das Kühlsystem zu zirkulieren. Die Vielzahl von Strömungszweigen beinhaltet einen Motorzweig, einen AGR-Zweig und einen Zuführzweig. Der Motorzweig definiert einen Motorströmungskanal, durch den das Kühlmittel fließt, um den Motor zu kühlen. Der AGR-Zweig definiert einen AGR-Strömungskanal, durch den das Kühlmittel strömt, um die AGR-Komponente zu kühlen. Der Zufuhrzweig definiert einen Zuleitungsströmungskanal. Das Kühlsystem weist eine erste Betriebskonfiguration auf, in der der AGR-Strömungskanal dazu konfiguriert ist, von dem Motorströmungskanal eine Kühlmittelströmung aufzunehmen. Das Kühlsystem weist eine zweite Betriebskonfiguration auf, in der der AGR-Strömungskanal dazu konfiguriert ist, eine Kühlmittelströmung anstatt von dem Motorströmungskanal von dem Zuleitungsströmungskanal aufzunehmen.
Darüber hinaus wird ein Verbrennungsmotor für ein Fahrzeug offenbart, der ein Abgasrückführungssystem (AGR-System) aufweist, das dazu konfiguriert ist, von dem Motor erzeugtes Abgas aufzunehmen und das Abgas zurück zu dem Motor zu zirkulieren. Das AGR-System beinhaltet eine AGR-Komponente. Ein Kühlsystem ist vorgesehen, um den Motor und die AGR-Komponente selektiv zu kühlen. Das Kühlsystem beinhaltet eine Kühlmittelpumpe und ein Rohrleitungssystem mit einer Vielzahl von Strömungszweigen, die angeordnet sind, um durch die Kühlmittelpumpe gepumptes Kühlmittel durch das Kühlsystem zu zirkulieren. Das Rohrleitungssystem verbindet die Kühlmittelpumpe fluidisch mit dem Motor. Das Rohrleitungssystem verbindet die Kühlmittelpumpe fluidisch mit dem AGR-System. Das Kühlsystem ist zwischen einer ersten Betriebskonfiguration und einer zweiten Betriebskonfiguration konfigurierbar. In der ersten Betriebskonfiguration verbindet das Rohrleitungssystem den Motor und das AGR-System fluidisch in Reihe. In der zweiten Betriebskonfiguration verbindet das Rohrleitungssystem den Motor und das AGR-System fluidisch parallel.
Figurenliste
Die vorliegende Offenbarung wird hierin nachfolgend in Verbindung mit den folgenden Zeichnungsfiguren beschrieben, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen.

1 ist eine Seitenansicht eines Fahrzeugs mit einem Kühlsystem der vorliegenden Offenbarung;
2 zeigt seine schematische Ansicht eines Kühlsystems des Fahrzeugs von 1 gemäß exemplarischen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung;
3 ist eine schematische Ansicht des Kühlsystems von 2, das in einer ersten Betriebskonfiguration gezeigt ist;
4 ist eine schematische Ansicht des Kühlsystems von 2, das in einer zweiten Betriebskonfiguration gezeigt ist; und
5 ist eine schematische Ansicht des Kühlsystems von 2 gemäß zusätzlichen Ausführungsformen.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die folgende ausführliche Beschreibung ist lediglich exemplarischer Natur und beabsichtigt nicht, den Umfang der vorliegenden Offenbarung oder die Anwendung oder Verwendungen der vorliegenden Offenbarung zu begrenzen. Darüber hinaus besteht keinerlei Verpflichtung zur Einschränkung auf eine der im vorstehenden Hintergrund oder in der folgenden ausführlichen Beschreibung dargestellten Theorien.
Einige Ausführungsformen können ein Kraftfahrzeug 100 beinhalten, wie es in 1 gezeigt ist. Wie in den 1 und 2 gezeigt, kann das Fahrzeug 100 einen Verbrennungsmotor (ICE) 102 beinhalten. In einigen Ausführungsformen kann der Motor 102 ein Dieselmotor sein; Es versteht sich jedoch, dass der Motor 102 von anderen Arten sein kann, ohne von dem Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
Wie in 2 gezeigt, kann der Motor 102 einen Motorblock 103 und einen Zylinderkopf 105 enthalten. Der Motorblock 103 kann mindestens einen Zylinder mit einem darin angeordneten Kolben definieren. Der Kolben kann ein Gestänge beinhalten, mit dem eine Kurbelwelle gedreht wird. Der Zylinderkopf 105 ist für das Schließen der Zylinder an dem Motorblock 103 angebracht, sodass der Zylinderkopf 105 und der Motorblock 103 gemeinsam eine Brennkammer definieren. Ein Luft-Kraftstoffgemisch wird in die Brennkammer eingeführt und gezündet, was zu heißen, expandierenden Verbrennungsgasen führt, die bewirken, dass sich der Kolben innerhalb des Zylinders vor und zurück bewegt. Als Ergebnis der Verbrennung kann durch den Motor 102 Abgas erzeugt werden.
Das Fahrzeug 100 kann zusätzlich ein Abgassystem 104 beinhalten. Das Abgassystem 104 kann ein oder mehrere Elemente (z. B. Auspuffrohre, Leitungen, Strömungskanäle usw.) aufweisen, um den Strom der von dem Motor 102 erzeugten Abgase zu leiten.
In einigen Ausführungsformen kann eine Turboladerkomponente 107 als Teil des Abgassystems 104 enthalten sein. Die Turboladerkomponente 107 kann von einem bekannten Typ sein und kann einen Turbinenabschnitt und einen Verdichterabschnitt beinhalten. Der Turbinenabschnitt kann durch das durch das Abgassystem 104 strömende Abgas in Drehung versetzt werden, was eine Drehung des Verdichterabschnitts bewirkt. Der Verdichterabschnitt komprimiert seinerseits die in die Brennkammern des Motors 102 strömende Luft. Ein Ladeluftkühler oder eine andere ähnliche Vorrichtung kann ebenfalls für das Kühlen der Temperatur der komprimierten Luft, die aus dem Verdichterabschnitt und zu dem Motor 102 hin strömt, enthalten sein.
Darüber hinaus kann das Fahrzeug 100 eine Drosselklappe 109 enthalten. Die Drosselklappe 109 kann allgemein als ein Luftmanagementventil bezeichnet werden. Die Drosselklappe 109 kann in einigen Ausführungsformen die Einlassluft des Motors 102 regulieren und/oder die Abgasrückführung steuern. In einigen Ausführungsformen kann die Position der Drosselklappe 109 auch erfasst und/oder gesteuert werden, um die in die Brennkammern des Motors 102 eingespritzte Kraftstoffmenge zu beeinflussen.
Zusätzlich kann das Abgassystem 104 des Fahrzeugs 100 auch eine oder mehrere Nachbehandlungsvorrichtungen beinhalten, die zum Behandeln der Abgase konfiguriert sind, um beispielsweise die Menge an Substanzen (z. B. NOx, Ruß usw.) zu reduzieren, die in dem Abgasstrom enthalten sind. Des Weiteren kann das Abgassystem 104 Komponenten (z. B. ein Auspuffrohr usw.) beinhalten, die den Abgasstrom in die Atmosphäre lenken. Andere Komponenten, wie etwa ein Abgasrückführungssystem (AGR-System) 106 (2), können enthalten sein, die den Abgasstrom zurück zu einer Einlassseite des Motors 102 zurückführen. Das AGR-System 106 kann Abgas zu dem Motor 102 zurückführen, um beispielsweise NOx-Emissionen des Fahrzeugs 100 zu reduzieren.
Das AGR-System 106 kann ein bekanntes AGR-System sein und kann eine oder mehrere AGR-Komponenten beinhalten, wie beispielsweise eine AGR-Komponente mit kurzer Strecke oder hohem Druck (HD-AGR-Komponente) 108 und eine AGR-Komponente mit langer Strecke oder niedrigem Druck (ND-AGR-Komponente) 110. Die HD-AGR-Komponente 108 kann Abgas direkt von einem Abgaskrümmer empfangen und das Abgas zurück zu einem Ansaugkrümmer des Motors 102 lenken. Der Abgasstrom durch die HD-AGR-Komponente 108 kann durch ein Abgasrückführungsventil 112 gesteuert werden. Die ND-AGR-Komponente 110 kann einen Abgasstrom von einer Nachbehandlungsvorrichtung, wie beispielsweise einem Diesel-Partikelfilter (nicht dargestellt) empfangen. Die ND-AGR-Komponente 110 kann dieses Abgas zurück zu dem Einlasssystem des Motors 102 führen.
Ferner kann das Fahrzeug 100 mindestens ein Schmiersystem 114, 119 beinhalten. So kann beispielsweise das Fahrzeug 100 ein Motorschmiersystem 114 und ein Getriebeschmiersystem 119 beinhalten.
Das Motorschmiersystem 114 kann eine Motorölpumpe 116 und einen Ölkreislauf 117 beinhalten. Der Ölkreislauf 117 ist so konfiguriert, dass er Öl, das durch die Ölpumpe 116 durch das Motorschmiersystem 114 gepumpt wird, zirkuliert. Während der Ölkreislauf 117 teilweise gezeigt ist, versteht es sich, dass der Ölkreislauf 117 Öl durch den Motor 102 zirkulieren lässt, um ein oder mehrere bewegliche Teile des Motors 102 zu schmieren (z. B. mit der Antriebswelle verbundene Teile usw.). Das Motorschmiersystem 114 kann ferner eine Motorölheizung 118 enthalten. Die Motorölheizung 118 kann für das selektive Erwärmen von Öl konfiguriert sein, das sich innerhalb des Motorblocks 103 befindet oder in selbigen hineinfließt. Die aufgebrachte Wärme kann beispielsweise die Viskosität des von der Pumpe 116 gepumpten Öls verringern, um den Motor 102 bei Kaltwetterbedingungen leichter starten zu lassen.
Darüber hinaus kann das Getriebeschmiersystem 119 eine Fluidpumpe 120 und einen Fluidkreis 121 beinhalten. Der Fluidkreis 121 ist so konfiguriert, dass er Getriebefluid, das von der Fluidpumpe 120 durch eine Getriebebaugruppe des Fahrzeugs 100 gepumpt wird, zirkuliert. Es versteht sich, dass die Getriebebaugruppe eine oder mehrere Reihen von ineinandergreifenden/ineinandergreifbaren Zahnrädern, eine Vielzahl von Wellen, die die Zahnräder usw. tragen können, beinhalten kann. Die Getriebebaugruppe kann Drehmoment und Leistung von einer Antriebswelle des Motors 102 auf Räder des Fahrzeugs 100 übertragen. Das übertragene Drehmoment kann auch verschiedenen Übersetzungsverhältnissen ausgesetzt sein, die von der Getriebeanordnung in verschiedenen Übertragungsmodi angewendet werden. Auch ist der Fluidkreislauf 121 teilweise gezeigt, aber es versteht sich, dass der Fluidkreislauf 121 Getriebefluid durch die Getriebeanordnung zirkulieren kann, um die Zahnräder, Wellen usw. der Getriebeanordnung zu schmieren. Das Getriebeschmiersystem 119 kann ferner eine Getriebefluidheizung 122 beinhalten. Die Getriebefluidheizung 122 kann für das selektive Heizen des Getriebefluids konfiguriert sein, das sich innerhalb der Getriebeanordnung befindet oder in diese strömt. Die aufgebrachte Wärme kann beispielsweise die Viskosität des Getriebefluids verringern, wodurch der Wirkungsgrad der Getriebebaugruppe erhöht wird.
Das Fahrzeug 100 kann ferner ein Kühlsystem 126 beinhalten, das gemäß Ausführungsformen ausführlicher in 2 dargestellt ist. Im Allgemeinen kann das Kühlsystem 126 für das selektive Kühlen (d. h. Entfernen von Wärme) von dem Motor 102, dem AGR-System 106 und/oder anderen Komponenten und Systemen des Fahrzeugs 100 konfiguriert sein. Das Kühlsystem 126 kann auch für das selektive Heizen (d. h. Bereitstellen von Wärme) für einige Komponenten des Fahrzeugs 100 konfiguriert sein. In einigen Ausführungsformen kann das Kühlsystem 126 zum Beispiel Wärme von dem Motor 102 und/oder dem AGR-System 106 empfangen, um diese Komponenten zu kühlen, und das Kühlsystem 126 kann auch Wärme an die Motorölheizung 118, die Getriebeölheizung 122 und/oder andere Komponenten des Fahrzeugs 100 übertragen.
Wie in 2 gezeigt, kann das Kühlsystem 126 allgemein eine Kühlmittelpumpe 128 und ein Rohrleitungssystem 130 beinhalten. Die Kühlmittelpumpe 128 kann ein Kühlmittel durch das Rohrleitungssystem 130 pumpen. Das Rohrleitungssystem 130 kann eine Vielzahl von Strömungszweigen (d. h. Strömungsleitungen, Rohre, usw.) beinhalten, die angeordnet sind, um von der Kühlmittelpumpe 128 durch das Kühlsystem 126 gepumptes Kühlmittel zu zirkulieren.
Das Kühlsystem 126 kann ferner einen Kühler 132 beinhalten. Der Kühler 132 kann ein Wärmetauscher mit einer Vielzahl von beabstandeten Rippen sein, die der Atmosphäre ausgesetzt sind. Das Rohrleitungssystem 130 kann fluidisch mit dem Kühler 132 verbunden sein, wie nachstehend im Detail erörtert wird. Daher kann bei einigen Betriebskonfigurationen des Kühlsystems 126 Kühlmittel von der Pumpe 128 strömen, Wärme von dem Motor 103, dem AGR-System 106 und/oder anderen Komponenten sammeln, und das erwärmte Kühlmittel kann derart zu dem Kühler 132 strömen, dass Wärme von dem Kühlmittel der Atmosphäre ausgesetzt und daher wieder abgekühlt wird. Dann kann das kalte Kühlmittel zu der Pumpe 128 zurückfließen.
Des Weiteren kann das Kühlsystem 126 ferner eine Heizvorrichtung 124 beinhalten. Die Heizvorrichtung 124 kann ein Wärmetauscher mit einer Vielzahl von beabstandeten Rippen sein, die in einem Kanal angeordnet sind, der fluidisch mit dem Inneren eines Fahrgastraums 134 des Fahrzeugs 100 verbunden ist. Ein Gebläse kann selektiv auf die Heizvorrichtung 124 blasen, und die geblasene Luft kann Wärme mit dem durch die Heizvorrichtung 124 strömenden Kühlmittel austauschen. Das Rohrleitungssystem 130 kann fluidisch mit der Heizvorrichtung 124 verbunden sein, wie nachstehend ausführlicher beschrieben wird. Daher kann bei einigen Betriebskonfigurationen des Kühlsystems 126 Kühlmittel von der Pumpe 128 strömen, Wärme von dem Motor 103, dem AGR-System 106 und/oder anderen Komponenten sammeln, und das erwärmte Kühlmittel kann zu der Heizvorrichtung 124 strömen, sodass diese Wärme von dem Kühlmittel sich auf die Luft, die über die Heizvorrichtung 124 geblasen wird, überträgt, um das Innere des Fahrgastraums 134 des Fahrzeugs 100 zu heizen. Das Kühlmittel kann die Heizvorrichtung 124 verlassen und zu der Pumpe 128 zurückströmen.
Wie erörtert werden wird, kann das Kühlsystem 126 zwischen einer Vielzahl von unterschiedlichen Betriebskonfigurationen (d. h. unterschiedlichen Konfigurationen) wechseln. In den verschiedenen Betriebskonfigurationen kann Kühlmittel durch verschiedene Wege durch das Rohrleitungssystem 130 strömen. In einigen Ausführungsformen kann das Kühlsystem 126 von einer Betriebskonfiguration zu einer anderen wechseln, um den Weg des Kühlmittels durch das Kühlsystem 126 zu ändern. Außerdem kann sich in einigen Ausführungsformen die Betriebskonfiguration des Kühlsystems 126 ändern, um eine Strömungsrate des Kühlmittels durch eine bestimmte Komponente (z. B. den Motor 102 und/oder das AGR-System 106) zu ändern. In einigen Ausführungsformen kann das Kühlsystem 126 zum Beispiel eine erste Betriebskonfiguration aufweisen, in der das AGR-System 106 durch Kühlmittel gekühlt wird, von dem zumindest einiges im Allgemeinen von dem Motor 102 wegfließt. In diesem Beispiel kann das Kühlsystem 126 auch eine zweite Betriebskonfiguration aufweisen, in der das AGR-System 106 durch Kühlmittel gekühlt wird, das den Motor 102 umgangen hat. In einigen Ausführungsformen kann sich das Kühlsystem 126 in der ersten Betriebskonfiguration befinden, wenn der Motor 102 aufgewärmt ist (d. h. über einer vorbestimmten Schwellentemperatur liegt). In diesem Beispiel kann sich das Kühlsystem 126 alternativ in der zweiten Betriebskonfiguration befinden, wenn der Motor 102 kalt ist (d. h. unterhalb einer vorbestimmten Schwellentemperatur liegt). Somit kann sich beispielsweise das Kühlsystem 126 während eines Startens und anfänglichen Aufwärmens des Motors 102 bei kalten Wetterbedingungen in der zweiten Betriebskonfiguration befinden. Somit kann der Kühlmittelfluss durch den Motor 102 reduziert und/oder verhindert werden, was es dem Motor 102 ermöglicht, sich in einer relativ kurzen Zeit aufzuwärmen. Auch kann Kühlmittel, das den Motor 102 umgeht, durch das AGR-System 106 zu dem Kühlen des AGR-Systems 106 strömen. Diese und andere Merkmale des Kühlsystems 126 werden nachfolgend anhand von exemplarischen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung näher erläutert.
Die Betriebskonfigurationen des Kühlsystems 126 können ausgewählt werden (d. h. können auswählbar sein). In einigen Ausführungsformen kann die Betriebskonfiguration automatisch durch ein elektronisches Steuersystem ausgewählt werden, das gemäß einer programmierten Steuerlogik arbeitet. In anderen Ausführungsformen kann die Betriebskonfiguration automatisch unter Verwendung mechanischer, hydraulischer und/oder temperaturabhängiger Komponenten ohne Verwendung eines computergestützten Steuersystems geändert werden.
Bezugnehmend auf 2 wird das Kühlsystem 126 ausführlicher erörtert. Es sollte verstanden werden, dass die in 2 dargestellte Ausführungsform ein Beispiel des Kühlsystems 126 der vorliegenden Offenbarung ist. Bestimmte Merkmale können von den in 2 gezeigten Ausführungsformen abweichen und sind nachfolgen beschrieben.
Das Rohrleitungssystem 130 des Kühlsystems 126 wird so beschrieben, dass es eine Vielzahl von Strömungszweigen aufweist. Jeder Strömungszweig kann ein oder mehrere Hohlrohre, Rohre, Leitungen, Strömungselemente oder andere Komponenten beinhalten, die Fluidkanäle durch das Kühlsystem 126 definieren. Diese Komponenten können aus einem beliebigen geeigneten Material hergestellt sein und können starr oder flexibel sein. Die Strömungszweige können auch eine oder mehrere Strömungssteuervorrichtungen beinhalten, die konfiguriert sind, um Strömungseigenschaften (z. B. eine Masse oder eine volumetrische Strömungsrate) durch den jeweiligen Strömungsdurchgang des Strömungszweigs zu regeln. So kann beispielsweise mindestens ein Strömungszweig ein Ventil zum Ändern der Strömung durch den jeweiligen Zweig beinhalten. Zusätzlich oder alternativ kann mindestens ein Strömungszweig ein Element mit einer Öffnung beinhalten, das die Strömung in einer vorbestimmten Weise einschränkt.
Das Rohrleitungssystem 130 kann zusätzlich eine oder mehrere Knotenpunkte beinhalten. Die Knotenpunkte können eine Fluidverbindung zwischen zwei verschiedenen Strömungszweigen bereitstellen. Einige Knotenpunkte können einen Strömungseingang von zwei oder mehr Strömungszweigen empfangen und eine kombinierten Strömung zu einem anderen Zweig ausgeben. Andere Knotenpunkte können einen Strömungseingang von einem Strömungszweig erhalten und können die Strömung zu zwei oder mehr Zweigen ausgeben.
In der Ausführungsform von 2 kann das Kühlsystem 126 beispielsweise einen gemeinsamen Strömungszweig 138 aufweisen. Der gemeinsame Strömungszweig 138 kann sich von einem Pumpenauslass 136 weg erstrecken. Somit kann der Strömungskanal des gemeinsamen Strömungszweiges 138 Kühlmittel aufnehmen, das aus der Pumpe 128 herausgepumpt wird.
Wie in 2 gezeigt, kann das Rohrleitungssystem 130 einen ersten Motorströmungszweig 140 und einen zweiten Motorströmungszweig 142 aufweisen. Der erste Motorströmungszweig 140 kann sich von dem gemeinsamen Strömungszweig 138 weg erstrecken und kann einen Kühlmittelfluss zu dem Motorblock 103 bereitstellen. Der zweite Motorströmungszweig 140 kann sich von dem gemeinsamen Strömungszweig 138 weg erstrecken und kann einen Kühlmittelfluss zu dem Zylinderkopf 105 bereitstellen. In einigen Ausführungsformen können sich die ersten und zweiten Motorströmungszweige 140, 142 parallel von dem gemeinsamen Strömungszweig 138 erstrecken (d. h. Kühlmittelströmung von dem gemeinsamen Zweig 138 kann in einigen Situationen zwischen dem ersten und dem zweiten Strömungszweig aufgeteilt sein 2). Dementsprechend können die jeweiligen Strömungskanäle, die durch die ersten und zweiten Strömungszweige 140, 142 definiert sind, direkt Kühlmittelfluss von dem gemeinsamen Strömungszweig 138 empfangen.
Der erste Motorströmungszweig 140 kann einen Einlasskrümmer 144 aufweisen, der Kühlmittel zu dem Motorblock 103 verteilt. Außerdem kann der erste Motorströmungszweig 140 einen Auslassabschnitt 146 aufweisen. Kühlmittel kann von dem Einlasskrümmer 144 und in den Auslassabschnitt 146 fließen, sodass das Kühlmittel Wärme von dem Motorblock 103 aufnehmen (und kühlen) kann. Der Auslassabschnitt 146 kann in einigen Ausführungsformen auch ein Blockventil 148 beinhalten. Das Blockventil 148 kann zwischen einer offenen Position und einer geschlossenen Position bewegbar sein. In der offenen Position kann das Blockventil 148 einen Durchfluss durch den ersten Motorströmungszweig 140 ermöglichen.
Der zweite Motorströmungszweig 142 kann einen Einlasskrümmer 150 beinhalten, der Kühlmittel zu dem Zylinderkopf 105 verteilt. Außerdem kann der zweite Motorströmungszweig 142 einen Auslasskrümmer 152 und weiter stromabwärts einen Auslassabschnitt 154 aufweisen. Kühlmittel kann von dem Einlasskrümmer 150 über den Zylinderkopf 105 und in den Auslasskrümmer 152 strömen, wodurch das Kühlmittel Wärme von dem Zylinderkopf 105 aufnehmen (und kühlen) kann.
Das Rohrleitungssystem 130 kann ferner einen ersten Knotenpunkt 156 beinhalten. In einigen Ausführungsformen kann dieser Knotenpunkt 156 eine Dreiwegeverbindung mit zwei Eingängen und einem Ausgang sein. Der Knotenpunkt 156 kann den Auslassabschnitt 146 des ersten Motorströmungszweigs 140 und den Auslassabschnitt 154 des zweiten Motorströmungszweigs 142 strömungsmäßig verbinden. Somit kann der Knotenpunkt 156 den Strom sowohl von dem ersten als auch dem zweiten Motorströmungszweig 140, 142 kombinieren und den kombinierten Strom zu anderen nachgeschalteten Komponenten hin zu einem Motorkühlmittelstrom-Regelventil 158 ausgeben.
Das Motorkühlmittelströmungs-Regelventil 158 empfängt einen kombinierten Strom der ersten und zweiten Motorströmungszweige 140, 142. In einigen Ausführungsformen kann das Ventil 158 mindestens eine EIN-Position aufweisen, die den Kühlmittelfluss durchlässt, und eine AUS-Position, die den Kühlmittelfluss durch einen oder beide Motorströmungszweige 140, 142 verhindert. In einigen Ausführungsformen kann das Ventil 158 zwischen mehreren EIN-Positionen einstellbar sein, und die Durchflussrate durch das Ventil 158 (z. B. die Massenflussrate durch das Ventil 158) kann in jeder Position unterschiedlich sein.
Darüber hinaus kann das Rohrleitungssystem 130 einen zweiten Knotenpunkt 160 beinhalten. In einigen Ausführungsformen kann der zweite Knotenpunkt 160 eine Dreiwegeverbindung mit einem Eingang und zwei Ausgängen sein. Der Knotenpunkt 160 kann eine Strömung von dem Ventil 158 empfangen und kann diese Strömung zwischen einem AGR-Zweig 162 und einer ersten Zuführung 164 aufteilen. Die erste Zuführung 164 kann eine Strömung zu einem ersten Anschluss 166 eines variablen Ventils 168 bereitstellen, was nachfolgend ausführlicher erörtert wird.
Der AGR-Zweig 162 kann in verschiedene Unterzweige unterteilt sein. Einige dieser Unterzweige können fluidisch in Reihe verbunden sein (der Fluss von einem Unterzweig wird von einem anderen Unterzweig empfangen). Andere können fluidisch parallel miteinander verbunden sein (der Eingangsstrom kann auf mehrere Unterzweige aufgeteilt werden).
Zum Beispiel kann der AGR-Zweig 162 einen ersten Unterzweig 170 beinhalten, der der HD-AGR-Komponente 108 Kühlmittel zum Kühlen der HD-AGR-Komponente 108 bereitstellt. Der AGR-Zweig 162 kann auch einen zweiten Unterzweig 172 beinhalten, der der ND-AGR-Komponente 110 Kühlmittel zum Kühlen der ND-AGR-Komponente 110 bereitstellt. Der AGR-Zweig 162 kann auch einen dritten Unterzweig 174 beinhalten, der die Drosselklappe 109 mit Kühlmittel versorgt und kühlt, und einen vierten Unterzweig 176, der die Turboladerkomponente 107 mit Kühlmittel versorgt und kühlt. Der erste, zweite, dritte und vierte Unterzweig 170, 172, 174, 176 können in Fluidverbindung parallelgeschaltet sein, wie in 2 gezeigt. Mit anderen Worten, der Eingangsstrom von dem Knotenpunkt 160 kann in einigen Situationen zwischen dem ersten, zweiten, dritten und vierten Unterzweig aufgeteilt werden. Zusätzlich kann ein erster Zwischenunterzweig 178 in Fluidverbindung mit der HD-AGR 108 und dem Ventil 112 stehen, um zu ermöglichen, dass Kühlmittel von der HD-AGR 108 zu dem Ventil 112 strömt. In ähnlicher Weise kann ein zweiter Zwischenunterzweig 180 mit dem Ventil 112 und dem zweiten Unterzweig 172 in Fluidverbindung stehen, um zu ermöglichen, dass Kühlmittel von dem Ventil 112 zu der ND-AGR-Komponente 110 strömt. Somit können die HD-AGR-Komponente 108, das Ventil 112 und die ND-AGR-Komponente 110 bei manchen Ausführungsformen fluidisch in Reihe geschaltet sein.
Zusätzlich kann ein AGR-Auslass 181 fluidisch stromabwärts von der ND-AGR-Komponente 110 verbunden sein und sich zu einem gemeinsamen Auslasselement 182 erstrecken. Das gemeinsame Auslasselement 182 kann auch eine Strömung 183 von dem Auslass der Drosselklappe 109 und/oder des Turboladers 107 aufnehmen. Das Auslasselement 182 kann sich von diesen Komponenten zu einem dritten Knotenpunkt 184 erstrecken. In einigen Ausführungsformen kann der dritte Knotenpunkt 184 eine Dreiwegeverbindung mit einem Eingang und zwei Ausgängen sein. Der Knotenpunkt 184 kann eine Strömung von dem Auslasselement 182 empfangen und kann diese Strömung zwischen einem Kernzufuhrzweig 185 und einer zweiten Zuführung 186 zu einem zweiten Anschluss 188 des variablen Ventils 168 aufteilen.
Darüber hinaus kann das Rohrleitungssystem 130 einen Direktströmungszweig 190 beinhalten. Der Direktströmungszweig 190 kann sich von dem gemeinsamen Strömungszweig 138 weg erstrecken und kann sich zu einem dritten Anschluss 192 des variablen Ventils 168 erstrecken. Dementsprechend kann der Fluss durch den Direktströmungszweig 190 von dem gemeinsamen Strömungszweig 138 zu dem dritten Anschluss 192 geleitet werden und kann den Motor 102 und das AGR-System 106 (hier die HD-AGR 108, das Ventil 180 und die ND-AGR 110) sowie die Drosselklappe 109 und die Turboladerkomponente 107 umgehen.
Das variable Ventil 168 kann in einigen Ausführungsformen ein Drehventil sein. Zusätzlich kann das variable Ventil 168 einen ersten Auslassanschluss 192, einen zweiten Auslassanschluss194 und einen dritten Auslassanschluss 196 beinhalten. Der erste Auslassanschluss 192 kann konfiguriert sein, um in Abhängigkeit von der Position des variablen Ventils 168 eine Strömung von der zweiten Zuführung 186 und/oder dem Direktströmungszweig 190 aufzunehmen. Zusätzlich kann der Fluss von der ersten Zuführung 164 in den ersten Anschluss 166 eingegeben und über den zweiten Auslassanschluss 194 und/oder den dritten Auslassanschluss 196 in Abhängigkeit von der Position des variablen Ventils 168 ausgegeben werden.
Zusätzlich kann der Kernzufuhrzweig 185 das variable Ventil 168 umgehen und sich zu der Heizvorrichtung 124 hin erstrecken. In einigen Ausführungsformen kann sich der Kernzufuhrzweig 185 von dem Knotenpunkt 184 zu einem vierten Knotenpunkt 198 erstrecken. Der Knotenpunkt 198 kann den Strom von dem Kernzufuhrzweig 185 zwischen dem Kernweg 200 und dem Kern-Bypass 202 aufteilen. In einigen Ausführungsformen kann die Strömung von dem Kernweg 200 und dem Kern-Bypass 202 in eine zweite Kühlmittelpumpe 204 eingeleitet werden.
Die zweite Kühlmittelpumpe 204 kann dieses Kühlmittel zu einem Rückführzweig 206 des Rohrleitungssystems 130 pumpen. Der Rückführzweig 206 kann Kühlmittel zurück zu der Pumpe 128 zur Rückzirkulation durch das Kühlsystem 126 fließen lassen.
Das Rohrleitungssystem 130 kann ferner einen Motorölheizungszweig 208 und einen Getriebefluidheizungszweig 210 beinhalten. Der Strom zu diesen Zweigen kann gemeinsam von dem ersten Auslassanschluss 192 bereitgestellt werden. Stromabwärts des Anschlusses 192 können die Zweige 208, 210 fluidisch parallel verbunden sein, was bedeutet, dass der Kühlmittelfluss zwischen den zwei Zweigen 208, 210 aufgeteilt ist. Die Ausgabe von diesen Zweigen 208, 210 kann wieder in den Rückführzweig 206 übergehen, wie in der Ausführungsform von 2 gezeigt.
Ferner kann der Kühler 132 in Fluidverbindung mit dem zweiten Auslassanschluss 194 stehen. Der Auslass des Kühlers 132 kann fluidisch mit dem Rückführzweig 206 verbunden sein, wie in 2 gezeigt.
Zusätzlich kann der dritte Auslassanschluss 196 über einen Strömungszweig 212 direkt und fluidisch mit dem Rückführzweig 206 verbunden sein.
Das Kühlsystem 126 kann ferner einen Ausgleichsbehälter 214 beinhalten. Der Ausgleichsbehälter 214 kann eine von dem Kühler 132 eingeleitete Strömung empfangen, und der Ausgleichsbehälter 214 kann Kühlmittel zurück an den Rückführzweig 206 ausgeben.
Darüber hinaus kann das Kühlsystem 126 eine Vielzahl von Sensoren 216 aufweisen. Die Sensoren 216 können zum Beobachten einer oder mehrerer Zustände verwendet werden. Zum Beispiel können die Sensoren 216 Temperatur- und/oder Strömungszustände des Kühlmittels an einer oder mehreren Stellen des Kühlsystems 126 erfassen. Es kann eine beliebige geeignete Anzahl an Sensoren 216 geben. Die Sensoren 216 können in dem gesamten Kühlsystem 126 angeordnet sein. In einigen Ausführungsformen können ein oder mehrere Sensoren 216 Thermometer zum Erfassen der Temperatur des Kühlmittels an dem jeweiligen Ort des Kühlsystems 126 sein. Außerdem können in einigen Ausführungsformen ein oder mehrere Sensoren 216 Strömungssensoren zum Erfassen von Strömungseigenschaften (z. B. der Massendurchflussrate) des Kühlmittels an dem jeweiligen Ort des Kühlsystems 126 sein.
Ferner kann das Kühlsystem 126 einen AGR-Zufuhrzweig 220 enthalten. Der AGR-Zufuhrzweig 220 kann ein Rohr mit einem Einlassende 222 und einem Auslassende 224 beinhalten. Der AGR-Zufuhrzweig 220 kann einen Zuleitungsströmungskanal und einen Fluidweg definieren, durch das Kühlmittel von dem Einlassende 222 zu dem Auslassende 224 fließt.
Das Einlassende 222 kann in Fluidverbindung mit dem gemeinsamen Strömungszweig 138 stehen. In einigen Ausführungsformen kann das Einlassende 222 mit dem gemeinsamen Strömungszweig 138 zwischen dem zweiten Motorströmungszweig 142 und dem Direktströmungszweig verbunden sein.
Das Auslassende 224 kann in Fluidverbindung mit dem AGR-Zweig 162 stehen. In einigen Ausführungsformen kann das Auslassende 224 mit dem AGR-Zweig 162 an einer Stelle verbunden sein, die dem ersten, zweiten, dritten und vierten Unterzweig 170, 172, 174, 176 vorgeschaltet ist. Somit kann das Auslassende 224 mit dem AGR-Zweig 162 verbunden sein an einer dem AGR-System 106 (d. h. der HD-AGR-Komponente 108, der ND-AGR-Komponente 110) sowie der Drosselklappe 109 und der Turboladerkomponente 107 vorgeschalteten Stelle. Dementsprechend kann in einigen Situationen ein Fluss von dem AGR-Zufuhrzweig 220 in den Unterzweigen 170, 172, 174, 176, dem AGR-System 106, der Drosselklappe 109 und/oder der Turboladerkomponente 107 empfangen werden.
Es versteht sich, dass der AGR-Zufuhrzweig 220, der erste Motorströmungszweig 140, der zweite Motorströmungszweig 142 und der Direktströmungszweig 190 sich parallel von dem gemeinsamen Strömungszweig 138 erstrecken können, wie in der Ausführungsform von 2 gezeigt. Dementsprechend können diese Zweige 220, 140, 142, 190 jeweils einen Kühlmittelfluss direkt von dem gemeinsamen Strömungszweig 138 empfangen, und ein Fluss von der Pumpe 128 kann in einigen Situationen zwischen dem ersten Motorströmungszweig 140, dem zweiten Motorströmungszweig 142, dem AGR-Zufuhrzweig 220 und dem Direktströmungszweig 190 aufgeteilt sein.
Zusätzlich kann der AGR-Zufuhrzweig 220 in einigen Situationen einen Kühlmittelfluss direkt von dem gemeinsamen Strömungszweig 138 zu dem ersten Unterzweig 170 des AGR-Zweiges 162 für das Zuführen von Kühlmittel zu der HD-AGR-Komponente 108 bereitstellen. Auch kann der AGR-Zufuhrzweig 220 einen Kühlmittelfluss direkt von dem gemeinsamen Strömungszweig 138 zu dem zweiten Unterzweig 172 für das Zuführen von Kühlmittel zu der ND-AGR-Komponente 110 bereitstellen.
Der AGR-Zufuhrzweig 220 kann einen Durchflussregler 225 beinhalten. Der Strömungsregler 225 kann zum Regeln und/oder Steuern einer Strömungscharakteristik des durch den AGR-Zuführzweig 220 strömenden Kühlmittels konfiguriert sein. In einigen Ausführungsformen kann der Durchflussregler 225 zwischen dem Einlassende 222 und dem Auslassende 224 betreibbar und fluidisch mit dem AGR-Zufuhrzweig 220 verbunden sein.
In einigen Ausführungsformen kann der Durchflussregler 225 eine Öffnung mit einer vorbestimmten Größe aufweisen. Die Querschnittsgröße der Öffnung (senkrecht zur Strömungsrichtung gemessen) kann kleiner sein als die der angrenzenden Abschnitte des Zuführzweiges 220. Die Größe der Öffnung kann derart konfiguriert sein, dass die Kühlmittelströmung, die Kühlmittelströmungsrate usw. durch den Durchflussregler 225 begrenzt ist.
Alternativ kann der Durchflussregler 225 in einigen Ausführungsformen ein AGR-Zulaufventil 226 enthalten, das dazu konfiguriert ist, eine Strömungseigenschaft von durch den AGR-Zufuhrzweig 220 strömendem Kühlmittel selektiv zu ändern. In einigen Ausführungsformen kann das AGR-Zulaufventil 226 zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position beweglich sein. In einigen Ausführungsformen kann die erste Position eine geschlossene Position sein, um im Wesentlichen den gesamten Kühlmittelfluss durch den AGR-Zufuhrzweig 220 zu verhindern. Zusätzlich kann die zweite Position in einigen Ausführungsformen eine offene Position sein, wodurch ein Fluss durch den AGR-Zufuhrzweig 220 ermöglicht wird. In weiteren Ausführungsformen kann das AGR-Zulaufventil 226 selektiv in einer Vielzahl von Positionen positionierbar sein, wodurch ein Fluss durch den Zufuhrzweig 220 in mehr als einer Position ermöglicht wird; jedoch kann die Strömungsrate (z. B. die Massendurchflussrate) durch den AGR-Zufuhrzweig 220 in Abhängigkeit von der Position des Ventils 226 variieren.
In zusätzlichen Ausführungsformen kann das AGR-Zulaufventil 226 zwischen einer ersten Position, einer zweiten Position und mindestens einer zusätzlichen Position bewegbar sein. Zumindest eine dieser Positionen kann eine geschlossene Position sein, um einen Kühlmittelfluss durch den Zufuhrzweig 220 zu verhindern. Auch kann sich die Strömungsrate durch den AGR-Zufuhrzweig 220 abhängig von der Position des Zulaufventils 226 unterscheiden.
In einigen Ausführungsformen kann die Position des AGR-Zulaufventils 226 durch eine computergestützte Steuerung, einen Prozessor, eine Steuerlogik usw. elektrisch gesteuert werden. Bei einigen Ausführungsformen kann das Ventil 226 durch ein elektronisches Steuergerät des Fahrzeugs 100 gesteuert werden. Ferner kann das elektronische Steuergerät in einigen Ausführungsformen Sensordaten (z. B. Kühlmitteltemperaturdaten, Kühlmittelströmungsdaten usw.) von den Sensoren 216 empfangen, und mit diesen Daten kann das elektronische Steuergerät die Position des AGR-Zulaufventils 226 ändern. In anderen Ausführungsformen kann die Position des AGR-Zulaufventils 226 mechanisch gesteuert werden (d. h. ohne Computersteuerung, Prozessor, Steuerlogik usw.).
Das AGR-Zulaufventil 226 kann verschiedene Merkmale enthalten. In einigen Ausführungsformen kann das Ventil 226 einen Thermostat oder andere Komponenten beinhalten, die die Position des Zulaufventils 226 abhängig von der Temperatur des Kühlmittels automatisch ändern. Auch kann das AGR-Zulaufventil 226 in einigen Ausführungsformen ein Einweg-Rückschlagventil sein. Dementsprechend kann das Zulaufventil 226 zu einer geschlossenen Position hin vorgespannt sein, sodass im Wesentlichen keine Strömung durch den AGR-Zufuhrzweig 220 stattfindet; jedoch kann der Fluiddruck an dem AGR-Zulaufventil 226 dazu dienen, das AGR-Zulaufventil 226 zu öffnen, um eine Strömung durch das AGR-Zufuhrventil 226 zu ermöglichen.
Unter Bezugnahme auf 3 und 4 werden unterschiedliche Betriebskonfigurationen des Kühlsystems 126 von 2 erörtert. In jeder Betriebskonfiguration kann das Kühlmittel durch das Kühlsystem 126 entlang verschiedener Strömungswege (d. h. unterschiedlicher Strömungskanäle) zirkulieren.
In der dargestellten Ausführungsform können Komponenten, die dem variablen Ventils 168 vorgeschaltet sind (z. B. der Motorblock 103, der Zylinderkopf 105, die HD-AGR 108, das Ventil 112, die ND-AGR 110, die Drosselklappe 109 und die Turboladerkomponente 107) durch das Kühlsystem 126 gekühlt werden. Mit anderen Worten, Wärme von diesen Komponenten kann auf das Kühlmittel übertragen werden, wenn es durch das Kühlsystem 126 zirkuliert. Im Gegensatz dazu können Komponenten, die dem variablen Ventil 168 nachgeschaltet sind (z. B. die Motorölheizung 118, die Getriebeölheizung 122, die Heizvorrichtung 124 und der Kühler 132) Wärme von dem Kühlmittel aufnehmen. In dem Fall der Motorölheizung 118 und der Getriebeölheizung 122 kann Wärme von dem Kühlmittel das jeweilige Öl innerhalb der Komponente erwärmen. In dem Fall der Heizvorrichtung 124 und des Kühlers 132 kann Wärme von dem Kühlmittel zu der Luft, die um diese Komponenten herum strömt, übertragen werden.
In einigen Ausführungsformen kann die Betriebskonfiguration des Kühlsystems 126 geändert werden, wenn die Position des Motorkühlmittel-Regelventils 158 und/oder des AGR-Zulaufventils 226 geändert wird. In der Betriebskonfiguration von 3 ist zum Beispiel das Motorkühlmittel-Regelventil 158 in einer EIN-Position gezeigt, und das AGR-Zulaufventil 226 ist in einer AUS-Position gezeigt. Im Gegensatz dazu ist in der Betriebskonfiguration von 4 zum Beispiel das Motorkühlmittel-Regelventil 158 in einer AUS-Position gezeigt, und das AGR-Zulaufventil 226 ist in einer EIN-Position gezeigt. Andere Ventile 168 (z. B. das Blockventil 148, das Rückführventil 112, das variable Ventil 168 usw.) können sich in beiden 3 und 4 in der gleichen Position befinden. Es versteht sich jedoch, dass das Kühlsystem 126 unterschiedliche Betriebskonfigurationen und/oder zusätzliche Betriebskonfigurationen zum Bereitstellen anderer Kühlmittelströmungspfade aufweisen kann, ohne von dem Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
In der Betriebskonfiguration von 3 kann die Pumpe 128 Kühlmittel durch den gemeinsamen Strömungszweig 138 pumpen. Diese Strömung kann in die ersten und zweiten Motorströmungszweige 142, 140 für das Bereitstellen einer Kühlmittelströmung (und Kühlens) des Motors 102 aufgeteilt werden. Diese Strömung kann sich an dem Knotenpunkt 158 vereinigen und durch das Motorkühlmittel-Regelventil 158 strömen. Die Strömung kann sich erneut an dem Knotenpunkt 160 teilen. Eine gewisse Strömung kann in den Anschluss 166 fließen und ein Teil der Strömung kann in den AGR-Zweig 162 fließen. Die Strömung in dem AGR-Zweig 162 kann, wie gezeigt, Kühlmittel parallel zu der HD-AGR-Komponente 108, dem Ventil 112, der ND-AGR-Komponente 110, der Drosselklappe 109 und der Turboladerkomponente 107 zuführen. Diese Strömung kann anschließend zu dem gemeinsamen Auslasselement 182 und zu dem Anschluss 188 des variablen Ventils 168 fließen.
Dementsprechend kann in der Betriebskonfiguration von 3 die Kühlmittelströmung von dem Motor 102 (d. h. die Kühlmittelströmung von den Strömungszweigen 140, 142) durch den AGR-Zweig 162 in Reihe empfangen werden. Auch kann das AGR-Zulaufventil 226 eine Strömung durch den AGR-Zufuhrzweig 220 verhindern. In einigen Ausführungsformen kann die Betriebskonfiguration von FIG. 3 für Situationen geeignet sein, in denen die Temperatur des Motors 102 mindestens gleich einem vorbestimmten Schwellenwert ist. So kann beispielsweise der Betriebszustand des Kühlsystems 126 von FIG. 3 nützlich sein, wenn der Motor 102 aufgewärmt ist und gekühlt werden muss. Die AGR-Komponenten 108, 110, die Drosselklappe 109 und die Turboladerkomponente 107 können ebenfalls eine Kühlmittelströmung zum Kühlen empfangen.
Im Gegensatz dazu kann in der Betriebskonfiguration von 4 die Pumpe 128 Kühlmittel durch den gemeinsamen Strömungszweig 138 pumpen. Dieser Fluss kann durch den AGR-Zufuhrzweig 220 empfangen werden und wie gezeigt in den AGR-Zweig 162 zur Abgabe an die HD-AGR-Komponente 108, das Ventil 112, die ND-AGR-Komponente 110, die Drosselklappe 109 und die Turboladerkomponente 107 fließen. Diese Strömung kann anschließend zu dem gemeinsamen Auslasselement 182 und zu dem Anschluss 188 des variablen Ventils 168 fließen.
Dementsprechend kann in der Betriebskonfiguration von 4 das Motorkühlmittel-Regelventil 158 verhindern, dass Kühlmittel durch den Motor 102 strömt. In einigen Ausführungsformen kann die Betriebskonfiguration von FIG. 4 für Situationen geeignet sein, in denen die Temperatur des Motors 102 unterhalb eines vorbestimmten Schwellenwerts liegt. So kann beispielsweise der Betriebszustand des Kühlsystems 126 von FIG. 4 nützlich sein, wenn der Motor 102 startet und kalt ist. Da verhindert wird, dass das Kühlmittel durch den Motor 102 strömt, kann sich der Motor relativ schnell aufwärmen, während immer noch eine Kühlung der HD-AGR-Komponente 108, des Ventils 112, der ND-AGR-Komponente 110, der Drosselklappe 109 und der Turboladerkomponente 107 möglich ist.
Zusätzliche Ausführungsformen des Kühlsystems 126' der vorliegenden Offenbarung sind in 5 dargestellt. Das Kühlsystem 126' kann im Wesentlichen ähnlich zu den oben erörterten Ausführungsformen sein, außer wie nachstehend angemerkt. Komponenten, die den oben erörterten ähnlich sind, sind in 5 mit entsprechenden Bezugszeichen, jedoch mit einem zusätzlichen Strichsymbol angegeben.
In dieser Ausführungsform kann der Durchflussregler 225' ein Öffnungselement mit einer Öffnung 230' sein, die sich dadurch erstreckt. Die Querschnittsgröße der Öffnung 230' (senkrecht zur Strömungsrichtung gemessen) kann kleiner sein als die der angrenzenden Abschnitte des Zuführzweigs 220'. Die Größe der Öffnung 230' kann derart konfiguriert sein, dass die Kühlmittelströmung, die Kühlmittelströmungsrate usw. durch den Durchflussregler 225' begrenzt ist.
In der Betriebskonfiguration von 5 kann das Motorkühlmittel-Regelventil 158' in einer EIN-Position sein. Somit kann die Strömung von dem gemeinsamen Strömungszweig 138' zur parallelen Kühlmittelströmung zwischen dem Motorblock 103', dem Zylinderkopf 105' und dem AGR-System 106' aufgeteilt werden. Die Öffnung 230' des Durchflussreglers 225' kann jedoch den Strom durch den Zufuhrzweig 220' reduzieren, sodass die Pumpe 128' Kühlmittel zu jedem Zweig pumpen kann.
Die Betriebskonfiguration von 5 kann der Betriebskonfiguration von 3 insofern entsprechen, dass beide in Situationen geeignet sein können, in denen sich der Motor 102' aufgewärmt hat. Die Betriebskonfiguration des Kühlsystems 126' von 5 kann auch eine andere Betriebskonfiguration beinhalten, die im Wesentlichen der von 4 ähnlich ist. Insbesondere kann das Motorkühlmittel-Regelventil 158' ausgeschaltet werden, und die Öffnung 230' kann einen Strom zu dem AGR-System 106' ermöglichen. Somit kann sich der Motor 102' relativ schnell aufwärmen, und es kann weiterhin Kühlmittel an das AGR-System 106' geliefert werden, ähnlich zu den oben erörterten Ausführungsformen.
Somit stellen die Kühlsysteme 126, 126' der vorliegenden Offenbarung eine auswählbare Kühlung zwischen dem Motor 102, 102' und dem AGR-System 106, 106' sowie eine auswählbare Kühlung anderer Komponenten bereit. Dementsprechend kann das Kühlsystem 126, 126' in Abhängigkeit von dem aktuellen Betriebszustand des Fahrzeugs zwischen verschiedenen Konfigurationen variiert werden. Daher können das Fahrzeug und seine Untersysteme unter verschiedenen Betriebsbedingungen (kaltes Wetter, warmes Wetter, kalter Motor, warmer Motor usw.) auf effiziente Weise betrieben und gekühlt werden.
Während mindestens eine exemplarische Ausführungsform in der vorstehenden ausführlichen Beschreibung dargestellt wurde, versteht es sich, dass es eine große Anzahl an Varianten gibt. Es versteht sich weiterhin, dass die exemplarische Ausführungsform bzw. die exemplarischen Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und den Umfang, die Anwendbarkeit oder die Konfiguration der Erfindung in keiner Weise einschränken sollen. Vielmehr wird die vorstehende ausführliche Beschreibung den Fachleuten auf dem Gebiet einen geeigneten Plan für die Implementierung einer exemplarischen Ausführungsform bereitstellen, wobei klar ist, dass verschiedene Änderungen in der Funktion und Anordnung von Elementen, die in einer exemplarischen Ausführungsform beschrieben werden, vorgenommen werden können, ohne von dem Umfang der Erfindung abzuweichen, wie er in den hinzugefügten Ansprüchen und deren juristischen Äquivalenten dargelegt ist.

Claims

Motor für ein Fahrzeug, umfassend: ein Abgasrückführungssystem (AGR-System), das dazu konfiguriert ist, von dem Motor erzeugtes Abgas zu empfangen und das Abgas zurück zu dem Motor zu zirkulieren, wobei das AGR-System eine AGR-Komponente umfasst; ein Kühlsystem, das zum selektiven Kühlen des Motors und der AGR-Komponente konfiguriert ist, das Kühlsystem beinhaltend: eine Kühlmittelpumpe; und ein Rohrleitungssystem mit einer Vielzahl von Strömungszweigen, die zum Zirkulieren von durch die Kühlmittelpumpe durch das Kühlsystem gepumptem Kühlmittel angeordnet sind, wobei die Vielzahl von Strömungszweigen einen Motorzweig beinhaltet, der einen Motorströmungskanal definiert, durch den das Kühlmittel fließt, um einen AGR-Zweig zu kühlen der einen AGR-Strömungskanal definiert, durch den das Kühlmittel fließt, um die AGR-Komponente zu kühlen, und eines Zuführzweigs, der einen Zuleitungsströmungskanal definiert; worin das Kühlsystem eine erste Betriebskonfiguration aufweist, in der der AGR-Strömungskanal dazu konfiguriert ist, eine Kühlmittelströmung von dem Motorströmungskanal aufzunehmen; und worin das Kühlsystem eine zweite Betriebskonfiguration aufweist, in der der AGR-Strömungskanal dazu konfiguriert ist, eine Kühlmittelströmung anstelle des Motorströmungskanals von dem Zuleitungsströmungskanal aufzunehmen.
Motor nach Anspruch 1, worin in der ersten Betriebskonfiguration der AGR-Strömungskanal dazu konfiguriert ist, eine Kühlmittelströmung sowohl von dem Motorströmungskanal als auch von dem Zuleitungsströmungskanal aufzunehmen.
Motor nach Anspruch 1, ferner umfassend ein AGR-Zulaufventil, das zum Bewegen zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position konfiguriert ist; worin das AGR-Zulaufventil dazu konfiguriert ist, eine Strömungseigenschaft durch den Zuleitungsströmungskanal zu ändern, wenn sich das AGR-Zulaufventil zwischen der ersten Position und der zweiten Position bewegt; worin das AGR-Zulaufventil in der ersten Betriebskonfiguration in der ersten Position ist; worin das AGR-Zulaufventil in der zweiten Betriebskonfiguration in der zweiten Position ist; worin die erste Position des AGR-Zulaufventils eine geschlossene Position ist; und worin das AGR-Zulaufventil in der geschlossenen Position dazu konfiguriert ist, zu verhindern, dass Kühlmittel von dem Zuleitungsströmungskanal zu dem AGR-Strömungskanal strömt.
Motor nach Anspruch 1, ferner umfassend ein AGR-Zulaufventil, das zum Bewegen zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position konfiguriert ist; worin das AGR-Zulaufventil dazu konfiguriert ist, eine Strömungseigenschaft durch den Zuleitungsströmungskanal zu ändern, wenn sich das AGR-Zulaufventil zwischen der ersten Position und der zweiten Position bewegt; worin das AGR-Zulaufventil in der ersten Betriebskonfiguration in der ersten Position ist; worin das AGR-Zulaufventil in der zweiten Betriebskonfiguration in der zweiten Position ist; worin das AGR-Zulaufventil in der ersten Position eine erste Kühlmittelströmungsrate von dem Zuleitungsströmungskanal zu dem AGR-Strömungskanal erlaubt; worin das AGR-Zulaufventil in der zweiten Position eine zweite Kühlmittelströmungsrate von dem Zuleitungsströmungskanal zu dem AGR-Strömungskanal erlaubt; und worin die erste Kühlmittelströmungsrate geringer ist als die zweite Kühlmittel strömungsrate.
Motor nach Anspruch 1, ferner umfassend ein AGR-Zulaufventil, das zum Bewegen zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position konfiguriert ist; worin das AGR-Zulaufventil dazu konfiguriert ist, eine Strömungseigenschaft durch den Zuleitungsströmungskanal zu ändern, wenn sich das AGR-Zulaufventil zwischen der ersten Position und der zweiten Position bewegt; worin das AGR-Zulaufventil in der ersten Betriebskonfiguration in der ersten Position ist; worin das AGR-Zulaufventil in der zweiten Betriebskonfiguration in der zweiten Position ist; und worin das AGR-Zulaufventil ein Einweg-Rückschlagventil aufweist.
Motor nach Anspruch 1, worin der Zufuhrzweig ein Öffnungselement beinhaltet, das dazu konfiguriert ist, den Fluss durch den Zufuhrzweig zu begrenzen.
Motor nach Anspruch 1, ferner umfassend eine gemeinsame Verzweigung, die einen gemeinsamen Strömungskanal definiert; worin sich der Motorzweig und der Zufuhrzweig parallel von dem gemeinsamen Zweig erstrecken, sodass sowohl der Motorströmungskanal als auch der Zuleitungsströmungskanal konfiguriert sind, um eine Kühlmittelströmung von dem gemeinsamen Strömungskanal aufzunehmen.
Motor nach Anspruch 7, ferner umfassend einen Direktströmungszweig, der eine Kühlmittelströmung von dem gemeinsamen Strömungskanal aufnimmt, worin der Bypasskanal sowohl den AGR-Strömungskanal als auch den Motorströmungskanal umgeht.
Motor nach Anspruch 1, ferner umfassend eine erste nachgeschaltete Komponente und eine zweite nachgeschaltete Komponente; worin die Vielzahl von Zweigen einen ersten nachgeschalteten Zweig und einen zweiten nachgeschalteten Zweig beinhaltet; worin der erste nachgeschaltete Zweig einen ersten nachgeschalteten Strömungskanal definiert, durch den das Kühlmittel strömt, um Wärme mit der ersten nachgeschalteten Komponente auszutauschen; worin der zweite nachgeschaltete Zweig einen zweiten nachgeschalteten Strömungskanal definiert, durch den das Kühlmittel strömt, um Wärme mit der zweiten nachgeschalteten Komponente auszutauschen; worin der erste nachgeschaltete Strömungskanal dazu konfiguriert ist, eine Strömung von dem AGR-Strömungskanal aufzunehmen; und worin der zweite nachgeschaltete Strömungskanal dazu konfiguriert ist, eine Strömung von dem Motorströmungskanal aufzunehmen.
Motor nach Anspruch 9, worin die Vielzahl von Zweigen einen gemeinsamen Rückführzweig aufweist, der so konfiguriert ist, dass er die von den ersten und den zweiten nachgeschalteten Strömungskanälen empfangenen Kühlmittelströmung zu der Kühlmittelpumpe zurückführt