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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen AGR-Kühler, und im Speziellen einen AGR-Kühler, der eine verbesserte Kühlleistung aufweist, indem er einem Gasrohr (bzw. einer Gasröhre), das (die) innerhalb eines Gehäuses angeordnet ist, ermöglicht, einen langen flachen Abschnitt in einer Längsrichtung aufzuweisen, um eine Fläche zu vergrößern, in welcher Abgas Wärme mit einer Kühlflüssigkeit austauscht.
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Stand der Technik
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Im Allgemeinen sind im Abgas eines Fahrzeugs eine große Menge von schädlichen Substanzen wie Kohlenstoffmonoxid, Stickstoffoxid und Kohlenwasserstoffe enthalten. Im Speziellen nimmt eine Emission von den schädlichen Substanzen wie Stickstoffoxid zu, wenn die Temperatur eines Motors ansteigt.
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Heutzutage werden die Abgasvorschriften in jedem Land verschärft. Um den verschärften Abgasvorschriften in jedem Land gerecht zu werden, werden verschiedene Vorrichtungen in Fahrzeugen angebracht, um die schädlichen Substanzen, wie Stickstoffoxid, unter den Abgasen zu reduzieren.
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Da ein Fahrzeug, das mit einem Dieselmotor ausgestattet ist, im Speziellen Komponenten in dem verbrannten Kraftstoff aufweist, die sich von einem Fahrzeug, das mit einem Ottomotor ausgestattet ist, unterscheiden, weist das Fahrzeug, das mit deinem Dieselmotor ausgestattet ist, Vorrichtungen auf, wie zum Beispiel einen Dieselpartikelfilter (DPF) und eine Abgasrückführung (AGR), um die Abgasvorschriften durch eine Reduktion der schädlichen Abgase wie Stickstoffoxid einzuhalten.
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Im Allgemeinen sammelt der DPF Schwebstoffe bzw. Feinstaub (engl. particulate matter), die bzw. der im Abgas enthalten ist, in einem Filter und speist dann Kraftstoff in ein Abgasrohr am vorderen Ende des Filters ein, um die Schwebstoffe unter Zwang zu verbrennen, wodurch die Abgase reduziert werden und der Filter regeneriert wird.
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Die Abgasrückführung (AGR) saugt einige der Abgase des Fahrzeugs zusammen mit einem Mischer ein, um die Temperatur einer Verbrennungskammer zu reduzieren, wodurch die Emissionen von schädlichen Substanzen wie zum Beispiel Stickstoffoxid und Schwefeloxid reduziert werden
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Heutzutage wird, um der Verschärfung der Vorschriften gegen die Luftverschmutzung weltweit gerecht zu werden, zusätzlich ein AGR-Kühler verwendet, um eine Temperatur des AGR-Gases zu verringern. Das Abgas, das in den AGR-Kühler eingebracht wird, wird von einem Kühlmittel (Kühlflüssigkeit) gekühlt, welches durch den Motor abgeführt wird.
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Als verwandte Technologie gibt es das
koreanische Patent Nr. 0748756 (Titel: AGR-Kühler einer AGR-Vorrichtung für ein Fahrzeug).
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Der bestehende AGR-Kühler beinhaltet einen Hauptkühlkörper, an dessen beiden Enden ein Kühlmitteleinlassrohr und ein Kühlmittelauslassrohr vorgesehen sind, und eine Vielzahl von Gasröhren, welche parallel innerhalb des Hauptkühlkörpers in einer Längsrichtung angeordnet sind, in welcher eine Seite des Hauptkühlkörpers mit einem Zuleitungsventil bzw. Voreilventil (engl. lead valve) versehen ist.
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Demzufolge tauscht das Kühlmittel, das durch das Kühlmitteleinlassrohr bereit gestellt wird, mit dem Abgas, das durch die Gasröhre in dem Hauptkühlkörper strömt, Wärme aus und das Kühlmittel, das dem Wärmeaustausch unterzogen wurde, wird durch das Kühlmittelauslassrohr abgeführt, wodurch das Hochtemperatur Abgas abgekühlt wird.
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Im Übrigen werden in dem AGR-Kühler, unter den bestehenden AGR-Kühlern, in welchem die Gasröhre aus einem U-förmig-gebogenen Typ oder einem S-förmig-gebogenen Typ gebildet ist, ein Abgaseinlass und ein Abgasauslass im Allgemeinen in einer Richtung ausgebildet, und eine Länge des Rohrs bzw. der Röhre, das (die) Wärme mit dem Kühlmittel in dem Gehäuse austauscht, ist relativ kurz und folglich gibt es ein Problem, dass die Kühlleistung abnimmt.
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Da darüber hinaus im Fall der bestehenden AGR-Kühler eine Druckdifferenz zwischen dem Abgaseinlass und dem Abgasauslass groß ist, wird das das Abgas nicht ausreichend gekühlt und folglich gibt es ein Problem, dass die Motorleistung abnimmt.
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Da darüber hinaus im Fall der bestehenden AGR-Kühler die Länge des Rohrs, das Wärme mit dem Kühlmittel austauscht, lang ist, können die AGR-Kühler nicht verkleinert werden, und es gibt ein Problem, dass der Platz für den AGR-Kühler beschränkt ist.
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Zusätzlich können der bestehende I-Strömung Rohrtyp oder der U-förmig-gebogene Typ und der S-förmig-gebogene Typ AGR-Kühler nicht verwendet werden, wenn der Abgaseinlass und der Abgasauslass so gestaltet sind, dass sie in der selben Ebene voneinander beabstandet sind und es besteht folglich ein limitierter Anwendungsbereich.
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Offenbarung
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Technisches Problem
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Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen AGR-Kühler für ein Fahrzeug vorzusehen, der imstande ist, eine Raumnutzung mit einer kompakten Anordnung zu steigern, eine Fläche, in welcher Abgas Wärme mit einem Kühlmittel tauscht, zu vergrößern und eine Druckdifferenz im Abgas an einem Abgaseinlass und einem Abgasauslass zu reduzieren, da eine Vielzahl von Gasröhren, die in einem Gehäuse angebracht sind, jeweils aus einem flachen Abschnitt, einem ersten gebogenen Abschnitt und einem zweiten gebogenen Abschnitt gestaltet sind und eine Länge des flachen Abschnitts länger ist als eine Höhe des ersten gebogenen Abschnitts und des zweiten gebogenen Abschnitts.
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Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen AGR-Kühler vorzusehen, der imstande ist, das Fließvermögen (engl. fluidity) eines Kühlmittels zu verbessern, das durch Anpassen einer Höhe eines Endes einer Röhrenplatte in ein Gehäuse eingebracht wird.
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Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen AGR-Kühler für ein Fahrzeug vorzusehen der imstande ist, in einem Fahrzeuglayout (engl. vehicle layout) angewendet bzw. verwendet zu werden, in welchem ein Gehäuse so ausgebildet ist, dass es einer Außenwandoberfläche eines Zylinderblocks entspricht, der an einer Außenseite eines Kühlwassermantels eines Verbrennungsmotors, der in dem Fahrzeug eingerichtet ist, angeordnet ist, um an der Außenwandoberfläche des Zylinderblocks angeordnet zu sein und ein Abgaseinlass und ein Abgasauslass voneinander mit einem vorbestimmten Abstand beabstandet sind.
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Technische Lösung
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Im Allgemeinen weist ein AGR-Kühler für ein Fahrzeug auf: ein Gehäuse 100, das mit einem Kühlflüssigkeitseinlass 110 und einem Kühlflüssigkeitsauslass 120 vorgesehen ist; eine Vielzahl von Gasröhren 200, die in dem Gehäuse 100 angeordnet sind, um einen Abgaskanal zu bilden und aufweisen: einen flachen Abschnitt 210, der sich entlang einer Längsrichtung des Gehäuses 100 erstreckt, einen ersten gebogenen Abschnitt 220, der an einem Ende des flachen Abschnitts 210 gebogen ist, einen zweiten gebogenen Abschnitt 230, der an dem anderen Ende des flachen Abschnitts 210 gebogen ist, um dem ersten gebogenen Abschnitt 220 gegenüberzuliegen, eine Länge L des flachen Abschnitts 210, die länger ist als eine Höhe H des ersten gebogenen Abschnitts 220 und des zweiten gebogenen Abschnitts 230; eine Röhrenplatte 300, die die Vielzahl von Gasröhren 200 befestigt; und eine Abdeckung 400, die mit dem Gehäuse 100 an einer äußeren Seite der Röhrenplatte 300 verbunden ist und mit einem Abgaseinlass 410 und einen Abgasauslass 420 versehen ist.
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Die Gasröhre 200 kann so ausgebildet sein, dass die Länge L des flachen Abschnitts 210 grösser als einmal und kleiner als 20 mal die Höhe H des ersten gebogenen Abschnitts 220 und des zweiten gebogenen Abschnitts 230 ist.
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In der Gasröhre 200 können der erste gebogene Abschnitt 220 und der zweite gebogene Abschnitt 230 an beiden Enden des flachen Abschnitts 210 vertikal gebogen sein, so dass sie parallel zueinander sind.
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In der Gasröhre 200 können der erste gebogene Abschnitt 220 und der zweite gebogene Abschnitt 230 an beiden Enden des flachen Abschnitts 210 so gebogen sein, dass sie einen stumpfen Winkel α bezüglich zu dem flachen Abschnitt 210, bilden.
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In der Gasröhre 200 kann ein Teil des ersten gebogenen Abschnitts 220 so gebogen sein, dass der erste gebogene Abschnitt 220 einen stumpfen Winkel β bildet und ein Teil des zweiten gebogenen Abschnitts 230 kann so gebogen sein, dass der zweite gebogene Abschnitt 230 den stumpfen Winkel β bildet, während er dem ersten gebogenen Abschnitt 220 gegenüberliegt.
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In der Gasröhre 200 können der erste gebogene Abschnitt 220 und der zweite gebogene Abschnitt 230 rund gebogen sein, so dass sie eine vorbestimmte Krümmung R an beiden Enden des flachen Abschnitts 210 aufweisen.
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Der Kühlflüssigkeitseinlass 110 kann an einer Position ausgebildet sein, die einem abgerundeten Bereich des ersten gebogenen Abschnitts 220 entspricht und der Kühlflüssigkeitsauslass 120 kann an einer Position ausgebildet sein, die einem abgerundeten Bereich des zweiten gebogenen Abschnitts 230 entspricht.
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In der Gasröhre 200 können der flache Abschnitt 210, der erste gebogene Abschnitt 220 und der zweite gebogene Abschnitt 230 integral ausgebildet sein.
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Die Gasröhren 200 können in einer mehrstufigen Weise angebracht sein, so dass sie voneinander mit einem vorbestimmten Abstand entlang einer Höhenrichtung des Gehäuses 100 innerhalb des Gehäuses 100 beabstandet sind, und können in einer mehrreihigen Weise angebracht sein, so dass sie voneinander mit einem vorbestimmten Abstand entlang einer Breitenrichtung des Gehäuses 100 innerhalb derselben Stufe beabstandet sind.
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In der Gasröhre 200 kann ein konkaver Abschnitt 211 an einer äußeren Seitenoberfläche oder einer inneren Seitenoberfläche des flachen Abschnitts 210, des ersten gebogenen Abschnitts 220, und des zweiten gebogenen Abschnitts 230 ausgebildet sein.
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In der Gasröhre 200 kann eine Wärmeabstrahlrippe 240 in den flachen Abschnitt 210 oder in den ersten gebogenen Abschnitt 220 und den zweiten gebogenen Abschnitt 230 eingebracht sein.
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Die Gasröhren 200 können in einer mehrstufigen Weise angebracht sein, so dass sie voneinander mit einem vorbestimmten Abstand entlang der Höhenrichtung des Gehäuses 100 innerhalb des Gehäuses 100 beabstandet sind, und können als ein Einzelrohr 300 ausgebildet sein, das sich entlang einer Breitenrichtung des Gehäuses 100 innerhalb derselben Stufe erstreckt.
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Die Röhrenplatte 300 kann ein Röhreneinbringungsloch 310 aufweisen, in welches beide Enden der Gasröhre 200 eingebracht werden, und ein Kühlflüssigkeitsführungsteil 320, dessen innere Seitenoberfläche von einer Position, die dem flachen Abschnitt 210 der Gasröhre 200 entspricht, in Richtung des flachen Abschnitts 210 hervorsteht.
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Eine Höhe D1 des Kühlflüssigkeitsführungsteils 320 kann so ausgebildet sein, dass sie gleich oder kleiner als 0.85 mal ein Abstand D2 ist, zwischen einem Rohr das an der äußersten Seite der Röhrenplatte 300 unter Gasröhren 200 angeordnet ist und der Röhrenplatte 300.
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Die Röhrenplatte 300 kann ein turbulente Strömung bildendes Teil 330 aufweisen, das an einer Seitenoberfläche, die der Gasröhre 200 des Kühlflüssigkeitsführungsteils 320 gegenüberliegt, ausgebildet ist.
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Das eine turbulente Strömung bildende Teil 330 kann eine Vertiefung in Form einer Absenkung oder in Wellenform sein.
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Das Gehäuse kann so ausgebildet sein, dass es einer Außenwandoberfläche eines Zylinderblocks 10 entspricht, der an einer Außenseite eines Kühlwassermantels 11 eines Verbrennungsmotors, der in dem Fahrzeug eingerichtet ist, angeordnet ist, und somit an der Außenwandoberfläche des Zylinderblocks 10 angeordnet werden kann.
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Die Gasabdeckung 400 kann den Abgaseinlass 410, der an einer Seite davon ausgebildet ist und den Abgasauslass 420, der an der anderen Seite davon ausgebildet ist, in einer Längsrichtung, aufweisen, und der Abgaseinlass 410 und der Abgasauslass 420 können voneinander mit einem Durchmesser R von mindestens einem Motorzylinder beabstandet sein.
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In der Gasabdeckung 400 kann ein Abstand S zwischen dem Abgaseinlass 410 und dem Abgasauslass 420 1 bis 3 mal so groß sein wie der Durchmesser R des Motorzylinders.
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Ein Abstand S zwischen dem Abgaseinlass 410 und dem Abgasauslass 420 kann so ausgebildet sein, dass er 0,8 bis 1,2 mal so groß ist wie die Länge L des flachen Abschnitts 210 der Gasröhre.
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Der Kühlflüssigkeitseinlass 110 des Gehäuses 100 und der Abgaseinlass 410 der Gasabdeckung 400 können so ausgebildet sein, dass sie einander in einer Längsrichtung gegenüber liegen.
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Der AGR-Kühler für ein Fahrzeug kann ferner aufweisen: eine Dichtung 500, die zwischen dem Gehäuse 100 und der Röhrenplatte 300 angebracht ist.
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Der AGR-Kühler für ein Fahrzeug kann ferner aufweisen: ein Abdichtungselement 600, das zwischen der Röhrenplatte 300 und der Gasabdeckung 400 angebracht ist.
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Das Gehäuse 100, die Dichtung 500, die Röhrenplatte 300, das Abdichtungselement 600 und die Gasabdeckung 400 können an einem Rand mit einem Bolzen verbunden sein.
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Die Röhrenplatte 300 und die Gasabdeckung 400 können durch Löten verbunden sein.
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Vorteilhafte Effekte
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Demzufolge kann der AGR-Kühler für ein Fahrzeug gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Kühlleistung des AGR-Kühlers verbessern, da die Gasröhre, die in dem Gehäuse angeordnet ist, so gestaltet ist, dass sie einen langen flachen Abschnitt in Längsrichtung aufweist und folglich der Bereich bzw. die Fläche, in welchem das Abgas Wärme mit der Kühlflüssigkeit tauscht, vergrößert ist und die Raumnutzung mit der kompakten Anordnung steigern. Ferner kann der AGR-Kühler für ein Fahrzeug gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
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Fertigungskosten und Fertigungszeit des AGR-Kühlers sparen, da die Vielzahl von Röhren leicht auf der Platte zu befestigen sind.
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Im Speziellen steht die Röhrenplatte, gemäß dem AGR-Kühler für ein Fahrzeug gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, in Richtung der Gasröhre hervor, so dass der Abstand zwischen der Röhrenplatte und der Gasröhre gefüllt ist um das Fließvermögen zu verbessern, so dass die Kühlflüssigkeit, die in das Gehäuse eingebracht wird, hauptsächlich in Richtung der Gasröhre geleitet wird, wodurch die Kühleffizienz verbessert wird.
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Ferner ist, gemäß dem AGR-Kühler für ein Fahrzeug gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, das eine turbulente Strömung bildende Teil an der Röhrenplatte in der Absenkung oder der Wellenform ausgebildet, wodurch die Kühleffizienz aufgrund der Turbulenz bzw. Verwirbelung der Kühlmittelströmung verbessert wird.
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Ferner sind, gemäß dem AGR-Kühler für ein Fahrzeug gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, der Kühlflüssigkeitseinlass und der Kühlflüssigkeitsauslass in einem Bereich angeordnet, in dem die gekrümmte bzw. bogenförmige Oberfläche der Gasröhre ausgebildet ist, um zu verhindern, dass die Kühlflüssigkeit, die in das Gehäuse eingebracht wird, in die untere Oberfläche der Röhrenplatte strömt, wodurch das Fließvermögen verbessert wird.
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Ferner kann der AGR-Kühler für ein Fahrzeug gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Druckdifferenz in dem Abgas an dem Abgaseinlass und an dem Abgasauslass verringern, um die Wärmeaustauschzeit bzw. Wärmetauschzeit des AGR-Kühlers zu verkürzen, wodurch die Abnahme der Motorleistung, die von dem Gegendruck abhängt, minimiert wird.
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Ferner kann der AGR-Kühler für ein Fahrzeug gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einem Fahrzeuglayout verwendet werden, in welchem der Abgaseinlass und der Abgasauslass mit einem vorbestimmten Abstand voneinander beabstandet sind, wodurch der Anwendungsbereich diversifiziert bzw. vergrößert wird.
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Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist eine perspektivische Explosionsansicht eines AGR-Kühlers gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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2 ist eine Vorderansicht des AGR-Kühlers für ein Fahrzeug gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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3 ist eine Vorderansicht, die einen Zustand darstellt, in dem der AGR-Kühler gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung an einer äußeren Seite eines Motorzylinders befestigt ist.
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4 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Zustand darstellt, wo eine Gasröhre mit einer Röhrenplatte gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verbunden ist.
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5 ist eine seitliche perspektivische Ansicht eines teilweise geschnittenen Zustands, in dem Zustand, in dem die Gasröhre mit der Röhrenplatte verbunden ist, gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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6 ist eine seitliche perspektivische Ansicht eines teilweise geschnittenen Zustands, in einem Zustand, in dem die Gasröhre mit der Röhrenplatte verbunden ist, gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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7 bis 10 sind Querschnittsansichten der Gasröhre gemäß verschiedenartigen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
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11 ist eine Vorderansicht, die einen Zustand darstellt, in welchem ein Gehäuse von dem AGR-Kühler für ein Fahrzeug gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entfernt ist.
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12 ist ein Diagramm, das ein Ergebnis einer Analyse einer Strömung einer Kühlflüssigkeit in dem AGR-Kühler für ein Fahrzeug gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
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13 ist eine Vorderansicht des bestehenden AGR-Kühlers für ein Fahrzeug.
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14 ist ein Diagramm, das das Ergebnis der Analyse der Strömung der Kühlflüssigkeit in dem AGR-Kühler für ein Fahrzeug gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in 13 veranschaulicht.
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15 und 16 sind Draufsichten der Röhrenplatte gemäß verschiedenartigen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
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17 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Gasabdeckung eines AGR-Kühlers gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
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18 ist eine perspektivische Explosionsansicht des AGR-Kühlers gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Beste Ausführungsform
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Nachfolgend wird hierin ein AGR-Kühler für ein Fahrzeug gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen.
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Wie in den 1 und 2 veranschaulicht ist, ist ein AGR-Kühler 1 für ein Fahrzeug gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung so gestaltet, dass er ein Gehäuse 100, eine Gasröhre 200, eine Röhrenplatte 300 und eine Gasabdeckung 400 aufweist.
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Das Gehäuse 100 ist so gestaltet, dass es einen Kühlflüssigkeitseinlass 110 und einen Kühlflüssigkeitsauslass 120 aufweist, und das Innere des Gehäuses 100 ist mit einem Raum bzw. Platz ausgebildet, in welchem eine Kühlflüssigkeit, die durch den Kühlflüssigkeitseinlass 110 eingebracht wird, aufgenommen werden kann. Als Kühlflüssigkeit wird generell Kühlmittel verwendet, aber es können andere Kühlflüssigkeiten verwendet werden.
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Der Kühlflüssigkeitseinlass 110 ist in einem Teil des Hauptkörperteils 101 ausgebildet. Das Kühlmittel wird durch den Kühlflüssigkeitseinlass 110 in den Hauptkörperteil 101 eingebracht.
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Der Kühlflüssigkeitsauslass 120 ist in einem Teil des Hauptkörperteils 101 ausgebildet. Das Kühlmittel wird durch den Kühlflüssigkeitsauslass 120 zu der Außenseite des Hauptkörperteils 101 abgeführt.
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1 und 2 stellen dar, dass der Kühlflüssigkeitseinlass 110 und der Kühlflüssigkeitsauslass 120 auf verschiedenen Oberflächen des Hauptkörperteils 101 ausgebildet sind, aber die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Das heißt, wenn nötig können der Kühlflüssigkeitseinlass 110 und der Kühlflüssigkeitsauslass 120 auf derselben Oberfläche des Hauptkörperteils 101 ausgebildet sein.
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In dem Gehäuse ist ein Verbindungsloch bzw. eine Verbindungsbohrung 130 an einer Kante des Hauptkörperteils 101 ausgebildet, und eine Dichtung, eine Platte, ein Abdichtungselement, und eine Abdeckung, welche nachstehend beschrieben werden, sind an dem Gehäuse durch einen Bolzen bzw. eine Schraube befestigt. Obwohl nicht notwendigerweise darauf beschränkt, ist es bevorzugt, dass zumindest zwei oder mehr Verbindungslöcher 130 an den Rändern des Hauptkörperteils 101 ausgebildet sind, um die Dichtung, die Platte, das Abdichtungselement, und die Abdeckung, welche nachstehend beschrieben werden, fest bzw. stabil an dem Gehäuse zu befestigen.
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Wie in den 1 und 2 dargestellt ist, kann das Gehäuse 100 eine rechteckige parallelflache (engl. parallelepiped) Form haben, dessen eine Seite offen ist oder kann auch in Formen ausgebildet sein, die den Formen von Umfangsteilen (engl. peripheral parts) entsprechen, unter Berücksichtigung der Formen der Umfangsteile. Das Gehäuse 100 kann separat von einem Motorblock ausgebildet sein und zwischen einem Ansaugkrümmer und einem Auspuffkrümmer eines Motors angebracht sein.
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In dem Fall, wie in 3 veranschaulicht ist, ist das Gehäuse 100 so gestaltet, dass es einer Außenwandoberfläche eines Zylinderblocks 10 entspricht, der an einer Außenseite eines Kühlwassermantels 11 eines Verbrennungsmotors, der in dem Fahrzeug eingerichtet ist, angeordnet ist, und ist so angeordnet, dass es die Außenwandoberfläche des Zylinderblocks 10 berührt.
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Das Gehäuse 100 kann integral bzw. einstückig mit dem Motorblock ausgebildet sein. Da der Kühlflüssigkeitseinlass 110 und der Kühlflüssigkeitsauslass 120 nicht getrennt ausgebildet sein müssen, ist es in diesem Fall möglich, Fertigungszeit und Fertigungskosten für das Gehäuse 100 des AGR-Kühlers 1 durch Reduzieren der Anzahl der Zusammenbauprozesse zu sparen, und einen Raum, in welchem der AGR-Kühler 1 in einem Motorraum des Fahrzeugs angebracht ist, zu minimieren.
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Die Gasröhren 200 sind in einer mehrstufigen Weise und einer mehrreihigen Weise so angeordnet, so dass sie voneinander in einer Höhenrichtung innerhalb des Gehäuses 100 beabstandet sind, wodurch sie einen Abgaskanal ausbilden. Das heißt, das Abgas strömt durch die Vielzahl von Gasröhren 200. In diesem Fall wird das Abgas, das durch das Gehäuse 100 strömt, durch Austauschen bzw. Tauschen von Wärme mit einer Kühlflüssigkeit in dem Gehäuse 100 gekühlt.
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Wie in 4 dargestellt ist, ist die Gasröhre 200 des AGR-Kühlers 1 für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung so gestaltet, dass sie einen ersten gebogenen Abschnitt 220, einen zweiten gebogenen Abschnitt 230 und einen flachen Abschnitt 210 aufweist.
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Der flache Abschnitt 210 erstreckt sich horizontal entlang einer Längsrichtung des Gehäuses 100, der erste gebogene Abschnitt 220 ist an einem Ende des flachen Abschnitts 210 gebogen und der zweite gebogene Abschnitt 230 ist an dem anderen Ende des flachen Abschnitts 210 gebogen.
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Dabei ist der zweite gebogene Abschnitt 230 so ausgebildet, dass er die selbe Länge aufweist wie der erste gebogene Abschnitt 220, während er dem ersten gebogenen Abschnitt 220 gegenüberliegt.
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Das heißt, die Gasröhre 200 ist im Allgemeinen in einer C-Buchstaben Form ausgebildet. Im Speziellen ist eine Länge L des flachen Abschnitts 210 so ausgebildet, dass sie länger ist als eine Höhe H des ersten gebogenen Abschnitts 220 und des zweiten gebogenen Abschnitts 230.
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Demzufolge ist in der Gasröhre 200 die Länge L des flachen Abschnitts 210 länger als die Höhe H des ersten gebogenen Abschnitts 220 und des zweiten gebogenen Abschnitts 230, so dass eine Fläche zunimmt, in welcher das Abgas Wärme mit der Kühlflüssigkeit austauscht, wodurch die Kühlleistung des AGR-Kühlers 1 verbessert wird und die Druckdifferenz im Abgas an dem Abgaseinlass 410 und dem Abgasauslass 420 reduziert wird.
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In diesem Fall ist die Gasröhre 200 ist so ausgebildet, dass die Länge L des flachen Abschnitts 210 so ausgebildet ist, dass sie mehr als 1 mal und kleiner als 20 mal die Höhe H des ersten gebogenen Abschnitts und des zweiten gebogenen Abschnitts ist. Das heißt, ein Verhältnis der Länge L des flachen Abschnitts 210 zu der Höhe H des ersten gebogenen Abschnitts 220 und des zweiten gebogenen Abschnitts 230 ist so ausgebildet, das es 20:1 ist.
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Wenn die Länge L des flachen Abschnitts 210 kleiner als oder gleich zu 1 mal die Höhe H des ersten gebogenen Abschnitts 220 und des zweiten gebogenen Abschnitts 230 ist, steigt in der Gasröhre 200 der Unterschied zwischen dem Druck des Abgases, das in den ersten gebogenen Abschnitt 220 eingebracht wird und dem Druck des Abgases, das in dem zweiten gebogenen Abschnitt 230 abgeführt wird, was ein Problem dahingehend verursacht, dass sich die Kühleffizienz verschlechtert.
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Wenn des Weiteren, die Länge L des flachen Abschnitts 210 20 mal die Höhe H des ersten gebogenen Abschnitts 220 und des zweiten gebogenen Abschnitts 230 überschreitet, ist die Größe des AGR-Kühlers 1 mit dem Gehäuse 100 zu groß und somit kann das Gehäuse 100 nicht einstückig in dem Motorblock ausgebildet werden. Selbst wenn das Gehäuse 100 separat ausgebildet ist, gibt es eine Beschränkung in dem Raum, der in dem Motorraum vorgesehen ist, so dass das Problem verursacht wird, dass die Verkleinerung des AGR-Kühlers 1 nicht erzielt werden kann.
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Der erste gebogene Abschnitt 220 und der zweite gebogene Abschnitt 230 der Gasröhre 200 können rund gebogen sein, so dass sie eine vorbestimmte Krümmung R an beiden Enden des flachen Abschnitts 210 haben.
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Da der erste gebogene Abschnitt 220 und der zweite gebogene Abschnitt 230 der Gasröhre 200 rund gebogen sind, so dass sie eine vorbestimmte Krümmung R an dem einen Ende und dem anderen Ende des flachen Abschnitts 210 haben, strömt das Abgas, das in den ersten gebogenen Abschnitt eingebracht wird, zu dem flachen Abschnitt 210 entlang der gerundeten bzw. abgerundeten Oberfläche und wird dann entlang der gerundeten bzw. abgerundeten Oberfläche des zweiten gebogenen Abschnitts zu der Außenseite abgeführt bzw. entlassen, so dass die Strömung des Abgases so weit wie möglich reibungslos bzw. gleichmäßig (engl. smoothly) geführt wird, wodurch die Zirkulationsgeschwindigkeit des Abgases erhöht wird um die Kühleffizienz des AGR-Kühlers 1 zu erhöhen.
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Auch wenn nicht darauf beschränkt, können der flache Abschnitt 210, der erste gebogene Abschnitt 220 und der zweite gebogene Abschnitt 230 jeder Gasröhre 200 integral bzw. einstückig aus metallischem Material ausgebildet sein.
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In diesem Fall ist es bevorzugt, dass die Krümmung R des ersten gebogenen Abschnitts und des zweiten gebogenen Abschnitts, die an einem Ende und dem anderen Ende des flachen Abschnitts 210 ausgebildet sind, grösser als 6 mm, aber kleiner als 30 mm ist. (6 mm < R < 30 mm). Wenn die Krümmung R gleich oder kleiner als 6 mm ist, tritt das Problem auf, dass es schwierig ist, die Herstellung der Röhre zu gewährleisten. Ferner wird, wenn die Krümmung R größer als 30 mm ist, die Gesamtgröße der Röhre 300 größer und somit wird die Gesamtgröße des AGR-Kühlers 1 mit dem Gehäuse 100 größer und somit gibt es ein Problem, dass es schwierig ist, die Einbauposition des AGR-Kühlers 1 zu gewährleisten, der separat in den Motorblock oder den Motorraum eingebaut wird.
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Ferner kann in dem AGR-Kühler 1 für ein Fahrzeug gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Wärmeabstrahlrippe 240 in den flachen Abschnitt 210 jeder Röhre oder in den ersten gebogenen Abschnitt oder in den zweiten gebogenen Abschnitt eingebracht werden. Deshalb kann der AGR-Kühler 1 für ein Fahrzeug gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Kontaktfläche des Abgases, das durch das Innere des Gehäuses 100 strömt, mit der Kühlflüssigkeit vergrößern, wodurch die ausgetauschte Wärmemenge vergrößert wird.
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Ferner ist, wie in 2 dargestellt ist, der AGR-Kühler 1 für ein Fahrzeug gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung so gestaltet, dass der Kühlflüssigkeitseinlass 110 des Gehäuses 100 an einer Stelle ausgebildet sein kann, die dem abgerundeten Bereich des ersten gebogenen Abschnitts 220 entspricht und der Kühlflüssigkeitsauslass 120 an einer Stelle ausgebildet sein kann, die dem abgerundeten Bereich des zweiten gebogenen Abschnitts 230 entspricht.
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Folglich kann der AGR-Kühler 1 für ein Fahrzeug gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verhindern, dass die Kühlflüssigkeit, die in das Gehäuse 100 eingebracht wird, zu einer unteren Oberfläche der Röhrenplatte 300 strömt, wodurch das Fließvermögen erhöht wird.
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Wie in 8 dargestellt ist, können gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, der erste gebogene Abschnitt 220 und der zweite gebogene Abschnitt 230 der Gasröhre 200 an beiden Enden des flachen Abschnitts 210 vertikal gebogen sein, so dass sie parallel zueinander sind.
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Demzufolge wird, da der erste gebogene Abschnitt 220 und der zweite gebogene Abschnitt 230 der Gasröhre 200 vertikal gebogen sind, so dass sie 90° bezüglich des flachen Abschnitts 210 an einem Ende und dem anderen Ende des flachen Abschnitts 210 bilden, der Druckunterschied zwischen dem Abgaseinlass und dem Abgasauslass reduziert, so dass die Kühlleistung und die Motoreffizienz des AGR-Kühlers erreicht werden kann und der erste gebogene Abschnitt 220 und der zweite gebogene Abschnitt 230 leicht mit einem Röhreneinbringungsloch 310 in der Röhrenplatte 300 verbunden werden können, was nachstehend beschrieben wird.
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Wie in 9 dargestellt ist, können gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, der erste gebogene Abschnitt 220 und der zweite gebogene Abschnitt 230 der Gasröhre 200 an beiden Enden des flachen Abschnitts 210 so gebogen sein, dass sie einen stumpfen Winkel α bezüglich des flachen Abschnitts 210 ausbilden.
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Das heißt, da der erste gebogene Abschnitt 220 und der zweite gebogene Abschnitt 230 der Gasröhre 200 so ausgebildet sind, dass sie einen stumpfen Winkel α aufweisen, der grösser als 90° und kleiner als 180° bezüglich des flachen Abschnitts 210 ist, ist die Strömung des Abgases, das in der Gasröhre 200 fließt, reibungslos bzw. gleichmäßig (engl. smooth), um die Zirkulation des Abgases zu erhöhen, wodurch die Kühleffizienz des AGR-Kühlers verbessert wird.
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Wie in 10 veranschaulicht ist, kann gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, ein Teil des ersten gebogenen Abschnitts 220 so gebogen sein, dass der erste gebogene Abschnitt 220 der Gasröhre 200 einen stumpfen Winkel β ausbildet und ein Teil des zweiten gebogenen Abschnitts 230 kann so gebogen sein, dass der zweite gebogenen Abschnitt den stumpfen Winkel β ausbildet während er dem ersten gebogenen Abschnitt 220 gegenüberliegt.
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In der Gasröhre 200 sind ein Teil des ersten gebogenen Abschnitts 220 und ein Teil des zweiten gebogenen Abschnitts 230 gebogen, und somit ist die Strömung des Abgases, das in der Gasröhre 200 strömt, reibungslos bzw. gleichmäßig (engl. smooth), so dass die Kühleffizienz des AGR-Kühlers verbessert werden kann und der erste gebogene Abschnitt 220 und der zweite gebogene Abschnitt 230 einfach mit dem Röhreneinbringungsloch 310 der Röhrenplatte 300 verbunden werden können.
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Ferner können die Gasröhren 200 in einer mehrstufigen Weise angebracht sein, so dass sie voneinander mit einem vorbestimmten Abstand entlang der Höhenrichtung des Gehäuses 100 innerhalb des Gehäuses 100 beabstandet sind und können in einer mehrreihigen Weise angebracht sein, so dass sie voneinander mit einem vorbestimmten Abstand entlang einer Breitenrichtung des Gehäuses 100 in der selben Stufe beabstandet sind.
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Da die Gasröhren 200 in dem Gehäuse in einer mehrstufigen und mehrreihigen Weise entlang der Höhenrichtung des Gehäuses 100 und der Breitenrichtung des Gehäuses 100 angeordnet sind, kann die Kontaktfläche des Abgases, das durch das Innere des Hauptkörperteils 101 des Gehäuses 100 läuft bzw. strömt, mit der Kühlflüssigkeit vergrößert werden, um die ausgetauschte Wärmemenge zu vergrößern.
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Wie in den 4 und 5 dargestellt ist, kann in der Gasröhre 200 ein konkaver Abschnitt 211 an einer äußeren Seitenoberfläche oder an einer inneren Seitenoberfläche des flachen Abschnitts 210, des ersten gebogenen Abschnitts 220 und des zweiten gebogenen Abschnitts 230 ausgebildet sein.
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4 und 5 stellen dar, dass eine Vielzahl von konkaven Abschnitten 211 in einer Diagonalrichtung bezüglich der Breitenrichtung ausgebildet sind. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht notwendigerweise darauf beschränkt, und die Form und die Richtung des konkaven Abschnitts 211 können je nach Bedarf verschiedenartig ausgebildet sein.
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Wie in 6 dargestellt ist, können die Gasröhren 200 in mehrstufiger Weise angebracht sein, so dass sie voneinander mit einem vorbestimmten Abstand entlang der Höhenrichtung des Gehäuses 100 innerhalb des Gehäuses 100 beabstandet sind und können als Einzelröhre 300 ausgebildet sein, die so ausgebildet ist, dass sie sich entlang der Breitenrichtung des Gehäuses 100 innerhalb derselben Stufe erstreckt.
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Da die Gasröhren 200 in einer mehrstufigen Weise entlang der Höhenrichtung des Gehäuses 100 innerhalb des Gehäuses 100 angeordnet sind und die Einzelröhre 300 sich entlang der Breitenrichtung des Gehäuses 100 innerhalb derselben Stufe erstreckt, kann die Kontaktfläche des Abgases, das durch das Innere des Hauptkörperteils 101 des Gehäuses 100 läuft, mit der Kühlflüssigkeit vergrößert werden.
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Indessen werden in die Röhrenplatte 300 beide Enden der Gasröhre 200 dorthinein eingebracht und die Röhrenplatte ist so ausgebildet, dass sie Röhreneinbringungslöcher 310 aufweist, die der Anzahl an Gasröhren 200 entsprechen.
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Im Speziellen weist die Röhrenplatte 300 ein Kühlflüssigkeitsführungsteil 320 auf, dessen innere Seitenoberfläche in Richtung des flachen Abschnitts 210 an einer Position, die dem flachen Abschnitt 210 der Gasröhre 200 entspricht, hervorsteht, wodurch das Fließvermögen der Kühlflüssigkeit, die in das Gehäuse 100 strömt, verbessert wird.
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In anderen Worten kann, wenn es keinen Kühlflüssigkeitsführungsteil 320 gibt, ein Teil der Kühlflüssigkeit in dem Gehäuse 100 in den Raum zwischen der Röhre, die an einer äußersten Seite der Röhrenplatte 300 unter (engl. among) den Gasröhren 200 angeordnet ist, und einer inneren Oberfläche der Röhrenplatte 300 strömen und dann unmittelbar zu dem Kühlflüssigkeitsauslass 120 abgeführt werden, so dass ein Teil der Kühlflüssigkeit abgeführt wird, ohne Wärme mit der Gasröhre 200 auszutauschen.
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Um dies zu verhindern weist der AGR-Kühler 1 für ein Fahrzeug der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Kühlflüssigkeitsführungsteil 320 auf, das zwischen der Gasröhre 200 und der Röhrenplatte 300 ausgebildet ist, so dass ein Großteil der Kühlflüssigkeit, die durch den Kühlflüssigkeitseinlass 110 eingebracht wird, entlang eines Pfads, wo die Gasröhre 200 angeordnet ist, strömen kann und dann zu dem Kühlflüssigkeitsauslass 120 abgeführt werden kann, wodurch das Fließvermögen der Kühlflüssigkeit verbessert wird.
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In diesem Fall ist es bevorzugt, dass eine Höhe D1 des Kühlflüssigkeitsführungsteils 320 so ausgebildet ist, dass sie gleich oder kleiner als 0,85 mal einem Abstand D2 zwischen der Röhre, die an der äußersten Seite der Röhrenplatte 300 in der Gasröhre 200 angebracht ist und der Röhrenplatte 300, entspricht.
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Wenn das Kühlflüssigkeitsführungsteil 320 zu hoch ausgebildet ist, kann die Kühlflüssigkeit, die in das Gehäuse 100 strömt, die Röhrenplatte 300 und die Gasröhre 200 treffen bzw. erreichen um Lärm zu erzeugen, und deshalb ist es empfehlenswert, dass es in der gleichen Höhe wie oben beschrieben ausgebildet ist.
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Ferner, wie in den 15 und 16 dargestellt, kann die Röhrenplatte 300 ein turbulente Strömung bildendes Teil 330, das eine Vertiefung in Form einer Absenkung oder in Wellenform ist, an einer Seitenoberfläche aufweisen, die der Gasröhre 200 des Kühlflüssigkeitsführungsteil 320 gegenüberliegt.
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Dementsprechend nutzt der AGR-Kühler 1 gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Strömungsturbulenz der Kühlflüssigkeit, die in dem Gehäuse strömt, durch das eine turbulente Strömung bildende Teil 330, wodurch die Kühleffizienz verbessert wird und die Steifigkeit der Röhrenplatte 300 verstärkt bzw. erhöht wird.
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Der AGR-Kühler 1 für ein Fahrzeug gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist mit dem Gehäuse 100 an der äußeren Seite bzw. Außenseite der Röhrenplatte 300 verbunden und weist ferner eine Gasabdeckung 400 auf, die einen Abgaseinlass 410 aufweist, der an einer Seite einer Längsrichtung davon ausgebildet ist und einen Abgasauslass 420, der an der anderer Seite davon ausgebildet ist.
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Die Gasabdeckung 400 ist so ausgebildet, dass ein Abstand S zwischen dem Abgaseinlass 410 und dem Abgasauslass 420 1 bis 3 mal größer ist als ein Durchmesser R eines Motorzylinders, und demzufolge kann der AGR-Kühler 1 für ein Fahrzeuglayout angewendet werden, in welchem der Abgaseinlass 410 und der Abgasauslass 420 voneinander mit einem vorbestimmten Abstand an derselben Ebene beabstandet sind, wodurch der Anwendungsbereich diversifiziert wird.
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In diesem Fall können der Abgaseinlass 410 und der Abgasauslass 420 einen Winkel aufweisen, der verschiedenartig geändert ist, abhängig von dem maßgeblichen Modell und der Abgaseinlass 410 kann an derselben Seite wie der Kühlflüssigkeitseinlass 110 des Gehäuses 100 in der Längsrichtung angeordnet sein und kann auch an einer gegenüberliegenden Seite zu dem Kühlflüssigkeitseinlass 110 des Gehäuses 100 in der Längsrichtung angeordnet sein.
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Ferner kann in dem AGR-Kühler 1 für ein Fahrzeug der Abstand S zwischen dem Abgaseinlass und dem Abgasauslass 0,8 bis 1,2 mal größer sein als die Länge L des flachen Abschnitts 210 der Gasröhre 200, so dass die Wärmeaustauschfläche zwischen der Kühlflüssigkeit und der Gasröhre 200 über einer bestimmten Fläche in dem Gehäuses 100 sichergestellt werden kann, wodurch die Kühlleistung des AGR-Kühlers 1 verbessert wird.
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Zusätzlich kann, wie in 18 veranschaulicht ist, der AGR-Kühler 1 für ein Fahrzeug gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Dichtung 500 oder ein Abdichtungselement 600 aufweisen.
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Die Dichtung 500 ist zwischen dem Gehäuse 100 und der Röhrenplatte 300 angebracht, um primär die Kühlflüssigkeit daran zu hindern, zu der Außenseite des Gehäuses 100 auszuströmen bzw. zu lecken.
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Die Dichtung 500 kann eine im Wesentlichen rechteckige Plattenform aufweisen und kann so ausgebildet sein, dass sie einer Form einer äußeren Umfangsoberfläche des Gehäuses 100 entspricht und kann mit dem Gehäuse 100 durch einen Bolzen bzw. eine Schraube verbunden sein.
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Das Abdichtungselement 600 ist zusätzlich zwischen der Röhrenplatte 300 und der Gasabdeckung 400 angebracht um zu verhindern, dass Abgas, das durch den Abgaseinlass 410 eingebracht wird, leckt bzw. ausströmt. Das Abdichtungselement 600 kann so ausgebildet sein, dass es der Form der äußeren Umfangsoberfläche der Gasabdeckung 400 entspricht und kann zwischen der Röhrenplatte 300 und der Gasabdeckung 400 durch einen Bolzen bzw. eine Schraube in derselben Weise wie die Dichtung verbunden sein.
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An diesem Punkt können in dem AGR-Kühler für ein Fahrzeug der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Röhrenplatte 300 und die Gasabdeckung 400 durch Löten ohne das Abdichtungselement 600 verbunden sein.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben genannten Ausführungsformen beschränkt, sondern kann auf verschiedenartige Weise angewandt werden und kann von einem Fachmann, welchen die vorliegende Erfindung betrifft, auf verschiedenartige Weise abgeändert werden, ohne von dem Kerngedanken der vorliegenden Erfindung, wie er in den Ansprüchen beansprucht wird, abzuweichen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- AGR-Kühler
- 100
- Gehäuse,
- 101
- Hauptkörperteil
- 110
- Kühlflüssigkeitseinlass,
- 120
- Kühlflüssigkeitseinlass
- 130
- Verbindungsloch
- 200
- Gasröhre
- 210
- Flacher Abschnitt,
- 211
- Konkaver Abschnitt
- 220
- Erster gebogener Abschnitt,
- 230
- Zweiter gebogener Abschnitt
- 240
- Wärmeabstrahlrippe
- 300
- Röhrenplatte
- 310
- Röhreneinbringungsloch
- 400
- Gasabdeckung
- 410
- Abgaseinlass,
- 420
- Abgasauslass
- 500
- Dichtung
- 600
- Abdichtungselement