JP6635747B2 - 統合ｅｇｒクーラー - Google Patents

Description

本発明は、統合ＥＧＲクーラーに関し、より詳しくは、ＥＧＲクーラーによってエンジンから排出される冷却水をヒーター及びラジエーターに配分する統合ＥＧＲクーラーに関する。

従来のＥＧＲクーラーシステムには、ＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラー、再循環タイミング及びＥＧＲガスの量を調節するＥＧＲバルブ、吸気マニホールド又は排気マニホールドとＥＧＲバルブとを連結するＥＧＲパイプ、及びＥＧＲクーラーに冷却水を流入させる冷却ホースなどが備えられている。

図１は、従来のＥＧＲクーラーに適用される冷却水の流れを示したブロック図であり、図２は、従来のＥＧＲクーラーの概要図である。
図１、２を参照し、従来のＥＧＲクーラーシステムにおける冷却水の循環回路を説明する。
ＥＧＲクーラー３へ流入された排気ガスを冷却するための冷却水回路は、一般に、エンジン１から排出された冷却水が流入される水温調節装置（ＷＡＴＥＲ ＴＥＭＰＥＲＡＴＵＲＥ ＣＯＮＴＲＯＬ、ＷＴＣ）２と、水温調節装置２を介してエンジン１から排出された冷却水の配分を受けるＥＧＲクーラー３及びヒーター４と、ＥＧＲクーラー３及びヒーター４から冷却水の伝達を受け、冷却水を再度エンジン１に流入させるウォーターポンプ５と、を含む。

図２に示すように、従来のＥＧＲクーラー３は、ＥＧＲクーラー３の前端に位置し、排気ガスが流入されてクーリングコア８に配分するインレットタンク７と、多数の直線チューブからなり、直線チューブの内側は流入した排気ガスが接触し、直線チューブ外側は冷却水が接触して熱交換が行われるクーリングコア８と、クーリングコア８をなす多数の直線チューブを取り囲む構造で多数の直線チューブの外側から冷却水の流れを誘導するボディー９と、冷却水を外部からボディー９に流入させる、及びボディー９から冷却水を外部へ排出するようボディー９に取り付けられたニップル（ＮＩＰＰＬＥ）１０と、クーリングコア８を介して冷却された排気ガスを外部へ流出させるアウトレットタンク１１と、を含む。

しかし、従来のＥＧＲクーラーは、ヒーターに供給される流量と同等であるか、それより少ない流量の冷却水が供給されていたため、冷却効率に限界があった。
更に、従来のＥＧＲクーラー及び水温調節装置には、冷却水の流入及び排出のため、ニップル及びアウトレットタンクなどのような同一の部品を繰り返して備えられなければならなかった。
また、従来のＥＧＲクーラーは、関連部品を別途に取り付けるための空間の確保が必要であり、これにより、レイアウトの設計に困難があった。

韓国公開特許第１０−２０１２−０００２７３９号公報 特開２０１４−９６３４号公報

前記のような点に鑑みてなされた本発明の目的は、水温調節装置（ＷＡＴＥＲ ＴＥＭＰＥＲＡＴＵＲＥ ＣＯＮＴＲＯＬ、ＷＴＣ）がＥＧＲクーラーに統合された統合ＥＧＲクーラーを提供することにある。

前記のような目的を達成するための本発明の一実施形態のＥＧＲクーラーシステムは、排気マニホールドと吸気マニホールドとを連通するクーリングコアと、クーリングコアが内部に通される統合ハウジングと、を含み、統合ハウジングには、統合ハウジングに取り付けられた熱感応装置の作動時にのみ統合ハウジングに流入された冷却水を排出する第１排出ポートと、常に統合ハウジングに流入された冷却水を排出する第２排出ポートと、が形成されてよい。

更に、第１排出ポートがラジエーターと連結されて第１配分ラインを形成し、第２排出ポートがヒーターと連結されて第２配分ラインを形成することができる。

前記のような本発明の統合ＥＧＲクーラーによると、水温調節装置（ＷＡＴＥＲ ＴＥＭＰＥＲＡＴＵＲＥ ＣＯＮＴＲＯＬ、ＷＴＣ）及びＥＧＲクーラーが統合されたことにより、エンジンから排出された冷却水が、最初にＥＧＲクーラーに流入されるので、ＥＧＲクーラーに流入される冷却水の水量が最大化される。これにより、ＥＧＲクーラーの冷却効率が最大化され、クーリングコアの大きさを縮小することが可能である。

また、冷却水の流入及び排出のための部品が最少化され、エンジンルームのレイアウト設計が容易になる。
また、ＥＧＲクーラーの大きさが縮小され、部品数が減少するので、車両の総重量が減少され、最終的には燃費が向上する。

従来のＥＧＲクーラーに適用される冷却水の流れを示したブロック図である。 従来のＥＧＲクーラーの概要図である。 本発明の一実施形態の統合ＥＧＲクーラーの取付け例示図である。 図３の統合ＥＧＲクーラーの冷却水の流れを示したブロック図である。 図３の統合ＥＧＲクーラーの分解斜視図である。 図３の統合ＥＧＲクーラーに取り付けられるクーリングコアの斜視図である。 図３の統合ＥＧＲクーラーに取り付けられるクーリングコアの正面図である。 図３の統合ＥＧＲクーラーに取り付けられるＥＧＲバルブハウジングの斜視図である。 図３の統合ＥＧＲクーラーに取り付けられるＥＧＲバルブハウジングの他の斜視図である。 図３の統合ＥＧＲクーラーに取り付けられるＥＧＲバルブハウジングの要部の断面図である。 図３の統合ＥＧＲクーラーに取り付けられる統合ハウジングの斜視図である。 図３の統合ＥＧＲクーラーに取り付けられる統合ハウジングの正面図である。 図３の統合ＥＧＲクーラーに取り付けられる統合ハウジングの他の斜視図である。 図３の統合ＥＧＲクーラーに取り付けられる統合ハウジングの底面図である。 図３の統合ＥＧＲクーラーに取り付けられるアダプターの斜視図である。 図３の統合ＥＧＲクーラーに取り付けられるアダプターの他の斜視図である。 図３の統合ＥＧＲクーラーに取り付けられるガスケットの斜視図である。ハ

本発明の実施形態を、添付図面を参照して詳しく説明する。
図３から図１７に示すように、本発明の一実施形態の統合ＥＧＲクーラーは、ＥＧＲクーラー１００に熱感応装置としてサーモスタット（Ｔ．Ｓ．）が取り付けられ、サーモスタット（Ｔ．Ｓ．）が動作するときのみＥＧＲクーラー１００に流入されていた冷却水を排出する第１配分ライン（Ｌ１）が形成され、ＥＧＲクーラー１００に流入された冷却水を常に排出する第２配分ライン（Ｌ２）が形成されていることを特徴とする。

ＥＧＲクーラー１００は、排気マニホールドと連結される第１チャンバ１１１、及び吸気マニホールドと連結される第２チャンバ１１２が形成されたＥＧＲバルブハウジング１１０と、第１チャンバ１１１及び第２室１１２を連通するようにＥＧＲバルブハウジング１１０に取り付けられたクーリングコア１２０と、クーリングコア１２０を収容するようにＥＧＲバルブハウジング１１０に取り付けられた統合ハウジング１３０と、を含む。ＥＧＲバルブハウジング１１０は、第２チャンバ１１２と連結されたＥＧＲバルブ１１３を含む。

クーリングコア１２０は、表面積が増加するように、螺旋（ＳＰＩＲＡＬ）又はディンプル（ＤＩＭＰＬＥ）形状の表面を有する直線チューブ１２１の両端に、それぞれ第１プレート１２２及び第２プレート１２３を溶接することにより製作される。

クーリングコア１２０は、多数の直線チューブ１２１と、直線チューブ１２１が貫通した状態に固定され、ＥＧＲバルブハウジング１１０に面接触される第１プレート１２２と、直線チューブ１２１が貫通した状態に固定され、第１プレート１２２と対向する第２プレート１２３と、多数の直線チューブ１２１が上側直線チューブと下側直線チューブに区別されるよう、第１プレート１２２の中心から第２プレート１２３の中心へ延長形成されたセパレーター１２４と、第２プレート１２３に固定され、上側直線チューブと下側直線チューブとを連通させるタンク１２５と、を含む。

クーリングコア１２０は、直線チューブ１２１が片持ち梁構造で第１プレート１２２に固定されているので、直線チューブ１２１の振動により、直線チューブ１２１とタンク１２５との連結部に発生する応力が過多な場合、直線チューブ１２１とびタンク１２５との連結部が破損する恐れがある。従って、板材を曲げて弾性を有するように製作された多数のクリップ１２６を直線チューブ１２１とタンク１２５との連結部に取り付け、クリップ１２６に振動を吸収させることが好ましい。

統合ハウジング１３０は、統合ハウジング１３０の外部構造を形成して長手方向に沿った一面と幅方向に沿った一面とが開口されたボディー１３１と、ボディー１３１の長手方向に沿った解放面に取り付けられ、エンジン２００から冷却水が流入する冷却水流入ポート（Ｔ５）が形成されたアダプター１３２と、ボディー１３１とアダプター１３２との間に介在するガスケット１３３と、を含む。

アダプター１３２及びガスケット１３３は、シリンダーヘッドの後方から冷却水の供給を受け、エンジン２００から供給された冷却水の流れをクーリングコア１２０又はサーモスタット（ＴＳ）に分離することになる。アダプター１３２の一面には、エンジン２００に取り付けられ得るようにするシリンダーヘッド取付部１３４が形成され、その反対面には、統合ハウジング１３０を固定するための統合ハウジング取付部１３５が形成される。

ガスケット１３３には、ボディー１３１の内部に冷却水を誘導するメイン通路（Ｈ１）と、ボディー１３１の内側に備えられたクーリングコア１２０に向かって冷却水が均等に誘導され得るようメイン通路（Ｈ１）の一側に形成された補助通路（Ｈ２）と、冷却水をボディー１３１に取り付けられたサーモスタット（Ｔ．Ｓ．）に誘導するためのバイパス通路（Ｈ３）と、が形成される。

ボディー１３１は、ボディー１３１に形成され、バイパスポート（Ｔ２）と連通され、サーモスタット（ＴＳ）が取り付けられた取付けポート（Ｔ１）と、取付けポート（Ｔ１）の一側に形成され取付けポート（Ｔ１）に流入されていた冷却水をウォーターポンプ５００に循環させるバイパスポート（Ｔ２）と、アダプター１３２と対向する面に形成されボディー１３１から冷却水を排出する第１排出ポート（Ｔ３）と、を含む。本発明の一実施形態では、第１排出ポート（Ｔ３）はラジエーター４００と連結される。

ＥＧＲバルブハウジング１１０は、ボディー１３１の幅方向に沿って開口された一面に取り付けられ、ＥＧＲバルブハウジング１１０に流れる冷却水をボディー１３１の外部へ排出する第２排出ポート（Ｔ４）が形成される。本発明の一実施形態で、第２排出ポート（Ｔ４）はヒーター３００と連結される。

ヒーター３００は、冷却水と流入した外気（ＡＩＲ）とを熱交換させる。ヒーター３００を通過して、冷却水の温度は下降され、流入された外気の温度は上昇される。外気は外部へ放出されてよく、必要時に客室に流入されることにより車両の暖房に用いられる。

前記のような構成を有する本発明のＥＧＲクーラー１００は、排気ガスが、排気マニホールドからＥＧＲバルブハウジング１１０を介してクーリングコア１２０に流入される。この際、クーリングコア１２０に流入された排気ガスの温度は、ＥＧＲバルブハウジング１１０に流入された冷却水により低下する。クーリングコア１２０に流入されていた排気ガスは、ＥＧＲバルブ１１３の開口と同時に吸気マニホールドに再循環される。

この際、統合ハウジング１３０に流入される冷却水の流れは、次の通りである。エンジン２００、より正確にはシリンダーヘッドから冷却水が排出される。エンジン２００から排出された冷却水は、アダプター１３２に形成された冷却水流入ポート（Ｔ５）を介してアダプター１３２とガスケット１３３との間に流入される。この際、冷却水は、ガスケット１３３に形成されたメイン通路（Ｈ１）と補助通路（Ｈ２）とを介し、ボディー１３１の内部へ流入される。ボディー１３１の内部に流入された冷却水は、伝導及び輻射によってクーリングコア１２０の内部に存在する排気ガスの温度を吸収することになる。

一方、エンジン２００から排出された状態の冷却水が、ガスケット１３３に形成されたバイパス通路（Ｈ３）を介してサーモスタット（ＴＳ）が取り付けられた取付けポート（Ｔ１）に流入される。取付けポート（Ｔ１）に流入されていた冷却水は、バイパスポート（Ｔ２）を介してウォーターポンプ５００へ流れることになる。サーモスタット（ＴＳ）はバイメタルで製作され、特定の温度以上の時、第１排出ポート（Ｔ３）を開口するように作動する。

ボディー１３１の内部に流入されていた冷却水は、継続的にＥＧＲバルブハウジング１１０に形成された第２排出ポート（Ｔ４）を介してヒーター３００へ流入される。ヒーター３００に流入された冷却水は、ウォーターポンプ５００へ流れることになり、最終的にエンジン２００に形成されたウォータージャケットに再流入される。

また、サーモスタット（ＴＳ）と連結された断続バルブは、エンジン２００から排出された冷却水の温度が特定の温度以上の時に、第１排出ポート（Ｔ３）を開口するように動作し、ボディー１３１に流入されていた冷却水は、第１排出ポート（Ｔ３）を介してラジエーター４００に流入され、外部へ熱を放出することになる。その後、冷却水はラジエーター４００からウォーターポンプ５００へ流れることになり、最終的にエンジン２００に形成されたウォータージャケットに再流入される。

以上のように、本発明を、限定された実施形態と図面により説明したが、本発明はこれにより限定されず、本発明の属する技術分野で通常の知識を有する者により、本発明の技術思想と下記に記載される特許請求の範囲内で多様な修正及び変形が可能なことは勿論である。

１００ ＥＧＲクーラー
１１０ ＥＧＲバルブハウジング
１１１ 第１チャンバ
１１２ 第２チャンバ
１１３ ＥＧＲバルブ
１２０ クーリングコア
１３０ 統合ハウジング
１３１ ボディー
１３２ アダプター
１３３ ガスケット
２００ エンジン
３００ ヒーター
４００ ラジエーター
５００ ウォーターポンプ
Ｌ１ 第１配分ライン
Ｌ２ 第２配分ライン
Ｔ．Ｓ． サーモスタット
Ｈ１ メイン通路
Ｈ２ 補助通路
Ｈ３ バイパス通路
Ｔ１ 取付けポート
Ｔ２ バイパスポート
Ｔ３ 第１排出ポート
Ｔ４ 第２排出ポート
Ｔ５ 冷却水流入ポート

Claims (11)

1. 排気ガスが流動するクーリングコアと、
   前記クーリングコアを収容し、内部に冷却水が流動する統合ハウジングと、を含む統合ＥＧＲクーラーであって、
   前記統合ハウジングは、
   エンジンから冷却水が流入される冷却水流入ポートと、
   前記冷却水をラジエーターに排出する第１排出ポートと、
   前記冷却水をヒーターに排出する第２排出ポートと、
   前記第１排出ポートを通じた冷却水の流動を断続する断続バルブと、
   排気マニホールドに連結される第１チャンバ及び吸気マニホールドに連結される第２チャンバが形成されたＥＧＲバルブハウジングと、
   前記クーリングコアが内部に挿入されるよう、前記ＥＧＲバルブハウジングに取り付けられたＥＧＲクーラーハウジングと、を含み、、
   前記第１チャンバ及び前記第２チャンバは、前記クーリングコアを介して連通されていることを特徴とする統合ＥＧＲクーラー。
2. 前記ＥＧＲバルブハウジングは、
   前記第２チャンバに連結されたＥＧＲバルブを含むことを特徴とする請求項１に記載の統合ＥＧＲクーラー。
3. 前記ＥＧＲクーラーハウジングは、
   前記ＥＧＲクーラーハウジングの外形をなして長手方向に沿った一面と幅方向に沿った一面とが開口されたボディーと、
   前記ボディーの長手方向に沿って開口された面に取り付けられ、前記冷却水流入ポートが形成されたアダプターと、
   前記ボディーと前記アダプターとの間に介在されるガスケットと、
   を含むことを特徴とする請求項１に記載の統合ＥＧＲクーラー。
4. 前記ガスケットには、
   前記ボディーの内部に前記冷却水を誘導するメイン通路と、
   前記ボディーの内側に備えられたクーリングコアに向かって前記冷却水が均等に誘導され得るよう、前記メイン通路の一側に形成された補助通路と、
   前記冷却水を前記ボディーに取り付けられた熱感応装置に誘導するためのバイパス通路と、
   が形成されていることを特徴とする請求項３に記載の統合ＥＧＲクーラー。
5. 前記ボディーは、
   前記断続バルブと連結された熱感応装置が取り付けられるよう前記ボディーに形成され、バイパスポートと連通された取付けポートと、
   前記取付けポートに流入されていた冷却水をウォーターポンプに循環させるため、前記取付けポートの一側に形成されたバイパスポートと、を含み、
   前記第１排出ポートが、前記アダプターと対向する面に形成されていることを特徴とする請求項３に記載の統合ＥＧＲクーラー。
6. 前記第２排出ポートは、前記ＥＧＲバルブハウジングに形成されていることを特徴とする請求項３に記載の統合ＥＧＲクーラー。
7. 前記ＥＧＲバルブハウジングは、
   前記第２排出ポートが、前記ボディーの幅方向に沿って開口された一面に向くように前記ボディーに設けられていることを特徴とする請求項６に記載の統合ＥＧＲクーラー。
8. 前記クーリングコアは、
   表面積が増加するように屈曲面が形成された複数の直線チューブと、
   前記直線チューブに貫通された状態に固定され、前記ＥＧＲバルブハウジングに面接触される第１プレートと、
   前記直線チューブに貫通された状態に固定され、前記第１プレートと対向する第２プレートと、
   前記複数の直線チューブを上側直線チューブと下側直線チューブに区分するよう、前記第１プレートの中心から前記第２プレートの中心へ延長形成されたセパレーターと、
   前記第２プレートに固定され、前記上側直線チューブと前記下側直線チューブとを連通させるタンクと、
   を含むことを特徴とする請求項１に記載の統合ＥＧＲクーラー。
9. 前記第１排出ポートが前記ラジエーターと連結されて第１配分ラインを形成し、
   前記第２排出ポートが前記ヒーターと連結されて第２配分ラインを形成していることを特徴とする請求項８に記載の統合ＥＧＲクーラー。
10. エンジンと熱交換された冷却水と排気ガスが熱交換する、請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の統合ＥＧＲクーラーと、
    前記統合ＥＧＲクーラーから排出された冷却水と熱交換するヒーターと、
    前記統合ＥＧＲクーラーから排出された冷却水と熱交換するラジエーターと、
    を含むことを特徴とする統合ＥＧＲクーリングシステム。
11. 前記統合ＥＧＲクーラーは、
    内部を流動する冷却水が予め定められた温度より低ければ、前記ラジエーターに向ける冷却水の流れを遮断することを特徴とする請求項１０に記載の統合ＥＧＲクーリングシステム。
    

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