KR20150091234A - 공냉식 과급 공기 냉각기에서 과급 공기 상태를 개선하는 방법 - Google Patents

공냉식 과급 공기 냉각기에서 과급 공기 상태를 개선하는 방법 Download PDF

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Abstract

자동차의 과급 공기 시스템은 과급 공기 유로 내에 배치되는 과급기 및 이 과급기와 유체 연통하는 공냉식 과급 공기 냉각기를 구비한다. 과급 공기 시스템은, 공냉식 과급 공기 냉각기와 유체 연통하는 예냉기 및 예냉기와 열 교환 연통하는 엔진 냉매 유로를 더 포함한다. 엔진 냉매 유로는 자동차의 엔진을 통해 냉매의 유동을 전달하도록 구성된다.

Description

공냉식 과급 공기 냉각기에서 과급 공기 상태를 개선하는 방법{METHOD OF IMPROVING CHARGE AIR CONDITION IN AIR-COOLED CHARGE AIR COOLERS}
본 발명은 공냉식 과급 공기 냉각기에서 과급 공기 상태를 개선하는 시스템 및 방법에 관한 것이며, 구체적으로는 예냉기(pre-cooler)를 이용하여 자동차의 과급 공기 상태를 개선하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 알려져 있는 바와 같이, 엔진의 실린더에 유입되기 이전에 공기를 압축함으로써 자동차의 엔진을 부양(boost)하기 위해 터보 과급기 및 수퍼차저(supercharger)가 사용된다. 터보 과급기 또는 수퍼차저에 의해 공기가 압축될 때, 이 공기는 가열되고 공기의 압력은 상승된다. 그러나, 디젤 엔진 또는 가솔린 엔진과 같은 엔진에 유입되는 공기는 터보 과급기 또는 수퍼차저를 빠져나온 이후에 냉각되는 것이 바람직한데, 왜냐하면 공기가 저온일수록 엔진의 효율을 개선하기 위한 높은 밀도를 갖기 때문이다. 특정 상황에 있어서, 공기의 냉각은 또한 엔진 관리를 용이하게 할 수 있으며, 타이밍 조절된 스파크 점화에 앞서 공기 및 연료의 사전 폭발(pre-detonation)의 위험을 제거할 수 있고, 엔진의 엔진 블록에 대한 과도한 마모 또는 열 손상을 방지할 수 있다. 공냉식 과급 공기 냉각기는, 터보 과급기 또는 수퍼차저에 의해 압축된 공기를 냉각시키기 위해 자동차에서 사용될 수 있다. 공냉식 과급 공기 냉각기 및 과급 공기 시스템의 예는 미국 특허 제7,004,154호, 미국 특허 출원 공개 제2013/0220289호 및 미국 특허 출원 공개 제2013/0133630호와 같은 다수의 출원에 설명되어 있으며, 이들 모두는 인용함으로써 그 전체 내용이 본 명세서에 포함된다.
보통, 높은 수준의 터보 과급기 부양 또는 수퍼차저 부양에 있어서, 엔진에 유입되는 공기를 냉각하기 위해 공냉식 과급 공기 냉각기로부터 최대 성능이 요구된다. 그러나, 낮은 수준의 터보 과급기 부양 또는 수퍼차저 부양 동안에, 주위 공기의 습도가 높으면, 압축된 공기의 이슬점보다 저온인 공냉식 과급 공기 냉각기의 내부 표면에서 응축[예컨대, 수적(water droplet)]이 일어날 수 있다. 이들 수적은 공냉식 과급 공기 냉각기로부터 배출될 수 있고 엔진의 연소실 내로 배출될 수 있으며, 그 결과로서 불량한 엔진 성능, 실화(misfire) 또는 고장을 초래한다.
공냉식 과급 공기 냉각기 내부에서의 응축 발생의 문제에 대한 종래 기술의 일부 해법은, 공냉식 과급 공기 냉각기의 변경 또는 디튜닝(detuning)에 의존하였다. 이러한 변경 및 디튜닝은 결과적으로 그리고 바람직하지 않게 공냉식 과급 공기 냉각기의 원하는 성능을 저하시키며, 특히 높은 수준의 터보 과급기 부양 또는 수퍼차저 부양 동안에 그러하다.
따라서, 공냉식 과급 공기 냉각기의 원하는 성능 및 효율을 유지 또는 향상시키고 패키지 크기 요건을 유지하면서 공냉식 과급 공기 냉각기 표면에서의 응축 발생을 방지하기 위해 공냉식 과급 공기 냉각기의 과급 공기 상태를 개선하는 시스템 및 방법을 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명의 목적은, 공냉식 과급 공기 냉각기의 원하는 성능 및 효율을 유지 또는 향상시키고 패키지 크기 요건을 유지하면서 공냉식 과급 공기 냉각기 표면에서의 응축 발생을 방지하기 위해 공냉식 과급 공기 냉각기의 과급 공기 상태를 개선하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 자동차의 과급 공기 시스템은 과급 공기 유로 내에 배치되는 과급기 및 이 과급기와 유체 연통하는 공냉식 과급 공기 냉각기를 포함한다. 예냉기는 공냉식 과급 공기 냉각기와 유체 연통한다. 엔진 냉매 유로는 예냉기와 열 교환 연통(heat exchange communication)한다. 엔진 냉매 유로는 자동차의 엔진을 통해 냉매의 유동을 전달하도록 구성된다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 자동차의 과급 공기 시스템은 과급기, 과급기와 유체 연통하는 공냉식 과급 공기 냉각기, 및 공냉식 과급 공기 냉각기와 유체 연통하며 공냉식 과급 공기 냉각기와 별도인 예냉기를 구비하는 과급 공기 유로를 포함한다. 예냉기는 공냉식 과급 공기 냉각기의 상류에 배치된다. 과급 공기 시스템은 과급 공기 유로와 열 교환 연통하는 엔진 냉매 유로를 더 포함한다. 엔진 냉매 유로는 자동차의 엔진을 통해 냉매의 유동을 운반한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 과급 공기 시스템이 개시된다. 과급 공기 시스템은, 내부에 배치된 과급기를 구비하는 과급 공기 유로를 포함한다. 과급 공기 유로는 과급기로부터 자동차의 엔진의 적어도 하나의 실린더로 공기의 유동을 전달하도록 구성된다. 과급 공기 유로는, 과급기의 하류에 배치되고 엔진 이전에 공기의 유동을 냉각시키도록 구성된 공냉식 과급 공기 냉각기를 구비한다. 엔진 냉매 유로는 과급 공기 유로와 별도이다. 엔진 냉매 유로는 내부에 배치되는 라디에이터를 구비한다. 엔진 냉매 유로는 엔진을 통해 냉매의 유동을 전달하도록 구성된다. 예냉기는 과급 공기 유로 및 엔진 냉매 유로와 유체 연통한다. 예냉기는 공기의 유동과 냉매의 유동 사이에서 열을 전달하도록 구성된다.
본 발명에 따르면, 공냉식 과급 공기 냉각기의 원하는 성능 및 효율을 유지 또는 향상시키고 패키지 크기 요건을 유지하면서 공냉식 과급 공기 냉각기 표면에서의 응축 발생을 방지하기 위해 공냉식 과급 공기 냉각기의 과급 공기 상태를 개선하는 방법을 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 과급 공기 시스템의 개략적인 유로도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 과급 공기 시스템의 개략적인 유로도이다.
이하의 상세한 설명 및 첨부 도면은 본 발명의 다양한 실시예를 설명 및 제시한다. 이하의 상세한 설명 및 도면은 당업자가 본 발명을 실시 및 이용 가능하도록 하는 역할을 하며, 어떠한 방식으로도 본 발명의 범위를 한정하려는 의도가 아니다. 개시된 방법과 관련하여, 제시된 단계들은 본래 예시적인 것이며, 이에 따라 이들 단계의 순서는 필수적이거나 중요한 것은 아니다(본 출원은 2014년 1월 31일자로 제출된 미국 가특허 출원 제61/934,055호에 대한 우선권을 주장하며, 상기 미국 가특허 출원은 인용함으로써 그 전체 내용이 본 명세서에 포함된다).
도 1은 본 명발의 실시예에 따른 자동차의 과급 공기 시스템(10)을 제시한 것이다. 과급 공기 시스템(10)은 공기의 유동을 수용하기 위한 과급 공기 유로(10a) 및 냉매의 유동을 수용하기 위한 엔진 냉매 유로(10b)를 포함한다. 도 1에 도시된 실시예에 있어서, 과급 공기 유로(10a)를 통한 공기의 유동의 방향은 실선 화살표로 표시되며, 엔진 냉매 유로(10b)를 통한 냉매의 유동의 방향은 점선 화살표로 표시된다.
과급 공기 유로(10a)는, 내연 기관으로서 구성될 수 있고 복수 개의 실린더(14), 과급기(16), 예냉기(18) 및 공냉식 과급 공기 냉각기(20)를 구비하는 엔진(12)을 포함한다. 엔진(12)은 디젤 엔진, 또는 가솔린 엔진, 또는 본 명발에 따른 다양한 구성요소들을 이용할 수 있는 다른 유형의 엔진일 수 있다. 과급기(16)는 과급 공기 유로(10a)의 공기의 유동과 관련하여 엔진(12)으로부터 상류에 배치되며 이 엔진과 유체 연통한다. 과급기(16)는 예컨대 터보 과급기 또는 수퍼차저로서 구성되며, 엔진(12)의 실린더(14)에 의해 수용되기에 앞서 공기의 유동을 수용 및 압축 또는 과급한다.
공냉식 과급 공기 냉각기(20)는 과급기(16)와 엔진(12) 사이에 배치되며, 과급기(16)로부터 엔진(12)으로 유입되는 과급 공기 유로(10a)의 공기를 수용한다. 공냉식 과급 공기 냉각기(20)는 열 교환 코어를 포함하며, 과급 공기 유로(10a) 내의 공기를 주변 공기와 열 교환시킴으로써 과급기(16)로부터 유입되는 공기를 냉각시킨다. 공냉식 과급 공기 냉각기(20)는, 예컨대 브릭형(brick style) 공냉식 과급 공기 냉각기와 같이 당업계에 알려진 임의의 공냉식 과급 공기 냉각기로서 구성될 수 있다. 그러나, 공냉식 과급 공기 냉각기(20)는 필요에 따라 전면형(full-faced style) 공냉식 과급 공기 냉각기, 휠 아치형 공냉식 과급 공기 냉각기, 또는 임의의 다른 공냉식 과급 공기 냉각기일 수 있다. 추가적으로, 공냉식 과급 공기 냉각기(20)는, 예컨대 핀(fin)-핀 구조 또는 튜브-튜브 구조와 같은 다양한 튜브 및/또는 핀 구조를 포함할 수 있다.
예냉기(18)는 과급기(16)와 공냉식 과급 공기 냉각기(20) 사이에 배치되며 과급기 및 공냉식 과급 공기 냉각기와 유체 연통한다. 예냉기(18)는 공냉식 과급 공기 냉각기(20)와 별개이며, 공기 입구(24)를 통해 과급기(16)로부터 유동하는, 과급 공기 유로(10a)의 공기 유동을 수용하고, 이 공기의 유동을 공기 출구(25)를 통해 공냉식 과급 공기 냉각기(20)로 운반한다. 예냉기(18)는 공기의 유동으로부터 냉매의 유동으로의 열 전달을 제공하기 위해 엔진 냉매 냉각식 고온 과급 공기 냉각기로서 구성된다. 비한정적인 예에 있어서, 예냉기(18)는 알루미늄 CAB 플레이트-핀 냉각기일 수 있다. 그러나, 예냉기(18)는 필요에 따라 임의의 예냉기일 수 있다.
예냉기(18)는 또한 엔진 냉매 유로(10b)와 유체 연통하며, 냉매를 수용하기 위한 냉매 입구(26) 및 냉매를 운반하기 위한 냉매 출구(28)를 포함한다.
엔진 냉매 유로(10b)는 엔진(12), 라디에이터(30), 및 펌프(32)를 더 포함하며, 이들 모두는 서로 유체 연통한다. 라디에이터(30)는 엔진 냉매 유로(10b)의 냉매의 유동의 방향과 관련하여 엔진(12)의 하류에 배치되며, 냉매의 유동으로부터 대기로 열을 전달하도록 구성된다. 펌프(32)는 엔진(12)을 통해 유동하는 냉매의 유동을 조절하며, 결과적으로 엔진 냉매 유로(10b)를 통해 유동하는 냉매의 유동을 조절한다. 예냉기(18)는 펌프(32) 및 라디에이터(30) 양자 모두와 유체 연통하는데, 엔진(12)을 통한 냉매의 유동 경로는 예냉기(18)를 통한 냉매의 유동 경로와 병렬로 배치된다.
도 2는 본 명발의 다른 실시예에 따른 과급 공기 시스템(10')의 구성을 제시한 것이다. 도 1에서 설명된 것과 실질적으로 동일한 특징부를 나타내기 위해 동일한 참조 번호가 사용된다. 과급 공기 시스템(10')은, 엔진(12)을 통한 냉매의 유동 경로가 예냉기(18)를 통한 냉매의 유동 경로와 직렬이라는 점을 제외하고는, 앞서 설명되고 도 1에 도시된 과급 공기 시스템(10)과 실질적으로 유사하다. 예냉기(18)를 통해 유동하는 공기의 유동과 엔진 냉매 유로(10b)를 통해 유동하는 냉매 사이에서 열을 전달하기 위해, 엔진(12)을 통한 냉매의 유동 경로 및 예냉기(18)를 통한 냉매의 유동 경로는 필요에 따라 달리 구성될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
필요에 따라 또는 차량 요건에 따라, 과급 공기 유로(10a)의 다양한 구성요소[과급기(16), 예냉기(18), 공냉식 과급 공기 냉각기(20), 엔진(12) 또는 필요에 따른 다른 구성요소] 사이에서 공기를 운반하기 위한 연결부는 매니폴드, 배관, 또는 파이프를 포함할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 추가적으로, 엔진 냉매 유로(10b)의 다양한 구성요소[엔진(12), 라디에이터(30), 펌프(32), 예냉기(18) 등] 사이에서 냉매를 운반하기 위한 연결부는 필요에 따라 또는 차량 요건에 따라 매니폴드, 배관 또는 파이프일 수 있다. 예냉기(18) 및 과급 공기 냉각기(20)와 같은, 과급 공기 유로(10a) 및 엔진 냉매 유로(10b)의 다양한 구성요소의 구성 및 치수는, 또한 다양한 차량 패키지 배치 요건에 부합하게 될 수 있다. 도시되어 있지는 않지만, 특정 실시예에 있어서, 과급 공기 유로(10a)는, 제어 밸브, 배기 가스 재순환 시스템, 전자 제어부, 배수 시스템 등과 같이, 과급 공기 시스템(10)을 최적화하기 위해 통상적으로 알려진 다른 구성요소를 포함할 수 있다. 마찬가지로, 제어 디바이스 및 시스템 및 조절기(예컨대, 서모스탯, 밸브, 우회 유로 등)는 필요에 따라 엔진 냉매 유로(10b)와 협동하여 사용될 수 있다.
작동 중에, 냉매는 펌프(32)에 의해 라디에이터(30), 엔진(12) 및/또는 예냉기(18) 사이에서 순환하게 되어 엔진을 냉각시킴으로써 과열 및/또는 발작(seizure)을 방지한다. 냉매가 라디에이터(30)를 통해 유동할 때, 냉매와 대기 사이에서 열 전달이 이루어지며, 이에 따라 냉매가 냉각된다. 냉매는 이후 펌프(32)를 통해 엔진(12)으로 유동할 수 있으며, 이때 열이 엔진(12)으로부터 냉매로 전달되고, 및/또는 예냉기(18)를 통해 전달되는데, 열 전달은 공기와 냉매 사이에서 이루어진다.
동시에, 엔진 냉매 유로(10b)의 작동 시에, 과급기(16)는 주위 공기와 같은 공기의 유동을 수용한다. 과급기(16)는, 이를 통해 유동하는 공기의 유동을 압축 또는 과급한다. 과급기(16)는 다양한 주위 온도 및 습도 수준을 갖는 공기의 유동을 수용할 수 있다. 예를 들면, 과급기(16)는 높은 온도 및 높은 수준의 습도에서 공기의 유동을 수용할 수도 있고 높은 온도 및 낮은 수준의 습도에서 공기의 유동을 수용할 수도 있다. 마찬가지로, 과급기(16)는 낮은 온도 및 높은 수준의 습도에서 공기의 유동을 수용할 수도 있고 낮은 온도 및 낮은 수준의 습도에서 공기의 유동을 수용할 수도 있다. 과급기(16)는 또한 차량의 가변적인 작동 조건에 따라 가변적인 부양 압력 수준에서 작동하는데, 이때 낮은 부양 압력 수준에서 과급기(16)는 공기의 유동에 보다 작은 과급 또는 압축을 제공하며, 이는 결과적으로 과급되는 공기의 유동에 보다 적은 열을 제공한다. 보다 높은 부양 압력 수준에서, 과급기(16)는 공기의 유동에 보다 큰 과급 또는 압축을 제공하며, 이는 결과적으로 과급되는 공기의 유동에 더 많은 열을 제공한다. 과급된 공기의 유동은 이후 과급기(16)로부터 예냉기(18)로 그 공기 입구(24)를 통해 유동하며, 이후 예냉기(18)로부터 공냉식 과급 공기 냉각기(20)로 그 공기 출구(25)를 통해 유동한다.
공기의 유동의 가변적인 주위 온도 및 습도 수준 그리고 과급기(16)의 부양 압력의 가변적인 수준은 과급기(16)에 의해 과급되는 공기의 유동에 영향을 주며, 이는 공냉식 과급 공기 냉각기(20)의 성능에 영향을 준다. 예냉기(18)는 과급되는 공기의 온도 조절 및 공냉식 과급 공기 냉각기(20)를 통한 유동을 용이하게 하여 성능 효율을 극대화한다.
과급기(16)의 부양 압력 수준이 낮고 과급기(16)의 주위 온도가 낮으며 공기의 습도가 높은 것과 같은 특정 상황 동안, 예냉기(18)는 과급기(16)로부터 공냉식 과급 공기 냉각기(20)로 유동하는 공기를 가온한다. 예냉기(18)를 가로지르는 공기의 가온은, 공기의 온도를 이슬점 온도보다 높게 유지하는 것을 용이하게 하며, 이에 따라 공냉식 과급 공기 냉각기(20) 상에서의 응축 발생을 방지한다. 대안으로, 과급기(16)의 부양 압력 수준이 높을 때, 공기의 과급 유동의 온도는 엔진 냉매 유로(10b)의 냉매의 온도보다 높다. 따라서, 예냉기(18)는 과급기(16)로부터 공냉식 과급 공기 냉각기(20)로 유동하는 공기의 유동을 냉각시키며, 이는 과급기(16)의 부양 압력 수준이 높을 때 공냉식 과급 공기 냉각기(20)의 성능 효율을 향상시킨다.
유리하게는, 예냉기(18)는, 공기의 습도가 높을 때 과급기(16)의 부양 압력 수준이 높은 경우 공기의 유동을 냉각함으로써 또는 과급기(16)의 부양 압력 수준이 낮은 경우 공기의 유동을 가온함으로써 프리컨디셔너(pre-conditioner)로서 구성된다. 이러한 구조는, 과급되는 공기의 유동의 온도 및 습도가 가변적이거나 변동될 때, 과급 공기 시스템(10, 10')의 열 관리를 개선시킨다. 엔진 냉매 유로(10b)와 예냉기(18)의 통합은, 추가적인 복잡성 및 구성요소 없이 가변적인 차량 패키지 요건에 대해 예냉기(18)가 적합하게 되도록 하는 것을 용이하게 한다. 예를 들면, 엔진 냉매 유로(10b)와 유체 연통하는 예냉기(18)를 제공함으로써, 펌프 또는 라디에이터와 같은 추가적인 구성요소를 요구하지 않을 수 있다.
전술한 설명으로부터, 당업자는 본 발명의 필수적인 특징을 용이하게 확인할 수 있으며, 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않으면서 본 발명이 다양한 용도 및 조건에 적합하게 되도록 본 발명에 대해 다양한 변경 및 변형을 행할 수 있다.
10 : 과급 공기 시스템
10a : 과급 공기 유로
10b : 엔진 냉매 유로
12 : 엔진
14 : 실린더
16 : 과급기
18 : 예냉기
20 : 공냉식 과급 공기 냉각기
24 : 공기 입구
25 : 공기 출구
28 : 냉매 출구
30 : 라디에이터
32 : 펌프

Claims (20)

  1. 자동차의 과급 공기 시스템으로서,
    과급 공기 유로 내에 배치되는 과급기;
    상기 과급기와 유체 연통하는 공냉식 과급 공기 냉각기;
    상기 공냉식 과급 공기 냉각기와 유체 연통하는 예냉기(pre-cooler); 및
    상기 예냉기와 열 교환 연통(heat exchange communication)하는 엔진 냉매 유로로서, 상기 자동차의 엔진을 통해 냉매의 유동을 전달하도록 구성되는 엔진 냉매 유로를 포함하는 자동차의 과급 공기 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 예냉기는 상기 공냉식 과급 공기 냉각기와 별개인 것인 자동차의 과급 공기 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 예냉기는 상기 공냉식 과급 공기 냉각기의 상류에 배치되는 것인 자동차의 과급 공기 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 예냉기는 공냉식 상기 과급 공기 냉각기와 상기 과급기 사이에 배치되는 것인 자동차의 과급 공기 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 예냉기는 냉매의 유동을 수용하는 것인 자동차의 과급 공기 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 예냉기는 냉매의 유동을 수용하며, 상기 엔진을 통한 냉매의 유동의 유동 경로는 상기 예냉기와의 직렬 연결 및 상기 예냉기와의 병렬 연결 중 하나를 형성하는 것인 자동차의 과급 공기 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 예냉기는 엔진 냉매 냉각식 고온 과급 공기 냉각기인 것인 자동차의 과급 공기 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 공냉식 과급 공기 냉각기는, 브릭형(brick style) 공냉식 과급 공기 냉각기, 휠 아치형 공냉식 과급 공기 냉각기, 및 전면형(full-faced style) 공냉식 과급 공기 냉각기 중 하나인 것인 자동차의 과급 공기 시스템.
  9. 자동차의 과급 공기 시스템으로서,
    과급기, 상기 과급기와 유체 연통하는 공냉식 과급 공기 냉각기, 및 상기 공냉식 과급 공기 냉각기와 유체 연통하며 상기 공냉식 과급 공기 냉각기와 별도인 예냉기를 구비하는 과급 공기 유로로서, 상기 예냉기는 상기 공냉식 과급 공기 냉각기의 상류에 배치되는 것인 과급 공기 유로; 및
    상기 과급 공기 유로와 열 교환 연통하는 엔진 냉매 유로로서, 자동차의 엔진을 통해 냉매의 유동을 운반하는 엔진 냉매 유로를 포함하는 자동차의 과급 공기 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 예냉기는 상기 공냉식 과급 공기 냉각기와 상기 과급기 사이에 배치되는 것인 자동차의 과급 공기 시스템.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 예냉기는 냉매의 유동을 수용하는 것인 자동차의 과급 공기 시스템.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 예냉기는 냉매의 유동을 수용하며, 상기 엔진을 통한 냉매의 유동의 유동 경로는 상기 예냉기와의 직렬 연결 및 예냉기와의 병렬 연결 중 하나를 형성하는 것인 자동차의 과급 공기 시스템.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 예냉기는 엔진 냉매 냉각식 고온 과급 공기 냉각기인 것인 자동차의 과급 공기 시스템.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 공냉식 과급 공기 냉각기는, 브릭형(brick style) 공냉식 과급 공기 냉각기, 휠 아치형 공냉식 과급 공기 냉각기, 및 전면형(full-faced style) 공냉식 과급 공기 냉각기 중 하나인 것인 자동차의 과급 공기 시스템.
  15. 자동차의 과급 공기 시스템으로서,
    내부에 배치되는 과급기를 구비하며 과급기로부터 자동차의 엔진의 적어도 하나의 실린더로 공기의 유동을 전달하도록 구성되는 과급 공기 유로로서, 엔진 이전에 공기의 유동을 냉각하도록 구성되며 과상기 급기의 하류에 배치되는 공냉식 과급 공기 냉각기를 구비하는 과급 공기 유로;
    상기 과급 공기 유로와 별개이고 내부에 배치되는 라디에이터를 구비하는 엔진 냉매 유로로서, 상기 엔진을 통해 냉매의 유동을 전달하도록 구성되는 엔진 냉매 유로; 및
    상기 과급 공기 유로 및 상기 엔진 냉매 유로와 유체 연통하는 예냉기로서, 공기의 유동과 냉매의 유동 사이에서 열을 전달하도록 구성되는 예냉기를 포함하는 자동차의 과급 공기 시스템.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 예냉기는 상기 공냉식 과급 공기 냉각기와 별개인 것인 자동차의 과급 공기 시스템.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 예냉기는 상기 공냉식 과급 공기 냉각기와 상기 과급기 사이에 배치되는 것인 자동차의 과급 공기 시스템.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 예냉기는 상기 공냉식 과급 공기 냉각기의 상류에 배치되는 것인 자동차의 과급 공기 시스템.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 엔진 냉매 유로는 내부에 배치되는 펌프를 포함하는 것인 자동차의 과급 공기 시스템.
  20. 제15항에 있어서,
    상기 엔진을 통한 냉매의 유동의 유동 경로는 상기 예냉기와의 직렬 연결 및 상기 예냉기와의 병렬 연결 중 하나를 형성하는 것인 자동차의 과급 공기 시스템.
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Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2655017C2 (de) * 1976-12-04 1986-09-18 Klöckner-Humboldt-Deutz AG, 5000 Köln Brennkraftmaschine mit Hochaufladung
DE19962391A1 (de) * 1999-12-23 2001-06-28 Behr Industrietech Gmbh & Co Ladeluftkühler
US7254947B2 (en) * 2005-06-10 2007-08-14 Deere & Company Vehicle cooling system
DE102005042396A1 (de) * 2005-09-06 2007-03-15 Behr Gmbh & Co. Kg Kühlsystem für ein Kraftfahrzeug
US20080115493A1 (en) * 2006-11-17 2008-05-22 Wolf Eric P Diesel combustion engine having a low pressure exhaust gas recirculation system employing a corrosion resistant aluminum charge air cooler
US8522756B2 (en) * 2009-10-28 2013-09-03 Deere & Company Interstage exhaust gas recirculation system for a dual turbocharged engine having a turbogenerator system
US8813489B2 (en) * 2011-02-15 2014-08-26 Deere & Company Internal combustion engine charge air cooler precooler

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