DE102014110610A1

DE102014110610A1 - Verbrennungsmotorsystem mit Turbolader

Info

Publication number: DE102014110610A1
Application number: DE102014110610.5A
Authority: DE
Inventors: Won Rok CHOI
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 2013-12-11
Filing date: 2014-07-28
Publication date: 2015-06-11
Anticipated expiration: 2034-07-29
Also published as: CN104712415A; US9435250B2; KR101490963B1; DE102014110610B4; US20150159542A1; CN104712415B

Abstract

Verbrennungsmotorsystem mit Turbolader, aufweisend: einen Zylinderkopf 120, an dem ein Einlasskrümmer 125 und ein Auslasskrümmer 115 angeordnet sind, den Turbolader 100, welcher mit dem Auslasskrümmer 115 verbunden ist, eine Einlassleitung, welche zwischen dem Turbolader 100 und dem Einlasskrümmer 125 ausgebildet ist, um verdichtete Luft, die von dem Turbolader 100 verdichtet ist, durch den Zylinderkopf 120 zu übertragen, einen Zwischenkühler 135, welcher benachbart zu dem Einlasskrümmer 125 angeordnet ist, um die verdichtete Luft, welche durch die Einlassleitung hindurch zugeführt wird, zu kühlen, eine Abgas-Rückführung(EGR)-Leitung, welche den Auslasskrümmer 115 mit dem Einlasskrümmer 125 verbindet, um das Abgas zurückzuführen zu dem Einlasskrümmer 125 durch den Zylinderkopf 120 hindurch, und einen EGR-Kühler 130, welcher benachbart zu dem Einlasskrümmer 125 angeordnet ist, wobei ein Niedrigtemperatur-Kühlmittel, welches von einem Niedrigtemperaturradiator 140 aus zugeführt wird, durch den Zylinderkopf 120 hindurch passiert, um die verdichtete Luft und das EGR-Gas, welche durch den Zylinderkopf 120 hindurch passiert sind, zu kühlen.

Description

Querverweis zu bezogener Anmeldung
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität und den Nutzen der koreanischen Patentanmeldung Nummer 10-2013-0154198 , die am 11. Dezember 2013 eingereicht wurde und deren gesamter Inhalt durch diese Bezugnahme für alle Zwecke hierin mit aufgenommen ist.
Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verbrennungsmotorsystem mit einem Turbolader, welches die Ausgangsleistung in einem Niedrigdrehzahlbereich verbessert unter Verwendung eines Turboladers, und welches die Verbrennungseffizienz und die Qualität des Abgases verbessert.
Beschreibung bezogener Technik
Es ist im Allgemeinen bekannt, dass ein Dieselmotor weniger Kraftstoff verbraucht und exzellente Effizienz hat im Vergleich mit einem Benzinmotor. Üblicherweise hat ein Dieselmotor eine Effizienz/einen Wirkungsgrad von etwa 40%, was von dem hohen Verdichtungsverhältnis des Dieselmotors herrührt.
Der jüngere Dieselmotor hat ferner einen Turbolader, einen Zwischenkühler (zum Beispiel Ladeluftkühler) und dergleichen, um noch höhere Ausgangsleistung zu erzielen.
Der Verbrennungsmotor, für welchen der Turbolader verwendet wird, wie oben beschrieben, saugt und verdichtet Abgas oder Außenluft unter Verwendung eines Verdichters des Turboladers und führt die aufgeladene/verdichtete Luft (Hochtemperatur-verdichtete-Luft), welche von dem Turbolader erzeugt ist, einem Verbrennungsmotor/der Verbrennungsmotorseite zu.
Jedoch absorbiert die Luft, welche schnell verdichtet wird, Wärme von dem Turbolader und Wärme, welche während des Verdichtungsvorgangs erzeugt wird, sodass die Dichte der Luft verringert wird, und als ein Ergebnis davon verschlechtert sich die Ladeeffizienz in der Verbrennungskammer des Verbrennungsmotors.
Daher kann hohe Dichte erzielt werden durch Kühlen der aufgeladenen/verdichteten Luft unter Verwendung des Zwischenkühlers, und als ein Ergebnis davon kann ein größerer Betrag an Luft in die Verbrennungskammer des Verbrennungsmotors gesaugt werden, wodurch eine hohe Ausgangsleistung erzielt werden kann.
Ferner ist der Zwischenkühler in der Mitte einer Einlassleitung montiert, und die Einlassleitung, welche von dem Zwischenkühler aus zu einem Einlasskrümmer hin ausgebildet ist, ist verlängert, sodass ein Antwortverhalten sich verschlechtern kann und die Effizienz des Zwischenkühlers sich verschlechtern kann. Ferner, da der Zwischenkühler zusammen mit einem Abgasrückführung(EGR)-Kühler montiert ist, kann eine Kühl-Last ansteigen, sodass eine Gesamtkühleffizienz und -leistung sich verschlechtern können.
9 ist eine schematische Darstellung eines Verbrennungsmotors mit einem Zwischenkühler. Mit Bezug auf die 9 ist ein Einlassrohr 900 mit einer Seite eines Zwischenkühlers 135 verbunden und ist ein Auslassrohr 905 mit der anderen Seite des Zwischenkühlers 135 verbunden.
Einlassluft passiert das Einlassrohr 900, den Zwischenkühler 135 und das Auslassrohr 905, um zu einer Verbrennungskammer eines Verbrennungsmotors zugeführt zu werden, die Einlassluft wird durch Außenluft gekühlt, welche den Zwischenkühler 135 passiert. Wenn die Einlassluft von der Außenluft gekühlt wird, kann die Kühlleistung verschlechtert sein.
Die in diesem Hintergrundabschnitt offenbarten Informationen dienen nur der Erleichterung des Verständnisses des allgemeinen Hintergrundes der Erfindung und sollen nicht als ein Zugeständnis oder irgendeine Form der Anregung verstanden werden, dass diese Informationen den dem Fachmann bekannten Stand der Technik bilden.
Erläuterung der Erfindung
Zahlreiche Aspekte der vorliegenden Erfindung sind darauf gerichtet, ein Verbrennungsmotorsystem bereitzustellen, welches einen Turbolader hat, welches Hochtemperatur-Verdichtete-Luft, welche von einem (dem) Turbolader verdichtet ist, stabil kühlt, welches die Kapazität eines wassergekühlten Zwischenkühlers reduziert, welches das Antwortverhalten des Turboladers verbessert und welches EGR-Gas stabil kühlt, wodurch die Kühleffizienz und -leistung zusammen verbessert werden.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ein Verbrennungsmotorsystem mit einem Turbolader auf: einen Zylinderkopf, an welchem ein Einlasskrümmer und ein Auslasskrümmer angeordnet sind, den Turbolader, welcher mit dem Auslasskrümmer verbunden ist und Einlassluft verdichtet unter Verwendung von Abgas, welches von dem Auslasskrümmer ausgegeben wird, eine Einlassleitung, welche zwischen dem Turbolader und dem Einlasskrümmer ausgebildet ist, um verdichtete Luft, welche von dem Turbolader verdichtet ist, durch den Zylinderkopf hindurch zu übertragen (zu führen), einen Zwischenkühler (zum Beispiel Ladeluftkühler), welcher benachbart zu dem Einlasskrümmer angeordnet ist, um die verdichtete Luft, welche durch die Einlassleitung hindurch zugeführt wird, zu Kühlen, eine Abgasrückführung(EGR)-Leitung, welche den Auslasskrümmer und den Einlasskrümmer (miteinander) verbindet und welche Abgas, welches von dem Auslasskrümmer ausgelassen wird, zu dem Einlasskrümmer durch den Zylinderkopf hindurch zurückführt, und einen EGR-Kühler, welcher benachbart zu dem Einlasskrümmer angeordnet ist, um EGR-Gas von der EGR-Leitung zu erhalten und um das EGR-Gas zu kühlen, wobei ein Niedrigtemperaturkühlmittel, welches von einem Niedrigtemperaturradiator aus zugeführt ist, um durch den Zylinderkopf hindurch zu passieren, die verdichtete Luft und das EGR-Gas, welche durch den Zylinderkopf passieren, kühlt.
Das Niedrigtemperaturkühlmittel, welches von dem Niedrigtemperaturradiator aus zugeführt wird, zirkuliert zum Beispiel durch eine Kühlmittelleitung unabhängig von einem Motorkühlmittel zum Kühlen des Zylinderkopfs.
Die Kühlmittelleitung, durch welche das Niedrigtemperaturkühlmittel, welches von dem Niedrigtemperaturradiator aus zugeführt wird, durch den Zylinderkopf hindurch passiert, um die verdichtete Luft zu kühlen, welche durch den Zylinderkopf in der Einlassleitung hindurch passiert, und um das EGR-Gas zu kühlen, passiert (durch den Zylinderkopf und) dann sequenziell durch den Zwischenkühler und den EGR-Kühler und zirkuliert (dann) durch den Niedrigtemperaturradiator und eine Kühlmittelpumpe.
Die Kühlmittelleitung, durch welche das Niedrigtemperaturmittel, welches von dem Niedrigtemperaturradiator aus zugeführt wird, durch den Zylinderkopf hindurch passiert, um die komprimierte Luft, welche durch den Zylinderkopf in der Einlassleitung hindurch passiert, und das EGR-Gas zu kühlen, passiert zum Beispiel sequenziell (durch den Zylinderkopf und dann) durch den EGR-Kühler und den Zwischenkühler und zirkuliert (dann) durch den Niedrigtemperaturradiator und eine Kühlmittelpumpe.
Die Kühlmittelleitung, durch welche das Niedrigtemperaturkühlmittel, welches von dem Niedrigtemperaturradiator aus zugeführt wird, durch den Zwischenkühler und den IGR-Kühler hindurch passiert, passiert dann zum Beispiel durch den Zylinderkopf, um die komprimierte Luft und das EGR-Gas, welche durch den Zylinderkopf hindurch passieren, zu kühlen, und zirkuliert dann durch eine Kühlmittelpumpe und einen Niedrigtemperaturradiator.
Der Zwischenkühler und der EGR-Kühler sind zum Beispiel mit dem Einlasskrümmer verbunden.
Der Zwischenkühler und der EGR-Kühler sind zum Beispiel miteinander verbunden.
Das EGR-Gas, welches von dem EGR-Kühler gekühlt wird, wird zum Beispiel mit der Einlassluft, welche von dem Zwischenkühler gekühlt wird, im Einlasskrümmer gemischt.
Der EGR-Kühler und der Zwischenkühler sind zum Beispiel sequenziell (in Serie) in einer Strömungsrichtung angeordnet, in welcher die Einlassluft durch den Zwischenkühler hindurch passiert.
Der EGR-Kühler und der Zwischenkühler sind zum Beispiel nebeneinander (zum Beispiel Seite an Seite) und parallel zu einer Strömungsrichtung angeordnet, in welcher die Einlassluft durch den Zwischenkühler hindurch passiert.
Eine Verdichtete-Luft-Passage, welche durch den Zylinderkopf hindurch passiert, ist in einer zylindrischen Gestalt ausgebildet, um zu der Einlassleitung zu korrespondieren, wobei eine EGR-Gaspassage, welche durch den Zylinderkopf hindurch passiert, zum Bespiel in einer zylindrischen Gestalt ausgebildet ist, um zu der EGR-Leitung zu korrespondieren, und wobei eine Niedrigtemperatur-Kühlmittelpassage, durch welche das Niedrigtemperaturkühlmittel hindurch passiert, welches von dem Niedrigtemperaturradiator aus zugeführt wird/ist, an einer Peripherie (an einem Außenumfang) der Verdichtete-Luft-Passage und der EGR-Gaspassage ausgebildet ist.
Gemäß der exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, da die Einlassleitung durch den Zylinderkopf hindurchgeht, anstelle so ausgebildet zu sein, dass sie um den Zylinderkopf herumgeht, bzw. diesen umgeht, ist eine Länge der Einlassleitung verkleinert, und die verdichtete Luft wird zunächst von dem Niedrigtemperaturkühlmittel gekühlt, welches durch den Zylinderkopf hindurch passiert, wodurch eine Last und eine Kapazität des Zwischenkühlers reduziert werden.
Ferner, da die EGR-Leitung durch den Zylinderkopf hindurchgeht, anstelle um den Zylinderkopf herum geführt zu sein, wird eine Länge der EGR-Leitung verkleinert, und das EGR-Gas wird zunächst von dem Niedrigtemperaturkühlmittel gekühlt, welches durch den Zylinderkopf hindurch passiert, wodurch eine Last und eine Kapazität des EGR-Kühlers reduziert werden.
Ferner sind der EGR-Kühler, der Zwischenkühler und der Einlasskrümmer zum Beispiel miteinander verbunden, sodass eine Länge der Kühlmittelleitung, welche durch den EGR-Kühler, den Zwischenkühler und den Einlasskrümmer zirkuliert, verringert, ist eine Gesamtkühleffizienz verbessert, ist die Anzahl an Bauteilen reduziert und ist damit die Produktivität verbessert.
Die Verfahren und Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung haben andere Merkmale und Vorteile, welche in weiterem Detail in den begleitenden Zeichnungen, welche hierin mit einbezogen sind, und deren nachfolgende Teilbeschreibung ersichtlich sind, welche zusammen dazu dienen, um bestimmte Prinzipien der vorliegenden Erfindung zu erläutern.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist eine schematische Konfigurationsdarstellung eines Verbrennungsmotorsystems, welches den Turbolader hat, gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine Teil-Querschnittansicht des Verbrennungsmotorsystems mit dem Turbolader gemäß zahlreichen exemplarischen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
3 ist eine schematische Konfigurationsansicht eines Verbrennungsmotorsystems mit dem Turbolader gemäß zahlreichen exemplarischen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
4 ist eine perspektivische Teilansicht des Verbrennungsmotorsystems mit dem Turbolader gemäß zahlreichen exemplarischen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
5 ist eine Teil-Draufsicht des Verbrennungsmotorsystems mit Turbolader gemäß zahlreichen exemplarischen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
6 ist eine schematische Konfigurationsdarstellung eines Verbrennungsmotorsystems mit Turbolader gemäß zahlreichen exemplarischen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
7 ist eine schematische Konfigurationsansicht eines Verbrennungsmotorsystems mit Turbolader gemäß zahlreichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
8 ist eine perspektivische Teilansicht eines Verbrennungsmotorsystems mit Turbolader gemäß zahlreichen exemplarischen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
9 ist eine schematische Darstellung eines Verbrennungsmotors mit Zwischenkühler gemäß bezogener Technik.
Es ist zu verstehen, dass die angehängten Zeichnungen nicht notwendigerweise maßstabsgetreu sind und die zahlreichen Merkmale, die für die Grundprinzipien der Erfindung illustrativ sind, in teilweise vereinfachter Darstellung zeigen. Die spezifischen Gestaltungsmerkmale der vorliegenden Erfindung, wie hierin offenbart, einschließlich zum Beispiel spezifischer Dimensionen, Orientierungen, Positionierungen und Gestaltungen, bestimmen sich teilweise durch die besonders vorgesehene Verwendung und die Verwendungsumgebung.
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen die gleichen oder wesensgleichen Teile der vorliegenden Erfindung über die diversen Figuren der Zeichnung hinweg.
Detailbeschreibung
Es wird nun im Detail bezuggenommen auf zahlreiche Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, von welcher Beispiele in den begleitenden Zeichnungen dargestellt und nachfolgend beschrieben sind. Obwohl die Erfindung in Verbindung mit exemplarischen Ausführungsformen beschrieben wird, ist zu verstehen, dass die vorliegende Erfindung nicht auf diese exemplarischen Ausführungsformen eingeschränkt ist. Im Gegenteil ist es vorgesehen, dass die Erfindung nicht nur diese exemplarischen Ausführungsformen abdeckt, sondern auch zahlreiche Alternativen, Modifikationen, Abwandlungen und andere Ausführungsformen, welche innerhalb des durch die angehängten Ansprüche definierten Schutzumfangs liegen.
Eine exemplarische Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend im Detail mit Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
1 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm eines Verbrennungsmotorsystems mit Turbolader gemäß einer ersten exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Mit Bezug auf 1 weist ein Verbrennungsmotorsystem mit Turbolader auf den Turbolader 100, welcher eine Turbine 102 und einen Verdichter 104 aufweist, eine Abgasleitung 110, einen Auslasskrümmer 115 (auch Abgaskrümmer), einen Zylinderkopf 120, einen Einlasskrümmer 125, einen EGR-Kühler 130, einen Zwischenkühler 135, einen Niedrigtemperaturradiator 140, eine Kühlmittelleitung 160, eine Kühlmittelpumpe 145, eine Einlassleitung 150 und eine EGR-Leitung 155.
Verdichtete Luft, welche von dem Verdichter 104 verdichtet ist, wird durch die Einlassleitung 150 hindurch zu dem Zwischenkühler (zum Beispiel auch Ladeluftkühler) 135, dem Einlasskrümmer 125 und einer Verbrennungskammer des/im Zylinderkopf 120 zugeführt, und verbranntes Gas, welches in der Verbrennungskammer verbrannt wurde, wird zur Außenseite hin durch den Auslasskrümmer 115, die Turbine 102 und die Abgasleitung 110 ausgelassen.
Die EGR-Leitung 155 ist ausgebildet, um EGR-Gas von dem Auslasskrümmer 115 aus zu dem EGR-Kühler 130 zurückzuführen. Der Zwischenkühler 135 und der EGR-Kühler 130 sind in Serie in einer Richtung angeordnet, in welcher die Einlassluft strömt.
Das heißt, die Einlassluft passiert sequenziell durch den Zwischenkühler 135 und den EGR-Kühler 130 hindurch, und die Einlassluft und das EGR-Gas werden an einem hinteren Abschnitt des Zwischenkühlers 135 (miteinander) gemischt.
Die verdichtete Luft, welche durch die Einlassleitung 150 hindurch passiert, wird zu dem Zwischenkühler 135 durch den Zylinderkopf 120 hindurch zugeführt, und das EGR-Gas, welches durch die EGR-Leitung hindurch passiert, wird ebenfalls durch den Zylinderkopf 120 hindurch zu dem EGR-Kühler 130 zugeführt.
Die Kühlmittelleitung 160 kühlt die verdichtete Luft und das EGR-Gas, welche durch den Zylinderkopf 120 passieren, wobei sie eine Seite des Zylinderkopfs 120 passiert, und zirkuliert durch den Niedrigtemperaturradiator 140 und die Kühlmittelpumpe 145 nach dem Passieren durch den Zwischenkühler 135 und den EGR-Kühler 130.
2 ist eine Teilquerschnittansicht des Verbrennungsmotorsystems mit dem Turbolader gemäß der ersten exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Mit Bezug auf 2 ist eine Verdichtete-Luft-Passage 200, durch welche die verdichtete Luft, welche von dem Verdichter 104 des Turboladers 100 verdichtet wird/wurde, passiert, im Zylinderkopf 120 ausgebildet, und eine EGR-Gas-Passage 220, durch welche das EGR-Gas in der EGR-Leitung 155 passiert, welche ausgehend von dem Auslasskrümmer 115 zu dem EGR-Kühler 130 hin ausgebildet ist, ist im Zylinderkopf 120 ausgebildet.
Die Verdichtete-Luft-Passage 200 und die EGR-Gas-Passage 220 sind zueinander benachbart ausgebildet, und Niedrigtemperatur-Kühlmittelpassagen 210, durch welche ein Niedrigtemperatur-Kühlmittel hindurch passiert, sind entlang eines Umfangs bzw. von Umfängen von sowohl der Verdichtete-Luft-Passage 200 als auch der EGR-Gas-Passage 220 ausgebildet.
In der exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung strömt Niedrigtemperatur-Kühlmittel entlang einer separaten Kühlmittelleitung unabhängig von einem Verbrennungsmotorkühlmittel, welches den Zylinderkopf 120 kühlt, und das Verbrennungsmotorkühlmittel strömt entlang einer Motorkühlmittelleitung.
Ferner werden in der exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die verdichtete Luft und das EGR-Gas gekühlt durch das Niedrigtemperatur-Kühlmittel, wobei sie durch den Zylinderkopf 120 hindurch passieren, und nochmals gekühlt durch den Zwischenkühler 135 und den EGR-Kühler 130, wodurch die Kühleffizienz verbessert ist und wobei die Kühl-Last des Zwischenkühlers 135 und des EGR-Kühlers reduziert wird.
3 ist eine schematische Konfigurationsdarstellung eines Verbrennungsmotorsystems mit dem Turbolader gemäß einer zweiten exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bauelemente, die von den Elementen wie in 1 dargestellt unterschiedlich sind, werden mit Bezug auf 3 beschrieben, aber eine Beschreibung jener Elemente, welche gleich oder ähnlich sind wie die in 1 dargestellten Elemente, wird weggelassen.
Mit Bezug auf 3 sind der Zwischenkühler 135 und der EGR-Kühler 130 nebeneinander (Seite an Seite) und parallel bezüglich einer Strömungsrichtung angeordnet, in welche Richtung die Einlassluft durch den Zwischenkühler 135 hindurch passiert. Jedoch passiert das Niedrigtemperatur-Kühlmittel sequenziell durch den Zwischenkühler 135 und den EGR-Kühler 130 hindurch. D.h., das Niedrigtemperatur-Kühlmittel passiert durch den Zwischenkühler 135 und passiert dann durch den EGR-Kühler 130.
4 ist eine perspektivische Teilansicht eines Verbrennungsmotorsystems mit dem Turbolader gemäß einer zweiten exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Mit Bezug auf 4 sind der Zwischenkühler 135 und der EGR-Kühler 130 über Trennwände 400 miteinander verbunden und auch mit dem Einlasskrümmer 125 verbunden. Daher wird die Einlassluft, welche durch den Zwischenkühler 135 hindurch passiert, direkt zu dem Einlasskrümmer 125 zugeführt, und das EGR-Gas, welches durch den EGR-Kühler 130 hindurch passiert, wird direkt zu dem Einlasskrümmer 125 durch die EGR-Leitung 155 zugeführt.
5 ist eine Teildraufsicht des Verbrennungsmotorsystems mit dem Turbolader gemäß der zweiten exemplarischen Ausführungsform der Erfindung.
Mit Bezug auf 5 wird die Einlassluft, welche durch den Zwischenkühler 135 hindurch passiert und das EGR-Gas, welches durch den EGR-Kühler 130 und die EGR-Leitung 155 hindurch passiert, im Einlasskrümmer 125 gemischt und der Verbrennungskammer zugeführt.
6 ist eine schematische Konfigurationsdarstellung eines Verbrennungsmotorsystems mit dem Turbolader gemäß einer dritten exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Elemente, die von jenen wie in 3 dargestellten Elementen verschieden sind, werden mit Bezug auf 6 beschrieben, aber eine Beschreibung von Elementen, die gleich oder ähnlich der in 3 dargestellten Elemente sind, wird weggelassen.
Mit Bezug auf 6 sind der Zwischenkühler 135 und der EGR-Kühler 130 nebeneinander (Seite an Seite) und bezüglich einer Strömungsrichtung, in welcher die Einlassluft durch den Zwischenkühler 135 hindurch passiert, parallel (zueinander) angeordnet. Jedoch passiert das Niedrigtemperatur-Kühlmittel sequenziell durch den EGR-Kühler 130 und den Zwischenkühler 135. Das heißt, das Niedrigtemperatur-Kühlmittel passiert durch den EGR-Kühler 130 und passiert dann durch den Zwischenkühler 135.
7 ist eine schematische Konfigurationsdarstellung eines Verbrennungsmotorsystems mit dem Turbolader gemäß einer vierten exemplarischen Ausführungsform der Erfindung. Elemente, die von den wie in 6 dargestellten Elementen verschieden sind, werden mit Bezug auf 7 erläutert, aber eine Beschreibung der Elemente, die gleich oder ähnlich sind wie die Elemente, die in 6 dargestellt sind, wird weggelassen.
Mit Bezug auf 7 sind der Zwischenkühler 135 und der EGR-Kühler 130 nebeneinander angeordnet und bezüglich einer Strömungsrichtung, in welcher die Einlassluft durch den Zwischenkühler 135 hindurch passiert, parallel (zueinander) angeordnet.
Ferner zirkuliert das Niedrigtemperatur-Kühlmittel sequenziell durch den Niedrigtemperaturradiator 140, den Zwischenkühler 135, den EGR-Kühler 130, den Zylinderkopf 120 und die Kühlmittelpumpe 145.
8 ist eine perspektivische Teilansicht des Verbrennungsmotorsystems mit dem Turbolader gemäß der exemplarischen Ausführungsform(en) der vorliegenden Erfindung.
Mit Bezug auf 8 ist ein Auslasskrümmer 115 an einer Seite des Zylinderkopfs 120 angeordnet und ist der Turbolader 100 benachbart zu dem Auslasskrümmer 115 angeordnet.
Der Turbolader 100 weist auf ein Turbinengehäuse 800, in welchem die Turbine 102 angebracht ist, ein Verdichter-Gehäuse 810, in welchem der Verdichter 104 angebracht ist, und einen Aktuator 820, welcher das in die Turbine 102 strömende Abgas steuert.
Die Einlassleitung 150 ist von dem Turbolader 100 ausgehend zu dem Zylinderkopf 120 hin (führend) ausgebildet, und der Zylinderkopf 120 und die Einlassleitung 150 sind über einen Verbindungsflansch 830 fest miteinander verbunden.
Die EGR-Leitung 155 ist unter der (unterhalb der) Einlassleitung 150 (verlaufend) ausgebildet, und die EGR-Leitung 155 ist ebenfalls über einen Flansch mit dem Zylinderkopf 120 fest verbunden. Daher können die EGR-Leitung 155 und die Einlassleitung 150 gestaltet sein, um in einem engen Raum angeordnet zu sein, und Längen der Strömungspfade der EGR-Leitung 155 und der Einlassleitung 150 können klein gehalten sein.
Zur Erleichterung in der Erklärung und akkuraten Definition in den angehängten Ansprüchen werden Ausdrücke wie „obere“, „untere“, „innere“ und „äußere“ dazu verwendet, um Merkmale der exemplarischen Ausführungsformen mit Bezug auf die Positionen solcher Merkmale wie in der Figuren dargestellt zu beschreiben.
Die vorausgehende Beschreibung der spezifischen exemplarischen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist zu Zwecken der Illustration und Beschreibung gemacht worden. Sie ist nicht vorgesehen um erschöpfend zu sein oder um die Erfindung auf exakt diese offenbarte Formen einzuschränken, und ersichtlich sind viele Modifikationen und Variationen möglich im Lichte der obigen Lehre. Es ist vorgesehen, dass der Umfang der Erfindung durch die hier angehängten Ansprüche und deren Äquivalente bestimmt ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

KR 10-2013-0154198 [0001]

Claims

Verbrennungsmotorsystem mit einem Turbolader (100), aufweisend: einen Zylinderkopf (120), an welchem ein Einlasskrümmer (125) und ein Auslasskrümmer (115) angeordnet sind, den Turbolader (100), welcher mit dem Auslasskrümmer (115) verbunden ist und welcher Einlassluft verdichtet, verwendend Abgas, welches von dem Auslasskrümmer ausgelassen wird, eine Einlassleitung (150), welche zwischen dem Turbolader (100) und dem Einlasskrümmer (125) ausgebildet ist, um verdichtete Luft, welche von dem Turbolader (100) verdichtet ist, durch den Zylinderkopf (120) hindurch zu übertragen, einen Zwischenkühler (135), welcher benachbart zu dem Einlasskrümmer (125) angeordnet ist, um die verdichtete Luft, welche durch die Einlassleitung (150) zugeführt wird, zu kühlen, eine Abgas-Rückführung(EGR)-Leitung (155), welche den Auslasskrümmer (115) und den Einlasskrümmer (125) miteinander verbindet und welche Abgas, welches von dem Auslasskrümmer (115) ausgelassen wird, durch den Zylinderkopf (120) hindurch zu dem Einlasskrümmer (125) rückführt, und einen EGR-Kühler (130), welcher benachbart zu dem Einlasskrümmer (125) angeordnet ist, um ein EGR-Gas von der EGR-Leitung (155) zu erhalten und um das EGR-Gas zu kühlen, wobei ein Niedrigtemperatur-Kühlmittel, welches von einem Niedrigtemperaturradiator (140) aus zugeführt wird, um durch den Zylinderkopf (120) hindurch zu passieren, die verdichtete Luft und das EGR-Gas, welche durch den Zylinderkopf (120) hindurch passieren, kühlt.
Verbrennungsmotorsystem mit Turbolader gemäß Anspruch 1, wobei das Niedrigtemperatur-Kühlmittel, welches von dem Niedrigtemperaturradiator (140) aus zugeführt wird, durch eine Kühlmittelleitung (160) unabhängig von einem Verbrennungsmotorkühlmittel zum Kühlen des Zylinderkopfes (120) zirkuliert.
Verbrennungsmotorsystem mit Turbolader gemäß Anspruch 2, wobei die Kühlmittelleitung (160), durch welche das Niedrigtemperatur-Kühlmittel, welches von dem Niedrigtemperaturradiator (140) aus zugeführt wird, passiert, durch den Zylinderkopf (120) hindurch passiert, um die verdichtete Luft, welche in der Einlassleitung durch den Zylinderkopf (120) hindurch passiert, und das EGR-Gas zu kühlen, und dann sequenziell durch den Zwischenkühler (135) und den EGR-Kühler (130) hindurch passiert und durch den Niedrigtemperaturradiator (140) und eine Kühlmittelpumpe (145) zirkuliert.
Verbrennungsmotorsystem mit Turbolader gemäß Anspruch 2, wobei die Kühlmittelleitung (160), durch welche das Niedrigtemperatur-Kühlmittel, welches von dem Niedrigtemperaturradiator (140) aus zugeführt wird, passiert, durch den Zylinderkopf (120) hindurch passiert, um die verdichtete Luft, welche in der Einlassleitung durch den Zylinderkopf (120) hindurch passiert, und das EGR-Gas zu kühlen, und dann sequenziell durch den EGR-Kühler (130) und den Zwischenkühler (135) passiert und durch den Niedrigtemperaturradiator (140) und eine Kühlmittelpumpe (145) zirkuliert.
Verbrennungsmotorsystem mit Turbolader gemäß einem der Anspruch 2, wobei die Kühlmittelleitung (160), durch welche das Niedrigtemperatur-Kühlmittel, welches von dem Niedrigtemperaturradiator (140) aus zugeführt wird, passiert, durch den Zwischenkühler (135) und dem EGR-Kühler (130) hindurch passiert, und dann durch den Zylinderkopf (120) hindurch passiert, um die verdichtete Luft und EGR-Gas zu kühlen, welche durch den Zylinderkopf (120) hindurch passieren, und durch eine Kühlmittelpumpe (145) und einen Niedrigtemperaturradiator (140) hindurch zirkuliert.
Verbrennungsmotorsystem mit Turbolader gemäß einem der Ansprüche 1–5, wobei der Zwischenkühler (135) und der EGR-Kühler (130) mit dem Einlasskrümmer (125) verbunden sind.
Verbrennungsmotorsystem mit Turbolader gemäß Anspruch 6, wobei der Zwischenkühler (135) und der EGR-Kühler (130) miteinander verbunden sind.
Verbrennungsmotorsystem mit Turbolader gemäß Anspruch 6 oder 7, wobei das EGR-Gas, welches von dem EGR-Kühler (130) gekühlt wird, im Einlasskrümmer (125) mit der Einlassluft gemischt wird, welche durch den Zwischenkühler (135) gekühlt wird.
Verbrennungsmotorsystem mit Turbolader gemäß einem der Ansprüche 6–8, wobei der EGR-Kühler (130) und der Zwischenkühler (135) in einer Strömungsrichtung, in welcher die Einlassluft durch den Zwischenkühler (135) hindurch passiert, sequenziell in Serie angeordnet sind.
Verbrennungsmotorsystem mit Turbolader gemäß einem der Ansprüche 6–9, wobei der EGR-Kühler (130) und der Zwischenkühler (135) nebeneinander und bezüglich einer Strömungsrichtung, in welcher die Einlassluft durch den Zwischenkühler 135) hindurch passiert, parallel angeordnet sind.
Verbrennungsmotorsystem mit Turbolader gemäß Anspruch 2, wobei eine Verdichtete-Luft-Passage, welche durch den Zylinderkopf (120) hindurch passiert, in einer zylindrischen Gestalt ausgebildet ist, um zu der Einlassleitung (160) zu korrespondieren, wobei eine EGR-Gaspassage, welche durch den Zylinderkopf (120) hindurch passiert in einer zylindrischen Gestalt ausgebildet ist, um zu der EGR-Leitung (155) zu korrespondieren, und wobei eine Niedrigtemperatur-Kühlmittelpassage, durch welche das Niedrigtemperatur-Kühlmittel, welches von dem Niedrigtemperaturradiator (140) aus zugeführt wird, passiert, am Außenumfang der Verdichtete-Luft-Passage und der EGR-Gas-Passage ausgebildet ist.