用于冷却车辆发动机的装置及方法与流程

本申请要求于2015年11月13日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2015-0159934号的优先权的权益，将其公开内容整体通过引证结合于此。

技术领域

本公开涉及一种用于冷却车辆发动机的装置，并且更具体地，涉及一种配备有汽缸体的用于冷却车辆发动机的装置，该装置冷却在发动机中燃烧并排出的再循环废气。

背景技术：

车辆的排出气体可包括诸如一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOx)、碳氢化合物(HC)等的有害物质。在燃烧过程中生成的以上三种物质中，氮氧化物存在于相对于一氧化碳和碳氢化合物的逆关系(inverse relation，反比关系)中。

即，当一氧化碳和碳氢化合物在实际输出范围中最显著降低时，氮氧化物最显著增加。随着燃料的完全燃烧完成(即，随着发动机的温度增加)，氮氧化物增加更多。

因此，由于排出气体的部分(诸如氮氧化物)的容许量由相关法令规定，所以已开发出各种技术以减少排出气体。这些技术中的一种是废气再循环装置(在下文中，“EGR”)。

在将混合比保持在理论空气燃料比的同时，EGR向燃烧气体(EGR气体)的部分供应吸入至燃烧室的混合气体，以降低氮氧化物的生成量而不显著增加其他有害物质。EGR是这样一种设备，即，该设备增加燃烧气体的热容以降低火焰的温度。

更详细地，EGR是这样一种装置，即，该装置用于使排出气体中的废气循环至进气系统并且降低汽缸中的燃烧温度以抑制氮氧化物的生成。该EGR是一种用于降低废气中的氮氧化物(NOx)的装置，并且指的是这样一种装置，即，该装置用于使废气的一部分返回至进气系统并且降低在燃烧混合气体时的最高温度以减少氮氧化物(NOx)的生成。

EGR的构造中的EGR冷却器是这样一种热交换器，即，该热交换器使用发动机的冷却水作为制冷剂来冷却高温废气。EGR冷却器可安装在汽缸体的外部中或汽缸体的外部上或者可安装在发动机的外部中或发动机的外部上以冷却EGR冷却器。

技术实现要素：

已鉴于以上问题而做出本公开，并且提供了一种用于冷却车辆发动机的装置，该装置能够降低车辆的振动或者在发动机中生成的振动。

本公开进一步提供了一种用于冷却车辆发动机的装置，该装置能够在减小用于安装EGR冷却器的空间(布局)的同时，根据部件之间的接合处(钎焊)减少组装工作。

本公开进一步提供了一种用于冷却车辆发动机的装置，该装置能够改进汽缸盖和EGR冷却器的冷却效率。

根据本公开的几方面，一种用于冷却车辆发动机的装置，包括：燃烧室，具有往复运动活塞；水套，用于使冷却水流动以冷却燃烧室；以及汽缸体，形成发动机的结构，其中，汽缸体配备有包括燃烧室的汽缸体主体，并且其中，汽缸体包括多个EGR冷却器，这多个EGR冷却器与供应至汽缸体主体的冷却水交换热。

汽缸体主体可包括EGR冷却器插入部，该EGR冷却器插入部形成在汽缸体主体的纵向方向上，并且冷却水引入至该EGR冷却器插入部，其中，多个EGR冷却器插入至EGR冷却器插入部中。

EGR冷却器插入部可形成有多个室，多个EGR冷却器插入至这多个室中。

多个EGR冷却器可包括：第一EGR冷却器，该第一EGR冷却器插入至多个室中的一个中；以及第二EGR冷却器，该第二EGR冷却器插入至多个室中的其他室中的一个中，其中，第一EGR冷却器和第二EGR冷却器具有不同量的吸入废气，其中，第一EGR冷却器可包括：第一EGR盖，用于封闭EGR冷却器插入部；以及第一气体管，安装在第一EGR盖中，并且该第一气体管设置有：进气端口，在发动机中燃烧的废气引入至该进气端口；以及废气端口，该废气端口排出通过进气端口引入的废气。

第二EGR冷却器可包括：第二EGR盖，用于封闭EGR冷却器插入部；以及第二气体管，安装在第二EGR盖中，并且该第二气体管设置有：进气端口，在发动机中燃烧的废气引入至该进气端口；以及废气端口，该废气端口排出通过进气端口引入的废气。

多个第一气体管可在纵向方向和横向方向上堆叠，并且多个第二气体管可设置为在数量上少于第一气体管的数量并在纵向方向和横向方向上堆叠，使得冷却水与第一气体管的热交换量实施为不同于冷却水与第二气体管的热交换量。

第一气体管中的一个的进气端口可布置为接近第二气体管的进气端口。

第一气体管和第二气体管可形成为椭圆形状。

汽缸体主体可设置有：入口，冷却水从汽缸体主体的外部引入至该入口；以及供给入口，该供给入口可将冷却水从入口引导至水套，并且其中，冷却水流动至供给入口和EGR冷却器插入部。

多个EGR冷却器中的具有与冷却水的相对大量的热交换的EGR冷却器可布置为相对接近入口。

多个室可包括：第一室，第一EGR冷却器插入至该第一室；以及第二室，第二EGR冷却器插入至该第二室，并且其中，第一室与第二室连通，使得将与第一EGR冷却器交换热的冷却水从第一室引导至第二室。

汽缸体主体可包括：入口，冷却水从汽缸体主体的外部引入至该入口；以及供给入口，该供给入口将冷却水从入口引导至水套中，其中，第一室将通过入口引入的冷却水分配至供给入口和第一EGR冷却器。

一种用于冷却车辆发动机的方法，可包括：从车辆的汽缸体的外部引入冷却水；将引入至汽缸体的冷却水供应至形成汽缸体的形状的汽缸体主体以及形成在汽缸体主体中的EGR冷却器插入部；将供应至汽缸体的冷却水供应至围绕燃烧室形成的水套以便与活塞交换热，并且供应冷却水以便与插入至EGR冷却器插入部中的多个EGR冷却器交换热；以及在供应至EGR冷却器插入部的冷却水与插入至EGR冷却器插入部中的多个EGR冷却器之间交换热之后排出废气。

多个EGR冷却器可分别设置有多个气体管，这多个气体管与冷却水交换热，并且这多个气体管中的至少两个不同地设置，使得与冷却水的热交换的量由此改变。

在多个EGR冷却器中，接收在发动机中燃烧的废气的进气端口可吸入废气并通过气体管交换热，并且废气可通过废气端口排出。

附图说明

从以下结合附图的详细描述中，本公开的目的、特征和优点将变得更为显而易见，其中：

图1是示出根据本公开的一实施方式的车辆发动机的立体图；

图2是示出根据本公开的一实施方式的汽缸体的立体图；

图3是示出根据本公开的一实施方式的汽缸体的视图；

图4A和图4B是示出图2的“A”部和“B”部的立体图。

具体实施方式

将参考附图详细描述本公开的示例性实施方式。贯穿附图，使用相同的参考标号来指代相同或相似的部件。可省略对结合在本文中的公知功能和结构的详细说明，以避免使本公开的主题模糊。

图1是示出根据本公开的一实施方式的车辆发动机的立体图，图2是示出根据本公开的一实施方式的汽缸体的立体图，图3是示出根据本公开的一实施方式的汽缸体的视图，图4A和图4B是示出图2的“A”部和“B”部的立体图。

图1是示出根据本公开的一实施方式的车辆发动机的立体图，并且图2是示出根据本公开的一实施方式的汽缸体的立体图。

参考图1至图4B描述根据本公开的一实施方式的车辆发动机，该车辆发动机可包括：燃烧室18，具有往复运动活塞；水套16，形成为使冷却水流动以冷却燃烧室18；以及汽缸体1，形成发动机的框架或结构，并且汽缸体1可配备有汽缸体主体10以及与供应至汽缸体主体10的冷却水交换热的多个EGR冷却器30、40，在该汽缸体主体中形成有燃烧室18。

汽缸体主体10可设置有在汽缸体主体10的长度的方向上连续地或以另一布置形成的多个汽缸18。汽缸体主体10可包括EGR冷却器插入部20，该EGR冷却器插入部可形成在汽缸体主体10的纵向方向上，并且冷却水可引入至该EGR冷却器插入部。汽缸体1可设置有多个EGR冷却器30，使得从车辆的内燃发动机排出的废气可与水套16交换热。

汽缸体主体10可设置有水套16，该水套可形成为冷却汽缸18中的向上和向下移动的多个往复运动元件。汽缸体主体10可设置有入口12，冷却水引入至该入口。汽缸体主体10可设置有供给入口14，以将经由入口12引入的冷却水供应至水套16，并且冷却水可引入至多个EGR冷却器30中。

供给入口14可形成在汽缸体主体10中，以将从汽缸体主体的外部引入的冷却水从入口12供应至水套16。此时，冷却水可朝向插入多个EGR冷却器30的方向流动。

入口12可形成在汽缸体主体10中，冷却水从汽缸体主体的外部引入至该入口。用于将冷却水从入口12引导至水套16的供给入口14可形成在汽缸体主体10中。汽缸体主体10可以使得入口12接近供给入口14的方式形成。

汽缸体主体10可分支为使得冷却水可移动至供给入口14和EGR冷却器插入部20。此外，由于冷却水可直接引入至水套16和EGR冷却器插入部20，所以因为不交换热的冷却水分别冷却多个汽缸18以及多个EGR冷却器30和40而使冷却速率可提高。

水套16可以环绕交换热的多个汽缸18的外周边的弧的形状形成。冷却水可通过供给入口14引入和循环。因此，可引入至水套16中并可交换热的冷却水可排出和循环。

EGR冷却器插入部20可纵向形成在沿着汽缸体主体10的纵向方向的左右方向上。EGR冷却器插入部20可设置有第一插入部20a和第二插入部20b，多个EGR冷却器30和40从汽缸体主体10的外部插入至该第一插入部和第二插入部。EGR冷却器插入部20可设置有室25，该室形成为用于在EGR冷却器插入部20的方向上引导冷却水。

多个室25可形成为使得多个EGR冷却器30和40可插入至其中。室25可设置有：第一室25a，从汽缸体主体10的入口12和供给入口14延伸；以及第二室25b，从第一室25a延伸。

第一室25a可将通过入口12引入的冷却水引导至供给入口14和第一EGR冷却器30。多个EGR冷却器30和40可插入至第一室25a和第二室25b。第一插入部20a可与第一室25a连通，使得多个EGR冷却器中的一个插入成布置在第一室25a中。第二插入部20b可与第二室25b连通，使得多个EGR冷却器中的一个插入成布置在第二室25b中。

多个EGR冷却器30和40可插入至EGR冷却器插入部20中并以不同的热交换速率与冷却水交换热。在多个EGR冷却器30和40中，具有与冷却水的大量热交换的EGR冷却器可布置为接近或相对接近入口12。

多个EGR冷却器30和40可包括：第一EGR冷却器30，插入至室中的一个中；以及第二EGR冷却器40，插入至室25中的另一个中。

详细地，第一EGR冷却器30可插入并耦合至EGR冷却器插入部20。第一EGR冷却器30可设置有第一EGR盖32，以用于封闭EGR冷却器插入部20。第一EGR冷却器30可设置有第一气体管34，该第一气体管可安装在第一EGR盖32中。在此，当第一EGR冷却器30插入至第一插入部20a中时，冷却水可与第一气体管34和第一室25a交换热。

第一气体管34可设置有：进气端口34a，在发动机中燃烧的废气可引入至该进气端口；以及废气端口34b，该废气端口可排出通过进气端口34a引入的废气。多个第一气体管34可在纵向方向和横向方向上堆叠。在此，示出了九个第一气体管34在纵向方向和横向方向上堆叠，但是该数量可根据热交换的速率改变且不限于此。

在第一气体管34中，第一气体管34的进气端口34a可通过第一EGR盖32连接至排气歧管(未示出)。此外，在第一气体管34中，第一气体管34的废气端口34b可连接至进气歧管(未示出)。

因此，第一气体管34可通过进气端口34a吸入从排气歧管排出的废气，并且通过第一气体管34的废气端口34b排出至进气歧管。在该过程中，吸入至第一气体管34的废气可与冷却水交换热以降低温度。

同时，第二EGR冷却器40可插入并耦合至EGR冷却器插入部20。第二EGR冷却器40可设置有第二EGR盖42，以用于封闭EGR冷却器插入部20。第二EGR冷却器40可设置有第二气体管44，该第二气体管可安装在第二EGR盖42中。在此，当第二EGR冷却器40插入至第二插入部20b中时，冷却水可与第二气体管44和第二室25b交换热。

设置有多个第二气体管44。该第二气体管或多个第二气体管44中的每个可设置为少于或在数量上小于第一气体管34并在纵向方向和横向方向上堆叠。冷却水与第二气体管44的热交换量可实施为不同的，或者不同于冷却水与第一气体管34的热交换量。第二气体管44可设置有：进气端口44a，在发动机中燃烧的废气可引入至该进气端口；以及废气端口44b，该废气端口可排出通过进气端口44a引入的废气。

示出了六个第二气体管44可设置为在纵向方向和横向方向上堆叠，但是该数量可根据热交换速率改变且不限于此。然而，第二气体管44可设置为少于或在数量上小于第一气体管34，并且随着主要冷却第一EGR冷却器30的冷却水的温度变高，第二气体管44应设置为少于或在数量上小于第一EGR冷却器30以执行冷却。

在第二气体管44中，第二气体管44的进气端口44a可通过EGR盖42连接至排气歧管(未示出)。此外，在第二气体管44中，第二气体管44的废气端口44b可连接至进气歧管(未示出)。

因此，第二气体管44可通过进气端口44a吸入从排气歧管排出的废气，并且通过第二气体管44的废气端口44b排出至进气歧管。在该过程中，吸入至第二气体管44的废气可与冷却水交换热以降低温度。

第一EGR冷却器30和第二EGR冷却器40可分别插入至第一室25a和第二室25b中，使得第二气体管44的进气端口44a可布置为接近第一气体管34的进气端口34a。

因此，第一EGR冷却器30和第二EGR冷却器40可设置有不同量的进气废气。

第一气体管34和第二气体管44可能够形成为各种形状，并且优选地，如在本公开的一实施方式中，可形成为椭圆形状。

EGR阀(未示出)可设置在气体管34或44中并布置为打开和关闭，使得废气可只在旋转或者发动机部件的旋转(排除空转或加热)的情况下在EGR阀的控制下流动。

根据本公开的一实施方式的构造为如上所述的用于冷却车辆发动机的装置的操作如下。

图1是示出根据本公开的一实施方式的车辆发动机的立体图，图2是示出根据本公开的一实施方式的汽缸体的立体图。

参考图1和图2、图4A和图4B描述根据本公开的一实施方式的车辆发动机的操作，由于在发动机的起动以达到高温的过程中汽缸体主体10可直接受到高温的燃烧气体热的影响，所以需要高导热性和高冷却效果。因此，冷却水可在汽缸体主体10中循环，以防止由于燃烧的热而烧毁或损坏部件。

引入至汽缸体主体10中的冷却水可引入至从汽缸体主体10分支的水套16中。

此时，引入至水套16中的冷却水可供应至具有汽缸体主体10的往复运动活塞的燃烧室18以便与活塞交换热，并且可供应至形成在汽缸体主体10的外部中的EGR冷却器插入部20，使得热可与多个EGR冷却器30和40交换。

在供应至EGR冷却器插入部20的冷却水与插入至EGR冷却器插入部20中的多个EGR冷却器30和40之间，在通过冷却水与废气交换热之后，废气可排出至多个EGR冷却器30和40的外部。

在此，多个EGR冷却器30和40可设置有气体管34和44，这些气体管可分别与冷却水交换热，并且气体管34和44可设置为不同的数量或在数量上彼此不同，使得与冷却水的热交换的量改变。

此外，在多个EGR冷却器30和40中，接收在发动机中燃烧的废气的进气端口34a和44a可毗邻并可吸入废气，并且可通过气体管34和44交换热，并且废气可通过废气端口34b和44b排出。

由于EGR冷却器30可与汽缸体主体10整体形成，所以用于安装EGR冷却器的空间(布局)可减小。由于EGR冷却器30可插入至EGR冷却器插入部20中，所以车辆的振动或在周围部件(诸如发动机)中生成的振动可降低，并且根据部件之间的接合处(钎焊)的组装操作可减少。此外，由于汽缸盖和EGR冷却器30可分别冷却，所以冷却效率可改进。

根据本公开的实施方式的用于冷却车辆发动机的装置和方法可降低车辆的振动或者在周围部件(诸如发动机)中生成的振动。

此外，根据本公开的实施方式的用于冷却车辆发动机的装置和方法可减小用于安装EGR冷却器的空间(布局)，并且减少根据部件之间的接合处(钎焊)所需的组装操作。

此外，由于汽缸盖和EGR冷却器30分别冷却，所以根据本公开的实施方式的用于冷却车辆发动机的装置和方法可改进冷却效率。

在上文中，尽管已参考示例性实施方式和附图描述了本公开，但本公开不限于此，在不背离所附权利要求中要求保护的本公开的精神和范围的情况下，可由本公开所属领域的技术人员进行各种修改和改变。

图中的每个元件的符号

1：汽缸体

10：汽缸体主体

12：入口

14：供给入口

16：水套

18：多个汽缸

20：EGR冷却器插入部

25：室

30：第一EGR冷却器

40：第二EGR冷却器