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Bezugnahme auf betroffene Anmeldung
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Diese Anmeldung basiert auf der
japanischen Patentanmeldung Nr. 2012-112389 , welche am 16. Mai 2012 angemeldet wurde, und der
japanischen Patentanmeldung Nr. 2013-47930 , welche am 11. März 2013 angemeldet wurde, deren Offenbarungen hierbei durch eine Bezugnahme mit einbezogen werden.
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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bzw. Offenbarung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Abgasrückführung, welche einen Teil des Abgases von einem Verbrennungsmotor zu einem Ansaugsystem zurückführt.
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Hintergrund Stand der Technik
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Auf herkömmliche Art und Weise gibt es einen Verbrennungsmotor, welcher eine Ausgestaltung umfasst, welche Luft, die in eine Brennkammer angesaugt wird, durch ein Ladegebläse (Turbolader) komprimiert und die Luft mit einem Zwischenkühler kühlt, um eine Leistung durch ein Erhöhen einer volumetrischen Effizienz in der Brennkammer (in einem Zylinder) zu verbessern.
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Bei dieser Art eines Verbrennungsmotors wird im Allgemeinen ein System zur Abgasrückführung (EGR, engl.: Exhaust Gas Recirculation Device) eingeführt, welches einen Teil des Abgases in einen Ansaugdurchlass zurückführt, um schädliche Substanzen (z. B. NOx), welche in dem Abgas enthalten sind, zu reduzieren.
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Für solch eine Vorrichtung zur Abgasrückführung werden eine Hochdruck-Abgasrückführung (HPL-EGR), welche einen Teil des Abgases als ein Abgasrückführungsgas von einer stromaufwärtigen Seite eines Filters, welcher in einem Abgassystem vorgesehen ist, in einer Strömungsrichtung des Gases zu einem Ansaugsystem rezirkulieren lässt, und eine Niedrigdruck-Abgasrückführung (LPL-EGR), welche einen Teil des Abgases von einer stromabwärtigen Seite von dem Filter, welcher in dem Abgassystem vorgesehen ist, in der Strömungsrichtung des Gases zu dem Ansaugsystem rezirkulieren lässt, verwendet.
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Wasser in einer großen Menge ist als ein wässriger Dampf in dem Abgasrückführungsgas, welches von dem Abgassystem zu dem Ansaugsystem des Verbrennungsmotors zurückgeführt wird, enthalten. Wenn die Niedrigdruck-Abgasrückführung als eine Vorrichtung zur Abgasrückführung verwendet wird, kann das Wasser (wässriger Dampf) in dem Abgasrückführungsgas in dem Zeitpunkt eines Kühlens des Abgasrückführungsgases durch den Zwischenkühler kondensieren.
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Dementsprechend wird eine Vorrichtung zur Abgasrückführung vorgeschlagen, wobei das Abgasrückführungsgas durch einen Abgasrückführungskühler gekühlt wird, welcher in einem Abgasrückführungsdurchlass der Niedrigdruck-Abgasrückführung, durch welchen das Abgasrückführungsgas strömt, vorgesehen ist, um das Wasser, welches in dem Abgasrückführungsgas enthalten ist, zu kondensieren, und eine Kühlkapazität des Zwischenkühlers wird derart gesteuert, dass die Temperatur von Luft nach einem Hindurchgehen durch den Zwischenkühler höher ist als die Taupunkttemperatur von Luft, welche in den Zwischenkühler hereinströmt (vgl. zum Beispiel Patentdokument 1).
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Stand-der-Technik-Dokument – Patentdokument
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- Patentdokument 1: Japanisches Patent Nr. 4631886
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Der Abgasrückführungskühler, welcher in dem Patentdokument 1 beschrieben ist, ist jedoch derart ausgestaltet, dass Wärme zwischen dem Motorkühlmittel von hoher Temperatur (in etwa 90°C), dessen Temperatur in dem Motor erhöht wird, und dem Abgasrückführungsgas ausgetauscht wird, und das Wasser, welches in dem Abgasrückführungsgas enthalten ist, kann kaum durch den Abgasrückführungskühler kondensiert werden. Aus diesem Grund kann bei der Vorrichtung zur Abgasrückführung, welche in dem Patentdokument 1 beschrieben ist, das Wasser, welches in dem Abgasrückführungsgas enthalten ist, immer noch an dem Zwischenkühler kondensieren, und ein Defekt, wie zum Beispiel eine flüssige Komprimierung in dem Verbrennungsmotor oder eine Korrosion von jedem Element, kann hervorgerufen werden.
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Als ein Ergebnis der Forschungsstudie durch die vorliegenden Erfinder sammelt sich in dem Zeitpunkt eines Niedriglastbetriebs des Verbrennungsmotors mit einer geringen Strömungsrate von Ansaugluft das kondensierte Wasser leicht in dem Zwischenkühler an. Das angesammelte kondensierte Wasser tritt in den Verbrennungsmotor mit einem Male ein, so dass die obigen Defekte dazu tendieren, leichter als in dem Zeitpunkt eines Hochlastbetriebs hervorgerufen zu werden.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung befasst sich mit den oben beschriebenen Problemen. Es ist somit eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Abgasrückführung bereitzustellen, welche ein Auftreten eines Defekts, welcher durch eine Kondensierung von Wasser, das in einem Abgasrückführungsgas enthalten ist, verursacht wird, mindestens in dem Zeitpunkt eines Niedriglastbetriebs von einem Verbrennungsmotor beschränken kann.
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Um die obige Aufgabe zu lösen, wird eine Vorrichtung zur Abgasrückführung (EGR) für einen Verbrennungsmotor bei einem Aspekt der vorliegenden Erfindung bereitgestellt, welche einen Abgasrückführungsdurchlass, einen Kühlmediumkreislauf, einen Abgasrückführungskühler und einen Zwischenkühler umfasst. Ein Teil des Abgases, welches durch einen Abgasdurchlass des Motors hindurchgeströmt ist, wird als ein Abgasrückführungsgas in einen Ansaugdurchlass des Motors durch den Abgasrückführungsdurchlass zurückgeführt. Ein Kühlmedium strömt durch den Kühlmediumkreislauf. Der Abgasrückführungskühler führt einen Wärmeaustausch zwischen einem Abgasrückführungsgas, welches durch den Abgasrückführungsdurchlass strömt, und dem Kühlmedium, welches durch den Kühlmediumkreislauf strömt, aus, um das Abgasrückführungsgas zu kühlen. Der Zwischenkühler ist an dem Ansaugdurchlass an einer stromabwärtigen Seite von dem Vereinigungsteil zwischen dem Ansaugdurchlass und dem Abgasrückführungsdurchlass in einer Strömungsrichtung der Ansaugluft vorgesehen und führt einen Wärmeaustausch zwischen Ansaugluft einschließlich des Abgasrückführungsgases und welche durch den Ansaugdurchlass strömt, und dem Kühlmedium, welches durch den Kühlmediumkreislauf strömt, aus, um die Ansaugluft zu kühlen. Der Kühlmediumkreislauf ist unabhängig von einem Kühlmittelkreislauf, durch welchen ein Kühlmittel zum Kühlen des Motors strömt, ausgebildet. Der Kühlmediumkreislauf ist derart ausgebildet, dass mindestens in dem Zeitpunkt eines Niedriglastbetriebs des Motors das Kühlmedium, welches durch den Abgasrückführungskühler hindurchgegangen ist, in den Zwischenkühler strömt.
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Dementsprechend erfolgt an dem Abgasrückführungskühler der Wärmeaustausch zwischen dem Abgasrückführungsgas und dem Kühlmedium einer niedrigen Temperatur anstatt dem Kühlmittel einer hohen Temperatur, dessen Temperatur in dem Verbrennungsmotor erhöht worden ist. Als ein Ergebnis kann das Wasser, welches in dem Abgasrückführungsgas enthalten ist, an dem Abgasrückführungskühler kondensiert werden.
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Zusätzlich erfolgt mindestens in dem Zeitpunkt eines Niedriglastbetriebs von dem Verbrennungsmotor an dem Zwischenkühler ein Wärmeaustausch zwischen dem Kühlmedium, dessen Temperatur erhöht ist als ein Ergebnis der Absorption von Wärme von dem Abgasrückführungsgas an dem Abgasrückführungskühler und der Ansaugluft, einschließlich des Abgasrückführungsgases, welches an dem Abgasrückführungskühler entfeuchtet wird. Dementsprechend kann die Erzeugung von kondensiertem Wasser an dem Zwischenkühler beschränkt werden.
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Bei der vorliegenden Erfindung kann dementsprechend das Eintreten von kondensiertem Wasser in den Verbrennungsmotor, welches zu einem Problem in dem Zeitpunkt eines Niedriglastbetriebs des Verbrennungsmotors führt, vermieden werden, und ein Auftreten eines Defekts, welcher durch die Kondensierung von Wasser, das in dem Abgasrückführungsgas enthalten ist, verursacht wird, kann dadurch eingeschränkt werden.
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In dem Zeitpunkt eines Hochlastbetriebs des Verbrennungsmotors erhöht sich eine Strömungsrate von Ansaugluft in den Verbrennungsmotor im Vergleich zu dem Zeitpunkt eines Niedriglastbetriebs, und eine Strömungsrate von dem Abgasrückführungsgas ist dementsprechend erhöht. In dem Zeitpunkt eines Hochlastbetriebs des Verbrennungsmotors tritt somit, wenn das Wasser, welches in dem Abgasrückführungsgas enthalten ist, an dem Abgasrückführungskühler kondensiert wird, das in dem Abgasrückführungskühler vorhandene kondensierte Wasser leicht in den Ansaugdurchlass zusammen mit dem Abgasrückführungsgas ein. Wenn das kondensierte Wasser in den Ansaugdurchlass eintritt, dann gibt es ein Problem, dass eine flüssige Komprimierung des Kompressors von dem Ladegebläse zum Beispiel verursacht wird.
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Aus diesem Grund umfasst die Vorrichtung zur Abgasrückführung gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung des Weiteren ein Kühlkapazitätseinstellmittel für ein Einstellen einer Kapazität zum Kühlen von Abgasrückführungsgas durch den Abgasrückführungskühler. In dem Zeitpunkt eines Hochlastbetriebs des Motors reduziert das Kühlkapazitätseinstellmittel die Kapazität zum Kühlen von Abgasrückführungsgas durch den Abgasrückführungskühler im Vergleich zu dem Zeitpunkt eines Niedriglastbetriebs.
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Auf diese Weise kann als ein Ergebnis der Ausgestaltung zum Verringern der Kühlkapazität an dem Abgasrückführungskühler in dem Zeitpunkt eines Hochlastbetriebs von dem Verbrennungsmotor die Erzeugung von kondensiertem Wasser in dem Abgasrückführungskühler in dem Zeitpunkt eines Hochlastbetriebs beschränkt werden. Folglich kann das Eintreten von kondensiertem Wasser in den Ansaugdurchlass vermieden werden. Das Eintreten von kondensiertem Wasser in den Verbrennungsmotor, was zu Besorgnissen im Zeitpunkt eines Niedriglastbetriebs des Verbrennungsmotors führt, kann somit abgewendet werden, und die flüssige Komprimierung des Kompressors von dem Ladegebläse, welche in dem Zeitpunkt eines Hochlastbetriebs des Verbrennungsmotors problematisch werden kann, kann zum Beispiel verhindert werden.
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Ein Auftreten eines Defekts, welcher durch die Kondensierung von Wasser, welches in dem Abgasrückführungsgas enthalten ist, verursacht wird, kann daher auf noch geeignetere Art und Weise eingeschränkt werden.
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Die Vorrichtung zur Abgasrückführung gemäß noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst zusätzlich des Weiteren ein Abgasrückführungsventil, welches einen Querschnittsbereich des Abgasrückführungsdurchlasses ändert. Der Abgasrückführungskühler ist an einer stromabwärtigen Seite von dem Abgasrückführungsventil an dem Abgasrückführungsdurchlass in einer Strömungsrichtung des Abgasrückführungsgases vorgesehen.
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Dementsprechend kann, wenn der Abgasrückführungsdurchlass durch das Abgasrückführungsventil geschlossen wird, eine Strömung des Abgasrückführungsgases, welches von der Seite des Abgasdurchlasses strömt, in den Abgasrückführungskühler verhindert werden. Somit kann ein unnötiger Wärmeaustausch zwischen dem Abgasrückführungsgas und dem Kühlmedium an dem Abgasrückführungskühler verhindert werden. Als ein Ergebnis kann die Kühlleistung an dem Zwischenkühler sichergestellt werden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die obige und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung deutlicher hervorgehen, welche mit einer Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erfolgt. In den Zeichnungen:
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1 ist eine Darstellung, welche eine allgemeine Konfiguration eines Motors darstellt, an welchem eine Vorrichtung zur Abgasrückführung in Übereinstimmung mit einer ersten Ausführungsform angewendet ist;
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2 ist eine Darstellung, welche eine allgemeine Konfiguration eines Motors darstellt, an welchem eine Vorrichtung zur Abgasrückführung in Übereinstimmung mit einer zweiten Ausführungsform angewendet ist;
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3 ist eine Darstellung, welche eine allgemeine Konfiguration eines Motors darstellt, an welchem eine Vorrichtung zur Abgasrückführung in Übereinstimmung mit einer dritten Ausführungsform angewendet ist;
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4 ist eine Darstellung, welche eine allgemeine Konfiguration eines Motors darstellt, an welchem eine Vorrichtung zur Abgasrückführung in Übereinstimmung mit einer vierten Ausführungsform angewendet ist;
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5 ist eine Darstellung, welche eine allgemeine Konfiguration einer Modifikation an der Vorrichtung zur Abgasrückführung der vierten Ausführungsform darstellt; und
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6 ist eine Darstellung, welche eine allgemeine Konfiguration eines Motors darstellt, an welchem eine Vorrichtung zur Abgasrückführung in Übereinstimmung mit einer fünften Ausführungsform angewendet ist.
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Ausführungsformen zum Ausführen der Erfindung
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Unten werden mit einer Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsformen beschrieben werden. Für die gleiche oder eine äquivalente Komponente bei den nachfolgenden Ausführungsformen wird in den Zeichnungen ihr entsprechendes Bezugszeichen verwendet.
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Erste Ausführungsform
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Eine Vorrichtung zur Abgasrückführung bei der vorliegenden Ausführungsform ist an einen Motor 1, welcher in einem Fahrzeug vorgesehen ist, angewendet. Dieser Motor 1 ist ein Verbrennungsmotor bzw. eine Brennkraftmaschine von einem wassergekühlten Typ eines Benzinmotors, welcher eine Antriebsquelle für ein Fahren des Fahrzeugs ausbildet.
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Wie es in einer Darstellung einer allgemeinen Konfiguration in der 1 dargestellt ist, ist der Motor 1 der vorliegenden Ausführungsform mit einem Motorkühlmittelkreislauf 10, durch welchen ein Motorkühlmittel strömt, verbunden und ist ausgebildet, um die Wärme des Motors 1 an das Motorkühlmittel abzugeben. An dem Motorkühlmittelkreislauf 10 sind eine Zirkulationspumpe 11, welche das Motorkühlmittel zirkulieren lässt, und ein Kühler 12, welcher das Motorkühlmittel, dessen Temperatur in dem Motor 1 erhöht wird, dazu bringt, Wärme abzugeben, vorgesehen.
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Ein Ansaugdurchlass 2, durch welchen Ansaugluft von der Außenseite des Fahrzeugs her angesaugt wird, ist zu einem Zylinder geleitet, und ein Abgasdurchlass 3, durch welchen ein Abgas, das in dem Zylinder (in einer Brennkammer) erzeugt wird, zu der Außenseite von dem Fahrzeug hin ausgelassen wird, sind mit dem Motor 1 verbunden.
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An dem Ansaugdurchlass 2 sind ein Kompressor 4a eines Ladegebläses (Turboladers) 4, welcher mit der Energie von ausgelassener Luft als seine Antriebsquelle betrieben wird, ein Zwischenkühler 21, welcher die Luft, welche eine hohe Temperatur und einen hohen Druck aufweist, welche durch den Kompressor 4a komprimiert wird, kühlt, in dieser Reihenfolge von einer stromaufwärtigen Seite in einer Luftströmungsrichtung usw. vorgesehen.
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Das Ladegebläse 4 umfasst den Kompressor 4a, welcher an dem Ansaugdurchlass 2 vorgesehen ist, und eine Turbine 4b, welche an dem Abgasdurchlass 3 vorgesehen ist, und lässt die komprimierte Luft mit einer hohen Temperatur und einem hohen Druck zu dem Zwischenkühler 21 auf die stromabwärtige Seite hin strömen.
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Der Zwischenkühler 21 ist ein Wärmetauscher, durch welchen Wärme zwischen der Luft mit einer hohen Temperatur und einem hohen Druck, welche durch den Kompressor 4a komprimiert wird, und einem Kühlmedium (z. B. einer Antifrostflüssigkeit), welches durch einen Kühlmediumkreislauf 6 strömt, ausgetauscht wird, um so die Ansaugluft zu kühlen. Der Kühlmediumkreislauf 6 wird später beschrieben werden.
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Auf der anderen Seite sind die Turbine 4b des Ladegebläses 4, ein Filter 31 usw. an dem Abgasdurchlass 3 in dieser Reihenfolge von einer stromaufwärtigen Seite her in einer Gasströmungsrichtung vorgesehen. Der Filter 31 umfasst einen Sammelteil, welcher Feststoffpartikel sammelt, und einen Drei-Wege-Katalysator, welcher NOx usw. reinigt und Feststoffpartikel, welche in dem Abgas enthalten sind, sammelt und NOx usw. reinigt.
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Eine Vorrichtung zur Abgasrückführung, welche einen Teil des Abgases als ein Abgasrückführungsgas von einem Abgassystem zu einem Ansaugsystem des Motors 1 zurückführt, ist für den Motor 1 der vorliegenden Ausführungsform vorgesehen. Die Vorrichtung zur Abgasrückführung der vorliegenden Ausführungsform ist durch eine Niedrigdruck-Abgasrückführung (LPL-EGR) ausgebildet und umfasst einen Abgasrückführungsdurchlass 5 eines niedrigen Drucks, ein Abgasrückführungsventil 51 und einen Abgasrückführungskühler 52.
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Der Abgasrückführungsdurchlass 5 eines niedrigen Drucks ist ein Abgasrückführungsdurchlass, welcher einen abgezweigten Teil B, welcher an einer stromabwärtigen Seite von der Turbine 4a des Ladegebläses 4 und des Filters 31 an dem Abgasdurchlass 3 in der Gasströmungsrichtung angeordnet ist, und einen Vereinigungsteil A, welcher an einer stromaufwärtigen Seite von dem Kompressor 4a von dem Ladegebläse 4 an dem Ansaugdurchlass 2 in der Gasströmungsrichtung angeordnet ist, miteinander verbindet.
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Das Abgasrückführungsventil 51 ändert einen Durchlassquerschnittsbereich des Abgasrückführungsdurchlasses 5 eines niedrigen Drucks. Durch ein Ändern des Durchlassquerschnittsbereichs von dem Abgasrückführungsdurchlass 5 eines niedrigen Drucks kann eine Strömungsrate von einem Abgasrückführungsgas, welches von dem Abgassystem zu dem Ansaugsystem durch den Abgasrückführungsdurchlass 5 eines niedrigen Drucks zurückgeführt wird, eingestellt werden. In dem Zeitpunkt eines Leerlaufs, bei welchem ein Betrieb des Motors 1 unstabil ist, oder in dem Zeitpunkt einer maximalen Leistung der Motorleistung kann das Abgasrückführungsventil 51 den Abgasrückführungsdurchlass 5 eines niedrigen Drucks schließen, um die Rückführung des Abgasrückführungsgases in das Ansaugsystem zu stoppen.
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Der Abgasrückführungskühler 52 ist ein Wärmetauscher, durch welchen Wärme zwischen dem Abgasrückführungsgas, welches durch den Abgasrückführungsdurchlass 5 eines niedrigen Drucks strömt, und dem Kühlmedium, welches durch den Kühlmediumkreislauf 6, welcher später beschrieben werden wird, strömt, ausgetauscht wird, um das Abgasrückführungsgas zu kühlen. Der Abgasrückführungskühler 52 der vorliegenden Ausführungsform ist auf einer stromabwärtigen Seite von dem Abgasrückführungsventil 51 an dem Abgasrückführungsdurchlass 5 eines niedrigen Drucks in der Gasströmungsrichtung vorgesehen.
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Der Kühlmediumkreislauf 6 wird beschrieben werden. Der Kühlmediumkreislauf 6 ist unabhängig von dem Motorkühlmittelkreislauf 10, durch welchen das Motorkühlmittel zum Kühlen des Motors 1 strömt. Der Kühlmediumkreislauf 6 ist ein Zirkulationskreislauf, durch welchen das Kühlmedium, welches eine Temperatur aufweist, die niedriger ist als die Temperatur von dem Motorkühlmittel, zirkuliert.
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Zusätzlich zu dem Abgasrückführungskühler 52 und dem Zwischenkühler 21 sind eine Kühlmediumpumpe 61 für ein Zuführen unter Druck des Kühlmediums und ein Kühler 62 zum Abgeben der Wärme von dem Kühlmedium mit dem Kühlmediumkreislauf 6 verbunden.
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Die Kühlmediumpumpe 61, der Abgasrückführungskühler 52 und der Zwischenkühler 21 sind mit dem Kühlmediumkreislauf 6 der vorliegenden Ausführungsform derart verbunden, dass das Kühlmedium, welches durch den Kühler 62 gekühlt wird, durch die Kühlmediumpumpe 61 → den Abgasrückführungskühler 52 → den Zwischenkühler 21 strömt. Der Abgasrückführungskühler 52 ist somit mit einer stromabwärtigen Seite von dem Kühler 62 in einer Strömungsrichtung von dem Kühlmedium derart verbunden, dass das Kühlmedium, welches durch den Kühler 62 geströmt ist, in den Abgasrückführungskühler 52 durch den Kühlmediumkreislauf 6 strömt. Der Zwischenkühler 21 ist mit einer stromabwärtigen Seite von dem Abgasrückführungskühler 52 in der Strömungsrichtung des Kühlmediums derart verbunden, dass das Kühlmedium, welches durch den Abgasrückführungskühler 52 geströmt ist, in den Zwischenkühler 21 durch den Kühlmediumkreislauf 6 strömt.
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Der Betrieb der Vorrichtung zur Abgasrückführung der vorliegenden Ausführungsform wird erläutert werden. Die Luft, welche in den Ansaugdurchlass 2 als ein Ergebnis der Betätigung des Motors 1 angesaugt wird, wird durch den Kompressor 4a des Ladegebläses 4 komprimiert, um in die Luft mit einer hohen Temperatur und einem hohen Druck umgewandelt zu werden. Sodann tauscht die Luft Wärme mit dem Kühlmedium an dem Zwischenkühler 21 aus, um gekühlt zu werden und um zu dem Motor 1 geliefert zu werden. Auf der anderen Seite strömt das Abgas, welches von dem Motor 1 durch den Abgasdurchlass 3 ausgelassen wird, durch die Turbine 4b des Ladegebläses 4 und wird dann zu der Außenseite hin ausgelassen, wobei Fremdsubstanzen an dem Filter 31 entfernt werden.
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Wenn der Abgasrückführungsdurchlass 5 eines niedrigen Drucks durch das Abgasrückführungsventil 51 geöffnet ist, wird ein Teil des Abgases als das Abgasrückführungsgas in den Ansaugdurchlass 2 durch den Abgasrückführungsdurchlass 5 eines niedrigen Drucks zurückgeführt. Beim Strömen durch den Abgasrückführungsdurchlass 5 eines niedrigen Drucks tauscht das Abgasrückführungsgas Wärme mit dem Kühlmedium einer niedrigen Temperatur aus, um an dem Abgasrückführungskühler 52 gekühlt zu werden, und das Wasser, welches in dem Abgasrückführungsgas enthalten ist, kondensiert an dem Abgasrückführungskühler 52. Das Abgasrückführungsgas, welches an dem Abgasrückführungskühler 52 entfeuchtet worden ist, wird dementsprechend in den Ansaugdurchlass 2 zurückgeführt.
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Bei der oben beschriebenen vorliegenden Ausführungsform ist der Kühlmediumkreislauf 6, welcher mit dem Abgasrückführungskühler 52 und dem Zwischenkühler 21 verbunden ist, unabhängig von dem Motorkühlmittelkreislauf 10 ausgestaltet, und der Zwischenkühler 21 ist mit der stromabwärtigen Seite von dem Abgasrückführungskühler 52 in der Strömungsrichtung des Kühlmediums verbunden.
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An dem Abgasrückführungskühler 52 kann dementsprechend der Wärmeaustausch zwischen dem Abgasrückführungsgas und dem Kühlmedium einer niedrigen Temperatur ausgeführt werden anstatt dem Motorkühlmittel einer hohen Temperatur, dessen Temperatur in dem Motor 1 erhöht wird, so dass das Wasser, welches in dem Abgasrückführungsgas enthalten ist, an dem Abgasrückführungskühler 52 kondensiert werden kann.
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Zusätzlich erfolgt an dem Zwischenkühler 21 der Wärmeaustausch zwischen dem Kühlmedium, dessen Temperatur als ein Ergebnis von der Absorption von Wärme von dem Abgasrückführungsgas an dem Abgasrückführungskühler 52 erhöht ist, und der Luft, welche das Abgasrückführungsgas, welches an dem Abgasrückführungskühler 52 entfeuchtet wurde, enthält. Dementsprechend kann die Erzeugung von kondensiertem Wasser an dem Zwischenkühler 21 eingeschränkt werden.
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Als ein Ergebnis der Ausgestaltung der vorliegenden Ausführungsform kann somit der Eintritt von kondensiertem Wasser in den Motor 1, welcher zu einem Problem im Zeitpunkt eines Niedriglastbetriebs des Motors 1 führt, verhindert werden, und ein Auftreten eines Defekts, welcher durch eine Kondensierung von Wasser, das in dem Abgasrückführungsgas enthalten ist, verursacht wird, kann dadurch eingeschränkt werden. Der Betrieb einer Niedriglast bedeutet einen Betriebszustand, bei welchem eine große Leistung für den Motor 1 nicht erfordert wird, wie zum Beispiel in einem Fall eines Fahrens auf einer ebenen Straße oder in einem Fall einer konstanten Geschwindigkeit oder einer Verzögerung. Ein Betrieb einer hohen Last bedeutet eine Betriebsbedingung, bei welcher eine große Leistung für den Motor 1 erfordert wird, wie zum Beispiel in dem Fall eines Fahrens auf einer ansteigenden Fahrbahn oder in einem Fall einer Beschleunigung.
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Wenn das Abgasrückführungsventil 51 auf einer stromabwärtigen Seite von dem Abgasrückführungskühler 52 in dem Abgasrückführungsdurchlass 5 eines niedrigen Drucks in der Gasströmungsrichtung vorgesehen ist, geht das Abgasrückführungsgas durch das Innere des Abgasrückführungskühlers 52 hindurch, um eine Einlassseite von dem Abgasrückführungsventil 51 aufgrund der Pulsierung des Motors 1 zum Beispiel zu erreichen. Selbst wenn der Abgasrückführungsdurchlass 5 eines niedrigen Drucks durch das Abgasrückführungsventil 51 geschlossen ist, kann ein Wärmeaustausch zwischen dem Abgasrückführungsgas und dem Kühlmedium an dem Abgasrückführungskühler 52 ausgeführt werden.
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Insbesondere wenn der Abgasrückführungskühler 52 und der Zwischenkühler 21 in dem gleichen Kühlmediumkreislauf 6 so wie bei der vorliegenden Ausführungsform angeordnet sind, absorbiert, obwohl der Abgasrückführungsdurchlass 5 eines niedrigen Drucks durch das Abgasrückführungsventil 51 geschlossen ist, das Kühlmedium Wärme von dem Abgasrückführungsgas, so dass die Temperatur des Kühlmediums an dem Abgasrückführungskühler 52 ansteigt, und dieses Kühlmedium, dessen Temperatur angestiegen ist, strömt in den Zwischenkühler 21. Es gibt somit ein Problem hinsichtlich einer Verschlechterung der Leistung eines Kühlens der Luft an dem Zwischenkühler 21, das hervorgerufen wird.
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Als eine Maßnahme gegen dieses Problem wird bei der vorliegenden Ausführungsform eine Konfiguration eingesetzt, bei welcher das Abgasrückführungsventil 51 an dem Abgasrückführungsdurchlass 5 eines niedrigen Drucks an einer stromaufwärtigen Seite von dem Abgasrückführungskühler 52 in der Strömungsrichtung des Gases vorgesehen wird. Wenn dementsprechend der Abgasrückführungsdurchlass 5 eines niedrigen Drucks durch das Abgasrückführungsventil 51 geschlossen wird, kann eine Strömung des Abgasrückführungsgases von der Seite des Abgasdurchlasses 3 in den Abgasrückführungskühler 52 verhindert werden, und es kann dort ein unnötiger Wärmeaustausch zwischen dem Abgasrückführungsgas und dem Kühlmedium an dem Abgasrückführungskühler 52 verhindert werden. Die Verschlechterung hinsichtlich einer Kühlleistung des Zwischenkühlers, welche verursacht wird, wenn der Abgasrückführungsdurchlass 5 eines niedrigen Drucks durch das Abgasrückführungsventil 51 geschlossen wird, kann als ein Ergebnis vermieden werden.
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Zweite Ausführungsform
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Eine zweite Ausführungsform wird beschrieben werden. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist ein Anordnungsmodus von einem Abgasrückführungsventil 51 von der ersten Ausführungsform verschieden. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird eine Erläuterung gegeben werden, wobei die Beschreibung eines Teils, welcher ähnlich oder äquivalent zu der ersten Ausführungsform ist, weggelassen oder vereinfacht wird.
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Wie es in einer Darstellung einer allgemeinen Ausgestaltung in der 2 dargestellt ist, ist bei der vorliegenden Ausführungsform eine Ausgestaltung eingesetzt, bei welcher das Abgasrückführungsventil 51 an einem Abgasrückführungsdurchlass 5 eines niedrigen Drucks auf einer stromabwärtigen Seite von einem Abgasrückführungskühler 52 in der Strömungsrichtung des Gases vorgesehen ist. Die anderen Ausgestaltungen sind ähnlich zu der ersten Ausführungsform.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform kann auf ähnliche Weise zu der ersten Ausführungsform das Wasser, welches in dem Abgasrückführungsgas enthalten ist, an dem Abgasrückführungskühler 52 kondensiert werden. Des Weiteren erfolgt an dem Zwischenkühler 21 ein Wärmeaustausch zwischen dem Kühlmedium, dessen Temperatur erhöht ist als ein Ergebnis der Absorption der Wärme von dem Abgasrückführungsgas an dem Abgasrückführungskühler 52, und der Luft einschließlich des Abgasrückführungsgases, welche an dem Abgasrückführungskühler 52 entfeuchtet wurde. Die Erzeugung von kondensiertem Wasser an dem Zwischenkühler 21 kann dementsprechend beschränkt werden.
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Die vorliegende Ausführungsform setzt zusätzlich die Konfiguration ein, bei welcher das Abgasrückführungsventil 51 an dem Abgasrückführungsdurchlass 5 eines niedrigen Drucks auf einer stromabwärtigen Seite von dem Abgasrückführungskühler 52 in der Strömungsrichtung des Gases vorgesehen wird. Als eine Folge strömt das Abgasrückführungsgas einer niedrigen Temperatur, welches durch den Abgasrückführungskühler 52 gekühlt wird, in die Nähe des Abgasrückführungsventils 51. Das Abgasrückführungsventil 51 kann somit durch ein Ventil ausgestaltet werden, welches eine niedrige Wärmewiderstandsfähigkeit aufweist, wobei dadurch eine Flexibilität hinsichtlich der Konstruktion sichergestellt wird.
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Dritte Ausführungsform
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Eine dritte Ausführungsform wird beschrieben werden. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird eine Erläuterung gegeben werden, wobei die Beschreibung von einem Teil, welcher ähnlich oder äquivalent zu den oben beschriebenen Ausführungsformen ist, weggelassen oder vereinfacht wird.
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Als ein Ergebnis von Forschungsstudien durch die Erfinder wurde es herausgefunden, dass, wenn das Wasser, welches in dem Abgasrückführungsgas enthalten ist, an dem Abgasrückführungskühler 52 in dem Zeitpunkt eines Betriebs mit hoher Last von einem Motor 1, bei welchem eine Strömungsrate von Ansaugluft groß ist, kondensiert wird, ein Defekt, wie zum Beispiel eine flüssige Komprimierung, an dem Kompressor 4a eines Ladegebläses 4 verursacht wird.
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Als ein Faktor bei diesem Defekt kann es herausgestellt werden, dass in dem Zeitpunkt eines Hochlastbetriebs des Motors 1 eine Strömungsrate von dem Abgasrückführungsgas, welches durch einen Abgasrückführungsdurchlass 5 eines niedrigen Drucks strömt, in Entsprechung zu einer erhöhten Strömungsrate von Ansaugluft zunimmt und dass das kondensierte Wasser, welches sich in dem Abgasrückführungskühler 52 ansammelt, dadurch leicht in einen Ansaugdurchlass zusammen mit dem Abgasrückführungsgas eintritt. Zusätzlich wird in dem Zeitpunkt eines Niedriglastbetriebs des Motors 1 wegen einer niedrigen Strömungsrate von Ansaugluft das Eintreten von kondensiertem Wasser, welches sich in dem Abgasrückführungskühler 52 ansammelt, in den Ansaugdurchlass nicht leicht hervorgerufen im Vergleich zu einem Zeitpunkt eines Betriebs von hoher Last.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform wird dementsprechend ein Auftreten eines Defekts, welcher in dem Zeitpunkt eines Betriebs mit hoher Last von dem Motor 1 verursacht wird, eingeschränkt durch ein Einstellen der Kapazität für ein Kühlen des Abgasrückführungsgases an dem Abgasrückführungskühler 52 gemäß einem belasteten Zustand von dem Motor 1.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform ist, wie es in der 3 dargestellt ist, eine Kühlmediumpumpe 61 durch eine Pumpe (z. B. eine Pumpe mit axialer Strömung) ausgebildet, welche eine Strömungsrichtung des Kühlmediums ändern kann. Die Kühlmediumpumpe 61 ist noch genauer ausgestaltet, um fähig zu sein zu einem Ändern der Strömungsrichtung des Kühlmediums zwischen einer Strömungsrichtung, bei welcher das Kühlmedium in der Reihenfolge von dem Abgasrückführungskühler 52 → einem Zwischenkühler 21 → einem Kühler 62 strömt, und einer Strömungsrichtung, bei welcher das Kühlmedium in der Reihenfolge von dem Kühler 62 → dem Zwischenkühler 21 → dem Abgasrückführungskühler 52 strömt. Die Kühlmediumpumpe 61 der vorliegenden Ausführungsform ist zusätzlich ausgestaltet, um die Strömungsrichtung des Kühlmediums in Übereinstimmung mit einem Steuersignal von einer Steuereinrichtung 100 zu ändern.
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Die Steuereinrichtung 100 umfasst einen Mikrocomputer, welcher eine CPU, einen Speicher, der als ein Speichermittel ausgebildet ist, und seine umfänglichen Schaltkreise aufweist. Die Steuereinrichtung 100 ist ein Steuermittel zum Ausführen von verschiedenen Arten von arithmetischen Verarbeitungen basierend auf einem Steuerprogramm, welches in dem Speicher gespeichert ist, um Betriebsweisen von verschiedenen Einrichtungen, welche mit einer Ausgangsseite verbunden sind, zu steuern.
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Verschiedene Arten von Sensoren, wie zum Beispiel ein Ansaugströmungsratensensor (nicht gezeigt) zum Erfassen einer Strömungsrate einer Ansaugluft, sind mit einer Eingangsseite der Steuereinrichtung 100 verbunden, und Erfassungssignale von verschiedenen Arten von Sensoren werden zu der Eingangsseite der Steuereinrichtung 100 eingegeben. Zusätzlich sind verschiedene Einrichtungen, wie zum Beispiel die Kühlmediumpumpe 61, mit der Ausgangsseite der Steuereinrichtung 100 verbunden, und zum Beispiel basierend auf den Erfassungssignalen von den verschiedenen Arten von Sensoren gibt die Ausgangsseite der Steuereinrichtung 100 das Steuersignal an die verschiedenen Einrichtungen aus.
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Die Steuereinrichtung 100 der vorliegenden Ausführungsform ist ausgestaltet, um fähig zu sein zu einem Bestimmen, ob der belastete Zustand des Motors 1 ein Hochlastbetrieb oder ein Niedriglastbetrieb ist. Die Steuereinrichtung 100 stellt zum Beispiel fest, dass der belastete Zustand des Motors 1 ein Hochlastbetrieb ist, wenn ein Erfassungswert durch den Ansaugströmungsratensensor (Strömungsrate von Ansaugluft) ein voreingestellter Bestimmungsgrenzwert oder höher ist, und stellt fest, dass der belastete Zustand ein Niedriglastbetrieb ist, wenn der Erfassungswert geringer ist als der Bestimmungsschwellenwert. Der Bestimmungsschwellenwert kann in einem Bereich einer Strömungsrate von Ansaugluft eingestellt werden, bei welchem es angenommen wird, dass ein Zeitpunkt eines Hochlastbetriebs vorliegt.
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Die Steuereinrichtung 100 der vorliegenden Ausführungsform ist ausgestaltet, um den Betrieb der Kühlmediumpumpe 61 gemäß dem belasteten Zustand des Motors 1 zu steuern. Bei der vorliegenden Ausführungsform bildet die Ausgestaltung der Steuereinrichtung 100 für ein Steuern des Betriebs der Kühlmediumpumpe 61 ein Pumpensteuermittel 100a aus.
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Noch genauer gibt in dem Zeitpunkt eines Niedriglastbetriebs des Motors 1 die Steuereinrichtung 100 an die Kühlmediumpumpe 61 ein Steuersignal aus, um die Kühlmediumpumpe 61 anzuweisen, die Strömungsrichtung des Kühlmediums derart zu ändern, dass das Kühlmedium, welches durch den Abgasrückführungskühler 52 geströmt ist, in den Zwischenkühler 21 strömt.
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Dementsprechend strömt, wie es durch eine gestrichelte Linie mit abwechselnd langem und kurzem Punkt mit einem Pfeil um den Kühlmediumkreislauf 6 in der 3 herum gezeigt ist, das Kühlmedium, welches von der Kühlmediumpumpe 61 ausgelassen wird, durch den Abgasrückführungskühler 52 → den Zwischenkühler 21 → den Kühler 62 in dieser Reihenfolge. Zusätzlich wird in dem Zeitpunkt eines Niedriglastbetriebs an dem Abgasrückführungskühler 52 ein Wärmeaustausch zwischen dem Kühlmedium einer niedrigen Temperatur, dessen Wärme schon an dem Kühler 62 abgegeben worden ist, und dem Abgasrückführungsgas ausgeführt.
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Auf der anderen Seite gibt in dem Zeitpunkt eines Hochlastbetriebs des Motors 1 die Steuereinrichtung 100 an die Kühlmediumpumpe 61 ein Steuersignal aus, um die Kühlmediumpumpe 61 anzuweisen, die Strömungsrichtung von dem Kühlmedium derart zu ändern, dass das Kühlmedium, welches durch den Zwischenkühler 21 geströmt ist, in den Abgasrückführungskühler 52 strömt.
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Dementsprechend strömt, wie es durch eine gestrichelte Linie mit abwechselnd langem und zwei kurzen Punkten mit einem Pfeil um den Kühlmediumkreislauf 6 in der 3 herum gezeigt ist, das Kühlmedium, welches von der Kühlmediumpumpe 61 ausgelassen wird, durch den Kühler 62 → den Zwischenkühler 21 → den Abgasrückführungskühler 52 in dieser Reihenfolge.
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In diesem Fall erfolgt an dem Abgasrückführungskühler 52 ein Wärmeaustausch zwischen dem Kühlmedium, dessen Temperatur als ein Ergebnis der Absorption von Wärme von der Ansaugluft an dem Zwischenkühler 21 angestiegen ist, und dem Abgasrückführungsgas. Dementsprechend ist in dem Zeitpunkt eines Hochlastbetriebs die Kapazität für ein Kühlen des Abgasrückführungsgases an dem Abgasrückführungskühler 52 im Vergleich mit dem Zeitpunkt eines Niedriglastbetriebs reduziert.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform stellen die Kühlmediumpumpe 61 und die Konfiguration 100a der Steuereinrichtung 100 zum Ausführen der Steuerverarbeitung auf die Kühlmediumpumpe 61 ein Änderungsmittel (Kühlkapazitätseinstellmittel) dar zum Ändern der Strömungsrichtung des Kühlmediums in dem Kühlmediumkreislauf 6.
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Die anderen Konfigurationen und Betriebsweisen sind ähnlich zu der oben beschriebenen ersten Ausführungsform. Die vorliegende Ausführungsform setzt eine Konfiguration zum Ändern der Strömungsrichtung des Kühlmediums durch die Kühlmediumpumpe 61 derart ein, dass das Kühlmedium, welches durch den Abgasrückführungskühler 52 geströmt ist, in den Zwischenkühler 21 in dem Zeitpunkt eines Niedriglastbetriebs des Motors 1 strömt.
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An dem Zwischenkühler 21 wird dementsprechend ein Wärmeaustausch zwischen dem Kühlmedium, dessen Temperatur als ein Ergebnis der Absorption von Wärme von dem Abgasrückführungsgas an dem Abgasrückführungskühler 52 erhöht ist, und der Ansaugluft, welche das Abgasrückführungsgas enthält, das an dem Abgasrückführungskühler 52 entfeuchtet wird, ausgeführt. Als ein Ergebnis kann die Erzeugung von kondensiertem Wasser an dem Zwischenkühler 21 eingeschränkt werden. Durch die Konfiguration der vorliegenden Ausführungsform kann somit ähnlich zu der ersten Ausführungsform das Eintreten von kondensiertem Wasser in den Motor 1, welches zu Schwierigkeiten in dem Zeitpunkt eines Niedriglastbetriebs des Motors 1 führt, abgewendet werden.
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Die vorliegende Ausführungsform setzt des Weiteren eine Konfiguration zum Ändern der Strömungsrichtung des Kühlmediums durch die Kühlmediumpumpe 61 derart ein, dass das Kühlmedium, welches durch den Zwischenkühler 21 geströmt ist, in den Abgasrückführungskühler 52 in dem Zeitpunkt eines Hochlastbetriebs des Motors 1 strömt.
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Dementsprechend wird an dem Abgasrückführungskühler 52 ein Wärmeaustausch zwischen dem Kühlmedium, dessen Temperatur als ein Ergebnis der Absorption von Wärme von der Ansaugluft an dem Zwischenkühler 21 angehoben wurde, und dem Abgasrückführungsgas ausgeführt. Als ein Ergebnis kann die Erzeugung von kondensiertem Wasser an dem Zwischenkühler 21 eingeschränkt werden.
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Durch die Konfiguration der vorliegenden Ausführungsform kann daher das Eintreten von kondensiertem Wasser in den Motor 1, welches zu Problemen in dem Zeitpunkt eines Niedriglastbetriebs des Motors 1 führt, abgewendet werden, und das Eintreten von kondensiertem Wasser in den Kompressor 4a des Ladegebläses 4, welches in dem Zeitpunkt eines Hochlastbetriebs des Motors 1 problematisch werden kann, kann vermieden werden.
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Auf diese Weise kann als ein Ergebnis der Konfiguration der vorliegenden Ausführungsform ein Auftreten eines Defekts, welcher durch die Kondensierung von Wasser hervorgerufen wird, das in dem Abgasrückführungsgas enthalten ist, sowohl in dem Zeitpunkt eines Niedriglastbetriebs als auch in dem Zeitpunkt eines Hochlastbetriebs des Motors 1 eingeschränkt werden.
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Darüber hinaus wurde bei der vorliegenden Ausführungsform ein Beispiel von der Änderung der Strömungsrichtung des Kühlmediums in dem Kühlmediumkreislauf 6 durch die Kühlmediumpumpe 61 beschrieben. Dies ist jedoch nicht die einzige Form der vorliegenden Erfindung. Zum Beispiel kann der Kühlmediumkreislauf 6 durch einen Kreislauf ausgebildet sein, welcher eine Auslassseite der Kühlmediumpumpe 61 mit der Einlassseite von dem Abgasrückführungskühler 52 verbindet, und einen Kreislauf, welcher die Auslassseite der Kühlmediumpumpe 61 mit einer Einlassseite des Kühlers 62 verbindet; und der Kühlmediumkreislauf 6 kann zwischen den Kreisläufen je nach dem belasteten Zustand des Motors 1 geschaltet werden.
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Vierte Ausführungsform
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Eine vierte Ausführungsform wird beschrieben werden. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird ein Beispiel einer Modifizierung der dritten Ausführungsform hinsichtlich einer Konfiguration zum Einstellen der Kapazität zum Kühlen des Abgasrückführungsgases an dem Abgasrückführungskühler 52 in dem Zeitpunkt eines Hochlastbetriebs beschrieben werden. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird eine Erläuterung gegeben werden, wobei die Beschreibung von einem Teil, welcher ähnlich oder äquivalent zu den oben beschriebenen Ausführungsformen ist, weggelassen oder vereinfacht wird.
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Wie es in der 4 dargestellt ist, ist ein Kühlmediumkreislauf 6 der vorliegenden Ausführungsform ausgebildet, einen Kühldurchlass 6a zu umfassen, in welchem das Kühlmedium durch den Abgasrückführungskühler 52 strömt, und einen Bypassdurchlass 6b, welcher den Abgasrückführungskühler 52 umgeht und durch welchen das Kühlmedium strömt.
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Ein Strömungsregelventil 63 ist an einem abgezweigten Teil von dem Kühlmediumkreislauf 6 zwischen dem Kühldurchlass 6a und dem Bypassdurchlass 6b vorgesehen. Dieses Strömungsregelventil 63 ist ausgebildet, um zum Regeln eines Strömungsratenverhältnisses zwischen einer Strömungsrate von dem Kühlmedium, welches in den Abgasrückführungskühler 52 durch den Kühldurchlass 6a strömt, und einer Strömungsrate von dem Kühlmedium, welches durch den Bypassdurchlass 6b strömt, fähig zu sein. Das Strömungsregelventil 63 der vorliegenden Ausführungsform ist als ein elektrisches Drei-Wege-Ventil ausgestaltet, welches das Strömungsratenverhältnis zwischen den Kühlmedien durch die Durchlässe 6a, 6b in Antwort auf ein Steuersignal von einer Steuereinrichtung 100 regeln kann.
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Die Steuereinrichtung 100 der vorliegenden Ausführungsform ist ausgebildet, um den Betrieb des Strömungsregelventils 63 je nach dem belasteten Zustand eines Motors 1 zu steuern. Bei der vorliegenden Ausführungsform dient die Konfiguration der Steuereinrichtung 100 zum Steuern des Betriebs des Strömungsregelventils 63 als ein Strömungssteuermittel 100b.
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Noch genauer gibt die Steuereinrichtung 100 an das Strömungsregelventil 63 das Steuersignal zum Anweisen des Regelns von dem Strömungsratenverhältnis zwischen den Kühlmedien durch die Durchlässe 6a, 6b derart aus, dass die Strömungsrate des Kühlmediums, welches in den Abgasrückführungskühler 52 in dem Zeitpunkt eines Hochlastbetriebs strömt, niedriger ist als in dem Zeitpunkt eines Niedriglastbetriebs.
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Die Steuereinrichtung 100 gibt an das Strömungsregelventil 63 zum Beispiel das Steuersignal zum Anweisen des Regelns des Strömungsratenverhältnisses zwischen den Kühlmedien durch die Durchlässe 6a, 6b derart aus, dass das gesamte Kühlmedium, welches von einer Kühlmediumpumpe 61 ausgelassen wird, in dem Zeitpunkt eines Niedriglastbetriebs durch den Kühldurchlass 6a strömt.
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Wie es durch die gestrichelte Linie mit abwechselnd langen und kurzen Punkten mit einem Pfeil um den Kühlmediumkreislauf 6 in der 4 herum dargestellt ist, strömt dementsprechend das gesamte Kühlmedium, welches von einer Kühlmediumpumpe 61 ausgelassen wird, durch den Abgasrückführungskühler 52 → einen Zwischenkühler 21 → einen Kühler 62 in dieser Reihenfolge.
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Auf der anderen Seite gibt die Steuereinrichtung 100 an das Strömungsregelventil 63 das Steuersignal zum Anweisen des Regelns des Strömungsratenverhältnisses zwischen den Kühlmedien durch die Durchlässe 6a, 6b derart aus, dass das Kühlmedium, welches von der Kühlmediumpumpe 61 ausgelassen wird, durch die Durchlässe 6a, 6b in dem Zeitpunkt eines Hochlastbetriebs des Motors 1 strömt.
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Dementsprechend strömt, wie es durch die gestrichelte Linie mit abwechselnd langem und zwei kurzen Punkten mit einem Pfeil um den Kühlmediumkreislauf 6 herum in der 4 dargestellt ist, das Kühlmedium, welches von der Kühlmediumpumpe 61 ausgelassen wird, durch den Abgasrückführungskühler 52 → den Zwischenkühler 21 → den Kühler 62 in dieser Reihenfolge und umgeht den Abgasrückführungskühler 52, um durch den Zwischenkühler 21 zu strömen.
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In diesem Fall ist die Strömungsrate des Kühlmediums, welches in den Abgasrückführungskühler 52 strömt, reduziert, so dass die Menge an Wärme, welche mit dem Abgasrückführungsgas ausgetauscht wird, gering wird. Dementsprechend ist in dem Zeitpunkt eines Hochlastbetriebs die Kapazität für ein Kühlen des Abgasrückführungsgases an dem Abgasrückführungskühler 52 im Vergleich zu dem Zeitpunkt eines Niedriglastbetriebs reduziert.
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Zusätzlich kann das Strömungsratenverhältnis zwischen den Kühlmedien durch die Durchlässe 6a, 6b durch das Strömungsregelventil 63 derart geregelt werden, dass sich die Temperatur des Kühlmediums an einem Auslassteil des Abgasrückführungskühlers 52 nicht auf gleich zu oder niedriger als die Taupunkttemperatur des Kühlmediums verringert.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform dienen das Strömungsregelventil 63 und die Konfiguration 100b der Steuereinrichtung 100 zum Ausführen der Steuerverarbeitung an dem Strömungsregelventil 63 als ein Strömungsregelmittel (Kühlkapazitätseinstellmittel) zum Regeln der Strömungsrate des Kühlmediums, welches in den Abgasrückführungskühler 52 durch den Kühldurchlass 6a strömt.
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Die anderen Konfigurationen und Betriebsweisen sind ähnlich zu der oben beschriebenen ersten Ausführungsform. Die vorliegende Ausführungsform setzt die Konfiguration für ein Regeln des Strömungsratenverhältnisses zwischen den Kühlmedien durch die Durchlässe 6a, 6b durch das Strömungsregelventil 63 derart ein, dass das gesamte Kühlmedium, welches von der Kühlmediumpumpe 61 ausgelassen wird, durch den Abgasrückführungskühler 52 in dem Zeitpunkt eines Niedriglastbetriebs des Motors 1 strömt.
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Dementsprechend wird an dem Zwischenkühler 21 ein Wärmeaustausch zwischen dem Kühlmedium, dessen Temperatur als ein Ergebnis der Absorption von Wärme von dem Abgasrückführungsgas an dem Abgasrückführungskühler 52 erhöht ist, und der Ansaugluft einschließlich dem Abgasrückführungsgas, welches an dem Abgasrückführungskühler 52 entfeuchtet wird, durchgeführt. Als ein Ergebnis kann die Erzeugung von kondensiertem Wasser an dem Zwischenkühler 21 eingeschränkt werden. Durch die Konfiguration der vorliegenden Ausführungsform kann somit auf ähnliche Weise zu der ersten Ausführungsform das Eintreten von kondensiertem Wasser in den Motor 1, was zu Problemen in dem Zeitpunkt eines Niedriglastbetriebs des Motors 1 führt, abgewendet werden.
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Des Weiteren setzt die vorliegende Ausführungsform die Konfiguration für das Regeln des Strömungsratenverhältnisses zwischen den Kühlmedien durch die Durchlässe 6a, 6b durch das Strömungsregelventil 63 derart ein, dass die Strömungsrate des Kühlmediums, welches in den Abgasrückführungskühler 52 in dem Zeitpunkt eines Hochlastbetriebs des Motors 1 strömt, niedriger ist als in dem Zeitpunkt eines Niedriglastbetriebs.
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Dementsprechend ist in dem Zeitpunkt eines Hochlastbetriebs des Motors 1 die Menge an Wärme, welche zwischen dem Abgasrückführungsgas und dem Kühlmedium an dem Abgasrückführungskühler 52 ausgetauscht wird, reduziert im Vergleich zu einem Zeitpunkt eines Niedriglastbetriebs, so dass die Kapazität für ein Kühlen des Abgasrückführungsgases abgesenkt ist. Als ein Ergebnis kann die Erzeugung von kondensiertem Wasser an dem Zwischenkühler 21 eingeschränkt werden.
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Als ein Ergebnis der Konfiguration der vorliegenden Ausführungsform kann somit ähnlich zu der dritten Ausführungsform das Eintreten von kondensiertem Wasser in den Motor 1, welches zu Problemen in dem Zeitpunkt eines Niedriglastbetriebs des Motors 1 führt, abgewendet werden, und das Eintreten von kondensiertem Wasser in den Kompressor 4a des Ladegebläses 4, welches in dem Zeitpunkt eines Hochlastbetriebs des Motors 1 problematisch werden kann, kann verhindert werden.
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Wie es in der 5 dargestellt ist, kann ein Unterkühler 14 zum Durchführen eines Wärmeaustauschs zwischen dem Motorkühlmittel einer hohen Temperatur und dem Abgasrückführungsgas an den Abgasrückführungsdurchlass 5 eines niedrigen Drucks auf einer stromaufwärtigen Seite von dem Abgasrückführungskühler 52 in einer Strömungsrichtung des Abgasrückführungsgases hinzugefügt werden.
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Dementsprechend kann das Abgasrückführungsgas durch sowohl den Abgasrückführungskühler 52 als auch den Unterkühler 14 gekühlt werden, und das Wasser, welches in dem Abgasrückführungsgas enthalten ist, kann in geeigneter Art und Weise an dem Abgasrückführungskühler 52 im Zeitpunkt eines Niedriglastbetriebs kondensiert werden. Zusätzlich ist in dem Zeitpunkt eines Hochlastbetriebs die Menge an Wärme, welche zwischen dem Abgasrückführungsgas und dem Kühlmedium an dem Abgasrückführungskühler 52 ausgetauscht wird, im Vergleich zu dem Zeitpunkt eines Niedriglastbetriebs reduziert, so dass das Eintreten von kondensiertem Wasser in den Ansaugdurchlass 2 unterbunden werden kann.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform ist ein Beispiel der Regelung des Strömungsratenverhältnisses zwischen den Kühlmedien durch die Durchlässe 6a, 6b durch das Strömungsregelventil 63 beschrieben worden, derart, dass das gesamte Kühlmedium durch den Kühldurchlass 6a in dem Zeitpunkt eines Niedriglastbetriebs strömt. Dies ist jedoch nicht das einzige Beispiel der vorliegenden Erfindung. Solange die Strömungsrate des Kühlmediums, welches in den Abgasrückführungskühler 52 in dem Zeitpunkt eines Hochlastbetriebs strömt, niedriger ist als in dem Zeitpunkt eines Niedriglastbetriebs, kann das Strömungsratenverhältnis zwischen den Kühlmedien durch die Durchlässe 6a, 6b durch das Strömungsregelventil 63 zum Beispiel derart geregelt werden, dass ein Teil von dem Kühlmedium durch den Bypassdurchlass 6b in dem Zeitpunkt eines Niedriglastbetriebs strömt.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform ist ein Beispiel des Strömungsregelventils 63 beschrieben worden, welches an dem abgezweigten Teil von Kühlmediumkreislauf 6 zwischen dem Kühldurchlass 6a und dem Bypassdurchlass 6b vorgesehen ist. Dies ist jedoch nicht das einzige Beispiel der vorliegenden Erfindung. Das Strömungsregelventil 63 kann zum Beispiel an einem Vereinigungsteil in dem Kühlmediumkreislauf 6 zwischen dem Kühldurchlass 6a und dem Bypassdurchlass 6b vorgesehen werden.
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Fünfte Ausführungsform
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Eine fünfte Ausführungsform wird beschrieben werden. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird ein Beispiel einer Modifizierung der dritten und vierten Ausführungsformen hinsichtlich einer Konfiguration für ein Einstellen der Kapazität zur Kühlung von dem Abgasrückführungsgas an dem Abgasrückführungskühler 52 in dem Zeitpunkt eines Hochlastbetriebs beschrieben werden. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird eine Erläuterung gegeben werden, wobei die Beschreibung von einem Teil, welcher ähnlich oder äquivalent zu den oben beschriebenen Ausführungsformen ist, weggelassen oder vereinfacht wird.
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Wie es in der 6 dargestellt ist, ist ein Abgasrückführungsdurchlass 5 eines niedrigen Drucks der vorliegenden Ausführungsform ausgebildet, einen Gasdurchlass 5a zu umfassen, durch welchen das Abgasrückführungsgas in den Abgasrückführungskühler 52 strömt, und einen Bypassdurchlass 5b, durch welchen das Abgasrückführungsgas den Abgasrückführungskühler 52 umgeht.
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Ein Gasströmungsregelventil 53 ist an einem abgezweigten Teil des Abgasrückführungsdurchlasses 5 eines niedrigen Drucks zwischen dem Gasdurchlass 5a und dem Bypassdurchlass 5b vorgesehen. Das Gasströmungsregelventil 53 ist ausgebildet, um zum Regeln eines Strömungsratenverhältnisses zwischen einer Strömungsrate des Abgasrückführungsgases, welches in den Abgasrückführungskühler 52 durch den Gasdurchlass 5a strömt, und einer Strömungsrate des Abgasrückführungsgases, welches durch den Bypassdurchlass 5b strömt, fähig zu sein. Das Gasströmungsregelventil 53 der vorliegenden Ausführungsform ist als ein elektrisches Drei-Wege-Ventil ausgebildet, welches das Strömungsratenverhältnis zwischen dem Abgasrückführungsgas durch die Durchlässe 5a, 5b in Antwort auf ein Steuersignal von einer Steuereinrichtung 100 regeln kann.
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Die Steuereinrichtung 100 der vorliegenden Ausführungsform ist ausgebildet zum Steuern des Betriebs des Gasströmungsregelventils 53 je nach dem belasteten Zustand eines Motors 1. Bei der vorliegenden Ausführungsform dient die Konfiguration der Steuereinrichtung 100 für ein Steuern des Betriebs des Gasströmungsregelventils 53 als ein Gasströmungssteuermittel 100c.
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Noch genauer gibt die Steuereinrichtung 100 an das Gasströmungsregelventil 53 das Steuersignal aus, um die Regelung des Strömungsratenverhältnisses zwischen dem Abgasrückführungsgas durch die Durchlässe 5a, 5b derart anzuweisen, dass die Strömungsrate des Abgasrückführungsgases, welches in den Abgasrückführungskühler 52 strömt, in dem Zeitpunkt eines Hochlastbetriebs niedriger ist als in dem Zeitpunkt eines Niedriglastbetriebs.
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Die Steuereinrichtung 100 gibt zum Beispiel an das Gasströmungsregelventil 53 das Steuersignal aus, um die Regelung des Strömungsratenverhältnisses zwischen dem Abgasrückführungsgas durch die Durchlässe 5a, 5b derart anzuweisen, dass das gesamte Abgasrückführungsgas, welches in den Abgasrückführungsdurchlass 5 eines niedrigen Drucks strömt, durch den Gasdurchlass 5a in dem Zeitpunkt eines Niedriglastbetriebs strömt.
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Dementsprechend strömt, wie es durch einen Pfeil einer durchgehenden Linie um den Abgasrückführungsdurchlass 5 eines niedrigen Drucks in der 6 herum angegeben ist, das gesamte Abgasrückführungsgas, welches in den Abgasrückführungsdurchlass 5 eines niedrigen Drucks strömt, in den Abgasrückführungskühler 52 durch den Gasdurchlass 5a.
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Auf der anderen Seite gibt die Steuereinrichtung 100 an das Gasströmungsregelventil 53 das Steuersignal aus, um die Regelung des Strömungsratenverhältnisses zwischen dem Abgasrückführungsgas durch die Durchlässe 5a, 5b derart anzuweisen, dass das Abgasrückführungsgas, welches in den Abgasrückführungsdurchlass 5 eines niedrigen Drucks strömt, durch die Durchlässe 5a, 5b in dem Zeitpunkt eines Hochlastbetriebs des Motors 1 strömt.
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Dementsprechend strömt, wie es durch einen Pfeil einer gestrichelten Linie mit einem kurzen Punkt um den Abgasrückführungsdurchlass 5 eines niedrigen Drucks herum in der 6 angegeben ist, das Abgasrückführungsgas, welches in den Abgasrückführungsdurchlass 5 eines niedrigen Drucks strömt, in den Abgasrückführungskühler 52 durch den Gasdurchlass 5a und strömt durch den Bypassdurchlass 5b, um den Abgasrückführungskühler 52 zu umgehen.
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In diesem Fall ist an dem Abgasrückführungskühler 52 die Strömungsrate des Abgasrückführungsgases, welches in den Abgasrückführungskühler 52 strömt, abgesenkt, und die Menge an Wärme, welche mit dem Kühlmedium ausgetauscht wird, wird dadurch gering werden. Dementsprechend ist in dem Zeitpunkt eines Hochlastbetriebs die Kapazität für ein Kühlen des Abgasrückführungsgases an dem Abgasrückführungskühler 52 im Vergleich zu dem Zeitpunkt eines Niedriglastbetriebs reduziert.
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Zusätzlich kann das Strömungsratenverhältnis zwischen den Kühlmedien durch die Durchlässe 5a, 5b durch das Gasströmungsregelventil 53 derart geregelt werden, dass sich die Temperatur des Kühlmediums an einem Auslassteil von dem Abgasrückführungskühler 52 nicht auf gleich zu oder niedriger als die Taupunkttemperatur des Kühlmediums verringert.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform dienen das Gasströmungsregelventil 53 und die Konfiguration 100c der Steuereinrichtung 100 zum Ausführen einer Steuerverarbeitung an das Gasströmungsregelventil 53 als ein Gasströmungsregelmittel (Kühlkapazitätseinstellmittel) zum Regeln der Strömungsrate des Abgasrückführungsgases, welches in den Abgasrückführungskühler 52 durch den Gasdurchlass 5a strömt.
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Die anderen Konfigurationen und Betriebsweisen sind ähnlich zu der oben beschriebenen ersten Ausführungsform. Die vorliegende Ausführungsform setzt die Konfiguration zum Regeln des Strömungsratenverhältnisses zwischen dem Abgasrückführungsgas durch die Durchlässe 5a, 5b über das Gasströmungsregelventil 53 derart ein, dass das gesamte Abgasrückführungsgas, welches in den Abgasrückführungsdurchlass 5 eines niedrigen Drucks strömt, durch den Abgasrückführungskühler 52 in dem Zeitpunkt eines Niedriglastbetriebs von dem Motor 1 strömt.
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Dementsprechend wird an dem Zwischenkühler 21 ein Wärmeaustausch zwischen dem Kühlmedium, dessen Temperatur als ein Ergebnis der Absorption von Wärme von dem Abgasrückführungsgas an dem Abgasrückführungskühler 52 erhöht ist, und der Ansaugluft einschließlich des Abgasrückführungsgases, welches an dem Abgasrückführungskühler 52 entfeuchtet wird, ausgeführt. Als ein Ergebnis kann die Erzeugung von kondensiertem Wasser an dem Zwischenkühler 21 begrenzt werden. Durch die Konfiguration der vorliegenden Ausführungsform kann somit ähnlich zu der ersten Ausführungsform der Eintritt von kondensiertem Wasser in den Motor 1, was zu Problemen in dem Zeitpunkt eines Niedriglastbetriebs des Motors 1 führt, abgewendet werden.
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Des Weiteren setzt die vorliegende Ausführungsform die Konfiguration für ein Regeln des Strömungsratenverhältnisses zwischen dem Abgasrückführungsgas durch die Durchlässe 5a, 5b durch das Gasströmungsregelventil 53 derart ein, dass die Strömungsrate des Abgasrückführungsgases, welches in den Abgasrückführungskühler 52 strömt, in dem Zeitpunkt eines Hochlastbetriebs des Motors 1 niedriger ist als in dem Zeitpunkt eines Niedriglastbetriebs.
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Dementsprechend ist in dem Zeitpunkt eines Hochlastbetriebs des Motors 1 die Menge an Wärme, welche zwischen dem Abgasrückführungsgas und dem Kühlmedium an dem Abgasrückführungskühler 52 ausgetauscht wird, im Vergleich zu dem Zeitpunkt eines Niedriglastbetriebs reduziert, und die Kapazität für ein Kühlen des Abgasrückführungsgases ist dadurch reduziert. Als ein Ergebnis kann die Erzeugung von kondensiertem Wasser an dem Zwischenkühler 21 eingeschränkt werden.
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Somit kann als ein Ergebnis der Konfiguration der vorliegenden Ausführungsform, auf ähnliche Weise zu den dritten und vierten Ausführungsformen, der Eintritt von kondensiertem Wasser in den Motor 1, was zu Problemen in dem Zeitpunkt eines Niedriglastbetriebs des Motors 1 führt, abgewendet werden, und das Eintreten von kondensiertem Wasser in einen Kompressor 4a eines Ladegebläses 4, was in dem Zeitpunkt eines Hochlastbetriebs des Motors 1 problematisch wird, kann vermieden werden.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform ist ein Beispiel der Regelung des Strömungsratenverhältnisses zwischen dem Abgasrückführungsgas durch die Durchlässe 5a, 5b durch das Gasströmungsregelventil 53 beschrieben worden, derart, dass das gesamte Abgasrückführungsgas durch den Gasdurchlass 5a in dem Zeitpunkt eines Niedriglastbetriebs strömt. Dies ist jedoch nicht das einzige Beispiel der vorliegenden Erfindung. Solange die Strömungsrate des Abgasrückführungsgases, welches in den Abgasrückführungskühler 52 in dem Zeitpunkt eines Hochlastbetriebs strömt, niedriger ist als in dem Zeitpunkt eines Niedriglastbetriebs, kann das Strömungsratenverhältnis zwischen dem Abgasrückführungsgas durch die Durchlässe 5a, 5b durch das Gasströmungsregelventil 53 zum Beispiel derart geregelt werden, dass ein Teil von dem Abgasrückführungsgas durch den Bypassdurchlass 5b in dem Zeitpunkt eines Niedriglastbetriebs strömt.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform ist ein Beispiel des Gasströmungsregelventils 53 beschrieben worden, welches an dem abgezweigten Teil des Abgasrückführungsdurchlasses 5 eines niedrigen Drucks zwischen dem Gasdurchlass 5a und dem Bypassdurchlass 5b vorgesehen ist. Dies ist jedoch nicht das einzige Beispiel der vorliegenden Erfindung. Das Gasströmungsregelventil 53 kann zum Beispiel an einem Vereinigungsteil in dem Abgasrückführungsdurchlass 5 eines niedrigen Drucks zwischen dem Gasdurchlass 5a und dem Bypassdurchlass 5b vorgesehen werden.
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Es werden unten Modifikationen der obigen Ausführungsformen beschrieben werden.
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Die Ausführungsformen sind oben beschrieben worden. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese beschränkt und kann in einer Vielzahl von Formen modifiziert werden, ohne von dem Umfang der Erfindung abzuweichen. Die Erfindung kann zum Beispiel wie folgt modifiziert werden.
- (1) Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen ist ein Beispiel erläutert worden, bei welchem lediglich die Abgasrückführung eines niedrigen Drucks als die Vorrichtung zur Abgasrückführung vorgesehen ist. Dies ist jedoch nicht das einzige Beispiel. Die vorliegende Erfindung kann zum Beispiel an eine Vorrichtung angewendet werden, welche sowohl eine Abgasrückführung eines niedrigen Drucks als auch eine Abgasrückführung eines hohen Drucks (HPL-EGR) als die Vorrichtung zur Abgasrückführung aufweist.
- (2) Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen ist ein Beispiel eines Motors 1 erläutert worden, welcher als ein Benzinmotor bzw. Ottomotor ausgestaltet ist. Dies ist jedoch nicht das einzige Beispiel. Ein Dieselmotor kann ebenso eingesetzt werden.
- (3) Die oben beschriebenen Ausführungsformen können in geeigneter Art und Weise untereinander kombiniert werden, außer wenn sie unabhängig voneinander sind oder die Kombination klar unmöglich ist.
- (4) Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen versteht es sich von selbst, dass die Elemente, welche die Ausführungsform ausbilden, nicht notwendigerweise zum Beispiel essentiell sind, außer wenn es klar festgelegt ist, dass sie besonders essentiell sind, oder wenn angenommen wird, dass sie offensichtlich grundsätzlich essentiell sind.
- (5) Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen ist, wenn der numerische Wert für die Anzahl von Komponenten, der numerische Wert, die Menge oder der Bereich der Ausführungsform zum Beispiel erwähnt wird, außer wenn es deutlich angegeben ist, dass sie besonders essentiell sind, oder es offensichtlich ist, dass sie auf eine spezifische Zahl zum Beispiel grundsätzlich beschränkt sind, der numerische Wert nicht auf diese angegebene Zahl beschränkt.
- (6) Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen ist, wenn die Form oder eine positionsbezogene Beziehung der Komponente oder ähnliches erwähnt wird, außer wenn es besonders deutlich angegeben ist oder sie grundsätzlich auf eine bestimmte Form oder positionsbezogene Beziehung zum Beispiel beschränkt ist, die Komponente nicht auf diese Form oder positionsbezogene Beziehung beschränkt.
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Während die vorliegende Erfindung mit einer Bezugnahme auf Ausführungsform von ihr beschrieben worden ist, sollte es verstanden werden, dass die Erfindung nicht auf die Ausführungsformen und Konstruktionen beschränkt ist. Die vorliegende Erfindung ist dazu gedacht, verschiedene Modifikationen und äquivalente Anordnungen abzudecken. Außerdem liegen, während die verschiedenen Kombinationen und Konfigurationen beschrieben wurden, andere Kombinationen und Konfigurationen einschließlich von mehr, weniger oder lediglich einem einzigen Element ebenso innerhalb der Idee und dem Umfang der vorliegenden Erfindung.