具有渦輪增壓器的發(fā)動機系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】具有渦輪增壓器的發(fā)動機系統(tǒng)
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求2013年12月11日提交的韓國專利申請N0.10-2013-0154198的優(yōu)先權及權益，該申請的全部內(nèi)容結合于此用于通過該引用的所有目的。
技術領域
[0003]本發(fā)明涉及具有渦輪增壓器的發(fā)動機系統(tǒng)，所述發(fā)動機系統(tǒng)使用渦輪增壓器改進在低速區(qū)間中的輸出，并且改進燃燒效率和廢氣的質(zhì)量。
【背景技術】
[0004]通常地，已知柴油發(fā)動機相比于汽油發(fā)動機消耗更少的燃料并且具有出色的效率。通常地，柴油發(fā)動機具有約40%的效率，這源自柴油發(fā)動機的高壓縮比。
[0005]近來的發(fā)動機額外具有渦輪增壓器、中間冷卻器等，從而獲得更高的輸出。
[0006]如上所述的應用渦輪增壓器的發(fā)動機使用渦輪增壓器的壓縮機吸入并且壓縮廢氣或外部空氣，并且將通過渦輪增壓器產(chǎn)生的增壓空氣(高溫壓縮空氣)供應至發(fā)動機側。
[0007]然而，迅速壓縮的空氣吸收來自渦輪增壓器的熱和在壓縮過程中產(chǎn)生的熱，使得空氣的密度降低，因此發(fā)動機的燃燒室中的充氣效率劣化。
[0008]因此，可以通過使用中間冷卻器冷卻增壓空氣來獲得高密度，因此更大量的空氣可以被吸入發(fā)動機的燃燒室，從而獲得高輸出。
[0009]同時，中間冷卻器安裝在進氣管線的中間，并且從中間冷卻器至進氣歧管形成的進氣管線增加使得響應能力可能劣化，并且中間冷卻器的效率可能劣化。此外，由于中間冷卻器與廢氣再循環(huán)(EGR)冷卻器一起安裝，冷卻負載增加使得總冷卻效率和性能可能劣化。
[0010]圖9為具有中間冷卻器的發(fā)動機的示意圖。參考圖9，入口導管900連接至中間冷卻器135的一側，并且出口導管905連接至中間冷卻器135的另一側。
[0011 ] 進入氣體經(jīng)過入口導管900、中間冷卻器135和出口導管905從而被供應至發(fā)動機的燃燒室，進入氣體通過穿過中間冷卻器135的外部空氣冷卻。同時，進入氣體被外部空氣冷卻，冷卻性能可能劣化。
[0012]公開于本發(fā)明的背景部分的信息僅僅旨在加深對本發(fā)明的一般【背景技術】的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已為本領域技術人員所公知的現(xiàn)有技術。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本發(fā)明的各個方面致力于提供具有渦輪增壓器的發(fā)動機系統(tǒng)，所述發(fā)動機系統(tǒng)穩(wěn)定地冷卻通過渦輪增壓器壓縮的高溫壓縮空氣，減小水冷卻中間冷卻器的容量，改進渦輪增壓器的響應能力，并且穩(wěn)定地冷卻EGR氣體，從而同時改進冷卻效率和性能。
[0014]在本發(fā)明的一個方面中，一種具有渦輪增壓器的發(fā)動機系統(tǒng)可以包括:汽缸蓋，在所述汽缸蓋處設置進氣歧管和排氣歧管；渦輪增壓器，所述渦輪增壓器連接至所述排氣歧管并且使用從所述排氣歧管排放的廢氣壓縮進入空氣；進氣管線，所述進氣管線在所述渦輪增壓器和所述進氣歧管之間形成從而通過所述汽缸蓋輸送通過所述渦輪增壓器壓縮的壓縮空氣；中間冷卻器，所述中間冷卻器被設置成與所述進氣歧管相鄰從而冷卻通過所述進氣管線供應的所述壓縮空氣；廢氣再循環(huán)(EGR)管線，所述廢氣再循環(huán)(EGR)管線連接所述排氣歧管和所述進氣歧管并且通過所述汽缸蓋將從所述排氣歧管排放的所述廢氣再循環(huán)至所述進氣歧管JPEGR冷卻器，所述EGR冷卻器被設置成與所述進氣歧管相鄰從而接收來自所述EGR管線的EGR氣體并且冷卻所述EGR氣體，其中從低溫散熱器供應的低溫冷卻劑穿過所述汽缸蓋并且冷卻穿過所述汽缸蓋的所述壓縮空氣和所述EGR氣體。
[0015]從所述低溫散熱器供應的所述低溫冷卻劑獨立于用于冷卻所述汽缸蓋的發(fā)動機冷卻劑循環(huán)通過冷卻劑管線。
[0016]從所述低溫散熱器供應的所述低溫冷卻劑穿過其中的所述冷卻劑管線穿過所述汽缸蓋從而冷卻在所述進氣管線中的穿過所述汽缸蓋的所述壓縮空氣和所述EGR氣體，然后依次穿過所述中間冷卻器和所述EGR冷卻器，并且循環(huán)通過所述低溫散熱器和冷卻劑栗。
[0017]從所述低溫散熱器供應的所述低溫冷卻劑穿過其中的所述冷卻劑管線穿過所述汽缸蓋從而冷卻在所述進氣管線中的穿過所述汽缸蓋的所述壓縮空氣和所述EGR氣體，然后依次穿過所述EGR冷卻器和所述中間冷卻器，并且循環(huán)通過所述低溫散熱器和冷卻劑栗。
[0018]從所述低溫散熱器供應的所述低溫冷卻劑穿過其中的所述冷卻劑管線穿過所述中間冷卻器和所述EGR冷卻器，然后穿過所述汽缸蓋從而冷卻穿過所述汽缸蓋的所述壓縮空氣和所述EGR氣體，并且循環(huán)通過冷卻劑泵和低溫散熱器。
[0019]所述中間冷卻器和所述EGR冷卻器聯(lián)接至所述進氣歧管。
[0020]所述中間冷卻器和所述EGR冷卻器彼此聯(lián)接。
[0021 ] 通過所述EGR冷卻器冷卻的所述EGR氣體與所述進氣歧管中的通過所述中間冷卻器冷卻的所述進入空氣混合。
[0022]所述EGR冷卻器和所述中間冷卻器在所述進入空氣穿過所述中間冷卻器的流動方向上依次串聯(lián)設置。
[0023]所述EGR冷卻器和所述中間冷卻器與所述進入空氣穿過所述中間冷卻器的流動方向并排且平行地設置。
[0024]穿過所述汽缸蓋的壓縮空氣通道以圓柱體形狀形成從而對應于所述進氣管線，其中穿過所述汽缸蓋的EGR氣體通道以圓柱體形狀形成從而對應于所述EGR管線，并且其中從所述低溫散熱器供應的所述低溫冷卻劑穿過其中的低溫冷卻劑通道在所述壓縮空氣通道和所述EGR氣體通道的外圍處形成。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方案，由于進氣管線穿透汽缸蓋而不是偏離汽缸蓋而形成，進氣管線的長度縮短，并且壓縮空氣首先被穿過汽缸蓋的低溫冷卻劑冷卻，因此減小了中間冷卻器的負載和容量。
[0026]此外，由于EGR管線穿透汽缸蓋而不是偏離汽缸蓋而形成，EGR管線的長度縮短，并且EGR氣體首先被穿過汽缸蓋的低溫冷卻劑冷卻，因此減小了 EGR冷卻器的負載和容量。
[0027]此外，EGR冷卻器、中間冷卻器和進氣歧管聯(lián)接，使得循環(huán)通過EGR冷卻器、中間冷卻器和進氣歧管的冷卻劑管線長度縮短，改進了總冷卻效率，減少了元件數(shù)目并且改進了生產(chǎn)率。
[0028]通過納入本文的附圖以及隨后與附圖一起用于說明本發(fā)明的某些原理的具體描述，本發(fā)明的方法和裝置所具有的其它特征和優(yōu)點將更為具體地變得清楚或得以闡明。
【附圖說明】
[0029]圖1為根據(jù)本發(fā)明的各個示例性實施方案的具有渦輪增壓器的發(fā)動機系統(tǒng)的構造不意圖。
[0030]圖2為根據(jù)本發(fā)明的各個示例性實施方案的具有渦輪增壓器的發(fā)動機系統(tǒng)的局部橫截面圖。
[0031]圖3為根據(jù)本發(fā)明的各個示例性實施方案的具有渦輪增壓器的發(fā)動機系統(tǒng)的構造不意圖。
[0032]圖4為根據(jù)本發(fā)明的各個示例性實施方案的具有渦輪增壓器的發(fā)動機系統(tǒng)的局部立體圖。
[0033]圖5為根據(jù)本發(fā)明的各個示例性實施方案的具有渦輪增壓器的發(fā)動機系統(tǒng)的局部俯視圖。
[0034]圖6為根據(jù)本發(fā)明的各個示例性實施方案的具有渦輪增壓器的發(fā)動機系統(tǒng)的構造不意圖。
[0035]圖7為根據(jù)本發(fā)明的各個示例性實施方案的具有渦輪增壓器的發(fā)動機系統(tǒng)的構造不意圖。
[0036]圖8為根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方案的具有渦輪增壓器的發(fā)動機系統(tǒng)的局部立體圖。
[0037]圖9為具有中間冷卻器的發(fā)動機的示意圖。
[0038]應當了解，所附附圖并非按比例地繪制，顯示了說明本發(fā)明的基本原理的各種特征的略微簡化的畫法。本文所公開的本發(fā)明的具體設計特征(包括例如具體尺寸、方向、位置和形狀)將部分地由具體所要應用和使用的環(huán)境來確定。
[0039]在這些圖中，貫穿附圖的多幅圖，附圖標記涉及本發(fā)明的相同或等同的部分。
【具體實施方式】
[0040]下面將詳細參考本發(fā)明的各個實施方案，這些實施方案的實例被顯示在附圖中并描述如下。盡管本發(fā)明將與示例性實施方案相結合進行描述，應當理解本說明書并非旨在將本發(fā)明限制為那些示例性實施方案。相反，本發(fā)明旨在不但覆蓋這些示例性實施方案，而且覆蓋可以被包括在由所附權利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)的各種選擇形式、修改形式、等價形式及其它實施方案。
[0041]下面將參考附圖對本發(fā)明的示例性實施方案進行詳細描述。
[0042]圖1為根據(jù)本發(fā)明的第一示例性實施方案的具有渦輪增壓器的發(fā)動機系統(tǒng)的構造不意圖。
[0043]參考圖1，具有渦輪增壓器的發(fā)動機系統(tǒng)包括具有渦輪102和壓縮機104的渦輪增壓器100、排氣管線110、排氣歧管115、汽缸蓋120、進氣歧管125、EGR冷卻器130、中間冷卻器135、低溫散熱器140、冷卻劑管線160、冷卻劑泵145、進氣管線150和EGR管線155。
[0044]通過壓縮機104壓縮的壓縮空氣通過進氣管線150供應至中間冷卻器135、進氣歧管125、汽缸蓋120的燃燒室，并且在燃燒室中燃燒的燃燒氣體通過排氣歧管115、渦輪102和排氣管線110排出至外部。
[0045]EGR管線155形成為將EGR氣體從排氣歧管115再循環(huán)至EGR冷卻器130。中間冷卻器135和EGR冷卻器130在進入空氣流動的方向上串聯(lián)設置。
[0046]也即，進入空氣依次穿過中間冷卻器135和EGR冷卻器130，并且進入空氣和EGR空氣在中間冷卻器135的后端部處混合。
[0047]穿過進氣管線150的壓縮空氣通過汽缸蓋120供應至中間冷卻器135，并且穿過EGR管線的EGR氣體也通過汽缸蓋120供應至EGR冷卻器130。
[0048]冷卻劑管線160冷卻壓縮空氣和EGR氣體，所述壓縮空氣和EGR氣體穿過汽缸蓋120同時經(jīng)過汽缸蓋120的一側，并且在經(jīng)過中