KR100815590B1 - 터보 과급(過給)되는 내연기관 - Google Patents
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Abstract
Description
배기 가스 순환(Exhaust Gas Recirculation-EGR)을 특징으로 하는 DE 25 44 471 A1에서도, 파이프 스위치가 배기편과 고압터빈 사이에 배치되기 때문에 동일한 문제점이 있다. US 5,142,866에는 다른 형태의 EGR이 개시되어 있으며, 여기서는 바이패스가 고압 터빈의 하류 방향에 배치된다.
적어도 어느 정도의 연속적인 가스 흐름이 고압 터빈을 통하여 흐르고 이러한 흐름은 순환하기 때문에, 가속할 때 최소 터보과급 압력이 존재하고 특히 HP 로터의 회전 속도가 바람직한 초기 수준에 있도록 할 수 있다. 또한, 본 발명의 구성에 따르면, 각 배기 가스 흐름은 중심 처리 유닛과 파이프 스위치에 의하여 고압 터빈, 저압 터빈 또는 새로운 공기편으로 각 경우에 필요한 정도로 공급될 수 있으며, 따라서 최저 연료 소비와 최저 배기량을 고려하여 엔진의 작동 모드가 최적화될 수 있다.
Claims (10)
- 적어도 하나의 고압 단계(20);상기 고압 단계(20)의 하류에 배치되는 적어도 하나의 저압 단계(30);상기 고압 단계(20)에 구비되는 고압 터빈(21)의 입구편과 엔진(10)의 배기편(12)을 연결하는 파이프(60,61), 및 상기 고압 터빈(21)의 출구편과 상기 저압 단계(30)에 구비되는 저압 터빈(31)을 연결하는 파이프(62,63,64);적어도 하나의 파이프 스위치(70,71)를 가지고 엔진(10)의 배기편(12)을 상기 저압 터빈(31)의 입구편에 연결하는 바이패스 채널(24,24a,24b);엔진(10)의 작동 변수를 감지하는 센서;를 포함하는 터보과급되는 내연기관에 있어서,상기 고압 터빈(21)은 최저 배기량이 지속적으로 흐르고;중앙 처리 장치(CPU)가 구비되어 상기 센서의 신호를 수신하며;상기 중앙 처리 장치는, 엔진의 배기 흐름을 고압 터빈(21)과 저압 터빈(31) 및 선택적으로 엔진(10)의 새로운 공기편으로 가변적으로 분배하여, 연료 소모 및 오염물 방출을 최소화하기 위하여 엔진(10)의 균일 작동 모드 및 비균일 작동 모드를 모두 최적화하도록, 상기 적어도 하나의 파이프 스위치(70,71)를 작동시키며,상기 적어도 하나의 파이프 스위치는, 엔진(10)의 부하가 낮을 때는 배기 가스의 팽창 작동이 저압 터빈(31)으로 이동하고 엔진(10)의 부하가 높을 때는 배기 가스의 팽창 작동이 고압 터빈(21)으로 이동하도록 조절되는 것을 특징으로 하는 터보과급되는 내연기관.
- 제 1 항에 있어서, 상기 고압 터빈(21)은 두 개의 플로(flow)를 갖도록 형성되고, 각각의 플로(23a,23b)는 서로 분리된 파이프들(60,61)에 의하여 엔진(10)의 배기편(12)과 연결되며, 상기 파이프들(60,61)에서 각각 분기되는 하나의 바이패스 채널(24a,24b)이 구비되는 것을 특징으로 하는 터보과급되는 내연기관.
- 제 2 항에 있어서, 상기 각각의 바이패스 채널(24a,24b)에는 파이프 스위치(70,71)가 배치되며, 상기 파이프 스위치는 저압 터빈(31)과 고압 터빈(21), 내연기관(10)의 새로운 공기편(11)으로 배기 흐름을 분배할 수 있도록 형성되는 것을 특징으로 하는 터보과급되는 내연기관.
- 제 1 항에 있어서, 상기 바이패스 채널(24,24a,24b)과 고압 터빈(21)의 출구편 파이프(63,64)는 공통 파이프(62)로 이어지고, 상기 공통 파이프(62)는 저압 터빈(31)으로 연결되는 것을 특징으로 하는 터보과급되는 내연기관.
- 제 1 항에 있어서, 상기 고압 터빈(21) 및 저압 터빈(31)은 각각 두 개의 플로를 갖도록 형성되고, 고압편 플로 각각에는 파이프 스위치(70,71)를 갖춘 바이패스 채널(24a,24b)과 하나의 출구편 파이프(63,64)가 제공되며, 각각의 바이패스 채널(24a,24b)과 출구편 파이프(63,64)는 분리된 파이프(62)를 통하여 저압 터빈(31)의 각 플로(33a,33b)에 연결되는 것을 특징으로 하는 터보과급되는 내연기관.
- 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 파이프 스위치(70,71)는 고압 터빈(21)의 입구편 파이프(60,61)와 바이패스 채널(24,24a,24b) 사이의 연결 지점의 하류에 배치되는 것을 특징으로 하는 터보과급되는 내연기관.
- 적어도 하나의 고압 단계(20);상기 고압 단계(20) 다음에 배치되는 적어도 하나의 저압 단계(30);상기 고압 단계(20)에 구비되는 고압 터빈(21)의 입구편과 엔진(10)의 배기편(12)을 연결하는 파이프(60,61), 및 상기 고압 터빈(21)의 출구편과 상기 저압 단계(30)에 구비되는 저압 터빈(31)을 연결하는 파이프(62,63,64);엔진(10)의 작동 변수를 감지하는 센서;를 포함하는 터보과급되는 내연기관에 있어서,상기 고압 터빈(21)은 최저 배기량이 지속적으로 흐르고;중앙 처리 장치(CPU)가 구비되어 상기 센서의 신호를 수신하며;상기 두 터빈 중 적어도 하나는 조절 가능한 베인을 구비한 분배기를 구비하여 가변 터빈 지오메트리(VTG) 구조로 형성되며,상기 CPU는 연료 소모와 오염물 방출을 최소화하기 위하여 엔진(10)의 작동 모드를 최적화하도록 터빈 지오메트리를 변경하며,상기 터빈 지오메트리는, 엔진(10)의 부하가 낮을 때에는 배기 가스의 팽창 작동이 저압 터빈(31)으로 이동하고 엔진(10)의 부하가 높을 때에는 배기 가스의 팽창 작동이 고압 터빈(21)으로 이동하도록 변경되는 것을 특징으로 하는 터보과급되는 내연기관.
- 제 7 항에 있어서, 상기 고압 터빈(21)을 우회하는 바이패스 채널을 더 포함하고, 상기 바이패스 채널에는 파이프 스위치가 구비되는 것을 특징으로 하는 터보과급되는 내연기관.
- 제 1 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 저압 터빈(31)을 우회하는 바이패스 채널을 더 포함하고, 상기 바이패스 채널에는 파이프 스위치가 구비되는 것을 특징으로 하는 터보과급되는 내연기관.
- 제 1 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 고압 터빈(21)에 의하여 작동되는 고압 압축기를 우회하는 바이패스 채널(86)을 더 포함하고, 상기 파이패스 채널(86)에는 파이프 스위치(87)가 구비되는 것을 특징으로 하는 터보과급되는 내연기관.
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