KR101084098B1 - Exhaust gases recirculation device for an internal combustion engine - Google Patents

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엠제이 꾸띠에
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Abstract

본 발명은 흡기 매니폴드의 상류측에 제공된 흡기 매니폴드 라이저(3)에 연결된 배기가스(6)를 재순환시키기 위한 파이프(4)를 포함하는 장치에 관한 것이다. 재순환 파이프(4)는 흡기 매니폴드 라이저(3)의 중심 종축선에 대해 수직하게 그리고 반경 방향으로 옵셋된 축선을 따라 연장하며, 혼합 노즐(7)을 통해 흡기류의 제1 부분과 혼합하도록 나선 경로를 따라 배기가스를 이동시키기 위해, 그리고 혼합 노즐(7)의 외벽과 흡기 매니폴드 라이저(3)의 내벽 사이에 환상 통로를 형성하여 이 환상 통로를 통한 흡기류의 제2 부분이 단열 장벽을 구성하도록 하기 위해, 흡기 매니폴드 라이저(3)에 제공되고 흡기 매니폴드 라이저(3)의 횡단면과 동심을 이루는 횡단면을 가지는 관상의 혼합 노즐(7)을 구비한다.The present invention relates to an apparatus comprising a pipe (4) for recycling exhaust gas (6) connected to an intake manifold riser (3) provided upstream of an intake manifold. The recirculation pipe 4 extends along an axis perpendicular to the central longitudinal axis of the intake manifold riser 3 and radially offset and spirals to mix with the first portion of the intake air through the mixing nozzle 7. An annular passage is formed between the outer wall of the mixing nozzle 7 and the inner wall of the intake manifold riser 3 so as to move the exhaust gas along the path so that the second portion of the intake air flows through the annular passage forms a thermal barrier. For the purpose of construction, it is provided with a tubular mixing nozzle 7 provided in the intake manifold riser 3 and having a cross section concentric with the cross section of the intake manifold riser 3.

Description

내연기관용 배기 가스 재순환 장치{Exhaust gases recirculation device for an internal combustion engine}Exhaust gases recirculation device for an internal combustion engine}

본 발명은 흡기 매니폴드의 상류에 위치된 흡기 매니폴드 라이저(riser)에 연결된 배기가스 재순환 파이프를 구비하는 형식의 자동차 엔진과 같은 내연기관용 배기가스 재순환 장치(즉 "EGR" 장치)에 관한 것으로, 상기 매니폴드 라이저와 상기 매니폴드는 플라스틱으로 제작된다.The present invention relates to an exhaust gas recirculation apparatus for internal combustion engines (ie, "EGR" devices), such as automobile engines of the type having an exhaust gas recirculation pipe connected to an intake manifold riser located upstream of the intake manifold. The manifold riser and the manifold are made of plastic.

이와 같은 장치는 엔진의 작동에 있어서 엔진의 흡기 실린더 및 여러 단계 내에 배기가스(이것은 흡기의 빈도를 결정하는 엔진 속도와 흡기량을 결정하는 엔진 부하에 의존한다)를 재순환 시킴으로써 오염물질의 방출을 감소시키는데 그 목적이 있다.Such devices reduce emissions of pollutants by recirculating the exhaust gas (which depends on the engine speed, which determines the frequency of intake, and the engine load, which determines the intake rate) in the engine's intake cylinder and in several stages in the operation of the engine. The purpose is.

배기가스는, 가솔린 엔진의 경우에 스로틀 본체의 하류 측에 도입되고, 디젤 엔진의 경우에 계량 유닛(metering unit)의 하류 측에 도입되는 것으로서, 각각의 실린더가 이것에 인접한 실린더와 동일한 양의 공기 및 배기가스를 받아들여야 하기 때문에, 각 실린더에 균일하게 분배되어야 한다. Exhaust gases are introduced downstream of the throttle body in the case of gasoline engines and downstream of the metering unit in the case of diesel engines, with each cylinder having the same amount of air as the cylinder adjacent thereto. And because it has to accept exhaust gases, it must be distributed evenly to each cylinder.

배기가스류 및 공기류는 매니폴드의 기하학적인 형상, 밸브 개방 횟수(압력파 고려), 및 두 개의 기체(공기 및 배기가스)가 매니폴드 내에 유입할 때의 온도차 및 유속차로 인해 매니폴드 내에서 상이한 경로를 따라 흐른다.Exhaust and air flows vary within the manifold due to the geometry of the manifold, the number of valve openings (considering pressure waves), and the temperature difference and flow rate difference when two gases (air and exhaust) enter the manifold. Flow along different paths.

각각의 실린더 내에 동일량의 배기가스 및 공기를 흡기시키는 것이 배기가스의 도입이 필요한 모든 단계에서 성취되는 일은 거의 없다.Inhaling the same amount of exhaust gas and air in each cylinder is rarely achieved at every stage where introduction of the exhaust gas is required.

배기가스와 공기의 양호한 분배를 성취하기 위한 간단한 아이디어 하나는 이들 기체가 매니폴드 내에 유입되기 전의 이들 기체를 균질의 혼합물이 되게 하는 것이다. 그러면, 단일 가스류가 된 배기가스와 공기는 동일한 경로를 따라 흐를 것이다.One simple idea for achieving a good distribution of exhaust gas and air is to make these gases a homogeneous mixture before these gases enter the manifold. Then, the exhaust gas and the air which become a single gas flow will flow along the same path.

이 아이디어는 이론상 단순하기는 하지만, 다음과 같은 이유들 때문에 그 실행이 쉽지 않다:Although the idea is simple in theory, it is not easy to implement for the following reasons:

- 기체 혼합물이 난류 확산에 의해 균질화될 수 있는 충분히 긴 경로를 배기가스류가 유동하도록 매니폴드의 흡기구로부터 멀리 떨어져 있는 상류측에 배기가 주입되어야 하고;Exhaust must be injected upstream away from the inlet of the manifold so that the exhaust gas flows through a sufficiently long path through which the gas mixture can be homogenized by turbulent diffusion;

- 혼합 작용을 돕기 위한 장애물을 사용하는 것은 배기가스와 공기의 압력강하를 유발할 수 있으므로 권장될 수 없다(장애물은 두 기체류의 유속을 균등화하여 혼합 작용을 불량하게 할 수 있다).-The use of obstacles to assist the mixing action can lead to a pressure drop of the exhaust and air and therefore cannot be recommended (obstacles can equalize the flow rates of the two gases and impair the mixing action).

- 매니폴드 라이저와 매니폴드 자체가 플라스틱으로 제조되므로, 첫째 그 벽의 용융을 방지하고, 둘째 배기가스류가 그 벽에 흡착 및 고착(이것은 흡기류와의 교환(및 혼합) 면적을 감소시킬 수 있다)되는 것을 방지하기 위해, 고온(약 80 내지 400℃)의 배기가스가 그 벽에 접촉하는 것을 방지해 주어야 한다;Since the manifold riser and manifold itself are made of plastic, firstly they prevent the wall from melting, and secondly, the exhaust gases can adsorb and stick to the walls (which reduces the area of exchange (and mixing) with the intake air). To prevent the high temperature (about 80 to 400 ° C.) exhaust gas from contacting the wall;

본 발명은 배기가스와 흡기가 작은 체적(특히, 길이방향의 체적)에서 효과적으로 혼합되게 하는 한편, 동시에 배기가스가 매니폴드의 벽과 매니폴드 라이저의 벽에 "고착"되는 것을 방지하고, 동시에 압력 강하를 최소화하는 배기가스 재순환 장치를 제공하는 것에 의해 상기 단점들을 회피하기 위해 제안되었다.The present invention allows the exhaust and intake to be effectively mixed in small volumes (especially in the longitudinal volume), while at the same time preventing the exhaust from "sticking" to the wall of the manifold and the wall of the manifold riser, while simultaneously It has been proposed to avoid these drawbacks by providing an exhaust gas recirculation device that minimizes the drop.

이 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 주제는 흡기 매니폴드의 (흡기류에 대해) 상류에 위치된 흡기 매니폴드 라이저에 연결된 배기가스 재순환 파이프를 기본적으로 구비하는 형식의 내연기관용 배기가스 재순환 장치로서, 재순환 파이프는 흡기 매니폴드 라이저의 중심 종축선에 대해 실질적으로 수직한, 그리고 상기 축선으로부터 반경 방향으로 옵셋된 축선을 따라 배치됨과 동시에, 흡기 매니폴드 라이저의 내측에 위치된 관상의 혼합 노즐을 구비하고, 그 횡단면은 흡기 매니폴드 라이저의 횡단면과 동심을 이루고 있고, 이것에 의해:To achieve this object, the subject of the present invention is an exhaust gas recirculation apparatus for an internal combustion engine of the type basically provided with an exhaust gas recirculation pipe connected to an intake manifold riser located upstream of the intake manifold (relative to the intake stream). And the recirculation pipe is disposed along an axis substantially perpendicular to the central longitudinal axis of the intake manifold riser and radially offset from the axis, and at the same time having a tubular mixing nozzle located inside the intake manifold riser. The cross section is concentric with the cross section of the intake manifold riser, whereby:

- 흡기 매니폴드 라이저의 중심 종축선을 중심으로 하는 나선상 경로를 따라 배기가스의 유동이 유발되고, 이것에 의해 배기가스와 상기 관상 혼합 노즐을 통과하는 흡기류의 제1의 부분이 혼합되고, 그리고The flow of exhaust gas is caused along a spiral path about the central longitudinal axis of the intake manifold riser, whereby the exhaust gas and the first portion of the intake stream passing through the tubular mixing nozzle are mixed, and

- 관상 혼합 노즐의 외벽 및 흡기 매니폴드 라이저의 내벽의 사이에 환상 통로를 형성하고, 이것에 의해 흡기류의 제2의 부분이 상기 환상 통로를 통과하여 흡기 매니폴드 라이저와 혼합 노즐의 사이에 단열 장벽(thermal barrier)를 형성한다.An annular passage is formed between the outer wall of the tubular mixing nozzle and the inner wall of the intake manifold riser, whereby a second portion of the intake air passes through the annular passage to insulate between the intake manifold riser and the mixing nozzle Form a thermal barrier.

따라서, 본 발명의 기본 개념은 흡기 매니폴드 라이저의 내측에 위치된 관상의 혼합 노즐을 구비한 배기가스 재순환 파이프를 제공하는 것이다.Accordingly, the basic idea of the present invention is to provide an exhaust gas recirculation pipe having a tubular mixing nozzle located inside the intake manifold riser.

배기가스는 혼합 노즐의 원형상의 접선에 평행하게 혼합 노즐에 도달한 후, 혼합 노즐의 내벽을 따라 와류 형상으로 이동된다. 이 구조에 의해 배기가스가 어떤 방해물과도 만나지 않는 상태로 배기가스 유동경로의 길이가 증대된다. 가스류는 혼합 노즐로부터 배출될 때 그 관성을 유지하여, 공기류 내에서 계속 와류 상태를 유지한다. After the exhaust gas reaches the mixing nozzle in parallel with the circular tangent of the mixing nozzle, it is moved in a vortex shape along the inner wall of the mixing nozzle. This structure increases the length of the exhaust gas flow path without causing the exhaust gas to meet any obstacles. The gas stream maintains its inertia as it exits the mixing nozzle, keeping it in vortex in the air stream.

혼합 노즐은 유동 방향에 위치되므로 공기류의 압력 강하를 거의 일으키지 않는다.Since the mixing nozzle is located in the flow direction, it hardly causes a pressure drop of the air flow.

매니폴드 라이저와 매니폴드 자체는 흡기 매니폴드 라이저의 벽과 혼합 노즐의 벽 사이의 공기류에 의해 형성된 단열 장벽 때문에 플라스틱으로 간단히 제작될 수 있다. The manifold riser and the manifold itself can simply be made of plastic because of the thermal barrier formed by the airflow between the wall of the intake manifold riser and the wall of the mixing nozzle.

재순환 파이프의 내경은 예를 들면 흡기 매니폴드 라이저의 내경의 대략 1/3에 상당한다. The inner diameter of the recycle pipe corresponds to, for example, approximately one third of the inner diameter of the intake manifold riser.

혼합 노즐의 내경은 예를 들면 재순환 파이프의 내경의 대략 5/2에 상당한다. 혼합 노즐의 길이는 예를 들면 흡기 매니폴드 라이저의 내경 보다 짧거나 또는 실질적으로 동일하다. The inner diameter of the mixing nozzle corresponds to approximately 5/2 of the inner diameter of the recycle pipe, for example. The length of the mixing nozzle is for example shorter or substantially the same as the inner diameter of the intake manifold riser.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 혼합 노즐의 하류측 단부는 혼합 노즐로부터 배출되는 배기가스와 흡기의 혼합물의 이동속도를 가속화시키도록 특히 약 30°각도로 내측을 향해 경사진 환상의 테이퍼를 가진다.According to one embodiment of the invention, the downstream end of the mixing nozzle has an annular taper that is inwardly inclined at an angle of about 30 °, in particular to accelerate the movement speed of the mixture of exhaust gas and intake exhausted from the mixing nozzle. .

혼합 노즐의 하류측 단부에서의 환상 테이퍼의 내경은 예를 들면 재순환 파이프의 내경의 약 2배에 상당한다.The inner diameter of the annular taper at the downstream end of the mixing nozzle corresponds, for example, to about twice the inner diameter of the recycle pipe.

본 발명의 일 실시예에 따라, 혼합 노즐 내에 연통하는 재순환 파이프의 단부 부분은 혼합 노즐 내에 그 혼합 노즐의 반경방향으로 돌출하는 혼합 노즐의 유동방향을 기준으로 하류측 벽(4b)을 가진다. 재순환 파이프의 이 단부 부분은 하류로부터 상류를 향해 하향경사를 이루는 가장자리부(edge; 4a)를 구비한다.According to one embodiment of the invention, the end portion of the recirculation pipe communicating in the mixing nozzle has a downstream wall 4b in the mixing nozzle relative to the flow direction of the mixing nozzle projecting radially of the mixing nozzle. This end portion of the recycle pipe has an edge 4a which slopes downward from downstream to upstream.

일 실시 예에서, 혼합 노즐은, 혼합 노즐을 흡기 매니폴드 라이저의 내벽 상에 센터링된 상태로 유지시키기 위해, 그 외면 상에 분배된 적어도 3개의 센터링 핀(구체적으로는 탄성핀)을 구비한다. 이들 센터링 핀은 흡기 매니폴드 라이저의 내벽에 부착하기 위한 톱니부(serration)를 가진다.In one embodiment, the mixing nozzle has at least three centering pins (specifically elastic pins) distributed on its outer surface to keep the mixing nozzle centered on the inner wall of the intake manifold riser. These centering pins have serrations for attaching to the inner wall of the intake manifold riser.

유리하게는, 센터링 핀들은 흡기 매니폴드 라이저의 중심 종축선에 대해 동일한 각도로 경사를 이루고 있고, 이것에 의해 혼합 노즐의 벽과 흡기 매니폴드 라이저의 벽 사이의 상기 환상 통로를 통과하는 흡기류의 제2의 부분이 흡기 매니폴드 라이저의 중심 종축선을 중심으로 하는 나선상 경로를 따라 이동하게 된다. 이 구성에 의해 공기는 약한 "와류"를 형성하므로 공기와 배기가스의 혼합이 개선된다.Advantageously, the centering pins are inclined at the same angle with respect to the central longitudinal axis of the intake manifold riser, whereby the intake air flows through the annular passage between the wall of the mixing nozzle and the wall of the intake manifold riser. The second portion travels along a spiral path about the central longitudinal axis of the intake manifold riser. This configuration improves the mixing of air and exhaust gas since air forms a weak "vortex".

재순환 파이프의 외벽은 특히 판상 금속으로 제작된 환상의 고정 스커트를 통해 흡기 매니폴드 라이저의 외벽에 기밀 상태로 접속시키는 것이 유리하다. The outer wall of the recycle pipe is advantageously connected to the outer wall of the intake manifold riser in an airtight state, in particular through an annular fixing skirt made of plate metal.

본 발명의 작용은 첨부 도면을 참조로 한 이하의 상세한 설명을 통해 이해될 것이다.The operation of the present invention will be understood through the following detailed description with reference to the accompanying drawings.

도 1은 종래 기술에 따른 배기가스 재순환 장치의 개략도이다.1 is a schematic view of an exhaust gas recirculation apparatus according to the prior art.

도 2는 본 발명에 따른 장치의 재순환 파이프와 공기 흡기 매니폴드 라이저(riser) 사이의 연결 영역의 개략 횡단면도이다.2 is a schematic cross-sectional view of the connection area between the recirculation pipe and the air intake manifold riser of the device according to the invention.

도 3은 도 2에 도시된 연결 영역의 개략 종단면도이다.3 is a schematic longitudinal cross-sectional view of the connection region shown in FIG. 2.

도 4는 상기 장치의 재순환 파이프용 혼합 노즐의 예시적인 실시예의 사시도이다.4 is a perspective view of an exemplary embodiment of a mixing nozzle for recirculation pipe of the apparatus.

도 5는 도 4의 혼합 노즐을 포함하는 재순환 장치의 상류로부터 하류를 향한 방향으로의 사시도이다.FIG. 5 is a perspective view in a direction from the upstream to the downstream of the recirculation apparatus including the mixing nozzle of FIG. 4.

도 1에 개략적으로 도시되어 있는 배기가스 재순환 장치에서, 자동차 내연기관의 배기가스(6)는 배기 매니폴드(도시생략)로부터 파이프(4)를 통해 흡기 스로틀 밸브(2)의 (흡기류에 대해) 하류 및 흡기 매니폴드(1)의 상류에 위치하는 엔진의 흡기 매니폴드 라이저(3)에 재순환된다.In the exhaust gas recirculation apparatus schematically shown in FIG. 1, the exhaust gas 6 of the automobile internal combustion engine is fed from the exhaust manifold (not shown) through the pipe 4 to the intake throttle valve 2 (for the intake flow). ) Is recycled to the intake manifold riser 3 of the engine located downstream and upstream of the intake manifold 1.

이 실시예에서, 흡기 매니폴드 라이저(3)와 흡기 매니폴드(1) 자체는 플라스틱으로 제작되지만, 임의의 다른 재료(예, 알루미늄 또는 마그네슘)로 제작될 수 있다. In this embodiment, the intake manifold riser 3 and the intake manifold 1 itself are made of plastic, but can be made of any other material (eg aluminum or magnesium).

스로틀 밸브(2)를 통해 유입된 공기(5)와 배기가스(6)의 혼합을 개선하기 위해, 특히 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명은 재순환 파이프(4)를 흡기 매니폴드 라이저(3)의 중심 종축선에 실질적으로 수직하고 동시에 그 중심 종축선으로부터 반경방향으로 옵셋된 축선을 따라 배치하고 있다.In order to improve the mixing of the air 5 and the exhaust gas 6 introduced through the throttle valve 2, in particular as shown in FIG. 2, the present invention provides a recirculation pipe 4 with an intake manifold riser 3. Are substantially perpendicular to the central longitudinal axis of the axis and simultaneously along the axis offset radially from the central longitudinal axis.

재순환 파이프(4)는 그 단부에 흡기 매니폴드 라이저(3) 내에 배치된 관상의 혼합 노즐(7)을 구비하고, 이 혼합 노즐(7)의 원형 단면은 흡기 매니폴드 라이저(3)의 원형 횡단면과 동심을 이룬다. The recirculation pipe 4 has at its end a tubular mixing nozzle 7 disposed in the intake manifold riser 3, the circular cross section of which is a circular cross section of the intake manifold riser 3. Concentric with

그러므로, 배기가스(6)는 혼합 노즐(7)의 원형의 외형에 대한 접선에 평행한 방향으로 혼합 노즐(7) 내에 유입되고, 그 결과 배기가스(6)는 흡기 매니폴드 라이저(3)의 중심 종축선을 중심으로 하는 나선상 경로 내에서 혼합 노즐(7)의 내벽을 따라 이동하게 된다. 이 구조에 의해 배기가스(6)의 유동 경로는 배기가스에 대한 어떤 장애물도 존재하지 않는 상태에서 증대된다.Therefore, the exhaust gas 6 flows into the mixing nozzle 7 in a direction parallel to the tangential to the circular shape of the mixing nozzle 7, so that the exhaust gas 6 enters the intake manifold riser 3. It moves along the inner wall of the mixing nozzle 7 in a spiral path about the central longitudinal axis. By this structure, the flow path of the exhaust gas 6 is increased in the absence of any obstacle to the exhaust gas.

배기가스(6)는 혼합 노즐(7)을 통과하는 흡기류(5)의 제1 부분과 혼합되고, 한편 흡기류(5)의 제2 부분은 혼합 노즐(7)의 외벽과 흡기 매니폴드 라이저(3)의 내벽 사이에 형성된 환상 통로를 통과하므로, 이것에 의해 (플라스틱제의) 흡기 매니폴드 라이저(3)와 (고온의) 혼합 노즐(7) 사이에 단열 장벽이 형성된다.The exhaust gas 6 is mixed with the first portion of the intake stream 5 passing through the mixing nozzle 7, while the second portion of the intake stream 5 is combined with the outer wall of the mixing nozzle 7 and the intake manifold riser. Since it passes through the annular passage formed between the inner walls of (3), a thermal insulation barrier is formed between the (plastic) intake manifold riser 3 and the (hot temperature) mixing nozzle 7 by this.

혼합 노즐(7)로부터 배출되는 배기가스류(6)는 그 관성을 유지하여 공기류(5)의 내부에서 계속 와류를 유지한다.The exhaust gas stream 6 discharged from the mixing nozzle 7 maintains its inertia and continuously keeps vortex inside the air stream 5.

도 4에 도시된 바와 같이, 혼합 노즐(7)은 흡기 매니폴드 라이저(3)의 내벽상에 혼합 노즐(7)을 지지하기 위해 그의 외면 상에 분배된 3개의 탄성 센터링 핀(9)을 가지고 있다.As shown in FIG. 4, the mixing nozzle 7 has three elastic centering pins 9 distributed on its outer surface for supporting the mixing nozzle 7 on the inner wall of the intake manifold riser 3. have.

혼합 노즐(7) 내에 연통되는 재순환 파이프(4)의 단부 부분은 혼합 노즐(7)의 내측에서 하류측으로 유동하는 공기류에 대한 장애물을 형성하도록 하류에서 상류 방향으로 하향 경사(도 3에 가장 잘 도시됨)를 이루는(mitered) 가장자리(4a)를 가진다. 이 구성에 의해 저유속의 배기가스(6)에 대한 혼합 작용이 개선되고, 동시에 고유속에서 "나선 엔트레인먼트 효과(helical entrainment effect)"가 유지되거나, 또는 더 강화된다.The end portion of the recirculation pipe 4 communicated in the mixing nozzle 7 slopes downward from the downstream to the upstream to form an obstacle to the airflow flowing from the inside of the mixing nozzle 7 to the downstream side (best in FIG. 3). It has an edge 4a (mitered). This configuration improves the mixing action on the low velocity exhaust gas 6 and at the same time maintains or further enhances the "helical entrainment effect" at high velocity.

재순환 파이프(4)의 외벽은 강판(steel sheet)으로 제작될 수 있는 환상의 고정 스커트(fixing skirt; 8)를 통해 흡기 매니폴드 라이저(3)의 외벽에 기밀구조로 연결된다.The outer wall of the recirculation pipe 4 is hermetically connected to the outer wall of the intake manifold riser 3 via an annular fixing skirt 8, which can be made of steel sheet.

재순환 파이프(4)의 내경은 흡기 매니폴드 라이저(3)의 내경 D 의 약 1/3에 상당하고, 혼합 노즐(7)의 내경 D1 은 재순환 파이프(4)의 내경의 약 5/2에 상당한다(도 3 참조).The inner diameter of the recirculation pipe 4 corresponds to about 1/3 of the inner diameter D of the intake manifold riser 3, and the inner diameter D1 of the mixing nozzle 7 corresponds to about 5/2 of the inner diameter of the recirculation pipe 4. (See FIG. 3).

혼합 노즐(7)의 길이는 흡기 매니폴드 라이저(3)의 내경 D과 실질적으로 동일하다.The length of the mixing nozzle 7 is substantially the same as the inner diameter D of the intake manifold riser 3.

혼합 노즐(7)의 하류측 단부는 약 30°의 각도로 내방향으로 경사진 테이퍼(7a)를 구비하고, 이것에 의해 혼합 노즐(7)로부터 배출되는 흡기(5) 및 배기가스(6)의 혼합물의 이동 속도가 가속된다. 이 속도 증가에 의해 혼합이 일어나는 혼합 노즐(7)의 출구에서의 와류영역의 증대가 가능해진다. 상기 약 30°의 경사각은 이 하류측 단부의 압력 강하를 제한시킬 수 있다. The downstream end of the mixing nozzle 7 has a taper 7a inclined inward at an angle of about 30 °, whereby the intake air 5 and the exhaust gas 6 discharged from the mixing nozzle 7. The speed of movement of the mixture is accelerated. This increase in speed makes it possible to increase the vortex area at the outlet of the mixing nozzle 7 in which mixing occurs. The angle of inclination of about 30 ° may limit the pressure drop at this downstream end.

환상 테이퍼(7a)의 단부의 내경 D2는 재순환 파이프(4)의 내경의 약 2배에 상당한다. The inner diameter D2 of the end of the annular taper 7a corresponds to about twice the inner diameter of the recycle pipe 4.

따라서, 이 환상 테이퍼(7a)는 또한 공기류의 방향으로의 배기가스(6)의 배출을 방해하는 장애물로서 작용하므로, 공기류의 역방향(혼합 노즐(7)의 입구 방향)으로의 상당량의 배기가스(6)의 흐름을 얻을 수 있고, 이것에 의해 저유속 배기가스류의 혼합을 개선할 수 있다.Therefore, this annular taper 7a also acts as an obstacle to obstruct the discharge of the exhaust gas 6 in the direction of the air flow, and therefore a considerable amount of exhaust gas in the reverse direction of the air flow (inlet direction of the mixing nozzle 7). The flow of the gas 6 can be obtained, whereby the mixing of the low flow rate exhaust gas stream can be improved.

도 4 및 도 5에 도시된 예시적인 실시예에서, 센터링 핀(9)은 절곡된 판상 금속으로 제작되고, 강철제 혼합 노즐(7)의 외벽에 용접되어 있다.In the exemplary embodiment shown in FIGS. 4 and 5, the centering pin 9 is made of bent plate metal and welded to the outer wall of the steel mixing nozzle 7.

센터링 핀(9)은 흡기 매니폴드 라이저(3)의 내벽 상에 형성된 대응한 하우징 내에 수용된다. 이들 센터링 핀(9)은 흡기 매니폴드 라이저(3)의 플라스틱 내벽 상에 그 핀을 고정시키기 위한 고정용 톱니부(9a)를 가진다.The centering pin 9 is received in a corresponding housing formed on the inner wall of the intake manifold riser 3. These centering pins 9 have fixing teeth 9a for fixing the pins on the plastic inner wall of the intake manifold riser 3.

혼합 노즐(7)의 벽에는 재순환 파이프(4)의 단부 부분을 삽입하기 위한 구멍(7b)이 형성되어 있다.The wall of the mixing nozzle 7 is formed with a hole 7b for inserting the end portion of the recycle pipe 4.

이상에서 본 발명은 특수한 예시적 실시예와 관련하여 기술되었으나, 본 발명은 이들 실시예에만 한정되지 않고, 첨부된 특허청구범위의 범위 내에 속하는 수단 및 그 조합으로 이루어진 모든 기술적인 등가물을 포함한다는 것은 매우 명백하다.While the invention has been described above in connection with specific exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to these embodiments and includes all technical equivalents comprised of means and combinations thereof within the scope of the appended claims. Very obvious.

Claims (13)

흡기 매니폴드(1)의 (흡기류에 대해) 상류에 위치된 흡기 매니폴드 라이저(3)에 연결된 배기가스 재순환 파이프(4)를 구비하는 형식의 내연기관용 배기가스 재순환 장치에 있어서,In the exhaust gas recirculation apparatus for an internal combustion engine of the type provided with the exhaust gas recirculation pipe 4 connected to the intake manifold riser 3 located upstream (relative to the intake air) of the intake manifold 1, 상기 재순환 파이프(4)는 흡기 매니폴드 라이저(3)의 중심 종축선에 대해 수직하고 상기 종축선으로부터 반경 방향으로 옵셋된 축선의 방향으로 배치되고, 흡기 매니폴드 라이저(3)의 내측에 위치된 관상의 혼합 노즐(7)을 포함하고, 이 혼합 노즐의 횡단면은 흡기 매니폴드 라이저(3)의 횡단면과 동심을 이루고, 이것에 의해:The recirculation pipe 4 is arranged in the direction of the axis perpendicular to the central longitudinal axis of the intake manifold riser 3 and radially offset from the longitudinal axis, and located inside the intake manifold riser 3. A tubular mixing nozzle (7), the cross section of which is concentric with the cross section of the intake manifold riser (3), whereby: - 배기가스(6)는 흡기 매니폴드 라이저(3)의 중심 종축선을 중심으로 하는 나선상 경로를 따라 이동하게 되고, 이것에 의해 배기가스(6)과 관상 혼합 노즐(7)을 통과하는 흡기류(5)의 제1의 부분이 혼합되고, 그리고The exhaust gas 6 moves along a spiral path around the central longitudinal axis of the intake manifold riser 3, whereby the intake air flows through the exhaust gas 6 and the tubular mixing nozzle 7. The first portion of (5) is mixed, and - 관상 혼합 노즐(7)의 외벽과 흡기 매니폴드 라이저(3)의 내벽의 사이에 환상 통로가 형성되고, 이것에 의해 흡기류(5)의 제2의 부분이 상기 환상 통로를 통과하고, 그 결과 흡기 매니폴드 라이저(3)와 혼합 노즐(7)의 사이에 단열 장벽이 생성되는 것을 특징으로 하는 내연기관용 배기가스 재순환 장치.An annular passage is formed between the outer wall of the tubular mixing nozzle 7 and the inner wall of the intake manifold riser 3, whereby a second portion of the intake stream 5 passes through the annular passage, The exhaust gas recirculation apparatus for an internal combustion engine, characterized in that a thermal barrier is created between the intake manifold riser (3) and the mixing nozzle (7). 제 1 항에 있어서, 매니폴드 라이저(3)와 매니폴드(1) 자체는 플라스틱제인 것을 특징으로 하는 내연기관용 배기가스 재순환 장치2. An exhaust gas recirculation apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the manifold riser 3 and the manifold 1 themselves are made of plastic. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 재순환 파이프(4)의 내경은 흡기 매니폴드 라이저(3)의 내경(D)의 1/3인 것을 특징으로 하는 내연기관용 배기가스 재순환 장치.The exhaust gas recirculation apparatus for internal combustion engine according to claim 1, wherein the inner diameter of the recirculation pipe (4) is one third of the inner diameter (D) of the intake manifold riser (3). 제 1 항에 있어서, 혼합 노즐(7)의 내경(D1)은 재순환 파이프(4)의 내경의 5/2인 것을 특징으로 하는 내연기관용 배기가스 재순환 장치.2. Exhaust gas recirculation apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the inner diameter (D1) of the mixing nozzle (7) is 5/2 of the inner diameter of the recirculation pipe (4). 제 1 항에 있어서, 혼합 노즐(7)의 길이는 흡기 매니폴드 라이저(3)의 내경(D) 보다 더 짧거나 또는 동일한 것을 특징으로 하는 내연기관용 배기가스 재순환 장치.2. Exhaust gas recirculation apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the length of the mixing nozzle (7) is shorter or the same as the inner diameter (D) of the intake manifold riser (3). 제 1 항에 있어서, 혼합 노즐(7)의 하류측 단부는 혼합 노즐(7)로부터 배출되는 흡기(5)와 배기가스(6)의 혼합물의 이동을 가속화시키도록 30°의 각도로 내측을 향해 경사를 이루는 환상의 테이퍼(7a)를 가지는 것을 특징으로 하는 내연기관용 배기가스 재순환 장치.The downstream end of the mixing nozzle 7 is directed inwardly at an angle of 30 ° to accelerate the movement of the mixture of the intake air 5 and the exhaust gas 6 discharged from the mixing nozzle 7. An exhaust gas recirculation apparatus for an internal combustion engine, characterized by having an annular taper (7a) that makes an inclination. 제 6 항에 있어서, 혼합 노즐(7)의 하류측 단부의 환상의 테이퍼(7a)의 내경(D2)은 재순환 파이프(4)의 내경의 2배인 것을 특징으로 하는 내연기관용 배기가스 재순환 장치.7. The exhaust gas recirculation apparatus for the internal combustion engine according to claim 6, wherein the inner diameter (D2) of the annular taper (7a) at the downstream end of the mixing nozzle (7) is twice the inner diameter of the recirculation pipe (4). 제 1 항에 있어서, 혼합 노즐(7) 내에 연통하는 재순환 파이프(4)의 단부 부분은 혼합 노즐(7) 내에 그 혼합 노즐(7)의 반경 방향으로 돌출하는 그 혼합 노즐(7)의 유동방향을 기준으로 하류측 벽(4b)을 가지는 것을 특징으로 하는 내연기관용 배기가스 재순환 장치.An end portion of the recirculation pipe (4) communicating in the mixing nozzle (7) is a flow direction of the mixing nozzle (7) projecting radially in the mixing nozzle (7) in the mixing nozzle (7). Exhaust gas recirculation apparatus for an internal combustion engine, characterized in that it has a downstream side wall (4b). 제 8 항에 있어서, 재순환 파이프(4)의 단부 부분은 하류에서 상류 방향으로 하향경사를 이루는 가장자리(4a)를 가지는 것을 특징으로 하는 내연기관용 배기가스 재순환 장치.9. An exhaust gas recirculation apparatus for an internal combustion engine according to claim 8, characterized in that the end portion of the recirculation pipe (4) has an edge (4a) which slopes downward in the upstream direction. 제 1 항에 있어서, 혼합 노즐(7)은 흡기 매니폴드 라이저(3)의 내벽 상에 혼합 노즐(7)을 센터링된 상태로 유지시키기 위해 그 혼합 노즐의 외벽 상에 분배된 적어도 3개의 센터링 핀(9)을 가지는 것을 특징으로 하는 내연기관용 배기가스 재순환 장치.The mixing nozzle (7) according to claim 1, wherein the mixing nozzle (7) has at least three centering pins distributed on the outer wall of the mixing nozzle to keep the mixing nozzle (7) centered on the inner wall of the intake manifold riser (3). (9) an exhaust gas recirculation apparatus for an internal combustion engine. 제 10 항에 있어서, 센터링 핀(9)은 흡기 매니폴드 라이저(3)의 내벽에의 부착용 톱니부(9a)를 가지는 것을 특징으로 하는 내연기관용 배기가스 재순환 장치.11. An exhaust gas recirculation apparatus for an internal combustion engine according to claim 10, characterized in that the centering pin (9) has a toothed portion (9a) for attachment to the inner wall of the intake manifold riser (3). 제 10 항에 있어서, 센터링 핀(9)은, 혼합 노즐(7)의 외벽과 흡기 매니폴드 라이저(3)의 내벽 사이의 상기 환상의 통로를 통과하는 흡기류(5)의 제2 부분을 흡기 매니폴드 라이저(3)의 중심 종축선을 중심으로 하는 나선상 경로를 따라 이동시키기 위해, 흡기 매니폴드 라이저(3)의 중심 종축선에 대해 동일 각도로 경사를 이루는 것을 특징으로 하는 내연기관용 배기가스 재순환 장치.11. The centering pin (9) according to claim 10, wherein the centering pin (9) intakes a second portion of the intake stream (5) passing through the annular passageway between the outer wall of the mixing nozzle (7) and the inner wall of the intake manifold riser (3). Exhaust gas recirculation for an internal combustion engine, characterized in that it is inclined at an angle with respect to the central longitudinal axis of the intake manifold riser 3 to move along a spiral path about the central longitudinal axis of the manifold riser 3. Device. 제 1 항에 있어서, 재순환 파이프(4)의 외벽은 판상 금속제의 환상의 고정 스커트를 통해 흡기 매니폴드 라이저(3)의 외벽에 기밀 상태로 연결되는 것을 특징으로 하는 내연기관용 배기가스 재순환 장치.2. An exhaust gas recirculation apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the outer wall of the recirculation pipe (4) is hermetically connected to the outer wall of the intake manifold riser (3) through an annular fixing skirt made of a plate metal.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102010022494B4 (en) * 2010-06-02 2014-01-09 Pierburg Gmbh Abgaseinleitvorrichtung for an internal combustion engine
FR2964151B1 (en) * 2010-08-31 2014-05-23 Coutier Moulage Gen Ind DEVICE FOR INJECTING EXHAUST GAS IN AN INLET PIPE OF A TURBOCHARGER
FR3082241B1 (en) * 2018-06-08 2020-11-20 Renault Sas INTAKE DISTRIBUTOR FOR IC ENGINE WITH RECIRCULATED GAS MIXING DEVICE
CN114562364B (en) * 2022-04-27 2022-07-15 山东赛马力发电设备有限公司 Biomass gas internal combustion generator set

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19933030A1 (en) * 1999-07-15 2001-01-18 Mann & Hummel Filter Fluid introduction for a hot fluid in a cavity structure
DE10007243C1 (en) * 2000-02-17 2001-04-26 Daimler Chrysler Ag Exhaust gas backflow system for an IC motor has a mixing unit where fresh air is mixed with the exhaust at the opening into the backflow channel for an optimum exhaust/fresh air mixture
DE10019409C5 (en) * 2000-04-19 2004-04-29 Daimlerchrysler Ag Exhaust gas recirculation device for internal combustion engines
DE10042247C5 (en) * 2000-08-29 2006-09-14 Robert Bosch Gmbh Mixing unit for gas flows on an internal combustion engine
DE60103047T2 (en) * 2001-06-27 2004-08-26 Siemens Ag Apparatus for exhaust gas recirculation in an intake air flow

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