KR101295403B1 - 가스 흡기 장치 - Google Patents

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아놀드 림파우
허버트 피트로브스키
우도 피셔
싸뮤엘 르루
마띠유 랄르망
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발레오 시스템므 드 꽁트롤르 모뙤르
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Abstract

자동차의 열기관의 실린더 헤드에 가스를 도입하기 위한 본 발명의 가스 흡기 장치는 열교환기(14), 열교환기(14)의 입구 하우징(26), 열교환기(14)의 출구 하우징(11)을 포함한다. 열교환기(14)는 가스 흡기 장치의 구조적 요소이고, 입구 하우징(26) 및 출구 하우징(11)은 열교환기(14)에 고정된다.
열기관, 실린더 헤드, 열교환기, 매니폴드, 입구 하우징, 출구 하우징

Description

가스 흡기 장치{GAS INTAKE DEVICE}
본 발명은 자동차 열기관(thermal engine)의 실린더 헤드로 가스를 도입하기 위한 가스 흡기 장치에 관한 것이다. 용어 "가스"는 공기 또는 공기와 선택적으로 액체 및/또는 기체 연료가 보충된 배기 가스의 혼합물을 의미한다.
자동차 열기관은 일반적으로 복수의 실린더로 이루어진 연소 챔버를 포함하고, 산화제와 연료의 혼합물이 엔진을 작동시키기 위해 연소된다. 산화제는 엔진이 터보 압축기를 포함하는지 여부에 따라, 가압되거나 가압되지 않은 공기를 포함한다. 공기는 부가적으로 배기 가스와 혼합될 수 있고, 이는 재순환된 배기 가스로 지칭된다. 연소 챔버로 공급된 가스는 공급 가스로 지칭된다.
공급 가스는 "흡기 매니폴드"에서 수용되고, 이는 종종 영어 "intake manifold"로 해당 기술 분야의 종사자들에게 지칭된다. 매니폴드는 연소 챔버의 실린더 헤드, 즉, 실린더 입구에 연결된다. 엔진 출력에 따라, 가스는 전체적으로 또는 부분적으로 냉각될 수 있거나 냉각되지 않을 수 있다. 따라서 두 개의 파이프가 매니폴드로 공급되고, 이 중 하나는 매니폴드로 공급 가스를 직접적으로 공급하고, 다른 하나는 열교환기를 통해 공급 가스를 간접적으로 공급하여, 가스가 내부를 통과하면서 냉각되거나 몇몇 경우에는 가열되게 한다.
종래 기술의 열교환기는 일반적으로 플라스틱으로 제조된 수용 하우징 내에 수납된다. 이러한 수용 기능에 부가하여, 수용 하우징은 종종 열교환기의 입구 하우징 및/또는 출구 하우징을 합체하도록 배열된다. 또한 수용 하우징은 일반적으로, 엔진 구조에 따라 다수의 다른 요소, 즉 예컨대 연결 요소, 밸브, 흡기 매니폴드, 배기 가스 흡기 모듈 등을 지지한다. 이러한 하우징의 예는 독일 특허 출원 DE 199 02 504호에 개시된다.
이러한 지지 구속(supporting constraints)에 부가하여, 수용 하우징은 가압된 공급 가스(2, 7)의 순환에 관련된 압력 응력(pressure stress)을 받는다. 수용 하우징의 덮개는 보다 상세하게는, 전체 하우징을 커버하고, 모든 압력을 받는다. 또한, 이러한 하우징은 하우징이 지지하는 모든 요소에 의해 발생되는 진동을 받는다.
따라서 이러한 하우징은 압력 응력 하에서 팽창하는 것을 방지하거나 또는 진동에 의한 손상을 방지하기 위해 보다 강성으로 제조되어야 한다. 이러한 보강은 값이 비싸고 하우징의 중량을 증가시킨다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하는 것을 목적으로 한다.
이에 의해, 본 발명은 열교환기, 열교환기의 입구 하우징 및 열교환기의 출구 하우징을 포함하는, 자동차 열기관의 실린더 헤드 내로 가스를 도입하기 위한 가스 흡기 장치에 관한 것이고, 열교환기가 장치의 구조적 요소이며, 입구 하우징과 출구 하우징이 열교환기에 고정되는 것을 특징으로 한다.
본원에서 사용되는 구조적 요소는 공급 가스 흡기 장치를 지지하는 구조적 요소를 의미한다. 보다 구체적으로는, 이러한 요소, 본원에서 금속 요소는 - 직접적으로 또는 간접적으로 장치에 삽입되는 - 장치의 다른 요소를 지지하기 위한 기계적인 강도 특성을 가지면서, 또한 전체 장치를 고정하고 유지할 수 있는 엔진의 나머지 부분과의 연결을 제공한다.
열교환기는 강성이고 저항성 있고 이러한 구조적인 기능을 충족시킬 수 있다. 상이한 체적부(열교환기의 입구 체적부, 열교환기의 체적부 및 열교환기의 출구 체적부)를 형성하는 요소가 분리되어 있는 이러한 구조에 의해, 장치 작동에 필요한 표면만이 소정의 압력에 노출되고, 압력 응력을 받는 종래의 열교환기의 위에 위치되는 하우징 덮개 부분과 같은 표면이 없다. 게다가, 장치의 가장 많이 노출되는 표면은 열교환기의 일부이고, 보다 정확하게는 가장 저항성이 있는 요소이다.
따라서, 현 기술 상태에서의 열교환기 기능을 충족하는 열교환기는 본 발명에 따라 구조적 요소의 부가적인 기능을 충족한다. 따라서, 이러한 열교환기는 이전에는 없었던 구조적인 기능을 제공한다. 전체 장치는 이러한 열교환기(14)와 그 주변에 고정된다.
한편으로는, 열교환기(14)는 이러한 진동을 지지할 수 있는 하우징에 더 이상 수용되지 않아서, 내진동성은 더욱 우수해지고, 다른 한편으로, 다른 부품에 대해서는, 다른 요소들은 이러한 열교환기(14)와 상호 의존적이어서 강성이 된다.
따라서 이러한 장치는 압력, 진동 및 온도에 대한 보다 우수한 저항성을 갖는다.
또한, 상이한 체적부를 형성하는 요소들이 분리되기 때문에, 체적부 내에 볼트가 위치되지 않거나, 또는 볼트가 매니폴드(11)의 체적부와 연통하지 않도록 요소를 열교환기에 고정시킬 수 있다. 따라서, 나사를 풀 때, 매니폴드를 통해 실린더 내로 빠져버려서 엔진이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
바람직하게는, 열교환기는 엔클로저(enclosure)를 형성하는 금속 프레임을 포함하고, 가스가 열교환기의 엔클로저를 가로지르면서 열을 교환하기 위한 수단이 연장된다.
이러한 경우 유리하게는, 열교환기의 프레임은 알루미늄으로 제조되고, 하우징은 플라스틱 재료로 제조된다.
보다 바람직하게는, 볼트 결합을 통해 입구 하우징과 출구 하우징을 고정시킴으로써, 체적부 내에 볼트가 위치되지 않거나, 또는 볼트가 출구 하우징의 체적부와 연통하지 않도록 장치가 배열된다.
보다 바람직하게는, 장치는 실린더 헤드 내에 가스 흡기 매니폴드를 포함하고, 매니폴드는 열교환기의 출구 하우징을 형성한다.
이러한 경우 유리하게는, 장치는 매니폴드의 가스 흡기 밸브를 포함하여, 직접적으로 또는 열교환기를 통해 간접적으로 매니폴드와 연통하고, 밸브 및 매니폴드는 엔진 실린더 헤드 내에 고정되도록 되어 있는 유닛 모듈로서 합체되고, 이러한 모듈은 열교환기에 부착된다.
또한 유리하게는, 밸브는 입구 도관, 매니폴드로 통하는(open) 직접 출구 도관, 및 열교환기의 입구 하우징으로 통하는 간접 출구 도관을 포함하는 이중 밸브이다.
본 발명은 또한 연소 챔버, 연소 챔버의 입구를 형성하는 실린더 헤드 및 상술하여 도시된 장치의 구성을 포함하는 실린더 헤드 내로 가스를 도입하기 위한 장치를 포함하는 자동차 열기관에 관한 것이다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 장치와 엔진의 바람직한 실시예의 이하의 설명을 참조하여 보다 잘 이해될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 모터로부터의 가스를 위한 유체 회로의 구조를 도시한 개략적인 블록도이다.
도 2는 본 발명의 장치의 실시예의 사시도이다.
도 3은 도 2의 장치의 위에서 본 분해 사시도를 도시한다.
도 4는 도 2의 장치의 아래에서 본 분해 사시도를 도시한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 엔진(1)은 주지된 바와 같이, 플런저들이 이동 가능하게 조립되는, 4개의 실린더로 이루어진 연소 챔버(13)를 포함한다. 엔진 공급 공기(2)는 배기 가스(4)에 의해 구동되는 터빈(3a)에 의해 구동되는 압축기(3a)를 포함하는 터보압축기(3)를 통해 도입된다. 일단 터빈(3b)이 구동되었다면, 배기 가스(4)는 배기 파이프(6)를 통해 통기되거나, 또는 "재순환된다". 즉, 배기 가스(4)는 공급 공기 유동(2) 내로 재주입된다. 이러한 배기 가스의 재순환은 소위 "저압"으로 지칭된다. 이 때문에, 재순환된 배기 가스(7)는 밸브(8)의 레벨에 서 수집되고, 저압 배기 가스를 위해 열교환기(9)에서 냉각되고, 압축기(3a) 상류에서 공급 공기 유동(2) 내로 주입된다.
공급 공기와 재순환된 배기 가스(7)의 이러한 혼합은 질소 산화물 방출의 감소를 가능하게 한다.
이에 따라 공급 공기(2, 7)는 압축기 입구(3a)에, 공기(2)만을 포함하거나, 공기(2)와 저압 재순환된 배기 가스(7)의 혼합물을 포함하는데, 이러한 혼합은 저압 배기 가스 재순환 밸브(8)에 의해 규제된다. 이러한 공급 가스(2, 7)는 압축기(3a)에서 가압되고, 매니폴드(11)의 공급 밸브(10) 쪽으로 공급된다.
매니폴드(11)는 주지된 바와 같이, 연소 챔버(13)의 실린더의 상부의 폐쇄부를 제공하고 이러한 연소 챔버(13)의 체적부의 일부를 형성하는 실린더 헤드(12) 상에서 조절된다. 매니폴드(11)는 실린더 헤드(12) 내로의 공급 가스의 흡기를 허용한다. 때때로, 매니폴드(11)는 실린더 내로의 공급 가스 디스펜서로 지칭된다.
매니폴드(11)의 공급 밸브(10)는 이중 밸브이고, 즉 입구 도관(10a) 및 2개의 출구 도관(10b, 10c)을 포함한다. 제1 출구 도관(10b)은 매니폴드(11)로 직접적으로 통하고, 이는 이하에서는 직접 출구 도관(10b)으로 지칭될 것이다. 제2 출구 도관(10c)은 열교환기(14)로 통하고, 열교환기의 출구 체적부는 매니폴드(11)로 통하고, 상기 제2 출구 도관(10c)은 매니폴드(11)로 상기 열교환기(14)를 통해 간접적으로 통하고, 이는 이하에서는 간접 출구 도관(10c)으로 지칭된다.
따라서, 밸브(10)의 입구 도관(10a) 내로 도달하는 공급 공기(2, 7)는 직접 출구 도관(10b)을 통해 매니폴드(11) 내로 직접적으로 도입되거나, 또는 간접 출구 도관(10c)을 통해 매니폴드(11) 내로 간접적으로 도입될 수 있어서, 상기 열교환기(14)를 통한 경로를 생성한다. 이중 밸브(10)는 공급 공기(2, 7)가 하나의 출구 도관 및/또는 다른 출구 도관(10b, 10c)에서 전체적으로 또는 부분적으로 통과되는 것을 가능하게 하도록 배열되고, 이에 따라, 열 처리, 예컨대 냉각 작동되는 공급 공기(2, 7)의 비율 및 이러한 처리가 되지 않은 공급 공기(2, 7)의 비율을 설정하는 것이 가능하다.
공급 공기(2, 7)는 연료와 혼합되고, 연소 챔버(13)에서 연소된다. 공급 공기가 연소 챔버에서 연소될 때, 고압 상태에 있는 배기 가스(15)는 상기에서 설명된 바와 같이, 배기 매니폴드(16)에서 수집되고 터빈(3b)으로 안내된다.
또한, 이러한 고압 배기 가스(17)의 일부는 도 3에 도시된 특정 실시예에 다라 재순환될 수 있다. 재순환된 가스 파이프(17)는 배기 가스 유동의 일부를 바이패스하기 위해 배기 매니폴드(16)에 배열되는데, 이러한 가스(17)의 유량은 밸브(18)에 의해 설정된다. 이러한 고압 재순환된 배기 가스(17)는 열교환기(19)에서 냉각되고 흡기 매니폴드(11) 내로 직접적으로 재주입된다. 이는 소위 "고압" 배기 가스 재순환이다.
따라서, 배기 가스는 저압 재순환을 통해 압축기(3a) 상류부에서 또는 고압 재순환을 통해 매니폴드(11)에서 공급 공기(2)와 혼합될 수 있다.
도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따르면, 이중 밸브(10) 및 매니폴드(11)는 엔진의 실린더 헤드(12)에 고정되도록 의도된 유닛 모듈(20)로서 합체된다. 이중 밸브(10)의 직접 출구 도관(10b)은 매니폴드(11)의 입구 포트(21) 의 레벨에 직접적으로 고정되고, 이에 따라 매니폴드(11)의 체적부로 간접적으로 통한다. 이러한 모듈(20)이 소형이고 진동에 덜 반응한다. 더욱이, 이러한 유닛 모듈은 일반적인 특성을 가져서, 상이한 엔진 구조에 적합할 수 있다.
보다 구체적으로는, 입구 도관(10a) 및 출구 도관(10b, 10c)은 유입 가스가 직접 출구 도관(10b)을 통해 또는 간접 출구 도관(10c)을 통해, 또는 직접 출구 도관(10b)과 간접 출구 도관(10c)을 통해 지나가도록 배열되고, 본 발명의 전술된 실시예에서, 가스는 출구 도관(10b, 10c) 양자 모두를 통해 동시에 지나갈 수 없다. 이 때문에, 밸브(10)는 출구 도관(10b, 10c)에 각각 2개의 나비형 플랩(butterfly flap)(10b', 10c')을 포함한다. 나비형 플랩(10c')은 도 2에 명확히 도시된다. 명백하게는, 임의의 다른 유량 규제 수단은 나비형 플랩(10b', 10c') 대신에, 예컨대 스로틀 또는 플랩으로 고려될 수 있다.
나비형 플랩(10b', 10c')은 각각의 작동 엔진에 의해 각각 구동될 수 있다. 본 발명의 양호한 실시예에 따르면, 단일 엔진(22)은 나비형 플랩(10b', 10c') 모두를 구동시킨다. 밸브(10)는 이 경우에 예컨대 본 출원인 이름으로 2006년 4월 26일자로 출원된 프랑스 특허출원 제0603711호에 개시된 밸브와 유사하다. 이러한 밸브는 도관(10, 10c)의 모든 가능한 개방 조합을 허용하지 않지만, 이하의 3개의 작동 모드는 예외이다:
- 나비형 플랩(10b')은 폐쇄 위치와 개방 위치 사이에서 조정 가능하게 부분적으로 개방되는 반면, 나비형 플랩(10c')은 폐쇄되는 제1 모드,
- 나비형 플랩(10b', 10c') 모두가 폐쇄되는 제2 모드,
- 나비형 플랩(10b')은 폐쇄되고 나비형 플랩(10c')은 개방되는 제3 모드.
전술된 특허 출원에 개시된 바와 같이 엔진(22)을 나비형 플랩(10b', 10c')에 연결시키는 특정 기어를 사용하여, 일 모드로부터 타 모드로 절환하는 것이 가능하다.
이러한 이중 밸브(10)에 있어서,
- 제1 작동 모드에서는, 공급 가스(2, 7)는 매니폴드(11) 내로 직접적으로 안내되는데, 공급 가스의 유량은 많이 개방되거나 적게 개방되는 나비형 플랩(10b')에 의해 조정되고,
- 제2 작동 모드에서는, 매니폴드(11)로의 가스 공급이 차단되고,
- 제3 작동 모드에서는, 공급 가스(2, 7)는 열교환기(14)를 통해 매니폴드(11)로 간접적으로 공급된다.
이러한 이중 밸브(10)를 이용하여, 본 발명의 본 명세서에 개시된 실시예에 따라, 매니폴드(11)를 향한, 하나의 직접 유동 및 다른 간접 유동인 2개의 동시적인 유동으로 공급 가스(2, 7)를 분리시키는 것이 가능하지 않고, 또한 간접 유동이 이루어질 수 없다(나비형 플랩(10c')이 개방되거나 폐쇄됨). 명백하게, 이중 밸브(10)는 각각 나비형 플랩을 작동시키는 두 엔진을 사용하거나 다른 적절한 수단을 사용하여 이러한 작동 모드를 허용하도록 배열될 수 있다. 본 명세서에 사용된 이러한 밸브(10)의 이점은 밸브(10)가 소형이고 사용하기에 간단하다는 것이다.
본 발명의 양호한 실시예에서, 또한 열교환기(14)는 실린더 헤드(12)에 고정되도록 의도된 유닛 모듈(20)의 일부이고, 밸브(10)의 간접 출구 도관(10c)은 상기 열교환기(14)의 입구 하우징 내의 가스 입구 포트(23)에 연결되고, 매니폴드(11)는 상기 열교환기(14)의 출구 체적부를 직접적으로 형성한다. 모듈(20)이 매니폴드(11), 이중 밸브(10) 및 상기 열교환기(14)를 포함함에 따라, 공급 가스의 흡기 장치는 더욱 소형이고 진동에 덜 민감하다. 따라서, 매니폴드(11) 내로의 가스의 직접 흡기 및 매니폴드(11) 내로의 열교환기(14)를 통한 가스의 간접 흡기는 동일한 유닛 모듈(20)에서 발생한다.
본 발명에 따르면, 상기 열교환기(14)는 가스 흡기 장치의 구조적 요소를 형성한다.
도시된 실시예에서, 유닛 모듈(20) 및 상기 열교환기(14)의 입구 하우징(26)은 상기 열교환기(14)를 위한 출구 하우징을 형성하는 매니폴드(11)를 포함하고, 이중 밸브(10)는 열교환기(14)에 고정된다. 따라서, 상기 열교환기(14)는 유닛 모듈(20)과 일체로 형성되고, 그의 구조적 요소를 형성한다. 그러나, 본 발명에 따른 가스 흡기 장치는 밸브(10)를 포함하지 않을 수도 있는 것으로 이해된다. 이러한 경우, 공급 가스는 열교환기를 통해 조직적으로(systematically) 유동할 수도 있다. 또는, 그의 바이패스에는 상류에 바이패스 또는 열교환기 쪽으로 공급 가스를 안내하는 독립형(stand alone) 밸브가 제공될 수도 있다.
명확하게 하기 위해, 요소는 전방 위치, 후방 위치, 상부 위치, 하부 위치, 좌측 위치 및 우측 위치로 지칭되어 나타내어질 것이고, 이러한 위치들은 도 2에서의 하우징(24) 배향에 대해 선택되지만, 장치가 엔진에 고정되는 방식을 미리 판단하지는 않는다. 이는 수평 및 수직 개념에도 모두 동일하다.
벽(34, 35, 36, 37)에 의해 형성된 금속 프레임을 포함하는 이러한 열교환기(14)는 강성이고 저항성을 갖고, 이러한 구조적 기능을 충족시킬 수 있다. 이러한 구조로 인해, 모든 체적부는 분리되고, 장치 동작을 위해 필요한 표면만이 소정의 압력에 노출되고, 종래 기술의 실시예에서 열교환기(14)의 위에 위치된 덮개 부분과 같이 압력 응력을 받는 표면은 없다. 또한, 장치의 대부분의 노출된 표면은 열교환기(14)의 프레임이고, 보다 정확하게는 가장 저항성이 있는 요소이다.
또한, 상이한 체적부(열교환기의 입구 체적부, 열교환기의 교환 체적부 및 열교환기의 출구 체적부)의 분리에 의해, 체적부 내에 볼트가 위치되지 않거나, 또는 볼트가 매니폴드(11)의 체적부와 연통하지 않도록 다양한 요소들이 고정되는 것을 기대할 수 있다. 따라서, 나사를 풀 때, 매니폴드(11)를 통해 실린더 내로 빠져버려서 엔진이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
열교환기(14)는 상부 벽(34), 저부 벽(35), 우측 벽(36) 및 좌측 벽(37)을 포함한다. 이러한 벽들(34, 35, 36, 37)은 금속으로 제조되고, 본원에서는 알루미늄으로 제조된다. 이들은 열교환기(14)가 입구 섹션(39)과 출구 섹션(40) 사이에 가스 통로를 제공하는 판(38)들의 적층체를 내부에 포함하는 프레임 형성 금속 외피를 형성하고, 판(38)들은 중공이고, 예컨대 물을 냉각하기 위한 유체 순환부가 내부에 배열된다. 따라서, 상기 열교환기(14) 내로 통과하는 가스는, 충분히 얇게 배열되고 물이 안에서 순환하는 판(38)들을 통해 열을 교환한다. 이에 따라, 판(38)들의 적층체는 공급 가스(2, 7)가 입구 섹션(39)으로부터 출구 섹션(40)으로 상기 열교환기(14)를 가로지르는 열 교환 수단을 형성한다. 입구 파이프(80) 및 출구 파이프(80')를 통해 냉각 유체가 공급되고, 모든 판(38)들이 입구 파이프(80)와 출구 파이프(80') 사이에서 연통한다. 이는 소위 "판(plate)" 열교환기로 지칭된다.
요약하면, 이러한 열교환기(14)는 엔클로저를 형성하는 금속 프레임을 포함하는데, 가스가 입구 섹션(39)으로부터 출구 섹션(40)으로 엔클로저를 가로지르면서 열을 교환하기 위한 수단이 연장된다. 이러한 구조는 해당 기술 분야의 종사자에게 주지되어 있고, 본 명세서에서 더욱 상세히 설명할 필요는 없다. 적절한 유형의 어떠한 열교환기도 사용될 수 있는 것이 당연하다.
상기 열교환기(14)의 공급 가스 입구 하우징(26)은 상기 열교환기에 고정된다. 이러한 하우징(26)은 상기 열교환기(14)의 입구 섹션(39)에 대향하여 개방되는 그의 전방 섹션(26')을 갖는 체적부를 형성한다. 이에 따라 입구 하우징(26)은 상기 열교환기(14)로 통한다. 여기에서 섹션(26', 39) 모두는 일치한다.
상기 열교환기(14)는, 상기 열교환기(14)의 입구 섹션(39) 주위에 평면으로 연장되고 입구 하우징(26)을 고정시키기 위한 후방 플랜지(55)를 포함한다. 이러한 플랜지(55)는 복수의 러그(56)를 포함하는데, 각각의 러그(56)에는 대응하는 러그(58)가 제공되는 플랜지(57)를 또한 포함하는 입구 하우징(26)을 고정시키기 위해, 스크루를 통과시키는 보어가 관통되어 있다. 플랜지(55)는 벽들(34, 35, 36, 37)에 의해 형성된 외피에 연결(link)된다.
상기 열교환기(14)의 후방 플랜지(55)는, 입구 섹션(39)의 평면에서 우측부로 이중 밸브(10)의 간접 출구 도관을 연결하기 위한 플랜지(59)로서 연장된다. 이러한 연결 플랜지(59)는 상기 열교환기(14)에 입구 하우징(26)을 고정시키기 위해 스크루를 통과시키는 입구 하우징(26)의 대응하는 러그(58)와 협동하도록 구성되는 고정 러그(56)를 더 포함한다.
이러한 연결 플랜지(59)는 상기 열교환기(14)의 입구 하우징(26)에 가스 입구 포트(23)를 포함하고, 밸브(10)의 입구 파이프(10a)로부터 간접 출구 도관(10c), 입구 포트(23) 및 상기 열교환기(14)의 상기 입구 하우징(26)을 통해 상기 열교환기(14)의 입구 섹션(39)까지 일정 체적의 공급 가스(2, 7)를 어떠한 누출도 없이 계속해서 이동시킬 수 있다. 이에 의해 공급 가스(2, 7)는 밸브(10)의 입구 도관(10a)으로부터 상기 열교환기(14)까지 공급될 수 있다. 밸브(10)의 간접 출구 도관(10c)은 연결 플랜지(59)에 대해 가압되고, 바람직하게는 어떠한 누출도 방지하도록 가스켓이 형성되어 있는 상태로 연결 플랜지(59)에 고정된다.
매니폴드(11)는 상부 벽(11a), 저부 벽(11b), 좌측 벽(11c) 및 이중 밸브(10)의 직접 출구 도관(10b)에 연결하기 위한 러그(32a)를 형성하는 우측부를 포함한다. 따라서, 이는 상기 열교환기(14)의 출구 섹션(40)에 대향하여 개방되는 후방 섹션(11')을 갖는 체적부를 형성한다. 따라서, 상기 열교환기(14)는 매니폴드(11)로 직접적으로 통한다. 여기에서 섹션(11', 40) 모두는 일치한다. 매니폴드(11)의 좌측 벽(11c)은 입구 섹션(11')에 대해 그의 바로 전방에서 좌측으로 돌출하는 견부(30)를 형성한다.
상기 열교환기(14)는 상기 열교환기(14)의 출구 섹션(40) 주위에 평면으로 연장되는 매니폴드(11)에 고정시키기 위한 전방 플랜지(60)를 포함한다. 상기 열 교환기(14)에서, 상기 플랜지(60)에는, 대응하는 보어(62)를 포함하는 매니폴드(11)가 고정되도록 스크루를 통과시키기 위한 복수의 보어(61)가 관통되어 있다. 전방 플랜지(60)는 좌측에서, 상기 열교환기(14)에서의 매니폴드(11)의 견부(30)를 고정시키기 위한 측부 플랜지(60')로 연장된다. 플랜지(60)는 벽들(34, 35, 36, 37)에 의해 형성된 외피에 연결된다.
상기 열교환기(14)의 출구 섹션(40)은 출구 하우징을 형성하는 매니폴드 체적부(11)로 직접적으로 통한다.
이중 밸브(10)는 유닛 모듈(20)과 함께 형성하기 위해 그의 직접 출구 도관(10b)을 통해 매니폴드(11)의 입구 포트(21)의 레벨에서 고정된다. 상기 모듈(20)은 상기 설명된 바와 같이 상기 열교환기(14)에 직접적으로 고정된다. 또한, 입구 하우징(26)은 열교환기(14)에 고정되고, 이중 밸브(10)의 간접 출구 도관(10c)은 상기 하우징(26)의 체적부로 직접적으로 통한다. 따라서, 유닛 모듈(20)은 이중 밸브(10), 매니폴드(11), 상기 열교환기(14) 및 열교환기(14)의 입구 하우징(26)을 포함한다.
따라서, 이중 밸브(10)의 입구 도관(10a)의 레벨에서 공급되는 공급 공기(2, 7)는 이중 밸브(10)의 직접 출구 도관(10b)을 통과하고 매니폴드(11)로 직접적으로 통할 수 있거나, 또는 간접 출구 도관(10c)을 통과하고 상기 열교환기(14)의 입구 하우징(26) 내로 통할 수 있고, 열교환기(14)의 판(38)들 사이를 통과하고 그리고 열교환기(14)의 출구에서 매니폴드(11) 내로 통할 수 있다.
이중 밸브(10)로부터 매니폴드(11)까지의 직접 공급 가스 순환 및 이중 밸 브(10)로부터 매니폴드(11)까지의 상기 열교환기(14)를 통한 간접 공급 가스 순환 모두가 본 실시예에 따라 유닛 모듈(20)에서 발생된다.
매니폴드(11)는 매니폴드(11)의 전방 벽(31)의 레벨에서 엔진의 실린더 헤드(12)로 통한다.
매니폴드(11)는 매니폴드(11)의 전방 벽(31)에 배열된 1개 또는 여러 개의 포트(42)의 레벨에서 실린더 헤드(12)에 의해 실린더로 통한다. 도시되지 않은 가스 유동 나비형 플랩이 매니폴드 내에 제공될 수 있다. 이러한 나비형 플랩은 실린더 헤드(12)의 입구에서의 가스 혼합을 향상시키기 위해, 매니폴드(11)에 남아 있는 가스 유동을 변형시키고 이러한 유동의 파괴를 유도한다. 이러한 매커니즘은 당해 기술 분야의 종사자에게 통상적으로 "와류(swirl)"로 지칭된다.
매니폴드(11)의 출구에서 가스 유동을 중단시키는 나비형 플랩은 고압 배기 가스가 재순환되지 않는 경우에 명백하게 요구되지 않지만, 이러한 위치에서의 가스 유동을 중단시킬 것이 요구되는 경우에는 요구될 수 있다는 것을 주의해야 한다.
도시되지 않은 액추에이터가 매니폴드(11) 내에 위치된 플랩을 작동시키기 위해 제공될 수 있다. 매니폴드(11)의 전방 벽(31)은 도 4의 분해도에 도시된 바와 같이, 삽입되어 고정된다.
도 2 내지 도 4에서의 장치는 어떠한 고압 배기 가스 흡기 모듈도 없이 제공되지만, 상기 열교환기(14)에 고정 지점을 제공하고 매니폴드(11)의 상부 벽(11a)에 배기 가스 입구 포트를 제공하는 이러한 모듈을 추가하는 것이 가능하다.
열교환기(14)는 예컨대 보어(61, 62)를 통과하는 스크루와 같은, 엔진 구조체에 고정시키기 위한 수단을 더 포함한다. 이러한 스크루로 인해, 상기 열교환기와 상기 실린더 헤드 사이에 개재되는 매니폴드가 열교환기에 고정됨과 동시에, 상기 가스 흡기 장치가 상기 실린더 헤드에 고정된다.

Claims (9)

  1. 열교환기(14)와, 열교환기(14)의 입구 하우징(26)과, 열교환기(14)의 출구 하우징(11)을 포함하는, 자동차의 열기관의 실린더 헤드에 가스를 도입하기 위한 가스 흡기 장치에 있어서,
    열교환기(14)는 가스 흡기 장치의 구조적 요소이고,
    입구 하우징(26) 및 출구 하우징(11)은 열교환기(14)에 고정되고,
    출구 하우징(11)은 상기 실린더 헤드에 의해 열기관의 실린더 내로 개방되며,
    상기 가스 흡기 장치는 실린더 헤드 내로 가스를 도입하기 위한 매니폴드(11)를 포함하고,
    상기 매니폴드(11)는 열교환기(14)의 출구 하우징(11)을 형성하고, 상기 열교환기(14)와 상기 실린더 헤드 사이에 개재되며,
    상기 매니폴드(11)는 매니폴드(11)의 전방 벽의 레벨에서 실린더 헤드로 개방되는 것을 특징으로 하는
    가스 흡기 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    열교환기(14)는 엔클로저를 형성하는 금속 프레임(34, 35, 36, 37)을 포함하고, 가스가 열교환기(14)의 엔클로저를 가로지르면서 열을 교환하기 위한 수단(38)이 연장되는
    가스 흡기 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    열교환기(14)의 프레임은 알루미늄으로 제조되고,
    입구 하우징(26) 및 출구 하우징(11)은 플라스틱 재료로 제조되는
    가스 흡기 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    입구 하우징(26) 및 출구 하우징(11)이 볼트 결합에 의해 고정됨에 따라, 가스 흡기 장치는 볼트가 출구 하우징(11)의 체적부와 연통하지 않거나 또는 볼트가 체적부 내에 위치되지 않도록 배열되는
    가스 흡기 장치.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열교환기(14)는 보어(61)가 제공된 전방 고정 플랜지(60)를 포함하고,
    상기 매니폴드는, 전방 고정 플랜지의 보어(61)와 연속되고 상기 실린더 헤드에 상기 가스 흡기 장치를 고정하기 위해 스크루를 통과시키기 위한 대응하는 보어(62)를 포함하는
    가스 흡기 장치.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    출구 하우징(11)은 출구 하우징(11)의 전방 벽(31) 내에 배치된 적어도 하나의 포트(42)의 레벨에서 상기 실린더 내로 개방되는
    가스 흡기 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    매니폴드(11) 내로 가스를 공급하기 위한 밸브(10)를 포함하고,
    밸브(10)는 직접적으로 또는 열교환기(14)를 통해 간접적으로 매니폴드(11)로 통하고,
    밸브(10)와 매니폴드(11)는 엔진 실린더 헤드에 고정되도록 의도된 유닛 모듈(20)로서 합체되고,
    상기 모듈(20)은 열교환기(14)에 고정되는
    가스 흡기 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    밸브(10)는 입구 도관(10a), 매니폴드(11)로 통하는 직접 출구 도관(10b) 및 열교환기(1)의 입구 하우징(26)으로 통하는 간접 출구 도관(10c)을 포함하는 이중 밸브(10)인
    가스 흡기 장치.
  9. 연소 챔버(13)와,
    연소 챔버(13)의 입구를 형성하는 실린더 헤드(12)와,
    제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 가스 흡기 장치의 구성을 포함하는, 실린더 헤드(12) 내로 가스를 도입하기 위한 장치를 포함하는
    자동차용 열기관.
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