KR101428223B1 - Device for recovering waste exhaust gas energy of engine - Google Patents

Device for recovering waste exhaust gas energy of engine Download PDF

Info

Publication number
KR101428223B1
KR101428223B1 KR1020120135019A KR20120135019A KR101428223B1 KR 101428223 B1 KR101428223 B1 KR 101428223B1 KR 1020120135019 A KR1020120135019 A KR 1020120135019A KR 20120135019 A KR20120135019 A KR 20120135019A KR 101428223 B1 KR101428223 B1 KR 101428223B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
variable pulley
pulley
exhaust
engine
exhaust gas
Prior art date
Application number
KR1020120135019A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20140067585A (en
Inventor
우수형
공진국
Original Assignee
현대자동차주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대자동차주식회사 filed Critical 현대자동차주식회사
Priority to KR1020120135019A priority Critical patent/KR101428223B1/en
Publication of KR20140067585A publication Critical patent/KR20140067585A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101428223B1 publication Critical patent/KR101428223B1/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N5/00—Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting from exhaust energy
    • F01N5/04—Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting from exhaust energy the devices using kinetic energy
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B39/00—Component parts, details, or accessories relating to, driven charging or scavenging pumps, not provided for in groups F02B33/00 - F02B37/00
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B67/00—Engines characterised by the arrangement of auxiliary apparatus not being otherwise provided for, e.g. the apparatus having different functions; Driving auxiliary apparatus from engines, not otherwise provided for
    • F02B67/04—Engines characterised by the arrangement of auxiliary apparatus not being otherwise provided for, e.g. the apparatus having different functions; Driving auxiliary apparatus from engines, not otherwise provided for of mechanically-driven auxiliary apparatus
    • F02B67/06—Engines characterised by the arrangement of auxiliary apparatus not being otherwise provided for, e.g. the apparatus having different functions; Driving auxiliary apparatus from engines, not otherwise provided for of mechanically-driven auxiliary apparatus driven by means of chains, belts, or like endless members
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Abstract

차량용 배기관에 장착되는 가변풀리를 이용하여 펌프류 등의 구동을 위한 배기에너지를 회수할 수 있도록 한 차량용 엔진의 배기에너지 회수 장치에 관한 것이다.
즉, 본 발명은 엔진의 배기매니폴드와 연결된 배기관내에 배기회전팬을 설치하고, 배기회전팬에 구동용 가변풀리를 동축으로 연결하는 동시에 엔진의 펌프류에는 종동용 가변풀리를 동축으로 연결하여, 구동용 가변풀리와 종동용 가변풀리를 풀리비 조절 가능한 벨트로 연결함으로써, 엔진 배기에너지량 상태 및 엔진 부하 조건에 따라 오일 및 워터펌프와 같은 펌프류를 가변적으로 구동시킬 수 있도록 한 차량용 엔진의 배기에너지 회수 장치를 제공하고자 한 것이다.And more particularly, to an exhaust energy recovery device for an automotive engine capable of recovering exhaust energy for driving a pump or the like by using a variable pulley mounted on a vehicle exhaust pipe.
That is, according to the present invention, an exhaust rotary fan is installed in an exhaust pipe connected to an exhaust manifold of an engine, a driving variable pulley is coaxially connected to an exhaust rotary fan, and a driven variable pulley is coaxially connected to the pump of the engine, A variable pulley for driving and a variable pulley for driving are connected by a pulley and a non-adjustable belt so that the exhaust energy of the engine for a vehicle, which can variably drive the pump such as oil and water pump according to the engine exhaust energy amount and engine load condition And to provide a recovery device.

Description

차량용 엔진의 배기에너지 회수 장치{DEVICE FOR RECOVERING WASTE EXHAUST GAS ENERGY OF ENGINE}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an exhaust gas recycling apparatus,

차량용 엔진의 배기에너지 회수 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 배기관에 장착되는 가변풀리를 이용하여 펌프류 등의 구동을 위한 배기에너지를 회수할 수 있도록 한 차량용 엔진의 배기에너지 회수 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to an exhaust energy recovery device for an automotive engine, and more particularly, to an exhaust energy recovery device for an automotive engine that can recover exhaust energy for driving a pump, etc., by using a variable pulley mounted on an exhaust pipe.

통상적으로, 차량용 엔진의 배기에너지를 회수하기 위한 방안들이 다방면으로 연구 및 개발되고 있는 바, 가장 대표적인 배기에너지 회수 장치의 일례로서 터보차쳐를 들 수 있다.Generally, various measures for recovering the exhaust energy of the engine for a vehicle have been researched and developed in many aspects, and an example of the most typical exhaust energy recovery device is a turbo charger.

터보차져는 엔진으로부터 배기되는 배기가스를 그대로 외기로 배출시키지 않고, 터빈을 돌리는 에너지로 활용하고, 터빈의 회전에 따른 압축기 구동에 의하여 새로운 공기가 엔진으로 공급되도록 한 일종의 배기에너지 회수장치를 말한다.The turbo charger is a kind of exhaust energy recovery device that does not discharge the exhaust gas exhausted from the engine to the outside air but uses it as energy to turn the turbine and supplies new air to the engine by driving the compressor according to the rotation of the turbine.

터보차쳐 뿐만 아니라, 차량의 배기에너지를 이용하기 위한 방안으로서, 배기가스를 흡기측에 리턴시켜 연소시킴으로써, 배기가스를 저감시킬 뿐만 아니라 엔진 흡기의 충진효율을 높여 엔진 성능을 최적화시키기 위한 방법(공개번호 1998-029583(1998,07,25))이 개발되어 있고, 또한 선박 및 보일러 분야에서는 엔진의 배기가스에 함유된 열 에너지를 회수하는 방안 등이 적용되는 등 엔진의 배기가스에 포함된 에너지를 이용하는 다양한 방안이 연구 및 개발되고 있다.In order to utilize the exhaust energy of the vehicle as well as the turbocharger, a method for optimizing the engine performance by increasing the efficiency of filling the engine intake as well as reducing the exhaust gas by returning and burning the exhaust gas to the intake side No. 1998-029583 (1998, July, 25)) has been developed. In the field of ships and boilers, a method of recovering the heat energy contained in the exhaust gas of the engine is applied, and the energy contained in the exhaust gas of the engine Various methods to be used are being researched and developed.

그러나, 상기한 배기가스 에너지 회수 방안들은 엔진으로부터 배기되는 배기가스량 등이 현재 엔진 부하 조건 등에 따라 달라지게 되는 점을 고려하지 않아, 배기가스 에너지의 회수를 극대화시키지 못하는 단점이 있고, 그에 따라 배기가스 에너지 회수 효율이 떨어지는 단점이 있다.
However, the above-mentioned exhaust gas energy recovery schemes do not take into consideration the fact that the amount of exhaust gas exhausted from the engine and the like depend on the present engine load condition, and thus there is a disadvantage in that the exhaust gas energy recovery can not be maximized, There is a drawback that the energy recovery efficiency is low.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 엔진의 배기매니폴드와 연결된 배기관내에 배기회전팬을 설치하고, 배기회전팬에 구동용 가변풀리를 동축으로 연결하는 동시에 엔진의 펌프류에는 종동용 가변풀리를 동축으로 연결하여, 구동용 가변풀리와 종동용 가변풀리를 풀리비 조절 가능한 벨트로 연결함으로써, 엔진 배기에너지량 상태 및 엔진 부하 조건에 따라 오일 및 워터펌프와 같은 펌프류를 가변적으로 구동시킬 수 있도록 한 차량용 엔진의 배기에너지 회수 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
An exhaust rotary fan is provided in an exhaust pipe connected to an exhaust manifold of an engine. The exhaust rotary fan is coaxially connected to a drive variable pulley, By connecting the variable pulleys coaxially and connecting the driving variable pulley and the driven variable pulley to the pulley and the non-adjustable belt, the pump and the like such as the oil and the water pump are variably driven according to the engine exhaust energy amount and the engine load condition And an exhaust gas recycling device for recovering exhaust gas from the engine.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은: 엔진의 배기매니폴드와 연결된 배기관내에 장착되어, 배기가스에 의하여 회전하는 배기회전팬과; 상기 배기회전팬과 동축으로 연결되는 구동용 가변풀리와; 펌프류와 동축으로 연결되는 종동용 가변풀리와; 상기 구동용 가변풀리와 종동용 가변풀리 간에 풀리비 조절 가능하게 연결되는 동력전달수단과; 상기 동력전달수단을 구동용 가변풀리 및 종동용 가변풀리의 풀리비 조정 가능한 위치로 평행 이송시키기 위한 풀리비 조절수단; 을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 엔진의 배기에너지 회수 장치를 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an exhaust emission control system comprising: an exhaust rotary fan installed in an exhaust pipe connected to an exhaust manifold of an engine and rotated by exhaust gas; A driving variable pulley connected coaxially with the exhaust rotation fan; A driven variable pulley connected coaxially with the pump; Power transmission means connected between the driving variable pulley and the driven variable pulley in a pulley-non-adjustable manner; Pulley ratio adjusting means for parallelly feeding the power transmitting means to a pulley-non-adjustable position of the driving variable pulley and the driven variable pulley; And an exhaust gas recycling device for exhausting the exhaust gas.

본 발명의 일 구현예에 따른 상기 동력전달수단은: 구동용 가변풀리 및 종동용 가변풀리에 밀착되도록 단면이 사다리꼴 형상이면서 뫼비우스 형태로 된 동력전달벨트로 채택된 것을 특징으로 한다.The power transmission means according to an embodiment of the present invention is characterized by being a power transmission belt having a trapezoidal shape and a Moebius shape in cross section so as to be in close contact with the variable pulley for driving and the variable pulley for driven.

본 발명의 일 구현예에 따른 상기 풀리비 조절수단은: 배기관의 외부 차체 소정 위치에 장착되는 액츄에이터와; 액츄에이터의 축에 일체로 연결된 스크류와; 양측단부에 동력전달수단의 동력전달벨트가 지나가는 관통홀이 형성되고, 중앙부에 스크류가 관통 삽입되는 이송체; 으로 구성된 것을 특징으로 한다.The pulley ratio adjusting means according to an embodiment of the present invention includes: an actuator mounted at a predetermined position of an external body of the exhaust pipe; A screw integrally connected to the shaft of the actuator; A conveying body formed with through holes through which the power transmission belt of the power transmitting means passes, at opposite ends thereof, and a screw inserted through the center thereof; .

본 발명의 다른 구현예에 따른 상기 동력전달수단은: 구동용 가변풀리 및 종동용 가변풀리 간의 거리와 동일한 직경으로 구비되어, 구동용 가변풀리 및 종동용 가변풀리에 동시에 밀착되는 마찰부재로 채택된 것을 특징으로 한다.The power transmission means according to another embodiment of the present invention includes: a drive pulley having a diameter equal to a distance between a drive variable pulley and a driven variable pulley, and being used as a friction member which is in close contact with the drive variable pulley and the driven variable pulley .

본 발명의 다른 구현예에 따른 상기 풀리비 조절수단은: 배기관의 외부 차체 소정 위치에 장착되는 액츄에이터와; 액츄에이터의 축에 일체로 연결된 스크류와; 구동용 가변풀리 및 종동용 가변풀리에 동시에 밀착되는 마찰부재의 중앙부에 베어링을 매개로 삽입 장착되고, 중심부에는 스크류가 관통 삽입되는 이송블럭; 으로 구성된 것을 특징으로 한다.According to another embodiment of the present invention, the pulley ratio adjusting means includes: an actuator mounted at a predetermined position of an external body of the exhaust pipe; A screw integrally connected to the shaft of the actuator; A transfer block inserted through a bearing at a central portion of a friction member which is in close contact with the driving variable pulley and the driven variable pulley at the same time, and a screw is inserted through the center portion; .

또한, 상기 배기관의 배기회전팬이 설치된 전후 위치 간에는 보조배기관이 연결되고, 보조배기관내에는 바이패스 밸브가 장착된 것을 특징으로 한다.
Further, an auxiliary exhaust pipe is connected between front and rear positions where the exhaust rotary fan of the exhaust pipe is installed, and a bypass valve is installed in the auxiliary exhaust pipe.

상기한 과제 해결 수단을 통하여, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.Through the above-mentioned means for solving the problems, the present invention provides the following effects.

본 발명에 따르면, 엔진의 배기매니폴드와 연결된 배기관내에 배기회전팬을 설치하고, 배기회전팬에 구동용 가변풀리를 동축으로 연결하는 동시에 엔진의 펌프류에는 종동용 가변풀리를 동축으로 연결하여, 배기에너지를 회수하는 동시에 회수된 에너지를 이용하여 펌프류를 구동시킬 수 있다.According to the present invention, an exhaust rotary fan is provided in an exhaust pipe connected to an exhaust manifold of an engine, a driving variable pulley is coaxially connected to an exhaust rotary fan, and a driven variable pulley is coaxially connected to the pump of the engine, It is possible to recover the exhaust energy and to drive the pump by using the recovered energy.

특히, 구동용 가변풀리와 종동용 가변풀리를 풀리비 조절 가능한 벨트로 연결함으로써, 엔진 배기에너지량 상태 및 엔진 부하 조건에 따라 오일 및 워터펌프와 같은 펌프류를 가변적으로 구동시킬 수 있다.
In particular, by connecting the driving variable pulley and the driven variable pulley with a pulley non-adjustable belt, it is possible to variably drive the pump such as oil and water pump according to the engine exhaust energy amount state and the engine load condition.

도 1은 본 발명에 따른 차량용 엔진의 배기에너지 회수 장치를 나타내는 구성도,
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 차량용 엔진의 배기에너지 회수 장치의 일 실시예를 나타내는 개략도,
도 4는 본 발명에 따른 배기에너지 회수 장치의 동력전달벨트를 직사각형, 사다리꼴 등의 일반 벨트로 적용할 수 없음을 설명하는 개략도,
도 5는 본 발명에 따른 차량용 엔진의 배기에너지 회수 장치의 다른 실시예를 나타내는 개략도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a configuration diagram showing an exhaust energy recovery device for an engine for a vehicle according to the present invention;
2 and 3 are schematic views showing an embodiment of an exhaust energy recovery device for an automotive engine according to the present invention,
4 is a schematic view for explaining that the power transmission belt of the exhaust energy recovery device according to the present invention can not be applied as a general belt such as a rectangle or a trapezoid,
5 is a schematic view showing another embodiment of an exhaust energy recovery device for an automotive engine according to the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 엔진으로부터 배출되는 배기가스를 이용하여 회전동력을 회수하고, 회수된 동력으로 엔진오일 순환을 위한 오일펌프 및 엔진냉각수 순환을 위한 워터 펌프 등을 구동시킬 수 있도록 한 점에 주안점이 있다.The present invention is directed to recovering the rotational power by using the exhaust gas discharged from the engine of the present invention and driving an oil pump for circulating engine oil and a water pump for circulating engine cooling water by the recovered power.

먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 배기에너지 회수 장치에 대한 구성 및 작동 흐름을 첨부한 도 1 내지 도 4를 참조로 설명하면 다음과 같다.First, the configuration and operational flow of the exhaust energy recovery apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4 attached hereto.

엔진의 배기매니폴드(10)와 연결된 배기관(12)내에 배기가스의 배출압력에 의하여 회전하는 배기회전팬(14)을 설치하고, 그 회전축을 배기관(12)의 외부로 연장시킨다.An exhaust rotary fan 14 is provided in the exhaust pipe 12 connected to the exhaust manifold 10 of the engine and rotated by the discharge pressure of the exhaust gas to extend the rotary shaft to the outside of the exhaust pipe 12.

또한, 외부로 연장된 배기회전팬(14)의 회전축에 사다리꼴의 측면 형상을 갖는 구동용 가변풀리(20)를 동축으로 연결하고, 펌프류의 회전축에는 구동용 가변풀리(20)와 동일한 형상으로 된 종동용 가변풀리(22)를 동축으로 연결한다.Further, a drive variable pulley 20 having a trapezoidal side surface shape is coaxially connected to the rotation shaft of the exhaust rotation fan 14 extending to the outside, and the rotary shaft of the pump is formed with the same shape as the drive variable pulley 20 The driven variable pulley 22 is coaxially connected.

이때, 상기 구동형 가변풀리(20)는 배기계의 배기관(12)에 설치된 배기회전팬(14)에 연결된 것으로 설명하였지만, 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 구동형 가변풀리(20)의 회전축을 별도의 모터와 연결하거나, 또는 크랭크샤프트와 연결시킬 수 있다.In this case, the driving variable pulley 20 is connected to the exhaust rotary fan 14 installed in the exhaust pipe 12 of the exhaust system. However, in order to achieve the object of the present invention, To the motor of the crankshaft, or to the crankshaft.

상기 펌프류는 엔진오일 순환용 오일펌프 및 엔진냉각수 순환용 워터펌프를 비롯하여 흡기계 컴프레서를 포함하며, 서로 동축으로 연결된 오일펌프 및 워터펌프의 회전축에 종동용 가변풀리(22)가 함께 동축으로 연결되거나, 또는 종동형 가변풀리(22)를 흡기계 컴프레서의 출력축쪽에 연결시킬 수 있다. The pump includes an intake-air compressor including an oil pump for circulating an engine oil and a water pump for circulating engine cooling water, and an oil pump connected coaxially to each other and a variable-speed pulley 22 for driving are coaxially connected to the rotary shaft of the water pump Or the driven variable pulley 22 to the output shaft side of the intake machine compressor.

따라서, 상기 구동용 가변풀리(20)와 종동용 가변풀리(22)는 서로 동일한 형상으로 채택되되, 서로 반대방향으로 배열되면서 각 풀리면이 서로 균일한 간격으로 유지되는 상태가 된다.Therefore, the driving variable pulley 20 and the driven variable pulley 22 are adopted in the same shape, and are arranged in opposite directions so that the pulleys are maintained at uniform intervals.

여기서, 상기 구동용 가변풀리(20)와 종동용 가변풀리(22)의 풀리면은 동력전달수단(30)에 의하여 풀리비 조절 가능하게 연결되는 바, 본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 동력전달수단(30)은 구동용 가변풀리(20) 및 종동용 가변풀리(20)에 밀착되도록 단면이 사다리꼴 형상이면서 뫼비우스 형태로 된 동력전달벨트(32)로 채택된다.Here, the pulley surfaces of the driving variable pulley 20 and the driven variable pulley 22 are pulley-non-adjustably connected by the power transmitting means 30. According to an embodiment of the present invention, (30) is adopted as a power transmission belt (32) having a trapezoidal cross section and a Moebius shape so as to be in close contact with the drive variable pulley (20) and the driven variable pulley (20).

이때, 상기 동력전달벨트(32)를 사다리꼴 단면이면서 뫼비우스 형태로 채택한 이유는 첨부한 도 4에 도시된 바와 같이, 구동용 가변풀리(20)와 종동용 가변풀리(22)의 테이퍼진 풀리면은 서로 반대로 배열된 상태이므로, 직사각형, 사다리꼴 등의 일반 벨트로는 상호 연결이 불가능하기 때문이다.4, the tapered pulleys of the driving variable pulley 20 and the driven variable pulley 22 are arranged in a mutually mutually opposed relation to each other, This is because the belt is arranged in the opposite direction, so that it is impossible to interconnect the belt such as a rectangle or a trapezoid.

본 발명의 일 실시예에 따른 동력전달수단(30)으로 채택된 동력전달벨트(32)는 풀리비 조절수단(40)에 의하여 구동용 가변풀리(20) 및 종동용 가변풀리(22)의 풀리면을 따라 평행 이동 가능하게 장착되고, 이에 각 풀리의 풀리비가 조절되는 동시에 동력전달벨트의 동력전달비가 달라지게 된다.The power transmission belt 32 adopted as the power transmitting means 30 according to the embodiment of the present invention is driven by the pulley ratio adjusting means 40 to adjust the pulley ratio of the driving variable pulley 20 and the driven variable pulley 22, So that the pulley ratio of each pulley is adjusted and the power transmission ratio of the power transmission belt is varied.

이를 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 풀리비 조절수단(40)은 배기관(12)의 외부 차체 소정 위치에 장착되는 모터와 같은 액츄에이터(41)와, 액츄에이터(41)의 축에 일체로 연결된 스크류(42)를 포함하고, 특히 동력전달벨트(32)를 전진 또는 후진 이송시키기 위한 이송체(44)를 포함하여 구성된다.To this end, the pulley ratio adjusting means 40 according to an embodiment of the present invention includes an actuator 41 such as a motor mounted at a predetermined position of an external body of the exhaust pipe 12, an actuator 41 integrally connected to the shaft of the actuator 41 And a conveying member 44 for conveying the power transmission belt 32 forward or backward.

보다 상세하게는, 상기 이송체(44)는 직사각형 블럭 형태로서, 그 양측단부에 구동용 가변풀리(20)와 종동용 가변풀리(22) 간에 감아진 동력전달벨트(32)가 지나가도록 베어링이 내설된 관통홀(43)이 형성되고, 중앙부에 액츄에이터(41)의 스크류(42)가 관통 삽입된다.More specifically, the conveying member 44 is in the form of a rectangular block, and bearings (not shown) are provided at both ends of the conveying member 44 so that the power transmission belt 32 wound between the variable driving pulley 20 and the driven variable pulley 22 passes. The through hole 43 is formed and the screw 42 of the actuator 41 is inserted through the center.

여기서, 상기한 일 실시예에 따른 배기에너지 회수 장치의 작동 흐름을 살펴보면 다음과 같다.Hereinafter, an operation flow of the exhaust energy recovery device according to one embodiment will be described.

먼저, 엔진으로부터 배기가스가 배기매니폴드(10)를 거쳐 배기관(12)으로 배출될 때, 배기관(12)내에 장착된 배기회전팬(14)이 배기가스 압력에 의하여 회전을 하게 된다.First, when the exhaust gas is exhausted from the engine to the exhaust pipe 12 through the exhaust manifold 10, the exhaust rotary fan 14 mounted in the exhaust pipe 12 is rotated by the exhaust gas pressure.

상기 배기회전팬(14)이 회전을 하면, 구동용 가변풀리(20)가 회전을 하게 되고, 구동용 가변풀리(20)의 회전 동력이 동력전달벨트(32)에 의하여 종동형 가변풀리(22)로 전달된다.When the exhaust rotary fan 14 rotates, the drive variable pulley 20 rotates and the rotational power of the drive variable pulley 20 is transmitted to the driven variable pulley 22 ).

예를 들어, 동력전달벨트(32)가 구동용 가변풀리(20)의 가장 작은 직경과 종동형 가변풀리(22)의 가장 큰 직경 간에 연결된 상태이면, 구동용 가변풀리(20)와 종동형 가변풀리(22) 간의 동력전달 풀리비는 1:2 가 된다.For example, if the power transmission belt 32 is connected between the smallest diameter of the drive variable pulley 20 and the largest diameter of the idle variable pulley 22, the drive variable pulley 20 and the variable idle variable The power transmission pulley ratio between the pulleys 22 becomes 1: 2.

이러한 풀리비 1:2 상태에서, 풀리비 조절수단(40)의 액츄에이터(41)가 회전하는 동시에 스크류(42)가 제자리 회전을 하게 되면, 이송체(44)가 동력전달벨트(32)를 끌고가면서 반대쪽으로 직선 이동을 하게 된다.In this state of the pulley ratio 1: 2, when the actuator 41 of the pulley ratio adjustment means 40 rotates and the screw 42 rotates in place, the conveying body 44 draws the power transmission belt 32 And moves linearly to the opposite side.

예를 들어, 위와 같이 이동 완료된 동력전달벨트(32)가 구동용 가변풀리(20)의 가장 큰 직경과 종동형 가변풀리(22)의 가장 작은 직경 간에 연결된 상태이면, 구동용 가변풀리(20)와 종동형 가변풀리(22) 간의 동력전달 풀리비는 2:1 이 된다.For example, if the power transmission belt 32 that has been moved as described above is connected between the largest diameter of the drive variable pulley 20 and the smallest diameter of the driven variable pulley 22, The power transmission pulley ratio between the idler type variable pulley 22 and the idler type variable pulley 22 is 2: 1.

이와 같이, 풀리비 조절수단(40)에 의하여 동력전달벨트(32)가 직선 이동하여 위치 가변되면, 구동용 가변풀리(20)와 종동형 가변풀리(22) 간의 풀리비가 조절되는 동시에 동력전달비가 달라지게 된다.Thus, when the power transmission belt 32 linearly moves and changes its position by the pulley ratio adjustment means 40, the pulley ratio between the drive variable pulley 20 and the driven variable pulley 22 is adjusted and the power transmission ratio Will be different.

이에 따라, 종동형 가변풀리(22)로 전달된 회전동력은 종동형 가변풀리(22)와 동축으로 연결된 펌프류 즉, 엔진오일 순환용 오일펌프 및 엔진냉각수 순환용 워터펌프를 구동시키는 동력으로 활용될 수 있다.Accordingly, the rotational power transmitted to the driven variable pulley 22 is utilized as a power for driving the pump connected to the driven variable pulley 22 coaxially, that is, the oil pump for circulating engine oil and the water pump for circulating engine cooling water .

여기서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배기에너지 회수 장치에 대한 구성 및 작동 흐름을 첨부한 도 5를 참조로 설명하면 다음과 같다.Here, the configuration and operational flow of the exhaust energy recovery apparatus according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

상기한 일 실시예와 동일하게, 엔진의 배기매니폴드(10)와 연결된 배기관(12)내에 배기가스의 배출압력에 의하여 회전하는 배기회전팬(14)을 설치하고, 그 회전축을 배기관(12)의 외부로 연장시킨다.An exhaust rotary fan 14 is provided in the exhaust pipe 12 connected to the exhaust manifold 10 of the engine and rotated by the discharge pressure of the exhaust gas and the rotary shaft is connected to the exhaust pipe 12, As shown in Fig.

또한, 외부로 연장된 배기회전팬(14)의 회전축에 사다리꼴의 측면 형상을 갖는 구동용 가변풀리(20)를 동축으로 연결하고, 펌프류의 회전축에는 구동용 가변풀리(20)와 동일한 형상으로 된 종동용 가변풀리(22)를 동축으로 연결한다.Further, a drive variable pulley 20 having a trapezoidal side surface shape is coaxially connected to the rotation shaft of the exhaust rotation fan 14 extending to the outside, and the rotary shaft of the pump is formed with the same shape as the drive variable pulley 20 The driven variable pulley 22 is coaxially connected.

따라서, 상기 구동용 가변풀리(20)와 종동용 가변풀리(22)는 서로 동일한 형상으로 채택되되, 서로 반대방향으로 배열되면서 각 풀리면이 서로 균일한 간격으로 유지되는 상태가 된다.Therefore, the driving variable pulley 20 and the driven variable pulley 22 are adopted in the same shape, and are arranged in opposite directions so that the pulleys are maintained at uniform intervals.

본 발명의 다른 실시예에 따른 동력전달수단(30)으로서, 구동용 가변풀리(20) 및 종동용 가변풀리(22)에 동시에 밀착되는 마찰부재(34)가 채택된다.As the power transmitting means 30 according to another embodiment of the present invention, a friction member 34 which is in close contact with the driving variable pulley 20 and the driven variable pulley 22 simultaneously is employed.

즉, 상기 마찰부재(34)는 구동용 가변풀리(20) 및 종동용 가변풀리(22) 간의 거리와 동일한 직경으로 구비되어, 구동용 가변풀리(20) 및 종동용 가변풀리(22)에 동시에 밀착되면서 구동용 가변풀리(20)의 회전동력을 종동용 가변풀리(22)에 전달하는 역할을 하게 된다.That is, the friction member 34 is provided at the same diameter as the distance between the drive variable pulley 20 and the driven variable pulley 22, so that the drive variable pulley 20 and the driven variable pulley 22 And serves to transmit the rotational power of the driving variable pulley 20 to the driven variable pulley 22 while being closely attached thereto.

본 발명의 다른 실시예에 따른 동력전달수단(30)으로 채택된 마찰부재(34)도 풀리비 조절수단(40)에 의하여 구동용 가변풀리(20) 및 종동용 가변풀리(22)의 풀리면을 따라 평행 이동 가능하게 장착되고, 이에 각 풀리의 풀리비가 조절되는 동시에 마찰부재에 의한 동력전달비가 달라지게 된다.The friction member 34 employed as the power transmitting means 30 according to the other embodiment of the present invention is also driven by the pulley ratio adjusting means 40 to adjust the pulley surface of the drive variable pulley 20 and the driven variable pulley 22 So that the pulley ratio of each pulley is adjusted and the power transmission ratio by the friction member is different.

이를 위해, 본 발명의 다른 실시예에 따른 풀리비 조절수단(40)은 배기관(12)의 외부 차체 소정 위치에 장착되는 모터와 같은 액츄에이터(41)와, 액츄에이터(41)의 축에 일체로 연결된 스크류(42)를 포함하고, 특히 마찰부재(34)를 전진 또는 후진 이송시키기 위한 이송블럭(46)을 포함하여 구성된다.To this end, the pulley ratio adjusting means 40 according to another embodiment of the present invention includes an actuator 41 such as a motor mounted at a predetermined position of the external body of the exhaust pipe 12, an actuator 41 integrally connected to the shaft of the actuator 41 And a transfer block 46 for moving the friction member 34 forward or backward.

보다 상세하게는, 상기 이송블럭(46)은 구동용 가변풀리(20) 및 종동용 가변풀리(22)에 동시에 밀착되는 마찰부재(34)의 중앙부에 장착되는 것으로서, 마찰부재(34)의 중앙부에 베어링(45)을 매개로 삽입 장착되며, 또한 이송블럭(46)의 중심부에는 스크류(42)가 관통 삽입된다.More specifically, the transfer block 46 is mounted on a central portion of a friction member 34 closely contacted to a drive variable pulley 20 and a driven variable pulley 22, And a screw 42 is inserted through the center of the transfer block 46. The screw 42 is inserted into the center of the transfer block 46,

여기서, 상기한 구성으로 이루어진 본 발명의 다른 실시예에 따른 배기에너지 회수 장치에 작동 흐름을 살펴보면 다음과 같다.Hereinafter, an operation flow of the exhaust energy recovery apparatus according to another embodiment of the present invention will be described.

먼저, 엔진으로부터 배기가스가 배기매니폴드(10)를 거쳐 배기관(12)으로 배출될 때, 배기관(12)내에 장착된 배기회전팬(14)이 배기가스 압력에 의하여 회전을 하게 된다.First, when the exhaust gas is exhausted from the engine to the exhaust pipe 12 through the exhaust manifold 10, the exhaust rotary fan 14 mounted in the exhaust pipe 12 is rotated by the exhaust gas pressure.

상기 배기회전팬(14)이 회전을 하면, 구동용 가변풀리(20)가 회전을 하게 되고, 구동용 가변풀리(20)의 회전 동력이 마찰부재(34)에 의하여 종동형 가변풀리(22)로 전달된다.When the exhaust rotary fan 14 rotates, the drive variable pulley 20 rotates and the rotational power of the drive variable pulley 20 is transmitted to the driven variable pulley 22 by the friction member 34. [ Lt; / RTI >

예를 들어, 마찰부재(34)가 구동용 가변풀리(20)의 가장 작은 직경과 종동형 가변풀리(22)의 가장 큰 직경 간에 삽입 연결된 상태이면, 구동용 가변풀리(20)와 종동형 가변풀리(22) 간의 동력전달 풀리비는 1:2 가 된다.For example, if the friction member 34 is inserted and connected between the smallest diameter of the drive variable pulley 20 and the largest diameter of the idle variable pulley 22, the drive variable pulley 20 and the idling variable The power transmission pulley ratio between the pulleys 22 becomes 1: 2.

이러한 풀리비 1:2 상태에서, 풀리비 조절수단(40)의 액츄에이터(41)가 회전하는 동시에 스크류(42)가 제자리 회전을 하게 되면, 이송블럭(46)이 마찰부재(34)를 끌고가면서 반대쪽으로 직선 이동을 하게 된다.In this state of the pulley ratio 1: 2, when the actuator 41 of the pulley ratio adjustment means 40 rotates and the screw 42 rotates in place, the transfer block 46 pulls the friction member 34 It is moved to the opposite side.

예를 들어, 위와 같이 이동 완료된 마찰부재(34)가 구동용 가변풀리(20)의 가장 큰 직경과 종동형 가변풀리(22)의 가장 작은 직경 간에 연결된 상태이면, 구동용 가변풀리(20)와 종동형 가변풀리(22) 간의 동력전달 풀리비는 2:1 이 된다.For example, if the friction member 34 that has been moved as described above is connected between the largest diameter of the drive variable pulley 20 and the smallest diameter of the driven variable pulley 22, the drive variable pulley 20 The power transmission pulley ratio between the driven variable pulleys 22 is 2: 1.

이와 같이, 풀리비 조절수단(40)에 의하여 동력전달용 마찰부재(34)가 직선 이동하여 위치 가변되면, 구동용 가변풀리(20)와 종동형 가변풀리(22) 간의 풀리비가 조절되는 동시에 동력전달비가 달라지게 된다.As described above, when the power transmission friction member 34 linearly moves and changes its position by the pulley ratio adjustment means 40, the pulley ratio between the drive variable pulley 20 and the driven variable pulley 22 is adjusted, The transmission ratio will be different.

최종적으로, 종동형 가변풀리(22)로 전달된 회전동력은 종동형 가변풀리(22)와 동축으로 연결된 펌프류 즉, 엔진오일 순환용 오일펌프 및 엔진냉각수 순환용 워터펌프를 구동시키는 동력으로 활용될 수 있다.Finally, the rotational power transmitted to the driven variable pulley 22 is used as a power for driving a pump connected to the driven variable pulley 22 in a coaxial manner, that is, an oil pump for circulating engine oil and a water pump for circulating engine cooling water .

한편, 상기 배기관(12)의 배기회전팬(14)이 설치된 전후 위치는 보조배기관(16)에 의하여 상호 연결되고, 이 보조배기관(16)내에는 바이패스 밸브(18)가 장착된다.The front and rear positions where the exhaust rotary fan 14 of the exhaust pipe 12 is installed are interconnected by an auxiliary exhaust pipe 16 and a bypass valve 18 is mounted in the auxiliary exhaust pipe 16.

따라서, 엔진 RPM이 급상승하는 등의 이유로 엔진 부하 과다 상태가 되면, 배기가스 배출량이 증가하게 되므로, 이때 바이패스 밸브(18)를 열림으로 제어하여, 배기가스의 전부가 배기회전팬(14)이 설치된 배기관(12)을 통과하지 않고, 배기가스의 일부는 보조배기관(16)을 통하여 바이패스되면서 외부로 배기되도록 함으로써, 배기가스의 원할한 배출이 이루어질 수 있다.
Therefore, when the engine load becomes excessive due to a sudden increase in the engine RPM, the exhaust gas discharge amount increases. At this time, the bypass valve 18 is controlled to be opened so that all of the exhaust gas is exhausted from the exhaust rotary fan 14 A part of the exhaust gas is bypassed through the auxiliary exhaust pipe 16 and exhausted to the outside without passing through the installed exhaust pipe 12, so that the exhaust gas can be discharged satisfactorily.

10 : 배기매니폴드
12 : 배기관
14 : 배기회전팬
16 : 보조배기관
18 : 바이패스 밸브
20 : 구동용 가변풀리
22 : 종동용 가변풀리
30 : 동력전달수단
32 : 동력전달벨트
34 : 마찰부재
40 : 풀리비 조절수단
41 : 액츄에이터
42 : 스크류
43 : 관통홀
44 : 이송체
45 : 베어링
46 : 이송블럭
50 : 펌프류10: Exhaust manifold
12: Exhaust pipe
14: Exhaust rotating fan
16: auxiliary exhaust pipe
18: Bypass valve
20: Variable pulley for driving
22: Variable pulley for driving
30: Power transmission means
32: Power transmission belt
34: Friction member
40: pulley non-adjusting means
41: Actuator
42: Screw
43: Through hole
44:
45: Bearings
46: Feed block
50: Pumps

Claims (6)

삭제delete 엔진의 배기매니폴드(10)와 연결된 배기관(12)내에 장착되어, 배기가스에 의하여 회전하는 배기회전팬(14)과;
상기 배기회전팬(14)과 동축으로 연결되는 구동용 가변풀리(20)와;
펌프류와 동축으로 연결되는 종동용 가변풀리(22)와;
상기 구동용 가변풀리(20)와 종동용 가변풀리(22) 간에 풀리비 조절 가능하게 연결되는 동력전달수단(30)과;
상기 동력전달수단(30)을 구동용 가변풀리(20) 및 종동용 가변풀리(22)의 풀리비 조정 가능한 위치로 평행 이송시키기 위한 풀리비 조절수단(40);
를 포함하며,
상기 동력전달수단(30)은:
구동용 가변풀리(20) 및 종동용 가변풀리(22)에 밀착되도록 단면이 사다리꼴 형상이면서 뫼비우스 형태로 된 동력전달벨트(32)로 채택된 것을 특징으로 하는 차량용 엔진의 배기에너지 회수 장치.
An exhaust rotary fan (14) mounted in an exhaust pipe (12) connected to an exhaust manifold (10) of the engine and rotated by exhaust gas;
A driving variable pulley 20 connected coaxially with the exhaust rotary fan 14;
A driven variable pulley 22 connected coaxially with the pump;
A power transmission means (30) connected between the driving variable pulley (20) and the driven variable pulley (22) in a pulley-non-adjustable manner;
Pulley ratio adjusting means (40) for parallelly feeding the power transmitting means (30) to a position where the pulley ratio of the drive variable pulley (20) and the driven variable pulley (22) is adjustable;
/ RTI >
The power transmission means (30) comprises:
(32) having a trapezoidal cross section and a Moebius shape in cross section so as to be in close contact with the driving variable pulley (20) and the driven variable pulley (22).
청구항 2에 있어서,
상기 풀리비 조절수단(40)은:
배기관(12)의 외부 차체 소정 위치에 장착되는 액츄에이터(41)와;
액츄에이터(41)의 축에 일체로 연결된 스크류(42)와;
양측단부에 동력전달수단(30)의 동력전달벨트(32)가 지나가는 관통홀(43)이 형성되고, 중앙부에 스크류(42)가 관통 삽입되는 이송체(44);
으로 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 엔진의 배기에너지 회수 장치.
The method of claim 2,
The pulley ratio adjustment means (40) comprises:
An actuator (41) mounted at a predetermined position of an external body of the exhaust pipe (12);
A screw 42 integrally connected to the shaft of the actuator 41;
A conveying member 44 having through holes 43 through which the power transmission belt 32 of the power transmitting means 30 passes and both ends of which are inserted with screws 42 at the center thereof;
And an exhaust gas recirculation device for exhausting the exhaust gas.
청구항 2에 있어서,
상기 동력전달수단(30)은:
구동용 가변풀리(20) 및 종동용 가변풀리(22) 간의 거리와 동일한 직경으로 구비되어, 구동용 가변풀리(20) 및 종동용 가변풀리(22)에 동시에 밀착되는 마찰부재(34)로 채택된 것을 특징으로 하는 차량용 엔진의 배기에너지 회수 장치.
The method of claim 2,
The power transmission means (30) comprises:
Is adopted as the friction member 34 which is provided at the same diameter as the distance between the drive variable pulley 20 and the driven variable pulley 22 so as to be brought into close contact with the drive variable pulley 20 and the driven variable pulley 22 simultaneously Wherein the exhaust gas recirculation passage is formed in the exhaust passage.
청구항 2에 있어서,
상기 풀리비 조절수단(40)은:
배기관의(12) 외부 차체 소정 위치에 장착되는 액츄에이터(41)와;
액츄에이터(41)의 축에 일체로 연결된 스크류(42)와;
구동용 가변풀리(20) 및 종동용 가변풀리(22)에 동시에 밀착되는 마찰부재(34)의 중앙부에 베어링(45)을 매개로 삽입 장착되고, 중심부에는 스크류(42)가 관통 삽입되는 이송블럭(46);
으로 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 엔진의 배기에너지 회수 장치.
The method of claim 2,
The pulley ratio adjustment means (40) comprises:
An actuator (41) mounted at a predetermined position of the external body of the exhaust pipe (12);
A screw 42 integrally connected to the shaft of the actuator 41;
A bearing 45 is interposed between the driving variable pulley 20 and the driven variable pulley 22 at the center of the friction member 34 so as to be in close contact with the driving variable pulley 20 and the driven variable pulley 22. Simultaneously, (46);
And an exhaust gas recirculation device for exhausting the exhaust gas.
청구항 2에 있어서,
상기 배기관(12)의 배기회전팬(14)이 설치된 전후 위치 간에는 보조배기관(16)이 연결되고, 보조배기관(16)내에는 바이패스 밸브(18)가 장착된 것을 특징으로 하는 차량용 엔진의 배기에너지 회수 장치.The method of claim 2,
Characterized in that an auxiliary exhaust pipe (16) is connected between front and rear positions where the exhaust rotary fan (14) of the exhaust pipe (12) is installed, and a bypass valve (18) is mounted in the auxiliary exhaust pipe (16) Energy recovery device.
KR1020120135019A 2012-11-27 2012-11-27 Device for recovering waste exhaust gas energy of engine KR101428223B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120135019A KR101428223B1 (en) 2012-11-27 2012-11-27 Device for recovering waste exhaust gas energy of engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120135019A KR101428223B1 (en) 2012-11-27 2012-11-27 Device for recovering waste exhaust gas energy of engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140067585A KR20140067585A (en) 2014-06-05
KR101428223B1 true KR101428223B1 (en) 2014-08-07

Family

ID=51123780

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120135019A KR101428223B1 (en) 2012-11-27 2012-11-27 Device for recovering waste exhaust gas energy of engine

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101428223B1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19980026688U (en) * 1996-11-12 1998-08-05 박병재 Fan drive for radiator cooling
KR20070113450A (en) * 2006-05-24 2007-11-29 현대자동차주식회사 Control device of pulley ratio for cvt

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19980026688U (en) * 1996-11-12 1998-08-05 박병재 Fan drive for radiator cooling
KR20070113450A (en) * 2006-05-24 2007-11-29 현대자동차주식회사 Control device of pulley ratio for cvt

Also Published As

Publication number Publication date
KR20140067585A (en) 2014-06-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6205786B1 (en) Engine having increased boost at low engine speeds
JP6317371B2 (en) Internally connected engine turbocharger with continuously variable transmission
RU2354834C2 (en) Turbo-compound system
US8561403B2 (en) Super-turbocharger having a high speed traction drive and a continuously variable transmission
US7246490B2 (en) Internal combustion engine including a compressor and method for operating an internal combustion engine
EP1582716B1 (en) Continuously variable drive for superchargers
KR101234633B1 (en) System for correcting turbo lack
KR20140136992A (en) Electric energy generation using variable speed hybrid electric supercharger assembly
US9752496B2 (en) Turbocharger with electrically coupled fully variable turbo-compound capability and method of controlling the same
US20080256950A1 (en) Turbo Lag Reducer
US10082142B2 (en) Screw air compressor with bypass
WO2013046791A1 (en) Waste heat utilization apparatus
US9599198B2 (en) Device for transmitting mechanical torque between a driving member and a driven member, and air-compression system for supplying power to an engine using such a device
KR101428223B1 (en) Device for recovering waste exhaust gas energy of engine
JP6634014B2 (en) Supercharging device
KR101363014B1 (en) Internal combustion engine driven oil pressure machine and supercharger thereof
JP2002168201A (en) Engine driven hydraulic system
KR200410963Y1 (en) Supercharger of power charger engine
KR100788915B1 (en) Installation structure of power transmit for super charger
KR20200022955A (en) Heat pump system and method for controlling the same
KR101404278B1 (en) Actuator for turbochager
KR101774593B1 (en) Intake manifold structure
KR101673606B1 (en) Apparatus for improving performance of engine in vehicle
JP6383925B1 (en) Supercharger surplus power recovery device for internal combustion engine and ship
KR20020001313A (en) Super charger for car

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180730

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190729

Year of fee payment: 6