KR101695581B1 - 부스터를 포함하는 내연기관 - Google Patents

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KR101695581B1
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폴커 코르넬리우스
악셀 그뢰넨다이크
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폭스바겐 악티엔 게젤샤프트
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Abstract

본 발명은 내연기관의 작동 실린더들(12)로 미연소 가스를 공급하기 위한 미연소 가스 라인(14)을 포함하는 내연기관에 관한 것으로, 상기 미연소 가스 라인(14) 내에서, 급기 유닛의 바람직하게 제공된 압축기(20) 외에도, 급기 유닛의 압축기(20)의 하류에서 급기 덕트(22) 내에 기계 구동식 압축기(26)가 배치된다. 이 경우, 급기 덕트(22) 내에는 공기 조절/차단 밸브(24)가 배치되고, 상기 공기 조절/차단 밸브(24)의 위치에 따라 급기 덕트(22) 내 가스 흐름이 완전히 또는 부분적으로 기계 구동식 압축기(26)를 경유하거나 기계 구동식 압축기(26)를 지나쳐서 흐른다.

Description

부스터를 포함하는 내연기관{INTERNAL COMBUSTION ENGINE COMPRISING A BOOSTER}
본 발명은, 특허 청구항 제1항의 전제부에 따른, 내연기관의 작동 실린더들로 연소 공기를 공급하기 위한 미연소 가스 라인을 포함하는 내연기관에 관한 것으로, 미연소 가스 라인의 급기 덕트(air-charge duct) 내에 기계 구동식, 특히 전기 구동식 압축기가 배치된다.
DE 102 02 146 B4호로부터 배기가스 터보차저를 구비한 내연기관이 공지되었는데, 여기서는 미연소 가스 라인 내에서 급기 유닛(구체적으로는 배기가스 터보차저)의 압축기의 상류에 전기 구동식 압축기가 배치된다. 소형 압축기에서 충분한 공기 유량을 달성하기 위해, 구동 가능한 추가 플랩 밸브를 구비한 압축기를 위한 바이패스 채널이 제공된다. 그러나 플랩 밸브는 미연소 가스 라인 내에서 압력 손실을 야기한다.
피벡+토이브너(Vieweg+Teubner) 출판사의 "자동차 공학 편람" 제27판(2011년)의 479쪽에서는, 배기가스 터보 과급의 준정상 작동(quasi-stationary operation)을 위해, 높은 정격 출력용으로 설계된 배기가스 터보차저의 응답 거동을 전기 구동식 유동 압축기("부스터")와의 직렬연결을 통해 개량하는 점이 공지되었다. 2개의 유동 압축기의 직렬연결을 통해 가용 특성도 영역이 확장된다. 부스터는 유동 방향으로 배기가스 터보차저의 상류 또는 하류에 포지셔닝될 수 있다. 바이패스는, 부스터가 이송하지 않을 때, 부스터의 우회를 허용한다. 이런 시스템의 가능한 작동 방식 중 하나는, 엔진의 저속 회전속도 범위에서 과도 작동 단계들에서만 전기 구동 단을 작동하는 것이다.
EP 1 974 136 B1호에는, 터보차저의 압축기의 하류에서, 흡입 라인이 스로틀 밸브를 포함하는 제1 채널과, 추가 스로틀 밸브뿐만 아니라 이 스로틀 밸브의 하류에 배치된 압축기를 포함하여 상기 제1 채널을 우회하는 바이패스 채널로 분할되는 분기가 형성되어 있는, 과급형 디젤 엔진이 공개되어 있다. 상기 두 채널은 후속하는 급기 냉각기의 상류에서 다시 공통 흡입 라인 내로 연통된다. 추가로 압축기와 스로틀 밸브 사이에서 고압 배기가스 재순환 채널이 바이패스 채널 내로 연통된다. 그에 따라, 배기가스 재순환은 압축기가 스위치-온되어야만 실시된다. 그러나 상기 압축기가 갑작스러운 부하 상승 시 실린더들의 추가적인 공기 충전을 보장하기 위해서만 이용된다면, 상기 배치 구조는 적합하지 않는데, 그 이유는 그러한 부하 상태에서는 소량의 배기가스만이 재순환되기 때문이다.
또한, DE 10 2010 060 060 A1호로부터는, 공기 흡입 라인 내에서 이 공기 흡입 라인으로부터 분기되는 바이패스 채널의 영역에 배치되는 3방향 스로틀 밸브가 공지되어 있다. 바이패스 채널은, 배기가스 재순환에 따른 배기가스가 유입될 수 있는 개구부를 갖는다. 상기 배기가스는 바이패스 채널 내에서 공기에 의해 휩쓸려 유동되어 바이패스 채널의 입구를 통해 다시 흡입 라인 내에 도달한다. 제1 위치에서 상기 스로틀 밸브는 흡입 라인을 실질적으로 폐쇄하며, 더욱 정확하게 말하면 전체 공기가 바이패스 채널 내로 유입되는 방식으로 폐쇄한다. 이는 엔진의 회전속도가 저속인 조건에서 배기가스 재순환율의 증대를 위해 이용된다. 이와 반대되는 스로틀 위치에서는 바이패스 채널 및 흡입 라인 내로의 공기 유량이 동시에 조절된다고 한다. 추가 전기 압축기를 포함한 과급 내연기관들을 위한 흡입 시스템들에 대한 제어에 대해서는 공개되어 있지 않다.
본 발명의 과제는, 내연기관의 미연소 가스 라인의 급기 덕트 내로의 기계 구동식, 특히 전기 구동식 압축기의 결합을 개량하는 것이다.
상기 과제는 청구항 제1항의 특징부의 특징들을 갖는 전술한 유형의 내연기관을 통해 해결된다. 본 발명에 따른 내연기관을 작동시키기 위한 방법은 청구항 제15항의 대상이다. 본 발명의 바람직한 구현예들은 추가 청구항들에 기술되어 있다.
그 외에, 전술한 유형의 내연기관의 경우, 본 발명에 따라 급기 덕트 내에 공기 조절/차단 밸브가 배치되고, 이 공기 조절/차단 밸브의 위치에 따라 급기 덕트 내 가스 흐름이 완전히 또는 부분적으로 기계 구동식 압축기를 경유하거나, 기계 구동식 압축기를 지나쳐서 유동한다. 이때, 기계 구동식 압축기는 공기 조절/차단 밸브에 대해 병렬로 배치될 수 있다.
이는, 기계 구동식 압축기를 위한 바이패스 기능을 위해 기계 구동식 압축기의 우회를 위한 추가 부품이 필요한 것이 아니라, 추가 바이패스 채널 내에서 체크 밸브의 압력 의존적인 자가 제어 기능 대신, 추가 바이패스 채널 없이 기존 공기 조절/차단 밸브의 제어 기능이 활용될 수 있다는 장점을 갖는다. 이와 동시에, 한편으로 공기 조절/차단 밸브를 통해, 그리고 다른 한편으로는 기계 구동식 압축기를 통해 두 미연소 가스 경로를 폐쇄된 상태로 유지할 수 있는 가능성이 제공될 수 있다.
기계 구동식 압축기의 활성화 또는 비활성화의 관점에서, 내연기관으로의 기계 구동식 압축기의 매우 유연한 연결은, 대개 기계 구동식 압축기가 전기 구동식 압축기로 구현됨으로써 달성된다.
바람직하게 급기 유닛은 배기가스 터보차저, 특히 웨이스트 게이트-배기가스 터보차저이거나, 가변 터빈 기하구조를 갖는 배기가스 터보차저이다.
추가로 기계 구동식 압축기를 위한 바이패스 플랩 밸브로서의 공기 조절/차단 밸브의 매우 효과적이면서도 간단하게 실현되는 제어 기능은, 공기 조절/차단 밸브가 기계 구동식 압축기가 통합된 바이패스의 유입구와 배출구 사이에서 기계 구동식 압축기에 대해 병렬로 급기 덕트의 한 섹션을 선택적으로 개방하거나 폐쇄하는 방식으로, 공기 조절/차단 밸브가 배치 및 설계됨으로써 달성된다.
공기 조절/차단 밸브를 엔진 근처에 배치하는 점은, 공기 조절/차단 밸브가 기계 구동식 압축기가 통합된 바이패스의 배출구(및 그에 따라 급기 덕트의 주 채널 내부로의 바이패스의 입구)를 선택적으로 개방하거나 폐쇄하는 방식으로, 공기 조절/차단 밸브가 배치 및 설계됨으로써 달성된다.
기계 구동식 압축기를 위한 바이패스 플랩 밸브로서 공기 조절/차단 밸브의 매우 신뢰성 있는 추가 기능은, 공기 조절/차단 밸브가 기계 구동식 압축기가 통합된 바이패스의 유입구(및 그에 따라 급기 덕트의 주 채널 외부로의 바이패스의 배출 위치)를 선택적으로 개방하거나 폐쇄하는 방식으로, 공기 조절/차단 밸브가 배치 및 설계됨으로써 달성된다.
본 발명에 따른 내연기관의 바람직한 구현예에 따라서, 기계 구동식 압축기는 급기 덕트 섹션을 우회하는 바이패스 채널 내에 통합될 수 있으며, 공기 조절/차단 밸브는,
- 바이패스 채널(54)의 배출구(36)의 상류에서, 그리고 바이패스 채널(54)의 유입구(34)의 하류에서 급기 덕트 섹션(32)을 폐쇄하는 제1 위치로 변위될 수 있고,
- 바이패스 채널(54)의 배출구(36)의 하류에서, 또는 바이패스 채널(54)의 유입구(34)의 상류에서 급기 덕트 섹션(32)을 폐쇄하는 제2 위치로 변위될 수 있다.
상기 내연기관을 작동하기 위한 한 방법에 따라, (내연기관의 연소 엔진의 작동 중에) 기계 구동식 압축기가 스위치-온된 경우, 가스 흐름의 추가 압축을 위해 공기 조절/차단 밸브가 제1 위치로 변위될 수 있고, 그럼으로써 모든 가스 흐름은 기계 구동식 압축기를 경유하여 안내되며, 내연기관의 연소 엔진이 작동이 중지되면 공기 조절/차단 밸브는 제2 위치로 변위될 수 있고, 그럼으로써 연소 엔진으로 향하는 가스 흐름의 공급은 완전히 중단되며 연소 엔진의 의도하지 않은 디젤링(dieseling)이 방지된다.
또한, 특히 바람직하게 공기 조절/차단 밸브는, 급기 덕트 섹션을 적어도 부분적으로 릴리스하는 하나 이상의, 바람직하게는 복수의 제3 위치로 더 변위될 수 있다. (정의된) 제3 위치로 공기 조절/차단 밸브가 변위됨으로써, 연소 엔진으로 공급되는 가스 흐름의 제어가 수행될 수 있다.
그에 따라, 단일 공기 조절/차단 밸브에 의해, 기계 구동식 압축기를 급기 덕트 내로 연결하거나 급기 덕트로부터 배제하는 점뿐만 아니라, 연소 엔진으로 공급되는 가스 흐름을 제어하고 내연기관의 연소 엔진의 디젤링을 방지하기 위해 급기 덕트를 완전하게 폐쇄하는 점도 실현될 수 있다.
또한, 공기 조절/차단 밸브에 의해, (고압) 배기가스 재순환부를 경유하여 안내되는 배기가스의 유량도 영향을 받을 수 있으며, 이를 위해 바람직하게는 공기 조절/차단 밸브의 하류에서 상응하는 (고압) 배기가스 재순환 채널이 급기 덕트 내로 연통된다. 이 경우, 상기 영향은, 공기 조절/차단 밸브를 통해 각각의 위치에 따라 결정되는 상이한 압력 강하를 통해 수행된다.
공기 조절/차단 밸브는, 바람직하게 공기 조절/차단 밸브의 플랩 샤프트가 압축기의 유동 하우징의 배출구를 형성하는 바이패스 채널 섹션의 반경 방향 외측 벽부의 연장부 내에 배치되도록 포지셔닝된다. 따라서 간단한 방식으로 두 폐쇄 위치가 실현될 수 있다. 추가로, 공기 조절/차단 밸브를 통해 바이패스 채널로부터 바이패스 채널과 공기 조절/차단 밸브의 플랩 몸체 사이의 중간 공간부 내로의 역류가 방지될 수 있다.
공기 조절/차단 밸브의 플랩 샤프트는 바람직하게는 중심에서, 다시 말하면 상응하는 채널 횡단면의 면적 중심을 통과하여 연장되는 방식으로 급기 덕트 내에 배치된다. 그에 따라, 채널 횡단면이 원형인 경우, 반경 방향 배치가 제공된다. 그 결과, 가스 흐름의 정확한 제어 가능성이 구현될 수 있다.
본 발명에 따른 내연기관의 바람직한 구현예에 따라, 공기 조절/차단 밸브는 자신의 제1 위치에서, 압축기의 유동 하우징의 배출구를 형성하며 만곡되어 연장되는 바이패스 채널 섹션의 반경 방향 외측 벽 섹션으로서 바이패스 채널 내 유동을 제한하는 상기 벽 섹션의 연장부 내에 배치될 수 있다. 그 결과, 와류 형성이 방지될 수 있고, 그럼으로써 유동 저항이 감소할 수 있다.
마찬가지로 와류 형성의 방지를 위해, 입구의 영역에서 바이패스 채널 섹션의 중심 종축은 급기 덕트 섹션의 중심 종축에 대해 경사지게 배치될 수 있다. 또한 그로 인해, 스로틀 밸브가 (부분적으로) 개방된 경우(제3 위치) 사전 설정된 유동 방향의 반대 방향으로 압축기로 향하는 미연소 가스의 유입이 방지될 수 있거나, 적어도 감소할 수 있다. 이 경우, 바람직하게는, 공기 조절/차단 밸브가 바이패스 채널의 배출구에, 또는 그 근처에 배치된다면, 바이패스 채널 섹션은 유동 방향으로 급기 덕트 섹션의 중심 종축에 대해 경사지게 정렬된다. 따라서, 이와 반대로, 공기 조절/차단 밸브가 바이패스 채널의 유입구에, 또는 그 근처에 배치된다면, 바람직하게는 바이패스 채널 섹션은 유동 방향의 반대 방향으로 급기 덕트 섹션의 중심 종축에 대해 경사지게 정렬될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 내연기관의 역시 바람직한 구현예에 따라서, 공기 조절/차단 밸브는 제1 위치 및 제2 위치에서 급기 덕트 섹션의 중심 종축에 상대적으로 경사지게 배치될 수 있다. 그 결과, 바람직하게는 급기 덕트 섹션의 벽부 상에 공기 조절/차단 밸브를 우수한 밀폐성으로 안착시킬 수 있다.
그 밖에도, 바람직하게 제1 위치에서의 공기 조절/차단 밸브와 급기 덕트 섹션의 중심 종축 사이의 각도는 급기 덕트 섹션의 중심 종축과 바이패스 채널 섹션의 중심 종축 사이의 각도보다 최대 10°만큼 더 작을 수 있다. 그 결과, 가스 흐름이 바이패스 채널로부터 배출될 때 급기 덕트 섹션의 방향으로 약간만 편향되는 점이 달성될 수 있다. 그 결과, 유동 저항이 감소할 수 있다.
바람직하게는, 급기 덕트 섹션 내로 연통되는 바이패스 채널 섹션의 하우징이 급기 덕트 섹션의 하우징 및 압축기의 유동 하우징과 일체형으로 형성될 수 있다. 그 결과, 특히 (적어도) 급기 덕트 섹션과 기계 구동식 압축기와 공기 조절/차단 밸브를 통합하는 급기 덕트의 하나의 구성 유닛을 위한 조립 비용이 절감될 수 있다.
바람직하게는, 공기 조절/차단 밸브가 전동식 액추에이터를 통해 작동될 수 있으며, 그 결과 공기 조절/차단 밸브의 조정 정밀성이 제공될 수 있다.
본 발명에 따른 내연기관은 스파크 점화식 또는 자기 착화식 내연기관일 수 있다. 내연기관은 4행정 내연기관 및/또는 피스톤 내연기관일 수 있다. 특히 내연기관은 3개, 4개, 5개 또는 6개의 실린더를 포함할 수 있다.
바람직하게 본 발명에 따른 내연기관은 자동차에서, 특히 (무궤도) 육상 차량에서 이용될 수 있다.
본 발명은 하기에서 도면들에 따라서 더 상세하게 설명된다.
도 1은 본 발명에 따른 내연기관의 바람직한 제1 실시예의 개략적 블록선도이다.
도 2는 본 발명에 따른 내연기관의 바람직한 제2 실시예의 개략적 블록선도이다.
도 3은 도 1에 따른 바람직한 제1 실시예를 위한 급기 덕트 내에서 공기 조절/차단 밸브 및 기계 구동식 압축기의 예시에 따른 배치 구조의 개략적 블록선도이며, 공기 조절/차단 밸브는 기계 구동식 압축기를 위한 나비형 밸브로서 "배기가스 터보차저 및 기계 구동식 압축기를 이용한 2단 모드"의 작동 위치에 위치되어 있다.
도 4는 도 3에 따른 배치 구조의 개략적 블록선도이며, 공기 조절/차단 밸브는 기계 구동식 압축기를 위한 나비형 밸브로서 "배기가스 터보차저 모드만"의 작동 위치에 위치되어 있다.
도 5는 도 3에 따른 배치 구조의 개략적 블록선도이며, 공기 조절/차단 밸브는 자신의 실질적인 기능과 관련하여 "스로틀링부터 완전한 작동 중지까지"의 작동 위치에 위치되어 있다.
도 6은 도 2에 따른 바람직한 제2 실시예를 위한 급기 덕트 내에서 공기 조절/차단 밸브 및 기계 구동식 압축기의 예시에 따른 배치 구조의 개략적 블록선도이며, 공기 조절/차단 밸브는 기계 구동식 압축기를 위한 나비형 밸브로서 "배기가스 터보차저 및 기계 구동식 압축기를 이용한 2단 모드"의 작동 위치에 위치되어 있다.
도 7은 도 6에 따른 배치 구조의 개략적 블록선도이며, 공기 조절/차단 밸브는 기계 구동식 압축기를 위한 나비형 밸브로서 "배기가스 터보차저 모드만"의 작동 위치에 위치되어 있다.
도 8은 도 6에 따른 배치 구조의 개략적 블록선도이며, 공기 조절/차단 밸브는 자신의 실질적인 기능과 관련하여 "스로틀링부터 완전한 작동 중지까지"의 작동 위치에 위치되어 있다.
도 9는 본 발명에 따른 내연기관의 제3 실시예의 개략적 블록선도이다.
도 10은 급기 덕트 섹션과 전기 구동식 압축기와 급기/차단 밸브를 통합하는 어셈블리를 도시한 사시도이다.
도 11a ~ 도 11c는 급기/차단 밸브의 3가지 플랩 위치를 갖는 도 10에 따른 어셈블리의 일부분을 절단하여 각각 도시한 단면도이다.
도 1에 도시된 본 발명에 따른 내연기관의 바람직한 제1 실시예는 작동 실린더들(12), 여기서는 예시로서 5개의 작동 실린더(12)를 구비하는 연소 엔진의 엔진 블록(10)을 포함하며, 각각의 작동 실린더(12)는 미연소 가스 라인(14) 및 배기 라인(16)과 유체 안내 방식으로 연결된다. 내연기관은 급기 유닛으로서 배기 라인(l6) 내에 배치된 터빈(18) 및 미연소 가스 라인 내에 배치된 압축기(20)를 구비한 배기가스 터보차저를 포함한다. 압축기(20)의 하류에 위치하는 미연소 가스 라인(14)의 섹션은 급기 덕트(22)로서 지칭된다. 급기 덕트(22) 내에는 공기 조절/차단 밸브(24)가 배치된다. 이런 공기 조절/차단 밸브는, 각각의 위치에 따라서 급기 덕트(22)의 유동 횡단면을 변경하거나, 또는 완전히 폐쇄하는 제어 가능한 플랩 밸브를 포함하여, 공기 조절을 위해, 그리고 내연기관의 작동 중지를 위해 이용된다. 미연소 가스 라인(14) 내에서 압축기(20)의 상류에는 공기 필터(21)가 배치된다. 배기 라인(16) 내에서 터빈(18)의 하류에는 예컨대 촉매 컨버터 및/또는 파티큘레이트 필터를 포함하는 배기가스 후처리 장치(23)가 배치된다. 도면 부호 25로서 미연소 가스 라인(14)의 매니폴드가 개략적으로 도시되어 있고, 도면 부호 27로서 배기 라인(16)의 배기 매니폴드가 개략적으로 도시되어 있다. 매니폴드(25)는 흡기 매니폴드라고도 지칭될 수 있다. 급기 냉각기는 매니폴드(25) 내에 통합되거나 수용될 수 있다.
본 발명에 따라서, 급기 덕트(22) 내에는, 하기에서 "부스터"로 지칭되는 기계 구동식 압축기(26)가 추가로 공기 조절/차단 밸브(24)에 대해 병렬로 배치된다. 이 경우, 부스터(26)의 유입구(34)는 공기 조절/차단 밸브(24)의 상류에서 급기 덕트(22)와, 또는 공기 조절/차단 밸브(24)와 유체 안내 방식으로 연결되며, 그리고 부스터(26)의 배출구(36)는 공기 조절/차단 밸브(24)의 하류에서 급기 덕트(22)와, 또는 매니폴드(25)와 유체 안내 방식으로 연결된다. 이런 부스터(26)는 작동 실린더들(12)로 공급되는 미연소 가스를 추가로 압축하기 위해 이용되며, 그리고 예컨대 전기 모터에 의해 구동된다. 그러나 미연소 가스 라인(14) 또는 급기 덕트(22) 내에서 미연소 가스의 질량 유량이 높은 경우, 부스터(26)는 높은 유동 저항을 야기할 수도 있으며, 이와 동시에 배기가스 터보차저는 충분한 급기 압력을 제공할 수 있다. 그러므로 내연기관의 상기 유형의 작동 단계들에서, 부스터(26)는 작동 중지되고, 미연소 가스는 상기 부스터를 지나쳐서 안내된다.
공기 조절/차단 밸브(24)에 대해 병렬로 부스터(26)를 본 발명에 따라 배치하는 것을 통해, 부스터(26)를 위한 상응하는 바이패스 밸브를 포함하는 추가의 바이패스 채널이 필요한 것이 아니라, 그 대신, 미연소 가스의 질량 유량이 부스터(26)를 지나쳐서 안내되고 부스터(26)가 작동 중지되는 바이패스 기능을 위해 공기 조절/차단 밸브(24)가 이용될 수 있다.
부스터(26)를 위한 나비형 밸브 또는 바이패스 밸브로서 공기 조절/차단 밸브(24)의 추가적인 이용은 하기에서 도 3 내지 도 5에 따라서 설명된다. 도 3 내지 도 5에서 기능이 동일한 부재들은 도 1에서와 동일한 도면 부호들로 표시되어 있으며, 그러므로 그 설명에 대해서는 도 1의 전술한 기술내용이 참조된다. 도 3 내지 도 5에는, 급기 덕트(22)와 공기 조절/차단 밸브(24)와 부스터(26)를 포함하는, 도 1에 도시된 내연기관의 절개 부분이 도시되어 있다. 도면 부호 28은 배기가스 터보차저의 압축기(20)에서 유래하는 급기 덕트(22)의 섹션을 표시하고, 도면 부호 30은 내연기관의 실린더들(12)로 이어지는 급기 덕트(22)의 섹션을 표시한다. 화살표들은 미연소 가스 질량 유량(38)의 유동 방향을 식별 표시한 것이다.
도 3에서, 공기 조절/차단 밸브(24)는, 부스터(26)를 위한 나비형 밸브로서의 자신의 기능과 관련하여, 배기가스 터보차저 및 부스터(26)를 이용한 2단 모드를 위한 위치를 취한다. 달리 말하면, 미연소 가스 흐름(38)은 부스터(26)를 경유하여 안내되며, 그럼으로써 미연소 가스는 배기가스 터보차저의 압축기(20)에 의해서뿐만 아니라 부스터(26)에 의해서도 압축된다. 이런 공기 조절/차단 밸브(24)의 위치는, 배기가스 흐름이 적거나, 또는 미연소 가스 흐름(38)이 적은 경우 급기 덕트(22) 내에서 높은 급기 압력이 요구되는 내연기관의 작동 단계들에서 바람직하다. 부스터(26)를 지나쳐 안내하는 급기 덕트(22)의 섹션은 공기 조절/차단 밸브(24)에 의해 최대한 유체 기밀 방식으로 폐쇄된다.
도 4에서, 공기 조절/차단 밸브(24)는, 부스터(26)를 위한 나비형 밸브로서의 자신의 기능과 관련하여, 배기가스 터보차저만을 이용한 전용 모드를 위한 위치를 취한다. 여기서 미연소 가스 흐름(38)은 완전히 부스터(26)를 지나쳐서 안내되고, 부스터(26)는 작동이 중지된다. 상기 공기 조절/차단 밸브(24)의 위치는, 다량의 배기가스 흐름 또는 미연소 가스 흐름이 존재하는 내연기관의 작동 단계들에서 바람직하다. 여기서 배기가스 터보차저는 압축기(20)로 급기 덕트(22) 내에서 요구되는 급기 압력을 생성하기에 충분한 출력을 갖는다. 다른 한편으로, 다량의 미연소 가스 흐름(38)으로 인해, 부스터(26)는 큰 장애가 될 수도 있으면서 급기 압력의 상응하는 손실을 수반하는 의도치 않은 유동 저항을 의미할 수도 있다.
도 5에서, 공기 조절/차단 밸브(24)는, 자신의 실질적인 기능과 관련하여, 내연기관의 스로틀링 또는 완전한 작동 중지를 위한 위치를 취한다. 급기 덕트(22)를 경유하여 부스터(26)를 지나치기도 하고, 부스터(26) 자체를 경유하기도 하는 유체 안내 경로는 공기 조절/차단 밸브(24)를 통해 실질적으로 완전히 차단된다.
도 2에 도시되어 있는 본 발명에 따른 내연기관의 바람직한 제2 실시예의 경우, 기능이 동일한 부재들은 도 1과 도 3 내지 도 5에서와 동일한 도면 부호들로 표시되어 있으므로, 이와 관련한 설명은 도 1과 도 3 내지 도 5의 전술한 기술내용을 참조한다. 도 2에 따른 바람직한 제2 실시예의 경우, 부스터(26)는, 이 부스터(26)의 유입구(34)가 공기 조절/차단 밸브(24)의 상류에서 급기 덕트(22)와 유체 안내 방식으로 연결되고, 부스터(26)의 배출구(36)는 공기 조절/차단 밸브(24)의 하류에서 급기 덕트(22)와, 또는 공기 조절/차단 밸브(24)와 유체 안내 방식으로 연결되는 방식으로, 공기 조절/차단 밸브(24)에 대해 병렬로 배치된다.
또한, 이미 도 1에 따라서 앞서 기술한 바람직한 제1 실시예의 경우처럼, 공기 조절/차단 밸브(24)에 대해 병렬로 부스터를 본 발명에 따라 배치하는 점을 통해, 부스터(26)를 위한 상응하는 바이패스 밸브를 포함하는 추가 바이패스 채널이 필요한 것이 아니라, 그 대신, 미연소 가스의 질량 유량이 부스터(26)를 지나쳐서 안내되고 부스터(26)는 작동 중지되는 바이패스 기능을 위해 공기 조절/차단 밸브(24)가 이용될 수 있다.
바람직한 제2 실시예에서 부스터(26)를 위한 나비형 밸브 또는 바이패스 밸브로서 공기 조절/차단 밸브(24)의 추가 이용은 하기에서 도 6 내지 도 8에 따라서 설명된다. 도 6 내지 도 8에서, 기능이 동일한 부재들은 도 1 내지 도 5에서와 동일한 도면 부호들로 표시되어 있으므로, 이와 관련한 설명은 도 1 내지 도 5의 전술한 기술내용을 참조한다. 도 6 내지 도 8에는, 급기 덕트(22)와 공기 조절/차단 밸브(24)와 부스터(26)를 포함하는, 도 2에 도시된 내연기관의 절개 부분이 도시되어 있다. 도면 부호 28은 배기가스 터보차저의 압축기(20)에서 유래하는 급기 덕트(22)의 섹션을 표시하고, 도면 부호 30은 내연기관의 실린더들(12)로 이어지는 급기 덕트(22)의 섹션을 표시한다. 화살표들은 미연소 가스 흐름(38)의 유동 방향을 식별 표시한 것이다.
도 6에서, 공기 조절/차단 밸브(24)는, 부스터(26)를 위한 나비형 밸브로서의 자신의 기능과 관련하여, 배기가스 터보차저 및 부스터(26)를 이용한 2단 모드를 위한 위치를 취한다. 달리 말하면, 미연소 가스 흐름(38)은 부스터(26)를 경유하여 안내되며, 그럼으로써 미연소 가스는 배기가스 터보차저의 압축기(20)에 의해서뿐만 아니라 부스터(26)에 의해서도 압축된다. 이런 공기 조절/차단 밸브(24)의 위치는, 배기가스 흐름이 낮거나, 또는 미연소 가스 흐름(38)이 낮은 경우 급기 덕트(22) 내에서 높은 급기 압력이 요구되는 내연기관의 작동 단계들에서 바람직하다. 부스터(26)를 지나쳐 안내하는 급기 덕트(22)의 섹션은 공기 조절/차단 밸브(24)에 의해 최대한 유체 기밀 방식으로 폐쇄된다.
도 7에서, 공기 조절/차단 밸브(24)는, 부스터(26)를 위한 나비형 밸브로서의 자신의 기능과 관련하여, 배기가스 터보차저만을 이용한 전용 모드를 위한 위치를 취한다. 여기서 미연소 가스 흐름(38)은 완전하게 부스터(26)를 지나쳐서 안내되고 부스터(26)는 작동 중지된다. 이런 공기 조절/차단 밸브(24)의 위치는, 다량의 배기가스 흐름 또는 다량의 미연소 가스 흐름이 존재하는 내연기관의 작동 단계들에서 바람직하다. 여기서 배기가스 터보차저는, 압축기(20)로 급기 덕트(22) 내에서 요구되는 급기 압력을 생성하기에 충분한 출력을 갖는다. 다른 한편으로, 다량의 미연소 가스 질량 유량(38)으로 인해 부스터(26)는 큰 장애일 수도 있으면서 급기 압력의 상응하는 손실을 수반하는 의도치 않은 유동 저항을 의미할 수도 있다. 부스터(26)의 배출구(36)는 공기 조절/차단 밸브(24)에 의해 최대한 유체 기밀 방식으로 폐쇄된다.
도 8에서, 공기 조절/차단 밸브(24)는, 자신의 실질적인 기능과 관련하여, 내연기관의 스로틀링 또는 완전한 작동 중지를 위한 위치를 취한다. 급기 덕트(22)를 경유하는 유체 안내 경로는 부스터(26)의 하류에서 공기 조절/차단 밸브(24)를 통해 부분적으로, 또는 실질적으로 완전하게 차단되거나, 최대한 유체 기밀 방식으로 폐쇄된다.
선택에 따라서, 도 4 또는 도 7에 따라서 작동 중지된 부스터(26)의 경우에 (도 1과 도 3 내지 도 5에 따른 제1 실시예의 경우) 부스터(26)의 배출구(36)를 폐쇄하거나, (도 2와 도 6 내지 도 8에 따른 제2 실시예의 경우) 부스터(26)의 유입구(34)를 폐쇄하는 폐쇄 메커니즘이 추가로 제공된다.
축을 중심으로 회동 가능한 플랩 밸브로서 형성되는 공기 조절/차단 밸브(24)의 경우, 도 3에 따른, 또는 도 6, 도 7 및 도 8에 따른 상태들의 경우, 최대한 높은 유체 기밀성을 생성하기 위해 정지부들이 제공된다.
도 9에 도시된, 본 발명에 따른 내연기관의 실시예서는 미연소 가스 공급 시스템을 통해 배기가스와 공기로 이루어져 조절되는 양의 혼합기가 공급된다. 이를 위해, 공기 필터(21)를 통해 주변 공기가 흡입되며, 이 주변 공기는, 엔진 블록(10)으로부터 재순환되어 저압 배기가스 재순환 채널(48)에서 배출되는 배기가스 흐름과 혼합된다. 이런 미연소 가스는 배기가스 터보차저의 압축기(20)를 경유하여 급기 덕트(22) 내에 도달하며, 이 급기 덕트(22)에서 급기 덕트 섹션(32) 내에는 미연소 가스를 조절하면서 급기 냉각기(40)를 통해 엔진 블록(10)으로 공급하는 공기 조절/차단 밸브(24)가 배치된다. 엔진 블록(10)에서 배출된 배기가스는 바로 후속하여 배기가스 라인(42)을 경유하여 배기가스 터보차저의 터빈(18)에 도달하는데, 이 터빈은 내부에 웨이스트 게이트 밸브(46)가 배치되어 있는 바이패스 라인(44)을 통해 우회될 수 있다. 터빈(18)의 하류에서 배기가스는 미도시된 배기가스 후처리 장치를 통해 외부로 흐르거나, 배기가스 냉각기(50) 및 배기가스 재순환 밸브(52)가 내부에 배치되어 있는 저압 배기가스 재순환 채널(48) 내로 유입된다.
급기 덕트(22)로부터, 급기 덕트 섹션(32)의 상류에서 바이패스 채널(54)이 분기되며, 이 바이패스 채널 내에는 전기 구동식 압축기("부스터")(26)가 통합되어 있다. 바이패스 채널(54)은 공기 조절/차단 밸브(24)의 영역에서 급기 덕트 섹션(32) 내로 연통된다. 그에 상응하게, 미연소 가스는, 공기 조절/차단 밸브(24)가 개방되고 부스터(26)가 작동 중지된 경우, 급기 덕트 섹션(32)을 관류하는데, 그 이유는 그럴 때 부스터(26)의 유동 저항이 급기 덕트 섹션(32)의 유동 저항보다 더 높기 때문이다. 이 경우, 엔진 블록(10)으로 공급되는 미연소 가스 흐름의 조절은 공기 조절/차단 밸브(24)의 상이한 "개방된" 위치들을 통해 수행될 수 있다.
내연기관에 대한 부하 요구가 단시간에 강하게 증가하는 경우, 배기가스 터보차저는 지연되어 비로소 상응하는 급기 압력을 제공할 수 있다는 문제가 발생하는데, 그 이유는 이를 위해 우선 그에 상응하게 증가된 배기가스 흐름이 터빈(18)을 관류해야만 하기 때문이다. 이런 내연기관의 작동 상태들에서, 부스터(26)를 작동 개시하는 동시에, 공기 조절/차단 밸브(24)가 바이패스 채널(54)의 배출구의 상류에서 급기 덕트 섹션(32)을 폐쇄함으로써 실질적으로 모든 미연소 가스가 부스터(26)를 경유하여서도 안내되고, 이와 동시에 추가로 압축되는 (제1) 위치로 공기 조절/차단 밸브(24)가 변위된다. 그 결과, 엔진 블록(10)으로 단시간에 필요한 급기 압력이 제공된다.
그 밖에도, 터빈(18)의 상류에서 배기 라인으로부터, 배기가스 냉각기(58)뿐만 아니라 재순환되는 배기가스량을 조절하기 위한 배기가스 재순환 밸브(60)가 그 내부에 배치되어 있는 고압 배기가스 재순환 채널(56)이 분기된다. 고압 배기가스 재순환 채널(56)은 급기 덕트 섹션(32)의 하류에서 짧은 이격 간격에서 급기 덕트(22) 내로 연통된다. 특히 저부하 혹은 중간 부하로 내연기관이 작동되는 동안, 공기 조절/차단 밸브(24)의 조정을 통해 공기 조절/차단 밸브(24)에 의한 압력 강하가 증가할 수 있으며, 그럼으로써 이 경우 고압 배기가스 재순환 채널(56)의 입구의 영역에서 계속 감소하는 압력(부압)의 결과로서 증가하는 배기가스 흐름이 엔진 블록(10)으로 재순환될 수 있게 된다.
도 10에는, 급기 덕트 섹션(32)과, 부스터(26)와, 급기/차단 밸브(24)를 통합하는 어셈블리가 도시되어 있다. , 도면에서는 확인할 수 없는 압축기 임펠러가 내부에 배치된 부스터(26)의 유동 하우징(62)은 급기 덕트 섹션(32)을 형성하는 하우징(78)과 일체형으로 형성된다. 도시된 실시예에서, 바이패스 채널 섹션(64)은, 압축기 임펠러를 수용하는 유동 하우징(62)의 압축기 챔버를 급기 덕트 섹션(32)과 연결한다. 이 경우, 바이패스 채널 섹션은, 공기 조절/차단 밸브의 영역에서 급기 덕트 섹션(32) 내로 연통되는 바이패스 채널(54)의 배출구이며, 이 배출구는 압축기 챔버에 대해 접선으로 배치된다.
추가로, 전기 모터(68)가 내부에 통합되고 커버(70)를 통해 나사들(72)에 의해 폐쇄되는 액추에이터 하우징(66)은 급기 덕트 섹션(32)의 하우징(78)과, 그에 따라서 유동 하우징(62)과도 일체형으로 형성된다. 전기 모터(68)는 플러그 커넥터(124)를 통해 전류를 공급받을 수 있다. 액추에이터 하우징(66)은 전기 모터(68), 이 전기 모터(68)와 공기 조절/차단 밸브(24) 사이의, 도면에서는 확인할 수 없는 기어 장치, 및 커버(70)와 함께 플랩 샤프트(76)의 회전 구동을 위한 하나의 전기 액추에이터(74)를 형성하고, 플랩 샤프트는 급기 덕트 섹션(32)의 하우징(78)을 각각 중앙 및 반경 방향으로 관통하며, 플랩 샤프트 상에는 공기 조절/차단 밸브(24)가 회전 고정 방식으로 고정된다. 따라서 공기 조절/차단 밸브(24)는 급기 덕트 섹션(32)을 하류에 배치되는 측(80)과 상류에 배치되는 측(82)으로 분리한다. 전기 모터(68)를 통해 공기 조절/차단 밸브(24)는 급기 덕트 섹션(32) 내에서 여러 위치로 회전될 수 있다. 공기 조절/차단 밸브(24)는 플랩 샤프트(76)를 통해 2개의 반부(110, 112)로 분리된다.
부스터(26)의 유입 포트(86)의 플랜지(84)는 급기 덕트 섹션(32)의 하우징(78)의 플랜지(88)의 평면에 대해 약간만 경사진 평면에 위치하며, 그럼으로써 측면으로부터의 접근성이 제공되어, 어셈블리의 조립이 간소화될 수 있다. 플랜지(84)에서 시작하여 유입 포트(86)가 약간 만곡되며, 그럼으로써 미연소 가스는 대략 축 방향으로 부스터(26)의 압축기 챔버 내로 유입된다.
마찬가지로 유동 하우징(62) 상에서 유입 포트(86)에 대향하여 위치하는 면 상에도 플랜지(90)가 액추에이터(74)의 커버(70)의 고정 표면에 상대적으로 극미하게만 형성되고, 상기 플랜지 상에는 유동 하우징(62)의 하우징 부재(92)가 고정되고, 상기 하우징 부재 내에는 압축기 임펠러를 구동하여, 도면에서는 확인할 수 없는 샤프트를 구동하는, 도면에서는 확인할 수 없는 전기 모터가 배치되며, 상기 샤프트 상에는 압축기 임펠러가 회전 고정 방식으로 고정된다. 따라서 액추에이터(74)의 전기 모터(68), 부스터(26)의 전기 모터, 및 대응하는 하우징 부재들(66, 92)의 조립도 또한 동일한 방향으로부터 수행될 수 있다.
유동 하우징(62)은 부스터(26)의 전기 모터의 수용을 위해 하우징 부재(92)와 함께 압축기 하우징(94)을 형성하고, 이 압축기 하우징 내에는 또한 과열로부터 전기 모터(78)의 보호를 위해 냉각제 채널(96)이 형성되며, 이 냉각제 채널은 냉각제 유입 포트(98)를 통해 냉각제를 공급받고, 이 냉각제는 냉각제 배출 포트(100)를 통해 다시 배출된다.
상기 유형의 냉각은 액추에이터 하우징(66)을 위해서도 제공되며, 이를 위해 액추에이터 하우징은 과열로부터 전기 액추에이터(74)를 보호하는 냉각제 채널(102)을 형성한다. 여기서도 액추에이터 하우징(66) 상에 냉각제 유입 포트(104) 및 냉각제 배출 포트(106)가 형성된다. 냉각제 채널들(96, 102)은 냉각 회로 내에 통합될 수 있고, 이를 위해 특히 급기 냉각기(40)의 냉각제 라인(108)과 연결될 수 있다(도 9 참조).
도 11a 내지 도 11c에는, 급기 덕트 섹션(32) 내에서 공기 조절/차단 밸브(24)의 여러 위치가 도시되어 있다.
도 11a에서, 공기 조절/차단 밸브(24)는 본 발명에 따른 제3 위치를 나타내는 최대한 가장 많이 개방된 위치를 취한다. 이 경우, 급기 덕트 섹션(32)의 하류에 배치되는 측(80)과 상류에 배치되는 측(82) 사이에 유체 안내 연결이 존재한다. 공기 조절/차단 밸브(24)의 상기 제3 위치는, 부스터가 작동 개시되지 않을 때 액추에이터(74)에 의해 제어된다. 그런 다음 정지하는 부스터(26)의 압축기 임펠러를 통해, 바이패스 채널(54) 내의 유동 저항이 급기 덕트 섹션(32) 내에서보다 명백히 더 높음으로써, 미연소 가스는 실질적으로 급기 덕트 섹션(32)을 경유하여 엔진 블록(10)에 도달하게 된다. 공기 조절/차단 밸브(24)를 회동시킴으로써, 그러나 이 공기 조절/차단 밸브를 도 11b 및 도 11c에 도시된 폐쇄 위치로 변위시키지는 않음으로써, 엔진 블록(10)에 도달한 미연소 가스 흐름이 제어될 수 있고, 이와 동시에 공기 조절/차단 밸브(24)의 하류에서 급기 덕트(22) 내로 연통되는 고압 배기가스 재순환 채널(56) 내의 압력 강하가 강화될 수 있으며, 그럼으로써 상대적으로 더 높은 배기가스 비율이 엔진 블록(10)으로 재순환될 수 있게 된다.
도 11b에서, 공기 조절/차단 밸브(24)는 급기 덕트 섹션(32)을 폐쇄하는 제1 위치에 도시되어 있다. 이런 제1 위치에서, 급기 덕트 섹션(32)은 실질적으로 완전하게 폐쇄되며, 그럼으로써 급기 덕트 섹션(32)의 하류에 배치되는 측(80)과 상류에 배치되는 측(82) 사이의 직접적인 유체 안내 연결은 중단되지만, 그 연결은 바이패스 채널(54)을 통해 제공된다. 공기 조절/차단 밸브(24)의 제1 반부(110)는 상기 제1 위치에서 바이패스 채널 섹션(64)의 배출구(116)의 상류에서 급기 덕트 섹션(32)의 내벽(114) 쪽에 안착된다. 또한, 공기 조절/차단 밸브(24)의 제1 반부(110)는 공기 조절/차단 밸브(24)의 제2 반부(112)에 상대적으로 상류에 위치한다. 상기 제1 위치에서 공기 조절/차단 밸브(24)에 의해 펼쳐져 형성되는 플랩 표면이 급기 덕트 섹션(32)의 중심 종축(118)에 상대적으로 취하는 각도는, 바이패스 채널 섹션(64)의 중심 종축(120)이 급기 덕트 섹션(32)의 중심 종축(118)과 이루는 각도보다 약 5°더 작다. 그에 따라, 공기 조절/차단 밸브(24)는 바이패스 채널 섹션(64)으로부터 급기 덕트 섹션(32)의 방향으로 경사져서 연장되면서, 바이패스 채널 섹션(64)의 반경 방향 외측 벽 섹션(122)을 연장시킨다.
부스터(26)가 단시간 강하게 증가하는 내연기관에 대한 부하 요구로 인해 작동 개시되어 부스터(26)를 통해 배기가스 터보차저의 급기 압력 형성의 지연이 보상되어야 하는 경우, 공기 조절/차단 밸브(24)의 제1 위치가 조정된다. 이 공기 조절/차단 밸브(24)의 위치에서, 엔진 블록(10)으로 공급되는 미연소 가스 흐름의 제어는 부스터(26)의 회전속도를 통해 수행될 수 있다.
내연기관의 연소 엔진의 작동이 설정되면, 공기 조절/차단 밸브(24)는 도 11c에 도시되고 급기 덕트 섹션(32)을 폐쇄하는 제2 위치로 변위된다. 이 위치에서, 공기 조절/차단 밸브(24)는 이 공기 조절/차단 밸브(24)의 제2 반부(112)로써 급기 덕트 섹션(32)의 내벽(114) 쪽에 안착되지만, 그러나 이는 이번에는 바이패스 채널 섹션(64)의 하류에서 수행된다. 그에 따라 미연소 가스는 직접적으로 급기 덕트 섹션(32) 및 바이패스 채널(54) 중 어느 쪽을 경유하여서도 엔진 블록(10) 쪽으로 유동할 수 없다. 그 결과, 작동 중지 후에 의도하지 않은 점화를 통한 연소 엔진의 디젤링이 신뢰성 있게 방지될 수 있다.
그에 따라, 내연기관의 본 발명에 따른 구현예를 통해, 공지된 연소 엔진들에 제공된 다수의 스로틀 밸브의 다양한 기능들이 단일 공기 조절/차단 밸브(24)에 의해 실현된다. 상기 공기 조절/차단 밸브는, 고압 배기가스 재순환 채널(56) 내에서 미연소 가스 조절 및 압력 강하 조절을 위한 나비형 밸브로서, 급기 덕트(22) 내로 부스터(26)가 통합된 바이패스 채널(54)의 필요에 따른 통합을 위한 전환부로서 이용되며, 차단 밸브로서는 내연기관의 연소 엔진의 디젤링을 방지한다. 그럼으로써 본 발명에 따라, 부품 개수가 감소하여 제조 비용 및 조립 비용이 절감되는 내연기관이 실현될 수 있다.
10 엔진 블록
12 작동 실린더
14 미연소 가스 라인
16 배기 라인
18 터빈
20 압축기
21 공기 필터
22 급기 덕트
23 배기가스 후처리 장치
24 공기 조절/차단 밸브
25 미연소 가스 라인(14)의 매니폴드
26 기계 구동식 압축기/부스터
27 배기 라인(16)의 배기 매니폴드
28 배기가스 터보차저의 압축기(20)에서 유래하는 급기 덕트(22) 섹션
30 내연기관의 실린더들(12)로 이어지는 급기 덕트(22) 섹션
32 급기 덕트 섹션
34 부스터(26)의 유입구
36 부스터(26)의 배출구
38 미연소 가스 흐름
40 급기 냉각기
42 배기가스 라인
44 바이패스 라인
46 웨이스트 게이트 밸브
48 저압 배기가스 재순환 채널
50 배기가스 냉각기
52 배기가스 재순환 밸브
54 바이패스 채널
56 고압 배기가스 재순환 채널
58 배기가스 냉각기
60 배기가스 재순환 밸브
62 부스터의 유동 하우징
64 바이패스 채널 섹션
66 액추에이터 하우징
68 전기 모터
70 커버
72 나사
74 액추에이터
76 플랩 샤프트
78 급기 덕트 섹션의 하우징
80 급기 덕트 섹션의 하류에 배치되는 측
82 급기 덕트 섹션의 상류에 배치되는 측
84 플랜지
86 유입 포트
88 플랜지
90 플랜지
92 유동 하우징의 하우징 부재
94 압축기 하우징
96 냉각제 채널
98 냉각제 유입 포트
100 냉각제 배출 포트
102 냉각제 채널
104 냉각제 유입 포트
106 냉각제 배출 포트
108 냉각제 라인
110 공기 조절/차단 밸브의 제1 반부
112 공기 조절/차단 밸브의 제2 반부
114 급기 덕트 섹션의 내벽
116 바이패스 채널 섹션의 배출구
118 급기 덕트 섹션의 중심 종축
120 바이패스 채널 섹션의 중심 종축
122 벽 섹션
124 플러그 커넥터

Claims (15)

  1. 내연기관의 작동 실린더들(12)로 미연소 가스(38)를 공급하기 위한 미연소 가스 라인(14)을 포함하는 내연기관으로서, 미연소 가스 라인(14)의 급기 덕트(22) 내에 기계 구동식 압축기(26)가 배치되는, 내연기관에 있어서,
    상기 급기 덕트(22) 내에 공기 조절/차단 밸브(24)가 배치되고, 이 공기 조절/차단 밸브(24)의 위치에 따라 급기 덕트(22) 내 가스 흐름이 완전히 또는 부분적으로 기계 구동식 압축기(26)를 경유하거나 기계 구동식 압축기(26)를 지나쳐서 흐르고,
    기계 구동식 압축기(26)는 급기 덕트 섹션(32)을 우회하는 바이패스 채널(54) 내에 통합되며, 공기 조절/차단 밸브(24)는,
    - 바이패스 채널(54)의 배출구(36)의 상류에서, 그리고 바이패스 채널(54)의 유입구(34)의 하류에서 상기 급기 덕트 섹션(32)을 폐쇄하는 제1 위치로 변위될 수 있고,
    - 바이패스 채널(54)의 배출구(36)의 하류에서, 또는 바이패스 채널(54)의 유입구(34)의 상류에서 상기 급기 덕트 섹션(32)을 폐쇄하는 제2 위치로 변위될 수 있는 것을 특징으로 하는, 미연소 가스 라인을 포함하는 내연기관.
  2. 제1항에 있어서, 미연소 가스 라인(14) 내에서 기계 구동식 압축기(26)의 상류에 급기 유닛의 압축기(20)가 배치되는 것을 특징으로 하는, 미연소 가스 라인을 포함하는 내연기관.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 공기 조절/차단 밸브(24)는, 기계 구동식 압축기(26)가 통합된 바이패스 채널(54)의 유입구(34)와 배출구(36) 사이에서 기계 구동식 압축기(26)에 대해 병렬로 급기 덕트 섹션(32)을 선택적으로 개방하거나 폐쇄하는 방식으로, 배치 및 설계되는 것을 특징으로 하는, 미연소 가스 라인을 포함하는 내연기관.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 공기 조절/차단 밸브(24)는, 상기 기계 구동식 압축기(26)가 통합된 바이패스 채널(54)의 배출구(36)를 선택적으로 개방하거나 폐쇄하는 방식으로, 배치 및 설계되는 것을 특징으로 하는, 미연소 가스 라인을 포함하는 내연기관.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 공기 조절/차단 밸브(24)는, 기계 구동식 압축기(26)가 통합된 바이패스 채널(54)의 유입구(34)를 선택적으로 개방하거나 폐쇄하는 방식으로, 배치 및 설계되는 것을 특징으로 하는, 미연소 가스 라인을 포함하는 내연기관.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서, 공기 조절/차단 밸브(24)는 급기 덕트 섹션(32)을 적어도 부분적으로 릴리스하는 제3 위치로 변위될 수 있는 것을 특징으로 하는, 미연소 가스 라인을 포함하는 내연기관.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 공기 조절/차단 밸브(24)의 하류에서 고압 배기가스 재순환 채널(56)이 급기 덕트(22) 내로 연통되는 것을 특징으로 하는, 미연소 가스 라인을 포함하는 내연기관.
  9. 제1항에 있어서, 공기 조절/차단 밸브(24)는 자신의 제1 위치에서, 유동 하우징(62)의 배출구를 형성하며 만곡되어 연장되는 바이패스 채널 섹션(64)의 반경 방향 외측 벽 섹션으로서 바이패스 채널(54) 내 유동을 제한하는 상기 벽 섹션(122)의 연장부 내에 배치되는 것을 특징으로 하는, 미연소 가스 라인을 포함하는 내연기관.
  10. 제9항에 있어서, 바이패스 채널 섹션(64)은 급기 덕트 섹션(32)의 중심 종축(118)에 대해 경사진 형태로 상기 급기 덕트 섹션 내로 연통되는 것을 특징으로 하는, 미연소 가스 라인을 포함하는 내연기관.
  11. 제1항에 있어서, 공기 조절/차단 밸브(24)는 제1 위치 및 제2 위치에서 급기 덕트 섹션(32)의 중심 종축(118)에 상대적으로 경사지게 배치되는 것을 특징으로 하는, 미연소 가스 라인을 포함하는 내연기관.
  12. 제1항에 있어서, 제1 위치에 있는 공기 조절/차단 밸브(24)와 급기 덕트 섹션(32)의 중심 종축(118) 사이의 각도는 상기 급기 덕트 섹션(32)의 중심 종축(118)과 바이패스 채널 섹션(64)의 중심 종축(120) 사이의 각도보다 최대 10°만큼 더 작은 것을 특징으로 하는, 미연소 가스 라인을 포함하는 내연기관.
  13. 제1항에 있어서, 급기 덕트 섹션(32) 내로 연통되는 바이패스 채널 섹션(64)의 하우징이 상기 급기 덕트 섹션(32)의 하우징(78) 및 기계 구동식 압축기(26)의 유동 하우징(62)과 일체형으로 형성되는 것을 특징으로 하는, 미연소 가스 라인을 포함하는 내연기관.
  14. 제1항 또는 제2항에 있어서, 공기 조절/차단 밸브(24)는 전동식 액추에이터(74)를 통해 작동될 수 있는 것을 특징으로 하는, 미연소 가스 라인을 포함하는 내연기관.
  15. 제1항에 따른 내연기관을 작동하는 방법에 있어서,
    가스 흐름의 추가 압축을 위한 기계 구동식 압축기(26)가 스위치-온되면, 공기 조절/차단 밸브(24)는 제1 위치로 변위되고, 내연기관의 연소 엔진의 작동이 정지되면 상기 공기 조절/차단 밸브(24)는 제2 위치로 변위되는, 내연기관의 작동 방법.
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