KR101890947B1 - Exhaust gas recirculation system for supercharging type internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

본 발명은 터보차저 시스템을 구비한 내연기관에서 배기가스 재순환 시스템을 효과적으로 구현할 수 있는 과급 내연기관의 배기가스 재순환 장치에 관한 것이다. 본 발명은, 실린더 헤드의 배기 측에 복수의 실린더(111, 112, 113,...)마다 독립적인 배출 통로를 제공하는 제1차 배기관(121, 122, 123,...)을 연결하고; 제1차 배기관(121, 122, 123,...)의 말단에는, 제1차 배기관(121, 122, 123,...)으로부터 배출되는 배기가스를 한데 모으는 용적을 제공하는 배기 리저버(130)가 형성되며; 배기 리저버(130)로부터 배기가스를 외부로 배출시키기 위한 통로인 제2차 배기관(140)을 연결하고; 제2차 배기관(140)의 경로 상에 과급용 터보차저(150)를 설치하며; 각각의 제1차 배기관(121, 122, 123,...)마다, 배기가스의 일부를 취입하기 위한 EGR 인출관로(181, 182, 183,...)를 분기하고, 각각의 EGR 인출관로(181, 182, 183,...)의 말단을 EGR 메인 관로(190)에 접속하며; 각각의 EGR 인출관로(181, 182, 183,...)마다 리드 밸브(201, 202, 203,...)를 설치하여, 각 실린더(111, 112, 113,...)마다 배출되는 배기가스의 펄스 파의 압력을 받아 각각 개폐되도록 하고; EGR 메인 관로(190) 상에 EGR 쿨러(200)와 EGR 밸브(210)를 설치하며; EGR 메인 관로(190)의 말단을 터보차저(150)의 압축기(152) 출구로부터 실린더 헤드의 흡기 측까지 형성되는 흡기공급 경로 상에 연결한 것이다.The present invention relates to an exhaust gas recirculation system for a supercharged internal combustion engine capable of effectively implementing an exhaust gas recirculation system in an internal combustion engine having a turbocharger system. The present invention is characterized in that first exhaust pipes (121, 122, 123, ...) for providing independent exhaust passages for a plurality of cylinders (111, 112, 113, ...) are connected to the exhaust side of a cylinder head ; At the ends of the first exhaust pipes 121, 122, 123, ..., there are provided an exhaust reservoir 130 (first exhaust pipe) for collecting the exhaust gas discharged from the first exhaust pipes 121, 122, 123, ); Connecting a second exhaust pipe (140) which is a passage for discharging the exhaust gas from the exhaust reservoir (130) to the outside; Installing a supercharging turbocharger (150) on the path of the second exhaust pipe (140); 182 for blowing a part of the exhaust gas are branched for each of the first exhaust pipes 121, 122, 123, ..., and each of the EGR discharge pipes 181, 182, 183, (181, 182, 183, ...) to the EGR main duct (190); The reed valves 201, 202, 203, ... are provided for the respective EGR withdrawal conduits 181, 182, 183, ... so as to be discharged to the respective cylinders 111, 112, 113, Receiving the pressure of the pulse wave of the exhaust gas to open and close, respectively; The EGR cooler 200 and the EGR valve 210 are installed on the EGR main pipe 190; The end of the EGR main duct 190 is connected to the intake air supply path formed from the outlet of the compressor 152 of the turbocharger 150 to the intake side of the cylinder head.

Figure R1020120122488
Figure R1020120122488

Description

과급 내연기관의 배기가스 재순환 장치{EXHAUST GAS RECIRCULATION SYSTEM FOR SUPERCHARGING TYPE INTERNAL COMBUSTION ENGINE}[0001] EXHAUST GAS RECIRCULATION SYSTEM FOR SUPERCHARGING TYPE INTERNAL COMBUSTION ENGINE [0002]

본 발명은 과급 내연기관의 배기가스 재순환 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 배기가스의 에너지를 이용하여 흡기를 압축하여 공급하는 터보차저 시스템을 구비한 내연기관에서 배기가스 재순환 시스템을 효과적으로 구현할 수 있는 과급 내연기관의 배기가스 재순환 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust gas recirculation system for a supercharged internal combustion engine, and more particularly, to an exhaust gas recirculation system capable of effectively implementing an exhaust gas recirculation system in an internal combustion engine having a turbocharger system for compressing and supplying intake air using energy of exhaust gas To an exhaust gas recirculation apparatus of a supercharging internal combustion engine.

질소산화물(NOx)을 연소 과정에서부터 줄이기 위한 선처리 기술인 배기가스 재순환(EGR, Exhaust Gas Recirculation) 시스템은, 배기가스의 일부를 흡기와 함께 연소실로 재순환시켜 혼합기 속의 산소 농도를 줄이고 간접적으로 연소를 방해하여 연소온도를 낮춤으로써 질소산화물의 발생을 억제한다.The exhaust gas recirculation (EGR) system, which is a pretreatment technology for reducing NOx from the combustion process, recirculates a part of the exhaust gas to the combustion chamber together with the intake air to reduce the oxygen concentration in the mixture and indirectly prevent combustion And the generation of nitrogen oxides is suppressed by lowering the combustion temperature.

최근에는 점점 높아지는 배출가스 규제에 대응하여 배기가스 재순환 회로에 냉각기(EGR Cooler)를 장착하는 방법을 사용하는데, 이는 연소실로 공급되는 배기가스의 온도를 낮춤으로써 연소의 온도를 더욱 낮추어 질소산화물 발생을 더욱 효과적으로 억제하는 한편, 흡기 밀도를 높여 연소효율을 보전하는 효과도 부차적으로 얻을 수 있도록 하고 있다.In recent years, a method of mounting a cooler (EGR cooler) in the exhaust gas recirculation circuit in response to increasing exhaust gas regulations has been used, which reduces the temperature of the exhaust gas supplied to the combustion chamber to further lower the combustion temperature, The effect of suppressing the combustion efficiency more effectively while enhancing the intake density and consequently the combustion efficiency can be obtained.

또한, 터보차저는, 배기가스의 에너지를 이용하여 터빈을 회전시키고 터빈의 회전에 의해 압축기를 구동하여 에어 클리너를 통과한 흡기를 압축하여 연소실에 공급함으로써 흡기의 밀도를 높이고 충전효율을 높여 출력을 증가시킨다.Also, the turbocharger rotates the turbine using the energy of the exhaust gas, drives the compressor by the rotation of the turbine, compresses the intake air passing through the air cleaner, and supplies the compressed air to the combustion chamber to increase the density of the intake air, .

도 1은 종래의 일반적인 펄스 방식의 터보차저를 구비하는 내연기관의 배기가스 재순환 시스템을 보여주는 것이다.1 shows an exhaust gas recirculation system of an internal combustion engine provided with a conventional general-type turbocharger.

도 1에 도시된 바와 같이, 펄스 방식의 터보차저 시스템은, 복수의 실린더를 구비하는 엔진(1)으로부터 복수의 배기 다기관(2)이 인출되고, 복수의 배기 다기관(2)의 배출통로(4)로부터 배기관(6)을 연결하며, 배기관(6)에는 터보차저(8)의 터빈(8a)을 설치하고 있다.1, a pulse-type turbocharger system includes a plurality of exhaust manifolds 2 drawn out from an engine 1 having a plurality of cylinders, and a plurality of exhaust manifolds 2 of a plurality of exhaust manifolds 2 And the exhaust pipe 6 is provided with a turbine 8a of the turbocharger 8. The exhaust pipe 6 is connected to the exhaust pipe 6 through a pipe 6a.

또한, 터보차저(8)의 압축기(8b)를 통해 흡기를 압축하여 인터쿨러(10)에서 냉각한 후 흡기관(12)으로 보내고, 흡기관(12)에서 흡기 챔버(14)로 보낸 후 흡기 다기관(16)을 통해 엔진(1)의 각 실린더에 공급하도록 구성되어 있다.The intake air is compressed through the compressor 8b of the turbocharger 8 and is cooled in the intercooler 10 and then sent to the intake pipe 12. The intake pipe 12 is sent from the intake pipe 12 to the intake chamber 14, To the respective cylinders of the engine (1) through the cylinder (16).

배기가스 재순환 시스템은, 상기의 배기관(6)과 흡기관(12) 사이에 배기가스 재순환 라인(20)을 연결하고, 배기가스 재순환 라인(20)에 재순환 밸브(22), 재순환 가스 냉각기(24) 및 리드 밸브(reed valve)(26)를 설치한 것이다.The exhaust gas recirculation system includes an exhaust gas recirculation line 20 connected between the exhaust pipe 6 and the intake pipe 12, a recirculation valve 22, a recirculating gas cooler 24 And a reed valve 26 are provided.

이는, 엔진 컨트롤러에 의해 재순환 밸브(22)를 개방하면 배기가스의 일부가 재순환 라인(20)의 재순환 가스 냉각기(24)를 통과하여 냉각된 후 리드 밸브(26)를 거쳐 흡기관(12)으로 들어가 터보차저(8)에서 공급되는 과급공기에 섞여 실린더로 들어가도록 되어 있다. 리드 밸브(26)는 흡기관(12)으로부터 배기가스 재순환 라인(20)으로 흡기가 역류하는 것을 방지하고, 배기가스 재순환 라인(20)의 배기 압력이 흡기관(12)의 흡기 압력보다 높을 때에 열려 배기가스가 흡기관(12)으로 들어가도록 하는 것이다.This is because when the recirculation valve 22 is opened by the engine controller, a part of the exhaust gas is cooled by passing through the recirculating gas cooler 24 of the recirculation line 20 and then flows through the reed valve 26 to the intake pipe 12 And is introduced into the cylinder by being mixed with the supercharging air supplied from the turbocharger (8). The reed valve 26 prevents the intake air from flowing backward from the intake pipe 12 to the exhaust gas recirculation line 20 and when the exhaust pressure of the exhaust gas recirculation line 20 is higher than the intake pressure of the intake pipe 12 So that the exhaust gas flows into the intake pipe 12.

그런데 도 2와 같이 정적(定積, constant volume) 방식의 터보차저를 사용하는 엔진에서는 흡기압력보다 높은 배기압력이 형성되는 기간이 사라지기 때문에 배기가스를 흡기에 공급하기가 곤란하다.However, as shown in FIG. 2, in an engine using a static-type turbocharger, it is difficult to supply the exhaust gas to the intake air because the period in which the exhaust pressure is higher than the intake pressure is lost.

따라서, 이러한 정적 방식의 터보차저를 사용하는 엔진에서는 배기가스 재순환 시스템을 적용하지 못하거나, 간혹 적용하더라도 재순환 가스를 별도의 압력 기구에 의해 가압하여 제공하여야 하므로 장치가 매우 복잡해지고 기관 효율도 떨어진다.Therefore, in the engine using the static type turbo charger, the exhaust gas recirculation system can not be applied, or even if applied occasionally, the recirculating gas must be pressurized by a separate pressure mechanism, thereby complicating the apparatus and reducing the engine efficiency.

만일, 이러한 정적 방식의 터보차저를 사용하는 엔진에 펄스 방식의 배기가스 재순환 시스템처럼 구성한다면 도 2에 도시된 형태가 될 것이다.If an engine using such a static turbo charger is configured as a pulsed exhaust gas recirculation system, it will be in the form shown in FIG.

즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 배기 챔버(4a)로부터 터보차저(8)로 들어가는 제2차 배기관(4b)과, 터보차저(8)에서 흡기관(14)으로 들어가는 흡기공급관로(4c) 사이에 EGR 라인(50)을 개설하고, EGR 라인(50)에 EGR 밸브(51), EGR 쿨러(52) 및 리드 밸브(53)를 설치한 구성이 될 것이다.2, a second exhaust pipe 4b for entering the turbocharger 8 from the exhaust chamber 4a and an intake pipe passage 4c for entering the intake pipe 14 from the turbocharger 8 And an EGR valve 51, an EGR cooler 52, and a reed valve 53 are provided in the EGR line 50. The EGR line 50 is provided between the EGR line 50 and the EGR line 50,

그런데 이러한 정적 방식의 과급 시스템에서는, 과급 시스템이 복수의 배기 다기관(2)을 하나의 큰 용적을 가지는 배기 챔버(4a)에 모은 후 그로부터 연장되는 배기관(6)에 터보차저(8)를 설치하는 방식이어서, 배기가스의 펄스 파가 용적이 큰 배기 챔버(4a)에 들어가면서 압력강하 된 후 EGR 라인(50)으로 들어갈 수밖에 없다.However, in the supercharging system of this static type, the supercharging system assembles the plurality of exhaust manifolds 2 into the exhaust chamber 4a having one large volume and then installs the turbocharger 8 in the exhaust pipe 6 extending therefrom The pulse wave of the exhaust gas enters the exhaust chamber 4a having a large volume, and is forced to enter the EGR line 50 after the pressure drops.

이러한 문제 때문에, 흡기관의 압력보다 높은 배기가스 압력이 형성되는 기간이 사라지기 때문에 재순환 가스를 흡기에 도입하기 매우 어렵다.Due to such a problem, it is very difficult to introduce the recirculating gas into the intake air because the period in which the exhaust gas pressure higher than the pressure of the intake pipe is formed disappears.

공개특허공보 공개번호 제10-2004-0043329(2004.05.24. 공개)Open Patent Publication No. 10-2004-0043329 (published May 24, 2004) 공개특허공보 공개번호 제10-2010-0116208(2010.10.29. 공개)Open Patent Publication No. 10-2010-0116208 (published on October 29, 2010)

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제를 해결하기 위한 것으로서, 각 실린더별 펄스 파의 피크 압력 영역을 이용하여 정적 방식의 과급 시스템을 사용하는 내연기관에서도 배기가스를 효과적으로 재순환시킬 수 있는 과급 내연기관의 배기가스 재순환 장치를 구현하는 것을 목적으로 한다.It is an object of the present invention to provide a supercharged internal combustion engine capable of effectively recirculating exhaust gas even in an internal combustion engine using a supercharging system of a static system by using a peak pressure region of pulse waves for each cylinder And to realize an exhaust gas recirculation apparatus.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 과급 내연기관의 배기가스 재순환 장치는, 실린더 헤드의 배기 측에 복수의 실린더마다 독립적인 배출 통로를 제공하는 제1차 배기관을 연결하고; 상기 제1차 배기관들의 말단에는, 상기 제1차 배기관들로부터 배출되는 배기가스를 한데 모으는 용적을 제공하는 배기 리저버가 형성되며; 상기 배기 리저버로부터 배기가스를 외부로 배출시키기 위한 통로인 제2차 배기관을 연결하고; 상기 제2차 배기관의 경로 상에 과급용 터보차저를 설치하며; 상기 각각의 제1차 배기관마다, 배기가스의 일부를 취입하기 위한 EGR 인출관로들을 분기하고, 각각의 EGR 인출관로의 말단을 EGR 메인 관로에 접속하며; 상기 각각의 EGR 인출관로마다 리드 밸브를 설치하여, 각각의 실린더마다 배출되는 배기가스의 펄스 파의 압력을 받아 각각 개폐되도록 하고; 상기 EGR 메인 관로 상에 EGR 쿨러와 EGR 밸브를 설치하며; 상기 EGR 메인 관로의 말단을, 상기 터보차저의 압축기 출구로부터 실린더 헤드의 흡기 측까지 형성되는 흡기공급 경로 상에 연결한 구성으로 이루어진다.In order to achieve the above object, an exhaust gas recirculation system of a supercharged internal combustion engine according to the present invention comprises: a first exhaust pipe which provides an independent exhaust passage for each of a plurality of cylinders on an exhaust side of a cylinder head; An exhaust reservoir is formed at an end of the first exhaust pipes to provide a volume for collecting the exhaust gas discharged from the first exhaust pipes; A second exhaust pipe serving as a passage for exhausting the exhaust gas from the exhaust reservoir to the outside; A turbocharger for supercharging is installed on the path of the second exhaust pipe; Branching EGR discharge conduits for blowing a part of the exhaust gas for each of the first primary exhaust pipes and connecting the ends of the respective EGR extraction ducts to the EGR main duct; A reed valve is provided for each of the EGR withdrawal conduits to receive the pressure of the pulse wave of the exhaust gas discharged for each cylinder to open and close, respectively; Installing an EGR cooler and an EGR valve on the EGR main pipe; And an end of the EGR main duct is connected to an intake air supply path formed from the compressor outlet of the turbocharger to the intake side of the cylinder head.

본 발명의 과급 내연기관의 배기가스 재순환 장치에 있어서, 상기 터보차저의 압축기 출구로부터 흡기공급관로를 연장하고, 상기 흡기공급관로를 흡기 리저버에 연결하며, 상기 흡기 리저버로부터 복수의 실린더의 흡기 측마다 흡기 도입관을 연결하며, 상기 EGR 메인 관로의 말단을 상기 흡기 리저버에 접속할 수 있다.The exhaust gas recirculation apparatus of a supercharged internal combustion engine according to the present invention is characterized in that the exhaust gas recirculation apparatus further comprises an exhaust gas recirculation line extending from the compressor outlet of the turbocharger to the intake air supply line, connecting the intake air supply line to the intake reservoir, And an end of the EGR main duct may be connected to the intake reservoir.

본 발명의 과급 내연기관의 배기가스 재순환 장치에 있어서, 상기 터보차저의 압축기 출구로부터 흡기공급관로를 연장하고, 상기 흡기공급관로를 흡기 리저버에 연결하며, 상기 흡기 리저버로부터 복수의 실린더의 흡기 측마다 흡기 도입관을 연결하며, 상기 EGR 메인 관로의 말단을, 상기 터보차저의 압축기 출구로부터 연장되는 흡기공급관로 상에 접속할 수 있다.The exhaust gas recirculation apparatus of a supercharged internal combustion engine according to the present invention is characterized in that the exhaust gas recirculation apparatus further comprises an exhaust gas recirculation line extending from the compressor outlet of the turbocharger to the intake air supply line, connecting the intake air supply line to the intake reservoir, And an end of the EGR main pipe may be connected to an intake pipe line extending from a compressor outlet of the turbocharger.

본 발명에 따른 과급 내연기관의 배기가스 재순환 장치에 의하면, 정적 방식의 과급기를 사용하는 내연기관에서도 복수의 실린더의 배기가스 출구에서는 배기가스 압력이 흡기압력보다 높은 기간이 있기 때문에, 이를 이용하여 각각의 실린더마다 제1차 배기관을 연결하는 한편, 각각의 제1차 배기관에 EGR 인출관로와 리드 밸브를 설치함으로써 흡기압력보다 높은 압력의 배기가스를 취득하여 흡기공급 경로로 들여보낼 수 있다.According to the exhaust gas recirculation system of the supercharging internal combustion engine according to the present invention, there is a period in which the exhaust gas pressure at the exhaust gas outlets of the plurality of cylinders is higher than the intake pressure in the internal combustion engine using the static type supercharger. Exhaust gas having a pressure higher than the intake pressure can be obtained and introduced into the intake air supply path by connecting the first exhaust pipe to each cylinder of the first exhaust pipe and providing an EGR lead-out pipe and a reed valve in each first exhaust pipe.

도 1은 일반적인 펄스 방식의 터보차저 시스템과 배기가스 재순환 시스템의 구성을 보인 계통도이다.
도 2는 일반적인 정적 방식의 터보차저 시스템에 배기가스 재순환 시스템을 적용하는 경우의 구성을 보인 계통도이다.
도 3은 본 발명에 따른 과급 내연기관의 배기가스 재순환 장치의 계통도이다.
도 4는 본 발명에 따른 배기가스 재순환 장치에서의 배기가스 재순환 가능영역을 설명하기 위한 흡, 배기 압력을 나타내는 그래프이다.1 is a schematic diagram showing the configuration of a general pulse type turbocharger system and an exhaust gas recirculation system.
FIG. 2 is a schematic diagram showing a configuration in a case where an exhaust gas recirculation system is applied to a general static type turbocharger system.
3 is a block diagram of an exhaust gas recirculation system for a supercharged internal combustion engine according to the present invention.
4 is a graph showing intake and exhaust pressures for explaining the exhaust gas recirculating region in the exhaust gas recirculation apparatus according to the present invention.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3에는 본 발명에 따른 과급 내연기관의 배기가스 재순환 장치의 계통도가 도시되어 있다.Fig. 3 shows a schematic diagram of an exhaust gas recirculation system of a supercharging internal combustion engine according to the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 과급 내연기관의 배기가스 재순환 장치는, 엔진은 기통수에 해당하는 복수의 실린더(111, 112, 113,...)를 구비하는데, 본 발명은 각 실린더(111, 112, 113,...)의 배기가스 출구마다 EGR 가스를 취득하도록 하여, 각 실린더(111, 112, 113,...)의 배기행정 시마다 배출되는 배기가스의 펄스 파가 가지는 피크(peak) 압력 영역을 이용하여 배기가스 재순환을 용이하고 효과적으로 할 수 있는 배기가스 재순환 장치를 구현한 것이다.3, the exhaust gas recirculation system for a supercharged internal combustion engine according to the present invention has an engine having a plurality of cylinders 111, 112, 113, ... corresponding to the number of cylinders, EGR gas is obtained for each exhaust gas outlet of each of the cylinders 111, 112, 113, ... so that the pulse wave of the exhaust gas discharged at the exhaust stroke of each of the cylinders 111, 112, 113, The exhaust gas recirculation device is capable of easily and effectively performing exhaust gas recirculation using a peak pressure region.

이를 위해, 실린더 헤드의 배기 측에 복수의 실린더(111, 112, 113,...)마다 독립적인 배출 통로를 제공하는 제1차 배기관(121, 122, 123,...)을 연결하여 배기가스가 각 실린더(111, 112, 113,...)마다 별도의 통로로 배출되도록 하고, 이러한 제1차 배기관(121, 122, 123,...)의 말단에 용적이 확장되는 배기 리저버(Exhaust Reservoir)(130)를 형성하여 상기의 제1차 배기관(121, 122, 123,...)을 통해 배출되는 배기가스가 한데 모이도록 한다.To this end, first exhaust pipes 121, 122, 123, ..., which provide independent exhaust passages for the respective cylinders 111, 112, 113, ... are connected to the exhaust side of the cylinder head, The exhaust gas is exhausted in a separate passage for each of the cylinders 111, 112, 113, ... and exhausted at the ends of the first exhaust pipes 121, 122, 123, Exhaust reservoir 130 is formed so that the exhaust gas discharged through the first exhaust pipes 121, 122, 123,...

상기 배기 리저버(130)로부터 배기가스를 외부로 배출시키기 위한 통로인 제2차 배기관(140)을 연결하고, 제2차 배기관(140)의 경로 상에는 과급용 터보차저(150)를 설치한다.A second exhaust pipe 140 which is a passage for discharging exhaust gas from the exhaust reservoir 130 is connected and a turbocharger 150 for supercharging is provided on the path of the second exhaust pipe 140.

과급용 터보차저(150)의 터빈(151)은 제2차 배기관(140)의 경로 상에 설치되고, 터보차저(150)의 압축기(152)는 흡기유입관로(153a)에 설치되며, 터보차저(150)의 압축기(152)의 출구로부터 흡기공급관로(153b)가 연장되어 흡기 리저버(160)에 연결되며, 흡기유입관로(153a) 상에는 인터 쿨러(154)가 설치된다.The turbine 151 of the turbocharger 150 for supercharging is installed on the path of the second exhaust pipe 140 and the compressor 152 of the turbocharger 150 is installed on the intake air inflow conduit 153a, An intake pipe 153b is extended from the outlet of the compressor 152 of the engine 150 to the intake reservoir 160 and an intercooler 154 is installed on the intake pipe 153a.

흡기 리저버(160)에서는 복수의 실린더의 흡기 측마다 흡기 도입관(171, 172, 173,...)이 연결된다.In the intake reservoir 160, intake intake pipes 171, 172, 173, ... are connected to intake sides of a plurality of cylinders.

여기서, 상기 각각의 제1차 배기관(121, 122, 123,...)마다, 배기가스의 일부를 취입하기 위한 EGR 인출관로(181, 182, 183,...)를 분기하고, 각각의 EGR 인출관로(181, 182, 183,...)의 말단을 EGR 메인 관로(190)에 접속한다.Each of the first exhaust pipes 121, 122, 123, ... is branched into EGR lead-in pipes 181, 182, 183, ... for blowing a part of the exhaust gas, The ends of the EGR withdrawal conduits 181, 182, 183, ... are connected to the EGR main conduit 190.

그리고 상기 각각의 EGR 인출관로(181, 182, 183,...)마다 리드 밸브(reed valve)(201, 202, 203,...)를 설치하여, 각 실린더(111, 112, 113,...)마다 배출되는 배기가스의 펄스 파의 압력을 받아 개폐되도록 한다.Reed valves 201, 202, 203, ... are provided for each of the EGR withdrawal conduits 181, 182, 183, ... so that each of the cylinders 111, 112, 113,. ...) of the exhaust gas to be opened and closed under the pressure of the pulse wave of the exhaust gas.

또한, EGR 메인 관로(190) 상에는, EGR 쿨러(210)와 EGR 밸브(220)를 설치하며, EGR 메인 관로(190)의 말단은, 터보차저(150)의 압축기(152) 출구로부터 실린더 헤드의 흡기 측까지 형성되는 흡기공급 경로 상에 연결한다.An EGR cooler 210 and an EGR valve 220 are installed on the EGR main pipe 190. The end of the EGR main pipe 190 is connected to the exhaust port of the cylinder head from the outlet of the compressor 152 of the turbocharger 150, And is connected to an intake air supply path formed up to the intake side.

EGR 메인 관로(190)의 말단을 흡기공급 경로 상에 연결하는 방법 중의 하나로서는, EGR 메인 관로(190)의 말단을 흡기 리저버(160)에 접속할 수 있다.The end of the EGR main duct 190 may be connected to the intake reservoir 160 as one of the methods for connecting the end of the EGR main duct 190 to the intake supply path.

또는, EGR 메인 관로(190)의 말단을 흡기공급 경로 상에 연결하는 방법 중의 또 하나로서는, 도 3에서 점선으로 도시한 바와 같이, EGR 메인 관로(190)의 말단을 터보차저(150)의 압축기(152) 출구로부터 연장되는 흡기공급관로(153b) 상에 접속할 수 있다.Alternatively, as another method of connecting the end of the EGR main duct 190 to the intake supply path, the end of the EGR main duct 190 is connected to the compressor of the turbocharger 150, Can be connected on the intake pipe passage 153b extending from the outlet of the intake pipe 152.

이와 같이 이루어진 본 발명에 있어서, 복수의 실린더(111, 112, 113,...)는 서로 점화시기에 위상차를 가지고 행정을 개시하므로, 각 실린더(111, 112, 113,...)의 배기 행정은 서로 위상 차(또는 시간 차)를 가지게 되며, 각 실린더(111, 112, 113,...)의 배기행정 시에 토출되는 배기가스는 각각에 해당하는 제1차 배기관(121, 122, 123,...)을 지나게 된다.In the present invention as described above, the plurality of cylinders 111, 112, 113, ... initiate a stroke with a phase difference from each other at the ignition timing, so that the exhaust of each cylinder 111, 112, 113, The exhaust gas discharged at the time of the exhaust stroke of each of the cylinders 111, 112, 113, ... is supplied to the first exhaust pipes 121, 122, 123, ...).

따라서, 각각의 제1차 배기관(121, 122, 123,...)에는 각 실린더(111, 112, 113,...)마다 토출되는 배기가스의 피크 압력이 작용하게 되며, 이 피크 압력은 터보차저(150)에 의해 압축되어 공급되는 흡기의 압력, 즉, 흡기공급관로(153b)나 흡기 리저버(160)의 압력보다 높은 영역이 존재한다.Therefore, the peak pressure of the exhaust gas discharged for each cylinder 111, 112, 113, ... acts on each of the first exhaust pipes 121, 122, 123, ..., There is an area of the intake air that is compressed and supplied by the turbocharger 150, that is, an area higher than the pressure of the intake air supply line 153b and the intake reservoir 160. [

즉, 도 4를 참조하면, 각 실린더(도 4에서 Cyl. 1번 내지 6번)의 제1차 배기관(121, 122, 123,...)에서의 배기가스 압력은 터보차저를 구동하였을 때의 흡기공급경로 상의 흡기압력보다 높은 영역이 존재한다.4, the exhaust gas pressure at the first exhaust pipes 121, 122, 123, ... of the cylinders (Cyl. 1 through 6 in FIG. 4) There is an area higher than the intake pressure on the intake air supply path of the engine.

본 명세서에서는 이것을 '피크 압력 영역'이라고 칭하는데, 이 피크 압력 영역은 흡기압력보다 높은 압력 구간이므로 'EGR 가능영역'이 된다. 즉, EGR 가능영역에서는 EGR 가스(배기가스)가 흡기공급경로로 들어갈 수 있게 된다.In the present specification, this is referred to as a 'peak pressure region', which is a pressure region higher than the intake air pressure, and thus becomes an 'EGR enabled region'. That is, in the EGR enabled region, the EGR gas (exhaust gas) can enter the intake supply path.

다시 도 3을 참조하면, 엔진 컨트롤러로부터 EGR 밸브(210)를 개방하면, 흡기 압력은 EGR 메인 관로(190)를 통해 EGR 인출관로(181, 182, 183,...)에 미치게 된다.Referring again to FIG. 3, when the EGR valve 210 is opened from the engine controller, the intake air pressure reaches the EGR withdrawal conduits 181, 182, 183, ... through the EGR main duct 190.

복수의 실린더(111, 112, 113,...) 중 어느 하나의 실린더가 현재 배기행정을 수행하면, 해당 실린더의 배기가스는, 복수의 제1차 배기관(121, 122, 123,...) 중 현재 배기행정을 수행하는 실린더에 해당하는 제1차 배기관으로 토출 되며, 해당 제1차 배기관에 작용하는 배기가스 압력은, 복수의 EGR 인출관로(181, 182, 183,...) 중 그것에 해당하는 하나의 EGR 인출관로에 작용하므로, 해당 EGR 인출관로에 설치된 리드 밸브(201, 202, 203,...중 하나)가 열리게 된다.When one of the cylinders 111, 112, 113, ... performs the current exhaust stroke, the exhaust gas of the corresponding cylinder passes through the first exhaust pipes 121, 122, 123, ..., , The exhaust gas pressure acting on the first exhaust pipe is discharged to the first exhaust pipe corresponding to the cylinder performing the current exhaust stroke, and the exhaust gas pressure acting on the first exhaust pipe is discharged to the outside of the plurality of EGR withdrawal pipes 181, 182, 183, And one of the reed valves (201, 202, 203, ...) installed in the corresponding EGR withdrawal line is opened.

해당 EGR 인출관로에 설치된 리드 밸브(201, 202, 203,...중 하나)는 도 3에서 음영으로 표시한 피크 압력 영역이 유지되는 시간 동안 열리게 되고, 그 시간 동안 배기 가스의 일부가 해당 EGR 인출관로(181, 182, 183,...중 하나)로 들어가서 EGR 메인 관로(190)를 통해 흡기공급 경로로 들어간다. 이러한 작용은 복수의 실린더(111, 112, 113,...)에서 순차적으로 계속하여 발생하게 된다.The one of the reed valves 201, 202, 203, ... installed in the corresponding EGR withdrawal line is opened for a time period in which the peak pressure region indicated by shaded in FIG. 3 is maintained, Enters one of the outflow conduits 181, 182, 183, ... and enters the intake air supply path through the EGR main conduit 190. This action is sequentially and continuously generated in the plurality of cylinders 111, 112, 113, ....

따라서 모든 실린더(111, 112, 113,...)마다 배기밸브가 열릴 때에 존재하는 피크 압력 영역(구간)을 이용하여 흡기압력보다 높은 압력의 배기가스를 취득할 수 있으므로, 정적방식의 터보차저를 가지는 내연기관에서도 배기가스 재순환을 효과적으로 수행할 수 있다.Therefore, the exhaust gas having a pressure higher than the intake pressure can be obtained by using the peak pressure region (section) existing when the exhaust valve is opened for every cylinder 111, 112, 113, ..., The exhaust gas recirculation can be effectively performed in the internal combustion engine.

이상에서는 본 발명의 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였다. 그러나 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구의 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능할 것이다.The foregoing is a description of certain preferred embodiments of the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein; rather, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, .

111 ~ 116 : 실린더
121 ~ 126 : 제1차 배기관
130 : 배기 리저버
140 : 제2차 배기관
150 : 터보차저
151 : 터빈
152 : 압축기
153a : 흡기유입관로
153b : 흡기공급관로
154 : 인터쿨러
160 : 흡기 리저버
171 ~ 176 : 흡기 도입관
181 ~ 186 : EGR 인출관로
190 : EGR 메인 관로
200 : EGR 쿨러
210 : EGR 밸브111 to 116: Cylinder
121 to 126: First exhaust pipe
130: Exhaust reservoir
140: Second exhaust pipe
150: Turbocharger
151: Turbine
152: Compressor
153a: intake pipe
153b: intake pipe
154: intercooler
160: intake reservoir
171 to 176: Intake inlet pipe
181 to 186: EGR withdrawal conduit
190: EGR main duct
200: EGR cooler
210: EGR valve

Claims (3)

실린더 헤드의 배기 측에서 복수의 실린더(111, 112, 113,...)마다 독립적인 배출 통로를 제공하는 제1차 배기관(121, 122, 123,...);
상기 제1차 배기관(121, 122, 123,...)의 말단에, 상기 제1차 배기관(121, 122, 123,...)으로부터 배출되는 배기가스를 한데 모으는 용적을 제공하는 배기 리저버(130);
상기 배기 리저버(130)로부터 배기가스를 과급용 터보차저(150)의 터빈(151)으로 배출시키기 위한 통로인 제2차 배기관(140);
상기 각각의 제1차 배기관(121, 122, 123,...)마다 분기되어, 각각의 제1차 배기관(121, 122, 123,...)으로부터 배기가스의 일부를 취입하는 EGR 인출관로(181, 182, 183,...);
각각의 EGR 인출관로(181, 182, 183,...)의 말단이 접속되고, 흡기 측으로 연장되어, 상기 터보차저(150)의 압축기(152) 출구로부터 실린더 헤드의 흡기 측까지 형성되는 흡기공급 경로에 접속되는 EGR 메인 관로(190);
상기 EGR 메인 관로(190)에 설치되는 EGR 쿨러(200) 및 EGR 밸브(210); 및
상기 각각의 EGR 인출관로(181, 182, 183,...)마다 설치되되, 각 실린더(111, 112, 113,...)마다 배출되는 배기가스의 압력이 상기 흡기공급 경로의 흡기 압력보다 높은 피크 압력 영역일 때 개방되어 각 실린더의 배기가스 피크 압력이 흡기공급 경로에 유입되도록 하는 리드 밸브(201, 202, 203,...)를 포함하는 과급 내연기관의 배기가스 재순환 장치.First exhaust pipes (121, 122, 123, ...) for providing independent exhaust passages for the plurality of cylinders (111, 112, 113, ...) at the exhaust side of the cylinder head;
An exhaust reservoir for providing a volume for collecting the exhaust gas discharged from the first exhaust pipes 121, 122, 123, ... is provided at the ends of the first exhaust pipes 121, 122, 123, (130);
A secondary exhaust pipe 140 which is a passage for discharging the exhaust gas from the exhaust reservoir 130 to the turbine 151 of the supercharging turbocharger 150;
An exhaust gas recirculation pipe (EGR) pipe branching for each of the first exhaust pipes (121, 122, 123, ...) and for taking in a part of the exhaust gas from each of the first exhaust pipes (121, 122, 123, (181, 182, 183, ...);
The intake ends of the EGR outgoing conduits 181, 182, 183, ... are connected to each other and extend to the intake side so that intake air supplied from the outlet of the compressor 152 of the turbocharger 150 to the intake side of the cylinder head An EGR main duct 190 connected to the path;
An EGR cooler 200 and an EGR valve 210 installed in the EGR main duct 190; And
The pressure of the exhaust gas discharged from each of the cylinders 111, 112, 113, ... is higher than the intake pressure of the intake air supply path And a reed valve (201, 202, 203, ...) which is opened when the engine is in a high peak pressure region and allows the exhaust gas peak pressure of each cylinder to flow into the intake supply passage. 제1항에 있어서,
상기 흡기공급 경로는,
상기 터보차저(150)의 압축기(152) 출구로부터 연장되는 흡기공급관로(153b);
상기 흡기공급관로(153b)의 말단에 연결되는 흡기 리저버(160); 및
상기 흡기 리저버(160)로부터 복수의 실린더의 흡기 측마다 연결되는 흡기 도입관(171, 172, 173,...); 를 포함하며,
상기 EGR 메인 관로(190)의 말단은 상기 흡기 리저버(160)에 접속되는 것을 특징으로 하는 과급 내연기관의 배기가스 재순환 장치.The method according to claim 1,
The intake air supply passage
An intake pipe passage 153b extending from an outlet of the compressor 152 of the turbocharger 150;
An intake reservoir 160 connected to the end of the intake pipe 153b; And
Intake introduction pipes (171, 172, 173, ...) connected to the intake sides of the plurality of cylinders from the intake reservoir (160); / RTI >
And the end of the EGR main duct (190) is connected to the intake reservoir (160). 제1항에 있어서,
제1항에 있어서,
상기 흡기공급 경로는,
상기 터보차저(150)의 압축기(152) 출구로부터 연장되는 흡기공급관로(153b);
상기 흡기공급관로(153b)의 말단에 연결되는 흡기 리저버(160); 및
상기 흡기 리저버(160)로부터 복수의 실린더의 흡기 측마다 연결되는 흡기 도입관(171, 172, 173,...); 를 포함하며,
상기 EGR 메인 관로(190)의 말단은, 흡기공급관로(153b)에 접속되는 것을 특징으로 하는 과급 내연기관의 배기가스 재순환 장치.The method according to claim 1,
The method according to claim 1,
The intake air supply passage
An intake pipe passage 153b extending from an outlet of the compressor 152 of the turbocharger 150;
An intake reservoir 160 connected to the end of the intake pipe 153b; And
Intake introduction pipes (171, 172, 173, ...) connected to the intake sides of the plurality of cylinders from the intake reservoir (160); / RTI >
And the end of the EGR main duct (190) is connected to the intake air supply pipe (153b).
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