KR102080949B1 - 모듈러 구조의 과급식 내연기관 및 이런 내연기관과 과급 장치를 위한 모듈러 시스템 - Google Patents

모듈러 구조의 과급식 내연기관 및 이런 내연기관과 과급 장치를 위한 모듈러 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 과급식 내연기관을 위한 모듈러 시스템에 관한 것으로서, 엔진(11, 11")과 과급 장치(13, 13', 13")를 포함하고, 상기 엔진들은 실린더(12)를 포함하고, 실린더로 안내되는 과급 공기 라인을 통해 관련 엔진의 실린더에 압축된 과급 공기가 공급될 수 있고, 관련 엔진의 실린더로부터 배기가스가 실린더로부터 멀어지게 안내되는 배기가스 라인을 통해 배출될 수 있고, 상기 과급 장치들은 적어도 하나의 배기가스 터보 과급기(15, 16)를 포함하고, 관련 과급 장치의 각각의 배기가스 터보 과급기(15, 16)에서 관련 엔진의 실린더로부터 배출된 배기가스가 팽창될 수 있고, 이 경우 얻어지는 에너지는 관련 엔진의 실린더에 공급될 과급 공기의 압축을 위해 이용될 수 있고, 과급 장치들(13, 13', 13")은, R-구조의 엔진(11)의 경우에 엔진에 대한 과급 장치의 과급 공기측 인터페이스를 규정하는 과급 공기 냉각기 하우징(24, 24')과 엔진에 대한 과급 장치의 배기가스측 인터페이스를 규정하는 엔진측 배기 매니폴드가, 과급 장치가 엔진의 커플링측(29)에서 엔진에 접속되는지 또는 커플링 반대측(30)에서 엔진에 접속되는지에 의존하도록 하는 반면에 주변에 대한 과급 장치의 과급 공기측 인터페이스를 규정하는 공기 흡입 부재(23)와 주변에 대한 과급 장치의 배기가스측 인터페이스를 규정하는 주변측 배기 매니폴드(22)는, 과급 장치가 엔진의 커플링측(29)에서 엔진에 접속되는지 또는 상기 커플링 반대측(30)에서 엔진에 접속되는지와 무관하게 되도록 하고, 그리고 V-구조의 엔진(11")을 위해 R-구조의 엔진의 과급 공기 냉각기 하우징(24, 24'), 엔진측 배기 매니폴드 및 공기 흡입 부재(23)가 사용되지만, V-구조에 맞게 조정된 주변측 배기 매니폴드(22")와 V-구조에 맞게 조정된 물탱크(28")가 사용되도록, 다수의 모듈러 모듈로 구성될 수 있다.

Description

모듈러 구조의 과급식 내연기관 및 이런 내연기관과 과급 장치를 위한 모듈러 시스템{SUPERCHARGED INTERNAL COMBUSTION ENGINE IN MODULAR DESIGN AND MODULAR SYSTEM FOR SUCH INTERNAL COMBUSTION ENGINES AND SUPERCHARGING DEVICE}
본 발명은 모듈러 구조의 과급식 내연기관에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 과급식 내연기관을 위한 모듈러 시스템 및 과급 장치를 위한 모듈러 시스템에 관한 것이다.
지금까지 내연기관은 항상 정해진 사용 목적 및 정해진 요구에 따라 개별적으로 구성된 내연기관이다. 내연기관이 신규로 개발되어야 하는 경우에, 일반적으로 이러한 내연기관의 어셈블리 전체가 신규로 개발된다. 이는 특히, 과급 장치가 커플링측에서 내연기관의 각각의 엔진에 접속되는지 또는 커플링 반대측에서 엔진에 접속되는지에 따라 조정되도록 그리고 과급 장치가 R-구조의 엔진에서 사용되는지 또는 V-구조의 엔진에서 사용되는지에 따라 조정되도록 과급 장치의 어셈블리들이 항상 개별적으로 구성되는 과급식 내연기관의 경우에도 그러하다. 지금까지 내연기관의 신규 개발 시 기존의 부품들에 액세스하여 상기 부품들을 계속 이용하는 것은 불가능하거나 매우 제한적으로만 가능하다. 이는 바람직하지 않다.
본 발명의 과제는, 과급식 내연기관들을 위한 모듈러 시스템, 과급 장치들을 위한 모듈러 시스템 및 모듈러 구조의 과급식 내연기관을 제공하는 것이다.
상기 과제는 청구항 제 1 항에 따른 과급식 내연기관들을 위한 모듈러 시스템에 의해 해결된다.
과급식 내연기관을 위한 모듈러 시스템은 엔진을 포함하고, 상기 엔진들은 실린더를 포함하고, 실린더로 안내되는 과급 공기 라인을 통해 관련 엔진의 실린더에 과급 공기가 공급될 수 있고, 이 경우 관련 엔진의 실린더로부터 배기가스는 상기 실린더로부터 멀어지게 안내되는 배기가스 라인을 통해 배출될 수 있다. 또한, 모듈러 시스템은 과급 장치를 포함하고, 상기 과급 장치들은 적어도 하나의 배기가스 터보 과급기를 포함하고, 관련 과급 장치의 각각의 배기가스 터보 과급기에서 관련 엔진의 실린더로부터 배출된 배기가스가 팽창될 수 있고, 이 경우 얻어지는 에너지는 실린더에 공급될 과급 공기의 압축을 위해 이용될 수 있다.
과급 장치들은, R-구조의 엔진의 경우에 엔진에 대한 과급 장치의 과급 공기측 인터페이스를 규정하는 과급 공기 냉각기 하우징과 엔진에 대한 과급 장치의 배기가스측 인터페이스를 규정하는 엔진측 배기 매니폴드가, 과급 장치가 엔진의 커플링측에서 엔진에 접속되는지 또는 커플링 반대측에서 엔진에 접속되는지에 의존하도록 하는 반면에 주변에 대한 과급 장치의 과급 공기측 인터페이스를 규정하는 공기 흡입 부재와 주변에 대한 과급 장치의 배기가스측 인터페이스를 규정하는 주변측 배기 매니폴드는, 과급 장치가 엔진의 커플링측에서 엔진에 접속되는지 또는 커플링 반대측에서 엔진에 접속되는지와 무관하게 되도록 하고, 그리고 V-구조의 엔진을 위해 R-구조의 엔진의 과급 공기 냉각기 하우징, 엔진측 배기 매니폴드 및 공기 흡입 부재가 사용되지만, V-구조에 맞게 조정된 주변측 배기 매니폴드가 사용되도록, 다수의 모듈러 모듈로 구성될 수 있다. V-구조에 맞게 조정된 상기 주변측 배기 매니폴드는, 과급 장치가 V-구조의 엔진의 커플링측에서 엔진에 접속되는지 또는 커플링 반대측에서 엔진에 접속되는지와 무관하다.
본 발명에 따른 모듈러 시스템은, 내연기관의 개발 시 얻어지는 계산 결과 및 실험 결과를 다른 내연기관에 전용하는 것을 가능하게 한다. 따라서 상이한 내연기관을 위해 통일된 어셈블리 컨셉이 제공될 수 있고, 내연기관들의 상이한 형성에 의한 어셈블리의 변형이 감소할 수 있다. 또한, 고객 및 제조사의 경우에 대체 부품 보유가 간단해질 수 있다. 고객 및 서비스 직원을 위한 교육 비용이 감소할 수 있다.
바람직하게 고압 터보 과급기와 저압 터보 과급기를 구비한 다단계 과급 장치를 포함하는 R-구조의 엔진의 경우에, 각각의 터보 과급기, 각각의 과급 공기 냉각기, 물탱크 및 경우에 따라서 과급 공기 냉각기 하우징으로부터 고압 터보 과급기에 이르는 공기 통로는, 과급 장치가 엔진의 커플링측에서 엔진에 접속되는지 또는 커플링 반대측에서 엔진에 접속되는지와 무관하다. R-구조의 엔진의 경우에 고압 터보 과급기와 저압 터보 과급기 사이에서 연장되는 배기 매니폴드는, 과급 장치가 엔진의 커플링측에서 엔진에 접속되는지 또는 커플링 반대측에서 엔진에 접속되는지에 의존한다.
V-구조의 엔진을 위해 R-구조의 엔진의 각각의 터보 과급기, 각각의 과급 공기 냉각기 및 경우에 따라서 과급 공기 냉각기 하우징으로부터 고압 터보 과급기에 이르는 공기 통로가 사용된다.
V-구조의 엔진을 위해 V-구조에 맞게 조정된 물탱크가 사용되고, 상기 물탱크는 과급 장치가 V-구조의 엔진의 커플링측에서 엔진에 접속되는지 또는 V-구조의 엔진의 커플링 반대측에서 엔진에 접속되는지와 무관하다.
이로써, R-구조의 엔진 및 V-구조의 엔진의 경우에 엔진에 대한 과급 장치의 상이한 접속 가능성, 즉 엔진의 커플링 반대측에서의 접속 가능성 및 커플링 반대측에서의 접속 가능성을 위해 동일 부품들의 개수는 증가될 수 있고, 내연기관의 구체적인 실시예에 맞게 조정될 어셈블리의 개수는 최소로 감소될 수 있다.
모듈러 구조의 본 발명에 따른 내연기관은 청구항 제 7 항에 규정된다. 과급 장치들을 위한 본 발명에 따른 모듈러 시스템은 청구항 제 9 항에 규정된다.
본 발명의 바람직한 개선예들은 종속 청구항 및 이하의 설명에 제시된다. 본 발명의 실시예들은 이에 제한되지 않지만, 도면을 참고로 설명된다.
도 1은 모듈러 구조의 제 1 내연기관을 도시한 도면.
도 2는 제 2 관점에서 도 1의 내연기관을 도시한 도면.
도 3은 모듈러 구조의 제 2 내연기관을 도시한 도면.
도 4는 제 2 관점에서 도 3의 내연기관을 도시한 도면.
도 5는 모듈러 구조의 제 3 내연기관을 도시한 도면.
도 6은 모듈러 구조의 제 4 내연기관을 도시한 도면.
본 발명은 내연기관의 실제 구현과 무관하게 모폴로지(morphological) 모듈러 시스템과 관련해서 상기 내연기관의 다수의 핵심 부품들이 변경되지 않거나 또는 최소로 조정되어 이용될 수 있는 모듈러 구조의 과급식 내연기관에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 과급식 내연기관들을 위한 모듈러 시스템 및 내연기관의 과급 장치들을 위한 모듈러 시스템에 관한 것이다.
도 1 내지 도 6은 본 발명에 따른 모듈러 시스템, 즉 과급식 내연기관들을 위한 본 발명에 따른 모듈러 시스템 및 과급 장치들을 위한 본 발명에 따른 모듈러 시스템을 이용하여 형성된 본 발명에 따른 내연기관의 다양한 변형 실시예들을 도시한다.
도 1 및 도 2는 다수의 실린더(12)를 구비한 엔진(11)과 과급 장치(13)를 포함하는 내연기관(10)의 제 1 실시예를 도시한다.
엔진(11)의 실린더(12)에서 연료가 연소되고, 이를 위해 실린더(12)로 안내되는 도 1 및 도 2에 도시되지 않은 과급 공기 라인을 통해, 과급 장치(13)에서 압축된 과급 공기가 엔진(11)의 실린더(12)에 공급될 수 있고, 엔진(11)의 실린더(12)로부터 연료의 연소 시 발생하는 배기가스가 실린더(12)로부터 멀어지게 안내되는 배기가스 라인(14)을 통해 과급 장치(13)를 향해 배출될 수 있다. 도 1 및 도 2에서 엔진(11)은 모든 실린더들(12)이 나란히 일렬로 배치된 R-구조의 엔진이다.
도 1 및 도 2의 내연기관(10)의 과급 장치(13)는 도시된 실시예에서 다수의 배기가스 터보 과급기, 즉 하나의 저압 터보 과급기(15)와 고압 터보 과급기(16)를 포함한다. 저압 터보 과급기(15)는 저압 압축기(17)와 저압 터빈(18)을 포함한다. 고압 터보 과급기(16)는 고압 압축기(19)와 고압 터빈(20)을 포함한다.
2개의 배기가스 터보 과급기(15, 16)에서 배기가스 라인(14)을 통해 엔진(11)의 실린더(12)로부터 배출되는 배기가스가 팽창되므로, 이 경우 얻어지는 에너지는 엔진(11)의 실린더(12)에 공급될 과급 공기의 압축을 위해 이용될 수 있다.
엔진(11)의 실린더(12)로부터 도 1 및 도 2의 내연기관의 과급 장치(13)를 향해 배출되는 배기가스는 먼저 고압 터보 과급기(16)의 고압 터빈(20)의 영역에 도달하고, 이 경우 배기가스는 고압 터보 과급기(16)의 고압 터빈(20)에서 부분적으로 팽창된 후에, 저압 터보 과급기(15)의 저압 터빈(18)의 영역에 도달하므로, 저압 터보 과급기(15)의 저압 터빈(18)의 영역에서 더 팽창될 수 있다. 배기가스 라인(14)으로부터 고압 터보 과급기(16)의 고압 터빈(20)을 향한 배기가스의 운반은 도 1 및 도 2에 도시되지 않은 엔진측 배기 매니폴드에 의해 이루어지고, 상기 배기 매니폴드는 배기가스 라인(14)과 고압 터보 과급기(16)의 고압 터빈(20) 사이에 접속된다. 고압 터보 과급기(16)의 고압 터빈(20)과 저압 터보 과급기(15)의 저압 터빈(18) 사이에 다른 배기 매니폴드(21)가 연장되므로, 고압 터빈(20)으로부터 저압 터빈(18)의 영역으로 배기가스가 안내될 수 있다. 저압 터보 과급기(15)의 저압 터빈(18)을 떠난 배기가스는 주변측 배기 매니폴드(22)를 통해 과급 장치(13)의 주변에 도달하고, 이 경우 배기 매니폴드란 배기가스 후처리 시스템으로 안내되는 배기가스 라인 또는 파이프일 수 있다.
과급 공기를 순차적으로 압축하기 위해, 배기가스 터보 과급기(15, 16)에서 배기가스의 팽창 시 얻어지는 에너지가 이용되고, 이 경우 도 1 및 도 2에 따라 바람직하게 머플러(muffler)를 포함하는 공기 흡입 부재(23)를 통해 주변으로부터 공기가 흡입되고, 상기 공기는 먼저 저압 터보 과급기(15)의 저압 압축기(17)의 영역에서 압축된다.
압축된 과급 공기는 저압 터보 과급기(15)의 저압 압축기(17)로부터 과급 공기 냉각기 하우징(24)에 배치된 제 1 과급 공기 냉각기(25)에 공급되고, 따라서 후속해서 고압 터보 과급기(16)의 고압 압축기(19)의 영역에 도달할 수 있다. 고압 터보 과급기(16)의 고압 압축기(19)를 떠난 과급 공기는 공기 통로(33)를 통해 과급 공기 냉각기 하우징(24)에 의해 수용된 다른 과급 공기 냉각기(27)에 공급되고, 후속해서 상기 과급 공기 냉각기(27)를 떠난 과급 공기는 과급 공기 냉각기 하우징(24)을 통해 도 1 및 도 2에 도시되지 않은 과급 공기 라인에 공급되고, 따라서 내연기관(10)의 실린더(12)에 공급될 수 있다. 물탱크(28)는 과급 공기 냉각기 하우징(24) 또는 상기 하우징에 의해 수용된 과급 공기 냉각기(25, 27)와 함께 작용하고, 상기 물탱크에 과급 공기의 냉각에 필요한 냉각 매체가 제공된다. 도 1 및 도 2의 실시예에서 과급 장치(13)의 어셈블리 전체는 엔진(11)의 소위 커플링측(29)에 장착된다.
도 1 및 도 2에 도시된 내연기관은 모듈러 시스템으로 형성되고 또는 구성되고, 이 경우 모듈러 시스템은 엔진과 과급 장치들을 포함하고, 상기 엔진 및 과급 장치들로부터 도 1 및 도 2에 도시된 R-구조의 엔진(11)과 엔진(11)의 커플링측(29)에 접속을 위한 과급 장치(13)의 도 1 및 도 2에 도시된 어셈블리가 선택되고 또는 얻어진다.
이 경우, 과급 장치(13)는, R-구조의 엔진의 경우에 엔진(11)에 대한 과급 장치(13)의 과급 공기측 인터페이스를 규정하는 과급 공기 냉각기 하우징(24)과 엔진(11)에 대한 과급 장치(13)의 배기가스측 인터페이스를 규정하는 도 1 및 도 2에 도시되지 않은 엔진측 배기 매니폴드가, 과급 장치(13)가 엔진(11)의 커플링측에 접속되는지 또는 커플링 반대측에 접속되는지에 의존하도록 모듈러 시스템의 다수의 모듈러 모듈로 구성된다.
그와 달리 주변에 대한 과급 장치(13)의 과급 공기측 인터페이스를 규정하는 공기 흡입 부재(23)와 주변에 대한 과급 장치(13)의 배기가스측 인터페이스를 규정하는 주변측 배기 매니폴드(22)는, 과급 장치(13)가 엔진(11)의 커플링측에 접속되는지 또는 커플링 반대측에 접속되는지와 무관하다.
또한, 다단계 과급 장치(13)를 포함하는 R-구조의 엔진에서 고압 터보 과급기(16), 저압 터보 과급기(15), 과급 공기 냉각기(25, 27), 물탱크(28) 및 과급 공기 냉각기 하우징(24)으로부터 고압 터보 과급기(16)에 이르는 공기 통로(26)는, 과급 장치(13)가 엔진의 커플링측에 접속되는지 또는 커플링 반대측에 접속되는지와 무관하다. 그와 달리 R-구조의 엔진의 경우에, 도 1 및 도 2에 도시되지 않은, 저압 터보 과급기(15)로부터 과급 공기 냉각기 하우징(24)에 이르는 공기 통로와 고압 터보 과급기(16)와 저압 터보 과급기(15) 사이에서 연장되는 배기 매니폴드(21)는, 과급 장치(13)가 엔진의 커플링측에 접속되는지 또는 커플링 반대측에 접속되는지에 의존한다.
R-구조의 엔진의 모듈러 모듈, 즉 과급 장치(13)가 엔진의 커플링측에 접속되는지 또는 커플링 반대측에 접속되는지와 무관한 과급 장치(13)의 모듈러 모듈 그리고 과급 장치가 엔진의 커플링측에 접속되는지 또는 커플링 반대측에 접속되는지에 의존하는 모듈러 모듈의 전술한 관련성은, R-구조의 엔진(11)을 구비한 내연기관(10')을 도시한 도 3 및 도 4에 제시되고, 상기 엔진에서 과급 장치(13')는 도 1 및 도 2의 실시예와 달리 엔진(11)의 커플링측에 접속되지 않고, 엔진(11)의 커플링 반대측(30)에 접속된다.
도 3 및 도 4에서 동일한 어셈블리에 대해 도 1 및 도 2와 동일한 도면부호가 사용되고, 이 경우 R-구조의 엔진에서 과급 장치가 커플링측에 접속되는지 또는 커플링 반대측에 접속되는지에 의존하는, 도 3 및 도 4의 엔진(10')의 과급 장치(13')의 모듈러 모듈을 위해 위에 어퍼스트로피(')를 포함하는 도면부호가 사용된다. 따라서 도 1 및 도 2의 내연기관(10)과 도 3 및 도 4의 내연기관(10')의 비교를 통해, 과급 장치들(13, 13')의 경우에 과급 장치들(13, 13')의 8개의 모듈러 모듈은 동일하고, 과급 장치들(13, 13')의 4개의 모듈러 모듈은, 과급 장치가 엔진(11)의 커플링측에 접속되는지 또는 커플링 반대측에 접속되는지에 의존한다는 결론이 얻어진다.
전술한 바와 같이, R-구조의 엔진의 경우에 엔진에 대한 과급 장치의 과급 공기측 인터페이스를 규정하는 과급 공기 냉각기 하우징(24, 24')과 엔진에 대한 과급 장치의 배기가스측 인터페이스를 규정하는 도시되지 않은 엔진측 배기 매니폴드는, 과급 장치가 엔진의 커플링측에 접속되는지 또는 커플링 반대측에 접속되는지에 의존한다.
또한, R-구조의 엔진의 경우에 고압 터보 과급기(16)와 저압 터보 과급기(15) 사이에서 연장되는 배기 매니폴드(21, 21')는, 과급 장치(13, 13')가 엔진의 커플링측에 접속되는지 또는 커플링 반대측에 접속되는지에 의존한다.
그와 달리, R-구조의 엔진의 경우에 주변에 대한 과급 장치의 과급 공기측 인터페이스를 규정하는 공기 흡입 부재(23)와 주변에 대한 과급 장치의 배기가스측 인터페이스를 규정하는 주변측 배기가스 매니폴드(22)는, 과급 장치가 엔진의 커플링측에 접속되는지 또는 커플링 반대측에 접속되는지와 무관하다.
또한, R-구조의 엔진의 경우에 고압 터보 과급기(16), 저압 터보 과급기(15), 과급 공기 냉각기(25, 27), 물탱크(28) 및 과급 공기 냉각기 하우징(24, 24')으로부터 고압 터보 과급기(16)에 이르는 공기 통로(26)는, 과급 장치가 엔진의 커플링측에 접속되는지 또는 커플링 반대측에 접속되는지와 무관하다.
또한, 과급식 내연기관을 위한 본 발명에 따른 모듈러 시스템 또는 이러한 내연기관의 과급 장치를 위한 본 발명에 따른 모듈러 시스템은 V-구조의 엔진을 위해 R-구조의 엔진에서 사용되는 다수의 동일 부품들 또는 동일한 모듈러 모듈들의 사용을 가능하게 한다.
도 5는 서로 V-각도로 배치된 2개의 실린더 뱅크로 그룹화된 실린더(12)를 가진 V-구조의 엔진(11")을 구비한 내연기관(10")을 도시한다. V-구조의 엔진(11")의 경우에 각각의 실린더 뱅크를 위해 각각 고압 터보 과급기(16)와 저압 터보 과급기(15)가 사용되고, 이 경우 V-구조의 엔진(11")의 경우에 상기 2개의 터보 과급기(15, 16)는 R-구조의 엔진에서 사용되는 터보 과급기(15, 16)와 동일하다. 또한, V-구조의 엔진(11")에서 특히 R-구조의 엔진의, 과급 공기 냉각기(25, 27)를 포함하는 과급 공기 냉각기 하우징(24, 24'), 엔진측 배기 매니폴드와 배기 매니폴드(21, 21'), 공기 흡입 부재(23) 및 과급 공기 냉각기 하우징(24, 24')으로부터 터보 과급기에 이르는 공기 통로도 동일하게 사용된다.
그러나 V-구조의 엔진(11")의 경우에 V-구조에 맞게 조정된 주변측 배기 매니폴드(22")가 제공되고, 상기 매니폴드에 2개의 저압 터보 과급기(15)로부터 배기가스가 안내될 수 있다. V-구조의 엔진(11")의 경우에 상기 주변측 배기 매니폴드(22")는, 과급 장치(13")가 V-구조의 엔진(11")의 커플링측에 접속되는지 또는 커플링 반대측에 접속되는지와 무관하다.
V-구조의 엔진(11")을 위해 V-구조에 맞게 조정된 물탱크(28")가 사용되고, 상기 물탱크는 도 5에 따라 R-구조의 엔진에서도 사용될 수 있는 2개의 과급 공기 냉각기 하우징(24, 24') 하부에서 연장되고, V-구조의 엔진(11")에 맞게 조정된 상기 물탱크(28")는, 과급 장치(13")가 엔진(11")의 커플링측에 접속되는지 또는 커플링 반대측에 접속되는지와 무관하다.
따라서 본 발명에 따른 모듈러 시스템에서 R-구조의 엔진(11)을 위해 R-구조의 엔진의 경우에 R-구조의 엔진에 접속될 과급 장치(13, 13')가 엔진(11)의 커플링측(29)에 접속되는지 또는 커플링 반대측(30)에 접속되는지와 무관한 다수의 모듈러 모듈이 사용된다. 도시된 실시예에서 R-구조의 엔진을 위해 적어도 8개의 모듈러 모듈은, 과급 장치가 커플링측에 장착될 수 있는지 또는 커플링 반대측에 장착될 수 있는지와 무관하게 제공될 수 있다. R-구조의 엔진(11)의 경우에 더 적은 개수의 모듈러 모듈, 즉 바람직한 실시예에서 4개의 모듈러 모듈만이 과급 장치가 엔진의 커플링측(29)에 접속되는지 또는 커플링 반대측(30)에 접속되는지에 의존한다. V-구조의 엔진(11")의 경우에 V-구조에 맞게 조정된 2개의 추가 모듈러 모듈만이 제공되어야 하고, 전술한 상기 2개의 모듈러 모듈(22", 28")은 과급 장치(13")가 커플링측에 접속되는지 또는 커플링 반대측에 접속되는지와 무관하다.
도 6은 고압 터보 과급기(16)를 떠난 배기가스가 저압 터보 과급기(15)의 영역에 도달하기 전에 먼저 SCR-촉매 컨버터(31)을 통해 안내되도록 모듈러 시스템의 다른 모듈러 모듈로서 과급 장치(13')에 SCR-촉매 컨버터(31)가 접속되는 도 3 및 도 4의 내연기관(10')을 위한 본 발명의 개선예를 도시한다.
상기 SCR-촉매 컨버터(31)는 R-구조의 엔진(11)이 제공되는지 또는 V-구조의 엔진(11")이 제공되는지와 무관하고, 과급 장치가 관련 엔진의 커플링측(29)에 접속되는지 또는 커플링 반대측(30)에 접속되는지와 무관하다.
본 발명에 의해 과급식 내연기관들 및 과급 장치들을 위한 모듈러 시스템이 제안되고, 상기 모듈러 시스템은, R-구조의 엔진을 위해, V-구조의 엔진을 위해 그리고 커플링측 및 커플링 반대측에 과급 장치의 상이한 접속 가능성을 위해 다수의 동일한 모듈러 모듈이 제공될 수 있고, 이로써 어셈블리의 변형이 감소되고, 고객을 위한 교육 비용이 작게 유지될 수 있고, 또한 엔진의 신규 개발 시 기존의 계산 결과 및 실험 결과에 액세스할 수 있다.
11, 11" 엔진
12 실린더
13, 13', 13" 과급 장치
15, 16 배기가스 터보 과급기
22 배기 매니폴드
23 공기 흡입 부재
24, 24' 과급 공기 냉각기 하우징
29 커플링측
30 커플링 반대측
31 촉매 컨버터

Claims (10)

  1. 엔진(11, 11")과 과급 장치(13, 13', 13")를 포함하는 과급식 내연기관을 위한 모듈러 시스템으로서,
    상기 엔진(11, 11')은 실린더(12)를 포함하고, 실린더로 안내되는 과급 공기 라인을 통해, 각각의 엔진의 실린더(12)에 압축된 과급 공기가 공급될 수 있고, 배기가스가 각각의 엔진의 상기 실린더(12)로부터, 실린더로부터 멀어지게 안내되는 배기가스 라인을 통해 배출될 수 있고,
    상기 과급 장치(13, 13', 13")는 적어도 하나의 배기가스 터보 과급기(15, 16)를 포함하고, 각각의 과급 장치의 각각의 배기가스 터보 과급기(15, 16)에서 각각의 엔진의 실린더로부터 배출된 배기가스가 팽창될 수 있고, 이 경우 얻어지는 에너지는 각각의 엔진의 실린더에 공급될 과급 공기의 압축을 위해 이용될 수 있으며,
    상기 과급 장치(13, 13', 13")는,
    R-구조의 엔진(11)에 대하여, 엔진에 대한 과급 장치의 과급 공기측 인터페이스를 규정하는 과급 공기 냉각기 하우징(24, 24') 및 엔진에 대한 과급 장치의 배기가스측 인터페이스를 규정하는 엔진측 배기 매니폴드가, 과급 장치가 엔진의 커플링측(29)에서 엔진에 접속되는지 또는 커플링 반대측(30)에서 엔진에 접속되는지에 의존하도록 하지만, 주변에 대한 과급 장치의 과급 공기측 인터페이스를 규정하는 공기 흡입 부재(23) 및 주변에 대한 과급 장치의 배기가스측 인터페이스를 규정하는 주변측 배기 매니폴드(22)가, 과급 장치가 엔진의 상기 커플링측(29)에서 엔진에 접속되는지 또는 상기 커플링 반대측(30)에서 엔진에 접속되는지와 무관하게 되도록 하고,
    V-구조의 엔진(11")에 대하여, 상기 R-구조의 엔진의 과급 공기 냉각기 하우징(24, 24'), 엔진측 배기 매니폴드 및 공기 흡입 부재(23)가 사용되지만, V-구조에 맞게 조정된 주변측 배기 매니폴드(22")가 사용되도록,
    다수의 모듈러 모듈로 구성될 수 있고,
    상기 R-구조의 엔진(11)은 모든 실린더(12)들이 일렬로 배치되어 있는 엔진이고, 상기 V-구조의 엔진은 서로 V-각도로 배치된 2개의 실린더 뱅크로 그룹화된 실린더(12)를 갖는 엔진인 것을 특징으로 하는 모듈러 시스템.
  2. 과급 장치를 위한 모듈러 시스템으로서,
    상기 과급 장치는,
    R-구조의 엔진(11)에 대하여, 엔진에 대한 과급 장치의 과급 공기측 인터페이스를 규정하는 과급 공기 냉각기 하우징(24, 24') 및 엔진에 대한 과급 장치의 배기가스측 인터페이스를 규정하는 엔진측 배기 매니폴드가, 과급 장치가 엔진의 커플링측(29)에서 엔진에 접속되는지 또는 커플링 반대측(30)에서 엔진에 접속되는지에 의존하도록 하지만, 주변에 대한 과급 장치의 과급 공기측 인터페이스를 규정하는 공기 흡입 부재(23) 및 주변에 대한 과급 장치의 배기가스측 인터페이스를 규정하는 주변측 배기 매니폴드(22)가, 과급 장치가 엔진의 상기 커플링측(29)에서 엔진에 접속되는지 또는 상기 커플링 반대측(30)에서 과급 장치가 상기 엔진에 접속되는지와 무관하게 되도록 하고,
    V-구조의 엔진(11")에 대하여, 상기 R-구조의 엔진의 과급 공기 냉각기 하우징(24, 24'), 엔진측 배기 매니폴드 및 공기 흡입 부재(23)가 사용되지만, V-구조에 맞게 조정된 주변측 배기 매니폴드(22")와 V-구조에 맞게 조정된 물탱크(28")가 사용되도록,
    다수의 모듈러 모듈로 구성될 수 있고,
    상기 R-구조의 엔진(11)은 모든 실린더(12)들이 일렬로 배치되어 있는 엔진이고, 상기 V-구조의 엔진은 서로 V-각도로 배치된 2개의 실린더 뱅크로 그룹화된 실린더(12)를 갖는 엔진인 것을 특징으로 하는 모듈러 시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, V-구조의 엔진(11")에 대하여, 주변측 배기 매니폴드(22")는, 과급 장치가 엔진의 커플링측에서 엔진에 접속되는지 또는 커플링 반대측에서 엔진에 접속되는지와 무관한 것을 특징으로 하는 모듈러 시스템.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 고압 터보 과급기(16)와 저압 터보 과급기(15)를 구비한 과급 장치를 포함하는 R-구조의 엔진(11)에 대하여, 각각의 터보 과급기(15, 16), 각각의 과급 공기 냉각기(25, 27), 물탱크(28) 및 과급 공기 냉각기 하우징(24, 24')으로부터 고압 터보 과급기(16)에 이르는 공기 통로(26)는, 또한 상기 과급 장치(13, 13')가 각각의 엔진(11, 11')의 상기 커플링측(29)에서 엔진에 접속되는지 또는 커플링 반대측(30)에서 엔진에 접속되는지와 무관한 것을 특징으로 하는 모듈러 시스템.
  5. 제4항에 있어서, R-구조의 엔진(11, 11')에 대하여, 상기 고압 터보 과급기(16)와 상기 저압 터보 과급기(15) 사이에서 연장되는 배기 매니폴드(21, 21') 및 상기 저압 터보 과급기(15)로부터 상기 과급 공기 냉각기 하우징(24, 24')에 이르는 공기 통로는, 상기 과급 장치(13, 13')가 각각의 엔진(11, 11')의 상기 커플링측(29)에서 엔진에 접속되는지 또는 상기 커플링 반대측(30)에서 엔진에 접속되는지에 의존하는 것을 특징으로 하는 모듈러 시스템.
  6. 제4항에 있어서, V-구조의 엔진(11")에 대하여, 상기 R-구조의 엔진의 각각의 터보 과급기(15, 16), 각각의 과급 공기 냉각기(25, 27) 및 상기 과급 공기 냉각기 하우징(24, 24')으로부터 상기 고압 터보 과급기(16)에 이르는 공기 통로(26)가 사용되는 것을 특징으로 하는 모듈러 시스템.
  7. 제6항에 있어서, V-구조의 엔진(11")에 대하여, V-구조에 맞게 조정된 물탱크(28")가 사용되고, 상기 물탱크는 과급 장치(13")가 엔진의 커플링측에서 엔진에 접속되는지 또는 커플링 반대측에서 엔진에 접속되는지와 무관한 것을 특징으로 하는 모듈러 시스템.
  8. 엔진(11, 11")과 과급 장치(13, 13', 13")를 포함하는, 모듈러 구조의 내연기관으로서,
    상기 엔진은 실린더(12)를 포함하고, 압축된 과급 공기가 상기 실린더로 안내되는 과급 공기 라인을 통해 실린더에 공급될 수 있고, 배기가스가 실린더로부터, 상기 실린더로부터 멀어지게 안내되는 배기가스 라인을 통해 배출될 수 있고, 상기 과급 장치는 적어도 하나의 배기가스 터보 과급기를 포함하고, 각각의 배기가스 터보 과급기에서는 실린더로부터 배출된 배기가스가 팽창될 수 있고, 이 경우 얻어지는 에너지는 실린더에 공급될 과급 공기의 압축을 위해 이용될 수 있고,
    상기 과급 장치(13, 13', 13")는,
    R-구조의 엔진(11)에 대하여, 엔진에 대한 과급 장치의 과급 공기측 인터페이스를 규정하는 과급 공기 냉각기 하우징(24, 24') 및 엔진에 대한 과급 장치의 배기가스측 인터페이스를 규정하는 엔진측 배기 매니폴드가, 과급 장치가 엔진의 커플링측(29)에서 엔진에 접속되는지 또는 커플링 반대측(30)에서 엔진에 접속되는지에 의존하도록 하지만, 주변에 대한 과급 장치의 과급 공기측 인터페이스를 규정하는 공기 흡입 부재(23) 및 주변에 대한 과급 장치의 배기가스측 인터페이스를 규정하는 주변측 배기 매니폴드(22)가, 과급 장치가 엔진의 상기 커플링측(29)에서 엔진에 접속되는지 또는 상기 커플링 반대측(30)에서 엔진에 접속되는지와 무관하게 되도록 하고,
    V-구조의 엔진(11")에 대하여, 상기 R-구조의 엔진의 과급 공기 냉각기 하우징(24, 24'), 엔진측 배기 매니폴드 및 공기 흡입 부재(23)가 사용되지만, V-구조에 맞게 조정된 주변측 배기 매니폴드(22")가 사용되도록,
    다수의 모듈러 모듈로 구성될 수 있고,
    상기 R-구조의 엔진(11)은 모든 실린더(12)들이 일렬로 배치되어 있는 엔진이고, 상기 V-구조의 엔진은 서로 V-각도로 배치된 2개의 실린더 뱅크로 그룹화된 실린더(12)를 갖는 엔진인 것을 특징으로 하는 내연기관.
  9. 제8항에 있어서, V-구조의 엔진(11")에 대하여, 주변측 배기 매니폴드(22")는, 과급 장치가 엔진의 커플링측에서 엔진에 접속되는지 또는 커플링 반대측에서 엔진에 접속되는지와 무관한 것을 특징으로 하는 내연기관.
  10. 삭제
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