KR19980702578A - 흡입통로 내에서 조작가능한 폐쇄소자를 구비한 배기가스 재순환 장치 - Google Patents

흡입통로 내에서 조작가능한 폐쇄소자를 구비한 배기가스 재순환 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 흡입통로에 접속된 배기가스 공급통로를 구비하고, 재순환 배기가스 공급통로가 흡입통로 내에서 조절구동 장치에 의해 조작 가능한 폐쇄 소자를 거쳐서 개폐가 가능한 형식의 배기가스 재순환 장치에 관한 것이다. 이 때문에 흡입통로 내에 새로운 공기흐름에 대해서 수직으로 원통형의 배기가스 공급관이 배기가스 공급 접속편의 일부분으로서 돌입하고 있는 배기가스 공급관이 원통형의 벽에 출구 개구부를 갖추고 있다. 출구개구부 상부에 폐쇄소자로서 종형상의 회동 슬라이더를 설치하고 있는 종형상의 회동 슬라이더가 흡입통로 내로 돌입하는 배기가스 공급관을 최소한 부분적으로 감싸고 있다. 종형상의 회동 슬라이더가 조절구동장치로서 역할을 하는 전동선회모터에 연결되어 있다. 이 경우에 이 배기가스 재순환 장치에 있어서는 배기가스 및 새로운 공기흐름에 의해 생기는 최소의 힘밖에 폐쇄소자 또는 구동장치에 작용하지 않는다.

Description

흡입통로 내에서 조작가능한 폐쇄소자를 구비한 배기가스 재순환장치
상기 형식의 장치는 공지되어 있다. 몇개의 형식에 있어서, 배기가스 공급통로가 측방에서 흡입통로 내로 도입되고 거기에서 예를 들면 포펫(poppet) 밸브를 거쳐서 개폐된다. 이 때문에 밸브의 폐쇄원판이 흡입통로 내에서 대응하는 배기가스 공급통로의 각각의 개구에 맞대여지고 혹은 개구에서 들어올려진다. 제어 되지 않는 장치에 있어서 폐쇄원판을 작동하기 위한 구동은 예를 들면 부압 복스를 거쳐서 행해진다. 이것과 비교가 되는 장치가 미국 특허 제 3,901,203호 명세서에 의해 공지되어 있다. 거기에서는 부압복스가 선회플랩을 운동시킨다. 다시 배기가스 밸브가 흡입통로의 외측에 위치하는 배기가스 도관내에 부착되어 있다. 또한 영국 특허 제 1388032호 명세서에는 동일하게 흡입통로의 외측에 위치하는 배기가스 밸브가 기재되어 있다.
신규한 배기가스 재순환 밸브는 제어하여 운전된다. 이 때문에 예를 들면 공지의 폐쇄원판이 흡입통로 내에서 공기력식의 구동장치에 의해 축선 방향에서 배기가스 공급통로의 개구에 대해 접근 또는 이반운동된다. 구동에 의거한 탄성, 밸브폐쇄 원판에 작용하는 배기가스 압력 및 흡입통로 내의 유동조건에 의해 무단계의 조절에 있어서 특히 부분부하 운전시에 작은 밸브간격에 의거해 불합리한 오차가 생긴다.
또한 전동(傳動) 모터(Getriebemotor)를 사용해서 밸브폐쇄 원판 혹은 폐쇄부재를 운동시키는 고가의 구조도 공지되어 있다.
본 발명은 흡입통로 내에서 조작이 가능한 폐쇄소자를 구비한 청구범위 제 1항의 상위 개념에 기재된 형식의 배기가스 재순환 장치에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 배기가스 재순환 장치의 단면도
본 발명은 배기가스 장치를 대상으로 하고 있으며, 특히 일측에서 배기가스 공급통로 및 조절구동장치가 흡입통로 내에 설치되어 있고, 타측에서 밸브부분이 배기가스 및 새로운 공기흐름에 의해 발생하는 최소의 힘밖에는 폐쇄소자 또는 그 구동장치에 작용시키지 않도록 구성되어 있다. 이 때문에 흡입통로 내에 새로운 공기흐름에 대해서 거의 수직으로, 거의 원통형의 배기가스 공급관이 배기가스 공급접속편의 구성부분으로서 돌입하고 있어 원통형의 벽에 출구개구를 갖추고 있다. 출구개구 위에 폐쇄소자로서 종형 회전 슬라이더를 설치하고 있고 종형 회전 슬라이더가 흡입통로 내에 돌입하는 배기가스 공급관을 최소한 부분적으로 감싸고 있다. 종형 회전 슬라이더는 조절구동장치로서 역할하는 전동선회모터에 연결되어 있다.
전동선회모터는 예를 들자면 전자식 회전장치(Drehsteller)이다. 이 전동선회모터의 코일권선은 맥동직류로 부하된다. 이 경우 로터에 생기는 토크는 재순환스프링에 대항해서 작용한다. 회전장치 구조에 관련해서 특히 코일권선이 요크와 함께 고정자를 형성하고 또한 영구자석이 선회축과 함께 로터를 형성하고 있어 좋다. 폐쇄소자의 선회운동이 스텝모터를 사용해서 실시되어도 좋다.
새기체와 배기가스와의 양호한 혼합기체의 형성을 위해 흡입통로 내에 돌입하는 배기가스 공급관의 출구통로가 신기류의 흐름방향에 관련해서 거의 가로방향으로 또한 배기가스 공급관의 뒤에 설치되어 있다. 이와같은 설치에 의해 배기가스 잔류물이 밸브플랩영역 혹은 조리개 플랩영역에 퇴적되는 일은 거의 없다. 만곡된 배기가스통로 혹은 다른 흐름 장애물을 구비한 통로에 있어서는 배기가스가 최적인 혼합기체를 얻기 위해 새기류에 대해서 경사져서 도입되어도 좋다. 이 때문에 배기가스 공급관이 배기가스 공급 접속편 내에 개별로 끼워 넣을 수 있는 구성부분으로서 선회가 가능하게 내장되어도 좋다.
통상은 폐쇄소자 혹은 종형 회전 슬라이더가 배기가스 공급접속편 및 배기가스 공급관에 대해서 같은 열을 이루고 있다. 배기가스 공급 접속편의 중심선과 종형 회전 슬라이더의 중심선이 서로 평행하게 약간 어긋나게해서 설치되어도 좋다.
배기가스 공급관의 출구개구의 영역에 작은 간극을 형성하고 또한 마주하는 쪽에 큰 간격을 형성하도록 어긋나도록 한 것은 종형 회전 슬라이더를 간극 내의 오염에 의해 죄어주는 염려없이 양호한 밸브실을 발생시킨다.
배기가스 재순환 장치는 폐쇄소자를 갖추고 있고 폐쇄소자의 조작을 위해 그것의 구조에 의거해 약간의 힘밖에 필요로 되지 아니한다. 다시 폐쇄소자의 종형상에 의해 한편에서 배기가스 기구로부터의 진동발생에 대한 높은 안전성이 얻어지고 또한 다른편에서 폐쇄소자가 균형이 잡힌 질량분배에 의해 폐쇄소자의 선회축에 대해서 진동하지 아니하도록 되어 있다. 다시 직접구동부는 고다이나믹(hochdynamisch) 및 정확한 조절 특성을 가능케 한다.
본 발명은 도 1에 도시하는 실시예에 의해 아래에서 상세히 기술된다.
도 1은 배기가스 재순환 밸브를 도시하고 있으며 배기가스 재순환 밸브는 내연기관의 흡입통로(10)내에 설치되어 있다. 흡입통로(10)내에는 새로운 공기의 흐름방향에서 보았을 때 조리개 플립(1)의 하류측에서 배기가스가 도입된다. 이 때문에 흡입통로(10)의 외벽에 배기가스 공급 접속편(11)이 설치되어 있고 상기 배기가스 공급 접속편에 배기가스 공급도관(도시 않음)이 플랜지 결합되어 있다. 배기가스 공급 접속편(11)내에는 실시예에서는 별개의 배기가스 공급관(12)이 끼워져 있다. 배기가스 공급 접속편(11)에 일체로 형성된 관형상의 구분이 있는 배기가스 공급관(12)은 원통형의 외측 윤곽을 가지고 있으며 저부(13)에서 폐쇄되어 있다. 배기가스 공급관(12)은 흡입통로(10)내에 돌입하는 부분에 원형의 출구개구부(15)를 가지고 있다. 출구개구부(15)의 가상의 중심선이 흡입통로(10)의 중심선에 대해서 예를 들면 평행하게 연장되어 있다. 배기가스 공급관(12)의 흡입통로(10)내로 자유롭게 돌입하는 부분을 거쳐서 선회가 가능한 종형상의 회동 슬라이더(20)가 위치결정되어 있다. 종형상의 회동 슬라이더(Drehschieberglocke)의 선회축선은 배기가스 공급관(12)의 중심선에 상응하고 있다.
종형상의 회동 슬라이더(20)는 도 1에서는 저부를 구비한 박벽의 주실린더이다. 이 저부의 외측에 직경이 작은 지지 실린더가 주실린더에 대해서 동축상에 설치되어 있다. 주실린더는 회동슬라이더의 개구로서 역할을 하는 구멍(21)을 가지고 있고 이 구멍은 배기가스밸브의 개방상태에서 출구개구부(15)와 예를 들면 일치된다. 도 1에서는 배기가스 재순환 밸브가 닫혀진 상태에ㅐ서 도시되어 있으므로 회동 슬라이더의 개구(21)는 배기가스 공급관(12)의 후방에 위치하여 있고 따라서 파선으로 표시되어 있다.
배기가스 공급관(12)의 출구개구부(15)와 회동 슬라이더의 개구(21)는 서로 다른 크기의 면 및 다른 윤곽을 갖고 있어도 좋다. 출구개구부(15)와 회동 슬라이더의 개구(21)의 횡단면은 종형상의 회동 슬라이더(20)의 각 선회각에 소정의 개구횡단면이 대응하고 있고, 따라서 선회각의 증대에 따라 개구횡단면이 증대하도록 서로 규정되어 있다.
다시 종형상의 회동 슬라이더(20)는 주실린더의 영역에 복수의 개구를 구비하고 있어도 된다. 이것에 의해 예를 들면 선회각에 대응하여 다른 개구횡단면이 실시된다.
종형상의 회동 슬라이더(20)의 저부는 배기가스 공급관(12)과 종형상의 회동 슬라이더(20) 사이의 간극내에 생기는 배기가스를 배출시키기 위해 복수의 절단부 또는 구멍을 가지고 있어도 좋다. 이와같은 절단부의 설치에 의해 종형상의 회동 슬라이더(20)에 작용하는 축선방향의 힘이 형성되지 않게 된다. 또한 저부의 가장자리에서 배출되는 배기가스가 조절구동장치(30)내로 침입하지 않게 된다.
종형상의 회전 슬라이더(20)를 지지하고 조절하기 위해 전동선회모터(30)가 사용된다. 전동선회모터(Elektroschwenkmotor)는 구동장치 케이싱(31)내에 부착되어 있고 구동장치 케이싱은 관의 형상으로 흡입통로(10)에서 돌출되어 있다. 구동장치 케이싱(31)은 그 중심선이 배기가스 공급 접속편(11)을 수용하기 위한 구멍의 중심선과 일치되어 있음과 동시에 흡입통로(10)의 중심선과 수직으로 교차되도록 구성되어 있다. 또한 구동장치 케이싱(31)의 외측에의 단면이 케이싱 축선에 대해서 직각을 향해 있다.
관형상의 구동장치 케이싱(31)의 평평한 끝면에 회동 슬라이더 플랜지(32)가 부착되어 있고 회동 슬라이더 플랜지(Drehschieberflansch)에 회동 슬라이더축(35)이 접속되어 있다. 회동 슬라이더축(35)의 자유단은 배기가스 공급관(12)의 저부(13)에 설치된 지지구멍(16)내에 결합되어 있다. 흡입통로(10)로의 전동선회모터(30)의 내장에 있어서 회전 슬라이더축(35)은 응력 혹은 기울어짐이 없이 배기가스 공급관(12)의 지지구멍(16)내에 결합되도록 회동 슬라이더 플랜지(32)를 거쳐서 구동장치 케이싱(31)에 위치결정해서 나사결합되어 있다.
종형상의 회동 슬라이더(20)는 지지실린더를 사용해서 중공축(36)에 고정되어 있고 중공축은 회동 슬라이더축(35)에 2중으로 회전지지되어 있다. 회동 슬라이더 플랜지(32)의 근처에 설치된 구릅베어링(37)은 고정베어링이다. 경우에 따라서 구동장치 케이싱(31)은 침입하는 배기가스 입자로부터 구름베어링을 보호하기 위해 약간 과압으로 부하되어도 된다. 부가적으로 중공축(36)의 자유단의 앞에서 종형상의 회동 슬라이더(20)와 회동 슬라이더축(35) 또는 저부(13) 사이에 예를 들면 간극실이 설치되어도 좋다.
양편의 구름베어링 대신에 미끄럼 베어링 또는 크로스스프링조인트(Kreuzfedergelenk)가 사용되어도 된다. 크로스 스프링 조인트는 열 및 오염의 영향을 잘 받지 아니한다.
중공축(36)의 후방 부분에 코일(41)이 고정되어 있다. 이들 양편의 구성부분은 전동선회모터(30)의 로터를 형성하고 있다. 코일(41)의 주위에 자기적인 고정자(42)가 설치되어 있다. 고정자는 회전 슬라이더 플랜지(32)에 설치된 링 홈(33) 내에 부착되어 있다.
전동선회모터(30)는 스토퍼(도시하지 않음)에 의해 제한되는 거의 90°의 선회범위를 가지고 있다. 배기가스 재순환 밸브의 폐쇄는 나선형 스프링(44)에 의해 행해지고 나선형 스프링은 회동 슬라이더 플랜지(32)와 중공축(36) 후방의 단면 사이에 위치하고 있다. 나선형 스프링(44)은 중공축(36) 및 회동 슬라이더 플랜지(32)에 부착되어 있다.
전동선회모터(30)를 오염으로부터 보호하기 위해 구동장치 케이싱(31)과 고정자(42)와의 사이에 작은 화분형(topffoerming)의 박벽형상(duennwandig)의 커버(49)가 설치되어 있다. 커버(49)는 회전 슬라이더 플랜지(32)내에 형성된 링 홈(33) 외측의 가장자리에 조임식으로 고정되어 있다. 흡입통로(10)의 내측의 벽영역에서 이행한 곳의 실링을 위해 커버(49)와 구동장치 케이싱(31) 사이에 링이 설치되어 있다. 중공축(36)과 커버(49) 사이에 간극실이 설치되어 있다.
이제까지 상술한 구조에 대해서 선택적으로 전동선회모터(30)에 고유의 케이싱을 구비하여 부착시킬 수도 있고 따라서 전동선회모터가 회전 슬라이더축(35) 및 종형상의 회동 슬라이더(20)와 함께 조립구성 유닛을 형성한다. 조립구성 유닛은 직접적으로 흡입통로(10)에 플랜지 결합되고 도 1에 도시하는 구동장치 케이싱(31)이 불필요해진다. 종형상의 회동 슬라이더(20)를 끼워 넣을 수 있도록 하기 위해서 흡입통로(10)는 대응하는 절단부를 갖추고 있다.
내연기관의 운전에 있어서 운전상태에 관련하여 배기가스 공급밸브를 거쳐서 새로운 기체에 부분량의 배기가스가 혼입된다. 이 때문에 도 1에 도시한 실시예에서는 종형상의 회동 슬라이더(20)가 나선형 스프링(44)의 폐쇄력에 대항해서 코일(41)로 제어된 공급전류에 의해 개방된다. 개방운동은 종형상의 회동 슬라이더(20)의 역시계방향의 회전에 의해 행해진다.
내용없음

Claims (3)

  1. 흡입통로에 접속된 배기가스 공급 통로를 구비하고, 배기가스 공급 통로가 흡입통로 내에서 조절구동장치에 의해 조작이 가능한 폐쇄소자를 거쳐서 개폐가 가능한 형식의 배기가스 재순환 장치에 있어서, 새로운 공기 흐름에 대해서 수직으로 원통형의 배기가스 공급관(12)이 배기가스 공급 접속편(11)의 구성 부분으로서 흡입통로(10) 내에 돌입하고 있고, 배기가스 공급관(12)이 원통형의 벽에 출구 개구부(15)를 갖추고 있으며, 폐쇄 소자는 종형상의 회동 슬라이더(20)이고, 종형상의 회동 슬라이더가 흡입통로(10) 내로 돌입하는 배기가스 공급관(12)의 일부 이상을 감싸고 있고, 또한 종형상의 회동 슬라이더(20)가 조절구동 장치로서 역할을 하는 전동선회 모터(30)에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 흡입통로 내에서 조작 가능한 폐쇄 소자를 구비한 배기가스 재순환 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 출구통로(15)가 새로운 공기의 흐름방향에 관련하여 가로방향으로 또한 배가가스 공급관(12)의 후방에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 흡입통로 내에서 조작 가능한 폐쇄 소자를 구비한 배기가스 재순환 장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 배기가스 공급 접속편(11)과 종형상의 회동 슬라이더(20)의 가상의 중심선이 서로 일치되어 있는 것을 특징으로 하는 흡입통로 내에 조작 가능한 폐쇄 소자를 구비한 배기가스 재순환 장치.
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