KR20080093982A - Exhaust gases recirculation device for an internal combustion engine - Google Patents

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KR20080093982A
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파스칼 게리
안토니 놀레보
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엠제이 꾸띠에
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Abstract

The invention relates to a device including a duct (4) for recirculating exhaust gases (6), connected to an intake collector duct (3) provided upstream of an intake distributor. The recirculation duct (4) extends along an axis perpendicular and radially offset relative to a central longitudinal axis of the intake collector duct (3), and comprises a tubular mixing end piece (7) provided in the intake collector duct (3) and having a cross-section that is concentric to that of the collector duct (3) in order to drive the exhaust gases along a helical trajectory so as to mix them with a first portion of the intake air flow through the mixing end piece (7), and in order to form an annular gap between an outer wall of the mixing end piece (7) and an inner wall of the collector duct (3) so that a second portion of the intake air flow through the annular gap defines a thermal barrier.

Description

내연기관용 배기 가스 재순환 장치{Exhaust gases recirculation device for an internal combustion engine}Exhaust gases recirculation device for an internal combustion engine}

본 발명은 흡기 매니폴드의 상류에 위치된 공기 흡기 매니폴드 라이저(riser)에 연결된 배기 가스 재순환 파이프를 구비하는 형태의 자동차 엔진과 같은 그러한 내연기관용 배기 가스 재순환(또는 "EGR"(exhaust gas recirculation)) 장치에 관한 것으로, 상기 매니폴드 라이저와 상기 매니폴드는 플라스틱으로 만들어진다.The present invention relates to exhaust gas recirculation (or "EGR" (exhaust gas recirculation) for such internal combustion engines as automotive engines of the type having an exhaust gas recirculation pipe connected to an air intake manifold riser located upstream of the intake manifold). ) Device, wherein the manifold riser and the manifold are made of plastic.

이와 같은 장치는 엔진의 작동에 있어서 엔진의 흡기 실린더 및 여러 단계로 배기 가스를 재순환 시킴으로써 오염물질의 방출을 감소시키는데 그 목적이 있다. (이들은 흡기의 진동수(frequency of aspiration)를 결정하는 엔진 속도와 흡기되는 양을 결정하는 엔진 로드(engine load)에 의존한다.)Such a device aims at reducing emissions of pollutants by recirculating the exhaust gas in the engine's intake cylinder and in several stages in the operation of the engine. (They depend on the engine speed, which determines the frequency of aspiration, and the engine load, which determines the amount of intake.)

가솔린 엔진의 경우에 스로틀 본체의 하류 측으로, 디젤 엔진의 경우에 계량 유닛(metering unit)의 하류 측으로 도입된 이들 가스는, 각각의 실린더가 이것에 인접한 실린더와 같은 량의 공기 및 배기 가스를 받아들일 필요가 있기 때문에, 각 실린더에 균일하게 분배될 필요가 있다.These gases introduced downstream of the throttle body in the case of gasoline engines and downstream of the metering unit in the case of diesel engines, each cylinder will receive the same amount of air and exhaust gas as the cylinder adjacent to it. Since it is necessary, it needs to be distributed evenly to each cylinder.

(배기 가스와 공기의) 두 개의 흐름은, 매니폴드의 기하학적인 형상 때문에, 밸브 개방 횟수(압력파를 고려) 때문에, 그리고 두 개의 가스가 이들이 매니폴드로 들어갈 때 상이한 온도와 속도를 갖기 때문에, 매니폴드를 통해 상이한 통로를 따라 흐른다.The two flows (of exhaust gas and air) are due to the geometry of the manifold, because of the number of valve openings (considering pressure waves), and because the two gases have different temperatures and speeds as they enter the manifold, Flow along different passages through manifolds.

배기 가스와 공기의 같은 량을 각각의 실린더 속으로 흡기하는 것은 어떤 경우에는 배기 가스가 도입될 필요가 있는 모든 단계에서 거의 성취되지 않는다.Inhaling the same amount of exhaust gas and air into each cylinder is rarely achieved in all cases where exhaust gas needs to be introduced.

배기 가스와 공기의 양호한 분배를 성취하기 위한 하나의 단순한 아이디어는 이들이 매니폴드로 들어가기 전에 이들의 동종의 혼합물을 만들어내는 것이다. 하나의 단일 가스 흐름으로 형성된 배기 가스와 공기는 같은 통로를 따라 흐른다.One simple idea to achieve a good distribution of exhaust gas and air is to produce a homogeneous mixture of these before they enter the manifold. Exhaust gas and air formed as one single gas stream flow along the same passage.

비록 이러한 아이디어가 이론적으로 단순하다고 해도, 이것은 다음과 같은 이유 때문에 수행하기가 쉽지않다;Although this idea is theoretically simple, it is not easy to implement for the following reasons;

- 배기 가스의 흐름이 난류 확산을 통해 가스 혼합물을 동종화 하기에 충분히 긴 통로를 따라 흐르도록 하기 위해, 배기 가스는 입구의 상류에 있는 긴 통로에서 매니폴드에 분사되는 것이 필요하다;In order for the flow of exhaust gas to flow along a passage long enough to homogenize the gas mixture through turbulent diffusion, the exhaust gas needs to be injected into the manifold in the long passage upstream of the inlet;

- 혼합물을 보조하기 위한 장애물의 사용은 이것이 배기 가스와 공기에서의 압력 강하를 일으킬 수 있기 때문에 권하기가 어렵다.(장애물은 그때 잘 혼합이 되지 않는 두 개의 흐름의 속도를 균등하게 한다.)The use of obstacles to assist the mixture is difficult to recommend because it can cause a pressure drop in the exhaust gases and air (the obstacles then equalize the velocity of the two flows that do not mix well).

- 매니폴드 라이저와 매니폴드 자체가 플라스틱으로 만들어 지기 때문에, (대략 80 내지 400℃ 에 있는) 고온의 배기 가스가 그들 벽과 접촉하는 것을 방지하고, 첫째 이들 벽이 녹는 것을 방지하고, 둘째 배기 가스의 흐름이 이들 벽에 접근해서 "달라붙는" 것을 방지해서 그곳에 "고착"되어 버리는 것을 방지하는 것이 필요한데, 이것은 흡입 공기 흐름과 교류하여 혼합하기 위한 영역을 감소시키기 때문이다.Since the manifold riser and the manifold itself are made of plastic, they prevent hot exhaust gases (at approximately 80 to 400 ° C) from contacting their walls, first preventing these walls from melting, and second exhaust gases. It is necessary to prevent the flow of water from approaching and "sticking" to these walls and preventing it from "sticking" to it, because this reduces the area for mixing with the intake air stream.

본 발명은 배기 가스와 흡입 공기가 작은(특히 길이방향의) 체적에서 효과적으로 혼합되게 하는 한편, 동시에 배기 가스가 매니폴드의 벽과 매니폴드 라이저의 벽에 "고착"되는 것을 방지해주고, 동시에 압력 강하를 최소화해주는 배기 가스 재순환 장치를 제공함으로써 이들 단점들을 피하도록 해준다.The present invention allows the exhaust gas and the intake air to be effectively mixed in small (especially longitudinal) volumes, while at the same time preventing the exhaust gas from "sticking" to the wall of the manifold and the wall of the manifold riser, while simultaneously reducing the pressure By providing an exhaust gas recirculation device that minimizes the need to avoid these drawbacks.

이 때문에, 본 발명의 주제는 흡기 매니폴드의 (흡기 공기 흐름에 대해) 상류에 위치된 흡기 매니폴드 라이저에 연결된 배기 가스 재순환 파이프를 반드시 구비하는 형태의 내연기관용 배기 가스 재순환 장치로서, 재순환 파이프는 흡기 매니폴드 라이저의 중앙 길이방향 축에 대해 실제로 수직하고 상기 축으로부터 반경 방향으로 옵셋된 축을 따라 향해 지도록 배치되고, 흡기 매니폴드 라이저의 내측에 위치된 관형상의 혼합 노즐과 흡기 매니폴드 라이저의 그것과 동심원을 이루는 원형 횡단면을 구비하며;To this end, the subject of the invention is an exhaust gas recirculation apparatus for an internal combustion engine of the type which must necessarily have an exhaust gas recirculation pipe connected to an intake manifold riser located upstream of the intake manifold (relative to the intake air flow). That of an intake manifold riser with a tubular mixing nozzle positioned inside the intake manifold riser, which is actually perpendicular to the central longitudinal axis of the intake manifold riser and is radially offset from the axis. A circular cross section concentric with;

- 이들 배기 가스가 관형상의 혼합 노즐을 통과하는 흡기 공기 흐름의 제1 부분과 혼합하도록 흡기 매니폴드 라이저의 중앙 길이방향 축 상에 집중된 나선형의 통로를 따라 배기 가스를 이동시키며; 그리고Moving the exhaust gases along a spiral passage concentrated on the central longitudinal axis of the intake manifold riser such that these exhaust gases mix with the first portion of the intake air stream passing through the tubular mixing nozzle; And

- 흡기 공기 흐름의 제2 부분이 이러한 환형상의 통로를 통과하고 따라서 흡기 매니폴드 라이저와 혼합 노즐 사이에 열 장벽을 형성하도록 관형상의 혼합 노즐의 외측 벽과 흡기 매니폴드 라이저의 내측 벽 사이에 환형상의 통로를 형성하도록 구성되는 내연기관용 배기 가스 재순환 장치에 관한 것이다.An annular between the outer wall of the tubular mixing nozzle and the inner wall of the intake manifold riser such that a second portion of the intake air flow passes through this annular passageway and thus forms a thermal barrier between the intake manifold riser and the mixing nozzle An exhaust gas recirculation apparatus for an internal combustion engine configured to form a passage of a bed.

따라서, 본 발명의 밑바탕에 깔려있는 아이디어는 흡기 매니폴드 라이저의 내측에 위치된 관형상의 혼합 노즐에 배기 가스 재순환 파이프를 제공하는 것이다.Accordingly, the idea underlying the present invention is to provide an exhaust gas recirculation pipe to the tubular mixing nozzle located inside the intake manifold riser.

그러므로, 배기 가스는 혼합 노즐의 원형의 외형에 대해 접선방향에 평행하게 혼합 노즐 내에 도달하며, 배기 가스는 그 다음에 혼합 노즐의 내측 벽을 따라 소용돌이 형상으로 이동하게 된다. 이 구조는 배기 가스의 흐름 통로를 강화시켜서 이들 가스가 그들의 통로에서 어떠한 장애물과도 마주치지 않게 한다. 혼합 노즐을 떠나면, 가스 흐름은 그의 관성을 유지하고 공기 흐름의 내측에서 계속 소용돌이친다.Therefore, the exhaust gas arrives in the mixing nozzle parallel to the tangential direction with respect to the circular contour of the mixing nozzle, and the exhaust gas then moves vortexically along the inner wall of the mixing nozzle. This structure reinforces the flow passages of the exhaust gases so that these gases do not encounter any obstacles in their passages. Upon leaving the mixing nozzle, the gas stream maintains its inertia and continues to swirl inside the air stream.

혼합 노즐은 이것이 흐름의 방향에 위치되기 때문에 공기 흐름 상에 압력 강하를 거의 일으키지 않는다.The mixing nozzle rarely causes a pressure drop on the air stream because it is located in the direction of the flow.

매니폴드 라이저와 매니폴드 자체는 흡기 매니폴드 라이저의 벽과 혼합 노즐의 벽 사이에서 공기 흐름에 의해 형성된 열 장벽 덕분에 플라스틱으로 쉽게 만들어 질 수 있다.The manifold riser and the manifold itself can be easily made of plastic thanks to the thermal barrier formed by the air flow between the wall of the intake manifold riser and the wall of the mixing nozzle.

재순환 파이프의 내경은 예를 들면 흡기 매니폴드 라이저의 내경의 대략 1/3을 나타낸다.The inner diameter of the recycle pipe represents, for example, approximately one third of the inner diameter of the intake manifold riser.

혼합 노즐의 내경은 예를 들면 재순환 파이프의 내경의 대략 5/2를 나타낸다. 혼합 노즐의 길이는 예를 들면 흡기 매니폴드 라이저의 내경 보다 더 짧거나 또는 실제로 동등하다.The inner diameter of the mixing nozzle represents, for example, approximately 5/2 of the inner diameter of the recycle pipe. The length of the mixing nozzle is for example shorter or actually equal to the inner diameter of the intake manifold riser.

본 발명의 한 특징에 따르면, 혼합 노즐의 하류측 단부는 혼합 노즐을 떠나는 흡기 공기와 배기 가스의 혼합물의 이동을 가속화시키도록 특히 약 30°의 각도 로 경사진, 안쪽으로 향해진 환상의 테이퍼를 가진다.According to one feature of the invention, the downstream end of the mixing nozzle has an annular tapered inwardly inclined at an angle of about 30 ° to accelerate the movement of the mixture of intake air and exhaust gas leaving the mixing nozzle. Have

환상의 테이퍼의 내경은 예를 들면 혼합 노즐의 하류측 단부에서 재순환 파이프의 내경의 대략 2배를 나타낸다.The inner diameter of the annular taper represents approximately twice the inner diameter of the recycle pipe, for example, at the downstream end of the mixing nozzle.

본 발명의 한 특징에 따라서, 혼합 노즐 안으로 개구된 재순환 파이프의 단부 부분은 혼합 노즐 안으로 반경 방향으로 돌출하는 하류측 벽을 가진다. 재순환 파이프의 이러한 단부 부분은 하류에서 상류 방향으로 경사진(mitered) 가장자리를 가진다.According to one feature of the invention, the end portion of the recycle pipe opening into the mixing nozzle has a downstream wall that projects radially into the mixing nozzle. This end portion of the recycle pipe has an edge that is inclined downstream in the upstream direction.

한 실시 예에서, 혼합 노즐은 흡기 매니폴드 라이저의 내측 벽 상에 혼합 노즐이 집중되도록 그의 외측 벽 위에 분배된, 적어도 3개의 센터링 핀, 특히 탄성 핀을 가진다. 센터링 핀은 양호하게는 흡기 매니폴드 라이저의 내측 벽에 부착하기 위해 톱니모양(serration)을 가진다.In one embodiment, the mixing nozzle has at least three centering pins, in particular elastic pins, distributed over its outer wall such that the mixing nozzle is concentrated on the inner wall of the intake manifold riser. The centering pin preferably has a serration for attaching to the inner wall of the intake manifold riser.

양호하게는, 센터링 핀은 혼합 노즐의 벽과 흡기 매니폴드 라이저의 벽 사이의 상기 환상의 통로를 통과하는 흡기 공기 흐름의 제2 부분을 흡기 매니폴드 라이저의 중앙 길이방향 축 상에 집중된 나선 통로를 따라 이동시키도록 흡기 매니폴드 라이저의 중앙 길이방향 축에 대해 같은 각도로 약간 경사지도록 구성된다. 이러한 방식으로 적은 "소용돌이"를 따라 공기를 이동시킴으로써 공기와 배기 가스의 혼합이 개선된다.Preferably, the centering pin further comprises a spiral passage concentrating on a central longitudinal axis of the intake manifold riser for the second portion of the intake air stream passing through the annular passage between the wall of the mixing nozzle and the wall of the intake manifold riser. And slightly inclined at the same angle with respect to the central longitudinal axis of the intake manifold riser to move along. In this way the mixing of air and exhaust gas is improved by moving the air along a small "swirl".

재순환 파이프의 외측 벽은 양호하게는 특히 시트 금속으로 이루어진 환상의 고정 스커트를 통해 흡기 매니폴드 라이저의 외측 벽에 기밀한 방식으로 연결된다. The outer wall of the recycle pipe is preferably connected in an airtight manner to the outer wall of the intake manifold riser, in particular via an annular fixing skirt made of sheet metal.

본 발명을 수행하는 방법은 첨부 도면을 참조로 한 이하의 상세한 설명을 통해 이해될 것이다.The method of carrying out the invention will be understood from the following detailed description with reference to the accompanying drawings.

도 1은 종래 기술에 따른 배기 가스 재순환 장치의 도식적인 개요도이다.1 is a schematic schematic diagram of an exhaust gas recirculation apparatus according to the prior art.

도 2는 본 발명에 따른 장치의 재순환 파이프와 공기 흡기 매니폴드 라이저(riser) 사이의 연결 영역의 도식적인 횡단면도이다.2 is a schematic cross-sectional view of the connection area between the recirculation pipe and the air intake manifold riser of the device according to the invention.

도 3은 도 2에 도시된 연결 영역의 도식적인 길이방향 횡단면도이다.3 is a schematic longitudinal cross-sectional view of the connection region shown in FIG. 2.

도 4는 상기 장치의 재순환 파이프용 혼합 노즐의 예시적인 실시 예의 사시도이다.4 is a perspective view of an exemplary embodiment of a mixing nozzle for recirculation pipe of the apparatus.

도 5는 도 4의 혼합 노즐을 구성하는 재순환 장치의 상류에서 하류 방향까지의 사시도이다.5 is a perspective view from the upstream to the downstream direction of the recirculation apparatus constituting the mixing nozzle of FIG. 4.

도 1에서 도식적으로 도시된 배기 가스 재순환 장치에서, 자동차 내연기관의 배기 가스(6)는 배기 가스를 재순환시키는 파이프(4)를 통해 배기 매니폴드(도시되지 않음)로 부터 공기 흡기 스로틀 밸브(2)의 (흡기 공기 흐름에 대해) 하류와 흡기 매니폴드(1)의 상류에 위치된 엔진의 공기 흡기 매니폴드 라이저(3)까지 태핑(tapping)된다.In the exhaust gas recirculation apparatus shown schematically in FIG. 1, the exhaust gas 6 of the automotive internal combustion engine is provided with an air intake throttle valve 2 from an exhaust manifold (not shown) through a pipe 4 for recycling the exhaust gas. Tapping to the air intake manifold riser 3 of the engine located downstream of the intake air stream (upstream) and upstream of the intake manifold 1.

여기서 고려된 시나리오에서, 흡기 매니폴드 라이저(3)와 흡기 매니폴드(1) 자체는 플라스틱으로 만들어 지지만, 이들은 다른 재료(예를 들면 알루미늄 또는 마그네슘)로 만들어질 수 있다.In the scenario considered here, the intake manifold riser 3 and the intake manifold 1 themselves are made of plastic, but they can be made of other materials (for example aluminum or magnesium).

스로틀 밸브(2)에 의해 유입된 공기(5)와 배기 가스(6)의 혼합을 개선하기 위해, 특히 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명은 재순환 파이프(4)의 설비를 흡기 매니폴드 라이저(3)의 중앙 길이방향 축에 대해 실제로 수직하고 상기 축으로부터 반경 방향으로 옵셋된 축을 따라 향해 지도록 배치하고 있다.In order to improve the mixing of the air 5 and the exhaust gas 6 introduced by the throttle valve 2, in particular as shown in FIG. 2, the present invention provides an intake manifold riser for the installation of the recirculation pipe 4. It is arranged so as to be oriented along an axis which is actually perpendicular to the central longitudinal axis of (3) and which is radially offset from the axis.

재순환 파이프(4)는 그의 단부에 흡기 매니폴드 라이저(3)의 내측에 위치된 관형상의 혼합 노즐(7)과 흡기 매니폴드 라이저(3)의 그것과 동심원을 이루는 원형 횡단면을 구비한다.The recycle pipe 4 has at its end a tubular mixing nozzle 7 located inside the intake manifold riser 3 and a circular cross section concentric with that of the intake manifold riser 3.

그러므로, 배기 가스(6)는 혼합 노즐(7)의 원형의 외형에 대해 접선방향에 평행하게 혼합 노즐(7)로 들어가며, 배기 가스(6)는 그 다음에 흡기 매니폴드 라이저(3)의 중앙 길이방향 축 상에 집중된 나선 통로 내에서 혼합 노즐(7)의 내측 벽을 따라 이동하게 된다. 이 구조는 배기 가스(6)의 흐름 통로를 강화시켜서 이들 가스가 그들의 통로에서 어떠한 장애물과도 마주치지 않게 한다.Therefore, the exhaust gas 6 enters the mixing nozzle 7 parallel to the tangential direction with respect to the circular shape of the mixing nozzle 7, and the exhaust gas 6 then enters the center of the intake manifold riser 3. It moves along the inner wall of the mixing nozzle 7 in a spiral passage concentrated on the longitudinal axis. This structure strengthens the flow passages of the exhaust gases 6 so that these gases do not encounter any obstacles in their passages.

배기 가스(6)는 혼합 노즐(7)을 통과하는 공기 흐름(5)의 제1 부분과 혼합되고, 반면 공기 흐름(5)의 제2 부분은 혼합 노즐(7)의 외측 벽과 흡기 매니폴드 라이저(3)의 내측 벽 사이에 형성된 환상 통로를 통과하며, 따라서 (플라스틱으로 만들어진) 흡기 매니폴드 라이저(3)와 (고온의) 혼합 노즐(6) 사이에 열 장벽이 형성된다.The exhaust gas 6 is mixed with the first part of the air stream 5 through the mixing nozzle 7, while the second part of the air stream 5 is with the outer wall of the mixing nozzle 7 and the intake manifold. It passes through an annular passage formed between the inner walls of the riser 3 and thus a thermal barrier is formed between the intake manifold riser 3 (made of plastic) and the mixing nozzle 6 (hot).

혼합 노즐(7)을 떠나면, 배기 가스 흐름(6)은 그의 관성을 유지하고 공기 흐름(5)의 내측에서 계속 소용돌이친다.Leaving the mixing nozzle 7, the exhaust gas stream 6 maintains its inertia and continues to swirl inside the air stream 5.

도 4에 도시된 바와 같이, 혼합 노즐(7)은 흡기 매니폴드 라이저(3)의 내측 벽상에 혼합 노즐(7)을 지지하도록 그의 외주면 상에 분배된 3개의 탄성 센터링 핀(9)을 가진다.As shown in FIG. 4, the mixing nozzle 7 has three elastic centering pins 9 distributed on its outer circumferential surface to support the mixing nozzle 7 on the inner wall of the intake manifold riser 3.

혼합 노즐(7) 안으로 개방되는 재순환 파이프(4)의 단부 부분은 혼합 노즐(7)의 내측에서 하류측 공기 흐름에 대한 장애물을 형성하도록 하류에서 상류 방향으로 경사진(mitered) 가장자리(4a)를 가진다(도 3에서 가장 쉽게 도시됨). 이 배열은 배기 가스(6)의 낮은 흐름률에 대한 혼합을 개선하면서, 동시에 높은 흐름률에서 "나선" 엔트레인먼트 효과("helical" entrainment effect)를 유지하거나, 또는 강화한다.The end portion of the recirculation pipe 4 which opens into the mixing nozzle 7 has an edge 4a which is inclined in the downstream direction upstream to form an obstacle to the downstream air flow inside the mixing nozzle 7. (Easiest shown in FIG. 3). This arrangement improves the mixing for the low flow rate of the exhaust gas 6 while simultaneously maintaining or enhancing the "helical" entrainment effect at high flow rates.

재순환 파이프(4)의 외측 벽은 스틸 시트(steel sheet)로 이루어질 수 있는 환상의 고정 스커트(fixing skirt)를 통해 흡기 매니폴드 라이저(3)의 외측 벽에 기밀한 방식으로 연결된다.The outer wall of the recirculation pipe 4 is connected in an airtight manner to the outer wall of the intake manifold riser 3 via an annular fixing skirt which may be made of steel sheet.

재순환 파이프(4)의 내경은 흡기 매니폴드 라이저(3)의 내경 D 의 약 1/3을 나타내며, 혼합 노즐(7)의 내경 D1 은 재순환 파이프(4)의 내경의 약 5/2를 나타낸다(도 3 참조).The inner diameter of the recycle pipe 4 represents about one third of the inner diameter D of the intake manifold riser 3, and the inner diameter D1 of the mixing nozzle 7 represents about 5/2 of the inner diameter of the recycle pipe 4 ( 3).

혼합 노즐(7)의 길이는 실제로 흡기 매니폴드 라이저(3)의 내경 D 에 상당하하다.The length of the mixing nozzle 7 actually corresponds to the inner diameter D of the intake manifold riser 3.

혼합 노즐(7)의 하류측 단부는 혼합 노즐(7)을 떠나는 흡기 공기(5)와 배기 가스(6)의 혼합물의 이동을 가속화시키도록 약 30°의 각도로 경사진 안쪽으로 돌출하는 환상의 테이퍼(7a)를 가진다. 이러한 속도의 증가는 혼합이 일어나는 혼합 노즐(7)의 출구에서 소용돌이 영역을 증가시키는 것을 가능하게 한다. 약 30°의 기울기의 각도는 이러한 하류측 단부에서의 압력 강하를 제한하는 것을 가능하게 한다.The downstream end of the mixing nozzle 7 is annular, protruding inwardly inclined at an angle of about 30 ° to accelerate the movement of the mixture of intake air 5 and exhaust gas 6 leaving the mixing nozzle 7. It has a taper 7a. This increase in speed makes it possible to increase the vortex area at the outlet of the mixing nozzle 7 where mixing takes place. An angle of inclination of about 30 ° makes it possible to limit the pressure drop at this downstream end.

환상 테이퍼(7a)의 단부 내경 D2는 재순환 파이프(4)의 내경의 약 2배를 나타낸다.The end inner diameter D2 of the annular taper 7a represents about twice the inner diameter of the recycle pipe 4.

따라서, 이러한 환상 테이퍼(7a)는 또한 공기 흐름의 방향에서 배기 가스(6)의 출구를 방해하는 장애물로서 작용하여, 혼합 노즐(7)의 입구를 향해, 공기 흐름에 저항하는 배기 가스(6)의 더욱 큰 흐름을 얻을 수 있고, 따라서, 낮은 배기 가스 흐름률에서의 혼합을 개선할 수 있다.Thus, this annular taper 7a also acts as an obstruction that obstructs the outlet of the exhaust gas 6 in the direction of the air flow and, towards the inlet of the mixing nozzle 7, resists the air flow 6. A larger flow of can be obtained, thus improving the mixing at a lower exhaust gas flow rate.

도 4 및 도 5에 도시된 예시적인 실시 예에서, 센터링 핀(9)은 구부러진 시트 금속으로 형성되어, 스틸로 만들어진 혼합 노즐(7)의 외측 벽에 용접된다.In the exemplary embodiment shown in FIGS. 4 and 5, the centering pin 9 is formed of bent sheet metal and welded to the outer wall of the mixing nozzle 7 made of steel.

센터링 핀(9)은 흡기 매니폴드 라이저(3)의 내측 벽 상에 만들어진 대응한 하우징내에 수용된다. 이들 센터링 핀(9)은 흡기 매니폴드 라이저(3)의 플라스틱 내측 벽 상에 이들을 단단히 고정시키도록 하기 위해 조임용 톱니모양(fastening serration)(9a)을 가진다.The centering pin 9 is received in a corresponding housing made on the inner wall of the intake manifold riser 3. These centering pins 9 have fastening serrations 9a to secure them on the plastic inner wall of the intake manifold riser 3.

재순환 파이프(4)의 단부 부분을 받아들이기 위해 혼합 노즐(7)의 벽에는 구멍(7b)이 형성된다.A hole 7b is formed in the wall of the mixing nozzle 7 to receive the end portion of the recycle pipe 4.

비록 본 발명이 일부 특정한 예시적인 실시 예와 관련하여 기술되었지만, 어떤 경우든 이들 실시 예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명은 첨부된 특허청구의 범위의 범주 내에 들어가는 수단 및 그의 조합으로 이루어진 모든 기술적인 대응물들을 포함한다.Although the invention has been described in connection with some specific exemplary embodiments, it is not in any way limited to these embodiments, the invention is not intended to be limited to the scope of the appended claims and all technical matters including combinations thereof. Includes counterparts.

Claims (13)

흡기 매니폴드(1)의 (흡기 공기 흐름에 대해) 상류에 위치된 흡기 매니폴드 라이저(3)에 연결된 배기 가스 재순환 파이프(4)를 구비하는 형태의 내연기관용 배기 가스 재순환 장치에 있어서,In the exhaust gas recirculation apparatus for an internal combustion engine of the type provided with the exhaust gas recirculation pipe 4 connected to the intake manifold riser 3 located upstream (relative to the intake air flow) of the intake manifold 1, 재순환 파이프(4)는 흡기 매니폴드 라이저(3)의 중앙 길이방향 축에 대해 실제로 수직하고 상기 축으로부터 반경 방향으로 옵셋된 축을 따라 향해 지도록 배치되고, 흡기 매니폴드 라이저(3)의 내측에 위치된 관형상의 혼합 노즐(7)과 흡기 매니폴드 라이저(3)의 그것과 동심원을 이루는 원형 횡단면을 구비하며;The recirculation pipe 4 is arranged to be oriented along an axis that is substantially perpendicular to the central longitudinal axis of the intake manifold riser 3 and radially offset from the axis, and located inside the intake manifold riser 3. It has a circular cross section concentric with that of the tubular mixing nozzle 7 and the intake manifold riser 3; - 이들 배기 가스(6)가 관형상의 혼합 노즐(7)을 통과하는 흡기 공기 흐름(5)의 제1 부분과 혼합하도록 흡기 매니폴드 라이저(3)의 중앙 길이방향 축 상에 집중된 나선형의 통로를 따라 배기 가스(6)를 이동시키며; 그리고A spiral passage concentrated on the central longitudinal axis of the intake manifold riser 3 such that these exhaust gases 6 mix with the first part of the intake air stream 5 passing through the tubular mixing nozzle 7; Moving the exhaust gas 6 along; And - 흡기 공기 흐름(5)의 제2 부분이 이러한 환형상의 통로를 통과하고 따라서 흡기 매니폴드 라이저(3)와 혼합 노즐(7) 사이에 열 장벽을 형성하도록 관형상의 혼합 노즐(7)의 외측 벽과 흡기 매니폴드 라이저(3)의 내측 벽 사이에 환형상의 통로를 형성하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 내연기관용 배기 가스 재순환 장치.The outside of the tubular mixing nozzle 7 such that a second portion of the intake air stream 5 passes through this annular passageway and thus forms a thermal barrier between the intake manifold riser 3 and the mixing nozzle 7. And an annular passageway formed between the wall and the inner wall of the intake manifold riser (3). 제 1 항에 있어서, 매니폴드 라이저(3)와 매니폴드(1) 자체는 플라스틱으로 만들어지는 것을 특징으로 하는 내연기관용 배기 가스 재순환 장치2. Exhaust gas recirculation apparatus for internal combustion engines according to claim 1, characterized in that the manifold riser 3 and the manifold 1 themselves are made of plastic. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 재순환 파이프(4)의 내경은 흡기 매니폴드 라이저(3)의 내경(D)의 대략 1/3 을 나타내는 것을 특징으로 하는 내연기관용 배기 가스 재순환 장치.The exhaust gas recirculation apparatus for internal combustion engine according to claim 1, wherein the inner diameter of the recirculation pipe (4) represents approximately one third of the inner diameter (D) of the intake manifold riser (3). 제 1 항 내지 제 3 항 중의 어느 한 항에 있어서, 혼합 노즐(7)의 내경(D1)은 재순환 파이프(4)의 내경의 대략 5/2 를 나타내는 것을 특징으로 하는 내연기관용 배기 가스 재순환 장치.4. Exhaust gas recirculation apparatus for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the inner diameter (D1) of the mixing nozzle (7) represents approximately 5/2 of the inner diameter of the recirculation pipe (4). 제 1 항 내지 제 4 항 중의 어느 한 항에 있어서, 혼합 노즐(7)의 길이는 흡기 매니폴드 라이저(3)의 내경(D) 보다 더 짧거나 또는 실제로 동등한 것을 특징으로 하는 내연기관용 배기 가스 재순환 장치.5. Exhaust gas recirculation of an internal combustion engine according to any of the preceding claims, characterized in that the length of the mixing nozzle (7) is shorter or substantially equivalent to the inner diameter (D) of the intake manifold riser (3). Device. 제 1 항 내지 제 5 항 중의 어느 한 항에 있어서, 혼합 노즐(7)의 하류측 단부는 혼합 노즐(7)을 떠나는 흡기 공기(5)와 배기 가스(6)의 혼합물의 이동을 가속화시키도록 특히 약 30°의 각도로 경사진, 안쪽으로 향해진 환상의 테이퍼(7a)를 가지는 것을 특징으로 하는 내연기관용 배기 가스 재순환 장치.The downstream end of the mixing nozzle 7 according to any one of the preceding claims to accelerate the movement of the mixture of intake air 5 and exhaust gas 6 leaving the mixing nozzle 7. An exhaust gas recirculation apparatus for an internal combustion engine, in particular having an inwardly directed annular taper 7a that is inclined at an angle of about 30 °. 제 6 항에 있어서, 환상의 테이퍼(7a)의 내경(D2)은 혼합 노즐(7)의 하류측 단부에서 재순환 파이프(4)의 내경의 대략 2배를 나타내는 것을 특징으로 하는 내연기관용 배기 가스 재순환 장치.7. The exhaust gas recirculation of the internal combustion engine according to claim 6, characterized in that the inner diameter D2 of the annular taper 7a represents approximately twice the inner diameter of the recycle pipe 4 at the downstream end of the mixing nozzle 7. Device. 제 1 항 내지 제 7 항 중의 어느 한 항에 있어서, 혼합 노즐(7) 안으로 개구된 재순환 파이프(4)의 단부 부분은 혼합 노즐(7) 안으로 반경 방향으로 돌출하는 하류측 벽(4a)을 가지는 것을 특징으로 하는 내연기관용 배기 가스 재순환 장치.8. The end portion of the recirculation pipe (4) opened into the mixing nozzle (7) has a downstream wall (4a) projecting radially into the mixing nozzle (7). An exhaust gas recirculation apparatus for an internal combustion engine, characterized in that. 제 8 항에 있어서, 재순환 파이프(4)의 단부 부분은 하류에서 상류 방향으로 경사진(mitered) 가장자리(4a)를 가지는 것을 특징으로 하는 내연기관용 배기 가스 재순환 장치.9. Exhaust gas recirculation apparatus for an internal combustion engine according to claim 8, characterized in that the end portion of the recirculation pipe (4) has an edge (4a) that is inclined in the upstream direction downstream. 제 1 항 내지 제 9 항 중의 어느 한 항에 있어서, 혼합 노즐(7)은 흡기 매니폴드 라이저(3)의 내측 벽 상에 혼합 노즐(7)이 집중되도록 그의 외측 벽 위에 분배된, 적어도 3개의 센터링 핀(9), 특히 탄성 핀을 가지는 것을 특징으로 하는 내연기관용 배기 가스 재순환 장치.The mixing nozzle (7) according to claim 1, wherein at least three mixing nozzles (7) are distributed over their outer walls such that the mixing nozzles (7) are concentrated on the inner wall of the intake manifold riser (3). Exhaust gas recirculation apparatus for an internal combustion engine, characterized by having a centering pin (9), in particular an elastic pin. 제 10 항에 있어서, 센터링 핀(9)은 흡기 매니폴드 라이저(3)의 내측 벽에 부착하기 위해 톱니모양(serration)(9a)을 가지는 것을 특징으로 하는 내연기관용 배기 가스 재순환 장치.11. Exhaust gas recirculation apparatus for an internal combustion engine according to claim 10, characterized in that the centering pin (9) has a serration (9a) for attaching to the inner wall of the intake manifold riser (3). 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서, 센터링 핀(9)은 혼합 노즐(7)의 벽과 흡기 매니폴드 라이저(3)의 벽 사이의 상기 환상의 통로를 통과하는 흡기 공기 흐 름(5)의 제2 부분을 흡기 매니폴드 라이저(3)의 중앙 길이방향 축 상에 집중된 나선 통로를 따라 이동시키도록 흡기 매니폴드 라이저(3)의 중앙 길이방향 축에 대해 같은 각도로 약간 경사지도록 구성되는 것을 특징으로 하는 내연기관용 배기 가스 재순환 장치.The intake air flow (5) according to claim 10 or 11, wherein the centering pin (9) passes through the annular passageway between the wall of the mixing nozzle (7) and the wall of the intake manifold riser (3). Configured to be slightly inclined at the same angle with respect to the central longitudinal axis of the intake manifold riser 3 to move the second portion along a spiral passage concentrated on the central longitudinal axis of the intake manifold riser 3. Exhaust gas recirculation apparatus for an internal combustion engine. 제 1 항 내지 제 12 항 중의 어느 한 항에 있어서, 재순환 파이프(4)의 외측 벽은 특히 시트 금속으로 이루어진 환상의 고정 스커트를 통해 흡기 매니폴드 라이저(3)의 외측 벽에 기밀한 방식으로 연결되는 것을 특징으로 하는 내연기관용 배기 가스 재순환 장치.The outer wall of the recirculation pipe 4 is connected in an airtight manner to the outer wall of the intake manifold riser 3, in particular through an annular fixing skirt made of sheet metal. Exhaust gas recirculation apparatus for an internal combustion engine, characterized in that.
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