KR20110125242A - 내연 기관 - Google Patents

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Abstract

흡기 라인(3)을 구비한 흡기부(2), 배기 라인(5)을 구비한 배기부(4), 및 흡기 라인(3)에 마련된 압축기(7)와 배기 라인(5)에 마련된 터빈(8)을 구비한 하나 이상의 배기 가스 터보차저(6)를 포함하는 내연 기관으로, 유입 공기의 유동 방향(R)으로 바라볼 때 압축기(7)의 하류에서 흡기 라인(3)으로 개방되는 공기 공급 라인(10)을 포함하는 제어가능한 바이패스 장치(9)를 특징으로 한다.

Description

내연 기관{INTERNAL COMBUSTION ENGINE}
본 발명은 청구범위 제1항의 전제부에 기재된 내연 기관에 관한 것이다.
1단 또는 다단 터보차징을 구비한 내연 기관에서, 부족한 공기 공급의 결과로, 엔진 오버런 또는 제동 모드와 같은 소정의 작동 상태에서 엔진 흡기 라인에 진공이 발생되고, 따라서 엔진은 터보차저의 베어링 하우징과 압축기로부터 (또는 2단 터보차징의 경우, 고압단의 베어링 하우징과 압축기로부터) 오일과 공기를 흡입하는데, 이러한 오일은 연소실에서 연소된다. 그러므로, 내연 기관의 배기 가스값과 터보차저의 오일 소모가 악화된다.
이와 대조적으로, 본 발명의 목적은, 특히 엔진 제동 모드에서 유입 공기의 충분한 공급을 가능하게 하여 배기 가스 터보차저의 오일 소모의 급격한 증가 및 배기 가스값의 악화를 방지하는, 청구범위 제1항에 따른 터보차징된 내연 기관을 제공하는 데에 있다.
상기 목적은 청구범위 제1항의 특징부에 의해 달성된다.
제어가능한 바이패스 장치의 본 발명에 따른 설계는 엔진 제동 모드에서 내연 기관에 충분한 공기 공급을 가능하게 하고, 여기서 외기는 고압 및 저압 압축기를 지나 바이패스 장치를 통해 흡입되고, 내연 기관의 흡기부에 공급된다.
종속항들은 본 발명의 유리한 양상에 관련된다.
본 발명에 따른 바이패스 장치를 통한 공기 공급은 바이패스 밸브에 의해 제어될 수 있다. 이러한 제어는 엔진 흡기 라인에 진공이 발생된 경우 독립 제어기에 의해 제공되거나, 또는 예를 들어 고압 압축기 또는 흡기 매니폴드에 직접 연결될 수 있는 별개의 제어 셀/제어 밸브에 의해 제공될 수 있다. 대안적으로, 제동 플랩의 위치에 따른 제어는 위치 센서와 PWM 밸브에 의해 제공될 수 있다. 아울러, 엔진 제어부에 의한 바이패스 밸브의 전기 제어 및 구동 모터 또는 솔레노이드 밸브에 의한 바이패스 밸브의 작동이 가능하다.
도 1은 터보차징된 내연 기관의 바이패스 장치의 개략도를 도시한다.
도 2는 터보차징된 내연 기관의 바이패스 장치의 바이패스 밸브의 가능한 실시형태의 일부 절개 사시도를 도시한다.
본 발명의 또 다른 상세들, 특징들 및 이점들은 첨부 도면에 기반한 예시적인 실시형태의 후술하는 설명으로부터 명확해질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 바이패스 장치를 구비한 본 발명에 따른 터보차징된 내연 기관(1)의 개략도를 도시한다. 도 1에서 알 수 있는 바와 같이, 내연 기관(1)은 흡기부(2)와 배기부(4)를 포함한다. 냉각기(19) 및 하류에 배치된 제어 밸브(20)는 배기부(4)와 흡기부(2) 사이의 배기 가스 재순환 라인에 마련된다. 배기 라인(5)은 배기부(4)에 연결되어 배기부(4)를 도 1에 도시된 2단 터보차저 시스템의 고압단(HP)의 터보차저(6)의 터빈(8)에 연결한다. 또한, 바이패스 제어 밸브(18)를 구비한 바이패스 라인(17)이 내연 기관(1)의 배기부(4)에 연결되고, 터빈(8)을 우회한다. 2단 터보차저 시스템의 저압단(LP)은 고압단(HP)의 하류에 배치되며, 터빈(15)과 압축기(14)를 가진 터보차저(13)를 포함한다. 아울러, 제동 플랩(16)이 배기 라인(5)에 마련된다.
흡기 라인(3)은 고압단(HP)의 압축기(7)로부터 내연 기관(1)의 흡기부(2)로 이어진다. 바이패스 장치(9)의 공기 공급 라인(10)은 유동 방향(R)으로 압축기(7)의 하류에서 개방되고, 외기(AA)가 상기 공기 공급 라인(10)의 공기 필터(11)를 통해 흡기 라인(3)에 유입될 수 있다. 바이패스 밸브(12)가 또한 공기 공급 라인(10)에 마련된다.
도 2는 바이패스 밸브(12)의 일부 절개 사시도를 도시한다. 도 2에서 알 수 있는 바와 같이, 바이패스 밸브(12)는 밸브 하우징(22)을 구비하고, 이는 포트(29)를 통해 압축기(7)에 연결되고, 포트(30)를 통해 흡기부(2)에 연결되며, 포트(31)를 통해 공기 공급 라인(10)에 연결된다. 포트(29)로 흐르는 공기 및 포트(30)로부터 흐르는 공기의 유동 방향은 각각의 경우 화살표(R)로 나타낸다. 포트(31)로 흐르는 외기는 화살표(AA)로 나타낸다. 밸브 하우징(22)은 내부에 베어링 몸체(23)가 마련되고, 상기 베어링 몸체는 웨브들(28)에 의해 밸브 하우징(22) 내에 체결된다. 베어링 몸체(23)의 내부에서, 핀(25)이 핀 베어링 장치(27)에 고정되거나 장착된다. 핀(25)의 맞은편 단부는 밸브 몸체(21)의 중앙 개구에 체결된다. 스프링(26)이 베어링 몸체(23)와 밸브 몸체(21) 사이에 배치되며, 밸브 몸체(21)를 오링(24)에 의해 밸브 하우징(22)의 밀봉 시트(32)에 밀봉한다.
포트(29)에 연결된 압축기(7) 측에 엔진 제동 모드에서 진공이 발생된 경우, 밸브 몸체(21)는 밸브 하우징(22)의 밀봉 시트(32)로부터 상승되고, 외기(AA)는 포트(31)에 연결된 공기 공급 라인(10)으로부터 밸브 하우징(22)으로 진행되고, 포트(30)와 흡기 라인(3)을 통해 내연 기관(1)의 흡기부(2)에 공급된다. 이런 방식으로, 바이패스 장치(9)를 통한 추가적인 공기 공급에 의해, 제동 모드에서 내연 기관(1)의 흡기부(2)에 부족한 공기 공급을 방지하고, 압축기(7)를 통한 오일 손실을 방지하며, 정확한 배기 가스 방출치에 대한 준수를 보장한다.
본 개시내용을 완성하기 위해, 도 1 및 도 2의 본 발명의 개략적인 도시를 또한 명확하게 참조한다.
도면 부호 목록
1 내연 기관
2 흡기부
3 흡기 라인
4 배기부
5 배기 라인
6, 13 배기 가스 터보차저
7, 14 압축기
8, 15 터빈
9 바이패스 장치
10 공기 공급 라인
11 공기 필터
12 바이패스 밸브
16 제동 플랩
17 바이패스 라인
18 바이패스 제어 밸브
19 충전 공기 냉각기
20 제어 밸브
21 밸브 몸체
22 밸브 하우징
23 베어링 몸체
24 오링
25 핀
26 스프링
27 핀 베어링 장치
28 웨브
29, 30, 31 포트
32 밀봉 시트
HP 고압단
LP 저압단

Claims (7)

  1. 흡기 라인(3)을 구비한 흡기부(2); 배기 라인(5)을 구비한 배기부(4); 및 흡기 라인(3)에 마련된 압축기(7)와 배기 라인(5)에 마련된 터빈(8)을 구비한 하나 이상의 배기 가스 터보차저(6)를 포함하는 내연 기관(1)으로,
    유입 공기의 유동 방향(R)으로 바라볼 때, 압축기(7)의 하류에서 흡기 라인(3)으로 개방되는 공기 공급 라인(10)을 포함하는 제어가능한 바이패스 장치(9)를 특징으로 하는 내연 기관(1).
  2. 제1항에 있어서, 제어가능한 바이패스 장치(9)는 외부로부터 유입된 외기(AA)를 여과하는 공기 필터(11)를 포함하는 것을 특징으로 하는 내연 기관(1).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제어가능한 바이패스 장치(9)는 공기 필터(11)의 하류에서 공기 공급 라인(10)에 마련된 바이패스 밸브(12)를 포함하는 것을 특징으로 하는 내연 기관(1).
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 제어가능한 바이패스 장치(9)는 엔진의 흡기 매니폴드에 직접 부착되는 것을 특징으로 하는 내연 기관(1).
  5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 바이패스 밸브(12)는 기계적, 공압적 또는 전기적으로 작동될 수 있는 것을 특징으로 하는 내연 기관(1).
  6. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 바이패스 밸브(12)는 흡기 라인(3)에서 진공이 발생된 경우 스프링력에 반하여 개방될 수 있는 스피링 하중식 밸브 몸체(21)를 포함하는 것을 특징으로 하는 내연 기관(1).
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 두 개의 배기 가스 터보차저(6, 13)가 고압단(HP)과 저압단(LP)을 구비한 2단 터보차저 장치를 형성하고, 공기 공급 라인(10)은 고압단(HP)의 압축기(7)의 하류에서 흡기 라인(3)으로 개방되는 것을 특징으로 하는 내연 기관(1).
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