KR20160008102A - 배기 가스의 재순환 시스템 - Google Patents

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KR20160008102A
KR20160008102A KR1020150089642A KR20150089642A KR20160008102A KR 20160008102 A KR20160008102 A KR 20160008102A KR 1020150089642 A KR1020150089642 A KR 1020150089642A KR 20150089642 A KR20150089642 A KR 20150089642A KR 20160008102 A KR20160008102 A KR 20160008102A
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recirculation system
tapered
orifice
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KR1020150089642A
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제롬 블랑샤르
뱅자맹 페를라이
줄리오 게라
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발레오 시스템므 떼르미끄
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Abstract

본 발명은,
- 연소 실린더(5)에 공기를 공급하는 흡입 덕트(30)를 포함하는 내연 기관용 공기 흡입 장치(3)로서, 각 연소 실린더(5)는 그 자신의 흡입 덕트(30)를 구비하고, 이 흡입 덕트(30)는 배기 가스용 배기 가스 입구 오리피스(32)를 구비하는, 상기 공기 흡입 장치(3)와,
- 흡입 덕트(30)의 입구 오리피스(32)에 연결되는 배기 가스용 출구 오리피스(72)를 구비하는 분사 레일(70)을 포함하는 배기 가스용 재순환 회로(7)를 포함하는, 배기 가스의 재순환 시스템(1)에 관한 것으로서,
입구 오리피스(32)와 출구 오리피스(72) 사이의 연결부가 테이퍼형 결합 요소(9)에 의해 형성되고, 상기 테이퍼형 결합 요소(9)는,
- 분사 레일(70)의 출구 오리피스(72)에 연결되는 연결 튜브(90)로서, 이 연결 튜브(90)는 분사 레일(70)로부터 나오는 배기 가스를 흡입 덕트(30) 내로 안내하도록 입구 오리피스(32) 내로 하강하여 있으며, 연결 튜브(90)는 입구 오리피스(32)의 직경보다 작은 직경을 갖는, 상기 연결 튜브(90)와,
- 연결 튜브(90)에 부착된 상부(94)와 입구 오리피스(32)의 주변부에 부착된 하부(96)를 구비하는 테이퍼형 커넥터(92)를 포함한다.

Description

배기 가스의 재순환 시스템{SYSTEM FOR THE RECIRCULATION OF EXHAUST GASES}
본 발명은 차량 분야에 관한 것이고, 보다 구체적으로는 배기 가스의 재순환 시스템에 관한 것이다.
특히 질소 산화물의 형태인 공해 배출물을 감소시키기 위해서, 배기 가스의 재순환 시스템에 의해 배기 가스의 일부를 흡입 공기용 입구 내로 재분사하는 것이 관례적이다. 재순환되는 이러한 배기 가스의 흡입 공기 내로의 분사는 흡입 공기의 유동에 수직인 분사 레일에 의해 달성될 수 있으며, 이 분사 레일에는, 각 연소 실린더의 영역에 있어서 재순환 배기 가스의 흡입을 허용하는 오리피스가 제공된다. 연소 실린더의 흡입 공기에 도달하는 재순환 배기 가스의 양은 분사 레일의 상류측에 위치되는 EGR 밸브로 지칭되는 특정 밸브에 의해 제어된다. 사실상, 질소 산화물의 배출물과 이러한 재순환으로부터 나오는 입자 사이의 밸런스를 준수하기 위해 각 연소 실린더에 도달하는 재순환 배기 가스의 양을 제어할 필요가 있다.
그러나, 분사 레일의 영역 및 흡입 공기용 입구에 도달하는 배기 가스는 고온이고, 이것은 이들 요소가 내고온성인 고가의 재료로 제조되는 것을 요구한다.
따라서, 본 발명의 목적 중 하나는 종래 기술의 단점을 해결하고, 비용 효율적인 배기 가스의 재순환 시스템을 제안하는 것이다.
따라서, 본 발명은,
- 연소 실린더에 공기를 공급하는 흡입 덕트를 포함하는 내연 기관용 공기 흡입 장치로서, 각 연소 실린더는 그 자신의 흡입 덕트를 구비하고, 이 흡입 덕트는 배기 가스용 입구 오리피스를 구비하는, 상기 공기 흡입 장치와,
- 흡입 덕트의 입구 오리피스에 연결되는 배기 가스용 출구 오리피스를 구비하는 분사 레일을 포함하는 배기 가스용 재순환 회로를 포함하는, 배기 가스의 재순환 시스템에 관한 것으로서,
입구 오리피스와 출구 오리피스 사이의 연결부가 테이퍼형 결합 요소에 의해 형성되고, 상기 테이퍼형 결합 요소는,
- 분사 레일의 출구 오리피스에 연결되는 연결 튜브로서, 이 연결 튜브는 분사 레일로부터 나오는 배기 가스를 흡입 덕트 내로 안내하도록 입구 오리피스 내로 하강하여 있으며, 연결 튜브는 입구 오리피스의 직경보다 작은 직경을 갖는, 상기 연결 튜브와,
- 연결 튜브에 부착된 상부와 입구 오리피스의 주변부에 부착된 하부를 구비하는 테이퍼형 커넥터를 포함한다.
이러한 테이퍼형 결합 요소가 존재함으로써, 한편으로는, 대략 450℃의 온도에 도달하는 능력을 갖는 배기 가스에 의해 횡단되고 가열되는 분사 레일 및 테이퍼형 결합 요소와, 다른 한편으로는, 테이퍼형 결합 요소와 입구 오리피스의 주변부 사이의 계면(interface) 사이에 열적 분리가 얻어질 수 있게 한다. 따라서, 테이퍼형 결합 요소와 입구 오리피스의 주변부 사이의 계면에 의해 도달될 수 있는 온도는 대략 175℃ 이하일 수 있으며, 이러한 온도는, 내열성이 낮고 그에 따라 제조 비용이 낮은 재료로 흡입 덕트 및 보다 일반적으로는 공기 흡입 장치를 제조하는 것을 타당하게 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 테이퍼형 커넥터의 하부와 입구 오리피스의 주변부 사이에는 시일이 위치된다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 테이퍼형 커넥터의 상부는 흡입 덕트의 내부를 향하여 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 테이퍼형 커넥터의 상부는 흡입 덕트의 외부를 향하여 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 테이퍼형 커넥터의 하부와 공기 흡입 장치 사이의 부착부는 적어도 하나의 부착 나사에 의해 형성된다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 분사 레일 및 테이퍼형 결합 요소는 금속제이다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 공기 흡입 장치는 플라스틱 재료로 제조된다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 내연 기관은 과급식 엔진(supercharged engine)이며, 공기 흡입 장치는 분사 레일에의 상기 공기 흡입 장치의 연결부의 상류측에 위치된 과급 공기 냉각기(charge air cooler)를 구비한다.
본 발명의 다른 특징 및 장점은 예시적이고 비제한적인 예로서 주어진 하기의 설명의 숙독으로부터, 그리고 첨부 도면으로부터 보다 명확하게 이해될 것이다.
도 1은 배기 가스의 재순환 시스템의 위에서 본 개략도,
도 2는 배기 가스의 재순환 시스템의 개략 단면도,
도 3은 분사 레일과 흡입 덕트 사이의 연결부의 개략적인 사시 단면도.
상이한 도면에 있어서, 동일한 요소는 동일한 참조부호를 갖는다.
도 1은 배기 가스의 재순환 시스템(1)의 개략도를 도시한다. 이러한 배기 가스의 재순환 시스템(1)은 내연 기관용 공기 흡입 장치(3)뿐만 아니라, 배기 가스용 재순환 회로(7)를 포함한다.
공기 흡입 장치(3)는 특히 연소 실린더(5)에 공기를 공급하는 흡입 덕트(30)(도 2 및 도 3에서 볼 수 있음)를 포함한다. 각 연소 실린더(5)는 그 자신의 흡입 덕트(30)를 구비한다. 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 흡입 덕트(30)는 배기 가스용 재순환 회로(7)와의 연결을 허용하는 배기 가스용 입구 오리피스(32)를 구비한다.
내연 기관은 특히 과급식 내연 기관일 수 있다. 따라서, 공기 흡입 장치(3)는 도 1에 도시된 바와 같이 과급 공기 냉각기(charge air cooler)(34)를 구비할 수 있다. 그리고, 흡입 덕트(30)와 분배 레일(70) 사이의 연결부는 과급 공기 냉각기(34)의 하류측에 형성된다.
이 부분에서, 배기 가스용 재순환 회로(7)는 흡입 공기의 순환 방향에 수직하게 연장되고 흡입 덕트(30) 상방에 위치되는 분사 레일(70)을 포함한다. 분사 레일(70)은 흡입 덕트(30)의 입구 오리피스(32)에 연결된 출구 오리피스(72)를 구비하고, 이러한 출구 오리피스(72)를 배기 가스가 통과하여 흡입 덕트(30)에 도달한다.
입구 오리피스(32)와 출구 오리피스(72)의 연결부는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 테이퍼형 결합 요소(9)에 의해 형성된다. 특히, 이러한 테이퍼형 결합 요소(9)는 분사 레일(70)의 출구 오리피스(72)에 연결되는 연결 튜브(90)를 구비하고, 이 연결 튜브(90)는 분사 레일(70)로부터 나오는 배기 가스를 흡입 덕트(30) 내로 안내하도록 입구 오리피스(32) 내로 하강하여 있다. 연결 튜브(90)는 입구 오리피스(32)의 직경보다 작은 직경을 가져서, 입구 오리피스(32)의 벽과 접촉하지 않고서 입구 오리피스(32)에 삽입된다.
또한, 테이퍼형 결합 요소(9)는 연결 튜브(9)와 입구 오리피스(32) 사이의 연결부를 제공하는 테이퍼형 커넥터(92)를 구비한다. 테이퍼형 커넥터(92)는 연결 튜브(90)에 밀봉 방식으로 부착된 상부(94)와, 입구 오리피스(32)의 주변부에 마찬가지로 밀봉 방식으로 부착된 하부(96)를 구비한다.
이러한 테이퍼형 결합 요소(9)가 존재함으로써, 한편으로는, 대략 450℃의 온도에 도달하는 능력을 갖는 배기 가스에 의해 횡단되고 가열되는 분사 레일(70) 및 테이퍼형 결합 요소(9)와, 다른 한편으로는, 테이퍼형 결합 요소(9)와 입구 오리피스(32)의 주변부 사이의 계면(interface) 사이에 열적 분리가 얻어질 수 있게 한다. 따라서, 테이퍼형 결합 요소(9)와 입구 오리피스(32)의 주변부 사이의 계면에 의해 도달될 수 있는 온도는 대략 175℃ 이하일 수 있으며, 이러한 온도는, 내열성이 낮고 그에 따라 제조 비용이 낮은 재료로 흡입 덕트 및 보다 일반적으로는 공기 흡입 장치(3)를 제조하는 것을 타당하게 한다.
공기 흡입 장치(3)는 플라스틱 재료, 예를 들어 PA66-GF50과 같은 유리 섬유로 보강된 폴리아미드로 제조될 수도 있다.
이 부분에서, 테이퍼형 결합 요소(9)는 배기 가스의 온도를 견디도록 금속제일 수 있다. 따라서, 테이퍼형 커넥터(92)와 연결 튜브(90) 사이의 부착부는 용접 또는 브레이징(brazing)에 의해 형성될 수도 있으며, 입구 오리피스(72)의 영역에 있어서 분사 레일(70)과 연결 튜브(90) 사이의 연결부도 마찬가지일 수도 있다.
입구 오리피스(32)의 영역에서의 밀봉성을 향상시키기 위해서, 테이퍼형 커넥터(92)의 하부(96)와 입구 오리피스(32)의 주변부 사이에는 시일(100)이 위치될 수도 있다.
흡입 장치(3)에의 테이퍼형 결합 요소(9)의 부착부는, 도 3에 도시된 바와 같이, 테이퍼형 커넥터(92)의 하부(96)를 통과하는 구멍(99)에 끼워지는 적어도 하나의 나사(여기에는 도시되지 않음)에 의해 형성될 수 있다. 상기 나사는 흡입 장치(3)에 암나사 형성된 오리피스 내로 나사결합된다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 테이퍼형 커넥터(92)는 흡입 덕트(30)의 내부를 향하여 있는 상부(94)를 구비할 수도 있다. 그러나, 테이퍼형 커넥터(92)의 상부(94)가 흡입 덕트(30)의 외부를 향하여 있는 실시예를 전적으로 생각할 수도 있다.
따라서, 분사 레일(70)과 흡입 장치(3) 사이의 열적 분리를 실현가능하게 하는 테이퍼형 결합 요소(9)의 존재로 인해, 내열성이 낮고 저가인 재료, 예를 들어 플라스틱 재료로 흡입 장치(3)를 제조할 수 있다는 것이 용이하게 이해될 수 있다.
1 : 배기 가스의 재순환 시스템 3 : 공기 흡입 장치
5 : 연소 실린더 7 : 배기 가스용 재순환 회로
9 : 테이퍼형 결합 요소 30 : 흡입 덕트
32 : 입구 오리피스 34 : 과급 공기 냉각기
70 : 분사 레일 72 : 출구 오리피스
90 : 연결 튜브 92 : 테이퍼형 커넥터
100 : 시일

Claims (8)

  1. 배기 가스의 재순환 시스템(1)으로서,
    연소 실린더(5)에 공기를 공급하는 흡입 덕트(30)를 포함하는 내연 기관용 공기 흡입 장치(3)로서, 각 연소 실린더(5)는 그 자신의 흡입 덕트(30)를 구비하고, 상기 흡입 덕트(30)는 배기 가스용 입구 오리피스(32)를 구비하는, 상기 공기 흡입 장치(3)와,
    상기 흡입 덕트(30)의 입구 오리피스(32)에 연결되는 배기 가스용 출구 오리피스(72)를 구비하는 분사 레일(70)을 포함하는 배기 가스용 재순환 회로(7)를 포함하는, 상기 배기 가스의 재순환 시스템(1)에 있어서,
    상기 입구 오리피스(32)와 상기 출구 오리피스(72) 사이의 연결부가 테이퍼형 결합 요소(9)에 의해 형성되고, 상기 테이퍼형 결합 요소(9)는,
    상기 분사 레일(70)의 출구 오리피스(72)에 연결되는 연결 튜브(90)로서, 상기 연결 튜브(90)는 상기 분사 레일(70)로부터 나오는 배기 가스를 흡입 덕트(30) 내로 안내하도록 상기 입구 오리피스(32) 내로 하강하여 있으며, 상기 연결 튜브(90)는 상기 입구 오리피스(32)의 직경보다 작은 직경을 갖는, 상기 연결 튜브(90)와,
    상기 연결 튜브(90)에 부착된 상부(94)와 상기 입구 오리피스(32)의 주변부에 부착된 하부(96)를 구비하는 테이퍼형 커넥터(92)를 포함하는 것을 특징으로 하는
    배기 가스의 재순환 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 테이퍼형 커넥터(92)의 하부(96)와 상기 입구 오리피스(32)의 주변부 사이에는 시일(100)이 위치되는 것을 특징으로 하는
    배기 가스의 재순환 시스템.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 테이퍼형 커넥터(92)의 상부(94)는 상기 흡입 덕트(30)의 내부를 향하여 있는 것을 특징으로 하는
    배기 가스의 재순환 시스템.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 테이퍼형 커넥터(92)의 상부(94)는 상기 흡입 덕트(30)의 외부를 향하여 있는 것을 특징으로 하는
    배기 가스의 재순환 시스템.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 테이퍼형 커넥터(92)의 하부(96)와 상기 공기 흡입 장치(3) 사이의 부착부는 적어도 하나의 부착 나사에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는
    배기 가스의 재순환 시스템.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 분사 레일(70) 및 상기 테이퍼형 결합 요소(9)는 금속제인 것을 특징으로 하는
    배기 가스의 재순환 시스템.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공기 흡입 장치(3)는 플라스틱 재료로 제조되는 것을 특징으로 하는
    배기 가스의 재순환 시스템.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 내연 기관은 과급식 엔진이며, 상기 공기 흡입 장치(3)는 상기 분사 레일(70)에의 상기 공기 흡입 장치(3)의 연결부의 상류측에 위치된 과급 공기 냉각기(34)를 구비하는 것을 특징으로 하는
    배기 가스의 재순환 시스템.
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