KR20160029072A - 내연 기관의 실린더 내에 유입 기체 및/또는 재순환된 배기 가스의 유입을 허용하기 위한 장치 - Google Patents

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로랑 오딜라드
줄리오 구에라
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발레오 시스템므 떼르미끄
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Abstract

본 발명은 내연 기관의 실린더 내에 유입 기체 및/또는 재순환된 배기 가스의 유입을 허용하기 위한 장치에 관한 것으로서, 본 장치는 상기 실린더에 유입 기체 및/또는 재순환된 배기 가스를 공급하도록 설계된 덕트(1)를 포함하고, 상기 장치는, 덕트 내에, 상기 덕트가 실린더에 유입 기체를 공급하는 제 1 위치와 상기 덕트가 실린더에 재순환된 배기 가스를 공급하는 제 2 위치 사이에서 작동될 수 있는 유량 제어 수단(5)을 더 포함한다. 본 발명은 또한 흡기 모듈 및 이것을 장착한 엔진에 관한 것이다.

Description

내연 기관의 실린더 내에 유입 기체 및/또는 재순환된 배기 가스의 유입을 허용하기 위한 장치{DEVICE FOR ADMITTING INLET GASES AND/OR RECIRCULATED EXHAUST GASES INTO AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE CYLINDER}
본 발명은 내연 기관에 공기를 공급하는 분야에 적용된다. 더 구체적으로 설명하면, 본 발명은 다중-실린더 엔진 및 이 실린더를 향해 흡입 가스 및 재순환된 배기 가스의 유량을 제어하기 위해 사용되는 장치에 관한 것이다.
본 발명에 관련된 엔진은 제어 점화 또는 압축 점화(디젤 엔진)식일 수 있고, 이것은 과급되거나 또는 대기압으로 급기될 수 있다. 이하에서, 급기 공기 또는 과급 공기라 함은 일반적으로 EGR(“배기 가스 재순환”)이라고 공지된 방법에 따라 엔진의 유출구에서 회수된 배기 가스와 선택적으로 혼합된 신선한 공기를 의미한다. 더욱이, 특히 배기 가스라는 용어는, 혼합되기 전에, 엔진 내에서 연료와 공기 사이의 연소 프로세스로부터의 기체를 지칭하기 위해 사용된다.
통상적으로, 엔진은 전체의 실린더가 공지된 사이클(흡기-압축-연소/팽창-배기)에 따라 작동된다. 이러한 사이클의 수율은 흡기 및 배기 단계 중에 기체의 트랜스필링(transfilling)에 기인된 손실(펌핑 손실이라고도 함)이 최소인 경우에 최적이라고 인정된다. 이러한 손실을 제한하기 위해, 엔진의 실린더의 일부만으로 요구되는 동력이 확보될 수 있는 경우, 작동 중에 작은 부하를 갖는 하나 또는 수개의 실린더를 비활성화시키는 것은 이미 제안되었거나 일반적인 것이다.
엔진의 유출구에서 배기 가스의 처리를 방해할 수 있는, 신선한 가스가 배기 가스 내에 재도입되지 않도록, 비활성화는 밸브를 완전히 비활성화시키거나 또는 밸브를 상이하게 제어하는 것으로 관련된 실린더의 밸브의 개구 상에 직접적으로 작용함으로써 달성된다. 이러한 장치는 분배 시스템을 복잡화하고, 비용 뿐만 아니라 신뢰도 리스크를 상당히 증가시키는 원인이 된다.
더욱이, 실린더에 공급되지 않는 것은 결점을 갖는다. 비활성화된 실린더의 온도는 상당히 감소되고, 이것은 특히 실린더의 재시동 시에 배기 가스의 전체 온도를 감소시키는 원인이 된다. 신선한 공기의 통과가 없는 경우에도, 이러한 온도 감소는 배기 가스를 처리하기 위한 체인의 촉매에 유해하다. 더욱이, 연속 이동하는 중의 피스톤 상의 압력이 지나치게 낮으므로, 오일은 피스톤과 라이너 사이에서 연소실을 향해 정상 조건 하에서 보다 더 많이 누설될 수 있다. 이러한 누설(블로-바이 플로우(blow-by flow)라고도 함)은, 지나치게 많은 경우, 엔진의 작동에 유해한 결과를 초래한다.
이러한 결점을 개선하기 위해, 엔진의 유출구에서 회수된 배기 가스를 비활성화된 실린더에 공급하는 것이 이미 제안되었다. 특히, 이들 기체는 고온이고, 고압으로 전달될 수 있으므로, 이것은 비활성화된 실린더 내의 압력 및 온도를 유지할 수 있는 가능성이 있다. WO 2006/032886에서 설명되는 해결책은 이러한 목적을 위해 흡기 매니폴드가 분할된다.
전술한 문헌에 설명된 장치는 적용에 어려움이 있다. 무엇보다, 엔진의 우수한 수율은 각 실린더에 대한 적절한 기체 공급에 특히 의존된다. 매니폴드를 분할하면, 실린더의 공급 유량의 분배가 교란된다. 더욱이, 엔진의 작동 조건에 따라 비활성화되는 실린더의 개수를 선택하고자 하는 경우, 이것은 다양한 경우에 맞추기 위해 분할화의 설계를 상당히 복잡화하는 원인이 된다.
더욱이, 어떤 경우, 밀도를 증가시키기 위해 흡기 매니폴드는 흡기 냉각용 열교환기와 일체화된다. 이러한 일체화 및 크기의 제한을 감안하면, 매니폴드 내의 자유 공간은 실린더에 적절히 공급할 수 있는 분할을 형성하기에는 불충분하다.
본 발명의 목적은 기존의 엔진에 적용할 수 있는 가능성을 제공하는 것으로, 흡기 시스템의 설계에 대한 재고를 필요로 하지 않고 실린더의 제어에 관해 신뢰할 수 있고, 융통성 있는 방식으로 실린더에 배기 가스를 공급함으로써 실린더의 비활성화시키는 것이다.
본 발명은 내연 기관의 실린더에 흡입 가스 및/또는 재순환된 배기 가스 도입하기 위한 장치로서, 실린더에 흡입 가스 및/또는 재순환된 배기 가스를 공급하기 위해 배치된 도관을 포함하고, 이 장치는 도관 내에 도관이 실린더에 흡입 가스를 공급하는 제 1 위치와 도관이 실린더에 재순환된 배기 가스를 공급하는 제 2 위치 사이에서 제어가능한 유량 제어 수단을 더 포함한다.
다시 말하면, 상기 장치는 유일의 실린더에 공급하도록 구성되고, 상기 제어 수단은, 전적으로 상기 도관(들) 내에 이것을 위해 위치되는 중에, 상기 실린더에 공급되는 도관 내의 흡입 가스 및/또는 재순환된 배기 가스의 유량을 제어한다. 따라서 흡기 매니폴드의 분할화는 필연적으로 방지되고, 엔진이 실린더를 비활성화시키기 위한 모드에 있지 않는 경우에 압력 강하를 발생시킨다. 이것은 흡기 매니폴드를 전혀 개조하기 않거나 또는 극히 적은 설계 변경을 통해 실린더 내로의 가스의 흡입의 더욱 미세한 제어를 가능하게 한다.
더욱이, 상기 제 1 위치에서 제어 수단은 재순환된 배기 가스의 통과를 봉쇄하고, 상기 제 2 위치에서 제어 수단은 흡입 가스의 통과를 봉쇄하는 것에 주목해야 한다.
바람직하게, 본 장치에서, 도관은 그 벽들 중 하나에 형성된, 배기 가스를 수용하기 위한 개구를 포함한다.
유리하게, 유량 제어 수단은 이 도관의 횡축선을 중심으로 도관의 내부에서 회전하는 게이트를 사용한다. 상기 게이트는 횡방향 부분을 포함하고, 상기 횡방향 부분은 상기 게이트의 각도 위치에 따라 상기 유량 제어 수단의 상기 제 1 위치와 상기 제 2 위치를 형성하기 위한 것이다.
다시 말하면, 상기 횡방향 부분은 게이트가 제 1 위치에 있는 경우에 도관에 개구를 형성하고, 게이트가 제 2 위치에 있는 경우에 도관의 단면을 봉쇄한다. 이러한 게이트 시스템은 도관 내부에 용이하게 일체화될 수 있다. 더욱이, 이것은, 예를 들면, 플랩과 같은 다른 시스템에 비해 장점을 갖는다.
이 게이트의 제 1 장점은 배기 가스의 유량의 제어와 동시에 흡입 가스의 유량의 제어를 달성할 수 있다는 것이다.
더 구체적으로, 흡입 도관의 적어도 하나의 벽은, 회전 게이트가 상기 제 1 위치에 있는 경우에, 이 회전 게이트의 횡방향 부분의 적어도 일부분을 수용하도록 구성되는 보스를 가질 수 있다. 유리하게, 상기 도관 내에 배기 가스를 수용하기 위한 개구는 상기 보스 내에 형성될 수 있고, 회전 게이트의 횡방향 부분의 외면은, 게이트가 상기 제 1 위치에 있는 경우에, 배기 가스를 위한 상기 개구의 주위에서 상기 보스의 내벽과 접촉되도록 구성된다.
제 2 장점은 게이트가 기체 유동 도관 내에 어떤 장애물도 형성하지 않고 벽 내에 일체화될 수 있다는 것이다.
따라서, 바람직하게, 회전 게이트의 횡방향 부분은 내면을 포함하고, 이 내면은 도관 내부를 향해 선회되어 있고, 게이트가 제 1 위치에 있고, 여기서 흡입 가스의 통과를 허용하는 경우에, 도관의 벽의 내면의 일부를 형성하도록 구성된다. 유리하게, 회전 게이트의 횡방향 부분의 내면은, 게이트가 상기 제 1 위치에 있는 경우에, 도관을 둘러싸는 벽의 내면에 연속되는 형상으로 연결되도록 구성된다.
또한 유리하게, 상기 게이트의 횡방향 부분의 내면은, 게이트가 상기 제 2 위치에 있는 경우에, 배기 가스의 디플렉터(deflector)를 형성하도록 구성된다.
더 구체적으로, 특히 재순환된 배기 가스를 수용하기 위한 개구가 게이트의 보스 내에 있는 경우에, 상기 내면은, 게이트가 상기 제 2 위치에 있는 경우에, 엔진의 실린더에 공급되도록 된 유출구를 향해 연장되는 도관의 메인 방향으로 기체를 안내하는, 상기 개구를 향한 경사면을 형성한다. 이러한 방식으로, 게이트는 유동을 촉진하고, 실린더를 향해 배기 가스 유동을 편향시킴으로써 압력 강하를 최소화하는데 기여한다.
특정의 실시형태에서, 유량 제어 수단은 유량 제어 수단은 실린더에 공급되도록 된 입구의 반대측의 도관의 입구에 실질적으로 설치된다. 이러한 위치는 대체로 매니폴드 내의 도관의 입구에 대응되고, 공급 모듈 내에서 그 내부에 장치를 설치하기 위해 충분히 공간을 가질 수 있다.
유리하게, 상기 장치는 상기 배기 가스의 도달을 기밀하게 폐쇄할 수 있는, 배기 가스의 도달을 위한 제어가능한 폐색 수단을 더 포함한다. 실제로, 실린더가 비활성화되지 않은 경우, 실린더에 공급되는 유량으로 흡입 가스보다 높은 압력으로 엔진을 유지하도록 배기 가스의 누설이 없는 것이 바람직하다. 이것은 엔진의 수율에 유해할 수 있고, 엔진의 작동 조건을 위한 흡입 가스의 혼합물은 매니폴드의 상류에서 계량된다.
예를 들면, 엔진의 실린더에 공급되는 도관 내에 배기 가스의 도달을 기밀하게 폐쇄하는 게이트를 형성하는 것은 어려울 수 있다. 그러므로, 예를 들면, 밸브나 플랩을 설치함으로써 이 장치를 완성시키는 것은 흥미로운 것일 수 있다. 유리하게, 밸브 시트는 상기 도관의 일부에 의해 형성된다.
유리하게 이 장치는 이것에 도관 내의 유량 제어 수단을 제어하기 위한 수단 및 재순환된 배기 가스의 도달의 기밀 폐색 수단을 제어하기 위한 수단을 추가함으로써 완성된다. 특히, 이것은 상기 유량 제어 수단이 제 2 위치에 있는 경우에 상기 폐색 수단을 개방시킬 수 있고, 상기 유량 제어 수단이 그 제 1 위치로 이동된 경우에 상기 폐색 수단을 폐쇄시킬 수 있다.
이러한 제어 수단은 유량 제어 수단 및 폐색 수단을 하나의 위치로부터 다른 위치로 스위칭시킬 수 있는 메커니즘을 포함한다. 이러한 방식으로, 관련된 실린더를 활성화 또는 비활성화시키는 엔진 제어용 시스템은 이에 따라 본 발명에 따른 장치를 제어할 수 있다.
유리하게, 유량 제어 수단을 제어하는 수단 및 폐색 수단을 위한 제어수단은 단일 액츄에이터를 형성한다.
본 발명은 또한 제어 수단을 포함하거나 포함하지 않는 전술한 바와 같은 적어도 하나의 장치를 포함하는 내연 기관을 위한 흡기 모듈에 관한 것이다.
일반적으로 내연 기관의 실린더 헤드 상에 설치되는 흡기 모듈은 매니폴드와 작은 높이의 실린더 헤드 사이에 접속부(interface)를 형성하는 부분을 포함한다. 그러므로 단면의 폭에 비해 극히 짧은 길이를 갖는 도관 상에 유량 제어 장치가 일체화되어야 하고, 이것은 전술한 문헌에 기재되어 있는 바와 같이, 유량 제어 장치를 매니폴드에 설치하는 것이 더 자연스러워 보이는 이유를 설명한다. 그러나, 본 발명은 특히 게이트의 경우에 이러한 일체화를 제공한다. 상기 모듈은 일련의 열교환기를 포함할 수 있다.
본 발명은 또한 적어도 하나의 실린더, 이 실린더(들)을 비활성화시키기 위한 시스템 및 전술한 바와 같은 적어도 하나의 장치를 포함하는 내연 기관으로서, 상기 장치는 상기 실린더에 공급되도록 배치되고, 비활성화 시스템에 의해 제어되는 내연 기관에 관한 것이다.
유리하게, 적어도 2 개의 실린더, 상기 실린더 중 적어도 2 개를 비활성화시키기 위한 시스템, 상기 비활성화가능한 실린더, 및 전술한 바와 같은 적어도 2 개의 장치를 포함하는 내연 기관 상에서, 상기 장치의 각각은 상기 비활성화가능한 실린더 중 하나에 공급되기 위해 배치되고, 상기 비활성화 시스템에 의해 독립적으로 제어된다.
첨부된 도면을 참조하여 후술되는 상세한 설명을 통해 본 발명은 더 명확하게 이해되고, 본 발명의 다른 세부사항, 특징 및 장점은 더 명확해질 것이다.
도 1은 유량 제어 수단이 제 1 위치에 있는 본 발명에 따른 장치의 예시적 실시형태의 흡기 모듈의 단면 사시도를 도시한다.
도 2는 유량 제어 수단이 제 2 위치에 있는 도 1의 유사도이다.
도 3은 상기 장치를 장착한 도관 내에 흡입을 허용하고, 배기 가스의 도달을 봉쇄하는 위치의 본 발명에 따른 장치의 작동 모드를 개략적으로 도시한다.
도 4는 상기 장치를 장착한 도관 내에 흡입을 봉쇄하고, 배기 가스를 허용하는 위치의 본 발명에 따른 장치의 작동 모드를 개략적으로 도시한다.
도 5는 도 1 및 도 2의 단면도에 도시된 흡기 모듈의 외부로부터의 사시도를 도시한다.
도 6은 도 5의 대체안을 도시한다.
다양한 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명은 엔진의 실린더 헤드 상에 설치되도록 된 흡기 모듈에 관한 것으로, 이것은 상기 실린더에 흡입 가스를 공급하기 위해 실린더 헤드에 연장되도록 된 각각의 실린더를 위한 도관(1) 또는 한 쌍의 도관(1)을 포함한다. 이 도관(1)은 흡기 매니폴드(3)의 자유 공간(2) 내로 상향으로 개방된다. 이 매니폴드(3)는 도면에 도시되지 않은 시스템을 통해 흡입 가스가 공급되는 박스 형상을 갖는다.
이 엔진은 다중-실린더 엔진이므로, 이 매니폴드의 제 1 기능은 도 1에 도시된 것과 같이 각각의 실린더 전용의 도관들 사이에 흡입 가스의 유량을 분배하는 것이다. 도시된 실시예에서, 이 매니폴드(3)는 열교환기(4)와 결합되고, 흡입 가스는 상이한 실린더의 공급 도관과 연통되는 이 열교환기(4)를 통과한 후에 자유 공간(2)에 도달한다. 그러나, 본 발명의 과제는 매니폴드의 공간의 형상에 무관하게, 그리고 이 도관의 입구로부터 상류에서 이것이 결합되는 대상에 무관하게 실린더에 공급되기 위한 전용 도관에 이것을 맞추는 것이다.
더 상세히 설명하면 본 발명은 이 흡기 모듈에 결합될 수 있는, 흡입 가스 및/또는 재순환된 배기 가스의 유량을 제어하기 위한 장치에 관한 것이다.
여기서 상기 유량 제어 수단은 매니폴드(3) 내로의 자신의 입구에서 상기 도관의 제어가능한 폐색 시스템을 형성하는 도관(1) 상에 설치되는 회전 게이트(5)를 포함한다. 도 1은 제 1 위치의 이 회전 게이트(5)를 도시한 것으로, 하측에 위치되는 실린더를 향해 화살표로 표시된 흡입 가스 유동을 위해 도관(1) 내에 완전한 자유 공간을 유지한다. 여기서 도관(1)의 내부 형상은 2 개의 만곡된 벽에 의해 양 단부가 연결되는 2 개의 실질적으로 평면인 평행한 벽(6, 7)에 의해 형성된다.
이러한 상태에서, 게이트(5)는 2 개의 평면의 벽(6, 7)에 평행한 축선(R)의 실린더에서 컷 아웃(cut out)되고, 도관(1)에 직각이다. 이 횡방향 실린더는 양 벽(6, 7) 사이의 거리보다 큰 직경을 갖고, 이것은 매니폴드(3)의 저면과 연결되는 도관(1)의 벽(6)의 내면에 접하도록 위치된다. 대향 벽(7)은 하우징을 형성하도록 배치되는 보스(8)와 일치되고, 이 하우징의 내부에서 횡방향 실린더 내에 포함되는 게이트(5)가 보스(8) 내의 벽과 접촉된 상태를 유지하면서 회전된다. 이 벽(7)은 매니폴드(3)의 측벽에 연결된다.
특히 이 게이트(5)는 횡방향 부분(9)을 포함하고, 이 횡방향 부분(9)은 축선(R)을 따라 평면의 벽(6, 7)과 실질적으로 동일한 길이를 갖고, 횡방향 부분(9)의 양단부를 연결하는 2 개의 원형 컵(cup) 뿐만 아니라 횡방향 실린더의 각도 부분의 일부를 점유한다. 상기 컵은 게이트(5)에서 평면의 벽(6, 7)들 사이에 도관(1)의 벽을 형성할 수 있다. 도 1에는 이들 컵(10) 중 하나만 도시되어 있다. 또한, 게이트(5)는 도면에 도시되지 않은 횡방향 실린더의 축선(R)을 중심으로 이것을 회전시킬 수 있는 메커니즘을 포함하는 것이 유리하다. 이 컵(10)은 도관(1)의 개폐 기능과는 무관하지만, 이들 컵은 베어링을 형성하는 도관(1)의 벽의 일부 내에서 회전함으로써 게이트의 회전 중에 게이트(5)를 그 하우징 내에 유지시킨다.
그 결과 일치되는 상기 게이트는 제 1 위치에서 흡입 가스의 통과를 허용하고, 제 2 위치에서 봉쇄하는 유량 제어 기능을 확실히 실행한다. 이하에서 이 작용에 대해 설명한다.
도 1에서, 게이트(5)는 흡입 가스의 통과를 허용하는 제 1 위치에 있다. 여기서 횡방향 부분(9)의 각도방향의 연장부는 매니폴드(3)의 측벽에 연결되는 벽(7)의 평면의 내면에 교차하는 횡방향 실린더 부분에 대응함을 알 수 있다. 게이트(5)의 횡방향 부분(9)의 외면(11)은 그 내벽과 접촉된 상태를 유지하면서 보스(8)에 의해 형성되는 하우징의 내부에서 회전할 수 있도록 횡방향 실린더를 추종한다. 게이트(5)의 횡벽(9)의 내면(12)은, 이것에 관하여, 주위 벽(7)과 연속되는 형상에 의해 도관(1)의 벽(7)의 평면의 내면을 실질적으로 모사한다.
도 2에서, 게이트(5)는 제 2 위치에 위치되도록 횡방향 실린더의 축선(R)을 중심으로 회전되었고, 여기서 횡방향 부분(9)은 매니폴드(3)에 대해 게이트(5)의 전방에서 도관(1)의 단면을 봉쇄한다. 이러한 결과를 얻기 위해, 횡방향 실린더는 평면의 벽(6, 7)들 사이의 거리보다 충분히 큰 직경을 가져야 한다.
횡방향 부분(9)이 포함되는 횡방향 실린더의 직경 뿐만 아니라 컵(10)의 내부 형상은, 게이트(5)가 제 1 위치에 설치되어 있는 경우에 도관(1)의 단면 내에서 흡입 가스의 자유로운 통과를 허용하고, 게이트(5)가 제 2 위치에 있는 경우에 도관(1)의 단면을 완전히 폐쇄시키는, 최소 크기의 게이트(5)를 갖도록 구성되는 것이 유리하다. 여기서 도관이 2 개의 실질적으로 평행한 벽을 포함하는 경우의 게이트의 형상이 간단히 설명되었으나, 이 게이트는 상이한 단면의 도관, 예를 들면, 원형 단면의 도관에서도 물론 사용될 수 있다.
게이트가 전술한 제 2 위치에 있는 경우에 재순환된 배기 가스의 도달을 허용하고, 게이트가 제 1 위치에 있는 경우에 이러한 통과를 봉쇄함으로써, 본 명세서에 설명되는 게이트(5)는 또한 엔진의 실린더에 공급하기 위한 유량 제어 기능의 제 2 부분을 충족시킨다. 이하에서 이러한 결과를 얻는 방법을 설명한다.
도 1에서, 게이트(5)의 횡방향 부분(9)이 수용되는 벽(7) 내의 보스(8) 내에 개구(13)가 형성되어 있음을 알 수 있다. 더욱이, 이 벽(7)은 상기 개구(13)의 주위에 배치되어 있고, 특히 장착 플랜지(14)를 구비하므로 개구(13)의 것에 대응하는 단면을 을 구비하는 제 2 도관이 이것에 접속될 수 있다. 우선적으로, 이 도관의 단부는 게이트(5)를 포함하는 횡방향 실린더의 회전 축선에 실질적으로 수직으로 배향된다. 또한 바람직하게, 이 개구(13)의 크기는 엔진의 실린더의 흡입 도관(1)의 벽(7) 상의 보스(8)의 연장부보다 작다. 이러한 상태에서, 도 1에 도시된 바와 같이, 게이트(5)가 그 제 1 위치에 있는 경우에, 횡방향 부분(9)은 개구(13)를 봉쇄하고, 더욱이 그 외면(11)은 이 개구(13)의 주위에 결정된 거리에 걸쳐 보스(8)의 내벽과 접촉되고, 이것은 밀봉을 향상시킨다. 일반적으로, 이러한 배열에서, 그리고 기하학적 제약을 감안하여, 개구(13)의 단면적은 흡입 도관(1)의 단면적보다 작다. 마지막으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 게이트(5)가 자신의 제 2 위치에 있는 경우에, 보스(8)에 형성된 개구(13)는 완전히 개방된다.
본 발명에 따르면, 이 개구(13)에 접속되는 도관에는 엔진의 유출구에서 회수되는 배기 가스가 공급된다. 그러므로, 앞서 논의된 것을 참조하여, 게이트(5)가 자신의 제 1 위치에 있는 경우, 게이트는 엔진의 실린더에 공급되는 도관 내로 배기 가스의 도입을 봉쇄하고, 게이트가 자신의 제 2 위치에 있는 경우, 게이트는 도 2에 도시된 화살표에 따른 배기 가스 유동의 통과를 허용한다. 더욱이 게이트의 횡방향 부분의 내벽(12)의 형상은 개구(13)에 대면하는 도관(1)의 벽(6, 7)의 내면에 연결되는 것에 주목할 수 있다. 더욱이, 평면의 벽에 대한 자체의 경사는 기체의 방향에 대해 하류의 방향으로 연속적으로 감소된다. 그러므로 이것은, 이들 기체를 위한 장치에 의해 형성되는 굴곡부 이후에, 도관(1)의 방향으로 배기 가스를 편향시킴으로써 배기 가스의 통과를 촉진시킨다.
이러한 방식으로, 게이트(5)는 전적으로 공급 기체를 공급과 전적으로 재순환된 배기 가스의 공급이라는 2 개의 극단의 상황들 사이에서 도관(1)을 통한 실린더의 공급을 조절할 수 있는 가능성을 제공하는 유량 제어 수단을 형성한다.
공급 모듈 상에 이러한 게이트를 결합하는 것은 게이트의 일반적인 구조의 변경을 필요로 하지 않는다. 특히, 도관(1)의 폐쇄 모드에서 제 2 위치에 놓여진 게이트(5)는 매니폴드(3)의 빈 공간(2) 내로 비교적 침투하지 않는다. 이것에 의해 흡입 가스는 입구가 봉쇄되지 않은 엔진의 다른 실린더 도관을 향해 자유롭게 분배될 수 있다. 더욱이, 개구(13)가 게이트(5)의 보스(8) 내에 형성되므로, 전체는 실린더 헤드와의 접속부를 형성하도록 된 흡기 모듈의 부분에서의 가용 높이에 걸쳐 흡입 도관(1) 내에 일체화될 수 있다. 마지막으로, 회수된 배기 가스를 위한 흡입 개구(13)가 형성된 벽(7)은 장착된 엔진의 실린더 헤드의 상측에 위치되도록 된 매니폴드(3)의 면 상에 개방된다. 그러므로 이러한 배기 가스의 운반에 적합하도록 도관을 구성하는 것이 용이하다.
그러나, 완전한 누설-방지식으로 통로를 봉쇄하는 게이트(5)와 같은 장치를 제작하는 것은 어렵다. 즉, 게이트가 2 번째로 정위치에 설치되는 경우에 약간의 번거로움이 있다. 실제로, 배기 가스의 압력은 일반적으로 흡입 가스의 압력보다 크다. 그러므로, 엔진의 비활성화된 실린더를 향하여 연소를 유발할 수도 있는 임의의 흡입 가스 누설의 위험이 존재해서는 안된다. 더욱이, 본 장치의 기하학적 형상에 의해 배기 가스의 보다 높은 압력이 게이트(5)의 횡방향 부분(9)을 도관(1)의 벽(6, 7)에 대해 압박하므로 매니폴드(3)를 향한 배기 가스의 누설은 최소화될 것이다. 다른 한편, 게이트(5)가 자신의 제 1 위치에 있는 경우, 즉, 엔진의 회전 작동 중에, 게이트(5)는 수율에 악영향을 주도록 엔진의 조절을 변조할 수 있는 특정 배기 가스 누설을 허용할 수 있다.
이러한 결점의 가능성을 극복하기 위해, 도 3 및 도 4를 참조하여, 배기 가스의 도달을 기밀하게 폐쇄시킬 수 있도록 게이트(5)의 전방으로 배기 가스를 운반하는 개구(13)의 전방에 제어가능한 밸브를 설치하는 것이 유리하다. 이들 도면에 개략적으로 도시된 실시형태에서, 밸브는 실린더에 공급되기 위한 도관(1) 내의 개구(13) 상에 개방되는 도관(16)과 배기 가스의 도달(17) 사이의 연통상태를 제어한다. 유리하게, 이러한 밸브(15)는, 게이트(5)가 도관(1)을 개방시킨 경우에 배기 가스의 도달을 기밀하게 폐쇄시키고, 게이트(5)가 도관(1)을 폐쇄한 경우에 배기 가스 매니폴드와의 연통상태를 개방시키도록 배치된다. 밸브(15)는 배기 가스의 흡기를 기밀하게 폐쇄시킬 수 있는 플랩 또는 임의의 다른 수단으로 대체될 수 있다.
유량 제어 수단과 흡기 모듈 상의 밸브의 결합은 도 1 및 도 2에서 단면도로 도시된 장치의 실시형태를 위한 외면에서 도시된 도 5에 도시되어 있다. 도면에서 보스(8)의 외형의 일부가 도시되어 있고, 여기서 게이트(5)는 도관(1)의 유입구에서 흡기 매니폴드(3)의 저면에 수용되어 있다. 도면에는 보스(8) 내의 개구(13) 상의 장착 플랜지(14)에 대면하여, 배기 가스의 흡기를 위한 도관(16)이 또한 도시되어 있다. 이러한 기체의 유입은 엔진의 유출구에서 배기 가스를 회수하도록 보다 넓은 내부 공간을 갖는 배기 가스 흡기 본체(17) 내의 이러한 도관(16)의 유입구에 위치되는 밸브(15)에 의해 제어된다. 이 전체는 매니폴드(3)의 저면에서 집합되지만, 엔진의 실린더 헤드에 연결되어야 하는 흡기 모듈의 하부는 개방된 상태로 유지된다.
본 발명에 따른 장치는 유량 제어 수단을 제어하는 수단 또는 재순환된 배기 가스의 흡기의 기밀 폐색 수단을 더 포함할 수 있다. 이들 제어 수단은 흡기 모듈 상에 콤팩트하게 설치될 수 있다. 도 5는 게이트(5)를 회전시키기 위한 제 1 공압 수단(18) 및 밸브(15)를 개폐시키기 위한 제 2 공압 수단(19)을 개략적으로 도시한다. 앞에서 설명된 작동 모드를 얻기 위해, 이들 제어 수단은 각각, 특히 실린더가 비활성화된 경우나 또는 재활성화된 경우에, 엔진의 제어 시스템으로부터 명령을 수신한다. 이들 제어 수단의 양자 모두는 독립적이고, 이것은 제어의 모듈화의 면에서 유리할 수 있다.
그러나, 선행 회로가 복잡하고, 게이트(5)와 밸브(15)를 엔진의 제어 시스템의 명령으로부터 협력적 방식으로 작동시키기 위한 조절의 문제 또는 신뢰성의 문제가 있을 수 있다. 도 6에 도시된 제 2 대안에서는, 단일의 전기 액츄에이터(20)가 게이트(5)와 밸브(15)를 제어하는 메커니즘을 구동시킨다. 이 장치는 더 큰 신뢰성을 제공할 수 있다. 특히, 이것은 엔진의 제어 시스템의 단일의 명령으로부터 게이트와 밸브를 협력적 방식으로 제어한다.
본 명세서에서 본 발명은 엔진의 하나의 실린더를 위한 흡입 도관 상에서의 용도로 설명되었다. 물론 본 발명은 엔진의 수 개의 실린더가 비활성화되도록 된 경우에도 적용된다. 이 경우, 관련된 실린더의 각각의 흡입 도관에는 설명된 장치가 장착된다. 바람직하게, 각각의 장치는 서로 독립적인 제어 수단을 갖는다. 이러한 배열은 다른 것에 대해 독립적으로 실린더의 비활성화를 결정하는 엔진을 구동하기 위한 제어에 의해 실린더 내로 유입되는 기체의 제어를 적합화할 가능성을 제공한다.
더욱이, 도시되지 않은 대안적 실시형태에서, 상기 유량 제어 수단은 재순환된 배기 가스의 도달의 상류에 위치되는 도관의 일부 내에 위치되는 제 1 회전 플랩과 같은 제 1 폐쇄체 및 재순환된 배기 가스의 도달에 대응하는 도관의 부분 내에 위치되는 제 2 회전 플랩과 같은 제 2 폐쇄체를 포함할 수 있다.

Claims (15)

  1. 내연 기관의 실린더에 흡입 가스 및/또는 재순환된 배기 가스 도입하기 위한 장치로서, 상기 실린더에 흡입 가스 및/또는 재순환된 배기 가스를 공급하기 위해 배치된 도관(1)을 포함하고, 상기 장치는 상기 도관이 상기 실린더에 흡입 가스를 공급하는 제 1 위치와 상기 도관이 상기 실린더에 재순환된 배기 가스를 공급하는 제 2 위치 사이에서 제어가능한 유량 제어 수단(5)을 상기 도관(1) 내에 더 포함하는, 흡입 가스 및/또는 재순환된 배기 가스를 도입하기 위한 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 장치는 상기 도관(1)의 벽(7) 중 하나에 형성된, 배기 가스 흡기용 개구(13)를 더 포함하는, 흡입 가스 및/또는 재순환된 배기 가스를 도입하기 위한 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 유량 제어 수단은 상기 도관에 대한 횡축선(R)을 중심으로 상기 도관(1)의 내부에서 회전되는, 그리고 횡방향 부분(9)을 포함하는 게이트(5)를 포함하고, 상기 횡방향 부분(9)은 상기 게이트의 각도 위치에 따라 상기 유량 제어 수단의 상기 제 1 위치와 상기 제 2 위치를 형성하기 위한 것인, 흡입 가스 및/또는 재순환된 배기 가스를 도입하기 위한 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 도관(1)은 상기 회전 게이트(5)가 상기 제 1 위치에 있는 경우에 상기 회전 게이트(5)의 횡방향 부분(9)의 적어도 일부분을 수용하도록 구성되는 보스(8), 및 상기 도관(1) 내로 상기 배기 가스의 도달을 위한 상기 개구(13)가 상기 보스(8) 내에 형성되는 장치를 포함하고, 상기 회전 게이트(5)의 횡방향 부분(9)의 외면(11)은, 상기 게이트가 상기 제 1 위치에 있는 경우에, 상기 배기 가스의 도달을 위한 상기 개구(13)의 주위에서 상기 보스(8)의 내벽과 접촉하도록 구성되는, 흡입 가스 및/또는 재순환된 배기 가스를 도입하기 위한 장치.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 회전 게이트(5)의 횡방향 부분(9)은 내면(12)을 포함하고, 상기 내면(12)은 상기 도관(1)의 내부를 향해 선회되어 있고, 상기 게이트(5)가 상기 제 1 위치에 있는 경우에, 상기 도관(1)의 벽(7)의 내면의 일부를 형성하도록 구성되는, 흡입 가스 및/또는 재순환된 배기 가스를 도입하기 위한 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 회전 게이트(5)의 횡방향 부분(9)의 내면은, 상기 게이트(5)가 상기 제 1 위치에 있는 경우에, 상기 도관(1)을 둘러싸는 상기 벽(7)의 내면에 연속되는 형상으로 연결되도록 구성되는, 흡입 가스 및/또는 재순환된 배기 가스를 도입하기 위한 장치.
  7. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 게이트(5)의 횡방향 부분(9)의 내면(12)은, 상기 게이트가 상기 제 2 위치에 있는 경우에, 상기 배기 가스의 디플렉터(deflector)를 형성하도록 구성되는, 흡입 가스 및/또는 재순환된 배기 가스를 도입하기 위한 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유량 제어 수단(5)은 상기 실린더에 공급되도록 된 입구의 반대측의 상기 도관(1)의 입구에 실질적으로 설치되는, 흡입 가스 및/또는 재순환된 배기 가스를 도입하기 위한 장치.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 장치는 상기 배기 가스의 도달을 기밀하게 폐쇄할 수 있는, 상기 배기 가스의 도달을 위한 제어가능한 폐색 수단(15)을 더 포함하는, 흡입 가스 및/또는 재순환된 배기 가스를 도입하기 위한 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 배기 가스의 도달을 위한 기밀 폐색 수단(15)은 밸브인, 흡입 가스 및/또는 재순환된 배기 가스를 도입하기 위한 장치.
  11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 장치는 상기 도관 내의 상기 유량 제어 수단(5)를 제어하기 위한 수단(18, 20), 및 상기 유량 제어 수단(5)이 자신의 제 2 위치에 있는 경우에 상기 폐색 수단(15)을 개방시킬 수 있고, 상기 유량 제어 수단(5)이 자신의 제 1 위치로 이동되는 경우에 상기 폐색 수단(15)을 폐쇄시킬 수 있는, 상기 재순환된 배기 가스의 도달의 기밀 폐색 수단(15)을 제어하기 위한 수단(19, 20)을 포함하는, 흡입 가스 및/또는 재순환된 배기 가스를 도입하기 위한 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 유량 제어 수단(5)를 제어하기 위한 수단 및 상기 폐색 수단(15)을 제어하기 위한 수단은 단일 액츄에이터(20)를 형성하는, 흡입 가스 및/또는 재순환된 배기 가스를 도입하기 위한 장치.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 장치를 포함하는 내연 기관의 흡기 모듈.
  14. 적어도 하나의 실린더, 상기 실린더를 비활성화시키기 위한 시스템 및 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 하나의 항에 따른 적어도 하나의 장치를 포함하는 내연 기관으로서, 상기 장치는 상기 실린더에 공급되도록 배치되고, 상기 비활성화 시스템에 의해 제어되는, 내연 기관.
  15. 적어도 2 개의 실린더, 상기 적어도 2 개의 실린더를 비활성화시키기 위한 시스템, 상기 비활성화가능한 실린더, 및 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 하나의 항에 따른 적어도 2 개의 장치를 포함하는 내연 기관으로서, 상기 장치의 각각은 상기 비활성화가능한 실린더 중 하나에 공급되도록 배치되고, 상기 비활성화 시스템에 의해 독립적으로 제어되는, 내연 기관.
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