KR20160066067A - 엔진의 이지알 믹서 - Google Patents

Abstract

본 발명은 배기가스에 포함된 NOx의 저감을 위하여 엔진의 배기계에서 재순환되어진 EGR 가스가 흡기 매니폴드로 유입되는 과정에서 신기와 EGR 가스의 혼합을 증진시켜 흡기 중의 EGR 가스의 균일성이 증진되도록 하여 EGR 가스의 분
배성이 향상되도록 하기 위한 엔진의 EGR 믹서에 관한 것으로,
엔진의 배기 매니폴드를 통과한 배기가스의 일부를 엔진의 흡기 매니폴드 측으로 유도하기 위한 재순환장치에 있어서, 상기 흡기 매니폴드의 입구에 끼워져 결합되기 위해 원형으로 형성되는 믹서하우징과, 상기 믹서하우징의 중심부에는 고정부에 의해 고정되고 원형으로 형성되어 전면 둘레가 기어로 형성된 제1 기어부, 상기 제1 기어부와 맞물려 회전하는 모터 샤프트와, 상기 모터 샤프트를 회전시키며 각도를 제어하는 모터와, 상기 모터 샤프트에 연장되어 신기의 와류를 조절하는 믹서베인을 포함하여 이루어진다.

Description

엔진의 이지알 믹서 {EGR mixing apparatus of engine}

본 발명은 엔진의 EGR 믹서에 관한 것으로서, 좀더 세부적으로 말하자면 배기가스에 포함된 NOx의 저감을 위하여 엔진의 배기계에서 재순환되어진 EGR 가스가 흡기 매니폴드로 유입되는 과정에서 신기와 EGR 가스의 혼합을 증진시켜 흡기 중의 EGR 가스의 균일성이 증진되도록 하여 EGR 가스의 분배성이 향상되도록 하기 위한 엔진의 EGR 믹서에 관한 것이다.

엔진에서 배출된 배기가스의 일부를 흡기계로 환류시켜 실린더 안의 연소가스 온도를 떨어뜨림으로서 NOx의 생성이 억제되도록 하는 시스템을 이른바 배기가스 재순환장치(Exhaust Gas Recirculation,)라고 한다. 디젤엔진의 NOx가 EGR

장치에 의해서 경감되는 이유는, 배기가스 속의 CO2, H2O 등과 같은 불환성 가스가 실린더 내로 유입되는 흡기의 일부와 치환되어 혼입됨으로서 혼합기의 열용량이 증대되어 실린더 내 연소가스의 온도상승을 억제하며 또한 공기과잉율을 낮추어 열적 NOx의 생성을 억제함으로서 전체 NOx의 발생량을 줄게 되는 것이다.

도 1은 일반적인 엔진의 EGR 믹서의 구성 흐름도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 엔진(1)의 흡기관과 배기관의 사이에 터보차저(2)가 설치되어 배기압에 의해 외기를 과급시킴으로써 공기 공급 효율을 좋게하고, 이때 흡기의 과도한 온도상승이 이루어지지 않도록 인터쿨러(3)를 구비하고 있다.

또한, 겨울철 냉시동성 향상을 위해 히터(4)가 구비되어 있다.

또한, 배기관로에는 촉매를 이용하여 유해물질을 흡착 제거하기 위한 후처리 장치(5)가 설치된다.

또한, 배기가스를 재순환(EGR:Exhaust Gas Recirculation)시켜 연소시킴으로써 배기가스 중의 유해물질(NOx)을 저감시키기 위해 배기가스 재순환관이 설치되고, 그 배기가스 재순환관에는 EGR가스의 양을 조절하기 위한 이지알밸브(6)가 설치되며, 엔진(1)으로 공급되는 상기 EGR가스를 냉각해주기 위해 이지알쿨러(7)가 구비된다.

상기 배기가스 재순환관은 상기 히터(4)와 엔진(1)의 사이에 연결된 흡기관에 연결되며, 그 연결지점 이후의 부분(엔진쪽 부분)에 EGR가스와 신기를 혼합해주기 위한 믹서(8)가 설치된다.

그러나, 상기 흡기관의 배기가스 재순환관 연결지점으로부터 엔진(1)의 흡기매니폴드까지의 거리는 매우 짧기 때문에 상기 믹서(8)의 설치 공간을 확보하기가 쉽지 않고, 또한 EGR가스가 흡기에 충분히 섞일 수 있는 거리 및 시간이 확보되지 않음으로써 흡기에 EGR가스가 충분히 혼합될 수 없어 연소 효율이 저하되는 문제점이 있었다.

또한, 실린더별 연소력에 차이가 발생함에 따라 차량의 운전성이 나빠지고 NVH가 악화되는 문제점이 발생하고 있었다.

본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 배기가스에 포함된 NOx의 저감을 위하여 엔진의 배기계에서 재순환되어진 EGR 가스가 흡기 매니폴드로 유입되는 과정에서 신기와 EGR 가스의 혼합을 증진시켜 흡

기 중의 EGR 가스의 균일성이 증진되도록 하여 EGR 가스의 분배성이 향상되도록 하기 위한 엔진의 EGR 믹서를 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서 본 발명의 구성은, 엔진의 배기 매니폴드를 통과한 배기가스의 일부를 엔진의 흡기 매니폴드 측으로 유도하기 위한 재순환장치에 있어서, 상기 흡기 매니폴드의 입구에 끼워져 결합되기 위해 원형으로 형성되는 믹서하우징과, 상기 믹서하우징의 중심부에는 고정부에 의해 고정되고 원형으로 형성되어 전면 둘레가 기어로 형성된 제1 기어부와, 상기 센터기어와 맞물려 회전하는 모터 샤프트와, 상기 모터 샤프트를 회전하는 각도를 제어하는 모터와, 상기 모터 샤프트에 연장되어 신기의 와류를 조절하는 믹서베인이 형성되어 이루어지면 바람직하다.

본 발명의 구성은, 상기한 모터 샤프트의 일측에는 상기 제1 기어부와 맞물려 회전하는 제2 기어부가 형성되면 바람직하다

본 발명의 구성은, 상기한 모터 샤프트를 제외한 나머지 믹서베인은 힌지부가 형성되면 바람직하다

본 발명은, 엔진의 흡기 매니폴드 측으로 재순환되는 EGR 가스가 흡기 라인을 통과하는 신기와 혼합되는 과정에서 신기에 대한 EGR 가스의 분배성 및 혼합성이 향상되도록 하므로서, 엔진의 성능을 향상시키고 차량 운전성 및 NVH 개선을 가능하게 하는 효과가 있다.

도 1은 일반적인 엔진의 EGR 믹서의 구성 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진의 EGR 믹서의 전체 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진의 EGR 믹서의 결합 구성도이다.
도 4a, 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진의 EGR 믹서의 동작 설명도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진의 EGR 믹서의 부분 확대도이다.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 목적, 작용, 효과를 포함하여 기타 다른 목적들, 특징점들, 그리고 동작상의 이점들이 바람직한 실시예의 설명에 의해 보다 명확해질 것이다.

참고로, 여기에서 개시되는 실시예는 여러가지 실시가능한 예중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 실시예를 선정하여 제시한 것일 뿐, 본 발명의 기술적 사상이 반드시 제시된 실시예에만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변화와 부가 및 변경이 가능함은 물론, 균등한 타의 실시예가 가능함을 밝혀 둔다.

또한, 본원의 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 정의된 것으로서, 통상적이거나 사전적인 의미로만 한정해서 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 일예로서, 방향에 관한 용어는 설명상의 편의를 위하여 도면상에 표현된 위치를 기준으로 설정하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진의 EGR 믹서의 전체 구성도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진의 EGR 믹서의 결합 구성도이고, 도 4a, 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진의 EGR 믹서의 동작 설명도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진의 EGR 믹서의 부분 확대도이다.

도 2 내지 도 5에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진의 EGR 믹서의 구성은, 엔진(10)의 배기 매니폴드를 통과한 배기가스의 일부를 엔진(10)의 흡기 매니폴드(11) 측으로 유도하기 위한 재순환장치에 있어서, 상기 흡기 매니폴드(11)의 입구에 끼워져 결합되기 위해 원형으로 형성되는 믹서하우징(20)과, 상기 믹서하우징(20)의 중심부에는 고정부(25)에 의해 고정되고 원형으로 형성되어 전면 둘레가 기어로 형성된 제1 기어부(21)와, 상기 제1 기어부(21)와 맞물려 회전하는 모터 샤프트(31)와, 상기 모터 샤프트(31)를 회전시키며 각도를 제어하는 모터(30)와, 상기 모터 샤프트(31)에 연장되어 신기의 와류를 조절하는 믹서베인(23)이 형성되는 구조로 이루어진다.

상기한 구성에 의한, 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진의 EGR 믹서의 작용은 다음과 같다.

엔진(10)을 시동걸면 연소실에서 발생되는 배기가스는 배기 매니폴드 및 배기라

인을 통과하게 된다. 이때, 엔진(10)의 운전상태가 EGR 장치를 구동시켜야 할 상황인 것으로 판단되면, 흡기 매니폴드(11)의 상부에 장착된 모터(30)가 동작하면서 믹서베인(23)을 회전시킨다.

이때, 모터(30)와 연결되있는 모터 샤프트(31)의 일단에는 제2 기어부(24)가 형성되어 제1 기어부(21)를 회전시키게 된다. 또한, 제1 기어부(21)와 맞물려 있는 각각의 기어들이 힌지부(22)를 통해 회동하면서 믹서베인(23)이 각도를 조절하게 된다.

상기 믹서베인(23)이 회동하면서 와류의 정도를 조절하고, 신기의 와류를 형성시켜 신기와 EGR의 혼합을 증진시킨다.

따라서, EGR 가스가 흡기 매니폴드(11)를 통과하는 신기와 혼합되는 과정에서 신기에 대한 EGR 가스의 분배성 및 혼합성이 향상되어, 엔진의 성능을 향상시키고 차량 운전성 및 NVH 개선을 가능하게 한다.

10 : 엔진 11 : 흡기 매니폴드
20 : 믹서하우징 21 : 제1 기어부
22 : 힌지부 23 : 믹서베인
24 : 제2 기어부 25 : 고정부
30 : 모터 31 : 모터 샤프트

Claims (4)

1. 엔진의 배기 매니폴드를 통과한 배기가스의 일부를 엔진의 흡기 매니폴드 측으로 유도하기 위한 재순환장치에 있어서,
   상기 흡기 매니폴드의 입구에 끼워져 결합되기 위해 원형으로 형성되는 믹서하우징과,
   상기 믹서하우징의 중심부에는 고정부에 의해 고정되고 원형으로 형성되어 전면 둘레가 기어로 형성된 제1 기어부와,
   상기 제1 기어부와 맞물려 회전하는 모터 샤프트와,
   상기 모터 샤프트를 회전시키며 각도를 제어하는 모터와,
   상기 모터 샤프트에 연장되어 신기의 와류를 조절하는 믹서베인이 형성되는 것을 특징으로 하는 엔진의 EGR 믹서.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기한 모터 샤프트의 일단에는 상기 제1 기어부와 맞물려 회전하는 제2 기어부가 형성되는 것을 특징으로 하는 엔진의 EGR 믹서.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기한 모터 샤프트를 제외한 나머지 믹서베인은 힌지부가 형성되어 회전이 가능한 것이 특징으로 하는 엔진의 EGR 믹서.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기한 믹서베인은 상기 모터가 모터 샤프트를 회전시키고, 상기 믹서베인을 회동시켜 신기유입의 양을 조절하는 것을 특징으로 하는 엔진의 EGR 믹서.

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