KR20220006273A - 차량의 엔진 흡기 시스템 - Google Patents

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engine intake
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이준희
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현대자동차주식회사
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Abstract

본 발명은 EGR밸브와 과급장치의 컴프레서 입구를 연결하도록 설치되고, 열전도성 재질로 이루어진 컴프인렛파이프; 상기 컴프인렛파이프에 형성된 가스포켓; 상기 과급장치의 컴프레서 출구에서 가스를 인출하여 상기 가스포켓으로 공급하도록 구비된 가스공급장치; 상기 가스포켓의 가스를 배출시킬 수 있도록 구비된 가스배출장치를 포함하여 구성된다.

Description

차량의 엔진 흡기 시스템{AIR INTAKE SYSTEM FOR ENGINE OF VEHICLE}
본 발명은 차량의 엔진 흡기 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 과급장치가 구비된 흡기 시스템에 관한 기술이다.
엔진의 과급장치는 공기를 압축하여 연소실로 공급함으로써, 엔진의 충전효율을 향상시켜 출력을 증대시키기 위한 것으로서, 엔진으로부터 배출되는 배기가스를 이용하여 구동되는 터보차저(Turbocharger)와, 모터 등과 같은 별도의 동력원으로 구동되는 슈퍼차저(Supercharger)로 구분될 수 있다.
한편, 엔진은 질소산화물의 배출을 저감하고 연비 향상에 기여하고자 배기가스의 일부를 엔진 흡기 시스템을 통해 연소실로 재순환시키는 EGR(Exhaust Gas Recirculation) 장치를 구비하는 경우가 많다.
또한, 엔진에서 발생된 블로바이 가스(Blowby Gas)는 엔진 흡기 시스템을 통해 연소실에서 연소될 수 있도록 한다.
상기 EGR 장치를 통해 재순환되는 EGR 가스와 블로바이 가스에는 다량의 수증기가 포함되어 있어서, 차량 외부 온도가 영하일 때, 엔진 흡기 시스템으로 흡입되는 새로운 공기인 신기와 상기 EGR 가스 및 블로바이 가스가 만나서 혼합되는 부위에는 수증기의 결빙이 발생될 수 있다.
특히, EGR 가스의 양을 조절하는 EGR 밸브의 밸브플랩은 상기와 같은 수증기의 결빙에 의해 동작이 어려운 상황이 발생될 수 있고, 상기와 같이 결빙된 입자가 떨어져서 과급장치의 컴프레서로 빨려 들어가면, 컴프레서휠을 파손시키는 등의 문제를 초래할 수 있다.
상기 발명의 배경이 되는 기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
KR 1020170068104 A
본 발명은 엔진 흡기 시스템에서 수증기의 결빙에 의한 EGR 밸브의 작동성 저하 현상을 방지하고 원활한 작동성을 확보하며, 결빙 입자에 의한 과급장치의 컴프레서 손상 등의 문제를 해결할 수 있도록 한 차량의 엔진 흡기 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 차량의 엔진 흡기 시스템은,
EGR밸브와 과급장치의 컴프레서 입구를 연결하도록 설치되고, 열전도성 재질로 이루어진 컴프인렛파이프;
상기 컴프인렛파이프에 형성된 가스포켓;
상기 과급장치의 컴프레서 출구에서 가스를 인출하여 상기 가스포켓으로 공급하도록 구비된 가스공급장치;
상기 가스포켓의 가스를 배출시킬 수 있도록 구비된 가스배출장치;
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 컴프인렛파이프에는 블로바이가스를 공급받을 수 있도록 형성된 블로바이니플이 일체로 구비될 수 있다.
상기 컴프인렛파이프의 가스포켓은
상기 컴프인렛파이프의 외주면을 감싸면서 컴프인렛파이프의 길이방향을 따라 연장되는 원통형 공간으로 형성될 수 있다.
상기 컴프인렛파이프와 EGR밸브 사이에는 고무호스가 개재될 수 있다.
상기 가스공급장치는
상기 컴프레서 출구와 상기 가스포켓을 연결하는 가스공급관과;
상기 가스공급관의 개도를 조절할 수 있도록 설치된 공급밸브;
를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 가스배출장치는
상기 가스포켓의 내부압력이 소정의 기준압력 이상이 되면, 상기 가스포켓 내부의 가스를 배출시키도록 설치된 압력밸브;
를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 가스배출장치는
상기 압력밸브에서 배출되는 가스를 인터쿨러 입구로 공급할 수 있도록 설치되는 가스회수관;
을 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 컴프레서 출구에는 인터쿨러인렛호스와 인터쿨러인렛파이프가 차례로 연결되고;
상기 가스회수관은 상기 인터쿨러인렛파이프에 연결될 수 있다.
상기 컴프인렛파이프는 L자형으로 형성되어 일단이 컴프레서 하우징에 결합되고, 타단이 고무호스를 통해 상기 EGR밸브로 연결될 수 있다.
또한, 상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 차량의 엔진 흡기 시스템은,
새로운 공기인 신기가 유입되는 제1유입구와, EGR가스가 유입되는 제2유입구 및 상기 신기와 EGR가스가 혼합된 가스를 토출하는 토출구를 구비하고, 상기 EGR가스가 신기에 혼합되는 양을 조절하는 밸브플랩이 구비된 EGR밸브;
상기 EGR밸브의 토출구로부터 토출되는 가스를 컴프레서로 공급하도록 설치된 컴프인렛파이프;
상기 컴프레서에서 압축되어 토출되는 가스를 이용하여 상기 컴프인렛파이프를 가열하도록 구비된 가열장치;
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 가열장치는
상기 컴프인렛파이프에 구비된 가스포켓과;
상기 컴프레서에서 압축되어 토출되는 가스를 상기 가스포켓으로 공급할 수 있도록 구비된 가스공급관;
을 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명은 상기 가스공급관을 통해 상기 가스포켓으로 공급되는 가스를 단속할 수 있도록 공급밸브와;
차량 외기온에 따라 상기 EGR밸브의 결빙을 방지하도록 상기 공급밸브를 제어하는 컨트롤러;
를 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 가스포켓에는 내부의 가스압력이 소정의 기준압력 이상이 되면 개방되는 압력밸브가 연결될 수 있다.
상기 압력밸브에는 배출되는 가스를 대기중으로 방출하는 배출포트가 구비될 수 있다.
상기 압력밸브에는 배출되는 배기가스를 인터쿨러로 공급하기 위한 가스회수관이 연결될 수 있다.
본 발명은 엔진 흡기 시스템에서 수증기의 결빙에 의한 EGR 밸브의 작동성 저하 현상을 방지하고 원활한 작동성을 확보하며, 결빙 입자에 의한 과급장치의 컴프레서 손상을 방지할 수 있도록 한다.
즉, 본 발명은 컴프레서에서 가스가 압축되면서 발생된 열을 EGR밸브와 인접하게 연결되는 컴프인렛파이프의 가스포켓으로 전달하여, EGR밸브와 그 주변을 가열할 수 있도록 함으로써, EGR밸브 내부나 그 주변에서 EGR가스 등에 포함된 수증기가 결빙되는 것을 효과적으로 방지할 수 있도록 하는 것이다.
상기와 같이 EGR밸브와 그 주변의 결빙이 방지되면, 원활한 EGR밸브의 동작으로 엔진 제어의 정확성이 향상되어, 엔진 출력 향상 및 배기 유해 물질의 저감이 가능하고, 결빙된 입자가 컴프레서휠에 충돌하는 것을 방지할 수 있어서, 과급장치의 내구성을 향상시킬 수 있게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 차량의 엔진 흡기 시스템의 구성을 도시한 도면,
도 2는 도 1에서 본 발명을 구성하는 주요 부품들을 도시한 도면,
도 3은 EGR밸브를 도시한 도면,
도 4는 가스포켓의 구조를 설명한 도면,
도 5는 컴프인렛파이프를 도시한 도면,
도 6은 도 5의 Ⅵ-Ⅵ선 단면도,
도 7은 컴프인렛파이프를 다른 각도에서 도시한 도면,
도 8은 도 7의 Ⅷ-Ⅷ선 단면도,
도 9는 공급밸브의 작동을 비교 설명한 도면,
도 10은 압력밸브의 작동을 비교 설명한 도면,
도 11은 본 발명의 변형례를 설명한 도면이다.
도 1 내지 도 8을 참조하면, 본 발명 차량의 엔진 흡기 시스템의 실시예는, EGR밸브(1)와 과급장치의 컴프레서(3) 입구를 연결하도록 설치되고, 열전도성 재질로 이루어진 컴프인렛파이프(5); 상기 컴프인렛파이프(5)에 형성된 가스포켓(7); 상기 과급장치의 컴프레서(3) 출구에서 가스를 인출하여 상기 가스포켓(7)으로 공급하도록 구비된 가스공급장치; 상기 가스포켓(7)의 가스를 배출시킬 수 있도록 구비된 가스배출장치를 포함하여 구성된다.
즉, 본 발명은 상기 컴프레서(3)에서 압축되어 온도가 상승된 가스를 상기 가스포켓(7)으로 공급하여 상기 컴프인렛파이프(5)가 가열될 수 있도록 하고, 상기 컴프인렛파이프(5)에 의해 전달되는 열이 EGR밸브(1)에 전도되어 상기 EGR밸브(1) 내부에서 수증기의 결빙이 방지될 수 있도록 하는 것이다.
따라서, 상기 컴프인렛파이프(5)는 열전도성이 좋은 알루미늄 등으로 구성되는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 컴프인렛파이프(5)를 형성하는 열전도성 재질은, 종래에 엔진 흡기관으로 많이 사용되는 플라스틱 수지류 보다 열전도성이 좋아서, 적어도 알루미늄 등과 같은 금속성 재질이 가지는 수준의 열전도성을 가진 재질을 의미하는 것이다.
상기 EGR밸브(1)는 에어클리너로부터 새로운 공기인 신기가 유입되는 제1유입구(9)와 EGR관이 연결되어 EGR가스가 유입되는 제2유입구(11)를 구비하고, 밸브플랩(13)의 개도에 따라 상기 EGR가스가 신기에 혼합되는 양을 조절하여 토출구를 통해 배출하도록 되어 있고, 이와 같이 배출되는 가스는 상기 컴프인렛파이프(5)를 통하여 상기 컴프레서(3)로 공급되도록 되어 있다.
상기 컴프인렛파이프(5)에는 블로바이가스를 공급받을 수 있도록 형성된 블로바이니플(15)이 일체로 구비되어 있다.
따라서, 엔진의 운전 중 상기 블로바이니플(15)을 통해서 엔진으로부터 블로바이가스가 상기 컴프인렛파이프(5)로 공급되어, 상기 EGR밸브(1)를 통과한 신기와 EGR가스에 혼합된 상태로 상기 컴프레서(3)에 의해 가압되게 된다.
참고로, 상기 '가스'라는 표현은, 상기 컴프레서(3)에서 압축되는 유체는 상기 에어클리너로부터 공급되는 공기에 상기 EGR가스나 블로바이가스 등이 혼합된 것으로, 순수한 공기로 표현하기에 부적당하기 때문에, 상기와 같은 EGR가스나 블로바이가스 등이 포함된 혼합 유체임을 의미하기 위해 사용하였다.
또한, 본 발명에서 과급장치는 엔진으로부터 배출되는 배기가스를 이용하여 구동되는 터보차저(Turbocharger)와, 모터 등과 같은 별도의 동력원으로 구동되는 슈퍼차저(Supercharger)를 모두 포함하는 의미로 사용된 것으로, 이는 터보차저나 슈퍼차저 모두 구동되는 동력원이 무엇인가에만 차이가 있고, 결국 컴프레서를 구동하여 엔진으로 흡입되는 공기를 압축하는 것이기 때문에, 본 발명이 이들 모두에 적용됨을 표현하기 위한 것이다.
상기 컴프인렛파이프(5)의 가스포켓(7)은 도 4 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 컴프인렛파이프(5)의 외주면을 감싸면서 컴프인렛파이프(5)의 길이방향을 따라 연장되는 원통형 공간으로 형성된다.
따라서, 상기 가스포켓(7)으로 공급되는 가스는 상기 컴프인렛파이프(5)를 감싸면서 비교적 넓은 면적에서 접촉하면서 열을 전달할 수 있다.
한편, 상기 컴프인렛파이프(5)와 EGR밸브(1) 사이에는 고무호스(17)가 개재될 수 있다.
즉, 상기 컴프인렛파이프(5)를 직접 EGR밸브(1)에 연결할 수도 있지만, 조립성 등을 고려하여, 도시된 바와 같이 고무호스(17)를 통해 연결하도록 할 수 있으며, 이 경우에도 상기 고무호스(17)로 연결되는 구간은 비교적 짧기 때문에, 상기 가스로부터 컴프인렛파이프(5)를 통해 전달되는 열은 상기 EGR밸브(1)의 내부에서 결빙이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
물론, 상기 컴프인렛파이프(5)를 직접 EGR밸브(1)와 연결하는 구조로 하면, 상기 컴프인렛파이프(5)의 열이 보다 잘 EGR밸브(1)로 전달되는 효과를 얻을 수 있을 것이다.
상기 가스공급장치는 상기 컴프레서(3) 출구와 상기 가스포켓(7)을 연결하는 가스공급관(19)과, 상기 가스공급관(19)의 개도를 조절할 수 있도록 설치된 공급밸브(21)를 포함하여 구성된다.
상기 공급밸브(21)는 외기온 센서를 통해 외기온을 측정할 수 있는 컨트롤러(23)에 의해 제어되도록 구성된다.
즉, 상기 컨트롤러(23)는 외기온 센서로 측정된 외기온이 EGR밸브(1) 내부 등에 결빙을 유발할 정도로 추정되는 소정의 기준온도 이하가 되면, 상기 공급밸브(21)를 개방하여, 상기 컴프레서(3)에서 압축되면서 가열된 가스 중의 일부가 상기 가스공급관(19)을 통해 상기 가스포켓(7)으로 유입되어, 상기 컴프인렛파이프(5)를 가열하도록 하는 것이다.
여기서, 상기 기준온도는 상기한 바와 같은 취지에 따라, 상기 가스포켓(7)에 가스를 공급하여 가열해야만 EGR밸브(1) 내부 등의 결빙을 방지할 수 있는 수준의 온도를 참고하여 설정될 수 있을 것인 바, 예컨대 0℃ 등이 될 수 있을 것이다.
도 9는 상기한 바와 같은 공급밸브(21)의 온/오프 상태를 비교한 것으로서, 오프상태에 있던 공급밸브(21)를 상기 컨트롤러(23)가 온 시키면, 내부의 플런저(25)가 이동하면서 통로를 개방하여, 상기 가스공급관(19)을 통해 가스가 가스포켓(7)으로 공급될 수 있도록 한다.
상기 가스배출장치는 상기 가스포켓(7)의 내부압력이 소정의 기준압력 이상이 되면, 상기 가스포켓(7) 내부의 가스를 배출시키도록 설치된 압력밸브(27)를 포함하여 구성된다.
즉, 상기한 바와 같이 공급밸브(21) 및 가스공급관(19)을 통해 가스포켓(7)으로 공급된 가스의 압력이 상기 기준압력 이상이 되면, 그 압력에 의해 상기 압력밸브(27)가 개방되어 상기 가스포켓(7) 내부의 가스를 배출시킬 수 있도록 구성된 것이다.
도 10은 상기한 바와 같은 압력밸브(27)의 닫힘/열림 상태를 비교하여 도시한 것으로서, 내부의 스풀(29)이 가스의 압력에 의해 리턴스프링(31)을 압축시키면서 이동함에 의해 열려서, 상기 가스포켓(7)의 가스가 배출될 수 있도록 한다.
따라서, 상기 압력밸브(27)가 개방되는 기준압력은 상기 리턴스프링(31)에 의해 조절되는 바, 과도한 압력이 상기 가스포켓(7)에 유지되지 않고, 상기 가스포켓(7)의 가스가 적절한 열전달 시간을 가진 후에는 배출될 수 있는 수준으로, 다수의 실험 및 해석을 통해 적절히 설정하도록 하는 것이 바람직할 것이다.
상기와 같이 압력밸브(27)를 통해 배출되는 가스는 도 11의 변형례와 같이 그대로 대기중으로 방출되도록 할 수도 있을 것이다.
그러나, 본 실시예에서는 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 압력밸브(27)에서 배출되는 가스를 인터쿨러 입구로 공급할 수 있도록 설치되는 가스회수관(33)을 더 구비하여, 상기 압력밸브(27)에서 배출되는 가스가 대기중으로 방출되지 않고, 인터쿨러를 거쳐서 엔진으로 공급될 수 있도록 하여, 상기 가스 중에 포함되는 EGR가스나 블로바이가스의 대기 방출을 방지하도록 하고 있다.
상기 컴프레서(3) 출구에는 인터쿨러인렛호스(35)와 인터쿨러인렛파이프(37)가 차례로 연결되고, 상기 가스회수관(33)은 상기 인터쿨러인렛파이프(37)에 연결되는 구성으로, 상기 인터쿨러인렛파이프(37)는 물론 도시되지 않은 인터쿨러로 연결되어, 상기 컴프레서(3)에서 압축되면서 가열된 가스를 냉각시켜서 엔진의 연소실로 공급할 수 있도록 한다.
본 실시예에서, 상기 컴프인렛파이프(5)는 L자형으로 형성되어 일단이 컴프레서(3) 하우징에 결합되고, 타단이 고무호스(17)를 통해 상기 EGR밸브(1)로 연결되는 구성으로 되어 있어서, 컴팩트한 엔진 흡기 시스템을 구성할 수 있도록 한다.
상기한 바와 같이 구성된 본 발명 차량의 엔진 흡기 시스템은 다음 표에 정리된 것과 같은 3가지 모드로 구동될 수 있다.
Figure pat00001
상기한 바와 같은 본 발명 차량의 엔진 흡기 시스템은 다음과 같이 표현될 수도 있다.
즉, 본 발명 차량의 엔진 흡기 시스템은, 새로운 공기인 신기가 유입되는 제1유입구(9)와, EGR가스가 유입되는 제2유입구(11) 및 상기 신기와 EGR가스가 혼합된 가스를 토출하는 토출구를 구비하고, 상기 EGR가스가 신기에 혼합되는 양을 조절하는 밸브플랩(13)이 구비된 EGR밸브(1); 상기 EGR밸브(1)의 토출구로부터 토출되는 가스를 컴프레서(3)로 공급하도록 설치된 컴프인렛파이프(5); 상기 컴프레서(3)에서 압축되어 토출되는 가스를 이용하여 상기 컴프인렛파이프(5)를 가열하도록 구비된 가열장치를 포함하여 구성된다.
상기 가열장치는, 상기 컴프인렛파이프(5)에 구비된 가스포켓(7)과; 상기 컴프레서(3)에서 압축되어 토출되는 가스를 상기 가스포켓(7)으로 공급할 수 있도록 구비된 가스공급관(19)을 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 가스공급관(19)을 통해 상기 가스포켓(7)으로 공급되는 가스를 단속할 수 있도록 공급밸브(21)와; 차량 외기온에 따라 상기 EGR밸브(1)의 결빙을 방지하도록 상기 공급밸브(21)를 제어하는 컨트롤러(23)를 더 포함하여 구성된다.
상기 가스포켓(7)에는 내부의 가스압력이 소정의 기준압력 이상이 되면 개방되는 압력밸브(27)가 연결된다.
상기 압력밸브(27)에는 배출되는 가스를 대기중으로 방출하는 배출포트(39)가 구비될 수 있다.
또한, 상기 압력밸브(27)에는 배출되는 배기가스를 인터쿨러로 공급하기 위한 가스회수관(33)이 연결될 수도 있다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
1; EGR밸브
3; 컴프레서
5; 컴프인렛파이프
7; 가스포켓
9; 제1유입구
11; 제2유입구
13; 밸브플랩
15; 블로바이니플
17; 고무호스
19; 가스공급관
21; 공급밸브
23; 컨트롤러
25; 플런저
27; 압력밸브
29; 스풀
31; 리턴스프링
33; 가스회수관
35; 인터쿨러인렛호스
37; 인터쿨러인렛파이프
39; 배출포트

Claims (15)

  1. EGR밸브와 과급장치의 컴프레서 입구를 연결하도록 설치되고, 열전도성 재질로 이루어진 컴프인렛파이프;
    상기 컴프인렛파이프에 형성된 가스포켓;
    상기 과급장치의 컴프레서 출구에서 가스를 인출하여 상기 가스포켓으로 공급하도록 구비된 가스공급장치;
    상기 가스포켓의 가스를 배출시킬 수 있도록 구비된 가스배출장치;
    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 엔진 흡기 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 컴프인렛파이프에는 블로바이가스를 공급받을 수 있도록 형성된 블로바이니플이 일체로 구비된 것
    을 특징으로 하는 차량의 엔진 흡기 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 컴프인렛파이프의 가스포켓은
    상기 컴프인렛파이프의 외주면을 감싸면서 컴프인렛파이프의 길이방향을 따라 연장되는 원통형 공간으로 형성된 것
    을 특징으로 하는 차량의 엔진 흡기 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 컴프인렛파이프와 EGR밸브 사이에는 고무호스가 개재된 것
    을 특징으로 하는 차량의 엔진 흡기 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 가스공급장치는
    상기 컴프레서 출구와 상기 가스포켓을 연결하는 가스공급관과;
    상기 가스공급관의 개도를 조절할 수 있도록 설치된 공급밸브;
    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 엔진 흡기 시스템.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 가스배출장치는
    상기 가스포켓의 내부압력이 소정의 기준압력 이상이 되면, 상기 가스포켓 내부의 가스를 배출시키도록 설치된 압력밸브;
    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 엔진 흡기 시스템.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 가스배출장치는
    상기 압력밸브에서 배출되는 가스를 인터쿨러 입구로 공급할 수 있도록 설치되는 가스회수관;
    을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 엔진 흡기 시스템.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 컴프레서 출구에는 인터쿨러인렛호스와 인터쿨러인렛파이프가 차례로 연결되고;
    상기 가스회수관은 상기 인터쿨러인렛파이프에 연결되는 것
    을 특징으로 하는 차량의 엔진 흡기 시스템.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 컴프인렛파이프는 L자형으로 형성되어 일단이 컴프레서 하우징에 결합되고, 타단이 고무호스를 통해 상기 EGR밸브로 연결되는 것
    을 특징으로 하는 차량의 엔진 흡기 시스템.
  10. 새로운 공기인 신기가 유입되는 제1유입구와, EGR가스가 유입되는 제2유입구 및 상기 신기와 EGR가스가 혼합된 가스를 토출하는 토출구를 구비하고, 상기 EGR가스가 신기에 혼합되는 양을 조절하는 밸브플랩이 구비된 EGR밸브;
    상기 EGR밸브의 토출구로부터 토출되는 가스를 컴프레서로 공급하도록 설치된 컴프인렛파이프;
    상기 컴프레서에서 압축되어 토출되는 가스를 이용하여 상기 컴프인렛파이프를 가열하도록 구비된 가열장치;
    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 엔진 흡기 시스템.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 가열장치는
    상기 컴프인렛파이프에 구비된 가스포켓과;
    상기 컴프레서에서 압축되어 토출되는 가스를 상기 가스포켓으로 공급할 수 있도록 구비된 가스공급관;
    을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 엔진 흡기 시스템.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 가스공급관을 통해 상기 가스포켓으로 공급되는 가스를 단속할 수 있도록 공급밸브와;
    차량 외기온에 따라 상기 EGR밸브의 결빙을 방지하도록 상기 공급밸브를 제어하는 컨트롤러;
    를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 엔진 흡기 시스템.
  13. 청구항 11에 있어서,
    상기 가스포켓에는 내부의 가스압력이 소정의 기준압력 이상이 되면 개방되는 압력밸브가 연결된 것;
    을 특징으로 하는 차량의 엔진 흡기 시스템.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 압력밸브에는 배출되는 가스를 대기중으로 방출하는 배출포트가 구비된 것
    을 특징으로 하는 차량의 엔진 흡기 시스템.
  15. 청구항 13에 있어서,
    상기 압력밸브에는 배출되는 배기가스를 인터쿨러로 공급하기 위한 가스회수관이 연결되는 것
    을 특징으로 하는 차량의 엔진 흡기 시스템.

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170068104A (ko) 2015-12-09 2017-06-19 현대자동차주식회사 스로틀밸브 결빙방지 장치, 이를 포함하는 스로틀밸브 결빙방지용 egr 시스템 및 그 작동방법

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101846886B1 (ko) * 2016-04-21 2018-05-24 현대자동차 주식회사 엔진 시스템 및 이를 이용한 엔진 제어 방법
KR101846873B1 (ko) * 2016-04-28 2018-05-24 현대자동차 주식회사 엔진 시스템
US10233817B2 (en) * 2016-05-10 2019-03-19 Ford Global Technologies, Llc Method and system for exhaust gas heat recovery
DE102017210962B4 (de) * 2017-06-28 2019-01-24 Ford Global Technologies, Llc Aufgeladene Brennkraftmaschine mit Abgasrückführung und Verfahren zum Betreiben einer derartigen Brennkraftmaschine
US10975789B2 (en) * 2018-06-06 2021-04-13 Ford Global Technologies, Llc Systems and methods for expediting engine warming

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170068104A (ko) 2015-12-09 2017-06-19 현대자동차주식회사 스로틀밸브 결빙방지 장치, 이를 포함하는 스로틀밸브 결빙방지용 egr 시스템 및 그 작동방법

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