KR20240086578A - Exhaust gas purification device of an internal combustion engine - Google Patents

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아르민 그랍마이어
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베른하르트 리터
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만 에너지 솔루션즈 에스이
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Abstract

내연 기관의 배기가스 정화 장치(10)를 개시하며, 이 배기가스 정화 장치(10)는 배기관(11)을 구비하며, 상기 배기관(11)은 상기 내연 기관의 적어도 하나의 실린더 뱅크의 서로 인접하여 배치된 실린더들을 따라 상기 배기관의 종방향이 연장하고, 상기 배기관(11) 내에 배치되는 촉매 컨버터(15)를 구비하며, 상기 촉매 컨버터(15)는 상기 배기관(11)을 제1 배기관 부분(16) 및 제2 배기관 부분(17)으로 분할하고, 상기 배기관 부분(16, 17)들은 각각 그 종방향이 상기 적어도 하나의 실린더 뱅크의 실린더들을 따라 연장하고, 상기 배기관(11)은, 상기 적어도 하나의 실린더 뱅크의 실린더들로부터 상기 배기관(11)의 제1 배기관 부분(16) 내로 배기가스를 도입하도록, 상기 적어도 하나의 실린더 뱅크의 실린더들에 커플링되고, 미정화 배기가스는, 배기관(11)의 제1 배기관 부분(16)으로부터 시작하여, 상기 배기관(11)의 종방향에 가로로 상기 촉매 컨버터(15)를 통과해 상기 배기관(11)의 제2 배기관 부분(17) 내로 안내되어, 정화된 배기가스로서 상기 배기관(11)의 제2 배기관 부분(17)으로부터 나와 상기 내연 기관의 적어도 하나의 다른 조립체의 방향으로 안내될 수 있다.Disclosed is an exhaust gas purification device (10) for an internal combustion engine, the exhaust gas purification device (10) having an exhaust pipe (11), the exhaust pipe (11) being adjacent to each other in at least one cylinder bank of the internal combustion engine. The longitudinal direction of the exhaust pipe extends along the arranged cylinders, and has a catalytic converter (15) disposed within the exhaust pipe (11), wherein the catalytic converter (15) connects the exhaust pipe (11) to a first exhaust pipe portion (16). ) and a second exhaust pipe portion 17, wherein the exhaust pipe portions 16 and 17 each extend in their longitudinal direction along the cylinders of the at least one cylinder bank, and the exhaust pipe 11 includes the at least one cylinder bank. coupled to the cylinders of said at least one cylinder bank to introduce exhaust gases from the cylinders of said cylinder bank into the first exhaust pipe portion (16) of said exhaust pipe (11), wherein the unpurified exhaust gases are connected to said exhaust pipe (11). ), is guided transversely in the longitudinal direction of the exhaust pipe 11 through the catalytic converter 15 into the second exhaust pipe section 17 of the exhaust pipe 11, As purified exhaust gases it can exit from the second exhaust pipe section 17 of the exhaust pipe 11 and be directed towards at least one other assembly of the internal combustion engine.

Figure P1020230176708
Figure P1020230176708

Description

내연 기관의 배기가스 정화 장치{EXHAUST GAS PURIFICATION DEVICE OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE}EXHAUST GAS PURIFICATION DEVICE OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE}

본 발명은 내연 기관의 배기가스 정화 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an exhaust gas purification device for an internal combustion engine.

당업계로부터 공지된 내연 기관은 연료가 연소되는 실린더를 포함한다. 내연 기관의 실린더들은, 실린더들이 서로 인접하여 일렬로 배치되어 적어도 하나의 실린더 뱅크를 형성한다. V자형 구조의 내연 기관의 경우, 2개의 실린더 뱅크가 제공되며, 각각의 실린더 뱅크에서 복수의 실린더들이 서로 인접하여 배치된다. 또한, 당업계로부터 공지된 내연 기관들은 배기가스 정화 장치를 포함한다. 배기가스 정화 장치는 실린더들을 떠나는 배기가스를 정화하는 역할을 한다. 통상적으로, 배기가스 정화 장치의 하류에 해당 배기가스 터보차저의 적어도 하나의 터빈이 배치된다.Internal combustion engines known from the art include cylinders in which fuel is burned. The cylinders of an internal combustion engine are arranged in a row adjacent to each other to form at least one cylinder bank. In the case of an internal combustion engine with a V-shaped structure, two cylinder banks are provided, and in each cylinder bank, a plurality of cylinders are arranged adjacent to each other. Additionally, internal combustion engines known from the art include exhaust gas purification devices. The exhaust gas purification device serves to purify the exhaust gases leaving the cylinders. Typically, at least one turbine of the corresponding exhaust gas turbocharger is arranged downstream of the exhaust gas purification device.

당업계로부터 공지된 내연 기관에서, 배기가스 정화 장치는 많은 설치 공간을 필요로 한다. 이러한 점은 단점이다.In internal combustion engines known from the art, exhaust gas purification devices require a lot of installation space. This is a disadvantage.

바람직하게는 엔진의 기존 치수(설치 공간) 내에 설치될 수 있고, 그에 따라 엔진의 부근에 임의의 추가적인 공간을 필요로 하지 않으며, 더욱이 경량 구조를 갖는, 배기가스 정화 시스템의 필요성이 존재한다.There is a need for an exhaust gas purification system that can preferably be installed within the existing dimensions (installation space) of the engine and thus does not require any additional space in the vicinity of the engine and, moreover, has a lightweight structure.

본 발명의 목적은 내연 기관의 상응하는 배기가스 정화 장치를 제공하는 것이다.The object of the present invention is to provide a corresponding exhaust gas purification device for an internal combustion engine.

이러한 목적은 청구항 1에 따른 내연 기관의 배기가스 정화 장치를 통해 해결된다.This object is solved through an exhaust gas purification device for an internal combustion engine according to claim 1.

본 발명에 따른 배기가스 정화 장치는 배기관을 포함하며, 그 배기관은, 서로 인접하여 배치되는 내연기관의 적어도 하나의 실린더 뱅크의 실린더들을 따라 그 배기관의 종방향이 연장한다. 또한, 본 발명에 따른 배기가스 정화 장치는, 배기관 내부에 배치되어 배기관을 제1 배기관 부분 및 제2 배기관 부분으로 분할하는 촉매 컨버터를 포함하며, 배기관 부분들은 각각 그 종방향이 적어도 하나의 실린더 뱅크의 실린더를 따라 연장한다. 배기관은, 적어도 하나의 실린더 뱅크의 실린더들로부터 배기관의 제1 배기관 부분 내로 배기가스를 도입하도록 하는 식으로 적어도 하나의 실린더 뱅크의 실린더들에 커플링된다. 미정화 배기가스는, 배기관의 제1 배기관 부분으로부터 시작하여, 배기관의 종방향에 가로로 촉매 컨버터를 통과해 배기관의 제2 배기관 부분 내로 안내되어, 정화된 배기가스로서 배기관의 제2 배기관 부분으로부터 나와 내연 기관의 적어도 하나의 다른 조립체의 방향으로 안내될 수 있다.The exhaust gas purification device according to the present invention includes an exhaust pipe, the exhaust pipe extending in the longitudinal direction along the cylinders of at least one cylinder bank of an internal combustion engine arranged adjacent to each other. In addition, the exhaust gas purification device according to the present invention includes a catalytic converter disposed inside the exhaust pipe and dividing the exhaust pipe into a first exhaust pipe portion and a second exhaust pipe portion, each of the exhaust pipe portions having a longitudinal direction corresponding to at least one cylinder bank. extends along the cylinder of The exhaust pipe is coupled to the cylinders of at least one cylinder bank in such a way as to introduce exhaust gases from the cylinders of the at least one cylinder bank into the first exhaust pipe portion of the exhaust pipe. The unpurified exhaust gases are guided starting from the first exhaust pipe portion of the exhaust pipe, transversely in the longitudinal direction of the exhaust pipe, through the catalytic converter, into the second exhaust pipe portion of the exhaust pipe, and are discharged as purified exhaust gases from the second exhaust pipe portion of the exhaust pipe. and may be guided in the direction of at least one other assembly of an internal combustion engine.

본 발명에 따른 배기가스 정화 장치에서, 배기관은 적어도 하나의 실린더 뱅크의 실린더들를 따라 연장된다. 이러한 배기관에서, 배기관을 미정화 배기가스용 제1 배기관 부분 및 정화된 배기가스용 제2 배기관 부분으로 분할하는 촉매 컨버터가 수용된다. 1개의 실린더 뱅크 또는 2개의 실린더 뱅크의 경우, 내연 기관의 적어도 하나의 다른 조립체의 방향으로 실린더를 떠나는 배기가스를 받아들여 정화하고 배출하도록, 촉매 컨버터가 배기관에 배치되는 단일 배기관이 제공된다. 촉매 컨버터에 의해 서로 분리되는 배기관의 2개의 배기관 부분들은, 그 종방향이 해당 실린더 뱅크의 실린더들을 따라 그 배기관 부분들의 종방향으로 연장한다. 배기관에 수용되는 촉매 컨버터는 해당 배기관의 종방향에 가로로 배기가스가 통과해 흐르게 된다. 본 발명에 따른 배기가스 정화 장치는 작은 설치 공간을 필요로 하며, 엔진실 내에 통합될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 배기가스 정화 장치는 낮은 중량을 갖는다.In the exhaust gas purification device according to the invention, the exhaust pipe extends along the cylinders of at least one cylinder bank. In this exhaust pipe, a catalytic converter is accommodated, which divides the exhaust pipe into a first exhaust pipe section for unpurified exhaust gases and a second exhaust pipe section for purified exhaust gases. In the case of one cylinder bank or two cylinder banks, a single exhaust pipe is provided in which a catalytic converter is arranged to receive, purify and discharge exhaust gases leaving the cylinder in the direction of at least one other assembly of the internal combustion engine. The two exhaust pipe sections of the exhaust pipe, which are separated from each other by the catalytic converter, extend in their longitudinal direction along the cylinders of the corresponding cylinder bank. The catalytic converter accommodated in the exhaust pipe causes exhaust gas to flow horizontally in the longitudinal direction of the exhaust pipe. The exhaust gas purification device according to the invention requires a small installation space and can be integrated into the engine compartment. Additionally, the exhaust gas purification device according to the present invention has low weight.

바람직하게는, 배기관은 그 2개의 배기관 부분이 단일 실린더 뱅크 또는 2개의 실린더 뱅크의 모든 실린더를 따라 연장되며, 배기관의 제1 배기관 부분이 1개의 실린더 뱅크 또는 2개의 실린더 뱅크의 모든 실린더에 커플링된다. 이러한 실시예는, 낮은 중량 및 작은 설치 공간 요건을 갖는 배기가스 정화 장치를 제공하기 위해 특히 바람직하다. 대안적으로, 본 발명에 따라 내연 기관 상에 바람직하게는 2개의 실린더 뱅크를 갖는 내연 기관 상에 복수의 배기가스 정화 장치가 설치될 수 있고, 예를 들면 실린더 뱅크당 하나의 배기가스 정화 장치가 설치될 수 있다.Preferably, the exhaust pipe has two exhaust pipe portions extending along all cylinders of a single cylinder bank or two cylinder banks, and a first exhaust pipe portion of the exhaust pipe is coupled to all cylinders of one cylinder bank or two cylinder banks. do. This embodiment is particularly advantageous for providing an exhaust gas purification device with low weight and small installation space requirements. Alternatively, according to the invention, a plurality of exhaust gas purification devices can be installed on an internal combustion engine, preferably with two cylinder banks, for example one exhaust gas purification device per cylinder bank. Can be installed.

바람직하게는, 배기가스 정화 장치는, 배기가스가 촉매 컨버터를 우회하여, 배기관에 있어서의 내연 기관의 적어도 하나의 다른 조립체의 방향으로 제1 배기관 부분으로부터 바로 그리고 미정화 상태로 안내될 수 있게 하는 적어도 하나의 바이패스부를 포함한다. 특히, 바이패스부는, 배기관으로부터 나오는 배기가스가 내연 기관의 적어도 하나의 다른 조립체의 방향으로 안내될 수 있게 하는 배기관의 단부에 형성된다. 특히, 바이패스부는 제어 가능한 폐쇄 장치를 통해 차단 및 개방될 수 있다. 바이패스부 및 이 바이패스부를 차단하고 개방하는 역할을 하는 제어 가능한 폐쇄 장치에 의해, 배기가스의 흐름 제어는 내연 기관의 상이한 작동점 및 부하 변화에 대해 확실하게 매칭될 수 있다. 이에 의해, 배기가스 정화 장치를 포함하는 내연 기관의 엔진 동적 거동(engine dynamics)이 조정되거나 개선될 수 있다.Preferably, the exhaust gas purification device allows exhaust gases to be directed directly and in an unpurified state from the first exhaust pipe portion in the direction of at least one other assembly of the internal combustion engine in the exhaust pipe, bypassing the catalytic converter. It includes at least one bypass unit. In particular, the bypass portion is formed at an end of the exhaust pipe which allows exhaust gases coming from the exhaust pipe to be directed in the direction of at least one other assembly of the internal combustion engine. In particular, the bypass section can be blocked and opened via a controllable closing device. By means of the bypass section and the controllable closing device that serves to block and open this bypass section, the control of the flow of exhaust gases can be reliably matched to the different operating points and load changes of the internal combustion engine. Thereby, the engine dynamics of an internal combustion engine including an exhaust gas purification device can be adjusted or improved.

바람직하게는, 배기관의 제1 배기관 부분에 들어갈 때 해당 실린더 뱅크의 실린더들의 배기가스의 흐름을 안내하는 유동 안내 요소들이 배기관과 해당 실린더 뱅크의 실린더들의 커플링 영역에 배치된다. 유동 안내 요소들에 의해, 실린더들로부터 배기관의 제1 배기관 부분 내로 배기가스의 도입, 및 제1 배기관 부분에서 배기가스의 분배가 촉매 컨버터를 통한 양호한 흐름을 제공하기 위해 개선될 수 있다.Preferably, flow guiding elements that guide the flow of exhaust gases of the cylinders of the cylinder bank when entering the first exhaust pipe portion of the exhaust pipe are arranged in the coupling area of the exhaust pipe and the cylinders of the cylinder bank. By means of flow guiding elements, the introduction of exhaust gases from the cylinders into the first exhaust section of the exhaust pipe, and the distribution of the exhaust gases in the first exhaust section, can be improved to provide a good flow through the catalytic converter.

바람직하게는, 해당 촉매 컨버터에는, 적어도 하나의 바람직하게는 격자형 가이드 요소가 할당된다. 가이드 요소들에 의해, 촉매 컨버터의 영역에서의 배기가스의 흐름 제어가 개선될 수 있다.Preferably, the catalytic converter in question is assigned at least one preferably lattice-like guide element. By means of the guide elements, the control of the flow of exhaust gases in the area of the catalytic converter can be improved.

본 발명의 다른 바람직한 개선점들은 종속 청구항 및 이하의 상세한 설명으로부터 얻어진다. 본 발명의 바람직한 실시예들을 도면을 참조하여 이에 한정되는 일 없이 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 내연 기관의 배기가스 정화 장치의 일 실시예의 사시도이다.
도 2는 도 1의 배기가스 정화 장치를 통한 제1 단면도이다.
도 3은 도 1의 배기가스 정화 장치를 통한 일부분의 제2 단면도이다.
도 4는 도 2의 상세도이다.
도 5는 도 3의 상세도에 대안을 도시한다.
도 6은 도 3의 상세도를 제1 상태로 도시한다.
도 7은 도 6의 상세도를 제2 상태로 도시한다.
도 8은 도 6의 상세도를 제3 상태로 도시한다.
도 9는 도 1의 배기가스 정화 장치를 통한 일부분의 제3 단면도이다.
도 10은 도 6의 상세도에 대안을 제1 상태로 도시한다.
도 11은 도 10의 상세도를 제2 상태로 도시한다.
Other advantageous improvements of the invention result from the dependent claims and the detailed description below. Preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings without being limited thereto.
1 is a perspective view of one embodiment of an exhaust gas purification device for an internal combustion engine.
FIG. 2 is a first cross-sectional view through the exhaust gas purification device of FIG. 1.
Figure 3 is a second cross-sectional view of a portion through the exhaust gas purification device of Figure 1;
Figure 4 is a detailed view of Figure 2.
Figure 5 shows an alternative to the detail of Figure 3.
Figure 6 shows the detail of Figure 3 in a first state.
Figure 7 shows the detail of Figure 6 in a second state.
Figure 8 shows the detail of Figure 6 in a third state.
Figure 9 is a third cross-sectional view of a portion through the exhaust gas purification device of Figure 1;
Figure 10 shows an alternative to the detail of Figure 6 in a first state.
Figure 11 shows the detail of Figure 10 in a second state.

도 1은 내연 기관의 배기가스 정화 장치(10)의 사시도를 도시한 것으로, 도 1의 배기가스 정화 장치(10)는 2개의 실린더 뱅크를 갖는 내연 기관용으로 도시되어 있다.Figure 1 shows a perspective view of an exhaust gas purification device 10 for an internal combustion engine. The exhaust gas purification device 10 in Figure 1 is shown for an internal combustion engine with two cylinder banks.

각각의 실린더 뱅크는 일렬로 배치되는 10개의 실린더들을 포함한다. 도 1의 배기가스 정화 장치(10)가 적용될 실린더 뱅크당 실린더들의 개수는 단지 예시적이다.Each cylinder bank contains 10 cylinders arranged in a row. The number of cylinders per cylinder bank to which the exhaust gas purification device 10 in FIG. 1 will be applied is merely exemplary.

본 발명에 따른 도 1의 배기가스 정화 장치(10)는 배기관(11)을 포함한다. 이러한 배기관(11)은 내연 기관의 하나 이상의 실린더 뱅크들의 서로 인접하여 배치되는 실린더들을 따라 그 배기관의 종방향이 연장된다.The exhaust gas purification device 10 of FIG. 1 according to the present invention includes an exhaust pipe 11. This exhaust pipe 11 extends in its longitudinal direction along cylinders arranged adjacent to each other in one or more cylinder banks of an internal combustion engine.

도 1의 예시적인 실시예에서, 배기관(11)은 복수의 파이프 세그먼트(11a)로부터 조립되며, 각각의 경우에 서로 인접하여 배치되는 파이프 세그먼트(11a)들은, 길이 보상 구성요소, 본 명세서에서는 예시적으로 벨로우즈형 보상기(bellows-like compensator)(12)에 의해 서로 연결된다. 보상기(12)는, 예컨대, 열적으로 유도된 길이 변화를 보상하는 역할을 한다.In the exemplary embodiment of FIG. 1 , the exhaust pipe 11 is assembled from a plurality of pipe segments 11a, in each case arranged adjacent to each other, the pipe segments 11a being length compensation elements, examples herein They are connected to each other by a bellows-like compensator (12). Compensator 12 serves, for example, to compensate for thermally induced length changes.

배기관(11)은 제1 단부(13)에서 폐쇄된다. 반대쪽 제2 단부(14)에서, 배기가스가 내연 기관의 적어도 하나의 다른 조립체의 방향으로, 예컨대 배기가스 터보차저의 터빈의 방향으로 배기관(11)으로부터 배출될 수 있다.The exhaust pipe (11) is closed at the first end (13). At the opposite second end 14 , exhaust gases can be discharged from the exhaust pipe 11 in the direction of at least one other assembly of the internal combustion engine, for example in the direction of a turbine of an exhaust gas turbocharger.

배기관(11) 내에, 복수의 촉매 컨버터(15)가 배치된다. 도 2는 도 2의 배기가스 정화 장치(10)를 통해 취한 종방향 단면을 도시하는 것으로, 그러한 복수의 촉매 컨버터(15)를 도시하며, 촉매 컨버터(15)는 배기관(11)의 내부를 분할하고, 그에 따라 배기관(11)을 제1 배기관 부분(16) 및 제2 배기관 부분(17)으로 분할한다. 배기관(11)의 배기관 부분(16, 17)들은, 그 종방향이 2개의 실린더 뱅크의 실린더들을 따라 서로에 평행하게 연장된다.Within the exhaust pipe 11, a plurality of catalytic converters 15 are disposed. Figure 2 shows a longitudinal section taken through the exhaust gas purification device 10 of Figure 2, showing a plurality of such catalytic converters 15, which divide the interior of the exhaust pipe 11. And, accordingly, the exhaust pipe 11 is divided into a first exhaust pipe portion 16 and a second exhaust pipe portion 17. The exhaust pipe parts 16, 17 of the exhaust pipe 11 extend in their longitudinal direction parallel to each other along the cylinders of the two cylinder banks.

배기관(11)은 실린더 뱅크의 실린더들에, 즉 실린더 뱅크의 각각의 실린더로부터 배기가스가 해당 배기관(11)의 제1 배기관 부분(16) 내로 도입될 수 있도록 하는 식으로 커플링된다. 따라서, 도 1 및 도 2의 예시적인 실시예에서, 각각의 배기관 세그먼트(11a)가 2개의 실린더 뱅크 각각의 2개의 실린더들과 상호 작용하도록 제공된다. 그리고, 각각의 배기관 세그먼트(11a)는 그러한 4개의 실린더들을 위한 유입 개구(18)를 각각 형성하며, 배기가스가 각각의 유입 개구(18)를 통해, 해당 실린더 뱅크의 각각의 실린더로부터 배기관(11), 즉 해당 배기관(11)의 제1 배기관 부분(16) 내로 도입될 수 있다. 단지 1개의 실린더 뱅크가 존재하는 경우, 배기관(11)은 유입 개구(18)를 통해 그러한 1개의 실린더 뱅크의 실린더들에 커플링된다. 그러면, 필요로 하지 않는 유입 개구들은 구성요소의 절약을 가져온다.The exhaust pipe 11 is coupled to the cylinders of the cylinder bank, ie from each cylinder of the cylinder bank, in such a way that exhaust gases can be introduced into the first exhaust pipe portion 16 of the corresponding exhaust pipe 11 . Accordingly, in the exemplary embodiment of FIGS. 1 and 2 each exhaust pipe segment 11a is provided to interact with two cylinders of each of two cylinder banks. And, each exhaust pipe segment 11a respectively forms an inlet opening 18 for such four cylinders, and exhaust gas flows from each cylinder of the corresponding cylinder bank through each inlet opening 18 to the exhaust pipe 11. ), that is, it can be introduced into the first exhaust pipe portion 16 of the corresponding exhaust pipe 11. If there is only one cylinder bank, the exhaust pipe 11 is coupled via the inlet opening 18 to the cylinders of that one cylinder bank. Inlet openings that are not needed then result in a saving of components.

미정화 배기가스는, 배기관(11)의 제1 배기관 부분(16)으로부터 시작하여, 배기관(11)의 종방향에 가로로 촉매 컨버터(15)를 통과해, 즉 제2 배기관 부분(17)의 방향으로 흐를 수 있으며, 그 제2 배기관 부분(17) 내에 정화된 배기가스가 축적될 수 있다. 정화된 배기가스는 배기관(11)의 제2 배기관 부분(17)으로부터 나와, 즉 배기관(11)의 제2 단부(14)로부터 나와 내연 기관의 적어도 하나의 다른 조립체의 방향으로 안내될 수 있다. 또한, 제1 단부(13)는 단부(14)와 유사하게 구현되어, 제1 단부(13)를 통해 배기가스가 다른 조립체로 공급될 수도 있다.The unpurified exhaust gas starts from the first exhaust pipe portion 16 of the exhaust pipe 11 and passes through the catalytic converter 15 transversely in the longitudinal direction of the exhaust pipe 11, i.e. through the second exhaust pipe portion 17. direction, and the purified exhaust gas can accumulate in the second exhaust pipe portion 17. The purified exhaust gases can exit from the second exhaust pipe section 17 of the exhaust pipe 11 , ie from the second end 14 of the exhaust pipe 11 and be directed in the direction of at least one further assembly of the internal combustion engine. Additionally, the first end 13 may be implemented similarly to the end 14 so that exhaust gas can be supplied to another assembly through the first end 13.

배기관(11)은, 1개의 실린더 뱅크 또는 2개의 실린더 뱅크의 모든 실린더들을 따라 2개의 배기관 부분(16, 17)이 연장되거나, 1개의 실린더 뱅크를 따라 하나의 배기관(11) 또는 복수의 배기관(11)이 연장된다. 배기관(11)의 제1 배기관 부분(16)은, 1개의 실린더 뱅크 또는 2개의 실린더 뱅크의 모든 실린더에, 즉 유입 개구(18)를 통해 커플링되며, 이 유입 개구(18)를 통해 실린더들의 배기가스가 배기관(11)의 제1 배기관 부분(16) 내로 흐를 수 있다. 배기관(11)의 파이프 세그먼트(11a)의 유입 개구(18)를 통해 제1 배기관 부분(16)에 들어가는 배기가스는, 제1 배기관 부분(16) 내에서 확산되어, 촉매 컨버터를 통과해 흘러, 제2 배기관 부분(17) 내에 정화된 배기가스로서 축적되어, 그 제2 배기관 부분(17)으로부터 제2 단부(14)의 방향으로 그리고 제1 단부(13)가 마찬가지로 구현되는 경우 제1 단부(13)의 방향으로 안내되어, 내연 기관의 적어도 하나의 다른 조립체로 보내지게 된다.The exhaust pipe 11 consists of two exhaust pipe sections 16, 17 extending along all the cylinders of one cylinder bank or two cylinder banks, or one exhaust pipe 11 or a plurality of exhaust pipes along one cylinder bank ( 11) is extended. The first exhaust pipe portion 16 of the exhaust pipe 11 is coupled to all cylinders of one cylinder bank or two cylinder banks, i.e. via an inlet opening 18, through which the cylinders are fed. Exhaust gases may flow into the first exhaust pipe portion 16 of the exhaust pipe 11 . The exhaust gases entering the first exhaust pipe section 16 through the inlet opening 18 of the pipe segment 11a of the exhaust pipe 11 diffuse within the first exhaust pipe section 16 and flow through the catalytic converter, It accumulates as purified exhaust gas in the second exhaust pipe section 17 in the direction from the second exhaust pipe section 17 to the second end 14 and, if the first end 13 is likewise implemented, to the first end ( It is guided in the direction of 13) and sent to at least one other assembly of the internal combustion engine.

배기가스 정화 장치(10)는 바이패스부(19)를 포함한다. 바이패스부(19)는 배기가스가 내연 기관의 적어도 하나의 다른 조립체의 방향으로 안내되게 되는 배기관의 제2 단부(14)에 형성된다. 또한, 추가의 바이패스부가 타단부에 추가적으로 부착되어, 제1 단부에서도 다른 조립체를 위해 배기가스를 추출할 수 있게 한다.The exhaust gas purification device 10 includes a bypass unit 19. A bypass section 19 is formed at the second end 14 of the exhaust pipe through which exhaust gases are guided in the direction of at least one other assembly of the internal combustion engine. Additionally, an additional bypass portion is additionally attached to the other end, allowing exhaust gases to be extracted for other assemblies also from the first end.

바이패스부(19)는, 촉매 컨터버(15)를 우회하여, 배기가스를 제1 배기관 부분(16)으로부터 바로 미정화 상태로 내연 기관의 적어도 하나의 다른 조립체의 방향으로 안내하기 위해 형성된다. 바이패스부(19)에 제어 가능한 폐쇄 장치(20)가 할당된다.The bypass section 19 is formed for directing the exhaust gases in an unpurified state directly from the first exhaust pipe section 16, bypassing the catalytic converter 15, in the direction of at least one other assembly of the internal combustion engine. . A controllable closing device 20 is assigned to the bypass section 19 .

도 6, 도 7 및 도 8은 그러한 폐쇄 장치(20)를 다양한 상태로 도시하는 것으로, 도 6의 상태에서는 폐쇄 장치(20)가 바이패스부(19)를 완전히 차단하며, 도 7에서는 바이패스부를 완전히 개방하고, 도 8에서는 폐쇄 장치(20)가 바이패스부(19)를 부분적으로 개방한다.6, 7 and 8 show such closure device 20 in various states, where in the state of FIG. 6 the closure device 20 completely blocks the bypass section 19, and in FIG. 7 it is in a bypass state. The closure device 20 partially opens the bypass section 19 in FIG. 8 .

도 6의 상태에서, 배기가스는 바이패스부(19)를 통해 흐를 수 있는게 아니라, 모든 배기가스가 제2 배기관 부분(17)으로부터 나와 배기관(10)으로부터 배출되도록, 즉 내연 기관의 적어도 하나의 다른 조립체의 방향으로 배출되도록, 제1 배기관 부분(16)으로부터 촉매 컨버터(15)를 통과해 흘러야 한다. 도 7의 상태에서, 모든 배기가스는 제1 배기관 부분(16)으로부터 나와 내연 기관의 적어도 하나의 다른 조립체의 방향으로 바로 안내될 수 있다. 따라서, 도 7의 상태에서, 배기가스는 촉매 컨버터(15)를 통과해 흐르지 않는다. 도 8의 상태에서, 배기가스는 내연 기관의 적어도 하나의 다른 조립체에 부분적으로 정화된 배기가스로서 그리고 부분적으로는 미정화 배기가스로서 공급되도록, 한편으로는 부분적으로 촉매 컨버터(15)를 통과하고, 다른 한편으로 부분적으로 촉매 컨버터(15)를 우회하여 바이패스부(19)를 통과해 흐를 수 있다.In the state of Figure 6, the exhaust gases are not allowed to flow through the bypass section 19, but all the exhaust gases come from the second exhaust pipe portion 17 and are discharged from the exhaust pipe 10, i.e. at least one exhaust gas of the internal combustion engine. It must flow from the first exhaust section 16 through the catalytic converter 15 to be discharged in the direction of other assemblies. In the situation in FIG. 7 , all exhaust gases can come out of the first exhaust pipe section 16 and be directed directly towards at least one other assembly of the internal combustion engine. Therefore, in the state of FIG. 7, exhaust gas does not flow through the catalytic converter 15. In the state of FIG. 8 , the exhaust gases pass partly through the catalytic converter 15 on the one hand, such that they are supplied to at least one other assembly of the internal combustion engine as partly purified exhaust gases and partly as unpurified exhaust gases. , on the other hand, may partially bypass the catalytic converter 15 and flow through the bypass section 19.

폐쇄 장치(20)는, 배기가스 정화 장치를 포함하는 내연 기관의 작동점 또는 부하점(load point)에서 배기가스 제어를 조정하기 위해, 액추에이터(21)를 통해 도 6, 도 7 및 도 8의 상태 간에 이동될 수 있다.The closure device 20 is configured to adjust the exhaust gas control at the operating point or load point of the internal combustion engine including the exhaust gas purification device, via the actuator 21 of FIGS. 6, 7 and 8. Can be moved between states.

도 6, 도 7 및 도 8에 도시된 폐쇄 장치(20)는, 축선(21)을 중심으로 피봇될 수 있는 플랩으로서 형성되며, 축선(21)은 촉매 컨버터(15)들 중 하나, 즉, 제2 단부(14)의 영역에 바로 배치된 촉매 컨버터(15)에 면한다. 또한, 도 6, 도 7 및 도 8에 도시된 폐쇄 장치는 제1 단부(13)에도 배치될 수 있다.The closing device 20 shown in FIGS. 6 , 7 and 8 is designed as a flap that can be pivoted about an axis 21 , which is connected to one of the catalytic converters 15 , i.e. It faces the catalytic converter 15 located directly in the area of the second end 14 . Additionally, the closure device shown in FIGS. 6 , 7 and 8 can also be arranged at the first end 13 .

도 10 및 도 11은, 또한 축선(21)을 중심으로 피봇될 수 있는 폐쇄 장치(20)의 대안적인 실시예를 도시하는 것으로, 축선(21)은 배기관(11)의 단부(14)의 영역에 배치된 촉매 컨버터(15)로부터 멀리 떨어진 폐쇄 장치(20)의 단부에 제공된다.10 and 11 also show an alternative embodiment of the closure device 20 , which can be pivoted about an axis 21 , which is located in the area of the end 14 of the exhaust pipe 11 It is provided at the end of the closure device (20) away from the catalytic converter (15) arranged in.

도 10의 상태에서, 폐쇄 장치(20)는 바이패스부(19)를 완전히 폐쇄하는 한편, 도 11에서 폐쇄 장치(20)는 바이패스부(19)를 완전히 개방한다. 따라서, 도 10의 상태는 도 6의 상태에 상응하며, 도 11의 상태는 도 7의 상태에 상응한다.In the state of FIG. 10 , the closing device 20 completely closes the bypass section 19 , while in FIG. 11 the closing device 20 completely opens the bypass section 19 . Accordingly, the state in Figure 10 corresponds to the state in Figure 6, and the state in Figure 11 corresponds to the state in Figure 7.

본 발명의 유리한 추가의 개선점에 따르면, 각각의 촉매 컨버터(15)에 배기가스 제어를 위해 적어도 하나의 가이드 요소(22)가 할당되는 것이 제공된다. 따라서, 도 5는, 각각의 촉매 컨버터(15)에는, 입구측 단부뿐만 아니라 출구측 단부 모두에, 즉 제1 배기관 부분(16)에 할당된 단부 및 제2 배기관 부분(17)에 할당된 단부에 배기가스 제어를 위한 가이드 요소(22)가 각각 할당되는 것을 도시한다. 이러한 도 5에 따른 가이드 요소(22)는, 촉매 컨버터의 영역에서의 배기가스의 흐름 제어, 즉 제1 배기관 부분(16)으로부터 오는 촉매 컨버터(15)의 유입류 및 촉매 컨버터들로부터 제2 배기관 부분(17) 내로 유출류를 개선하기 위해, 그리드형 가이드 요소로서 구현된다.According to a further advantageous development of the invention, it is provided that each catalytic converter 15 is assigned at least one guide element 22 for exhaust gas control. Accordingly, Figure 5 shows that each catalytic converter 15 has both an inlet end as well as an outlet end, i.e. the end assigned to the first exhaust pipe section 16 and the end assigned to the second exhaust pipe section 17. It shows that the guide elements 22 for exhaust gas control are respectively allocated. This guide element 22 according to FIG. 5 controls the flow of exhaust gases in the area of the catalytic converter, i.e. the inlet flow of the catalytic converter 15 from the first exhaust pipe section 16 and the second exhaust pipe from the catalytic converters. In order to improve the outflow into the part 17, it is implemented as a grid-like guide element.

도 9로부터 가장 잘 드러나는 바와 같이, 유동 안내 요소(23)가 배기관(11)과 실린더들의 커플링 영역 내에, 즉 배기관(11)의 각각의 유입 개구(18)에 인접하여 형성되며, 그 유동 안내 요소(23)는 해당 실린더로부터 나와 해당 유입 개구(18)를 통해 배기관(11)의 제1 배기관 부분(16) 내로 흐르는 배기가스의 흐름을 제어하는 역할을 한다. 따라서, 실린더들로부터 나오는 배기가스는, 배기가스가 촉매 컨버터(15)를 통해 제2 배기관 부분(17)의 방향으로 흐르기 전에, 유입 개구(18)를 통해 제1 배기관 부분(16) 내로 흘러 제1 배기관 부분(16)의 영역 내에서 균등하게 확산되도록 보장된다. 따라서, 촉매 컨버터(15)를 통한 흐름과 궁극적으로 배기 정화를 개선할 수 있다.As can be best seen from FIG. 9 , a flow guiding element 23 is formed in the area of the coupling of the exhaust pipe 11 with the cylinders, i.e. adjacent to each inlet opening 18 of the exhaust pipe 11 , the flow guiding element 23 being formed therein. The element 23 serves to control the flow of exhaust gases flowing from the corresponding cylinder through the corresponding inlet opening 18 into the first exhaust pipe section 16 of the exhaust pipe 11. Accordingly, the exhaust gases from the cylinders flow through the inlet opening 18 into the first exhaust pipe section 16 before the exhaust gases flow through the catalytic converter 15 in the direction of the second exhaust pipe section 17. 1 It is ensured that it spreads evenly within the area of the exhaust pipe section 16. Accordingly, flow through the catalytic converter 15 and ultimately exhaust purification can be improved.

10: 배기가스 정화 장치
11: 배기관
11a: 파이프 세그먼트
12: 보상기
13: 단부
14: 단부
15: 촉매 컨버터
16: 배기관 부분
17: 배기관 부분
18: 유입 개구
19: 바이패스부
20: 폐쇄 장치
21: 축선
22: 가이드 요소
23: 유동 안내 요소
10: Exhaust gas purification device
11: exhaust pipe
11a: pipe segment
12: Compensator
13: end
14: end
15: Catalytic converter
16: Exhaust pipe part
17: Exhaust pipe part
18: inlet opening
19: Bypass unit
20: closure device
21: axis
22: Guide element
23: Flow guidance element

Claims (9)

내연 기관의 배기가스 정화 장치(10)로서,
배기관(11)으로서, 상기 내연 기관의 적어도 하나의 실린더 뱅크의 서로 인접하여 배치된 실린더들을 따라 상기 배기관의 종방향이 연장하는 것인, 배기관(11); 및
상기 배기관(11) 내에 배치되는 촉매 컨버터(15)로서, 상기 촉매 컨버터(15)는 상기 배기관(11)을 제1 배기관 부분(16) 및 제2 배기관 부분(17)으로 분할하고, 상기 배기관 부분(16, 17)들은 각각 그 종방향이 상기 적어도 하나의 실린더 뱅크의 실린더들을 따라 연장하는 것인, 촉매 컨버터(15)
를 포함하며, 상기 배기관(11)은 상기 적어도 하나의 실린더 뱅크의 실린더들로부터 상기 배기관(11)의 제1 배기관 부분(16) 내로 배기가스를 도입하도록, 상기 적어도 하나의 실린더 뱅크의 실린더들에 커플링되고,
미정화 배기가스는, 상기 배기관(11)의 제1 배기관 부분(16)으로부터 시작하여, 상기 배기관(11)의 종방향에 가로로 상기 촉매 컨버터(15)를 통과해 상기 배기관(11)의 제2 배기관 부분(17) 내로 안내되어, 정화된 배기가스로서 상기 배기관(11)의 제2 배기관 부분(17)으로부터 나와 상기 내연 기관의 적어도 하나의 다른 조립체의 방향으로 안내될 수 있는 것인, 배기가스 정화 장치.
As an exhaust gas purification device (10) for an internal combustion engine,
an exhaust pipe (11), the exhaust pipe (11) extending in the longitudinal direction along cylinders arranged adjacent to each other of at least one cylinder bank of the internal combustion engine; and
A catalytic converter (15) disposed within the exhaust pipe (11), wherein the catalytic converter (15) divides the exhaust pipe (11) into a first exhaust pipe portion (16) and a second exhaust pipe portion (17), (16, 17) each extending in its longitudinal direction along the cylinders of said at least one cylinder bank.
wherein the exhaust pipe (11) is connected to the cylinders of the at least one cylinder bank to introduce exhaust gases from the cylinders of the at least one cylinder bank into the first exhaust pipe portion (16) of the exhaust pipe (11). Coupled,
The unpurified exhaust gas starts from the first exhaust pipe portion 16 of the exhaust pipe 11, passes through the catalytic converter 15 transversely in the longitudinal direction of the exhaust pipe 11, and passes through the first exhaust pipe portion 16 of the exhaust pipe 11. 2 exhaust pipe section (17), wherein the purified exhaust gases can exit the second exhaust pipe section (17) of the exhaust pipe (11) and be directed in the direction of at least one other assembly of the internal combustion engine. Gas purification device.
제1항에 있어서,
상기 배기관(11)은, 상기 2개의 배기관 부분(16, 17)이 단일 실린더 뱅크 또는 2개의 실린더 뱅크의 모든 실린더를 따라 연장되며, 상기 배기관(11)의 상기 제1 배기관 부분(16)이 상기 1개의 실린더 뱅크 또는 상기 2개의 실린더 뱅크의 모든 실린더에 커플링되는 것을 특징으로 하는, 배기가스 정화 장치.
According to paragraph 1,
The exhaust pipe (11) has two exhaust pipe portions (16, 17) extending along all cylinders of a single cylinder bank or two cylinder banks, and the first exhaust pipe portion (16) of the exhaust pipe (11) has the An exhaust gas purification device, characterized in that it is coupled to one cylinder bank or all cylinders of said two cylinder banks.
제1항 또는 제2항에 있어서,
적어도 하나의 바이패스부(19)를 더 포함하며, 상기 바이패스부(19)를 통해 배기가스는 상기 촉매 컨버터(15)를 우회하여, 상기 내연 기관의 적어도 하나의 다른 조립체의 방향으로 상기 제1 배기관 부분(16)으로부터 바로 미정화 상태로 안내될 수 있는 것을 특징으로 하는, 배기가스 정화 장치.
According to claim 1 or 2,
It further comprises at least one bypass section (19), through which the exhaust gases bypass the catalytic converter (15) and are directed to the at least one other assembly of the internal combustion engine. 1 An exhaust gas purification device, characterized in that it can be guided in an unpurified state directly from the exhaust pipe section (16).
제3항에 있어서,
상기 바이패스부(19)는 상기 배기관(11)의 단부(14)에 형성되는 것을 특징으로 하는, 배기가스 정화 장치.
According to paragraph 3,
The exhaust gas purification device is characterized in that the bypass portion (19) is formed at the end (14) of the exhaust pipe (11).
제4항에 있어서,
상기 바이패스부(19)는, 배기가스가 상기 배기관(11)으로부터 나와 상기 내연 기관의 적어도 하나의 다른 조립체의 방향으로 안내될 수 있게 하는 상기 배기관(11)의 단부(13, 14)에 형성되는 것을 특징으로 하는, 배기가스 정화 장치.
According to clause 4,
The bypass portion 19 is formed at the ends 13, 14 of the exhaust pipe 11, allowing exhaust gases to come out of the exhaust pipe 11 and be guided in the direction of at least one other assembly of the internal combustion engine. An exhaust gas purification device, characterized in that
제4항 또는 제5항에 있어서,
상기 바이패스부(19)에 할당되어 상기 바이패스부(19)를 차단 및 개방하도록 구비되는 제어 가능한 폐쇄 장치(20)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 것인, 배기가스 정화 장치.
According to clause 4 or 5,
Characterized in that it further comprises a controllable closing device (20) assigned to the bypass section (19) and provided to block and open the bypass section (19).
제6항에 있어서,
상기 폐쇄 장치(20)는 상기 바이패스부(19)를 완전히 차단하거나 완전히 개방하며, 부분적으로 차단하고 개방하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 바이패스 정화 장치.
According to clause 6,
A bypass purification device, characterized in that the closing device (20) is configured to completely block, completely open, and partially block and open the bypass section (19).
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
각 촉매 컨버터(15)에는 적어도 하나의 바람직하게는 그리드형 가이드 요소(22)가 할당되는 것을 특징으로 하는, 배기가스 정화 장치.
According to any one of claims 1 to 7,
Exhaust gas purification device, characterized in that each catalytic converter (15) is assigned at least one preferably grid-shaped guide element (22).
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 배기관(11)과 각 실린더 뱅크의 실린더들의 커플링 영역에 유동 제어 요소(23)가 배치되며, 상기 유동 제어 요소(23)는 상기 배기관(11)의 제1 배기관 부분(16)에 들어갈 때 해당 실린더 뱅크의 실린더들의 배기가스의 흐름을 제어하는 것을 특징으로 하는, 배기가스 정화 장치.
According to any one of claims 1 to 8,
A flow control element (23) is disposed in the area of the coupling of the exhaust pipe (11) with the cylinders of each cylinder bank, wherein the flow control element (23) when entering the first exhaust pipe section (16) of the exhaust pipe (11) An exhaust gas purification device, characterized in that it controls the flow of exhaust gas in the cylinders of the corresponding cylinder bank.
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