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KR102169316B1 - Egr 밸브 유닛 및 이를 갖는 배기가스 재순환 시스템 - Google Patents

Egr 밸브 유닛 및 이를 갖는 배기가스 재순환 시스템 Download PDF

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KR102169316B1
KR102169316B1 KR1020140028394A KR20140028394A KR102169316B1 KR 102169316 B1 KR102169316 B1 KR 102169316B1 KR 1020140028394 A KR1020140028394 A KR 1020140028394A KR 20140028394 A KR20140028394 A KR 20140028394A KR 102169316 B1 KR102169316 B1 KR 102169316B1
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South Korea
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egr
exhaust gas
egr valve
gas flow
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구동석
이경원
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두산인프라코어 주식회사
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Abstract

EGR 밸브 유닛은 흡입된 외기가 통과하는 제1 가스 유로를 갖는 흡기부 및 상기 흡기부에 일체로 형성되며 배기가스가 통과하는 제2 가스 유로를 갖는 하우징부를 구비하는 흡기 매니폴드, 및 상기 흡기 매니폴드의 상기 하우징부에 설치되고 상기 제2 가스 유로를 개폐하는 EGR 밸브를 구비하는 EGR 밸브 어셈블리를 포함한다.

Description

EGR 밸브 유닛 및 이를 갖는 배기가스 재순환 시스템{EGR VALVE UNIT AND EXHAUST GAS RECIRCULATION SYSTEM HAVING THE SAME}
본 발명은 EGR 배기 유닛 및 이를 갖는 EGR 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 재순환 배기가스의 양을 조절하기 위한 EGR 밸브 유닛 및 이를 갖는 EGR 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 차량에 탑재되는 디젤 엔진에는 배기가스 규제에 대응하기 위해 배기가스 재순환(exhaust gas recirculation, EGR) 시스템이 설치될 수 있다. 상기 EGR 시스템은 상기 엔진에서 배출되는 배기가스의 일부를 엔진과 연결된 흡기 매니폴드로 재순환시킴으로써 엔진의 연소 온도를 내리고 질소 산화물(NOx)의 발생량을 저감시킬 수 있다.
상기 EGR 시스템은 배기 매니폴드에 연결되고 재순환 배기가스의 양을 조절하기 위한 EGR 밸브 및 상기 EGR 밸브를 통과한 배기가스를 냉각하기 위한 EGR 쿨러를 포함할 수 있다.
그러나, 엔진 배기 측에 상기 EGR 밸브, 상기 EGR 쿨러, EGR 가스 연결 파이프, 냉각수 연결 호스 등 EGR 관련 부품이 많은 공간을 차지하고 있어 레이아웃 측면에서 불리하며, 부품의 구성이 복잡하고 부품의 종류가 상대적으로 많은 문제가 있다. 특히 EGR 밸브에 재순환 배기가스를 냉각하기 위한 별도의 냉각 라인을 구성해야 하므로 구조가 복잡해지며 엔진 전체 무게 및 재료비가 상승되는 문제가 있다.
본 발명의 일 목적은 EGR 관련 부품들의 개수를 줄이고 간소화된 레이아웃을 제공하기 위한 EGR 밸브 유닛을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 상술한 EGR 밸브 유닛을 갖는 EGR 시스템을 제공하는 데 있다.
상술한 본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 EGR 밸브 유닛은 흡입된 외기가 통과하는 제1 가스 유로를 갖는 흡기부 및 상기 흡기부에 일체로 형성되며 배기가스가 통과하는 제2 가스 유로를 갖는 하우징부를 구비하는 흡기 매니폴드, 및 상기 흡기 매니폴드의 상기 하우징부에 설치되고 상기 제2 가스 유로를 개폐하는 EGR 밸브를 구비하는 EGR 밸브 어셈블리를 포함한다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 흡기 매니폴드는 상기 제1 가스 유로와 상기 제2 가스 유로 사이에 개재된 격벽을 가질 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 흡기 매니폴드는 실린더 헤드에 체결되는 제5 체결부를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 EGR 밸브 어셈블리는 상기 하우징부에 체결되는 제9 체결부를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 EGR 밸브 유닛은 상기 하우징부의 배기가스 유입구에 연결된 제1 EGR 파이프를 더 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 EGR 밸브 유닛은 상기 흡기부의 유입구에 연결되고 상기 흡입된 외기를 공급하기 위한 공기 파이프를 더 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 EGR 밸브 유닛은 상기 하우징부의 배기가스 유출구와 상기 공기 파이프를 연통시켜 상기 EGR 밸브를 통과한 상기 배기가스를 상기 흡기부로 공급하기 위한 제2 EGR 파이프를 더 포함할 수 있다.
상술한 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 EGR 시스템은 배기 매니폴드로부터 배출되는 배기가스를 냉각시키는 EGR 쿨러 유닛, 및 제1 EGR 파이프를 통해 상기 EGR 쿨러 유닛에 연결되고 상기 EGR 쿨러 유닛으로부터의 상기 배기가스의 양을 조절하기 위한 EGR 밸브 유닛을 포함한다. 상기 상기 EGR 밸브 유닛은 흡입된 외기가 통과하는 제1 가스 유로를 갖는 흡기부 및 상기 흡기부에 일체로 형성되며 상기 배기가스가 통과하는 제2 가스 유로를 갖는 하우징부를 구비하는 흡기 매니폴드, 및 상기 흡기 매니폴드의 상기 하우징부에 설치되고 상기 제2 가스 유로를 개폐하는 EGR 밸브를 구비하는 EGR 밸브 어셈블리를 포함한다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 EGR 시스템은 상기 흡기부의 유입구에 연결되고 상기 흡입된 외기를 공급하기 위한 공기 파이프, 및 상기 하우징부의 배기가스 유출구와 상기 공기 파이프를 연통시켜 상기 EGR 밸브를 통과하는 상기 배기가스를 상기 흡기부로 공급하기 위한 제2 EGR 파이프를 더 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 EGR 쿨러 유닛은 상기 배기 매니폴드에 직접 설치되는 적어도 하나의 플랜지를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, EGR 쿨러는 제1 및 제2 플랜지들에 의해 배기 매니폴드에 직접 장착되고, EGR 밸브는 배기 매니폴드에 일체로 형성된 하우징부에 직접 장착될 수 있다.
따라서, 종래의 EGR 쿨러를 위한 연결 파이프 및 고정용 브라켓, 종래의 EGR 밸브를 위한 하우징 및 냉각 라인 등과 같은 EGR 관련 부품들을 제거함으로써, 컴팩트한 구조를 가질 수 있으며 원가를 절감할 수 있다.
다만, 본 발명의 효과는 상기 언급한 효과에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 EGR 시스템을 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 EGR 시스템을 나타내는 배면 사시도이다.
도 3은 도 1의 EGR 시스템을 나타내는 정면도이다.
도 4는 도 1의 EGR 시스템을 나타내는 평면도이다.
도 5는 도 1의 EGR 시스템을 나타내는 배면도이다.
도 6은 도 1의 EGR 시스템의 EGR 쿨러 유닛을 나타내는 사시도이다.
도 7은 도 6의 EGR 쿨러 유닛을 나타내는 정면도이다.
도 8은 도 6의 EGR 쿨러 유닛을 나타내는 우측면도이다.
도 9는 도 6의 EGR 쿨러 유닛을 나타내는 분해 사시도이다.
도 10은 도 1의 EGR 시스템의 EGR 밸브 유닛을 나타내는 사시도이다.
도 11은 도 10의 EGR 밸브 유닛을 나타내는 분해 사시도이다.
도 12는 도 10의 EGR 밸브 유닛을 나타내는 정면도이다.
도 13은 도 12의 A-A' 라인을 절단한 단면도이다.
도 14는 도 10의 EGR 밸브 유닛을 나타내는 평면도이다.
도 15는 도 14의 B-B' 라인을 따라 절단한 단면도이다.
도 16은 도 10의 EGR 밸브 유닛을 통과하는 신기 및 재순환 배기가스의 흐름을 나타내는 사시도이다.
본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 배기가스 재순환(EGR) 시스템을 나타내는 사시도이다. 도 2는 도 1의 EGR 시스템을 나타내는 배면 사시도이다. 도 3은 도 1의 EGR 시스템을 나타내는 정면도이다. 도 4는 도 1의 EGR 시스템을 나타내는 평면도이다. 도 5는 도 1의 EGR 시스템을 나타내는 배면도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 배기가스 재순환(exhaust gas recirculation, EGR) 시스템은 배기 매니폴드(20)로부터 배출되는 배기가스를 냉각시키기 위한 EGR 쿨러(EGR cooler, 30)를 갖는 EGR 쿨러 유닛 및 상기 EGR 쿨러 유닛으로부터의 상기 배기가스의 양을 조절하는 EGR 밸브(70)를 갖고 상기 배기가스를 흡기 매니폴드(60)에 공급하기 위한 EGR 밸브 유닛을 포함할 수 있다.
상기 EGR 쿨러 유닛은 엔진(10)의 배기 매니폴드(20)에 연결되어 배기 매니폴드(20)로부터 배출되는 배기가스를 냉각수를 이용하여 냉각시킬 수 있다. 상기 EGR 쿨러 유닛은 제1 EGR 파이프(50)를 통해 상기 EGR 밸브 유닛의 EGR 밸브 어셈블리에 연결될 수 있다. 상기 EGR 밸브 어셈블리의 EGR 밸브(70)는 상기 EGR 쿨러 유닛을 통과하는 상기 배기가스의 양을 조절할 수 있다.
상기 EGR 밸브 어셈블리는 제2 EGR 파이프(90)를 통해 외기(신기)를 공급하기 위한 공기 파이프(80)에 연결될 수 있다. 상기 EGR 밸브 유닛은 공기 파이프(80)에 상기 배기가스를 공급하여 상기 배기가스를 흡기 매니폴드(60)로 재순환시킬 수 있다.
배기 매니폴드(20)의 제1 배기부(22)를 통해 배출된 배기가스는 터보 차져의 터빈(도시되지 않음)을 거쳐 배출되고, 상기 터보 차져의 압축기(도시되지 않음)는 흡입된 외기를 압축하여 공기 파이프(80)를 통해 흡기 매니폴드(60)로 공급할 수 있다.
재순환 배기가스의 경로(EGR 경로)가 엔진(10)의 배기 포트와 흡기 포트 사이에 제공되고, 상기 EGR 경로에 EGR 쿨러(30)가 구비되어 재순환 배기가스를 냉각시키며, 상기 EGR 경로에 EGR 밸브(70)가 구비되어 상기 재순환 배기가스의 유동 속도를 제어할 수 있다. 배기 매니폴드(20)로부터 배출된 배기가스는 EGR 쿨러(30), 제1 EGR 파이프(50), EGR 밸브(70) 및 제2 EGR 파이프(90)를 거쳐 공기 파이프(80)를 통해 흡기 매니폴드(60)로 재순환될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 EGR 쿨러 유닛은 엔진(10)의 배기 매니폴드(20)에 장착되고 배기 매니폴드(20)의 제2 배기부(24)에 직접 연결될 수 있다. 또한, 상기 EGR 밸브 유닛은 흡기 매니폴드(60)에 일체로 형성되며 흡기 매니폴드(60)로 공급될 상기 배기가스의 양을 조절하는 EGR 밸브(70)를 갖는 EGR 밸브 어셈블리를 포함할 수 있다. 상기 EGR 밸브 어셈블리는 흡기 매니폴드(60)에 장착되고 EGR 밸브(70)를 통과하는 상기 배기가스는 흡기 매니폴드(60)에 공급된 신기를 이용하여 추가적으로 냉각될 수 있다.
이하에서는, 도 1의 EGR 시스템의 상기 EGR 쿨러 유닛에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도 6은 도 1의 EGR 시스템의 EGR 쿨러 유닛을 나타내는 사시도이다. 도 7은 도 6의 EGR 쿨러 유닛을 나타내는 정면도이다. 도 8은 도 6의 EGR 쿨러 유닛을 나타내는 우측면도이다. 도 9는 도 6의 EGR 쿨러 유닛을 나타내는 분해 사시도이다.
도 6 내지 도 9를 참조하면, 상기 EGR 쿨러 유닛은 배기가스가 통과하는 배기가스 유로 및 상기 배기가스를 냉각시키기 위한 냉각수가 통과하는 냉각수 유로를 갖는 EGR 쿨러(30), EGR 쿨러(30)의 유입부(30a)에 구비되고 배기 매니폴드(20)와 EGR 쿨러(30)의 상기 배기가스 유로를 연통시키는 제1 플랜지(32), 및 EGR 쿨러(30)의 유출부(30b)에 구비되는 제2 플랜지(34)를 포함할 수 있다. 제1 플랜지(32) 및 제2 플랜지(34) 중 적어도 하나는 배기 매니폴드(20)에 직접 설치될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 제1 플랜지(32)는 배기 매니폴드(20)의 일측부에 체결되는 제1 체결부(32a)를 가질 수 있다. 제1 체결부(32a)에는 적어도 하나의 제1 결합홀(36)이 형성될 수 있다. 예를 들면, 볼트와 같은 체결수단이 제1 결합홀(36)을 관통하고 배기 매니폴드(20)의 일측부에 결합됨으로써, EGR 쿨러(30)는 배기 매니폴드(20)에 직접 장착될 수 있다.
제1 플랜지(32)는 제1 연결 유로(33)를 가질 수 있다. 따라서, 배기 매니폴드(20)의 제2 배기부(24)와 EGR 쿨러(30)의 상기 배기가스 유로는 제1 연결 유로(33)에 의해 연결될 수 있다.
제2 플랜지(34)는 배기 매니폴드(20)의 타측부에 체결되는 제2 체결부(34a)를 가질 수 있다. 제2 체결부(34a)에는 적어도 하나의 제2 결합홀(37)이 형성될 수 있다. 예를 들면, 볼트와 같은 체결수단은 제2 결합홀(37)을 관통하고 배기 매니폴드(20)의 타측부에 결합됨으로써, EGR 쿨러(30)는 배기 매니폴드(20)에 직접 장착될 수 있다.
제2 플랜지(34)는 제1 EGR 파이프(50)의 제1 단부(52)와 체결되는 제3 체결부(34b)를 가질 수 있다. 제3 체결부(34b)에는 적어도 하나의 제3 결합홀이 형성될 수 있다. 예를 들면, 볼트와 같은 체결수단에 상기 제3 결합홀에 결합됨으로써, 제2 플랜지(34)는 제1 EGR 파이프(50)의 제1 단부(52)와 결합될 수 있다.
제2 플랜지(32)는 제2 연결 유로(35)를 가질 수 있다. 따라서, EGR 쿨러(30)의 상기 배기가스 유로와 제1 EGR 파이프(50)의 제1 단부(52)는 제2 연결 유로(35)에 의해 연결될 수 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, EGR 쿨러(30)는 일방향으로 연장하는 몸체(31) 및 몸체(31) 내부에 구비되며 상기 배기가스 유로를 형성하는 다수개의 가스 튜브들(38)을 포함할 수 있다. 몸체(31)는 실린더 형상을 가질 수 있다. 가스 튜브들(38)은 몸체(31) 내부에서 서로 이격 배치될 수 있다.
제1 컵 플레이트(39a)는 EGR 쿨러(30)의 일단부(30a) 및 제1 플랜지(32) 사이에 배치되고, 제2 컵 플레이트(39b)는 EGR 쿨러(30)의 타단부(30b) 및 제2 플랜지(34) 사이에 배치될 수 있다. 제1 및 제2 컵 플레이트들(39a, 39b)은 가스 튜브들(31)을 각각 고정하기 위한 다수개의 고정홀들을 가질 수 있다.
따라서, 몸체(31) 내부의 다수개의 가스 튜브들(38)은 상기 배기가스 유로를 각각 정의하고, 가스 튜브들(38)를 둘러싸는 몸체(31) 내부의 나머지 영역은 상기 냉각수 유로를 정의할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 EGR 냉각 유닛은 몸체(31)의 냉각수 유입구(41)에 연결된 냉각수 입구 파이프(42) 및 몸체(31)의 냉각수 유출구(43)에 연결된 냉각수 출구 파이프(44)를 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 냉각수 출구 파이프(44)는 연결 파이프(44a)에 의해 몸체(31)의 냉각수 유출구(43)에 연결될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 냉각수 입구 파이프(42)는 제1 호스(45)를 통해 엔진 블록의 냉각 채널(도시되지 않음)에 연결되고, 냉각수 출구 파이프(44)는 제2 호스(46)를 통해 서모스탯(48)에 연결될 수 있다. 예를 들면, 냉각수는 냉각수 펌프(도시되지 않음)에 의해 상기 엔진 블록, EGR 쿨러(30)의 상기 냉각수 유로 및 서모스탯(48)을 순환할 수 있다. 따라서, 가스 튜브(38)의 상기 배기가스 유로를 통과하는 상기 배기가스는 EGR 쿨러(30)의 상기 냉각수 유로를 흐르는 냉각수에 의해 냉각될 수 있다.
따라서, 배기 매니폴드(20)의 제2 배기부(24)로부터 배출된 배기가스는 EGR 쿨러(30)의 가스 튜브들(38)을 통과한 후, 제1 EGR 파이프(50)를 거쳐 상기 EGR 밸브 유닛의 상기 EGR 밸브 어셈블리로 유입될 수 있다.
상술한 바와 같이, EGR 쿨러(30)는 제1 및 제2 플랜지들(32, 34)의 제1 및 제2 체결부들(32a, 34a)에 의해 배기 매니폴드(20)에 장착됨으로써, EGR 쿨러(30)는 상기 EGR 밸브 어셈블리를 배기 매니폴드(20) 사이에 개재시키지 않고 배기 매니폴드(20)의 제2 배기부(24)에 직접 연결될 수 있다.
따라서, 상기 EGR 쿨러 유닛의 EGR 쿨러(30)를 엔진 블록에 고정시키기 위한 브라켓, 종래의 EGR 밸브 어셈블리를 장착 및 냉각시키기 위한 하우징, 냉각 라인 등과 같은 별도의 부품들을 제거함으로써, EGR 관련 부품들을 감소시키고 효율적인 레이아웃을 구현할 수 있다.
이하에서는, 도 1의 EGR 시스템의 상기 EGR 밸브 유닛에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도 10은 도 1의 EGR 시스템의 EGR 밸브 유닛을 나타내는 사시도이다. 도 11은 도 10의 EGR 밸브 유닛을 나타내는 분해 사시도이다. 도 12는 도 10의 EGR 밸브 유닛을 나타내는 정면도이다. 도 13은 도 12의 A-A' 라인을 절단한 단면도이다. 도 14는 도 10의 EGR 밸브 유닛을 나타내는 평면도이다. 도 15는 도 14의 B-B' 라인을 따라 절단한 단면도이다. 도 16은 도 10의 EGR 밸브 유닛을 통과하는 신기 및 재순환 배기가스의 흐름을 나타내는 사시도이다.
도 10 내지 도 16을 참조하면, 상기 EGR 밸브 유닛은 흡기 매니폴드(60) 및 EGR 밸브 어셈블리를 포함할 수 있다. 흡기 매니폴드(60)는 흡입된 외기가 통과하는 제1 가스 유로(62)를 갖는 흡기부(61) 및 흡기부(61)에 일체로 형성되며 배기가스가 통과하는 제2 가스 유로(66)를 갖는 하우징부(65)를 구비할 수 있다. 상기 EGR 밸브 어셈블리는 흡기 매니폴드(60)의 하우징부(65)에 설치되고, 제2 가스 유로(66)를 개폐하는 EGR 밸브(70)를 구비할 수 있다.
흡기 매니폴드(60)는 흡기부(61) 및 하우징부(65) 사이에 격벽(60a)을 가질 수 있다. 흡기부(61)의 제1 가스 유로(62) 및 하우징부(65)의 제2 가스 유로(66)는 격벽(60a)을 사이에 두고 형성될 수 있다.
흡기 매니폴드(60)는 공기 파이프(80)와 체결되는 제4 체결부(61a)를 가질 수 있다. 제4 체결부(61a)에는 적어도 하나의 제4 결합홀이 형성될 수 있다. 예를 들면, 볼트와 같은 체결수단이 상기 제4 결합홀에 결합함으로써, 공기 파이프(80)는 흡기 매니폴드(60)의 제4 체결부(61a)에 결합될 수 있다. 따라서, 공기 파이프(80)는 흡기부(61)의 유입구(63)에 연결되어 흡입된 외기(신기)가 흡기부(61)의 제1 가스 유로(62)로 공급될 수 있다.
흡기 매니폴드(60)는 실린더 헤드(12)에 설치되는 제5 체결부(61b)를 가질 수 있다. 제5 체결부(61b)에는 적어도 하나의 제5 결합홀이 형성될 수 있다. 예를 들면, 볼트와 같은 체결수단이 상기 제5 결합홀을 관통하고 실린더 헤드(12)의 일측부에 결합됨으로써, 흡기 매니폴드(60)는 실린더 헤드(12)에 장착될 수 있다. 따라서, 흡기부(61)의 유출구(64)는 실린더 헤드(12)를 통해 엔진(10)의 다수개의 실린더들(도시되지 않음)과 연결될 수 있다.
흡기 매니폴드(60)의 하우징부(65)는 제1 EGR 파이프(50)의 제2 단부(54)와 체결되는 제6 체결부(65a)를 가질 수 있다. 제6 체결부(65a)에는 적어도 하나의 제6 결합홀이 형성될 수 있다. 예를 들면, 볼트와 같은 체결수단이 상기 제6 결합홀에 결합함으로써, 제1 EGR 파이프(50)의 제2 단부(54)가 흡기 매니폴드(60)의 하우징부(65)에 결합될 수 있다.
제6 체결부(65a)에는 배기가스 유입구(67)가 형성될 수 있다. 따라서, 제1 EGR 파이프(50)의 제2 단부(54)는 배기가스 유입구(67)에 연결되고, 제1 EGR 파이프(50)를 통과한 배기가스는 배기가스 유입구(67)를 통해 하우징부(65)의 제2 가스 유로(66)로 유입될 수 있다.
흡기 매니폴드(60)의 하우징부(65)는 제2 EGR 파이프(90)의 제1 단부(92)와 체결되는 제7 체결부(65b)를 가질 수 있다. 제7 체결부(65b)에는 적어도 하나의 제7 결합홀이 형성될 수 있다. 예를 들면, 볼트와 같은 체결수단이 상기 제7 결합홀에 결합함으로써, 제2 EGR 파이프(90)의 제1 단부(92)가 흡기 매니폴드(60)의 하우징부(65)에 결합될 수 있다.
제7 체결부(65b)에는 배기가스 유출구(68)가 형성될 수 있다. 따라서, 제2 EGR 파이프(90)의 제1 단부(92)는 배기가스 유출구(68)에 연결되고, EGR 밸브(70)를 거쳐 제2 가스 유로(66)를 통과한 배기가스는 배기가스 유출구(68)을 통해 제2 EGR 파이프(90)로 유입될 수 있다.
흡기 매니폴드(60)의 하우징부(65)는 상기 EGR 밸브 어셈블리와 체결되는 제8 체결부(65c)를 가질 수 있다. 제8 체결부(65c)에는 적어도 하나의 제8 결합홀이 형성될 수 있다. 상기 EGR 밸브 어셈블리는 하우징부(65)의 제8 체결부(65c)에 결합되는 제9 체결부(70a)를 가질 수 있다. 제9 체결부(70a)에는 적어도 하나의 제9 결합홀이 형성될 수 있다. 상기 제9 결합홀은 상기 제8 결합홀에 대응하여 위치할 수 있다.
예를 들면, 볼트(74)와 같은 체결수단은 상기 제9 결합홀을 관통하고 상기 제8 결합홀에 결합됨으로써, 상기 EGR 밸브 어셈블리는 흡기 매니폴드(60)의 하우징부(65)에 장착될 수 있다. 이 때, 가스켓(76)이 제8 체결부(65c) 및 제9 체결부(70a)에 개재되어, 제2 가스 유로(66)를 밀봉시킬 수 있다.
도 13에 도시된 바와 같이, 하우징부(65)의 제2 가스 유로(66)는 제1 유로(66a) 및 제2 유로(66b)를 포함할 수 있다. EGR 밸브(70)의 밸브 시트(72)는 제1 유로(66a) 및 제2 유로(66b) 사이를 개폐할 수 있다. EGR 밸브(70)는 전자제어유닛에 의해 제어되는 모터(73)를 구비하고, 밸브 시트(72)는 상기 모터에 의해 구동되어 제2 가스 유로(66)를 통과하는 배기가스의 양을 조절할 수 있다.
제1 EGR 파이프(50)를 통과한 배기가스는 하우징부(65)의 배기가스 유입구(67)를 통해 제2 가스 유로(66)의 제1 유로(66a)에 유입되고, EGR 밸브(70)의 밸브 시트(72)의 제어에 의해 제2 가스 유로(66)의 제2 유로(66b)를 지나 하우징부(65)의 배기가스 유출구(68)를 통해 제2 EGR 파이프(90)로 이동할 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 제2 EGR 파이프(90)의 제2 단부(94)는 공기 파이프(80)의 제10 체결부(82)에 결합될 수 있다. 따라서, 제2 EGR 파이프(90)는 공기 파이프(80)에 연결되어 EGR 밸브(70)를 통과한 배기가스를 공기 파이프(80)에 공급할 수 있다.
하우징부(65)의 배기가스 유출구(68)로부터 배출된 상기 배기가스는 제2 EGR 파이프(90)를 통해 공기 파이프(80)에 공급될 수 있다. 따라서, 상기 EGR 밸브 어셈블리를 통과한 상기 배기가스는 터보 차져(도시되지 않음)에 의해 압축된 외기와 함께 흡기 매니폴드(60)의 흡기부(61)로 공급될 수 있다. 따라서, 상기 배기가스는 외기와 함께 흡기 매니폴드(60)의 유입구(63)를 통해 흡기부(61)의 제1 가스 유로(62)에 공급된 후, 엔진의 실린더로 재순환될 수 있다.
도 13, 도 15 및 도 16에 도시된 바와 같이, 신기(F)는 유입구(63)를 통해 흡기 매니폴드(60)의 흡기부(61)로 흡입된 후, 제1 가스 유로(62)를 지나 엔진의 흡기 포트들로 각각 공급될 수 있다. 이와 함께, 제1 EGR 파이프(50)를 통과한 배기가스(F)는 배기가스 유입구(67)를 통해 하우징부(65)의 제2 가스 유로(66)를 지난 후, 제2 EGR 파이프(90) 및 공기 파이프(80)를 통해 흡기 매니폴드(60)의 흡기부(61)로 신기와 함께 공급될 수 있다.
흡기부(61)의 제1 가스 유로(62) 및 하우징부(65)의 제2 가스 유로(66)는 격벽(60a)을 사이에 두고 형성될 수 있다. 하우징부(65)의 제2 가스 유로(66)를 통과하는, 즉 EGR 밸브(70)의 밸브 시트(72) 전후의 배기가스는 인접한 제1 가스 유로(62)를 흐르는 상대적으로 낮은 온도의 신기에 의해 냉각될 수 있다. 격벽(60a)이 사이에 개재된 제1 가스 유로(62) 및 제2 가스 유로(66)를 흐르는 신기와 배기가스 사이에 열교환이 이루어질 수 있다. 따라서, 상기 EGR 밸브 어셈블리는 상기 EGR 밸브를 냉각시키기 위한 별도의 냉각 라인을 생략할 수 있다.
상술한 바와 같이, EGR 쿨러(30)는 제1 및 제2 플랜지들(32, 34)에 의해 배기 매니폴드(20)에 직접 장착되고, EGR 밸브(70)는 배기 매니폴드(60)에 일체로 형성된 하우징부(65)에 직접 장착될 수 있다.
따라서, 종래의 EGR 쿨러를 위한 연결 파이프 및 고정용 브라켓, 종래의 EGR 밸브를 위한 하우징 및 냉각 라인 등과 같은 EGR 관련 부품들을 제거함으로써, 컴팩트한 구조를 가질 수 있으며 원가를 절감할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10: 엔진 12: 실린더 헤드
20: 배기 매니폴드 22: 제1 배기부
24: 제2 배기부 30: EGR 쿨러
31: 몸체 32: 제1 플랜지
32a: 제1 체결부 33: 제1 연결 유로
34: 제2 플랜지 34a: 제2 체결부
34c: 제3 체결부 35: 제2 연결 유로
36: 제1 결합홀 37: 제2 결합홀
38: 가스 튜브 39a, 39b: 컵 플레이트
41: 냉각수 유입구 42: 입구 파이프
43: 냉각수 유출구 44: 출구 파이프
44a: 연결 파이프 45: 제1 호스
46: 제2 호스 48: 서모스탯
50: 제1 EGR 파이프 60: 흡기 매니폴드
60a: 격벽 61: 흡기부
61a: 제4 체결부 61b: 제5 체결부
62: 제1 가스 유로 63: 유입구
64: 유출구 65: 하우징부
65a: 제6 체결부 65b: 제7 체결부
65c: 제8 체결부 66: 제2 가스 유로
67: 배기가스 유입구 68: 배기가스 유출구
70: EGR 밸브 70a: 제9 체결부
72: 밸브 시트 74: 볼트
76: 가스켓 80: 공기 파이프
82: 제10 체결부 90: 제2 EGR 파이프

Claims (10)

  1. 흡입된 외기가 통과하는 제1 가스 유로를 갖는 흡기부, 상기 흡기부에 일체로 형성되며 배기가스가 통과하는 제2 가스 유로를 갖는 하우징부, 및 상기 제1 가스 유로 및 상기 제2 가스 유로 사이에 형성된 격벽을 구비하는 흡기 매니폴드;
    상기 흡기 매니폴드의 상기 하우징부에 설치되고, 상기 제2 가스 유로를 개폐하는 EGR 밸브를 구비하는 EGR 밸브 어셈블리;
    상기 하우징부의 배기가스 유입구를 통해 상기 제2 가스 유로에 연결되도록 일단부가 상기 하우징부에 체결되는 제1 EGR 파이프;
    상기 흡기부의 유입구에 연결되고 상기 흡입된 외기를 공급하기 위한 공기 파이프; 및
    상기 하우징부의 배기가스 유출구와 상기 공기 파이프를 연통시켜 상기 EGR 밸브를 통과한 상기 배기가스를 상기 흡기부로 공급하기 위한 제2 EGR 파이프를 포함하고,
    상기 EGR 밸브의 밸브 시트는 상기 밸브 시트에 의해 정의된 상기 제2 가스 유로의 제1 유로와 제2 유로 사이를 개폐하여 상기 제2 가스 유로를 통과하는 배기가스의 양을 조절하고,
    상기 제1 EGR 파이프를 통과한 배기가스는 상기 하우징부의 상기 배기가스 유입구를 통해 상기 제2 가스 유로의 상기 제1 유로로 유입되고, 상기 EGR 밸브의 상기 밸브 시트의 제어에 의해 상기 제2 가스 유로의 상기 제2 유로를 지나 상기 하우징부의 배기가스 유출구를 통해 상기 제2 EGR 파이프로 이동하는 것을 특징으로 하는 EGR 밸브 유닛.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 흡기 매니폴드는 실린더 헤드에 체결되는 제5 체결부를 포함하는 것을 특징으로 하는 EGR 밸브 유닛.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 EGR 밸브 어셈블리는 상기 하우징부에 체결되는 제9 체결부를 포함하는 것을 특징으로 하는 EGR 밸브 유닛.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 배기 매니폴드로부터 배출되는 배기가스를 냉각시키는 EGR 쿨러 유닛; 및
    제1 EGR 파이프를 통해 상기 EGR 쿨러 유닛에 연결되고, 상기 EGR 쿨러 유닛으로부터의 상기 배기가스의 양을 조절하기 위한 EGR 밸브 유닛을 포함하고,
    상기 EGR 밸브 유닛은
    흡입된 외기가 통과하는 제1 가스 유로를 갖는 흡기부, 상기 흡기부에 일체로 형성되며 상기 배기가스가 통과하는 제2 가스 유로를 갖는 하우징부, 및 상기 제1 가스 유로 및 상기 제2 가스 유로 사이에 형성된 격벽을 구비하는 흡기 매니폴드;
    상기 흡기 매니폴드의 상기 하우징부에 설치되고, 상기 제2 가스 유로를 개폐하는 EGR 밸브를 구비하는 EGR 밸브 어셈블리;
    상기 하우징부의 배기가스 유입구에 연결된 제1 EGR 파이프;
    상기 흡기부의 유입구에 연결되고 상기 흡입된 외기를 공급하기 위한 공기 파이프; 및
    상기 하우징부의 배기가스 유출구와 상기 공기 파이프를 연통시켜 상기 EGR 밸브를 통과하는 상기 배기가스를 상기 흡기부로 공급하기 위한 제2 EGR 파이프를 포함하고,
    상기 EGR 밸브의 밸브 시트는 상기 밸브 시트에 의해 정의된 상기 제2 가스 유로의 제1 유로와 제2 유로 사이를 개폐하여 상기 제2 가스 유로를 통과하는 배기가스의 양을 조절하고,
    상기 제1 EGR 파이프를 통과한 배기가스는 상기 하우징부의 상기 배기가스 유입구를 통해 상기 제2 가스 유로의 상기 제1 유로로 유입되고, 상기 EGR 밸브의 상기 밸브 시트의 제어에 의해 상기 제2 가스 유로의 상기 제2 유로를 지나 상기 하우징부의 배기가스 유출구를 통해 상기 제2 EGR 파이프로 이동하는 것을 특징으로 하는 EGR 시스템.
  9. 삭제
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 EGR 쿨러 유닛은 상기 배기 매니폴드에 바로 설치되는 적어도 하나의 플랜지를 포함하는 것을 특징으로 하는 EGR 시스템.
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