KR20180124322A - 복합 인터쿨러를 구비한 엔진시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 따라서 흡기와 재순환 배기가스를 공급받고, 이를 냉각시키는 복합 인터쿨러는 전면에서 후면으로 상기 흡기와 상기 재순환 배기가스가 지나는 가스통로와 냉각수가 지나는 냉각수통로가 교대로 형성되는 열교환부, 및 상기 열교환부의 입구측 전면에서 배기가스 공급영역과 흡기 공급영역의 면적을 제어하는 가변유닛을 포함할 수 있다. 상기 가변유닛은, 흡기와 재순환 배기가스가 공급되는 입구공간을 형성하고 상기 열교환부의 전면의 외측 둘레를 따라서 체결되는 입구콘부, 상기 입구콘부의 내부에 장착되고, 상기 입구공간을 재순환 배기가스가 공급되는 제1 입구공간과 흡기가 공급되는 제2 입구공간으로 나누는 분리벽, 및 로드를 통해서 상기 분리벽의 일측을 당기거나 밀어서 상기 배기가스 공급영역과 상기 흡기 공급영역을 가변시키는 액추에이터를 포함할 수 있다.

Description

복합 인터쿨러를 구비한 엔진시스템{ENGINE SYSTEM HAVING INTEGRATED EGR COOLER}
본 발명은 재순환 배기가스와 압축된 흡기를 냉각시키되, 흡기와 재순환 배기가스의 냉각용량을 각각 가변시킬 수 있는 복합 인터쿨러를 구비한 엔진시스템에 관한 것이다.
일반적으로 엔진에는 배기가스의 일부를 다시 흡기 라인으로 재순환시켜 연소시 최고 온도를 낮춤으로써 NOx의 발생을 억제하는 배기가스 재순환(Exhaust Gas Recirculation, EGR)시스템이 장착되고 있다.
엔진에서는 각각의 운전 영역에 따라 목표 공기량이 설정되고, EGR 듀티비를 제어하여 EGR가스(재순환 배기가스)량과 흡기(intak air)의 흡입량을 조절하며, EGR 가스량은 운전 영역별로 미리 결정되어 있고, 실제 운전 영역에 따라서 EGR 밸브를 제어하여 재순환되는 배기가스의 양을 조절한다.
또한, 내연기관에서 흡기밸브가 열려 있는 동안에 충분한 흡기를 흡입하기 위해서, 터보차저나 슈퍼차저가 적용되고 있으며, 이들은 엔진의 실린더 내의 공기 충진 효율을 증가시키고, 이와 함께 출력을 향상시킨다.
저압 이지알 시스템은 엔진에 공급되는 신기(fresh air)를 공급하는 흡기 라인, 배기가스를 외부로 배출하도록 형성된 배기 라인, 상기 배기 라인으로부터 분기되어 상기 흡기 라인과 연결되어 상기 배기가스가 재순환되는 저압 이지알 라인, 재순환 배기가스를 냉각시키도록 저압 이지알 라인에 구성되는 저압 이지알 쿨러, 및 상기 저압 이지알 라인에 설치되어 재순환하는 배기가스의 양을 조절하는 저압 이지알 밸브를 포함한다.
또한, 고압 이지알 시스템은 배기 매니폴드(exhaust manifold)로부터 배출되는 고온 고압의 배기가스를 흡기 매니폴드로 전달하는 고압 이지알 라인, 상기 고압 이지알 라인을 통과한 고온 고압의 배기가스를 냉각시키는 고압 이지알 쿨러, 및 저압 이지알 밸브를 포함한다.
한편, 흡기라인에는 터보차저에 의해서 압축된 고온고압의 흡기를 냉각시키는 인터쿨러가 배치되는데, 최근에는 인터쿨러가 수냉식 타입이 적용되고 있으며, 수냉식 인터쿨러를 순환하는 냉각수회로와 고압 이지알 쿨러를 순환하는 냉각수회로가 필요하다.
아울러, 수냉식 인터쿨러나 고압 이지알쿨러를 각각 구성함으로써 부품가격이 증가하고, 저속저부하 또는 고속고부하 조건에서 냉각용량이 부족하거나, 냉각용량이 과대할 수 있다.
이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
대한민국 공개특허 10-2016-0031855 대한민국 공개특허 10-2012-565
본 발명의 목적은 고압 이지알 쿨러와 수냉식 인터쿨러를 하나로 통합하고, 이를 이용하여 고압 재순환 배기가스와 흡기의 냉각용량을 각각 제어하며, 부품가격을 절약하고, 공간을 줄이며, 전체적인 냉각회로를 간단하게 할 수 있는 복합 인터쿨러를 구비한 엔진시스템을 제공하는 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따라서 흡기와 재순환 배기가스를 공급받고, 이를 냉각시키는 복합 인터쿨러는 전면에서 후면으로 상기 흡기와 상기 재순환 배기가스가 지나는 가스통로와 냉각수가 지나는 냉각수통로가 교대로 형성되는 열교환부, 및 상기 열교환부의 입구측 전면에서 배기가스 공급영역과 흡기 공급영역의 면적을 제어하는 가변유닛을 포함할 수 있다.
상기 가변유닛은, 흡기와 재순환 배기가스가 공급되는 입구공간을 형성하고 상기 열교환부의 전면의 외측 둘레를 따라서 체결되는 입구콘부, 상기 입구콘부의 내부에 장착되고, 상기 입구공간을 재순환 배기가스가 공급되는 제1 입구공간과 흡기가 공급되는 제2 입구공간으로 나누는 분리벽, 및 로드를 통해서 상기 분리벽의 일측을 당기거나 밀어서 상기 배기가스 공급영역과 상기 흡기 공급영역을 가변시키는 액추에이터를 포함할 수 있다.
상기 분리벽은, 상기 열교환부의 전면에 배치되고, 상기 로드를 통해서 상기 액추에이터에 의해서 왕복해서 움직이도록 배치되는 이동판, 상기 이동판과 설정된 거리를 두고, 상기 입구콘부의 상기 입구공간 안에 배치되는 고정부재, 및 상기 고정부재와 상기 이동판을 연결하고, 상기 입구공간을 제1,2입구공간으로 나누는 링크기구를 포함할 수 있다.
상기 링크기구는, 선단은 힌지를 통해서 상기 고정부재에 연결되는 힌지 링크, 및 후단은 상기 이동판에 힌지를 통해서 연결되고, 선단은 상기 힌지 링크와 핀 결합되는 가변 링크를 포함할 수 있다.
상기 가변 링크와 상기 힌지 링크가 연결되는 부분에서 이들 중 하나에는 슬롯이 형성되고, 상기 슬롯에 삽입된 핀이 상기 가변 링크와 상기 힌지 링크를 연결할 수 있다.
상기 열교환부의 후면의 외측 둘레를 따라서 체결되고, 흡기와 재순환 배기가스가 혼합되어 배출되는 출구공간을 형성하는 출구콘부를 포함할 수 있다.
상기 냉각수통로의 일측과 타측은 각각 냉각수 공급라인 및 배출라인과 각각 연결될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따라서 일측으로는 압축기에 의해서 압축된 흡기와 재순환되는 재순환 배기가스를 각각 공급받고, 이들을 냉각시키고, 엔진으로 공급하는 복합 인터쿨러를 포함하는 엔진시스템에서, 상기 복합 인터쿨러는, 전면에서 후면으로 상기 흡기와 상기 재순환 배기가스가 지나는 가스통로와 냉각수가 지나는 냉각수통로가 교대로 형성되는 열교환부, 상기 열교환부의 입구측 전면에서 상기 재순환 배기가스가 공급되는 배기가스 공급영역과 상기 흡기가 공급되는 흡기 공급영역의 면적을 제어하는 가변유닛, 및 운행조건에 따라서 상기 가변유닛을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
상기 가변유닛은, 상기 열교환부의 전면의 외측 둘레를 따라서 체결되고, 흡기와 재순환 배기가스가 공급되는 입구공간을 형성하는 입구콘부, 상기 입구콘부 내부에 장착되고, 상기 입구공간을 재순환 배기가스가 공급되는 제1 입구공간과 흡기가 공급되는 제2 입구공간으로 나누는 분리벽, 및 로드를 통해서 상기 분리벽의 일측을 당기거나 밀어서 상기 배기가스 공급영역과 상기 흡기 공급영역을 동시에 가변시키는 액추에이터를 포함할 수 있다.
상기 분리벽은, 상기 열교환부의 전면에 배치되고, 상기 로드를 통해서 상기 액추에이터에 의해서 왕복해서 움직이도록 배치되는 이동판, 상기 이동판과 설정된 거리를 두고, 상기 입구콘부의 상기 입구공간 안에 배치되는 고정부재, 및 상기 고정부재와 상기 이동판을 연결하고, 상기 입구공간을 제1,2입구공간으로 나누는 링크기구를 포함할 수 있다.
상기 링크기구는, 선단은 힌지를 통해서 상기 고정부재에 연결되는 힌지 링크, 및 후단은 상기 이동판에 힌지를 통해서 연결되고, 선단은 상기 힌지 링크와 핀 결합되는 가변 링크를 포함할 수 있다.
상기 가변 링크와 상기 힌지 링크가 연결되는 부분에서 이들 중 하나에는 슬롯이 형성되고, 상기 슬롯에 삽입된 핀이 상기 가변 링크와 상기 힌지 링크를 연결할 수 있다.
상기 압축기는 터보차저이고, 상기 터보차저는, 배기라인에 설치되는 터빈, 및 상기 터빈에 의해서 흡기라인을 흐르는 흡기를 압축하는 컴프레서를 포함할 수 있다.
상기 입구콘부의 일측은 상기 터빈의 상류측에서 배출되는 고압 이지알가스가 이동하는 고압 이지알 라인과 연결될 수 있다.
상기 입구콘부의 타측은 상기 컴프레서에 의해서 압축된 흡기가 지나는 상기 흡기라인과 연결될 수 있다.
상기 제어부는 상기 엔진이 저속 저부하 조건으로 운전되는 것으로 판단되면, 상기 액추에이터를 제어하여, 상기 이동판을 일측 방향으로 이동시켜 상기 배기가스 공급영역을 늘리고, 상기 흡기 공급영역을 줄이며, 상기 엔진이 고속 고부하 조건으로 운전되는 것으로 판단되면, 상기 액추에이터를 제어하여, 상기 이동판을 타측 방향으로 이동시켜 상기 배기가스 공급영역을 줄이고, 상기 흡기 공급영역을 늘릴 수 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따라서, 고압 재순환 배기가스의 공급량과 흡기의 공급량에 따라서 액추에이터를 이용하여 재순환 배기가스의 냉각용량과 흡기의 냉각용량을 가변 시킴으로써, 냉각효율을 향상시킬 수 있고, 두 개의 쿨러를 하나로 통합하여 부품의 개수를 줄이며, 공간을 세이브하고, 생산성도 함께 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명과 관련된 이지알쿨러를 구비한 엔진시스템의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 복합 인터쿨러를 구비한 엔진시스템의 개략적인 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 복합 인터쿨러의 개략적인 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 복합 인터쿨러에서 제1운전모드의 상태를 보여주는 개략적인 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 복합 인터쿨러에서 제2운전모드의 상태를 보여주는 개략적인 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 복합 인터쿨러의 작동부분을 보여주는 일부 사시도이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
단, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.
단, 본 발명의 실시 예를 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하여 설명한다.
하기의 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성의 명칭이 동일하여 이를 구분하기 위한 것으로, 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에서, 재순환 배기가스는 이지알(EGR: exhaust gas recirculation)로 지칭될 수 있다.
도 1은 본 발명과 관련된 이지알쿨러를 구비한 엔진시스템의 개략적인 구성도이다.
도 1을 참조하면, 엔진시스템은 주요 구성요소들로써 흡기라인(100), 엔진(110), 인터쿨러(120), 고압 이지알 라인(130), 고압 이지알 쿨러(135), 배기라인(140), DPF(150), 저압 이지알 라인(160), 저압 이지알 쿨러(165), 및 터보차저(170)를 포함한다. 여기서, 상기 터보차저(170)는 터빈(172)과 컴프레서(174)를 포함한다.
상기 흡기라인(100)에는 상기 컴프레서(174)와 상기 인터쿨러(120)가 배치되고, 상기 배기라인(140)에는 상기 터빈(172)과 DPF(150)가 설치된다.
상기 고압 이지알 라인(130)은 상기 터빈(172)의 상류측 상기 배기라인(140)에서 분기되어, 상기 엔진(110)의 흡기매니폴드로 합류되고, 상기 고압 이지알 라인(130)에는 상기 고압 이지알 쿨러(135)가 배치된다.
상기 저압 이지알 라인(160)은 상기 DPF(150)의 하류측 상기 배기라인(140)에서 분기되어, 상기 컴프레서(174)의 상류측으로 합류되고, 상기 저압 이지알 라인(160)에는 상기 저압 이지알 쿨러(165)가 배치된다.
한편, 상기 고압 이지알 쿨러(135)와 상기 인터쿨러(120)가 각각 배치되어, 부품의 개수가 늘어나고, 장착공간과 무게가 증가할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 복합 인터쿨러를 구비한 엔진시스템의 개략적인 구성도이다.
도 2를 참조하면, 복합 인터쿨러를 구비한 엔진시스템은 주요 구성요소들로써 흡기라인(100), 터보차저(170), 복합 인터쿨러(255), 엔진(110), 배기라인(140), DPF(150), 저압 이지알 라인(160), 저압 이지알 쿨러(165), 및 고압 이지알 라인(130)을 포함한다. 여기서, 상기 터보차저(170)는 터빈(172)과 컴프레서(174)를 포함한다.
본 발명의 실시예에서, 상기 복합 인터쿨러(255)는 수냉식으로, 상기 흡기라인(100)을 지나는 압축공기와 상기 고압 이지알 라인(130)을 지나는 고압 재순환 배기가스를 냉각시키며, 냉각된 흡기와 배기가스는 혼합되고, 흡기매니폴드를 통해서 상기 엔진(110)으로 공급된다. 아울러, 상기 복합 인터쿨러(255)는 알루미늄 재질로 만들어질 수 있다.
상기 엔진(110)은 흡기와 배기가스의 혼합가스를 공급받고, 피스톤을 이용하여 이를 압축하고, 이에 연료를 분사하여 연소시키고, 연소압력을 이용하여 회전력을 발생시키며, 연소가스는 배기매니폴드를 통해서 상기 배기라인으로 배출된다.
상기 터빈(172)은 배기가스에 의해서 회전되어, 상기 컴프레서(174)를 회전시키고, 상기 배기라인(140)에 설치된 상기 DPF(150)는 배기가스에 포함된 입자상물질을 거르고, 유해물질을 저감시킨다.
상기 저압 이지알 라인(160)에는 상기 저압 이지알 쿨러(165)가 배치되어, 저압 재순환 배기가스를 냉각시키도록 배치되며, 이지알밸브(미도시)가 설치될 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 복합 인터쿨러의 개략적인 단면도이다.
도 3을 참조하면, 엔진시스템은 주요 구성요소들로써, 제어부(300), 및 복합 인터쿨러(255)를 포함하고, 상기 복합 인터쿨러(255)는 주요 구성요소들로써, 출구공간(325), 출구콘부(312), 후면(378), 냉각수통로(372), 전면(376), 가스통로(374), 분리벽(350), 입구콘부(310), 입구공간(320), 로드(332), 배기가스 공급영역(340), 흡기 공급영역(342), 액추에이터(330), 및 열교환부(370)를 포함한다.
여기서, 상기 입구공간(320)은 제1 입구공간(322)과 제2 입구공간(324)을 포함하고, 상기 분리벽(350)은 이동판(352), 가변 링크(354), 슬롯(356), 핀(358), 힌지 링크(360), 및 고정부재(362)를 포함한다.
상기 복합 인터쿨러(255)는 열교환부를 포함하고, 상기 열교환부(370)는 하부에서 상부측으로 가스통로(374)와 냉각수통로(372)가 교대로 형성된 구조를 갖는다. 상기 가스통로(374)를 통해서 재순환 배기가스 또는 흡기가 지나고, 상기 냉각수통로(372)를 통해서 냉각용 냉각수가 흐른다.
상기 열교환기(370)에는 앞뒤로 전면(376)과 후면(378)이 형성되고, 상기 전면(376)에서 상기 후면(378)으로 가스통로(374)가 형성되고, 이들 사이에 상기 냉각수통로(372)가 형성되며, 상기 전면(376)에는 상기 이동판(352)을 기준으로 상부에는 배기가스 공급영역(340)이 형성되고, 하부에는 흡기 공급영역(342)이 형성된다.
상기 열교환기(370)의 전면측 외측 둘레를 따라서 상기 입구콘부(310)가 장착되고, 상기 열교환기(370)의 후면측 외측 둘레를 따라서 상기 출구콘부(312)가 장착되며, 상기 입구콘부(310)는 상기 입구공간(320)을 형성하고, 상기 출구콘부(312)는 상기 출구공간(325)을 형성한다.
상기 입구콘부(310)의 일측은 상기 고압 이지알 라인(130)과 연결되어 고압 재순환 배기가스를 전달받고, 타측은 상기 흡기라인(100)과 연결되어 압축공기를 전달받는다.
상기 입구공간(320)은 재순환 배기가스를 공급받는 제1 입구공간(322)과 흡기를 공급받는 제2 입구공간(324)을 포함하고, 상기 제1,2입구공간(322, 324)은 상기 분리벽(350)에 의해서 상하로 분리된다.
상기 분리벽(350)은 상기 열교환기(370)의 전면에 배치되는 이동판(352), 상기 입구콘부(310)의 앞쪽 중간에 배치되는 고정부재(362)를 포함하고, 상기 이동판(352)과 상기 고정부재(362)를 연결하는 가변 링크(354)와 힌지 링크(360)를 포함한다.
좀 더 상세하게 설명하면, 상기 이동판(352)의 선단은 상기 가변 링크(354)와 핀으로 연결되고, 상기 가변 링크(354)의 선단은 슬롯(356)과 핀(358)을 통해서 상기 힌지 링크(360)와 연결되며, 상기 힌지 링크(360)는 상기 고정부재(362)의 후단에 핀으로 연결된다.
여기서, 상기 슬롯(356)은 상기 가변 링크(354)의 선단부에 형성되고, 상기 슬롯(356)에 삽입된 핀(358)은 상기 힌지 링크(360)의 선단에 연결되어, 상기 가변 링크(354)와 상기 힌지 링크(360)를 연결할 수 있다.
상기 이동판(352)과 대응하여 상기 입구콘부(310)의 상부 외측에는 상기 액추에이터(330)가 고정되어 배치되고, 상기 액추에이터(330)는 상기 로드(332)를 통해서 상기 이동판(352)을 상부로 당기거나 하부로 밀어낼 수 있다.
상기 제어부(300)는 운행조건에 따라서 고압 재순환 배기가스의 공급량과 흡기의 공급량을 연산 또는 선택하고, 이를 기초로 상기 액추에이터(330)를 제어하여 상기 이동판(352)의 상하 위치를 제어할 수 있다.
일반적으로, 고압 재순환 배기가스의 공급량이 작을 경우에는 상기 흡기의 공급양이 높고, 고압 재순환 배기가스의 공급량이 클 경우에는 상기 흡기의 공급량이 낮다.
본 발명의 실시예에서, 고압 재순환 배기가스의 공급량과 흡기의 공급량에 따라서 액추에이터(330)를 이용하여 이동판(352)의 위치를 제어하여 재순환 배기가스의 냉각용량과 흡기의 냉각용량을 가변 시킴으로써, 냉각효율을 향상시킬 수 있고, 두 개의 쿨러를 하나로 통합하여 부품의 개수를 줄이며, 공간을 세이브하고, 생산성도 함께 향상시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 복합 인터쿨러에서 제1운전모드의 상태를 보여주는 개략적인 단면도이다.
도 4를 참조하면, 엔진의 운행상태(회전속도, 부하 등)에 따라서 고속고부하 조건에서는, 상기 제어부(300)가 상기 액추에이터(330)를 제어하고, 상기 액추에이터(330)는 상기 로드(332)를 통해서 상기 이동판(352)을 상부측으로 설정거리 당긴다.
따라서, 상기 배기가스 공급영역(340)이 줄어들고, 상기 흡기 공급영역(342)이 증가한다. 따라서, 고압 재순환 배기가스의 냉각용량이 줄어들고, 흡기의 냉각용량이 증가한다.
여기서, 상기 이동판(352)과 상기 고정부재(362) 사이의 거리는 상기 슬롯(356)과 핀(358)의 구조를 통해서 가변된다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 복합 인터쿨러에서 제2운전모드의 상태를 보여주는 개략적인 단면도이다.
도 5를 참조하면, 엔진의 운행상태(회전속도, 부하 등)에 따라서 저속저부하 조건에서는, 상기 제어부(300)가 상기 액추에이터(330)를 제어하고, 상기 액추에이터(330)는 상기 로드(332)를 통해서 상기 이동판(352)을 하부측으로 밀어낸다.
따라서, 상기 배기가스 공급영역(340)이 늘어나고, 상기 흡기 공급영역(342)이 감소한다. 따라서, 고압 재순환 배기가스의 냉각용량이 늘어나고, 흡기의 냉각용량이 감소한다.
여기서, 상기 이동판(352)과 상기 고정부재(362) 사이의 거리는 상기 슬롯(356)과 핀(358)의 구조를 통해서 가변된다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 복합 인터쿨러의 작동부분을 보여주는 일부 사시도이다.
도 6을 참조하면, 상기 분리벽(350)은 이동판(352), 가변 링크(354), 힌지 링크(360), 및 고정부재(362)를 포함한다.
상기 고정부재(362)의 선단 일측은, 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 고압 이지알 라인(130)과 연결되고, 선단 타측은 상기 흡기라인(100)과 연결된다.
상기 고정부재(362)의 후단은 상기 힌지 링크(360)와 연결되고, 상기 힌지 링크(360)는 상기 고정부재(362)의 후단을 기준으로 회전 가능하게 배치된다.
상기 이동판(352)의 후단은 상기 열교환기(370)의 전면에 대응하고, 상기 이동판(352)의 선단은 상기 가변 링크(354)의 후단부와 연결되고, 상기 가변 링크(354)의 후단은 상기 이동판(352)의 선단을 중심으로 회전 가능하게 배치된다.
상기 가변 링크(354)와 상기 힌지 링크(360)는 슬롯(356)과 핀(358)을 통해서 연결되는데, 상기 슬롯(356)은 상기 가변 링크(354)의 선단부에 형성되고, 상기 핀(358)이 상기 슬롯(356)과 상기 힌지 링크(360)에 삽입되어 상기 힌지 링크(360)와 상기 가변 링크(354)를 연결한다.
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
100: 흡기라인 110: 엔진
255: 복합 인터쿨러 120: 인터쿨러
130: 고압 이지알 라인 135: 고압 이지알 쿨러
140: 배기라인 150: DPF
165: 저압 이지알 쿨러 160: 저압 이지알 라인
170: 터보차저 172: 터빈
174: 컴프레서 300: 제어부
310: 입구콘부 312: 출구콘부
325: 출구공간 330: 액추에이터
332: 로드 322: 제1 입구공간
324: 제2 입구공간 320: 입구공간
340: 배기가스 공급영역 342: 흡기 공급영역
350: 분리벽 352: 이동판
354: 가변 링크 356: 슬롯
358: 핀 360: 힌지 링크
362: 고정부재 370: 열교환부
376: 전면 374: 가스통로
372: 냉각수통로 378: 후면

Claims (16)

  1. 흡기와 재순환 배기가스를 공급받고, 이를 냉각시키는 복합 인터쿨러에 있어서,
    흡기매니폴드의 일측에서 타측으로 상기 흡기와 상기 재순환 배기가스가 지나는 가스통로와 냉각수가 지나는 냉각수통로가 교대로 형성되는 열교환부; 및
    상기 열교환부의 입구측 전면에서 배기가스 공급영역과 흡기 공급영역의 면적을 제어하는 가변유닛;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 인터쿨러.
  2. 제1항에서,
    상기 가변유닛은,
    흡기와 재순환 배기가스가 공급되는 입구공간을 형성하고 상기 열교환부의 전면의 외측 둘레를 따라서 체결되는 입구콘부;
    상기 입구콘부의 내부에 장착되고, 상기 입구공간을 재순환 배기가스가 공급되는 제1 입구공간과 흡기가 공급되는 제2 입구공간으로 나누는 분리벽; 및
    로드를 통해서 상기 분리벽의 일측을 당기거나 밀어서 상기 배기가스 공급영역과 상기 흡기 공급영역을 가변시키는 액추에이터;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 인터쿨러.
  3. 제2항에서,
    상기 분리벽은,
    상기 열교환부의 전면에 배치되고, 상기 로드를 통해서 상기 액추에이터에 의해서 왕복해서 움직이도록 배치되는 이동판;
    상기 이동판과 설정된 거리를 두고, 상기 입구콘부의 상기 입구공간 안에 배치되는 고정부재; 및
    상기 고정부재와 상기 이동판을 연결하고, 상기 입구공간을 제1,2입구공간으로 나누는 링크기구;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 인터쿨러.
  4. 제3항에서,
    상기 링크기구는,
    선단은 힌지를 통해서 상기 고정부재에 연결되는 힌지 링크; 및
    후단은 상기 이동판에 힌지를 통해서 연결되고, 선단은 상기 힌지 링크와 핀 결합되는 가변 링크;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 인터쿨러.
  5. 제4항에서,
    상기 가변 링크와 상기 힌지 링크가 연결되는 부분에서 이들 중 하나에는 슬롯이 형성되고,
    상기 슬롯에 삽입된 핀이 상기 가변 링크와 상기 힌지 링크를 연결하는 것을 특징으로 하는 복합 인터쿨러.
  6. 제1항에서,
    상기 열교환부의 후면의 외측 둘레를 따라서 체결되고, 흡기와 재순환 배기가스가 혼합되어 배출되는 출구공간을 형성하는 출구콘부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 인터쿨러.
  7. 제1항에서,
    상기 냉각수통로의 일측과 타측은 각각 냉각수 공급라인 및 배출라인과 각각 연결된 것을 특징으로 하는 복합 인터쿨러.
  8. 일측으로는 압축기에 의해서 압축된 흡기와 재순환되는 재순환 배기가스를 각각 공급받고, 이들을 냉각시키고, 엔진으로 공급하는 복합 인터쿨러를 구비한 엔진시스템에서,
    상기 복합 인터쿨러는,
    전면에서 후면으로 상기 흡기와 상기 재순환 배기가스가 지나는 가스통로와 냉각수가 지나는 냉각수통로가 교대로 형성되는 열교환부;
    상기 열교환부의 입구측 전면에서 상기 재순환 배기가스가 공급되는 배기가스 공급영역과 상기 흡기가 공급되는 흡기 공급영역의 면적을 제어하는 가변유닛; 및
    운행조건에 따라서 상기 가변유닛을 제어하는 제어부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 인터쿨러를 구비한 엔진시스템.
  9. 제8항에서,
    상기 가변유닛은,
    상기 열교환부의 전면의 외측 둘레를 따라서 체결되고, 흡기와 재순환 배기가스가 공급되는 입구공간을 형성하는 입구콘부;
    상기 입구콘부 내부에 장착되고, 상기 입구공간을 재순환 배기가스가 공급되는 제1 입구공간과 흡기가 공급되는 제2 입구공간으로 나누는 분리벽; 및
    로드를 통해서 상기 분리벽의 일측을 당기거나 밀어서 상기 배기가스 공급영역과 상기 흡기 공급영역을 동시에 가변시키는 액추에이터;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 인터쿨러를 구비한 엔진시스템.
  10. 제9항에서,
    상기 분리벽은,
    상기 열교환부의 전면에 배치되고, 상기 로드를 통해서 상기 액추에이터에 의해서 왕복해서 움직이도록 배치되는 이동판;
    상기 이동판과 설정된 거리를 두고, 상기 입구콘부의 상기 입구공간 안에 배치되는 고정부재; 및
    상기 고정부재와 상기 이동판을 연결하고, 상기 입구공간을 제1,2입구공간으로 나누는 링크기구;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 인터쿨러를 구비한 엔진시스템.
  11. 제10항에서,
    상기 링크기구는,
    선단은 힌지를 통해서 상기 고정부재에 연결되는 힌지 링크; 및
    후단은 상기 이동판에 힌지를 통해서 연결되고, 선단은 상기 힌지 링크와 핀 결합되는 가변 링크;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 인터쿨러를 구비한 엔진시스템.
  12. 제11항에서,
    상기 가변 링크와 상기 힌지 링크가 연결되는 부분에서 이들 중 하나에는 슬롯이 형성되고, 상기 슬롯에 삽입된 핀이 상기 가변 링크와 상기 힌지 링크를 연결하는 것을 특징으로 하는 복합 인터쿨러를 구비한 엔진시스템.
  13. 제9항에서,
    상기 압축기는 터보차저이고,
    상기 터보차저는,
    배기라인에 설치되는 터빈, 및 상기 터빈에 의해서 흡기라인을 흐르는 흡기를 압축하는 컴프레서를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 인터쿨러를 구비한 엔진시스템.
  14. 제13항에서,
    상기 입구콘부의 일측은 상기 터빈의 상류측에서 배출되는 고압 이지알가스가 이동하는 고압 이지알 라인과 연결된 것을 특징으로 하는 복합 인터쿨러를 구비한 엔진시스템.
  15. 제13항에서,
    상기 입구콘부의 타측은 상기 컴프레서에 의해서 압축된 흡기가 지나는 상기 흡기라인과 연결된 것을 특징으로 하는 복합 인터쿨러를 구비한 엔진시스템.
  16. 제10항에서,
    상기 제어부는
    상기 엔진이 저속 저부하 조건으로 운전되는 것으로 판단되면, 상기 액추에이터를 제어하여, 상기 이동판을 일측 방향으로 이동시켜 상기 배기가스 공급영역을 늘리고, 상기 흡기 공급영역을 줄이며,
    상기 엔진이 고속 고부하 조건으로 운전되는 것으로 판단되면, 상기 액추에이터를 제어하여, 상기 이동판을 타측 방향으로 이동시켜 상기 배기가스 공급영역을 줄이고, 상기 흡기 공급영역을 늘리는 것을 특징으로 하는 복합 인터쿨러를 구비한 엔진시스템.
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