KR20240027276A - Compressor Exit Connecting EGR Line type Low Pressure Exhaust Gas Recirculation System - Google Patents
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Abstract
본 발명의 EGR 라인 압축기 하류 연결식 저압 배기가스 재순환 시스템(1)은 터보차저(10)의 터빈(11)과 연동된 컴프레서(13)의 회전에 의한 과급 공기가 에어 제트(Air Jet)로 지나가는 컴프레서(13)의 컴프레서 출구 포트(16)에 구비되고, 상기 에어 제트에 의한 코안다 효과(Coanda Effect)로 촉매(140)의 후단에서 취출한 EGR 가스(Exhaust Gas Recirculation Gas)가 EGR 쿨러(40)를 거쳐 내부 공간으로 유입하며, 상기 과급 공기와 상기 EGR 가스의 혼합기를 엔진(100)과 이어진 흡기 라인(110)의 인터 쿨러(Inter Cooler)(50)로 공급하는 배기 가스 공급기(20)가 포함됨으로써 컴프레서(13)의 입구쪽에서 컴프레서 휠을 손상시키는 응축수 유입 차단과 외기온 제한 영역 및 저속/저부하 영역 축소가 가능하면서도 휠 코팅을 적용하지 않음으로써 원가 상승이 방지되는 특징을 갖는다.The low-pressure exhaust gas recirculation system (1) connected downstream of the EGR line compressor of the present invention is a compressor in which supercharged air passes through an air jet by the rotation of the compressor (13) linked to the turbine (11) of the turbocharger (10). It is provided at the compressor outlet port 16 of (13), and the EGR gas (Exhaust Gas Recirculation Gas) taken out from the rear end of the catalyst 140 due to the Coanda effect caused by the air jet is sent to the EGR cooler 40. flows into the internal space through an exhaust gas supplier 20 that supplies the mixture of the charge air and the EGR gas to the inter cooler 50 of the intake line 110 connected to the engine 100. As a result, it is possible to block the inflow of condensate that damages the compressor wheel at the inlet side of the compressor 13, reduce the outdoor temperature limit area and low speed/low load area, and prevent an increase in cost by not applying wheel coating.
Description
본 발명은 저압 배기가스 재순환 시스템에 관한 것으로, 특히 코안다 효과(Coanda Effect)로 EGR 가스를 컴프레서(Compressor)의 출구쪽으로 공급함으로써 컴프레서의 입구쪽에서 공기와 EGR 가스의 온도차로 인한 응축수 생성이 방지되는 저압 배기가스 재순환 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a low-pressure exhaust gas recirculation system, and in particular, by supplying EGR gas to the outlet of the compressor through the Coanda Effect, the generation of condensate due to the temperature difference between air and EGR gas at the inlet of the compressor is prevented. It relates to low-pressure exhaust gas recirculation systems.
일반적으로 차량의 배기가스 재순환(Exhaust Gas Recirculation, EGR) 시스템은 현재의 운전 영역에 맞춰 엔진의 각 운전 영역별로 미리 결정된 EGR 가스(Gas)량을 흡기 라인으로 재순환시켜줌으로써 연소에 따른 최고 온도 저하로 NOx 발생을 억제하여 준다. 이 경우 상기 EGR 가스는 엔진의 배기 가스 중 엔진의 실린더로 재 공급되는 일부 배기가스이다.In general, a vehicle's Exhaust Gas Recirculation (EGR) system recirculates a predetermined amount of EGR gas for each operating region of the engine to the intake line in accordance with the current operating region, thereby reducing the maximum temperature due to combustion. Suppresses NOx generation. In this case, the EGR gas is a portion of the engine's exhaust gas that is re-supplied to the engine's cylinder.
특히 상기 배출가스재순환 시스템 중 저압 배기가스 재순환 시스템(Low Pressure Exhaust Gas Recirculation System, 이하 LP-EGR 시스템)은 터보차저의 터빈(Turbine)후단(또는 촉매 후단)에서 취출한 EGR 가스를 컴프레서(Compressor) 전단으로 유입시켜 주고, 이러한 LP-EGR 시스템은 터보차저의 터빈(Turbine) 전단에서 취출한 EGR 가스를 컴프레서 후단으로 유입시켜 주는 고압 배기가스 재순환 시스템(High Pressure Exhaust Gas Recirculation System) 대비 보다 높은 터빈효율로 연비 개선은 물론 배출가스의 온도를 낮추어 작은 용량의 EGR 쿨러를 사용할 수 있는 장점이 있다.In particular, among the exhaust gas recirculation systems, the Low Pressure Exhaust Gas Recirculation System (LP-EGR system) uses EGR gas extracted from the turbine (or catalyst) rear end of the turbocharger to a compressor. This LP-EGR system has higher turbine efficiency than the High Pressure Exhaust Gas Recirculation System, which introduces EGR gas taken out from the front of the turbine of the turbocharger to the rear of the compressor. This has the advantage of improving fuel efficiency and lowering the temperature of the exhaust gas, allowing the use of a small-capacity EGR cooler.
그러므로 상기 LP-EGR 시스템은 가솔린 GDI 엔진에 주로 적용된다.Therefore, the LP-EGR system is mainly applied to gasoline GDI engines.
하지만, 상기 LP-EGR 시스템은 컴프레서의 전단 부압과 WCC의 후단 정압 간의 차압에 의해 EGR 가스의 유동이 결정됨으로써 저속 저부하 영역에선 LP-EGR 시스템 사용이 불가하다는 단점이 있다. 이 경우 상기 WCC(Warm up Catalytic Converter)는 터보차저에서 유입된 배기가스의 유해물질을 제거하는 촉매이다.However, the LP-EGR system has the disadvantage that the flow of EGR gas is determined by the differential pressure between the front-end negative pressure of the compressor and the back-end static pressure of the WCC, so the LP-EGR system cannot be used in low-speed, low-load areas. In this case, the WCC (Warm up Catalytic Converter) is a catalyst that removes harmful substances from the exhaust gas flowing from the turbocharger.
더구나 상기 LP-EGR 시스템은 고온의 EGR 가스와 상대적으로 온도가 낮은 신기가 컴프레서의 전단에서 혼합됨으로써 응축수가 발생하고, 이로 인하여 컴프레서 휠(Compressor Wheel)이 고속 회전하는 상태에서 응축수 또는 응축수로 생성된 얼음알갱이가 충돌하면서 휠 손상을 발생시킬 수 있는 단점도 있다.Moreover, the LP-EGR system generates condensate by mixing high-temperature EGR gas and relatively low-temperature fresh gas at the front of the compressor. As a result, condensate or condensate is generated while the compressor wheel rotates at high speed. There is also a disadvantage that wheel damage can occur when ice particles collide.
그러므로 상기 LP-EGR 시스템은 응축수 발생 억제가 가능한 LP-EGR 작동 온도 제한에 따른 EGR 가스 사용 영역 제한 적용, 컴프레서 휠의 손상 발생 방지를 위해 고가의 휠 코팅(Wheel Coating)[예, 니켈(Nickel)]에 따른 원가 상승, 컴프레서 휠 표면에 끄으름(Soot) 누적 등에 따른 휠 효율 저하의 주행거리 증가로 인한 성능 저하 발생, 응축수 유입 방지를 위한 온도제한 규제에 따른 연비 저하 등을 가져오고 있다.Therefore, the LP-EGR system applies restrictions on the EGR gas use area according to the LP-EGR operating temperature limit, which can suppress condensate generation, and requires expensive wheel coating (e.g., Nickel) to prevent damage to the compressor wheel. ], a decrease in wheel efficiency due to accumulation of soot on the surface of the compressor wheel, a decrease in performance due to an increase in mileage, and a decrease in fuel efficiency due to temperature limit regulations to prevent condensate inflow.
이에 상기와 같은 점을 감안한 본 발명은 터보차저의 컴프레서 쪽으로 유입되는 응축수를 코안다 효과(Coanda Effect)로 방지함으로써 컴프레서 휠의 손상이 방지되고, 특히 촉매 후단 정압대비 상대적으로 높은 컴프레서 출구 압력 상태에서 코안다 효과로 EGR 가스를 컴프레서 출구부(즉, 휠 후단부)로 유입 가능함으로써 응축수 발생과 연계된 외기온 제한 영역 및 차압과 연계된 저속/저부하 영역이 축소 가능하면서도 휠 코팅에 따른 원가 상승이 방지될 수 있는 EGR 라인 압축기 하류 연결식 저압 배기가스 재순환 시스템의 제공에 목적이 있다.Accordingly, taking the above into account, the present invention prevents damage to the compressor wheel by preventing condensate flowing into the compressor of the turbocharger through the Coanda Effect, especially in a state of relatively high compressor outlet pressure compared to the static pressure at the rear of the catalyst. The Coanda effect allows EGR gas to flow into the compressor outlet (i.e., the rear end of the wheel), thereby reducing the outdoor temperature limit area associated with condensate generation and the low speed/low load region associated with differential pressure, while reducing the cost increase due to wheel coating. The purpose is to provide a low-pressure exhaust gas recirculation system connected downstream of the EGR line compressor that can be prevented.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 저압 배기가스 재순환 시스템은 컴프레서에서 공기를 과급 공기로 형성하는 터보차저; 및 상기 컴프레서의 컴프레서 출구 포트 쪽으로 EGR 가스를 보내주고, 상기 과급 공기와 상기 EGR 가스가 섞여 혼합기로 형성되는 내부 공간을 형성한 배기 가스 공급기가 포함되는 것을 특징으로 한다.The low-pressure exhaust gas recirculation system of the present invention for achieving the above object includes a turbocharger that converts air from a compressor into charge air; and an exhaust gas supplier that sends EGR gas toward the compressor outlet port of the compressor and forms an internal space where the charge air and the EGR gas mix to form a mixture.
바람직한 실시예로서, 상기 혼합기는 상기 배기 가스 공급기를 나와 엔진과 이어진 흡기 라인의 인터 쿨러로 공급된다.In a preferred embodiment, the mixture is supplied from the exhaust gas supply to the intercooler of the intake line connected to the engine.
바람직한 실시예로서, 상기 배기 가스 공급기는 상기 EGR 쿨러의 EGR 공급 호스와 연결되어 상기 EGR 가스가 유입되는 니플부, 상기 컴프레서 출구 포트를 감싸는 스크롤 형태로 이루어지고, 상기 니플부로 들어온 상기 EGR 가스를 상기 내부 공간으로 배출시켜 주는 스크롤 경로부, 및 상기 에어 제트가 지나는 내부 덕트를 감싸는 외부 덕트로 EGR 가스 출구 갭을 형성하고, 상기 EGR 가스 출구 갭에서 상기 EGR 가스를 상기 내부 공간으로 배출시켜 주는 이중 덕트부로 구성된다.In a preferred embodiment, the exhaust gas supplier is connected to the EGR supply hose of the EGR cooler, has a nipple part through which the EGR gas flows, and has a scroll shape surrounding the compressor outlet port, and supplies the EGR gas entering the nipple part to the A double duct that forms an EGR gas outlet gap with a scroll path unit that discharges the air jet into the internal space and an external duct surrounding the internal duct through which the air jet passes, and discharges the EGR gas into the internal space from the EGR gas outlet gap. It is made up of parts.
바람직한 실시예로서, 상기 니플부는 상기 스크롤 경로부의 일측부위에 형성된다.In a preferred embodiment, the nipple portion is formed on one side of the scroll path portion.
바람직한 실시예로서, 상기 스크롤 경로부는 상기 과급 공기가 토출되는 상기 컴프레서 출구 포트를 감싸는 스크롤(Scroll) 형태로 이루어지고, 상기 EGR 가스를 유입하여 상기 내부 공간으로 배출시켜 준다.In a preferred embodiment, the scroll path portion is formed in the form of a scroll surrounding the compressor outlet port through which the charge air is discharged, and allows the EGR gas to flow in and be discharged into the internal space.
바람직한 실시예로서, 상기 스크롤 형태는 상기 컴프레서 출구 포트의 출구부 외주를 따라 단면적 축소 구조로 이루어지며, 상기 단면적 축소 구조는 스크롤 인렛과 스크롤 아웃렛으로 환형의 중공유로를 형성한다.In a preferred embodiment, the scroll shape has a reduced cross-sectional area structure along the outer periphery of the outlet of the compressor outlet port, and the reduced cross-sectional area structure forms an annular hollow flow passage with a scroll inlet and a scroll outlet.
바람직한 실시예로서, 상기 중공유로는 상기 EGR 가스를 유입하며, 상기 스크롤 인렛에서 상기 스크롤 아웃렛으로 갈수록 중공 사이즈가 작아지고, 상기 스크롤 아웃렛은 상기 컴프레서의 내부에서 상기 과급 공기가 흐르는 상기 내부공간과 합류된다.In a preferred embodiment, the hollow flow passage introduces the EGR gas, and the hollow size becomes smaller as it moves from the scroll inlet to the scroll outlet, and the scroll outlet merges with the internal space through which the charge air flows inside the compressor. do.
바람직한 실시예로서, 상기 외부 덕트와 상기 내부 덕트는 상기 컴프레서 출구 포트의 끝단에서 일체 구조로 연장되며, 상기 외부 덕트의 내경과 상기 내부 덕트의 외경은 직경차를 형성하고, 상기 직경차는 상기 EGR 가스 출구 갭을 형성한다.In a preferred embodiment, the external duct and the internal duct extend as an integrated structure from the end of the compressor outlet port, the internal diameter of the external duct and the external diameter of the internal duct form a diameter difference, and the diameter difference is the EGR gas Forms an outlet gap.
바람직한 실시예로서, 상기 내부 덕트는 상기 외부 덕트보다 짧은 EGR 가스 가이드 길이로 상기 내부 공간에 위치되며, 상기 내부 덕트는 끝단부에 소정 각도로 확산 경사면을 형성하고, 상기 확산 경사면은 상기 EGR 가스를 상기 내부 공간으로 확산시켜 준다.In a preferred embodiment, the internal duct is located in the internal space with an EGR gas guide length shorter than the external duct, the internal duct forms a diffusion slope at an end at a predetermined angle, and the diffusion slope allows the EGR gas to flow. It diffuses into the internal space.
바람직한 실시예로서, 상기 공기는 흡기라인에 설치된 에어클리너를 거쳐 상기 컴프레서의 컴프레서 입구 포트로 공급되고, 상기 EGR 가스는 배기 라인에 설치된 촉매의 후단을 지나는 배기가스에서 취출되어 상기 EGR 쿨러의 EGR 추출라인으로 유입된다.In a preferred embodiment, the air is supplied to the compressor inlet port of the compressor through an air cleaner installed in the intake line, and the EGR gas is taken out from the exhaust gas passing behind the catalyst installed in the exhaust line to extract EGR from the EGR cooler. flows into the line.
이러한 본 발명의 저압 배기가스 재순환 시스템은 하기와 같은 작용 및 효과를 구현한다.The low-pressure exhaust gas recirculation system of the present invention implements the following operations and effects.
첫째, 터보차저의 컴프레서 출구쪽에서 발생되는 코안다 효과로 촉매 후단 정압대비 상대적으로 높은 압력을 갖는 컴프레서 출구에 EGR 가스 공급 라인을 연결한 LP-EGR 시스템이 구현될 수 있다. 둘째, 코안다 효과를 이용한 컴프레서 전단과 촉매 후단 간 차압 해소로 EGR 가스가 컴프레서 출구쪽에서 유입됨으로써 저온 신기와 고온 다습 EGR 가스의 혼합에 의한 응축수가 컴프레서 입구쪽에서 유입됨에 따른 컴프레서 휠 손상 방지로 LP-EGR 시스템의 신뢰성 향상이 이루어진다. 셋째, 컴프레서 입구쪽으로 응축수 또는 얼음알갱이의 유입 방지로 고가의 휠 코팅(Wheel Coating)[예, 니켈(Nickel)]이 적용되지 않음으로써 LP-EGR 시스템의 원가 절감이 가능하다. 넷째, 컴프레서 출구쪽을 통한 EGR 가스 유입으로 컴프레서 휠 오염(예, 끄으름(Soot) 누적)을 가져오는 EGR 가스 접촉이 차단됨으로써 누적 주행거리 증가에서도 휠 효율저하를 가져오지 않아 LP-EGR 시스템의 성능 유지 및 향상이 가능하다. 다섯째, 컴프레서 출구부(즉, 휠 후단부)로 EGR 가스 유입이 이루어져 응축수 유입 방지를 위한 온도제한이 규제되지 않음으로써 EGR 가스 사용 영역 확대에 따른 LP-EGR 시스템의 연비 개선이 가능하다.First, due to the Coanda effect occurring at the compressor outlet of the turbocharger, an LP-EGR system can be implemented in which the EGR gas supply line is connected to the compressor outlet, which has a relatively high pressure compared to the static pressure at the rear end of the catalyst. Second, by resolving the differential pressure between the front end of the compressor and the rear end of the catalyst using the Coanda effect, EGR gas flows in from the compressor outlet, thereby preventing damage to the compressor wheel as condensate from a mixture of low-temperature new gas and high-temperature and high-humidity EGR gas flows in from the compressor inlet side. The reliability of the EGR system is improved. Third, it is possible to reduce the cost of the LP-EGR system by preventing the inflow of condensate or ice particles into the compressor inlet and eliminating the need for expensive wheel coatings (e.g., nickel). Fourth, the inflow of EGR gas through the compressor outlet blocks contact with the EGR gas, which causes compressor wheel contamination (e.g., soot accumulation), so that wheel efficiency does not decrease even when the accumulated mileage increases, thereby improving the LP-EGR system. Performance can be maintained and improved. Fifth, since EGR gas flows into the compressor outlet (i.e., the rear end of the wheel), the temperature limit to prevent condensate inflow is not regulated, making it possible to improve the fuel efficiency of the LP-EGR system by expanding the EGR gas use area.
도 1은 본 발명에 따른 EGR 라인 압축기 하류 연결식 저압 배기가스 재순환 시스템의 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 배기 가스 공급기의 구성도이며, 도 3은 본 발명에 따른 배기 가스 공급기를 통해 컴프레스 출구쪽으로 EGR 가스 공급이 가능하도록 하는 코안다 효과의 원리 상태이고, 도 4는 본 발명에 따른 EGR 라인 압축기 하류 연결식 저압 배기가스 재순환 시스템의 작동 상태이다.Figure 1 is a configuration diagram of a low-pressure exhaust gas recirculation system connected downstream of an EGR line compressor according to the present invention, Figure 2 is a configuration diagram of an exhaust gas supplier according to the present invention, and Figure 3 is a configuration diagram of the exhaust gas supplier according to the present invention. This is the principle state of the Coanda effect that enables EGR gas to be supplied to the press outlet, and Figure 4 shows the operating state of the low-pressure exhaust gas recirculation system connected downstream of the EGR line compressor according to the present invention.
이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시 예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached illustration drawings. These embodiments are examples and can be implemented in various different forms by those skilled in the art to which the present invention pertains, so they are described herein. It is not limited to the embodiment.
도 1을 참조하면, 저압 배기가스 재순환 시스템(1)(Low Pressure Exhaust Gas Recirculation System, 이하 LP-EGR 시스템)은 EGR 쿨러(EGR Cooler)(40)의 EGR 공급라인(40b)를 터보차저(10)의 컴프레서 출구 포트(16)에 연결하고, 상기 컴프레서 출구 포트(16)와 상기 EGR 공급라인(40b)의 연결 구간에 배기 가스 공급기(20)를 장착함으로써 코안다 효과(Coanda Effect)로 배기 라인(120)에서 취출한 EGR 가스가 공급되도록 한다. 이 경우 상기 코안다 효과는 유체의 유속에 의한 압력 변화를 이용하는 베르누이 개념으로 빠른 유속(예, Air Jet)에 의한 저압 영역으로 주변 공기가 유입되는 현상을 총칭한다.Referring to Figure 1, the low pressure exhaust gas recirculation system (1) (Low Pressure Exhaust Gas Recirculation System, hereinafter LP-EGR system) connects the EGR supply line (40b) of the EGR cooler (EGR cooler) (40) to the turbocharger (10). ) of the compressor outlet port 16, and by installing the exhaust gas supplier 20 in the connection section between the compressor outlet port 16 and the EGR supply line 40b, the exhaust line produces the Coanda Effect. Ensure that the EGR gas taken out at (120) is supplied. In this case, the Coanda effect is a Bernoulli concept that uses pressure changes due to the flow rate of fluid, and is a general term for the phenomenon of surrounding air flowing into a low-pressure area due to a high flow rate (e.g., air jet).
이로부터 상기 LP-EGR 시스템(1)은 터보차저(10)가 터빈(11)과 함께 회전되는 컴프레서(13)로 공기(즉. 신기)를 과급하여 컴프레서 내부에서 에어 제트로 빠져나가도록 하고, 배기 가스 공급기(20)가 컴프레서 출구 포트 내부를 지나는 에어제트로 발생되는 코안다 효과를 통하여 동압으로 내부 공간에 EGR 쿨러(40)의 EGR 가스가 유입되도록 함으로써 내부 공간에서 과급 공기와 EGR 가스가 섞인 혼합기로 형성될 수 있다. From this, the LP-EGR system 1 supercharges air (i.e. fresh air) to the compressor 13, where the turbocharger 10 rotates together with the turbine 11, so that it escapes from the inside of the compressor as an air jet, The exhaust gas supplier 20 allows the EGR gas of the EGR cooler 40 to flow into the internal space at dynamic pressure through the Coanda effect generated by the air jet passing inside the compressor outlet port, thereby creating a mixture of charge air and EGR gas in the internal space. It can be formed as a mixer.
따라서 상기 LP-EGR 시스템(1)은 배기 가스 공급기(20)를 통해 코안다 효과가 발생되는 EGR 라인 압축기 하류 연결식 저압 배기가스 재순환 시스템(1)으로 특징됨으로써 촉매(140) 후단 정압 대비 상대적으로 높은 컴프레서(13)의 출구쪽으로 EGR 가스가 공급될 수 있고, 특히 컴프레서(13)의 입구쪽에서 컴프레서 휠이 응축수 또는 얼음알갱이와 충돌하는 현상도 방지될 수 있다.Therefore, the LP-EGR system 1 is characterized as a low-pressure exhaust gas recirculation system 1 connected downstream of the EGR line compressor in which the Coanda effect is generated through the exhaust gas supplier 20, so that the static pressure at the rear end of the catalyst 140 is relatively high. EGR gas can be supplied to the outlet side of the compressor 13, and in particular, collision of the compressor wheel with condensate or ice particles at the inlet side of the compressor 13 can be prevented.
구체적으로 상기 LP-EGR 시스템(1)은 터보차저(10), 배기 가스 공급기(20), 인렛 덕트(Inlet Duct)(30), EGR 쿨러(EGR Cooler)(40) 및 인터 쿨러(Inter Cooler)(50)를 포함한다.Specifically, the LP-EGR system 1 includes a turbocharger 10, an exhaust gas supplier 20, an inlet duct 30, an EGR cooler 40, and an inter cooler. Includes (50).
일례로 상기 터보차저(10)는 서로 연동되어 회전되는 터빈(11)과 컴프레서(13)로 이루어진다. 이 경우 상기 터빈(11)은 엔진(100)의 배기 매니폴드(102)와 이어진 배기 라인(120)에 설치되어 배기가스가 지나가며, 상기 컴프레서(13)는 엔진(100)의 흡기 매니폴드(101)와 이어진 흡기 라인(110)에 설치되어 에어 클리너(130)를 통과한 외기(즉, 신기)와 배기 라인(120)의 촉매(140)의 후단에서 취출한 EGR 가스가 공급된다.For example, the turbocharger 10 consists of a turbine 11 and a compressor 13 that rotate in conjunction with each other. In this case, the turbine 11 is installed in the exhaust line 120 connected to the exhaust manifold 102 of the engine 100 through which exhaust gas passes, and the compressor 13 is connected to the intake manifold of the engine 100 ( 101) and connected to the intake line 110, outside air (i.e., fresh air) passing through the air cleaner 130 and EGR gas taken out from the rear end of the catalyst 140 of the exhaust line 120 are supplied.
이를 위해 상기 컴프레서(13)는 컴프레서 하우징(14)으로 휠(Wheel)을 감싸고, 외기(즉, 신기)를 유입하도록 컴프레서 하우징(14)의 컴프레서 입구 포트(15)에 흡기 라인(110)이 결합된 인렛 덕트(Inlet Duct)(30)가 연결되며, 배출되는 외기(즉, 신기)에 EGR 가스를 혼합하도록 컴프레서 하우징(14)의 컴프레서 출구 포트(16)에 흡기 라인(110)이 결합된 배기 가스 공급기(20)가 연결된다.For this purpose, the compressor 13 surrounds a wheel with a compressor housing 14, and an intake line 110 is coupled to the compressor inlet port 15 of the compressor housing 14 to introduce external air (i.e., fresh air). The inlet duct (30) is connected, and the intake line (110) is connected to the compressor outlet port (16) of the compressor housing (14) to mix the EGR gas with the discharged outdoor air (i.e., fresh air). The gas supplier 20 is connected.
일례로 상기 배기 가스 공급기(20)는 니플부(Nipple Part)(21), 스크롤 경로부(Scroll Pathway Part)(23) 및 이중 덕트부(Dual Duct Part)(25)로 구성되고, 컴프레서(13)의 컴프레서 출구 포트(16)에서 이어진다. 이 경우 상기 니플부(21)는 배기 라인(120)에서 취출한 EGR 가스를 유입하고, 상기 스크롤 경로부(23)는 EGR 가스에 회전 흐름을 형성하며, 상기 이중 덕트부(25)는 외기(즉, 신기)와 EGR 가스를 섞어 혼합기로 흡기 라인(110)의 인터 쿨러(Inter Cooler)(50)로 보내 준다.For example, the exhaust gas supplier 20 is composed of a nipple part 21, a scroll path part 23, and a dual duct part 25, and a compressor 13 ) from the compressor outlet port (16). In this case, the nipple part 21 introduces the EGR gas taken out from the exhaust line 120, the scroll path part 23 forms a rotational flow in the EGR gas, and the double duct part 25 provides external air ( That is, the gas is mixed with EGR gas and sent to the inter cooler (50) of the intake line (110) through the mixer.
따라서 상기 배기 가스 공급기(20)는 LP-EGR 시스템(1)에서 터보차저(10)의 컴프레서 출구부에 EGR 쿨러 후단부(즉, EGR 밸브 후단부)가 연결되는 구조를 가능하게 하여 준다.Therefore, the exhaust gas supplier 20 enables a structure in which the rear end of the EGR cooler (i.e., the rear end of the EGR valve) is connected to the compressor outlet of the turbocharger 10 in the LP-EGR system 1.
일례로 상기 인렛 덕트(30)는 컴프레서(13)의 컴프레서 하우징(14)에 형성된 컴프레서 입구 포트(15)와 흡기 라인(110)을 연결함으로써 컴프레서 출구 포트(16)로 빠져 나가는 외기(즉, 신기)가 에어 클리너(130)에서 나와 컴프레서(13)로 들어가도록 한다.For example, the inlet duct 30 connects the compressor inlet port 15 formed in the compressor housing 14 of the compressor 13 and the intake line 110, thereby allowing outside air (i.e. fresh air) to escape to the compressor outlet port 16. ) comes out of the air cleaner (130) and enters the compressor (13).
일례로 상기 EGR 쿨러(40)는 EGR 가스를 컴프레서(13)의 컴프레서 출구 포트(16)에 결합된 배기 가스 공급기(20)로 보내주고, EGR 추출라인(40a), EGR 공급라인(40b) 및 EGR 밸브(40c)와 연계된다. 이 경우 상기 EGR 추출라인(40a)는 EGR 쿨러(40)와 배기 라인(120)을 연결하여 촉매(140)의 후단에서 배기 라인(120)로부터 취출한 EGR 가스를 EGR 쿨러(40)로 보내주며, 상기 EGR 공급라인(40b)는 배기 가스 공급기(20)와 EGR 쿨러(40)를 연결하여 EGR 쿨러(40)에서 나온 EGR 가스를 니플부(21)로 제공하여 주고, 상기 EGR 밸브(40c)는 EGR 공급라인(40b)에 설치되어 제어기(도시되지 않음)의 제어로 EGR 공급 호스 통로를 개폐하여 준다.For example, the EGR cooler 40 sends EGR gas to the exhaust gas supplier 20 coupled to the compressor outlet port 16 of the compressor 13, and connects the EGR extraction line 40a, the EGR supply line 40b, and It is connected to the EGR valve (40c). In this case, the EGR extraction line 40a connects the EGR cooler 40 and the exhaust line 120 to send the EGR gas extracted from the exhaust line 120 at the rear of the catalyst 140 to the EGR cooler 40. , the EGR supply line (40b) connects the exhaust gas supplier (20) and the EGR cooler (40) to provide EGR gas from the EGR cooler (40) to the nipple portion (21), and the EGR valve (40c) is installed in the EGR supply line (40b) and opens and closes the EGR supply hose passage under the control of a controller (not shown).
일례로 상기 인터 쿨러(50)는 배기 가스 공급기(20)에서 나온 외기와 EGR 가스의 혼합기를 유입하고, 상기 혼합기의 온도를 낮춰 엔진(100)의 흡기 매니폴드(101)로 보내준다.For example, the intercooler 50 introduces a mixture of outside air and EGR gas from the exhaust gas supplier 20, lowers the temperature of the mixture, and sends it to the intake manifold 101 of the engine 100.
도 2를 참조하면, 상기 배기 가스 공급기(20)를 구성하는 니플부(21), 스크롤 경로부(23) 및 이중 덕트부(25)에 대한 상세 구조가 예시된다.Referring to FIG. 2, the detailed structure of the nipple portion 21, scroll path portion 23, and double duct portion 25 that constitute the exhaust gas supplier 20 is illustrated.
일례로 상기 니플부(21)는 스크롤 경로부(23)의 입구쪽을 형성하도록 배기 가스 공급기(20)의 일측부위에서 중공 구조로 형성되고, EGR 가스가 들어오도록 EGR 쿨러(EGR Cooler)(40)의 EGR 공급라인(40b)와 연결된다.For example, the nipple part 21 is formed in a hollow structure on one side of the exhaust gas supplier 20 to form the inlet side of the scroll path part 23, and an EGR cooler (EGR Cooler) 40 is installed to allow EGR gas to enter. ) is connected to the EGR supply line (40b).
그리고 상기 스크롤 경로부(23)는 중공 구조로 컴프레서 출구 포트(16)의 출구부 외주를 따라 EGR 가스 통로를 형성하고, 상기 EGR 가스 통로는 대 직경의 스크롤 인렛(23a)과 소 직경의 스크롤 아울렛(23b)로 통로 직경에 차이를 둠으로써 니플부(21)를 입구쪽에서 이중 덕트부(25)를 출구쪽으로 갈수록 단면적이 점차 축소되는 환형이 중공유로를 형성해 주는 스크롤(Scroll) 형태로 이루어진다.And the scroll path portion 23 has a hollow structure and forms an EGR gas passage along the outer periphery of the outlet of the compressor outlet port 16, and the EGR gas passage includes a large diameter scroll inlet 23a and a small diameter scroll outlet. By varying the passage diameter at (23b), the annular cross-sectional area gradually decreases from the inlet side of the nipple portion 21 to the outlet side of the double duct portion 25, forming a scroll shape that forms a hollow passage.
특히 상기 스크롤 경로부(23)는 대 직경의 스크롤 인렛(23a)과 소 직경의 스크롤 아울렛(23b)이 갖는 오프셋 간격(Offset Distance)(A)을 형성함으로써 스크롤 형태를 나사식으로 만들어 주며, 이중 덕트부(25)의 EGR 가스 출구 갭(D-d)이 대/소 직경 스크롤(23a,23b)과 연통됨으로써 EGR 가스 토출구가 컴프레서 출구 포트(16)의 출구와 동일한 방향으로 형성하도록 한다. 이 경우 상기 오프셋 간격(A)은 EGR 가스가 대 직경의 스크롤 인렛(23a)에서 소 직경의 스크롤 아울렛(23b)를 통과하면서 약간의 회전력을 얻어 원활하게 스크롤 경로부(23)에서 빠져 나올 수 있도록 한다.In particular, the scroll path portion 23 forms an offset distance (A) between the large-diameter scroll inlet 23a and the small-diameter scroll outlet 23b, thereby creating a screw-type scroll shape. The EGR gas outlet gap Dd of the duct portion 25 communicates with the large/small diameter scrolls 23a and 23b so that the EGR gas outlet is formed in the same direction as the outlet of the compressor outlet port 16. In this case, the offset gap (A) is such that the EGR gas can smoothly escape from the scroll path portion 23 by obtaining a slight rotational force while passing from the large diameter scroll inlet 23a to the small diameter scroll outlet 23b. do.
또한 상기 이중 덕트부(25)는 중공 구조로 컴프레서 출구 포트(16)에서 이어져 스크롤 경로부(23)의 출구쪽을 형성하고, 흡기 라인(110)과 연결됨으로써 외기(즉, 신기)와 EGR 가스의 혼합기를 흡기 라인(110)의 인터 쿨러(Inter Cooler)(50)로 보내 준다.In addition, the double duct portion 25 has a hollow structure and continues from the compressor outlet port 16 to form the outlet side of the scroll path portion 23, and is connected to the intake line 110 to provide external air (i.e. fresh air) and EGR gas. The mixture is sent to the inter cooler (50) of the intake line (110).
일례로 상기 이중 덕트부(25)는 이중 관 구조로 컴프레서 출구 포트(16)와 동일한 방향으로 EGR 가스가 나오는 토출구를 형성하고, 상기 이중 관 구조는 서로 직경차를 갖는 외부 덕트(26)와 내부 덕트(27)로 형성된 EGR 가스 출구 갭(D-d)으로 스크롤 경로부(23)의 내부 공간에 연통됨으로써 EGR 가스가 외기(즉, 신기)와 섞여 혼합기로 형성되도록 한다. For example, the double duct part 25 has a double pipe structure and forms an outlet through which EGR gas comes out in the same direction as the compressor outlet port 16, and the double pipe structure has an external duct 26 and an internal duct having a diameter difference from each other. By communicating with the inner space of the scroll path portion 23 through the EGR gas outlet gap D-d formed by the duct 27, the EGR gas is mixed with external air (i.e. fresh air) to form a mixer.
이를 위해 상기 외부 덕트(26)는 스크롤 경로부(23)에 일체로 이루어져 컴프레서 출구 포트(16)의 출구부 외경보다 큰 직경으로 동일한 방향을 갖도록 연장되며, 상기 내부 덕트(27)는 컴프레서 출구 포트(16)의 출구부 외경과 동일한 직경으로 연장됨으로써 외부 덕트(26)의 내부 공간으로 돌출된 EGR 가스 가이드 길이(B)를 형성하여 준다. 이 경우 상기 EGR 가스 출구 갭(D-d)은 내부 덕트(27)를 통과하는 신기의 빠른 유속에 의한 동압(즉, 저압영역)이 발생되는 영역으로 작용한다.To this end, the external duct 26 is integrated with the scroll path part 23 and extends in the same direction with a diameter larger than the outer diameter of the outlet of the compressor outlet port 16, and the internal duct 27 is connected to the compressor outlet port 16. By extending to the same diameter as the outer diameter of the outlet portion of (16), an EGR gas guide length (B) is formed that protrudes into the inner space of the external duct (26). In this case, the EGR gas outlet gap (D-d) acts as an area where dynamic pressure (i.e., low pressure area) is generated due to the high flow rate of fresh air passing through the internal duct 27.
특히 상기 내부 덕트(27)는 그 끝단부로 약 45°경사의 확산 경사면(27a)을 형성하고, 상기 확산 경사면(27a)은 스크롤 경로부(23)의 대/소 직경의 스크롤 인렛/아울렛(23a,23b)을 빠져 나온 EGR 가스가 외부 덕트(26)의 내부 공간 안쪽으로 확산되도록 하여 내부 덕트(27)를 나오는 신기와 빠르게 혼합되도록 한다.In particular, the internal duct 27 forms a diffusion inclined surface 27a with an inclination of about 45° at its end, and the diffusion inclined surface 27a is formed by the large/small diameter scroll inlet/outlet 23a of the scroll path portion 23. , The EGR gas exiting 23b) is allowed to diffuse into the inner space of the external duct 26 so that it is quickly mixed with fresh air exiting the internal duct 27.
일례로 상기 EGR 가스 출구 갭(D-d)은 외부 덕트(26)의 내경(D)과 내부 덕트(27)의 외경(d)이 갖는 직경차를 약 10~20%로 하여 형성되고, 상기 EGR 가스 가이드 길이(B)는 외부 덕트(26)의 연장 길이 대비 내부 덕트(27)의 연장 길이의 차를 약 20~30%로 하여 형성하여 준다. 이 경우 상기 약 10~20%의 직경차 및 약 20~30%로 길이차는 코안다 효과를 발생시켜 주도록 설정된 값이나 코안다 효과를 보다 최적화 하도록 반복적인 실험을 통해 다르게 설정될 수 있다.For example, the EGR gas outlet gap (D-d) is formed by a diameter difference between the inner diameter (D) of the external duct 26 and the outer diameter (d) of the internal duct 27 of about 10 to 20%, and the EGR gas The guide length (B) is formed so that the difference in the extension length of the internal duct 27 compared to the extension length of the external duct 26 is approximately 20 to 30%. In this case, the diameter difference of about 10 to 20% and the length difference of about 20 to 30% may be set to generate the Coanda effect, or may be set differently through repeated experiments to further optimize the Coanda effect.
한편 도 3을 참조하면, 상기 배기 가스 공급기(20)가 구현하는 코안다 효과의 원리를 예시한다.Meanwhile, referring to FIG. 3, the principle of the Coanda effect implemented by the exhaust gas supplier 20 is illustrated.
일례로 상기 코안다 효과는 배기 가스 공급기(20)의 구조적 특징, 즉 (1) EGR 라인(즉, EGR 공급라인(40b))이 컴프레서(13)의 출구단(즉, 컴프레서 하류)와 연통하는 구성, (2) 컴프레서(13)에서 압축된 신기(즉, 외기)가 토출되는 출구단 외주로 스크롤 경로부(23)가 대직경의 스크롤 인렛(23a)과 소직경의 스크롤 아울렛(23b)로 환형의 중공유로를 형성하는 구성, (3) 상기 중공유로의 스크롤 아울렛(23b)은 컴프레서(13)의 내부에서 압축된 신기(즉, 외기)가 흐르는 유로로 합류하는 구성, (4) 상기 중공유로를 통해 배기가스(즉, EGR 가스)가 유입되는 구성, (5) 상기 중공유로가 스크롤 경로부(23)의 대직경의 스크롤 인렛(23a)에서 소직경의 스크롤 아울렛(23b)으로 갈수록 중공 사이즈가 작아지는 구성을 통해 발생된다.For example, the Coanda effect can be attributed to the structural characteristics of the exhaust gas supplier 20, that is, (1) the EGR line (i.e., EGR supply line 40b) communicates with the outlet end of the compressor 13 (i.e., downstream of the compressor). Configuration, (2) The scroll path portion 23 is formed around the outlet end where fresh air (i.e., external air) compressed from the compressor 13 is discharged, and is divided into a large diameter scroll inlet 23a and a small diameter scroll outlet 23b. A configuration that forms an annular hollow flow path, (3) a scroll outlet (23b) of the hollow flow path joins the flow path through which fresh air (i.e., external air) compressed inside the compressor 13 flows, (4) the hollow flow path A configuration in which exhaust gas (i.e., EGR gas) flows in through the flow path, (5) the hollow flow path becomes hollow as it moves from the large diameter scroll inlet (23a) of the scroll path portion 23 to the small diameter scroll outlet (23b). This occurs through a configuration that reduces the size.
그러므로 상기 배기 가스 공급기(20)를 통한 코안다 효과는, 신기(즉, 외기)가 컴프레서(13)를 통한 압축으로 과급된 후 컴프레서(13)의 출구단으로 유입된 배기가스(즉, EGR 가스)가 합류된 공기(즉, 신기와 EGR 가스의 혼합기)로 형성되어 엔진의 실린더로 공급되도록 함으로써 신기와 EGR 가스의 혼합기가 컴프레서(13)를 통한 압축으로 과급되던 기존의 혼합기 형성 방식과 차이를 갖도록 한다.Therefore, the Coanda effect through the exhaust gas supplier 20 is the exhaust gas (i.e. EGR gas) flowing into the outlet end of the compressor 13 after fresh air (i.e. outside air) is supercharged by compression through the compressor 13. ) is formed from the combined air (i.e., a mixture of fresh air and EGR gas) and supplied to the cylinder of the engine, thereby making the difference from the existing mixture formation method in which the fresh air and EGR gas mixture is supercharged by compression through the compressor (13). Let's have it.
구체적으로 상기 배기 가스 공급기(20)에서, 신기는 컴프레서(13)의 컴프레서 출구 포트(16)에서 이중 덕트부(25)의 내부 덕트(27)를 빠져나가면서 빠른 유속의 에어 제트(Air Jet)를 형성한다. 반면 EGR 가스는 니플부(21)로 들어와 EGR 가스 회전 상태로 스크롤 경로부(23)의 EGR 가스 통로를 지나가고, 대/소 직경의 스크롤 인렛/아웃렛(23a,23b)과 연통된 외부/내부 덕트(26,27)의 EGR 가스 출구 갭(D-d)을 통해 이중 덕트부(25)의 내부 공간으로 배출됨으로써 신기와 혼합기를 형성한다.Specifically, in the exhaust gas supplier 20, the new air exits the internal duct 27 of the double duct portion 25 from the compressor outlet port 16 of the compressor 13 and generates a high-flow air jet. forms. On the other hand, the EGR gas enters the nipple part 21 and passes through the EGR gas passage of the scroll path part 23 in a state of EGR gas rotation, and is connected to the external/internal duct communicating with the scroll inlet/outlet (23a, 23b) of large/small diameter. It is discharged into the inner space of the double duct part 25 through the EGR gas outlet gap (D-d) at (26, 27), thereby forming a gas and air mixture.
이러한 과정에서, 상기 에어 제트(Air Jet)의 빠른 유속은 압력 변화를 이용하는 베르누이 개념으로 EGR 가스 출구 갭(D-d)의 영역에 동압(즉, 저압영역)(Pd)을 형성하고, 이로 인해 스크롤 경로부(23)의 별도 공간(즉, Scroll)인 EGR 가스 통로는 니플부(21)를 통해 EGR 쿨러(40)의 EGR 공급라인(40b)와 연결되어 상대적으로 높은 압력을 형성함으로써 코안다 효과(Coanda Effect)로 배기 라인(120)에서 취출된 EGR 가스가 컴프레서(13)의 컴프레서 출구 포트(16)쪽으로 빨려 들어간다.In this process, the high flow rate of the air jet forms a dynamic pressure (i.e., low pressure area) (Pd) in the area of the EGR gas outlet gap (D-d) using the Bernoulli concept using pressure change, thereby forming a scroll path. The EGR gas passage, which is a separate space (i.e. scroll) of the part 23, is connected to the EGR supply line 40b of the EGR cooler 40 through the nipple part 21 to form a relatively high pressure, thereby creating the Coanda effect ( Due to the Coanda Effect, the EGR gas discharged from the exhaust line 120 is sucked into the compressor outlet port 16 of the compressor 13.
한편 도 4는 상기 배기 가스 공급기(20)를 적용하여 LP-EGR 시스템(1)이 동작되는 상태를 예시한다.Meanwhile, FIG. 4 illustrates a state in which the LP-EGR system 1 is operated by applying the exhaust gas supplier 20.
도시된 바와 같이, 상기 LP-EGR 시스템(1)의 작동은 인렛 덕트(30)를 통해 유입되어 터빈(11)과 함께 회전되는 컴프레서(13)로 과급된 공기(Air)로 전환된 후 가 컴프레서(13)의 출구인 컴프레서 출구 포트(16)를 통해 에어 제트(Air Jet) 유동과 같이 빠른 속도로 토출 된다.As shown, the operation of the LP-EGR system 1 is converted to air that is introduced through the inlet duct 30 and supercharged by the compressor 13, which rotates together with the turbine 11, and then is transferred to the compressor. It is discharged at a high speed like an air jet flow through the compressor outlet port (16), which is the outlet of (13).
그 결과 상기 배기 가스 공급기(20)는 EGR 가스 출구 갭(D-d)과 연통된 대/소 직경의 스크롤 인렛/아웃렛(23a,23b)을 형성한 스크롤 경로부(23)에서 압력 저하 영역(즉, 동압)을 발생하고, 상기 압력 저하 영역(즉, 동압)은 코안다 효과를 형성하여 준다.As a result, the exhaust gas supplier 20 has a pressure drop area (i.e. Dynamic pressure) is generated, and the pressure drop area (i.e., dynamic pressure) forms the Coanda effect.
그러면 상기 배기 가스 공급기(20)는 니플부(21)가 EGR 공급라인(40b)를 통해 EGR 쿨러(40)와 연결됨으로써 스크롤 경로부(23)의 내부 공간인 EGR 가스 통로는 압력 저하 영역(즉, 동압) 보다 상대적으로 높은 압력이 형성된다.Then, the exhaust gas supplier 20 connects the nipple part 21 to the EGR cooler 40 through the EGR supply line 40b, so that the EGR gas passage, which is the inner space of the scroll path part 23, is a pressure drop area (i.e. , a relatively higher pressure than the dynamic pressure is formed.
이로 인해 EGR 가스는 상대적으로 높은 압력은 열린 EGR 밸브(40c)의 출구부로부터 컴프레서 출구 포트(16) 쪽에서 니플부(21)를 거쳐 스크롤 경로부(23)로 유입된다.As a result, the relatively high pressure of the EGR gas flows from the outlet of the open EGR valve 40c to the scroll path part 23 from the compressor outlet port 16 via the nipple part 21.
이어 상기 스크롤 경로부(23)로 유입된 EGR 가스는 스크롤 단면적을 점차 축소시켜주는 대/소 직경의 스크롤 인렛/아웃렛(23a,23b)을 통해 EGR 가스 출구 갭(D-d)으로 빠져 나오고, 상기 EGR 가스 출구 갭(D-d)으로 빠져 나오는 EGR 가스는 이중 덕트부(25)의 내부 덕트(27)에 형성된 확산 경사면(27a)을 따라 원주방향으로 일정 속도로 유동이 분산된 후 외부 덕트(26)의 내부 공간에서 과급 공기측으로 유입된다.Then, the EGR gas flowing into the scroll path portion 23 escapes to the EGR gas outlet gap (D-d) through the large/small diameter scroll inlet/outlet (23a, 23b) that gradually reduces the scroll cross-sectional area, and the EGR gas outlet gap (D-d) The EGR gas escaping through the gas outlet gap (D-d) is distributed at a constant speed in the circumferential direction along the diffusion slope (27a) formed in the inner duct (27) of the double duct portion (25) and then flows into the outer duct (26). The supercharged air flows into the internal space.
이후 상기 EGR 가스와 과급공기는 혼합되고, 이러한 혼합기는 흡기 라인(110)의 후단 인터쿨러측으로 유입되어 냉각된 후 흡기 매니폴드(101)를 거쳐 엔진(100)의 연소실로 최종 유입된다.Afterwards, the EGR gas and the charge air are mixed, and this mixture flows into the rear intercooler side of the intake line 110, is cooled, and finally flows into the combustion chamber of the engine 100 through the intake manifold 101.
이와 같이 상기 LP-EGR 시스템(1)은 배기 가스 공급기(20)를 적용함으로써 촉매 후단 취출한 EGR 가스가 컴프레서(13)의 후단쪽으로 유입할 수 있게 됨으로써 단순히 정압 기준으로는 컴프레서 출구단 압력이 높아 EGR 가스 유입이 어려웠던 기존의 LP-EGR 시스템 한계를 코안다 효과로 해소할 수 있다.In this way, by applying the exhaust gas supplier 20, the LP-EGR system 1 allows the EGR gas taken out after the catalyst to flow into the rear end of the compressor 13, so that the pressure at the outlet end of the compressor is high based on simply static pressure. The limitations of the existing LP-EGR system, which made it difficult to introduce EGR gas, can be resolved with the Coanda effect.
전술된 바와 같이, 본 실시예에 따른 EGR 라인 압축기 하류 연결식 저압 배기가스 재순환 시스템(1)은 터보차저(10)의 터빈(11)과 연동된 컴프레서(13)의 회전에 의한 과급 공기가 에어 제트(Air Jet)로 지나가는 컴프레서(13)의 컴프레서 출구 포트(16)에 구비되고, 상기 에어 제트에 의한 코안다 효과(Coanda Effect)로 촉매(140)의 후단에서 취출한 EGR 가스(Exhaust Gas Recirculation Gas)가 EGR 쿨러(40)를 거쳐 내부 공간으로 유입하며, 상기 과급 공기와 상기 EGR 가스의 혼합기를 엔진(100)과 이어진 흡기 라인(110)의 인터 쿨러(Inter Cooler)(50)로 공급하는 배기 가스 공급기(20)가 포함됨으로써 컴프레서(13)의 입구쪽에서 컴프레서 휠을 손상시키는 응축수 유입 차단과 외기온 제한 영역 및 저속/저부하 영역 축소가 가능하면서도 휠 코팅을 적용하지 않음으로써 원가 상승이 방지될 수 있다.As described above, in the low-pressure exhaust gas recirculation system 1 connected downstream of the EGR line compressor according to the present embodiment, the supercharged air generated by the rotation of the compressor 13 linked to the turbine 11 of the turbocharger 10 is an air jet. EGR gas (Exhaust Gas Recirculation Gas) is provided at the compressor outlet port 16 of the compressor 13 passing by the air jet, and is extracted from the rear end of the catalyst 140 by the Coanda effect caused by the air jet. ) flows into the internal space through the EGR cooler 40, and supplies the mixture of the charge air and the EGR gas to the inter cooler 50 of the intake line 110 connected to the engine 100. By including the gas supplier 20, it is possible to block the inflow of condensate that damages the compressor wheel at the inlet side of the compressor 13, reduce the outdoor temperature limit area and low speed/low load area, and prevent an increase in cost by not applying wheel coating. there is.
1 : 저압 배기가스 재순환 시스템
10 : 터보차저
11 : 터빈
13 : 컴프레서
14 : 컴프레서 하우징
15 : 컴프레서 입구 포트
16 : 컴프레서 출구 포트
20 : 배기 가스 공급기
21 : 니플부(Nipple Part)
23 : 스크롤 경로부(Scroll Pathway Part)
23a : 스크롤 인렛
23b : 스크롤 아울렛
25 : 이중 덕트부(Dual Duct Part)
26 : 외부 덕트
27 : 내부 덕트
27a : 확산 경사면(Cut End)
30 : 인렛 덕트(Inlet Duct)
40 : EGR 쿨러(EGR Cooler)
40a : EGR 추출라인
40b : EGR 공급라인
40c : EGR 밸브
50 : 인터 쿨러(Inter Cooler)
100 : 엔진
101 : 흡기 매니폴드
102 : 배기 매니폴드
110 : 흡기 라인
120 : 배기 라인
130 : 에어 클리너
140 : 촉매1: Low pressure exhaust gas recirculation system
10: turbocharger 11: turbine
13: Compressor 14: Compressor housing
15: Compressor inlet port 16: Compressor outlet port
20: Exhaust gas supplier 21: Nipple Part
23: Scroll Pathway Part
23a: scroll inlet 23b: scroll outlet
25: Dual Duct Part
26: external duct 27: internal duct
27a: Diffusion Slope (Cut End) 30: Inlet Duct
40: EGR Cooler 40a: EGR extraction line
40b: EGR supply line 40c: EGR valve
50: Inter Cooler 100: Engine
101: intake manifold 102: exhaust manifold
110: intake line 120: exhaust line
130: air cleaner 140: catalyst
Claims (15)
상기 컴프레서의 컴프레서 출구 포트 쪽으로 EGR 가스(Exhaust Gas Recirculation Gas)를 보내주고, 상기 과급 공기와 상기 EGR 가스가 섞여 혼합기로 형성되는 내부 공간을 형성한 배기 가스 공급기;
가 포함되는 것을 특징으로 하는 저압 배기가스 재순환 시스템.
A turbocharger that forms air into charge air in a compressor; and
An exhaust gas supplier that sends EGR gas (Exhaust Gas Recirculation Gas) toward the compressor outlet port of the compressor and forms an internal space where the charge air and the EGR gas are mixed to form a mixture;
A low-pressure exhaust gas recirculation system comprising:
상기 스크롤 경로부는 상기 과급 공기가 토출되는 상기 컴프레서 출구 포트를 감싸는 스크롤(Scroll) 형태로 이루어지고, 상기 EGR 가스를 유입하여 상기 내부 공간으로 배출시켜 주는 것을 특징으로 하는 저압 배기가스 재순환 시스템.
The method according to claim 1, wherein the exhaust gas supplier has a scroll path part (Scroll Pathway Part),
The scroll path portion is in the form of a scroll surrounding the compressor outlet port through which the charge air is discharged, and the low-pressure exhaust gas recirculation system is characterized in that it introduces the EGR gas and discharges it into the internal space.
The low-pressure exhaust gas recirculation system according to claim 2, wherein the scroll shape has a structure with a reduced cross-sectional area along the outer circumference of the outlet portion of the compressor outlet port.
The low-pressure exhaust gas recirculation system according to claim 3, wherein the cross-sectional area reduction structure forms an annular hollow flow passage with a scroll inlet and a scroll outlet.
The low-pressure exhaust gas recirculation system of claim 4, wherein the hollow oil path introduces the EGR gas.
The low-pressure exhaust gas recirculation system according to claim 4, wherein the hollow flow passage becomes smaller in size from the scroll inlet to the scroll outlet.
The low-pressure exhaust gas recirculation system of claim 4, wherein the scroll outlet merges with an internal space through which the supercharged air flows inside the compressor.
The low-pressure exhaust gas recirculation system according to claim 2, wherein the scroll path portion is formed with a nipple portion connected to the EGR cooler at one side of the center of the compressor outlet port.
The low-pressure exhaust gas recirculation system according to claim 2, wherein the exhaust gas supplier forms the internal space as a dual duct part.
상기 외부 덕트는 상기 과급 공기가 지나는 상기 내부 덕트와 EGR 가스 출구 갭을 형성하고, 상기 EGR 가스 출구 갭에서 상기 EGR 가스를 상기 내부 공간으로 배출시켜 주는 것을 특징으로 하는 저압 배기가스 재순환 시스템.
The method according to claim 9, wherein the double duct part consists of an external duct and an internal duct extending from an end of the compressor outlet port,
The external duct forms an EGR gas outlet gap with the internal duct through which the charge air passes, and discharges the EGR gas into the internal space from the EGR gas outlet gap.
상기 직경차는 상기 EGR 가스 출구 갭을 형성하는 것을 특징으로 하는 저압 배기가스 재순환 시스템.
The method according to claim 10, wherein the inner diameter of the outer duct and the outer diameter of the inner duct form a diameter difference,
The low pressure exhaust gas recirculation system, wherein the diameter difference forms the EGR gas outlet gap.
상기 EGR 가스 가이드 길이는 상기 EGR 가스 출구 갭에서 나온 상기 EGR 가스의 흐름을 안내하고, 끝단부위에서 상기 EGR 가스를 상기 내부 공간으로 확산시켜주는 것을 특징으로 하는 저압 배기가스 재순환 시스템.
The method of claim 11, wherein the internal duct forms an EGR gas guide length shorter than the length of the external duct,
The EGR gas guide length guides the flow of the EGR gas from the EGR gas outlet gap and diffuses the EGR gas into the internal space at the end.
상기 확산 경사면은 상기 EGR 가스를 상기 내부 공간을 지나는 상기 과급 공기쪽으로 확산시켜 주는 것을 특징으로 하는 저압 배기가스 재순환 시스템.
The method according to claim 12, wherein a diffusion inclined surface is formed at an end portion of the EGR gas guide length at a predetermined angle,
The diffusion slope is a low-pressure exhaust gas recirculation system, characterized in that the EGR gas diffuses toward the charge air passing through the internal space.
상기 EGR 가스는 배기 라인에 설치된 촉매의 후단을 지나는 배기가스에서 취출되어 EGR 쿨러의 EGR 추출라인로 유입되는 것을 특징으로 하는 저압 배기가스 재순환 시스템.
The method according to claim 1, wherein the air is supplied to the compressor inlet port of the compressor through an air cleaner installed in the intake line,
The EGR gas is extracted from the exhaust gas passing behind the catalyst installed in the exhaust line and flows into the EGR extraction line of the EGR cooler.
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| KR1020220105293A KR20240027276A (en) | 2022-08-23 | 2022-08-23 | Compressor Exit Connecting EGR Line type Low Pressure Exhaust Gas Recirculation System |
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| KR20160044767A (en) | 2014-10-16 | 2016-04-26 | 현대자동차주식회사 | A lp-egr system of cng engine having a spiral gas recirculation conduit and a control method |
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