KR19980048214A

KR19980048214A - 터보차저 엔진의 배기가스 재순환장치

Info

Publication number: KR19980048214A
Application number: KR1019960066767A
Authority: KR
Inventors: 박신열
Original assignee: 박병재; 현대자동차 주식회사
Priority date: 1996-12-17
Filing date: 1996-12-17
Publication date: 1998-09-15

Abstract

본 발명은 배기가스 저감장치 중에서 특히, 질소산화물을 저감시키기 위해 배기가스의 일부를 재순환시키는 배기가스 재순환장치에 관한 것으로서, 특히 터보차저 엔진에 적용되는 배기가스 재순환장치에 관한 것이며, 배기관(1)과 컴프레서(3) 앞쪽의 흡기관(4a)과의 사이에 재순환통로(8)를 연결하므로서, 그 재순환통로에 설치된 EGR 밸브(9)가 전자제어유닛에 의한 개방시, 컴프레서 전측의 흡기관의 압력이 항상 재순환되는 배기압보다 작아지는 것을 이용하여, 배기가스의 재순환이 엔진의 구동과 동시에 항상 실현 가능하도록 한다. 따라서, 흡기와 함께 혼합된 배기가스는 연소실로 공급되어 엔진의 연소 온도를 낮추고, 배기가스의 유해 성분을 저감시킨다.

Description

터보차저 엔진의 배기가스 재순환장치

본 발명은 터보차저 엔진의 배기가스 재순환(Exhaust Gas Recirculation ; EGR) 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 배기가스 저감장치 중에서 특히, 질소산화물(NO_x)을 저감시키기 위해 배기가스의 일부를 재순환시키는 전자제어 방식의 EGR장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 배기계에 있어서, 연소실에서 배출되는 배기 가스는 인체에 무해한 수증기(H₂O), 질소(N₂), 탄산가스(CO₂) 등도 있으나, 일산화탄소(CO), 탄화수소(HC), 질소 산화물(NO_x) 등의 유동성 물질도 포함되어 있다.

상기한 배기가스중에서 유독성 물질인 NO_x를 줄이기 위한 것으로, 종래에는 흡기관로 배기가스의 일부를 재순환시켜 연소시의 온도를 낮추어주는 EGR장치가 공지되어 있다.

EGR장치가 설치된 것으로, 종래 공지된 터보차저 엔진의 구성이 도 1에 상세하게 도시되어 있다.

터보차저 엔진은 많은 양의 공기가 실린더로 흡입 즉, 과급(過給)토록 하여 엔진의 출력이 향상되도록 한 것으로서, 배기관(1)릍 통하여 대기중으로 버려지는 배기가스의 압력을 이용하여 터빈(2)을 회전시키고, 그 터빈(1)과 동일 축선상에 연결된 컴프레서(3)가 흡기관(4)를 통하여 유입되는 공기를 과급시켜, 연소실(5)로 강제 공급토록 한다.

한편, 배기관(1)과 흡기관(4)의 사이에는 배기가스의 일부를 재순환시키기 위한 EGR장치가 설치된다.

EGR장치는 배기관(1)과 흡기관(4)의 사이에 연결되는 재순환통로(6)와, 전자제어유닛(ECU)에 의해 제어되므로서 재순환통로(6)를 개폐하는 EGR 밸브(7)로 구성된다.

터보차저 엔진에 있어서 EGR장치는, 엔진의 연소실(5)로 부터 배출된 배기가스 중의 일부(혼합기의 약 15%정도 까지)를 배기관(1)에서 끌어내, ECU에 의해 제어되는 EGR 밸브(7)의 개방시, 흡기계의 부압을 이용하여 흡기관(4)으로 보내, 연료 및 공기의 혼합기와 혼합시켜 연소실(5)로 재순환되도록 한다.

연소실(5)로 재순환된 배기가스는 새 혼합기의 충진율을 낮추고, 동력행정시의 연소온도를 낮추어, NO_x의 양을 줄이게 된다.

상술한 터보차저 엔진의 EGR장치에 있어서, 배기가스의 재순환통로는 연소실의 전측 즉, 컴프레서의 후방의 흡기관으로 연결되어, 흡기 매니폴드를 통해 연소실로 유입되는 공기와 함께 혼합되도록 하고 있다.

그러나, 종래의 재순환 배기가스는 배기관으로부터 공급되는 배기압의 흡기관의 흡기압보다 높을 때에만 작동되므로, 컴프레서에 의해 압축된 공기의 압력이 과도할 경우, 배기가스의 재순환이 어렵게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해소하기 위한 목적에서 제안된 것으로서, 배기가스의 재순환이 흡기관 특히, 흡기 매니폴드의 흡기관에 관계 없이 상시 작동되도록 하고, 그에 따라 배기가스의 감쇄 성능이 향상될 수 있도록 한다.

도 1은 일반적인 터보차저 엔진의 배기가스 재순환장치를 도시한 구성도.

도 2는 본 발명에 의한 터보차저 엔진의 배기가스 재순환장치를 도시한 구성도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1 : 배기관3 : 컴프레서

4a : 흡기관5 : 연소실

8 : 재순환통로9 : EGR 밸브

10 : 필터

상술한 목적을 실현하기 위한 수단으로서, 본 발명의 터보차저 엔진의 배기가스 EGR장치는 배기가스의 재순환이 엔진의 작동과 동시에 상시 가능하도록 하기 위해, 배기가스의 재순환통로가 터보차저의 컴프레서 전측의 흡기관에 연결되도록 한 기술적 구성으로 이루어진다.

또한, 흡기관과 연결된 배기가스의 재순환통로의 출구에는 배기가스에 함유된 이물질을 제거하기 위한 필터가 설치된다.

이러한 본 발명의 구성에 따라, EGR장치는 컴프레서 전측의 흡기관의 압력이 항상 저압으로 형성되는 것을 이용하여, ECU에 의한 EGR 밸브의 개방시, 엔진의 구동과 동시에 상시 배기가스의 일부를 재순환시킬 수 있다.

이하, 본 발명을 실현하기 위한 바람직한 실시예를 첨부 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명한다.

[실시예]

도 2는 본 실시예에 관련된 터보차저 엔진의 EGR장치를 보인 전체 구성도이다.

본 실시예를 설명함에 있어, 종래 기술에서 인용된 도면과 동일한 본 실시예의 구성에 대해서는 동일한 부호를 사용하고 있으며, 설명의 명료성을 위해 다시 설명하지 않는다.

도면에서의 설명 부호 (1)은 배기관, (2)는 배기관에 설치된 터빈, (3)은 흡기관에 설치된 컴프레서, (4a)는 흡기관, (5)는 연소실을 지칭한다.

터보차저 엔진은 많은 양의 공기가 연소실(5)로 흡입 즉, 과급(過給)토록 하기 위해, 배기관(1)를 통하여 대기중으로 버려지는 배기가스의 압력을 이용하여 터빈(2)을 회전시키고, 그 터빈(1)과 동일 축선상에 연결된 컴프레서(3)가 흡기관(4a)를 통하여 유입되는 공기를 과급시켜, 연소실(5)로 강제 공급토록 하고 있다.

이와 같은 구성들을 포함하는 본 실시예의 터보차저 엔진의 EGR장치는 배기관(1)과 컴프레서(3) 앞쪽의 흡기관(4a)과의 사이에 재순환통로(8)를 연결하므로서, 컴프레서(3) 전측의 흡기관(4a)의 압력이 재순환통로(8)에 의해 재순환되는 배기압보다 항상 저압으로 형성되는 것을 이용하여, 재순환통로(8)상에 설치된 EGR 밸브(9)가 ECU에 의해 개방될 때, 항상 배기가스의 재순환이 가능하도록 한다.

한편, 본 실시예의 EGR장치는 흡기관(4a)과 연결된 배기가스의 재순환통로(8)의 출구에, 배기가스에 함유된 이물질이 컴프레서(3)에 유입되어, 그 컴프레서(3)를 오염시키는 문제점을 미연에 방지하기 위해, 필러(10)를 설치한 구성으로 이루어진다.

이상에서 설명된 본 실시예의 구성에 의거하여, 엔진의 구동시 흡기관(4a)의 컴프레서(3)의 전측에는 터보차저의 작동에 의해 저압이 형성된다. 따라서, ECU에 의해 EGR 밸브(9)가 개방되면, 재순환되는 배기가스는 흡기관(4a)의 부압에 의해 아무런 저항이 없는 재순환되고, 흡기관(4a) 및 컴프레서(3)를 거쳐 연료 및 공기의 혼합기와 함께 연소실(5)로 공급된다.

연소실(5)로 재순환된 배기가스는 새 혼합기의 충진율을 낮추고, 동력행정시의 연소 온도를 낮추어, NO_x의 발생량을 감소시킨다.

이상에서 설명된 실시예를 통하여, 본 발명에 의한 터보차저 엔진의 배기 가스 재순환장치는 종래 기술의 문제점을 실질적으로 해소하게 됨을 알 수 있다.

즉, 본 발명에 의하면 흡기관의 부압이 항상 재순환되는 배기압보다 작게 형성되어, 엔진의 구동과 동시에 배기가스의 재순환이 언제나 가능하게 되는 효과를 얻을 수 있다.

따라서, 흡기와 함께 혼합된 배기가스는 연소실로 공급되어 엔진의 연소 온도를 낮추고, 배기가스의 유해 성분을 저감시키며, 대기 오염도를 낮출 수 있다.

한편, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허 청구의 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.

Claims

배기관을 통해 배출되는 배기가스의 압력을 이용하여 터빈을 회전시키고, 그 터빈과 연동되는 컴프레서가 흡기관을 통해 유입되는 공기를 과급시켜, 연소실로 강제 공급토록 하는 터보차저 엔진에 있어서,

상기 배기관과 컴프레서 앞쪽의 흡기관과의 사이에 연결된 재순환통로와, 그 재순환통로에 설치되어 전자제어유닛에 의해 개폐 동작이 제어되는 EGR 밸브를 포함하고 ; 컴프레서 전측의 흡기관의 압력이 항상 저압으로 형성되는 것을 이용하여, EGR 밸브의 개방시 엔진의 구동과 동시에 항상 배기가스의 재순환이 가능하도록 구성된 것을 특징으로 하는 터보차저 엔진의 배기가스 재순환장치.
제1항에 있어서, 상기 흡기관과 연결된 배기가스의 재순환통로의 출구에는 필터가 설치된 것을 특징으로 하는 터보차저 엔진의 배기가스 재순환장치.