KR950012141B1 - 엔진의 촉매변환기구조 - Google Patents

엔진의 촉매변환기구조 Download PDF

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KR950012141B1
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catalytic converter
exhaust purification
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토모타카 히로다
시노부 미야우라
히사시 세라
에이이찌로 카와노
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마쯔다 가부시기가이샤
와다 요시히로
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Abstract

내용 없음.

Description

엔진의 촉매변환기구조
제1a도는 제1실시예의 평면도, b도는 동뒤쪽촉매변환기의 평면도.
제2도는 제1도의 A-A사시도.
제3도는 제1실시예의 외관사시동작도.
제4도는 제1실시예에 중간냉각기를 또 설치한 외관사시동작도.
제5도는 제2실시예의 외관사시도.
제6도는 제3실시예의 외관사시도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 차량 2 : 엔진룸
4 : 엔진 5 : 앞쪽배기매니포올드
6 : 뒤쪽배기매니포울드 7 : 앞쪽촉매변환기
8 : 뒤쪽촉매변환기 15 : 중간냉각기
18 : 기계식과급기
본 발명은, 엔진의 촉매변환기 구조에 관한 것이다.
종래부터, 엔진룸내에 있어서 가로놓기로 배설되어서 FF차, 4WD차등에 사용되도록 V기통형 엔진은, 차량의 앞쪽을 향하도록 배치되는 엔진뱅크로부터의 배기를 정화하기 위한 촉매변환기와, 차량의 뒤쪽을 향하도록 배치되는 엔진뱅크로부터 배기되는 배기를 정화하기 위한 촉매변환기를 각각 구비한 구성이 공지되어 있다(예를 들면, 일본국 실개소 63-102922호의 공보).
한편, 배기식과급기(turbo-charger)를 구비한 엔진에 대해서, 과급기에 의해 압축되는 압축공기를 냉각하기 위한 공냉식중간냉각기를 엔진위쪽에 설치된는 구성도 공지되어 있다(예를 들면, 일본국 실공평 3-46180호 공보).
또, 기계식과급비(Super-charger)를 V기통형 엔진에 설치하는 경우에는, 각 뱅크에서 끼워지는 엔진부위에 설치되므로서, 기계식과급기의 구동력을 엔진출력의 일부로서 용이하게 얻을 수 있게 되고, 또한 소형으로 구성할 수 있는 것도 당업자에게는 주지의 사실이다.
그러나, 상기와 같이 차량의 앞쪽을 향하도록 배치되는 엔진뱅크로부터의 배기를 정화하기위한 앞쪽의 촉매변환기(이하, 앞쪽촉매변환기)와, 차량의 뒤쪽을 향하도록 배치되는 엔진뱅크로부터의 배기를 정화하는 뒤쪽의 촉매변환기(이하, 뒤쪽촉매변환기)를 각각 구비하는 경우에는 이하의 문제점이 있다. 즉, 차량의 주행이나 라디에이터홴에 의해 발생하는 냉각풍은 앞쪽촉매변환기에 대해서만 적극적으로 접하게되나, 뒤쪽촉매변환기에는 V형 엔진자체에 의해 냉각풍이 차단되는 결과, 냉각풍이 뒤쪽촉매변환기에 대해서 충분히 접하지 못하게 되고, 뒤쪽촉매변환기의 온도이상 상승에 따르는 열열화를 초래하는 한편, 엔진뒤쪽에 열이 가득차는 문제점이 있다.
또, 전후촉매변환기에 대한 주행풍의 부딪침상태는 앞쪽촉매변환기쪽이 뒤쪽촉매변환기에 비해서 커지므로, 상호의 온도상승에 차이가 발생하여 버려, 정화작용에 차이가 발생하는 문제점이 있다.
한편, 배기식과급기 또는 기계식과급기를 V기통형 엔진에 대해서 설치 엔진 위쪽에 설치하는 경우에 있어서는, 상기의 냉각을 위하여 사용되는 공기는 엔진 앞쪽으로부터 엔진룸내에 도입된 후에 차량의 외부에 신속하게 배출하도록 하고 있으며, 상기의 냉각후의 도입공기를 유효하게 이용하고 있지 않다.
따라서, 본 발명은 상기의 문제점에 비추어서 이루어진 것이며, 그 목적으로하는 바는, 냉각풍이 전후의 각 촉매변환기에 대해서 충분히 부딪히도록해서 , 뒤쪽촉매변환기의 온도이상 상승을 방지하여 열열화를 초래하는 동시에, 엔진뒤쪽에 열이 가득차지 않도록 하는데 있다.
또, 과급기를 구비한 V기통형 엔진에 공냉식중간냉각기를 엔진위쪽에 설치하는 경우에 있어서, 공냉식중간냉각기의 냉각용의 외부도입공기를 유효하게 이용해서, 뒤쪽촉매변환기의 온도이상 상승을 방지하는데 있다.
상기 설명의 과제를 해결하고, 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 이하의 구성을 구비한다. 즉, 엔진룸내에 있어서 가로놓기로 배설된 엔진에 대해서, 차량의 앞쪽을 향하도록 배기되는 배기정화용의 앞쪽촉매변환기와, 차량의 뒤쪽을 향하도록 배기되는 배기정화용의 뒤쪽촉매변환기를 구비해서 이루어진 엔진의 촉매변환기 구조이며,차량가로 폭방향을 따르는 상기 엔진의 중심위치로부터 오프셋시켜서 상기 뒤쪽촉매변환기를 배설해서 이루어지고, 뒤쪽촉매변환기를 상기 촉매변환기와 마찬가지로 냉각할 수 있도록 작용한다.
또, 바람직하게는, 엔진룸내에 있어서 가로놓기로 배설된 엔진에 대해서, 차량의 앞쪽을 향하도록 배기되는 배기정화용의 앞쪽촉매변환기와 차량의 뒤쪽을 향하도록 배기되는 배기정화용의 앞쪽촉매변환기를 구비한 엔진의 촉매변화기 구조이며, 차량전후 방향을 건축하는 타원/장원형상으로 상기 뒤쪽촉매변환기를 형성해서 이루어지고, 뒤쪽촉매변환기의 방열용의 표면적을 크게해서 방열할 수 있도록 작용한다.
또, 바람직하게는, 엔진룸내에 있어서 가로놓기로 배설된 엔진에 대해서, 차량의 앞쪽을 향하도록 배기되는 배기정화용의 앞쪽촉매변환기와, 차량의 뒤쪽을 향하도록 배기되는 배기정화용의 뒤쪽촉매변환기를 구비해서 이루어진 엔진의 촉매변환기 구조이며, 차량가로폭방향을 따르는 상기 엔진의 중심위치로부터 오프셋시켜서 상기 뒤쪽촉매변환기를 배설하고, 또한 차량전후 방향을 긴축으로 하는 타원/장원형상으로 상기 뒤쪽촉매변환기를 형성해서 이루어지고, 뒤쪽촉매변환기를 상기 촉매변환기와 마찬가지로 냉각할 수 있도록하고, 또한, 뒤쪽촉매변환기의 방열용의 표면적을 크게해서 방열할 수 있도록 작용한다.
또, 바람직하게는, 엔진룸내에 있어서 가로놓기로 배설된 엔진에 대해서, 차량의 앞쪽을 향하도록 배기되는 배기정화용의 앞쪽촉매변환기와, 차량의 뒤쪽을 향하도록 배기되는 배기정화용의 뒤쪽촉매변환기와, 엔진위쪽에 또 중간냉각기를 구비한 엔진의 촉매변환기 구조이며, 상기 중간냉각기의 통과풍이 상기뒤쪽촉매변환기를 향하도록 차량의 상하방향을 따르는 축선과, 차량의 폭방향을 따르는 축선에 방향에 대해서 상기 중간냉각기를 소정각도 각각 경사지게 배설해서 이루어지고, 통과풍을 기관실로 연속하는 터널부에 대해서 신속히 배출하도록 작용한다.
또, 바람직하게는, 차량가로폭방향을 따른는 상기 엔진의 중심위치로부터 오프셋시켜서 상기 뒤쪽촉매변환기를 배설하고, 또한 차량전후 방향을 긴축으로 하는 타원/장원형상으로 상기 뒤쪽촉매변환기를 형성해서 이루어지고, 이 뒤쪽촉매변환기의 대략 평면형상의 면부분에 대해서 상기 통과풍이 부딪히도록 해서, 통과풍에 의해 뒤쪽촉매변환기의 냉각을 하도록 작용한다.
또, 바람직하게는, 엔진룸내에 있어서 가로놓기로 배설된 엔진에 대해서, 차량의 앞쪽을 향하도록 배기되는 배기정화용의 앞쪽촉매변환기와, 차량의 뒤쪽을 향하도록 배기되는 배기정화용의 뒤쪽촉매변환기와, 엔진위쪽에 또 중간냉각기를 구비한 엔진의 촉매변환기 구조이며, 상기 중간냉각기의 통과풍이 상기뒤쪽촉매변환기를 향하도록 차량의 상하방향을 따르는 축선과, 차량의 폭방향을 따르는 축선에 방향에 대해서 상기 중간냉각기를 소정각도 각각 경사지게 배설하고, 차량가로폭방향을 따르는 상기 엔진의 중심위치로부터 오프셋시켜서 상기 뒤쪽촉매변환기를 배설하고, 또한 차량전후 방향을 긴축으로 하는 타원/장원형상으로 상기 뒤쪽촉매변환기를 형성하고, 그 뒤쪽촉매변환기의 대략 평면형상의 면부분에 대해서 통과풍이 부딪히도록 구성하고 있다.
이하, 첨부의 도면을 참조해서 본출원 발명의 호적한 각 실시예를 설명한다. 제1a도는 제1실시예에 관한 차량의 엔진룸의 평면도이며, 6기통의 V형 엔진(4)을 설치한 경우에 있어서의 개략구성도이다. 본 도면에 있어서, 차량(1)의 앞쪽에는 엔진룸(2)이 형성되어 있으며, 엔진룸격벽(13)에 의해 차량실내와의 격리상태를 확보하고 있다.
이 엔진룸(2)내에는 도면중의 2점쇄선으로 표시한 6기통의 V형 엔진(4)이, 엔진의 크랭크축의 긴쪽방향이 차량의 폭방향을 따르는 소위, 가로놓기 상태로 설치되어있다. 이 V형 엔진(4)은, 도시한 바와 같이 앞뱅크(4a)와 뒤뱅크(4b)를 개재해서 설치하고 있으며, 각 뱅크에 3기통분을 설치한 6기통엔진이며, 앞뱅크(4a)에는 앞쪽으로부터의 배기를 행하는 앞쪽배기매니포울드가 고정되는 한편, 뒤뱅크(4b)에는 뒤쪽으로부터의 배기를 행하는 뒤쪽배기매니포울드(6)가 고정되어 있으며, 각 배기통로(5a),(6a)를 개재해서 하류의 촉매변환기에 대한 뱅크단위에서의 배기가 할 수 있도록 하고 있다.
즉, 앞배기매니포울드(5)에는 앞쪽촉매변환기(7)가 배관접속되는 한편, 뒤쪽촉매매니포울드(6)에는 뒤쪽촉매변환기(8)가 배관접속되어 있으며, 배기직후의 촉매정화를 가능하게 하고 있다. 이들의 각 촉매변환기의 더욱 하류에는, 용량이 큰 주 촉매장치(12)가 상기 에진의 아래쪽에 위치하도록 해서 설치되어 있으며, 뒤쪽촉매변환기(8)의 아래쪽으로부터 연결된 제2배기관(10)과, 앞쪽촉매변환기(7)의 아래쪽으로부터 연결된 제1배기관(9)을 합유하고 나서 주촉매장치(12)에 연결하고 있다. 이 주촉매장치(12)의 더욱 하류에는 제3배기관(11)이 접속되어 있으며, 차량의 뒤쪽배기를 하도록 구성되어 있다.
한편, 이상과 같이 배설된 앞쪽촉매변환기(7)는 엔진(4)의 중심선 CL이며, 엔진룸(2)의 차폭방향을 따르는 중심으로부터 우측방향(앞쪽으로부터 보아서)으로 거리 D1분이 오프셋하도록 설치되어 있다.또, 뒤쪽촉매변환기(8)는 엔진(4)의 중심선 CL로부터 우측방향(앞쪽으로부터 보아서)으로 거리 D2분이 오프셋하도록 설치되어 있으며, 각 촉매변환기를 도시한 바와 같이 원형과, 타원 또는 장원형으로 형성하고 있다.
즉, 제1b도에 표시한 바와 같이 뒤쪽촉매변환기는 엔진의 중심선 CL에 대해서 긴축이 대략 평행으로 되도록한 장원형으로 형성되어 있으며, 측면부(8a)와 원호부(8b)를 대칭위치에 각각 형성하고 있다.
다음에, 제2도는 제1도의 A-A사시도이며, 제1도에 제2도를 또 참조해서 이상 설명의 엔진(4)의 우측안쪽이며 엔진(4)의 뒤뱅크(4b)의 근처에는 배기식과급기 또는 기계식과급기에 의한 압축공기를 냉각하기 위하여 중간냉각기(15)가 소정각도분을 경사지게 해서 설치되어 있다. 즉, 이 중간냉각기(15)는 제1도에 있어서, 차량의 가로방향을 따르는 축선 L1 에 대해서 냉각면이 각도 B2(약 15 내지 20도)분 경사지는 한쪽에서, 제2도에 도시한 바와 같이 차량의 수직면을 따르는 축선 L2에 대해서 냉각면이 각도 B1(약 30 내지 45도)분 경시지고 엔진룸내에 있어서 고정되어 있다. 그래서, 이상과 같이 배설되는 중간냉각기(15)는 통상의 형식보다도 두께치수를 크게 설정하므로서 필요한 용량을 학보할 수 있도록 하는 동시에, 한정된 공간내에 수용할 수 있는 것이다.
이상 설명한 구성에 있어서, 차량이 주행시, 또는 라디에이터홴의 동작시동에 있어서는, 전후 촉매변환기(7), (8)를 냉각하기 위한 냉각풍이 F1과 같이 차량앞쪽으로부터 엔진룸(2)내에 보내져서 앞쪽촉매변환기(7)를 냉각한다. 또, 냉각풍 F1의 일부는 엔진(4)의 측면을 따르도록해서 상기 설명과 같이 오프셋해서 설치되어 있는 뒤쪽촉매변환기(8)의 측면부(8a)를 따르도록 흐른다. 그후에, 엔진룸격벽(13)에 연속하는 엔진룸터널부로 흐른다.
제3도 제1도의 6기통의 V형엔진(4)을 설치한 경우에 있어서의 외관사시도이며, 상기설명의 냉각풍의 흐름을 입체적으로 나타낸 동작도이다. 본 도면에 있어서, 이미 설명을 끝낸 구성부에 대해서는 동일부호를 붙이고 설명을 할애해서 설명하면, 엔진(4)의 밑면에는 2점쇄선으로 도시한 바와 같이 상기 설명의 제1배기관(9)과 제2배기관(10)의 합류부(10e)에 간섭하지 않는 형상으로 된 오일팬(4e)이 고정되어 있다. 또, 엔진룸격벽(13)의 아래쪽에는 제3배기관(11)을, 제3배기관(11)과의 사이에 틈새를 형성해서 차량뒤쪽까지 안내하는 엔진룸터널부(14)가 형성되어 있다. 이상의 구성에 있어서, 차량이 주행 또는 라디에이터휀이 동작하면 냉각풍 F1이 앞쪽촉매변환기(7)에 작용하는 한편, 냉각풍 F2는 뒤쪽촉매의 변환기(8)의 측면부를 냉각하고 나서 엔진룸터널부(14)에 냉각풍 F45로서 흐른다. 또, 차량앞쪽의 아래쪽으로부터 엔진룸내에 들어간 냉각풍 F6은 엔진의 오일팬과 주촉매장치(12)의 냉각을 행한다.
다음에, 제4도는 제1도의 6기통의 V형 엔진(4)에 또 중간냉각기(15)를 설치한 경우에 있어서의 외관사시도이며, 상기 설명의 냉각풍의 흐름을 입체적으로 나타낸 동작도이다. 본 도면에 있어서, 이미 설명을 끝낸 구성부에 대해서는 동일부호를 붙이고 설명을 할애해서 설명하면, 엔진룸위의 보닛위에는 외기 F4를 도입하는 공기취입구(16)가 형성되어 있다. 또, 엔진(4)에 의해서 사이에 끼워지는 좁은부분(4d)위에는 기계식과급기인 과급기(18)가 설치되어 있으며, 압축공기를 발생가능하게 하고 있고,이 압촉공기를 중간냉각기(15)에 보내주어, 냉각하도록 하고 있다.
이상의 구성에 있어서, 공기도입구(16)로부터 도입된 냉각공기 F7을 중간냉각기(15)의 냉각흰에 대해서 냉각풍 F8에 의해 냉각후에, 냉각흰을 통과한 냉각풍 F9이며, 냉각후에 약간의 온도상승한 냉각풍 F9가, 뒤쪽촉매변환기(8)의 측면부에 부딪힌다. 그 결과, 뒤쪽촉매변환기(8)를 효율좋게 냉각할 수 있다. 그후에, 냉각풍 F10은 엔진룸터널부(14)에 흐른다. 이상과 같이해서, 중간냉각기(15)를 설치하였을 경우에는, 뒤쪽촉매변환기(8)를 주행풍에 의해 적극적으로 냉각시킬 수 있다.
다음에, 제5도는 제2실시예에 관한 차량의 엔진룸의 외관사시도이며, 6기통의 V형 엔진(4)을 설치하였을 경우에 있어서의 개략 구성도이다. 본 도면에 있어서, 이미 설명을 끝낸 구성부에 대해서는 동일부호를 붙이고 설명을 할애해서 설명하면, 차량(2)앞쪽의 엔진룸(2)내에는 2점쇄선으로 도시한 엔진(4)을 정면좌측에 오프셋해서 배설되어 있다. 그리고 이 엔진(4)의 중심선 CL로부터 정면좌측에 거리 E1을 오프셋해서 앞쪽촉매변환기(7)가, 또 거리 E1보다 작은거리 E2를 오프셋해서 뒤쪽촉매변환기(8)가 배설되어 있다. 이상의 구성에 잇어서도, 전후 촉매변환기는 마찬가지로 냉각된다.
최후에, 제6도는 전후촉매변환기에 관계없이 중간냉각기에 작용하는 주행풍의 흐름을 표시한 제3실시예에 관한 외부사이도이며, 본 도면에 있어서 상기 설명한 냉각풍 F7이 엔진룸터널부(14)에 흐르는 상태를 표시하고 있다. 도시한 바와 같이, 중간냉각기(15)를 상기 설명과 같이 경사지게 설치하므로서, 중간냉각기를 통과한 냉각풍 F9는 엔진룸터널부(14)를 개재해서 차량뒤쪽으로 흐르게 할 수 있다.
또한, 상기 설명은 V형 6기통 엔진으로 한정하였으나, V8, V10 기통수가 많아질수록, 효과가 현저하다.
또, 기계식과급기에 한정되지 않고 배기식과급기라도 된다. 그리고, 본출원발명은, 상기 실시예의 구성에 한정되는 것은 아니고, 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에 있어서 적당히 설정변경 가능한 것은 물론이다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하며, 냉각풍이 전후의 각촉매변환기에 대해서 충분히 부딪힐 수 있게해서, 뒤쪽촉매변환기의 온도이상 상승을 방지해서 열열화를 초래하는 동시에, 엔진뒤쪽에 열이 가득차지 않도록 할 수 있다.

Claims (6)

  1. 엔진룸내에 있어서 가로놓기로 배설된 엔진에 대해서, 차량의 앞쪽을 향하도록 배기되는 배기정화용의 앞쪽촉매변환기와, 차량의 뒤쪽을 향하도록 배기되는 배기정화용의 뒤쪽촉매변환기를 구비해서 이루어진 엔진의 촉매변환기 구조이며,차량가로폭방향을 따르는 상기 엔진의 중심위치로부터 오프셋시켜서 상기 뒤쪽촉매변환기를 배설하는 것을 특징으로 하는 엔진의 촉매변환기구조.
  2. 엔진룸내에 있어서 가로놓기로 배설된 엔진에 대해서, 차량의 앞쪽을 향하도록 배기되는 배기정화용의 앞쪽촉매변환기와, 차량의 뒤쪽을 향하도록 배기되는 배기정화용의 뒤쪽촉매변환기를 구비한 엔진의 촉매변환기 구조이며, 차량전후 방향을 긴축으로 하는 타원/장원형상으로 상기 뒤쪽촉매변환기를 형성에서 이루어진 것을 특징으로하는 엔진의 촉매변환기구조.
  3. 엔진룸내에 있어서 가로놓기로 배설된 엔진에 대해서, 차량의 앞쪽을 향하도록 배기되는 배기정화용의 앞쪽촉매변환기와, 차량의 뒤쪽을 향하도록 배기되는 배기정화용의 뒤쪽촉매변환기를 구비해서 이루어진 엔진의 촉매변환기 구조이며, 차량가로폭방향을 따르는 상기 엔진의 중심위치로부터 오프셋시켜서 상기 뒤쪽촉매변환기를 배설하고, 또한 차량전후 방향을 긴축으로 하는 타원/장원형상으로 상기 뒤쪽촉매변환기를 형성에서 이루어진 것을 특징으로하는 엔진의 촉매변환기구조.
  4. 엔진룸내에 있어서 가로놓기로 배설된 엔진에 대해서, 차량의 앞쪽을 향하도록 배기되는 배기정화용의 앞쪽촉매변환기와, 차량의 뒤쪽을 향하도록 배기되는 배기정화용의 뒤쪽촉매변환기와, 엔진위쪽에 또 중간냉각기를 구비한 엔진의 촉매변환기 구조이며, 상기 중간냉각기의 통과풍이 상기 뒤쪽촉매변환기를 향하도록 차량의 상하방향을 따르는 축선과 차량의 폭방향을 따르는 축선과 차량의 폭방향을 따르는 축선에 방향에 대해서 상기 중간냉각기를 소정각도 각각 경사지게 배설하는 것을 특징으로 하는 엔진의 촉매구조.
  5. 제4항에 있어서, 차량의 가로폭방향을 따르는 상기 엔진의 중심위치로부터 오프셋시켜서 상기 뒤쪽촉매변환기를 배설하고 또한, 차량전후 방향을 긴축으로 하는 타원/장원형상으로 상기 뒤쪽촉매변환기를 형성에서 이루어지고, 이 뒤쪽촉매변환기의 대략 평면형상의 면부분에 대해서 상기 통과풍이 부딪히도록 한 것을 특징으로 하는 엔진의 촉매변환기구조.
  6. 엔진룸내에 있어서 가로놓기로 배설된 엔진에 대해서, 차량의 앞쪽을 향하도록 배기되는 배기정화용의 앞쪽촉매변환기와, 차량의 뒤쪽을 향하도록 배기되는 배기정화용의 뒤쪽촉매변환기와, 엔진위쪽에 또 중간냉각기를 구비한 엔진의 촉매변환기구조이며, 상기 중간냉각기의 통과풍이 상기 뒤쪽촉매변환기를 향하도록 차량의 상하방향을 따르는 축선과 차량의 폭방향을 따르는 축선과 차량의 폭방향을 따르는 축선에 방향에 대해서 상기 중간냉각기를 소정각도 각각 경사지게 배설하고, 차량가로폭방향을 따르는 상기 엔진의 중심위치로부터 오프셋시켜서 상기 뒤쪽촉매변환기를 배설하고, 또한 차량전후 방향을 긴축으로 하는 타원/장원형상으로 상기 뒤쪽촉매변환기를 형성하고, 이 뒤쪽촉매변환기의 대략 평면형상의 면부분에 대해서 상기 통과풍이 부딪히도록 구성한 것을 특징으로 하는 엔진의 촉매변환기구조.
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