KR100311780B1

KR100311780B1 - 대형천연가스엔진의배기제어장치

Info

Publication number: KR100311780B1
Application number: KR1019970082550A
Authority: KR
Inventors: 김경영
Original assignee: 이계안; 현대자동차주식회사
Priority date: 1997-12-31
Filing date: 1997-12-31
Publication date: 2001-12-17
Also published as: KR19990062239A

Abstract

본 발명은 CNG 가스차량에 관한 것으로서, 특히, 배기관(70)에 설치되어 제어부(60)의 제어를 받아 동작하는 액츄에이터(65)와; 상기 액츄에이터(65)의 동작을 받아서 배기관(70)으로 배출되는 배기를 제어하는 배기제어밸브(75)와; 상기 배기제어밸브(75)의 회전으로 역류된 배기가스에 의하여 흡기관(50)의 온도증가를 감지하도록 흡기관(50)의 외측면에 설치된 온도센서(57)와; 상기 온도센서(57)의 온도를 제어부(60)에서 감지하여 믹서(45)로 공급 되는 가스를 차단하도록 공급라인(12)에 설치된 가스차단밸브(40)로 구성된 대형천연가스엔진의 배기제어장치인 바, 흡기관에 장착된 온도센서가 온도의 증가를 감지하여 흡기관의 믹서로 공급되는 가스를 차단하므로 엔진출력을 증강시키고 엔진의 내구성을 향상시키도록 하는 매우 유용하고 효과적인 발명이다.

Description

대형천연가스엔진의 배기제어장치

본 발명은 대형천연가스(CNG)차량의 엔진에 관한 것으로, 특히, 배기괸을 통하여 배출되는 배기를 제어부에서 제어하고, 액츄에이터에 의하여 동작되는 배기제어밸브로 배기관내의 배기제어밸브를 동작하여 배기를 역류시킬 때 흡기관에 장착된 온도센서가 온도의 증가를 감지하여 흡기관의 믹서로 공급되는 가스를 차단하므로 엔진출력을 증강시키고 엔진의 내구성을 향상시키도록 하는 대형천연가스엔진의 배기제어장치에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차는 엔진에서 사용되는 화석연료의 종류에 따라 자동차의 종류를 분류할 수 있으며, 이 화석연료중에서 가솔린을 사용하게 되면 가솔린차량으로 분류되고, 화석연료중에 경유를 사용하면 디젤차량으로 분류 되어지며, 최근에 많이 사용되는 추세에 있는 액화 프로판 가스(LPG)를 사용하게 되면 엘피지 차량으로, CNG연료를 사용하는 경우에는 CNG차량 등으로 구분 되어진다.

자동차를 개발한 초기에는 가솔린을 이용한 자동차가 주류를 이루었으나 가솔린의 고가성과 한정성으로 인하여 점차적으로 엔진 기술을 발전시켜 경유를 사용한 디젤차량이 개발되었고, 그 후에는 가스연료인 액화 프로판 가스(LPG)를 이용하여 엔진을 작동시키는 가스차량과 주로 대형차량에서 최근에 시험적으로 이용하는 CNG차량등을 개발하는 단계로 기술발전이 이루어지고 있다.

이러한 가스차량은 가스인 연료를 높은 압력으로 가스탱크에 저장하고, 이 저장된 가스가 폭발되는 것을 방지하기 위하여 가스탱크를 매우 높은 압력에서도 견딜 수 있는 두꺼운 강철패널을 사용하여 제작하고, 만약의 자동차 충돌사고에서도 가스탱크가 폭발하는 것을 방지하도록 하였고, 가스의 폭발성을 고려하여 자동차에 각종의 첵크밸브 및 차단밸브등을 설치하여 가스 이동을 조심하여 수행하도록 하였다.

한편, CNG차량의 경우에는 가스저장탱크에서 공급되는 가스를 혼합기의 믹서에 공급하여 엔진의 실린더에 공급하여 폭발시켜 동력을 발생시키고, 이때 발생하는 배기가스를 배기관을 통하여 배출시키면서 터어보차아저로 엔진의 실린더에 재차 공급하여 배기가스를 활용하는 방식이 이용되었다.

그런데, 상기한 바와 같이, CNG 차량엔진의 출력을 높이기 위하여 엔진의 배기관을 통하여 배출되는 배기가스를 터어보차아저를 이용하여 흡기관 측으로 배기가스를 재차 공급하였으나, 이때 역류된 배기가스가 공급되는 가스에 열을 가하여 점화시키게 되는 빽파이어(Back fire)현상을 일으키게 되어 가스가 엔진의 실린더에 제대로 공급되지 못하여 엔진이 손상을 입게 되는 문제점을 지니고 있었다.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 안출한 것으로서, 배기괸을 통하여 배출되는 배기를 제어부에서 제어하고, 액츄에이터에 의하여 동작되는 배기제어밸브로 배기관내의 배기제어밸브를 동작하여 배기를 역류시킬 때 흡기관에 장착된 온도센서가 온도의 증가를 감지하여 흡기관의 믹서로 공급되는 가스를 차단하므로 엔진출력을 증강시키고 엔진의 내구성을 향상시키는 것이 목적이다.

도 1은 본 발명에 따른 대형천연가스엔진의 배기제어장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면.

-도면의 주요부분에 대한 부호의 설명-

10 : 가스저장탱크 12 : 공급라인

20 : 컷오프밸브 30 : 압력레귤레이터

35 : 가스조절기 40 : 가스차단밸브

45 : 믹서 50 : 흡기관

55 : 트로틀밸브 57 : 온도센서

60 : 제어부 65 : 액츄에이터

70 : 배기관 75 : 배기제어밸브

이러한 목적은 배기관에 설치되어 제어부의 제어를 받아 동작하는 액츄에이터와; 상기 액츄에이터의 동작을 받아서 배기관으로 배출되는 배기를 제어하는 배기제어밸브와; 상기 배기제어밸브의 회전으로 역류된 배기가스에 의하여 흡기관의 온도증가를 감지하도록 흡기관의 외측면에 설치된 온도센서와; 상기 온도센서의 온도를 제어부에서 감지하여 믹서로 공급 되는 가스를 차단하도록 공급라인에 설치된 가스차단밸브로 구성된 대형천연가스엔진의 배기제어장치를 제공함으로써 달성된다.

이하, 첨부한 도면에 의거하여 본 발명의 구성에 대하여 상세히 설명한다.

우선, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명인 대형천연가스엔진의 배기제어장치의 구성을 살펴 보면, 배기관(70)에 설치되어 제어부(60)의 제어를 받아 동작하는 액츄에이터(65)와; 상기 액츄에이터(65)의 동작을 받아서 배기관(70)으로 배출되는 배기를 제어하는 배기제어밸브(75)와; 상기 배기제어밸브(75)의 회전으로 역류된 배기가스에 의하여 흡기관(50)의 온도증가를 감지하도록 흡기관(50)의 외측면에 설치된 온도센서(57)와; 상기 온도센서(57)의 온도를 제어부(60)에서 감지하여 믹서(45)로 공급되는 가스를 차단하도록 공급라인(12)에 설치된 가스차단밸브(40)로 구성된다.

그리고, 상기 배기제어밸브(75)는 엔진으로 부터 배출되는 배기가스를 터어보차아저(80)로 역류시켜서 엔진의 실린더로 재차 공급시킬 때 이 역류되는 배기가스의 흐름을 제어하여서 엔진의 가동을 완화하여 브레이크 역할을 시킴으로써 자동차의 브레이크의 성능 향상시키는 역할을 하게 되는 것이다.

또한, 상기 배기제어밸브(75)의 동작에 의하여 역류되는 배기가스에 의하여 흡기관(50)의 온도를 온도센서(57)에서 감지하여 제어부(60)에서 제어하여 믹서(45)로 공급되는 가스를 차단하여 배기가스로 인한 빽파이어를 제어하는 역할을 하는 것이다.

이하, 본 발명의 작용을 개략적으로 살펴보도록 한다.

먼저, 본 발명의 사용 상태를 살펴 보게 되면, 가스저장탱크(10)로 부터 공급되는 가스가 공급라인(12)을 거쳐 컷오프밸브(20)에서 가스의 공급 혹은 비공급 여부를 제어받은 후에 압력레귤레이터(30)를 거쳐 가스조절기(35)에서 가스의 공급량을 제어 받은 후에 믹서(45)를 통하여 흡기관(50)으로 유입되어 공기와 서로 혼합되어 트로틀밸브(55)에서 공급량을 조절받아 엔진의 실린더로 유입되어지게 되는 것이다.

이와 같이, 엔진의 실린더에서 폭발한 배기가스가 배기관(70)을 거쳐 일부는 배출되어지고, 일부는 터어보차아저(80)를 거쳐 엔진으로 재차 유입되기 의하여 이동하게 되고, 이때, 역류되는 배기가스의 온도를 흡기관(50)에 설치된 온도센서(57)에서 감지하여 제어부(60)에서 온도의 상승이 기준치 이상이 되어 배기가스의 과다 역류로 인한 빽파이어가 발생될 우려가 큰 경우에는 가스조절기(35)와 믹서(45) 사이의 공급라인(12)에 설치된 가스차단밸브(40)를 차단하여 믹서(45)로 공급되는 가스를 차단하여 빽파이어를 방지하게 되고, 이때에는 역류된 배기가스와 공기만이 흡기관(50)을 통하여 엔진의 실린더로 공급되는 것이다.

따라서, 상기한 바와 같이 본 발명에 따른 대형천연가스엔진의 배기제어장치를 사용하게 되면, 배기괸을 통하여 배출되는 배기를 제어부에서 제어되고, 액츄에이터에 의하여 동작되는 배기제어밸브로 배기관내의 배기제어밸브를 동작하여 배기를 역류시킬 때 흡기관에 장착된 온도센서가 온도의 증가를 감지하여 흡기관의 믹서로 공급되는 가스를 차단하므로 배기가스의 과다 역류로 인한 빽파이어를 사전에 방지하여 엔진출력을 증강시키고 엔진을 보호하여 내구성을 향상시키도록 하는 매우 유용하고 효과적인 발명이다.

Claims

배기관(70)에 설치되어 제어부(60)의 제어를 받아 동작하는 액츄에이터(65)와, 상기 액츄에이터(65)의 동작을 받아서 배기관(70)으로 배출되는 배기를 제어하는 배기제어밸브(75)를 포함하는 대형천연가스엔진의 배기제어장치에 있어서, 상기 배기제어밸브(75)의 동작으로 역류되는 배기가스로 인한 흡기관(50)의 온도증가를 감지하는 온도센서(57)와, 상기 온도센서(57)로부터 입력되는 신호를 받은 상기 제어부(60)의 출력신호에 의해 동작되어 믹서(45)로 공급되는 가스를 차단하는 가스차단밸브(40)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 대형천연가스엔진의 배기제어장치.