KR100323090B1 - A exhaust gas circulation for facilitating a catalytic activation - Google Patents
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Abstract
본 발명은 초기에 배출되는 배기 가스 중의 유해성분을 정화하여 배기 가스로 인한 환경 오염을 감소시키도록 촉매의 난기를 촉진시킬 수 있는 촉매 활성화 촉진을 위한 배기 가스 순환 장치에 관한 것이다. 배기 가스 순환 장치는 촉매 컨버터의 입구 부분으로부터 중간 부분으로부터 우회하여 설치되는 배기 가스 순환관과; 촉매 컨버터의 온도를 감지하도록 촉매 컨버터에 설치되는 온도 센서와; 온도 센서에 의해 감지 신호에 의하여 정역 구동되는 스텝 모터와; 스텝 모터에 의하여 배기 가스 순환관의 촉매 컨버터측 개구를 개폐하는 도어 부재를 포함한다.The present invention relates to an exhaust gas circulation system for promoting catalyst activation which can promote the warming up of a catalyst to purify harmful components in the exhaust gas discharged initially to reduce environmental pollution due to the exhaust gas. The exhaust gas circulation device includes an exhaust gas circulation pipe installed bypassing an intermediate portion from an inlet portion of the catalytic converter; A temperature sensor installed in the catalytic converter to sense a temperature of the catalytic converter; A step motor driven forward and backward by a sense signal by a temperature sensor; And a door member for opening and closing the catalytic converter side opening of the exhaust gas circulation pipe by a step motor.
Description
본 발명은 자동차의 배기 시스템에 관한 것이고, 보다 상세하게는 촉매의 활성화를 촉진하여 대기중으로 배출되는 자동차의 배기 가스를 정화하여, 환경 오염을 방지할 수 있는 촉매 활성화 촉진을 위한 배기 가스 순환 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an exhaust system of an automobile, and more particularly, to an exhaust gas circulation system for promoting catalyst activation, which promotes activation of a catalyst to purify exhaust gas of an automobile discharged to the atmosphere, thereby preventing environmental pollution. It is about.
일반적으로, 2개 이상의 실린더를 가지는 자동차는 배기 매니폴드를 사용하며, 각 실린더의 배기 가스를 모아서 배기 파이프로 배출한다. 배기 파이프는 배기 매니폴드로부터 배기 가스를 외부로 배출하는 파이프로서, 중간에 배기 소음을 감소시키기 위한 소음기가 장치된다. 또한, 배기 가스 중의 유해 성분을 정화하기 위한 촉매 컨버터가 배기 파이프에 설치된다.In general, an automobile having two or more cylinders uses an exhaust manifold, and the exhaust gas of each cylinder is collected and discharged into the exhaust pipe. The exhaust pipe is a pipe for discharging the exhaust gas from the exhaust manifold to the outside, and is provided with a silencer for reducing the exhaust noise in the middle. In addition, a catalytic converter for purifying harmful components in the exhaust gas is provided in the exhaust pipe.
도 1은 일반적인 자동차의 배기 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 엔진(101)에서 연료가 연소되는 동안 발생되는 배기 가스는 배기 파이프(102)를 통하여 대기로 배출된다. 배기가스의 성분은 대부분이 인체에 무해한 수증기(H2O), 질소(N2), 탄산가스(CO2)등이나, 일산화탄소(CO), 탄화수소(HC), 질소 산화물(NOx) 등의 유해한 물질도 포함되어 있다.1 is a view schematically showing an exhaust system of a typical vehicle. As shown in FIG. 1, the exhaust gas generated while fuel is combusted in the engine 101 is discharged to the atmosphere through the exhaust pipe 102. The components of the exhaust gas are mostly harmless to the human body, such as water vapor (H 2 O), nitrogen (N 2 ), carbon dioxide (CO 2 ), and carbon monoxide (CO), hydrocarbons (HC), and nitrogen oxides (NO x ). It also contains harmful substances.
촉매 컨버터(103)는 배기 파이프(102)에 설치되는 것으로 도시되어 있지만, 배기 매니폴드에도 설치될 수도 있으며, 배기 가스가 촉매 컨버터를 통과하는 동안, 배기 가스중의 일산화탄소(CO), 탄화수소(HC), 질소 산화물(NOx) 등의 유해한 물질은 촉매 컨버터(103)의 작용에 의하여 무해한 CO2, H2O, N2로 산화 또는 환원된다.The catalytic converter 103 is shown to be installed in the exhaust pipe 102, but may also be installed in the exhaust manifold, and while the exhaust gas passes through the catalytic converter, carbon monoxide (CO), hydrocarbons (HC) in the exhaust gas, ), And harmful substances such as nitrogen oxides (NO x ) are oxidized or reduced to harmless CO 2 , H 2 O, and N 2 by the action of the catalytic converter 103.
그러나, 종래의 자동차의 배기 시스템은 엔진으로부터 방출된 배기 가스가 배기 파이프를 통하여 직접 촉매 컨버터를 통과하여 대기로 배출되기 때문에, 촉매가 일정의 활성 온도에 도달하기 전까지는 배기 가스 정화 효율이 낮게 되어, 배기 가스로 인한 환경의 오염이 심각하다는 문제가 있었다.However, in the exhaust system of the conventional vehicle, since the exhaust gas emitted from the engine is directly discharged to the atmosphere through the catalytic converter through the exhaust pipe, the exhaust gas purification efficiency becomes low until the catalyst reaches a certain active temperature. However, there was a problem that the pollution of the environment due to the exhaust gas is serious.
한편, 대부분의 배기 가스는 엔진의 시동시 및 시동후의 초기 상태에서 촉매의 난기 전에 배출되지만, 현재 사용되는 자동차의 배기 시스템에서는 이와 같은 초기 배출량을 감소시키도록 촉매의 난기를 촉진하는 것이 없기 때문에, 촉매가 일정의 활성 온도에 도달하기 전에 배출되는 배기 가스로 인한 환경의 오염을 해결할 수 없었다.On the other hand, most of the exhaust gas is discharged before the warming up of the catalyst in the initial state of the engine and at the start of the start, but in the current exhaust system of automobiles, since there is nothing to promote the warming up of the catalyst to reduce such initial emissions, It was not possible to solve the pollution of the environment due to the exhaust gases emitted before the catalyst reached a certain activation temperature.
따라서, 본 발명의 목적은 초기에 배출되는 배기 가스 중의 유해성분을 정화하여 배기 가스로 인한 환경 오염을 감소시키도록 촉매의 난기를 촉진시킬 수 있는 촉매 활성화 촉진을 위한 배기 가스 순환 장치를 제공하는데 있다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide an exhaust gas circulation system for promoting catalyst activation that can promote warming of the catalyst to purify harmful components in the exhaust gas discharged initially to reduce environmental pollution caused by the exhaust gas. .
도 1은 일반적인 자동차의 배기 시스템을 개략적으로 도시한 도면.1 is a view schematically showing an exhaust system of a typical vehicle.
도 2는 저속, 저부하, 또는 시동 초기에, 본 발명에 따른 촉매 활성화 촉징을 위한 배기 가스 순환 장치를 개략적으로 도시한 도면.FIG. 2 is a schematic illustration of an exhaust gas circulation device for catalyzing catalyst activation in accordance with the present invention at low speed, low load, or at the start of startup;
도 3은 고속 고부하, 또는 촉매 난기 후에, 본 발명에 따른 촉매 활성화 촉징을 위한 배기 가스 순환 장치를 개략적으로 도시한 도면.3 shows schematically an exhaust gas circulation system for catalyzing catalyst activation according to the invention after a high speed, high load, or catalyst warm-up.
(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)(Explanation of symbols for the main parts of the drawing)
1 : 촉매 컨버터 2 : 배기 가스 순환관1: catalytic converter 2: exhaust gas circulation pipe
3 : 온도 센서 4 : 스텝 모터3: temperature sensor 4: step motor
5 : 도어 부재 6 : 엔진5: door member 6: engine
7 : 배기관7: exhaust pipe
상기된 바와 같은 목적은, 자동차의 배기 시스템에 있어서, 촉매 컨버터의 입구 부분으로부터 중간 부분으로부터 우회하여 설치되는 배기 가스 순환관과; 촉매 컨버터의 온도를 감지하도록 촉매 컨버터에 설치되는 온도 센서와; 상기 온도 센서에 의해 감지 신호에 의하여 정역 구동되는 스텝 모터와; 상기 스텝 모터에 의하여 상기 배기 가스 순환관의 촉매 컨버터측 개구를 개폐하는 도어 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 본 발명에 따른 배기 가스 순환 장치에 의하여 달성될 수 있다.The object as described above is an exhaust system of an automobile, comprising: an exhaust gas circulation pipe installed bypassing an intermediate portion from an inlet portion of a catalytic converter; A temperature sensor installed in the catalytic converter to sense a temperature of the catalytic converter; A stepper motor driven forward and backward by a sense signal by the temperature sensor; It can be achieved by the exhaust gas circulation apparatus according to the present invention, characterized in that it comprises a door member for opening and closing the catalytic converter side opening of the exhaust gas circulation pipe by the step motor.
이하, 명세서에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1 및 도 2에는 본 발명에 따른 배기 가스 순환 장치의 작동 상태가 개략적으로 도시되어 있다. 도 2는 저속, 저부하, 또는 시동 초기에, 본 발명에 따른 촉매 활성화 촉징을 위한 배기 가스 순환 장치를 개략적으로 도시한 도면이며, 도 3은 고속 고부하, 또는 촉매 난기 후에, 본 발명에 따른 촉매 활성화 촉징을 위한 배기 가스 순환 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.1 and 2 schematically show the operating state of the exhaust gas circulation device according to the present invention. 2 is a schematic illustration of an exhaust gas circulation system for catalyzing catalyst activation according to the present invention at low speed, low load, or at the beginning of startup, and FIG. 3 shows a catalyst according to the present invention after a high speed, high load, or catalyst warm up. A schematic illustration of an exhaust gas circulation system for activating palpation.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 배기 가스 순환 장치는 자동차의 저속 저부하 운전시 또는 시동 초기에 엔진(6)으로부터 배기되는 배기 가스를 이용하여 촉매 컨버터(1)를 가열하기 위하여 촉매 컨버터(1)로 배기된 배기 가스를 촉매 컨버터(1)의 입구를 다시 순환시키기 위한 배기 가스 순환관(2)이 설치된다. 배기 가스 순환관(2)은 도면에서 도시된 바와 같이 촉매 컨버터(1)의 입구 부분의 배기관(7)으로부터 촉매 컨버터(1)의 중간 부분으로부터 우회하여 설치된다.As shown in the figure, the exhaust gas circulation device according to the present invention is a catalytic converter for heating the catalytic converter 1 by using exhaust gas exhausted from the engine 6 during low speed low load operation of a vehicle or at the start of starting. An exhaust gas circulation pipe 2 for circulating the exhaust gas exhausted to (1) through the inlet of the catalytic converter 1 is provided. The exhaust gas circulation pipe 2 is provided bypassing from the middle part of the catalytic converter 1 from the exhaust pipe 7 of the inlet part of the catalytic converter 1 as shown in the figure.
촉매 컨버터(1)측의 배기 가스 순환관(2)의 개구는 많은 양의 배기 가스가 촉매 컨버터(1)의 첫 번째 브릭을 통과하도록 첫 번째 브릭과 두 번째 브릭 사이에 위치된다. 촉매 컨버터(1)측의 배기 가스 순환관(2)의 개구는 도어 부재(4)에 의하여 개폐되며, 도어 부재(4)는 스텝 모터(4)에 의하여 배기 가스 순환관(2)의 촉매 컨버터(1) 측 개구를 개폐하도록 작동된다.The opening of the exhaust gas circulation pipe 2 on the catalytic converter 1 side is located between the first brick and the second brick so that a large amount of exhaust gas passes through the first brick of the catalytic converter 1. The opening of the exhaust gas circulation pipe 2 on the catalytic converter 1 side is opened and closed by the door member 4, and the door member 4 is catalytic converter of the exhaust gas circulation pipe 2 by the step motor 4. (1) It is operated to open and close the side opening.
한편, 스텝 모터(4)는 촉매 컨버터(1)에 설치된 온도 센서(3)의 신호에 따라서 작동된다. 즉, 촉매 컨버터(1)의 온도가 상승되면, 스텝 모터(4)가 작동하여 도어 부재(5)에 의하여 촉매 컨버터(1)측의 배기 가스 순환관(2)의 개구를 폐쇄하도록 제어 장치(도시되지 않음)로 신호를 보내고, 제어 장치는 온도 센서(5)의 신호에 따라서 스텝 모터(4)를 정역 구동시킨다.On the other hand, the step motor 4 is operated in accordance with the signal of the temperature sensor 3 installed in the catalytic converter 1. In other words, when the temperature of the catalytic converter 1 rises, the control device is operated so that the step motor 4 operates to close the opening of the exhaust gas circulation pipe 2 on the catalytic converter 1 side by the door member 5. (Not shown), the control device drives the step motor 4 forward and backward according to the signal of the temperature sensor 5.
상기된 바와 같이, 배기 가스 순환관(2)의 촉매 컨버터(1) 측 개구가 개방됨으로써, 엔진으로부터 배기관(7)을 통하여 배출되는 고온의 배기 가스에 의하여 촉매 컨버터(1)가 일정 온도 이상 가열되면, 촉매 컨버터(1)는 정화 성능이 정상적으로 될 수 있으므로, 도어 부재(5)는 온도 센서(3)의 감지 신호에 따라서 작동되는 스텝 모터(4)의 구동에 의하여 배기 가스 순환관(2)의 촉매 컨버터(1) 측 개구를 폐쇄하여, 정상적으로 기능하는 촉매 컨버터(1)에 의하여 정화된 후에 대기중으로 배출된다.As described above, the catalytic converter 1 side opening of the exhaust gas circulation pipe 2 is opened, whereby the catalytic converter 1 is heated by a high temperature or more by a high temperature exhaust gas discharged from the engine through the exhaust pipe 7. In this case, since the catalytic converter 1 may have a normal purification performance, the door member 5 may be driven by the step motor 4 operated according to the detection signal of the temperature sensor 3. The opening of the catalytic converter 1 side of the gas is closed, and after being purified by the catalytic converter 1 functioning normally, it is discharged to the atmosphere.
상기된 바와 같이, 본 발명에 따른 촉매 활성화 촉진을 위한 배기 가스 순환 장치에 의하면, 초기에 배출되는 배기 가스 중의 유해성분을 정화하여 배기 가스로 인한 환경 오염을 감소시키도록 촉매의 난기를 촉진시킬 수 있으므로, 시동 초기에 정화되지 않은 배기 가스의 배출로 인한 대기 오염을 방지할 수 있다는 효과가 있다.As described above, according to the exhaust gas circulation system for promoting catalyst activation according to the present invention, it is possible to promote the warming of the catalyst to reduce the environmental pollution caused by the exhaust gas by purifying the harmful components in the exhaust gas initially discharged Therefore, there is an effect that it is possible to prevent the air pollution due to the discharge of unpurified exhaust gas at the start of the start.
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