KR100411806B1 - Apparatus for reducing temperature elevation and nitrogen oxides generation in engine by exhaust gas recycling - Google Patents
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Abstract
본 발명은 배기가스 재순환을 이용한 엔진온도 상승 및 질소산화물 발생 저감 장치, 특히, 엔진 구동시 발생하는 배기가스를 엔진으로 재순환시켜 외부에서 흡입되는 공기의 양과 정비례하게 공급함으로써, 엔진의 온도가 상승하여 질소산화물이 발생하는 것을 방지 할 수 있도록 하는 배기가스 재순환을 이용한 엔진온도 상승 및 질소산화물 발생 저감 장치에 관한 것으로서, 본 발명 배기가스 재순환을 이용한 엔진온도 상승 및 질소산화물 발생 저감 장치에 의하면, 엔진에 재순환되어 공급되는 배기가스의 압력을 과급기를 통해 흡입되는 공기의 압력과 정비례하게 제공함으로써, 엔진의 온도가 상승하는 것을 방지하는 한편, 엔진내부의 온도 상승에 따른 질소산화물이 발생하는 것을 저감시키기 때문에 대기 오염을 방지할 수 있다는 뛰어난 효과가 있다.The present invention increases the engine temperature by using the exhaust gas recirculation and nitrogen oxide generation reduction device, in particular, by recycling the exhaust gas generated when the engine is driven to the engine in proportion to the amount of air sucked from the outside, thereby increasing the temperature of the engine The present invention relates to an apparatus for increasing engine temperature and reducing nitrogen oxide generation using exhaust gas recirculation to prevent generation of nitrogen oxides. The present invention relates to an apparatus for reducing engine temperature and nitrogen oxide generation using exhaust gas recirculation. Since the pressure of the exhaust gas recycled and supplied is directly proportional to the pressure of the air sucked through the supercharger, the temperature of the engine is prevented from rising and nitrogen oxides are generated from the increase in the temperature of the engine. Excellent effect to prevent air pollution There.
Description
본 발명은 배기가스 재순환을 이용한 엔진온도 상승 및 질소산화물 발생 저감 장치에 관한 것으로, 특히, 엔진 구동시 발생하는 배기가스를 엔진으로 재순환시켜 외부에서 흡입되는 공기의 양과 정비례하게 공급하기 위해 기존 디젤엔진에서 사용하던 디젤분사펌프가 위치한 자리에 배기가스 재순환 펌프를 대체 사용함으로써, 엔진의 온도가 상승하여 질소산화물이 발생하는 것을 방지 할 수 있도록 하는 배기가스 재순환을 이용한 엔진온도 상승 및 질소산화물 발생 저감 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for reducing engine temperature and reducing nitrogen oxide generation using exhaust gas recirculation. In particular, an existing diesel engine is provided to directly supply the exhaust gas generated when the engine is driven to the engine to be directly proportional to the amount of air sucked from the outside. By using the exhaust gas recirculation pump in place of the diesel injection pump used in Korea, it is possible to reduce the engine temperature and reduce the generation of nitrogen oxide by using the exhaust gas recirculation which prevents the generation of nitrogen oxide due to the temperature of the engine rising. It is about.
일반적으로 대형 터보엔진을 구동하면, 도 1 및 도 2 에 도시한 바와 같이 D-13 모드에서 상대적으로 질소산화물 및 배기가스의 온도가 높은 구간인 6번과 8번모드 구간에서는 다른 모드에 비해 상대적으로 터빈에 들어가기 전의 배기가스 온도가 높고, 외부에서 과급된 높은 흡기압으로 인해 재순환된 배기가스가 흡기관에 들어갈 수 없기 때문에 많은 양의 질소산화물이 발생한다는 문제점이 있었다.In general, when driving a large turbo engine, as shown in Figs. 1 and 2, in the sixth and eighth mode sections in which the temperature of nitrogen oxides and exhaust gases are relatively high in the D-13 mode, they are relatively higher than the other modes. As a result, since the exhaust gas temperature before entering the turbine is high and the high intake pressure supercharged from the outside does not allow the recycled exhaust gas to enter the intake pipe, a large amount of nitrogen oxides are generated.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 흡기 다기관을 통해 흡입되는 공기의 압력과 정비례하게 배기압력을 상승시켜 엔진 내부에 배기가스를 원활하게 공급하기 위해 디젤분사펌프가 위치한 자리에 배기가스 재순환 펌프를 대체 사용함으로써, 엔진 내부의 온도 상승 및 질소산화물 발생을 저감시킬 수 있도록 한 배기가스 재순환을 이용한 엔진온도 상승 및 질소산화물 발생 저감 장치를 제공하는 데 있다.Accordingly, the present invention is to solve the conventional problems as described above, the object of the present invention is to increase the exhaust pressure in direct proportion to the pressure of the air sucked through the intake manifold to smoothly supply the exhaust gas inside the engine By replacing the exhaust gas recirculation pump in the place where the diesel injection pump is located, it is to provide an engine temperature increase and nitrogen oxide generation reduction device using the exhaust gas recirculation to reduce the temperature rise and nitrogen oxide generation inside the engine. .
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명 배기가스 재순환을 이용한 엔진온도 상승 및 질소산화물 발생 저감 장치는, 과급기에서 배기가스가 방출되는 힘을 이용하여 외부에서 흡입되는 공기에 압력을 가하면, 스로틀바디에서 상기 과급기를 통해 흡입되는 공기를 엔진에 공급하고, 상기 엔진에서 스로틀바디 및 연료 분사기로부터 공기와 액상연료를 공급받아 왕복 운동을 하면, 플라이휠에서 상기 엔진의 왕복운동에 의해 배기, 흡기 및 압축행정을 통해 상기 엔진의 구동을 원활하게 하고, 배기가스라인에서 상기 엔진의 구동에 의해 발생하는 배기가스를 외부로 배출하면, 배기가스 재순환 라인은 상기 배기가스라인에 체결되어 배기가스를 상기 엔진으로 재순환시켜 주는 디젤 엔진을 개조한 대형터보 엔진에 있어서,In order to achieve the above object, the engine temperature increase and the nitrogen oxide generation reducing device using the exhaust gas recirculation of the present invention, when a pressure is applied to the air sucked from the outside by using the exhaust gas discharged from the supercharger, When the air sucked through the supercharger is supplied to the engine, and the engine reciprocates by receiving air and liquid fuel from the throttle body and the fuel injector, the flywheel exhausts, intakes, and compresses the stroke by reciprocating the engine. By smoothly driving the engine and exhausting the exhaust gas generated by the engine from the exhaust gas line to the outside, the exhaust gas recirculation line is connected to the exhaust gas line to recycle the exhaust gas to the engine. For large turbo engines that have been converted from diesel engines,
상기 플라이휠의 구동력에 의해 상기 배기가스 재순환 라인을 통해 엔진에 공급되는 배기가스의 배기압을 상기 스로틀바디에서 공급되는 공기압 이상으로 압력을 가하여 상기 엔진에 공급시켜 주는 배기가스 재순환 펌프가 상기 플라이휠과 배기가스 재순환 라인 사이에 추가로 장착된 것을 특징으로 한다.An exhaust gas recirculation pump for supplying the engine by supplying the exhaust pressure of the exhaust gas supplied to the engine through the exhaust gas recirculation line by the driving force of the flywheel to a pressure higher than the air pressure supplied from the throttle body is supplied to the engine. It is characterized in that it is further mounted between the gas recirculation line.
도 1 은 종래의 일반적인 과급기가 부착된 엔진을 사용할 때 발생하는 흡기 다기관의 온도와 배기관의 온도 차이를 나타낸 그래프,1 is a graph showing a temperature difference between an intake manifold temperature and an exhaust pipe generated when using an engine having a conventional general supercharger;
도 2 는 종래의 일반적인 과급기가 부착된 엔진을 사용할 때 발생하는 흡기 다기관의 압력과 배기압의 차이를 나타낸 그래프,2 is a graph showing the difference between the pressure of the intake manifold and the exhaust pressure generated when using a conventional engine with a supercharger;
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 재순환을 이용한 엔진온도 상승 및 질소산화물 발생 저감 장치를 나타낸 블록도이다.3 is a block diagram illustrating an apparatus for reducing engine temperature and generating nitrogen oxides using exhaust gas recirculation according to an embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
100 : 과급기 200 : 스로틀바디100: supercharger 200: throttle body
300 : 연료분사기 400 : 엔진300: fuel injection 400: engine
500 : 플라이휠 600 : 배기가스라인500: flywheel 600: exhaust gas line
700 : 배기가스 재순환 라인 800 : 배기가스 재순환 펌프700: exhaust gas recirculation line 800: exhaust gas recirculation pump
이하, 본 발명의 일 실시예에 의한 본 발명의 배기가스 재순환을 이용한 엔진온도 상승 및 질소산화물 발생 저감 장치에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an engine temperature increase and a nitrogen oxide generation reducing device using exhaust gas recirculation according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3 은 배기가스 재순환을 이용한 엔진온도 상승 및 질소산화물 발생 저감 장치를 나타낸 블록도이다.3 is a block diagram showing an apparatus for increasing engine temperature and reducing nitrogen oxide generation using exhaust gas recirculation.
본 발명은 도 3 에 도시한 바와 같이, 과급기(100), 스로틀바디(200), 연료분사기(300), 엔진(400), 플라이휠(500), 배기가스라인(600), 배기가스 재순환 라인(700) 및 배기가스 재순환 펌프(800)로 구성되며, 상기 과급기(100)(Turbo Charger)는 배기가스가 방출되는 힘을 이용하여 외부에서 흡입되는 공기에 압력을 가하는 역할을 하고, 상기 스로틀바디(200)에서는 상기 과급기(100)를 통해 흡입되는 공기를 엔진(300)에 공급하는 역할을 한다.As shown in FIG. 3, the supercharger 100, the throttle body 200, the fuel injector 300, the engine 400, the flywheel 500, the exhaust gas line 600, the exhaust gas recirculation line ( 700 and the exhaust gas recirculation pump 800, the turbocharger 100 serves to pressurize the air sucked from the outside by using the exhaust gas discharge force, the throttle body ( In 200, the air sucked through the supercharger 100 serves to supply the engine 300.
또한, 상기 연료분사기(300)에서는 액상연료를 분사하는 역할을 하고, 상기 엔진(400)은 상기 스로틀바디(200) 및 연료분사기(300)로부터 공기와 액상연료를 입력받아 왕복 운동하는 역할을 하고, 상기 플라이휠(500)은 상기 엔진(400)의 왕복운동에 의해 배기, 흡기 및 압축행정을 통해 상기 엔진(400)의 구동을 원활하게 하는 역할을 하며, 상기 배기가스라인(600)은 상기 엔진(400)의 구동에 의해 발생하는 배기가스를 외부로 배출하는 역할을 한다.In addition, the fuel injector 300 serves to inject liquid fuel, and the engine 400 receives air and liquid fuel from the throttle body 200 and the fuel injector 300 to perform reciprocating motion. The flywheel 500 serves to smoothly drive the engine 400 through exhaust, intake, and compression stroke by the reciprocating motion of the engine 400, and the exhaust gas line 600 is the engine. It serves to discharge the exhaust gas generated by the driving of the 400 to the outside.
또한, 상기 배기가스 재순환 라인(700)은 상기 배기가스라인(600)에 체결되어 상기 엔진(400)의 구동에 의해 발생하는 배기가스를 상기 엔진(400)으로 재순환시켜 주는 역할을 하고, 상기 배기가스 재순환 펌프(800)에서는 상기 배기가스 재순환 라인(700)과 엔진(400)사이에 장착되는 한편, 상기 플라이휠(500)의 구동에 의해 상기 배기가스 재순환 라인(700)을 통해 엔진(400)에 공급되는 배기가스의 배기압을 상기 스로틀바디(200)에서 공급되는 공기압 이상으로 압력을 가하여 상기 엔진(400)에 공급시켜 주는 역할을 한다.In addition, the exhaust gas recirculation line 700 is fastened to the exhaust gas line 600 and serves to recycle the exhaust gas generated by the driving of the engine 400 to the engine 400. The gas recirculation pump 800 is mounted between the exhaust gas recirculation line 700 and the engine 400, and is driven to the engine 400 through the exhaust gas recirculation line 700 by driving the flywheel 500. The exhaust pressure of the exhaust gas supplied is applied to the engine 400 by applying a pressure higher than the air pressure supplied from the throttle body 200.
이하, 상기와 같이 구성된 배기가스 재순환을 이용한 엔진온도 상승 및 질소산화물 발생 저감 장치의 동작과정을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an operation process of an apparatus for increasing engine temperature and reducing nitrogen oxide generation using exhaust gas recirculation configured as described above will be described.
일반 자동차 시장에 널리 공급된 가솔린엔진과 디젤엔진을 장착한 차량중에서 열부하 측면에서 우수한 디젤엔진을 기초로 하여 가스연료 엔진으로 개조한 차량의 과급기(100)에서 엔진(400)의 구동에 의해 방출되는 배기가스의 힘을 이용하여 외부에서 흡입되는 공기에 압력을 가하고, 스로틀바디(200)에서는 상기 과급기(100)를 통해 흡입되는 공기를 상기 엔진(400)으로 공급한다.In the vehicle equipped with a gasoline engine and a diesel engine widely supplied to the general automobile market, the engine 400 is discharged from the supercharger 100 of the vehicle converted into a gas fuel engine based on a diesel engine having excellent heat load. Pressure is applied to the air sucked from the outside using the force of the exhaust gas, and the throttle body 200 supplies the air sucked through the supercharger 100 to the engine 400.
그러면, 상기 엔진(400)에서는 스로틀바디(200) 및 연료분사기(300)로부터 공기와 액상연료를 공급받아 왕복 운동을 하고, 플라이휠(500)에서는 상기 엔진(400)의 왕복운동에 의해 배기, 흡기 및 압축행정을 통해 상기 엔진(400)의 구동을 원활하게 한다.Then, the engine 400 receives the air and liquid fuel from the throttle body 200 and the fuel injector 300 to reciprocate, and the flywheel 500 exhausts and intakes the air by the reciprocating motion of the engine 400. And smoothly driving the engine 400 through the compression stroke.
이때, 배기가스라인(600)에서는 상기 엔진(400)의 구동에 의해 발생하는 배기가스를 외부로 배출하고, 배기가스 재순환 라인(700)은 상기 배기가스라인(600)에 체결되어 배출되는 배기가스를 상기 엔진(400)으로 재순환시켜 준다.In this case, the exhaust gas line 600 discharges the exhaust gas generated by the driving of the engine 400 to the outside, and the exhaust gas recirculation line 700 is fastened and discharged to the exhaust gas line 600. Recycle to the engine 400.
이어서, 배기가스 재순환 펌프(800)는 상기 배기가스 재순환 라인(700)과 플라이휠(500) 사이에 기존의 디젤엔진 차량의 디젤분사펌프가 장착되었던 위치에 장착되어 상기 플라이휠(500)의 구동력에 의해 상기 배기가스 재순환 라인(700)을 통해 엔진(400)에 공급되는 배기가스의 배기압을 상기 스로틀바디(200)에서 공급되는 공기압과 비례하게 압력을 가하여 엔진(400)에 배기가스를 공급한다.Subsequently, the exhaust gas recirculation pump 800 is mounted between the exhaust gas recirculation line 700 and the flywheel 500 at a position where the diesel injection pump of the existing diesel engine vehicle is mounted, and is driven by the driving force of the flywheel 500. The exhaust pressure of the exhaust gas supplied to the engine 400 through the exhaust gas recirculation line 700 is applied in proportion to the air pressure supplied from the throttle body 200 to supply the exhaust gas to the engine 400.
그러면, 상기 엔진(400)내부에는 일정한 비율을 갖고 공기와 배기가스가 혼합되어 엔진(400)내부의 온도가 상승하는 것을 방지하는 한편, 온도 상승에 따라 질소산화물이 발생하는 것을 최소화 할 수 있고, 상기 배기가스 재순환 펌프(800)는 팬을 갖는 압축기로 대체사용 가능하다.Then, the inside of the engine 400 may have a predetermined ratio and air and exhaust gas may be mixed to prevent the temperature inside the engine 400 from rising while minimizing the generation of nitrogen oxides as the temperature increases. The exhaust gas recirculation pump 800 may be replaced by a compressor having a fan.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명 배기가스 재순환을 이용한 엔진온도 상승 및 질소산화물 발생 저감 장치는, 엔진에 재순환되어 공급되는 배기가스의 압력을 과급기를 통해 흡입되는 공기의 압력과 정비례하게 제공함으로써, 엔진의 온도가 상승하는 것을 방지하는 한편, 엔진내부의 온도 상승에 따른 질소산화물이 발생하는 것을 저감시키기 때문에 대기 오염을 방지할 수 있다는 뛰어난 효과가 있다.As described above, the apparatus for increasing engine temperature and reducing nitrogen oxide generation using the exhaust gas recirculation of the present invention provides the pressure of the exhaust gas recycled and supplied to the engine in direct proportion to the pressure of the air sucked through the supercharger. The temperature is prevented from rising, and the generation of nitrogen oxides due to the increase in the temperature of the engine is reduced, so that air pollution can be prevented.
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