KR100428161B1 - 디젤엔진의 매연저감방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 디젤엔진의 매연저감방법에 관한 것으로, 연소실로 유입되는 연료량을 흡입공기의 온도변화에 따라 적절히 조절해 과도한 연료 농도에 의해 발생하는 매연을 저감함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 차속이 10Km/h 이하이면서 동시에 엔진의 회전수가 4000RPM이하 인가를 판단하는 준비단계와, 이 준비단계에서 차속과 엔진회전수조건이 만족되면 아이들업릴레이를 온하면서 동시에 EGR장치를 오프(Off)시킨 후 유입되는 흡기온도를 측정해 각 온도 범위에 맞추어 연료량을 조절하면서 차속이 2Km/h 이상으로 될 때까지 반복 수행하는 저감단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

디젤엔진의 매연저감방법{Smoke decreasing method in diesel engine}

본 발명은 디젤엔진의 매연저감방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 연소실로 유입되는 흡입공기의 온도를 제어하여 혼합기의 공기농도 희박에 따라 발생되는 매연을 저감할 수 있도록 된 디젤엔진의 매연저감방법에 관한 것이다.

일반적으로 디젤엔진의 배기가스 특성은 공연비가 크면서 일산화탄소(Co) 및 탄화수소(HC)의 배출이 적으며 압축비가 크므로 소음과 진동이 심하고 질소산화물(NOx)과 황산화물(SOx)의 생성이 많으면서 배출되는 가스 중에는 매연(SMOKE)을 포함한 입자상 물질이 많게 된다.

여기서, 입자상 물질은 스폰지 형태의 탄소입자로 많은 독성 화학물질을 포함하고 있으며 0.1㎛~0.3㎛의 매우 작은 크기의 입자가 분포를 이루며 흡착성이 강하고, 작고 가볍기 때문에 공기중에 오랫동안 떠돌아다니므로, 디젤엔진에서 배출되는 배기가스에 함유된 유해성분의 감소유을 향상시키기 위하여 반드시 배기가스 후처리시스템을 장착하게 된다.

그러나, 이와 같은 후처리시스템 중 필터 포집방법은 입자상 물질을 제거시키는 방식에 따라 버너, 전기히터, 연료 첨가제등을 이용하지만, 이때 재생과정에서 내열성(열충격)과 내구성 등의 문제로 인한 균열이 발생해 파손이 일어나 필터로써 기능을 상실하는 한편, 입자상 물질이 미세다공 벽면에 의해 포집되나 미세다공에 쉽게 부착되어 미세다공을 폐쇄시키므로 통기성을 저하시키면서 입자상 물질의 축적 및 막힘 현상으로 배압증가를 가져와 필터 사용주기를 짧게 하며 재생과정에서 발생하는 발열로 인해 쉽게 파손으로 연결되는 단점이 있다.

이에 따라 매연을 저감시키기 위해 보다 근본적인 방법 즉, 특정 영역에서 크게 증가하는 매연 발생율을 저감하도록 엔진의 회전수(RPM)를 제어하는 방법이 적용되고 있는데, 이와 같은 엔진 회전수 제어방식은 도 1에 도시된 바와 같이 10Km/h 이하의 차속에서 엔진의 회전수가 4500RPM이하인 경우, 아이들업릴레이(Idle Up Relay)를 차속이 2Km/h 이상인 차량 출발조건이 될 때까지 온(On)시켜 아이들 회전수를 상승시켜주고 이에 따라, 매연의 과도한 발생을 가져오는 엔진 회전수 영역을 피해 매연을 줄이게 된다.

즉, 엔진의 저속 토오크 영역인 1000RPM - 1200RPM에서 매연의 발생이 가장 증가하게 되므로, 이와 같은 상황 조건에서 엔진의 아이들 회전수를 상승시켜 1300RPM 이상으로 유지하여 매연 발생량을 감소시키는 방식을 이용하게 된다.

그러나, 이와 같이 엔진의 저속 토오크 영역에서 엔진의 아이들 회전수를 급격히 증가시켜 특정 영역을 벗어나 매연의 발생을 저감시키기 위해서는 반드시 주변의 온도가 25℃ 이하 정도를 유지해야만 하는 조건이 요구되고 이에 따라, 여름철같이 주변의 온도가 25℃ 정도를 초과하는 경우에는 흡입공기의 밀도 저하로 인해 공기량보다 연료양이 많게 되면서 질소산화물(NOx)제거를 위해 사용되는 EGR(Exhaust Gas Recirculation)인 배기가스재순환 장치 이용에 따라 그 반대 현상으로 오히려 매연의 발생량이 더욱 증가되는 문제가 있게 된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 것으로, 연소실로 유입되는 흡입공기의 온도변화에 따른 적절한 제어로 무부하 급가속 엔진 회전속도를 조절하여 매연의 발생을 저감함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 차속이 10Km/h 이하이면서 동시에 엔진의 회전수가 4000RPM이하인 정지상태 무부하 급가속 상태인가를 판단하는 준비단계와, 이 준비단계에서 차속과 엔진회전수조건이 만족되면 아이들업릴레이를 온하면서 동시에 EGR장치를 오프시킨 후 유입되는 흡기온도를 측정해 각 온도 범위에 맞추어 연료량을 조절하면서 차속이 2Km/h 이상인 정지상태에 출발 상태로 될 때까지 반복 수행하는 저감단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래에 따른 디젤엔진의 매연저감방법 순서도

도 2는 본 발명에 따른 디젤엔진의 매연저감방법 순서도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 디젤엔진의 매연저감방법 순서도를 도시한 것인바, 본 발명의 엔진 회전수 제어방식은 차속이 10Km/h 이하이면서 동시에 엔진의 회전수가 무부하 급가속 인식 회전수인 4000RPM이하인가를 판단하는 준비단계와, 이 준비단계에서 차속과 엔진회전수조건이 만족되면 아이들업릴레이를 온하면서 동시에 EGR장치를 오프(Off)시킨 후 유입되는 흡기온도를 측정해 각 온도 범위에 맞추어 연료량을 조절하면서 차속이 2Km/h 이상으로 될 때까지 반복 수행하는 저감단계로 이루어진다.

한편, 상기 저감단계는 측정된 흡기온도의 영역에 따라 세분되어 공급되는 연료량을 조절해 과도한 연료농도를 방지하는데 즉, 흡기온이 20℃이하이면 연료량을 설정치에 대해 100% 공급하고, 상기 흡기온이 20℃에서 30℃ 사이에 위치되면 연료량을 설정치에 대해 95% 공급하고, 상기 흡기온이 30℃에서 40℃ 사이에 위치되면 연료량을 설정치에 대해 90% 공급하는 한편, 상기 흡기온이 40℃이상이면 연료량을 설정치에 대해 85% 만 공급하는 여러 단계로 이루어진다.

여기서, 상기 적정 온도 및 연료량 공급율은 엔진 특성에 따라 차이가 있으므로 시험후 적절히 선정이나 설정하게 됨은 물론이다.

이와 같이 본 발명은 차속과 엔진회전수가 무부하 급가속 조건이 만족되어 아이들업릴레이 온과 동시에 EGR장치를 오프시킨 후 유입되는 흡기온도의 변화를 측정해 이에 상응하는 연료를 공급하게 되므로 결국, 엔진의 연소에 따른 매연의발생을 줄이게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 엔진의 무부하 급가속 인식 회전수 이하로 작동되는 경우 EGR을 오프시키면서 연소실로 유입되는 흡입공기의 온도변화에 따라 혼합되는 연료량을 적절히 조절해 매연의 발생을 크게 저감할 수 있는 효과가 있게 된다.

Claims (3)

1. 차속이 10Km/h 이하이면서 동시에 엔진의 회전수가 무부하 급가속 인식회전수인가를 판단하는 준비단계와,

   상기 준비단계에서 차속과 엔진회전수조건이 만족되면 아이들업릴레이를 온하면서 동시에 EGR장치를 오프시킨 후 유입되는 흡기온도를 측정해 각 온도 범위에 맞추어 다단계로 연료량을 조절하면서 차속이 2Km/h 이상인 출발상태로 될 때까지 이 과정 단계를 반복 수행하는 저감단계로 이루어진 디젤엔진의 매연저감방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 저감단계는 흡기온이 20℃이하이면 연료량을 설정치에 대해 100% 공급하고, 상기 흡기온이 20℃에서 30℃ 사이에 위치되면 연료량을 설정치에 대해 95% 공급하고, 상기 흡기온이 30℃에서 40℃ 사이에 위치되면 연료량을 설정치에 대해 90% 공급하는 한편, 상기 흡기온이 40℃이상이면 연료량을 설정치에 대해 85% 만 공급하는 여러 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 디젤엔진의 매연저감방법.
3. 제 1항에 있어서, 상기 무부하 급가속 인식회전수는 4000RPM 을 기준으로 하여 정하는 것을 특징으로 하는 디젤엔진의 매연저감방법.