KR101405752B1 - 배기가스 재순환장치의 크리닝장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엔진의 배기매니폴드에 배기파이프를 매개로 연통되는 매연여과장치, 상기 매연여과장치로부터 상기 배기파이프로 향하는 도중에 분기되는 배기가스 재순환파이프, 상기 배기가스 재순환파이프의 상류측에 형성되는 제1 EGR밸브, 상기 배기가스 재순환파이프의 하류측에 형성되고, 상기 배기가스 재순환파이프의 하류측에 연통하는 엔진의 흡기파이프로의 배기가스 흐름을 개방하거나 차단시키는 제2 EGR밸브, 상기 제1 EGR밸브와 제2 EGR밸브 사이에 배치되는 EGR쿨러 및 상기 제1 EGR밸브를 경유하는 배기가스가 선택적으로 상기 EGR쿨러로 유입 또는 차단되도록 개폐되는 EGR쿨러 바이패스 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 배기가스 재순환장치의 크리닝장치를 제공한다.

매연여과장치, EGR밸브, 배기가스 재순환장치

Description

배기가스 재순환장치의 크리닝장치{Particulate matters cleaning device for exhaust gas recirculation}

본 발명은 차량의 배기가스 재순환장치에 관한 것으로, 특히 배기가스 후처리장치의 재생시에 배기가스를 배기가스 재순환장치로 공급하여 배기가스 재순환장치에 퇴적된 카본과 같은 입자성 물질을 태워서 효과적으로 제거하도록 된 배기가스 재순환장치의 크리닝장치에 관한 것이다.

종래 차량의 디젤엔진은 뛰어난 연비, 출력 등에도 불구하고, 그 특성상 공기 과잉률이 큰 상태에서 연소가 이루어지기 때문에 배기가스 중에는 가솔린 엔진과 달리 일산화탄소와 탄화수소의 배출량이 적은 반면에 질소산화물과 그을음과 같은 입자성 물질이 상당히 배출되는 단점을 갖고 있다.

상기 질소산화물의 배출량을 줄이기 위해 배기가스 중의 일부를 흡기계통으로 되돌려 재순환 및 재연소시키는 배기가스 재순환장치(Exhaust Gas Recirculation; EGR)가 사용되고 있다. 상기 배기가스 재순환장치는 흡기계통으로 되돌려지는 배기가스(EGR가스)의 재순환 양을 제어하는 EGR밸브와, 상기 EGR가스의 온도를 저감시키는 EGR쿨러 및, 상기 EGR가스가 상기 ERG쿨러를 바이패스하도록 제어하는 EGR쿨러 바이패스밸브 등을 구비하고 있다.

한편 상기 입자성 물질을 저감시키기 위해 매연여과필터(Catalyzed Particulate Filter: CPF)가 사용되고 있고, 이 매연여과필터는 터보차저의 후단이나 배기파이프의 도중에 설치되어 배기가스 중에 함유된 입자성 물질을 포집하여 대기중으로 방출되는 것을 방지하고, 상기 포집된 입자성 물질이 일정 정도 이상으로 쌓이면 디젤엔진에서 연료의 후분사를 통해 배기가스의 온도를 상승시켜 매연여과필터에 포집된 입자성 물질을 연소시켜 매연여과필터를 재상하고 있다.

그런데 상기 배기가스 재순환장치를 통과하는 배기가스에도 카본과 같은 입자성 물질이 포함되어 있고, 이 입자성 물질들은 배기가스 재순환장치에 퇴적되어 배기가스 재순환장치의 작동을 방해하거나 불능하게 만든다.

즉 입자성 물질이 EGR밸브나 EGR 쿨러에 퇴적되면, 이들 퇴적된 입자들이 EGR가스의 유동을 방해해서 엔진으로 유입되는 EGR가스의 유입량을 저감시켜 차량의 출력 저하를 야기시키고, EGR가스가 EGR쿨러에 의해 적절히 냉각되지 못해서 고온의 상태로 엔진으로 유입됨에 따라 질소산화물의 배출량이 많아지게 되는 등의 여러 가지 문제점이 있게 된다.

이에 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 안출된 것으로, 배기가스 후처리장치의 재생과정에 배기가스의 일부를 배기가스 재순환장치로 공급하여 배기가스 재순환장치에 퇴적된 입자성 물질을 배기가스의 고온으로 태워서 효과적으로 제거하 여 배기가스 재순환장치의 유지 및 보수가 불필요해져 차량의 운행 경비를 절감할 수 있고, 입자성 물질의 효율적인 제거로 엔진이 연비 및 출력을 향상시킬 수 있는 배기가스 재순환장치의 크리닝장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 엔진의 배기매니폴드에 배기파이프를 매개로 연통되는 매연여과장치, 상기 매연여과장치로부터 상기 배기파이프로 향하는 도중에 분기되는 배기가스 재순환파이프, 상기 배기가스 재순환파이프의 상류측에 형성되는 제1 EGR밸브, 상기 배기가스 재순환파이프의 하류측에 형성되고, 상기 배기가스 재순환파이프의 하류측에 연통하는 엔진의 흡기파이프로의 배기가스 흐름을 개방하거나 차단시키는 제2 EGR밸브, 상기 제1 EGR밸브와 제2 EGR밸브 사이에 배치되는 EGR쿨러 및 상기 제1 EGR밸브를 경유하는 배기가스가 선택적으로 상기 EGR쿨러로 유입 또는 차단되도록 개폐되는 EGR쿨러 바이패스 밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제2 EGR밸브는 배기가스를 후처리하는 매연여과장치의 재생과정에 배기가스가 상기 흡기파이프로 유입되지 않게 차단하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 매연여과장치의 재생과정에 선택적으로 상기 제1 EGR밸브는 개방되는 반면에 상기 제2 EGR밸브는 폐쇄되도록 제어함으로써 제1, 2 EGR밸브와 EGR쿨러에 퇴적된 입자성 물질을 연소시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 배기가스 재순환장치의 크리닝장치에 의하면, 매연여과장치에 고온의 배기가스를 공급하여 매연여과장치를 재생할 때에 고온의 일부 배기가스를 배기가스 재순환장치로 공급함에 따라 고온의 배기가스에 의해 배기가스 재순환장치의 EGR밸브나 EGR쿨러 혹은 EGR쿨러 바이패스밸브에 퇴적된 카본과 같은 입자성 물질이 태워져 제거됨으로써, 배기가스 재순환장치를 효과적으로 크리닝할 수 있으므로, 배기가스 재순환장치의 지속적인 유지나 보수가 필요 없게 됨에 따라 차량의 운행 경비를 줄일 수 있고, 배기가스 재순환장치에 퇴적된 입자성 물질로 인한 EGR가스의 재순환이 원활해져 배기가스의 유해성분을 저감시킬 수 있으며, 엔진 의 출력과 연비도 향상되게 되는 등의 효과가 있다.

이하 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.

도 1에는 본 발명에 따른 배기가스 재순환장치의 크리닝장치의 구성이 도시되어 있는 바, 즉 엔진의 배기매니폴드에 매연여과장치(1; CPF)가 배기파이프(2)를 매개로 연통되게 연결되어 상기 배기매니폴드를 통해 고온의 배기가스를 공급받아 상기 매연여과장치(1)가 재생될 수 있게 된다.

상기 배기파이프(2)의 경로 도중에는 상기 배기매니폴드로부터 배출되는 배기가스의 일부를 엔진의 흡기계통으로 재순환시키는 배기가스 재순환장치가 연결되어 있는 바, 이 배기가스 재순환장치는 상기 배기파이프(2)에 일단이 연통되게 연결되면서 타단은 엔진으로 외기를 유입시키는 흡기파이프(3)에 연통되게 연결되어 상기 배기파이프를 따라 유동하는 배기가스의 일부가 상기 흡기파이프로 유입되게 유도하는 배기가스 재순환파이프(4)를 구비한다.

상기 배기가스 재순환파이프(4)의 내부에는 배기가스 재순환파이프(4)를 개폐하여 배기가스가 상기 흡기파이프 쪽으로 유입되게 하거나 혹은 차단하는 EGR밸브(5)가 설치된다.

상기 배기가스 재순환파이프(4)에서 상기 EGR밸브(5) 보다 하류에 위치하는 소정 부위에는 배기가스를 냉각시키는 EGR쿨러(6)가 설치되고, 이 EGR쿨러(6)로 유입되는 배기가스의 배기경로를 우회시키기 위해 EGR쿨러 바이패스밸브(7)가 상기 EGR쿨러의 전방에 배치되어 있다.

이에 따라 상기 EGR밸브의 개방 작동으로 배기가스의 일부가 배기가스 재순환파이프로 유입된 다음에 상기 EGR쿨러에 의해 적절히 냉각된 이후에 상기 흡기파이프로 유입되게 된다.

또한 상기 배기가스 재순환파이프(4)의 상기 흡기파이프(3)와 인접한 부위에는 배기가스 재순환파이프(4)를 통해 흡기파이프(3)로 유입되는 배기가스를 제어하기 위해 제2EGR밸브(8)가 추가로 설치되어 있다. 상기 제2EGR밸브(8)가 개방되면 배기가스 재순환파이프를 통해 배기가스가 흡기파이프로 유입될 수 있는 반면에 상기 제2EGR밸브가 닫히면 배기가스 재순환장치로 배기가스가 유입되어도 상기 흡기파이프를 통해 엔진 측으로 유입되지 않게 된다.

상기 제1EGR밸브(5)와 제2EGR밸브(8)는 엔진의 작동을 제어하는 엔진제어유니트(ECU)의 출력단에 연결되어, 상기 엔진제어유니트에서 출력되는 제어신호에 따라 그 개폐 동작이 제어되게 된다.

따라서 상기 매연여과장치(2)가 엔진제어유니트의 제어에 의한 연료의 후분사로 생성되는 고온의 배기가스에 의해 재생되는 과정에 상기 제1EGR밸브(5)는 개방되게 제어되는 반면에 상기 제2EGR밸브(8)는 닫히게 제어되면, 상기 고온의 일부 배기가스가 배기가스 재순환파이프(4)를 통해 배기가스 재순환장치로 유입되어서 제1,2EGR밸브(5,8)와 EGR쿨러(6) 및 EGR쿨러 바이패스밸브(7)에 퇴적된 카본과 같은 입자성 물질을 태워서 효과적으로 제거하게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 배기가스 재순환장치의 크리닝장치의 구성도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1-배기파이프 2-매연여과장치

3-흡기파이프 4-배기가스 재순환파이프

5-제1EGR밸브 6-EGR쿨러

7-EGR쿨러 바이패스밸브 8-제2EGR밸브

Claims (3)

1. 엔진의 배기매니폴드에 배기파이프를 매개로 연통되는 매연여과장치;

   상기 매연여과장치로부터 상기 배기파이프로 향하는 도중에 분기되는 배기가스 재순환파이프;

   상기 배기가스 재순환파이프의 상류측에 형성되는 제1 EGR밸브;

   상기 배기가스 재순환파이프의 하류측에 형성되고, 상기 배기가스 재순환파이프의 하류측에 연통하는 엔진의 흡기파이프로의 배기가스 흐름을 개방하거나 차단시키는 제2 EGR밸브;

   상기 제1 EGR밸브와 제2 EGR밸브 사이에 배치되는 EGR쿨러; 및

   상기 제1 EGR밸브를 경유하는 배기가스가 선택적으로 상기 EGR쿨러로 유입 또는 차단되도록 개폐되는 EGR쿨러 바이패스 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 배기가스 재순환장치의 크리닝 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제2 EGR밸브는 배기가스를 후처리하는 매연여과장치의 재생과정에 배기가스가 상기 흡기파이프로 유입되지 않게 차단하는 것을 특징으로 하는 배기가스 재순환장치의 크리닝장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 매연여과장치의 재생과정에 선택적으로 상기 제1 EGR밸브는 개방되는 반면에 상기 제2 EGR밸브는 폐쇄되도록 제어함으로써 제1, 2 EGR밸브와 EGR쿨러에 퇴적된 입자성 물질을 연소시키는 것을 특징으로 하는 배기가스 재순환장치의 크리닝 장치.

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