KR101807017B1 - Exhaust system for vehicle - Google Patents

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현대자동차 주식회사
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Abstract

본 발명은 레이아웃의 제한을 극복하면서 배기가스 재순환 및 배기열 회수를 구현하는 차량의 배기 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 차량의 배기 시스템은, 엔진의 배기가 통과하는 배기 라인 상에 구비되는 차량의 배기 시스템알 수 있다.
상기 차량의 배기 시스템은, 중공의 원통형상으로 형성되는 메인 하우징; 상기 메인 하우징의 중공에 배치되며, 상기 엔진의 열간 시에 배기가스가 통과하도록 형성되는 열간 통로; 상기 메인 하우징의 중공에 배치되며, 배기가스가 항시 통과하도록 형성되는 냉간 통로; 상기 열간 통로와 연통되고, 배기가스를 배출하도록 형성되는 배출 통로; 상기 냉간 통로와 상기 배출 통로를 연통하는 재순환 통로; 상기 재순환통로를 통과하는 배기가스를 재순환시키도록 형성되는 재순환 출구; 상기 열간 통로와 상기 배출 통로의 연통 및 상기 재순환 통로와 상기 배출 통로의 연통 중 하나를 선택적으로 차단하는 배출 밸브; 및 상기 재순환 출구를 선택적으로 개폐하는 재순환 밸브;를 포함할 수 있다.The present invention relates to a vehicle exhaust system that realizes exhaust gas recirculation and exhaust heat recovery while overcoming layout limitations.
An exhaust system of a vehicle according to an embodiment of the present invention can recognize the exhaust system of a vehicle provided on an exhaust line through which the exhaust of the engine passes.
The exhaust system of the vehicle includes: a main housing formed in a hollow cylindrical shape; A hot passageway disposed in the hollow of the main housing and configured to allow exhaust gas to pass through the hot passageway of the engine; A cold passageway disposed in the hollow of the main housing and configured to allow the exhaust gas to pass through at all times; A discharge passage communicating with the hot passage and formed to discharge the exhaust gas; A recirculation passage communicating the cold passage and the discharge passage; A recirculation outlet formed to recirculate the exhaust gas passing through the recirculation passage; A discharge valve selectively blocking one of the communication of the hot passage and the discharge passage and the communication of the recirculation passage and the discharge passage; And a recirculation valve for selectively opening and closing the recirculation outlet.

Description

차량의 배기 시스템{EXHAUST SYSTEM FOR VEHICLE}[0001] EXHAUST SYSTEM FOR VEHICLE [0002]

본 발명은 차량의 배기 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 배기열을 회수 및 배기가스 재순환을 구현하는 차량의 배기 시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to an exhaust system of a vehicle, and more particularly, to an exhaust system of a vehicle that realizes recovery of exhaust heat and exhaust gas recirculation.

일반적으로, 배기가스 재순환(exhaust gas recirculation; EGR) 시스템은 유해 배기가스의 저감을 위해 차량에 장착되는 시스템이다.Generally, an exhaust gas recirculation (EGR) system is a system mounted on a vehicle for the reduction of harmful exhaust gases.

이러한 배기가스 재순환 시스템은 엔진에서 배출되는 배기가스의 일부를 흡기로 순환시켜 혼합기 속의 산소량을 줄이고, 배기가스의 배출량을 줄이며, 배기가스 내의 유해물질을 저감시키도록 기능한다.Such an exhaust gas recirculation system functions to circulate a part of the exhaust gas discharged from the engine to the intake air to reduce the amount of oxygen in the mixer, reduce the amount of exhaust gas, and reduce harmful substances in the exhaust gas.

또한, 엔진에서 배출되는 배기가스는 매우 고온이므로 재순환 배기가스의 온도를 낮추기 위한 냉각장치가 통상적으로 구비된다.Further, since the exhaust gas discharged from the engine is very hot, a cooling device for lowering the temperature of the recirculated exhaust gas is usually provided.

최근의 차량에는 상기 냉각장치가 회수한 배기열을 차량 내에 히팅이 필요한 부분에 공급하는 배기열 회수 시스템이 적용되고 있다.BACKGROUND ART [0002] In recent years, an exhaust heat recovery system has been applied to a vehicle in which exhaust heat recovered by the cooling device is supplied to a portion of the vehicle where heating is required.

하지만, 배기가스 재순환 효율을 높이기 위하여 배기가스 재순환 시스템의 구성이 복잡해지거나 열교환 효율을 높이기 위하여 배기열 회수 시스템의 구성이 복잡해지면, 원가가 상승되고 차량의 중량이 증대될 수 있다. 한편, 배기가스 재순환 시스템의 레이아웃과 배기열 회수 시스템의 레이아웃의 조합에 제한이 있을 수 있으며, 이러한 제한에 의해 배기가스 재순환 효율 및 열교환 효율 중 어느 하나가 악화될 수 있다.However, if the configuration of the exhaust gas recirculation system is complicated to increase the exhaust gas recirculation efficiency or the configuration of the exhaust heat recovery system is complicated to increase the heat exchange efficiency, the cost may be increased and the weight of the vehicle may be increased. On the other hand, there is a limitation in the combination of the layout of the exhaust gas recirculation system and the layout of the exhaust heat recovery system, and either of the exhaust gas recirculation efficiency and the heat exchange efficiency may be deteriorated due to such restrictions.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 레이아웃의 제한을 극복하면서 배기가스 재순환 및 배기열 회수를 구현하는 차량의 배기 시스템을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide an exhaust system for a vehicle that realizes exhaust gas recirculation and exhaust heat recovery while overcoming layout limitations.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 차량의 배기 시스템은, 엔진의 배기가 통과하는 배기 라인 상에 구비되는 차량의 배기 시스템알 수 있다.To achieve these and other advantages and in accordance with the purpose of the present invention, as embodied and broadly described herein, there is provided an exhaust system for a vehicle, the exhaust system of a vehicle provided on an exhaust line through which exhaust gas from the engine passes.

상기 차량의 배기 시스템은, 중공의 원통형상으로 형성되는 메인 하우징; 상기 메인 하우징의 중공에 배치되며, 상기 엔진의 열간 시에 배기가스가 통과하도록 형성되는 열간 통로; 상기 메인 하우징의 중공에 배치되며, 배기가스가 항시 통과하도록 형성되는 냉간 통로; 상기 열간 통로와 연통되고, 배기가스를 배출하도록 형성되는 배출 통로; 상기 냉간 통로와 상기 배출 통로를 연통하는 재순환 통로; 상기 재순환통로를 통과하는 배기가스를 재순환시키도록 형성되는 재순환 출구; 상기 열간 통로와 상기 배출 통로의 연통 및 상기 재순환 통로와 상기 배출 통로의 연통 중 하나를 선택적으로 차단하는 배출 밸브; 및 상기 재순환 출구를 선택적으로 개폐하는 재순환 밸브;를 포함할 수 있다.The exhaust system of the vehicle includes: a main housing formed in a hollow cylindrical shape; A hot passageway disposed in the hollow of the main housing and configured to allow exhaust gas to pass through the hot passageway of the engine; A cold passageway disposed in the hollow of the main housing and configured to allow the exhaust gas to pass through at all times; A discharge passage communicating with the hot passage and formed to discharge the exhaust gas; A recirculation passage communicating the cold passage and the discharge passage; A recirculation outlet formed to recirculate the exhaust gas passing through the recirculation passage; A discharge valve selectively blocking one of the communication of the hot passage and the discharge passage and the communication of the recirculation passage and the discharge passage; And a recirculation valve for selectively opening and closing the recirculation outlet.

상기 차량의 배기 시스템은, 웜업 촉매 컨버터의 후단에 장착될 수 있다.The exhaust system of the vehicle may be mounted at the rear end of the warm-up catalytic converter.

상기 차량의 배기 시스템은, 상기 메인 하우징의 중공에 구비되어 냉각수를 순환시키는 냉각수 통로; 상기 냉각수 통로에 냉각수가 유입되도록 상기 메인 하우징에 형성되는 냉각수 입구; 및 상기 냉각수 통로로부터 냉각수가 유출되도록 상기 메인 하우징에 형성되는 냉각수 출구;를 포함할 수 있다.The exhaust system of the vehicle includes: a cooling water passage provided in the hollow of the main housing for circulating cooling water; A cooling water inlet formed in the main housing to allow the cooling water to flow into the cooling water passage; And a cooling water outlet formed in the main housing to discharge the cooling water from the cooling water passage.

상기 냉각수 통로를 통과하는 냉각수는 상기 메인 하우징을 통과하는 배기가스와 열교환 할 수 있다.The cooling water passing through the cooling water passage can exchange heat with the exhaust gas passing through the main housing.

상기 냉각수 통로의 전체적인 형상은 상기 메인 하우징의 중공에 대응되는 외주를 갖는 원형으로 형성되고, 상기 냉각수 통로가 상기 메인 하우징의 중공에 삽입됨으로써, 상기 냉각수 통로의 외주 내측 형상에 따라 상기 열간 통로 및 상기 냉간 통로가 형성될 수 있다.Wherein the cooling water passage is formed in a circular shape having an outer periphery corresponding to the hollow of the main housing and the cooling water passage is inserted into the hollow of the main housing, A cold passageway can be formed.

상기 냉각수 통로는 상기 냉간 통로를 복수개로 구획하도록 형성될 수 있다.The cooling water passage may be formed to partition the plurality of cold passages.

상기 배출 밸브는 상기 배출통로에 힌지 연결되어 상기 열간 통로와 상기 배출 통로의 연통 및 상기 재순환 통로와 상기 배출 통로의 연통 중 하나를 선택적으로 차단하도록 작동될 수 있다.The discharge valve may be hingedly connected to the discharge passage so as to selectively block communication between the hot passage and the discharge passage and between the recirculation passage and the discharge passage.

상기 엔진의 열간 시에는 상기 배출 밸브가 상기 열간 통로와 상기 배출 통로의 연통을 유지하고, 상기 재순환 통로와 상기 배출 통로의 연통을 차단하도록 작동될 수 있다.The exhaust valve may be operated to maintain the communication between the hot passage and the exhaust passage when the engine is hot and to block the communication between the recirculation passage and the exhaust passage.

상기 배출 밸브가 상기 재순환 통로와 상기 배출 통로의 연통을 차단할 때, 상기 재순환 밸브는 상기 재순환 출구를 개방할 수 있다.When the discharge valve interrupts the communication between the recirculation passage and the discharge passage, the recirculation valve can open the recirculation outlet.

상기 엔진의 열간 구동 시, 배기가스 중의 일부는 상기 열간 통로 및 상기 배출 통로를 순차적으로 경유하여 배출되고, 다른 일부는 상기 냉간 통로 및 상기 재순환 통로를 순차적으로 경유하여 상기 엔진으로 재순환될 수 있다.During hot running of the engine, a part of the exhaust gas may be discharged sequentially through the hot passage and the discharge passage, and the other part may be recirculated to the engine sequentially through the cold passage and the recirculating passage.

상기 엔진의 냉간 시에는 상기 배출 밸브가 상기 열간 통로와 상기 배출 통로의 연통을 차단하고, 상기 재순환 통로와 상기 배출 통로의 연통을 유지하도록 작동될 수 있다.When the engine is cold, the discharge valve is operable to shut off the communication between the hot passage and the discharge passage, and maintain the communication between the recirculation passage and the discharge passage.

상기 배출 밸브가 상기 열간 통로와 상기 배출 통로의 연통을 차단할 때, 상기 재순환 밸브는 상기 재순환 출구를 폐쇄할 수 있다.When the discharge valve interrupts the communication between the hot passage and the discharge passage, the recirculation valve may close the recirculation outlet.

상기 엔진의 냉간 구동 시, 배기가스는 상기 냉간 통로, 상기 재순환 통로, 및 상기 배출 통로를 순차적으로 경유하여 배출될 수 있다.During the cold running of the engine, the exhaust gas can be discharged sequentially through the cold passage, the recirculation passage, and the discharge passage.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 레이아웃의 제한을 극복하면서 배기가스 재순환 효율 및 열교환 효율을 확보할 수 있다.As described above, according to the embodiment of the present invention, exhaust gas recirculation efficiency and heat exchange efficiency can be ensured while overcoming limitations of layout.

또한, 제한된 공간에서 간단한 구성으로 배기가스 재순환 및 배기열 회수를 구현함으로써, 원가가 절감되고, 공간활용도가 향상될 수 있다.Further, by implementing exhaust gas recirculation and exhaust heat recovery in a simple configuration in a limited space, costs can be reduced and space utilization can be improved.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 배기 시스템이 엔진의 배기라인에 적용되는 구성을 보여주는 블록도이다.
도 2는 엔진의 열간 구동 시에 본 발명의 실시예에 따른 차량의 배기 시스템의 작동도이다.
도 3은 엔진의 냉간 구동 시에 본 발명의 실시예에 따른 차량의 배기 시스템의 작동도이다.
도 4는 도 3의 A-A 선을 따라 절개한 단면도이다.1 is a block diagram showing a configuration in which an exhaust system of a vehicle according to an embodiment of the present invention is applied to an exhaust line of an engine.
2 is an operational view of a vehicle exhaust system according to an embodiment of the present invention at the time of hot running of the engine.
3 is an operational view of a vehicle exhaust system according to an embodiment of the present invention at the time of cold running of the engine.
4 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 배기 시스템이 엔진의 배기라인에 적용되는 구성을 보여주는 블록도이다.1 is a block diagram showing a configuration in which an exhaust system of a vehicle according to an embodiment of the present invention is applied to an exhaust line of an engine.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 차량의 배기 시스템(1)은 엔진(3)의 배기매니폴드(3a)를 경유한 배기가 외부로 배출되도록 하는 배기 라인(8) 상에 배치된다. 또한, 상기 배기 라인(8) 상에는 웜업 촉매 컨버터(WCC; Warm-up Catalytic Converter, 5) 및 언더 플로워 촉매 컨버터(UCC; Under floor Catalytic Converter, 7)가 배치된다. 여기서, 배기가스 내의 유해물질을 제거하기 위해 구비되는 상기 웜업 촉매 컨버터(5) 및 언더 플로워 촉매 컨버터(7)는 당업자에게 자명하므로 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.1, an exhaust system 1 for a vehicle according to an embodiment of the present invention includes an exhaust line 8 for exhausting exhaust gas passing through an exhaust manifold 3a of an engine 3 to the outside . A warm-up catalytic converter (WCC) 5 and an under floor catalytic converter (UCC) 7 are disposed on the exhaust line 8. Here, the warm-up catalytic converter 5 and the under-floor catalytic converter 7, which are provided to remove harmful substances in the exhaust gas, will be apparent to those skilled in the art, and thus a detailed description thereof will be omitted.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 차량의 배기 시스템(1)의 작동에 따라 배기가스 중의 일부가 배기가스 재순환 라인(9)를 통하여 상기 엔진(3)의 흡기매니폴드(3b)로 재순환된다.On the other hand, according to the operation of the exhaust system 1 of the vehicle according to the embodiment of the present invention, a part of the exhaust gas is recycled to the intake manifold 3b of the engine 3 via the exhaust gas recirculation line 9. [

도 2는 엔진의 열간 구동 시에 본 발명의 실시예에 따른 차량의 배기 시스템의 작동도이고, 도 3은 엔진의 냉간 구동 시에 본 발명의 실시예에 따른 차량의 배기 시스템의 작동도이며, 도 4는 도 3의 A-A 선을 따라 절개한 단면도이다.2 is an operational view of a vehicle exhaust system according to an embodiment of the present invention at the time of hot running of an engine and FIG. 3 is an operational view of a vehicle exhaust system according to an embodiment of the present invention, 4 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG.

도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 차량의 배기 시스템(1)은 상기 웜업 촉매 컨버터(5)의 후단에 장착되고, 메인 하우징(100), 배출 하우징(300), 및 재순환 하우징(400)을 포함한다.2 to 3, a vehicle exhaust system 1 according to an embodiment of the present invention is mounted on the rear end of the warm-up catalytic converter 5 and includes a main housing 100, an exhaust housing 300, , And a recirculation housing (400).

상기 메인 하우징(100)은 중공의 원통형상으로 형성된다. 또한, 상기 메인 하우징(100)은 열간 통로(10), 열간 입구(12), 열간 출구(14), 냉간 통로(20), 냉간 입구(22), 냉간 출구(24), 냉각수 통로(60), 냉각수 입구(62), 및 냉각수 출구(64)를 포함한다.The main housing 100 is formed in a hollow cylindrical shape. The main housing 100 includes a hot passage 10, a hot inlet 12, a hot outlet 14, a cold passage 20, a cold inlet 22, a cold outlet 24, a coolant passage 60, , A cooling water inlet (62), and a cooling water outlet (64).

상기 열간 통로(10)는 상기 메인 하우징(100)의 중공에서 상부에 상기 메인 하우징(100)의 길이방향을 따라 형성된다. 또한, 상기 열간 통로(10)는 상기 엔진(3)의 열간 구동 시에 배기가스가 통과하도록 기능한다.The hot passages 10 are formed along the longitudinal direction of the main housing 100 from the hollow to the top of the main housing 100. Further, the hot passageway (10) functions to allow the exhaust gas to pass through when the engine (3) is hot driven.

상기 열간 입구(12)는 배기가스가 상기 열간 통로(10)로 유입되는 입구이다.The hot inlet (12) is an inlet through which exhaust gas flows into the hot passages (10).

상기 열간 출구(14)는 배기가스가 상기 열간 통로(10)로부터 유출되는 출구이다.The hot outlet 14 is an outlet through which the exhaust gas flows out of the hot passage 10.

상기 냉간 통로(20)는 상기 메인 하우징(100)의 중공에서 하부에 상기 메인 하우징(100)의 길이방향을 따라 형성된다. 즉, 상기 냉간 통로(20)는 상기 열간 통로(10)의 하측에 배치된다. 또한, 상기 냉간 통로(20)는 상기 엔진(3)의 모든 구동 시에 배기가스가 통과하도록 기능한다. 나아가, 상기 엔진(3)의 열간 구동 시에는 상기 냉간 통로(20)를 통과한 배기가스가 재순환되고, 상기 엔진(3)의 냉간 구동 시에는 상기 냉간 통로(20)를 통과한 배기가스가 외부로 배출된다.The cold passages 20 are formed along the longitudinal direction of the main housing 100 from the hollow to the bottom of the main housing 100. That is, the cold passages (20) are disposed below the hot passages (10). In addition, the cold passages (20) function to pass the exhaust gas during all driving of the engine (3). When the engine 3 is hot-driven, exhaust gas having passed through the cold passages 20 is recirculated. When the engine 3 is cold-operated, exhaust gas passing through the cold passages 20 is exhausted to the outside .

상기 냉간 입구(22)는 배기가스가 상기 냉간 통로(20)로 유입되는 입구이다.The cold inlet (22) is an inlet through which exhaust gas flows into the cold passageway (20).

상기 냉간 출구(24)는 배기가스가 상기 냉간 통로(20)로부터 유출되는 출구이다.The cold outlet 24 is an outlet through which the exhaust gas flows out of the cold passage 20.

상기 냉각수 통로(60)는 내부에 냉각수가 통과하도록 형성된 통로이다. 또한, 상기 냉각수 통로(60)는 상기 메인 하우징(100)은 중공에 배치된다. 나아가, 상기 냉각수 통로(60)의 단면은 전체적인 형상이 상기 메인 하우징(100)은 중공에 대응되는 외주를 갖는 원형으로 형성된다. 더 나아가, 상기 냉각수 통로(60) 외주의 반경방향 내측 형상은 상기 열간 통로(10) 및 상기 냉간 통로(20)의 형상을 형성하도록 가공되고, 상기 냉각수 통로(60)가 상기 메인 하우징(100)의 중공에 삽입됨으로써, 상기 열간 통로(10) 및 상기 냉간 통로(20)가 상기 메인 하우징(100)의 중공에 배치될 수 있다.The cooling water passage (60) is a passage formed so as to allow cooling water to pass therethrough. In addition, the cooling water passage 60 is disposed in the hollow of the main housing 100. Furthermore, the cross-section of the cooling water passage 60 is formed in a circular shape having an overall shape corresponding to the hollow of the main housing 100. The inner circumferential shape of the outer periphery of the cooling water passage 60 is shaped to form the shape of the hot passage 10 and the cold passage 20 and the cooling water passage 60 is formed in the main housing 100, The hot passages 10 and the cold passages 20 can be disposed in the hollow of the main housing 100. [

상기 냉각수 입구(62)는 냉각수가 상기 냉각수 통로(60)로 유입되도록 상기 메인 하우징(100)의 하단에 형성된 입구이다.The cooling water inlet 62 is an inlet formed at the lower end of the main housing 100 to allow cooling water to flow into the cooling water passage 60.

상기 냉각수 출구(64)는 냉각수가 상기 냉각수 통로(60)로부터 유출되도록 상기 메인 하우징(100)의 상단에 형성된 입구이다.The cooling water outlet 64 is an inlet formed at the upper end of the main housing 100 so that cooling water flows out of the cooling water passage 60.

즉, 냉각수는 상기 냉각수 통로(60)를 따라 상기 냉간 통로(20)의 주변 및 상기 열간 통로(10)의 주변을 경유하면서 상기 냉간 통로(20) 및 상기 열간 통로(10)를 통과하는 배기가스와 열교환 한다. 또한, 상기 냉간 통로(20)의 주변을 경유하는 냉각수 통로(60)는 열교환 효율을 높이기 위하여 상기 냉간 통로(20)를 복수개로 구획하도록 복수개의 열교환 통로(66)를 형성한다. 도 4에는 단면이 수직방향으로 길게 형성된 상기 냉각수 통로(60)의 열교환 통로(66) 및 상기 구획된 냉간 통로(20)가 번갈아 배열된 것이 도시되고, 상기 열간 통로(10)의 단면은 원형으로 형성된 것이 도시었으나 이에 한정되지 않는다.That is, the cooling water passes along the cooling water passage 60 and the periphery of the cold passage 20 and the periphery of the hot passage 10, so that the exhaust gas passing through the cold passage 20 and the hot passage 10 Respectively. The cooling water passage 60 passing through the periphery of the cold passage 20 has a plurality of heat exchange passages 66 formed therein to partition the plurality of cold passages 20 in order to increase heat exchange efficiency. 4 shows that the heat exchanging passage 66 of the cooling water passage 60 and the partitioned cold passage 20 are alternately arranged in the vertical direction and the cross section of the hot passage 10 is circular But the present invention is not limited thereto.

상기 열간 통로(10)와 상기 냉간 통로(20) 사이의 열교환을 억제하기 위하여 상기 열간 통로(10)와 상기 냉간 통로(20)는 일정거리 이격될 수 있다. 또한, 상기 열간 통로(10)와 상기 냉간 통로(20)는 상기 냉각수 통로(60)의 형상에 따라 일정거리 이격될 수 있으며, 이격거리는 1mm 정도일 수 있다. 나아가, 공간적인 제약에 의해 상기 이격거리가 제한되며, 이러한 이격거리의 제한에 따른 상기 열간 통로(10)와 상기 냉간 통로(20) 사이의 열교환을 방지하기 위하여 격막(70)이 구비될 수 있다.The hot passages 10 and the cold passages 20 may be separated from each other by a predetermined distance to suppress heat exchange between the hot passages 10 and the cold passages 20. The hot passage 10 and the cold passage 20 may be spaced apart from each other by a predetermined distance according to the shape of the cooling water passage 60, and the spacing distance may be about 1 mm. Further, the spacing distance is limited by a spatial restriction, and a diaphragm 70 may be provided to prevent heat exchange between the hot passages 10 and the cold passages 20 due to the restriction of the spacing distance .

상기 격막(70)은 상기 열간 통로(10)와 상기 냉간 통로(20)의 사이에서 상기 냉각수 통로(60)의 내부에 배치될 수 있으며, 냉각수의 순환을 위해 길이방향의 일정부분에 배치되도록 설계될 수 있다.The diaphragm 70 may be disposed inside the cooling water passage 60 between the hot passage 10 and the cold passage 20 and is designed to be disposed at a predetermined portion in the longitudinal direction for circulation of the cooling water .

상기 배출 하우징(300)은 내부 공간을 가지며, 3방향으로 개구되도록 형성된다. 또한, 상기 배출 하우징(300)은 배출 통로(30) 및 배출 출구(32)를 포함한다.The discharge housing 300 has an internal space and is formed to open in three directions. In addition, the discharge housing 300 includes a discharge passage 30 and a discharge outlet 32.

상기 배출 통로(30)는 상기 배출 하우징(300)의 내부 공간으로서, 상기 열간 출구(14)와 접하여 상기 열간 통로(10)와 연통된 상기 배출 하우징(300)의 3방향 개구부 중 하나를 통하여 전달된 배기가스가 통과하도록 기능한다.The discharge passage 30 is an internal space of the discharge housing 300 and communicates with one of the three directional openings of the discharge housing 300 in contact with the hot passage 14 in communication with the hot passage 10, Thereby allowing the exhaust gas to pass therethrough.

상기 배출 출구(32)는 상기 배출 하우징(300)의 3방향 개구부 중 다른 하나로서, 배기가스가 상기 배출 통로(30)로부터 배출되는 출구이다.The discharge outlet 32 is another one of the three-directional openings of the discharge housing 300, and is an outlet through which the exhaust gas is discharged from the discharge passage 30.

상기 재순환 하우징(400)은 내부 공간을 가지며, 3방향으로 개구되도록 형성된다. 또한, 상기 재순환 하우징(400)은 재순환 통로(40), 재순환 출구(42) 및 연결 출구(46)를 포함한다.The recycle housing 400 has an internal space and is formed to open in three directions. In addition, the recirculation housing 400 includes a recirculation passage 40, a recirculation outlet 42, and a connection outlet 46.

상기 재순환 통로(40)는 상기 재순환 하우징(400)의 내부 공간으로서, 상기 냉간 출구(24)와 접하여 상기 냉간 통로(20)와 연통된 상기 재순환 하우징(400)의 3방향 개구부 중 하나를 통하여 전달된 배기가스가 통과하도록 기능한다.The recirculation passage 40 is an internal space of the recirculation housing 400 and communicates with one of the three-directional openings of the recirculating housing 400 in communication with the cold passage 20 in contact with the cold- Thereby allowing the exhaust gas to pass therethrough.

상기 재순환 출구(42)는 상기 재순환 하우징(400)의 3방향 개구부 중 다른 하나로서, 배기가스가 선택적으로 상기 재순환 통로(40)로부터 상기 엔진(3)으로 재순환되도록 유출되는 출구이다.The recirculation outlet 42 is another one of the three-directional openings of the recirculation housing 400 and is an outlet through which the exhaust gas is selectively discharged to be recirculated from the recirculation passage 40 to the engine 3.

상기 연결 출구(46)는 상기 재순환 하우징(400)의 3방향 개구부 중 또 다른 하나로서, 상기 배출 하우징(300)의 3방향 개구부 중 또 다른 하나와 접한다. 또한, 상기 연결 출구(46)는 배기가스가 선택적으로 상기 재순환 통로(40)로부터 상기 배출 하우징(300)에 전달되도록 유출되는 출구이다.The connection outlet 46 is another one of the three-directional openings of the recirculation housing 400 and contacts another one of the three-directional openings of the discharge housing 300. The connection outlet 46 is an outlet through which the exhaust gas is selectively discharged from the recirculation passage 40 to the exhaust housing 300.

본 발명의 실시예에 따른 차량의 배기 시스템(1)은 배출 밸브(50) 및 재순환 밸브(80)를 더 포함한다.The exhaust system 1 of the vehicle according to the embodiment of the present invention further includes a discharge valve 50 and a recirculation valve 80.

상기 배출 밸브(50)는 상기 배출 하우징(300)에서 상기 열간 출구(14)에 접한 개구부와 상기 연결 출구(46)에 접한 개구부의 사이에 힌지 연결된다. 또한, 상기 배출 밸브(50)는 상기 열간 출구(14) 및 상기 연결 출구(46) 중 하나를 선택적으로 폐쇄하도록 작동된다.The discharge valve 50 is hingedly connected between an opening in the discharge housing 300 that is in contact with the hot outlet 14 and an opening in contact with the connecting outlet 46. The discharge valve 50 is also actuated to selectively close one of the hot outlet 14 and the connecting outlet 46.

상기 재순환 밸브(80)는 상기 재순환 출구(42)를 선택적으로 개폐하도록 상기 재순환 출구(42) 상에 배치된다.The recirculation valve (80) is disposed on the recirculation outlet (42) to selectively open and close the recirculation outlet (42).

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 엔진(3)의 열간 구동 시에는 상기 배출 밸브(50)가 상기 열간 출구(14)를 개방하고, 상기 연결 출구(46)를 폐쇄한다. 또한, 상기 배출 밸브(50)가 상기 연결 출구(46)를 폐쇄할 때, 상기 재순환 밸브(80)는 상기 재순환 출구(42)를 개방한다.2, when the engine 3 is hot-driven, the discharge valve 50 opens the hot outlet 14 and closes the connection outlet 46. As shown in FIG. Further, when the discharge valve 50 closes the connection outlet 46, the recirculation valve 80 opens the recirculation outlet 42.

따라서, 배기가스가 대량 발생되는 상기 엔진(3)의 열간 구동 시, 배기가스 중의 일부는 상기 열간 통로(10) 및 상기 배출 통로(30)를 순차적으로 경유하여 외부로 배출되고, 다른 일부는 상기 냉간 통로(20) 및 상기 재순환 통로(40)를 순차적으로 경유하여 상기 엔진(3)으로 재순환된다.Therefore, during hot driving of the engine 3 in which a large amount of exhaust gas is generated, a part of the exhaust gas is discharged to the outside through the hot passage 10 and the discharge passage 30 in sequence, And then recirculated to the engine 3 via the cold passage 20 and the recirculation passage 40 in sequence.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 엔진(3)의 냉간 구동 시에는 상기 배출 밸브(50)가 상기 열간 출구(14)를 폐쇄하고, 상기 연결 출구(46)를 개방한다. 이 때, 상기 열간 출구(14)의 폐쇄에 따라 상기 열간 통로(10)를 통한 배기가스의 순환은 중지된다. 또한, 상기 배출 밸브(50)가 상기 연결 출구(46)를 개방할 때, 상기 재순환 밸브(80)는 상기 재순환 출구(42)를 폐쇄한다.3, when the engine 3 is cold-running, the discharge valve 50 closes the hot outlet 14 and opens the connection outlet 46. As shown in FIG. At this time, the circulation of the exhaust gas through the hot passage 10 is stopped as the hot outlet 14 is closed. Also, when the discharge valve 50 opens the connection outlet 46, the recirculation valve 80 closes the recirculation outlet 42.

따라서, 배기가스가 소량 발생되는 상기 엔진(3)의 냉간 구동 시, 배기가스는 상기 냉간 통로(20), 상기 재순환 통로(40), 및 상기 배출 통로(30)를 순차적으로 경유하여 외부로 배출된다.Therefore, when the engine 3 in which a small amount of exhaust gas is generated is cold-operated, the exhaust gas is discharged to the outside through the cold passage 20, the recirculation passage 40, and the discharge passage 30 sequentially do.

한편, 상기 엔진(3)의 모든 구동 시에 냉각수는 상기 냉긱수 통로(60)를 통과하면서 배기가스와 열교환 하며, 상기 엔진(3)의 열간 구동 시에도 상기 열간 통로(10)를 통과하는 배기가스와 격리되어 순환하는 재순환 배기가스와의 열교환을 통해 배기열 회수의 효율이 향상될 수 있다.During the entire operation of the engine 3, the cooling water is heat-exchanged with the exhaust gas while passing through the cold water passage 60, and even during the hot operation of the engine 3, the exhaust gas passing through the hot passage 10 The efficiency of exhaust heat recovery can be improved through heat exchange with recirculated exhaust gas which is circulated and isolated from the gas.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 레이아웃의 제한을 극복하면서 배기가스 재순환 효율 및 열교환 효율을 확보할 수 있다. 또한, 제한된 공간에서 간단한 구성으로 배기가스 재순환 및 배기열 회수를 구현함으로써, 원가가 절감되고, 공간활용도가 향상될 수 있다.As described above, according to the embodiment of the present invention, exhaust gas recirculation efficiency and heat exchange efficiency can be ensured while overcoming limitations of layout. Further, by implementing exhaust gas recirculation and exhaust heat recovery in a simple configuration in a limited space, costs can be reduced and space utilization can be improved.

이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, And all changes to the scope that are deemed to be valid.

1: 배기 시스템 3: 엔진
3a: 배기매니폴드 3b: 흡기매니폴드
5: 웜업 촉매 컨버터 7: 언더 플로워 촉매 컨버터
8: 배기 라인 9: 재순환 라인
10: 열간 통로 12: 열간 입구
14: 열간 출구
20: 냉간 통로 22: 냉간 입구
24: 냉간 출구
30: 배출 통로 32: 배출 출구
40: 재순환 통로 42: 재순환 출구
46: 연결 출구
50: 배출 밸브
60: 냉각수 통로 62: 냉각수 입구
64: 냉각수 출구
70: 격막 80: 재순환 밸브
100: 메인 하우징 300: 배출 하우징
400: 재순환 하우징1: exhaust system 3: engine
3a: Exhaust manifold 3b: Intake manifold
5: warm-up catalytic converter 7: underflow catalytic converter
8: exhaust line 9: recirculation line
10: hot passage 12: hot inlet
14: Hot exit
20: cold passage 22: cold inlet
24: Cold outlet
30: exhaust passage 32: exhaust outlet
40: recirculation passage 42: recirculation outlet
46: Connection outlet
50: discharge valve
60: cooling water passage 62: cooling water inlet
64: Cooling water outlet
70: diaphragm 80: recirculation valve
100: main housing 300: discharge housing
400: Recirculating housing

Claims (12)

엔진의 배기가 통과하는 배기 라인 상에 구비되는 차량의 배기 시스템에 있어서,
중공의 원통형상으로 형성되는 메인 하우징;
상기 메인 하우징의 중공에 배치되며, 상기 엔진의 열간 시에 배기가스가 통과하도록 형성되는 열간 통로;
상기 메인 하우징의 중공에 배치되며, 배기가스가 항시 통과하도록 형성되는 냉간 통로;
상기 열간 통로와 연통되고, 배기가스를 배출하도록 형성되는 배출 통로;
상기 냉간 통로와 상기 배출 통로를 연통하는 재순환 통로;
상기 재순환 통로를 통과하는 배기가스를 재순환시키도록 형성되는 재순환 출구;
상기 열간 통로와 상기 배출 통로의 연통 및 상기 재순환 통로와 상기 배출 통로의 연통 중 하나를 선택적으로 차단하는 배출 밸브;
상기 재순환 출구를 선택적으로 개폐하는 재순환 밸브;
상기 메인 하우징의 중공에 구비되어 냉각수를 순환시키는 냉각수 통로;
상기 냉각수 통로에 냉각수가 유입되도록 상기 메인 하우징에 형성되는 냉각수 입구; 및
상기 냉각수 통로로부터 냉각수가 유출되도록 상기 메인 하우징에 형성되는 냉각수 출구;
를 포함하되,
상기 냉각수 통로를 통과하는 냉각수는 상기 메인 하우징을 통과하는 배기가스와 열교환 하며,
상기 냉각수 통로의 전체적인 형상은 상기 메인 하우징의 중공에 대응되는 외주를 갖는 원형으로 형성되고,
상기 냉각수 통로가 상기 메인 하우징의 중공에 삽입됨으로써, 상기 냉각수 통로의 외주 내측 형상에 따라 상기 열간 통로 및 상기 냉간 통로가 형성되는 것을 특징으로 하는 차량의 배기 시스템.1. An exhaust system of a vehicle provided on an exhaust line through which exhaust of an engine passes,
A main housing formed into a hollow cylindrical shape;
A hot passageway disposed in the hollow of the main housing and configured to allow exhaust gas to pass through the hot passageway of the engine;
A cold passageway disposed in the hollow of the main housing and configured to allow the exhaust gas to pass through at all times;
A discharge passage communicating with the hot passage and formed to discharge the exhaust gas;
A recirculation passage communicating the cold passage and the discharge passage;
A recirculation outlet formed to recirculate the exhaust gas passing through the recirculation passage;
A discharge valve selectively blocking one of the communication of the hot passage and the discharge passage and the communication of the recirculation passage and the discharge passage;
A recirculation valve for selectively opening and closing said recirculation outlet;
A cooling water passage provided in the hollow of the main housing for circulating cooling water;
A cooling water inlet formed in the main housing to allow the cooling water to flow into the cooling water passage; And
A cooling water outlet formed in the main housing to discharge cooling water from the cooling water passage;
, ≪ / RTI &
The cooling water passing through the cooling water passage exchanges heat with the exhaust gas passing through the main housing,
The overall shape of the cooling water passage is formed in a circular shape having an outer periphery corresponding to the hollow of the main housing,
And the cooling passage is inserted into the hollow of the main housing, whereby the hot passage and the cold passage are formed in accordance with the inner peripheral shape of the cooling water passage. 제1항에 있어서,
웜업 촉매 컨버터의 후단에 장착되는 것을 특징으로 하는 차량의 배기 시스템.The method according to claim 1,
Is mounted on the rear end of the warm-up catalytic converter. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 냉각수 통로는 상기 냉간 통로를 복수개로 구획하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 차량의 배기 시스템.The method according to claim 1,
And the cooling water passage is formed to partition the cold passage into a plurality of sections. 제1항에 있어서,
상기 배출 밸브는 상기 배출통로에 힌지 연결되어 상기 열간 통로와 상기 배출 통로의 연통 및 상기 재순환 통로와 상기 배출 통로의 연통 중 하나를 선택적으로 차단하도록 작동되는 것을 특징으로 하는 차량의 배기 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the discharge valve is hingedly connected to the discharge passage to selectively cut off communication between the hot passage and the discharge passage and between the recirculation passage and the discharge passage. 제1항에 있어서,
상기 엔진의 열간 시에는 상기 배출 밸브가 상기 열간 통로와 상기 배출 통로의 연통을 유지하고, 상기 재순환 통로와 상기 배출 통로의 연통을 차단하도록 작동되는 것을 특징으로 하는 차량의 배기 시스템.The method according to claim 1,
And the exhaust valve is operated to maintain the communication between the hot passage and the exhaust passage when the engine is hot, and to block the communication between the recirculation passage and the exhaust passage. 제7항에 있어서,
상기 배출 밸브가 상기 재순환 통로와 상기 배출 통로의 연통을 차단할 때, 상기 재순환 밸브는 상기 재순환 출구를 개방하는 것을 특징으로 하는 차량의 배기 시스템.8. The method of claim 7,
And the recirculation valve opens the recirculation outlet when the discharge valve interrupts the communication between the recirculation passage and the discharge passage. 제8항에 있어서,
상기 엔진의 열간 구동 시, 배기가스 중의 일부는 상기 열간 통로 및 상기 배출 통로를 순차적으로 경유하여 배출되고, 다른 일부는 상기 냉간 통로 및 상기 재순환 통로를 순차적으로 경유하여 상기 엔진으로 재순환되는 것을 특징으로 하는 차량의 배기 시스템.9. The method of claim 8,
Wherein some of the exhaust gas is discharged via the hot passage and the discharge passage sequentially while the other portion is recirculated to the engine via the cold passage and the recirculation passage sequentially during hot running of the engine The exhaust system of the vehicle. 제1항에 있어서,
상기 엔진의 냉간 시에는 상기 배출 밸브가 상기 열간 통로와 상기 배출 통로의 연통을 차단하고, 상기 재순환 통로와 상기 배출 통로의 연통을 유지하도록 작동되는 것을 특징으로 하는 차량의 배기 시스템.The method according to claim 1,
Wherein when the engine is cold, the discharge valve is operated to shut off the communication between the hot passage and the discharge passage, and maintain the communication between the recirculation passage and the discharge passage. 제10항에 있어서,
상기 배출 밸브가 상기 열간 통로와 상기 배출 통로의 연통을 차단할 때, 상기 재순환 밸브는 상기 재순환 출구를 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 차량의 배기 시스템.11. The method of claim 10,
And the recirculation valve closes the recirculation outlet when the discharge valve interrupts the communication between the hot passageway and the exhaust passageway. 제11항에 있어서,
상기 엔진의 냉간 구동 시, 배기가스는 상기 냉간 통로, 상기 재순환 통로, 및 상기 배출 통로를 순차적으로 경유하여 배출되는 것을 특징으로 하는 차량의 배기 시스템.12. The method of claim 11,
Wherein the exhaust gas is discharged via the cold passage, the recirculation passage, and the discharge passage sequentially during the cold running of the engine.
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