KR19980030188A - 차량용 배기가스 재순환장치의 냉각장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 배기가스 재순환장치의 냉각장치에 관한 것으로서, 특히 실린더헤드(6)의 냉각수유로(6a)와 히터순환파이프(5)에 유입유로(2)와 배출유로(3)로 연결 설치된 냉각장치를 배기가스순환파이프(4)에 설치하여 배기가스순환파이프(4)를 통과하는 배기가스의 온도를 낮추어 밀도를 증대시키므로 충분한 양의 배기가스가 연소실에 공급되도록하여 적정량의 배기가스가 공급되어 연소실의 최고온도를 낮게 하면서 질소산화물의 생성량을 줄이고, 또한 고온의 배기가스 통과로 인한 EGR계통의 부품 변형 및 파손을 방지토록하여 배기가스의 공급효율을 증대시키면서 EGR계통의 부품 내구성을 향상시킨 매우 유용한 효과가 있는 것이다.

Description

차량용 배기가스 재순환장치의 냉각장치

본 발명은 차량용 배기가스 재순환장치에 관한 것으로서, 특히 배기매니폴드로 부터 유입되는 배기가스를 냉각장치에 의해 냉각시켜 밀도가 높은 배기가스를 흡기매니폴드로 유입시키므로 배기가스의 재순환 효율을 증대시키면서 고온의 배기가스가 순환되는 부품의 파손을 방지할 수 있는 차량용 배기가스 재순환장치의 냉각장치에 관한 것이다.

일반적으로 배기가스 재순환장치(Exhaust Gas Recirculation ; 이하 EGR이라고 함)는 차량의 엔진에서 발생하는 배기가스 중의 질소산화물을 저감하는 수단으로 배기가스(이그조스트 가스)의 일부를 흡기 계통에 되돌려(리서큘레이트) 혼합기가 연소할 때 최고 온도를 낮게 하고, 질소산화물(NOx)의 생성량을 적게한다.

즉, 상기 EGR은 배기매니폴드를 통해 외부로 배기되는 배기가스의 일정량을 흡기매니폴드로 되돌리며, 이 배기가스량은 스로틀밸브 부근의 부압이나 배기관 내의 배기압에 따라 제어되는 EGR밸브에 의하여 적정량의 배기가스를 흡기매니폴드로 되돌리게 된다.

이러한 종래의 차량용 배기가스 재순환장치는 도 3에서 보는 바와 같이 배기매니폴드(7)와 흡기매니폴드(8)에 배기가스의 일부를 연소실내로 유입시키기 위한 배기가스순환파이프(4)가 연결 설치되고, 이 배기가스순환파이프(4)에는 배기가스의 연소실내 유입을 제어하는 EGR밸브(a) 등이 설치된다.

따라서, 상기 차량용 배기가스 재순환장치는 배기매니폴드(7)를 통해 배기되는 배기가스 중의 일부가 배기가스순환파이프(4)를 통해 흡기매니폴드(8)로 유입되어 EGR밸브(a)에 의해 적정량의 배기가스가 연소실내로 유입되며, 이 배기가스에 포함된 탄산가스(CO₂)에 의해 재공급된 연소가스는 더 이상 연소작용을 하지 않게 되므로 연소실내의 연소온도를 낮추게 되어 질소산화물(NO_X)을 현저하게 감소시키게 된다.

그러나, 이와 같은 차량용 배기가스 재순환장치는 고온의 배기가스가 배기가스순환파이프(4)를 통해 흡기매니폴드(8)로 유입되므로 이 배기가스순환파이프(4)에 설치된 EGR밸브(a) 등과 같은 여러부품이 고온의 배기가스에 의해 변형이 발생하는 등 부품의 파손을 발생시키고, 또한 연소실내로 유입되는 고온의 배기가스는 기체의 분자활동이 활발하므로 이 배기가스의 밀도는 상대적으로 낮게 되어 연소실내로 유입되는 혼합기체의 밀도를 낮추게 되므로 연소효율을 감소시키고, 적정량의 배기가스를 연소실 내부로 공급시키지 못하는 문제점이 발생되었다.

따라서, 본 발명은 상기한 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 실린더헤드의 냉각수로 배기가스순환파이프를 냉각시켜 히터순환파이프로 순환되는 냉각장치를 구비하여 재순환되는 배기가스의 온도를 낮추어 밀도를 증대시켜 충분한 양의 배기가스의 공급과 고온의 배기가스 통과로 인한 EGR계통의 부품 파손을 방지토록 한 것을 목적으로 한다.

도 1은 본 발명의 적용 상태를 엔진의 일측면을 나타낸 정면도.

도 2는 본 발명의 구조를 나타낸 도 1의 A-A선 확대 단면도.

도 3은 종래의 구조를 나타낸 단면도.

(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)

1 ; 쿨러 1a ; 유입관

1b ; 배출관 2 ; 유입유로

3 ; 배출유로 4 ; 배기가스순환파이프

5 ; 히터순환파이프 6 ; 실린더헤드

6a ; 냉각수유로 7 ; 배기매니폴드

8 ; 흡기매니폴드 9 ; EGR밸브

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 차량용 배기가스 재순환장치의 냉각장치는 배기매니폴드(7)와 흡기매니폴드(8)에 연결 설치된 배기가스순환파이프(4)를 통해 흡기매니폴드(8)로 유입되는 배기가스를 냉각시키는 차량용 배기가스 재순환장치의 냉각장치에 있어서, 상기 배기가스순환파이프(4)의 외주연에는 실린더헤드(6)의 냉각수유로(6a)를 통한 냉각수로 배기가스순환파이프(4)를 냉각시켜 히터순환파이프(5)로 배출되는 냉각장치; 를 구비하여 배기가스의 온도를 낮추어 밀도를 증대시킨 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 예시도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 더 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명이 적용되는 상태를 나타낸 차량의 배면도이고, 도 2는 본 발명의 구조를 나타낸 도 1의 A-A선 단면도이다.

도시된 바와 같이 냉각장치의 쿨러(1)는 배기가스순환파이프(4)가 내부에 위치토록 설치하고 일측부에는 유입관(1a)과 배출관(1b)을 형성한다.

상기 쿨러(1)의 유입관(1a)에는 실린더헤드(6)의 냉각수유로(6a) 냉각수가 이 유입관(1a)에 유입되도록 연결유로를 상기 유입관(1a)과 실린더헤드(6)의 냉각유로에 연결설치한다.

상기 쿨러(1)의 배출관(1b)은 히터순환파이프(5)와 배출유로(3)로 연결 설치하여 쿨러(1) 내부의 냉각수가 히터순환파이프(5)를 통해 배출되도록 한다.

또한, 상기 냉각장치의 쿨러(1)는 배기가스순환파이프(4) 전구간에 설치하여 순환되는 배기가스의 냉각효율을 극대화시킨 것이 가능하다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용 및 효과를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

배기매니폴드(7)를 통해 배기되는 배기가스가 이 배기매니폴드(7)와 연결 설치된 배기가스순환파이프(4)에 유입되면, 이 배기가스순환파이프(4)는 쿨러(1)내부에 설치되어 있으므로 실린더헤드(6)의 냉각수유로(6a)와 연결된 유입유로(2)를 통해 공급되는 냉각수에 의해 냉각되어 이 배기가스순환파이프(4)를 통과하는 배기가스의 온도가 일정 온도 이하로 낮아지게 된다.

즉, 기체는 높은 온도에서 분자의 운동이 활발하나 상대적으로 밀도는 적게 되므로 배기가스순환파이프(4)의 냉각에 의해 배기가스의 온도는 낮아지게 되어 이 배기가스순환파이프(4)를 통과하는 배기가스의 밀도가 높게 된다.

따라서, 상기 배기가스는 밀도가 높아진 상태에서 배기가스순환파이프(4)에 연결된 흡기매니폴드(8)를 통해 연소실로 유입되므로 적정량의 배기가스가 공급되어 혼합기가 연소할 때 최고온도를 낮게 하면서 질소산화물(NOx)의 생성량을 줄이게 된다.

또한, 쿨러(1)의 냉각수에 의해 일정온도로 낮아진 배기가스는 이 배기가스가 통과하는 EGR밸브(9) 등의 여러부품이 고온의 배기가스에 의해 변형이나 파손이 발생하는 것을 방지하게 되며, 상기 쿨러(1) 내부를 순환한 냉각수는 배출구의 배출유로(3)를 통해 히터순환파이프(5)로 배출되어 순환되므로 쿨러(1) 내부의 냉각수의 용이한 순환이 이루어지게 되는 것이다.

상기와 같이 본 발명은 실린더헤드의 냉각수유로와 히터순환파이프에 유입유로와 배출유로로 연결 설치된 냉각장치를 배기가스순환파이프에 설치하여 배기가스순환파이프를 통과하는 배기가스의 온도를 낮추어 밀도를 증대시키므로 충분한 양의 배기가스가 연소실에 공급되도록하여 적정량의 배기가스가 공급되어 연소실의 최고온도를 낮게 하면서 질소산화물의 생성량을 줄이고, 또한 고온의 배기가스 통과로 인한 EGR계통의 부품 변형 및 파손을 방지토록하여 배기가스의 공급효율을 증대시키면서 EGR계통의 부품 내구성을 향상시킨 매우 유용한 효과가 있는 것이다.

Claims (3)

1. 배기매니폴드(7)와 흡기매니폴드(8)에 연결 설치된 배기가스순환파이프(4)를 통해 흡기매니폴드(8)로 유입되는 배기가스를 냉각시키는 차량용 배기가스 재순환장치의 냉각장치에 있어서,

   상기 배기가스순환파이프(4)의 외주연에는 실린더헤드(6)의 냉각수유로(6a)를 통한 냉각수로 배기가스순환파이프(4)를 냉각시켜 히터순환파이프(5)로 배출되는 냉각장치;

   를 구비하여 배기가스의 온도를 낮추어 밀도를 증대시킨 것을 특징으로 하는 차량용 배기가스 재순환장치의 냉각장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 냉각장치는 배기가스순환파이프(4)가 내부에 위치토록 설치하고 일측부에는 유입관(1a)과 배출관(1b)을 형성한 쿨러(1)와;

   상기 쿨러(1)의 유입관(1a)과 실린더헤드(6)의 냉각수유로(6a)와 연결 설치한 유입유로(2)와;

   상기 쿨러(1)의 배출관(1b)과 히터순환파이프(5)를 연결한 설치한 배출유로(3);로 구비한 것을 특징으로 하는 차량용 배기가스 재순환장치의 냉각장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 냉각장치는 배기가스순환파이프(4) 전구간에 설치하여 순환되는 배기가스의 냉각효율을 극대화시킨 것을 특징으로 하는 차량용 배기가스 재순환장치의 냉각장치.