KR19980040715U - Heater to reduce exhaust gas generation at cold start - Google Patents
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Abstract
본 고안은 냉간 시동시에 혼합기가 진하게 되는 것으로 인한 대기중으로의 오염 물질의 배출을 감소시킬 수 있도록 라디에이터로부터 엔진으로 공급되는 냉각수를 순간적으로가열시키기 위한 냉간 시동시 배기 가스 발생을 감소시키기 위한 히터이다. 히터는 엔진의 과열을 냉각하기 위하여 라디에이터로부터 엔진으로 냉각수를 공급하도록 설치된 냉각수 공급관에 설치되며, 전기에 의하여 가열되는 히터와; 상기 히터에 전원을 공급하는 배터리와; 배터리의 전력을 충전하도록 엔진의 크랭크 풀리의 회전에 의하여 전기를 발생시키는 교류기와; 실린더 헤드의 온도가 일정 온도 이상되었을 때, 히터의 작동을 정지시키도록 제어하는 전자 제어 장치를 포함한다.The present invention is a heater for reducing exhaust gas generation during cold start to instantaneously heat the coolant supplied from the radiator to the engine so as to reduce the emission of pollutants into the atmosphere due to the condenser thickening during cold start. . The heater is installed in the cooling water supply pipe installed to supply the cooling water from the radiator to the engine to cool the overheat of the engine, the heater is heated by electricity; A battery for supplying power to the heater; An alternator for generating electricity by rotation of the crank pulley of the engine to charge power of the battery; And an electronic control device for controlling to stop the operation of the heater when the temperature of the cylinder head is above a certain temperature.
Description
본 고안은 자동차의 엔진에 관한 것이고, 보다 상세하게는 냉각수가 엔진에 공급되기 전에, 냉각수를 예열하여 냉간 시동시 발생되는 배기 가스의 양을 감소시키기 위한 냉간 시동시 배기 가스 발생을 감소시키기 위한 히터에 관한 것이다.The present invention relates to an engine of an automobile, and more particularly, a heater for reducing exhaust gas generation during cold start to reduce the amount of exhaust gas generated during cold start by preheating the cooling water before the cooling water is supplied to the engine. It is about.
통상적으로, 자동차에 사용되는 기화기는 엔진의 운전 상태에 따라 필요한 공기와 가솔린은 적당한 비율로 혼합하고, 동시에 가솔린을 미립화하여 기화하는데 좋은 조건으로 만들어서 엔진에 공급하는 것이다.In general, a carburetor used in an automobile is a mixture of necessary air and gasoline at an appropriate ratio according to the driving condition of the engine, and at the same time, the gasoline is made in a good condition for atomizing and vaporizing the gasoline and supplying the engine.
가솔린을 연소시키는 데는 공기와 가솔린의 적당한 혼합 비율이 필요하며, 공기가 너무 많거나 이론적 중량의 과다하게 주입되어도 완전한 연소가 될 수 없다. 가솔린은 완전 연소시키기 위해서는 이론적으로 가솔린과 공기의 혼합 비율이 1:15의 혼합비가 필요하며, 연소가능한 혼합비 범위는 대체로 8 내지 20 사이이다. 기화기에서 공급되는 혼합기는 이와 같은 가연 범위의 혼합비어야 한다.Combustion of gasoline requires a suitable mixing ratio of air and gasoline, and too much air or an excessive injection of theoretical weight will not result in complete combustion. Gasoline requires a mixing ratio of gasoline and air of 1:15 for theoretically complete combustion, and the combustible mixing ratio ranges generally between 8 and 20. The mixer supplied from the vaporizer must have a mixing ratio in this combustible range.
혼합비가 변화하면 당연히 배기 가스의 조성 비율도 변화되며, 그 중에서 대기 오염의 요인으로 법적 규제를 받고 있는 일산화탄소(CO), 탄화 수소(HC) 및 질소산화물(NOx)의 발생과 혼합비의 관계는 다음과 같다.As the mixing ratio changes, the composition ratio of the exhaust gas also changes, and among them, the relationship between the generation of carbon monoxide (CO), hydrocarbons (HC), and nitrogen oxides (NOx), which are legally regulated due to air pollution, and the relationship between the mixing ratios are as follows. Same as
혼합비가 다른 연료를 연소시키는 경우에 CO, HC, NOx의 발생량은 CO가 이론혼합비에서나 그보다 희박한 혼합비에서는 거의 발생되지 않으며, 농후해지는 것에 따라 급격히 증가한다. 또한 HC도 진한 경우에는 CO와 같은 경향이 있다.In the case of mixing fuels with different mixing ratios, the amount of CO, HC, and NOx generated is rarely generated at the theoretical mixing ratio or at a thinner mixing ratio, and increases rapidly as it is rich. Also, when HC is thick, it tends to be the same as CO.
다음에 NOx는 진한 혼합기일수록 발생량이 적어지는데 이론혼합비 부근에서 최대량이 된다. 따라서 CO, HC의 발생량을 적게 하기 위하여 희박한 혼합비를 공급하면, NOx가 많아지고, 반대로 NOx가 적어지도록 혼합기를 진하게 하면, CO, HC의 발생량이 많아지는 경향이 있다.Next, the higher the NOx, the lower the amount produced, and the maximum amount near the theoretical mixing ratio. Therefore, when a sparse mixing ratio is supplied to reduce the amount of CO and HC generated, the amount of CO and HC tends to increase when the mixer is thickened to reduce the amount of NOx.
대기 오염의 측면에서 보면 가장 적은 혼합기를 공급하는 것이 바람직하지만 반면에 엔진의 작동이라는 측면을 고려하면, 고출력을 필요로 할 때 다소 진한 혼합기가 필요하며, 이렇게 되면 배기 가스중에 CO, HC가 증가하게된다.From the point of view of air pollution, it is desirable to supply the least amount of mixer, while taking into account the engine's operation, a rather dark mixer is needed when high power is required, which increases CO and HC in the exhaust gas. do.
이와 같은 이유에서, 엔진이 요구하는 혼합비와 배기 가스에 의한 대기 오염 방지의 두가지 측면을 가능한 범위에서 만족시키기 위해서는 각종 기구를 부가하여 점화 장치와 흡배기 장치 등에 배기 가스를 정화하는 장치를 구비하여야 한다.For this reason, in order to satisfy the two aspects of the mixing ratio required by the engine and the prevention of air pollution by the exhaust gas to the extent possible, an apparatus for purifying the exhaust gas by adding various mechanisms to the ignition device and the intake and exhaust device should be provided.
기화기에서, 연료와 공기를 혼합하는 부분은 초크 밸브, 벤추리, 메인 노즐, 스로틀 밸브로 이루어지며, 엔진이 회전하면 위로부터 흡입된 공기의 유속이 벤추리부에서 빨라져 이 부분의 기압이 내려가므로, 메인 노즐에서 연료가 딸려나간다.In the carburetor, the fuel and air mixing part consists of a choke valve, a venturi, a main nozzle, and a throttle valve, and when the engine rotates, the flow rate of the air sucked from above is increased in the venturi part, so the air pressure of this part is lowered. Fuel comes out of the nozzle.
이때, 공기는 미립화되면서 공기와 혼합하여 아래쪽으로 흐르게 된다. 이 혼합기의 통과량을 가감하는 것이 스로틀 밸브이며, 액셀 페달과 링크에 따라 연결되어 있다. 초크 밸브는 시동시의 공기량을 가감하는 밸브이다.At this time, the air is atomized and mixed with the air flows downward. It is the throttle valve which adds or subtracts the passage amount of this mixer, and is connected by the accelerator pedal and the link. A choke valve is a valve which adds or subtracts the amount of air at the start.
이러한 기화기는 동절기와 같이 기온이 낮을 때 발생되는 냉간 시동시에, 냉간 과박 보상 장치(cold enreachment compensator) 내의 서모 왁스가 수착되어 있기 때문에 에어 혼으로부터의 대기는 냉간 과박 보상 로드와 브레이커 피스톤 부분을 경유하여 흡입실로 유도된다. 이에 의하여 흡입 피스톤의 작동을 멈추게하고, 미터링 니들의 시동 리치부를 메인 제트 계량부에 맞춤으로써 연료가 증량하여 혼합기를 진하게 한다.At the time of cold start such as in winter when the carburetor is cold, the atmosphere from the air horn passes through the cold overcompensation rod and the breaker piston part because thermo wax in the cold enreachment compensator is sorbed. To the suction chamber. This stops the operation of the intake piston and adjusts the starting reach of the metering needle to the main jet metering to increase fuel and make the mixer thicker.
도 1에는 라디에이터로부터 엔진에 냉각수를 공급하여, 엔진의 과열을 방지하기 위한 냉각수 공급 경로가 개략적으로 도시되어 있다. 라디에이터로부터 공급되는 냉각수는 엔진의 실린더 블록으로부터 실린더 블록의 상부에 위치되는 실린더 헤드로, 즉 아래로부터 위로 흐르게 되어 있다. 실린더 헤드에는 기화기에 의하여 연료와 공기가 혼합된 혼합기를 실린더로 공급하기 위한 혼합기 통로가 형성된다.1 schematically shows a cooling water supply path for supplying cooling water from a radiator to an engine to prevent overheating of the engine. The coolant supplied from the radiator flows from the cylinder block of the engine to the cylinder head located above the cylinder block, ie from below. The cylinder head is provided with a mixer passage for supplying the cylinder a mixture of fuel and air by a vaporizer.
상기된 바와 같이, 냉간 시동시에는 혼합기가 진한 상태에서 실린더 헤드에 형성된 혼합기 통로를 통하여 실린더로 공급되므로, 실린더 내에서 연소되는 배기 가스 내의 오염 물질의 양이 증가하게 되어, 대기중으로 많은 양의 오염 물질이 배출되게 된다.As described above, at the time of cold start, since the mixer is supplied to the cylinder through the mixer passage formed in the cylinder head in a dark state, the amount of pollutants in the exhaust gas combusted in the cylinder is increased, so that a large amount of pollution into the atmosphere The material is released.
따라서, 본 고안의 목적은 냉간 시동시에 혼합기가 진하게 되는 것으로 인한 대기중으로의 오염 물질의 배출을 감소시킬 수 있도록 라디에이터로부터 엔진으로 공급되는 냉각수를 순간적으로 가열시키기 위한 냉간 시동시 배기 가스 발생을 감소시키기 위한 히터를 제공하는데 있다.Therefore, the object of the present invention is to reduce the emission of exhaust gas during cold start to instantaneously heat the coolant supplied from the radiator to the engine so as to reduce the emission of pollutants into the atmosphere due to the thickening of the mixer during cold start. To provide a heater to make.
도 1은 라디에이터로부터 엔진으로 냉각수를 공급하는 경로를 개략적으로 도시한 도면.1 schematically shows a path for supplying coolant from a radiator to an engine.
도 2는 본 고안에 따른 냉간 시동시 배기 가스 발생을 감소시키기 위한 히터가 라디에이터의 냉각수 공급관에 설치된 상태를 도시한 도면.2 is a view illustrating a state in which a heater for reducing exhaust gas generation during cold start according to the present invention is installed in a cooling water supply pipe of a radiator.
도 3은 온수기 전용 배터리를 충전하기 위한 시스템의 개략적인 구성을 도시한 도면.3 shows a schematic configuration of a system for charging a dedicated water heater battery.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
1 : 히터2 : 배터리1: heater 2: battery
3 : 라디에이터4 : 엔진3: radiator 4: engine
5 : 서모스탯6 : 크랭크 풀리5: thermostat 6: crank pulley
7 : 물 펌프 풀리8 : 제 1 교류기7: water pump pulley 8: first alternator
9 : 제 2 교류기9: second alternator
상기된 바와 같은 목적은, 엔진의 과열을 냉각하기 위하여 라디에이터로부터 엔진으로 냉각수를 공급하도록 설치된 냉각수 공급관에 설치되며, 전기에 의하여 가열되는 히터와; 상기 히터에 전원을 공급하는 배터리와; 상기 배터리의 전력을 충전하도록 엔진의 크랭크 풀리의 회전에 의하여 전기를 발생시키는 교류기와; 실린더 헤드의 온도가 일정 온도 이상되었을 때, 히터의 작동을 정지시키도록 제어하는 전자 제어 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 본 고안에 따른 냉간 시동시 배기 가스 발생을 감소시키기 위한 히터에 의하여 달성된다.The object as described above, the heater is installed in the cooling water supply pipe is installed to supply the cooling water from the radiator to the engine to cool the overheat of the engine, the heater is heated by electricity; A battery for supplying power to the heater; An alternator for generating electricity by rotation of a crank pulley of an engine to charge power of the battery; When the temperature of the cylinder head is above a certain temperature, it is achieved by a heater for reducing exhaust gas generation during cold start according to the present invention, characterized in that it comprises an electronic control device for controlling to stop the operation of the heater.
상기된 바와 같은 본 고안에 따른 냉간 시동시 배기 가스 발생을 감소시키기 위한 히터에 의하면, 라디에이터로부터 엔진으로 공급되는 온도에서 작동하여 냉각수가 실린더 헤드로 공급되므로, 냉간 시동시에, 실린더 헤드의 온도가 냉각수에 의하여 예열된다.According to the heater for reducing the exhaust gas generation during cold start according to the present invention as described above, since the coolant is supplied to the cylinder head by operating at a temperature supplied from the radiator to the engine, the temperature of the cylinder head is Preheated by cooling water.
[실시예]EXAMPLE
이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention in more detail as follows.
도 2는 본 고안에 따른 냉간 시동시 배기 가스 발생을 감소시키기 위한 히터가 라디에이터의 냉각수 공급관에 설치된 상태를 도시한 도면이다. 도 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 고안에 따른 냉간 시동시 배기 가스 발생을 감소시키기 위한 히터(1)는 자동차가 구동될 때 엔진(4)의 과열을 냉각하기 위하여 라디에이터(3)로부터 엔진(4)으로 냉각수를 공급하도록 설치된 냉각수 공급관(5)에 설치된다. 히터(1)는 전기에 의하여 가열되는 코일로 이루어지며, 배터리(2)에 의하여 전원을 공급받는다.2 is a view illustrating a state in which a heater for reducing exhaust gas generation during cold start according to the present invention is installed in a cooling water supply pipe of a radiator. As can be seen from FIG. 2, the heater 1 for reducing the exhaust gas generation during cold start according to the present invention is provided by the engine 3 from the radiator 3 to cool down the overheat of the engine 4 when the vehicle is driven. 4) is installed in the coolant supply pipe 5 installed to supply the coolant. The heater 1 consists of a coil heated by electricity and is powered by the battery 2.
본 고안에 사용되는 배터리(2)는 도 3에 도시된 바와 같이 엔진의 크랭크 풀리(6)의 회전에 의하여 전기를 발생시키는 제 2 교류기(9)에 의하여 충전된다. 제 2 교류기(9)는 물 펌프 풀리(7)와 자동차의 전원을 구성하는 메인 배터리를 충전하기 위한 제 1 교류기(8) 사이에 설치되도록 도 3에 도시되었으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The battery 2 used in the present invention is charged by a second alternator 9 which generates electricity by the rotation of the crank pulley 6 of the engine as shown in FIG. 3. The second alternator 9 is shown in FIG. 3 to be installed between the water pump pulley 7 and the first alternator 8 for charging the main battery constituting the power source of the vehicle, but is not limited thereto.
한편, 실린더 헤드의 온도가 일정 온도 이상되었을 때, 히터(1)는 자동차에 설치된 전자 제어 장치의 작동에 의하여 작동이 정지된다.On the other hand, when the temperature of the cylinder head is above a certain temperature, the heater 1 is stopped by the operation of the electronic control device installed in the vehicle.
상기된 바와 같은 본 고안에 따른 냉간 시동시 배기 가스 발생을 감소시키기 위한 히터에 의하면, 라디에이터로부터 엔진으로 공급되는 온도에서 작동하여 냉각수가 실린더 헤드로 공급되므로, 냉간 시동시에, 실런더 헤드의 온도가 냉각수에 의하여 예열되어, 냉간 시동시 과도 운전에 의한 배기 가스중의 오염 물질의 양을 감소시킬 수 있다.According to the heater for reducing exhaust gas generation during cold start according to the present invention as described above, since the coolant is supplied to the cylinder head by operating at a temperature supplied from the radiator to the engine, the temperature of the cylinder head during cold start Can be preheated by the cooling water to reduce the amount of pollutants in the exhaust gas due to excessive operation during cold start.
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