KR19980040954U

KR19980040954U - 에어 쉬라우드 인젝션(Air Shroud lnjection) 구조

Info

Publication number: KR19980040954U
Application number: KR2019960054035U
Authority: KR
Inventors: 정충식
Original assignee: 박병재; 현대자동차 주식회사
Priority date: 1996-12-23
Filing date: 1996-12-23
Publication date: 1998-09-15

Abstract

본 고안은 린 번(Lean Burn) 엔진 차량에서 시동 초기에 배기가스를 흡기 매니폴드로 유도되도록 하여 실린더에서의 연소 효율을 향상시키므로서 워밍 업 주기가 단축되도록 하면서 배기가스의 배출량이 감소될 수 있도록 하는 에어 쉬라우드 인젝션(Air Shroud Injection) 구조에 대한 것이다.

즉 흡기 매니폴드에 장착되는 쉬라우드 인젝터와 에어 흡입 호스간을 연결한 에어 파이프를 배기 매니폴드와 리턴 파이프에 의해서 연결되도록 하고, 상기 에어 파이프와 리턴 파이프의 연결부에는 3웨이 밸브를 장착시켜 엔진 구동 상태에 따라 전자적으로 개폐작동이 제어될 수 있도록 하므로서 엔진의 워밍 업 시점을 기준으로 워밍 업되기 전에는 배기가스가 쉬라우드 인젝터로 유도되도록 하고, 워밍 업이 된 이후에는 흡입 호스로부터 신기가 쉬라우드 인젝터로 유도될 수 있도록 하여 특히 냉시동시의 연소 효율과 연료의 무화를 보다 촉진되도록 하므로서 배기가스가 대폭 저감될 수 있도록 하는 구조에 대한 것이다.

Description

에어 쉬라우드 인젝션(Air Shroud Injection) 구조

본 고안은 린 번(Lean Burn) 엔진 차량에서 시동 초기에 배기가스를 흡기 매니폴드로 유도되도록 하여 실린더에서의연소 효율이 향상되도록 하므로서 워밍 업(Warming Up) 주기가 단축되도록 하여 배기가스의 배출량을 감소시키는 동시에 촉매 변환기의 활성화를 촉진시켜 배기 정화력이 향상되도록 하는 에어 쉬라우드 인젝션(Air Shroud Injection) 구조에 대한 것이다.

일반적으로 에어 쉬라우드 인젝터(Air Shroud Injector)은 주로 린 번(Lean Burm)엔진 차량에서 흡기 매니폴드의 부압에 의해 신기를 유입시 별도로 스로틀 바디 전방의 흡입 호스로부터 바로 흡기 매니폴드의 쉬라우드 인젝터로 연료와 함께 신기가 공급되도록 하여 연료의 무화를 촉진시키고자 하는 구조이다.

즉 도 3에서 보는바와 같이 스로틀 바디(5)의 스로틀 밸브 개도량 조작에 의해 서지탱크(4)를 거쳐 흡기 매니폴드(2)를 통해 흡입되는 공기와는 별도로 상기 스로틀 바디(5) 전방측으로 형성시킨 흡입 호스(6)로부터 바로 흡기 매니폴드(2)의 쉬라우드 인젝터(8)로 신기가 유도되도록 하여 상기 인젝터(8)로부터 분사되는 연료와 함께 신기가 분사되면서 연료의 무화가 촉진될 수 있도록 하는 것이다.

이같은 구조에서 통상 시동 초기의 연료는 차거운 공기와의 접촉에 의해 혼합성이 좋지 못하게 될 뿐만 아니라 흡기 포트에서는 월 웨팅(Wall Wetting)을 유발시키게 되는 단점이 있으므로 이를 위해서 현재의 흡입 호스(6) 전방으로 별도의 가열수단인 히터가 장착되도록 하여 시동초기에 흡입되는 공기를 가열되도록 하므로서 보다 연료와의 혼합성을 증대시켜 연료의 무화와 연소 효율을 향상시키고, 동시에 배기가스의 배출량을 저감시키도록 하고 있다.

이는 사실상 시동 초기에 배출되는 배기가스에 포함된 유해가스성분이 차량이 배출하는 배기가스의 대부분을 차지하고 있으므로 간단히 흡입 공기를 가열시키므로서 이를 해결하기 위한 것이다.

그러나 상기와 같은 구조를 위해서는 냉시동시 흡기 포트에서의 월 웨팅을 방지시키기 위해 흡기를 일정 온도로 가열하게 되므로 이를 위해 흡입 호스(6)의 전방으로는 별도의 히터를 장착시켜야만 하므로 비경제적이고, 히터 가동을 위한 전력 손실이 많이 문제점이 있게 된다.

이에 본 고안은 상기와 같은 문제점을 감안하여 이를 개선하기 위한 것으로서, 이를 위해 본 고안은 히터를 생략하고, 배기가스가 흡입 호스측 신기와 함께 쉬라우드 인젝터로 공급될 수 있도록 하므로서 특히 냉시동시에는 배기가스가 쉬라우드 인젝터로 공급되면서 월 웨팅을 방지시키는 동시에 연료의 무화를 더욱 촉진시키도록 하므로서 배기가스의 배출량을 대폭 저감시킬 수 있도록 하는 에어 쉬라우드 인젝션 구조를 제공코자 하는데 주된 목적이 있다.

또한 본 고안은 연소력 향상으로 엔진의 워밍 업 주기를 단축시키므로서 촉매 변환기의 활성이 조기에 수행되면서 배기가스 정화율이 향상될 수 있도록 하는 데 다른 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 특징은 흡기 매니폴드에 장착되는 쉬라우드 인젝터와 에어 흡입 호스간을 연결한 에어 파이프를 배기 매니폴드와 리턴 파이프에 의해서 연결되도록 하고, 상기 에너 파이프와 리턴 파이프의 연결부에는 3웨이 밸브를 장착시켜 엔진 구동 상태에 따라 전자적으로 개폐작동이 제어될 수 있도록 하는 구성이다.

도 1은 본 고안에 따른 실시예 구조도

도 2는 본 고안에 따른 3웨이 밸브의 일실시예 구조도

도 3은 종래의 에어 쉬라우드 인젝션 구조도

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

8:쉬라우드 인젝터(Shroud Injector)

9,9':에어 파이프

10:리턴 파이프

11:3웨이 밸브

12:전자 제어 장치(ECU)

이를 첨부한 실시예 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 고안에 따른 실시예 구조를 도시한 것으로서, 도면 부호 1은 실린더 헤드이며, 2는 흡기 매니폴드, 3은 배기 매니폴드이다.

상기 흡기 매니폴드(2)의 실린더 헤드(1)측으로 각 흡기 포트에 각각 쉬라우드 인젝터(8)가 장착되며, 상기 쉬라우드 인젝터(8)는 흡입 호스(6)에서부터 인출된 에어 파이프(9)와 연결되어 신기가 공급될 수 있도록 한다.

또한 상기 에어 파이프(9)에는 배기 매니폴드(3)에서부터 인출시킨 리턴 파이프(10)가 연결되도록 하고, 이러한 에어 파이프(9)와 리턴 파이프(10)간 연결부에는 3웨이 밸브(11)가 장착되도록 한다.

상기 3웨이 밸브(11)는 쉬라우드 인젝터(8)측으로 흡입공기 또는 배기가스가 선택적으로 공급될 수 있도록 하는 것인바 즉 냉시동시에는 쉬라우드 인젝터(8)측 에어 파이프(9)와 리턴 파이프(10)가 연통되도록 하여 배기 매니폴드(3)를 통해 배출되는 배기가스가 다시 실린더로 공급되도록 하고, 워밍 업 이후에는 쉬라우드 인젝터(8)측 에어 파이프(9)가 흡입 호스(6)측 에어 파이프(9')와 연통되면서 신기가 쉬라우드 인젝터(8)로 공급되도록 하는 것이다.

도 2에서는 이와 같은 쉬라우드 인젝터(8)측으로 공급되는 신기 또는 배기가스를 엔진 상태에 따라 선택적으로 전환시키도록 하는 3웨이 밸브(11)의 일실시예를 도시한 것으로서, 전자 제어 장치(12, Electronic Control Unit, 이하, ECU로 약칭함)에 의해 외측 본체(11A)내에서 내측의 회동수단(11B)을 회전시켜 상기 내측의 회동수단(11B)에 천공된 연결통로(1C)를 에어 파이프(9)(9')간 또는 에어 파이프(9)와 리턴 파이프(10)간을 선택적으로 연통되도록 하므로서 쉬라우드 인젝터(8)로 공급되는 흡입 공기를 구별되도록 하는 것이다.

또한 상기와 같은 3웨이 밸브(11)는 솔레노이드 밸브로서 형성되도록 하는 구성으로도 실시가 가능하다.

한편 상기 ECU(12)는 엔진의 구동상태에 따라 상기 3웨이 밸브(11)를 제어하되 이는 엔진이 워밍 업되는 시점을 기준으로 냉각수온에 따라서 제어될 수 있도록 하는 것이 가장 바람직하다.

상기와 같은 구조에 따라 엔진이 냉시동시에는 ECU(12)가 3웨이 밸브(11)를 작동시켜 배기 매니폴드(3)측의 리턴 파이프(10)와 쉬라우드 인젝터(8)측 에어 파이프(9')를 연통시키면서 흡기 매니폴드(2)에서의 흡입 부압에 의해 배기가스가 쉬라우드 인젝터(8)측으로 공급되도록 하므로서 상기 쉬라우드 인젝터(8)에서 분사되어 연료의 무화가 촉진되도록 하며, 특히 이렇게 혼합된 가스가 연소실로 공급되면서 배기가스 중에 포함된 미연소 가스를 다시 재연소시키도록 하여 연소실에서의 연소 효율을 대폭 향상시킬 수 있도록 한다.

이러한 방법으로 엔진에서의 예열을 촉진시키게 되면 엔진의 워밍 업 달성은 조기에 이루어질 수가 있게 되고, 이렇게 워밍 업되고 나면 다시 상기 ECU(12)는 상기 3웨이 밸브(11)를 작동시켜 배기가스의 도입을 중단시키고, 흡입 호스(6)로부터 신기가 유도되도록 하므로서 최적의 연소 효율을 유지할 수 있도록 한다.

따라서 종전과 같이 냉시동시 분사되는 연료에 찬 신기가 혼합되면서 흡기 포트에서 월 웨팅이 발생되는 것을 방지시키게 되는 동시에 상기와 같은 월 웨팅을 방지시키고자 흡입공기를 가열시키기 위해 구비하게 되는 가열수단인 히터(7)가 불필요하게 되고, 특히 제대로 연소되지 않은 배기가스를 다시 재연소시키게 되므로 배기가스의 배출량이 대폭적으로 줄어들게 된다.

그러므로 상기한 바와같은 본 고안에 따라 흡기 가열수단을 생략시키게 되므로 엔진 제작비용을 절감할 수 있게 되는 동시에 배기가스의 재사용으로 연소 효율을 극대화시키면서 배기가스의 배출량을 저감시킬 수 있도록 하며, 특히 워밍 업 주기의 단축과 촉매 변환기의 조기 활성화로 배기가스의 정화력을 한층 향상시키도록 하는 매우 유용한 효과를 제공하게 되는 것이다.

Claims

흡기 매니폴드에 장착되는 쉬라우드 인젝터와 에어 흡입 호스간을 연결한 에어 파이프를 배기 매니폴드와 리턴 파이프에 의해서 연결되도록 하고, 상기 에어 파이프와 리턴 파이프의 연결부에는 3웨이 밸브를 장착시켜 엔진 구동 상태에 따라 전자적으로 개폐작동이 제어될 수 있도록 하는 구성을 특징으로 하는 에어 쉬라우드 인젝션 구조.
제 1 항에 있어서,

상기 3웨이 밸브는 엔진이 워밍 업되는 시점을 기준으로 워밍 업되기 전에는 배기 매니폴드측 리턴 파이프와 쉬라우드 인젝터측 에어 파이프가 연결되도록 하여 배기가스의 일부가 쉬라우드 인젝터에서 연료와 함께 분사되도록 하는 구성을 특징으로 하는 에어 쉬라우드 인젝션 구조.