KR19980049483A

KR19980049483A - Performance improving device for catalytic converters for automobile exhaust systems

Info

Publication number: KR19980049483A
Application number: KR1019960068198A
Authority: KR
Inventors: 권승영
Original assignee: 양재신; 대우자동차 주식회사
Priority date: 1996-12-19
Filing date: 1996-12-19
Publication date: 1998-09-15

Abstract

본 발명의 목적은 자동차 엔진의 배기 매니폴드와 소음기 사이에 설치되어 배기 가스 중에 포함된 일산화탄소, 탄화수소, 질소 산화물을 이산화탄소, 수증기, 산소, 질소로 환원시켜 대기중으로 배출되도록 하는 촉매 컨버터의 성능 향상 장치에 관한 것이다.An object of the present invention is to improve the performance of the catalytic converter installed between the exhaust manifold and the silencer of the automobile engine to reduce the carbon monoxide, hydrocarbons, nitrogen oxides contained in the exhaust gas to carbon dioxide, water vapor, oxygen, nitrogen to be discharged to the atmosphere It is about.

본 발명의 구성은 엔진의 폭발 행정후 배기 매니폴드를 통해 차 외부로 배출되는 배기 가스 중에 포함된 유해 성분을 유해한 성분으로 환원시켜 배출되도록 하는 촉매 컨버터(140)의 후방으로 전자제어유닛에의해 플레이트(144)의 열림량이 조절되는 배기 조절밸브(142)를 설치하여서 되는 것이다.The configuration of the present invention is a plate by the electronic control unit to the rear of the catalytic converter 140 to reduce the harmful components contained in the exhaust gas discharged to the outside of the vehicle through the exhaust manifold after the explosion stroke of the engine to be discharged to the harmful components The exhaust control valve 142 which controls the opening amount of 144 is provided.

Description

Performance improving device for catalytic converters for automobile exhaust systems

본 발명은 자동차 엔진의 배기 매니폴드와 소음기 사이에 설치되어 배기 가스 중에 포함된 일산화탄소, 탄화수소, 질소 산화물을 이산화탄소, 수증기, 산소, 질소로 환원시켜 대기중으로 배출되도록 하는 촉매 컨버터(catalytic converter)의 성능 향상 장치에 관한 것으로, 특히, 촉매 컨버터의 후방으로 전자제어유닛에 의해 플레이트가 회전되어 가변 되는 조절밸브를 설치하여 이 촉매 컨버터를 통과는 배기 가스의 온도가 규정치에 도달할 때까지 차외부로 방출되지 않게 하여 촉매 컨버터의 성능을 향상시킬 있도록 하는 자동차 배기 장치용 촉매 컨버터의 성능 향상 장치에 관한 것이다.The present invention is installed between an exhaust manifold and a silencer of an automobile engine to reduce carbon monoxide, hydrocarbons, and nitrogen oxides contained in exhaust gas to carbon dioxide, water vapor, oxygen, nitrogen, and to discharge them into the atmosphere. In particular, the improvement device is provided with a control valve in which the plate is rotated by the electronic control unit to be changed by the electronic control unit to the rear of the catalytic converter. The present invention relates to an apparatus for improving the performance of a catalytic converter for an automobile exhaust system, thereby improving the performance of the catalytic converter.

일반적으로 자동차의 배기 장치는 도 1 에서와 같이 엔진(10)의 폭발 행정후 이어서 수행되는 배기 행정시 실린더에서 배출되는 배기 가스 중에 포함된 유해 성분을 저감시켜 차 외부로 배출되게 하는 것으로, 엔진(10)의 배기 매니폴드(12)를 통해 배출되는 배기 가스는 촉매 컨버터(14)와 소음기(16,18) 및 배기구(20)를 통해 차 외부로 배출되는 것이다.In general, the exhaust device of the vehicle is to reduce the harmful components contained in the exhaust gas discharged from the cylinder during the exhaust stroke performed after the explosion stroke of the engine 10 as shown in FIG. Exhaust gas discharged through the exhaust manifold 12 of 10 is discharged to the outside of the vehicle through the catalytic converter 14, the silencers 16 and 18, and the exhaust port 20.

엔진(10)의 배기 매니폴드(12)를 통해 배출되는 배기 가스중 포함된 일산화탄소, 탄화수소, 질소 산화물을 이산화탄소, 수증기, 산소, 질소로 환원시키는 촉매 컨버터(14)와, 배출 가스의 음압 및 음파를 저감시키는 소음기(16,18)로 구성된다.Catalytic converter 14 for reducing carbon monoxide, hydrocarbons, and nitrogen oxides contained in the exhaust gas discharged through the exhaust manifold 12 of the engine 10 to carbon dioxide, water vapor, oxygen, nitrogen, and the negative pressure and sound wave of the exhaust gas. It is composed of silencers 16, 18 to reduce the.

그리고, 자동차에서 배출되는 가스에는 폭발 행정후 배기 파이프를 통해서 나오는 배기 가스와, 엔진의 크랭크 케이스로부터의 블로우바이 가스, 그리고 연료 탱크나 기화기의 증발 가스등의 3가지로 나누어지고 있다.The gas discharged from the vehicle is divided into three types: exhaust gas that passes through the exhaust pipe after the explosion stroke, blow-by gas from the crankcase of the engine, and evaporation gas of the fuel tank or the carburetor.

상기 배기 파이프를 통해 배출되는 배기 가스는 주성분이 수증기와 이산화탄소이며, 그 밖에 일산화탄소, 탄화수소, 질소 산화물, 납 산화물, 탄소 입자 등이 포함되어 있으나, 이 중에서 일산화탄소, 질소 산화물, 탄화수소가 유해 물질이다.The exhaust gas discharged through the exhaust pipe includes water vapor and carbon dioxide as main components, and other carbon monoxide, hydrocarbons, nitrogen oxides, lead oxides, carbon particles, and the like, among which carbon monoxide, nitrogen oxides, and hydrocarbons are harmful substances.

또한 촉매 컨버터는 반응 물질로 백금, 로듐, 파라듐을 사용하여 배기 가스 중에 포함된 일산화탄소, 탄화수소, 질소 산화물을 이산화탄소, 수증기, 산소, 질소로 환원시켜 대기중으로 배출한다.In addition, the catalytic converter uses platinum, rhodium, and palladium as reactants to reduce carbon monoxide, hydrocarbons, and nitrogen oxides contained in the exhaust gas to carbon dioxide, water vapor, oxygen, and nitrogen and discharge them into the atmosphere.

종래에도 배기 매니폴드 하부의 배기관과 소음기의 사이에 촉매 컨버터를 설치하여서 배기 가스의 유해 성분을 저감시켜 배출되도록 하고 있었다.Conventionally, a catalytic converter is provided between an exhaust pipe under the exhaust manifold and a silencer to reduce the harmful components of the exhaust gas so as to be discharged.

그러나, 배기 가스 중에 포함된 유해 성분을 저감시키는 촉매 컨버터가 배기 가스의 온도가 약 300∼350。 정도일 때 반응 물질이 활성화 되어 배기 가수중에 포함된 유해 성분을 무해한 상태로 환원시키게 되는 문제점이 있었다.However, the catalytic converter for reducing the harmful components contained in the exhaust gas has a problem that the reaction material is activated when the temperature of the exhaust gas is about 300 ~ 350 ° C to reduce the harmful components contained in the exhaust gas to a harmless state.

그래서 배기 가스의 온도가 규정치 이하일 때에는 촉매 컨버터의 성능이 저하되는 문제점으로 인해 배기 가스의 유해 성분을 효과적으로 정화하지 못하여 대기 오염을 가중시키게 되는 등의 문제점이 있었다.Therefore, when the temperature of the exhaust gas is less than the prescribed value, there is a problem such that the harmful components of the exhaust gas are not effectively purified due to the problem that the performance of the catalytic converter is deteriorated to increase the air pollution.

본 발명은 상기와 같은 사정을 고려하여 이루어진 것으로, 그 목적은 배기 가스 중에 포함된 유해 성분을 무해 성분으로 환원시켜 대기중으로 배출되도록 하는 촉매 컨버터의 환원 성능을 향상시켜 대기중에 배출되는 배기 가스 중에 포함된 유해 성분을 최대로 저감시킬 수 있게 하여 대기 오염을 감소 시킬수 있도록 하는 자동차 배기 장치용 촉매 컨버터의 성능 향상 장치를 제공하는 것이다.The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and an object thereof is included in the exhaust gas discharged into the atmosphere by improving the reduction performance of the catalytic converter which reduces the harmful components contained in the exhaust gas into harmless components and discharges them into the atmosphere. It is to provide an apparatus for improving the performance of a catalytic converter for an automobile exhaust system that can reduce air pollution by maximally reducing harmful substances.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위해 엔진의 폭발 행정후 배기 매니폴드를 통해 차 외부로 배출되는 배기 가스 중에 포함된 유해 성분을 유해한 성분으로 환원시켜 배출되도록 하는 촉매 컨버터의 후방으로 전자제어유닛에의해 플레이트의 열림량이 조절되는 배기 조절밸브를 설치하여서 되는 자동차 배기 장치용 촉매 컨버터의 성능 향상 장치를 제공함에 의해 달성된다.The present invention provides an electronic control unit to the rear of the catalytic converter to reduce the harmful components contained in the exhaust gas discharged to the outside of the vehicle through the exhaust manifold after the explosion stroke of the engine to discharge the harmful components to achieve the above object. It is achieved by providing an apparatus for improving the performance of a catalytic converter for an automobile exhaust system by providing an exhaust control valve in which the opening amount of the plate is controlled.

도 1 은 일반적인 자동차 배기 계통도,1 is a general vehicle exhaust system diagram,

도 2 는 본 발명의 구성을 보인 단면 예시도이다.2 is a cross-sectional view showing the configuration of the present invention.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for the main parts of the drawings

(10) : 엔진 (12) : 배기 매니폴드10: engine 12: exhaust manifold

(14,140) : 컨버터 (16) : 보조 소음기14140: Converter 16: Auxiliary Silencer

(18) : 주 소음기 (20) : 배기구18: main silencer 20: exhaust vent

(142) : 조절밸브 (144) : 플레이트(142): control valve (144): plate

(146) : 축 (148) : 멈춤 돌기146: shaft 148: stop protrusion

(150) : 액츄에이터(150): Actuator

다음 본 발명의 실시예를 도면에 의거하여 구체적으로 설명하겠다.Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 2 에는 본 발명에 따른 자동차 배기 장치용 촉매 컨버터의 성능 향상 장치가 도시되어 있는데, 이 자동차 배기 장치용 촉매 컨버터의 성능 향상 장치는 촉매 컨버터(140)의 후방 배기관의 사이에 배기 조절밸브(142)를 설치하여서 되는 것으로, 이 배기 조절밸브(142)는 원통형의 형상으로 구비하여 촉매 컨버터(140) 및 연속되는 배기관과 플랜지 결합된다.FIG. 2 shows a performance improving device for a catalytic converter for an automobile exhaust system according to the present invention. The performance improving device for a catalytic converter for an automobile exhaust system includes an exhaust control valve 142 between rear exhaust pipes of the catalytic converter 140. This exhaust control valve 142 is provided in a cylindrical shape and is flanged to the catalytic converter 140 and the continuous exhaust pipe.

이 조절밸브(142)는 중앙에 전자제어유닛(ECU)에 의해 동작되는 액츄에이터(150)의 축(146)이 가로질러 설치됨과 동시에 이 축(146)에 원형의 플레이트(144)가 설치되며, 상부의 일측에는 플레이트(144)가 일방향으로만 동작되도록 하는 멈춤돌기(148)가 일체로 형성된다.The control valve 142 is installed at the center of the shaft 146 of the actuator 150 operated by the electronic control unit (ECU) at the same time, the circular plate 144 is installed on the shaft 146, On one side of the upper stopper 148 is formed integrally to allow the plate 144 to operate in only one direction.

따라서, 촉매 컨버터(140)가 활성화되는 온도(350。)의 시기(Light-Off TIME)를 최단시간으로 단축시킬 수 있는 것으로, 자동차의 초기 워밍업시 플레이트(144)를 약 80％ 정도 닫혀 있게 하였다가 온도가 규정치가 되면 100％ 열리게 하여서, 배기되는 가스의 배출량 조절로 엔진에 부하를 증대시킴과 동시에 배기 가스의 온도를 신속하게 상승시켜 촉매 컨버터(140)의 환원 성능을 신속하게 향상시킬 수 있게 하는 것이다.Accordingly, the light-off time of the temperature at which the catalytic converter 140 is activated (350 °) can be shortened to the shortest time, and the plate 144 is closed by about 80% during the initial warm-up of the vehicle. When the temperature reaches the prescribed value, the temperature is opened 100%, so that the load on the engine can be increased by controlling the amount of exhaust gas discharged, and the temperature of the exhaust gas can be quickly increased to quickly improve the reduction performance of the catalytic converter 140. It is.

그래서 배기 되는 가스의 유해 성분을 무해한 성분으로 환원시킴과 동시에 유해 성분을 저감시킨 상태에서 차 외부로 배출되게 하는 것으로, 대기 오염을 감소시킬 수 있는 것이다.Therefore, by reducing the harmful components of the exhaust gas to harmless components and reducing the harmful components to the outside of the car, air pollution can be reduced.

다시 설명하면 엔진의 폭발 행정후 배기 매니폴드를 통해 차 외부로 배출되는 배기 가스 중에 포함된 유해 성분을 유해한 성분으로 환원시켜 배출되도록 하는 촉매 컨버터(140)의 후방으로 전자제어유닛에의해 플레이트(144)의 열림량이 조절되는 배기 조절밸브(142)를 설치하여서 되는 것이다.In other words, the plate 144 is moved by the electronic control unit to the rear of the catalytic converter 140 to reduce the harmful components contained in the exhaust gas discharged to the outside of the vehicle through the exhaust manifold after the explosion stroke of the engine. ) By installing an exhaust control valve 142, the opening amount of which is controlled.

그러면 도 2를 참조하여 효과에 관해 설명하겠다.Next, the effect will be described with reference to FIG. 2.

촉매 컨버터(140)의 직후방에 전자제어유닛에 의해 플레이트(144)가 회전되어 가변되는 배기 조절밸브(142)를 설치하여, 자동차의 초기 워밍업시 플레이트(144)의 열림량을 조절하여 엔진 부하를 증대시켜 배기 가스의 온도를 규정치에 신속하게 도달하도록 함으로써, 촉매 컨버터(140)의 환원 성능을 신속하게 향상시킬 수 있는 것이다.An exhaust control valve 142 in which the plate 144 is rotated and changed by an electronic control unit immediately after the catalytic converter 140 is installed, and the opening amount of the plate 144 is adjusted during the initial warm-up of the vehicle to control the engine load. By increasing the temperature of the exhaust gas to reach the prescribed value quickly, the reduction performance of the catalytic converter 140 can be quickly improved.

따라서, 초기 워밍업시부터 배기되는 가스 중에 포함되 유해 성분을 무해한 성분으로 환원여과시켜 대기중으로 밸출되게 함으로써, 대기 오염을 감소시킬 수 있는 것이다.Therefore, the air pollution can be reduced by reducing filtration of harmful components contained in the exhaust gas from the initial warm-up to harmless components to be released into the atmosphere.

Claims

Exhaust control valve that controls the opening amount of the plate by the electronic control unit to the rear of the catalytic converter to reduce the harmful components contained in the exhaust gas discharged to the outside of the vehicle through the exhaust manifold after exhaustion of the engine. Performance improvement device for a catalytic converter for a vehicle exhaust system, characterized in that the installation.