KR19980082743A

KR19980082743A - Exhaust gas recirculation unit

Info

Publication number: KR19980082743A
Application number: KR1019970017817A
Authority: KR
Inventors: 채승진
Original assignee: 김영귀; 기아자동차 주식회사
Priority date: 1997-05-09
Filing date: 1997-05-09
Publication date: 1998-12-05

Abstract

본 발명은 배기가스 재순환장치에 관한 것으로, 종래의 배기가스 재순환장치는 배기가스 재순환을 정밀하게 제어하지 못하여 질소산화물의 생성량을 원활하게 저감시키지 못하는 문제가 있었다.The present invention relates to an exhaust gas recirculation apparatus, and the conventional exhaust gas recirculation apparatus does not control the exhaust gas recycling precisely, and thus does not reduce the amount of nitrogen oxides produced smoothly.

본 발명은 예시도면 도 2 와 같이 기존 배기가스 재순환장치에서 솔레노이드 밸브를 폐지하고, 스로틀밸브(4)와 에어클리너(20) 사이의 흡기다기관(3) 일측에 흡기 부압을 측정하는 부압감지센서(10)를 설치하여 그 신호를 전자제어장치(6)에 통전할 수 있도록 하며, 전자제어장치(6)의 출력단에는 상기 부압감지센서(10)의 입력된 정보를 바탕으로 배기가스를 흡기다기관(3)으로의 유입을 조절하는 배기가스 재순환 조절밸브(18)를 연결하되, 상기 배기가스재순환 조절밸브(18)는 고정자 코일(14) 내부에 배기다기관의 내부를 개폐하는 회전밸브(16)가 내외로 구동하도록 형성한 것이다.The present invention is a negative pressure detection sensor for closing the solenoid valve in the existing exhaust gas recirculation device as shown in Figure 2 and measuring the intake negative pressure on one side of the intake manifold 3 between the throttle valve 4 and the air cleaner 20 ( 10) so that the signal can be supplied to the electronic control device 6, and at the output end of the electronic control device 6 on the basis of the input information of the negative pressure sensor 10, the intake manifold ( 3) to connect the exhaust gas recirculation control valve 18 for controlling the inflow into the exhaust gas recirculation control valve 18 is a rotary valve 16 for opening and closing the inside of the exhaust manifold inside the stator coil 14 It is formed to drive in and out.

따라서, 본 발명은 생산비용이 절감되고, 정밀하게 배기가스 재순환을 수행할 수 있어 질소산화물의 생성량을 줄일 수 있는 효과가 있다.Therefore, the present invention can reduce the production cost, it is possible to perform the exhaust gas recycle precisely has the effect of reducing the amount of nitrogen oxides produced.

Description

Exhaust gas recirculation unit

본 발명은 배기가스 재순환장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배기파이프를 통해 배출되는 배기가스 중 인체에 유해한 질소산화물의 생성량을 저감토록 한 배기가스 재순환장치에 관한 것이다.The present invention relates to an exhaust gas recirculation apparatus, and more particularly to an exhaust gas recirculation apparatus to reduce the amount of nitrogen oxide harmful to the human body of the exhaust gas discharged through the exhaust pipe.

일반적으로 자동차로부터 배출되는 배기가스는 연료가 실린더 내에서 연소한 후 배기파이프로부터 대기 중에 배출되는 가스로서 수증기, 이산화탄소, 일산화탄소, 탄화수소, 질소산화물, 납산화물, 탄소입자 등이 포함되어 있다.In general, the exhaust gas emitted from a vehicle is a gas discharged from the exhaust pipe to the atmosphere after fuel is burned in a cylinder, and includes water vapor, carbon dioxide, carbon monoxide, hydrocarbons, nitrogen oxides, lead oxides, carbon particles, and the like.

이와같은 배기가스는 인체에 유해하거나 대기를 오염시키므로 배기가스를 줄이는 수단이 강구되고 있는데 그중의 하나가 배기가스 재순환장치이다.Since such exhaust gases are harmful to the human body or pollute the atmosphere, a means of reducing the exhaust gases has been devised. One of them is an exhaust gas recirculation apparatus.

배기가스 재순환장치는 배기가스 중의 질소산화물을 감소시키는 장치로서 배기가스의 일부를 흡기 계통에 되돌려 혼합기가 연소할 때 최고 온도를 낮게 하고 질소산화물의 생성량을 적게하는 장치이다.The exhaust gas recirculation device is a device for reducing nitrogen oxides in the exhaust gas, and returns a part of the exhaust gas to the intake system to lower the maximum temperature and reduce the amount of nitrogen oxides produced when the mixer burns.

흡기관으로 되돌려지는 배기가스량의 컨트롤은 스로틀 밸브 부근의 부압이나 배기관 내의 배기압에 따라 제어되는 컨트롤 밸브에 의하여 행해진다.The control of the amount of exhaust gas returned to the intake pipe is performed by a control valve controlled according to the negative pressure near the throttle valve and the exhaust pressure in the exhaust pipe.

이와같은 배기가스 재순환장치는 첨부된 예시도면 도 1에 표현된 바와 같이, 실린더(1)의 연소실에서 연료가 연소된 후 배기다기관(2)으로 배출되는 배기가스중 그 일부를 배기다기관(2)으로부터 추출하여 온도, 시기, 유량을 제어하고 엔진의 흡기 계통으로 재순환 시켜 질소산화물을 감소시키는 장치이다.Such an exhaust gas recirculation apparatus includes a part of the exhaust gas discharged to the exhaust manifold 2 after the fuel is combusted in the combustion chamber of the cylinder 1, as shown in FIG. It is a device that reduces nitrogen oxide by extracting from the gas, controlling the temperature, timing, and flow rate and recycling it to the intake system of the engine.

배기 가스속에는 연소에 기여하지 않는 이산화탄소가 다량으로 포함되어 있기 때문에 그것들을 흡입되는 혼합기 내에 흡입되도록 하면 불활성 가스가 가지는 열용량에 따라 최고 연소 온도가 저하되어 질소산화물의 생성이 감소된다.Since the exhaust gas contains a large amount of carbon dioxide which does not contribute to combustion, when they are sucked into the inhaling mixer, the maximum combustion temperature is lowered according to the heat capacity of the inert gas, thereby reducing the production of nitrogen oxides.

배기 다기관(2)의 일측에 배출 가스를 순환시키는 배기가스재순환관(5)을 일체로 형성하고, 그 도중에 배기가스 조절밸브(7) 및 솔레노이드밸브(8)를 설치하여 최적의 배기가스 재순환량을 제어하는 것이다.An exhaust gas recirculation pipe 5 for circulating the exhaust gas is integrally formed on one side of the exhaust manifold 2, and an exhaust gas regulating valve 7 and a solenoid valve 8 are provided in the middle of the exhaust gas recirculation. To control.

배출 가스를 재순환 시키므로써 혼합기의 착화 성능이나 엔진의 출력이 저하되기 때문에 질소산화물의 배출량이 많은 운전 영역을 선택하여 적정량을 재순환하는 것이 필요하다.By recycling the exhaust gas, the ignition performance of the mixer and the output of the engine are lowered. Therefore, it is necessary to select an operating region with a large amount of nitrogen oxide emissions and recycle the appropriate amount.

즉, 엔진 회전수 및 부하에 따라 미리 전자제어장치(6)에 프로그램으로 입력된 배기가스재순환율로 제어하기 위해 배기가스 조절밸브(7)에 연결되는 배기가스재순환관(5) 도중에 솔레노이드밸브(8)를 설치하고, 각종 센서(9)로 부터 전자제어장치(6)가 정보를 입력 받아 상기 솔레노이드밸브(8)에 제어신호를 송출하여 배기가스 조절밸브(7)에 걸리는 부압을 이용하여 배기가스를 재순환 시켰다.That is, the solenoid valve is arranged in the middle of the exhaust gas recirculation pipe 5 connected to the exhaust gas regulating valve 7 in order to control the exhaust gas recirculation rate input to the electronic control apparatus 6 in advance according to the engine speed and the load. 8), the electronic control device 6 receives information from various sensors 9, sends control signals to the solenoid valve 8, and exhausts the negative pressure applied to the exhaust gas regulating valve 7. The gas was recycled.

그러나, 종래의 배기가스 재순환 장치는 배기가스 재순환을 정밀하게 제어하지 못하여 질소산화물의 생성량을 원활하게 저감시키지 못하는 문제가 있었다.However, the conventional exhaust gas recirculation apparatus does not control the exhaust gas recirculation precisely, and thus there is a problem in that the amount of nitrogen oxides cannot be smoothly reduced.

따라서 본 발명은 상기한 배기가스 재순환 장치가 지닌 문제를 개선하기 위하여 안출된 것으로, 배기파이프를 통해 배출되는 배기가스 중 인체에 유해한 질소산화물의 생성량을 저감토록 한 배기가스 재순환장치를 제공하고자 함에 발명의 목적이 있다.Therefore, the present invention has been made to improve the problem of the exhaust gas recirculation device, to provide an exhaust gas recirculation device to reduce the amount of nitrogen oxide harmful to the human body of the exhaust gas discharged through the exhaust pipe. There is a purpose.

상기와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 기존 배기가스 재순환장치에서 솔레노이드 밸브를 폐지하고, 스로틀밸브와 에어클리너 사이의 흡기다기관 일측에 흡기 부압을 측정하는 부압감지센서를 설치하여 그 신호를 전자제어장치에 통전할 수 있도록 하며, 전자제어장치의 출력단에는 상기 부압감지센서의 입력된 정보를 바탕으로 배기가스의 흡기다기관으로의 유입을 조절하는 배기가스 재순환 조절밸브를 설치하되, 조절밸브는 고정자 코일 내부에 관의 내부를 개폐하는 밸브가 나오거나 들어가도록 형성한 것이다.The present invention for realizing the above object is to close the solenoid valve in the existing exhaust gas recirculation device, and to install the negative pressure sensor to measure the intake negative pressure on one side of the intake manifold between the throttle valve and the air cleaner to control the signal electronically An exhaust gas recirculation control valve is installed at the output end of the electronic control device to regulate the inflow of the exhaust gas into the intake manifold based on the input information of the negative pressure sensor, wherein the control valve is a stator coil. It is formed to enter or exit the valve to open and close the inside of the tube inside.

따라서, 본 발명은 배기가스 재순환장치가 간단해져 생산비용이 절감되고, 정확하게 배기가스를 재순환시켜 질소산화물의 생성량을 저감시킬 수 있다.Therefore, the present invention can simplify the exhaust gas recirculation apparatus and reduce the production cost, and can accurately reduce the amount of nitrogen oxide produced by recycling the exhaust gas.

도 1 은 종래 배기가스 재순환장치를 보인 구성도,1 is a configuration diagram showing a conventional exhaust gas recirculation device,

도 2 는 본 발명에 따른 배기가스 재순환장치를 보인 구성도이다.2 is a block diagram showing an exhaust gas recirculation apparatus according to the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

3 - 흡기다기관, 4 - 스로틀밸브,3-intake manifold, 4-throttle valve,

5 - 배기가스재순환관, 6 - 전자제어장치,5-exhaust gas recirculation pipe, 6-electronic control unit,

10 - 부압감지센서, 12 - 접속단자,10-negative pressure sensor, 12-connection terminal,

14 - 고정자 코일, 16 - 회전밸브,14-stator coils, 16-rotary valve,

18 - 배기가스재순환 조절밸브, 20 - 에어클리너.18-exhaust gas recirculation control valve, 20-air cleaner.

이하 본 발명에 대하여 첨부된 예시도면에 의거 그 구성과 작용효과에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter will be described in detail with respect to the configuration and operation effects based on the accompanying drawings for the present invention.

본 발명은 스로틀밸브(4)와 에어클리너(20) 사이의 흡기다기관(3)의 일측에The present invention is provided on one side of the intake manifold 3 between the throttle valve 4 and the air cleaner 20.

흡기부압을 검출하는 부압감지센서(10)를 설치하여 그 신호를 전자제어장치(6)에 송A negative pressure sensor 10 for detecting the intake negative pressure is provided and the signal is sent to the electronic controller 6.

출하고, 전자제어장치(6)의 출력단에는 각종 센서 및 부압감지센서(10)의 제어신호에At the output end of the electronic controller 6, control signals of various sensors and the negative pressure sensor 10 are applied.

의해 배기가스의 흡기다기관(3)으로의 유입량을 조절하는 배기가스 재순환 조절밸브Exhaust gas recirculation control valve for regulating the flow rate of exhaust gas into the intake manifold 3

(18)가 연결되어 이루어진 것이다.(18) is connected.

여기서 배기가스 재순환 조절밸브(18)는 전자제어장치(6)의 제어신호를 수신하는 접속단자(12)와 접속단자(12)의 전원을 받는 고정자 코일(14)이 형성되고, 고정자 코일(14)의 내부에는 접속단자(12)의 신호에 의해 내외로 이동하여 배기가스의 흐름을 조절하는 회전밸브(16)가 설치되어 이루어진 것이다.Here, the exhaust gas recirculation control valve 18 includes a connection terminal 12 that receives a control signal of the electronic controller 6 and a stator coil 14 that receives power from the connection terminal 12, and the stator coil 14. ) Is provided with a rotary valve 16 to move in and out by the signal of the connecting terminal 12 to control the flow of the exhaust gas.

이와같이 형성된 배기가스 재순환장치는 첨부된 예시도면 도 2에 표현된 바와 같이, 감속시는 스로틀밸브(4)가 닫히므로 흡입공기량이 적어지고, 흡입다기관(3)의 진공이 증가하여 공전 및 저속 포트에서 연료를 흡입하므로 혼합기가 농후해짐과 더불어 연소온도가 낮아 질소산화물은 감소한다.As shown in FIG. 2, the exhaust gas recirculation apparatus thus formed has a small amount of intake air because the throttle valve 4 is closed at the time of deceleration, and the vacuum of the intake manifold 3 is increased, thereby increasing the idle and low speed ports. Inhaling the fuel from the fuel leads to a richer mixture and a lower combustion temperature, which leads to a decrease in nitrogen oxides.

한편 가속시는 스로틀밸브(4)가 열리므로 흡입공기량이 많아지고, 엔진에 큰 출력이 요구되므로 농후한 혼합기가 공급됨과 더불어 연소온도가 높아 질소산화물은 증가한다.On the other hand, when the throttle valve 4 is opened during acceleration, the intake air amount increases, and a large output is required for the engine, so that a rich mixer is supplied and the combustion temperature is high, so that the nitrogen oxides increase.

배기가스 재순환장치는 높은 연소 온도에 의해 발생되는 질소 산화물의 가스량을 감소시키는 장치로서 소량의 배기가스를 연소실에 공급하여 가능한 엔진의 출력감소를 최소로 하면서 연소 온도를 낮춤에 따라 가능하다.The exhaust gas recirculation apparatus is a device for reducing the amount of nitrogen oxide gas generated by a high combustion temperature, and is possible by supplying a small amount of exhaust gas to the combustion chamber by lowering the combustion temperature while minimizing a possible engine power reduction.

질소산화물은 연소시 온도가 상승했을 때 발생하는 가스로서 연소온도가 최대로 되는 15-16:1의 공연비에서 질소산화물의 발생량이 증가되고, 혼합기가 희박하거나 농후하면 연소온도가 낮아져 질소산화물의 발생량은 감소한다.Nitrogen oxide is a gas generated when the temperature rises during combustion, and the amount of nitrogen oxides is increased at an air-fuel ratio of 15-16: 1 when the combustion temperature is maximized, and when the mixture is thin or rich, the combustion temperature is lowered to generate nitrogen oxides. Decreases.

배기가스 재순환조절밸브(18)는 배기가스 재순환관(5)의 일측에 설치된 것으로, 전자제어장치(6)의 제어신호에 따라 구동된다.The exhaust gas recirculation control valve 18 is installed on one side of the exhaust gas recirculation pipe 5 and is driven according to the control signal of the electronic controller 6.

전자제어장치(6)는 여러 상황에 맞는 조건이 프로그램상으로 입력되어 저장되어 있는 것으로 자동차의 주행중 각종 센서로 입력 받아 그 신호를 바탕으로 여러 상황의 조건이 동시에 만족될 때 배기가스 재순환 조절밸브(18)에 신호를 송출하여 회전밸브(16)가 열려져 배기가스를 연소실에 흡입하게 되는 것이다.The electronic control device 6 is a program that stores conditions suitable for various situations and is stored in a program. When the conditions of various situations are satisfied at the same time based on signals received from various sensors while driving a vehicle, the exhaust gas recirculation control valve ( By sending a signal to 18, the rotary valve 16 is opened to suck the exhaust gas into the combustion chamber.

즉, 엔진의 수온, 흡기온도, 공회전, 고부하 및 흡입 공기의 부압의 영역에서의 각종 자료가 이미 전자제어장치(6)에 입력되어 있고, 전자제어장치(6)는 흡입공기의 압력을 감지하는 부압감지센서(10), 수온감지센서, 엔진회전수센서 등으로 부터 전달받은 자료와 상기 이미 입력된 자료를 서로 비교하여 최적의 조건일 때 회전밸브(16)는 완전히 개방되어 배기가스를 연소실에 공급하여 연소실의 온도를 감소시켜 질소산화물의 생성량을 감소시킨다.That is, various data in the areas of engine water temperature, intake air temperature, idling, high load, and negative pressure of intake air are already input to the electronic controller 6, and the electronic controller 6 detects the pressure of the intake air. When the optimum conditions are compared with the data received from the negative pressure sensor 10, the water temperature sensor, the engine speed sensor, and the like, the rotary valve 16 is completely opened to exhaust the exhaust gas into the combustion chamber. Supply to reduce the temperature of the combustion chamber to reduce the production of nitrogen oxides.

스로틀밸브(4)가 닫혀진 경우에 흡기다기관(3)에 흡입되었던 공기의 압력이 커져 부압감지센서(10)는 높게 감지하고, 열려진 경우 부압감지센서(10)는 낮게 감지한다.When the throttle valve 4 is closed, the pressure of the air sucked into the intake manifold 3 increases, so that the negative pressure sensor 10 detects high, and when opened, the negative pressure sensor 10 detects low.

상기 배기가스재순환 조절밸브(18)의 회전밸브(16)는 전자제어장치(6)로 부터 제어신호를 입력받아 각각의 진행 상황에 따라 최적의 조건에서 완전히 개방되는 상태에서부터 폐쇄되는 상태까지의 범위에서 구동되어 연소실로 유입되는 배기가스량을 조절하는 것이다.The rotary valve 16 of the exhaust gas recirculation control valve 18 receives a control signal from the electronic control device 6 and ranges from a fully open state to a closed state under optimum conditions according to each progress. It is driven in to control the amount of exhaust gas flowing into the combustion chamber.

그리고 상기 회전밸브(16)는 고정자코일(14)의 내부에 독립적으로 분리되어 설치된 것으로 고정자코일(14)에 통전되는 신호에 따라 외부로 이동되어 배기가스의 유입을 막거나, 고정자코일(14)의 내부로 삽입되어 배기가스가 연소실로의 유입되게 한다.In addition, the rotary valve 16 is installed separately from the stator coil 14 and moved to the outside according to a signal energized by the stator coil 14 to prevent the inflow of exhaust gas, or the stator coil 14. Is inserted into the exhaust gas to allow the exhaust gas to flow into the combustion chamber.

다시말하면 회전밸브(16)는 구동되는 봉의 외주면에 나사부가 형성되고, 봉의 끝단부에는 배기가스의 유입량을 견고히 개폐하는 고무 재질의 팩킹이 결합되어 있다.In other words, the rotary valve 16 has a threaded portion formed on an outer circumferential surface of a rod to be driven, and a rubber packing is firmly coupled to the end of the rod to tightly open and close the inflow of exhaust gas.

본 발명은 기존의 배기가스 재순환장치의 솔레노이드 밸브를 제거하는 대신 배기가스재순환 조절밸브에 상기 솔레노이드 밸브 기능을 부가하여 생산비를 절감할 수 있고, 부압감지센서와 각종 센서에 의해 입력받은 전자제어장치의 제어 신호에 의해 배기가스재순환 조절밸브가 조절되어 연소실로 되돌아 가는 배기가스 재순환비율을 정밀하게 제어할 수 있어 질소산화물을 저감시킬 수 있는 효과가 있다.The present invention can reduce the production cost by adding the solenoid valve function to the exhaust gas recirculation control valve instead of removing the solenoid valve of the existing exhaust gas recirculation device, the input of the electronic control device input by the negative pressure sensor and various sensors By controlling the exhaust gas recirculation control valve by the control signal, it is possible to precisely control the exhaust gas recirculation ratio returning to the combustion chamber, thereby reducing the nitrogen oxides.

Claims

Intake negative pressure is applied to one side of the intake manifold 3 between the throttle valve 4 and the air cleaner 20.

A negative pressure sensor 10 for detecting is provided and the signal is sent to the electronic controller 6, and at the output terminal of the electronic controller 6, various sensors and control signals of the negative pressure sensor 10 An exhaust gas recirculation apparatus formed by connecting an exhaust gas recirculation control valve 18 for controlling an inflow amount into the intake manifold 3.

The exhaust gas recirculation control valve (18) according to claim 1, wherein the exhaust gas recirculation control valve (18) is provided with a connection terminal (12) for receiving a control signal of the electronic controller (6) and a stator coil (14) for receiving power from the connection terminal (12). The inside of the stator coil (14), the exhaust gas recirculation device characterized in that the rotation valve 16 for moving in and out by the signal of the connection terminal 12 to control the flow of the exhaust gas is provided.