KR19990010358A - 디젤 엔진의 스모크 조절장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 배기가스의 압력을 이용하여 구동되는 터빈과, 그 터빈과 동축상으로 연결되고 흡기관에 설치되어서, 흡기관으로 통과되는 공기를 과급시켜 연소실로 공급되게 하는 컴프레서를 포함하는 터보차저가 설치된 디젤 엔진에 있어서, 차량의 무부하 운전시 발생되는 스모크가 저감되게 하고, 배기가스의 규제에 대하여 적절히 대응토록 한다. 이를 위하여, 컴프레서(5)와 연소실(9)을 연결하는 흡기관(7)상에 연결되어서, 컴프레서에 의해 과급된 공기가 대기중으로 방출되게 하는 바이패스관(13)과; 상기 바이패스관에 설치되어서, 차속이 제로인 때 개방되어 상기 바이패스관을 통하여 컴프레서에 의해 과급된 공기가 방출되게 하는 솔레노이드 밸브(15)와; 차속센서의 시그널에 의해 솔레노이드 밸브를 제어하는 전자제어유닛(17)으로 구성된 디젤 엔진의 스모크 조절장치를 제안한다. 따라서, 컴프레서에 의해 과급된 공기는 차량이 아이들 운전중인 상태에서, 대기중으로 방출되고, 상기 공기의 압력에 비례하는 연료의 분사량을 낮추어주므로서, 스모크의 발생이 저감되도록 한다.

Description

디젤 엔진의 스모크 조절장치

본 발명은 디젤 엔진의 스모크 조절장치에 관한 것으로서, 특히 차량이 아이들 운전중에 연소실로 공급되는 과급 공기의 압력을 하향 조정하므로서, 그 공기의 압력에 비례하여 연소실로 분사되는 연료의 분사량이 감소되게 하고, 스모크의 배출량이 저감되도록 한 스모크 조절장치(smog control device of diesel engine)에 관한 것이다.

주지된 바와 같이, 디젤 엔진은 혼합기의 연소 및 압축 착화에 의해 구동력을 발생시키는 것으로서, 엔진 배기량을 크게 하면 출력도 증가된다.

그러나 배기량이 작은 소형 엔진이나 동일한 배기량의 엔진이라도, 많은 양의 공기를 실린더에 흡입 즉, 과급(過給)토록 하면, 엔진의 출력을 높일 수 있다.

이러한 사실에 근거하여, 종래에는 부압에 의해 공기를 흡입하는 외에 강제적으로 공기를 과급되게 하는 터보차저 장치가 제안되어 있다.

종래 공지된 터보차저는 도 1에 상세하게 도시된 바와 같이, 배기관(1)를 통하여 대기중으로 버려지는 배기가스의 압력을 이용하여 터빈(3)을 회전시키고, 그 터빈(3)과 동일 축선상에 연결된 컴프레서(5)가 흡기관(7)를 통하여 유입되는 공기를 과급시켜, 연소실(9)로 강제 공급토록 한다.

한편, 상기한 컴프레서(3)를 통하면서 압축된 공기는 100∼200℃ 까지 온도가 상승되므로서, 공기의 밀도를 저하시킬 우려가 있다. 이러한 것을 고려하여, 종래에는 컴프레서(3)를 통과한 공기의 온도를 낮추어주는 인터쿨러(inter -cooler)(11)가 흡기관(7)에 설치된다.

종래 기술에서 설명된 터보차저 엔진에 있어서는, 저속 고부하 운전시 컴프레서를 통하면서 과도하게 압축된 공기가 연소실로 유입되어 이상 연소를 일으키며, 다량의 스모크가 발생되게 하는 문제점이 있다.

이러한 스모크의 발생은 엔진의 부하로 인해 과도한 공기 및 연료가 연소실로 공급 및 연소되는 것에서 기인되는데, 특히 종래에는 차속이 제로인 상태에서 아이들 운전되고 있는 차량의 경우에도, 터보차저에 의해 불필요하게 과급된 공기가 계속적으로 연소실로 공급되므로서, 흡기 매니폴드의 공기 압력에 비례하는 연료의 분사량이 증량되어, 이상 연소 및 과도한 스모크를 발생시키는 문제점이 있었다.

이러한 문제점에 대하여, 종래에는 차량의 아이들 운전중에 가속페달을 급격히 조작하므로서 스모크의 배출량을 측정하는 배출가스 측정 방법으로 배출가스에 대한 규제를 실시하고 있으나, 그에 대한 대책이 부진한 실정이다.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해소하기 위한 목적에서 제안된 것으로서, 특히 차량이 아이들 운전되고 있는 상태에서 연소실로 공급되는 과급 공기의 일부를 대기중으로 방출시켜, 컴프레서에 의해 발생된 흡입 공기의 과도한 압력 형성을 제한하고, 그 공기 압력에 비례하여 증감되는 연료의 분사량을 낮추어주므로서, 스모크의 발생이 저감되도록 한 디젤 엔진의 스모크 조절장치를 제공한다.

도 1은 일반적인 터보차저가 설치된 디젤 엔진의 흡기계를 도시한 구성도.

도 2는 본 발명에 의한 디젤 엔진의 스모크 조절장치를 도시한 구성도.

도 3은 본 발명에 의한 터보차저의 과급압과 연료 분사량의 관계를 종래 기술과 비교하여 도시한 도면이다.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

5 : 컴프레서 7 : 흡기관

9 : 연소실 13 : 바이패스관

15 : 솔레노이드 밸브 17 : ECU

상술한 목적을 실현하기 위한 수단으로서, 본 발명의 구성을 첨부된 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명한다.

도 2는 본 실시예에 관련된 디젤 엔진의 스모크 조절장치를 도시한 전체 구성도이고, 도 3은 본 실시예에 의한 터보차저의 과급압과 연료 분사량의 관계를 종래 기술과 비교하여 도시한 도면이다.

참고로 본 실시예를 설명함에 있어, 종래 기술에서 인용된 도면과 동일한 본 실시예의 구성에 대해서는 설명의 명료성을 위해 동일한 부호를 사용한다.

도면에서의 설명 부호 (1)은 배기관을 지칭한다.

배기관(1)에는 대기중으로 버려지는 배기가스의 압력을 이용하여 구동되는 터빈(3)이 설치되고, 그 터빈(3)과 동일 축선상에는 흡기관(7)를 통하여 유입되는 공기를 과급시켜, 연소실(9)로 강제 공급토록 하는 컴프레서(5)가 설치된다.

또한, 상기 흡기관(7)에는 컴프레서(3)에 의해 과도하게 압축된 공기의 온도를 낮추어주는 인터쿨러(11)가 설치될 수 있다.

이와 같은 구성들을 포함하는 터보차저가 설치된 디젤 엔진에 있어서, 본 실시예는 컴프레서(5)에 의해 과도하게 과급된 공기로 인해, 연료의 분사량이 증가되고 스모크가 발생되는 문제점을 고려하여, 과급 공기의 일부를 대기중으로 방출시키는 수단을 구비한 기술적 구성으로 이루어진다.

보다 구체적으로, 본 실시예의 스모크 조절장치는 컴프레서(5)와 연소실(9)을 연결하는 흡기관(7)상에, 컴프레서(5)에 의해 과급된 공기가 대기중으로 방출되도록 하는 통로로서 바이패스관(13)을 설치한다. 또한, 바이패스관(13)상에는 차속이 제로이고 아이들 운전시에 개방되므로서, 컴프레서(5)에 의해 과급된 공기가 상기 바이패스관(13)을 통하여 방출되도록 하는 밸브수단이 설치된다.

상기한 밸브수단은 바이패스관(13)에 설치된 솔레노이드 밸브(15)와, 차속센서의 시그널에 의해 솔레노이드 밸브(15)의 개폐를 제어하는 전자제어유닛(ECU)(17)과, ECU(17)로부터 보내진 시그널(또는 전압)을 증폭하여 솔레노이드 밸브(15)가 작동되게 하는 전압증폭기(19)로 구성된다.

이상에서 설명된 구성에 의거하여 본 실시예의 스모크 조절장치의 작용을 설명한다.

먼저, 차량의 주행시 ECU(17)는 솔레노이드 밸브(15)가 바이패스관(13)을 폐쇄한 상태로 유지되게 하므로서, 일반적인 터보차저가 설치된 디젤 엔진에서와 마찬가지로 컴프레서(5)에 의해 흡입 공기가 과급토록 한다.

이러한 상태에서 차량이 정지되거나 혹은 배기가스의 측정을 위해 아이들 운전 상태로되면, ECU(17)는 차속센서의 시그널에 의해 솔레노이드 밸브(15)가 개방되게 한다.

이에 따라, 컴프레서(5)에 의해 과급된 공기는 바이패스관(13)을 통하여 대기중으로 방출되므로서, 연소실(9)로 공급되는 공기의 압력이 저하된다. 이때, 부스터 콤펜세이트 시스템(BCS)은 흡기 매니폴드의 공기 압력을 측정하고, 그 압력에 비례하여 연료분사펌프를 조정하므로서, 연소실로 공급되는 연료의 분사량을 감소시킨다.

따라서, 연료의 분사량은 도 3에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 비하여 동일한 차속에서 감소됨을 알 수 있다.

또한, 상기한 연료의 과도한 공급에 의해 비례적으로 증가되는 스모크도 아울러 감소된다.

이상에서 설명된 실시예를 통하여 알 수 있듯이, 본 발명에 의한 디젤 엔진의 스모크 조절장치는 종래 기술의 문제점을 실질적으로 해소한다.

즉, 본 발명은 차량의 아이들 운전시 연소실로 공급되는 과급 공기의 압력을 제어하므로서, 연료의 분사량을 줄이고 스모크의 발생을 억제하는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면 배기가스의 규제에 대하여도 적절하게 대응할 수 있는 실용성을 얻을 수 있다.

Claims (2)

1. 배기관에 설치되어서, 배기가스의 압력을 이용하여 구동되는 터빈과, 그 터빈과 동축상으로 연결되고 흡기관에 설치되어서, 그 흡기관으로 통과되는 공기를 과급시켜 연소실로 공급되게 하는 컴프레서를 포함하는 터보차저가 설치된 디젤 엔진에 있어서,

   상기 컴프레서와 연소실을 연결하는 흡기관상에 연결되어서, 컴프레서에 의해 과급된 공기가 대기중으로 방출되게 하는 바이패스관과;

   상기 바이패스관에 설치되어서, 차속이 제로이고 아이들 운전시 개방되어 상기 바이패스관을 통하여 컴프레서에 의해 과급된 공기가 방출되게 하는 밸브수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 스모크 조절장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 밸브수단은 바이패스관에 설치된 솔레노이드 밸브와, 차속센서의 시그널에 의해 솔레노이드 밸브를 제어하는 전자제어유닛으로 구성된 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 스모크 조절장치.