KR19990020415U

KR19990020415U - 엔진의 배기가스 저감장치

Info

Publication number: KR19990020415U
Application number: KR2019970033872U
Authority: KR
Inventors: 심현성
Original assignee: 정몽규; 현대자동차 주식회사
Priority date: 1997-11-25
Filing date: 1997-11-25
Publication date: 1999-06-15
Also published as: KR200162103Y1

Abstract

본 고안은 엔진의 배기가스 저감장치에 관한 것이며, 상세하게는 실린더 내의 혼합기의 일부를 배기포트의 입구에 공급하여 유해가스를 정화하는 엔진의 배기가스 저감장치에 관한 것으로서, 냉간시동시에 배기가스를 재연소함과 동시에 촉매셀의 온도를 빠른 시간내에 높이고 엔진의 정상가동중에 배기가스를 정화할 수 있도록 한 것이다.

본 고안은 실린더 블록(1)에 피스톤(2)을 삽입하고, 상기 실린더 블록(1)에 실린더 헤드(3)를 결합하여 연소실(4)을 형성함과 동시에 상기 실린더 헤드(3)에 흡기밸브(미도시)와 배기밸브(5)를 설치하여 캠(미도시)으로 개폐토록 한 엔진에 있어서, 상기 실린더 헤드(3)에 혼합기 배출밸브(6)를 설치하여 록커 암(7) 및 캠(8)으로 된 구동기구에 의하여 개폐토록 하고, 상기 배출밸브(6)의 벨브헤드 주위에 혼합기 체류실(9)을 형성함과 동시에 상기 체류실(9)과 배기포트(5')의 입구 즉 배출밸브(6)의 밸브헤드 주위에 혼합기 공급통로(10)를 형성하여서 된 것이다.

Description

엔진의 배기가스 저감장치

본 고안은 엔진의 배기가스 저감장치에 관한 것이며, 상세하게는 실린더 내의 혼합기의 일부를 배기포트의 입구에 공급하여 유해가스를 정화하는 엔지의 배기가스 저감장치에 관한 것이다.

주지하는 바와 같이 차량의 엔진으로부터 배출되는 배기가스 중에는 대기오염 성분인 CO, HC, NOx 등의 유해물질이 함유되어 있기 때문에 상기 유해물질의 발생을 억제하거나 정화하기 위하여 차량에는 각종의 배기가스 저감대책을 강구하고 있다.

상기한 배기가스 저감대책은 엔진을 개량하는 것과 촉매 컨버터를 채용하는 것으로 대별되며, 엔진을 개량하는 것은 압축비의 적정화, 연소실의 표면적과 용적비의 작정화, 밸브 오버랩의 적정화, 흡기 매니폴드의 개량, 점화장치의 개량 등에 의하여 연소를 양호하게 한 것이며, 촉매 컨버터는 배기 파이프의 중간에 설치하여 배기가스 중의 CO와 HC는 산화하고, NOx는 환원하는 것이다.

그러나 전자의 것은 특정의 운전조건에서는 양호한 성능을 발휘하나 모든 운전조건에서 만족한 성능을 발휘하는 것은 한계가 있으며, 후자의 것은 촉매 셀의 온도를 항상 적정 온도를 유지하여야 그 성능이 발휘되나 자동차는 수시로 가동을 중단하여야 하므로 엔진의 가동을 중단한 후 재가동하여 촉매 셀의 적정온도가 되는기간 엔진의 웜업기간(냉간시동기간)에는 그 정화성능이 떨어지게 되는 것이다.

상기한 웜업기간 중 촉매 셀의 온도를 빠른 시간 내에 높이기 위하여 촉매 컨버터 전방의 배기 파이프에 연료 분사기와 점화장치 및 2차 공기 주입장치로 구성한 배기가스 점화(Exhaust Gas Ignitor)씨스템이 공지된 바 있다.

그러나 상기한 배기가스 점화 씨스템은 그 설치공간을 많이 차지하고 구성이 복잡하므로 비용이 많이 소요되며 엔진의 정상 운전시에는 사용할 수 없다.

따라서 상기한 배기가스 점화 씨스템이 이용되지 않는 정상운전시에는 배기가스 정화는 촉매 컨버터에만 의존하여야 하기 때문에 최근 점점 강화되고 있는 배기가스 규제를 달성하는 것이 문제점이 대두되고 있다.

본 고안은 상기한 실정을 감안하여 냉간시동시에 배기가스를 재연소함과 동시에 촉매 셀의 온도를 빠른 시간내에 높일 수 있는 엔진의 배기가스 저감장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

본 고안의 다른 목적은 엔진의 정상가동중에 배기가스를 정화할 수 있는 엔진의 배기가스 저감장치를 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 고안은 실린더 블록에 피스톤을 삽입하고, 상기 실린더 블록에 실린더 헤드를 결합하여 연소실을 형성함과 동시에 상기 실린더 헤드에 흡기밸브와 배기밸브를 설치하여 캠으로 개폐토록 한 것에 있어서, 상기 실린더 헤드에 밸브 구동기구에 의하여 개폐되는 혼합기 배출밸브를 설치하고 상기 배출밸브의 밸브헤드 주위에 혼합기 체류실을 형성함과 동시에 상기 혼합기 체류실과 배기포트의 입구를 통로로 연결하여 압축된 혼합기의 일부를 배기포트 입구 주위에 공급하여서 된 것이다.

도 1은 본 고안의 실시예의 단면도.

도 2는 도 1의 A-A 선 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 실린더 블록3 : 실린더 헤드

5 : 배기밸브6 : 혼합기 배출밸브

8 : 캠9 : 체류실

10 : 혼합기 공급통로

본 고안은 도 1에 도시한 바와 같이 실린더 블록(1)에 피스톤(2)을 삽입하고, 상기 실린더 블록(1)에 실린더 헤드(3)를 결합하여 연소실(4)을 형성함과 동시에 상기 실린더 헤드(3)에 흡기밸브(미도시)와 배기밸브(5)를 설치하여 캠(미도시)으로 개폐토록 한 엔진에 있어서, 상기 실린더 헤드(3)에 혼합기 배출밸브(6)를 설치하여 록커 암(7) 및 캠(8)으로 된 구동기구에 의하여 개폐토록 하고, 상기 배출밸브(6)의 벨브헤드 주위에 혼합기 체류실(9)을 형성함과 동시에 상기 체류실(9)과 배기포트(5')의 입구 즉 배출밸브(6)의 밸브헤드 주위에 혼합기 공급통로(10)를 형성하여서 된 것이다.

상기한 배출밸브(6)의 구동기구는 기존의 흡기밸브 또는 배기밸브의 구동기구에 병설하고 배출밸브(6)는 압축행정 종단에 개방하는 바, 예컨데 4실린더 엔진의 경우 1번 실린더의 배출밸브는 4번 실린더의 배기밸브의 개방 시에 2번 실린더의 배출밸브는 3번 실린더의 배기밸브의 개방 시에 개방하여 그 배기밸브(5)의 밸브헤드 주위에 압축 혼합기를 분사하는 것이다.

상기한 혼합기 공급통로(10)의 배기포트 측의 개구는 도 2에 도시한 바와 같이 배기포트(4)의 접선방향으로 개구되게 형성하여 배기가스에 와류를 형성하므로서 혼합기와 배기가스의 균일한 혼합이 되도록 하는 것이다.

또한 본 고안은 엔진의 냉간시동시에만 혼합기를 배기포트(5')에 공급하거나 정상운전시에도 공급하기 위하여, 배출밸브(6)에 가변밸브 구동기구를 채용하며, 상기한 가변밸브 구동기구는 흡·배기밸브에서 채용하는 공지한 가변밸브 리프트 방식(예. 일번 특공 평 6-8604, 동 6-12058 공보 등) 또는 마그밋 클러치 등을 부설하는 것이며, 이들의 구동제어도 전자제어 유니트 등에 의하여 엔진의 운전조건에 따라 제어하는 것은 공지한 것과 동일하다.

이상과 같은 본 고안은 엔진의 냉간시동시에 밸브 구동기구에 의하여 흡기밸브를 개방하면 혼합기가 연소실(4)에 흡입되고 배기행정에 배기밸브(5)가 개방되어 배기가스가 배기포트(5')로 배출할 때 상기 흡기밸브 또는 배기밸브(4)의 구동기구에 병설된 캠(8)의 회전에 의하여 압축행정에 있는 실린더의 배출밸브(5)를 압축행정 종단에 개방하여 혼합기의 일부를 인출하고 상기 혼합기를 혼합기 공급통로(10)를 통하여 배기밸브(5)가 개방된 실린더의 밸브헤드 주위에 배기포트(4')의 접선방향으로 공급하고 혼합기와 배기가스를 균일하게 혼합하여 혼합기에 의하여 배기가스를 재연소하므로서 배기가스를 정화시키고, 그 연소열에 의하여 촉매 셀의 온도를 빠른 시간 내에 높이므로서 촉매 컨버터의 배기가스 정화기능을 촉진시키는 것이다.

상기와 같이 배출밸브(6)를 개방하여 촉매 컨버트의 온도가 적정온도가 되어 촉매 컨버터의 기능이 정상화되면 전자제어 유니트 등의 출력신호에 의하여 배츨밸브(6)의 가변밸브 구동기구를 조작하므로서 배출밸브(5)를 폐쇄상태로 유지하거나 배기가스의 정화기능을 향성시키기 위하여 계속 구동하면 배기가스 중의 유해배기가스가 재연소되어 배기가스 저감성능이 향상되는 것이다.

이상과 같이 본 고안은 실린더 헤드에 혼합기 배출밸브를 설치하고 흡기밸브 또는 배기밸브의 구동기구에 병설된 구동기구에 의하여 압축행정에 있는 실린더의 혼합기 배출밸브를 개방하여 혼합기 공급통로를 통하여 배기행정에 있는 실린더의 배기밸브의 밸브헤드 주위에 공급하여서 배기가스르 재연소시키고 촉매 셀의 온도를 빠른시간에 높이므로서 배기가스의 정화기능을 촉진하는 것이다.

또한 정상운전시에 상기 혼합기 배출밸브를 구동하여 배기가스 중의 유해가스를 재연소하므로서 배기가스 저감성능이 향상되어 환경공해를 개선하는 효과 등이 있는 것이다.

Claims

실린더 블록에 피스톤을 삽입하고, 상기 실린더 블록에 실린더 헤드를 결합하여 연소실을 형성함과 동시에 상기 실린더 헤드에 흡기밸브와 배기밸브를 설치하여 캠으로 개폐토록 한 것에 있어서, 상기 실린더 헤드에 밸브 구동기구에 의하여 개폐되는 혼합기 배출밸브를 설치하고 상기 배출밸브의 밸브헤드 주위에 혼합기 체류실을 형성함과 동시에 상기 혼합기 체류실과 배기포트의 입구를 통로로 연결하여 압축된 혼합기의 일부를 배기포트 입구 주위에 공급하여서 된 엔진의 배기가스 저감장치.
제1항에 있어서, 혼합기 공급통로의 배기포트측 개구는 배기포트의 접선방향으로 형성한 엔진의 배기가스 저감장치.
제1항에 있어서, 밸브 구동기구는 가변밸브 구동기구인 엔진의 배기가스 저감장치.