KR19990027659U - 자동차 터보차저 엔진의 배기가스 연소장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 자동차의 터보차저엔진에 관한 것으로서, 종래에는 터보차저엔진은 여러 가지 잇점의 부작용으로 노킹현상이 일어나고 또한 연료의 소모가 과다하다는 것을 알 수 있는 데, 이에 따라, 연소되지 않은 유해한 물질을 함유하는 배기가스가 배출되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 고안은 엔진의 배기가스로 작동하는 터빈(122)과, 이 터빈(122)과 동축으로 연결되어 흡입공기를 압축시키는 컴프레서(112)와, 상기 컴프레서(112)와 연결되어 공기밀도를 크게하여 충진효율을 증대시키는 인터쿨러(110)와, 상기 인터쿨러(110)와 연결되는 흡기매니폴드(102) 및 실린더(101)를 포함하는 터보차저엔진에 있어서, 상기 실린더(101)의 배기포트와 배기관(120)사이에 내측 중앙에 배기가스가 통과하는 통로(154)를 형성하는 내측 튜브(156)와; 상기 내측튜브(156)의 외부지름보다 큰 내부지름을 형성하는 외측튜브(158)를 형성하고; 상기 내측튜브(156)와 외측튜브(158)사이에 열선(152)을 형성하는 후처리부(150)를 장착하는 것을 특징으로하여, 실린더의 폭발행정이 끝난 후 배출되는 배기가스를 터빈으로 유입되기전에 다시 한 번 연소시켜 미연가스의 양을 최소화 시키는 매우 유용한 고안이다.

Description

자동차 터보차저 엔진의 배기가스 연소장치

본 고안은 자동차의 터보차저 엔진에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실린더의 폭발행정이 끝난 후 배출되는 배기가스를 터빈으로 유입되기전에 다시 한 번 연소시켜 미연가스의 양을 최소화 시키는 자동차 터보차저 엔진의 배기가스 연소장치에 관한 것이다.

일반적으로, 터보엔진은 배기로 터빈을 돌려 연소실에 더 많은 공기를 공급함으로써 터보를 얹지 않은 차종에 비해 엔진의 출력과 토크를 약 20% ∼ 30% 이상 높일 수 있는 장치이고, 출력향상에 따른 운전성이 양호하고, 소음의 감소로 인해 정숙성이 있으며, 또 고지 성능이 향상되는 잇점이 있어 4WD 차량에 많이 장착되어 있다.

도1은 종래의 기술에 따른 자동차의 터보차저 엔진을 개략적으로 도시한 계통도이다.

이 터보차저엔진(10)은 배기가스의 운동에너지를 이용해 흡입공기를 압축, 연소실로 공급하면 이에 따라 연료공급량도 증가시켜 일정 체적안에서 연소되는 혼합기가 많아지게 되어 출력을 증강시키는 것이다.

따라서, 이는 터빈(12)과 컴프레서(14)의 역할이 주요하는 데, 상기 터빈(12)은 배기가스로 구동되며, 상기 컴프레서(14)는 흡입공기를 압축해 실린더로 보내는 것이다. 그런데, 상기 컴프레서(14)로 가압된 공기가 단열 압축되기 때문에 고온이 되면 팽창해 공기밀도가 작아져 충진효율이 떨어지게 되는 데, 이때 인터쿨러는 터보차저로 가압시켜 고온이 된 공기를 냉각해 공기밀도를 크게 해 충진효율 및 출력을 향상시키는 장치로 자동차의 출력을 극대화시키는 장치이다.

이렇게 구성된 터보차저엔진은 상기한 바와같은 잇점이 있으나, 이러한잇점의 부작용으로 노킹현상이나 조기점화가 일어나고 또한 연료의 소모가 과다하다는 것을 알 수 있다.

그러므로, 상기한 바와같이 엔진에서 노킹현상 또는 조기점화 그리고 연료의 과다소비는 일반적으로 미연가스를 과다 배출하기 때문에 환경공해를 일으키는 주범이 되고 있다.

따라서 본 고안의 목적은 상기한 문제점을 해결하기위한 것으로, 실린더의 폭발행정이 끝난 후 배출되는 배기가스를 터빈으로 유입되기전에 다시 한 번 연소시켜 미연가스의 양을 최소화 시키는 자동차 터보차저 엔진의 배기가스 연소장치를 제공하는 데에 있다.

이와 같은 본 고안의 목적은, 엔진의 배기가스로 작동하는 터빈과, 이 터빈과 동축으로 연결되어 흡입공기를 압축시키는 컴프레서와, 상기 컴프레서와 연결되어 공기밀도를 크게하여 충진효율을 증대시키는 인터쿨러와, 상기 인터쿨러와 연결되는 흡기매니폴드 및 흡기매니폴드와 실린더를 포함하는 터보차저엔진에 있어서, 상기 실린더의 배기포트와 터빈사이에 후처리부를 장착하여 실린더의 배기포트를 통해 배출되는 배기가스를 연소시켜 터빈으로 보내는 것을 특징으로하여 달성되는 것이다.

이러한 본 고안은, 운전자가 터보차저 흡기방식의 엔진이 장착된 자동차를 운전하는 데에 있어서, 실린더의 연소행정으로부터 배출된 가스를 후처리부에서 재연소시켜 터빈으로 보내면서 터빈을 회전시키고, 이로써 컴프레셔가 회전하여 흡기되는 공기를 압축시켜 인터쿨러로 보냄으로써 상기 목적을 달성할 수 있는 것이다.

도1은 종래의 기술에 따른 자동차의 터보차저 엔진의 개략적인 계통도,

도2는 본 고안의 일실시예에 따른 자동차 터보차저 엔진의 배기가스 연소장치의 개략적인 계통도,

도3은 도2의 후처리부를 설명하기위하여 도시한 도면.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100 : 터보차저엔진 101 : 실린더

102 : 흡기매니폴드 110 : 인터쿨러

112 : 컴프레서 116 : 터보흡기관

120 : 배기관 122 : 터빈

150 : 후처리부 152 : 열선

154 : 통로 156 : 내측튜브

158 : 외측튜브 160,160' : 커넥터

이하 본 고안의 목적을 효과적으로 달성할 수 있는 바람직한 실시예로서 그 기술 구성 및 작용 효과를 첨부한 별첨의 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

도2는 본 고안의 일실시예에 따른 자동차 터보차저 엔진의 배기가스 연소장치의 개략적인 계통도이다.

여기에서 터보차저엔진(100)은 실린더(101)에 연결된 흡기매니폴드(102)에 인터쿨러(110)를 장착하고, 이 인터쿨러(110)에 컴프레서(112)로부터 터보흡기관(116)을 형성하고, 한편 실린더(101)의 배기매니폴드(120)에서 배기관(120)을 터빈(122)와 연결하는 것은 종래와 같다.

그런데,상기한 실린더(101)와 배기매니폴드(120)사이에 후처리부(150)를 장착하여 실린더(101)의 연소(폭발)행정에서 발생된 배기가스를 한 번 더 연소시키도록 하였다.

도3은 후처리부(150)를 도시한 도면으로서, 이는 열선(152)을 이용하여 통과되는 배기가스를 태워주는 것이다. 이를 위하여 상기 후처리부(150)는 내측 중앙에 배기가스가 통과하는 통로(154)를 형성하는 내측 튜브(156)와 상기 내측튜브(156)의 외부지름보다 큰 내부지름을 형성하는 외측튜브(158)를 형성하고 있다.

상기 내측튜브(156)와 외측튜브(158)사이에는 열선(152)이 형성되어 있는 데, 이 열선(152)으로부터 내측튜브(156)를 통과하는 배기가스가 연소되는 것이다. 따라서, 상기 내측튜브(156)는 열전도율이 높은 구리(Cu)재질로 하는 것이 바람직하다.

미설명부호 160,160'는 후처리부(150)를 실린더(101)의 배기포트와 배기관(120)에 연결하는 커넥터를 칭한다.

상술한 본 고안의 바람직한 실시예에 따르면, 노킹이나 실화의 위험이 있는 터보 차져 엔진에서 미연가스를 많이 함유하며 고온인 배기가스가 실린더의 배기포트를 통해 후처리부의 통로를 관통할 때에 열선으로부터 전달된 열에의해 연소되어 미연물질을 태우게 된다.

이상에서 상술한 바와같이 본 고안은 실린더의 폭발행정이 끝난 후 배출되는 배기가스를 터빈으로 유입되기전에 다시 한 번 연소시켜 미연가스의 양을 최소화 시키는 매우 유용한 고안이다.

Claims (1)

1. 엔진의 배기가스로 작동하는 터빈(122)과, 이 터빈(122)과 동축으로 연결되어 흡입공기를 압축시키는 컴프레서(112)와, 상기 컴프레서(112)와 연결되어 공기밀도를 크게하여 충진효율을 증대시키는 인터쿨러(110)와, 상기 인터쿨러(110)와 연결되는 흡기매니폴드(102) 및 실린더(101)를 포함하는 터보차저엔진에 있어서, 상기 실린더(101)의 배기포트와 배기관(120)사이에 내측 중앙에 배기가스가 통과하는 통로(154)를 형성하는 내측 튜브(156)와; 상기 내측튜브(156)의 외부지름보다 큰 내부지름을 형성하는 외측튜브(158)를 형성하고; 상기 내측튜브(156)와 외측튜브(158)사이에 열선(152)을 형성하는 후처리부(150)를 장착하는 것을 특징으로하는 자동차 터보차저 엔진의 배기가스 연소장치.