KR19990032214U - 배기가스 재순환장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 목적은 그 구조가 간단하고 신속히 배기가스를 재순환시킬 수가 있으며 설치비용이 저렴한 배기가스 재순환장치(EGR장치)를 제공하는데 있다.

본 고안은 상기한 목적을 달성하기 위하여

배기포트(4)에 노출된 배기밸브(6) 가이드부에 배기가스압을 받도록 형성되는 밸브실(7)과;

상기 밸브실 내에 배기가스압에 의해 이동가능하게 설치되는 피스톤 밸브(9)와;

상기 피스톤 밸브를 탄발지지하는 스프링(8)과;

상기 밸브실과 흡기포트를 연결하며, 상기 배기포트를 통해 배기가스가 배출될때 피스톤 밸브 이동에 의해 배기포트와 흡기포트를 연통하여 배기가스를 흡기포트측으로 재순환시키도록 실린더 헤드에 형성되는 배기가스 재순환통로를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

배기가스 재순환장치

본 고안은 배기가스 재순환장치(EGR장치)에 관한 것이다.

가솔린을 연소시키는 데에는 공기와 가솔린의 적당한 혼합비율이 필요하며, 공기가 너무 많거나 가솔린이 너무 과다하게 주입되어도 완전연소가 될 수 없다.

가솔린을 완전 연소시키기 위해서는 이론적 중량비로 하여 가솔린에 대하여 약 14.7배의 공기의 혼합비율이 필요하며, 연소가 가능한 혼합비 범위는 대체로 8∼20 이다.

이 혼합비가 변화하면 당연히 배기가스의 조성비율도 변화하는데 대기오염의 주원인인 일산화탄소(CO), 탄화수소(HC) 및 질소산화물(N0x)의 발생은 혼합비와 관계가 있다.

혼합비가 다른 연료를 연소시키는 경우 CO는 이론 혼합비에서나 그보다 희박한 혼합비에서는 거의 발생하지 않으며, 농후해지는데 따라 급격히 증가하며, HC도 진한 경우에는 CO와 같은 경향이 있다.

그러나, NOx는 진한 혼합기 일수록 발생량이 적어지는데 이론 혼합비 부근에서 최대가 된다.

이와같이 CO, HC 발생을 적게 하기 위해서 희박한 혼합비를 공급하면 NOx가 많아지고 반대로 NOx가 적어지도록 혼합비를 진하게 하면 CO, HC의 발생량이 증가하는 경향이 있게 된다.

연료의 경제성 및 대기오염 방지라는 측면에서 보면 가장 적은 혼합기를 공급하는 것이 바람직하나 통상 이론 공연비로 운전되는 점을 감안하면 NOx 발생량이 증대되어지게 된다.

이때문에 배기가스의 유해성분 중 특히 NOx를 감소시키기 위해 도 3 에 도시하는 것과 같이 배기매니폴드(20)와 흡기관(21)을 배기가스 리턴파이프(22)로 접속하고, 배기가스 리턴파이프(22)의 도중에 흡기관(21) 측의 흡기부압에 의해 개방량을 조정하는 EGR밸브(23)를 설치하여 운전중 배기매니폴드(20)를 통해 배출되는 배기가스의 일부(5∼20%)를 흡기관(21) 측으로 리턴시켜 혼합기에 섞어 연소시키므로서 NOx 발생량 감소를 도모하고 있다.

그러나, 상기한 구조는 배기가스 리턴파이프(22)가 흡기매니폴드(20)와 흡기관(21)을 접속하여야 하므로 관로가 길어지고, 또한 EGR밸브(23)의 구조가 복잡하고 그의 작동을 위한 연결구성의 필요성등에 의해 설치비용이 많이 드는 문제점이 있다.

이에 본 고안은 상기한 문제점을 감안하여 제안한 것으로서, 그의 목적으로 하는 것은 그 구조가 간단하고 신속히 배기가스를 재순환시킬 수가 있으며 설치비용이 저렴한 배기가스 재순환장치(EGR장치)를 제공하는데 있다.

본 고안은 상기한 목적을 달성하기 위하여

배기포트에 노출된 배기밸브 가이드부에 배기가스압을 받도록 형성되는 밸브실과;

상기 밸브실 내에 배기가스압에 의해 이동가능하게 설치되는 피스톤 밸브와;

상기 피스톤 밸브를 탄발지지하는 스프링과;

상기 밸브실과 흡기포트를 연결하며, 상기 배기포트를 통해 배기가스가 배출될때 피스톤 밸브 이동에 의해 배기포트와 흡기포트를 연통하여 배기가스를 흡기포트측으로 재순환시키도록 실린더 헤드에 형성되는 배기가스 재순환통로를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

도 1 은 본 고안에 의한 배기가스 재순환장치를 나타내는 도면.

도 2 는 동상 장치의 A부 상세도.

도 3 은 종래의 EGR 장치.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 실린더 헤드

2 : 연소실

3 : 흡기포트

4 : 배기포트

5 : 배기밸브

6 : 밸브 가이드

7 : 밸브실

8 : 스프링

9 : 피스톤 밸브

10 : 배기가스 재순환통로

이하, 본 고안의 구성과 작용을 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

도 1 은 본 고안에 의한 배기가스 재순환장치를 나타내는 도면으로 도면중 부호 1 은 실린더 헤드이며, 부호 2 는 연소실, 부호 3 은 연소실에 혼합기를 도입하는 흡기포트이며, 부호 4 는 연소실(2)에서 연소된 배기가스를 외부로 배출하는 통로인 배기포트이다.

그리고, 부호 5 는 배기밸브(6)의 개폐운동을 안내하는 밸브가이드이며, 밸브 가이드(5)의 하단 일부는 배기포트(4)에 노출되어 있다.

상기 밸브가이드(5)의 배기포트(4)에의 노출부위에는 배기가스의 흐름방향으로 형성되어 배기가스압이 작용하는 밸브실(7)이 형성되고 그 밸브실(7)에는 배기가스의 유동에너지 압력에 의해 스프링(8)을 압축하면서 이동하는 피스톤밸브(9)가 수용되어 있으며, 밸브실(7)과 흡기포트(3)는 배기가스 재순환통로(10)로 연결되어 있다.

이 배기가스 재순환통로(10)는 밸브가이드(5)와 실린더 헤드(1)에 걸쳐 형성되므로 별도의 파이프 장치등을 필요로하지 않는다.

이와같은 구성의 본 고안은 연소실(2) 내의 혼합기가 폭발하여 팽창행정이 끝나고 배기과정에 돌입하여 배기밸브(6)가 열리게 되면 배기포트(4)를 통해 배출되는 배기가스 압력에 의해 피스톤밸브(9)가 스프링(8)을 압축하면서 이동하여 배기가스 재순환통로(10)를 개방하게 되므로서 배기가스의 일부가 흡기포트(3)측으로 리턴되어 혼합기와 섞인 후 연소실(2)로 유입되어지게 되는 것이다.

여기서 혼합기와 재순환되는 배기가스의 원활한 혼합을 위하여 흡기포트(3)와 배기가스 재순환통로(10)는 같은 흐름방향을 같도록 경사지게 접속하는 것이 바람직하다.

이상과 같은 본 고안에 의하면 배기포트에 노출되는 밸브 가이드에 밸브실을 마련하고 그 밸브실에 스프링에 의해 지지되는 피스톤 밸브를 마련하고, 밸브실과 흡기포트를 배기가스 재순환 통로로 연결되도록 하는 것에 의해서 배기가 시작되면 피스톤 밸브가 이동하여 배기가스 재순환통로를 개방하게 되어 신속하고 짧은 경로로 배기가스의 일부가 흡기포트측에 리턴되어 혼합기와 함께 섞여 재연소되므로 배기가스의 유해성분, 특히 NOx 배출량을 감소시킬 수 있는 효과가 있으며, 별도의 관로 배설이 필요없고 경로가 짧아 설치비용이 적게드는 장점이 있다.

Claims (2)

1. 배기포트(4)에 노출된 배기밸브 가이드부에 배기가스압을 받도록 형성되는 밸브실(7)과;

   상기 밸브실(7) 내에 배기가스압에 의해 이동가능하게 설치되는 피스톤 밸브(9)와;

   상기 피스톤 밸브(9)를 탄발지지하는 스프링(8)과;

   상기 밸브실(7)과 흡기포트를 연결하며, 상기 배기포트(4)를 통해 배기가스가 배출될때 피스톤 밸브(9) 이동에 의해 배기포트(4)와 흡기포트(3)를 연통하여 배기가스를 흡기포트(3)측으로 재순환시키도록 실린더 헤드(1)에 형성되는 배기가스 재순환통로(10)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 배기가스 재순환장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 배기가스 재순환통로(10)는 실린더헤드(1)에 형성되며, 흡기포트(3)와의 접속부는 도입되는 혼합기와 리턴되는 배기가스의 원활한 혼합을 위하여 같은 흐름방향을 갖도록 경사지게 접속되는 것을 특징으로 하는 배기가스 재순환장치.