KR19990032801U - 흡기 다기관의 배기가스 공급장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 에어클리너를 통과한 신기와 배기다기관으로부터 원통형의 배기가스 유입통로로 유입된 배기가스를 혼합한 다음, 흡기챔버로 보내 각 실린더로 균등하게 공급함으로써, 다량의 배기가스를 재순환시켜야 하는 엔진에서의 연소 안정성을 확보하여 엔진의 출력을 향상시킬 수 있는 흡기 다기관의 배기가스 공급장치에 관한 것으로, 이 배기가스 공급장치는 재순환밸브(31)를 통해 배기다기관(12)으로부터 흡입된 배기가스가 지나는 배기가스 흡입통로(54)와, 배기가스 흡입통로(54)와 연통되어 흡입된 배기가스가 유동되는 배기가스 유동통로(56)와, 배기가스 유동통로(56)의 내부에 배치되어 이 배기가스 유동통로(56)에서 유입된 배기가스와 혼합되는 신기가 유동되는 신기 유동통로(58)와, 신기 유동통로(58)를 유동하는 신기와 배기가스의 혼합기를 흡기챔버로 공급하는 다수의 혼합기 흡입라인(60)이 구비된 배기가스 혼합관(50)을 포함하는 구조를 지닌다.

Description

흡기 다기관의 배기가스 공급장치

본 고안은 흡기 다기관의 배기가스 공급장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 에어클리너를 통과한 신기와 배기다기관으로부터 원통형의 배기가스 유입통로로 유입된 배기가스를 혼합한 다음, 흡기챔버로 보내 각 실린더로 균등하게 공급함으로써, 다량의 배기가스를 재순환시켜야 하는 엔진에서의 연소 안정성을 확보하여 엔진의 출력을 향상시킬 수 있는 흡기 다기관의 배기가스 공급장치에 관한 것이다.

일반적으로, 배기가스 재순환장치(exhaust gas recirculation system)는 배기다기관을 통해 배출되는 배기가스의 일부를 흡기다기관으로 공급하여 연료와 공기에 혼합시켜 연소실로 보내는 장치로, 배기가스를 재순환시키면 혼합기의 충진율이 낮아지게 된다. 이때, 재공급된 배기가스에는 질소에 비해 열용량이 큰 탄산가스가 많이 혼합되어 있으므로, 더 이상 연소작용을 할 수 없기 때문에 동력 행정시의 연소온도가 낮아짐으로써, 질소산화물(NOx)을 비롯한 CO, HC의 배출량이 현저하게 감소된다.

도 1은 종래의 배기가스 재순환장치의 구성을 개략적으로 보인 단면도이다. 실린더 블록(2)내의 연소실에는 커넥팅 로드를 통해 전달되는 크랭크축의 회전력에 의해 피스톤(6)이 상하로 왕복이동할 수 있도록 장착되어 있다. 피스톤(6)의 상하 왕복이동에 따라, 드로틀밸브(16)의 개방시에 써지탱크(14)를 통해 흡기다기관(10)으로 유입된 공기는 분사밸브에서 분사된 연료와 혼합되어 연소실로 유입되어 연소되며, 연소된 배기가스는 배기다기관(12)을 통해 배출된다.

여기에서, 종래의 배기가스 재순환장치의 구성을 보면, 리턴호스(12)를 통해 배기가스의 일부가 유입되는 재순환밸브(31)와, 진공호스(24)를 통해 공급되는 엔진의 부압에 의해 상기 재순환밸브(31)를 개폐하는 솔레노이드(20)와, 각종 입력신호(S)(가령, 엔진의 회전수나 흡입 공기량 및 냉각수 온도)를 바탕으로 솔레노이드(20)를 제어하는 엔진제어유닛(ECU)으로 이루어져 있다. 재순환밸브(31)는 솔레노이드(20)의 작동에 따라 전달되는 엔진의 부압에 의해서 개폐되면서 배기가스의 일부를 재순환시키는 것으로, 도 2에 도시된 바와 같은 구조를 지닌다.

도 2는 종래의 재순환밸브(31)의 구성을 보인 단면도이다. 이것의 구성을 보면, 리턴호스(8)를 통해 배기가스가 유입되는 유입포트(40a) 및 유입된 배기가스를 배출하여 흡기 다기관으로 보내는 배출포트(40b)가 형성되어 있는 밸브바디(40)와, 이 밸브바디(40)의 상부에 설치되어 있으며, 진공호스(22) 및 진공 터미널(18)을 통해 엔진의 부압이 전달되는 진퐁포트(32a)가 구비된 케이스(32)와, 스프링(38)에 의해 가압된 상태에서, 진공포트(32a)를 통해 작용하는 엔진의 부압에 의해서 니들밸브(36)를 리프팅시키는 다이어프램(34)으로 이루어져 있으며, 니들밸브(36)의 상승에 따라 유입포트(40a)와 배출포트(40b)간의 통로가 개방되면서 리턴호스(8)를 통해 유입된 배기가스가 공급호스(8')를 통해 흡기챔버로 공급된다.

도 3은 종래의 배기가스 공급장치를 도시한 정면도이다. 종래의 흡기 다기관은 신기가 도입되는 유입구(10a)와 신기를 실린더 헤드의 흡기챔버로 공급하는 유출구(10b)를 지니며, 도 2에서 설명한 재순환밸브(31)가 장착되는 장착부(42)가 형성되어 있다. 그러므로, 리턴호스(8)를 통해 유입된 배기가스는 재순환밸브(31)의 개방에 따라 공급호스(8')를 통해 흡기챔버로 공급된다.

이러한 구성을 지닌 종래의 흡기 다기관의 배기가스 공급장치에서는 재순환되는 배기가스가 유출구(10b)에 형성된 배기가스 흡입구(44)를 통해서 1개의 홀로 유입되는 구조를 지니므로, 흡기 다기관의 입구로 흡입된 배기가스가 4개의 실린더로 고르게 분산되지 않기 때문에, 각 실린더 간의 공기와 연료의 비율(공연비)이 다르게 되어 연소 안정성이 저하됨으로써, 엔진의 출력이 저하되며, 소량의 배기가스 재순환은 가능하나, 다량의 배기가스는 재순환이 불가능하므로 대량의 배기가스 재순환량을 필요로 하는 직접분사방식의 엔진에서는 부적합하다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 본 고안은 에어클리너를 통과한 신기와 배기다기관으로부터 원통형의 배기가스 유입통로로 유입된 배기가스를 혼합한 다음, 흡기챔버로 보내 각 실린더로 균등하게 공급함으로써, 다량의 배기가스를 재순환시켜야 하는 엔진에서의 연소 안정성을 확보하여 엔진의 출력을 향상시킬 수 있는 흡기 다기관의 배기가스 공급장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 배기가스 재순환장치의 구성을 보인 단면도,

도 2는 도 1에 도시된 배기가스 재순환밸브를 보인 확대 단면도,

도 3은 종래의 배기가스 공급장치를 도시한 정면도,

도 4는 본 고안에서 채용한 배기가스 공급장치를 도시한 평면도,

도 5는 도 4에서 선 A-A를 따라 취한 단면도.

♣도면의 주요부분에 대한 부호의 설명♣

50:배기가스 혼합관 52:재순환밸브 장착부

54:배기가스 흡입통로 56:배기가스 유동통로

58:신기 유동통로 60:혼합기 흡입라인

62:흡기챔버 70, 72:아웃터, 인너 파이프

상술한 본 고안의 목적은 배기다기관을 통해 배출되는 배기가스의 일부를 흡기챔버로 재순환시켜 연소효율을 높이고 유해물질의 배출을 억제하기 위한 배기가스 재순환장치를 구비하는 차량용 엔진에 있어서, 재순환밸브를 통해 배기다기관으로부터 흡입된 배기가스가 지나는 배기가스 흡입통로와, 배기가스 흡입통로와 연통되어 흡입된 배기가스가 유동되는 배기가스 유동통로와, 배기가스 유동통로의 내부에 배치되어 이 배기가스 유동통로에서 유입된 배기가스와 혼합되는 신기가 유동되는 신기 유동통로와, 신기 유동통로를 유동하는 신기와 배기가스의 혼합기를 흡기챔버로 공급하는 다수의 혼합기 흡입라인이 구비된 배기가스 혼합관을 포함하는 것을 특징으로 하는 흡기 다기관의 배기가스 공급장치에 의해 달성된다.

이하, 첨부한 도 4와 도 5를 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 흡기 다기관의 배기가스 공급장치에 대하여 상세히 설명한다.(도 1에서 설명한 종래의 구조와 동일한 부품은 동일한 부호로 표시한다.)

도 4는 본 고안에서 채용한 배기가스 공급장치를 도시한 평면도이고, 도 5는 도 4에서 선 A-A를 따라 취한 단면도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 배기다기관을 통과하는 배기가스의 일부를 흡기챔버로 공급하기 위한 배기가스 재순환장치에 있어서, 본 고안의 바람직한 실시예에서는 각 실린더로 배기가스를 고르게 분배하기 위한 방안으로, 에어 클리너를 통과한 신기와 배기다기관에서 유입된 다량의 배기가스를 혼합한 다음, 다수의 혼합기 흡입라인(60)을 통해서 흡기챔버로 공급하는 배기가스 혼합관(50)을 채용하였다.

이 배기가스 혼합관(50)에는 재순환밸브(31)를 통해 배기다기관(12)으로부터 흡입된 배기가스가 지나는 배기가스 흡입통로(54)와, 배기가스 흡입통로(54)와 연통되어 흡입된 배기가스가 유동되는 배기가스 유동통로(56)와, 배기가스 유동통로(56)의 내부에 배치되어 이 배기가스 유동통로(56)에서 유입된 배기가스와 혼합되는 신기가 유동되는 신기 유동통로(58)와, 신기 유동통로(58)를 유동하는 신기와 배기가스의 혼합기를 흡기챔버로 공급하는 다수의 혼합기 흡입라인(60)이 구비되어 있다.

또한, 배기가스 혼합관(50)에는 배기다기관(12)으로부터 배기가스를 흡입하여 상기 배기가스 흡입통로(54)로 보내는 재순환밸브(31)가 설치되는 재순환밸브 장착부(52)가 형성되어 있다.

그러므로, 재순환 밸브 장착부(52)에 설치된 재순환밸브(31)의 작동에 의해 배기가스 흡입통로(54)로 유입된 배기가스는 배기가스 유동통로(56)를 지나면서 화살표 방향(Q)으로 흡입되는 신기와 함께 혼합되어 혼합기를 형성한 다음, 다수의 혼합기 흡입라인(60)을 통해서 흡기챔버로 공급된다.

즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 배기가스 유동통로(56)는 인너 파이프(72)와 아웃터 파이프(70)에 의해 제공되는 원통형의 통로를 순환하는 과정에서, 인너 파이프(72)내부에 형성된 신기 유동통로(58)로 유입되어 혼합기를 형성한 다음, 다수의 혼합기 흡입라인(60)을 통해서 흡기챔버로 공급됨으로써, 각 실린더로 고르게 분배된다.

이상으로 설명한 본 고안에 의하면, 에어클리너를 통과한 신기와 배기다기관으로부터 원통형의 배기가스 유입통로로 유입된 배기가스를 혼합한 다음, 흡기챔버로 보내 각 실린더로 균등하게 공급함으로써, 다량의 배기가스를 재순환시켜야 하는 엔진에서의 연소 안정성을 확보하여 엔진의 출력을 향상시킬 수 있으며, 다량의 배기가스를 각 실린더로 고르게 분배할 수 있으므로, 다량의 배기가스 재순환 양이 요구되는 직접분사방식의 엔진에 적용할 수 있는 이점이 있다.

Claims (3)

1. 배기다기관을 통해 배출되는 배기가스의 일부를 흡기챔버로 재순환시켜 연소효율을 높이고 유해물질의 배출을 억제하기 위한 배기가스 재순환장치를 구비하는 차량용 엔진에 있어서,

   재순환밸브(31)를 통해 배기다기관(12)으로부터 흡입된 배기가스가 지나는 배기가스 흡입통로(54)와,

   상기 배기가스 흡입통로(54)와 연통되어 흡입된 배기가스가 유동되는 배기가스 유동통로(56)와,

   상기 배기가스 유동통로(56)의 내부에 배치되어 이 배기가스 유동통로(56)에서 유입된 배기가스와 혼합되는 신기가 유동되는 신기 유동통로(58)와,

   상기 신기 유동통로(58)를 유동하는 신기와 배기가스의 혼합기를 흡기챔버로 공급하는 다수의 혼합기 흡입라인(60)이 구비된 배기가스 혼합관(50)을 포함하는 것을 특징으로 하는 흡기 다기관의 배기가스 공급장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 배기가스 유동통로(56)는 인너 파이프(72)와 아웃터 파이프(70)에 의해 제공되는 원통형의 통로인 것을 특징으로 하는 흡기 다기관의 배기가스 공급장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 배기가스 혼합관(50)에는 배기다기관(12)으로부터 배기가스를 흡입하여 상기 배기가스 흡입통로(54)로 보내는 재순환밸브(31)가 장착되는 재순환밸브 장착부(52)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 흡기 다기관의 배기가스 공급장치.