KR19990059912A - 디젤 엔진용 배기가스 재순환 장치 - Google Patents

Abstract

EGR밸브의 응답속도를 단축시켜 차량의 동력성능을 향상시키고, 연비를 향상시키는 디젤 엔진용 배기가스 재순환 장치를 제공한다.

그 디젤 엔진용 배기가스 재순환 장치는 차체의 일측에 설치되어 흡입공기를 정화하는 에어클리너(1)와, 상기한 에어클리너(1)와 흡기통로(3)에 의해 연결되어 그 에어클리너(1)를 통과한 흡입공기를 공급받는 엔진 본체(5)와, 상기한 흡기통로(3)와 연결되어 미연소 배기가스를 재순환시키기 위한 배기가스 재순환 통로(9)와, 상기한 배기가스 재순환 통로(9)와 흡기통로(3)가 연결되는 부분에 설치되어 압력차에 의해 선택적으로 배기가스 재순환 통로를 개폐하는 배기가스 재순환 밸브(11)와, 상기한 배기가스 재순환 밸브(11)와 관로(19)에 의해 연결되고 일단은 대기압 통로(29) 타단은 부압 통로(31)와 연결되는 솔레노이드 밸브(21)와, 상기한 부압 통로(31)와 연결되어 부압 통로(31) 개방시 부압을 작동시키는 진공펌프(33)와, 상기한 솔레노이드 밸브(21) 내에 설치되어 솔레노이드 밸브(31)에 인가된 전압에 따라 선택적으로 부압 통로(31)와 대기압 통로(29)를 개폐하는 밸브 본체(27)와, 상기한 솔레노이드 밸브(21)로 전기적신호를 전달하여 상기한 밸브 본체를 이동시키는 전자제어유닛(35)과, 상기한 배기가스 재순환 밸브(11)와 솔레노이드 밸브(21) 사이에 설치되어 진공펌프(33)로 유입되는 유체의 맥동을 방지하는 맥동 방지부재(23)로 이루어진다.

Description

디젤 엔진용 배기가스 재순환 장치(Exhaust gas recirulation for disel engine)

본 발명은 디젤 엔진에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 미연소 배기가스를 다시 흡기장치로 공급하는 디젤 엔진용 배기가스 재순환 장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차용 디젤 엔진은 실린더 안에 공기만을 흡입, 압축하여 공기의 온도가 높아졌을 때, 연료를 안개모양의 입자로 고압 분사하여 이 분사연료가 공기의 압축열에 의하여 자기 착화되어 연소된다.

그 디젤 엔진은 피스톤-크랭크샤프트 기구로 된 엔진 본체와 이에 부속된 윤활, 냉각, 연료, 흡배기, 전기장치 등으로 이루어져 있고, 특히 가솔린엔진에 사용되는 전기 점화장치 대신에 연료분사장치가 사용된다.

이 디젤 엔진은 엔진회전수에 따라서 공기가 항상 과잉 공급되고 있다. 특히, 저부하쪽에서는 공기과잉율이 크므로 다량의 질소산화물이 배출된다.

그러나, 최근에는 환경문제에 대한 심각성이 날로 증대되어 자동차에 의한 유해성분의 규제법규가 강화되는 추세이다.

따라서, 디젤 엔진은 미연소 배기가스를 다시 흡기쪽으로 재순환시키는 배기가스 재순환 장치(이하, EGR장치라 칭함)의 사용이 급증되는 추세이다.

도3은 이러한 EGR장치의 한 예를 도시한 도면이다,

이 EGR장치는 차량의 일측에 설치되어 흡입공기를 정화하는 에어클리너(101)를 갖는다. 상기한 에어클리너(101)는 흡기통로(103)와 연결되어 있고, 그 흡기통로(103)는 배기통로(105)에서 분기된 EGR통로(107)가 연결된다.

상기한 EGR통로(107)는 압력차에 의해 구동되는 EGR밸브(109)에 의해 개폐되는 구조를 갖는다.

상기한 EGR밸브(109)는 유체가 공급 및 배출되는 압력실(111)과, 상기한 압력실(111)의 압력변화에 따라 변위하는 격벽부재(113)와, 상기한 격벽부재(113)과 연결되어 그 격벽부재(113)의 변위에 따라 상하 운동하여 실질적으로 EGR통로(107) 개폐하는 통로개폐부재(115)로 이루어진다.

상기한 압력실(111)은 유체공급통로(117)에 의해 솔레노이드 밸브(119)와 연결된다.

그 솔레노이드 밸브(119)는 부압 통로(121)와 연결되어 있고, 그 부압 통로(121)은 다시 진공펌프(123)과 연결되어 있다. 상기한 부압 통로(121)은 대략 0.8㎜의 오리피스관으로 이루어진다.

솔레노이드 밸브(119)는 코일(125)과, 상기한 코일(125)에 의해 이동되는 밸브 본체(127)이 설치되어 있다.

상기한 솔레노이드 밸브(119)에는 압력공급통로로서 대기 개방통로(129)의 일단부가 접속되어 있고, 상기한 솔레노이드 밸브(119) 내의 코일(125)은 제어유닛(131)과 연결되어 있다.

그 전자제어유닛(131)은 엔진에 설치된 수온센서(133)와, 연료분사펌프(135)의 레버위치센서(137), 회전센서(139)로부터 엔진운전상태 검지신호가 인가되고 있다.

따라서, EGR밸브(109)를 작동시킬 필요가 없는 경우에는 솔레노이드 밸브(119)의 밸브 본체(127)가 부압 통로(121)를 폐쇄하고 대기 개방통로(129)를 개방시켜 외부의 대기압이 유입된다.

대기 개방통로(129)를 통해 유입된 대기압은 유체공급통로(117)를 통해 EGR밸브(109)의 압력실(111)로 유입되고, 그 압력실(111)로 유입된 대기압에 의해 격벽부재(113)가 하방으로 변위하게 된다.

이에 따라 격벽부재(113)와 연결된 통로개폐부재(115)가 EGR통로(107)를 폐쇄하게 되어 배기가스가 모두 배출통로(105)로 배출된다.

이때, 상기한 전자제어유닛(131)이 각종 센서(133)(137)(139)의 센싱값을 입력받아 미리 설정된 설정값과 비교 연산하여 센싱값이 입력값에 만족하면 전기적신호에 의해 솔레노이드 밸브(119) 내의 코일(125)에 전압을 가하면, 그 코일(125)의 작동에 의해 밸브 본체(127)는 대기 개방통로(129)를 폐쇄하고 부압 통로(121)을 개방시킨다.

그 개방된 개방통로(121)에 의해 EGR밸브(109)내의 압력실(111)에 저장된 유체는 진공펌프(123)의 작동에 의해 유체공급통로(117)을 통해 솔레노이드 밸브(119)내로 유입되고, 그 솔레노이드 밸브(119)로 유입된 유체는 오리피스관인 부압 통로(121)를 통해 진공펌프(123)으로 유입된다.

이때, 부압 통로(121)를 오리피스관으로 설치하는 것은 압력차에 의해 발생되는 유체의 맥동을 저감시켜 장치의 파손을 방지하기 위한 것이다.

또한, EGR밸브(109)는 차량의 각종 상태를 감지하는 센서(133)(137)(139)의 센싱값을 입력받는 전자제어유닛(131)의 작동에 의해 밸브 본체(127)의 이동을 연속적으로 실시하는 것에 의해 듀티제어가 가능하게 된다.

그러나, 종래의 EGR장치는 유압 통로로서 오리피스관을 사용하기 때문에 압력차에 따른 유체의 이동속도가 감속되므로 EGR밸브의 응답속도가 저하되어 장치의 효율이 저하된다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 EGR밸브의 응답속도를 단축시켜 차량의 동력성능을 향상시키고, 연비를 향상시키는 디젤 엔진용 배기가스 재순환 장치를 제공하는 것이다.

도1은 본 발명에 따른 디젤 엔진용 배기가스 재순환 장치를 도시한 구성도,

도2는 본 발명에 따른 배기가스 재순환 밸브의 이동량과 이동시간과의 관계를 도시한 그래프,

도3은 종래의 디젤 엔진용 배기가스 재순환 장치를 도시한 구성도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1; 에어클리너 3; 흡기통로

9; 배기가스 재순환 통로 11; 배기가스 재순환 밸브

21; 솔레노이드 밸브 23; 맥동 방지부재

25; 코일 27; 밸브 본체

31; 부압 통로 33; 진공펌프

35; 전자제어유닛 37; 수온센서

상기한 본 발명의 목적을 해결하기 위해, 디젤 엔진용 배기가스 재순환 장치는

차체의 일측에 설치되어 흡입공기를 정화하는 에어클리너와;

상기한 에어클리너와 흡기통로에 의해 연결되어 그 에어클리너를 통과한 흡입공기를 공급받는 엔진 본체와;

상기한 흡기통로와 연결되어 미연소 배기가스를 재순환시키기 위한 배기가스 재순환 통로와;

상기한 배기가스 재순환 통로와 흡기통로가 연결되는 부분에 설치되어 압력차에 의해 선택적으로 배기가스 재순환 통로를 개폐하는 배기가스 재순환 밸브와;

상기한 배기가스 재순환 밸브와 관로에 의해 연결되고 일측은 대기압 통로 타단은 부압 통로와 연결되는 솔레노이드 밸브와;

상기한 부압 통로와 연결되어 부압 통로 개방시 부압을 작동시키는 진공펌프와;

상기한 솔레노이드 밸브 내에 설치되어 솔레노이드 밸브에 인가된 전압에 따라 선택적으로 부압 통로와 대기압 통로를 개폐하는 밸브 본체와;

차체 각부에 설치된 센서부재의 센싱값을 인가받아 솔레노이드 밸브로 전기적신호를 전달하여 상기한 밸브 본체를 이동시키는 전자제어유닛과;

상기한 배기가스 재순환 밸브와 솔레노이드 밸브 사이에 설치되어 부압 통로 개방시 진공펌프로 유입되는 유체의 맥동을 방지하는 맥동 방지부재로 이루어진다.

따라서, 차체의 각종 상태를 감지하는 전자제어유닛에 의해 배기가스 재순환 밸브의 개방이 판정되면 그 전자제어유닛은 전기적신호를 인가하여 솔레노이드 밸브를 작동시키고 그 솔레노이드 밸브의 작동에 의해 솔레노이드 밸브 내의 밸브 본체를 이동시켜 부압 통로를 개방하게 된다.

이때, 배기가스 재순환 밸브의 압력실에 저장된 유체는 맥동 방지부재를 통과하여 진공펌프로 유입되는 것에 의해 그 배기가스 재순환 밸브를 작동시킨다.

그 솔레노이드 밸브와 진공펌프를 연결하는 부압 통로는 직경이 큰 관로로 연결하고 그 유체는 맥동을 방지시키는 맥동장지부재를 통과하므로 진공펌프내로 유입되는 유체의 이동속도를 향상시켜 배기가스 재순환 장치의 응답성을 향상시킨다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

도1은 본 발명에 따른 디젤 엔진용 배기가스 재순환 장치를 도시한 구성도로서, 차체의 일측에 설치되어 흡입공기를 정화하는 에어클리너(1)와, 상기한 에어클리너(1)와 흡기통로(3)에 의해 연결되어 그 에어클리너(1)를 통과한 흡입공기를 공급받는 엔진 본체(5)를 도시한다.

그 흡기통로(3)는 배기통로(7)에서 분기된 EGR통로(9)가 연결된다.

상기한 EGR통로(9)는 압력차에 의해 구동되는 EGR밸브(11)에 의해 개폐되는 구조를 갖는다.

상기한 EGR밸브(11)는 유체가 공급 및 배출되는 압력실(13)과, 상기한 압력실(13)의 압력변화에 따라 변위하는 격벽부재(15)와, 상기한 격벽부재(15)과 연결되어 그 격벽부재(15)의 변위에 따라 상하 운동하여 실질적으로 EGR통로(9) 개폐하는 통로개폐부재(17)로 이루어진다.

상기한 압력실(13)은 유체공급통로(19)에 의해 솔레노이드 밸브(21)와 연결되고, 그 압력실(13)과 솔레노이드 밸브(21) 사이에는 맥동 방지부재(23)가 설치된다.

그 솔레노이드 밸브(21)는 부압 통로(31)와 연결되어 있고 그 부압 통로(31)는 다시 진공펌프(33)와 연결되어 있으며, 상기한 솔레노이드 밸브(21)에는 압력공급통로로서 대기 개방통로(29)의 일단부가 접속된다.

솔레노이드 밸브(21)는 코일(25)과, 상기한 코일(25)에 전압인가에 따라 이동되는 밸브 본체(27)가 설치되어 있다.

상기한 솔레노이드 밸브(21) 내의 코일(25)은 제어유닛(35)과 연결되어 있다.

그 전자제어유닛(35)은 엔진 본체(5)에 설치된 수온센서(37)와, 연료분사펌프(39)의 레버위치센서(41), 회전센서(43)로부터 엔진운전상태 검지신호가 인가되고 있다.

따라서, EGR밸브(11)를 작동시킬 필요가 없는 경우에는 솔레노이드 밸브(21)의 밸브 본체(27)가 부압 통로(31)를 폐쇄하고 대기 개방통로(29)를 개방시켜 외부의 대기압이 유입된다.

대기 개방통로(29)를 통해 유입된 대기압은 유체공급통로(19)를 통해 EGR밸브(11)의 압력실(13)로 유입되고, 그 압력실(13)로 유입된 대기압에 의해 격벽부재(15)가 하방으로 변위하게 된다.

이에 따라 격벽부재(15)와 연결된 통로개폐부재(17)가 EGR통로(9)를 폐쇄하게 되어 배기가스가 모두 배출통로(7)로 배출된다.

이때, 상기한 전자제어유닛(35)이 각종 센서(37)(41)(43)의 센싱값을 입력받아 미리 설정된 설정값과 비교 연산하여 센싱값이 입력값에 만족하여 전기적신호에 의해 솔레노이드 밸브(21) 내의 코일(25)에 전압을 가하면, 그 코일(25)의 작동에 의해 밸브 본체(27)는 대기 개방통로(29)를 폐쇄하고 부압 통로(31)을 개방시킨다.

그 개방된 부압 통로(121)에 의해 EGR밸브(11)내의 압력실(13)에 저장된 유체는 맥동 방지부재(23)를 통하여 압력차에 의해 발생되는 유체의 맥동을 상쇄시킨 상태에서 유체공급통로(19)을 통해 솔레노이드 밸브(21)내로 유입된다.

그 유체는 직경이 넓은 부압 통로(21)를 통해 진공펌프(33)로 유입되어 EGR밸브(11)를 개방한다.

또한, EGR밸브(11)는 차량의 각종 상태를 감지하는 센서(37)(41)(43)의 센싱값을 입력받는 전자제어유닛(35)의 작동에 의해 밸브 본체(27)의 이동을 연속적으로 실시하는 것에 의해 듀티 제어한다.

그리고 유체공급통로(19)내에 댐핑 챔버인 맥동 방지부재(23)를 설치하여 부압시에 발생하는 유체의 맥동 발생을 상쇄시키고, 솔레노이드 밸브(21)와 진공펌프(33)를 연결하는 부압 통로(31)를 넓은 직경의 관로로 설치하였으므로 EGR밸브(11)의 응답속도를 향상시킨다.

도2는 본 발명에 따른 배기가스 재순환 밸브의 이동량과 이동시간과의 관계를 도시한 그래프이다.

즉, EGR밸브(11)가 가장 많이 이동할 수 있는 위치를 본 발명과 종래의 기술을 비교하면, 본 발명의 EGR밸브(11)가 최저 위치에서 최고 위치까지 이동할 때까지 걸리는 시간(t1)과, 최고 위치에서 최저 위치까지 걸리는 시간(t2)는 종래의 EGR밸브가 최저 위치에서 최고 위치까지 이동할 때까지 걸리는 시간(t3)과, 최고 위치에서 최저 위치까지 걸리는 시간(t4)와 비교하면 그 시간이 현격하게 감소되는 것을 알 수 있다.

참조부호(43)은 전자제어유닛(35)에서 솔레노이드 밸브(21)로 인가되는 전압의 변화를 나타내는 것이다.

따라서, 그 EGR밸브(11)의 이동시간이 감소되는 것은, 결과적으로 그 EGR밸브(11)의 반응속도가 빨라졌다는 것이기 때문에 차량이 동작성능이 향상된다.

상기한 본 발명의 디젤 엔진용 배기가스 재순환 장치는 EGR밸브와 유체공급통로 사이에 맥동 방지부재를 설치하여 부압 발생시 일어날 수 있는 유체의 맥동을 방지하고, 솔레노이드 밸브와 진공펌프 사이에 설치된 부압 통로를 직경이 큰 관으로 형성했기 때문에 EGR밸브의 응답속도가 빨라져서 차량의 동력성능이 향상되고, 연비를 개선할 수 있다.

Claims (2)

1. 차체의 일측에 설치되어 흡입공기를 정화하는 에어클리너와;

   상기한 에어클리너와 흡기통로에 의해 연결되어 그 에어클리너를 통과한 흡입공기를 공급받는 엔진 본체와;

   상기한 흡기통로와 연결되어 미연소 배기가스를 재순환시키기 위한 배기가스 재순환 통로와;

   상기한 배기가스 재순환 통로와 흡기통로가 연결되는 부분에 설치되어 압력차에 의해 선택적으로 배기가스 재순환 통로를 개폐하는 배기가스 재순환 밸브와;

   상기한 배기가스 재순환 밸브와 관로에 의해 연결되고 일단은 대기압 통로 타단은 부압 통로와 연결되는 솔레노이드 밸브와;

   상기한 부압 통로와 연결되어 부압 통로 개방시 부압을 작동시키는 진공펌프와;

   상기한 솔레노이드 밸브 내에 설치되어 솔레노이드 밸브에 인가된 전압에 따라 선택적으로 부압 통로와 대기압 통로를 개폐하는 밸브 본체와;

   차체 각부에 설치된 센서부재의 센싱값을 인가받아 솔레노이드 밸브로 전기적신호를 전달하여 상기한 밸브 본체를 이동시키는 전자제어유닛과;

   상기한 배기가스 재순환 밸브와 솔레노이드 밸브 사이에 설치되어 부압 통로 개방시 진공펌프로 유입되는 유체의 맥동을 방지하는 맥동 방지부재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진용 배기가스 재순환 장치.
2. 제1항에 있어서, 맥동 방지부재는 통형상의 댐핑 챔버인 것을 특징으로 하는 디젤 엔진용 배기가스 재순환 장치.