KR20000038247A - 매연 여과장치와 egr 장치에 접속되는 ecu를 이용하여 유해 배출가스를 제거하는 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 디젤 엔진의 연소시 발생되는 유해 배출가스를 제거하는 방법에 관한 것으로, 엔진(1)의 최적 운전조건 및 배기성능을 유지시키기 위해 매연 여과장치(4)와 배기가스 재순환(EGR; Exhaust Gas Recirculation)장치(9)에 접속되는 ECU(7)를 이용하여 엔진(1)으로부터 배출되는 유해 가스를 제거하는 방법으로서,
상기 배기가스 재순환 장치(9)는, a) 매연 여과장치(4)의 배출가스 완전 재연소때, b) 엔진(1)의 연소실로 유입되는 유입 산소농도가 5% 미만일 때, c) 대기중으로의 HC의 배출량이 급증할 때, d) 엔진(1)이 고부하 고회전수일 때, e) 상기 매연 여과장치(4)에 구비되는 필터의 배압이 높을 때, f) 상기 필터를 통과하는 배출가스의 재연소중 온도조절을 위해 머플러(5)를 통해 대기중으로 배출가스를 바이패스시키는 상태일 때를, 제어 영역으로 하는 단계들을 포함하며, 그에 따라서, 엔진의 운행 조건을 만족시켜 적절한 입자상 물질과 질소산화물의 배출량을 대폭 절감시켜 엔진의 수명을 연장시킬 수 있게 되는 효과가 있다.
Description
본 발명은 디젤 엔진의 연소시 발생되는 유해 배출가스를 제거하는 방법에 관한 것으로, 특히 입자상 물질과 질소산화물을 현저히 저감시키기 위해 매연 여과장치(catalytic converter)와 배기가스 재순환(EGR; Exhaust Gas Recirculation) 장치에 접속되는 전자 제어 장치(ECU; Electical Control Unit)를 이용하여 유해 배출가스를 최적으로 제거하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 엔진(1)의 연소실로부터 대기중으로 배출되는 배출가스 내에 함유되는 입자상 물질과 질소산화물의 양을 줄이면서 엔진(1)의 성능도 높일 수 있도록 엔진(1)의 연소실측 실린더 헤드블록(2)에 연결된 배기관(3)에는 매연 여과장치(4)와 머플러(5)가 연결된다.
특히, 매연 여과장치(4)는 입자상 물질을 완전히 연소시킬 수 있게 하고 엔진(1)의 출력 신호를 수신하며 배기관(3)의 배기가스 제어 밸브(6)를 제어하도록 구비되는 ECU(7)에 각각 연결된다. 이때, ECU(7)는 엔진(1)의 연소폭발시 혼합가스의 불완전 연소로 인해 배기관(3)을 통해 배출되는 배기가스에 함유된 입자상 물질과 질소산화물을 좀더 철저히 재연소시킬 수 있도록 상기 매연 여과장치(4)와 머플러(5)를 통과한 배출 가스를 엔진(1)의 흡기관(8)을 통해 연소실로 재유입시키는 작용을 하는 EGR 장치(9)에 전기적으로 접속된다.
여기서, 상기 EGR 장치(9)는 매연 여과장치(4)와 연결되는 순환관(10)에 EGR 밸브(9')가 구비되고 상기 EGR 밸브(9')는 ECU(7)에 의해 제어되는 스텝핑 모터(stepping motor)(11)에 의해 작동되도록 연결된다.
EGR 밸브(9')는 매연 여과장치(4)의 작동, 엔진 회전수, 재연소 여부, 필터 배압 등의 신호를 제어하는 ECU(7)에 의해 구동되어진다. 또한, EGR 율의 조절은 재순환되는 순환관(10)에 설치된 EGR 밸브(9')의 열림량에 의해 조절된다.
디젤 엔진(1) 배출물 중 입자상 물질과 질소산화물은 주된 환경 오염원이 되고 있다. 입자상 물질을 저감하는데는 여러 가지 방법이 있지만 그 중에서도 매연 여과장치(4)를 이용한 방법은 탁월하다고 인정되고 있다. 그 개략적인 원리는 엔진(1)에서 배출되는 입자상 물질을 세라믹 필터(미도시됨)로 포집하고 충분히 포집된 입자상 물질에 착화가 가능한 열원을 제공하여 모두 태우는 것이 기본 원리이다.
그런데, 이 방법은 입자상 물질을 저감하는데는 탁월한 효과가 있지만 질소 산화물의 배출량을 제대로 억제할 수 없는 단점이 있다. 따라서 이에 대한 대비책으로, 질소산화물을 저감하는 EGR 장치(9)와 병행하여 사용한다면 입자상 물질과 질소 산화물은 동시에 저감될 수 있게 된다. 배출가스는 디젤 엔진(1)의 매연 여과장치(4)를 거치면서 배출가스 내의 입자상 물질이 제거되며 계속해서 이차로 배출가스 중의 일부가 다시 EGR 밸브(9')를 거쳐 엔진(1)의 흡기관(8)을 통해 연소실 내로 유입되므로 연소실 내로 분사된 혼합가스의 온도도 적당히 높아지게 됨에 따라 혼합가스의 연소폭발시 질소산화물의 생성량이 상당히 억제될 수 있게 된다.
하지만 그럼에도 불구하고, EGR 장치(9)에서 재순환되는 배출 가스량에 의해 결정되는 EGR 율이 증가할수록 질소산화물의 배출량은 급격히 감소되어지지만 이와 반대로 입자상 물질의 배출량은 급격히 증가하게 된다. 그에 따라서, 입자상 물질의 배출량이 증가하게 되면 매연 여과장치(4) 내의 필터에 포집되는 매연을 태우는 재생 과정의 빈도도 늘어나게 되어 필터의 수명이 훨씬 단축되게 된다.
또한, 재생도중 필터의 파손을 막기 위하여 배출가스가 필터를 거치지 않고 머플러(5)를 통해 대기중으로 방출되는 바이패스 상태일 때 엔진(1)이 입자상 물질로 인해 마모되는 것을 막기 위해 EGR 장치(9)의 사용이 자제되어져야 한다. 그리고 재연소중 입자상 물질을 태울 수 있도록 충분한 산소가 배출가스 성분 중에 확보되어야 하나 높은 EGR 율에서는 배출가스 내의 산소 함유량이 급격히 감소하게 되므로 이 또한 EGR 장치(9)의 사용을 불가능하게 한다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 매연 여과장치에 의해 입자상 물질을 제거하는 동시에 EGR에 의해 질소산화물의 배출량도 적절히 감소시킬 수 있도록 엔진을 최적의 상태로 유지시키는데 그 목적이 있다.
위와 같이 본 발명은 엔진에서 배출되는 유해 가스중 입자상 물질 및 질소산화물을 가변적으로 제어하기 위해 매연 여과장치와 배기가스 재순환(EGR) 장치를 병행하여 사용할 때 최적의 운전 조건 및 배기 성능을 유지시키도록 소정의 배기가스 제어모듈(control module)이 설정된 ECU를 통해 배기가스를 효과적으로 제거하는 방법을 특징으로 한다.
도 1은 일반적인 엔진을 제어하는 ECU를 도시하는 개략도,
도 2는 본 발명의 방법에 사용된 상기 도 1의 ECU에 사용되는 실험장치를 도시하는 개략도,
도 3는 1200rpm에서 토크(Torque)와 EGR 율에 따른 질소산화물(NOX)의 배출량을 도시하는 그래프,
도 4은 1200rpm에서 EGR 율에 따른 HC(탄화수소)의 배출량을 도시하는 그래프,
도 5는 1200rpm에서 EGR 율에 따른 배출가스에 함유된 O2의 연소실 유입량을 도시하는 그래프,
도 6는 1200rpm에서 토크에 따른 NOX저감율에 대한 EGR 율(EGR 가능영역)을 도시하는 그래프이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1: 엔진 4: 매연 여과장치
5: 머플러 7: ECU
9: 배기가스 재순환(EGR) 장치 9': EGR 밸브
실험 장치는 수냉식 6기통 시내버스용 직접 분사식 디젤 엔진으로서 현대에서 제작된 D6BR을 사용하였고, 그 제원은 표 1에 나타내었다. 그리고 부하 조절과 측정을 위한 와전류(Eddy Current) 동력계, 흡입 공기량을 측정하기 위한 유량 측정장치와 배기가스를 재순환시키기 위한 EGR 장치로 구성된다.
항목 | 사양 |
모델 | 현대 D6BR |
형식 | 4Cycle |
냉각 방식 | 수냉식 |
실린더수 | 6기통 |
내경(Bore)×행정(Stroke) | 118×115mm |
배기량 | 7545cc |
압축비 | 17.5 |
최대 출력 | 188 ps/2900 rpm |
분사 시기 | BTDC 16。 |
또한 도 2에 도시된 바와 같이, 실험 방법은 엔진(1)에서 배출되는 배기가스가 매연 여과장치(4)를 통과한 다음 배출되고 일부는 EGR 밸브(9')를 통하여 흡기관(8)으로 재순환된다. 재순환량은 EGR 밸브(9')를 등간격으로 변화시킴으로서 조절하였다. EGR 율은 순환되는 배기가스가 흡입 공기를 대체함으로서 나타내어지는데, 그런 식으로 EGR을 하지 않았을 때의 흡입 공기량과 EGR을 하였을 때의 흡입 공기량으로 계산하였으며, 일정한 운전 조건에서는 체적 효율이 일정한 것으로 가정하였다.
실험은 엔진 회전수를 1000rpm에서 2000rpm 까지 100rpm 간격으로 변화시키면서, 무부하에서 전부하(토크(torque); 0-40kg-m) 까지 토크 5kg-m 간격으로 측정하였으며, 이때 EGR율은 밸브의 전체 회전각을 16등분하여 등간격으로 밸브를 회전시키면서 각각의 EGR율에 대한 엔진의 출력, 실린더 내압, 연료 소비율, 흡입 공기량, 배기 가스량, 스모크(smoke) 배출량, 필터의 입출구 온도와 배압을 측정하였다. 실험 조건으로서는 매연 여과장치(4)에 포집된 입자상 물질에 의한 엔진(1)의 출력 감소 영향을 최소화하고, 필터의 입자상 물질 재연소 영역을 피하기 위해 엔진(1)의 공회전(Idle)시 배압을 0-20mbar 이내에서 측정을 하였다.
그 결과 매연 여과 장치(4)에 의한 입자상 물질의 배출은 없으며, 엔진 부하와 회전수에 따라 다소 차이가 있지만 EGR에 의한 질소산화물의 배출량은 EGR 율이 60% 정도에서 최고 90% 이상의 감소를 나타내고 있다. 도 3은 EGR에 의한 질소산화물의 배출량을 나타낸다.
배기가스 성분중 HC는 연료의 불완전 연소로 인한 배출물로 산소와 반응하여 매연의 핵으로 성장하게 되므로 HC의 배출량은 매연의 배출량을 가늠하여 볼 수 있게 한다. 도 3은 엔진(1)의 부하에 따른 EGR율에 대한 HC의 배출량을 나타낸다. 도 4에서, 1000rpm에서의 HC의 배출량은 EGR율이 증가함에 따라 10% 내외로 완만히 증가하다가 갑자기 200% 이상 급상승하는 것으로 나타나고 있다. 이것은 디젤 엔진(1)이 비교적 산소의 유입량이 적은 희박 연소이므로 EGR에 의한 산소 농도의 영향을 많이 받지 않다가 높은 EGR율에서 산소량이 급격히 감소하므로 불완전 연소하는 연료가 급증하게 되는 것으로 보인다. 불완전 연소량이 많아짐에 따라 매연의 배출량이 증가하게 되어 필터의 배압이 상승하게 되어 잦은 교환이 요구되어진다. 그러므로, 매연 여과장치(4)와 EGR 장치(9)를 병행하여 사용할 때에는 HC의 배출량이 급증하는 영역인 높은 EGR율의 작동은 배제 되어야만 한다.
HC의 배출량이 급증하는 원인으로서는 엔진(1)의 연소실 내로 유입되는 산소량이 EGR에 의해 감소하는 것이 가장 큰 원인으로 작용하고 있다. 도 5는 동일한 엔진 회전수에서 EGR율에 따른 산소의 유입량을 엔진 부하에 대해 나타낸다. 여기서, EGR율이 60% 까지 증가할수록 유입되는 산소량은 최고 산소농도 5% 미만까지 감소하고 있으며, 엔진부하가 증가할수록 유입 산소량은 50% 이상 감소한다. 또한, EGR율의 증가에 대해서 저부하일 때 보다 고부하일 때가 EGR율에 대해 산소의 감소율이 크게 나타나고 있다. 각 조건에서, 산소량이 감소하는 이유는 EGR에 의해 재순환되는 배기가스가 흡입 공기량을 대체함으로서 공급되는 산소량의 감소 때문이다. 각 조건에서, 최고 EGR율은 연소실 내로 유입되는 산소량과 관계가 있다. 유입 산소농도가 약 2-3% 정도이면 EGR은 더 이상 가능하지 않은 것으로 나타나고 있다.
여기서, 앞의 HC 배출량과 연관시켜 볼 때 HC의 배출량이 높은 EGR율에서 급증하는 것은 유입 산소농도가 5% 미만일 때 HC의 배출량이 급증하고 있음을 알 수 있었다. 그러므로, 산소의 유입농도가 5% 미만인 영역에서는 매연량이 급증하므로 EGR의 작동이 자제되어야 할 것이다. 또한, 매연 여과장치(4)에 포집되어진 매연을 태우는 재연소에 있어서 필요로하는 최소의 산소량이 5% 이상임을 감안할 때 EGR의 운용은 배출되어지는 산소량이 5% 이상일 때 가능하다.
앞서 설명한 바와 같이, EGR 장치(9)는 매연 여과장치(4)와 병행하여 사용되어질 때 포집되어진 매연이 재연소를 일으킬 때는 동시에 사용할 수 없다. 그 이유는 재연소시 필요한 산소량을 EGR에 동시에 사용한다면 만족시킬 수 없기 때문이다. 그러므로, EGR 장치(9)는 매연 여과장치(4)의 완전 재연소 영역을 제외한 부분 재연소 영역과 재연소 불가능 영역에서 작동되어져야 할 것이다.
도 6은 엔진(1)의 부하(토크) 변화에 따른 가능한 최고 EGR율과 NOX를 35%, 50%, 75%를 저감시키는 EGR율을 나타낸다. 또한 매연의 배출량을 고려하기 위해 HC의 배출한계와 산소의 배출한계를 나타낸다. HC의 배출한계는 EGR율이 계속적으로 증가할 때 HC의 배출량이 급증하는 점을 나타낸 것으로 매연 여과장치(4)의 매연 포집량을 줄여 재연소의 빈도를 낮추기 위한 것이며, O2한계는 필터에 의한 재연소에 필요한 최소한의 산소량을 확보하기 위한 것이다. 그러므로, 이 두가지 한계점 이내에서 EGR율이 사용되어져야 할 것이다. 도 6에서 볼 때 최고 EGR 율 아래에 점선으로 HC와 O2의 한계점을 나타낸다. 여기서, O2의 배출량에 의한 한계점 보다 HC의 배출량에 의한 한계점이 낮게 나타나고 있다. 또한, HC의 배출량에 의한 EGR의 한계점은 NOX의 75% 저감 보다도 낮게 나타나는 영역이 있는데 이것으로 보아 1200rpm에서는 토크가 30 내지 35kg-m에서는 75% 이상의 NOX저감은 불가능하다는 결론이다. 이 결과의 데이터를 표 2에 나타내었다. 이 데이터에 의해 EGR 밸브(9')를 ECU(7)로서 엔진 회전수와 엔진 부하에 맞게 작동하게 함으로서 효율적인 운전이 가능하다.
rpm | 토크 | NOx(25%) | NOx(50%) | NOx(75%) | EGR(max) | HC-line | O2-5% line | EGR 가능 |
1000 | 0 | 47.8 | 59.5 | 59.5 | 59.5 | 59.5 | ||
5 | 24.8 | 42.3 | 53.8 | 59.6 | 59.6 | 59.6 | 59.6 | |
10 | 20.9 | 33.1 | 47.0 | 59.6 | 59.6 | 59.6 | 59.6 | |
15 | 16.6 | 24.5 | 37.1 | 59.0 | 36 | 59.0 | 36 | |
20 | 12.2 | 22.6 | 35.4 | 55.7 | 29 | 54 | 29 | |
25 | 10.9 | 18.6 | 31.5 | 44.1 | 29 | 32 | 29 | |
30 | 9.4 | 15.9 | 25.5 | 31.0 | 23 | 28 | 23 | |
35 | 4.3 | 13.6 | 15.5 | 15.5 | 15.5 | 15.5 | ||
40 | ||||||||
1100 | 0 | 44.6 | 60.0 | 61.3 | 61.3 | 61.3 | 61.3 | 61.3 |
5 | 22.7 | 42.3 | 54.5 | 61.9 | 61.9 | 61.9 | 61.9 | |
10 | 18.0 | 31.5 | 45.5 | 59.7 | 59.7 | 59.7 | 59.7 | |
15 | 15.4 | 28.5 | 41.0 | 59.3 | 49 | 59.3 | 49 | |
20 | 11.2 | 21.8 | 33.2 | 56.6 | 49 | 50 | 49 | |
25 | 11.1 | 19.4 | 30.4 | 48.0 | 35 | 40 | 35 | |
30 | 8.3 | 16.3 | 26.2 | 40.5 | 30 | 30 | 30 | |
35 | 5.5 | 12.4 | 21.3 | 25.2 | 17 | 17 | 17 | |
40 | 6.0 | 8.1 | 8.1 | 8.1 | 8.1 | 2 | 2.0 | |
1200 | 0 | 42.5 | 56.2 | 58.1 | 58.1 | 58.1 | 58.1 | |
5 | 20.7 | 36.0 | 48.5 | 55.2 | 55.2 | 55.2 | 55.2 | |
10 | 16.9 | 33.0 | 48.1 | 57.9 | 57.9 | 57.9 | 57.9 | |
15 | 12.1 | 26.0 | 40.3 | 57.2 | 39 | 57.2 | 39 | |
20 | 10.9 | 21.3 | 35.1 | 50.1 | 35 | 50 | 35 | |
25 | 8.0 | 18.3 | 32.4 | 46.9 | 32 | 42 | 32 | |
30 | 13.3 | 20.6 | 30.8 | 40.8 | 30 | 33 | 30 | |
35 | 5.2 | 13.0 | 23.2 | 26.1 | 16 | 19 | 16 | |
40 | 6.5 | 9.7 | 9.7 | 2 | 2.0 | |||
1300 | 0 | 39.2 | 54.4 | 58.1 | 58.1 | 58.1 | 58.1 | |
5 | 17.9 | 37.2 | 50.3 | 58.0 | 58.0 | 58.0 | 58.0 | |
10 | 15.0 | 30.3 | 41.6 | 57.1 | 50 | 57.1 | 50 | |
15 | 8.7 | 22.3 | 35.5 | 58.3 | 46 | 55 | 46 | |
20 | 9.0 | 18.2 | 30.0 | 50.8 | 40 | 46 | 40 | |
25 | 8.8 | 16.8 | 28.7 | 44.0 | 31 | 40 | 31 | |
30 | 7.6 | 14.5 | 25.4 | 38.9 | 27 | 30 | 27 | |
35 | 6.6 | 12.6 | 20.8 | 22.6 | 22.6 | 18 | 18.0 | |
40 | 5.7 | 8.0 | 8.0 | 1 | 1.0 |
(계속)
rpm | 토크 | NOx(25%) | NOx(50%) | NOx(75%) | EGR(max) | HC-line | O2-5% line | EGR 가능 |
1400 | 0 | 35.2 | 50.4 | 58.5 | 58.5 | 58.5 | 58.5 | |
5 | 19.5 | 37.6 | 51.0 | 60.2 | 60.2 | 60.2 | 60.2 | |
10 | 12.2 | 27.2 | 41.6 | 59.7 | 52 | 59.7 | 52 | |
15 | 11.5 | 17.8 | 39.6 | 61.0 | 48 | 58 | 48 | |
20 | 5.0 | 13.3 | 30.2 | 50.4 | 33 | 43 | 33 | |
25 | 9.4 | 17.9 | 27.6 | 42.9 | 32 | 39 | 32 | |
30 | 5.2 | 13.0 | 20.2 | 32.9 | 23 | 22 | 22 | |
35 | 4.7 | 10.9 | 19.4 | 22.8 | 15 | 15 | 15 | |
40 | 6.7 | 9.9 | 9.9 | 1 | 1.0 | |||
1500 | 0 | 37.8 | 51.3 | 55.9 | 55.9 | 55.9 | 55.9 | |
5 | 19.2 | 36.2 | 49.1 | 58.9 | 58.9 | 58.9 | 58.9 | |
10 | 12.2 | 28.8 | 41.7 | 60.0 | 60.0 | 60.0 | 60.0 | |
15 | 8.7 | 23.1 | 35.6 | 60.8 | 51 | 57 | 51 | |
20 | 7.5 | 18.1 | 32.6 | 55.1 | 43 | 49 | 43 | |
25 | 5.8 | 15.9 | 29.1 | 47.1 | 37 | 39 | 37 | |
30 | 5.3 | 15.2 | 25.6 | 32.3 | 32.3 | 26 | 26.0 | |
35 | 5.6 | 13.4 | 23.4 | 26.9 | 18 | 15 | 15 | |
40 | ||||||||
1600 | 0 | 40.4 | 54.5 | 60.8 | 60.8 | 60.8 | 60.8 | |
5 | 18.0 | 33.5 | 45.6 | 62.5 | 62.5 | 62.5 | 62.5 | |
10 | 15.7 | 31.2 | 44.9 | 63.4 | 63.4 | 63.4 | 63.4 | |
15 | 11.6 | 25.3 | 40.7 | 62.5 | 58 | 60 | 58 | |
20 | 11.0 | 21.8 | 37.9 | 58.6 | 49 | 52 | 49 | |
25 | 7.7 | 16.8 | 30.8 | 46.6 | 42 | 38 | 38 | |
30 | 9.6 | 16.0 | 29.2 | 39.8 | 31 | 29 | 29 | |
35 | 6.5 | 12.4 | 21.0 | 24.0 | 16 | 13 | 13 | |
40 | 4.1 | 7.4 | 7.4 | 0 | 0.0 | |||
1700 | 0 | 46.0 | 59.2 | 61.5 | 61.5 | 61.5 | 61.5 | |
5 | 21.2 | 38.8 | 52.6 | 64.0 | 64.0 | 64.0 | 64.0 | |
10 | 16.4 | 34.2 | 49.8 | 64.3 | 61 | 64.3 | 61 | |
15 | 14.8 | 28.3 | 42.2 | 65.5 | 57 | 60 | 57 | |
20 | 10.6 | 22.6 | 37.7 | 56.3 | 52 | 52 | 52 | |
25 | 9.7 | 20.6 | 35.1 | 50.6 | 46 | 43 | 43 | |
30 | 9.4 | 17.9 | 31.1 | 35.0 | 35.0 | 31 | 31.0 | |
35 | 7.5 | 15.2 | 24.8 | 26.4 | 19 | 18 | 18 | |
40 | 8.3 | 10.2 | 10.2 | 3 | 3.0 |
(계속)
rpm | 토크 | NOx(25%) | NOx(50%) | NOx(75%) | EGR(max) | HC-line | O2-5% line | EGR 가능 |
1800 | 0 | 43.5 | 57.0 | 62.0 | 62.0 | 62.0 | 62.0 | |
5 | 17.8 | 34.7 | 47.9 | 63.9 | 63.9 | 63.9 | 63.9 | |
10 | 20.7 | 34.4 | 46.0 | 64.9 | 62 | 64.9 | 62 | |
15 | 11.6 | 24.9 | 39.7 | 65.3 | 53 | 57 | 53 | |
20 | 16.0 | 22.8 | 35.8 | 57.7 | 48 | 48 | 48 | |
25 | 6.7 | 18.5 | 31.8 | 43.2 | 37 | 37 | 37 | |
30 | 5.7 | 13.9 | 25.6 | 29.7 | 29.7 | 23 | 23.0 | |
35 | 5.9 | 14.4 | 24.4 | 26.9 | 19 | 17 | 17 | |
40 | 4.2 | 6.5 | 6.5 | 0 | 0.0 | |||
1900 | 0 | 36.6 | 54.2 | 62.2 | 62.2 | 62.2 | 62.2 | |
5 | 20.1 | 38.1 | 51.5 | 63.0 | 63.0 | 63.0 | 63.0 | |
10 | 17.4 | 32.5 | 46.0 | 64.8 | 58 | 64.8 | 58 | |
15 | 13.5 | 27.1 | 40.5 | 62.9 | 53 | 58 | 53 | |
20 | 10.8 | 22.7 | 36.3 | 54.7 | 48 | 48 | 48 | |
25 | 7.9 | 19.0 | 33.6 | 47.7 | 42 | 42 | 42 | |
30 | 8.5 | 16.9 | 27.8 | 38.7 | 32 | 27 | 27 | |
35 | 6.8 | 13.5 | 22.5 | 25.9 | 17 | 13 | 13 | |
40 | 5.0 | 10.8 | 15.7 | 8 | 4 | 4 | ||
2000 | 0 | 42.2 | 58.4 | 66.5 | 66.5 | 66.5 | 66.5 | |
5 | 22.2 | 40.2 | 54.3 | 66.6 | 66.6 | 66.6 | 66.6 | |
10 | 11.2 | 31.3 | 45.1 | 66.8 | 58 | 65 | 58 | |
15 | 14.3 | 30.5 | 45.2 | 62.9 | 53 | 59 | 53 | |
20 | 12.0 | 24.7 | 39.6 | 56.4 | 48 | 50 | 48 | |
25 | 12.3 | 22.6 | 36.0 | 46.7 | 42 | 36 | 36 | |
30 | 9.8 | 19.5 | 31.4 | 35.1 | 30 | 23 | 23 | |
35 | 6.3 | 13.5 | 18.3 | 18.3 | 10 | 10.0 | ||
40 | 5.5 | 9.8 | 9.8 | 0 | 0.0 |
따라서, ECU(7)의 배기기스 제어모듈은 상기 데이터를 기초 자료로 활용하여 운행영역 및 운전조건에 따라 EGR율을 가변적으로 조절하게 된다.
위와 같이 본 발명의 매연 여과장치와 EGR 장치에 접속되는 ECU를 이용하여 유해 배출가스를 제거하는 방법은 엔진의 운행 조건을 만족시켜 적절한 입자상 물질과 질소산화물의 배출량을 대폭 절감시킬 수 있게 됨에 따라 대기 오염을 줄일 수 있게 되며 엔진의 수명도 연장시킬 수 있게 되는 효과가 있다.
Claims (7)
- 엔진(1)의 연소실로부터 연소폭발된 배기가스 중의 유해가스가 대기중으로 그대로 배출되기전에 유해 가스가 제거되도록 실린더헤드블록(2)에 연결된 배기관(3)에 구비되는 매연 여과장치(4)와, 상기 매연 여과장치(4)를 거친 일부의 배출가스가 엔진(1)의 연소실로 재순환 유입되어 연소실 내의 혼합가스와 뒤섞여 완전연소되도록 배기가스를 연소실로 순환시키는 배기가스 재순환(EGR; Exhaust Gas Recirculation)장치(9)로 이루어지되,상기 매연 여과장치(4)와 상기 배기가스 재순환 장치(9)에 회로접속되는 ECU(7)에 설정된 다수의 제어 단계들을 갖는 배기가스 제어모듈(control module)을 통해 배출 유해가스가 최적으로 제거되는 것을 특징으로 하는 매연 여과장치와 EGR 장치에 접속되는 ECU를 이용하여 유해 배출가스를 제거하는 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 ECU(7)의 배기가스 제어모듈은,a) 매연 여과장치(4)의 배출가스 완전 재연소때,b) 엔진(1)의 연소실로 유입되는 유입 산소농도가 적을 때,c) 대기중으로의 HC(탄화수소)의 배출량이 급증할 때,d) 엔진(1)이 고부하 고회전수일 때,e) 상기 매연 여과장치(4)에 구비되는 필터의 배압이 높을 때,f) 상기 필터를 통과하는 배출가스의 재연소 중 온도조절을 위해 머플러(5)를 통해 대기중으로 배출가스를 바이패스시키는 상태일 때의 경우들 중, 하나 또는 그 이상의 경우를 제어 영역으로 하는 단계들을 포함하는 것을 특징으로 하는 매연 여과장치와 EGR 장치에 접속되는 ECU를 이용하여 유해 배출가스를 제거하는 방법.
- 제 2항에 있어서, 상기 b)의 유입 산소농도는 5% 미만일 때인 것을 특징으로 하는 매연 여과장치와 EGR 장치에 접속되는 ECU를 이용하여 유해 배출가스를 제거하는 방법.
- 제 2항에 있어서, 상기 ECU(7)에 접속된 EGR 장치(9)는 엔진 회전수와 부하(torque) 조건에 따라 EGR 율이 가변적이며, 질소산화물(NOX)의 저감율에 따라 EGR 율이 제어되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 매연 여과장치와 EGR 장치에 접속되는 ECU를 이용하여 유해 배출가스를 제거하는 방법.
- 제 4항에 있어서, 상기 EGR율은 매연 여과장치(4)와 EGR 장치(9)를 병행하여 사용할 때 HC의 배출량이 급증하는 영역에서 작동이 배제되는 것을 특징으로 하는 매연 여과장치와 EGR 장치에 접속되는 ECU를 이용하여 유해 배출가스를 제거하는 방법.
- 제 2항에 있어서, 상기 ECU(7)의 EGR의 운용은 배출되어지는 산소량이 5% 이상인 것을 특징으로 하는 매연 여과장치와 EGR 장치에 접속되는 ECU를 이용하여 유해 배출가스를 제거하는 방법.
- 제 2항에 있어서, 상기 ECU(7)에 접속된 EGR 장치(9)는 매연 여과장치(4)와 병행하여 사용되어질 때 상기 매연 여과장치(4)의 완전 재연소 영역을 제외한 부분 재연소 영역 또는 재연소 불가능 영역에서 작동되어질 수 있는 것을 특징으로 하는 매연 여과장치와 EGR 장치에 접속되는 ECU를 이용하여 유해 배출가스를 제거하는 방법.
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---|---|---|---|
KR1019980053159A KR100279933B1 (ko) | 1998-12-04 | 1998-12-04 | 매연 여과장치와 egr 장치에 접속되는 ecu를 이용하여 유해 배출가스를 제거하는 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
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KR1019980053159A KR100279933B1 (ko) | 1998-12-04 | 1998-12-04 | 매연 여과장치와 egr 장치에 접속되는 ecu를 이용하여 유해 배출가스를 제거하는 방법 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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KR20000038247A true KR20000038247A (ko) | 2000-07-05 |
KR100279933B1 KR100279933B1 (ko) | 2001-03-02 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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KR1019980053159A KR100279933B1 (ko) | 1998-12-04 | 1998-12-04 | 매연 여과장치와 egr 장치에 접속되는 ecu를 이용하여 유해 배출가스를 제거하는 방법 |
Country Status (1)
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KR (1) | KR100279933B1 (ko) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100880576B1 (ko) * | 2002-08-29 | 2009-01-30 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 질소산화물 저감을 위한 연소 배가스의 재순환 시스템 |
KR20190098572A (ko) * | 2018-02-14 | 2019-08-22 | 한양대학교 산학협력단 | 디젤 엔진 시뮬레이션 방법 및 장치 |
-
1998
- 1998-12-04 KR KR1019980053159A patent/KR100279933B1/ko not_active IP Right Cessation
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KR100279933B1 (ko) | 2001-03-02 |
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