KR20010057636A - 터보 디젤 엔진의 배기 가스 재순환 장치 - Google Patents

터보 디젤 엔진의 배기 가스 재순환 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20010057636A
KR20010057636A KR1019990061004A KR19990061004A KR20010057636A KR 20010057636 A KR20010057636 A KR 20010057636A KR 1019990061004 A KR1019990061004 A KR 1019990061004A KR 19990061004 A KR19990061004 A KR 19990061004A KR 20010057636 A KR20010057636 A KR 20010057636A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
egr
pipe
exhaust
manifold
exhaust gas
Prior art date
Application number
KR1019990061004A
Other languages
English (en)
Inventor
허행표
Original Assignee
이계안
현대자동차주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 이계안, 현대자동차주식회사 filed Critical 이계안
Priority to KR1019990061004A priority Critical patent/KR20010057636A/ko
Publication of KR20010057636A publication Critical patent/KR20010057636A/ko

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/22—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/35—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with means for cleaning or treating the recirculated gases, e.g. catalysts, condensate traps, particle filters or heaters
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)

Abstract

본 발명은 흡기 매니폴드와 배기 매니폴드의 압력차에 관계없이 EGR가스의 재순환이 원활히 이루어지도록 하기 위하여,
엔진 본체와, 이 엔진 본체의 연소실에 연료를 공급하는 흡기 매니폴드와, 엔진 본체의 연소실에서 연료 연소에 의해 생성되는 배기가스를 배출시키는 배기 매니폴드와, 이 배기 매니폴드를 통해 배출되는 배기가스에 의해 구동되는 터보챠저와, 이 터보챠저의 압축기를 통한 고온,고압의 압축 공기를 냉각시키는 인터 쿨러를 갖춘 터보 디젤 엔진에 있어서, 상기 배기 매니폴드에서 상기 터보챠저의 터빈으로 이어지는 배기 파이프로부터 분기되어 흡기 매니폴드의 흡기 파이프에 합류되는 EGR파이프와; 상기 EGR 파이프상에 설치되어, EGR 가스를 냉각시키는 EGR 쿨러와; 상기 EGR 쿨러의 후단에 설치되어, 냉각된 EGR 가스를 강제 순환시켜서 상기 인터 쿨러와 흡기 매니폴드 사이의 흡기 파이프의 흡입 공기에 합류시키는 EGR 압축기와; 상기 EGR 압축기를 작동 신호에 따라 구동시키는 모터;를 포함하여 이루어지는 터보 디젤 엔진의 배기 가스 재순환 장치를 제공한다.

Description

터보 디젤 엔진의 배기 가스 재순환 장치{AN EXHAUST GAS RECIRCULATATION APPARATUS OF TURBO DIESEL ENGINES}
본 발명은 터보 디젤 엔진의 배기 가스 재순환 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 터보 디젤 엔진의 흡기 매니폴드와 배기 매니폴드의 압력 차이에 관계없이 배기 가스를 강제로 재순환시킴으로써 에미션 배출을 저감시키고 연비를 향상시킬 수 있는 터보 디젤 엔진의 배기 가스 재순환 장치에 관한 것이다.
일반적으로 디젤 엔진은 가솔린엔진에 비하여 큰 토크가 필요한 운송장치, 예컨대 대형 트럭, 버스, 선박 등에 많이 장착되고 있으며, 보다 큰 출력을 발생시키기 위하여 터보챠저(Turbo-charger)와 인터 쿨러(Inter cooler)등을 추가로 장착하고 있기도 하다.
이와 같이 터보챠저와 인터 쿨러를 장착한 터보 디젤 엔진은 배기가스를 이용하여 흡입 공기를 압축시켜 고온 고압의 공기로 형성하고, 이 압축된 공기를 인터 쿨러를 통하여 냉각시킴으로써 대기압 보다 높은 압력으로 공기를 엔진으로 유입시킬 수 있으며, 이러한 고압의 공기가 유입되면 배기량이 같은 엔진에서도 다량으로 공기를 충진할 수 있으며 이것에 따라 연료의 분사량을 증가시키면 엔진의 출력을 보다 향상시킬 수 있다.
한편, 최근에 들어서 유럽의 EURO3나 EURO4와 같은 배기가스 규제 경향에 맞추어 상기와 같은 터보 디젤 엔진에 배기가스 속의 일산화탄소(CO)와 탄화수소(HC)를 재연소시켜서 배기가스 속의 유해 물질의 함유량을 더 감소시키기 위한 시도가 빈번해지고 있는바, 특히 배기 가스 재순환 장치(Exhaust Gas Recirculation; EGR)의 적용이 그 대표적인 예라 할 수 있다.
터보 디젤 엔진에 있어서 EGR을 적용한 일례를 들면, 도 2에 도시한 바와 같이, 엔진 본체(112)와, 이 엔진 본체의 연소실에 연료를 공급하는 흡기매니폴드(114)와, 엔진 본체의 연소실에서 연료 연소에 의해 생성되는 배기가스를 배출시키는 배기 매니폴드(116)와, 이 배기 매니폴드를 통해 배출되는 배기가스에 의해 구동되는 터보챠저(118)와, 이 터보챠저의 압축기(C)를 통한 고온,고압의 압축 공기를 냉각시키는 인터 쿨러(120)를 갖춘 터보 디젤 엔진에 있어서, 배기 가스 재순환 장치는 배기 매니폴드(116)에서 터보챠저(118)로 이어지는 배기 파이프(122)로부터 분기되어 흡기 매니폴드(114)의 흡기 파이프(124)에 합류되는 EGR파이프(126)와, 이 EGR파이프상에 설치되어 EGR가스의 순환량을 조정하는 EGR 밸브(128)와, EGR 가스를 냉각시키는 EGR 쿨러(130)와, 인터 쿨러(120)와 흡기 매니폴드(114) 사이의 흡기 파이프(124)에 설치되어 흡기 매니폴드(114) 측에 부압을 형성하는 스로틀 밸브(132)를 포함하여 이루어진다. 여기서 EGR 밸브(128)와 스로틀 밸브(132)는 전자제어유닛(134)에 의하여 작동이 제어된다.
상기와 같이 구성되는 배기 가스 재순환 장치에 따라 전자제어유닛(134)에서는 엔진의 부하 및 차속을 입력받고 이로부터 ECU MAP에 의하여 스로틀 밸브(132)의 개도와 EGR 밸브(128)의 개도를 결정한 뒤에 이들을 작동시켜서 적당한 압축 공기와 EGR가스가 흡기 매니폴드(114)로 공급되도록 한다.
그런데, 상기와 같이 구성되는 터보 디젤 엔진의 배기 가스 재순환 장치에 있어서, 스로틀 밸브와 EGR 밸브의 개도 조정에 의한 EGR가스의 자연 순환 방식으로는 현재 대부분의 엔진 조건이 엔진의 흡기 매니폴드 측의 압력이 배기 매니폴드 측의 압력보다 높기 때문에 EGR가스가 제대로 순환하기 어려운 문제점이 있었다.
따라서 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 터보 디젤 엔진의 흡기 매니폴드와 배기 매니폴드 측의 압력차에 관계없이 EGR가스를 강제로 순환시킬 수 있도록 하여 EGR가스의 재순환이 원활히 이루어지도록 한 터보 디젤 엔진의 배기 가스 재순환 장치를 제공하는 데 있다.
도 1은 본 발명에 의한 터보 디젤 엔진의 배기 가스 재순환 장치의 구성도,
도 2는 종래 기술에 의한 터보 디젤 엔진의 배기 가스 재순환 장치의 구성도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
12 : 엔진 본체 14 : 흡기 매니폴드
16 : 배기 매니폴드 18 : 터보챠저
20 : 인터 쿨러 22 : 배기 파이프
24 : 흡기 파이프 26 : EGR 쿨러
28 : EGR 압축기 30 : 모터
32 : 흡기 파이프 34 : 전자제어유닛
36 : PM트랩 38 : 체크 밸브
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,
엔진 본체와, 이 엔진 본체의 연소실에 연료를 공급하는 흡기 매니폴드와, 엔진 본체의 연소실에서 연료 연소에 의해 생성되는 배기가스를 배출시키는 배기 매니폴드와, 이 배기 매니폴드를 통해 배출되는 배기가스에 의해 구동되는 터보챠저와, 이 터보챠저의 압축기를 통한 고온,고압의 압축 공기를 냉각시키는 인터 쿨러를 갖춘 터보 디젤 엔진에 있어서, 상기 배기 매니폴드에서 상기 터보챠저의 터빈으로 이어지는 배기 파이프로부터 분기되어 흡기 매니폴드의 흡기 파이프에 합류되는 EGR파이프와; 상기 EGR 파이프상에 설치되어, EGR 가스를 냉각시키는 EGR 쿨러와; 상기 EGR 쿨러의 후단에 설치되어, 냉각된 EGR 가스를 강제 순환시켜서 상기 인터 쿨러와 흡기 매니폴드 사이의 흡기 파이프의 흡입 공기에 합류시키는 EGR 압축기와; 상기 EGR 압축기를 작동 신호에 따라 구동시키는 모터;를 포함하여 이루어지는 터보 디젤 엔진의 배기 가스 재순환 장치를 제공한다.
이하, 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 터보 디젤 엔진의 배기 가스 재순환 장치의 바람직한 실시예가 도시된다.
상기에서 터보 디젤 엔진의 구성부터 살펴보면, 상술한 바와 같이 엔진 본체(12)와, 이 엔진 본체(12)의 연소실에 연료를 공급하는 흡기 매니폴드(14)와, 엔진 본체(12)의 연소실에서 연료 연소에 의해 생성되는 배기가스를 배출시키는 배기 매니폴드(16)와, 이 배기 매니폴드(16)를 통해 배출되는 배기가스에 의해 구동되는 터보챠저(18)와, 이 터보챠저(18)의 압축기(C)를 통한 고온,고압의 압축 공기를 냉각시키는 인터 쿨러(20)를 포함한다.
상기와 같이 구성되는 터보 디젤 엔진에서 본 발명은 배기가스를 강제로 재순환시키는 장치를 제공한다.
이를 위하여, 본 발명의 배기 가스 재순환 장치는 EGR가스를 배기 매니폴드(16)로부터 연장되는 배기 파이프(22)에서 분기시키는 EGR 파이프(24)와, EGR 가스의 냉각을 위한 EGR 쿨러(26)와, EGR 가스를 강제로 재순환시키기 위한 EGR 압축기(28) 및 모터(30)를 포함하여 이루어진다.
상기 EGR 파이프(24)는 EGR 가스의 수송을 위한 파이프로서, 배기 매니폴드(16)로부터 연장되어 터보챠저(18)의 터빈(T)으로 연결되는 배기 파이프(22)로부터 분기되어 흡기 매니폴드(14)의 흡기 파이프(32)로 연결된다.
상기 EGR 쿨러(26)는 EGR 파이프(24) 상에 설치되어, EGR 파이프(24)내를 흐르는 고온의 EGR 가스를 냉각시켜 연소실내에서 연소되기에 적당한 온도로 강하시킨다.
상기 EGR 압축기(28)는 EGR 쿨러(26)의 후단에 설치되어, 터보 디젤 엔진에서 흡기 측의 압력이 배기 측의 압력보다 높음에 따라 자연 순환식으로 재순환 되기 어려운 EGR가스를 강제로 구동하여 배기 파이프(22)로부터 EGR 파이프(24)를 통해 흡기 파이프(32)로 재순환시키는 역할을 한다.
상기 EGR 압축기(28)는 모터(30)에 의하여 구동되며, 이 모터(30)는 전자제어유닛(34)의 작동 신호에 따라 작동한다. 여기서 전자제어유닛(34)은 엔진의 차속과 부하를 감지하여 모터(30)를 제어하게 된다.
한편, EGR가스의 재순환 과정에 있어서 디젤 엔진의 특성상 배기가스내 입자상 물질(Particulated Mass; PM)이 증가하는 특성이 있으므로, 이 입자상 물질을 포집하여 제거하는 필터를 갖춘 PM트랩(trap; 36)을 EGR 파이프(24) 상의 EGR 쿨러(26)의 전단에 설치하면 입자상 물질을 저감시킬 수 있다.
그리고, 대부분의 엔진에서 흡기 매니폴드(14)가 배기 매니폴드(16)보다 고압으로서 EGR가스가 EGR 파이프(24)로부터 흡기 파이프(32)에 합류시에 역류될 가능성이 있으므로 이를 방지할 수 있도록, 체크 밸브(38)를 EGR 파이프(24)상의 EGR 압축기(28)의 후단에 설치하는 것이 바람직하다.
상기한 바와 같이 이루어지는 본 발명에 의한 배기 가스 재순환 장치는 모터에 의해 구동되는 EGR압축기의 강제 구동에 의하여 흡기 매니폴드와 배기 매니폴드의 압력 차이에 관계없이 배기 가스가 재순환될 수 있다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명에 의한 터보 디젤 엔진의 배기 가스 재순환 장치는 흡기 매니폴드와 배기 매니폴드의 압력 조건에 관계없이 강제 순환 방식에 의하여 배기가스를 재순환시킬 수 있으므로 배기가스의 재순환이 보다 원활해질 수 있다.
이에 따라, 환경오염의 원인이 되는 에미션(Emission)의 배출을 저감시킬 수 있으며, 연비 향상을 도모할 수 있다.
또한, PM트랩을 사용함으로써, 배기 가스 재순환시에 증가하는 입자상 물질을 저감시킬 수 있다.

Claims (3)

  1. 엔진 본체와, 이 엔진 본체의 연소실에 연료를 공급하는 흡기 매니폴드와, 엔진 본체의 연소실에서 연료 연소에 의해 생성되는 배기가스를 배출시키는 배기 매니폴드와, 이 배기 매니폴드를 통해 배출되는 배기가스에 의해 구동되는 터보챠저와, 이 터보챠저의 압축기를 통한 고온,고압의 압축 공기를 냉각시키는 인터 쿨러를 갖춘 터보 디젤 엔진에 있어서,
    상기 배기 매니폴드에서 상기 터보챠저의 터빈으로 이어지는 배기 파이프로부터 분기되어 흡기 매니폴드의 흡기 파이프에 합류되는 EGR파이프(24)와;
    상기 EGR 파이프상에 설치되어, EGR 가스를 냉각시키는 EGR 쿨러(26)와;
    상기 EGR 쿨러의 후단에 설치되어, 냉각된 EGR 가스를 강제 순환시켜서 상기 인터 쿨러와 흡기 매니폴드 사이의 흡기 파이프의 흡입 공기에 합류시키는 EGR 압축기(28)와;
    상기 EGR 압축기를 작동 신호에 따라 구동시키는 모터(30);를 포함하여 이루어지는 터보 디젤 엔진의 배기 가스 재순환 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 EGR 파이프 상에서
    배기가스 재순환시 증가하는 EGR가스내의 입자상 물질(PM)을 포집하여 제거할 수 있도록, 상기 EGR 쿨러의 전단으로 PM트랩(trap; 36)을 설치하는 것을 특징으로 하는 터보 디젤 엔진의 배기 가스 재순환 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 EGR 파이프 상에서
    상기 EGR 압축기에 의하여 강제 순환되는 EGR가스가 배기 매니폴드보다 고압인 흡기 매니폴드로 유입시 역류되는 것을 방지할 수 있도록, 상기 EGR 압축기의 후단으로 체크 밸브(38)를 설치하는 것을 특징으로 하는 터보 디젤 엔진의 배기 가스 재순환 장치.
KR1019990061004A 1999-12-23 1999-12-23 터보 디젤 엔진의 배기 가스 재순환 장치 KR20010057636A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019990061004A KR20010057636A (ko) 1999-12-23 1999-12-23 터보 디젤 엔진의 배기 가스 재순환 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019990061004A KR20010057636A (ko) 1999-12-23 1999-12-23 터보 디젤 엔진의 배기 가스 재순환 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20010057636A true KR20010057636A (ko) 2001-07-05

Family

ID=19628682

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019990061004A KR20010057636A (ko) 1999-12-23 1999-12-23 터보 디젤 엔진의 배기 가스 재순환 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20010057636A (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030052034A (ko) * 2001-12-20 2003-06-26 현대자동차주식회사 하이브리드 차량용 ｅｇｒ장치
KR20040015582A (ko) * 2002-08-13 2004-02-19 현대자동차주식회사 차량용 이지알 쿨러의 온도 조절 장치 및 제어 방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030052034A (ko) * 2001-12-20 2003-06-26 현대자동차주식회사 하이브리드 차량용 ｅｇｒ장치
KR20040015582A (ko) * 2002-08-13 2004-02-19 현대자동차주식회사 차량용 이지알 쿨러의 온도 조절 장치 및 제어 방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5771868A (en) Turbocharging systems for internal combustion engines
US6062026A (en) Turbocharging systems for internal combustion engines
US6955162B2 (en) Internal combustion engine with pressure boosted exhaust gas recirculation
US7243495B2 (en) Pressure boosted IC engine with exhaust gas recirculation
US5927075A (en) Method and apparatus for exhaust gas recirculation control and power augmentation in an internal combustion engine
EP1886012B1 (en) An arrangement for recirculation of exhaust gases of a supercharged internal combustion engine
KR101648866B1 (ko) 연소 기관의 재순환 배기 가스 냉각 장치
CN106121873B (zh) 具有低压egr系统的发动机及其控制方法
JP2002508472A (ja) 燃焼機関のための装置
US8793997B2 (en) Internal combustion engine
JP4525544B2 (ja) 過給機付き内燃機関
EP1186767A2 (en) Exhaust gas recirculation system for internal combustion engine
KR20200070515A (ko) 엔진 시스템 및 이의 제어 방법
JP2013170455A (ja) 内燃機関、その排気循環方法、及びその制御方法
US11572673B2 (en) Work vehicle power system with decoupled engine air system components
KR20100004478A (ko) 터보 디젤엔진의 배기가스 재순환시스템
GB2480240A (en) Turbocharged diesel engine with long-route EGR and an auxiliary intake compressor
KR20010057636A (ko) 터보 디젤 엔진의 배기 가스 재순환 장치
US20130047604A1 (en) Internal combustion engine and method for operating internal combustion engine
JP2000008963A (ja) 過給エンジンの排気再循環装置
KR20170128714A (ko) 배기가스 재순환 시스템
KR20130001468A (ko) 엔진의 배기가스재순환 장치 및 배기가스재순환 제어방법
US11480096B1 (en) System and method for removing condensate water of an intercooler for a hybrid vehicle
JPH04301171A (ja) 過給機付エンジンの排気ガス還流装置
CN111852697A (zh) 机械增压内燃发动机及其操作方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application