KR20020050654A - Engine preventing system when the time EGR cooler broken - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An engine protection apparatus is provided to prevent a coolant from being introduced into an engine by installing a sensor for detecting the introduction of the coolant, thereby protecting an engine system and improving the reliability of a cooling structure. CONSTITUTION: An engine protection apparatus is composed of an EGR pipe(60), a heat exchanger(80), an EGR valve(70), a sensor for detecting the introduction of the coolant, and a controller(ECU). The EGR pipe(60) connects the exhaust manifold(51) and intake manifold(55), and recirculates the exhaust gas. The heat exchanger(80) is installed on the path of the EGR pipe(60), and drops the temperature of the exhaust gas using the coolant of the engine. The sensor detects the coolant introducing into the heat exchanger(80). The controller(ECU) opens/closes the EGR valve(70) according the input from the sensor.

Description

배기가스 재순환 장치의 냉각 시스템 파손시 엔진 보호 장치{Engine preventing system when the time EGR cooler broken}Engine preventing system when the time EGR cooler broken}

본 발명은 디젤 엔진의 배기가스 재순환 장치(EGR - Exhaust Gas Recircu -lation system)에 관한 것으로서, 특히 냉각용 열교환기 내의 EGR 파이프가 파손될 때 엔진 내부로 냉각수가 유입되지 않도록 한 배기가스 재순환 장치의 냉각 시스템 파손시 엔진 보호 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust gas recirculation system (EGR) of a diesel engine. In particular, the present invention relates to cooling of an exhaust gas recirculation apparatus such that cooling water is not introduced into an engine when an EGR pipe in a cooling heat exchanger is broken. An engine protection device in case of system breakdown.

도 1은 종래 기술의 배기가스 재순환 장치의 냉각 구조가 도시된 구성도이다.1 is a block diagram showing a cooling structure of the exhaust gas recirculation apparatus of the prior art.

일반적으로 배기 가스 재순환 장치는 연소실에서 배출되는 배기 가스를 EGR 파이프(10)를 통해 재순환시켜 연소실의 온도를 낮춤으로써 배기 가스중의 질소 산화물 함유량을 저감시키게 된다.In general, the exhaust gas recirculation apparatus reduces the nitrogen oxide content in the exhaust gas by lowering the temperature of the combustion chamber by recycling the exhaust gas discharged from the combustion chamber through the EGR pipe 10.

연소실에서 배출되는 배기 가스는 배기 매니폴드를 통해 빠져나가게 되는데, 그 중 일부가 상기 EGR 파이프(10)를 통해 흡기 매니폴드(15)로 재순환된다.Exhaust gases exiting the combustion chamber exit through the exhaust manifold, some of which are recycled through the EGR pipe 10 to the intake manifold 15.

이때, EGR 밸브(20)가 ECU에 의해 제어되면서 EGR 파이프(10)로 흐르는 배기 가스를 단속하게 된다.At this time, the EGR valve 20 is controlled by the ECU to control the exhaust gas flowing into the EGR pipe 10.

상기 EGR 파이프(10)를 통해 재순환된 배기 가스는 신기와 함께 연소실에 공급되어 연료를 연소시키게 되는데, 이 배기 가스는 이미 연소가 된 상태이므로 연소되지 않아 엔진의 이론상 폭발에 비해 작은 폭발이 일어나게 한다.The exhaust gas recycled through the EGR pipe 10 is supplied to the combustion chamber together with the new device to combust the fuel. Since the exhaust gas is already burned, the exhaust gas is not combusted and thus causes a smaller explosion than the theoretical explosion of the engine. .

따라서, 연소실의 온도는 내려가게 되고, 연소실의 온도 저하로 질소 산화물의 발생이 억제되기 때문에 차량의 외부로 배출되는 배기 가스중의 질소 산화물의 농도는 저하된다.Therefore, the temperature of the combustion chamber is lowered, and since the generation of nitrogen oxides is suppressed by the temperature reduction of the combustion chamber, the concentration of nitrogen oxides in the exhaust gas discharged to the outside of the vehicle is lowered.

여기서 배기가스 재순환(EGR)을 실시하기 위하여 도입되는 고온의 배기가스는 유입되는 공기와 혼합이 되며, 연소가스 개시전 연소실로 유입된 공기의 온도가상승하게 된다.Here, the high temperature exhaust gas introduced to perform the exhaust gas recirculation (EGR) is mixed with the incoming air, and the temperature of the air introduced into the combustion chamber before the combustion gas starts rises.

그 결과 흡기 효율 저하 및 배기가스 재순환 효율이 저하되는 문제가 발생함에 따라 고온의 배기가스를 냉각시켜 연소실로 공급하는 배기가스 재순환 냉각 장치인 열교환기(30)를 상기 EGR 파이프(10)의 중간에 설치하고 있다.As a result, the problem of lowering the intake efficiency and the exhaust gas recirculation efficiency occurs, the heat exchanger 30 which is an exhaust gas recirculation cooling device that cools the hot exhaust gas and supplies it to the combustion chamber is placed in the middle of the EGR pipe 10. I install it.

상기 열교환기(30)는 배기 가스의 온도를 낮추기 위하여 엔진의 냉각수를 이용하여 열교환하는 방식으로 그 내부에 상기 EGR 파이프(10)가 분기되어 통과되도록 이루어져 배기 가스의 온도를 짧은 시간에 낮출 수 있도록 구성된다.The heat exchanger 30 is configured to pass through the EGR pipe 10 branched therein in a manner of heat exchange using the cooling water of the engine in order to lower the temperature of the exhaust gas so as to lower the temperature of the exhaust gas in a short time. It is composed.

그러나, 상기한 바와 냉각수를 이용한 배기가스 재순환 냉각 장치는 열교환기(30) 내부의 EGR 파이프(10)가 파손되는 경우 냉각수가 EGR 파이프(10)를 통해 흡기 매니폴드(15)와 연소실로 유입되어 엔진에 치명적인 손상을 입힐 수 있는 문제점이 있다.However, in the exhaust gas recirculation cooling apparatus using the above-described coolant and cooling water, when the EGR pipe 10 inside the heat exchanger 30 is damaged, the coolant is introduced into the intake manifold 15 and the combustion chamber through the EGR pipe 10. There is a problem that can cause fatal damage to the engine.

또한 고온의 배기 가스는 금속을 부식시키는 성질이 있으므로 열교환기(30) 내의 EGR 파이프(10)는 향상 파손의 우려가 있으나, EGR 파이프(10)가 파손될 경우 냉각수가 연소실로 유입하는 것을 차단할 수 있는 별다른 장치가 없기 때문에 심한 경우에는 엔진이 손상되어 엔진 시스템 전체를 교환해야 되는 문제점이 있다.In addition, since the hot exhaust gas has a property of corroding metal, the EGR pipe 10 in the heat exchanger 30 may be improved or damaged. However, when the EGR pipe 10 is damaged, the cooling water may be blocked from entering the combustion chamber. In the severe case, there is a problem in that the engine is damaged and the entire engine system needs to be replaced.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, EGR 파이프내에 냉각수의 유입을 감지하는 센서를 설치하여 연소실 내부로 냉각수가 유입되는 것을 방지할 수 있도록 구성함으로써 엔진 시스템을 보호하여 신뢰성이 향상되도록 하는 배기가스 재순환 장치의 냉각 시스템 파손시 엔진 보호 장치를 제공하는 데목적이 있다.The present invention has been made in order to solve the above problems, by installing a sensor for detecting the inflow of coolant in the EGR pipe to prevent the coolant flow into the combustion chamber to protect the engine system to improve reliability It is an object of the present invention to provide an engine protection device in case of cooling system breakdown of an exhaust gas recirculation device.

도 1은 종래 기술의 배기가스 재순환 장치의 냉각 구조가 도시된 구성도,1 is a block diagram showing a cooling structure of the exhaust gas recirculation apparatus of the prior art,

도 2는 본 발명에 따른 배기가스 재순환 장치의 냉각 시스템 파손시 엔진 보호 장치가 도시된 구성도,Figure 2 is a block diagram showing the engine protection device when the cooling system breakage of the exhaust gas recirculation apparatus according to the present invention,

도 3 내지 도 5는 본 발명에서 냉각 시스템 파손시 작동 상태도이다.3 to 5 is a state diagram when the cooling system breaks in the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

51 : 배기 매니폴드 55 : 흡기 매니폴드51 exhaust exhaust manifold 55 intake manifold

60 : EGR 파이프 65 : 냉각수 고임부60: EGR pipe 65: coolant pool

70 : EGR 밸브 80 : 열교환기70: EGR valve 80: heat exchanger

90 : 냉각수 유입감지센서 95 : 경보수단90: coolant inflow detection sensor 95: alarm means

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 배기가스 재순환 장치의 냉각 시스템 파손시 엔진 보호 장치는, 배기 매니폴드에서 흡기 매니폴드 사이에 연결되어 배기 가스를 재순환시키는 EGR 파이프와, 상기 EGR 파이프의 통로 상에 설치되어 엔진의 냉각수를 이용하여 배기 가스의 온도를 낮추는 열교환기와, 상기 열교환기의 후방에서 EGR 파이프에 설치되어 배기 가스의 흐름을 단속하는 EGR 밸브와, 상기 EGR 파이프내에 설치되어 상기 열교환기의 냉각수 유입을 감지하는 냉각수 유입감지센서와, 상기 냉각수 유입감지센서의 신호를 입력받아 상기 EGR 밸브를 개폐시키는 제어수단을 포함한 것을 특징으로 한다.The engine protection device in case of cooling system failure of the exhaust gas recirculation apparatus of the present invention for realizing the above-mentioned problems includes an EGR pipe connected between the exhaust manifold and the intake manifold to recycle the exhaust gas, and on the passage of the EGR pipe. A heat exchanger installed at the engine and lowering the temperature of the exhaust gas by using the coolant of the engine, an EGR valve installed at the rear of the heat exchanger in the EGR pipe to regulate the flow of the exhaust gas, and installed in the EGR pipe. Cooling water inflow detection sensor for detecting the coolant inflow, and receiving the signal of the coolant inflow detection sensor, characterized in that it comprises a control means for opening and closing the EGR valve.

상기 EGR 파이프는 상기 열교환기 내부로 배기가스가 유입되는 입구부가 하측에 위치되고, 열교환기를 통과한 배기가스가 배출되는 출구부가 상측에 위치되도록 구성되며; 상기 냉각수 유입감지센서는 상기 EGR 파이프의 하측인 입구부 쪽에 설치된다.The EGR pipe is configured such that an inlet portion through which the exhaust gas flows into the heat exchanger is located below, and an outlet portion through which the exhaust gas passing through the heat exchanger is discharged is located above; The cooling water inflow detection sensor is installed at the inlet side of the lower side of the EGR pipe.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 따른 배기가스 재순환 장치의 냉각 시스템 파손시 엔진 보호 장치가 도시된 구성도이고, 도 3 내지 도 5는 본 발명에서 냉각 시스템 파손시 작동 진행 상태도이다.Figure 2 is a block diagram showing the engine protection device when the cooling system breakage of the exhaust gas recirculation apparatus according to the present invention, Figures 3 to 5 is an operation progress diagram when the cooling system breakage in the present invention.

본 발명의 배기가스 재순환 장치의 냉각 시스템 파손시 엔진 보호 장치는 배기 매니폴드(51)에서 흡기 매니폴드(55) 사이에 연결되어 배기 가스를 재순환시키는 EGR 파이프(60)와, 상기 EGR 파이프(60)의 통로 상에 설치되어 엔진의 냉각수를 이용하여 배기 가스의 온도를 낮추는 열교환기(80)와, 상기 열교환기(80)의 후방에서 EGR 파이프(60)에 설치되어 배기 가스의 흐름을 단속하는 EGR 밸브(70)와, 상기 EGR 파이프(60) 내에 설치되어 상기 열교환기(80)의 냉각수 유입을 감지하는 냉각수 유입감지센서(90)와, 상기 냉각수 유입감지센서(90)의 신호를 입력받아 상기 EGR 밸브(70)를 개폐시키는 제어부(ECU)로 구성된다.When the cooling system of the exhaust gas recirculation device of the present invention is damaged, the engine protection device includes an EGR pipe 60 connected between the exhaust manifold 51 and the intake manifold 55 to recycle the exhaust gas, and the EGR pipe 60 And a heat exchanger 80 to lower the temperature of the exhaust gas using the coolant of the engine, and to the EGR pipe 60 at the rear of the heat exchanger 80 to regulate the flow of the exhaust gas. An EGR valve 70, a coolant inflow detection sensor 90 installed in the EGR pipe 60, and detecting a coolant inflow of the heat exchanger 80 and a signal from the coolant inflow detection sensor 90 are received. The control unit ECU opens and closes the EGR valve 70.

상기 EGR 파이프(60)는 상기 열교환기(80) 내부로 배기가스가 유입되는 입구부(60a)가 하측에 위치되고, 열교환기(60)를 통과한 배기가스가 배출되는 출구부(60b)가 상측에 위치되도록 구성된다.The EGR pipe 60 has an inlet portion 60a through which the exhaust gas flows into the heat exchanger 80, and an outlet portion 60b through which the exhaust gas passing through the heat exchanger 60 is discharged. It is configured to be located above.

즉, 상기 EGR 파이프(60)와 열교환기(80)가 수직으로 위치된 상태에서 EGR 파이프(60)가 손상되어 냉각수가 유입될 경우 입구부(60a)쪽으로 냉각수가 유입되도록 이루어진다.That is, when the EGR pipe 60 is damaged while the EGR pipe 60 and the heat exchanger 80 are vertically positioned, the coolant is introduced into the inlet portion 60a when the coolant is introduced.

그리고 상기 EGR 파이프(60)는 상기 입구부(60a) 측의 하단부에 유입된 냉각수가 고일 수 있도록 냉각수 고임부(65)가 형성된다.In addition, the EGR pipe 60 is formed with a coolant pool 65 so that the coolant introduced into the lower end portion of the inlet 60a may be solid.

상기 냉각수 유입감지센서(90)는 상기 EGR 파이프(60)의 하측인 냉각수 고임부(65) 내에 설치되는데, 일정 간견을 두고 설치된 두 전극이 냉각수에 의해 통전됨으로써 신호를 발생시키도록 이루어진 전극 센서로 이루어진다.The coolant inflow detection sensor 90 is installed in the coolant pool 65 which is the lower side of the EGR pipe 60. The electrode sensor is configured to generate a signal by energizing two electrodes provided with a certain interval by the coolant. Is done.

또한, 상기 EGR 파이프(60) 내로 냉각수가 유입될 때 상기 제어부(ECU)의 신호를 받아 사용자에게 알려주는 경보 수단(95)이 설치되며, 상기 경보수단(95)은운전석 앞쪽에 설치되는 경고등으로 이루어지는 것이 바람직하다.In addition, when the coolant flows into the EGR pipe 60 is provided with an alarm means 95 for receiving a signal from the control unit ECU to notify the user, the alarm means 95 is a warning light installed in front of the driver's seat It is preferable to make.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 배기가스 재순환 장치의 냉각 시스템 파손시 엔진 보호 장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the engine protection device when the cooling system of the exhaust gas recirculation apparatus according to the present invention configured as described above is as follows.

도 3에 도시된 바와 같이 열교환기(80) 내의 EGR 파이프(60)가 파손되면 냉각수는 EGR 파이프(60) 내로 유입된다. 이렇게 유입된 냉각수는 상대적으로 하측인 EGR 파이프(60)의 입구부(60a)쪽으로 떨어지면서 도 4에 도시된 바와 같이 냉각수 유입감지센서(90)가 설치된 냉각수 고임부(65)에 고이게 된다.As shown in FIG. 3, when the EGR pipe 60 in the heat exchanger 80 is broken, the coolant flows into the EGR pipe 60. The coolant introduced in this way falls toward the inlet portion 60a of the EGR pipe 60, which is relatively lower, and accumulates in the coolant pool 65 provided with the coolant inflow sensor 90 as shown in FIG.

이후 도 5에 도시된 바와 같이 상기 냉각수 고임부(65)에 일정 높이(H) 이상 고이게 되면 전극 센서로 이루어진 냉각수 유입감지센서(90)가 통전되어 제어부(ECU)에 신호를 보내게 된다.Then, as shown in FIG. 5, if the coolant pool 65 reaches a predetermined height (H) or more, the coolant inflow detection sensor 90 including an electrode sensor is energized to send a signal to the control unit ECU.

이때, 상기 제어부(ECU)에서는 EGR 밸브(70)를 닫아 EGR 파이프(60)를 차단함과 아울러 경보 수단(95)을 통해 운전자에게 알려줌으로써 냉각수가 EGR 파이프(60)를 통해 엔진의 연소실 내부로 유입되는 것을 방지할 수 있게 된다.At this time, the control unit ECU closes the EGR valve 70 to shut off the EGR pipe 60 and informs the driver through the alarm means 95 so that the coolant flows into the combustion chamber of the engine through the EGR pipe 60. Inflow can be prevented.

상기와 같이 구성되고 작용되는 본 발명의 배기가스 재순환 장치의 냉각 시스템 파손시 엔진 보호 장치는 EGR 파이프 내에 냉각수의 유입을 감지하는 센서가 설치됨으로써 엔진 내부로 냉각수가 유입되는 것을 방지하여 엔진 시스템을 보호함과 아울러 냉각 구조의 신뢰성이 향상되도록 하는 이점을 제공하게 된다.When the cooling system of the exhaust gas recirculation device of the present invention configured and operated as described above is damaged, the engine protection device is installed in the EGR pipe to protect the engine system by preventing the coolant from being introduced into the engine. In addition, it provides an advantage to improve the reliability of the cooling structure.

Claims (6)

배기 매니폴드에서 흡기 매니폴드 사이에 연결되어 배기 가스를 재순환시키는 EGR 파이프와, 상기 EGR 파이프의 통로 상에 설치되어 엔진의 냉각수를 이용하여 배기 가스의 온도를 낮추는 열교환기와, 상기 열교환기의 후방에서 EGR 파이프에 설치되어 배기 가스의 흐름을 단속하는 EGR 밸브와, 상기 EGR 파이프 내에 설치되어 상기 열교환기의 냉각수 유입을 감지하는 냉각수 유입감지센서와, 상기 냉각수 유입감지센서의 신호를 입력받아 상기 EGR 밸브를 개폐시키는 제어수단을 포함한 것을 특징으로 하는 배기가스 재순환 장치의 냉각 시스템 파손시 엔진 보호 장치.An EGR pipe connected between an exhaust manifold and an intake manifold to recycle exhaust gas, a heat exchanger installed on a passage of the EGR pipe to lower the temperature of the exhaust gas by using the coolant of the engine, and at the rear of the heat exchanger. An EGR valve installed in the EGR pipe to regulate the flow of exhaust gas, a coolant inflow sensor installed in the EGR pipe to detect the coolant inflow of the heat exchanger, and a signal of the coolant inflow sensor to receive the EGR valve Engine protection device when the cooling system breakage of the exhaust gas recirculation device comprising a control means for opening and closing the. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 EGR 파이프는 상기 열교환기 내부로 배기가스가 유입되는 입구부가 하측에 위치되고, 열교환기를 통과한 배기가스가 배출되는 출구부가 상측에 위치되도록 구성되며;The EGR pipe is configured such that an inlet portion through which the exhaust gas flows into the heat exchanger is located below, and an outlet portion through which the exhaust gas passing through the heat exchanger is discharged is located above; 상기 냉각수 유입감지센서는 상기 EGR 파이프의 하측인 입구부 쪽에 설치된 것을 특징으로 하는 배기가스 재순환 장치의 냉각 시스템 파손시 엔진 보호 장치.The cooling water inflow detection sensor is an engine protection device when the cooling system of the exhaust gas recirculation device breakage, characterized in that installed on the inlet side of the lower side of the EGR pipe. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 EGR 파이프는 상기 입구부 측의 하단부에 냉각수가 고일 수 있도록 냉각수 고임부가 형성된 것을 특징으로 하는 배기가스 재순환 장치의 냉각 시스템 파손시 엔진 보호 장치.The EGR pipe is an engine protection device when the cooling system breakage of the exhaust gas recirculation device, characterized in that the coolant pool is formed in the lower end of the inlet side so that the cooling water. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 냉각수 유입감지센서는 일정 간견을 두고 설치된 두 전극이 냉각수에 의해 통전됨으로써 신호를 발생시키도록 이루어진 전극 센서인 것을 특징으로 하는 배기가스 재순환 장치의 냉각 시스템 파손시 엔진 보호 장치.The coolant inflow detection sensor is an engine sensor when the cooling system of the exhaust gas recirculation device is damaged, characterized in that the electrode sensor is configured to generate a signal by energizing the two electrodes provided with a predetermined interval. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 배기가스 재순환 장치의 냉각 시스템 파손시 엔진 보호 장치는 상기 EGR 파이프 내로 냉각수가 유입될 때 상기 제어 수단의 신호를 받아 사용자에게 알려주는 경보 수단이 포함된 것을 특징으로 하는 배기가스 재순환 장치의 냉각 시스템 파손시 엔진 보호 장치.When the cooling system of the exhaust gas recirculation device is damaged, the engine protection device includes an alarm means for notifying a user by receiving a signal from the control means when the coolant flows into the EGR pipe. Engine protection device in case of breakage. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, 상기 경보수단은 운전석 앞쪽에 설치되는 경고등인 것을 특징으로 하는 배기가스 재순환 장치의 냉각 시스템 파손시 엔진 보호 장치.The warning means is an engine protection device when the cooling system of the exhaust gas recirculation device breakage, characterized in that the warning light is installed in front of the driver's seat.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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