KR20020052402A

KR20020052402A - 디젤 엔진의 배기가스 재순환장치

Info

Publication number: KR20020052402A
Application number: KR1020000081655A
Authority: KR
Inventors: 최창렬
Original assignee: 이계안; 현대자동차주식회사
Priority date: 2000-12-26
Filing date: 2000-12-26
Publication date: 2002-07-04

Abstract

본 발명은 각 실린더에 공급되는 혼합기의 재순환 배기가스의 양을 제어할 수 있는 디젤 엔진의 배기가스 재순환장치를 제공하기 위하여, 재순환되는 배기가스가 공급되는 배기가스 재순환파이프와, 외부의 공기가 공급되어 상기 재순환되는 배기가스와 혼합되는 흡기매니폴드와, 상기 흡기매니폴드로부터 혼합된 혼합기를 실린더로 공급하는 흡기포트를 구비한 디젤 엔진의 배기가스 재순환장치에 있어서, 상기 흡기포트에 설치되어 상기 흡기포트를 통과하는 혼합기 중의 이산화탄소의 농도를 감지하는 이산화탄소 농도 센서; 상기 이산화탄소 농도 센서로부터 감지된 혼합기 중의 이산화탄소의 농도를 미리 설정된 기준 농도와 비교하는 비교기; 상기 배기가스 재순환파이프와 상기 흡기포트 사이에 설치된 배기가스 추가공급 파이프; 및 상기 비교기의 비교 결과에 응답하여, 감지된 이산화탄소의 농도가 기준 농도에 미달하는 경우에 상기 배기가스 재순환파이프로부터의 재순환 배기가스를 상기 흡기포트로 추가하여 공급하도록 상기 배기가스 추가공급 파이프를 개폐하는 개폐수단을 포함하는 디젤 엔진의 배기가스 재순환장치를 제공한다.

Description

디젤 엔진의 배기가스 재순환장치{Exhaust Gas Recirculation Device}

본 발명은 디젤 엔진의 배기가스 재순환장치에 관한 것으로서, 특히 배기가스 중 배출되는 오염물질을 감소시키는 배기가스 재순환장치에 관한 것이다.

종래의 디젤 엔진에는 환경을 오염시키는 질소산화물이 배기가스에 혼합되어 배출되는 문제점이 있었다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 배기관의 연소가스를 재순환시켜 다시 연소시키는 방식(소위, EGR 방식)이 제안되었다.

일반적으로 EGR(Exhaust Gas Recirculation) 장치는 엔진의 배기가스 재순환장치를 말하는 것으로, 연소되어 배출되는 배기가스의 일부를 흡기계통에 되돌려,혼합기가 연소할 때 최고 온도를 낮게 하고 질소산화물의 생성량을 적게 하도록 되어 있다. 그리고 흡기 매니폴드로 되돌려지는 배기가스량의 제어는 스로틀밸브 부근의 부압이나 배기관내의 배기압에 따라 제어되는 컨트롤밸브(배기가스 재순환밸브)에 의하여 행하여 진다.

여기서 종래 배기가스를 흡기매니폴드로 되돌리기 위해 배기가스재순환 파이프가 사용되는 데, 도 1은 종래의 배기가스 재순환장치를 개념적으로 도시한 도면이다. 도시된 바와 같이, 재순환되는 배기가스는 배기가스 재순환파이프(2)를 통해 흡기매니폴드(1)에 들어온 후, 흡기매니폴드 호스(4)를 통해 들어온 공기와 섞인다. 혼합된 가스는 흡기포트(3)를 통해 엔진의 각 실린더로 공급된다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래의 배기가스 재순환장치에 의하면, 흡기매니폴드(1)에서 재순환된 배기가스가 공기와 충분히 균일하게 섞이지 않으므로, 각 실린더에 공급되는 혼합기의 성분이 불균일하게 된다. 특히, 재순환된 배기가스가 상대적으로 적게 공급되는 실린더에서는 질소산화물이 과도하게 발생되는 문제점이 있다. 종래의 배기가스 재순환장치에 의하면, 각 실린더로 공급되는 재순환된 배기가스의 양을 제어할 수 없기 때문에 상기의 문제점을 해결할 수 없게 된다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 각 실린더에 공급되는 혼합기의 재순환 배기가스의 양을 제어할 수 있는 디젤 엔진의 배기가스 재순환장치를 제공하는 것이다.

도 1은 종래의 배기가스 재순환장치를 도시한 도면.

도 2는 본 발명에 의한 디젤 엔진의 배기가스 재순환장치를 도시한 도면.

*도면의 주요부분의 기호의 설명

1 : 흡기매니폴드 2 : 배기가스 재순환파이프

3 : 흡기포트 4 : 흡기매니폴드 호스

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 재순환되는 배기가스가 공급되는 배기가스 재순환파이프와, 외부의 공기가 공급되어 상기 재순환되는 배기가스와 혼합되는 흡기매니폴드와, 상기 흡기매니폴드로부터 혼합된 혼합기를 실린더로 공급하는 흡기포트를 구비한 디젤 엔진의 배기가스 재순환장치에 있어서, 상기 흡기포트에 설치되어 상기 흡기포트를 통과하는 혼합기 중의 이산화탄소의 농도를 감지하는 이산화탄소 농도 센서; 상기 이산화탄소 농도 센서로부터 감지된 혼합기 중의 이산화탄소의 농도를 미리 설정된 기준 농도와 비교하는 비교기; 상기 배기가스 재순환파이프와 상기 흡기포트 사이에 설치된 배기가스 추가공급 파이프; 및 상기 비교기의 비교 결과에 응답하여, 감지된 이산화탄소의 농도가 기준 농도에 미달하는 경우에 상기 배기가스 재순환파이프로부터의 재순환 배기가스를 상기 흡기포트로 추가하여 공급하도록 상기 배기가스 추가공급 파이프를 개폐하는 개폐수단을 포함하는 디젤 엔진의 배기가스 재순환장치를 제공한다.

이하, 도 2를 참조하여 본 발명에 의한 디젤 엔진 배기가스 재순환장치의 일실시예에 관하여 상세히 설명한다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 배기가스 재순환장치는, 상기 흡기포트(3)를 통과하는 혼합기 중의 이산화탄소의 농도를 감지하는 이산화탄소 농도 센서(120)와, 상기 이산화탄소 농도 센서(120)로부터 감지된 혼합기 중의 이산화탄소의 농도를 미리 설정된 기준 농도와 비교하는 비교기(110)와, 상기 배기가스 재순환파이프(2)와 상기 흡기포트(3) 사이에 설치된 배기가스 추가공급 파이프(140)와, 상기 비교기(110)의 비교 결과에 응답하여, 감지된 이산화탄소의농도가 기준 농도에 미달하는 경우에 상기 배기가스 재순환파이프(2)로부터의 재순환 배기가스를 상기 흡기포트(3)로 추가하여 공급하도록 상기 배기가스 추가공급 파이프를 개폐하는 개폐수단(130)을 포함한다. 상기 개폐수단(130)은 차량운전시 운전자가 가속 패달을 밟는 정도에 따라 신속히 대응하기 위하여 진공펌프를 사용하는 것이 바람직하다.

도면에서는 상기 배기가스 추가공급 파이프(140)와 상기 개폐수단(130)이 복수개의 흡기포트(3) 중 특정의 것에만 설치된 것으로 도시되었으나, 이는 이해와 설명의 간소화를 위하여 나머지 흡기포트(3)에 설치된 상태를 생략한 것일 뿐이며, 필요한 경우에는 모든 흡기포트(3)에 공히 설치하는 것이 바람직하다.

혼합기 중의 이산화탄소의 농도를 감지하는 것은 재순환된 배기가스의 농도가 혼합기 중의 이산화탄소의 농도에 비례하기 때문이다. 상기 이산화탄소 농도 감지 센서(120)에 의하여 감지된 이산화탄소의 농도는 상기 비교기(110)로 전달된다. 상기 비교기(110)는 일반적으로 자동차에 장착되는 전자제어유닛(ECU)을 프로그래밍하여, 본 발명에 기술된 비교 기능을 수행하도록 함으로써 용이하게 구현할 수 있다.

상기 비교기(110)는 감지된 이산화탄소의 농도와 미리 설정된 기준 농도를 비교한다. 상기 기준 농도는 바람직한 운전조건(즉, 엔진 회전수, 페달 위치 등)에 따라 한가지 값 또는 여러가지 값을 갖도록 미리 설정한다. 만약 감지된 이산화탄소의 농도가 설정된 기준 농도보다 낮으면, 상기 배기가스 추가공급 파이프(140)을 개방하여 재순환 배기가스를 추가적으로 공급한다. 상기 개폐수단(130)은 상기 비교기(110)로부터의 제어를 받는 릴레이 또는 진공펌프 등에 의하여 용이하게 구현될 수 있다.

본 발명에 의하면, 각 실린더에 공급되는 혼합기의 성분을 균질적으로 유지할 수 있어, 질소산화물 발생량이 크게 감소한다. 또한, 종래의 배출가스 재순환장치의 외형을 거의 유지할 수 있게 때문에 장치 구성의 난이성이 낮다.

Claims

재순환되는 배기가스가 공급되는 배기가스 재순환파이프와, 외부의 공기가 공급되어 상기 재순환되는 배기가스와 혼합되는 흡기매니폴드와, 상기 흡기매니폴드로부터 혼합된 혼합기를 실린더로 공급하는 흡기포트를 구비한 디젤 엔진의 배기가스 재순환장치에 있어서,

상기 흡기포트에 설치되어 상기 흡기포트를 통과하는 혼합기 중의 이산화탄소의 농도를 감지하는 이산화탄소 농도 센서;

상기 이산화탄소 농도 센서로부터 감지된 혼합기 중의 이산화탄소의 농도를 미리 설정된 기준 농도와 비교하는 비교기;

상기 배기가스 재순환파이프와 상기 흡기포트 사이에 설치된 배기가스 추가공급 파이프; 및

상기 비교기의 비교 결과에 응답하여, 감지된 이산화탄소의 농도가 기준 농도에 미달하는 경우에 상기 배기가스 재순환파이프로부터의 재순환 배기가스를 상기 흡기포트로 추가하여 공급하도록 상기 배기가스 추가공급 파이프를 개폐하는 개폐수단을 포함하는 디젤 엔진의 배기가스 재순환장치.
제1항에 있어서,

상기 비교기는 전자제어유닛으로 구현되는 디젤 엔진의 배기가스 재순환장치.
제1항에 있어서,

상기 개폐수단은 진공펌프인 디젤 엔진의 배기가스 재순환장치.
제1항에 있어서,

상기 개폐수단은 릴레이인 디젤 엔진의 배기가스 재순환장치.