KR20040025212A

KR20040025212A - 엔진의 배기가스 재순환 장치

Info

Publication number: KR20040025212A
Application number: KR1020020057064A
Authority: KR
Inventors: 김상진; 김창섭
Original assignee: 대우종합기계 주식회사
Priority date: 2002-09-18
Filing date: 2002-09-18
Publication date: 2004-03-24

Abstract

본 발명은 엔진(특히, 디젤엔진)에서 배출되는 배기가스 내의 질소 산화물(NOx)이 생성하는 것을 억제시키고 연비를 개선하기 위한 배기가스 재순환 장치에 관한 것이다.

본 발명은 열전도율이 뛰어난 재질로 재순환 파이프를 형성하여 실린더 헤드의 워터 자켓(Water Jacket)에 매설한 뒤 흡, 배기관의 흡, 배기포트와 연결하고, 상기 재순환 파이프에는 재순환 밸브와 함께 복수개의 냉각핀을 설치하여서 된 것이다.

상기와 같이 구성된 본 발명은 종래의 재순환 쿨러를 사용하지 않고도 이와 동등한 효과를 가질 수 있으며, 또한 재순환 파이프와 냉각핀 등이 엔진의 내부에 설치되어 엔진의 외관이 간단해짐은 물론 재순환 효과가 극대화되는 장점이 있다.

Description

엔진의 배기가스 재순환 장치 {Engine ethaust gas recirculating device}

더욱 상세하게는, 재순환 되는 배기가스를 냉각시키기 위한 재순환 쿨러(EGR COOLER)를 사용치 않고도 이와 동등한 효과를 가지며, 더불어 재순환 쿨러와 파이프 등을 엔진의 내부에 설치하여 재순환 효과를 극대화시킴은 물론 엔진의 외관을 간단하고 미려하게 형성할 수 있도록 한 엔진의 배기가스 재순환 장치에 관한 것이다.

배기가스 재순환 장치란, 엔진에서 배출되는 배기가스의 일부(5-20%)를 다시 흡기관 내에 넣어 주므로써, 연소실의 내부온도를 낮춰 고온에서 발생하는 질소 산화물(NOx)의 생성을 억제하는 장치를 말한다.

더욱이, 디젤엔진에서는 재순환 되는 배기가스를 냉각시켜 연소실 내의 온도를 더욱 낮출 수 있고, 성능변화가 거의 없는 한도 내에서 최대한(20%)까지 배기가스 재순환 비율을 높이고 분사시기를 조정하여 주므로써 연비절감의 효과까지 얻을 수 있다.

이러한 방식을 "냉각식 배기가스 재순환 장치(Cooled EGR System)"라 하며,강화되고 있는 배기가스의 규제에 대한 가장 효과적이고 일반적인 대응책이라 할 수 있다.

도 1은 종래의 냉각식 배기가스 재순환 장치를 나타낸 것이다.

도시한 바와 같이 종래에는 실린더 헤드(10)의 흡, 배기구(11,12)와 연결된 흡, 배기관(20,30)을 엔진의 외부에서 재순환 파이프(40)로 연결하고, 상기 재순환 파이프(40)에는 배기가스가 인입되는 입구 측으로부터 각각 재순환 밸브(50)와 워터라인(Water Line, 70)이 구비된 재순환 냉각기(60)를 설치하였던 것이다.

이와 같은 장치는 배기관(30)을 통하여 배출되는 배기가스의 일부가 재순환 밸브(50)를 통하여 재순환 파이프(40)로 유입되고, 이 배기가스는 재순환 냉각기(70)를 거치면서 냉각된 뒤 다시 흡기관(20)으로 유입되어 실린더 헤드(10)의 흡기구(11)로 공급되었던 것이다.

그런데, 이와 같은 종래의 장치는 배기관(30)과 흡기관(20)을 연결해 주는 재순환 파이프(40)가 엔진의 외부에 설치되어 있어 배기관(30)과 흡기관(20)이 서로 다른 방향에 있는 일반적인 배치의 엔진에서는 길고 복잡한 단점이 있고, 상기 재순환 파이프(40)를 지지해 주기 위한 별도의 부품이 부가적으로 필요하였던 것이다.

또한, 재순환 냉각기(60)의 부피가 크고 무거워서 공간을 많이 차지하므로 엔진의 가격을 상승시키는 결점이 있으며, 엔진의 크기(부피)가 상대적으로 커질 수 밖에 없는 문제점이 있었다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로 그 기술적인 과제는 재순환 쿨러를 사용하지 않고 엔진의 크기에 변화를 주지 않으면서 재순환 효과의 극대화는 물론 엔진의 외관을 미려하게 하고, 적은 비용으로도 냉각식 배기가스 재순환 장치를 구현할 수 있도록 함에 있다.

도 1은 종래의 구성을 나타낸 조립도

도 2는 본 발명의 구성을 나타낸 조립도

도 3은 본 발명의 구성을 나타낸 측단면도

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 실린더 헤드 11 : 흡기구

12 : 배기구 20 : 흡기관

21 : 흡기포트 30 : 배기관

31 : 배기포트 40,140 : 재순환 파이프

50,150 : 재순환 밸브 60 : 재순환 냉각기

70 : 워터라인 160 : 냉각핀

상기의 과제를 달성하기 위하여 본 발명은 열전도율이 뛰어난 재질로 재순환 파이프를 형성하여 실린더 헤드의 워터 자켓(Water Jacket)에 매설한 뒤 흡, 배기관의 흡, 배기포트와 연결하고, 상기 재순환 파이프에는 재순환 밸브와 함께 복수개의 냉각핀을 설치하여서 된 것이다.

이하에서 본 발명을 첨부된 실시예의 도면에 의거 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 구성을 나타낸 조립도이고, 도 3은 요부의 측단면도이다.

도시한 바와 같이 본 발명은 실린더 헤드(10)의 흡, 배기구(11,12)에 각각 흡, 배기관(20,30)이 연결된 통상의 엔진에 있어서,

상기 실린더 헤드(10)의 워터자켓에 재순환 파이프(140)를 매설하여 이를 각각 흡, 배기관(20,30)의 흡, 배기포트(21,31)와 연결하고, 상기 재순환 파이프(140)에 재순환 밸브(150)를 설치한 것이며, 필요에 따라 상기 재순환 파이프(140)에 복수개의 냉각핀(160)을 설치하여서 된 것이다.

상기 재순환 파이프(140)는 실린더 헤드(10)의 내부에 마련된 워터자켓을 통과하도록 매설되고, 이 재순환 파이프(140)는 냉각수와의 원활한 열교환을 위해 열전도율이 뛰어난 재질로 형성된다.

상기 재순환 파이프(140)는 실린더 헤드(10)의 내부에서 흡기 및 배기포트(21,31)와 연결되고, 복수개의 냉각핀(160)은 냉각수와의 열교환을 극대화 하기 위해 공간이 허용하는 한도 내에서 재순환 파이프(140)의 외부에 설치된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 기본동작은 종래와 동일하다.

다만, 본 발명과 관련된 부분만 좀더 제세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 각각의 실린더 헤드(10)에서 배출된 배기가스의 일부가 배기포트(31)를 통하여 재순환 파이프(140)로 유입된 뒤 흡기포트(21) 쪽으로 이동한다.

이때, 재순환 파이프(140)는 실린더 헤드(10)의 내부에 마련된 워터자켓을 통과하면서 냉각수에 의해 냉각된다.

부가적으로 설치된 냉각핀(160)은 설치된 부분에서 더 많은 냉각이 가능하다.

재순환 파이프(140)의 중간에 설치된 재순환 밸브(150)는 흡기 쪽으로 재순환되는 배기가스의 양을 제어하며, 재순환 밸브(150)를 통과한 배기가스는 재순환 파이프를 따라 흡기포트(21)로 공급된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 재순환 파이프와 냉각기 등의 관련부품이 모두 실린더 헤드의 내부에 설치되므로써 엔진의 외부를 콤팩트하게 구성할 수 있고, 비용절감과 함게 진동에 의한 재순환 파이프의 손상을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims

실린더 헤드(10)의 흡, 배기구(11,12)에 각각 흡, 배기관(20,30)이 연결된 엔진에 있어서,

상기 실린더 헤드(10)의 워터자켓에 재순환 파이프(140)를 매설하여 이를 각각 흡, 배기관(20,30)의 흡, 배기포트(21,31)와 연결하고, 상기 재순환 파이프(140)에 재순환 밸브(150)를 설치하여서 된 것을 특징으로 하는 엔진의 배기가스 재순환 장치.
제 1항에 있어서, 상기 재순환 파이프(140)에 복수개의 냉각핀(160)이 설치된 것을 특징으로 하는 엔진의 배기가스 재순환 장치.