KR20040031264A - Induction and exhaust system of diesel engine - Google Patents

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KR20040031264A KR1020020060642A KR20020060642A KR20040031264A KR 20040031264 A KR20040031264 A KR 20040031264A KR 1020020060642 A KR1020020060642 A KR 1020020060642A KR 20020060642 A KR20020060642 A KR 20020060642A KR 20040031264 A KR20040031264 A KR 20040031264A
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    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Abstract

PURPOSE: An intake and exhaust system of a diesel engine is provided to prevent turbo rack phenomenon at low speed range of the engine, to optimize combustion mapping, and to execute stable recirculation of exhaust gas by appropriately controlling supercharging negative pressure and amount of recirculation of exhaust gas using a pneumatic tank. CONSTITUTION: A system includes a pneumatic tank(50) storing high pressure air; a decompression valve(62) supplying an inter-cooler(30) with air in the pneumatic tank; a first check valve(64) supplying the pneumatic tank with air supercharged by a turbo charger(10); a supercharging pressure sensor(72) sensing supercharging negative pressure supercharged by the turbo charger; a tank pressure sensor(74) sensing pressure in the pneumatic tank; and a controller(90) opening the decompression valve to supply the inter-cooler with air in the pneumatic tank when the supercharging negative pressure is lower than pressure in the pneumatic tank and reference negative pressure, and opening the first check valve to supply the pneumatic tank with air supercharged by the turbo charger if the supercharging negative pressure is higher than the pressure in the pneumatic tank and the reference negative pressure.

Description

디젤엔진의 흡배기장치{Induction and exhaust system of diesel engine}Intake and exhaust system of diesel engine

본 발명은 디젤엔진의 흡배기장치에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 터보챠저와 인터쿨러 및 배기가스재순환밸브를 구비한 디젤엔진의 흡배기장치에 관한 것이다.The present invention relates to an intake and exhaust device of a diesel engine, and more particularly, to an intake and exhaust device of a diesel engine having a turbocharger, an intercooler, and an exhaust gas recirculation valve.

도 1은 종래기술에 따른 디젤엔진의 흡배기장치의 구성도로서, 터보챠저(10)는 터빈(12)과 컴프레서(14)를 포함하여 구성되어, 엔진(20)에서 배출되는 배기가스에 의해 상기 터빈(12)이 구동되고, 상기 터빈(12)에 연결된 컴프레서(14)가 흡기를 압축하여 흡기압력을 높이고, 이와 같이 압력이 높아진 흡기는 인터쿨러(30)를 통해 냉각되어 엔진으로 공급되도록 되어 있다.1 is a configuration diagram of an intake and exhaust device of a diesel engine according to the prior art, the turbocharger 10 includes a turbine 12 and a compressor 14, by the exhaust gas discharged from the engine 20 The turbine 12 is driven, and the compressor 14 connected to the turbine 12 compresses the intake air to increase the intake air pressure. The intake air having such a high pressure is cooled by the intercooler 30 to be supplied to the engine. .

따라서, 상기와 같이 터보챠저(10)가 구비된 디젤엔진은 배기량이 같은 다른 엔진에 비해 다량의 공기를 충진할 수 있고, 이에 따라 연료 분사량을 증가시키면, 엔진의 출력을 향상시킬 수 있는 것이다.Therefore, the diesel engine provided with the turbocharger 10 as described above can fill a large amount of air compared to other engines having the same displacement, and accordingly increasing the fuel injection amount, it is possible to improve the output of the engine.

그러나, 상기와 같이 과급되는 흡기압력이 너무 크면 이상 연소가 발생되어 엔진이 손상될 우려가 있으므로, 터보챠저(10)에는 과도한 부스트 압력을 방지하기 위해 과급압력조절밸브(waste gate)가 설치된다. 상기 과급압력조절밸브는, 설정된 최대 과급압력에 도달하면 배기가스중의 일부를 바이패스시켜서, 배기가스가 터빈의 회전에 사용되지 않도록 하는 것이다.However, if the supercharged intake pressure is too large as described above, abnormal combustion may occur and the engine may be damaged. Thus, a turbocharger 10 is provided with a boost pressure control valve to prevent excessive boost pressure. The boost pressure regulating valve bypasses part of the exhaust gas when the set maximum boost pressure is reached so that the exhaust gas is not used for rotation of the turbine.

또한, 배기가스재순환밸브(40)는 배기가스의 일부분을 엔진의 흡기측으로 공급시키고, 이에 따라 혼합기중에 포함되는 불활성 가스의 비율이 증가하여, 연소온도가 내려가게 되므로, 질소산화물(NOx)의 발생을 억제할 수 있다.In addition, the exhaust gas recirculation valve 40 supplies a part of the exhaust gas to the intake side of the engine, thereby increasing the proportion of the inert gas contained in the mixer and lowering the combustion temperature, thereby generating nitrogen oxides (NOx). Can be suppressed.

또, 적정량의 배기가스 재순환은 펌프손실의 저감 및 연소가스 온도 저하에 의한 냉각수로의 방열손실 저감 등의 효과가 있기 때문에 점화시기를 적당히 선택하면 오히려 열 효율을 개선할 수 있다.In addition, since the appropriate amount of exhaust gas recirculation has the effect of reducing the pump loss and reducing the heat radiation loss to the cooling water due to the lowering of the combustion gas temperature, if the ignition timing is properly selected, the thermal efficiency can be rather improved.

그러나, 상기한 바와 같은 종래 기술에 따른 디젤엔진의 흡배기장치는, 엔진의 중속 및 고속 영역에서는 배기가스의 양이 많아짐에 따라 터보챠저의 터빈의 회전수도 높아져서 더욱 더 많은 공기를 엔진으로 공급할 수 있지만, 엔진의 저속 영역에서는 배기가스량이 적음에 따라 터보챠저의 터빈 회전수도 낮아지므로, 아이들 상태에서 급속히 가속하려고 해도 즉각적인 과급효과가 나타나지 않는 터보래그 현상이 발생하게 되는 문제점이 있었다.However, the intake and exhaust device of the diesel engine according to the prior art as described above, as the amount of exhaust gas increases in the medium speed and high speed region of the engine, the rotation speed of the turbine of the turbocharger also increases, so that more air can be supplied to the engine. In the low speed region of the engine, the turbine speed of the turbocharger also decreases as the amount of exhaust gas decreases. Therefore, there is a problem in that a turbo lag phenomenon does not occur immediately even when rapid acceleration in an idle state occurs.

또, 과급압력조절밸브는 과급압력에 따라 개폐동작하도록 되어 있는데, 통상 엔진의 저속 및 중속 영역에서는 개폐동작을 하지 않고, 부분 부하에서는 과급압력조절밸브의 캘리브레이션 압력 세팅(calibration pressure setting)에 의해 과급조절밸브가 항상 닫혀 있으므로, 불필요한 연비 악화 및 배기 배압 상승을 초래한다. 따라서 부분부하, 저속 및 중속 구간에서 이미션 매칭에 어려움이 있었다.The boost pressure regulating valve is designed to open and close according to the boost pressure. Normally, the boost pressure regulating valve does not open and close in the low and medium speed ranges of the engine. Since the control valve is always closed, it causes unnecessary fuel consumption deterioration and exhaust back pressure rise. Therefore, there is a difficulty in the emission matching at the partial load, low speed, and medium speed sections.

또한, 배기가스 재순환장치가 너무 과도한 배기가스 재순환을 실시하면, 연소의 안정도가 악화되고, HC의 발생이 증가하여 연비도 악화되는 문제점이 있다.In addition, if the exhaust gas recirculation apparatus is subjected to excessively excessive exhaust gas recirculation, combustion stability deteriorates, generation of HC increases, and fuel economy also deteriorates.

이에, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점들을 해소하기 위해 안출된 것으로, 공압탱크를 사용하여 과급부압 및 배기가스재순환량을 적절히 조절함으로써, 엔진의 저속 영역에서 터보래그 현상의 발생을 방지하고, 최적의 연소 매칭을 구현할 수 있을 뿐만 아니라, 안정된 배기가스 재순환을 행할 수 있는 디젤엔진의 흡배기장치를 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the problems described above, by using the pneumatic tank to properly adjust the boost negative pressure and the exhaust gas recirculation amount, to prevent the occurrence of the turbo lag phenomenon in the low speed region of the engine, and optimal It is an object of the present invention to provide an intake and exhaust device of a diesel engine that can implement combustion matching, and can perform stable exhaust gas recirculation.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 디젤엔진의 흡배기장치는, 터보챠저와 인터쿨러를 포함하는 디젤엔진의 흡배기장치에 있어서, 고압의 공기가 저장되는 공압탱크와, 상기 공압탱크내의 공기를 상기 인터쿨러로 공급하기 위한 감압밸브와, 상기 터보챠저에 의해 과급되는 공기를 상기 공압탱크로 공급하기 위한 제1체크밸브와, 상기 터보챠저에 의해 과급되는 과급부압을 감지하는 과급압력센서와, 상기 공압탱크내의 압력을 감지하는 탱크압력센서 및, 상기 과급부압이 공압탱크내의 압력 및 기준부압 보다 작으면 상기 감압밸브를 개방시켜서 공압탱크내의 공기를 인터쿨러로 공급하고, 상기 과급부압이 공압탱크내의 압력 및 기준부압 이상이면 상기 제1체크밸브를 개방시켜서 상기 터보챠저에 의해 과급된 공기를 상기 공압탱크로 공급하는 제어기를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.The diesel engine intake and exhaust device according to the present invention for achieving the above object is a diesel engine intake and exhaust device comprising a turbocharger and an intercooler, a pneumatic tank in which high-pressure air is stored, and the air in the pneumatic tank A pressure reducing valve for supplying air to the intercooler, a first check valve for supplying air charged by the turbocharger to the pneumatic tank, a boost pressure sensor for sensing a boost negative pressure boosted by the turbocharger; A tank pressure sensor for detecting the pressure in the pneumatic tank, and if the boost negative pressure is less than the pressure and the reference negative pressure in the pneumatic tank, the pressure reducing valve is opened to supply air in the pneumatic tank to the intercooler, and the boost negative pressure is in the pneumatic tank. If the pressure and the reference negative pressure are equal to or greater than the above, the first check valve is opened to supply air charged by the turbocharger to the pneumatic pressure. Including chroman-supply controller which is characterized in that configured.

도 1은 종래기술에 따른 디젤엔진의 흡배기장치의 구성도,1 is a configuration diagram of an intake and exhaust device of a diesel engine according to the prior art,

도 2는 본 발명에 따른 디젤엔진의 흡배기장치의 구성도,2 is a configuration diagram of an intake and exhaust device of a diesel engine according to the present invention;

도 3은 도 2에 도시된 디젤엔진의 흡배기장치에서 감압밸브(62)와 제1체크밸브(64)를 제어하는 과정을 설명하기 위한 순서도,3 is a flowchart illustrating a process of controlling the pressure reducing valve 62 and the first check valve 64 in the intake and exhaust device of the diesel engine shown in FIG.

도 4는 도 2에 도시된 디젤엔진의 흡배기장치에서 방향전환밸브(66) 및 제2체크밸브(68)를 제어하는 과정을 설명하기 위한 순서도,4 is a flowchart illustrating a process of controlling the direction switching valve 66 and the second check valve 68 in the intake and exhaust device of the diesel engine shown in FIG.

도 5는 도 2에 도시된 디젤엔진의 흡배기장치에서 컴프레서(80)를 제어하는 과정을 설명하기 위한 순서도이다.FIG. 5 is a flowchart illustrating a process of controlling the compressor 80 in the intake and exhaust device of the diesel engine shown in FIG. 2.

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

10 : 터보챠저20 : 엔진10: turbocharger 20: engine

30 : 인터쿨러40 : 배기가스재순환밸브30: intercooler 40: exhaust gas recirculation valve

50 : 공압탱크62, 64, 68 : 체크밸브50: pneumatic tank 62, 64, 68: check valve

66 : 방향전환밸브72, 74, 76 : 압력센서66: direction change valve 72, 74, 76: pressure sensor

78 : 전압센서80 : 컴프레서78: voltage sensor 80: compressor

90 : 제어기90: controller

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 따른 디젤엔진의 흡배기장치의 구성도로서, 도 1의 흡배기장치와 동일 구성에 대해서는 동일 부호를 사용하였다.2 is a configuration diagram of a diesel engine intake and exhaust device according to the present invention, the same reference numerals are used for the same configuration as the intake and exhaust device of FIG.

상기 도 2에 도시된 바와 같이, 터보챠저(10)는 터빈(12)과 컴프레서(14)를 포함하여 구성되어, 엔진(20)에서 배출되는 배기가스에 의해 상기 터빈(12)이 구동되고, 상기 터빈(12)에 연결된 컴프레서(14)가 흡기를 압축하여 흡기압력을 높이고, 이와 같이 압력이 높아진 흡기는 인터쿨러(30)를 통해 냉각되어 엔진(20)으로 공급되도록 되어 있다.As shown in FIG. 2, the turbocharger 10 includes a turbine 12 and a compressor 14, and the turbine 12 is driven by exhaust gas discharged from the engine 20. The compressor 14 connected to the turbine 12 compresses the intake air to increase the intake air pressure. The intake air having such a high pressure is cooled by the intercooler 30 to be supplied to the engine 20.

또한, 도 2에 도시된 배기가스재순환밸브(40)는 엔진(20)에서 배출되는 배기가스의 일부분을 엔진(20)의 흡기측으로 공급시키고, 이에 따라 혼합기중에 포함되는 불활성 가스의 비율이 증가하여, 연소 온도가 내려가게 되므로, 질소산화물(NOx)의 발생을 억제한다.In addition, the exhaust gas recirculation valve 40 shown in FIG. 2 supplies a part of the exhaust gas discharged from the engine 20 to the intake side of the engine 20, thereby increasing the proportion of the inert gas contained in the mixer. Since the combustion temperature is lowered, generation of nitrogen oxides (NOx) is suppressed.

그리고, 공압탱크(50)에는 고압의 공기가 저장되고, 감압밸브(62)는 제어기(90)의 제어에 따라 작동하여 상기 공압탱크(50)내의 공기를 상기 인터쿨러(30)로 공급하거나 차단하도록 되어 있다. 제1체크밸브(64)는 제어기(90)의 제어에 따라 작동하여 상기 터보챠저(10)에 의해 과급되는 공기를 상기 공압탱크(50)로 공급하거나 차단하도록 되어 있다.In addition, high pressure air is stored in the pneumatic tank 50, and the pressure reducing valve 62 operates under the control of the controller 90 to supply or block air in the pneumatic tank 50 to the intercooler 30. It is. The first check valve 64 operates under the control of the controller 90 to supply or block the air charged by the turbocharger 10 to the pneumatic tank 50.

또한, 방향전환밸브(66)는 상기 제어기(90)의 제어에 따라 작동하여 상기 배기가스재순환밸브(40)를 통해 재순환되는 배기가스를 상기 공압탱크(50) 또는 인터쿨러(30)에 선택적으로 공급하도록 되어 있고, 제2체크밸브(68)는 상기 제어기(90)의 제어에 따라 작동하여 상기 방향전환밸브(66)에 의해 공급되는 배기가스를 상기 공압탱크(50)로 공급하거나 차단하도록 되어 있다.In addition, the directional valve 66 operates under the control of the controller 90 to selectively supply the exhaust gas recycled through the exhaust gas recirculation valve 40 to the pneumatic tank 50 or the intercooler 30. The second check valve 68 is operated under the control of the controller 90 to supply or shut off the exhaust gas supplied by the directional valve 66 to the pneumatic tank 50. .

또, 과급압력센서(72)는 상기 터보챠저(10)에 의해 과급되는 과급부압을 감지하여 제어기(90)로 입력하도록 되어 있고, 탱크압력센서(74)는 상기 공압탱크(50)내의 압력을 감지하여 제어기(90)로 입력하도록 되어 있고, 배기압력센서(76)는 엔진에서 배출되는 배기가스압력을 감지하여 제어기로 입력하도록 되어 있으며, 전압센서(78)는 배터리(82)의 전압을 감지하여 제어기(90)로 입력하도록 되어 있다. 그리고, 컴프레서(80)는 상기 제어기(90)의 제어에 따라 구동되어 상기 공압탱크(50)에 공기를 압축하여 공급하도록 되어 있다.In addition, the boost pressure sensor 72 detects the boost subpressure boosted by the turbocharger 10 and inputs it to the controller 90. The tank pressure sensor 74 controls the pressure in the pneumatic tank 50. Detects and inputs to the controller 90, the exhaust pressure sensor 76 detects the exhaust gas pressure discharged from the engine and inputs to the controller, the voltage sensor 78 detects the voltage of the battery 82 To be input to the controller 90. The compressor 80 is driven under the control of the controller 90 to compress and supply air to the pneumatic tank 50.

상기 제어기(90)는 과급부압이 공압탱크(50)내의 압력 및 기준부압 보다 작으면 감압밸브(62)를 개방시켜서 공압탱크(50)내의 공기를 인터쿨러(30)로 공급하고, 과급부압이 공압탱크(50)내의 압력 및 기준부압 이상이면 제1체크밸브(64)를 개방시켜서 터보챠저(10)에 의해 과급된 공기를 공압탱크(50)로 공급하도록 되어 있다.The controller 90 opens the pressure reducing valve 62 to supply air in the pneumatic tank 50 to the intercooler 30 when the boost negative pressure is lower than the pressure in the pneumatic tank 50 and the reference negative pressure, and the boost negative pressure is pneumatic. If the pressure in the tank 50 and the reference negative pressure are equal to or greater than that, the first check valve 64 is opened to supply the air charged by the turbocharger 10 to the pneumatic tank 50.

또, 상기 제어기(90)는 과급부압이 공압탱크(50)내의 압력 보다 작음과 더불어 미리 설정된 기준부압 이상이거나, 과급부압이 공압탱크(50)내의 압력 이상임과 더불어 기준부압 보다 작으면 감압밸브(62) 및 제1체크밸브(64)를 모두 폐쇄시키도록 되어 있다.In addition, the controller 90 is a pressure reducing valve (if the boost negative pressure is less than the pressure in the pneumatic tank 50 and above the preset reference negative pressure, or if the boost negative pressure is higher than the pressure in the pneumatic tank 50 and smaller than the reference negative pressure) Both the 62 and the first check valve 64 are to be closed.

또, 상기 제어기(90)는 공압탱크(50)내의 압력이 배기가스압력 및 최대허용압력 보다 작으면 공압탱크(50)측으로 방향전환밸브(66)를 절환시킴과 더불어 제2체크밸브(68)를 개방시켜서, 배기가스를 상기 공압탱크(50)로 공급하는 것을 특징으로 한다.In addition, when the pressure in the pneumatic tank 50 is less than the exhaust gas pressure and the maximum allowable pressure, the controller 90 switches the directional valve 66 to the pneumatic tank 50 and the second check valve 68. By opening the exhaust gas to the pneumatic tank (50).

그리고, 상기 제어기(90)는 전압센서(78)에 의해 감지된 배터리의 전압이 허용안전전압 보다 크고 공압탱크(50)내의 압력이 최대허용압력 보다 작으면 배터리 전원을 이용하여 컴프레서(80)를 구동시켜서 공압탱크(50)내에 고압의 공기를 충진시키도록 되어 있다.When the voltage of the battery detected by the voltage sensor 78 is greater than the allowable safety voltage and the pressure in the pneumatic tank 50 is smaller than the maximum allowable pressure, the controller 90 operates the compressor 80 by using battery power. The high pressure air is filled in the pneumatic tank 50 by driving.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 디젤엔진의 흡배기장치의 작용 및 효과를 도 3 내지 도 5를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.The operation and effects of the intake and exhaust device of the diesel engine according to the present invention configured as described above will be described in detail with reference to FIGS. 3 to 5.

도 3은 도 2에 도시된 디젤엔진의 흡배기장치에서 감압밸브(62)와 제1체크밸브(64)를 제어하는 과정을 설명하기 위한 순서도이다.3 is a flowchart illustrating a process of controlling the pressure reducing valve 62 and the first check valve 64 in the intake and exhaust device of the diesel engine shown in FIG. 2.

상기 도 3에 도시된 바와 같이, 단계(S1)에서 제어기(90)는 과급압력센서(72)에 의해 감지된 과급부압이 탱크압력센서(74)에 의해 감지된 공압탱크(50)내의 압력 보다 작은 것으로 판단되면 단계(S2)를 수행하고, 과급부압이 공압탱크(50)내의 압력 이상인 것으로 판단되면 단계(S4)를 수행한다.As shown in FIG. 3, in step S1, the controller 90 determines that the boost negative pressure sensed by the boost pressure sensor 72 is greater than the pressure in the pneumatic tank 50 sensed by the tank pressure sensor 74. If it is determined that the small step is performed (S2), if it is determined that the boost pressure is more than the pressure in the pneumatic tank (50) to perform the step (S4).

상기 단계(S2)에서 제어기(90)는 과급압력센서(72)에 의해 감지된 과급부압이 미리 설정되어 있는 기준부압 보다 작은 것으로 판단되면 단계(S3)를 수행하고, 과급부압이 기준부압 이상인 것으로 판단되면 단계(S6)를 수행한다.In step S2, when the controller 90 determines that the boost pressure sensed by the boost pressure sensor 72 is smaller than the preset reference pressure, the controller 90 performs step S3, and the boost pressure is greater than or equal to the reference pressure. If it is determined, step S6 is performed.

상기 단계(S3)에서 제어기(90)는 감압밸브(62)를 개방시켜서 공압탱크(50)내의 공기를 인터쿨러(30)로 공급함과 더불어 제1체크밸브(64)를 폐쇄시킨다. 따라서, 과급부압이 공압탱크내의 압력 및 기준부압 보다 작으면 공압탱크(50)의 공기가 인터쿨러(30)로 공급되어 터보래그 현상을 제거할 수 있는 것이다.In step S3, the controller 90 opens the pressure reducing valve 62 to supply air in the pneumatic tank 50 to the intercooler 30 and closes the first check valve 64. Therefore, if the boost negative pressure is lower than the pressure in the pneumatic tank and the reference negative pressure, the air of the pneumatic tank 50 is supplied to the intercooler 30 to remove the turbo lag phenomenon.

상기 단계(S4)에서 제어기(90)는 과급압력센서(72)에 의해 감지된 과급부압이 미리 설정되어 있는 기준부압 이상인 것으로 판단되면 단계(S5)를 수행하고, 과급부압이 기준부압 보다 작은 것으로 판단되면 단계(S6)를 수행한다.In step S4, when the controller 90 determines that the boost negative pressure sensed by the boost pressure sensor 72 is equal to or greater than the preset reference negative pressure, the controller 90 performs step S5, and the boost negative pressure is smaller than the reference negative pressure. If it is determined, step S6 is performed.

상기 단계(S5)에서 제어기(90)는 제1체크밸브(64)를 개방시켜서 터보챠저(10)에 의해 과급된 공기를 공압탱크(50)로 공급하고, 감압밸브(62)를 폐쇄시킨다. 따라서, 과도한 과급공기가 공압탱크(50)로 충진되므로 최적의 연소 매칭이 가능할뿐만 아니라 연비 향상 및 엔진의 내구력 향상에도 기여하게 된다.In step S5, the controller 90 opens the first check valve 64 to supply the air charged by the turbocharger 10 to the pneumatic tank 50, and closes the pressure reducing valve 62. Therefore, since the excessive charge air is filled into the pneumatic tank 50, not only the optimum combustion matching is possible, but also contributes to the improvement of fuel efficiency and the durability of the engine.

상기 단계(S6)에서 제어기(90)는 감압밸브(62) 및 제1체크밸브(64)를 모두 폐쇄시킴에 따라 기존의 엔진의 흡배기장치와 동일하게 동작하게 한다.In step S6, the controller 90 closes the pressure reducing valve 62 and the first check valve 64 so as to operate in the same manner as the intake and exhaust device of the existing engine.

한편, 도 4는 도 2에 도시된 디젤엔진의 흡배기장치에서 방향전환밸브(66) 및 제2체크밸브(68)를 제어하는 과정을 설명하기 위한 순서도이다.On the other hand, Figure 4 is a flow chart for explaining the process of controlling the direction switching valve 66 and the second check valve 68 in the intake and exhaust device of the diesel engine shown in FIG.

상기 도 4에 도시된 바와 같이, 단계(S11)에서 제어기(90)는 탱크압력센서(74)에 의해 감지된 공압탱크(50)내의 압력이 배기가스압력센서(76)에 의해 감지된 배기가스 압력 보다 작은 것으로 판단되면 단계(S12)를 수행하고, 공압탱크(50)의 압력이 배기가스 압력 이상인 것으로 판단되면 단계(S14)를 수행한다.As shown in FIG. 4, in step S11, the controller 90 detects that the pressure in the pneumatic tank 50 sensed by the tank pressure sensor 74 is detected by the exhaust gas pressure sensor 76. If it is determined that the pressure is less than the step (S12) is carried out, if it is determined that the pressure of the pneumatic tank 50 is more than the exhaust gas pressure to perform the step (S14).

상기 단계(S12)에서 제어기(90)는 탱크압력센서(74)에 의해 감지된 공압탱크(50)내의 압력이 미리 설정된 공압탱크(50)의 최대허용압력 보다 작은 것으로 판단되면 단계(S13)를 수행하고, 공압탱크(50)의 압력이 공압탱크(50)의 최대허용압력 이상인 것으로 판단되면 단계(S14)를 수행한다.In step S12, when the controller 90 determines that the pressure in the pneumatic tank 50 sensed by the tank pressure sensor 74 is smaller than the maximum allowable pressure of the preset pneumatic tank 50, step S13 is performed. If the pressure of the pneumatic tank 50 is determined to be greater than or equal to the maximum allowable pressure of the pneumatic tank 50, step S14 is performed.

상기 단계(S13)에서 제어기(90)는 방향전환밸브(66)를 공압탱크(50)측으로 절환시키고, 제2체크밸브(68)를 개방시켜서 배기가스재순환밸브(40)를 통해 공급되는 배기가스가 공압탱크(50)내에 충진되도록 한다. 또한, 상기 단계(S14)에서 제어기(90)는 방향전환밸브(66)를 인터쿨러(30)측으로 절환시키고, 제2체크밸브(68)를 폐쇄시킨다.In step S13, the controller 90 switches the directional valve 66 to the pneumatic tank 50 side, and opens the second check valve 68 to exhaust gas supplied through the exhaust gas recirculation valve 40. Is filled in the pneumatic tank (50). In addition, in step S14, the controller 90 switches the direction switching valve 66 to the intercooler 30 and closes the second check valve 68.

따라서, 배기가스재순환밸브(40)를 통과한 배기가스를 공압탱크(50)내로 충진시킴에 따라 과도한 배기가스 재순환을 방지할 수 있고, 감압밸브(62)를 통해 소량씩 배기가스 재순환을 행함으로써, 보다 안정된 배기가스 재순환을 행할 수 있고, 배기가스 재순환량을 조절하는 것이 가능하게 된다.Therefore, by filling the exhaust gas having passed through the exhaust gas recirculation valve 40 into the pneumatic tank 50, excessive exhaust gas recirculation can be prevented, and the exhaust gas recirculation is carried out in small amounts through the pressure reducing valve 62. In addition, more stable exhaust gas recirculation can be performed, and the exhaust gas recirculation amount can be adjusted.

한편, 도 5는 도 2에 도시된 디젤엔진의 흡배기장치에서 컴프레서(80)를 제어하는 과정을 설명하기 위한 순서도이다.On the other hand, Figure 5 is a flow chart for explaining the process of controlling the compressor 80 in the intake and exhaust device of the diesel engine shown in FIG.

상기 도 5에 도시된 바와 같이, 단계(S21)에서 제어기(90)는 전압센서(78)에 의해 감지된 배터리 전압이 미리 설정되어 있는 허용안전전압 보다 큰 것으로 판단되면 단계(S22)를 수행하고, 배터리 전압이 허용안전전압 이하인 것으로 판단되면 단계(S24)를 수행한다.As shown in FIG. 5, in step S21, when the controller 90 determines that the battery voltage sensed by the voltage sensor 78 is greater than a preset allowable safety voltage, step S22 is performed. If it is determined that the battery voltage is less than the allowable safety voltage, step S24 is performed.

상기 단계(S22)에서 제어기(90)는 탱크압력센서(74)에 의해 감지된 공압탱크(50)내의 압력이 미리 설정된 공압탱크(50)의 최대허용압력 보다 작은 것으로 판단되면 단계(S23)를 수행하고, 공압탱크(50)의 압력이 공압탱크(50)의 최대허용압력 이상인 것으로 판단되면 단계(S24)를 수행한다.In step S22, when the controller 90 determines that the pressure in the pneumatic tank 50 detected by the tank pressure sensor 74 is smaller than the maximum allowable pressure of the preset pneumatic tank 50, step S23 is performed. If the pressure of the pneumatic tank 50 is determined to be greater than or equal to the maximum allowable pressure of the pneumatic tank 50, step S24 is performed.

상기 단계(S23)에서 제어기(90)는 컴프레서(80)를 구동시켜서 공압탱크(50)내에 고압의 공기를 충진하고, 상기 단계(S14)에서 제어기(90)는 컴프레서(80)를 작동시키지 않는다.In step S23, the controller 90 drives the compressor 80 to fill the high-pressure air in the pneumatic tank 50, and in step S14, the controller 90 does not operate the compressor 80. .

따라서, 엔진이 고속으로 작동할 때 발생되는 여유 전압을 이용하여 공압탱크(50)를 고압의 공기로 충진시키고, 이와 같이 충진된 고압의 공기를 엔진의 저속으로 작동할 때 발생되는 터보레그 현상을 제거하는데 사용하는 것이다.Therefore, the pneumatic tank 50 is filled with high pressure air by using the spare voltage generated when the engine operates at high speed, and the turbo leg phenomenon generated when operating the high pressure air filled at low speed of the engine is used. To remove it.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 공압탱크를 사용하여 과급부압 및 배기가스재순환량을 적절히 조절함으로써, 엔진의 저속 영역에서 터보래그 현상의 발생을 방지하고, 최적의 연소 매칭을 구현할 수 있을 뿐만 아니라, 안정된 배기가스 재순환을 행할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, by using the pneumatic tank to properly adjust the supercharge pressure and the exhaust gas recirculation amount, it is possible to prevent the occurrence of the turbo lag phenomenon in the low speed region of the engine and to achieve the optimum combustion matching In addition, there is an effect that stable exhaust gas recycling can be performed.

Claims (4)

터보챠저와 인터쿨러를 포함하는 디젤엔진의 흡배기장치에 있어서,In the intake and exhaust device of a diesel engine including a turbocharger and an intercooler, 고압의 공기가 저장되는 공압탱크와, 상기 공압탱크내의 공기를 상기 인터쿨러로 공급하기 위한 감압밸브와, 상기 터보챠저에 의해 과급되는 공기를 상기 공압탱크로 공급하기 위한 제1체크밸브와, 상기 터보챠저에 의해 과급되는 과급부압을 감지하는 과급압력센서와, 상기 공압탱크내의 압력을 감지하는 탱크압력센서 및, 상기 과급부압이 공압탱크내의 압력 및 기준부압 보다 작으면 상기 감압밸브를 개방시켜서 공압탱크내의 공기를 인터쿨러로 공급하고, 상기 과급부압이 공압탱크내의 압력 및 기준부압 이상이면 상기 제1체크밸브를 개방시켜서 상기 터보챠저에 의해 과급된 공기를 상기 공압탱크로 공급하는 제어기를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 디젤엔진의 흡배기장치.A pneumatic tank for storing high pressure air, a pressure reducing valve for supplying air in the pneumatic tank to the intercooler, a first check valve for supplying air charged by the turbocharger to the pneumatic tank, and the turbo A boost pressure sensor for detecting the boost negative pressure charged by the charger, a tank pressure sensor for detecting the pressure in the pneumatic tank, and the pressure reducing valve is opened to open the pressure reducing valve if the boost negative pressure is lower than the pressure and the reference negative pressure in the pneumatic tank. And a controller for supplying air to the intercooler and supplying the air charged by the turbocharger to the pneumatic tank by opening the first check valve if the boost negative pressure is equal to or higher than the pressure in the pneumatic tank and the reference negative pressure. Intake and exhaust device of a diesel engine, characterized in that. 제1항에 있어서, 상기 제어기는, 상기 과급부압이 공압탱크내의 압력 보다 작음과 더불어 미리 설정된 기준부압 이상이거나, 상기 과급부압이 공압탱크내의 압력 이상임과 더불어 기준부압 보다 작으면 상기 감압밸브 및 제1체크밸브를 모두 폐쇄시키는 것을 특징으로 하는 디젤엔진의 흡배기장치.The pressure reducing valve and the controller of claim 1, wherein the controller is further configured to control the pressure reducing valve and the controller when the boost negative pressure is lower than the pressure in the pneumatic tank and is equal to or higher than a preset reference negative pressure or the boost negative pressure is higher than or equal to the pressure in the pneumatic tank. An intake / exhaust device of a diesel engine, wherein all of the check valves are closed. 제1항에 있어서, 배기가스재순환밸브와, 상기 배기가스재순환밸브를 통해 재순환되는 배기가스를 상기 공압탱크 또는 인터쿨러에 선택적으로 공급하기 위한 방향전환밸브와, 상기 방향전환밸브에 의해 공급된 배기가스를 상기 공압탱크로 공급하기 위한 제2체크밸브 및, 엔진에서 배출되는 배기가스압력을 감지하는 배기가스압력센서를 더 포함하여 구성되는 한편,The exhaust gas recirculation valve of claim 1, a divert valve for selectively supplying the exhaust gas recycled through the exhaust gas recirculation valve to the pneumatic tank or the intercooler, and the exhaust gas supplied by the divert valve. It further comprises a second check valve for supplying the to the pneumatic tank, and an exhaust gas pressure sensor for sensing the exhaust gas pressure discharged from the engine, 상기 제어기는 상기 공압탱크내의 압력이 상기 배기가스압력 및 최대허용압력 보다 작으면 상기 공압탱크측으로 상기 방향전환밸브를 절환시킴과 더불어 상기 제2체크밸브를 개방시켜서, 상기 배기가스를 상기 공압탱크로 공급하는 것을 특징으로 한다.If the pressure in the pneumatic tank is less than the exhaust gas pressure and the maximum allowable pressure, the controller switches the directional valve to the pneumatic tank side and opens the second check valve to transfer the exhaust gas to the pneumatic tank. It is characterized by the supply. 제1항에 있어서, 상기 공압탱크에 공기를 압축하여 공급하는 컴프레서 및, 배터리의 전압을 감지하는 전압센서를 더 포함하여 구성되는 한편,The method of claim 1, further comprising a compressor for compressing and supplying air to the pneumatic tank, and a voltage sensor for sensing a voltage of the battery. 상기 제어기는 배터리의 전압이 허용안전전압 보다 크고 공압탱크내의 압력이 최대허용압력 보다 작으면 배터리 전원을 이용하여 컴프레서를 구동시켜서 공압탱크내에 고압의 공기를 충진시키는 것을 특징으로 하는 디젤엔진의 흡배기장치.If the voltage of the battery is greater than the allowable safety voltage and the pressure in the pneumatic tank is less than the maximum allowable pressure, the controller drives the compressor using the battery power to fill the high-pressure air in the pneumatic tank, characterized in that .
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