KR20080012040A

KR20080012040A - 내연기관의 배기가스 재순환 장치

Info

Publication number: KR20080012040A
Application number: KR1020060073007A
Authority: KR
Inventors: 박종선
Original assignee: 기아자동차주식회사
Priority date: 2006-08-02
Filing date: 2006-08-02
Publication date: 2008-02-11

Abstract

배기가스의 재순환 과정에서 배기가스에 포함되어 있는 슈트를 제거함으로써, EGR 제어는 물론 SCV 제어가 원활하게 이루어지도록 하여 내연기관의 성능을 향상시킬 목적으로;

배기가스의 일부를 흡기계통으로 재순환시키는 배기가스 재순환 장치를 형성함에 있어서,

배기 매니폴드와 인터쿨러 상류 사이를 관로로 연결하되, 상기 관로상에 전자제어유닛에 의해 제어되는 EGR 밸브를 배치하고, 상기 EGR 밸브의 상류측에 배기가스에 포함되어 있는 슈트등의 이물질을 분리 제거할 수 있는 슈트 분리기를 배치하여 이루어지는 내연기관의 배기가스 재순환 장치를 제공한다.

슈트, EGR 밸브

Description

내연기관의 배기가스 재순환 장치{EXHAUST GAS RECIRCULATION FOR INTERNAL COMBERSTION ENGINE}

도 1은 본 발명에 의한 배기가스 재순환장치의 구성도.

도 2는 본 발명에 적용되는 슈트 분리기 필터의 단면도.

도 3은 종래 배기가스 재순환 장치의 구성도이다.

본 발명은 내연기관의 배기가스 재순환 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 EGR 밸브의 상류측에 슈트(SOOT)를 분리 제거할 수 있는 슈트 분리기를 적용하여 EGR 밸브를 포함하는 흡기계통에 슈트가 퇴적되는 것을 방지할 수 있도록 한 내연기관의 배기가스 제순환 장치에 관한 것이다.

예컨대, 자동차의 동력원으로 사용되는 내연기관은 연료와 공기를 연소실로 유입시켜 이를 압축 폭발시킴으로써, 피스톤을 상하 왕복 운동시키고, 이의 상,하 왕복운동을 크랭크 기구로서 회전운동으로 변환시켜 회전동력을 얻게 된다

이러한 내연기관에 있어서의 배기가스에는 질소산화물(NOx)이 다량 포함되어 대기오염의 주요인이 되는 바, 최근에는 배기가스의 규제가 더욱 더 엄격해지고 있 는 실정이다.

그에 일환으로 배기가스중에 포함되어 있는 질소 산화물을 감소시키는 수단으로 배가가스 일부를 흡기계통에 다시 유입시켜 혼합기가 연소될 때 최고 온도를 낮추어 질소 산화물의 생성량을 적게 하는 배기가스 재순환 장치를 적용하고 있다.

이와같은 배기가스 재순환장치를 형성함에 있어서, 종래에는 도 3에서와 같이, 배기계통과 흡기계통 사이에 배기가스의 일부를 흡기계통으로 유입시킬 수 있는 관로(102)를 형성하되, 상기 관로(102)상에는 미도시한 제어기구에 의해 개폐될 수 있는 EGR 밸브(EXHAUST GAS RECIRCULATION VELVE, 104)를 배치하고 있다.

그리고 상기 관로(102)의 일측단은 배기 매니폴드(106)에 연결되고, 타측단은 흡기계통의 인터쿨러(108)의 상류측에 연결된다.

이에 따라 흡입공기는 터보챠저(110)에서 가압되어 인터쿨러(108)로 보내지면 이의 인터쿨러(108)에서 냉각되어 흡기 매니폴드(112)를 통해 내연기관(114)의 연소실로 공급된다.

이러한 흡입과정에서 엔진의 운전영역에 따라 배기가스를 재순환시키고자 할 때에는 상기 EGR 밸브(104)가 개방 제어되면서 배기 매니폴드(106)내를 흐르는 배기가스를 의 일부를 흡기계통으로 유입시켜 연소시키게 됨으로써, 질소산화물의 생성을 억제하는 것이다.

그러나 상기와 같이 배기가스 재순환 장치에 있어서는, 단순히 배기가스를 필요에 따라 흡기계통으로 유입시킬 수 있도록 구성하고 있는 바, 배기가스에 포함 되어 있는 슈트를 제거할 수 없다는 문제점을 내포하고 있다.

상기와 같이 배기가스에 포함되어 있는 슈트를 분리 제거하지 않고 순환시키는 경우에는 EGR 밸브에 흡착되어 EGR 제어를 불가능하게 하거나, 흡기 매니폴드상의 SCV(Swirl Control Valve)에 퇴적되어 SCV 컨트롤이 불가능해지는 현상을 유발하여 연소실에 유입되는 흡기의 유동 특성 제어 불능으로 연결되어 연소 불안, 엔진 부조화 현상등을 유발하게 한다는 문제점을 내포하고 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 배기가스의 재순환 과정에서 배기가스에 포함되어 있는 슈트를 제거함으로써, EGR 제어는 물론 SCV 제어가 원활하게 이루어지도록 하여 내연기관의 성능을 향상시킬 수 있도록 한 내연기관의 배기가스 재순환 장치를 제공하려는 것이다.

이를 실현하기 위하여 본 발명은, 배기가스의 일부를 흡기계통으로 재순환시키는 배기가스 재순환 장치를 형성함에 있어서,

배기 매니폴드와 인터쿨러 상류 사이를 관로로서 연결하되, 상기 관로상에 전자제어유닛에 의해 제어되는 EGR 밸브를 배치하고, 상기 EGR 밸브의 상류측에 배기가스에 포함되어 있는 슈트등의 이물질을 분리 제거할 수 있는 슈트 분리기를 배치하여 이루어지는 내연기관의 배기가스 재순환 장치를 제공한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 의한 배기가스 재순환 장치의 구성도로서, 먼저 흡, 배기계통의 구성을 살펴보면 다음과 같다.

내연기관(2)의 배기 매니폴드(4)를 통해 배출되는 배기가스의 배출압에 의하여 터보챠저(6)의 터빈(8)이 회전하면서 그 반대측의 컴프레셔(10)를 회전시키게 된다.

그러면 흡입 공기는 상기 컴프레셔(10)에 의하여 가압되어 유입되는 흡입공기를 냉각시켜 주는 인터쿨러(12)로 공급되어 냉각되며, 이의 인터 쿨러(12)에서 냉각된 흡입공기는 흡기 매니폴드(14)를 통해 연소실로 유입된다.

이러한 흡, 배기 계통에 있어서, 배기가스 재순환 장치는 상기 흡기계통과 배기계통 사이에 배치된다.

즉, 상기 배기 매니폴드(4)와 인터쿨러(12) 상류 사이를 연통시킬 수 있는 관로(20)를 형성하되, 상기 관로(20)상에는 전자제어유닛(ECU)에 의하여 제어되는 EGR 밸브(22)가 배치되고, 상기 EGR 밸브(22)의 상류측에는 배기가스에 포함되어 있는 슈트등의 이물질을 분리 제거할 수 있는 슈트 분리기(24)가 배치된다.

이에 따라 상기 관로(22)를 통해 흡기계통으로 재순환되는 배기가스는 상기 슈트 분리기(24)에서 각종 이물질이 제거된 후 EGR 밸브(22)를 통해 흡기계통으로 유입되는 것이다.

그리고 상기 슈트 분리기(24)는 도 2에서와 같이, 하측이 개구되는 원통형의 상측 커버(30)와, 원추형 원통부재로 이루어져 상기 상측부재(30)의 하측에 결합되는 하측 커버(32)로 이루어진다.

상기 상측 커버(30)의 측면부에는 유입관(34)이 연결되는데, 이의 유입관(34)은 유입가스가 내벽을 타고 흐를 수 있도록 편심되어 배치된다.

또한 상측 커버(30)의 상면 중앙부에는 수직으로 배출관(36)이 형성되는데, 그 하단부가 상측 커버(30)의 하단부까지 위치하게 된다.

그리고 상기 하측 커버(32)는 개방되어 관로(38)로서 배기 파이프(40)와 연통되는데, 상기 관로(38)에는 전자제어유닛(ECU)에 의하여 제어되는 드레인 밸브(42)가 배치된다.

이에 따라 흡기계통으로 유입되는 배기가스가 상기 유입관(34)을 통해 상부 커버(30)의 내측으로 유입될 때, 벽면을 향해 유입되는 바, 내부를 선회하면서 하강하였다가 반전 상승하여 배출관(36)을 통해 EGR밸브(22)로 유입된다.

상기와 같이 슈트 분리기(24)의 내부로 유입되는 배기가스가 선회하면서 하강하는 과정에서 슈트와 같은 이물질이 원심력에 의하여 침강함으로써, 슈트가 분리되는 것이다.

그리고 분리된 슈트는 드레인 밸브(42)의 개방 제어시 배기계통으로 유입 배출된다.

이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 흡기계통으로 재순환되는 배기가스에 포함되어 있는 슈트와 같은 이물질을 분리 제거한 한 후 재순환이 이루어지도록 함으로써, 배기가스에 포함된 슈트등이 EGR 밸브에 흡착되어 EGR 제어를 불가능하게 하거나, 흡기 매니폴드상의 SCV에 퇴적되는 것을 방지하여 EGR 제어는 물론 SCV 제어 가 원활하게 이루어지도록 하여 내연기관의 성능을 향상시킬 수 있는 발명인 것이다.

Claims

배기가스의 일부를 흡기계통으로 재순환시키는 배기가스 재순환 장치를 형성함에 있어서,

배기 매니폴드와 인터쿨러 상류 사이를 관로로서 연결하되, 상기 관로상에 전자제어유닛에 의해 제어되는 EGR 밸브를 배치하고, 상기 EGR 밸브의 상류측에 배기가스에 포함되어 있는 슈트등의 이물질을 분리 제거할 수 있는 슈트 분리기를 배치하여 이루어짐을 특징으로 하는 내연기관의 배기가스 재순환 장치.
제1항에 있어서, 슈트 분리기는 유입관과 배출관이 배치되고 하측이 개구되는 원통형의 상측 커버와;

원추형 원통부재로 이루어져 대직경부가 상기 상측부재의 하측에 결합되는 하측 커버를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 내연기관의 배기가스 재순환 장치.
제2항에 있어서, 상측 커버의 유입관은 유입가스가 내벽을 타고 흐를 수 있도록 측벽에 편심되어 배치되고, 배출관은 상기 상측 커버의 상면 중앙부에 수직으로 배치하되, 그 하단부가 상측 커버의 하단부까지 위치할 수 있도록 형성함을 내연기관의 배기가스 재순환 장치.
제2항에 있어서, 하측 커버는 하측이 개방되어 관로로서 배기 파이프와 연통되고, 상기 관로에는 전자제어유닛에 의하여 제어되는 드레인 밸브가 배치됨을 특징으로 하는 내연기관의 배기가스 재순환 장치.