KR950012138B1 - 자동차 배기개스의 촉매 컨버터 재통과 장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

자동차 배기가스의 촉매 컨버터 재통과 장치

제1도는 종래의 촉매 컨버터 방식을 채용한 배기개스 정화장치를 개시하는 도면.

제2도는 본 발명에 따른 자동차 배기가스의 촉매 컨버터 재통과 장치를 도시하는 도면.

제3도는 본 발명에 따른 장치의 제어를 도시하는 흐름도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

3 : 촉매 컨버터 5 : 순환 도관

6 : 배기개스 펌프 9 : 다이어프램

10 : 스프링 12 : 진공통로

13 : 솔레노이드 밸브

본 발명은 배기가스의 촉매 컨버터 재통과 장치, 더욱 상세하게는 촉매 컨버터를 채용하는 자동차에 있어서 컨버터의 촉매가 정화에 적정한 온도에 도달되지 않은 동안에 촉매 컨버터를 통과하는 배기개스를 촉매컨버터 앞쪽으로 보내서 다시 촉매 컨버터를 통과하게 하여 배기개스를 정화시켜 주는 촉매 컨버터 재통과 장치에 관한 것이다.

자동차의 배기개스로 인한 대기 오염 문제는 환경 위생에 점점 더 심각한 위협이 되고 있으며, 이에 따라 자동차 배기개스에 대한 규제도 전 세계적으로 점점 더 엄격해지고 있다. 이러한 상황하에서 배기개스 중의 유해성분을 제거하기 위한 여러가지 조치가 제안되고 있는데, 그 중에 대표적인 것이 컨버터 방식의 배기개스 정화장치이다.

제1도는 종래의 촉매 컨버터 방식의 배기개스 정화장치를 도시한 도면이다. 제1도에 있어서, 참조 번호(1)은 자동차의 엔진을 지시한다. 엔진(1)에는 배기개스를 배출시키기 위한 배기 다기관(2)이 설치되어 있고, 배기 다기관(2)에는 배기개스의 정화에 사용되는 촉매가 충진되어 있는 촉매 컨버터(3)가 연결되어 있다. 촉매 컨버터(3) 다음에는 소음기(4)가 설치되어 있다.

상기한 구조에 의하여, 엔진(1)에 유입된 혼합기는 엔진에서 압축행정과 팽창 행정을 거친후에 배기 행정에 의해 배기 다기관(2)을 통해 엔진(1)으로 부터 배출된다. 상기 배기 다기관(2)을 조금 지난 배기관 개스는 촉매 컨버터(3)로 유입하게 되고, 이 촉매 컨버터(3)내에서 촉매의 작용에 의해 배기개스내의 유해성분을 산화와 또는 환원하여 배기개스의 정화를 실현시켜준다.

그러나 상기한 촉매가 기능을 발휘하기 위해서는 촉매가 일정 온도에 도달하는 것이 필요한데 이 온도를 라이트-오프 온도(Light-off Temperature)라고 하고, 이때까지 걸리는 온도를 라이트-오프 시간(Light-off Time)이라 한다. 상기 라이트-오프 온도는 250∼300℃ 정도이며, 라이트-오프 타임은 촉매의 위치에 따라 약간씩 다르지만 60∼120초에 달한다. 따라서, 촉매의 온도가 라이트-오프 온도에 도달하기 전인 라이트-오프 타임 중에는 촉매가 재기능을 다 발휘하지 못하게 된다. 배출가스 수준을 측정하는 LA-4 모드의 경우, 이 라이트-오프 온도에 도달하기 전에 유해성분의 80∼90%가 발생하기 때문에 이때 발생하는 유해성분을 제거하기 위한 조치가 시급히 요청되었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 촉매가 기능을 발휘하기 위해 필요한 온도에 도달하기 전에 촉매 컨버터를 통과하여 배출되는 배기개스를 촉매 컨버터의 앞쪽으로 보내서 다시 촉매 컨버터를 통과시킴으로서 배기개스를 정화시킬 수 있는 배기개스의 촉매 컨버터 재통과 장치를 제공하는 것이다.

이상과 같은 목적을 실현하기 위해서, 촉매의 라이트-오프 도달여부를 측정할 수 있는 센서를 설치하여 ECU의 입력단에 접속시켜주고, 촉매 컨버터의 전후에 연통되는 순환 도관을 설치하고, 촉매 컨버터의 후방에 연통되는 순환 도관의 입구측에 ECU의 제어에 의해 작동되는 배기개스 펌프를 설치해 주고, 상기 순환 도관의 촉매 컨버터의 전방측에는 밸브를 설치하여 스프링에 탄지된 다이어프램에 연결된 밸브체에 의해 순환 도관을 개폐하도록 구성하고, 상기 밸브체의 대향측에는 솔레노이드 밸브를 개재하여 흡기 다기관의 진공이 전달될 수 있는 진공 통로를 설치하며, 또한 상기 솔로네이드 밸브는 상기 진공 통로를 ECU의 제어의 의해 개폐하도록 설치하여, 라이트-오프트 온도도달전에 촉매 컨버터를 통하여 배기개스중의 일부를 다시 지나가게 된다.

이하에서 본 발명의 양호한 실시예를 첨부한 제2도와 제3도에 관련하여 상세히 설명해 보기로 한다. 상기 도면에서 제 1도와 동일한 구성 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여한다.

제2도는 본 발명에 따른 배기개스의 촉매 컨버터 재통과 장치를 도시한 도면이다. 촉매 컨버터(3)의 전후에는 기존의 관에 연통하여 순환 도관(5)을 설치한다. 상기 순환 도관(5)의 촉매 컨버터의 후방측에는 배기개스 펌프(6)을 설치하고 예를들어, 촉매의 라이트-오프 온도도달여부를 측정할 수 있는 배기개스 온도센서 또는 냉각수온 감지센서(도시생략)에 접속된 ECU의 출력단과 연결해 준다. 상기 순환 도관(5)의 촉매 컨버터 전방측에는 관의 개폐를 위한 밸브(7)를 설치해 준다. 상기 밸브(7)는 격판의 구멍을 상하 운동에 의해 개폐할 수 있는 밸브체(8)를 부착한 다이어프램(9)을 밸브(7)의 상부에 스프링(10)을 탄지하여 구성해 준다. 격판 구멍의 약간 하부에는 배기개스의 역류를 방지하기 위해 리드 밸브(11)를 설치해 준다. 밸브체(8)의 대향하는 밸브 벽에는 흡기 다기관의 진공을 전달하는 진공통로(12)가 연결된다. 상기 진공통로(12)에는 ECU의 출력단에 연결되어 ECU의 제어신호에 따라 상기 통로(12)를 개폐해 주는 솔레노이드 밸브(13)가 설치된다.

상기한 본 발명의 구조에 따르면, 엔진(1)에 유입된 혼합기는 엔진에서의 압축행정과 팽창 행정을 거친후에 배기 행정에 의해서 배기 다기관(2)를 통해 엔진(1)으로부터 배출된다. 상기 배기 다기관(2)을 조금 지난 배기개스는 촉매 컨버터(3)로 유입되게 되고, 이때 촉매의 온도가 적정온도(라이트-오프 온도)보다 낮으면 배기개스는 정화되지 못한채 촉매 컨버터(3) 밖으로 유출되고, 촉매가 적정 온도 이상이 되면 정화되어 유출되게 된다.

제3도는 본 발명에 따른 구성의 작동을 보여주는 도면으로서, 촉매의 온도와 상관 관계에 있는 냉각 수은 Tw를 ECU에서 검출하여 설정치 C₁(단, 설정치 C₁(단, 설정치 C₁은 촉매의 기능을 발휘하기에 적합한 온도)과 비교하여 액츄에이터인 배기가스 펌프(6)와 솔레이노이드 밸브(10)에 제어 신호를 보내준다. 즉, 냉각 수온 Tw가 설정치 C₁보다 작으면, 배기개스 펌프(6)를 작동시켜 정화되지 않은 채 촉매 컨버터(3) 밖으로 유출되는 배기개스가 일부 순환 도관(5)으로 유입되게 하고, 한편 솔레노이드 밸브(13)에도 제어 신호를 보내 흡기다기관의 진공이 진공통로(12)를 통해 다이어프램(9)에 미치게하고, 다이어프램(9)은 탄지하고 있는 스프링(10)의 탄성력을 극복하고 위로 올라가게 된다. 이에 따라 상기 다이어프램(9)에 부착된 밸브체(8)도 상승하게 되어 순환관로(5)가 개방되게 된다. 따라서, 배기개스는 다시 촉매 컨버터(3)로 유입되게 되고, 결국 적정 온도로 가온된 촉매에 의해서 정화되게 된다. 냉각수온 Tw가 설정치 C₁이상이며, ECU는 배기개스펌프(6)의 작동을 중지시키고 또 솔레노이드 밸브를 닫아주어 배기개스가 재 순환하지 않고 바로 차밖으로 배출되게 한다.

Claims (1)

1. 촉매 컨버터 방식을 채용하는 자동차에 있어서, 촉매의 라이트-오프 도달여부를 측정할 수 있는 센서를 설치하여 ECU의 입력단에 접속시켜 주고, 촉매 컨버터(3)의 전후에 연통되는 순환 도관(5)을 설치하고, 촉매 컨버터(3)의 후방에 연통된 순환 도관(5)의 입구측에 ECU의 제어에 의해서 작동되는 배기개스펌프(6)를 설치해 주고, 상기 순환 도관(5)의 촉매 컨버터(3) 전방측에는 스프링(10)에 탄지된 다이어프램(9)에 연결된 밸브체(8)에 의해 도관(5)을 개폐가능하도록 밸브(7)를 구성하여 설치하고, 상기 밸브체(8)의 대향측에는 솔레노이드 밸브(13)를 개재하여 흡기 다기관의 전공을 전달할 수 있는 진공 통로(12)를 설치하고, 또한 상기 진공 통로(12)를 ECU의 제어에 의해 개폐하도록 상기 솔레노이드 밸브(13)를 ECU의 출력단에 연결하여 구성한 것을 특징으로 하는 배기개스의 촉매 컨버터 재통과 장치.

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