KR970001013Y1 - 자동차 배기가스저감용 2차공기 공급장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

자동차 배기가스저감용 2차공기 공급장치

제1도는 본 고안에 따른 장치의 개략적 구성도.

제2도는 종래 관련장치의 개략적 구성도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 엔진 2 : 공기정화기

3 : 배기매니폴드 4 : 에어펌프

5 : 개폐밸브 6 : 첵크밸브

7 : 연결도관 8 : 분사노즐

9 : 흡기매니폴드 10 : 솔레노이드밸브

11 : 연결도관 12 : 수온센서

13 : 전자제어부

본 고안은 자동차 배기가스중의 유해성분을 저감시키기 위한 2차 공기공급장치에 관한 것으로, 특히 엔진의 가동상태에 따라 2차공기의 공급이 적절히 조절될 수 있도록 한 자동차 배기가스저감용 2차공기 공급장치에 관한 것이다.

일반적으로 내연기관을 구동원으로 사용하는 자동차에서는 연료를 연소시킬때 발생되는 배기가스중에 인체 및 생체에 유해한 일산화탄소(CO) 및 탄화수조(HC)등이 혼합되어 있는데, 환경오염문제의 심각화로 인해 점차 이러한 배기가스중의 유해성분 함유량을 강하게 규제하고 있다.

이에 따라 차량의 제작 특히 엔진제작시에 이 엔진의 가동에 따라 발생되는 배기가스중에 함유되어 배출되는 유해성분을 줄이기 위한 종래의 방법중의 하나로서, 고온의 배기가스중에 신선한 공기를 주입하여 부분적으로 재연소 또는 촉매에 의한 산화반응시킴으로써 유해성분의 함유량을 저감시키도록 한 것이 있다.

상기한 바의 방법은 실현시키는 장치로서는 제2도에 도시된 바와 같이 엔진의 작동에 필요한 공기를 공급하는 흡기매니폴드(21)에 연결된 공기정화기(22)가 연결도관(24)을 매개로 연소후 발생된 배기가스를 배출하는 배기매니폴드(23)에 연결되되, 상기 배기매니폴드(23)에 연결된 연결도관(24)과 일체로된 공기정화기(22)내에는 필터(26)와, 온도에 따라 변형되어지는 바이메탈판(25a)을 갖춘 바이메탈식게이트(25)가 구비되어진 구조로 된것이 있다.

이러한 종래의 장치는 엔진이 가동되어 열이 발생하면 이 열이 상기 바이메탈식게이트(25)에 전달되어 바이메탈판(25a)이 개방작동되면, 상기 공기정화기(22)와 배기매니폴드(23)가 서로 연통되게 되고, 이러한 연통상태에서 배기매니폴드(23)를 통해 배기가스가 빠져나가면 관속을 유체가 빠르게 흐를때 내부의 압력이 저하되는 현상과 같이, 상기 배기매니폴드(23)에 연결된 연결도관(24)내의 압력이 상대적으로 높게되어 공기정화기(22)속에 공기가 필터(26)를 거쳐 배기매니폴드(23)로 유입되게 되어 있다.

따라서 상기 종래 장치는 엔진이 초기작동된 후 소정온도이상의 열을 발생하여야만 비로소 상기 바이메탈식게이트(25)가 개방되면서 공기정화기(22)와 배기매니폴드(23)를 연통시켜 주게 되므로, 이 바이메탈식게이트(25)가 개방될 수 있는 이하의 온도에서는 공기정화기(22)에서 부터 배기매니폴드(23)가 개방될 수 있는 이하의 온도에서는 공기정화기(22)에서부터 배기매니폴드(23)로 2차공기가 흡입되지 못하게 된다.

그런데, 일반적으로 엔진이 가동된 초기에는, 즉 엔진의 온도가 낮을 때에 연료가 완전하게 연소되지 않아 이 배기가스중에 상기한 유해성분이 많이 함유됨에도 불구하고, 일정온도 이상에서 반응되어지는 바이메탈판(25a)이 작동되지 않게 되므로 공기정화기(22)내의 신선한 공기가 연결도관(24)을 통해 배기매니폴드(23)로 유입되지 못하게 되어, 배기가스에 신선한 공기를 주입하여 부분적으로 재연소 또는 촉매에 의한 산화반응시킴으로써 유해성분의 함유량을 저감시킬 수 없게 되므로 엔진시동초기에는 그 효과를 발휘할 수 없게 된다.

그리고, 엔진이 가동된 후 엔진의 온도가 소정치 이상으로 되어 상기 바이메탈식게이트(25)가 개방되고 나면, 배기매니폴드(23)내부를 따라 빠른속도로 흐르는 배기가스에 의해 낮아진 압력으로 연결도관(24)을 통해 계속하여 배기매니폴드내부로 신선한 2차공기가 유입되게 되므로, 엔진이 충분히 가동된 후에는 거의 완전연소에 가까운 상태임에도 불구하고, 신선한 2차공기가 계속공급되어 과대 공기공급으로 인한 배기시스템의 내구성에 문제가 생길 수도 있었다.

이에 본 고안은 상기한 바의 제문점을 해소시켜 엔진이 일정온도이사의 낮은 온도를 갖는 상태일때만 배기매니폴드속으로 2차공기를 강제공급시키게 되어 시동초기에 배기가스중의 탄화수소 및 일산환탄소량을 저감시킬 뿐만 아니라, 엔진이 정상가동된후에는 배기매니폴드로 2차공기를 공급시키지 않게 되어 과대공기공급으로 인해 발생될수 있는 내구성문제로부터 배기시스템을 보호할 수 있도록 한 자동차 배기가스저감용 2차공기 공급장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 공기정화기와 배기매니폴드가 에어펌프와 개폐밸브 및 첵크밸브를 매개하여 연통되고, 상기 개폐밸브는 흡기매니폴드와 솔레노이드밸브를 매개하여 연통되며, 상기 솔레노이드밸브의 솔레노이드는 엔진블럭에 설치된 수온센서와 전자제어부를 통해 전기적으로 연결된 구조로 되어 있다.

이러한 구조에서 엔진시동후 엔진이 냉각상태인 초기에는, 상기 공기정화기와 배기매니폴드사이가 연통되게 되어, 에어펌프가 가동되면서 공기정화기에서 부터 배기매니폴드속으로 2차공기를 주입시키고, 엔진이 가동된후 소정온도이상이 되면 상기 수온센서가 이 온도를 감지하여 전자제어부에 전기적 신호로 입력하게 되고 이에 따라 상기 솔레노이드밸브의 솔레노이드가 작동되면서 배기매니폴드와 개폐밸브사이를 폐쇄시키게 되므로, 이 개폐밸브에 공기흡입력이 가해지지 않게 되어 공기정화기와 배기매니폴드사이의 연통을 차단시켜, 상기 공기정화기에서 부터 배기매니폴드로 2차공기가 주입되지 못하도록 되어 있다.

이하 본 고안을 첨부된 예시도면을 참조하여 설명한다.

본 고안은 제1도에 도시된 바와 같이, 자동차의 엔진(1)가동에 필요안 공기를 정화해주는 공기정화기(2)와, 상기 엔진(1)에서 연소된 연료의 배기가스가 배출되는 배기매니폴드(3) 사이에 에어펌프(4)와 개폐밸브(5) 및 첵크밸브(6)가 직렬로 배치되고, 이들 에어펌프(4)와 개폐밸브(5) 및 첵크밸브(6)는 연결도관(7)에 의해 상호 연통되어 있으며, 이 연결도관(7)의 상기 배기매니폴드(3) 쪽 선단에는 에어펌프(4)에서 펌핑된 공기를 배기매니폴드(3)속으로 분사주입해 주는 분사노즐(8) 설치되어 있다.

여기서 에어펌프(4)는 전기적으로 가동되면서 상기 공기정화기(2)로 부터 공기를 흡입하여 개폐밸브(5)와 첵크밸브(6)를 거쳐 배기매니폴드(3)속으로 강제 주입시키도록 되어 있고, 상기 개폐밸브(5)는 에어펌프(4)와 첵크밸브(6)사이의 연결도관(7)을 개폐시키면서 에어펌프(4)에서 공급되어온 2차공기의 흐름을 첵크밸브(6)쪽으로 연통 또는 차단시키도록 될 뿐만 아니라, 상기 첵크밸브(6)는 개폐밸브(5)쪽에서 이송되어온 2차공기를 배기매니폴드(3)쪽으로만 이송해주고 이 배기매니폴드(3) 내부를 따라 흐르는 배기가스 개폐밸브(5) 및 에어펌프(4)쪽으로 역류하지 못하도록 한다.

그리고, 상기 개폐밸브(5)는 흡기매니폴드(9) 내부의 부압을 적용받아 개폐작동하도록 된 것으로서, 이 개폐밸브(5)의 작동스푸울체임버(5a)와 상기 흡기매니폴드(9)사이가 연결도관(11)으로부터 연통되고, 이 연결도관(11)에 구비된 솔레노이드(10)의 개폐작동에 따라 흡기매니폴드(9)에서 발생된 부압이 상기 개폐밸브(5)의 작동스푸울체임버(5a)로 전달되어 지게되고, 이 작동스푸울체임버(5a)에 의해 상기 개폐밸브(5)가 개폐작동되어지므로, 상기 에어펌프(4)와 첵크밸브(6)사이의 연결도관(7)이 개폐되도록 되어 있다.

또한 상기 솔레노이드밸브(10)의 솔레노이드(10a)는 엔진(1)블럭에 설치된 수온센서(12)와 전자제어부(13)를 통해 전기적으로 연결되어, 상기 수온센서(12)에 감지된 전기적신호가 전자제어부(13)에 입력되면, 이 전자제어부(13)에서 상기 솔레노이드밸브(10)의 솔레노이드(10a)에 작동전류를 선택적으로 인가시켜 솔레노이드밸브(10)를 개폐작동시키도록 되어 있다.

이상과 같은 구조로 된 본 고안의 장치는 자동차의 엔진(1)이 일정온도 이하인 냉각상태일때, 즉 자동차가 처음 시동되어 엔진(1)이 아직 충분히 가열되지 않았을때는 엔진블럭내부를 따라 유동하는 냉각수의 온도가 충분하게 가온되지 않은 상태이므로 이 냉각수의 온도를 감지하느는 상기 수온센서(12)가 그에 부합되는 신호, 즉 엔진(1)이 소정온도(약 50℃)이하라는 신호를 상기 전자제어부(13)에 인가해 주게 되고, 이 전자제어부(13)는 수온센서(12)의 인가신호에 따라 상기 솔레노이드밸브(10)의 솔레노이드(10a)에 작동전류를 인가하여 이 솔레노이드밸브(10)를 개방시켜 주게 된다.

따라서, 상기 흡기매니폴드(9)내부의 부압이 솔레노이드밸브(10)를 통해 상기 개폐밸브(5)의 작동스푸울체임버(5a)에 전달되어져, 이 개폐밸브(5)의 스푸울(5B)을 잡아당김으로써 연결도관(7)의 상기 에어펌프(4)와 첵크밸브(6) 사이 부분을 개방연통시키게 된다.

그러므로 상기 에어펌프(4)가 가동되면서 공기정화기(2)로 부터 흡입한 공기를 상기 개방된 개폐밸브(5)와 첵크밸브(6) 및 주입노즐(8)을 통해 배기매니폴드(3)로 주입시켜 주게 된다.

이러한 상태로 엔진(1)이 가동되다가 설정온도(약 50℃)이상이 되면, 상기 수온센서(12)가 이를 감지하여 전자제어부(13)에 해당신호를 인가해 주고, 이 전자제어부(13)가 상기 솔레노이드밸브(16)의 솔레노이드(10a)에 인가되던 전류를 차단시켜주게 된다.

따라서 상기 솔레노이드밸브(10)는 흡기매니폴드(9)와 개폐밸브(5) 사이를 연통시키고 있는 연결도관(11)을 폐쇄시켜 흡기매니폴드(9)의 부압이 개폐밸브(5)의 작동스푸울체임버(5a)로 전달되지 못하게 하므로, 개폐밸브(5)의 스푸울(5b)이 스프링의 힘에 의해 아랫쪽으로 내려가면서 상기 연결도관(7)을 차단하여 에어펌프(4)에서 펌핑된 2차공기가 첵크밸브(6)쪽으로 전달되지 못하게 한다.

그러므로 엔진이 설정온도이상으로 되면 2차공기의 흐름이 배기매니폴드(3)속으로 주입되지 못하여, 과다 공기에 의한 배기시스템의 악영향을 줄여주게 된다.

한편, 상기한 바에서 필요에 따라 전자제어부(13)와 에어펌프(4)를 전기적으로 연결시키되, 이 에어펌프(4)가 상기 수온센서(12)의 온도감지에 따라 상기 솔레노이드밸브(10)의 솔레노이드(10a)와 동시에 온/오프 작동되게 함으로써 전류의 소모 및 에어펌프(4)의 지속적인 작동에 따른 공기압으로 인한 좋지 아니한 영향을 줄일 수가 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 고안은, 엔진시동 초기에 일정온도이하인 엔진의 냉각상태일때마다 공기정화기내의 신선한 공기인 2차공기가 배기매니폴드속으로 주입되어 배기가스의 유해성분이 함유되는 량을 저감시킬 뿐만 아니라, 엔진이 일정시간 가동된후 엔진의 온도가 소정 설정온도이상일 때에는 2차공기의 주입을 차단시킴으로써, 거의 완전연소에 따라 불필요하게 된 2차공기의 유입에 의한 배기시스템의 내구성 저하를 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. (정정)흡기매니폴드에 연결된 자동차의 공기정화기가 연결도관을 매개로 배기매니폴드에 연결되어져 엔진시동후 발생되어 배출되는 고온의 배기가스에 의해 상기 공기정화기의 신선한 2차공기가 상기 배기매니폴드로 주입되도록 된 자동차 배기가스저감용 2차공기 주입장치에 있어서, 상기 공기정화기(2)와 배기매니폴드(3)가 에어펌프(4)와 개폐밸브(5) 및 첵크밸브(6)를 매개로 연통되되, 상기 개폐밸브(5)에는 흡기매니폴드(9)에 연결된 솔레노이드밸브(10)를 통해 유입되어지는 공기압력에 의해 개폐작동되어지는 작동스푸울체임버(5a)가 구비되는한편, 상기 솔레노이드밸브(10)를 솔레노이드(10a)는 엔진블럭에 설치된 수온센서(12)와 전자제어부(13)를 통해 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 자동차 배기가스점감용 2차공기 공급장치.
2. (정정)제1항에 있어서, 상기 에어펌프(4)가 솔레노이드밸브(10)와 전자제어부(13)에 병렬연결된 것을 특징으로 하는 자동차 배기가스저감용 2차공기 공급장치.