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KR101461891B1 - 배기가스 연소 장치 - Google Patents

배기가스 연소 장치 Download PDF

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KR101461891B1
KR101461891B1 KR1020130018169A KR20130018169A KR101461891B1 KR 101461891 B1 KR101461891 B1 KR 101461891B1 KR 1020130018169 A KR1020130018169 A KR 1020130018169A KR 20130018169 A KR20130018169 A KR 20130018169A KR 101461891 B1 KR101461891 B1 KR 101461891B1
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Abstract

본 발명은 전자식 CVVT를 적용하여 배기 타이밍을 더욱 선행시킬 수 있는 배기가스 연소 장치에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 배기가스 연소 장치는, 엔진에 공급되는 공기가 통과하도록 구비된 공기 공급 통로; 상기 엔진의 배기가스를 배기통로에 전달하도록 구비된 배기매니폴드; 상기 공기 공급 통로를 통과하는 공기 중 일부가 상기 배기매니폴드에 공급되도록 상기 공기 공급 통로와 상기 배기매니폴드를 연결하는 공기 분사 통로; 및 상기 공기 분사 통로 상에 배치되고, 상기 공기 분사 통로를 선택적으로 개폐하는 공기 밸브; 를 포함할 수 있다.
상기 배기매니폴드에 공기가 공급됨에 따라 배기가스 중의 미연소 가스를 연소시킬 수 있다.

Description

배기가스 연소 장치{EXHAUST GAS COMBUSTION SYSTEM}
본 발명은 배기가스 연소 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전자식 연속 가변 밸브 타이밍 장치를 이용한 엔진의 배기가스 연소 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 연속 가변 밸브 타이밍 장치(CVVT: continuous variable valve timing)는 엔진의 밸브 개폐 시기를 조절하는 장치이다. 특히, 상기 CVVT가 주행조건에 따라 흡기밸브를 제어함으로써, 엔진의 출력 및 연비가 향상되고, 배기가스가 줄어들 수 있다.
이러한 배기 및 흡기밸브의 개폐는 캠 샤프트의 회전에 의해 수행된다.
일반적인 CVVT는 유압식인 베인 타입(vane-type)의 CVVT이다. 베인 타입의 CVVT는 작은 공간에 구비되고, 저렴한 장점이 있다.
그러나, 상기 베인 타입(vane-type)의 CVVT는 엔진의 윤활유를 작동유로 사용하기 때문에 오일의 압력이 낮은 상태에서, 빠르고 정확한 응답을 기대하기 어려운 단점이 있다. 특히, 엔진의 아이들 상태, 고온 상태, 및 출발 상태 등 엔진오일의 압력이 충분하지 않은 경우, 캠 샤프트의 상대적인 위상 변동이 어렵고, 배기가스의 과다한 유출이 발생하기도 한다. 또한, 냉간 시동 시 오일의 압력 미달 및 오일의 점도 과다 등에 의해 유압식 CVVT는 작동이 불가능할 수 있다. 따라서, 로크 핀(lock pin)에 의해 고정된 파킹(parking) 위치에서 시동을 수행한다.
상기 유압식 CVVT가 사용되는 경우에는 배기 타이밍의 진각에 제한이 있을 수 있다. 다시 말해, 상기 유압식 CVVT는 안정된 아이들(idle)이 가능한 최진각 위치를 설정하고, 상기 최진각 위치로부터 밸브 타이밍을 지각시키는 방식으로 밸브 타이밍을 제어한다. 따라서, 안정된 아이들 성능의 확보를 위해 상기 최진각 위치가 제한된다.
상기 유압식 CVVT가 사용되는 경우와 같이 상기 최진각 위치가 제한되면, 연료의 후 분사를 위한 추가적인 장치 또는 제어의 설계가 요구될 수 있다. 여기서, 연료의 후 분사는 배기가스에 포함된 연소실에서 연소되지 않은 미연소 가스의 완전연소를 위하여 배기가스에 2차적으로 연료를 분사하는 과정을 말한다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 전자식 CVVT를 적용하여 배기 타이밍을 더욱 선행시킬 수 있는 배기가스 연소 장치를 제공하는 것이다.
또한, 배기가스에 포함된 미연소 가스가 완전히 연소되도록 2차 공기분사가 수행되는 배기가스 연소 장치를 제공하는데 다른 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 배기가스 연소 장치는, 엔진에 공급되는 공기가 통과하도록 구비된 공기 공급 통로; 상기 엔진의 배기가스를 배기통로에 전달하도록 구비된 배기매니폴드; 상기 공기 공급 통로를 통과하는 공기 중 일부가 상기 배기매니폴드에 공급되도록 상기 공기 공급 통로와 상기 배기매니폴드를 연결하는 공기 분사 통로; 및 상기 공기 분사 통로 상에 배치되고, 상기 공기 분사 통로를 선택적으로 개폐하는 공기 밸브; 를 포함할 수 있다.
상기 배기매니폴드에 공기가 공급됨에 따라 배기가스 중의 미연소 가스를 연소시킬 수 있다.
상기 배기가스 연소 장치는, 상기 엔진의 배기가스가 상기 배기매니폴드로 배출되는 배기 타이밍을 제어하는 전자식 CVVT를 더 포함할 수 있다.
전기적으로 제어되는 상기 전자식 CVVT는 배기 타이밍을 진각시키도록 작동될 수 있다.
상기 배기가스 연소 장치는, 상기 공기 공급 통로에 고압의 공기를 유입시키는 수퍼 차저를 더 포함할 수 있다.
상기 수퍼 차저에 의해 상기 공기 공급 통로에 고압의 공기가 흐름으로써, 상기 공기 밸브가 개방되면 상기 공기 공급 통로의 공기가 자연적으로 상기 공기 분사 통로에 유입될 수 있다.
상기 배기매니폴드에 흐르는 배기가스 중의 미연소 가스는 배기가스의 열에 의해 상기 배기매니폴드에 공급된 공기 중의 산소와 자연적으로 반응하여 연소될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 2차 공기분사에 의해 배기가스에 포함된 미연소 가스의 완전연소가 수행될 수 있다.
또한, 전자식 CVVT가 적용됨으로써 배기 타이밍의 진각이 용이해지고, 2차 공기분사에 의한 미연소 가스의 2차 연소 효율이 향상될 수 있다.
나아가, 2차 연소 효율이 향상됨에 따라 냉시동 시에 촉매가 신속하게 가열되고, 배기매니폴드에서 혼합기의 완전연소가 수행됨에 따라 배기가스 중에 포함된 대기오염 물질을 최소화시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배기가스 연소 장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전자식 CVVT에 의한 배기 타이밍의 진각을 보여주는 그래프이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배기가스 연소 장치의 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 배기가스 연소 장치에는 전자식(electronic) 연속 가변 밸브 타이밍 장치(20, CVVT: continuous variable valve timing)가 적용된다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 배기가스 연소 장치는 상기 전자식 CVVT(20) 이외에 에어클리너(50), 수퍼 차저(52), 터보차저(70), 인터쿨러(42), 및 공기 밸브(60)를 더 포함한다.
상기 전자식 CVVT(20)는 유압식 CVVT(도시하지 않음)의 여러가지 단점을 보완하기 위하여 전기적으로 제어되도록 개발된 장치이다. 도 1에는 엔진(10)의 배기 타이밍을 제어하는 배기 측의 전자식 CVVT(20)만이 도시되었지만, 상기 전자식 CVVT(20)는 엔진(10)의 흡기 타이밍을 제어하는 흡기 측의 전자식 CVVT를 포함할 수 있다.
상기 배기 측의 전자식 CVVT(20)는 배기 측의 캠축(22)과 연결되어 배기밸브(도시하지 않음)를 개폐하도록 상기 캠축(22) 상에 복수개가 배치된 캠(24)의 회전에 대한 진각 및 지각을 제어한다. 이러한 유압식 CVVT와 그것을 대체하도록 개발된 전자식 CVVT(20)는 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자(이하, 당업자)에게 자명하므로 더 이상의 자세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 에어클리너(50)는 엔진(10)에 흡입되는 공기 중의 먼지를 필터에 의해 제거시키고, 흡기음을 감소시키도록 기능한다.
상기 수퍼 차저(52)는 엔진(10)에 흡입되는 공기의 압력을 높이는 장치이다. 또한, 상기 에어클리너(50)에서 필터링된 공기는 상기 수퍼 차저(52)를 경유한다. 나아가, 상기 수퍼 차저(52)를 경유한 고압의 공기는 엔진(10)에 공급되도록 공기 공급 통로(54)에 유입된다. 한편, 상기 에어클리너(50)에서 필터링된 공기 중 일부는 선택적으로 상기 수퍼 차저(52)를 우회할 수 있다. 즉, 상기 수퍼 차저(52)를 경유하지 않는 바이패스 통로(56)에 의해 상기 에어클리너(50)와 상기 공기 공급 통로(54)를 직접적으로 연결될 수 있다.
상기 터보차저(70)는 상기 공기 공급 통로(54)에 유입된 공기를 전달받는다. 한편, 상기 터보차저(70)는 컴프레서(72) 및 터빈(74)를 포함한다. 또한, 상기 터빈(74)은 배기매니폴드(30)와 연결되고, 배기가스의 유동에 의해 회전한다. 나아가, 상기 컴프레서(72)는 상기 터빈(74)의 회전력에 의해 상기 공기 공급 통로(54)로부터 전달받은 공기를 압축하고, 압축된 공기를 엔진(10)에 공급한다.
상기 인터쿨러(42)는 상기 컴프레서(72)와 흡기매니폴드(40)의 사이에 배치된다. 즉, 상기 인터쿨러(42)는 상기 터보차저(70)에 의해 압축된 공기가 엔진(10)에 전달되도록 구비된 통로인 흡기통로(44) 상에 배치되며, 상기 압축된 공기를 냉각시킨다.
여기서, 상기 배기매니폴드(30)는 엔진(10)의 각 실린더에서 배출된 배기가스를 모아서 배기통로(32)로 보내는 통로이고, 상기 흡기매니폴드(40)는 흡기를 각 실린더에 안내하는 통로로서, 당업자에게 자명하다. 한편, 상기 수퍼 차저(52)는 전동식 터보차저이고, 상기 터보차저(70)는 기계식 터보차저일 수 있다.
상기 배기매니폴드(30), 상기 터보차저(70)의 터빈(74), 및 상기 배기통로(32)를 순차적으로 경유한 배기가스는 자동차의 외부로 배출된다. 또한, 상기 배기통로(32) 상에는 제1 촉매유닛(80) 및 제2 촉매유닛(82)이 배치될 수 있다. 나아가, 제1, 2 촉매유닛(80. 82)은 촉매를 이용하여 배기가스에 포함된 질소산화물 등의 대기오염 물질을 제거하도록 기능한다.
상기 공기 밸브(60)는 상기 배기매니폴드(30)에 선택적으로 공기를 공급하도록 구비된다. 또한, 상기 공기 밸브(60)는 상기 공기 공급 통로(54)와 상기 배기매니폴드(30)를 직접적으로 연결하는 공기 분사 통로(62) 상에 배치된다. 여기서, 상기 공기 분사 통로(62)는 엔진(10)의 연소실(도시하지 않음)에 공급되는 공기와는 별도로 상기 공기 공급 통로(54)에 흐르는 공기 중의 일부를 상기 배기매니폴드(30)에 분사하도록 구비된 통로이고, 상기 공기 밸브(60)는 상기 공기 분사 통로(62)를 선택적으로 개폐하는 밸브이다. 나아가, 상기 공기 밸브(60)가 개방되면, 상기 수퍼 차저(52)에 의해 고압이 형성되어 상기 공기 공급 통로(54)를 통하여 흐르는 고압의 공기가 자연적으로 상기 공기 분사 통로(62)로 유입된다. 즉, 상기 공기 밸브(60)의 작동에 따라 2차 공기분사가 수행된다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전자식 CVVT에 의한 배기 타이밍의 진각을 보여주는 그래프이다. 또한, 도 2에서는 배기밸브가 개방되는 배기 타이밍이 실선 및 점선으로 도시되었다. 여기서, 점선은 보통의 배기 타이밍을 나타내고, 실선은 전자식 CVVT(20)의 작동에 의해 진각된 배기 타이밍을 나타낸다. 나아가, 도 2의 가로축에는 피스톤의 상사점(TDC: top dead center) 및 하사점(BDC: bottom dead center)dl 표시되어 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 전자식 CVVT(20)의 작동에 따라 엔진(10)의 배기 타이밍이 진각된다. 이러한 전자식 CVVT(20)에 의해 진각된 배기는 밸브 타이밍의 최진각 위치가 제한되는 상기 유압식 CVVT에 의해 진각된 배기에 비하여 선행될 수 있다. 다시 말해, 상기 밸브 타이밍의 최진각 위치가 제한되는 상기 유압식 CVVT를 사용한 제어는 2차 공기분사에 의한 미연소 가스의 2차 연소 효율을 저하시킬 수 있다. 또한, 밸브 타이밍의 제어에 상기 전자식 CVVT가 사용되면, 유압식 CVVT가 사용되는 것에 비하여 배기 타이밍을 선행시키는 것이 가능하다.
앞에서 언급된 2차 공기분사는 배기가스에 포함된 미연소 가스를 상기 배기매니폴드(30)에서 2차적으로 연소시키도록 상기 배기매니폴드(30)에 공기를 분사하는 기술을 말한다. 여기서, 미연소 가스는 연소실에서 연소되지 않은 혼합기를 의미한다.
상기 공기 밸브(60)가 개방됨에 따라 상기 배기매니폴드(30)에 공기가 분사되면, 미연소 가스가 배기가스의 열에너지에 의해 상기 분사된 공기 중의 산소와 반응하여 자연적으로 2차 연소된다. 또한, 상기 배기매니폴드(30)에 고압의 공기가 분사됨에 따라 상기 자연적인 연소가 용이하다. 나아가, 상기 2차 공기분사에서 배기 타이밍을 안정적인 범위 내에서 최대한 진각시킴으로써, 상기 2차 연소의 효율이 증대될 수 있다.
상기 2차 연소의 효율에 대하여 자세히 설명하면 다음과 같다.
혼합기의 연소에 의해 발생된 열에너지는 피스톤의 운동에너지로 변환된다. 이 때, 배기 타이밍을 진각시키면 열에너지가 운동에너지로 변환되는 양이 줄어든다. 즉, 배기가스는 배기 타이밍의 진각에 의해 많은 열에너지를 보유할 수 있다. 따라서, 고온의 배기가스는 상기 배기매니폴드(30)에 분사된 공기와의 반응성이 향상되고, 상기 2차 연소의 효율이 증대된다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 2차 공기분사에 의해 배기가스에 포함된 미연소 가스의 완전연소가 수행될 수 있다. 또한, 전자식 CVVT(20)가 적용됨으로써 배기 타이밍의 진각이 용이해지고, 2차 공기분사에 의한 미연소 가스의 2차 연소 효율이 향상될 수 있다. 나아가, 2차 연소 효율이 향상됨에 따라 냉시동 시에 촉매가 신속하게 가열되고, 배기매니폴드(30)에서 혼합기의 완전연소가 수행됨에 따라 배기가스 중에 포함된 대기오염 물질을 최소화시킬 수 있다.
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
10: 엔진 20: 전자식 CVVT
22: 캠축 24: 캠
30: 배기매니폴드 32: 배기통로
40: 흡기매니폴드 42: 인터쿨러
44: 흡기통로 50: 에어클리너
52: 수퍼 차저 54: 공기 공급 통로
56: 바이패스 통로 60: 공기 밸브
62: 공기 분사 통로 70: 터보차저
72: 컴프레서 74: 터빈
80: 제1 촉매유닛 82: 제2 촉매유닛

Claims (6)

  1. 엔진에 공급되는 공기가 통과하도록 구비된 공기 공급 통로;
    상기 엔진의 배기가스를 배기통로에 전달하도록 구비된 배기매니폴드;
    상기 공기 공급 통로를 통과하는 공기 중 일부가 상기 배기매니폴드에 공급되도록 상기 공기 공급 통로와 상기 배기매니폴드를 연결하는 공기 분사 통로;
    상기 공기 분사 통로 상에 배치되고, 상기 공기 분사 통로를 선택적으로 개폐하는 공기 밸브; 및
    상기 엔진의 배기가스가 상기 배기매니폴드로 배출되는 배기 타이밍을 제어하는 전자식 CVVT(continuous variable valve timing);
    를 포함하되,
    전기적으로 제어되는 상기 전자식 CVVT는 배기 타이밍을 진각시키도록 작동되고,
    상기 배기매니폴드에 공기가 공급됨에 따라 배기가스 중의 미연소 가스를 연소시키는 것을 특징으로 하는 배기가스 연소 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 공기 공급 통로에 고압의 공기를 유입시키는 수퍼 차저를 더 포함하는 배기가스 연소 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 수퍼 차저에 의해 상기 공기 공급 통로에 고압의 공기가 흐름으로써, 상기 공기 밸브가 개방되면 상기 공기 공급 통로의 공기가 자연적으로 상기 공기 분사 통로에 유입되는 것을 특징으로 하는 배기가스 연소 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 배기매니폴드에 흐르는 배기가스 중의 미연소 가스는 배기가스의 열에 의해 상기 배기매니폴드에 공급된 공기 중의 산소와 자연적으로 반응하여 연소되는 것을 특징으로 하는 배기가스 연소 장치.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3095982B1 (en) * 2015-05-20 2018-12-05 Volvo Car Corporation Improved turbocharger system

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR930019994A (ko) * 1992-03-11 1993-10-19 기타오카 다카시 내연기관의 배기관내 공기도입장치
JP2006307811A (ja) 2005-05-02 2006-11-09 Toyota Motor Corp 内燃機関の二次空気供給装置
KR20080023679A (ko) * 2005-06-02 2008-03-14 바르실라 핀랜드 오이 터보차지된 피스톤 엔진과 관련된 방법 및 구조
KR20130141164A (ko) * 2012-06-15 2013-12-26 현대자동차주식회사 이차 공기 분사 시스템

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6546721B2 (en) * 2000-04-18 2003-04-15 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust gas purification device
DE10062377B4 (de) * 2000-12-14 2005-10-20 Siemens Ag Vorrichtung und Verfahren zum Beheizen eines Abgaskatalysators für eine aufgeladene Brennkraftmaschine
JP4024032B2 (ja) * 2001-10-29 2007-12-19 株式会社日立製作所 内燃機関の可変バルブ制御装置
KR100482550B1 (ko) * 2001-12-18 2005-04-14 현대자동차주식회사 연속 가변 밸브 타이밍 장치의 유로 제어장치
US20100139267A1 (en) * 2007-01-27 2010-06-10 Borgwarner Inc. Secondary air system for a combustion engine breathing system
KR20100058134A (ko) * 2008-11-24 2010-06-03 현대자동차주식회사 전자식 가변밸브 장치의 시동 제어장치 및 방법
KR101235056B1 (ko) * 2010-12-06 2013-02-19 현대자동차주식회사 전동식 ｃｖｖｔ 제어를 이용한 ｇｄｉ 엔진의 시동성 개선 방법
KR20120131404A (ko) * 2011-05-25 2012-12-05 현대자동차주식회사 차량용 엔진

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR930019994A (ko) * 1992-03-11 1993-10-19 기타오카 다카시 내연기관의 배기관내 공기도입장치
JP2006307811A (ja) 2005-05-02 2006-11-09 Toyota Motor Corp 内燃機関の二次空気供給装置
KR20080023679A (ko) * 2005-06-02 2008-03-14 바르실라 핀랜드 오이 터보차지된 피스톤 엔진과 관련된 방법 및 구조
KR20130141164A (ko) * 2012-06-15 2013-12-26 현대자동차주식회사 이차 공기 분사 시스템

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