KR101372077B1

KR101372077B1 - 터보차져의 과급압 조절밸브

Info

Publication number: KR101372077B1
Application number: KR1020080068018A
Authority: KR
Inventors: 문승동
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2008-07-14
Filing date: 2008-07-14
Publication date: 2014-03-07
Also published as: KR20100007397A

Abstract

본 발명은 과급압 조절밸브에서 밸브의 처짐을 방지하고, 과급압 조절밸브의 장시간 사용에 의해 밸브지지부의 마모가 초래되는 경우에도 바이패스되는 배기가스가 상기 밸브지지부의 마모된 틈을 통해 외부로 누출되지 않도록 하여, 배기가스의 누출 방지 및 배기가스 누출에 기인한 소음을 방지할 수 있도록 한다.

배기가스, 터보차져, 밸브, 스템, 누출

Description

터보차져의 과급압 조절밸브{charging pressure control valve of a turbo charger}

본 발명은 터보차져의 과급압 조절밸브에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 과급압 조절밸브의 내구성을 향상시키고 안정되고 정숙한 작동성을 확보하기 위한 과급압 조절밸브의 구조에 관한 기술이다.

도 1은 종래의 터보차져 시스템을 도시한 것으로서, 엔진의 배기가스가 터빈(500)을 통과하면서 터빈(500)에 회전력을 발생시키면, 상기 터빈(500)에 샤프트로 연결된 컴프레셔(502)가 회전되면서 흡입공기를 압축하여 인터쿨러(504)로 보내고, 인터쿨러(504)에서는 압축에 의해 온도가 상승된 흡입공기를 냉각시켜서 엔진의 흡기매니폴드로 공급함으로써, 엔진의 체적효율을 크게 상승시킬 수 있도록 되어 있다.

한편, 엔진의 배기관(506)에는 상기 터보차져(508)를 바이패스하여 배기가스를 배출시킬 수 있도록 하는 과급압 조절밸브(510)가 장착되어, 지나치게 높은 과급압으로 엔진이 파손되는 것을 방지하고 엔진의 저속영역 및 배기가스의 양이 적을 때에도 충분한 과급효과를 얻을 수 있도록 한다.

도 1의 과급압 조절밸브(510)는 에어탱크(512)로부터의 압력을 제어밸브(514)로 제어하여 과급압 조절밸브(510)의 에어챔버(516)에 공급하면, 도 2에 상세히 도시된 바와 같이 밸브(518)가 개방되어 배기가스가 터보차져(508)를 바이패스하도록 함으로써, 과급압을 낮출 수 있도록 되어 있다.

그런데, 상기한 바와 같이 구성된 과급압 조절밸브(510)는, 밸브(518)의 밸브스템(520)이 직선 슬라이딩 가능하도록 지지된 밸브바디(522)의 밸브지지부(524)가 밸브(518)의 밸브헤드(526)로부터 멀리 떨어져 있어서 배기가스의 압력변동과 밸브(518)의 자중에 의해 마모가 비교적 손쉽게 발생되는 경우가 많으며, 과급압 조절밸브(510)를 장시간 사용함에 의해 상기와 같은 마모가 진행됨에 따라 배기가스가 바이패스되는 공간이 상기 밸브지지부(524)를 관통하여 외부와 연결됨으로써 배기가스가 누출되고 소음을 발생시키는 원인이 되고 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 밸브의 처짐을 방지하고, 과급압 조절밸브의 장시간 사용에 의해 밸브지지부의 마모가 수반되는 경우에도 바이패스되는 배기가스가 상기 밸브지지부의 마모된 틈을 통해 외부로 누출되지 않도록 하여 소음을 저감할 수 있도록 한 터보차져의 과급압 조절밸브를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출된 본 발명 터보차져의 과급 압 조절밸브는

배기가스가 터보차져를 바이패스하도록 하는 바이패스통로를 형성하는 밸브바디와;

상기 밸브바디 내에 설치되는 밸브시트와;

직선 슬라이딩 운동에 의해 상기 밸브시트에 대한 상대위치 변화로 상기 바이패스통로를 개폐하도록 된 밸브헤드를 구비한 밸브와;

상기 밸브의 스템을 직선 슬라이딩 가능하게 가이드하도록 상기 밸브바디에 일체로 구비된 밸브지지부와;

상기 밸브헤드가 상기 바이패스통로를 개방하는 상태로 직선 슬라이딩 함에 따라 상기 밸브지지부에 밀착되도록, 상기 스템의 길이방향을 따라 점진적으로 단면이 확대되도록 구비된 단면변화부와;

상기 스템의 단면변화부가 삽입되어 상호 밀착되도록 상기 밸브지지부에 구비된 단면변화수용부;

를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 단면변화부는 적어도 상기 밸브지지부를 향한 방향은 반구형을 이루는 형상으로 형성되고;

상기 단면변화수용부는 상기 단면변화부의 반구형 부분이 삽입되어 밀착되도록 상응하는 반구형 홈으로 이루어진 구조로 할 수 있다.

상기 단면변화부는 상기 밸브지지부를 향하여 단면이 점차 축소되는 원추형으로 형성되고;

상기 단면변화수용부는 상기 원추형의 밸브지지부가 삽입되어 밀착되도록 상응하는 원추형 홈의 형상으로 형성된 구조로 할 수 있다.

도 3과 도 4를 참조하면, 본 발명 실시예는 배기가스가 터보차져를 바이패스하도록 내부를 통하여 바이패스한 배기가스가 유동하는 바이패스통로를 형성하는 밸브바디(1)와; 상기 밸브바디(1) 내에 설치되는 밸브시트(3)와; 직선 슬라이딩 운동에 의해 상기 밸브시트(3)에 대한 상대위치 변화로 상기 바이패스통로를 개폐하도록 된 밸브헤드(5)와 상기 바이패스통로를 관통하도록 설치되고 일단에 상기 밸브헤드(5)가 형성되는 스템(9)을 구비한 밸브(7)와; 상기 바이패스한 배기가스가 유동하는 바이패스통로에 의해 상기 밸브시트와 이격된 위치에서, 상기 밸브의 스템(9)을 직선 슬라이딩 가능하게 가이드하도록 상기 밸브바디(1)에 일체로 구비된 밸브지지부(11)와; 상기 밸브헤드(5)가 상기 바이패스통로를 개방하는 상태로 직선 슬라이딩 함에 따라 상기 밸브지지부(11)에 밀착되도록, 상기 스템(9)의 길이방향을 따라 점진적으로 단면이 확대되도록 구비되고, 상기 밸브의 스템(9)에서 상기 밸브헤드(5)가 형성된 단부의 반대쪽 단부에 형성된 단면변화부(13)와; 상기 스템(9)의 단면변화부(13)가 삽입되어 상호 밀착되도록 상기 밸브지지부(11)에 구비된 단면변화수용부(15)를 포함하여 구성된다.

본 실시예에서, 상기 단면변화부(13)는 적어도 상기 밸브지지부(11)를 향한 방향은 반구형을 이루는 형상으로 형성되고, 상기 단면변화수용부(15)는 상기 단면변화부(13)의 반구형 부분이 삽입되어 밀착되도록 상응하는 반구형 홈으로 이루어진 구조이다.

즉, 상기 단면변화부(13)는 도 3 및 도 4에는 완전한 구형으로 형성되어 스템(9)이 관통하여 일체화된 형상을 하고 있는데, 이 구형의 단면변화부(13)가 상기 밸브지지부(11)를 향한 방향은 적어도 반구형으로 형성되어 있다는 것이다.

따라서, 도 3 및 도 4와는 달리 상기 밸브지지부(11)를 향한 방향은 반구형을 이루면서도 그 반대편은 완전한 구형을 이루지 않고 다른 변형된 형상이 형성될 수도 있다는 것이다.

상기 단면변화부(13)와 단면변화수용부(15)의 다른 실시예로는, 상기 단면변화부(13)를 상기 밸브지지부(11)를 향하여 단면이 점차 축소되는 원추형으로 형성하고, 상기 단면변화수용부(15)는 상기 원추형의 밸브지지부(11)가 삽입되어 밀착되도록 상응하는 원추형 홈의 형상으로 형성하는 구조도 가능하다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 작용을 살펴보면 다음과 같다.

액츄에이터가 작동되어 상기 밸브헤드(5)가 상기 밸브시트(3)로부터 이격되어 상기 바이패스통로를 개방하는 상태가 되면, 상기 스템(9)의 단면변화부(13)는 상기 밸브지지부(11)의 단면변화수용부(15)에 도 4와 같이 삽입되어 밀착되는 상태가 된다.

이 상태에서는 도 4에 화살표로 표시한 바와 같이 상기 단면변화부(13)의 둘레를 따라 면압이 발생하여 밀착된 상태가 형성되므로 상기 밸브(7)의 하중에 의한 처짐이 방지되게 되어 상기 밸브헤드(5)의 개방상태가 정확하게 확보될 수 있고, 상기 스템(9)이 밸브지지부(11)의 하측에만 집중적으로 압력을 가하지 않게 되어 밸브지지부(11)의 마모를 저감시키는 데에도 기여하게 된다.

또한, 상기한 바와 같이 단면변화부(13)와 단면변화수용부(15)가 상호 밀착됨에 따라, 설사 장시간의 사용에 따라 상기 밸브지지부(11)와 스템(9)의 사이에 마모에 의한 틈이 발생하더라도, 상기 바이패스통로를 통과하던 배기가스가 상기 서로 밀착된 단면변화부(13)와 단면변화수용부(15)에 의해 외부로 누출되지 못하고 차단되므로, 배기가스가 외부로 누출되는 현상을 방지함은 물론, 상기 배기가스의 누출에 의해 발생하던 소음을 방지하여, 터보차져의 소음을 개선할 수 있다.

도 1은 종래의 터보차져 시스템을 설명한 도면,

도 2는 종래 기술에 의한 과급압 조절밸브의 문제점을 설명한 도면,

도 3은 본 발명에 따른 터보차져의 과급압 조절밸브의 구조를 설명한 도면,

도 4는 도 3의 요부를 상세히 설명한 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>

1; 밸브바디 3; 밸브시트

5; 밸브헤드 7; 밸브

9; 스템 11; 밸브지지부

13; 단면변화부 15; 단면변화수용부

Claims

배기가스가 터보차져를 바이패스하도록 내부를 통하여 바이패스한 배기가스가 유동하는 바이패스통로를 형성하는 밸브바디와;

상기 밸브바디 내에 설치되는 밸브시트와;

직선 슬라이딩 운동에 의해 상기 밸브시트에 대한 상대위치 변화로 상기 바이패스통로를 개폐하도록 된 밸브헤드와 상기 바이패스통로를 관통하도록 설치되고 일단에 상기 밸브헤드가 형성되는 스템을 구비한 밸브와;

상기 바이패스한 배기가스가 유동하는 바이패스통로에 의해 상기 밸브시트와 이격된 위치에서, 상기 밸브의 스템을 직선 슬라이딩 가능하게 가이드하도록 상기 밸브바디에 일체로 구비된 밸브지지부와;

상기 밸브헤드가 상기 바이패스통로를 개방하는 상태로 직선 슬라이딩 함에 따라 상기 밸브지지부에 밀착되도록, 상기 스템의 길이방향을 따라 점진적으로 단면이 확대되도록 구비되고, 상기 밸브의 스템에서 상기 밸브헤드가 형성된 단부의 반대쪽 단부에 형성된 단면변화부와;

상기 스템의 단면변화부가 삽입되어 상호 밀착되도록 상기 밸브지지부에 구비된 단면변화수용부;

를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 터보차져의 과급압 조절밸브.
청구항 1에 있어서,

상기 단면변화부는 적어도 상기 밸브지지부를 향한 방향은 반구형을 이루는 형상으로 형성되고;

상기 단면변화수용부는 상기 단면변화부의 반구형 부분이 삽입되어 밀착되 도록 상응하는 반구형 홈으로 이루어진 것

을 특징으로 하는 터보차져의 과급압 조절밸브.
청구항 1에 있어서,

상기 단면변화부는 상기 밸브지지부를 향하여 단면이 점차 축소되는 원추형으로 형성되고;

상기 단면변화수용부는 상기 원추형의 밸브지지부가 삽입되어 밀착되도록 상응하는 원추형 홈의 형상으로 형성된 것

을 특징으로 하는 터보차져의 과급압 조절밸브.