KR20090070615A - 차량용 배기가스 재순환장치 - Google Patents

차량용 배기가스 재순환장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량용 배기가스 재순환장치에 관한 것으로서, 특히 엔진의 배기매니폴드를 통해 배출되는 배기가스가 흡기계로 순환하는 순환관과, 상기 순환관에 연통되게 설치된 하우징과, 상기 하우징의 배기매니폴드 측에 형성되고, 상기 배기가스가 상기 하우징으로 유입되는 흡입구가 구비된 밸브시트와, 상기 하우징의 중심으로 축삽되는 로드와, 상기 로드의 일단에 결합되어 상기 배기매니폴드 측에서 유입되는 배기가스를 단속하기 위하여 상기 흡입구를 개폐시키는 밸브체가 구비된 밸브핀틀을 포함하고, 상기 밸브체의 일단은 상기 흡입구의 외주면과 선접촉하도록 끝단이 라운딩되고, 타단은 상기 로드가 삽입되어 결합될 수 있도록 홈부가 구비됨으로써, EGR밸브를 정밀하게 제어하여 배기가스 누설을 방지하는 이점이 있다.
순환관, 하우징, 밸브시트, 로드, 밸브체, 밸브핀틀

Description

차량용 배기가스 재순환장치{Apparatus of exhaust gas recirculation for a vehicle}
본 발명은 차량용 배기가스 재순환장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 엔진의 배기매니폴드를 통해 배출되는 배기가스가 흡기계로 순환하는 순환관과, 상기 순환관에 연통되게 설치된 하우징과, 상기 하우징의 배기매니폴드 측에 형성되고, 상기 배기가스가 상기 하우징으로 유입되는 흡입구가 구비된 밸브시트와, 상기 하우징의 중심으로 축삽되는 로드와, 상기 로드의 일단에 결합되어 상기 배기매니폴드 측에서 유입되는 배기가스를 단속하기 위하여 상기 흡입구를 개폐시키는 밸브체가 구비된 밸브핀틀을 포함하고, 상기 밸브체의 일단은 상기 흡입구의 외주면과 선접촉하도록 끝단이 라운딩되고, 타단은 상기 로드가 삽입되어 결합될 수 있도록 홈부가 구비됨으로써, EGR밸브를 정밀하게 제어하여 배기가스 누설을 방지하는 이점이 있는 차량용 배기가스 재순환장치에 관한 것이다.
일반적으로, 자동차 등의 차량에는 일산화탄소(CO), 질소산화물(NOx), 탄화 수소(HC) 등의 배기가스 중 질소산화물(NOx)의 생성을 억제하기 위한 EGR 밸브(Exhaust Gas Recirculation)가 구비된다.
EGR 밸브는 연소 후 배출되는 배기가스의 일부를 흡기계통으로 재순환시켜 혼합기의 연소 시의 온도를 낮춤으로써 질소산화물의 생성량을 저감시키기 위한 수단으로 사용되고, 배기가스 재순환장치에 적용되어 스로트 밸브 부근의 부압이나 배기관 내의 배기압에 따라 개,폐정도를 제어하는 밸브이다.
이러한 EGR 밸브는 밸브의 개,폐를 기계적으로 수행하는 기계식 EGR 밸브와 전원의 공급에 의한 솔레노이드의 작동에 의하여 이루어지는 전기식 EGR 밸브로 분류되며, 근래 들어 대부분의 차량에서 전원을 공급받아 작동하는 전기타입의 EGR 밸브를 채택하고 있는 실정이다.
여기서, 차량의 엔진 특성 상 엔진이 고속영역인 경우 배기 압력이 흡기 압력보다 높아 원할한 배기가스의 재순환이 일어날 수 있으나, 저속영역인 경우에는 배기압력이 흡기압력보다 낮아 배기가스의 재순환이 이루어질 수 없게 된다.
즉, 미연소된 배기가스의 일부를 흡기계에 재공급시키게 되면 배기가스 중의 미연소 가스는 완전 연소되면서 배기정화를 촉진시키고, 또한 연소실내로 유입되는 대부분의 배기가스는 불연소가스이므로 연소력을 순간적으로 감쇄시켜 지나친 엔진의 구동이 방지될 수 있도록 하는 작용을 하게 된다.
도 1은 종래 기술에 따른 차량용 배기가스 재순환장치를 개략적으로 나타내는 단면도이고, 도 2는 "A' 부분 확대도이다.
이러한 전기타입의 EGR 밸브는 도 1 및 도 2에서 도시된 바와 같이, 차량용 배기가스 재순환장치(100)는 전원을 공급하기 위한 커넥터(111)를 상단에 갖는 솔레노이드(110)와 상기 솔레노이드(110)의 하방에 결합되어 배기가스를 흡입하도록 이루어지는 흡입구(131)를 갖는 마운팅 베이스(130)로 구성된다.
상기 솔레노이드(110)는 하우징(114)의 내부에 솔레노이드 코일(112)을 권취한 보빈(119)이 내장되고, 상기 보빈(119)의 내방에는 자장 누설의 방지와 더불어 아마튜어(115)의 원할한 작동성의 보장을 위한 가이드를 겸할 수 있도록 이루어지는 프라이머리 폴 피스(Primary Pole Piece, 116a)과 세컨더리 폴 피스(Secondary Pole Picec, 116b)를 내장한다.
상기 프리어머리 폴 피스 및 세컨더리 폴 피스(116a, 116b)의 내방에는 솔레노이드 코일(112)의 전원 공급으로 발생하는 자화에 의해 승, 하강하는 아마튜어(115)를 내장하고, 상기 아마튜어(115)의 하단에는 마운팅 베이스(130)에 구비되는 흡입구(131)를 개,폐하기 위한 밸브체(118a)를 갖는 밸브 핀틀(118)이 연결되어 구성된다.
상기 마운팅 베이스(130)와 아마튜어(115)에 연결되는 밸브 핀틀(118)간에는 솔레노이드(110)로 이물질의 유입을 차단할 수 있도록 더스트 씰(113)이 더 개재된다.
상기와 같은 구성에 의한 차량용 배기가스 재순환장치(100)는 센서(117)의 피드백 값을 제어부(미도시)에서 인지하고 상기 제어부가 그 값에 따라 솔레노이드(110)에 전기적인 신호를 보내고, 상기 솔레노이드(110)가 열리면서 솔레노이드 코일(112)에 연결되고, 상기 흡입구(131)에 결합되는 상기 밸브 핀틀(118)이 개,폐 되면서 배기가스 재순환장치(100)가 작동하게 되어 배기가스의 재순환량을 조절하게되며, 연소 시 최고온도를 낮춰줌으로써 엔진의 속도 및 부하에 따른 질소산화물(NOx)의 생성을 억제하도록 이루어진다.
이렇게 밸브 핀틀(118)이 결합되는 흡입구(131)를 통하여 소량의 배기가스가 요구될 경우 밸브 핀틀(118)과 상기 밸브 핀틀(118)이 결합되는 흡입구(131)의 형상을 적게 가져가야 한다.
이러한 경우 배기가스가 흡입되는 흡입통로인 흡입구(131)의 내주면에 배기가스의 연소물인 카본이 적재 및 축적되어 표면흡착되게 됨으로써 상기 흡입구(131)의 직경이 좁아짐으로 인해 상기 흡입구(131)를 통하여 흡입되는 배기가스의 공급이 원할하지 못하고, 상기 흡입구(131)에 결합되는 밸브 핀틀(118)의 개,폐 시 밸브 핀틀(118)의 밸브체(118a)와 흡입구(131) 사이에 유격 및 오차가 발생되며, 이로 인해 센서(117) 및 제어부에서 정밀제어가 어려운 문제점이 있다.
본원 발명은 밸브체의 일단은 흡입구의 외주면과 선접촉하도록 끝단이 라운딩되고, 타단은 로드가 삽입되어 결합될 수 있도록 홈부가 구비됨으로써, EGR밸브를 정밀하게 제어하여 배기가스 누설을 방지하는 차량용 배기가스 재순환장치를 제공하는데 목적이 있다.
본 발명에 따른 차량용 배기가스 재순환장치는 엔진의 배기매니폴드를 통해 배출되는 배기가스가 흡기계로 순환하는 순환관과, 상기 순환관에 연통되게 설치된 하우징과, 상기 하우징의 배기매니폴드 측에 형성되고, 상기 배기가스가 상기 하우징으로 유입되는 흡입구가 구비된 밸브시트와, 상기 하우징의 중심으로 축삽되는 로드와, 상기 로드의 일단에 결합되어 상기 배기매니폴드 측에서 유입되는 배기가스를 단속하기 위하여 상기 흡입구를 개폐시키는 밸브체가 구비된 밸브핀틀을 포함하고, 상기 밸브체의 일단은 상기 흡입구의 외주면과 선접촉하도록 끝단이 라운딩되고, 타단은 상기 로드가 삽입되어 결합될 수 있도록 홈부가 구비된다.
또한, 상기 로드의 왕복운동에 의하여 상기 흡입구의 개방시에는 상기 밸브체가 상기 흡입구가 위치한 반대방향으로 이동되고, 상기 흡입구의 폐쇄시에는 상기 밸브체가 상기 흡입구에 밀착되도록 상기 밸브체의 홈부에는 탄성부재가 삽입될 수 있다.
또한, 상기 로드의 반복적인 작동에 의하여 상기 밸브체가 상기 탄성부재에 의하여 상기 흡입구를 확실히 밀착할 수 있도록 상기 밸브체와 상기 로드가 접촉하는 면은 소정간격 이격되어 형성될 수 있다.
또한, 상기 밸브체에 삽입되는 로드의 일단에는 중심축을 관통하는 슬릿이 형성되고, 상기 슬릿에 대응하여 형성된 상기 밸브체의 홀을 관통하는 핀에 의해 상기 밸브체와 상기 로드가 결합될 수 있다.
그리고, 상기 흡입구의 폐쇄시에 배기가스의 상기 하우징으로 유입을 방지하도록 상기 밸브체가 밀착되는 상기 흡입구의 끝단의 외주면을 따라 돌출부가 형성되고, 상기 밸브체의 외주면을 따라 상기 돌출부에 안착되도록 걸림턱이 형성될 수 있다.
본원 발명에 따른 차량용 배기가스 재순환장치는 EGR밸브를 정밀하게 제어하여 배기가스 누설을 방지하는 효과가 있다.
본 발명은 엔진의 배기매니폴드를 통해 배출되는 배기가스가 흡기계로 순환하는 순환관과, 상기 순환관에 연통되게 설치된 하우징과, 상기 하우징의 배기매니폴드 측에 형성되고, 상기 배기가스가 상기 하우징으로 유입되는 흡입구가 구비된 밸브시트와, 상기 하우징의 중심으로 축삽되는 로드와, 상기 로드의 일단에 결합되 어 상기 배기매니폴드 측에서 유입되는 배기가스를 단속하기 위하여 상기 흡입구를 개폐시키는 밸브체가 구비된 밸브핀틀을 포함하고, 상기 밸브체의 일단은 상기 흡입구의 외주면과 선접촉하도록 끝단이 라운딩되고, 타단은 상기 로드가 삽입되어 결합될 수 있도록 홈부가 구비된 차량용 배기가스 재순환장치를 제공한다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
또한, 본 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니고 단지 예시로 제시된 것이며, 그 기술적 요지를 이탈하지 않는 범위내에서 다양한 변경이 가능하다.
도 3은 본 발명에 따른 차량용 배기가스 재순환장치를 개략적으로 나타내는 도이고, 도 4는 본 발명에 따른 밸브핀틀의 핀결합을 나타내는 도이고, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 밸브시트와 밸브체를 나타내는 도이다.
도 3 내지 도 5에서 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 배기가스 재순환장치는 엔진(미도시)의 배기매니폴드(미도시)를 통해 배출되는 배기가스가 흡기계로 순환하는 순환관(미도시)과, 상기 순환관에 연통되게 설치된 하우징(미도시)과, 상기 하우징의 배기매니폴드 측에 형성되고, 상기 배기가스가 상기 하우징으로 유입되는 흡입구(10)가 구비된 밸브시트(20)와, 상기 하우징의 중심으로 축삽되는 로드(35)와, 상기 로드(35)의 일단에 결합되어 상기 배기매니폴드 측에서 유입되는 배기가스를 단속하기 위하여 상기 흡입구(10)를 개폐시키는 밸브체(31)가 구비된 밸브핀틀(30)을 포함한다. 그리고, 상기 밸브체(31)의 일단은 상기 흡입 구(10)의 외주면과 선접촉하도록 끝단이 라운딩되고, 타단은 상기 로드(35)가 삽입되어 결합될 수 있도록 홈부(39)가 구비된다.
또한, 상기 로드(35)의 왕복운동에 의하여 상기 흡입구(10)의 개방시에는 상기 밸브체(31)가 상기 흡입구(10)가 위치한 반대방향으로 이동되고 상기 흡입구(10)의 폐쇄시에는 상기 밸브체(31)가 상기 흡입구(10)에 밀착되도록 상기 밸브체(31)의 홈부(39)에는 탄성부재(40)가 삽입될 수 있다. 상기 탄성부재(40)는 상기 밸브체(31)에 일정한 힘을 가하도록 한다. 따라서, 상기 탄성부재(40)를 상기 밸브체(31)의 홈부(39)에 삽입하여 배기가스 누설을 최소화하는 이점이 있다. 상기 탄성부재(40)는 코일스프링으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 로드(35)의 반복적인 작동에 의하여 상기 밸브체(31)가 상기 탄성부재(40)에 의하여 상기 흡입구(10)를 확실히 밀착할 수 있도록 상기 밸브체(31)와 상기 로드(35)가 접촉하는 면은 소정간격 이격되어 형성될 수 있다.
또한, 상기 밸브체(31)에 삽입되는 로드(35)의 일단에는 중심축을 관통하는 슬릿(36)이 형성되고, 상기 슬릿(36)에 대응하여 형성된 상기 밸브체(31)의 홀(37)을 관통하는 핀(38)에 의해 상기 밸브체(31)와 상기 로드(35)가 결합될 수 있다. 상기 슬릿(36)은 상기 로드(35)가 상기 밸브체(31)에 대하여 전/후방향으로 상대적으로 이동가능하도록 상기 로드(35)의 길이방향으로 연장되어 형성될 수 있다.
그리고, 상기 슬릿(36)의 구성에 의하면 상기 로드(35)가 반복적인 작동에 의하여 미소하게 상기 흡입구(10)를 완전히 폐쇄하지 못하는 위치에 정지하더라도 상기 밸브체(31)가 상기 탄성부재(40)에 의하여 상기 흡입구(10)에 확실히 밀착될 수 있는 유격을 가질 수 있게 된다.
그리고, 상기 흡입구(10)의 폐쇄시에 배기가스의 상기 하우징으로 유입을 방지하도록 상기 밸브체(31)가 밀착되는 상기 흡입구(10)의 끝단의 외주면을 따라 돌출부(25)가 형성되고, 상기 밸브체(31)의 외주면을 따라 상기 돌출부(25)에 안착되도록 걸림턱(32)이 형성될 수 있다. 상기와 같이 돌출부(25)와 걸림턱(32)에 의하여 더욱 더 배기가스의 누설을 차단하게 된다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 차량용 배기가스 재순환장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.
상기 밸브체(31)의 일단은 상기 흡입구(10)의 외주면과 선접촉하도록 끝단이 라운딩되고, 타단은 상기 로드(35)가 삽입되어 결합될 수 있도록 홈부(39)가 구비된다.
그리고, 상기 로드(35)의 왕복운동에 의하여 상기 흡입구(10)의 개방시에는 상기 밸브체(31)가 상기 흡입구(10)가 위치한 반대방향으로 이동되고, 상기 흡입구(10)의 폐쇄시에는 상기 밸브체(31)가 상기 흡입구(10)에 밀착되도록 상기 밸브체(31)의 홈부(39)에는 탄성부재(40)가 삽입되어 구성된다.
그리고, 상기 밸브체(31)와 로드(35)는 핀(38)결합되며, 배기가스의 누설을 방지하기 위하여 상기 밸브체(31)가 밀착되는 상기 흡입구(10)의 끝단의 외주면을 따라 돌출부(25)를 형성하고, 상기 밸브체(31)의 외주면을 따라 상기 돌출부(25)에 안착되도록 걸림턱(32)을 형성하여 배기가스 누설을 방지하게 된다.
도 1은 종래 기술에 따른 차량용 배기가스 재순환장치를 개략적으로 나타내는 단면도,
도 2는 "A" 부분 확대도,
도 3은 본 발명에 따른 차량용 배기가스 재순환장치를 개략적으로 나타내는 도,
도 4는 본 발명에 따른 밸브핀틀의 핀결합을 나타내는 도,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 밸브시트와 밸브체를 나타내는 도이다.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
10: 흡입구 20: 밸브시트
25: 돌출부 30: 밸브핀틀
31: 밸브체 32: 걸림턱
35: 로드 36: 슬릿
37: 홀 38: 핀
39: 홈부 40: 탄성부재

Claims (5)

  1. 엔진의 배기매니폴드를 통해 배출되는 배기가스가 흡기계로 순환하는 순환관과;
    상기 순환관에 연통되게 설치된 하우징과;
    상기 하우징의 배기매니폴드 측에 형성되고, 상기 배기가스가 상기 하우징으로 유입되는 흡입구가 구비된 밸브시트와;
    상기 하우징의 중심으로 축삽되는 로드와, 상기 로드의 일단에 결합되어 상기 배기매니폴드 측에서 유입되는 배기가스를 단속하기 위하여 상기 흡입구를 개폐시키는 밸브체가 구비된 밸브핀틀을 포함하고,
    상기 밸브체의 일단은 상기 흡입구의 외주면과 선접촉하도록 끝단이 라운딩되고, 타단은 상기 로드가 삽입되어 결합될 수 있도록 홈부가 구비된 차량용 배기가스 재순환장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 로드의 왕복운동에 의하여 상기 흡입구의 개방시에는 상기 밸브체가 상기 흡입구가 위치한 반대방향으로 이동되고, 상기 흡입구의 폐쇄시에는 상기 밸브체가 상기 흡입구에 밀착되도록 상기 밸브체의 홈부에는 탄성부재가 삽입된 것을 특징으로 하는 차량용 배기가스 재순환장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 로드의 반복적인 작동에 의하여 상기 밸브체가 상기 탄성부재에 의하여 상기 흡입구를 확실히 밀착할 수 있도록 상기 밸브체와 상기 로드가 접촉하는 면은 소정간격 이격되어 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 배기가스 재순환장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 밸브체에 삽입되는 로드의 일단에는 중심축을 관통하는 슬릿이 형성되고, 상기 슬릿에 대응하여 형성된 상기 밸브체의 홀을 관통하는 핀에 의해 상기 밸브체와 상기 로드가 결합된 것을 특징으로 하는 차량용 배기가스 재순환장치.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4중 어느 한 항에 있어서,
    상기 흡입구의 폐쇄시에 배기가스의 상기 하우징으로 유입을 방지하도록 상기 밸브체가 밀착되는 상기 흡입구의 끝단의 외주면을 따라 돌출부가 형성되고, 상기 밸브체의 외주면을 따라 상기 돌출부에 안착되도록 걸림턱이 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 배기가스 재순환장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN110056454A (zh) * 2019-05-20 2019-07-26 瑞安市科亿汽车配件有限公司 一种高密封性废气再循环阀

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