KR100384139B1

KR100384139B1 - 디젤엔진의 배기가스재순환밸브

Info

Publication number: KR100384139B1
Application number: KR10-2000-0070830A
Authority: KR
Inventors: 나정현
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2000-11-27
Filing date: 2000-11-27
Publication date: 2003-05-14
Also published as: KR20020041082A

Abstract

본 발명은 디젤엔진의 배기재순환통로의 도중에 형성되어 배기매니폴드에서 유입된 배기가스를 수용한 다음, 엔진스피드센서와 가속페달센서 및 공기센서에서 측정된 측정값에 따라 전자제어장치가 솔레노이드를 작동시키므로서 엔진상황에 알맞도록 배기가스를 압축하여 유출구를 통해 흡기매니폴드에 보내도록 하는 디젤엔진의 배기가스재순환밸브에 관한 것으로,

배기재순환가스의 양 및 작동압을 조절하기 위해 배기재순환라인의 도중에 형성되는 것에 있어서,

배기매니폴드로부터 배기가스가 유입되는 유입구가 일측에 형성되며, 유입구와 직각방향이 되도록 배기가스 유출구가 형성되며, 유출구의 직하방으로 솔레노이드밸브가 형성되기 위한 원통형의 연결구가 형성되며, 유입구와 유출구가 연결되는 부분에 배기가스가 수용되는 챔버가 형성되는 하우징과;

상기한 유입구로 유입된 배기가스의 압력이 일정압 이상이 되면 작동되도록 제1밸브체와 제1스프링으로 구성되어 유입구 내부측에 형성된 유입통로를 개폐하는 제1밸브와;

상기한 하우징 내의 챔버에 충진된 배기가스의 압력이 일정압 이상이 되면 작동되도록 제2밸브체와 제2스프링으로 구성되어 유출구 내부측에 형성된 유출통로를 개폐하는 제2밸브와;

상기한 유입구에서 유입된 배기가스를 일정량 흡입하여 압축된 상태로 유출구로 배출되도록 하기 위해 제2밸브의 제2밸브체 외주에 제3스프링에 의해 지지되도록 형성되어 상기 연결구를 따라 상하이동하는 피스톤과;

상기한 제3스프링에 의해 탄력지지되는 피스톤을 간헐적으로 상측으로 이동시키기 위해 상기 하우징의 연결구의 하측에 형성되는 솔레노이드밸브; 로 구성되는 것을 특징으로 하고,

상기한 솔레노이드밸브는 엔진스피드센서와 가속페달센서와 에어센서에서 측정된 값에 의해 전자제어장치의 제어에 따라 작동되는 것을 특징으로 하며,

상기한 피스톤은 상기 솔레노이드밸브의 작동에 따라서 에어탱크에서 공급되는 공기압에 의해 상향작동되는 것을 특징으로 한다.

Description

디젤엔진의 배기가스재순환밸브{EGR valve for diesel engine}

본 발명은 디젤엔진의 배기가스재순환밸브에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 디젤엔진의 배기재순환통로의 도중에 형성되어 배기매니폴드에서 유입된 배기가스를 수용한 다음, 엔진스피드센서와 가속페달센서 및 공기센서에서 측정된 측정값에 따라 전자제어장치가 솔레노이드를 작동시키므로서 엔진상황에 알맞도록 배기가스를 압축하여 유출구를 통해 흡기매니폴드에 보내도록 하는 디젤엔진의 배기가스재순환밸브에 관한 것이다.

일반적으로 디젤엔진은 그 연료가 경유로서 휘발성에 약하여 연소실에 점화되기 위해서는 직접분사방식을 채택하고 있다.

그런데 최초시동시 엔진은 냉각되어 있는 상태이므로 설정된 온도로 상승될 때까지는 연소되지 않은 배기가스가 그대로 대기로 방출되므로 탄화수소, 녹스 (NOx) 등의 유해물질이 배출되어 대기를 오염시키는 문제점이 있었다.

따라서 이러한 문제점을 해소하고자 도 5에서와 같이 엔진(10)의 배기매니폴드(11)에서 방출되는 배기가스의 일부를 흡기매니폴드(12)로 유도하기 위해 배기가스재순환관(15)이 형성되어 있으며, 배기매니폴드(11)에서 배출되는 배기가스의 압력에 의해 작동하는 터보차져(13)가 배기라인의 일측에 형성되어 있다. 또한 흡기매니폴드(12)의 전방측에는 터보차져(13)에서 가압된 흡기를 냉각하기 위한 인터쿨러(14)가 형성되어 있다. 상기한 배기가스재순환관(15)의 도중에는 전자제어장치에 의해 제어되는 배기가스재순환밸브(20)가 형성되고, 그 후미에는 배기가스재순환밸브(20)를 통과한 배기가스가 흡기매니폴드(12) 측으로 유도될 수 있도록 벤츄리부(21)가 형성된다. 또한, 상기한 벤츄리부(21)를 통과한 배기가스의 흐름을원활하게 하기 위한 교축밸브(22)가 형성되어 있다.

즉, 시동초기에는 엔진의 온도를 전자제어부가 감지하여 배기가스재순환밸브를 자동으로 개방시켜 엔진의 연소실에서 불완전연소되어 배기매니폴드로 배기되는 배기가스의 일부를 배기가스재순환관으로 재순환되도록 하여 흡기매니폴드로 유입되도록 하여 재연소시키도록 함으로서, 대기중으로 방출되는 탄화수소, 녹스 등의 유해물질의 배출을 줄여 대기오염을 예방하도록 하였다.

하지만, 상기와 같은 종래구조의 배기가스재순환장치는 배기가스재순환관의 도중에 벤츄리부가 형성되고, 벤츄리부를 통과한 배기가스의 흐름을 원활하게 하기 위한 교축밸브가 형성되므로서, 흡기매니폴드로 유입되는 흡기저항을 야기하여 체적효율의 감소를 유발하게 되므로 엔진성능을 저하시키게 되는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기한 문제점을 개선하기 위하여 안출된 것으로서, 보다 상세하게는 디젤엔진의 배기재순환통로의 도중에 형성되어 배기매니폴드에서 유입된 배기가스를 수용한 다음, 엔진스피드센서와 가속페달센서 및 공기센서에서 측정된 측정값에 따라 전자제어장치가 솔레노이드를 작동시키므로서 엔진상황에 알맞도록 배기가스를 압축하여 유출구를 통해 흡기매니폴드에 보내도록 하는 디젤엔진의배기가스재순환밸브를 제공하는 데 목적이 있다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로서,

도 1은 본 발명에 위한 배기가스재순환장치의 구성도.

도 2는 본 발명에 의한 배기가스재순환밸브의 단면도.

도 3과 도 4는 본 발명에 의한 배기가스재순환밸브의 작동상태도.

도 5는 종래기술을 설명하기 위한 도면.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 배기매니폴드 12 : 흡기매니폴드

30 : 배기가스재순환밸브 31 : 하우징

32 : 유입구 33 : 유입통로

34 : 유출구 35 : 유출통로

36 : 연결구 37 : 챔버

40 : 제1밸브 50 : 제2밸브

60 : 피스톤 61 : 제3스프링

70 : 솔레노이드밸브

본 발명의 실시예를 첨부한 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 위한 배기가스재순환장치의 구성도이며, 도 2는 본 발명에 의한 배기가스재순환밸브의 단면도이며, 도 3과 도 4는 본 발명에 의한 배기가스재순환밸브의 작동상태도이다.

도면중 도면부호 10은 엔진이며 도면부호 30은 배기매니폴드에서 유입된 배기가스의 양 및 작동압을 조절하기 위한 배기가스재순환밸브이다.

상기한 엔진(10)의 양측으로는 배기매니폴드(11)와 흡기매니폴드(12)가 형성되며, 배기매니폴드(11)에서 배출되는 배기가스의 압력에 의해 작동하는 터보차져(13)가 배기라인의 일측에 형성되어 있다. 또한 흡기매니폴드(12)의 전방측에는 터보차져(13)에서 가압된 흡기를 냉각하기 위한 인터쿨러(14)가 형성되어 있다.

그리고 배기매니폴드(11)에서 배출되는 배기가스의 일부를 흡기매니폴드(12)로 유도하기 위한 배기가스재순환라인(15)이 배기관(16)과 흡기관(17)의 도중에 연결되어 있다.

상기한 배기가스재순환라인(15)의 도중에는 배기가스재순환밸브(30)가 형성되는데, 이 배기가스재순환밸브(30)의 하우징(31) 내부에는 공기압에 의해 작동하는 여러개의 밸브가 형성된다.

우선 상기한 배기가스재순환밸브(30)의 하우징(31)의 일측에는 유입구(32)가 형성되며, 상기 유입구(32)와 직각방향이 되도록 배기가스 유출구(34)가 형성되며,유출구(34)의 직하방으로 솔레노이드밸브(70)가 끼워지기 위한 원통형의 연결구(36)가 형성되며, 유입구(32)와 유출구(34)가 연결되는 부분에 배기가스가 수용되는 공간인 챔버(37)가 형성되어 있다.

그리고 상기한 유입구(32)의 내부측으로는 상기한 챔버(37)와 연통되는 유입통로(33)가 형성되어 있으며, 상기 유출구(34)의 내부측으로는 상기 챔버(37)와 연통되는 유출통로(35)가 형성되어 있다.

상기한 하우징(31) 내부로 유입되는 배기가스의 압력에 따라서 유입통로(33)를 개폐하는 제1밸브(40)가 형성되는데, 이 제1밸브(40)는 제1밸브체(41)와 제1스프링(42)로 구성된다.

또한, 상기한 유출구(34)의 내부측으로는 상기 유출통로(35)를 개폐하기 위한 제2밸브(50)가 형성되는데, 이 제2밸브(50)는 제2밸브체(51)와 제2스프링(52)으로 구성된다.

그리고 상기한 연결구(36)에는 유입구(32)에서 유입된 배기가스를 일정량 흡입하여 압축된 상태로 유출하도록 하기 위해 제2밸브체(51) 외주에 제3스프링(61)에 의해 지지되도록 형성되어 상기 연결구(36)를 따라 상하이동하는 피스톤(60)이 형성된다.

이 연결구(36)의 하부에는 상기한 피스톤(60)을 상하작동시키기 위한 솔레노이드밸브(70)가 형성되는데, 이 솔레노이드밸브(70)는 에어탱크에서 공급되는 공기압에 의해 작동되는 것이다. 즉, 에어탱크와 연결된 에어라인(71)의 내부에 솔레노이드밸브(70)가 형성되어 있으며, 솔레노이드밸브(70) 전방에 에어공급구(72)가형성되어 있다.

상기한 솔레노이드밸브(70)는 전자제어장치(ECU)의 제어에 의해 작동되는데, 이 전자제어장치(ECU)는 엔진스피드센서(81)와 가속페달센서(82)와 에어센서(83)에서 측정된 값에 따라서 상기 솔레노이드밸브(70)를 작동시키게 된다.

이상과 같이 구성된 배기가스재순환밸브의 작동상태를 설명하면 다음과 같다.

디젤엔진이 가동되어 배기매니폴드(11)에서 방출되는 배기가스의 일부는 배기가스재순환라인(15)로 유입되며, 배기가스재순환라인(15)으로 유입된 배기가스는 상기한 배기가스재순환밸브(30)로 공급된다.

배기가스재순환밸브(30)의 유입구(32)로 유입된 배기가스의 압력이 제1스프링(42)의 탄발력보다 높아지면 유입통로(33)에 일면이 밀착되어 있던 제1밸브체(41)가 하강하게 되므로서, 챔버(37)에 배기가스가 채워지게 된다.

이때 유출구(34)의 내측에 형성된 배기가스 유출통로(35)는 제2스프링(52)으로 탄력지지되는 제2밸브체(51)에 의해 닫힌 상태이다. 따라서 챔버(37)로 유입되는 배기가스는 도 3과 같이 피스톤(60)을 하강시키며 챔버(37)의 체적을 넓게 한다.

그리고 엔진스피드센서(81)와 가속페달센서(82)와 에어센서(83)에서 측정된 값에 따라 전자제어장치(ECU)에서는 솔레노이드밸브(70)를 작동시켜 에어탱크에서 에어라인(71)으로 공급되는 공기가 에어공급구(72) 쪽으로 유입되도록 한다.

이렇게 에어공급구(72)로 유입되는 공기압에 의해 상기한 피스톤(60)은 도 4와 같이 상승하게 되고 제2스프링(52)를 가압하면서 제2밸브체(51)가 상승하게 되어 유출통로(35)가 개방된다.

그러면 개방된 유출통로(35)로는 챔버(37)에 수용되었던 배기가스가 가압되어 빠져나가게 되어 배기가스재순환라인(15)을 따라 흡기관(17)으로 유도되므로서 신기와 함께 흡기매니폴드(12)로 유입된다.

이상과 같이 구성되는 본 발명은 배기가스재순환라인에 형성되던 벤츄리부와, 벤츄리부를 통과한 배기가스의 흐름을 원활하게 하기 위해 형성되던 교축밸브가 삭제되므로서, 배기재순환가스의 저항을 줄여 엔진의 성능을 향상시킬 뿐만 아니라 엔진을 제작하는데 드는 원가의 절감 및 엔진의 중량을 감소시키는 데 커다란 효과가 있다.

Claims

배기매니폴드(11)로부터 배기가스가 유입되는 유입구(32)가 일측에 형성되며, 유입구(32)와 직각방향이 되도록 배기가스 유출구(34)가 형성되며, 유출구(34)의 직하방으로 솔레노이드밸브(70)가 형성되기 위한 원통형의 연결구(36)가 형성되며, 유입구(32)와 유출구(34)가 연결되는 부분에 배기가스가 수용되는 챔버(37)가 형성되는 하우징(31)과;

상기한 유입구(32)로 유입된 배기가스의 압력이 일정압 이상이 되면 작동되도록 제1밸브체(41)와 제1스프링(42)으로 구성되어 유입구(32) 내부측에 형성된 유입통로(33)를 개폐하는 제1밸브(40)와;

상기한 하우징(31) 내의 챔버(37)에 충진된 배기가스의 압력이 일정압 이상이 되면 작동되도록 제2밸브체(51)와 제2스프링(52)으로 구성되어 유출구(34) 내부측에 형성된 유출통로(35)를 개폐하는 제2밸브(50)와;

상기한 유입구(32)에서 유입된 배기가스를 일정량 흡입하여 압축된 상태로 유출구(34)로 배출되도록 하기 위해 제2밸브(50)의 제2밸브체(51) 외주에 제3스프링(52)에 의해 지지되도록 형성되어 상기 연결구(36)를 따라 상하이동하는 피스톤(60)과;

상기한 제3스프링(61)에 의해 탄력지지되는 피스톤(60)을 간헐적으로 상측으로 이동시키기 위해 상기 하우징(31)의 연결구(36)의 하측에 형성되는 솔레노이드밸브(70); 로 구성되는 것을 특징으로 하는 디젤엔진의 배기가스재순환밸브.
제 1 항에 있어서,

상기한 솔레노이드밸브(70)는 엔진스피드센서(81)와 가속페달센서(82)와 에어센서(83)에서 측정된 값에 의해 전자제어장치의 제어에 따라 작동되는 것을 특징으로 하는 디젤엔진의 배기가스재순환밸브.
제 1 항에 있어서,

상기한 피스톤(60)은 상기 솔레노이드밸브(70)의 작동에 따라서 에어탱크에서 공급되는 공기압에 의해 상향작동되는 것을 특징으로 하는 디젤엔진의 배기가스재순환밸브.