KR100494417B1

KR100494417B1 - 3웨이 밸브

Info

Publication number: KR100494417B1
Application number: KR10-2003-0009726A
Authority: KR
Inventors: 김양구
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2003-02-17
Filing date: 2003-02-17
Publication date: 2005-06-13
Also published as: KR20040074235A

Abstract

본 발명은 디젤 엔진에서 서로 작동조건이 다른 스로틀 바디의 제어를 위한 액츄에이터와 EGR 밸브의 제어를 위한 액츄에이터를 하나의 솔레노이드 밸브로 제어할 수 있도록 하기 위한 3웨이 밸브에 관한 것으로,

중앙부에 밸브실이 마련된 바디와;

상기 바디의 일측으로 밸브실과 연통되어 솔레노이드측과 연결되는 유입구와;

상기 바디의 타측으로 밸브실과 연통되어 스로틀 바디측과 연결되는 제1유출구와;

상기 제1유출구의 일측으로 상기 밸브실과 연통되어 EGR 밸브측과 연결되는 제2유출구와;

상기 유입구가 제1유출구 혹은 제2유출구와 선택적으로 연결되도록 상기 밸브실을 양분하는 자성을 띤 밸브와;

상기 밸브의 작동방향이 자성에 따라서 선택적으로 제어될 수 있도록 밸브의 일측에 위치되는 전자석부; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

3웨이 밸브{3 WAY VALVE}

본 발명은 3웨이 밸브에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 디젤 엔진에서 서로 작동조건이 다른 스로틀 바디의 제어를 위한 액츄에이터와 EGR 밸브의 제어를 위한 액츄에이터를 하나의 솔레노이드 밸브로 제어할 수 있도록 하기 위한 3웨이 밸브에 관한 것이다.

일반적인 디젤 엔진에는 스로틀 바디, EGR 밸브, VGT 등에 진공압을 사용하는 액츄에이터가 사용되고 있다.

상기한 스로틀 바디에 형성되는 액츄에이터는 운전자가 시동 키이를 온(ON) 작동시켰을 경우에 스로틀 밸브가 소정수준 개방되도록 하여 엔진 내로 흡입공기가 유입되도록 하고, 키이를 오프(Off) 작동시켰을 경우에 흡입공기가 엔진으로 유입되는 것을 차단시키도록 구성되는 것이다.

그리고 상기한 EGR 밸브는 엔진에서 배출된 배기가스의 일부를 흡기계로 환류시키기 위한 것으로, 흡기계로 환류된 배기가스가 실린더안의 연소가스 온도를 떨어뜨림으로서 NOx의 생성을 억제하게 된다. 이러한 EGR 밸브의 작동부압은 알터네이터 후부에 장착된 배큠 펌프에 의하여 발생하는 부압을 압력원으로 솔레노이드 밸브에 의하여 제어되고 있다.

한편, VGT(가변용량 터보차져, Variable Geometry Turbocharger)는 터보차져를 통과하는 배기가스의 양과 유속을 정밀하게 제어해 저속 및 고속 전구간에서 최적의 동력성능이 발휘되도록 구성한 것으로, 그 제어에 진공압에 의한 액츄에이터 및 솔레노이드가 적용되고 있다.

상기와 같이 디젤 엔진에는 진공압으로 작동되는 액츄에이터가 다수 사용되고 있고, 이 진공압을 제어하기 위한 솔레노이드 밸브가 다수 장착되고 있는 실정이다.

그런데 스로틀 바디에 적용되는 솔레노이드 밸브의 경우에는 키이 온(On)시에 엔진진동 저감용으로 사용하므로서 EGR 밸브나 VGT와는 그 사용 조건이 다르다. 따라서 솔레노이드 밸브의 작동조건에 따라서 배큠 통로만 바꾸어주면 하나의 솔레노이드 밸브로써 두개의 액츄에이터로 공급되는 진공압을 제어할 수 있는 것이다.

그럼에도 불구하고 종래의 경우에는 작동조건이 다른 두가지 액츄에이터를 사용하는데 있어서 각각의 솔레노이드 밸브를 사용하므로서 엔진 제조원가의 상승, 엔진 레이 아웃의 복잡성 및 솔레노이드 밸브의 오작동으로 인한 엔진의 품질문제가 뒤따르게 되는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 디젤 엔진에서 서로 작동조건이 다른 스로틀 바디의 제어를 위한 액츄에이터와 EGR 밸브의 제어를 위한 액츄에이터를 하나의 솔레노이드 밸브로 제어할 수 있도록 하기 위한 3웨이 밸브를 제공하는 데 목적이 있다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로서,

중앙부에 밸브실이 마련된 바디와;

이하, 본 발명에 의한 3웨이 밸브의 구성 및 작동에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면과 함께 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 3웨이 밸브의 단면구성도이고, 도 2는 본 발명에 의한 3웨이 밸브의 설치상태도이고, 도 3은 본 발명에 의한 3웨이 밸브의 작동상태도이다.

도면 중에 표시되는 도면부호 10은 본 발명에 의해 형성된 3웨이 밸브를 지시하는 것이고, 도면부호 30은 밸브를 지시하는 것이다.

상기한 3웨이 밸브(10)는 바디(11)의 일측으로 유체가 유입되기 위한 유입구(12)가 형성되고, 그 타측으로 유체가 유출되기 위한 한쌍의 제1유출구(13) 및 제2유출구(14)가 형성된다. 상기한 유입구(12)와 제1유출구(13) 및 제2유출구(14)는 바디(11)의 중앙부에 형성되는 밸브실(15)에 의해서 서로 연통되는데, 상기 밸브실(15)의 내부에는 상기 유입구(12)가 제1유출구(13)와 연결되거나 혹은 제2유출구(14)와 선택적으로 연결될 수 있도록 하기 위한 밸브(16)가 수용된다.

본 발명의 실시예에 의하면, 상기한 유입구(12)는 솔레노이드 밸브(30) 측과 연결되고, 제1유출구(13)는 스로틀 바디(40)측과 연결되며, 제2유출구(14)는 EGR 밸브(50)측과 연결된다. 한편, 상기한 3웨이 밸브(10)의 제2유출구(50)에는 EGR 밸브를 연결하는 대신에 VGT 장치(가변용량 터보차져, Variable Geometry Turbocharger)가 연결될 수도 있는 것이다.

그리고 상기한 밸브(16)는 밸브실(15)에 수용되는 판형상으로 그 중간부가 힌지(17)에 의해 축결합되며, 밸브실(15) 내측에는 상기 밸브(16)가 한정된 스트로크 내에서만 작동될 수 있도록 하기 위한 스톱퍼(18)가 돌출형성된다. 특히 상기한 밸브(16)는 자성을 띠도록 형성되는데, 그 일측은 양(+)극을 타측은 음(-)극의 자성을 갖는 영구자석으로 되는 것이다.

한편, 상기한 밸브(16)의 일단이 위치되는 바디(11)의 내측에는 상기 밸브(16)의 작동방향을 제어하기 위한 전자석부(20)가 매설형성된다. 즉, 상기 전자석부(20)는 엔진의 운전환경에 따라서 전자제어장치의 제어에 의해서 코일(22)로 인가되는 전류의 방향이 바뀌게 되므로서 전자석부(20)의 +극과 -극이 결정되어 상기 밸브(16)를 작동시키도록 가변자석으로 구성되는 것이다. 상기 전자석부(20)는 외주연에 코일(22)이 권선된 코어(21)가 서로 대칭된 위치에 한쌍으로 형성되는 것이 바람직하다. 코일(22)로 인가되는 전류의 방향에 따라서 코어(21)에 생성되는 자성의 극이 결정되고, 그 극의 성분에 따라서 밸브(16)의 작동방향이 결정되도록 구성되는 것이다.

그리고 상기한 제1유출구(13)와 제2유출구(14) 사이에는 상기 밸브실(15)이 대기와 연통되도록 홀(19)이 형성되는데, 이 홀(19)은 상기 유입구(12)와 미연결된 유출구(13,14)가 대기와 연결되도록 하기 위한 것이다.

이상과 같이 구성되는 3웨이 밸브의 작동을 설명하면 다음과 같다.

우선, 시동 키이가 오프(Off)되었을 경우에는 전자제어장치에서 키이 오프 신호를 받아서 상기한 전자석부(20)에 전류가 인가된다. 이 때 인가되는 전류의 방향은 밸브(16)가 제2유출구(14) 측을 막아 유입구(12)와 제2유출구(14)가 연결된 상태가 되도록 하는 방향으로 인가된다. 따라서 제2유출구(14)는 유입구(12)와 막힌 상태가 되므로서 솔레노이드 밸브(30)를 통과한 진공압은 스로틀 바디(40) 측으로만 전달된다. 이 때 EGR 밸브(50) 측은 홀(19)을 통해 대기에 개방된 상태가 되므로서 닫히게 되고, 스로틀 바디만 작동하여 닫히게 되므로서 키이 오프 진동개선의 효과를 가져오게 된다.

그리고 엔진이 운전중일 경우에는 상기의 경우와 반대로 전류의 인가방향이 결정되므로서 상기한 밸브(16)는 위와 반대방향으로 작동하게 된다. 즉, 상기한 밸브(16)가 코일(22)의 극성에 의해서 EGR 밸브(50) 측으로 진공압이 연결되도록 작동하고, 스로틀 바디(30) 측으로는 진공압이 전달되지 않도록 작동된다. 이 때 스로틀 바디(30) 측은 홀(19)을 통해 대기에 개방된 상태가 된다.

이상과 같이 본 발명에 의한 3웨이 밸브(10)에 의해서 하나의 솔레노이드 밸브(30) 만으로 두개의 액츄에이터를 제어할 수 있게 되므로서 엔진 제작에 소요되는 제작원가가 감소되고, 엔진의 레이 아웃에서 유리하게 될 뿐만 아니라, 솔레노이드 밸브의 오작동에 의한 폐해를 줄게 된다.

이상과 같은 본 발명에 의하면 솔레노이드 밸브 하나만으로 서로 작동환경이 다른 두개의 액츄에이터를 제어할 수 있게 되므로서 엔진 제작에 소요되는 제작원가를 줄일 수 있고, 엔진의 레이 아웃 측면에서 유리할 뿐만이 아니라, 다수의 솔레노이드 밸브가 장착되었을 경우 솔레노이드 밸브의 오작동에 의한 문제점을 줄일 수 있는 커다란 장점이 있는 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 3웨이 밸브의 단면구성도.

도 2는 본 발명에 의한 3웨이 밸브의 설치상태도.

도 3은 본 발명에 의한 3웨이 밸브의 작동상태도.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 3웨이 밸브 11 : 바디

12 : 유입구 13 : 제1유출구

14 : 제2유출구 15 : 밸브실

16 : 밸브 17 : 힌지

18 : 스톱퍼 19 : 홀

20 : 전자석부 21 : 코어

22 : 코일 30 : 솔레노이드 밸브

40 : 스로틀 바디 50 : EGR 밸브

Claims

중앙부에 밸브실(15)이 마련된 바디(11)와;

상기 바디(11)의 일측으로 상기 밸브실(15)과 연통되어 솔레노이드 밸브(30) 측과 연결되는 유입구(12)와;

상기 바디(11)의 타측으로 상기 밸브실(15)과 연통되어 스로틀 바디(40) 측과 연결되는 제1유출구(13)와;

상기 제1유출구(13)의 일측으로 상기 밸브실(15)과 연통되어 EGR 밸브(50)측과 연결되는 제2유출구(14)와;

상기 유입구(12)가 제1유출구(13) 혹은 제2유출구(14)와 선택적으로 연결되도록 상기 밸브실(15)의 공간을 양분하는 자성을 띤 밸브(16)와;

상기 밸브(16)의 작동방향이 자성에 따라서 선택적으로 제어될 수 있도록 밸브(16)의 일측에 위치되는 전자석부(20); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 3웨이 밸브.
제 1 항에 있어서,

상기한 전자석부(20)는 코어(21)에 코일(22)이 권선되어 상기 밸브(16)의 일측에 한쌍으로 서로 대칭되도록 구성되어지되, 엔진의 운전상황에 따라 상기 코일(22)로 인가되는 전류의 방향이 결정되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 3웨이 밸브.
제 1 항에 있어서,

상기한 제1유출구(13)와 제2유출구(14) 사이에는 상기 밸브실(15)이 대기와 연통되도록 홀(19)이 형성되어, 상기 유입구(12)와 미연결된 유출구(13,14)는 홀(19)을 통해 대기측과 연결되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 3웨이 밸브.