KR101231268B1

KR101231268B1 - 터보차져의 과급압 조절밸브

Info

Publication number: KR101231268B1
Application number: KR1020070048085A
Authority: KR
Inventors: 송진호
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2007-05-17
Filing date: 2007-05-17
Publication date: 2013-02-07
Also published as: KR20080101389A

Abstract

본 발명은 밸브의 개폐작동의 모든 상태에서 밸브가 안정되게 지지되도록 하고, 국부적으로 마모가 진행되는 부분을 배제하도록 함으로써, 내구성을 크게 향상시키고, 안정되고 정숙한 작동성으로 과급압 조절의 정밀도를 향상시킬 수 있도록 한 터보차져의 과급압 조절밸브를 제공한다.

Description

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

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 요부를 설명한 도면,

도 4는 도 3의 밸브시트를 도시한 사시도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>

1; 밸브시트 3; 밸브

5; 밸브헤드 7; 밸브지지원주면

9; 가스유동홈 11; 밸브링

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 터 빈(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 도시된 바와 같이 밸브(518)가 개방되어 배기가스가 터보차져(508)를 바이패스하도록 함으로써, 과급압을 낮출 수 있도록 되어 있다.

상기한 바와 같은 구성의 터보차져(508) 시스템은 가솔린 엔진처럼 공연비 제어에 의해 엔진의 출력을 제어하는 CNG(Compressed Nature Gas)엔진에서 특히 유용하게 사용될 수 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 의한 밸브(518)의 흔들림이 비교적 크게 발생하고, 이와 같은 밸브(518)의 흔들림은 밸브(518)의 작동에 따라 상기 밸브지지부(524)의 마모를 발생시키고, 그에 따라 밸브헤드(526)가 접촉하는 밸브시트(528)도 마모가 크게 발생되어, 결과적으로 과급압 조절밸브(510)의 내구성을 크게 떨어뜨리고, 소음이 많이 발생하게 되며, 과급압 조절기능을 안정적으로 수행하지 못하게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 밸브의 개폐작동의 모든 상태에서 밸브가 안정되게 지지되도록 하고, 국부적으로 마모가 진행되는 부분을 배제하도록 함으로써, 내구성을 크게 향상시키고, 안정되고 정숙한 작동성으로 과급압 조절의 정밀도를 향상시킬 수 있도록 한 터보차져의 과급압 조절밸브를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 터보차져의 과급압 조절밸브는

터보차져를 바이패스하는 통로를 형성하는 밸브바디와, 상기 밸브바디 내에 설치되는 밸브시트와, 직선 슬라이딩 운동에 의해 상기 밸브시트에 대한 상대위치 변화로 상기 밸브바디의 바이패스통로를 개폐하도록 된 밸브를 포함하여 구성된 터보차져의 과급압 조절밸브에 있어서,

상기 밸브시트는 상기 밸브의 밸브헤드의 외주면을 밀착하여 감싸는 직경의 내측 원주면으로 이루어진 밸브지지원주면이 형성되고, 상기 밸브지지원주면으로부 터 상기 밸브의 직선 슬라이딩 운동 방향 일측을 향해 밸브시트의 내주면 직경이 확장되는 형상의 가스유동홈이 원주방향을 따라 다수개 형성되며;

상기 밸브의 밸브헤드는 상기 밸브시트의 내부에서 직선 슬라이딩 하여 상기 밸브바디의 바이패스통로를 개폐하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

본 발명 실시예는 도 1 및 도 2에 개시된 종래의 과급압 조절밸브와 기본적인 작동메커니즘은 유사한 바, 터보차져를 바이패스하는 통로를 형성하는 밸브바디와, 상기 밸브바디 내에 설치되는 밸브시트와, 직선 슬라이딩 운동에 의해 상기 밸브시트에 대한 상대위치 변화로 상기 밸브바디의 바이패스통로를 개폐하도록 된 밸브를 포함하여 구성된 점은 동일하다.

도 3과 도 4는 본 발명의 특징을 개시한 것으로서, 밸브시트(1)는 상기 밸브(3)의 밸브헤드(5)의 외주면을 밀착하여 감싸는 직경의 내측 원주면으로 이루어진 밸브지지원주면(7)이 형성되고, 상기 밸브지지원주면(7)으로부터 상기 밸브(3)의 직선 슬라이딩 운동 방향 일측을 향해 밸브시트(1)의 내주면 직경이 확장되는 형상의 가스유동홈(9)이 원주방향을 따라 다수개 형성된 구조이다.

여기서, 상기 밸브의 밸브헤드(5)는 상기 밸브시트(1)의 내부에서 직선 슬라이딩 하여 상기 밸브바디의 바이패스통로를 개폐하게 된다.

즉, 상기 밸브헤드(5)의 직선 슬라이딩 스트로크는 상기 밸브시트(1)의 내부로 한정되어, 상기 밸브시트(1)의 외측으로 벗어나지 않는 범위 내에서 작동된다 는 것이다.

상기 다수개의 가스유동홈(9) 사이 부분들은 상기 밸브지지원주면(7)과 동일한 직경의 원의 일부를 이루는 구조를 가지고 있어서, 상기 밸브헤드(5)가 상기 밸브지지원주면(7) 쪽으로 이동된 상태 및 상기 가스유동홈(9) 쪽으로 이동된 상태 모두에서 상기 밸브헤드(5)는 상기 밸브시트(1)의 내측에 견고하고 안정된 상태로 지지된다.

여기서, 도 3의 상측과 같이 상기 밸브헤드(5)가 상기 밸브지지원주면(7) 쪽으로 이동된 상태에서는 배기가스가 밸브바디의 바이패스통로를 통과하지 못하도록 폐쇄하는 상태이고, 도 3의 하측과 같이 상기 밸브헤드(5)가 상기 가스유동홈(9) 쪽으로 이동된 상태에서는 배기가스가 상기 가스유동홈(9)들을 통해 밸브바디의 바이패스통로를 통과하여 바이패스되도록 함으로써 터보차쳐의 과급압을 낮추게 되는 상태이다.

본 실시예에서는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 밸브헤드(5)에 밸브링(11)을 장착하였다. 물론, 상기 밸브의 밸브헤드(5)에는 원주면에 링홈을 형성하고, 상기 링홈에 상기 밸브링(11)을 끼워서 장착한다.

상기 밸브링(11)은 단면 구조가 상기 밸브시트(1)에 접촉하는 외측면의 중앙부분이 볼록하게 솟아오른 배럴형으로 형성되도록 하여 왕복 직선 슬라이딩 작동시에 어느 쪽으로나 원활한 작동성을 가지도록 하였다.

상기 밸브링(11)은 엔진의 피스톤링과 동일 또는 유사한 재질 및 구조로 구성하는 것이 바람직할 것이다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 움직이는 작동요소인 밸브의 가장 큰 질량이 집중된 밸브헤드가 밸브의 전체 개폐 작동스트로크 동안 밸브시트의 내측 원주면에 의해 그 작동이 안정되고 견고하게 가이드되게 됨에 따라, 밸브 개폐작동의 모든 상태에서 밸브가 진동 없이 안정되게 지지되도록 하고, 종래와 같이 국부적으로 마모가 진행되는 부분을 배제하도록 함으로써, 과급압 조절밸브의 내구성을 크게 향상시키고, 안정되고 정숙한 작동성으로 터보차져의 과급압 조절의 정밀도를 향상시킬 수 있다.

Claims

터보차져를 바이패스하는 통로를 형성하는 밸브바디와, 상기 밸브바디 내에 설치되는 밸브시트와, 직선 슬라이딩 운동에 의해 상기 밸브시트에 대한 상대위치 변화로 상기 밸브바디의 바이패스통로를 개폐하도록 된 밸브를 포함하여 구성된 터보차져의 과급압 조절밸브에 있어서,

상기 밸브시트는 상기 밸브의 밸브헤드의 외주면을 밀착하여 감싸는 직경의 내측 원주면으로 이루어진 밸브지지원주면이 형성되고, 상기 밸브지지원주면으로부터 상기 밸브의 직선 슬라이딩 운동 방향 일측을 향해 밸브시트의 내주면 직경이 확장되는 형상의 가스유동홈이 원주방향을 따라 다수개 형성되며;

상기 밸브의 밸브헤드는 상기 밸브시트의 내부에서 직선 슬라이딩 하여 상기 밸브바디의 바이패스통로를 개폐하는 것

을 특징으로 하는 터보차져의 과급압 조절밸브.
청구항 1에 있어서,

상기 다수개의 가스유동홈 사이 부분들은 상기 밸브지지원주면과 동일한 직경의 원의 일부를 이루는 것

을 특징으로 하는 터보차져의 과급압 조절밸브.
청구항 1에 있어서,

상기 밸브의 밸브헤드에는 원주면에 링홈을 형성하고, 상기 링홈에 밸브링을 장착한 것

을 특징으로 하는 터보차져의 과급압 조절밸브.
청구항 3에 있어서,

상기 밸브링은 단면 구조가 상기 밸브시트에 접촉하는 외측면의 중앙부분이 볼록하게 솟아오른 배럴형으로 형성된 것

을 특징으로 하는 터보차져의 과급압 조절밸브.