KR101620206B1

KR101620206B1 - Egr 구동부의 마찰력 감소 개선 장치

Info

Publication number: KR101620206B1
Application number: KR1020140140438A
Authority: KR
Inventors: 김영민
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아자동차주식회사
Priority date: 2014-10-17
Filing date: 2014-10-17
Publication date: 2016-05-13
Also published as: KR20160045952A; DE102015103496A1; CN106032780B; US9556826B2; US20160108863A1; CN106032780A

Abstract

EGR 구동부의 마찰력 감소 개선 장치가 소개된다.
이를 위해 본 발명은, 밸브 내부에 마련된 스템의 상하 운동시 상기 스템과 스템 가이드와의 접촉에 의한 마찰력이 감소되도록 그 측면에 복수 개의 함몰부가 형성되어 밸브 내측면과의 접촉 면적을 감소되는 스페이스 유닛을 포함한다.

Description

EGR 구동부의 마찰력 감소 개선 장치{IMPROVED APPARATUS FOR REDUCING REFRICTION IN EGR DRIVER}

본 발명은 EGR 구동부의 마찰력 감소 개선 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 배기 가스가 유입되는 차량용 EGR 밸브 내부에 마련된 스템 가이드와 이 스템 가이드를 따라 상하 운동하는 스템에서 스템의 외주면 일지점에 밸브의 내측면과의 접촉 면적이 감소되도록 그 측면에 복수개의 함몰부가 형성된 스페이스 유닛을 마련함은 물론, 이 스페이스 유닛으로 인해 종래 사용되었던 스템 가이드의 길이가 축소되어 EGR 구동부의 마찰력이 감소되는 장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차에 설치된 엔진에서 배기되는 배기가스에서 발생되는 질소산화물(NOx)의 생성을 억제하기 위하여 현재 가장 많이 사용하고 있는 방법은 냉각된 배기가스의 일부를 혼합기에 더하여 실린더 내로 흡입시키는 EGR(Exhaust Gas Recirculation) 밸브를 사용하고 있다.

EGR밸브의 구성을 보면, 흡입구와 배출구가 형성되는 하우징과, 상기 흡입구를 선택적으로 개폐하는 개폐장치와, 상기 개폐장치를 동작시켜 왕복운동을 유발하는 액츄에이터를 구비한다.

하우징의 흡입구는 엔진의 배기매니폴드와 연결되어 있고, 배출구는 엔진의 흡기 매니폴드와 연결되어 있어서, 상기 액츄에이터 및 개폐장치의 동작에 따라서 배기 매니폴드에서 토출되는 배기가스의 일부가 상기 EGR밸브에 의하여 선택적으로 흡기 매니폴드로 이동한다.

종래의 EGR밸브를 보면, 한국공개특허번호 10-2006-0029846과 같은 장치를 취하고 있었다. 종래의 장치에 의하면 액츄에이터와 개폐장치 간의 기어 장치가 마련되어 있었고, 그러한 기어장치의 동작에 따라서 배기가스의 재순환 동작이 일어났었다.

한편, 도 1은 종래 배기가스와 EGR 가스가 유입되는 연결부에서의 밸브 단면을 나타내는 것으로, 도시된 바와 같이, 스템 가이드(30)를 따라 상하 방향으로 이동하는 스템(20)과 이 스템의 상부에 립실(40)이 형성된 것을 확인할 수 있다.

그런데, 이러한 EGR 밸브가 장착된 차량의 운행시 종종 엔진 시동이 꺼지거나 울컥거리는 문제가 발생하였으며, 그 원인으로 스템 가이드(30)를 따라 상하 운동하는 스템(20)에서 생기는 마찰력에 의한 열이 립실(40)에 전달되어 고온에 의한 립실(40)의 수축 및 변형이 발생하고, 이로 인해 립실(40)과 스템(20) 및 스템 가이드(30)로 구성된 섭동부 간섭에 의한 섭동 부하가 증가함에 있었다.

또한, 스템 가이드(30)가 고온에 노출되어 차량 운행시 스템(20)의 상하 운동에 의한 마찰력의 증가로 인해 운전자에게 경고등이 발생하는 등 다양한 문제가 발생하였고, 이에 스템(20)의 상하 운동시 발생하는 마찰력을 감소시키는 방안이 연구되어 왔다.

이에 본 발명은, 스템 가이드(30)의 길이를 종래에 비해 축소하고, 밸브 내측면과 스템(20)과의 마찰력이 감소 되도록 그 측면에 다수개의 함몰부가 형성된 스페이스 유닛을 제공함에 그 목적이 있다,

상기한 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

한국공개특허공보 제10-2013-0021216호(2013.03.05) 한국공개특허공보 제10-2011-0028880호(2011.03.22)

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점인 스템 가이드를 따라 상하 운동하는 스템에 의한 마찰열로 인해 발생하는 차량의 추종성 불량을 방지하기 위한 EGR 구동부의 마찰력 감소 개선 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

EGR 구동부의 마찰력 감소 개선 장치가 소개된다.

이를 위해 본 발명은, 밸브 내부에 마련된 스템의 상하 운동시 상기 스템과 스템 가이드와의 접촉에 의한 마찰력이 감소되도록 그 측면에 복수 개의 함몰부가 형성되어 밸브 내측면과의 접촉 면적을 감소되는 스페이스 유닛을 포함한다.

바람직하게는, 상기 스페이스 유닛은, 상기 함몰부가 상기 스페이서 유닛 내부로 소정 깊이로 상기 스페이스 유닛의 측면을 따라 형성된 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 스페이스 유닛의 중심부에는 스템이 관통할 수 있는 스템홀이 형성되어 있고, 상기 스페이스 유닛의 상하 운동시 상기 밸브 내측면과의 접촉면적이 감소되도록 그 상면에는 상기 스템홀을 중심으로 복수개의 상면요홈부가 형성된 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 스페이스 유닛의 하면에는 상기 복수개의 상면요홈부가 상기 스템홀을 중심으로 위치한 각도와 다른 각도로 복수개의 하면요홈부가 형성된 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 함몰부는, 상기 복수개의 상면요홈부 및 하면요홈부가 상기 스템홀을 중심으로 위치한 각도와 다른 각도로 상기 스페이스 유닛의 측면을 따라 형성된 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 스페이스 유닛의 상부와 하부에는 립실이 형성된 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 스페이스 유닛의 상부에는 카본 재질의 부시가 형성된 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 부시의 상부에는 그 하부가 개방된 립실 부재가 형성되고, 이 립씰 부재의 개방된 하부에는 상기 립실이 립실 하우징에 고정되도록 고정링이 형성된 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 스페이스 유닛 하부에는 스템의 외주면을 따라 소정 길이의 스템 가이드가 형성된 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명인 EGR 구동부의 마찰력 감소 개선 장치에 의한다면 종래 사용하던 스템가이드의 길이를 축소하고, 마찰 저항이 적은 장치인 스페이서 유닛을 채용함으로써 차량의 내구성이 확보되고, 그에 따른 연비 향상 및 부품 교체에 대한 비용 절감이 되는 등 다양한 효과가 구현된다.

도 1은 종래 배기가스와 EGR 가스가 유입되는 연결부에서의 밸브 단면도.
도 2는 본 발명인 스페이스 유닛의 사시도.
도 3은 본 발명인 스페이스 유닛이 스템에 결합되어 밸브 내부에 위치한 단면도.
도 4는 본 발명인 스페이스 유닛이 스템에 장착되어 밸브 내부에 형성된 사시도.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명인 EGR 구동부의 마찰력 감소 개선 장치의 바람직한 실시 예를 설명한다.

도 2는 본 발명인 스페이스 유닛의 사시도이고, 도 3은 이 스페이스 유닛이 스템에 결합된 채 밸브 내부에 위치한 단면도이다.

도시된 바와 같이 본 발명의 스페이스 유닛(100)은 전체적으로 원통형으로 구성되되, 그 측면에는 복수 개의 함몰부(110)가 스페이스 유닛(100)의 측면을 따라 형성되어 있다.

이 스페이스 유닛(100)은 그 중심부에 스템홀(H)이 형성되어 있고, 이 홀을 따라 스템(20)이 관통된 채 스템(20)과 함께 스페이스 유닛(100)은 상하 운동을 하게 된다.

이 스페이스 유닛(100)이 스템(20)에 장착된 도 3에 도시된 바와 같이, 스템(20)은 스페이스 유닛(100)과 함께 밸브 내부에서 상하 운동을 하게 된다.

이때, 이 스페이스 유닛(100)의 측면에는 도시된 바와 같이 함몰부(110)가 형성되어 있어서 밸브의 내측면과의 접촉면적이 줄어듦은 물론, 종래 스템(20)이 이동할 수 있는 스템 가이드 대신에 이 스페이스 유닛(100)으로 대체함으로써 스템(20)의 이동에 의한 마찰력도 현격하게 줄어드는 효과가 구현된다.

이러한 스페이스 유닛(100)의 형상을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

함몰부(110)는 스페이스 유닛의 측면을 따라 복수 개가 형성되는데, 그 갯수는 다양하게 변경될 수 있음은 물론이나, 최적의 효과를 구현하기 위해 도시된 바와 같이 중심부를 중심으로 3개로 형성됨이 바람직하다.

이 함몰부(110)의 형상 역시 다양하게 변경될 수 있으나, 그 내구성을 고려하여 도시된 바와 같이, 직육면체 형상으로 소정 깊이로 스페이스 유닛(100)의 내부를 따라 형성됨이 바람직하다.

이러한 함몰부의 형성으로 함몰부(110)와 접촉하는 밸브 내측면과의 면적이 감소하여 스템(20)의 상하 이동시 종래 스템 가이드를 채용하는 경우에 생기는 마찰력에 비해 현격하게 감소되는 효과가 구현된다.

한편, 이 스페이스 유닛(100)의 중심부에는 스템(20)이 관통할 수 있는 스템홀(H)이 형성되어 있어, 이 스템홀(H)에 스템(20)이 관통한 채 스템(20)과 스페이스 유닛(100)이 함께 상하로 운동한다.

이때, 스페이스 유닛(100)의 상하 운동시 밸브 내측면과의 접촉면적이 더욱 감소되도록 그 상면에는 스템홀(H)을 중심으로 복수개의 상면요홈부(120)가 형성된 것을 특징으로 한다.

즉, 도시된 바와 같이, 스템홀(H)을 중심으로 120⁰만큼 각각 회전된 위치에 소정 깊이로 홈이 형성된 3개의 상면요홈부(120)가 형성되어 있는데, 이 상면요홈부(120) 역시 이미 설명한 함몰부(110)와 마찬가지로 스템(20)이 밸브 내부에서 상하 이동시 밸브 내측면과의 접촉 면적을 감소시켜 마찰력을 감소시키는 효과가 구현된다.

또한, 스페이스 유닛(100)의 하면에는 이 복수개의 상면요홈부(120)가 스템홀(H)을 중심으로 위치한 각도와 다른 각도로 복수개의 하면요홈부(130)가 형성된 것을 특징으로 하는데, 이 복수개의 하면요홈부(130) 역시 그 밸브 내측면과의 접촉면적을 감소시켜 그 마찰력이 저감되는 효과가 구현되는 기능을 수행한다.

한편, 상면요홈부(120)가 스템홀(H)을 중심으로 위치한 각도와 하면요홈부(130)가 스템홀(H)을 중심으로 위치한 각도는 서로 달리하여 어긋나게 형성되게 함이 바람직한데, 그 이유는, 스페이스 유닛(100)의 상하 운동시 비틀림에 의한 강성 저하가 방지되도록 함에 있다.

또한, 함몰부(110)가 형성된 위치 역시 복수개의 상면요홈부(120) 및 하면요홈부(130)가 스템홀(H)을 중심으로 위치한 각도와 다른 각도로 스페이스 유닛의 측면을 따라 형성된 것을 특징으로 하는데, 이 역시 스페이스 유닛(100)의 상하 운동시 비틀림에 의한 강성 저하가 방지되도록 함에 있다.

결국, 상면요홈부(120), 함몰부(110) 및 하면요홈부(130)가 스템홀(H)을 중심으로 위치한 각도는 서로 달리하여 어긋나게 형성됨으로써 스페이스 유닛(100)의 상하 운동시 비틀림에 의한 강성 저하가 방지되도록 형성되어 있다.

한편, 도 4는 본 발명인 스페이스 유닛이 스템에 장착되어 밸브 내부에 형성된 사시도로, 도시된 바와 같이 스페이스 유닛의 상부와 하부에는 립실(200)이 형성된 것을 특징으로 한다.

이러한 립실(200)과 스페이스 유닛(100)으로 인해 마찰력이 최소화됨은 물론, 내구성이 확보되는 효과가 구현된다.

한편, 다시 도 3에 도시된 바와 같이, 스페이스 유닛(100)의 상부에는 카본 재질의 부시(300)가 형성된 것을 특징으로 하고,

그 부시(300)의 상부에는 그 하부가 개방된 립실 부재(400)가 형성되되, 이 립실 부재(400)의 개방된 하부에는 립실 부재(400)가 립실 하우징(50)에 고정되도록 고정링(500)이 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 스페이스 유닛(100) 하부에는 스템(20)의 외주면을 따라 소정 길이의 스템 가이드(30)가 형성되는데, 이 스템 가이드(30)는 종래에 비해 그 길이가 축소되어 마찰력이 더욱 감소되는 효과가 구현된다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 의한다면 스템(20)이 밸브 내부에서 상하 운동을 하더라도 종래에 비해 그 마찰력이 현저하게 줄어듦으로써 마찰력이 최소화됨은 물론 내구성이 확보되는 효과가 구현된다.

본 발명은 특정한 실시 예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

10 : 밸브 20 : 스템
30 : 스템 가이드 40 : 립실
100 : 스페이스 유닛 110 : 함몰부
200 : 립실 300 : 부시
400 : 립실 부재 500 : 고정링

Claims

밸브 내부에 마련된 스템의 상하 운동시 상기 스템과 스템 가이드와의 접촉에 의한 마찰력이 감소되도록 그 측면에 복수 개의 함몰부가 형성되어 밸브 내측면과의 접촉 면적을 감소되는 스페이스 유닛을 포함하되,
상기 스페이스 유닛은,
상기 함몰부가 상기 스페이서 유닛 내부로 소정 깊이로 상기 스페이스 유닛의 측면을 따라 형성되며,
상기 스페이스 유닛의 중심부에는 스템이 관통할 수 있는 스템홀이 형성되어 있고,
상기 스페이스 유닛의 상하 운동시 상기 밸브 내측면과의 접촉면적이 감소되도록 그 상면에는 상기 스템홀을 중심으로 복수개의 상면요홈부가 상기 함몰부와 다른 각도로 형성되어 서로 어긋나도록 위치되는 것을 특징으로 하는, EGR 구동부의 마찰력 감소 개선 장치.
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청구항 1에 있어서,
상기 스페이스 유닛의 하면에는 상기 복수개의 상면요홈부가 상기 스템홀을 중심으로 위치한 각도와 다른 각도로 복수개의 하면요홈부가 형성된 것을 특징으로 하는, EGR 구동부의 마찰력 감소 개선 장치.
청구항 4에 있어서,
상기 함몰부는,
상기 복수개의 상면요홈부 및 하면요홈부가 상기 스템홀을 중심으로 위치한 각도와 다른 각도로 상기 스페이스 유닛의 측면을 따라 형성된 것을 특징으로 하는, EGR 구동부의 마찰력 감소 개선 장치.
청구항 5에 있어서,
상기 스페이스 유닛의 상부와 하부에는 립실이 형성된 것을 특징으로 하는, EGR 구동부의 마찰력 감소 개선 장치.
청구항 1, 4, 5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 스페이스 유닛의 상부에는 카본 재질의 부시가 형성된 것을 특징으로 하는, EGR 구동부의 마찰력 감소 개선 장치.
청구항 7에 있어서,
상기 부시의 상부에는 그 하부가 개방된 립실 부재가 형성되고, 이 립씰 부재의 개방된 하부에는 상기 립실이 립실 하우징에 고정되도록 고정링이 형성된 것을 특징으로 하는, EGR 구동부의 마찰력 감소 개선 장치.
청구항 7에 있어서,
상기 스페이스 유닛 하부에는 스템의 외주면을 따라 소정 길이의 스템 가이드가 형성된 것을 특징으로 하는, EGR 구동부의 마찰력 감소 개선 장치.