KR101928512B1 - Egr 쿨러용 밸브 조립체 - Google Patents

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KR101928512B1 KR1020170024429A KR20170024429A KR101928512B1 KR 101928512 B1 KR101928512 B1 KR 101928512B1 KR 1020170024429 A KR1020170024429 A KR 1020170024429A KR 20170024429 A KR20170024429 A KR 20170024429A KR 101928512 B1 KR101928512 B1 KR 101928512B1
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루보스라브 콜라르
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Abstract

본 발명은 밸브 하우징 및 밸브 스템(8)을 포함하는, 배기가스 재순환 쿨러용 밸브 조립체에 관한 것으로서, 상기 밸브 하우징은 제 1, 제 2 및 제 3 가스 격실(13, 14, 15)을 구비하고, 상기 가스 격실들은 각각 배기가스의 유입 및 유출을 위한 개구를 가지며, 그리고 상기 밸브 스템(8)은 제 1 및 제 2 밸브 디스크(9, 10)를 구비하고, 상기 밸브 스템은 축 방향을 규정하며, 이 경우 상기 제 1 가스 격실(13)은 제 1 밸브 디스크(10)에 의해 폐쇄될 수 있는 제 1 밸브 개구(20)를 통해서 상기 제 2 가스 격실(10)과 연결되어 있고, 그리고 상기 제 2 가스 격실(14)은 상기 제 2 밸브 디스크(9)에 의해 폐쇄될 수 있는 제 2 밸브 개구(19)를 통해서 상기 제 3 가스 격실(15)과 연결되어 있으며, 이 경우 하나의 밸브 디스크(9, 10)는 탄성 부재(7)에 의해 상기 밸브 스템(8) 상에 이동 가능하게 설치되어 있고 폐쇄 방향으로 초기 인장된다.

Description

EGR 쿨러용 밸브 조립체{VALVE ASSEMBLY FOR EGR COOLERS}
본 발명은 EGR(배기가스 재순환) 쿨러용 밸브 조립체 및 이와 같은 밸브 조립체를 구비한 배기가스 재순환 시스템에 관한 것이다.
배기가스 재순환 시스템들은 오염 물질 배출량을 감소시키고 내연 기관의 효율을 향상시키기 위해 사용된다. 이 결과 예컨대 충전된 디젤 엔진의 경우 배기가스 재순환에 의해 질소 산화물 발생이 감소될 수 있다. 배기가스 재순환 시스템 내에서, 배기가스 재순환 밸브는 일부 배기가스를 배기 매니폴드(exhaust manifold)로부터 엔진의 흡기 통로(intake passage)로 향하게 하는데, 상기 위치에서 배기가스는 신선한 공기와 혼합된다. 이러한 경우에 단점은, 재순환되는 고온 배기가스로 인하여, 엔진의 흡입 공기가 전체적으로 가열된다는 것이며, 이러한 엔진 흡입 공기 가열은 엔진 출력을 떨어뜨릴 수 있다. 이러한 이유로 하나 또는 다수의 EGR 쿨러를 구비하는 엔진들이 개발되었으며, 이때 상기 하나 또는 다수의 EGR 쿨러는 직렬로 연결되어 있고, 그리고 상이한 엔진 상태에 맞게 상이한 냉각 출력을 제공하기 위해 별도의 바이패스 밸브들(쿨러당 각 하나씩의 바이패스 밸브)의 도움으로 선택적으로 스위칭(switching)될 수 있다. 2개의 EGR 쿨러를 구비한 상기와 같이 해결책은 예를 들면 DE 10 2008 035 747 A1(US 2009/0101122 A1)호에 기술되어 있다.
상기와 같은 해결책에서 나타나는 단점은 시스템이 높은 복잡성을 갖는다는 것인데, 그 이유는 2개의 EGR 쿨러가 사용되는 경우 선택적 스위칭을 위해 별도의 2개의 바이패스 밸브가 요구되고, 그에 상응하게 전력 공급을 위한 2개의 와이어링 하니스(wiring harness)가 설치되어야 하기 때문이다. 더 나아가 별도의 2개의 밸브 구동 장치가 추가적인 설치 공간을 필요로 한다.
또한, US 2009/0013978 A1호에는 2개의 EGR 쿨러 및 2개의 바이패스 밸브를 구비한 EGR 시스템이 공지되어 있으며, 이 경우 상기 바이패스 밸브들은 하나의 액추에이터에 의해 동일한 방식으로 제어되는데, 즉 동기적으로(synchronously) 개방 및 폐쇄된다. 그러나 이 경우에는 개별적인 EGR 쿨러들의 선택적이고 개별적인 스위칭이 불가능하다.
따라서 본 발명의 기초가 되는 과제는, 위에서 언급한 문제점들을 해결하고, 더 단순하고 콤팩트하되, 공간 요건과 관련해서는 유연한 적용이 가능한 구조를 갖는 동시에 가변적인 냉각 출력을 생산할 수 있는, EGR 쿨러용 밸브 조립체를 제공하는 것이다. 또한, 본 발명의 과제는 상기와 같은 밸브 조립체를 갖는 상응하는 배기가스 재순환 시스템을 제공하는 것이다. 상기 과제는 청구항 1의 특징들을 갖는 밸브 조립체 및 청구항 10의 특징들을 갖는 배기가스 재순환 시스템에 의해서 해결된다. 바람직한 실시예들은 종속 청구항들에 규정되어 있다.
본 발명에 따라, 배기가스 재순환 쿨러용 밸브 조립체가 제공되고, 상기 밸브 조립체는 제 1, 제 2 및 제 3 가스 격실(gas compartment)을 갖는 밸브 하우징 그리고 제 1 및 제 2 밸브 디스크(valve disc)를 갖는 밸브 스템(valve stem)을 포함한다: 상기 가스 격실들은 각각 배기가스의 유입 및 유출을 위한 개구를 갖고, 그리고 상기 밸브 스템은 축 방향을 규정하며, 이 경우 상기 제 1 가스 격실은 상기 제 1 밸브 디스크에 의해 폐쇄될 수 있는 제 1 밸브 개구를 통해서 제 2 가스 격실과 연결되어 있고, 상기 제 2 가스 격실은 상기 제 2 밸브 디스크에 의해 폐쇄될 수 있는 제 2 밸브 개구를 통해서 제 3 가스 격실과 연결되어 있으며, 이때 하나의 밸브 디스크는 탄성 부재에 의해 밸브 스템 상에 이동 가능하게 고정되어 있다.
배기가스의 유입 또는 유출을 위한 개구들이 형성되어 있는 밸브 하우징은 제 1, 제 2 및 제 3 가스 격실을 둘러싼다. 상기 가스 격실들은 아래위로 바이패스 개구들과 연결되어 있으며, 상기 바이패스 개구들은 밸브 디스크에 의해 폐쇄될 수 있다. 이 경우 밸브 스템(이러한 밸브 스템에는 하나의 밸브 디스크가 상기 밸브 스템 상에 있는 탄성 부재에 의해 이동 가능하게 설치되어 있고 폐쇄 방향으로 초기 인장됨)은 3개의 가스 격실 모두를 관통한다. 본 발명에서(본 발명은 그러나 실시예로 한정되지 않음) 다른 한 밸브 디스크는 밸브 스템에 단단히, 즉 이동이 가능하지 않게 고정되어 있다. 그러나 2개의 밸브 디스크를 개별 탄성 부재들에 의해 이동 가능하게 밸브 스템에 고정하는 것도 고려할 수 있으며, 이 경우 상기 개별 탄성 부재들은 상이한 초기 응력을 야기하며, 그 결과 밸브 스템이 이동할 때 각각의 밸브 디스크에 대해 할당된 밸브 개구로부터 들어 올려지는 시기(moment)가 상이하다.
(단일 밸브 스템에 설치된 2개의 밸브 디스크를 통해서 선택적으로 개방 또는 폐쇄될 수 있는) 서로 연결된 3개의 가스 격실을 갖는 밸브 조립체의 형태로 인해, 매우 단순한 구조의 도움으로 EGR 쿨러들을 위한 바이패스 밸브 조립체가 제공된다. 2개의 밸브 디스크 중 하나의 밸브 디스크가 탄성 부재에 의해 밸브 스템 상에서 이동 가능하게 고정되어 있고 폐쇄 방향으로 초기 인장됨으로써, 다른 한 밸브 디스크는 예정된 개방도를 지나서 상응하는 밸브 개구로부터 들어 올려질 수 있는 반면에, 초기 인장된 밸브 디스크는 관련된 자신의 밸브 개구를 폐쇄 상태로 유지한다. 밸브 스템이 개방 방향으로 가능한 한 많이 이동한 후에야 비로소, 초기 인장된 밸브 디스크가 자신의 밸브 개구로부터 들어 올려지는 위치가 달성되고, 이때 2개의 EGR 쿨러의 바이패스 대한 2개의 밸브 개구가 개방된다.
상기 실시예의 장점들은 다형성(pleomorphic)의 특징을 갖는다는 것이다. 한 편으로는, 2개의 바이패스 밸브 디스크를 선택적으로 작동시키기 위하여 단 하나의 밸브 구동 장치만 요구된다. 동시에 EGR 쿨러들에 대해 단 하나의 통합 밸브가 사용되기 때문에, 설치 공간이 뚜렷이 절감된다. 따라서 상기와 같은 신규 시스템은 선행 기술에서 사용된 바이패스 밸브보다 더 경제적이고, 그리고 더 적은 복잡성으로 인해 수명이 더 길거나 유지 보수가 더 용이하다.
특히 바람직한 한 실시예에 따르면, 제 1 가스 격실은 재순환되는 배기가스를 위한 배기가스 유입 개구와 상기 배기가스를 제 1 EGR 쿨러로 유입시키기 위한 제 1 쿨러 유입 개구를 갖고, 제 2 가스 격실은 제 1 EGR 쿨러의 제 1 쿨러 유출 개구와 상기 배기가스를 제 2 EGR 쿨러로 유입시키기 위한 제 2 쿨러 유입 개구를 가지며, 그리고 제 3 가스 격실은 제 2 EGR 쿨러의 제 2 쿨러 유출 개구와 엔진으로 재순환되는 배기가스를 위한 배기가스 유출 개구를 갖는다.
바람직한 한 실시예에서, 제 1 및 제 2 EGR 쿨러로 이어지는 또는 제 1 및 제 2 EGR 쿨러로부터 외부로 이어지는 쿨러 유입 개구들과 쿨러 유출 개구들은 밸브 하우징의 한 측면에 배치되어 있다. 밸브 하우징의 동일한 측면에 이루어지는 이러한 배치는, EGR 쿨러들이 엔진룸 내에 서로 나란히 배치되어야 하는 경우에 매우 바람직한데, 그 이유는 상기 EGR 쿨러들의 설치 공간이 단지 약간만 늘어나기 때문이다. 동시에 축 방향으로 소요되는 면적이 최소로 유지되는데, 그 이유는 상기 소요 면적이 밸브 조립체의 치수가 아닌 단지 EGR 쿨러들의 치수에 의해서 결정되기 때문이다.
본 발명에서, 밸브 하우징의 "한 측면에" 또는 "동일한 측면에" 이루어지는 개구들의 배치는, 이러한 개구들 배치에 의해 규정되는 법선 방향들, 즉 축 방향에 수직인 평면에 있는 법선 방향들이 기본적으로 일치하거나, 또는 약 45°를 초과하여 서로 편향되지 않는 것을 의미한다. 따라서 "마주 놓인 측면"에 배치된 개구들의 법선 방향들은 언급한 평면에서, 즉 적어도 90°정도 차이가 나고, 바람직하게는 기본적으로 180°정도로 상호 배치되어 있다.
이 경우 추가로, 배기가스 유입 개구와 배기가스 유출 개구가 밸브 하우징의 마주 놓인 측면에 배치되어 있는 것이 바람직하다. 바꾸어 말하면, 쿨러 유입 개구들과 쿨러 유출 개구들이 서로 나란히 놓인 EGR 쿨러의 경우와 같이 바람직하게 한 측면에 위치하고, 반면에 마주 놓인 측면에 배치된 배기가스 유입 개구와 배기가스 유출 개구는 바이패스 밸브가 폐쇄된 상태에서 곡률 없는 유동 가이드를 가능하게 하며, 이때 상기 유동 가이드는 상대적으로 더 적은 난류 그리고 이와 더불어 매우 적은 오염(fouling)(과냉각(over cooling)과 응축으로 인해 쿨러 내에 코팅 형성)을 야기하는데, 상기와 같은 난류와 오염은 특히 냉각 출력이 높을 때 중요하다.
대안적인 한 실시예에 따르면, 제 1 쿨러 유입 개구와 제 1 쿨러 유출 개구는 밸브 하우징의 한 측면에 배치되어 있고, 제 2 쿨러 유입 개구와 제 2 쿨러 유출 개구는 밸브 하우징의 마주 놓인 측면에 배치되어 있다. 이로 인해, 엔진룸 내에서 설치 공간이 요구되는 한, 밸브 조립체의 마주 놓인 측면에서 2개의 EGR 쿨러가 연결될 수 있다. 이와 같은 설계는 밸브 스템에 의해 사전에 설정되는 축 방향으로 설치 공간을 덜 요구하며, 따라서 특히 직렬 엔진(in-line engine)에 적합하다.
이 경우 배기가스 유입 개구는 밸브 하우징의 축 방향으로 향하는 측면에 그리고 배기가스 유출 개구는 상기 측면에 마주 놓인 측면에 배치될 수 있으며, 이때 상기와 같은 배기가스 유입 개구와 배기가스 유출 개구의 배치는 서로 나란히 놓인 EGR 쿨러들을 갖는 도입부에서 설명한 제 1 실시예에도 적용될 수 있다.
바람직하게 상기 대안적인 실시예에서 밸브 디스크들은 축 방향에 직각이 아닌 각도로, 바람직하게는 45°로 밸브 스템 상에 설치되어 있다. 밸브 디스크들의 비스듬한 배치는 축 방향으로, 가스 격실들 사이 밸브 개구들의 비스듬한 배열을 허용하고, 이러한 허용은 재차, 한 편으로는 제 1 쿨러 유입 개구와 제 2 쿨러 유입 개구 그리고 다른 한 편으로는 제 1 쿨러 유출 개구와 제 2 쿨러 유출 개구를 기본적으로 밸브 하우징을 따라서 동일한 축 방향 위치에 배치하는 것을 가능하게 하며, 또한 이러한 배치는 축 방향으로 특히 콤팩트한 구조를 가능하게 한다.
전술한 본 발명의 한 개선예에 따르면, 밸브 스템에는 재 1 스토퍼와 제 2 스토퍼가 배치되어 있고, 이때 상기 제 1 스토퍼는 상기 밸브 스템 상에서, 탄성 부재가 제공된 밸브 디스크의 이동을 제한하고, 그리고 상기 제 2 스토퍼에는 탄성 부재가 고정되어 있다. 상기 스토퍼들은, 탄성 부재의 초기 응력에 상응하는, 탄성 부재가 제공된 상기 밸브 디스크의 최소 및 최대 이동을 제공하는 것을 가능하게 하며, 이때 상기 스토퍼들 사이에서 밸브 디스크는 할당된 밸브 개구를 확실하게 폐쇄한다. 밸브 스템이 추가로 이동할 경우에는, 밸브 디스크가 제 1 스토퍼에 인접하는 최대 위치에 도달한 후에야 비로소 할당된 밸브 개구가 개방된다.
이 경우 상기 탄성 부재는 바람직하게 스프링, 예를 들면 헬리컬 스프링(helical spring)일 수 있다.
본 발명의 제 2 양상(aspect)에 따르면, 배기가스 재순환 시스템이 제공되며, 상기 배기가스 재순환 시스템은 제 1 EGR 쿨러, 제 2 EGR 쿨러 그리고 전술한 실시예들 중 하나의 실시예에 따른 밸브 조립체를 포함하며, 이 경우 상기 제 1 EGR 쿨러는 입구측에서 밸브 조립체의 제 1 가스 격실에 연결되어 있고, 출구측에서는 제 2 가스 격실에 연결되어 있으며, 그리고 상기 제 2 EGR 쿨러는 입구측에서 밸브 조립체의 제 2 가스 격실에 연결되어 있고, 출구측에서는 제 3 가스 격실에 연결되어 있다. 이미 언급된 바와 같이, 이로 인해 통합형 배기가스 재순환 시스템이 제공될 수 있으며, 이러한 배기가스 재순환 시스템은 별도의 구동 장치들을 갖는 지금까지 사용된 2개의 바이패스 밸브의 기능들을 2개의 밸브 디스크와 하나의 공동 구동 장치를 갖는 단일 시스템으로 대체시키고, 동시에 2개의 EGR 쿨러의 선택적 스위칭, 하나의 EGR 쿨러의 선택적 스위칭 또는 EGR 쿨러 없이 이루어지는 선택적 스위칭을 간단하고 경제적인 방식으로 가능하게 한다.
도면부에서:
도 1은 본 발명의 제 1 실시예의 개략도를 도시하며, 이 경우 도 1a에서는 제 2 밸브 디스크가 탄성 부재에 의해 초기 인장되어 있고, 도 1b에서는 제 1 밸브 디스크가 탄성 부재에 의해 초기 인장되어 있으며;
도 2는 비스듬하게 설치된 밸브 디스크들을 갖는 본 발명의 제 2 실시예의 개략도를 도시하며, 이 경우 도 2a에서는 제 2 밸브 디스크가 탄성 부재에 의해 초기 인장되어 있고, 도 2b에서는 제 1 밸브 디스크가 탄성 부재에 의해 초기 인장되어 있으며;
도 3은 가스 격실들 사이 2개의 밸브 개구의 상이한 폐쇄 및 개방 상태 그리고 2개의 EGR 쿨러의 선택적인 스위칭을 도시한다.
도 1a에는, 본 발명의 제 1 실시예의 제 1 변형예가 도시되어 있다. 상기 도면은 밸브 하우징(16)을 갖는 밸브 조립체를 개략적으로 도시하며, 상기 밸브 하우징은 제 1 가스 격실(13), 제 2 가스 격실(14) 및 제 3 가스 격실(15)을 둘러싼다. 제 1 밸브 디스크(9)와 제 2 밸브 디스크(10)를 구비한 밸브 스템(8)은 상기 밸브 하우징 내에 배치되어 있고 축 방향을 규정한다. 상기 밸브 스템은 밸브 디스크들로부터 떨어져 있는 자신의 단부에 본 도면에는 도시되지 않은 구동 장치를 가지며, 상기 구동 장치는 밸브 스템을 축 방향으로 이동시킨다. 상기 제 1 가스 격실과 제 2 가스 격실 사이에는 밸브 시트 형태의 밸브 개구(20)가 제공되어 있으며, 상기 밸브 개구는 제 1 밸브 디스크(10)에 의해 폐쇄될 수 있다.
상응하게 상기 제 2 가스 격실과 제 3 가스 격실 사이에는 상응하게 밸브 시트 형태의 제 2 밸브 개구(19)가 제공되어 있고, 상기 밸브 개구는 제 2 밸브 디스크(10)에 의해 폐쇄될 수 있다. 이 경우 밸브 개구(19, 20)들은 가스 격실들을 축 방향으로 연결한다.
하우징(16)의 한 측면(도 1a에서 좌측)에는, 본 도면에 도시되지 않은 제 1 EGR 쿨러 내로 이어지는 쿨러 유입 개구(3)가 형성되어 있다. 밸브 하우징의 마주 놓인 측면에는 제 1 가스 격실로 이어지는 배기가스 유입 개구(1)가 제공되어 있다. 제 1 쿨러 유입 개구와 동일한 밸브 하우징(16)의 측면에는, 제 1 EGR 쿨러의 제 1 쿨러 유출 개구(4)와 마찬가지로 본 도면에 도시되지 않은 제 2 EGR 쿨러 내로 이어지는 제 2 쿨러 유입 개구(5)가 제공되어 있다. 마지막으로 제 3 가스 격실에서 유입 또는 유출 개구(3, 4, 5)들과 동일한 측면에는 제 2 EGR 쿨러의 제 2 쿨러 유출 개구가 제공되어 있다. 이와 달리 상기 측면에 마주 놓인 측면에는 배기가스 유출 개구(2)가 배치되어 있고, 상기 배기가스 유출 개구로부터는 처리된 (그리고 경우에 따라서는 냉각된) 배기가스가 엔진의 흡기 통로, 예컨대 터보 과급기로 가이드 된다.
도 1b에는 상기 실시예의 제 2 변형예가 도시되어 있으며, 이러한 제 2 변형예는 단지, 탄성 부재로서 스프링(7)이 제 1 밸브 디스크(10)에 배치되어 상기 제 1 밸브 디스크를 이동 가능하게 초기 인장함으로써 도 1a의 제 1 변형예와 구별된다.
본 발명의 제 2 실시예는 도 2a에 도시되어 있다. 이 경우 제 1 실시예에 비해 축 방향으로 설치 공간이 뚜렷이 줄어들어 있고, 이러한 설치 공간 절감은 특히 제 1 쿨러 유입 개구(3)와 제 1 쿨러 유출 개구(4)가 밸브 하우징(16)의 한 (동일한) 측면에 배치되어 있는 반면에, 제 2 쿨러 유입 개구(5)와 제 2 쿨러 유출 개구(6)가 상기 밸브 하우징(16)의 마주 놓인 측면에 배치되어 있음으로써 달성된다.
동시에 배기가스 유입 개구(1)는 밸브 하우징(16)의 제 1 가스 격실(13)의 축 방향으로 향하는 측면에 배치되어 있고(도 2a, 도 2b에서 아래), 그리고 배기가스 유출 개구(2)는 상기 측면에 마주 놓인, 밸브 하우징(16)의 제 3 가스 격실(15)의 축 방향으로 향하는 측면에 배치되어 있다(도 2a, 도 2b에서 위). 이로 인해 상기 3개의 가스 격실이 더 이상 제 1 실시예와 같이 실제로 밸브 스템(15)의 축 방향에 횡 방향으로 배치되어 있지 않고, 축 방향에 비스듬히 배치되어 있다. 이 경우에는, 또한 제 1 밸브 개구(20)가 제 1 가스 격실과 제 2 가스 격실(13, 14) 사이에 그리고 제 2 밸브 개구(19)가 제 2 가스 격실과 제 3 가스 격실(14, 15) 사이에 비스듬히 배치되어 있음으로써, 밸브 디스크들이 이에 상응하는, 축 방향에 직각이 아닌 각도로 밸브 스템 상에 설치되어 있다. 도시된 실시예에서 이러한 각도는 축 방향에 대해 약 45°에 이른다.
도 1 및 도 2의 두 실시예에서, 스토퍼(12)의 단부에 있는 스프링은 밸브 스템(8)에 오프셋 방식으로 고정되어 있다. 상기 스프링(7)의 다른 한 단부에는 밸브 디스크(9 또는 10)가 고정되어 있고, 밸브 스템(8) 상에서 상기 밸브 디스크의 편향은 밸브 폐쇄 방향으로 최대 위치를 정하는 제 2 스토퍼(11)에 의해 제한된다.
도 3a에는 제 1 밸브 디스크(10)와 제 2 밸브 디스크(9)가 폐쇄되어 있다. 제 1 가스 격실(13)로 이어지는 가스 유입 개구(1)의 전체 배기가스는 제 1 EGR 쿨러로 이어지는 제 1 쿨러 유입 개구(3)로 흐르고, 그리고 상기 제 1 EGR 쿨러로부터 나와 제 1 쿨러 유출 개구(4)를 통해 제 2 가스 격실(14)로 흐른다. 이어서 배기가스는 계속해서 제 2 쿨러 유입 개구(5)를 통해 제 2 EGR 쿨러(13) 내로 흐른 다음, 상기 제 2 EGR 쿨러로부터 나와 제 2 쿨러 유출 개구(6)를 통해 제 3 가스 격실(15) 내로 흐르고, 마지막으로 가스 유출 개구(2)를 통해 밸브 조립체로부터 외부로 유출되며, 상기 위치로부터는 배기가스가 엔진의 흡기 통로로 가이드 된다.
도 3b에서는 밸브 스템(8)이 본 도면에 도시되지 않은 액추에이터에 의해 들어 올려지며, 이 경우 제 1 밸브 디스크(10)는 밸브 시트(20)로부터 들어 올려지고, 이에 따라 제 1 EGR 쿨러의 가변적인 바이패스를 제공한다. 제 2 밸브 디스크(9)는 밸브 스프링(7)의 초기 응력으로 인해, 계속해서 자신의 밸브 시트(19) 상에서 폐쇄 상태로 유지된다. 제 1 밸브 디스크의 개방도는 밸브 취급(valve management) 및 엔진의 필요성에 따라 달라진다. 가스는 배기가스 유입 개구로부터 제 1 가스 격실(13)로 흐른 다음, 부분적으로 개방된 제 1 밸브 디스크(10)를 통해 제 2 가스 격실(14) 내로 흐르고, 그리고 부분적으로 제 1 쿨러 유입 개구(3) 및 제 1 쿨러 유출 개구(4)를 통해 제 2 가스 격실(14) 내로 흐르며, 상기 위치에서는 배기가스 흐름들이 다시 하나로 합쳐진다. 그런 다음 전체 배기가스 흐름은 완전히 제 2 쿨러 유입 개구(5)를 통해, 즉 제 2 EGR 쿨러(13)를 통해 흐르고, 그리고 제 2 쿨러 유출 개구(6)로부터 나와 제 3 가스 격실(15) 내로 그리고 가스 유출 개구(2)로 흐른다.
도 3c에는 제 1 밸브 디스크(10)가 자신의 밸브 시트(20)로부터 완전히 들어 올려지고, 이에 따라 제 1 EGR 쿨러를 완전히 우회한다. 제 2 밸브 디스크(9)는 스프링 초기 응력으로 인해 계속해서 폐쇄되어 있으며, 그 결과 제 2 EGR 쿨러가 100%까지 관류된다.
도 3d에서는, 밸브 스템(8)이 더 들어 올려짐으로써, 제 1 밸브 디스크(10)가 계속해서 100%까지 밸브 개구(20)를 개방 상태로 유지하고, 이에 따라 배기가스가 제 1 EGR 쿨러(12)를 완전히 우회하는 한편, 제 2 밸브 디스크(9)는 자신의 밸브 시트(19)로부터 들어 올려지는데, 그 이유는 상기 제 2 밸브 디스크가 밸브 스템(8) 상에서 제 2 스토퍼(11)에 도달했기 때문이다. 상기 제 2 스토퍼는 밸브 스템(8)과 함께 제 2 밸브 디스크(9)의 이동을 야기한다. 따라서 상기 단계에서는 제 1 EGR 쿨러가 완전히 우회되는 한편, 제 2 EGR 쿨러는 상기 제 2 밸브 디스크(9)의 개방도에 상응하게 부분적으로 우회된다.
마지막으로 도 3e에서는 밸브 스템(8)이 자신의 최대 편향에서 상부로 이동되며, 그 결과 2개의 밸브 디스크(10 및 9)가 각각 자신의 밸브 시트(20, 19)로부터 완전히 들어 올려짐으로써 2개의 EGR 쿨러가 완전히 우회된다.
탄성 부재(7)(스프링)가 제공된 밸브 디스크(9)는 물론 자신의 이동성을 위해, 밸브 스템(8)용 홀을 가지며, 이 경우 상기 밸브 스템(8)은 상기 홀을 통해 이동될 수 있다. 상기 스프링의 초기 응력은 특히 도 3d 및 도 3e에 도시된 상태를 제공하는 데 적합하게 선택된다. 또한, 스토퍼(11 및 12)들이 상응하게 배치되어 있다. 따라서 상기 스토퍼들은, 도 3a 내지 도 3e의 각각의 상태에서 스프링(7)이 상응하는 힘을 제공하는 한편, 도 3d 및 도 3e의 상태에서는 밸브 디스크(9)가 밸스 스템 상에서 더 이상 이동할 수 없고, 오히려 상기 밸브 스템과 함께 이동하는 것을 보장한다. 앞의 설명은 상응하게는 도 1b 및 도 2b에 도시된 변형예들에도 적용되며, 이 경우 당업자는 기능을 상응하게 적용시킨다.

Claims (10)

  1. 밸브 하우징(16) 및 밸브 스템(valve stem)(8)을 포함하는, 배기가스 재순환 쿨러(EGR cooler)용 밸브 조립체로서,
    상기 밸브 하우징(16)은 제 1, 제 2 및 제 3 가스 격실(gas compartment)(13, 14, 15)을 구비하고, 상기 가스 격실들은 각각 배기가스의 유입 및 유출을 위한 개구를 가지며,
    상기 밸브 스템(8)은 제 1 및 제 2 밸브 디스크(valve disc)(9, 10)를 구비하고, 상기 밸브 스템은 축 방향을 규정하며,
    상기 제 1 가스 격실(13)은 제 1 밸브 디스크(10)에 의해 폐쇄될 수 있는 제 1 밸브 개구(20)를 통해서 상기 제 2 가스 격실(10)과 연결되어 있고, 그리고 상기 제 2 가스 격실(14)은 상기 제 2 밸브 디스크(9)에 의해 폐쇄될 수 있는 제 2 밸브 개구(19)를 통해서 상기 제 3 가스 격실(15)과 연결되어 있으며,
    하나의 밸브 디스크(9, 10)는 탄성 부재(7)에 의해 상기 밸브 스템(8) 상에 이동 가능하게 설치되어 있고 폐쇄 방향으로 초기 인장되어 있으며,
    상기 제 1 가스 격실(13)이 재순환되는 배기가스를 위한 배기가스 유입 개구(1) 및 상기 배기가스를 제 1 EGR 쿨러 내로 유입시키기 위한 제 1 쿨러 유입 개구(3)를 구비하고,
    상기 제 2 가스 격실(14)이 상기 제 1 EGR 쿨러의 제 1 쿨러 유출 개구(4) 및 상기 배기가스를 제 2 EGR 쿨러 내로 유입시키기 위한 제 2 쿨러 유입 개구(5)를 구비하며, 그리고
    상기 제 3 가스 격실(15)이 상기 제 2 EGR 쿨러의 제 2 쿨러 유출 개구(6) 및 재순환되는 배기가스를 위한 배기가스 유출 개구(2)를 구비하는, 밸브 조립체.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 EGR 쿨러로 이어지는 또는 제 1 및 제 2 EGR 쿨러로부터 외부로 이어지는 쿨러 유입 개구(3, 5)들과 쿨러 유출 개구(4, 6)들이 상기 밸브 하우징(16)의 한 측면에 배치되어 있는, 밸브 조립체.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 배기가스 유입 개구(1)와 배기가스 유출 개구(2)가 상기 밸브 하우징(16)의 마주 놓인 측면에 배치되어 있는, 밸브 조립체.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 쿨러 유입 개구(3)와 제 1 쿨러 유출 개구(4)가 상기 밸브 하우징(16)의 한 측면에 배치되어 있고, 그리고 상기 제 2 쿨러 유입 개구(5)와 제 2 쿨러 유출 개구(6)가 상기 밸브 하우징(16)의 마주 놓인 측면에 배치되어 있는, 밸브 조립체.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 배기가스 유입 개구(1)가 상기 밸브 하우징(16)의 축 방향으로 향하는 측면에 배치되어 있고, 그리고 상기 배기가스 유출 개구(2)가 상기 측면에 마주 놓인 측면에 배치되어 있는, 밸브 조립체.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 밸브 디스크(9, 10)들이 상기 밸브 스템(8) 상에 축 방향에 대해 직각이 아닌 각도로 설치되어 있는, 밸브 조립체.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 밸브 스템(8)에 제 1 스토퍼(stopper)(11)와 제 2 스토퍼(12)가 설치되어 있고, 상기 제 1 스토퍼는 상기 밸브 스템(8) 상에서 상기 탄성 부재(7)가 제공된 밸브 디스크(9, 10)의 이동을 제한하고, 그리고 상기 제 2 스토퍼에는 상기 탄성 부재(7)가 고정되어 있는, 밸브 조립체.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 탄성 부재(7)가 스프링인, 밸브 조립체.
  10. 제 1 EGR 쿨러, 제 2 EGR 쿨러 그리고 제 1 항 및 제 3 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따른, 밸브 조립체를 포함하는, 배기가스 재순환 시스템으로서,
    상기 제 1 EGR 쿨러가 입구측에서 상기 밸브 조립체의 제 1 가스 격실(13)에 연결되어 있고, 출구측에서는 제 2 가스 격실(14)에 연결되어 있고,
    상기 제 2 EGR 쿨러가 입구측에서 상기 밸브 조립체의 제 2 가스 격실(14)에 연결되어 있고, 출구측에서는 제 3 가스 격실(15)에 연결되어 있는, 배기가스 재순환 시스템.
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