KR19980062826A - 배기가스 재순환장치의 밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 배기가스 저감장치 중에서, NO_X를 저감시키기 위해 배기가스의 일부를 재순환시키는 전자제어방식의 EGR 밸브에 관한 것으로, 구조를 단순화하고, 냉각 효과를 높여 내구성을 향상시킬 수 있도록 한다. 이를 위하여, 상기 EGR 밸브는 배기 매니폴드 및 흡기 매니폴드와 연통된 배기가스 통로(8, 9)가 모터(12)에 의해 회전되는 로터(11)에 의해 승강되는 밸브로드(10)에 승강 동작에 의해 개폐 조절되도록 구성된다. 상기 로터가 설치된 밸브 바디의 외주에는 냉각핀(13)이 설치된다. 또, 상기 모터는 ECU에 의해 제어된다.

Description

배기가스 재순환장치의 밸브

[발명의 기술분야]

본 발명은 배기가스 재순환(Exhaust Gas Recirculation; EGR)장치의 밸브에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 배기가스 저감장치 중의 특히, 질소산화물(NO_X)의 저감시키기 위해 배기가스의 일부를 재순환시키는 전자제어방식의 EGR 밸브에 관한 것이다.

[종래기술]

일반적으로, 자동차의 배기계는 엔진의 연소실에서 연소된 배기 가스를 외부로 배출시키기 위해, 배기 매니폴드, 배기 파이프, 촉매 컨버터 및 사일런서를 구비하여 이루어진다.

이러한 배기계에 있어서, 연소실에서 배출되는 배기 가스는 인체에 무해한 수증기(H₂O), 질소(N₂), 탄산가스(CO₂) 등도 있으나, 일산화탄소(CO), 탄화수소(HC), 질소 산화물(NO_X) 등의 유독성 물질도 포함되어 있다.

여기서, 유동성 물질인 NO_X를 줄이기 위한 것으로, 종래에는 흡기계로 배기가스의 일부를 재순환시켜 연소시 최소 온도를 낮추어주는 배기가스 재순환장치가 공지되어 있다.

이러한 자동차의 엔진의 배기가스 재순환 장치는 제 1 도에 도시된 바와 같이, 엔진(1)의 연소실로부터 배출된 배기가스 중의 일부(혼합기의 약 15% 정도 까지)를 배기 매니폴드(2)에서 끌어내, 흡기의 부압에 의해 개방되는 EGR 밸브(4)를 통해 흡기 매니폴드(3)로 보내, 연료·공기의 혼합기와 혼합시켜 연소실로 유입되게 한다.

이렇게 배기가스를 재순환시키면 새 혼합기의 충진율은 낮아지는 결과가 초래된다. 또한, 상기 재공급된 배기가스에는 질소에 비해 열용량이 큰 탄산가스가 많이 함유되어, 즉 재공급된 배기가스는 더 이상 연소작용을 할 수 없기 때문에, 동력행정시의 연소온도가 낮아지게 된다. 이렇게 연소온도가 낮아지면 질소산화물의 양은 현저하게 감소되지만, 배기가스 중의 탄화수소(HC)와 일산화탄소(CO)의 양은 저감되지 않는다. 반면, 이 배기가스 재순환장치는 NO_X의 저감대책에 큰 효과가 있다.

이러한 배기가스 재순환장치로는 상술한 부압식과 전자제어식이 있으며, 부압식은 재순환율이 5∼10%로 소량인 시스템에 주로 사용되며, 그 이상을 재순환시킬 경우에는 대부분 전자제어방식이 사용된다.

상기 전자제어방식의 재순환장치에서는 EGR 밸브의 밸브로드 위치를 검출하는 위치센서가 부착되고, EGR 밸브의 밸브로드 위치(즉, 개방 정도)는 미리 프로그램되어 있는 특성곡선상에서 엔진의 회전속도와 흡기 다기관을 진공도 및 엔진의 온도에 따라 ECU(전자제어유닛)에 의해 제어되는 EGR 컨트롤 솔레노이드 밸브에 의해 조절된다.

상술한 종래 기술의 배기가스 재순환장치에 있어서, 부압식의 EGR 밸브는 흡기 부압을 위한 관로(5)와 EGR 쿨러(6), 및 EGR 밸브(4) 본체의 구조가 복잡하고, 쿨러의 효과가 미소하여 내구성이 약한 문제점이 있다.

또, 종래의 전자제어식 EGR 밸브는 ECU의 시그널에 의해 EGR 밸브를 제어하는 EGR 컨트롤 솔레노이드 밸브와 같은 구조를 필요로 하며, 냉각 효과가 미약한 문제점이 있다.

이러한 종래 기술의 문제점을 해소하기 위한 목적에서 안출된 것으로, 본 발명은 구조의 단순화와 실질적으로 냉각 효과를 높여 내구성을 향상시킬 수 있는 EGR 밸브를 제공하고자 한다.

제 1 도는 일반적인 배기가스 재순환장치를 보인 구성도.

제 2 도는 본 발명에 의한 배기가스 재순환장치의 밸브를 도시한 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

4 : EGR 밸브7 : 밸브 바디

8 : 입구9 : 출구

10 : 밸브로드11 : 로터

12 : 모터13 : 냉각핀

상기 목적을 실현하기 위한 수단으로, 본 발명은 후술하는 구성을 갖는 배기가스 재순환 밸브를 제안한다.

즉, 본 발명은 엔진의 배기 매니폴드와 흡기 매니폴드를 연결하는 재순환 관로에 설치되는 EGR 밸브에 관한 것으로, 배기가스 통로가 모터와, 그 모터에 의해 회전되는 로터(rotor)에 의해 승강되는 밸브로드에 의해 개폐 조절되게 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 로터가 설치된 밸브 바디의 외주에는 공냉 효과를 높이기 위한 냉각핀이 설치된다.

또, 상기 모터는 ECU에 의해 제어되는데, 이 ECU는 냉각수온 센서, TPS(드로틀 포지션 센서), 차속 센서 및 CAS(crank angle sensor)에 따라 제어된다.

[실시예]

이하, 본 발명을 실현하기 위한 바람직한 실시예를 첨부 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명한다.

제 2 도는 본 실시예에 관련된 배기가스 재순환 밸브를 도시한 단면도이다.

본 실시예를 설명함에 있어, 종래 기술에서 인용된 도면과 동일한 본 실시예의 구성에 대해서는 동일한 부호를 사용하고 있으며, 설명의 명료성을 위해 다시 설명하지 않는다.

도면에서의 설명 부호(4)는 EGR 밸브 전체를 지칭한다. 이 EGR 밸브(4)는 주지된 바와 같이, 엔진에서 연소된 배기가스를 배출하는 배기 매니폴드(2)와, 흡기가 유입되는 흡기 매니폴드(3)를 서로 연결하는 재순환 관로에 설치된다.

이러한 EGR 밸브(4)의 밸브 바디(7)에는 상기 재순환 관로와 연통되는 배기가스 통로로서 입구(8) 및 출구(9)가 형성된다. 또, 밸브 바디(7)의 내부에는 상기 배기가스 통로에 직교하는 방향으로 설치되어 입구(8) 및 출구(9)를 개폐하는 밸브로드(10)가 설치된다.

밸브로드(10)의 반대쪽 끝단부 위주에는 치차가 형성되며, 그 둘레에 끼워지는 로터(11)와 나사 결합되어 있다. 로터(11)는 모터(12)에 회동 가능하게 지지된다.

모터(12)는 냉각수온 센서, TPS, 차속 센서 및 CAS의 시그널에 따라, 엔진의 적합한 EGR율을 실현하기 위한 ECU에 의해 제어된다.

이러한 모터(12)는 상기 ECU의 시그널에 의해 제어되는 스템 모터로 구성된다.

또한, 상기 로터(11)가 설치된 밸브 바디(7)의 외주에는 냉각핀(13)이 설치되는데, 이 냉각핀(13)은 EGR 밸브의 공냉 효과를 높이기 위한 것이다.

상술한 본 실시예의 구성에 따라, 상기 EGR 밸브(4)는 냉각수온 센서, TPS, 차속 센서 및 CAS의 시그널에 따라, ECU에 의해 제어되어 적합한 EGR 율을 실현하기 위해 구동된다.

즉, 모터(12)의 회전에 의해 로터(11)가 자전되고, 이 로터(11)에 나사 결합된 밸브로드(7)가 상,하 방향으로 이동되면서, 배기가스 통로를 개폐하면서 적절한 EGR 율로 흡기 매니폴드로 배기가스를 공급하게 된다.

이상에서 설명된 실시예를 통하여, 본 발명에 의한 배기가스 재순환 밸브는 종래 기술의 문제점을 실질적으로 해소하게 됨을 알 수 있다.

즉, 본 발명은 종래의 부압식, 전자제어식 EGR 밸브와 달리, 구조가 단순화되고 실질적으로 냉각 효과를 높이는 효과를 갖게 된다. 또, EGR 밸브의 내구성도 향상시키게 된다.

한편, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허 청구의 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.

Claims (2)

1. 엔진의 배기 매니폴드와 흡기 매니폴드를 연결하는 재순환 관로에 설치되는 배기 가스 재순환 밸브에 있어서, 상기 재순환 관로와 연통되게 배기가스 통로가 형성된 밸브 바디와, 상기 배기가스 통로를 개폐하는 밸브로드와, 이 밸브로드의 끝단에 나사 결합되는 로터와, 이 로터를 회동시키는 모터로 구성된 것을 특징으로 하는 배기가스 재순환장치의 밸브.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 로터가 설치된 밸브 바디의 외주에는 냉각핀이 설치된 것을 특징으로 하는 배기가스 재순환장치의 밸브.