KR20060040881A

KR20060040881A - 이지알가스 누출 방지장치

Info

Publication number: KR20060040881A
Application number: KR1020040089818A
Authority: KR
Inventors: 이일남
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2004-11-05
Filing date: 2004-11-05
Publication date: 2006-05-11

Abstract

본 발명은 배기계와 흡기계를 연결하는 EGR 파이프의 도중에 체크 밸브를 장착하여 EGR가스의 누출을 방지하기 위한 EGR가스 누출 방지장치에 관한 것으로,

소정 길이의 파이프 양측단에 각각 엔진의 흡기계와 배기계에 접속되기 위한 플랜지가 형성되고, 배기계에 접속되는 측으로 EGR 밸브와 EGR 쿨러가 장착된 EGR 파이프에 있어서,

상기한 EGR 파이프의 도중에 배기계측에서 전달되는 배기압력에는 개방되지만 흡기계측에서 전달되는 흡기압력에는 개방되지 않는 체크 밸브가 추가로 장착된 것을 특징으로 한다.

EGR 파이프, 체크 밸브, EGR 밸브

Description

이지알가스 누출 방지장치{Preventing apparatus to leak EGR gas}

도 1은 본 발명에 의한 체크 밸브가 EGR 파이프의 도중에 장착된 상태도.

도 2는 본 발명에 의한 체크 밸브의 확대사시도.

도 3과 도 4는 본 발명에 의한 체크 밸브의 작동상태를 설명하기 위한 도면.

도 5는 일반적인 EGR 시스템을 설명하기 위한 도면.

도 6은 일반적인 EGR 밸브의 구성을 설명하기 위한 도면.

도 7은 일반적인 EGR 파이프의 구성을 설명하기 위한 도면.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

14 : EGR 파이프 15 : EGR 쿨러

20 : EGR 밸브 23 : 로드

24 : 밸브 26 : 부쉬

30 : 체크 밸브 31 : 케이스

32 : 밸브 시트 33 : 스프링 시트

34 : 내부공간 35 : 밸브체

36 : 돌출부 37 : 통공

36 : 스프링

본 발명은 EGR가스 누출 방지장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 배기계와 흡기계를 연결하는 EGR 파이프의 도중에 체크 밸브를 장착하여 EGR가스의 누출을 방지하기 위한 EGR가스 누출 방지장치에 관한 것이다.

엔진에서 배출된 배기가스의 일부를 흡기계로 환류시켜 실린더 안의 연소가스 온도를 떨어뜨림으로서 NOx의 생성이 억제되도록 하는 시스템을 EGR 장치 즉 배기가스 재순환장치라고 한다.

도 5는 EGR 장치가 적용된 일반적인 엔진의 구성도로서, 엔진(10)의 배기 매니폴드(12)에서 방출되는 배기가스의 일부를 흡기 매니폴드(11)로 유도하기 위하여 배기라인(13)과 흡기 매니폴드(11) 사이에는 EGR 파이프(14)가 형성된다. 한편, 상기한 EGR 파이프(14)의 도중에는 전자제어장치에 의해 제어되는 EGR 밸브(20)가 형성된다.

그리고 상기한 EGR 밸브(20)의 일측에는 재순환되는 배기가스의 온도를 적정하게 유지시켜 주기 위한 EGR 쿨러(15)가 장착되어 있다. 즉, 엔진으로 입력되는 대기온을 전자제어부가 감지하여 EGR 밸브를 자동으로 개방시켜 엔진의 배기 매니폴드로 배기되는 배기가스의 일부가 EGR 파이프를 통해서 재순환되어진다. 그리고 상기한 EGR 쿨러(15)에서는 재순환되는 배기가스의 온도가 적정수준으로 유지된 상태로 흡기 매니폴드(11)로 유입시켜 재연소되도록 함으로서, 대기중으로 방출되는 탄화수소, NOx 등의 유해물질의 배출량이 저감되도록 하였다.

도 6은 상기한 EGR 밸브의 구성을 설명하기 위한 도면으로서, 밸브 바디(21)의 일측에는 엔진의 부압에 의해 동작되는 액츄에이터(22)가 장착되고, 상기 액츄에이터(22)와 로드(23)로써 연결된 밸브(24)가 EGR가스의 통로를 개폐할 수 있도록 밸브 바디(21)의 내측에 수용된다. 밸브 바디(21)의 내측에는 밸브(24)의 일측면이 접하기 위한 밸브 시트(25)가 마련되어 있고, 상기한 액츄에이터(22)의 동작에 의해서 밸브(24)가 직선이동됨에 따라 상기 밸브 시트(25)로부터 밀착되거나 이격되므로서 EGR 밸브(20)의 개폐동작이 이루어지는 것이다. 특히, 상기한 로드(23)의 직선이동이 원활하게 이루어질 수 있도록 하기 위한 부쉬(26)이 밸브 바디(21)와 액츄에이터(22)의 연결부에 장착된다.

한편, 도 7은 종래의 일부 차량에 적용되고 있는 EGR 파이프와 EGR 밸브의 사용상태를 설명하기 위한 도면으로, 소정 길이의 EGR 파이프(14) 양측단에는 각각 흡기계와 배기계에 접속되기 위한 플랜지(14a)가 마련되고, 그 일측에 EGR 밸브(20) 및 EGR 쿨러(14)가 장착된 상태를 보이고 있다.

그런데 EGR 밸브가 닫힌 상태가 유지되어야할 엔진의 고속운전영역에서 EGR 밸브의 기계적인 구조상 엔진 및 차량의 떨림으로 인하여 밸브 시트로부터 밸브가 이격되어 EGR가스가 요구되지 않는 시점에서 EGR가스가 흐르게 된다. 특히, 이러한 과정에서 액츄에이터와 밸브 간을 연결하는 로드와, 로드의 직선이동이 원활하게 이루어질 수 있도록 하기 위한 부쉬 간의 틈을 통하여 일부의 EGR가스가 대기중으로 누출됨으로서 주변부품에 EGR 가스가 퇴적되어 오염을 일으키게 될 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 배기계와 흡기계를 연결하는 EGR 파이프의 도중에 체크 밸브를 장착하여 EGR가스의 누출을 방지하기 위한 EGR가스 누출 방지장치에 관한 것이다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서,

이하, 본 발명에 의한 EGR가스 누출 방지장치의 구성 및 작동에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면과 함께 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 체크 밸브가 EGR 파이프의 도중에 장착된 상태도이고, 도 2는 본 발명에 의한 체크 밸브의 확대사시도이며, 도 3 내지 도 4는 본 발명에 의한 체크 밸브의 작동상태를 설명하기 위한 도면이다.

도면 중에 표시되는 도면부호 30은 본 발명에 의한 체크 밸브를 지시하는 것이고, 일부의 도면부호는 종래기술의 설명에서 사용된 도면부호가 그대로 인용된다.

상기한 체크 밸브(30)는 배기계에서 흡기계로 EGR가스를 유도하기 위해 마련되는 EGR 파이프(14)의 도중에 장착되는 것으로, 흡기계의 압력이 EGR 밸브(20) 측으로 전달되는 것을 방지하여 흡기계 측에서 EGR 밸브(20) 측으로 전달되는 흡기압력이 대기압력보다 높음으로 인하여 발생되는 EGR가스의 누출을 방지하기 위한 것이다.

이를 위한 상기한 체크 밸브(30)의 구성은 크게 케이스(31)와, 밸브체(35)와, 스프링(38)으로 이루어진다.

우선, 케이스(31)는 도중이 절단된 EGR 파이프(14)의 양단에 접속되는 통형상으로 형성되고, 양측의 접속부보다 중간부에 마련된 내부공간(34)의 면적이 상대적으로 넓게 형성된다. 즉, 내부공간(34)의 양측면 중 일측면은 밸브체(35)가 접하는 밸브시트(32)가 되고, 다른 일측면은 스프링(38)의 일단이 지지되기 위한 스프링 시트(33) 가 되는 것이다.

상기한 케이스(31)의 내부공간(34)에는 전후진 이동이 가능한 크기의 밸브체(35)가 수용되는데, 밸브체(35)의 원활한 이동동작을 위해서 상기 밸브체(35)와 케이스(31)는 원형단면을 가지는 형태로 형성되는 것이 바람직하다. 특히, 상기한 밸브체(35)의 배기계측 중앙부에는 배기계측을 향하여 원뿔형상의 돌출부(36)가 형성되고, 상기 돌출부(36)의 주변으로는 EGR가스의 통과를 위한 다수의 통공(37)이 관통형성된다.

상기한 스프링(38)은 돌출부(36)의 반대측에 위치되어 상기한 밸브체(35)를 탄력지지하게 된다. 즉, 스프링(38)은 배기계측에서 유입되는 EGR가스의 압력이 스 프링력보다 강할 경우에는 압축되어 밸브체(35)의 개방을 허용하지만, 흡기계측에서 유입되는 흡기압력에 의해서는 그 흡기압력의 고저에 관계없이 밸브체(35)의 개방이 허용되지 않도록 하기 위해서 필요한 것이다.

본 발명에 의한 EGR가스 누출 방지장치에서는 엔진의 EGR 시스템에 적용되는 EGR 밸브(20), EGR 쿨러(15) 등 기타의 장치는 종래기술의 경우와 동일하게 혹은 변경된 상태로 적용될 수 있다.

본 발명에 의한 EGR가스 누출 방지장치의 작동상태를 이하에 설명한다.

기본적으로 EGR 밸브(20)는 엔진이 고속운전영역에서 운전되는 경우에는 닫혀진 상태가 유지되어야 하는 것이다. 본 발명은 이와 같이 EGR 밸브(20)가 닫혀진 상태가 유지되어야 함에도 불구하고 흡기압력이 대기압력보다 높게 될 경우에 발생되는 EGR가스의 누출을 방지하기 위한 것인만큼, EGR 파이프(14)에 전달되는 흡기압력이 대기압력보다 높은 상태를 가정하여 본 발명에 의한 장치의 작동을 설명하기로 한다.

상기한 EGR 파이프(14)의 도중에 장착된 체크 밸브(30)는 배기계 측에서 전달되는 EGR가스의 압력에는 동작이 허용되고, 흡기계 측에서 전달되는 흡기압력에는 그 동작이 허용되지 않도록 구성된 것이다. 따라서 EGR 작동영역에서는 상기한 체크 밸브(30)는 EGR 가스의 압력에 의해서 자동으로 개방된다.

한편, NON-EGR 작동영역에서는 EGR 밸브(20)의 액츄에이터에 부압이 전달되지 않게 되므로서 EGR 밸브(20)는 닫힘상태가 유지된다. 이때, 엔진의 운전영역이 고속운전영역일 경우에는 흡기계의 흡기압력이 대기압력보다 높게 된다.

하지만, 본 발명에 의한 장치에서는 EGR 파이프(14)의 도중에 체크 밸브(30)가 형성되어 있으므로서, 대기압보다 상대적으로 높은 흡기계의 흡기압력이 상기한 EGR 밸브(20)에 전달되는 것이 차단된다. 따라서 흡기압력으로 인한 EGR 밸브(20)의 밸브(24)가 떨리는 현상이 방지되고, 흡기압력과 대기압력의 차압으로 인한 EGR 밸브(20)의 로드(23)와 부쉬(26) 사이의 틈을 통한 EGR가스의 누출이 방지되어진다.

이상과 같이 구성되는 본 발명에 의하면 EGR 밸브의 비작동영역인 엔진의 고속운전영역에서 흡기계의 흡기압력이 대기압력보다 높게 되더라고 EGR 파이프의 도중에 마련된 체크 밸브에 의해서 대기압보다 상대적으로 높은 흡기압력이 EGR 밸브로 전달되지 않게 되므로서, EGR 밸브의 떨림현상 및 EGR 밸브의 로드와 부쉬 사이의 틈을 통한 EGR가스의 누출이 방지되는 커다란 장점이 있는 것이다.

Claims

소정 길이의 파이프 양측단에 각각 엔진의 흡기계와 배기계에 접속되기 위한 플랜지가 형성되고, 배기계에 접속되는 측으로 EGR 밸브와 EGR 쿨러가 장착된 EGR 파이프에 있어서,

상기한 EGR 파이프(14)의 도중에 배기계측에서 전달되는 배기압력에는 개방되지만 흡기계측에서 전달되는 흡기압력에는 개방되지 않는 체크 밸브(30)가 추가로 장착된 것을 특징으로 하는 EGR가스 누출 방지장치.
제 1 항에 있어서,

상기한 체크 밸브(30)는 EGR 파이프(14)의 도중에 장착되는 통형상의 케이스(31)와, 상기 케이스(31) 내부에 수용된 채로 케이스(31) 내부에서 전후진 이동되어 케이스(31)에 접속된 EGR 파이프(14)의 도중을 개폐하는 밸브체(35)와, 상기한 밸브체(35)를 탄력지지하기 위한 스프링(38)으로 구성된 것을 특징으로 하는 EGR가스 누출 방지장치.
제 2 항에 있어서,

상기한 밸브체(35)는 그 중앙부가 배기계측을 향하여 원뿔형상으로 돌출형성되고, 상기 원뿔형상의 돌출부(36) 주변으로 다수의 통공(37)이 관통형성된 것을 특징으로 하는 EGR가스 누출 방지장치.