KR20070076772A

KR20070076772A - 터보차저 웨이스트 게이트 밸브 작동용 다이어프램 분리교환형 액츄에이터

Info

Publication number: KR20070076772A
Application number: KR1020060006044A
Authority: KR
Inventors: 민복기
Original assignee: 민복기
Priority date: 2006-01-20
Filing date: 2006-01-20
Publication date: 2007-07-25

Abstract

본 발명은 터보차저 웨이스트 게이트 밸브 작동용 액츄에이터 내부에 장착되어 있는 다이어프램이 파손되는 경우 터보차저 웨이스트 게이트 밸브 작동구조에서 액츄에이터 자체를 교환해야 하는 대신에 액츄에이터 내부의 파손된 다이어프램을 신형 다이어프램으로 교환하여 터보차저 웨이스트 게이트 밸브 작동구조에서 액츄에이터 자체를 교환하지 않고 장기간 사용할 수 있는 터보차저 웨이스트 게이트 밸브 작동용 다이어프램 분리교환형 액츄에이터 및 이의 수리방법에 관한 것이다.

터보차저, 웨이스트 게이트 밸브, 액츄에이터

Description

터보차저 웨이스트 게이트 밸브 작동용 다이어프램 분리교환형 액츄에이터 및 이의 수리방법{Actuator safety apparatus}

도 1은 종래 터보차저 웨이스트 게이트밸브 작동용 액츄에이터를 나타낸 도면.

도 2는 종래 액츄에이터를 나타낸 도면.

도 3은 본 발명의 액츄에이터를 나타낸 분해사시도.

도 4는 본 발명의 액츄에이터를 나타낸 결합사시도.

도 5는 본 발명의 액츄에이터를 나타낸 분해단면도.

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 터보차저 2 : 웨이스트 게이트 밸브장치

5 : 웨이스트 게이트 밸브 6 : 액츄에이터

7 : 파이프 9 : 에어탱크

10 : 압력 레귤레이터 12 : 압력실

14 : 리턴스프링 15 : 다이어프램

16 : 작동로드 50 : 상부하우징

52 : 상부밀봉턱 54 : 지지판

56 : 지지판 볼트 58 : 너트

59 : 연결로드 60 : 하부하우징

62 : 하부밀봉턱 70 : 밀봉캡

80 : 스프링캡 82 : 밀봉턱

본 발명은 터보차저 웨이스트 게이트 밸브 작동용 다이어프램 분리교환형 액츄에이터 및 이의 수리방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 터보차저 웨이스트 게이트 밸브 작동용 액츄에이터 내부에 장착되어 있는 다이어프램이 파손되는 경우 터보차저 웨이스트 게이트 밸브 작동구조에서 액츄에이터 자체를 교환해야 하는 대신에 액츄에이터 내부의 파손된 다이어프램을 신형 다이어프램으로 교환하여 터보차저 웨이스트 게이트 밸브 작동구조에서 액츄에이터 자체를 교환하지 않고 장기간 사용할 수 있는 터보차저 웨이스트 게이트 밸브 작동용 다이어프램 분리교환형 액츄에이터 및 이의 수리방법에 관한 것이다.

대기압보다 높은 압력으로 엔진에 공기를 송입하여 과급하면 배기량이 같은 엔진에서도 다량으로 공기를 충전할 수 있으며, 이에 따라 연료의 분사량을 증가시키면 엔진의 출력을 향상시킬 수 있게 되고 이를 위해 배기가스의 유동하는 에너지를 이용하여 터빈을 회전시키며 이에 회전축으로 연결된 블로어를 통해 공기를 흡입하고 가압하여 실린더에 보내는 터보차저가 사용되고 있다. 또한, 엔진의 운전조건에 대응하여 배기가스의 유동을 제어하기 위하여 도 1에 도시하는 것과 같이 터 보차저(1)에 웨이스트 게이트 밸브장치(2)가 설치되어 있다. 터빈(3)을 우회하여 배기가스가 배출되도록 안내하는 바이패스통로(4)를 개폐하도록 작동하는 웨이스트 게이트 밸브(5)는 다이어프램식의 액츄에이터(6)에 의해 작동되며, 그 액츄에이터(6)는 파이프(7)를 통해 웨이스트 콘트롤 밸브(8)에 접속되고, 다시 차량의 제동을 위한 압축공기를 저장하는 에어탱크(9)측에 접속되어 있다.

이와 같이 구성된 웨이스트 게이트 밸브(5)는 엔진의 저속 운전시에는 바이패스통로(4)를 차단하며, 액셀 페달(17)을 밟아 트로틀 밸브의 개도량이 증대되면 전자제어장치(11)가 웨이스트 콘트롤 밸브(8)를 제어하여 액츄에이터(6)의 압력실(12)내의 공기를 웨이스트 콘트롤 밸브(8)의 대기개방관(13)을 통해 배출시키게 되며, 에어 배출에 의해 액츄에이터(6)의 리턴스프링(14)이 다이어프램(15)을 밀어내어 작동로드(16)가 움직여 웨이스트 게이트 밸브(5)가 닫는 방향으로 움직여 배기가스가 바이패스되지 않고 터빈(3)으로 통과하게 되므로 출력 증대에 의한 고속 응답성이 향상되게 되는 것이다.

그러나 상기한 웨이스트 게이트 밸브(5)의 작동을 위한 액츄에이터(6)의 경우 얇은 고무막인 다이어프램(15)을 사용하기 때문에 다음과 같은 문제점이 제기되고 있다. 웨이스트 게이트 밸브(5)의 작동을 위해 액츄에이터(6)에 인가되는 공기압은 0~2bar로서 전부하 내지 부분 부하의 전운전 구간에 걸쳐 공연비를 제어하게 되는데, 공기압 레귤레이터(10)로부터 인가되는 공기압은 2bar 이내이나 실제로 차량의 급가감속시나 공기압 레귤레이터(10)의 노후화로 인하여 2.2~2.5bar, 심지어는 3bar 이상의 고압이 액츄에이터(6)의 압력실(12)에 인가되어 다이어프램(15)이 압력을 못이기고 찢어지는 경우가 빈번히 발생하여 유지보수 비용이 증대되고 에어 누설에 따른 터보차저 엔진의 기능 저하를 유발하고 있다.

종래의 터보차저 웨이스트 게이트 밸브 작동구조에서 터보차저 웨이스트 게이트 밸브 작동용 액츄에이터는 다이어프램(15)이 작동로드(16)에 고정되어 있어 다이어프램(15)이 잘 찢어지며 다이어프램(15)이 찢어지는 경우 유지보수 비용이 증대되고 에어 누설에 따른 터보차저 엔진의 기능 저하를 유발하고 있다.

종래의 터보차저 웨이스트 게이트 밸브 작동구조에서 터보차저 웨이스트 게이트 밸브 작동용 액츄에이터 내부에 장착되어 있는 다이어프램이 파손되는 경우 터보차저 웨이스트 게이트 밸브 작동구조에서 액츄에이터 자체를 교환해야 하기 때문에 터보차저 웨이스트 게이트 밸브 작동구조의 유지보수 비용이 증대되는 문제점이 있었다. 종래의 액츄에이터는 밀폐형 형태로 제작되어 밀폐형 형태로 판매되고 있기 때문에 액츄에이터 내부에 장착되어 있는 다이어프램이 파손되는 경우 액츄에이터를 수리하지 못하고 액츄에이터 자체를 교환해야 하기 때문에 터보차저 웨이스트 게이트 밸브 작동구조의 유지보수 비용이 증대되는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기한 점을 감안하여 제안한 것으로서 터보차저의 웨이스트 게이트 밸브의 작동을 위하여 액츄에이터 내부에 공기압이 작용할 때 정상보다 높은 공기압 작용에 의하여 다이어프램이 손상되거나 장기간 작동에 의하여 다이어프램이 파손되는 경우 액츄에이터 자체를 교환해야 하는 대신에 액츄에이터 내부의 파손된 다이어프램을 신형 다이어프램으로 교환하여 액츄에이터 자체를 장기간 사 용할 수 있는 터보차저 웨이스트 게이트 밸브의 작동용 액츄에이터 및 이의 수리방법을 제공하는데 있다. 본 발명은 터보차저 웨이스트 게이트 밸브 작동구조에서 터보차저 웨이스트 게이트 밸브 작동용 액츄에이터는 다이어프램(15)이 작동로드(16)에 고정되어 있지 않고 분리된 상태로 장착되어 있어 다이어프램(15)이 잘 찢어지지 않으며 다이어프램이 파손되는 경우 액츄에이터 자체를 교환해야 하는 대신에 액츄에이터 내부의 파손된 다이어프램을 신형 다이어프램으로 교환하여 액츄에이터 자체를 장기간 사용할 수 있는 터보차저 웨이스트 게이트 밸브의 작동용 액츄에이터 및 이의 수리방법을 제공하는데 있다.

본 발명은 다이어프램(15)의 가장자리가 상부하우징(50)과 하부하우징(60) 사이에 끼워져 다이어프램(15)의 하부가 밀봉된 상태로 다이어프램(15)의 하부 내부에 압력실(12)이 형성되어 있으며 측면에 파이프(7)가 형성된 하부하우징(60); 상기 하부하우징(60)의 내부에 장착되어 공간을 구획하며 일측이 에어탱크(9) 측에 연통하여 압축공기가 드나드는 압력실(12)을 형성하는 다이어프램(15); 상기 다이어프램(15)을 공기압작용 방향에 대하여 탄발하는 리턴스프링(14); 상기 리턴스프링(14)의 하부에 장착된 스프링캡(80); 일단이 상기 스프링캡(60)에 고정되고 타단은 터보차저(1)의 웨이스트 게이트 밸브(5) 측에 접속되는 작동로드(16); 상기 작동로드(16)를 끼운 상태에서 하부하우징(60)의 상부에 장착된 상부하우징(50); 상기 상부하우징(50)의 하부 가장자리에 형성된 상부밀봉턱(52) 상부에 장착되어 있으며 상부하우징(50)과 하부하우징(60)을 결합하여 밀봉할 수 있는 밀봉캡(70)으로 구성된 것을 특징으로 터보차저 웨이스트 게이트 밸브 작동용 다이어프램 분리교환형 액츄에이터에 관한 것이다.

본 발명은 상부하우징(50)과 하부하우징(60)이 결합된 상태에서 밀봉된 터보차저 웨이스트 게이트 밸브 작동용 밀봉형 액츄에이터의 밀봉턱(82)를 절단하여 상부하우징(50)과 하부하우징(60)을 분리하는 단계; 하부하우징(60)의 내부에서 파손된 다이어프램(15)을 제거하고 신형의 다이어프램(15)으로 교환하여 장착하는 단계; 상부하우징(50)의 가장자리에 형성된 상부밀봉턱(52) 상부에 결착캡(70)을 장착한 후 상부하우징(50)의 상부밀봉턱(52)과 하부하우징(60)의 하부밀봉턱(62)을 결합하여 결착캡(70)으로 밀봉하는 단계로 구성된 것을 특징으로 터보차저 웨이스트 게이트 밸브 작동용 다이어프램 분리교환형 액츄에이터 수리방법에 관한 것이다.

본 발명은 터보차저 웨이스트 게이트 밸브 작동용 다이어프램 분리교환형 액츄에이터에 관한 것이며 상부하우징(50)과 하부하우징(60)이 분리되어 있어 파손된 다이어프램을 교체하여 수리할 수 있는 분리교환형 액츄에이터에 관한 것이다. 본 발명의 분리교환형 액츄에이터에서 하부하우징(60)은 다이어프램(15)의 가장자리가 상부하우징(50)과 하부하우징(60) 사이에 끼워져 다이어프램(15)의 하부가 밀봉된 상태로 다이어프램(15)의 하부 내부에 압력실(12)이 형성되어 있으며 측면에 파이프(7)가 형성되어 있다. 본 발명의 분리교환형 액츄에이터에서 하부하우징(60)은 중앙에 테이퍼 경사진 링 형태의 돌기가 형성되어 있으며 돌기의 상부에 다이어프램(15)이 장착되어 있다. 본 발명의 분리교환형 액츄에이터에서 다이어프램(15)은 하부하우징(60)의 내부에 장착되어 공간을 구획하며 일측이 에어탱크(9) 측에 연통하여 압축공기가 드나드는 압력실(12)을 형성한다. 본 발명의 분리교환형 액츄에이터에서 다이어프램(15)의 상부에 스프링캡(80)이 장착되어 있고 상기 스프링캡(80) 상부에 리턴스프링(14)이 장착되어 있으며 상기 리턴스프링(14)은 다이어프램(15)을 공기압작용 방향에 대하여 탄발한다. 본 발명의 분리교환형 액츄에이터에서 리턴스프링(14)의 내부에 작동로드(16)가 장착되어 있고 상기 작동로드(16)는 하단이 스프링캡(60)에 고정되고 상단은 터보차저(1)의 웨이스트 게이트 밸브(5) 측에 접속되어 있다. 작동로드(16) 상부에 지지판(54)이 장착되어 있고 지지판(54)의 볼트(56)에 너트(58)를 끼워 상부하우징(50)과 하부하우징(60)을 결합한 후 작동로드(16) 상부에 연결로드(59)를 연결한다.

본 발명의 분리교환형 액츄에이터에서 작동로드(16)를 끼운 상태에서 하부하우징(60)의 상부에 상부하우징(50)이 장착되고 상기 상부하우징(50)의 하부 가장자리에 형성된 상부밀봉턱(52) 상부에 밀봉캡(70)이 장착되어 있으며 다이어프램이 손상되거나 장기간 작동에 의하여 다이어프램이 파손되는 경우 액츄에이터 자체를 교환해야 하는 대신에 액츄에이터 내부의 파손된 다이어프램을 신형 다이어프램으로 교환한 후 상부하우징(50)과 하부하우징(60)을 결합하고 밀봉캡(70)으로 상부하우징(50)과 하부하우징(60)의 결합부분을 밀봉하여 액츄에이터 자체를 장기간 사용할 수 있다.

본 발명의 액츄에이터(6)는 파이프(7)를 통해 에어탱크(9)측에 접속되는 하우징(50, 60)을 구비하고 있다. 하우징(50, 60) 내부에는 실리콘 고무재로 형성된 다이어프램(15)이 내부공간을 구획하도록 설치되어 있고, 일측 공간, 즉 파이프(7)에 접속되는 공간은 공기압이 작용하는 압력실(12)이며, 다이어프램(15)을 사이에 두고 압력실(12)의 반대편 공간 내부에는 공기압 작용 방향에 대해 다이어프램(15)을 탄발지지하는 리턴스프링(14)이 설치되어 있다. 그리고 상기 리턴스프링(14)의 하부에 스프링캡(80)이 장착되어 있고, 작동로드(16)의 하단이 스프링캡(60)에 고정되고 상단은 터보차저(1)의 웨이스트 게이트 밸브(5) 측에 접속되어 있으며 작동로드(16)의 상단은 웨이스트 게이트 밸브(5)측에 접속된다.

본 발명의 액츄에이터에서 파이프(7)를 통해 에어탱크(9)로부터 압축공기가 압력실(12)에 유입하면 다이어프램(15)이 팽출하게 된다. 이에 따라 압력실(12)의 용적은 증대되고 다이어프램(15)은 리턴스프링(14)을 압축하면서 팽창하게 되므로써 작동로드(16)를 움직여 웨이스트 게이트 밸브(5)가 바이패스통로(4)를 개방하게 된다.

본 발명의 터보차저 웨이스트 게이트 밸브 작동용 다이어프램 분리교환형 액츄에이터를 사용하여 수리하는 경우 상부하우징(50)과 하부하우징(60)이 결합된 상태에서 밀봉된 터보차저 웨이스트 게이트 밸브 작동용 밀봉형 액츄에이터의 밀봉턱(82)를 절단하여 상부하우징(50)과 하부하우징(60)을 분리하는 단계; 하부하우징(60)의 내부에서 파손된 다이어프램(15)을 제거하고 신형의 다이어프램(15)으로 교환하여 장착하는 단계; 상부하우징(50)의 가장자리에 형성된 상부밀봉턱(52) 상부에 결착캡(70)을 장착한 후 상부하우징(50)의 상부밀봉턱(52)과 하부하우징(60)의 하부밀봉턱(62)을 결합하여 결착캡(70)으로 밀봉하는 단계로 터보차저 웨이스트 게 이트 밸브 작동용 다이어프램 분리교환형 액츄에이터를 수리할 수 있다.

이상과 같은 본 발명은 터보차저의 웨이스트 게이트 밸브의 작동을 위하여 액츄에이터 내부에 공기압이 작용할 때 정상보다 높은 공기압 작용에 의하여 다이어프램이 손상되거나 장기간 작동에 의하여 다이어프램이 파손되는 경우 액츄에이터 자체를 교환해야 하는 대신에 액츄에이터 내부의 파손된 다이어프램을 신형 다이어프램으로 교환하여 액츄에이터 자체를 장기간 사용할 수 있으며 다이어프램(15)이 작동로드(16)에 고정되어 있지 않고 분리된 상태로 장착되어 있어 다이어프램(15)이 잘 찢어지지 않으며 다이어프램이 파손되는 경우 액츄에이터 자체를 교환해야 하는 대신에 액츄에이터 내부의 파손된 다이어프램을 신형 다이어프램으로 교환하여 액츄에이터 자체를 장기간 사용할 수 있어 자동차 부품 산업상 매우 유용한 것이다.

Claims

다이어프램(15)의 가장자리가 상부하우징(50)과 하부하우징(60) 사이에 끼워져 다이어프램(15)의 하부가 밀봉된 상태로 다이어프램(15)의 하부 내부에 압력실(12)이 형성되어 있으며 측면에 파이프(7)가 형성된 하부하우징(60); 상기 하부하우징(60)의 내부에 장착되어 공간을 구획하며 일측이 에어탱크(9) 측에 연통하여 압축공기가 드나드는 압력실(12)을 형성하는 다이어프램(15); 상기 다이어프램(15)을 공기압작용 방향에 대하여 탄발하는 리턴스프링(14); 상기 리턴스프링(14)의 하부에 장착된 스프링캡(80); 일단이 상기 스프링캡(60)에 고정되고 타단은 터보차저(1)의 웨이스트 게이트 밸브(5) 측에 접속되는 작동로드(16); 상기 작동로드(16)를 끼운 상태에서 하부하우징(60)의 상부에 장착된 상부하우징(50); 상기 상부하우징(50)의 하부 가장자리에 형성된 상부밀봉턱(52) 상부에 장착되어 있으며 상부하우징(50)과 하부하우징(60)을 결합하여 밀봉할 수 있는 밀봉캡(70)으로 구성된 것을 특징으로 터보차저 웨이스트 게이트 밸브 작동용 다이어프램 분리교환형 액츄에이터.
상부하우징(50)과 하부하우징(60)이 결합된 상태에서 밀봉된 터보차저 웨이스트 게이트 밸브 작동용 밀봉형 액츄에이터의 밀봉턱(82)를 절단하여 상부하우징(50)과 하부하우징(60)을 분리하는 단계; 하부하우징(60)의 내부에서 파손된 다이어프램(15)을 제거하고 신형의 다이어프램(15)으로 교환하여 장착하는 단계; 상부 하우징(50)의 가장자리에 형성된 상부밀봉턱(52) 상부에 결착캡(70)을 장착한 후 상부하우징(50)의 상부밀봉턱(52)과 하부하우징(60)의 하부밀봉턱(62)을 결합하여 결착캡(70)으로 밀봉하는 단계로 구성된 것을 특징으로 터보차저 웨이스트 게이트 밸브 작동용 다이어프램 분리교환형 액츄에이터 수리방법.