KR20090059167A - 배기 가스 재순환 밸브 - Google Patents

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Abstract

EGR 밸브(11)의 배기 가스 통로(22)의 내면에 테플론 코팅(31)을 시행함과 함께, 밸브 로드(25)의 표면에 크롬 도금(32)을 시행하여 이루어진다.
배기 가스 재순환

Description

배기 가스 재순환 밸브{RECIRCULATING VALVE FOR EXHAUST GAS}
본 발명은, 엔진의 배기 가스의 재순환 통로에 마련되는 배기 가스 재순환 밸브에 관한 것이다.
차량의 엔진에서는, 배기 가스중의 NOx을 저감시키는 등의 목적으로 배기 가스를 흡기측에 재순환시키는 배기 가스 재순환 장치가 마련된다. 배기 가스 재순환 통로에는, 배기 가스 재순환 밸브(EGR 「Exhaust Gas Recirculation」 밸브)가 마련되고, 이 EGR 밸브는 엔진의 운전 상황 등에 의거하여, 제어된다. 고온의 배기 가스를 그대로 흡기측으로 되돌리면 효율이 나빠, 일반적으로 배기 가스 재순환 통로에는, 고온의 배기를 식히기 위한 EGR 쿨러가 마련된다. EGR 쿨러는 예를 들면 특허 문헌 1 등에 개시되어 있다.
특허 문헌 1 : 일본국 특개2003-184659호 공보
엔진의 배기 가스에는, 연료계로부터 발생하는 유황 산화물과 연소에 의해 발생하는 질산 산화물과, 검댕(煤) 등의 미립자상 물질(PM)이 포함되어 있다. 유황 산화물과 질산 화합물은, 배기 가스 통로 내에서 황산과 질산의 부식물을 생성한다. 이와 같은 부식물이 EGR 밸브에 들어가면, EGR 밸브에서의 배기 통로에 폭로된 밸브체 기구와 밸브 보디의 배기 가스 통로 내면을 부식시켜 버린다. 이 경향은, EGR 쿨러에 의해 배기 가스의 온도가 내려가짐에 의해 현저해진다.
EGR 밸브의 배기 가스 통로는, 주철이나 알루미늄 합금 등의 재료로 형성되어 있기 때문에, 배기 가스 통로 내에 발생한 부식물은, 배기 가스 통로의 내면을 부식시키고, 녹 등의 부식 생성물을 만든다. 이와 같은 부식 생성물은, 순환하는 배기 가스의 흐름이나 엔진의 진동 등에 의해 벗겨 떨어진다. 한편, EGR 밸브의 밸브 헤드(밸브체)는 부식에 강한 스테인리스 등의 재료로 구성되는데, 부식물은 밸브 헤드의 극히 표층의 표면을 부식시켜서, 표면이 거칠어진 상태로 된다. 이와 같은 표면에는, 부식된 배기 가스 통로 내면으로부터 벗겨 떨어진 부식 생성물이나 배기 가스중의 검댕 등이 부착하기 쉬워진다. 부식 생성물이나 검댕 등은, 밸브 로드의 축받이부 부근에도 부착하여, 밸브 로드와 축받이의 동작을 방해하는 원인이 된다.
본 발명은, 이와 같은 기술적 상황을 감안하여 이루어진 것으로, 배기 가스 재순환 통로에 마련되는 EGR 밸브의 배기 가스 통로 및 밸브 로드를, 부식 생성물이나 검댕 등이 부착하기 어려운 것으로 하는 것을 목적으로 하여 이루어진 것이다.
본 발명에 관한 EGR 밸브는, 배기 가스 통로의 내면의 적어도 일부에 내부식성 재료의 피막을 형성함과 함께, 밸브 로드의 표면의 적어도 배기 가스에 폭로되는 부분에 내부식성 재료의 피막을 형성한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 관한 EGR 밸브에 의하면, 배기 가스 통로의 내면에 내부식성 재료의 피막을 형성하였기 때문에, 부식 생성물이 부착하기 어려워저서 배기 가스 통로 내면의 부식을 방지할 수 있다. 또한, 밸브 로드의 표면에 내식성 재료의 피막을 형성하였기 때문에 밸브 로드의 표면에 부식 생성물이 부착하기 어려워저서, 밸브 로드의 동작 불량을 막을 수 있다.
도 1은 본 발명을 적용하는 EGR 밸브를 구비한 엔진의 개략도.
도 2는 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 EGR 밸브의 단면도.
이하, 본 발명을 보다 상세히 설명하기 위해, 본 발명을 실시하기 위한 최선의 형태에 관해, 첨부한 도면에 따라 설명한다.
실시의 형태 1.
도 1은, EGR 밸브 및 EGR 쿨러를 구비한 엔진의 개략도이고, 도 2는, 실시의 형태 1에 관한 EGR 밸브의 단면도이다.
우선, 본 발명의 대상이 되는 엔진의 개략을 설명한다. 디젤 엔진(1)의 연소실에는 연료 분사 노즐(2)이 면하고 있고, 연소실에는, 연소실 내로 공기를 도입하는 흡기 밸브(3), 연소실 내의 연소 가스를 배출하는 배기 밸브(4)가 마련되어 있다. 흡기 밸브(3)에는 흡기 통로(5)가 접속되고, 배기 밸브(4)에는 배기 통로(6)가 접속되어 있다. 배기 통로(6)에는, 배기 가스중의 입자상 물질(PM)을 제거하기 위한 DPF 필터(7)가 마련된 경우가 있고, 또한 머플러(8)가 마련되어 있다. 배기 통로(6)로부터 분기되어 흡기측에 이어지는 배기 가스 재순환 통로(9)가 마련되고, 이 배기 가스 재순환 통로(9)에, EGR 쿨러(10), EGR 밸브(11)가 마련되어 있다. EGR 쿨러(10)는, 수냉에 의해 배기 가스를 냉각하는 구조로 되어 있다. EGR 밸브(11)는, 전자 제어 장치(ECU)(12)에 의해 제어된다. EGR 밸브(11)는, EGR 쿨러(10)에서 냉각된 배기 가스를 여러가지의 정보에 의거하여 최적의 배기 가스량을 흡기측에 공급하도록 제어한다.
EGR 밸브(11)는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 그 본체를 이루는 밸브 하우징(21)에, EGR 쿨러(10)에서 냉각된 배기 가스를 흡기측으로 유도하기 위한 배기 가스 통로(22)가 형성되고, 이 배기 가스 통로(22)의 도중에 밸브 시트(밸브좌(座))(23)가 형성되고, 이 밸브 시트(23)에 착좌하고, 또는 떨어짐에 의해 배기 가스 통로(22)를 개폐하는 밸브 헤드(밸브체)(24)가 마련되어 있다. 밸브 헤드(24)는 밸브 로드(25)의 선단에 압입 등에 의해 마련되어 있다. 밸브 로드(25)는, 밸브 하우징(21)에 조립된 축받이(26)에 의해 축방향에 활주 가능하게 지지되어 있다.
밸브 로드(25)의 후단은, 밸브 하우징(21)에 마련된 액추에이터(27)의 로드(28)의 선단과 대향하고 있다. 액추에이터(27)는, 전자 제어 장치(도 1 참조)로부터의 지령에 의해 구동 제어된다. 밸브 로드(25)의 상부에는 스프링 홀더(29)가 부착되어 있고, 이 스프링 홀더(29)와 밸브 하우징(21) 사이에, 밸브 헤드(24)를 밸브 시트(23)에 착좌시키는 스프링력을 밸브 로드(25)에 부여하는 스프링(30)이 마련되어 있다. 전자 제어 장치에 의해 액추에이터(27)가 작동되어 로드(28)가 밸브 로드(25)를 축방향으로 누름에 의해, 밸브 헤드(24)는 밸브 시트(23)에 대해 이동, 즉 밸브가 열린다. 액추에이터(27)의 로드(28)가 스프링(30)의 복원력에 의해 되돌아옴에 의해, 밸브 헤드(24)는 밸브 시트(23)에 착좌된다.
배기 가스 통로(22)는, 밸브 시트(23)를 경계로 흡입측 배기 가스 통로(22a)와 배기측 배기 가스 통로(22b)로 되어 있다. 이들의 배기 가스 통로(22a, 22b)의 내면에 내부식성 재료의 피막(배기 가스 통로 내면 피막)(31)이 형성된다. 또한, 스테인리스 등으로 만들어져 있는 밸브 로드(25)의 표면에 내부식성 재료의 피막(밸브 로드 피막)(32)이 형성된다. 배기 가스 통로 내면 피막(31)은 테플론 코팅 또는 세라믹스 코팅이고, 이 실시의 형태에서는 테플론 코팅이 채용되어 있다. 밸브 로드 피막(32)은, 니켈계, 티탄계, 또는 크롬계의 도금이고, 더욱 구체적으로는, 무전해 니켈 도금, 티탄 니켈 도금, 크롬 도금, 경질 크롬 도금이고, 이 실시의 형태에서는 크롬 도금이 채용되어 있다.
흡기측 배기 가스 통로(22a)와 배기측 배기 가스 통로(22b)의 내면에 테플론 코팅 등의 배기 가스 통로 내면 피막(31)을 시행함에 의해, 이들의 내면이, 엔진으로부터의 순환 배기 가스(G)로부터 발생한 부식물에 의해 부식되지기 어려워지고, 부식 생성물이 발생하기 어렵게 된다. 밸브 하우징(21)의 배기 가스 통로(22)는 복잡한 형상을 하고 있고, 그것을 순환하는 순환 배기 가스(G)의 흐름도 배기 가스 통로(22)의 각 위치로 다르다. 예를 들면, 순환 배기 가스(G)의 흐름이 구부러지는 위치 등 순환 배기 가스(G)의 흐름이 빠른 부위에서는, 부식물에 의한 배기 가스 통로(22a)의 내면의 부식이 빠르고, 부식 생성물의 발생도 많아진다. 따라서, 이들의 부위에만 배기 가스 통로 내면 피막(31)을 시행하는 것도 유효하고, 또한 배기 가스 통로(22)의 내면 전면에 배기 가스 통로 내면 피막(31)을 마련하는 경우에는, 이들의 부위의 막두께를 두껍게 형성하도록 하여도 좋다.
복잡한 배기 가스 통로(22b)인 경우, 배기 가스 통로(22b)에 형성된 우묵한 곳(22c)이나 구성 부품의 뒷부분(22d) 등, 순환하는 배기 가스의 흐름이 극히 늦어지는 부위가 있다. 이와 같은 부위(22c, 22d)에는, 배기 가스와 함께 순환한 검댕(煤) 등이 퇴적하기 쉽다. 배기 가스 통로 내면 피막(31)은, 이 퇴적한 검댕 등을 배기 가스 통로(22)로부터 박리하기 쉽게 하는 효과도 있다.
밸브 로드(25)의 표면에 밸브 로드 피막(32)을 시행함에 의해 밸브 로드(25)의 표면이 거칠어진 상태가 되는 것을 막고, 부식 생성물이나 검댕 등이 부착하기 어려워진다. 밸브 로드(25)에 있어서의 피막(32)을 형성하는 부분은, 적어도 밸브의 개방시에 축받이(26)로부터 돌출하는 부분에 마련되어 있으면 좋지만, 도금 등의 피막(32)은, 부분적으로 형성하는 것보다도 전체에 형성하는 쪽이 제작상 용이하기 때문에, 이 실시의 형태에서는, 밸브 로드(25)의 표면 전체에 크롬 도금을 시행하고 있다.
이 실시의 형태에 의한 EGR 밸브에 의하면, 배기 가스 통로(22)에 테플론 코팅 또는 세라믹스 코팅 등의 피막(31)을 형성함에 의해, 배기 가스 통로(22)의 내면에 배기 가스중의 부식 생성물이나 검댕 등이 부착하기 어려워지고, 부착하여도 용이하게 박리하게 된다. 또한, 밸브 로드(25)에 무전해 니켈 도금, 티탄 니켈 도금, 크롬 도금, 경질 크롬 도금 등의 피막(32)을 형성함에 의해, 밸브 로드(25)의 표면이 배기 가스중의 부식 생성물에 의해 거칠어지는 일이 없게 되고, 밸브 로드(25)의 표면에 부식 생성물이나 검댕 등이 부착하기 어려워진다. 따라서, 밸브 로드(25)의 축받이(26)에 대한 활주에 지장을 초래하는 일은 없어진다.
이상과 같이, 본 발명에 관한 배기 가스 재순환 밸브는, 배기 가스 통로의 내면의 적어도 일부에 내부식성 재료의 피막을 형성함과 함께, 밸브 로드의 표면의 적어도 배기 가스에 폭로되는 부분에 내부식성 재료의 피막을 형성함으로써, 배기 가스 통로 내면의 부식을 방지할 수 있음과 함께, 밸브 로드의 동작 불량을 막을 수 있는 배기 가스 재순환 밸브로 하였기 때문에, 엔진의 배기 가스의 재순환 통로에 마련되는 배기 가스 재순환 밸브 등에 이용하는데 적합하다.

Claims (3)

  1. 엔진의 배기 가스를 재순환시키는 배기 가스 재순환 통로에 마련되는 배기 가스 재순환 밸브로서, 배기 가스 통로의 내면의 적어도 일부에 내부식성 재료의 피막을 형성함과 함께, 밸브 로드의 표면의 적어도 배기 가스에 폭로되는 부분에 내부식성 재료의 피막을 형성한 것을 특징으로 하는 배기 가스 재순환 밸브.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 배기 가스 통로의 내면에 형성되는 상기 피막은 테플론 또는 세라믹스이고, 상기 밸브 로드에 형성되는 상기 피막은, 니켈계, 티탄계 또는 크롬계의 도금인 것을 특징으로 하는 배기 가스 재순환 밸브.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 배기 가스 통로에서의 상기 피막이 형성되는 부분은, 적어도 상기 배기 가스 통로의 내면의 우묵한 곳, 또는 배기 가스가 닿는 개소인 것을 특징으로 하는 배기 가스 재순환 밸브.
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