KR20090070613A - 차량용 배기가스 재순환장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 배기가스 재순환장치에 관한 것으로서, 특히 엔진의 배기매니폴드를 통해 배출되는 배기가스를 흡기계로 순환시키는 순환관과, 상기 순환관의 내부에 수용된 구동축과, 상기 구동축에 결합되어 상기 구동축의 왕복운동에 따라 상기 배기가스의 흡기계로의 유입을 개폐시키는 제어밸브를 포함하고, 상기 제어밸브는 상기 구동축과 연결된 결합부재와, 상기 결합부재에 결합되어 상기 흡기계로의 배기가스의 유입을 개폐하는 다수의 블레이드가 구비됨으로써, 배기가스 순환량을 증대시키고 제어밸브의 반응시간을 줄일 수 있는 이점이 있다.

순환관, 구동축, 제어밸브, 결합부재, 블레이드

Description

차량용 배기가스 재순환장치{Apparatus of exhaust gas recirculation for a vehicle}

본 발명은 차량용 배기가스 재순환장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 엔진의 배기매니폴드를 통해 배출되는 배기가스를 흡기계로 순환시키는 순환관과, 상기 순환관의 내부에 수용된 구동축과, 상기 구동축에 결합되어 상기 구동축의 왕복운동에 따라 상기 배기가스의 흡기계로의 유입을 개폐시키는 제어밸브를 포함하고, 상기 제어밸브는 상기 구동축과 연결된 결합부재와, 상기 결합부재에 결합되어 상기 흡기계로의 배기가스의 유입을 개폐하는 다수의 블레이드가 구비됨으로써, 배기가스 순환량을 증대시키고 제어밸브의 반응시간을 줄일 수 있는 차량용 배기가스 재순환장치에 관한 것이다.

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

이러한 배기계에 있어서, 연소실에서 배출되는 배기가스는 인체에 무해한 수증기(H2O), 질소(N2), 이산화탄소(CO2) 등 도 있으나, 일산화탄소(CO), 탄화수소(HC), 질소산화물(NOx) 등의 유독성 물질도 포함되어 있다.

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

이러한 자동차 엔진의 배기가스 재순환장치는 엔진의 연소실로부터 배출된 배기가스 중의 일부(혼합기의 약 15%정도까지)를 배기 매니폴드에서 끌어내, 흡기의 부압에 의해 개방되는 배기가스 재순환(Exhaust Gas Recirculation, 이하 EGR이라함)밸브를 통해 흡기 매니폴드로 보내, 연료와 공기의 혼합기와 혼합시켜 연소실로 유입되게 한다.

이렇게 배기가스를 재순환시키면 새 혼합기의 충진율은 낮아지는 결과가 초래된다.

또한, 상기 재공급된 배기가스에는 질소에 비해 열용량이 큰 이산화탄소가 많이 함유되어, 즉 재공급된 배기가스는 더 이상 연소작용을 할 수 없기 때문에, 동력행정시의 연소온도가 낮아지게 된다.

이렇게 연소온도가 낮아지면 배기가스 중의 탄화수소(HC)와 일산화탄소(CO)의 양은 동일하지만, 질소산화물의 양은 현저하게 감소되어 온도 NOx의 저감대책에 큰 효과가 있다.

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

도 1은 종래 기술에 따른 차량용 배기가스 재순환장치의 EGR밸브(1)를 나타내는 도이다.

도 1에서 도시한 바와 같이, 종래 기술에 따른 차량용 배기가스 재순환장치는 엔진의 배기매니폴드(미도시)를 통해 배출되는 배기가스가 흡기계로 순환하는 순환관(미도시)과, 상기 순환관의 내부에 수용된 구동축(2)과, 상기 구동축(2)에 결합되어 상기 구동축(2)의 회동에 따라 상기 배기가스의 흡기계로의 유입을 개폐시키는 제어밸브(3)로 구성된다.

그러나, 종래 기술에 따른 차량용 배기가스 재순환장치는 단순히 제어밸브의 개폐동작만을 수행하기 때문에 배기가스의 고유량에 대하여 배기가스 유량조절 및 제어밸브의 반응동작에 있어 취약한 문제점이 있다.

본원 발명은 배기가스 순환량을 증대시키고 제어밸브의 반응시간을 줄일 수 있는 차량용 배기가스 재순환장치를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명에 따른 차량용 배기가스 재순환장치는 엔진의 배기매니폴드를 통해 배출되는 배기가스를 흡기계로 순환시키는 순환관과, 상기 순환관의 내부에 수용된 구동축과, 상기 구동축에 결합되어 상기 구동축의 왕복운동에 따라 상기 배기가스의 흡기계로의 유입을 개폐시키는 제어밸브를 포함하고, 상기 제어밸브는 상기 구동축과 연결된 결합부재와, 상기 결합부재에 결합되어 상기 흡기계로의 배기가스의 유입을 개폐하는 다수의 블레이드가 구비된다.

그리고, 상기 블레이드는 상기 구동축의 방향으로 일직선상으로 배열될 수 있다.

그리고, 상기 블레이드는 상기 배기가스의 차단시에는 상기 배기가스가 유입되는 방향에 수직되고, 상기 배기가스의 유입시에는 상기 배기가스가 유입되는 방향에 대하여 팽행하게 개방되고 상기 배기가스가 원활하게 유입되도록 유선형으로 형성될 수 있다.

또한, 상기 블레이드의 양측은 상기 순환관의 내측면에 힌지결합될 수 있다.

본원 발명에 따른 차량용 배기가스 재순환장치는 배기가스 순환량을 증대시키고 제어밸브의 반응시간을 줄일 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 엔진의 배기매니폴드를 통해 배출되는 배기가스를 흡기계로 순환시키는 순환관과, 상기 순환관의 내부에 수용된 구동축과, 상기 구동축에 결합되어 상기 구동축의 왕복운동에 따라 상기 배기가스의 흡기계로의 유입을 개폐시키는 제어밸브를 포함하고, 상기 제어밸브는 상기 구동축과 연결된 결합부재와, 상기 결합부재에 결합되어 상기 흡기계로의 배기가스의 유입을 개폐하는 다수의 블레이드가 구비된 차량용 배기가스 재순환장치를 제공한다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

또한, 본 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니고 단지 예시로 제시된 것이며, 그 기술적 요지를 이탈하지 않는 범위내에서 다양한 변경이 가능하다.

도 2는 본 발명에 따른 차량용 배기가스 재순환장치의 EGR밸브의 개방상태를 나타내는 도이고, 도 3은 도 2의 측면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 EGR밸브의 블레이드를 나타내는 도이다.

도 2 내지 도 4에서 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 배기가스 재 순환장치는 엔진의 배기매니폴드(미도시)를 통해 배출되는 배기가스를 흡기계로 순환시키는 순환관(미도시)과, 상기 순환관의 내부에 수용된 구동축(20)과, 상기 구동축(20)에 결합되어 상기 구동축(20)의 왕복운동에 따라 상기 배기가스의 흡기계로의 유입을 개폐시키는 제어밸브(30)를 포함하고, 상기 제어밸브(30)는 상기 구동축과 연결된 결합부재(40)와, 상기 결합부재(40)에 결합되어 상기 흡기계로의 배기가스의 유입을 개폐하는 다수의 블레이드(50)가 구비된다. 상기 블레이드(50)가 상기 순환관을 폐쇄 시에는 상기 순환관을 완전히 밀폐시킬 수 있도록 다수의 블레이드(50)의 조합된 형상은 원판형상으로 형성될 수 있다.

상기 결합부재(40)는 상기 구동축(20)에 상기 블레이드(50)를 회동가능하게 힌지(40)로 결합될 수 있고, 또한 배기가스의 높은 압력과 와류유동으로 인한 내구성을 증대시키기 위하여 힌지(40)를 블레이드(50)에 추가로 결합할 수 있다.

상기와 같이 상기 제어밸브(30)를 다수의 블레이드 형상으로 형성함으로써, 배기가스 순환량을 증대시키고 제어밸브(30)의 반응시간을 줄일 수 있는 이점이 있다.

상기와 같은 배기가스 재순환장치에는 EGR 밸브의 위치를 검출하는 위치센서(미도시)가 부착되고, EGR 밸브의 개방 정도는 미리 프로그램되어 있는 특성곡선 상에서 엔진의 회전속도와 흡기 다기관의 진공도 및 엔진의 온도에 따라 ECU(전자제어유닛)(미도시)에 의해 제어되는 EGR 컨트롤 솔레노이드 밸브(미도시)에 의해 조절된다.

상기 블레이드(50)는 상기 구동축(20)의 방향으로 일직선상으로 배열될 수 있다. 또한, 상기 구동축(20)에 수직되고 상기 블레이드(50)는 배기가스의 유입방향에 수직되게 순환관의 내부에 배열된다.

따라서, 상기 제어밸브(30)는 결합부재(40)인 힌지를 중심으로 블레이드(50)가 90°의 회전운동만을 하게된다.

상기 블레이드(50)는 상기 배기가스의 차단 시에는 상기 배기가스가 유입되는 방향에 수직되고, 상기 배기가스의 유입시에는 상기 배기가스가 유입되는 방향에 대하여 팽행하게 개방되고 상기 배기가스가 원활하게 유입되도록 유선형으로 형성될 수 있다.

상기 블레이드(50)의 양측은 상기 순환관의 내측면에 힌지결합되어 회동하며 지지될 수 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 차량용 배기가스 재순환장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.

차량용 배기가스의 재순환장치에는 엔진의 배기매니폴드를 통해 배출되는 배기가스가 흡기계로 순환하는 순환관의 내부에 구동축(20)이 수용되고, 상기 구동축(20)에 결합되어 상기 구동축(20)의 회동에 따라 상기 배기가스의 흡기계로의 유입을 개폐시키는 제어밸브(30)가 구비된다.

상기 제어밸브(30)는 상기 구동축(20)에 결합부재(40), 특히 힌지에 의해 다수의 블레이드(50)가 결합된다.

상기 블레이드(50)는 구동축(20)에 일직선상으로 수직하게 배열되고, 상기 블레이드(50)는 상기 배기가스의 차단시에는 상기 배기가스가 유입되는 방향에 수직되고, 상기 배기가스의 유입시에는 상기 배기가스가 유입되는 방향에 대하여 팽행하게 개방된다. 그리고 상기 블레이드(50)는 상기 배기가스가 원활하게 유입되도록 유선형으로 형성된다.

도 1은 종래 기술에 따른 차량용 배기가스 재순환장치의 EGR밸브를 나타내는 도,

도 2는 본 발명에 따른 차량용 배기가스 재순환장치의 EGR밸브의 개방상태를 나타내는 도,

도 3은 도 2의 측면도,

도 4는 본 발명에 따른 EGR밸브의 블레이드를 나타내는 도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

20: 구동축 30: 제어밸브

40: 결합부재 50: 블레이드

Claims (4)

1. 엔진의 배기매니폴드를 통해 배출되는 배기가스를 흡기계로 순환시키는 순환관과;

   상기 순환관의 내부에 수용된 구동축과;

   상기 구동축에 결합되어 상기 구동축의 왕복운동에 따라 상기 배기가스의 흡기계로의 유입을 개폐시키는 제어밸브를 포함하고,

   상기 제어밸브는 상기 구동축과 연결된 결합부재와, 상기 결합부재에 결합되어 상기 흡기계로의 배기가스의 유입을 개폐하는 다수의 블레이드가 구비된 차량용 배기가스 재순환장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 블레이드는 상기 구동축의 방향으로 일직선상으로 배열된 것을 특징으로 하는 차량용 배기가스 재순환장치.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 블레이드는 상기 배기가스의 차단시에는 상기 배기가스가 유입되는 방향에 수직되고, 상기 배기가스의 유입시에는 상기 배기가스가 유입되는 방향에 대 하여 팽행하게 개방되고 상기 배기가스가 원활하게 유입되도록 유선형으로 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 배기가스 재순환장치.
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 블레이드의 양측은 상기 순환관의 내측면에 힌지결합된 것을 특징으로 하는 차량용 배기가스 재순환장치.

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