KR20110021581A

KR20110021581A - 터보차저용 웨이스트 게이트 밸브 어셈블리

Info

Publication number: KR20110021581A
Application number: KR1020090079458A
Authority: KR
Inventors: 명재성; 정택수; 손유상
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아자동차주식회사
Priority date: 2009-08-26
Filing date: 2009-08-26
Publication date: 2011-03-04
Also published as: KR101126236B1

Abstract

본 발명은 고온의 배기가스로부터 발생된 열이 웨이스트 게이트 밸브를 통해 액츄에이터의 다이아프램으로 전달되는 것을 방지하도록 밸브 바디에 냉각유닛을 일체로 형성함으로써, 배기가스 열에 의한 다이아프램의 손상을 방지하여 액츄에이터의 내구성을 향상시키도록

내부에 다이어프램을 갖는 액츄에이터와, 상기 액츄에이터와 연결되는 웨이스트 게이트 밸브와, 중앙에 상기 웨이스트 게이트 밸브가 밸브 가이더를 통해 장착되는 밸브 홀이 형성되며, 양측에는 장착단이 일체로 형성되는 밸브 바디를 포함하는 터보차저용 웨이스트 게이트 밸브 어셈블리에 있어서, 상기 밸브 바디는 상기 액츄에이터와 웨이스트 게이트 밸브 사이에서 냉각수의 유입 및 배출을 통해 상기 액츄에이터를 냉각시키도록 일체로 형성되는 냉각유닛을 더 포함하는 터보차저용 웨이스트 게이트 밸브 어셈블리를 제공한다.

터보차저, 웨이스트 게이트 밸브, 액츄에이터, 다이어프램, 냉각유닛

Description

터보차저용 웨이스트 게이트 밸브 어셈블리{WASTE GATE VALVE ASSEMBLY FOR TURBOCHARGER}

본 발명은 터보차저용 웨이스트 게이트 밸브 어셈블리에 관한 것으로, 고온의 배기가스로부터 발생된 열이 밸브를 통해 액츄에이터로 전달되어 액츄에이터의 다이아프램이 손상되는 것을 방지하도록 하는 터보차저용 웨이스트 게이트 밸브 어셈블리에 관한 것이다.

일반적으로 디젤 엔진의 흡기 시스템에 널리 사용되고 있는 터보차저 시스템은 엔에이(NA; Natural Aspirated) 시스템에 비해 배기 에너지를 재활용하여 흡기 압력을 높일 수 있으므로 연비를 개선하고 고출력, 저공해의 목적을 달성하는데 매우 유용한 장치이다.

이러한 터보차져는 대기압보다 높은 압력으로 엔진에 공기를 송입하여 과급함으로써, 배기량이 같은 엔진에서도 다량으로 공기를 충전할 수 있으며, 연료의 분사량 증가에 따라 엔진의 출력을 향상시킬 수 있게 된다.

여기서, 터보차져는 배기가스의 유동하는 에너지를 이용하여 터빈을 회전시키게 되고, 회전축으로 연결된 블로어를 통해 공기를 흡입하고 가압하여 엔진의 실 린더로 보내게 된다.

상기와 같은 기능을 하는 터보차져에는 엔진의 운전조건에 대응하여 배기가스의 유동을 제어하기 위한 웨이스트 게이트 밸브 어셈블리가 설치된다.

종래 기술에 따른 웨이스트 게이트 밸브 어셈블리(1)는, 도 1에서 도시한 바와 같이, 미도시된 터빈을 우회하여 배기가스가 배출되게 안내하도록 바이패스 통로를 개폐하는 웨이스트 게이트 밸브(3)와, 상기 웨이스트 게이트 밸브(3)를 미도시된 터보차저에 장착하기 위한 밸브 바디(5)와, 상기 웨이스트 게이트 밸브(3)를 작동시키는 액츄에이터(10)로 구성된다.

여기서, 상기 웨이스트 게이트 밸브(3)는 밸브 바디(5)의 밸브 홀(7)에 압입되는 밸브 가이더(9)를 통해 장착되며, 선단이 상기 액츄에이터(10)의 로드(11)와 연결된다.

그리고 상기 액츄에이터(10)는 내부에 상기 로드(11)가 이동 가능하게 삽입되어 고정되며, 얇은 고무막으로 형성된 다이어프램(13)이 구성되고, 장착 브라켓(15)을 통하여 상기 밸브 바디(5)에 고정된다.

그러나 상기와 같은 종래의 터보차저용 웨이스트 게이트 밸브 어셈블리(1)는 고온의 배기가스로부터 발생되는 열이 상기 웨이스트 게이트 밸브(3)를 통해 로드(11)로 전달됨에 따라, 상기 액츄에이터(10)의 전체적인 온도가 상승되고, 이 열에 의해 고무막으로서 형성된 상기 다이어프램(13)이 손상됨으로써, 액츄에이터(10)의 기능이 상실되는 문제점이 있다.

또한, 상기 웨이스트 게이트 밸브(3)를 통해 전달되는 고온의 배기가스 열은 상기 밸브 바디(5)의 전체적인 온도를 상승시켜 밸브 바디(5)를 열팽창 시키게 되고, 이로 인해, 상기 밸브 가이더(5)와 밸브 홀(7) 사이의 조임력이 감소하여 밸브 가이더(9)가 밸브 홀(7) 상에서 이탈됨으로써, 상기 웨이트스 게이트 밸브(3)의 작동 불량을 발생시키는 문제점도 내포하고 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로, 본 발명의 목적은 고온의 배기가스로부터 발생된 열이 웨이스트 게이트 밸브를 통해 액츄에이터의 다이아프램으로 전달되는 것을 방지하도록 밸브 바디에 냉각유닛을 일체로 형성함으로써, 배기가스 열에 의한 다이아프램의 손상을 방지하여 액츄에이터의 내구성을 향상시키도록 하는 터보차저용 웨이스트 게이트 밸브 어셈블리를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 터보차저용 웨이스트 게이트 밸브 어셈블리는 내부에 다이어프램을 갖는 액츄에이터와, 상기 액츄에이터와 연결되는 웨이스트 게이트 밸브와, 중앙에 상기 웨이스트 게이트 밸브가 밸브 가이더를 통해 장착되는 밸브 홀이 형성되며, 양측에는 장착단이 일체로 형성되는 밸브 바디를 포함하는 터보차저용 웨이스트 게이트 밸브 어셈블리에 있어서, 상기 밸브 바디는 상기 액츄에이터와 웨이스트 게이트 밸브 사이에서 냉각수의 유입 및 배출을 통해 상기 액츄에이터를 냉각시키도록 일체로 형성되는 냉각유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 냉각유닛은 내부에 냉각수로가 형성되는 몸체부; 상기 몸체부의 일측에 형성되며, 상기 냉각수로와 연결되어 냉각수를 유입시키는 유입구; 및 상기 유입구에 대응하여 상기 몸체부의 타측에 형성되며, 상기 유입구를 통해 유입되어 사용된 냉각수를 상기 몸체부의 외부로 배출시키는 배출구로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 몸체부는 상기 액츄에이터와 맞닿는 양측에 볼트홀을 갖는 장착부가 각각 일체로 형성되며, 상기 각 장착부를 통해 상기 액츄에이터와 연결되는 것을 특징으로 한다.

상기 밸브 가이더는 외주면 둘레를 따라 나사산이 형성되며, 상기 밸브 홀에 나사 체결되는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 터보차저용 웨이스트 게이트 밸브 어셈블리에 의하면, 고온의 배기가스로부터 발생된 열이 웨이스트 게이트 밸브를 통해 액츄에이터의 다이아프램으로 전달되는 것을 방지하도록 밸브 바디에 일체로 형성되는 냉각유닛을 구성함으로써, 열에 의한 다이아프램의 손상을 방지하여 액츄에이터의 내구성을 증대시키고, 상품성을 향상시키는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 터보차저용 웨이스트 게이트 밸브 어셈블리는 밸브 홀에 밸브 가이더를 나사 체결함으로써, 고온의 배기가스 열에 의한 밸브 바디의 열팽창 시, 밸브 홀과 밸브 가이더의 조임력을 유지하여 밸브 홀로부터 밸브 가이더가 이탈되는 것을 방지함으로써, 웨이스트 게이트 밸브의 작동 불량을 방지시키는 효과도 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명 하면 다음과 같다.

이에 앞서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 터보차저용 웨이스트 게이트 밸브 어셈블리의 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 터보차저용 웨이스트 게이트 밸브 어셈블리에 적용되는 냉각유닛의 부분 절개 사시도이며, 도 4는 도 2의 A-A 선에 따른 단면도로써, 본 발명의 실시예에 따른 터보차저용 웨이스트 게이트 밸브 어셈블리의 단면도이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 터보차저용 웨이스트 게이트 밸브 어셈블리(100)는 고온의 배기가스로부터 발생된 열이 웨이스트 게이트 밸브(120)를 통해 액츄에이터(110)의 다이아프램(111)으로 전달되는 것을 방지하도록 밸브 바디(121)에 냉각유닛(130)을 일체로 형성함으로써, 배기가스 열에 의한 다이아프램(111)의 손상을 방지하여 액츄에이터(110)의 내구성을 향상시키도록 한다.

이를 위해, 본 발명의 실시예에 따른 터보차저용 웨이스트 게이트 밸브 어셈블리(100)는, 도 2에서 도시한 바와 같이, 내부에 다이어프램(111)을 갖는 액츄에이터(110)가 미도시된 터빈을 우회하여 배기가스가 배출되게 안내하도록 바이패스 통로를 개폐하는 웨이스트 게이트 밸브(120)와 로드(113)를 통해 연결되어 상기 웨 이스트 게이트 밸브(110)를 작동시키게 된다.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 실시예에 따른 터보차저용 웨이스트 게이트 밸브 어셈블리(100)에서 상기 밸브 바디(121)는 상기 액츄에이터(110)와 웨이스트 게이트 밸브(120) 사이에서 냉각수의 유입 및 배출을 통해 상기 액츄에이터(110)를 냉각시키도록 일체로 형성되는 냉각유닛(130)을 더 포함한다.

상기 냉각유닛(130)은 고온의 배기가스 열이 상기 웨이스트 게이트 밸브(120)를 통해 상기 액츄에이터(110)로 전달되는 것을 방지하는 기능을 하게 된다.

이러한 냉각유닛(130)은, 도 3에서 도시한 바와 같이, 몸체부(131), 유입구(135), 및 배출구(137)로 구성된다.

먼저, 상기 몸체부(131)는 내부에 냉각수로(133)가 형성되며, 상기 액츄에이터(110)에 대응하여 밸브 바디(121)의 일측에 형성된다.

상기 유입구(135)는 상기 몸체부(131)의 일측에 형성되며, 상기 냉각수로(133)와 연결되어 냉각수를 유입시키게 된다.

그리고 상기 배출구(137)는 상기 유입구(135)에 대응하여 상기 몸체부(131)의 타측에 형성되며, 상기 유입구(135)을 통해 유입되어 사용된 냉각수를 상기 몸체부(131) 냉각수로(133) 외부로 배출시키게 된다.

이러한 몸체부(131)는 상기 액츄에이터(110)와 맞닿는 양측에 볼트홀(미도시)을 갖는 장착부(140)가 각각 일체로 형성된다.

상기 각 장착부(140)의 볼트홀(미도시)에는 상기 각 장착부(140)에 대응하여 상기 액츄에이터(110)에 일체로 형성되는 볼트부(115)가 각각 삽입되고, 삽입된 볼트부(115)에 너트(141)가 체결됨으로써, 상기 액츄에이터(110)에 각 장착부(140)가 고정 장착된다.

즉, 상기 냉각유닛(130)은 상기 몸체부(131)의 각 장착부(140)를 통해 상기 액츄에이터(110)와 맞닿은 상태로, 상기 액츄에이터(110)에 고정됨으로써, 상기 웨이스트 게이트 밸브(120)를 통해 열이 전달되더라도 상기 액츄에이터(110)를 냉각시키게 된다.

따라서, 상기 냉각유닛(130)은 얇은 고무막으로 형성된 상기 다이어프램(111)이 상기 로드(113)를 통해 전달된 고온의 배기가스 열로 인해 손상되는 것을 미연에 방지할 수 있어 상기 액츄에이터(110)의 기능이 상실되는 것을 방지하게 된다.

한편, 상기 웨이스트 게이트 밸브(120)는, 도 4에서 도시한 바와 같이, 밸브 가이더(122)를 통해 밸브 바디(121)의 중앙에 형성되는 밸브 홀(123)에 장착되며, 이 밸브 바디(121)의 양측에는 장착홀(125)을 갖는 장착단(127)이 일체로 형성되어 미도시된 터보차저에 볼트를 통해 장착된다.

본 실시예에서, 상기 밸브 가이더(122)는 외주면 둘레를 따라 나사산(N)이 형성되며, 상기 밸브 홀(123)에 나사 체결되는 것이 바람직하다.

즉, 상기 밸브 가이더(122)가 밸브 홀(123)에 나사 체결되면, 고온의 배기가스 열에 의해 상기 밸브 바디(121)가 열팽창 될 경우, 상기 밸브 가이더(122)의 나사산(N)도 열변형 됨에 따라 상기 밸브 홀(123)에 더욱 조여져 풀리지 않게 된다.

이에 따라, 상기 밸브 가이더(122)와 밸브 홀(123) 간의 상호 조임력이 상승됨으로써, 상기 밸브 가이더(122)가 밸브 홀(123)에서 이탈되는 것을 방지하게 된다.

여기서, 상기 밸브 가이더(122)의 나사산(N)에는 고착방지제(Anti-Seize)를 바른 상태로, 상기 밸브 홀(123)에 장착함으로써, 상기 밸브 가이더(122)의 나사산(N)이 열 변형되어 상기 밸브 홀(123) 상에 고착되는 것을 방지하는 것이 바람직하다.

따라서, 상기한 바와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 터보차저용 웨이스트 게이트 밸브 어셈블리(100)를 적용하면, 고온의 배기가스로부터 발생된 열이 웨이스트 게이트 밸브(120)를 통해 액츄에이터(110)의 다이아프램(111)으로 전달되는 것을 방지하도록 밸브 바디(121)에 일체로 형성되는 냉각유닛(130)을 구성함으로써, 열에 의한 다이아프램(111)의 손상을 방지하여 액츄에이터(110)의 내구성을 증대시키고, 상품성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 터보차저용 웨이스트 게이트 밸브 어셈블리(100)는 밸브 가이더(122)에 형성되는 나사산(N)을 통해 상기 밸브 홀(123)에 밸브 가이더(122)를 나사 체결함으로써, 고온의 배기가스 열에 의한 밸브 바디(121)의 열팽창 시, 밸브 홀(123)과 밸브 가이더(122)의 조임력을 유지하여 밸브 홀(123)로부터 밸브 가이더(122)가 이탈되는 것을 방지함으로써, 웨이스트 게이트 밸브(120)의 작동 불량을 방지시킬 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

도 1은 종래 기술에 따른 터보차저용 웨이스트 게이트 밸브 어셈블리의 단면도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 터보차저용 웨이스트 게이트 밸브 어셈블리의 사시도이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 터보차저용 웨이스트 게이트 밸브 어셈블리에 적용되는 냉각유닛의 부분 절개 사시도이다.

도 4는 도 2의 A-A 선에 따른 단면도로써, 본 발명의 실시예에 따른 터보차저용 웨이스트 게이트 밸브 어셈블리의 단면도이다.

Claims

내부에 다이어프램을 갖는 액츄에이터와, 상기 액츄에이터와 연결되는 웨이스트 게이트 밸브와, 중앙에 상기 웨이스트 게이트 밸브가 밸브 가이더를 통해 장착되는 밸브 홀이 형성되며, 양측에는 장착단이 일체로 형성되는 밸브 바디를 포함하는 터보차저용 웨이스트 게이트 밸브 어셈블리에 있어서,

상기 밸브 바디는 상기 액츄에이터와 웨이스트 게이트 밸브 사이에서 냉각수의 유입 및 배출을 통하여 상기 액츄에이터를 냉각시키도록 일체로 형성되는 냉각유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터보차저용 웨이스트 게이트 밸브 어셈블리.
제1항에 있어서,

상기 냉각유닛은

내부에 냉각수로가 형성되는 몸체부;

상기 몸체부의 일측에 형성되며, 상기 냉각수로와 연결되어 냉각수를 유입시키는 유입구; 및

상기 유입구에 대응하여 상기 몸체부의 타측에 형성되며, 상기 유입구를 통해 유입되어 사용된 냉각수를 상기 몸체부의 외부로 배출시키는 배출구로 이루어지는 것을 특징으로 하는 터보차저용 웨이스트 게이트 밸브 어셈블리.
제2항에 있어서,

상기 몸체부는 상기 액츄에이터와 맞닿는 양측에 볼트홀을 갖는 장착부가 각각 일체로 형성되며, 상기 각 장착부를 통해 상기 액츄에이터와 연결되는 것을 특징으로 하는 터보차저용 웨이스트 게이트 밸브 어셈블리.
제1항에 있어서,

상기 밸브 가이더는 외주면 둘레를 따라 나사산이 형성되며, 상기 밸브 홀에 나사 체결되는 것을 특징으로 하는 터보차저용 웨이스트 게이트 밸브 어셈블리.