KR20150051397A - Dual Pneumatic Pressure type Actuator and Engine Power Air Flux Control Device in Vehicle therefor - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 액추에이터에 관한 것으로, 특히 부압(진공압)에서도 정압과 동일하게 흐름 통로 개폐가 이루어질 수 있는 이중 공압 연계형 액추에이터 및 이를 이용한 엔진 성능 강화장치에 관한 것이다.The present invention relates to an actuator, and more particularly, to a dual-pneumatic coupling type actuator capable of opening and closing a flow passage in the same manner as a positive pressure even at a negative pressure (vacuum pressure) and an engine performance enhancing device using the same.
일반적으로 차량에는 엔진 성능 향상과 함께 연비 향상을 위해 다양한 엔진 성능 강화 장치가 적용된다.Generally, various engine performance enhancing devices are applied to the vehicle to improve the engine performance and improve the fuel efficiency.
이러한 일례로, 터보차저 시스템이나 흡기유동강화기구(Variable Control Module, 이하 VCM)나 저압 배기순환장치(Low Pressure - Exhaust Gas Recirculation, 이하 LP-EGR)의 유량 제어장치를 예로 들 수 있다.For example, a turbocharger system, a variable control module (VCM), and a low-pressure exhaust gas recirculation (LP-EGR) flow rate control device are exemplified.
통상, 터보차저 시스템이나 VCM이나 LP-EGR에서는 차량의 주행조건에 따라 엔진으로 공급되는 공기 유량이 최적으로 제어될 수 있어야 하고, 이를 위해 유량조절을 위한 통로 개폐장치가 함께 적용된다.Normally, in the turbocharger system, VCM or LP-EGR, the air flow rate to be supplied to the engine should be optimally controlled in accordance with the driving conditions of the vehicle. For this purpose, a passage opening / closing device for controlling the flow rate is also applied.
이러한 통로 개폐장치의 예로서, 터보차저 시스템에 적용되는 전자식 웨이스트 게이트밸브(Electric Waste Gate Valve, 이하 EWGA)와, VCM에 적용되는 모터와, LP-EGR에 적용되는 EGR밸브와 배압조절밸브가 있다.As examples of such passage opening and closing devices, there are an electric wasted gate valve (EWGA) applied to a turbocharger system, a motor applied to a VCM, an EGR valve used for LP-EGR, and a back pressure regulating valve .
그러므로, EWGA의 모터가 구동 제어됨으로써 터보차저 시스템에서는 바이패스 유량이 조절될 수 있고, 모터가 구동 제어됨으로써 VCM에서는 공기 유량이 조절될 수 있고, EGR밸브의 모터와 배압조절밸브의 모터가 구동 제어됨으로써 LP-EGR에서는 EGR 가스 유량이 조절될 수 있다. Therefore, by controlling the motor of the EWGA, the bypass flow rate can be controlled in the turbocharger system, and the air flow rate can be adjusted in the VCM by driving the motor, and the motor of the EGR valve and the motor of the back- The EGR gas flow rate can be regulated in the LP-EGR.
하지만, EWGA나 VCM이나 EGR밸브 또는 배압조절밸브에서는 통로 개폐가 모두 모터로 이루어짐으로써 비용 상승의 원인이 될 수밖에 없다.However, EWGA, VCM, EGR valve, or backpressure regulating valve are all made of motor to open and close the passage, which is a cause of cost increase.
이에 상기와 같은 점을 감안한 본 발명은 정압은 물론 부압(진공압)에서도 공압 액추에이터의 작동이 이루어지고, 공압 액추에이터의 작동을 흐름 통로 개폐에 연계시킴으로써 엔진 성능강화장치에 이용되던 모터가 제거될 수 있고, 특히 상대적으로 고 비용인 모터가 삭제됨으로써 비용이 낮춰질 수 있는 이중 공압 연계형 액추에이터를 이용한 엔진 성능 강화장치 제공에 목적이 있다.In view of the above, the present invention operates the pneumatic actuator even at a negative pressure (vacuum pressure) as well as a static pressure, and by connecting the operation of the pneumatic actuator to the opening and closing of the flow passage, the motor used in the engine performance enhancing device can be removed In particular, it is an object of the present invention to provide an engine performance enhancing device using a dual-pneumatically-coupled actuator that can be lowered in cost by eliminating a relatively high-cost motor.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 이중 공압 연계형 액추에이터는 정압이 유입되는 내부공간을 갖춘 댐퍼 커버와, 상기 댐퍼 커버에 결합되어져 부압이 유입되는 내부공간을 갖춘 캐니스터와, 상기 댐퍼 커버의 내부 공간을 정압형성챔버로 구분하고 반면 상기 캐니스터의 내부 공간을 부압형성챔버로 구분하는 다이아프램과, 정압이 형성하는 상기 다이아프램의 확장이나 부압이 형성하는 상기 다이아프램의 수축에 의한 이동으로 흐름 통로를 열어주는 로드와, 정압이나 부압의 해제시 상기 로드를 초기 위치로 복귀시켜 흐름 통로를 닫아주는 스프링이 포함된 것을 특징으로 한다.In order to accomplish the above object, the present invention provides a double-pneumatic coupling actuator comprising a damper cover having an internal space into which a static pressure is introduced, a canister having an internal space coupled to the damper cover to receive a negative pressure, A diaphragm that divides the internal space into a static pressure forming chamber while separating the internal space of the canister into a negative pressure forming chamber, and a flow by contraction of the diaphragm formed by expansion or negative pressure of the diaphragm formed by the static pressure, And a spring for closing the flow passage by returning the rod to the initial position when the static pressure or the negative pressure is released.
상기 정압형성챔버는 상기 다이아프램의 외경과 상기 댐퍼 커버의 내부공간이 형성하는 공간으로 이루어지고, 상기 부압형성챔버는 상기 다이아프램의 내경과 상기 캐니스터의 내부공간이 형성하는 공간으로 이루어진다.The static pressure forming chamber includes a space formed by an outer diameter of the diaphragm and an inner space of the damper cover, and the negative pressure forming chamber includes a space formed by an inner diameter of the diaphragm and an inner space of the canister.
상기 다이아프램에는 상기 정압형성챔버와 연통되도록 속이 빈 원뿔대 형상으로 이루어져 상기 다이아프램의 내경으로 삽입된 다이아프램 커버와, 상기 다이아프램 커버가 수용되도록 중공 파이프형상으로 이루어져 상기 다이아프램의 내경으로 결합되는 다이아프램 플레이트가 더 포함되고; 상기 다이아프램 커버에는 상기 캐니스터의 외부로 노출된 노출구간을 제외한 상기 로드의 삽입구간이 고정된다.The diaphragm includes a diaphragm cover having a hollow truncated conical shape communicating with the static pressure forming chamber and inserted into the inner diameter of the diaphragm, and a hollow pipe-shaped hollow pipe for receiving the diaphragm cover, Further comprising a diaphragm plate; In the diaphragm cover, an insertion section of the rod except the exposure section exposed to the outside of the canister is fixed.
상기 로드의 삽입구간은 상기 로드의 위치 고정을 위해 상기 다이아프램 커버의 내주면에 구비된 슬리브와 결합된 고정부와, 상기 로드의 좌우 흔들림 방지를 위해 상기 캐니스터의 내부공간에 구비된 벨로우즈와 결합되는 지지부로 구분된다.The insertion section of the rod is coupled to a sleeve provided on an inner circumferential surface of the diaphragm cover for fixing the position of the rod and a bellows provided in the inner space of the canister And a supporting portion.
상기 벨로우즈는 벨로우즈 커버와 벨로우즈 플레이트의 결합부위로 고정되고, 상기 벨로우즈 커버와 상기 벨로우즈 플레이트의 내부 공간으로 위치되며, 상기 벨로우즈 플레이트의 내부공간에는 상기 로드가 관통되는 부싱이 구비된다.The bellows is fixed to the bellows cover and the bellows plate at a joint portion between the bellows cover and the bellows plate. The bellows plate is disposed in the inner space of the bellows plate.
상기 스프링은 상기 다이아프램의 내부 공간에서 한쪽 끝의 권선경이 지지되고, 상기 캐니스터의 내부 공간에서 다른쪽 끝의 권선경이 지지되며, 상기 로드를 이동시키는 상기 다이아프램의 변형으로 압축되고, 코일스프링이다.The spring is supported by a winding wire at one end in the inner space of the diaphragm and is supported by a winding wire at the other end in the inner space of the canister and is compressed by deformation of the diaphragm for moving the rod, .
상기 캐니스터에는 타 부품과 볼팅 체결되는 브래킷이 결합되고, 상기 브래킷과 상기 캐니스터의 사이에는 서포터가 구비되며, 상기 브래킷과 상기 캐니스터 및 상기 서포터에는 상기 로드가 관통하는 통공이 각각 형성된다.
The canister is provided with a bracket for bolting the other parts, and a supporter is provided between the bracket and the canister. The bracket, the canister, and the supporter are each formed with a through hole through which the rod passes.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 엔진 성능 강화장치는 정압이 유입되는 내부공간을 갖춘 댐퍼 커버와, 상기 댐퍼 커버에 결합되어져 부압이 유입되는 내부공간을 갖춘 캐니스터와, 상기 댐퍼 커버의 내부 공간을 정압형성챔버로 구분하고 반면 상기 캐니스터의 내부 공간을 부압형성챔버로 구분하는 다이아프램과, 정압이 형성하는 상기 다이아프램의 확장이나 부압이 형성하는 상기 다이아프램의 수축에 의한 이동으로 흐름 통로를 열어주는 로드와, 정압이나 부압의 해제시 상기 로드를 초기 위치로 복귀시켜 흐름 통로를 닫아주는 스프링을 갖춘 이중 공압 연계형 액추에이터; 상기 이중 공압 연계형 액추에이터의 정압 니플과 연결된 정압라인에 구비되고, 상기 정압라인에 형성된 정압으로 흐름 통로가 열려지는 제1밸브; 상기 이중 공압 연계형 액추에이터의 부압 니플과 진공펌프를 이어주는 부압라인에 구비되고, 상기 부압라인 에 형성된 부압으로 흐름 통로가 열려지는 제2밸브가 포함되고; 상기 정압라인은 터보차저의 컴프레서에 이어지고, 상기 부압라인은 진공펌프에 이어진 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided an engine performance enhancing device including a damper cover having an internal space into which a static pressure is introduced, a canister having an internal space coupled to the damper cover to receive negative pressure, A diaphragm for dividing an internal space of the canister into a positive pressure forming chamber and a negative pressure forming chamber for dividing an internal space of the canister into a negative pressure generating chamber, and a diaphragm formed by expansion and contraction of the diaphragm, A dual-pneumatic coupling actuator having a rod for opening the flow passage and a spring for closing the flow passage by returning the rod to the initial position when the positive pressure or the negative pressure is released; A first valve provided in a positive pressure line connected to the positive pressure nipple of the double-pneumatically-coupled actuator, the flow passage being opened at a positive pressure formed in the positive pressure line; A second valve provided in a negative pressure line connecting the negative pressure nipple and the vacuum pump of the double pneumatic coupling actuator and having a flow passage opened by a negative pressure formed in the negative pressure line; The positive pressure line is connected to the compressor of the turbocharger, and the negative pressure line is connected to a vacuum pump.
상기 정압라인은 흡기유동강화기구(Variable Control Module)에 이어진 것을 특징으로 한다. 상기 정압라인은 저압 배기순환장치(LP-EGR)의 EGR밸브나 배압조절밸브에 각각 이어진 것을 특징으로 한다. 상기 정압은 1800~2000rpm이상의 엔진 회전수에서 발생되는 배기가스 유량에 의한 압력이다.And the static pressure line is connected to a variable flow control mechanism. And the constant-pressure line is connected to an EGR valve or a back pressure regulating valve of a low-pressure exhaust circulation device (LP-EGR). The static pressure is a pressure due to an exhaust gas flow rate generated at an engine speed of 1800 to 2000 rpm or more.
상기 진공펌프는 브레이크 부스터와 흡기 매니폴드를 진공라인으로 연결하고, CAN 통신이 이루어지는 ECU(Engine Control Unit)로 제어된다. The vacuum pump is controlled by an ECU (Engine Control Unit) that connects the brake booster and the intake manifold with a vacuum line and performs CAN communication.
이러한 본 발명은 정압은 물론 부압(진공압)에서도 통로 개폐가 이루어지는 공압 액추에이터가 EWGA나 VCM이나 EGR밸브나 배압조절밸브에 적용되었던 모터를 대체함으로써 상대적으로 고 비용인 모터 삭제에 따른 비용 저감이 가능한 효과가 있다.In the present invention, a pneumatic actuator that opens and closes a passage at a negative pressure (vacuum pressure) as well as a static pressure replaces a motor that has been applied to an EWGA, a VCM, an EGR valve, or a back pressure regulating valve, It is effective.
또한, 본 발명은 EWGA나 VCM이나 EGR밸브나 배압조절밸브의 모터가 이중 공압 연계형 공압 액추에이터로 대체됨으로써 모터리스 EWGA 적용 터보차저 시스템, 모터리스 VCM, 모터리스 EGR밸브나 모터리스 배압조절밸브 적용 LP-EGR의 비용저감이 이루어지는 효과가 있다. In addition, the present invention can be applied to EWGA, VCM, EGR valve or back pressure regulating valve by replacing the double-pneumatic pneumatic actuator with a motorless EWGA turbocharger system, motorless VCM, motorless EGR valve or motorless back pressure regulating valve There is an effect that the cost of the LP-EGR can be reduced.
또한, 본 발명은 공압 액추에이터에 제공되는 부압(진공압)이 차량의 기본 구성 장치인 진공펌프와 연계됨으로써 엔진 레이아웃 변경이 거의 요구되지 않는 효과가 있다.Further, the present invention has an effect that the negative pressure (vacuum pressure) provided in the pneumatic actuator is associated with the vacuum pump which is the basic constituent device of the vehicle, so that the engine layout change is hardly required.
도 1은 본 발명에 따른 이중 공압 연계형 액추에이터의 구성이고, 도 2는 본 발명에 따른 이중 공압 연계형 액추에이터가 터보차저 시스템에 적용된 예이며, 도 3은 본 발명에 따른 터보차저 시스템에 적용된 이중 공압 연계형 액추에이터가 정압하에서 작동되는 상태이고, 도 4는 본 발명에 따른 터보차저 시스템에 적용된 이중 공압 연계형 액추에이터가 부압하에서 작동되는 상태이며, 도 5(가),(나),(다)는 본 발명에 따른 이중 공압 연계형 액추에이터가 전자식 웨이스트 게이트 밸브나 흡기유동강화기구(Variable Control Module)나 저압 배기순환장치(LP-EGR)에 각각 적용된 예이다.FIG. 2 is a diagram showing an example in which a dual-pneumatic coupling type actuator according to the present invention is applied to a turbocharger system. FIG. 3 is a schematic view of a double-pneumatic coupling type actuator according to a second embodiment of the present invention. (B), (b), (c) and (c) of FIG. 5, in which the pneumatic coupling type actuator is operated under a positive pressure, Is an example in which the dual pneumatic coupling type actuator according to the present invention is applied to an electronic wastegate valve, an intake flow enhancing mechanism (Variable Control Module), or a low pressure exhaust circulation system (LP-EGR).
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which illustrate exemplary embodiments of the present invention. The present invention is not limited to these embodiments.
도 1은 본 실시예에 따른 이중 공압 연계형 액추에이터의 구성을 나타낸다.Fig. 1 shows a configuration of a dual-pneumatic coupling type actuator according to the present embodiment.
도시된 바와 같이, 이중 공압 연계형 액추에이터(1-1)에는 내부 공간을 형성하는 댐퍼 커버(1), 내부 공간을 형성하는 캐니스터(7), 내부 공간을 정압과 부압(진공압)이 형성되는 2개의 공간으로 구분하는 다이아프램(4), 통로 개폐를 위해 이동되는 로드(19), 로드(19)의 초기 위치 복귀를 위한 스프링(11)이 포함된다.As shown in the figure, the double-pneumatic coupling type actuator 1-1 is provided with a
상기 댐퍼 커버(1)에는 정압을 유입해주는 정압 니플이 구비된다. 상기 정압은 엔진 시동 후 엔진 회전수가 1800~2000rpm일 때 형성되는 압력이고, 터보차저의 컴프레서로 제공되는 압력이다.The
상기 캐니스터(7)에는 부압을 형성해주는 부압 니플(14)이 구비된다. 상기 부압은 진공압으로서 진공펌프에서 제공되고, 브레이크 부스터와 연계된 압력이다.The canister (7) is provided with a negative pressure nipple (14) for forming a negative pressure. The negative pressure is a vacuum pressure provided in the vacuum pump as vacuum pressure, and is a pressure associated with the brake booster.
상기 댐퍼 커버(1)와 상기 캐니스터(7)는 서로 결합됨으로써 내부가 빈 공간으로 형성된다.The
상기 다이아프램(4)은 댐퍼 커버(1)와 캐니스터(7)가 서로 결합되어 형성된 내부의 빈 공간에 구비됨으로써 정압형성챔버와 부압형성챔버가 구분된다.The
상기 정압형성챔버는 다이아프램(4)의 외경과 댐퍼 커버(1)의 내부공간이 형성하는 공간으로 이루어지고, 상기 부압형성챔버는 다이아프램(4)의 내경과 캐니스터(7)의 내부공간이 형성하는 공간으로 이루어진다. The pressure forming chamber is formed by a space formed by the outer diameter of the
상기 다이아프램(4)에는 다이아프램(4)의 통공으로 삽입되는 다이아프램 커버(3)와, 다이아프램(4)의 내경에 밀착되는 다이아프램 플레이트(5)가 결합된다. 상기 다이아프램 커버(3)는 속이 빈 원뿔대 형상으로 이루어지고, 상기 다이아프램 플레이트(5)는 중공 파이프형상으로 이루어진다.A
그러므로, 상기 다이아프램 커버(3)의 내부 공간은 정압형성챔버와 연통된다. 또한, 상기 다이아프램 커버(3)는 정압이 가하는 압력으로 확장될 수 있는 재질로 이루어진다. 상기 다이아프램 플레이트(5)는 부압이 가하는 압력으로 수축될 수 있는 재질로 이루어진다.Therefore, the inner space of the
상기 다이아프램 커버(3)는 한쪽 끝부위가 다이아프램(4)의 통공 주변부위에 얹혀지고, 나머지 부위가 다이아프램(4)의 통공을 통과해 다이아프램 플레이트(5)의 내부 공간으로 위치된다. 이를 위해, 상기 다이아프램 커버(3)는 안전클립(2)과 함께 결합되고, 상기 안전클립(2)이 다이아프램 커버(3)의 한쪽 끝부위와 다이아프램(4)의 통공 주변부위의 사이로 위치된다.One end of the
상기 로드(19)는 다이아프램 커버(3)에 결합되어져 댐퍼 커버(1)와 캐니스터(7)가 형성하는 내부 공간으로 위치된 삽입구간과, 캐니스터(7)에서 빠져나와 외부로 나온 노출구간으로 구분된다.The
상기 삽입구간은 위치 고정을 위해 고정되는 고정부와, 좌우 흔들림 방지를 위해 지지되는 지지부로 구분된다.The insertion section is divided into a fixing section fixed for fixing the position and a supporting section supported for preventing the left and right flapping.
상기 고정부에는 슬리브(6)가 결합되고, 상기 슬리브(6)는 다이아프램 커버(3)의 내주면에 걸려짐으로써 로드(19)가 고정력을 형성한다. 상기 지지부에는 벨로우즈(13)가 결합되고, 상기 벨로우즈(13)는 벨로우즈 커버(12)와 벨로우즈 플레이트(15)의 결합부위를 이용해 고정되어져 벨로우즈 커버(12)와 벨로우즈 플레이트(15)의 내부 공간으로 위치된다.The
이에 더해, 상기 벨로우즈 커버(12)에는 다이아프램 커버(3)의 끝부위가 삽입되는 통공이 형성되고, 상기 벨로우즈 플레이트(15)의 내부공간에는 부싱(17)과 오-링(18)이 구비된다. 상기 부싱(17)에는 로드(19)가 관통된다.The
상기 노출구간에는 로드 너트(19-1)가 구비된다.A rod nut 19-1 is provided in the exposure section.
상기 스프링(11)은 코일타입으로 이루어지고, 부압형성챔버에서 한쪽 끝의 권선경이 다이아프램 플레이트(5)의 안쪽에 위치되고 다른쪽 끝의 권선경이 벨로우즈 커버(12)와 벨로우즈 플레이트(15)의 연결부위에 위치된다.The
그러므로, 상기 스프링(11)은 정압이나 부압에 의한 로드(19)의 이동 시 로드(19)에 의해 압축변형되고, 정압이나 부압 해제 시 로드(19)가 초기 위치로 이동되는 탄성 복원력을 제공하여 준다.Therefore, the
이때, 스프링(11)을 압축변형시키는 로드(19)의 이동은 유체통로의 열림이고, 스프링(11)의 탄성 복원력에 의한 로드(19)의 이동은 유체통로의 닫힘을 의미한다.At this time, the movement of the
이에 더해, 이중 공압 연계형 액추에이터(1-1)에는 캐니스터(7)에 결합되는 브래킷(16)이 더 포함되고, 상기 브래킷(16)은 타 부품과 볼팅 체결된다. 또한, 브래킷(16)과 캐니스터(7)의 사이에는 서포터(8)가 개재되고, 브래킷(16)과 캐니스터(7) 및 서포터(8)에는 벨로우즈 플레이트(15)가 통과하는 통공이 형성된다.In addition, the double-pneumatic coupling type actuator 1-1 further includes a
또한, 브래킷(16)과 벨로우즈 플레이트(15)에는 플랜지 너트(9)와 스크류(10)가 더 체결된다.Further, the
한편, 도 2는 본 실시예에 따른 이중 공압 연계형 액추에이터가 터보차저 시스템에 적용된 예를 나타낸다.On the other hand, FIG. 2 shows an example in which a dual-pneumatic coupling type actuator according to the present embodiment is applied to a turbocharger system.
도시된 바와 같이, 터보차저 시스템에는 이중 공압 연계형 액추에이터(1-1)와 터보차져(20)가 구비되고, 터보차져(20)의 컴프레서와 이중 공압 연계형 액추에이터(1-1)의 정압 니플을 연결하는 정압라인에는 제1밸브(30)가 연결되며, 진공펌프(50)와 이중 공압 연계형 액추에이터(1-1)의 부압 니플(14)을 연결하는 부압라인에는 제2밸브(40)가 연결된다.As shown in the figure, the turbocharger system is provided with a dual-pneumatic coupling type actuator 1-1 and a
상기 이중 공압 연계형 액추에이터(1-1)는 도1을 통해 기술된 이중 공압 연계형 액추에이터(1-1)와 동일한 구성으로 이루어진다. 또한, 상기 이중 공압 연계형 액추에이터(1-1)는 터보차저(20)에서 공급되는 정압으로 흐름통로가 열리거나 진공펌프(50)에서 공급되는 부압으로 흐름통로가 열려짐으로써 모터를 이용해 동일한 작용이 이루어지는 EWGA(전자식 웨이스트 게이트밸브)한 작용이 이루어진다.The dual-pneumatic coupling type actuator 1-1 has the same configuration as the dual-pneumatic coupling type actuator 1-1 described with reference to Fig. Further, the double-pneumatic coupling type actuator 1-1 is configured so that the flow passage is opened by the positive pressure supplied from the
그러므로, 상기 이중 공압 연계형 액추에이터(1-1)는 EWGA에서 모터를 대체할 수 있고, 이중 공압 연계형 액추에이터(1-1)를 적용한 웨이스트 게이트밸브는 모터가 적용되지 않은 모터리스 EWGA로 정의될 수 있다.Therefore, the double-pneumatic coupling type actuator 1-1 can replace the motor in the EWGA, and the wastegate valve using the double-pneumatic coupling type actuator 1-1 can be defined as a motorless EWGA to which no motor is applied .
상기 터보차져(20)의 컴프레서에서 이중 공압 연계형 액추에이터(1-1)로 제공하는 공압은 1800~2000rpm이상의 엔진 회전수에서 발생되는 배기가스 유량에 의한 압력이다. The pneumatic pressure provided by the double-pneumatic coupling type actuator 1-1 in the compressor of the
상기 제1밸브(30)는 터보차져(20)의 컴프레서에 걸린 정압으로 열려지고, 상기 제2밸브(40)는 진공펌프(50)에 형성된 부압(진공압)으로 열려진다.The
상기 진공펌프(50)는 ECU(Engine Control Unit)(60)와 CAN 통신이 이루어지고 작동을 위한 제어가 이루어진다. 상기 진공펌프(50)는 브레이크 부스터(70)와 흡기 매니폴드(80)를 진공라인으로 연결한다. 상기 진공펌프(50)의 부압은 1800~2000rpm이하의 엔진 회전수나 아이들(Idle)에서 발생되는 배기가스 유량에 의한 정압 부족 시 부압(진공압)을 이중 공압 연계형 액추에이터(1-1)로 제공한다.The
한편, 도 3은 본 실시예에 따른 터보차저 시스템에 적용된 이중 공압 연계형 액추에이터가 정압하에서 작동되는 상태를 나타낸다.3 shows a state in which the dual-pneumatic coupling actuator applied to the turbocharger system according to the present embodiment is operated under static pressure.
도시된 바와 같이, 이중 공압 연계형 액추에이터(1-1)에 정압(Pa)이 공급된다. 이때, 상기 정압(Pa)은 엔진 시동 후 엔진 회전수가 1800~2000rpm일 때 형성되는 압력이다. 또한, 이중 공압 연계형 액추에이터(1-1)의 정압 니플에 공급되는 정압은 터보차저(20)의 컴프레서와 이중 공압 연계형 액추에이터(1-1)의 정압 니플을 연결하는 정압 라인에 설치된 제1밸브(30)의 열림으로 제공된다.As shown, a static pressure Pa is supplied to the double-pneumatic coupling type actuator 1-1. At this time, the static pressure Pa is a pressure formed when the engine speed is 1800-2000 rpm after the engine is started. The positive pressure supplied to the positive pressure nipple of the double-pneumatic coupling type actuator 1-1 is transmitted to the positive pressure line of the
이어, 정압(Pa)은 다이아프램(4)과 결합된 다이아프램 커버(3)의 내부 공간을 채운 후 다이아프램(4)의 외경과 댐퍼 커버(1)의 내부공간이 형성하는 정압형성챔버를 채우게 된다. 이러한 정압(Pa)은 다이아프램 커버(3)와 다이아프램(4)을 확장시켜줌으로써 다이아프램(4)은 로드(19)를 밀어내게 된다.Subsequently, the static pressure Pa is applied to the
이로 인해, 로드(19)는 도3에서 로드(19)의 측면으로 표시된 화살표 방향과 같이 하강 이동되어져 흐름통로가 열려짐으로써 이중 공압 연계형 액추에이터(1-1)는 작동 상태로 전환된다.As a result, the
이때, 스프링(11)은 압축상태로 전환되며, 정압 해제시 로드(19)가 위로 상승되어 초기 위치로 복귀되도록 탄성 복원력을 제공하여 준다.At this time, the
이러한 예는, 터보차져(20)의 컴프레서로 가는 고온의 배기가스가 배기계의 배기라인으로 우회됨으로써 촉매의 촉매 활성화 시간(Catalyst Light-off Time)이 컴프레서에 배기열을 빼앗기지 않은 고온의 배기가스로 촉진시켜주기 위한 경우를 들 수 있다.In this example, the hot exhaust gas to the compressor of the
한편, 도 4는 본 실시예에 따른 터보차저 시스템에 적용된 이중 공압 연계형 액추에이터가 부압하에서 작동되는 상태를 나타낸다.Meanwhile, FIG. 4 shows a state in which the dual-pneumatic coupling actuator applied to the turbocharger system according to the present embodiment is operated under negative pressure.
도시된 바와 같이, 이중 공압 연계형 액추에이터(1-1)에 부압(Pb)이 공급된다. 이때, 상기 부압(Pb)은 진공펌프(50)에서 제공되는 압력이다. 또한, 이중 공압 연계형 액추에이터(1-1)의 부압 니플(14)에 공급되는 부압은 진공펌프(50)와 이중 공압 연계형 액추에이터(1-1)의 부압 니플(14)을 연결하는 부압 라인에 설치된 제2밸브(40)의 열림으로 제공된다.As shown in the figure, a negative pressure Pb is supplied to the dual-pneumatic coupling type actuator 1-1. At this time, the negative pressure Pb is the pressure provided by the
이어, 부압(Pb)은 다이아프램 플레이트(5)의 내부 공간과 캐니스터(7)의 내부공간이 형성하는 부압형성챔버의 압력을 낮춰주게 된다. 이러한 부압(Pb)의 작용은 다이아프램 플레이트(5)와 다이아프램(4)을 수축시켜줌으로써 다이아프램(4)은 로드(19)를 밀어내게 된다.Subsequently, the negative pressure Pb lowers the pressure in the negative pressure forming chamber formed by the inner space of the
이로 인해, 로드(19)는 도 4에서 로드(19)의 측면으로 표시된 화살표 방향과 같이 하강 이동되어져 흐름통로가 열려짐으로써 이중 공압 연계형 액추에이터(1-1)는 작동 상태로 전환된다.As a result, the
이때, 스프링(11)은 압축상태로 전환되며, 부압 해제시 로드(19)가 위로 상승되어 초기 위치로 복귀되도록 탄성 복원력을 제공하여 준다.At this time, the
이러한 예는, 엔진 시동 후 1800~2000rpm이하의 엔진 회전수나 아이들(Idle)에서 발생되는 배기가스 유량에 의한 압력이 정압에 도달되지 못한 상태일 때, 터보차져(20)의 컴프레서로 가는 고온의 배기가스가 배기계의 배기라인으로 우회됨으로써 촉매의 촉매 활성화 시간(Catalyst Light-off Time)이 컴프레서에 배기열을 빼앗기지 않은 고온의 배기가스로 촉진시켜주기 위한 경우를 들 수 있다.In this example, when the pressure due to the engine rotational speed of 1800 to 2000 rpm or less after starting the engine or the exhaust gas flow rate generated in the idle state is not reached to the positive pressure, the high temperature exhaust gas to the compressor of the
한편, 도 5는 본 실시예에 따른 이중 공압 연계형 액추에이터(1-1)가 적용된 엔진성능강화장치의 다양한 예를 나타낸다.On the other hand, Fig. 5 shows various examples of the engine performance enhancing device to which the double-pneumatic coupling type actuator 1-1 according to the present embodiment is applied.
도 5(가)는 전자식 웨이스트 게이트밸브(Electric Waste Gate Valve)(100)로서, 전자식 웨이스트 게이트밸브(Electric Waste Gate Valve)(100)의 흐름통로 개폐가 이중 공압 연계형 액추에이터(1-1)로 구현되는 예를 나타낸다, 그러므로, 이러한 전자식 웨이스트 게이트밸브(Electric Waste Gate Valve)(100)에서도 모터가 사용되지 않고도 모터가 적용된 경우와 동일한 작용이 이루어질 수 있다.5A is an
도 5(나)는 흡기유동강화기구(Variable Control Module)(200)로서, 흡기유동강화기구(Variable Control Module)(200)의 흐름통로 개폐가 이중 공압 연계형 액추에이터(1-1)로 구현되는 예를 나타낸다. 그러므로, 이러한 흡기유동강화기구(Variable Control Module)(200)에서도 모터가 사용되지 않고도 모터가 적용된 경우와 동일한 작용이 이루어질 수 있다. 5 (B) shows an intake flow enhancing mechanism (Variable Control Module) 200 in which a flow path opening / closing of an intake flow enhancing mechanism (Variable Control Module) 200 is implemented by a dual pneumatic coupling type actuator 1-1 For example. Therefore, the same action as that in the case where the motor is applied can be performed without using the motor in the intake flow enhancing mechanism (Variable Control Module) 200 as well.
도 5(다)는 배압조절밸브(300-1)와 EGR밸브(300-2)가 갖추어진 저압 배기순환장치(Low Pressure - Exhaust Gas Recirculation)(300)로서, 배압조절밸브(300-1)나 EGR밸브(300-2)의 흐름통로 개폐가 이중 공압 연계형 액추에이터(1-1)로 구현되는 예를 나타낸다, 그러므로, 이러한 배압조절밸브(300-1)와 EGR밸브(300-2)에서도 모터가 사용되지 않고도 모터가 적용된 경우와 동일한 작용이 이루어질 수 있다.5 (C) shows a low-pressure
전술된 바와 같이, 본 실시예에 따른 이중 공압 연계형 액추에이터(1-1)에는 댐퍼 커버(1)의 내부 공간을 정압형성챔버로 구분하고 반면 캐니스터(7)의 내부 공간을 부압형성챔버로 구분하는 다이아프램(4)과, 정압이 형성하는 다이아프램(4)의 확장이나 부압이 형성하는 다이아프램(4)의 수축에 의한 이동으로 흐름 통로를 열어주는 로드(19)가 포함됨으로써, 정압은 물론 부압(진공압)에서도 이중 공압 연계형 액추에이터(1-1)가 구현하는 흐름통로의 개폐작용으로 전자식 웨이스트 게이트밸브(Electric Waste Gate Valve)(100)나 흡기유동강화기구(Variable Control Module)(200)나 저압 배기순환장치(Low Pressure - Exhaust Gas Recirculation)(300)의 배압조절밸브(300-1)와 EGR밸브(300-2)의 모터를 대체할 수 있고, 이러한 고 비용 모터의 삭제로 비용 저감도 이루어질 수 있다.As described above, in the double-pneumatic coupling actuator 1-1 according to the present embodiment, the internal space of the
1-1 : 액추에이터
1 : 댐퍼 커버
2 : 안전클립
3 : 다이아프램 커버
4 : 다이아프램
5 : 다이아프램 플레이트
6 : 슬리브
7 : 캐니스터
8 : 서포터
9 : 플랜지 너트
10 : 스크류
11 : 스프링
12 : 벨로우즈 커버
13 : 벨로우즈
14 : 부압 니플
15 : 벨로우즈 플레이트
16 : 브래킷
17 : 부싱
18 : 오-링
19 : 로드
19-1 : 로드 너트
20 : 터보차져
30 : 제1밸브
40 : 제2밸브
50 : 진공펌프
60 : ECU(Engine Control Unit)
70 : 브레이크 부스터
80 : 흡기 매니폴드
100 : 전자식 웨이스트 게이트밸브(Electric Waste Gate Valve)
100-1 : EWGA 모터
200 : 흡기유동강화기구(Variable Control Module)
300 : 저압 배기순환장치(Low Pressure - Exhaust Gas Recirculation)
300-1 : 배압조절밸브
300-2 : EGR밸브1-1: Actuator 1: Damper cover
2: Safety clip 3: Diaphragm cover
4: diaphragm 5: diaphragm plate
6: Sleeve 7: Canister
8: Supporter 9: Flange nut
10: screw 11: spring
12: Bellows cover 13: Bellows
14: Negative pressure nipple 15: Bellows plate
16: Bracket 17: Bushing
18: O-ring 19: LOAD
19-1: Rod nut
20: Turbocharger 30: First valve
40: second valve 50: vacuum pump
60: ECU (Engine Control Unit)
70: Brake booster 80: Intake manifold
100: Electric Waste Gate Valve
100-1: EWGA motor
200: Variable Control Module
300: Low Pressure Exhaust Gas Recirculation
300-1: Backpressure regulating valve 300-2: EGR valve
Claims (12)
이 포함된 것을 특징으로 하는 이중 공압 연계형 액추에이터.
A damper cover having an internal space into which a static pressure is introduced, a canister having an internal space into which the negative pressure is introduced, the internal space of the damper cover being divided into a static pressure forming chamber, Forming chamber, a rod for opening the flow passage by movement of the diaphragm formed by the expansion or expansion of the diaphragm formed by the static pressure by contraction of the diaphragm, Spring returning to the position to close the flow passage
Wherein the actuator is a double pneumatic actuator.
[2] The vacuum cleaner of claim 1, wherein the static pressure forming chamber comprises a space formed by an outer diameter of the diaphragm and an inner space of the damper cover, wherein the negative pressure forming chamber defines a space defined by the inner diameter of the diaphragm and the inner space of the canister And a second pneumatic coupling type actuator.
상기 다이아프램 커버에는 상기 캐니스터의 외부로 노출된 노출구간을 제외한 상기 로드의 삽입구간이 고정된 것을 특징으로 하는 이중 공압 연계형 액추에이터.
The diaphragm of claim 1, wherein the diaphragm has a hollow truncated conical shape communicating with the static pressure forming chamber and inserted into an inner diameter of the diaphragm, and a hollow pipe- Further comprising a diaphragm plate coupled with an inner diameter of the diaphragm plate;
Wherein the diaphragm cover has an insertion section of the rod fixed except for an exposure section exposed to the outside of the canister.
4. The diaphragm cover according to claim 3, wherein the inserting section of the rod includes a fixing part coupled with a sleeve provided on an inner circumferential surface of the diaphragm cover for fixing the position of the rod, And a support portion coupled to the bellows.
[6] The bellows of claim 4, wherein the bellows is fixed to the bellows cover and the bellows plate at a joint portion between the bellows cover and the bellows plate, and a bushing having the rod through the bellows plate is provided in an inner space of the bellows plate Wherein the actuator is a double pneumatic actuator.
[2] The apparatus as set forth in claim 1, wherein the spring is supported by a winding wire at one end in an inner space of the diaphragm, a winding wire at the other end is supported in an inner space of the canister, Wherein the coil spring is a coil spring.
The canister of claim 1, wherein the canister is coupled to a bracket that is bolted to the other part, and a supporter is provided between the bracket and the canister, and a through hole is formed in the bracket, the canister, Wherein the actuator is a double pneumatic actuator.
상기 이중 공압 연계형 액추에이터의 부압 니플과 진공펌프를 이어주는 부압라인에 구비되고, 상기 부압라인 에 형성된 부압으로 흐름 통로가 열려지는 제2밸브가 포함되고;
상기 정압라인은 터보차저의 컴프레서에 이어지고, 상기 부압라인은 진공펌프에 이어진 것을 특징으로 하는 이중 공압 연계형 액추에이터를 이용한 엔진 성능 강화장치.
A first valve provided in a static-pressure line connected to a static-pressure nipple of the dual-pneumatic actuator according to any one of claims 1 to 7, the flow passage being opened at a constant pressure formed in the static-pressure line;
A second valve provided in a negative pressure line connecting the negative pressure nipple and the vacuum pump of the double pneumatic coupling actuator and having a flow passage opened by a negative pressure formed in the negative pressure line;
Wherein the positive pressure line is connected to the compressor of the turbocharger and the negative pressure line is connected to a vacuum pump.
9. The engine performance enhancer according to claim 8, wherein the static pressure line is connected to an intake flow enhancing mechanism (Variable Control Module).
The engine performance enhancer according to claim 8, wherein the static pressure line is connected to an EGR valve or a back pressure regulating valve of a low-pressure exhaust circulation system (LP-EGR).
The engine performance enhancer according to claim 8, wherein the static pressure is a pressure based on an exhaust gas flow rate generated at an engine speed of 1800 to 2000 rpm or more.
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