KR20180077445A - Egr 밸브 모듈 - Google Patents

Egr 밸브 모듈 Download PDF

Info

Publication number
KR20180077445A
KR20180077445A KR1020160181805A KR20160181805A KR20180077445A KR 20180077445 A KR20180077445 A KR 20180077445A KR 1020160181805 A KR1020160181805 A KR 1020160181805A KR 20160181805 A KR20160181805 A KR 20160181805A KR 20180077445 A KR20180077445 A KR 20180077445A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
valve
egr
passage
present
link member
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
KR1020160181805A
Other languages
English (en)
Inventor
김창연
김현진
박진성
Original Assignee
이래에이엠에스 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 이래에이엠에스 주식회사 filed Critical 이래에이엠에스 주식회사
Priority to KR1020160181805A priority Critical patent/KR20180077445A/ko
Publication of KR20180077445A publication Critical patent/KR20180077445A/ko
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/52—Systems for actuating EGR valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/02—EGR systems specially adapted for supercharged engines
    • F02M26/04—EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
    • F02M26/06—Low pressure loops, i.e. wherein recirculated exhaust gas is taken out from the exhaust downstream of the turbocharger turbine and reintroduced into the intake system upstream of the compressor
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
    • Y02T10/121—

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)

Abstract

본 발명은 EGR 밸브 모듈에 관한 것으로서, 특히 저압(Low Pressure) EGR과 부압 생성 밸브가 연동되는 구조에 있어서, EGR 가스와 신기의 혼합을 원활하게 하는 구조를 채택함과 동시에, LP EGR 밸브와 부압 생성 밸브의 구조의 경량화를 꾀한 EGR 밸브 모듈에 대한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 엔진에서 배출되어 터빈을 통과한 배기가스를 재순환시키는 LP EGR 유로 상에 배치되는 제1밸브; 외부로부터 신기를 흡기하는 흡기 유로 내 배치되는 제2밸브; 및 상기 제1밸브의 일단과 상기 제2밸브의 일단을 상호 연결하는 링크부재를 포함하고, 상기 제2밸브는 상기 제1밸브의 회전에 의해 종속적으로 개폐되는 밸브 모듈을 제공한다.

Description

EGR 밸브 모듈{EGR VALVE MODULE}
본 발명은 EGR 밸브 모듈에 관한 것으로서, 특히 저압(Low Pressure) EGR과 부압 생성 밸브가 연동되는 구조에 있어서, EGR 가스와 신기의 혼합을 원활하게 하는 구조를 채택함과 동시에, LP EGR 밸브와 부압 생성 밸브의 구조의 경량화를 꾀한 EGR 밸브 모듈에 대한 것이다.
디젤엔진은 가솔린에 비해 연비가 우수해 승용차, 버스, 트럭 등 상용차량과 산업계 전반에 널리 사용되고 있다. 그런데 디젤엔진 차량의 배기가스에는 일산화탄소(CO), 탄화수소(HC), 질소산화물(NOx) 등의 유해물질이 포함된다. 이 중 질소산화물(NOx)은 고압, 고온 시에 산소와 질소가 결합하여 발생하는 것으로 산성비의 주요 원인이 되어 건물 부식 및 생태계 파괴를 일으키며, 인체에는 기관지염, 폐렴, 천식과 같은 각종 호흡기 질환의 원인으로 지목되고 있다.
일반적으로 배기가스 재순환(EGR; EXHAUST GAS RECIRCULATION)이라함은 엔진의 배기가스 중 일부를 다시 엔진의 흡기계통으로 순환시켜 배기가스를 외기와 함께 연소에 활용하는 기술을 일컫는다. 배기가스를 재순환시킴으로써 대기로 배출되는 NOx을 줄일 수 있는 장점이 있다.
EGR은 배기가스를 토출하는 위치에 따라서, HP EGR(High Pressure EGR), LP EGR(Low Pressure EGR)로 구분할 수 있다. 구체적으로 HP EGR은 터보차져의 터빈 전단에서 흡기 매니폴드 측으로 연결되는 재순환유로를 이용하여 압력강하가 얼마 되지 않은 고온 고압의 배기가스를 EGR 가스로 사용한다. 이와 달리 LP EGR은 터빈 후단에서 컴프레서 전단의 외기 흡입유로 측으로 연결되는 재순환유로를 이용하여 HP EGR에 비해 상대적으로 압력강하가 더 이루어진 배기가스를 EGR 가스로 사용한다는 차이점을 갖는다.
이중 LP EGR은 DOC(Diesel Oxidation Catalyst), DPF(Diesel Particulate Filter) 및/또는 SCR(Selective Catalytic Reduction)의 후단에 위치하는 구성으로서, 재순환되는 가스 내 오염물질이 HP EGR에 비해 상대적으로 더 작다는 장점을 가진다. 또한, LP EGR은 흡기온 냉각 및 EGR 기통 분배성 측면에서도 HP EGR에 비해 상대적으로 유리하다는 장점을 가진다. 최근에는 LP EGR이 실연비 개선에도 유리한 효과를 가져온다는 측면에 주목하여, 디젤 엔진이 장착된 자동차뿐만 아니라 가솔린 엔진이 장착된 자동차에도 LP EGR을 적용시키려하는 등 그에 대한 관심이 날로 높아지고 있다.
LP EGR의 경우 배기가스를 토출하는 위치가 머플러 근방에 형성되므로 이를 재순환시키기 위한 압력이 충분치 않다. 따라서, LP EGR의 유로가 흡입 유로 측에 합류하는 지점에는 부압을 형성하기 위한 부압 생성 밸브 구비하는 것이 일반적이다. 자동차 제조업계에서는 원가 절감 측면에서, 이 부압 생성 밸브의 구동을 별도의 제어 장치를 이용하지 않고, LP EGR 유로 상의 밸브의 움직임을 통해 자동적으로 개폐되도록 하고 있다.
도 7과 도 8은 종래 기술에 의한 EGR 밸브 유닛을 나타내는 도면이다.
구체적으로 도 7과 도 8을 함께 참조하면, EGR 밸브와, 부압 형성을 위한 밸브가 별도로 구비되고, EGR 밸브의 상단에는 복수의 기어가 형성되어 있어, 기어에 연결된 모터의 구동에 의해 EGR 밸브를 회전시키고, 회전된 EGR 밸브와 연동하여 상기 부압 형성을 위한 밸브가 회전되도록 하는 구성이 도시된다.
상기 종래기술에 따르면, EGR 밸브와 부압 형성 밸브의 연동을 위해 캠(Cam) 구조를 채택한다. 그런데 이 캠(cam)은 일반적으로 SUS를 사용하여 제조되는 바, 구동 중에 그 무게로 인한 부하가 많이 걸려 움직임이 다소 무겁고, 캠의 관성모멘트에 의해 밸브 간의 신속한 연동 및 그 제어가 어려워지는 문제가 있다.
일본 공개특허공보 제2016-0098719호 일본 등록특허공보 제5429080호
본 발명은 상기 종래기술의 문제를 해결하기 위해 안출된 발명으로서, 상기 캠 방식의 밸브 유닛의 단점을 해소하는 밸브 모듈에 관한 발명을 제안하고자 한다.
본 발명의 다른 목적은 종래기술의 밸브 유닛보다 혼합 효율이 더욱 뛰어난 밸브 모듈의 구조를 제안하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 엔진에서 배출되어 터빈을 통과한 배기가스를 재순환시키는 LP EGR 유로 상에 배치되는 제1밸브; 외부로부터 신기를 흡기하는 흡기 유로 내 배치되는 제2밸브; 및 상기 제1밸브의 일단과 상기 제2밸브의 일단을 상호 연결하는 링크부재를 포함하고, 상기 제2밸브는 상기 제1밸브의 회전에 의해 종속적으로 개폐되는 밸브 모듈을 제공한다.
일 실시예에 따르면 상기 제2밸브는 열림 상태에서 닫힘 상태로 회전할 때, 상기 흡기 유로와 상기 LP EGR 유로가 접속하는 방향으로 기울어지도록 형성될 수 있다.
일 실시예에 따르면 상기 링크부재는 상기 제2밸브의 일 측에 마련된 슬라이딩 가이드 부재와 연결될 수 있다.
일 실시예에 따르면 상기 링크부재는 상기 제1밸브의 상단에 형성되는 기어부에 마련된 슬라이딩 가이드 부재와 연결될 수 있다.
여기서, 상기 슬라이딩 가이드 부재 내부에는 제1밸브의 회전에도 불구하고 제2밸브가 움직이지 않는 idling 구간을 두는 것을 특징으로 할 수 있다.
여기서, 상기 슬라이딩 가이드 부재 내부에는 적어도 하나 이상의 탄성수단이 연결될 수 있다.
일 실시예에 따르면 상기 LP EGR 유로는 상기 흡기 유로의 길이방향과 소정의 각도를 이루는 사선방향으로 접속될 수 있다.
일 실시예에 따르면 상기 제1밸브와 제2밸브 및 링크부재는 일체형의 3-way valve 모듈로 형성될 수 있다.
일 실시예에 따르면 상기 LP EGR 유로의 직경이 흡기 유로의 직경에 비해 작게 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 밸브 모듈은 종래 기술에 비해, 구조가 간단하여 제작이 쉽고, 원가 절감이 가능하며,
기존의 복잡한 캠(cam) 디자인을 필요하지 않고, 캠 디자인을 채택하지 않음으로써 제품 무게의 감소 및 모터 부하의 감소를 꾀할 수 있다.
모터 부하의 감소로 인해 제품 전체의 내구성이 증대되며,
기존에 요구되는 모터의 성능요구를 낮출 수 있어, 보다 컴팩트(compact)한 밸브 모듈을 마련하는데 기여하게 된다.
도 1은 본 발명 밸브 모듈이 장착되는 위치를 설명하기 위한 내연기관의 전체 개략도를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 밸브 모듈의 구성을 도시한 도면이다.
도 3 내지 도 6은 제1밸브와 제2밸브의 개도각에 따른 유체의 유동의 양상을 나타내는 도면이다
도 7과 도 8은 종래 기술에 의한 EGR 밸브 유닛을 나타내는 도면이다.
이하 설명하는 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 당업자가 용이하게 이해할 수 있도록 제공되는 것으로 이에 의해 본 발명이 한정되지는 않는다. 또한, 첨부된 도면에 표현된 사항들은 본 발명의 실시 예들을 쉽게 설명하기 위해 도식화된 도면으로 실제로 구현되는 형태와 상이할 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 연결되어 있거나 접속되어 있다고 언급될 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 한다.
그리고 여기서의 "연결"이란 일 부재와 타 부재의 직접적인 연결, 간접적인 연결을 포함하며, 접착, 부착, 체결, 접합, 결합 등 모든 물리적인 연결을 의미할 수 있다.
또한 '제1, 제2' 등과 같은 표현은 복수의 구성들을 구분하기 위한 용도로만 사용된 표현으로써, 구성들 사이의 순서나 기타 특징들을 한정하지 않는다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 표현하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. "포함한다" 또는 "가진다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 의미하기 위한 것으로, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들이 부가될 수 있는 것으로 해석될 수 있다.
이하, 도면을 참조로 본 발명의 EGR 밸브 모듈에 대하여 상세히 설명한다.
먼저, 도 1을 참조하여 본 발명 내연기관에 대한 전체 구성에 대해 간략히 설명한다. 도 1은 본 발명 밸브 모듈이 장착되는 위치를 설명하기 위한 내연기관의 전체 개략도를 나타내는 도면이다.
본 발명의 엔진의 연소실은 흡기 매니폴드와 배기 매니폴드를 구비한다. 흡기 매니폴드 측으로 흡기를 공급하는 유로 상에는 터보차저의 컴프레서가 구비된다. 컴프레서의 하류에는 인터쿨러가 설치되고, 흡기 매니폴드 내 유입되는 흡기량을 제어하는 흡기 스로틀(미도시)이 설치된다.
배기 매니폴드에는 배기가스를 대기 중에 방출하기 위한 배기유로가 접속되어 있다. 배기유로에는 터보차저의 터빈(T.)이 연결되며 터빈(T.)의 하류에는 배기가스를 정화하기 위한 배기 후처리 장치로서 DPF 및/또는 촉매 장치와 머플러가 설치되어 있다.
아울러 배기유로에서는 배기가스의 일부를 흡기계통으로 재순환시키기 위한 EGR(Exhaust Gas Recirculation) 시스템이 설치될 수 있다. 통상적으로 EGR 시스템에는 고온상태인 배기가스의 온도를 저감시키기 위한 EGR 쿨러와 EGR 유로로 유입된 배기가스의 유량을 제어하기 위한 EGR 밸브가 설치된다.
본 발명의 내연기관에는 EGR 시스템으로서, LP EGR 시스템을 적용한다. LP EGR은 배경기술에서 전술한 바와 같이 흡기온 냉각 및 EGR 기통 분배성이 좋으며, 실연비 개선에 좋다는 장점을 갖지만, 배기가스를 재순환시키기 위한 부압을 형성해주어야 하는 과제가 반드시 뒤따른다. 따라서, 본 발명에서는 LP EGR을 위해 부압을 생성하기 위한 밸브로서 제2밸브를 마련한다. 여기서 제2밸브는 EGR 밸브와 3-way valve를 구성할 수 있다. 이는 상세히 후술하기로 한다.
보다 구체적으로 본 발명의 LP EGR은 머플러 전단의 배기유로에서 분기되어 배기가스의 일부를 흡기계통으로 순환시키는 것으로서, 여기에도 역시 EGR 쿨러(Exhaust Gas Recirculation Cooler), 그리고 EGR유로로 유입되는 배기가스를 제어하기 위한 EGR밸브가 구비된다.
에어 클리너(A.C.)에서 받아들여진 신기(fresh air)는 흡기 유로(20)를 거쳐 터보차저의 컴프레서(C.) 측으로 흐르는데, 컴프레서(C.)로 유입되기 전에 EGR 유로를 통해 재순환된 배기가스와 혼합된다. 혼합기는 유동방향이 컴프레서(C.) 측을 대향하게 된다.
참고로, 내연기관의 크랭크축의 회전을 검출하는 크랭크각 센서나 엑셀 페달의 개도에 따른 신호를 출력하는 엑셀 센서(위치 센서 또는 개도 각 센서 등)이 설치될 수 있다. 크랭크각 센서와 엑셀 센서를 이용하여 차량의 목표 출력과 그에 따른 엔진 연소실의 연료분사량, 흡기 매니폴드에 유입되어야 할 목표공기량 및 본 발명의 EGR 밸브 개도에 있어 가장 중요한 EGR 률(EGR Rate)등이 결정될 수 있다.
참고로 본 발명의 밸브 모듈은 도 1에 점선으로 표시된 부분에 구비될 수 있다.
위에서 살펴본 내연기관의 구성을 토대로, 도 2 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 밸브 모듈의 특징에 대해 보다 구체적으로 설명한다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 밸브 모듈의 구성을 도시한 도면이다. 도 3 내지 도 6은 제1밸브와 제2밸브의 개도각에 따른 유체의 유동의 양상을 나타내는 도면이다
도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 밸브 모듈은 엔진에서 배출되어 터빈을 통과한 배기가스를 재순환시키는 LP EGR(10) 유로 상에 배치되는 제1밸브(100); 외부로부터 신기를 흡기하는 흡기 유로(20) 내 배치되는 제2밸브(200); 및 상기 제1밸브의 일단과 상기 제2밸브(200)의 일단을 상호 연결하는 링크부재(300)를 포함할 수 있다.
여기서 제1밸브(100)와 제2밸브(200) 모두 플랩(flap)형 밸브가 해당될 수 있다.
또한, 여기서 제1밸브(100)는 LP EGR 밸브를 의미하고, 제2밸브(200)는 LP EGR 유로(10)와 흡기 유로(20)의 합류지점에 부압을 형성하기 위한 부압 생성 밸브를 의미할 수 있다. 부압 생성 밸브는 흡기되는 신기의 양을 조절하는 역할도 하지만 주로 EGR 가스의 재순환 및 혼합이 용이하도록 보조하는 역할을 한다. 한편, 도 1에서와 같이 부압 생성 밸브의 전단에는 흡기되는 신기의 양을 조절하는 별도의 스로틀 밸브(throttle)가 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제2밸브(200)는 제1밸브(100)에 의해 종속적으로 개폐되는 것을 특징으로 한다. 종래기술에 제1밸브(100)와 제2밸브(200)가 개별적으로 제어되는 밸브 유닛들이 개시된 바 있으나, 이는 원가 상승 및 제어의 복잡성을 증가시키는 원인이 된다. 본 발명에서는 제1밸브(100)와 제2밸브(200)를 연동하는 밸브 모듈에 대한 구조만을 제안한다.
본 발명의 주요 특징에 따르면 제1밸브(100)와 제2밸브(200)은 링크부재(300)에 의해 연동하여 움직인다. 그리고 구동밸브는 제1밸브(100)가 되며 피동밸브는 제2밸브(200)가 된다. 제1밸브(100)는 도 2에 표시된 기어부와 고정 연결될 수 있으며, 기어부를 통해 전달된 동력으로 인해 개폐될 수 있다. 기어부는 제1밸브(100) 상단에 구비되는 것으로서, 복수 개 구비될 수 있다. 실시예에 따라서, 제2밸브(200) 상단에도 제1밸브(100)와 마찬가지로 기어부가 형성될 수 있다.
본 발명은 종래기술과 달리 링크부재를 사용하여 제1밸브(100)와 제2밸브(200)를 연동시키므로, 캠 방식을 취한 종래기술에 비해 구조가 간단하고, 가벼우며, 제조비용을 절감할 수 있다.
본 발명의 또 하나의 주요 특징으로는 제2밸브(200)가 열림 상태에서 닫힘 상태로 회전할 때, 상기 제2밸브(200)의 플랩이 상기 흡기 유로(20)와 상기 LP EGR 유로(10)가 접속하는 방향으로 기울어지게 되는 것이다.
도 2에 도시된 제1밸브(100)가 시계방향으로 회전하면, 링크부재(300)에 고정연결된 제2밸브(200)또한 회전하게 되는데, 이때 제2밸브(200)의 회전 방향도 시계방향으로 회전한다. 이는 도 7과 도 8에 도시된 종래기술에서 EGR 밸브가 시계방향으로 회전할 때 부압을 형성하기 위한 밸브가 반시계방향으로 회전하는 것과 다르다.
제2밸브(200)가 시계방향으로 회전하면, 유로 상에 유입된 신기 중, 흡기유로(20)와 EGR 유로(10)가 접속되는 측으로 흘러가는 신기는 유동 해석상 유속이 더 빨라지면서 EGR 유로에서 배출된 EGR 가스와 보다 잘 혼합되게 된다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 밸브 모듈은 상기 링크부재(300)가 상기 제2밸브(200)에 마련된 슬라이딩 가이드 부재(400)와 연결되도록 구성할 수 있다. 이는 도 2에 도시된 바와 같다. 구체적으로 이 슬라이딩 가이드 부재(400)는 제2밸브(200) 상단에 마련된 기어부 또는 밸브 하우징에 마련될 수도 있다.
아울러, 슬라이딩 가이드 부재는 제1밸브(100) 상단에 마련될 수도 있다. 이는 도면에 별도에 표시하지 않았으며 그 원리는 제2밸브(200)에 마련된 슬라이딩 가이드 부재(400)와 동일하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
실시예에 따라서는 슬라이딩 가이드 부재(400)는 제2밸브의 플랩과 일체로 형성될 수 있다.
제2밸브(200)의 구성은 도 2에 번호가 부여된 바와 같이, 설명의 편의상 신기가 흘러가는 길이방향을 기준으로 신기가 유입되는 전방의 제2전방플랩(210)과 제2후방플랩(220)으로 나눌 수 있다. 제1밸브(200)의 구성또한 설명의 편의상 제1밸브가 시계방향으로 회전했을 때, EGR 가스가 유입되어 흘러가는 방향을 기준으로 제1전방플랩(110)과 제1후방플랩(120)으로 나눌 수 있다. 이때 슬라이딩 가이드 부재(400)는 제2후방플랩(220)과 상단의 기어부에 형성되고, 여기서 링크부재(300)의 일단이 결합되고 링크부재(300)의 타단이 제1밸브 측(기어부 포함)과 연결됨으로써 상호 연동하게 되는 것이다. 참고로 제1밸브(100) 측의 링크부재(300)가 연결되는 위치는 제1전방플랩(110)의 상단일 수 있다.
실시예에 따라 상기 제1밸브(100)의 축(101)과 제2밸브(200)의 축에는 축 방향의 제1탄성수단(예컨대 토션 스프링)이 구비되어 있어서, 상기 제1밸브(100)와 제2밸브(200)의 연동 간에 필요한 경우 복원력을 제공하여 밸브가 원상태로 복귀하는데 도움을 줄 수 있다. 아울러, 일 실시예에 따르면 상기 슬라이딩 가이드 부재(400) 내부에도 적어도 하나 이상의 제2탄성수단이 구비되어 있어서, 링크부재(300)의 움직임에 있어 필요한 경우 복원력을 제공하도록 할 수 있다.
도 3 내지 도 6을 참조하여 그 매커니즘에 대해서 보다 구체적으로 설명한다. 참고로 여기서 기어부의 구성은 생략하기로 한다.
도 3에 도시된 바와 같이 제1밸브(100)의 개도가 0일 때, 흡기 유로(10)상에는 신기만 흐른다. 최초 제2밸브(200)는 전체 열림 상태(full open)상태로 개방되어 있다. 그리고 제2밸브(200)는 제1밸브(100)의 개도에 따라 연동하여 열림상태에서 닫힘상태로 조절된다. 열림상태에서 닫힘상태로 조절됨에 따라 EGR 가스가 토출되는 방향에 부압을 형성하게 된다.
도 4에 도시된 바와 같이 제1밸브(100)의 개도가 다소 증가하면(시계방향으로 회전하면) EGR 가스가 흡기 유로(10) 측으로 공급되고, 공급된 EGR 가스는 신기와 만나 혼합된다. 이때, 제1밸브(100)의 개도가 증가하였음에도 불구하고 제2밸브(200)는 링크부재(300)가 슬라이딩 가이드 부재(400) 내부에서 미세하게 잡아당겨지는 움직임을 제외하고는, 움직임이나 개폐각의 변화가 없다. 이처럼 제1밸브(100)의 초기 움직임에도 불구하고 제2밸브(200)의 개도 변화가 없도록 슬라이딩 가이드 부재(400) 내부에 소정의 idling 구간을 형성한다.
도 5에 도시된 바와 같이 제1밸브(100)가 소정의 개도각 이상으로 열리면, 링크부재(300)가 제2밸브(200)를 잡아당겨 제2밸브(200)가 제1밸브(100)와 마찬가지로 시계방향으로 회전하도록 유도한다. 흡기 유로(20) EGR 유로(10)의 접점 측은 밸브가 닫힘으로써 흡기 유속이 빨라져, 흡기와 EGR 가스의 혼합이 가장 활발해지는 주혼합영역(R2)과 부혼합영역(R1)으로 구분할 수 있다. 부혼합영역(R1)은 흡기 유로 방향으로 EGR 가스가 역류하지 않는 이상, EGR 가스의 비율이 매우 적으므로, 주혼합영역(R2)에 비해 혼합이 활발하지 않다.
흡기 유로(20)와 EGR 유로(10)의 접점에서 가장 가까운 주혼합영역(R2)에서는 신기 유속의 증가에 따른 혼합이 더욱 활발해져 주혼합영역(R2) 내 신기와 EGR 가스의 혼합율이 더 높아지게 된다.
만약, 종래기술에서와 같이 제2밸브(200)가 반시계방향으로 회전하는 경우에는 R2'와 R1'의 위치에서 주혼합영역과 부혼합영역이 형성된다. 이는 본 발명의 밸브 모듈과 달리 신기와 EGR이 혼합하는 영역이 흡기 유로(20)와 EGR 유로(10)의 접점에서 더 멀리 위치하게 되므로, 혼합효율이 본 발명에서 보다 떨어진다.
즉, 본 발명은 제1밸브(100)와 제2밸브(200)가 시계방향으로 회전하도록 유도함으로써, 종래기술에서보다 혼합효율을 더 향상시키는 이점이 있다.
도 6에 도시된 바와 같이 제1밸브(100)가 최대 개도각으로 열리면 링크부재(300)는 제2밸브(200)를 더 잡아당긴 상태가 되어, 제2밸브(200)를 완전히 폐쇄(full close)하고, 흡기 유로(10)의 하류에는 EGR 가스 만이 공급된다. 이때, 제2밸브(200)에 의해 흡기 유로(10)의 하류측에는 최대 부압이 형성되어 EGR 가스의 공급속도또한 더욱 빨라진다.
캠 방식이 아닌 링크 방식을 사용하므로, 종래기술보다 더욱 신속한 밸브 모듈 제어가 가능하며, 부압 형성 밸브로서의 제2밸브(200)의 열림 상태에서 닫힘 상태로의 회전방향을 종래기술과 달리할 수 있도록 구성함으로써 EGR 가스와 신기의 혼합율이 증대된다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면 EGR 유로(10)를 상기 흡기 유로(20)의 길이방향과 소정의 각도를 이루는 사선방향으로 접속되도록 할 수 있다. EGR 유로(10)를 흡기 유로(20)에 사선방향이 아닌 직각으로 접속되도록 하면, 흡기 유로(20)에 위치한 제2밸브(200)에 질소산화물 등 이물이 쌓여 밸브 고장의 원인이 된다. 따라서, EGR 유로(10)를 흡기 유로(20)에 사선방향으로 접속하도록 하여 이를 방지한다.
또한, 상기 제1밸브(100)와 제2밸브(200) 및 링크부재(300)는 일체형의 3-way valve 모듈로서 형성할 수 있다.
한편, 본 발명의 또 다른 실시예는 EGR 유로(10)의 직경을 흡기 유로(20)의 직경에 비해 작게 형성하는 것이다. 즉, LP EGR 유로의 단면적과 흡기 유로(20)의 단면적 비교시 LP EGR 유로의 단면적을 미리 작게 설계하여 제1밸브(100)만 열리고 제2밸브(200)는 닫혔을 때 터보 차져 방향으로 흐르는 혼합기의 유량이 작도록 할 수 있다.
본 명세서는 그 제시된 구체적인 용어에 의해 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 따라서, 이상에서 기술한 실시예를 참조하여 본 발명을 상세하게 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서도 본 발명의 일 실시예들에 대한 개조, 변경 및 변형을 가할 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1 : 밸브 모듈
10 : LP EGR 유로
20 : 흡기 유로
100 : 제1밸브
101 : 제1샤프트
200 : 제2 밸브
201 : 제2샤프트
300 : 링크부재
400 : 슬라이딩 가이드 부재

Claims (9)

  1. 엔진에서 배출되어 터빈을 통과한 배기가스를 재순환시키는 LP EGR 유로 상에 배치되는 제1밸브;
    외부로부터 신기를 흡기하는 흡기 유로 내 배치되는 제2밸브; 및
    상기 제1밸브의 일단과 상기 제2밸브의 일단을 상호 연결하는 링크부재를 포함하고,
    상기 제2밸브는 상기 제1밸브의 회전에 의해 종속적으로 개폐되는 밸브 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2밸브는 열림 상태에서 닫힘 상태로 회전할 때, 상기 흡기 유로와 상기 LP EGR 유로가 접속하는 방향으로 기울어지도록 형성되는 밸브 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 링크부재는 상기 제2밸브의 일 측에 마련된 슬라이딩 가이드 부재와 연결되는 것을 특징으로 하는 밸브 모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 링크부재는 상기 제1밸브의 상단에 형성되는 기어부에 마련된 슬라이딩 가이드 부재와 연결되는 것을 특징으로 하는 밸브 모듈.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 슬라이딩 가이드 부재 내부에는 제1밸브의 회전에도 불구하고 제2밸브가 움직이지 않는 idling 구간을 구비하는 것을 특징으로 하는 밸브 모듈.
  6. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 슬라이딩 가이드 부재 내부에는 적어도 하나 이상의 탄성수단이 구비되는 것을 특징으로 하는 밸브 모듈.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 LP EGR 유로는 상기 흡기 유로의 길이방향과 소정의 각도를 이루는 사선방향으로 접속되는 것을 특징으로 하는 밸브 모듈.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1밸브와 제2밸브 및 링크부재는 일체형의 3-way valve 모듈로 형성되는 것을 특징으로 하는 밸브 모듈.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 LP EGR 유로의 직경이 흡기 유로의 직경에 비해 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 밸브 모듈.

KR1020160181805A 2016-12-29 2016-12-29 Egr 밸브 모듈 Withdrawn KR20180077445A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160181805A KR20180077445A (ko) 2016-12-29 2016-12-29 Egr 밸브 모듈

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160181805A KR20180077445A (ko) 2016-12-29 2016-12-29 Egr 밸브 모듈

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20180077445A true KR20180077445A (ko) 2018-07-09

Family

ID=62918925

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160181805A Withdrawn KR20180077445A (ko) 2016-12-29 2016-12-29 Egr 밸브 모듈

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20180077445A (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115559836A (zh) * 2022-11-10 2023-01-03 中船动力研究院有限公司 一种废气循环利用系统及发动机总成

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115559836A (zh) * 2022-11-10 2023-01-03 中船动力研究院有限公司 一种废气循环利用系统及发动机总成

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10458300B2 (en) Engine exhaust catalyst heating system
US7131271B2 (en) Clean, low-pressure EGR in a turbocharged engine by back-pressure control
JP4995259B2 (ja) 一体型給気およびｅｇｒ弁
US7617678B2 (en) Exhaust throttle-EGR valve module for a diesel engine
US6886544B1 (en) Exhaust gas venturi injector for an exhaust gas recirculation system
US8448626B2 (en) Exhaust system for engine braking
EP2295769A1 (en) Exhaust system for engine braking
JP5169439B2 (ja) 内燃機関制御装置及び内燃機関制御システム
US20100154412A1 (en) Apparatus and method for providing thermal management of a system
US20050235644A1 (en) Turbo-charged diesel engine with a "long route" exhaust-gas recirculation system
JP6076212B2 (ja) 過給機付きエンジンの排気還流装置における新気導入装置
US11073113B2 (en) Exhaust manifold
KR20170005979A (ko) 마일드 하이브리드 시스템의 배기가스 저감 제어 방법
KR101954291B1 (ko) 일체형 배압 밸브 및 egr 밸브 모듈의 고장 검출 방법
KR20180077445A (ko) Egr 밸브 모듈
KR102000758B1 (ko) 일체형 배압 및 egr 밸브 모듈
KR101948520B1 (ko) 일체형 배압 및 egr 밸브 모듈
KR101920921B1 (ko) 일체형 배압 및 egr 밸브 모듈
KR20180129471A (ko) 고장 검출 수단을 구비한 일체형 배압 및 egr 밸브 모듈
EP2746563B1 (en) An exhaust gas recirculation mixer
EP3645846B1 (en) Method for vehicle system
JP2010116894A (ja) 内燃機関の制御装置
JP5812711B2 (ja) 内燃機関
KR102437227B1 (ko) 엔진의 배기가스 재순환 시스템
JP5760382B2 (ja) エンジンの過給装置

Legal Events

Date Code Title Description
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20161229

N231 Notification of change of applicant
PN2301 Change of applicant

Patent event date: 20171117

Comment text: Notification of Change of Applicant

Patent event code: PN23011R01D

PG1501 Laying open of application
PC1203 Withdrawal of no request for examination