KR20190068771A

KR20190068771A - 유량제어밸브

Info

Publication number: KR20190068771A
Application number: KR1020170168910A
Authority: KR
Inventors: 이재웅; 박철수
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아자동차주식회사
Priority date: 2017-12-11
Filing date: 2017-12-11
Publication date: 2019-06-19
Also published as: US20190178148A1; DE102018212639B4; DE102018212639A1; US11022023B2; CN109899145A; KR102496255B1; CN109899145B

Abstract

본 발명은 유량제어밸브의 개도량 제어에 따라 냉각수 유량 제어와 가변 분리 냉각기술을 동시에 실시할 수 있는 기술에 관한 것으로, 본 발명에서는, 유량제어밸브 단독의 작동만으로 4개의 포트를 한 번에 가변 제어하는 4포트 제어가 가능함으로써, 엔진 전체의 온도를 상향하는 가변 온도 제어 기술과 엔진의 빠른 웜업, 그리고 분리 냉각 기술을 동시에 구현이 가능한 것을 특징으로 하는 유량제어밸브가 소개된다.

Description

유량제어밸브{FLOW CONTROL VALVE}

본 발명은 차량 냉각수 통합형 유량제어밸브의 개도량 제어에 따라 각부 열교환기 및 냉각부품의 유량 제어와 실린더헤드 및 실린더블록을 각각 분리하여 가변 냉각제어하는 가변분리냉각 기술을 동시에 실시할 수 있는 유량제어밸브에 관한 것이다.

차량의 시동 초기 냉간 조건에서 엔진은 충분히 웜업된 조건 대비 연비가 좋지 않다. 그 이유는, 냉간시 오일 온도가 낮은 상태에서 오일의 높은 점도로 인해 엔진의 마찰이 크고, 또한 실린더 벽면의 온도가 낮아 벽면으로의 열손실이 크며, 연소 안정성이 떨어지기 때문이다.

따라서, 차량의 연비 향상 및 엔진 내구성 향상을 위해서는 시동 초기에 엔진의 온도를 정상 온도로 빠르게 승온시켜주는 것이 필요하다.

이를 위한 엔진의 열관리 제어는 냉간 시동 시 엔진에서 발생하는 열을 최대한 엔진을 웜업하는데 이용함으로써, 연비, 출력 향상 및 배출가스 저감 효과를 얻는 기술을 말하는 것으로, 대표적인 기술로는 유동정지밸브, 클러치 타입 워터펌프, 전동식 워터펌프, 통합형 유량제어밸브 등이 있다.

이 중 유동정지밸브는 엔진출구 혹은 엔진 공급측에 제어 가능한 밸브를 달아 엔진 웜업시 엔진의 냉각수 유동을 정지하여 엔진 웜업 시간을 단축한다. 이와 비슷하게 클러치 타입 워터펌프와 전동식 워터펌프도 동일하게 제어하여 엔진의 빠른 웜업을 구현한다.

반면 통합형 유량제어밸브는 엔진내 냉각수를 단순 정지하는 제어 뿐만 아니라 가변으로 유량을 미소제어하여 오일 워머 혹은 ATF 워머 등에 승온된 냉각수를 우선 공급하여 엔진 오일과 변속기 오일, 그리고 엔진 전체의 온도를 동시에 빠르게 승온할 수 있어 최적의 엔진 빠른 웜업을 구사할 수가 있다.

한편, 엔진의 피스톤 마찰을 줄이고, 냉각 손실을 최소화하기 위한 방법으로 엔진 전체 온도를 높이게 되면, 실린더 라이너 온도가 상승하고, 피스톤 마찰 손실은 감소하여 연비가 향상된다.

반면에 연소실 금속면 온도는 상승하게 되어 노킹(knocking), 조기 점화(Preignition) 등의 이상 연소가 발생하여 연소 안정성이 문제가 된다. 이러한 문제를 해결하기 위한 방법으로 실린더 블록의 온도는 높게 유지하되, 연소실 헤드부의 온도를 낮게 제어하는 기술을 실린더헤드/블록 가변분리냉각 기술이라고 한다. 즉, 연소실 주변부는 낮은 온도로 제어하여 연소안정성을 유지하고, 실린더 블록은 냉각수 온도를 높게 제어하여 피스톤과 실린더 라이너의 마찰 저감을 통해 연비를 개선한다.

한편, 상기 통합유량제어밸브는, 각 유로와 연결된 포트의 개도량을 모터의 제어를 통해 목표값에 도달하도록 조절하여, 밸브를 개방 또는 폐쇄 작동시킬 수 있고, 이를 통해 각 포트를 통해 유출입되는 냉각수 유량을 조절할 수 있다.

다만, 이 같은 통합유량제어밸브의 제어기술은 실린더헤드와 실린더블록의 가변 분리냉각 기술을 고려하고 있지 않기 때문에, 통합유량제어밸브의 개도량 제어에 따라 각 포트를 통해 냉각수 유량 제어와 가변 분리 냉각기술을 동시에 실시할 수 있는 제어기술의 필요성이 요구되고 있다.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

JP 2004-137981 A

본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 유량제어밸브의 개도량 제어에 따라 냉각수 유량 제어와 가변 분리 냉각기술을 동시에 실시할 수 있는 유량제어밸브를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 실린더블록의 냉각수출구와 연결되는 블록포트와, 실린더헤드의 냉각수출구와 연결되는 헤드포트와, 라디에이터와 연결되는 라디에이터포트와, 오일쿨러와 연결되는 열교환기포트 및, 히터코어 및 EGR쿨러와 연결되는 히터코어포트가 구비된 밸브하우징; 회전력을 제공하는 구동부; 및 상기 구동부의 회전력을 제공받아 상기 밸브하우징 내에서 소정 각도로 회전하고, 회전각도가 변화함에 따라 상기 블록포트 및 라디에이터포트와 선택적으로 연통되도록 형성되며, 상기 열교환기포트 및 히터코어포트와 선택적으로 연통되도록 형성된 밸브몸체;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 밸브몸체의 단부가 개구된 형상으로 형성되고; 상기 밸브몸체의 단부에 대응하는 밸브하우징의 단부에 헤드포트가 구비되어 상기 헤드포트가 상시 개방상태가 되도록 형성될 수 있다.

상기 밸브몸체는, 그 축방향을 따라 제1레이어부와 제2레이어부로 구분 형성되고; 상기 제1레이어부에 제1유량조절홀이 형성되며; 상기 제1레이어부에 대응하는 밸브하우징 내면의 원주방향을 따라 블록포트의 아웃렛 및 라디에이터포트의 인렛이 각각 위치될 수 있다.

상기 제2레이어부에 제2유량조절홀이 형성되고; 상기 제2레이어부에 대응하는 밸브하우징 내면의 원주방향을 따라 열교환기포트의 인렛 및 히터코어포트의 인렛이 각각 위치될 수 있다.

상기 제1유량조절홀과, 제2유량조절홀은 상기 제1레이어부와, 제2레이어부의 원주방향을 따라 각각 형성되어 각 포트와 선택적으로 연통될 수 있다.

상기 밸브하우징에 리저버탱크와 연결되는 리저버포트가 더 구비되고; 상기 제2레이어부에 대응하는 밸브하우징 내면에 상기 리저버포트의 인렛이 상기 개방상태가 되도록 형성될 수 있다.

상기 밸브몸체의 외주면과 마주하는 각 포트의 인렛 및 아웃렛 사이에는 씰링기구가 구비될 수 있다.

상기한 과제 해결수단을 통해 본 발명은, 유량제어밸브 단독의 작동만으로 4개의 포트를 한 번에 가변 제어하는 4포트 제어가 가능함으로써, 엔진 전체의 온도를 상향하는 가변 온도 제어 기술과 엔진의 빠른 웜업, 그리고 분리 냉각 기술을 동시에 구현하여 연비 개선을 극대화하면서도, 분리냉각 기술의 구현을 위한 포트 제어구조를 별도 마련할 필요가 없어 원가를 절감하는 장점이 있다.

더욱이, 차량의 운전 조건에 따라 유량제어밸브의 제어 구간을 다양하게 구성함은 물론, 이들 제어 구간을 순차적으로 거치며 작동 제어되는바, 유량제어밸브의 작동거리 및 작동횟수가 감소되는 효과도 있다.

더불어, 난방우선구간 설정에 따라 히터코어 측의 유량을 극대화하면서도 오일열교환기 측으로의 불필요한 냉각수 유량 손실이 없어 연비개선 효과와 난방성능의 극대화를 구현할 수 있고, 더욱이 급경사 등판과 같은 고부하 조건에서 차량의 냉각 성능을 극대화할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 유량제어밸브가 배치된 냉각회로의 구성을 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 유량제어밸브를 헤드포트와 블록포트 측에서 바라본 형상을 도시한 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 유량제어밸브를 구동부 측에서 바라본 형상으로 도시한 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 유량제어밸브에서 밸브몸체의 제1레이어부를 절개하여 도시한 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 유량제어밸브에서 밸브몸체의 제2레이어부를 절개하여 도시한 단면도.
도 6은 본 발명에 따른 유량제어밸브에서 밸브몸체를 축방향으로 절개하여 도시한 단면도.
도 7은 본 발명에 따른 유량제어밸브의 회전각도에 따른 개도선도를 도시한 도면.

본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 적용 가능한 차량용 냉각회로를 개략적으로 도시한 것으로, 본 발명의 유량제어밸브(1)는 상기 냉각회로 상에 구비될 수 있다.

구체적으로 설명하면, 엔진 실린더블록(42)의 냉각수출구와, 실린더헤드(41)의 냉각수출구가 유량제어밸브(1)에 각각 독립적으로 연결된다.

그리고, 상기 유량제어밸브(1)의 일부에는 블록포트(12)가 마련되고, 상기 블록포트(12)가 상기 실린더블록(42)의 냉각수출구와 연결되어 유량제어밸브(1)에 유입되는 냉각수의 유량을 조절할 수 있다.

또한, 상기 유량제어밸브(1)에는 적어도 3개 이상의 토출포트가 각각 마련되고, 상기 각 토출포트는 라디에이터(43)와, 오일쿨러 또는 오일워머와 같은 열교환기(44)와, 히터코어(45) 및 EGR쿨러에 각각 연결되어 유량제어밸브(1)에서 토출되는 냉각수의 유량을 조절할 수 있다.

즉, 상기 토출포트는 라디에이터포트(13)와, 열교환기포트(14) 및 히터코어포트(15)일 수 있는 것으로, 상기 토출포트에 대해서는 아래에서 다시 설명하기로 한다. 미설명부호 S는 냉각수온도센서이고, W/P는 워터펌프일 수 있다.

본 발명에 따른 유량제어밸브(1)는, 크게 밸브하우징(10)과, 구동부(30) 및 밸브몸체(20)를 포함하여 구성이 될 수 있다.

도 2 내지 도 6을 참조하여 설명하면, 먼저 밸브하우징(10)에는 엔진의 실린더블록(42)으로부터 토출되는 냉각수가 내부에 유입되도록 블록포트(12)가 구비되고, 엔진의 실린더헤드(41)로부터 토출되는 냉각수가 내부에 유입되도록 헤드포트(11)가 구비될 수 있다. 그리고, 내부에 유입된 냉각수를 토출하도록 라디에이터포트(13)와, 열교환기포트(14) 및 히터코어포트(15)가 각각 구비될 수 있다.

예컨대, 상기 블록포트(12)는 실린더블록(42)의 냉각수출구와 연결되는 것으로, 밸브하우징(10)의 내부에 형성될 수 있다.

그리고, 상기 헤드포트(11)는 실린더헤드(41)의 냉각수출구와 연결되는 것으로, 밸브하우징(10)의 하단부에 마련될 수 있다.

또한, 상기 라디에이터포트(13)는 라디에이터(43)가 배치된 유로와 연결되는 것으로, 상기 밸브하우징(10)의 측면 일부에 관 형상으로 마련될 수 있다.

또, 상기 열교환기포트(14)는 오일쿨러 또는 오일워머 등의 열교환기(44)가 배치된 유로와 연결된 것으로, 상기 밸브하우징(10)의 측면 일부에 관 형상으로 마련될 수 있고, 또 히터코어포트(15)는 히터코어(45)가 배치된 유로와 연결된 것으로, 이 역시 상기 밸브하우징(10)의 측면 일부에 관 형상으로 마련될 수 있다.

구동부(30)는 밸브하우징(10)의 상단부에 장착되어 밸브몸체(20)에 회전력을 제공하는 것으로, 바람직하게는 모터일 수 있다.

아울러, 밸브몸체(20)는 내부가 중공 형성된 통 형상으로 형성된 것으로, 그 축방향을 따라 회전축이 구비되고, 상기 회전축에 구동부(30)로부터 회전력이 제공되어 상기 밸브하우징(10)의 내부에서 소정각도 범위 내에서 회전 작동된다.

이러한, 상기 밸브몸체(20)는 그 회전각도가 변화함에 따라 상기 블록포트(12) 및 라디에이터포트(13)와 선택적으로 연통되도록 밸브몸체(20)의 측면 하단의 원주방향을 따라 제1유량조절홀(21a)이 형성된다.

그리고, 상기 열교환기포트(14) 및 히터코어포트(15)와 선택적으로 연통되도록 밸브몸체(20)의 측면 하단의 원주방향을 따라 제2유량조절홀(22a)이 형성될 수 있다.

즉, 상기 밸브몸체(20)가 회전됨에 따라 각 유량조절홀이 그와 대향된 위치에 배치된 포트의 인렛 또는 아웃렛의 내경과 중첩되면 해당 포트가 개방되면서 냉각수의 유동이 이루어지고, 반대로 각 유량조절홀이 그와 대향된 위치에 배치된 포트의 인렛 또는 아웃렛과 겹쳐지지 않으면 해당 포트가 폐쇄되면서 상기 포트를 통해서는 냉각수의 유동이 이루어지지 않게 된다.

다만, 상기 밸브몸체(20)는 하단부가 개구된 형상으로 형성되고, 상기 밸브몸체(20)의 하단부에 대응하는 밸브하우징(10)의 하단부에 헤드포트(11)가 구비됨으로써, 상기 헤드포트(11)가 상시 개방상태가 된다. 그리고, 상기 헤드포트(11)에 실린더헤드(41)의 출구가 연결됨으로써, 상기 실린더헤드(41)에서 배출되는 냉각수가 밸브몸체(20)의 내부에 상시 유입될 수 있다.

더불어, 상기 밸브몸체(20)는, 상기 밸브몸체(20)가 회전하는 축방향을 따라 제1레이어부(21)와 제2레이어부(22)로 구분 형성될 수 있는 것으로, 예컨대 상기 제1레이어부(21)가 헤드포트(11)와 가깝게 위치하고, 제2레이어부(22)가 구동부(30)에 가깝게 위치할 수 있다.

그리고, 상기 제1레이어부(21)에는 제1유량조절홀(21a)이 형성되고, 상기 제1유량조절홀(21a)은 상기 밸브몸체(20)가 회전하는 원주방향을 따라 길게 형성될 수 있다.

또한, 상기 제1레이어부(21)에 대응하는 밸브하우징(10) 내면의 원주방향을 따라 블록포트(12)의 아웃렛(12b) 및 라디에이터포트(13)의 인렛(13a)이 각각 독립적으로 위치할 수 있다. 여기서, 실린더블록(42)으로부터 밸브하우징(10)에 냉각수를 유입하는 블록포트(12)의 인렛(12a)은 밸브하우징(10)의 저면에 위치한 헤드포트(11) 측면에 위치함으로써, 블록포트(12)의 유로가 밸브하우징(10)의 내부에 형성될 수 있다.

그리고, 상기 제2레이어부(22)에는 제2유량조절홀(22a)이 형성되고, 상기 제2유량조절홀(22a)은 상기 밸브몸체(20)가 회전하는 원주방향을 따라 길게 형성될 수 있다.

또한, 상기 제2레이어부(22)에 대응하는 밸브하우징(10) 내면의 원주방향을 따라 열교환기포트(14)의 인렛(14a) 및 히터코어포트(15)의 인렛(15a)이 각각 독립적으로 위치할 수 있다.

아울러, 상기 밸브하우징(10)에는 리저버탱크(46)와 연결되는 리저버포트(16)가 더 구비될 수 있다.

그리고, 상기 제2레이어부(22)에 대응하는 밸브하우징(10) 내면에는 상기 리저버포트(16)의 인렛(16a)이 위치할 수 있다. 이때에, 상기 리저버포트(16)의 인렛(16a)은 밸브몸체(20)의 회전각 변화에도 상시 개방상태가 유지될 수 있어, 상기 리저버탱크(46)와 상시 연통되는 상태를 유지하게 된다. 이는 상기 제2유량조절홀(22a)의 형상에 의해 구현하거나 제2레이어부(22)에 별도의 유량조절홀을 형성하여 구현할 수도 있을 것이다.

그리고, 상기 밸브몸체(20)의 외주면과 마주하는 각 포트의 인렛 및 아웃렛 사이에는 씰링기구(50a, 50b, 50c, 50d)가 구비될 수 있다.

예컨대, 상기 블록포트(12)의 아웃렛(12b)과, 이와 마주하는 제1레이어부(21)의 외주면 사이에는 제1씰링기구(50a)가 구비될 수 있고, 상기 라디에이터포트(13)의 인렛(13a)과, 이와 마주하는 제1레이어부(21)의 외주면 사이에는 제2씰링기구(50b)가 구비될 수 있다.

또한, 상기 열교환기포트(14)의 인렛(14a)과, 이와 마주하는 제2레이어부(22)의 외주면 사이에는 제3씰링기구(50c)가 구비될 수 있고, 또 상기 히터코어포트(15)의 인렛(15a)과, 이와 마주하는 제2레이어부(22)의 외주면 사이에는 제4씰링기구(50d)가 구비될 수 있다.

즉, 상기 씰링기구(50a, 50b, 50c, 50d)가 상기 밸브하우징(10) 내면에 형성된 포트의 입구에 장착되면서 밸브몸체(20)에 직접적으로 접촉됨으로써, 면압을 형성하고 기밀을 유지하여 각 포트를 통해 유동되는 냉각수의 리크를 방지하게 된다.

한편, 첨부된 도 7은 본 발명에 따른 유량제어밸브(1)의 회전각도에 대한 개도선도를 도시한 것으로서, 상기 개도선도의 X축은 밸브의 전체 회전각도(좌측 끝부분과 우측 끝부분 사이의 구간)이고, Y축이 포트의 개도율을 나타낸다.

이를 참조하여 설명하면, 차량의 냉시동시, 유량제어밸브(1)는 상기 밸브몸체(20)의 전체 회전작동 구간 중 일방의 끝부분을 포함하는 소정의 제1구간(STATE1)에 위치하게 되는데, 이 구간에서는 라디에이터포트(13)의 인렛(13a)과 블록포트(12)의 아웃렛(12b)이 폐쇄되는 것은 물론, 열교환기포트(14)의 인렛(14a)과 히터코어포트(15)의 인렛(15a)도 폐쇄 상태를 유지하게 된다.

다만, 헤드포트(11)를 통해 유량제어밸브(1) 내에 소량의 냉각수만이 유입됨으로써, 엔진 외부로 최소량의 냉각수만이 흐르게 되는바, 엔진 온도를 최대한 빠르게 승온시킬 수 있게 된다.

이어서, 냉각수온이 일정온도에 도달하는 경우, 유량제어밸브(1)를 작동하여 제1구간의 타방을 향해 이어지는 제2구간에 위치시키게 되는데, 이 구간에서는 히터코어포트(15)의 인렛(15a) 일부와 열교환기포트(14)의 인렛(14a) 일부를 개방하여 엔진 냉각수 유량을 미소하게 유동 제어하게 된다.

즉, 유동정지 해제 이후에, 냉각수의 유동을 줄이면서 목표 냉각수온까지 부드럽게 온도를 수렴하도록 제어하여 엔진 웜업시간을 단축하게 된다.

이어서, 냉각수온과 외기온이 일정온도 이상인 경우, 유량제어밸브(1)를 작동하여 제2구간의 타방에 이어지는 제3구간에 위치시키게 되는데, 이 구간에서는 히터코어포트(15)의 인렛(15a)을 일부만 개방된 상태에서 열교환기포트(14)의 인렛(14a)의 개방량을 일부에서 최대 개방상태까지 가변하여 제어하게 된다.

이에, 오일 쿨러의 효과를 최대한 끌어올려 오일의 온도를 빠르게 승온시키게 되는바, 엔진 마찰개선을 통해 연비를 개선하게 된다.

이어서, 냉각수온이 임계값 이상이 되는 경우, 유량제어밸브(1)를 작동하여 제3구간의 타방에 이어지는 제4구간에 위치시키게 되는데, 이 구간에서는 히터코어포트(15)의 인렛(15a)과 열교환기포트(14)의 인렛(14a)이 개방된 상태에서 라디에이터포트(13)의 인렛(13a)의 개방량을 가변하여 제어하게 된다.

이에, 목표 냉각수온을 기존의 써모스탯을 사용하는 방식보다 높게 유지하여 연비를 개선하게 된다.

이어서, 냉각수온이 목표 냉각수온 이상 진입하게 되는 경우, 유량제어밸브(1)를 작동하여 제4구간의 타방에 이어지는 제5구간에 위치시키게 되는데, 이 구간에서는 라디에이터포트(13)의 인렛(13a)을 최대 개방된 상태로 유지하면서 블록포트(12)의 아웃렛(12b) 개방량을 가변하여 제어하게 된다.

예컨대, 고부하 조건 및 등판조건에서 냉각능력을 최대한 확보하되, 오일워머 측의 냉각수 유량을 적절하게 유지하면서, 히터측의 냉각수 유량은 냉/난방 제어에 필요한 최소 유량 까지 저감하여 제어할 수 있다.

그리고, 냉각수온이 목표 냉각수온 이상 진입하고, 차량의 고속/고부하 운전시, 유량제어밸브(1)를 작동하여 제5구간의 타방에 이어지는 제6구간에 위치시키게 되는데, 이 구간에서는 라디에이터포트(13)의 인렛(13a)의 개방량을 가변 제어하면서 블록포트(12)의 아웃렛(12b)을 완전 개방함으로써, 분리냉각을 해제하여 엔진 하드웨어를 보호하게 된다.

다음으로, 냉각수온과 외기온이 일정온도 이하인 경우에는, 유량제어밸브(1)를 작동하여 제6구간의 타방에 이어지는 제7구간에 위치시키게 되는데, 이 구간에서는 히터코어포트(15)의 인렛(15a)과 블록포트(12)의 아웃렛(12b) 개방량을 최대로 개방함으로써, 냉각수의 유동을 히터코어(45)에 집중시키게 되는바, 차량의 난방 성능을 향상시키게 된다.

그리고, 차량의 시동 정지상태에서는 유량제어밸브(1)를 상기 제5구간에 위치하도록 작동함으로써, 각 포트들이 모두 개방된 상태를 유지하여 냉각수를 배출하도록 제어하게 되는바, 냉각수의 결빙을 방지하고, 냉각 회로 내의 기포를 배출하게 된다.

이처럼, 본 발명에 따른 유량제어밸브(1)는, 구동부(30)의 회전력에 의해 밸브몸체(20)의 회전 작동이 가능하고, 회전 작동하는 작동각 변화에 따라 상기한 포트들의 개도율이 변화함으로써, 라디에이터포트(13)와, 열교환기포트(14)와, 히터코어포트(15) 및 블록포트(12)의 개방량을 제어하여 차량의 운전조건에 따라 냉각수 유동을 적절하게 제어하게 된다.

즉, 유량제어밸브(1)의 작동에 의해 블록포트(12)가 개방 또는 폐쇄됨에 따라 실린더헤드(41)와 실린더블록(42)을 분리냉각하는 기술을 적용하거나 해제할 수 있게 되고, 또한 라디에이터포트(13)와, 열교환기포트(14) 및 히터코어포트(15)의 개방량이 함께 제어됨으로써, 유량제어밸브(1)의 작동만으로 4개의 포트를 한 번에 가변 제어하는 4포트 제어가 가능한 장점이 있다.

또한, 분리 냉각 기술의 구현에 의해 연비를 개선하면서도, 분리냉각 기술의 구현을 위한 포트 제어구조를 별도 마련할 필요가 없어 원가를 절감하는 장점도 있다.

그리고, 차량의 운전 조건에 따라 유량제어밸브(1)의 제어 구간을 다양하게 구성함은 물론, 이들 제어 구간을 순차적으로 거치며 작동 제어되는바, 유량제어밸브(1)의 작동거리 및 작동횟수가 감소된다.

더욱이, 난방우선작동구간(F) 설정에 따라 히터코어(45) 측의 유량을 극대화하면서도 오일열교환기 측으로의 불필요한 냉각수 유량 손실이 없어 연비개선 효과와 난방성능의 극대화를 구현하게 된다.

한편, 본 발명은 상기한 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

1 : 유량제어밸브 10 : 밸브하우징
11 : 헤드포트 12 : 블록포트
13 : 라디에이터포트 14 : 열교환기포트
15 : 히터코어포트 16 : 리저버포트
20 : 밸브몸체 21 : 제1레이어부
21a : 제1유량조절홀 22 : 제2레이어부
22a : 제2유량조절홀 30 : 구동부
41 : 실린더헤드 42 : 실린더블록
43 : 라디에이터 44 : 열교환기
45 : 히터코어 46 : 리저버탱크
50a, 50b, 50c, 50d : 제1,2,3,4씰링기구

Claims

실린더블록의 냉각수출구와 연결되는 블록포트와, 실린더헤드의 냉각수출구와 연결되는 헤드포트와, 라디에이터와 연결되는 라디에이터포트와, 오일쿨러와 연결되는 열교환기포트 및, 히터코어 및 EGR쿨러와 연결되는 히터코어포트가 구비된 밸브하우징;
회전력을 제공하는 구동부; 및
상기 구동부의 회전력을 제공받아 상기 밸브하우징 내에서 소정 각도로 회전하고, 회전각도가 변화함에 따라 상기 블록포트 및 라디에이터포트와 선택적으로 연통되도록 형성되며, 상기 열교환기포트 및 히터코어포트와 선택적으로 연통되도록 형성된 밸브몸체;를 포함하는 유량제어밸브.
청구항 1에 있어서,
상기 밸브몸체의 단부가 개구된 형상으로 형성되고;
상기 밸브몸체의 단부에 대응하는 밸브하우징의 단부에 헤드포트가 구비되어 상기 헤드포트가 상시 개방상태가 되도록 형성된 것을 특징으로 하는 유량제어밸브.
청구항 1에 있어서,
상기 밸브몸체는, 그 축방향을 따라 제1레이어부와 제2레이어부로 구분 형성되고;
상기 제1레이어부에 제1유량조절홀이 형성되며;
상기 제1레이어부에 대응하는 밸브하우징 내면의 원주방향을 따라 블록포트의 아웃렛 및 라디에이터포트의 인렛이 각각 위치된 것을 특징으로 하는 유량제어밸브.
청구항 3에 있어서,
상기 제2레이어부에 제2유량조절홀이 형성되고;
상기 제2레이어부에 대응하는 밸브하우징 내면의 원주방향을 따라 열교환기포트의 인렛 및 히터코어포트의 인렛이 각각 위치된 것을 특징으로 하는 유량제어밸브.
청구항 4에 있어서,
상기 제1유량조절홀과, 제2유량조절홀은 상기 제1레이어부와, 제2레이어부의 원주방향을 따라 각각 형성되어 각 포트와 선택적으로 연통되는 것을 특징으로 하는 유량제어밸브.
청구항 4에 있어서,
상기 밸브하우징에 리저버탱크와 연결되는 리저버포트가 더 구비되고;
상기 제2레이어부에 대응하는 밸브하우징 내면에 상기 리저버포트의 인렛이 상기 개방상태가 되도록 형성된 것을 특징으로 하는 유량제어밸브.
청구항 4에 있어서,
상기 밸브몸체의 외주면과 마주하는 각 포트의 인렛 및 아웃렛 사이에는 씰링기구가 구비된 것을 특징으로 하는 유량제어밸브.