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KR102552090B1 - 통합 유량 제어 밸브 및 통합 유량 제어 밸브를 갖는 엔진 시스템 - Google Patents

통합 유량 제어 밸브 및 통합 유량 제어 밸브를 갖는 엔진 시스템 Download PDF

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KR102552090B1
KR102552090B1 KR1020180129255A KR20180129255A KR102552090B1 KR 102552090 B1 KR102552090 B1 KR 102552090B1 KR 1020180129255 A KR1020180129255 A KR 1020180129255A KR 20180129255 A KR20180129255 A KR 20180129255A KR 102552090 B1 KR102552090 B1 KR 102552090B1
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KR
South Korea
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additional
control valve
flow control
integrated flow
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이효조
Original Assignee
현대자동차주식회사
기아 주식회사
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Publication date
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Abstract

본 발명에 따른 통합 유량 제어 밸브는 캠 리프트 타입 통합 유량 제어 밸브로서, 복수의 밸브 중 적어도 어느 하나의 밸브에는, 해당 밸브의 상하 이동에 연동하여 상하로 이동함으로써, 복수의 밸브에 의해 개폐되는 복수의 배출구 이외의 추가 배출구를 개폐하기 위한 추가 밸브가 일체로 형성되어 있다. 본 발명에 다른 엔진 시스템에서는 상기한 통합 제어 밸브의 제어를 통해, 엔진 시스템 내의 히터, 오일쿨러, 라디에이터 및 배기가스 열교환기로의 냉각수의 흐름을 통합 제어함으로써, 냉각수의 유량 뿐 아니라 냉각수 수온도 효과적으로 제어할 수 있도록 한다.

Description

통합 유량 제어 밸브 및 통합 유량 제어 밸브를 갖는 엔진 시스템{MULTI FLOW RATE CONTROL VALVE AND ENGINE SYSTEM WITH THE SAME}
본 발명은 엔진과 라디에이터, 히터 및 오일 쿨러를 지나는 냉각수의 유량을 각각 제어하는 것과 더불어, 냉각수의 온도를 효과적으로 제어할 수 있는 통합 유량 제어 밸브 및 통합 유량 제어 밸브를 갖는 엔진 시스템에 관한 발명이다.
엔진은 연료의 연소에 의해서 회전력을 발생시키고, 나머지는 열에너지로 배출된다. 특히, 냉각수는 엔진, 히터, 및 라디에이터를 순환하면서 열에너지를 흡수하고, 이를 외부로 방출한다.
한편, 엔진의 냉각수 온도가 낮으면, 오일의 점성이 높아져서 마찰력이 증가하고, 연료소모가 늘어나는 경향이 있고, 배기가스의 온도가 천천히 상승하여 촉매가 활성화되는 시간이 길어지고, 배기가스의 품질이 저하될 수 있다. 아울러, 히터의 기능이 정상화되는 시간이 길어져서 승객 및 운전자가 추울 수 있다.
반면에 엔진의 냉각수 온도가 과도하면, 노킹이 발생하고, 이를 억제하기 위해서 점화시기를 조절하여 성능이 저하될 수 있다. 또한, 윤활유의 온도가 과도하면 윤활작용이 저하될 수 있다.
따라서, 엔진의 특정부위는 냉각수의 온도를 높게 유지하고, 다른 부위는 낮게 유지하는 등 하나의 밸브를 통해서 여러 개의 냉각요소를 제어하는 하나의 통합 유량 제어밸브가 적용되고 있다.
통합 유량 제어 밸브는 특허문헌 1에서 개시되어 있는 바와 같은 로터리 밸브 타입과 특허문헌 2에서 개시되어 있는 캠 리프트 타입(포핏 밸브 타입)으로 나누어 진다. 도 6에서는 종래의 캠 리프트 타입의 통합 유량 제어 밸브를 도시하고 있다. 캠 리프트 타입의 통합 유량 제어 밸브는 캠(107)이 샤프트(108)를 중심으로 회전하는 것에 연동하여 피봇 암부가 상하로 움직임에 따라 밸브(109)가 유로를 개폐하도록 하고 있다.
로터리 타입 통합 유량 제어 밸브는 구조가 간단하고 로터리 밸브의 유로 형상을 다양하게 하여 유량을 제어할 수 있다는 장점이 있으나, 제어성이 좋지 않고, 밸브 누수등의 문제가 발생할 수 있다. 한편, 캠 리프트 타입 통합 유량 제어 밸브는 캠의 회전에 의해 유량제어밸브가 상하로 움직여 유량이 제어되는 데, 로터리 타입과 대비하여 제어성은 좋으나 반복적인 작동으로 인한 밸브 마모, 기울어짐, 누수등의 문제가 발생할 수 있다.
특허문헌 1: 대한민국 등록 특허 제10-1694043호 (2017.01.02.) 특허문헌 2: 대한민국 등록 특허 제10-1876094호 (2018.07.06.)
도 7은 종래의 통합 유량 제어 밸브(100)를 적용한 엔진 시스템을 도시한 도면이다. 도 7에 도시된 엔진 시스템은, 실린더 헤드(510) 및 실린더 블록(520)으로 이루어지는 엔진, 냉각수 저장 탱크(300), 워터 펌프(400), 오일쿨러(700), 히터(600), 라디에이터(800), EGR 쿨러(900) 및 통합 유량 제어 밸브(100)를 구비하고, 통합 유량 제어 밸브(100)는 엔진을 지나는 냉각수를 각 공급라인을 통해 히터(600), 오일쿨러(700) 및 라디에이터(800)로 선택적으로 순환시킨다.
이와 같이, 종래의 통합 유량 제어 밸브(100)를 적용한 엔진 시스템에서는 히터(600), 오일쿨러(700) 및 라디에이터(800)로의 냉각수의 유량만을 제어하고 있다. 그런데, 엔진의 연비 및 성능을 극대화시키기 위해서는 냉각수 유량 뿐만 아니라 순환되는 냉각수의 온도를 적절히 제어할 필요가 있다.
본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서 본 발명의 목적은 엔진 시스템을 구성하는 각 구성요소로의 냉각수의 유량 뿐만 아니라 냉각수의 온도를 효과적으로 제어할 수 있는 통합 유량 제어 밸브 및 통합 유량 제어 밸브가 적용된 엔진 시스템을 제공하는 것에 있다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 통합 유량 제어 밸브는, 유체가 유입되는 유입구와, 유체가 유출되는 복수의 배출구를 갖는 밸브 하우징, 밸브 하우징 내에 구비되고, 구동 수단에 의해 회전력을 전달받아 회전하는 캠부, 캠부의 하부에 배치되며, 상기 캠부의 회전에 의해 일단부가 상하 방향으로 이동하는 복수의 피봇 암부, 복수의 피봇 암부의 각각의 일단부에 설치되고, 피봇 암부의 이동에 따라 함께 이동하는 밸브를 구비하고, 캠부의 회전에 따른 복수의 상기 밸브 각각의 상하 이동에 의해, 상기 복수의 배출구를 각각 선택적으로 개폐하는 통합 유량 제어 밸브로서, 복수의 상기 밸브 중 적어도 어느 하나의 밸브에는, 해당 밸브의 상하 이동에 연동하여 상하로 이동함으로써, 복수의 밸브에 의해 개폐되는 복수의 배출구 이외의 추가 배출구를 개폐하기 위한 추가 밸브가 일체로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 복수의 상기 밸브 중 적어도 어느 하나의 밸브의 하단으로부터 피봇 암부가 하방으로 연장되고, 상기 추가 밸브는 연장되는 상기 피봇 암부의 일단부에 설치된다.
바람직하게는, 밸브 하우징은 그 내부에, 유입구를 통해 유체가 유입되는 유입실을 구비하고, 복수의 배출구는 유입실의 일측부를 관통하도록 배치되고, 추가 배출구는 상기 유입실의 타측부를 관통하도록 배치되어, 캠부의 회전에 의해, 복수의 밸브 중 추가 밸브가 형성된 밸브가 하강함으로써 복수의 배출구 중 어느 하나의 배출구가 개방되는 것과 더불어, 그 추가 밸브에 의해 추가 배출구가 폐쇄되도록 한다.
바람직하게는, 추가 배출구의 상방에는 밸브 스프링 홀더부를 구비하고, 그 상하 방향의 양 단부가 각각 추가 밸브와 밸브 스프링 홀더부에 각각 맞닿도록 설치되는 추가 밸브 리턴 스프링이 구비된다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 엔진 시스템은, 차량 구동용 엔진과 엔진을 통과하여 상기 유입구를 통해 공급되는 냉각수를, 복수의 배출구를 통해서 적어도 오일쿨러 또는 히터로 선택적으로 순환시키는 상술한 통합 유량 제어 밸브, 엔진에서 연료의 연소를 통해 발생한 배기가스와, 통합 유량 제어 밸브의 추가 배출구로부터 유출되는 냉각수를 열교환하고, 열교환이 이루어진 냉각수를 오일쿨러 또는 히터로 공급하는 배기가스 열교환기, 캠부의 회전을 제어함으로써 통합 유량 제어 밸브의 개폐 상태를 제어하는 제어부를 구비하는 것으로서, 통합 유량 제어 밸브의 추가 밸브는 배기가스 열교환기로 냉각수가 유출되는 추가 배출구를 개폐하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 통합 유량 제어 밸브는, 유입된 냉각수가, EGR 쿨러 또는 라디에이터 중 적어도 어느 하나로 유출되는 유출구를 더 포함하고, 복수의 밸브로 유출구를 개폐함으로써, EGR 쿨러 또는 라디에이터 중 적어도 어느 하나로의 냉각수의 순환을 제어한다.
바람직하게는 제어부는, 냉각수가 제1 온도 이하인 냉간 상태인 경우, 추가 밸브를 포함한 통합 유량 제어 밸브의 전체 밸브를 닫힘 제어함으로써, 유입된 냉각수의 유출을 중지시킨다.
바람직하게는, 추가 밸브는, 히터로 유출되는 유출구를 개폐하는 밸브와 일체로 형성되고, 제어부는, 냉각수가 제1 온도를 초과한 온간 상태이고, 히터가 작동 상태에 있는 경우, 히터로 냉각수가 유출되는 배출구를 폐쇄하는 것과 더불어, 추가 배출구가 개방되도록 통합 유량 제어 밸브를 제어한다.
바람직하게는, 추가 밸브는, 오일쿨러로 유출되는 유출구를 개폐하는 밸브와 일체로 형성되고, 제어부는, 냉각수가 제1 온도를 초과한 온간 상태이고, 오일쿨러를 통과하는 오일의 온도가 소정 온도 이하인 경우, 오일쿨러로 냉각수가 유출되는 배출구를 폐쇄하는 것과 더불어, 추가 배출구가 개방되도록 통합 유량 제어 밸브를 제어한다.
바람직하게는, 제어부는, 냉각수가 제2 온도를 초과한 열간 상태인 경우, 추가 밸브를 제외한 복수의 밸브가 모두 개방 상태에 있도록 통합 유량 제어 밸브를 제어한다.
바람직하게는, 통합 유량 제어 밸브의 밸브 하우징과 배기가스 열교환기가 일체로 형성되어 있다.
바람직하게는 통합 유량 제어 밸브의 밸브 하우징 내부의 냉각수 유로 상에 별도의 예열 장치를 구비한다.
본 발명에 따른 통합 유량 제어 밸브는 냉각수의 유량 뿐 아니라 배기가스의 배기열을 이용하여 냉각수 온도를 함께 제어할 수 있는바, 엔진 전체의 과열 및 냉각을 방지하고, 엔진의 발열을 통합적으로 관리할 수 있어, 연비를 극대화 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 통합 유량 제어 밸브를 통해 오일 쿨러에 공급되는 냉각수의 온도를 상승시킬 수 있는바, 오일 온도를 적절히 제어할 수 있어 마찰 저감 및 연비를 향상시키는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 통합 유량 제어 밸브를 통해, 히터에 공급되는 냉각수의 온도를 상승시킬 수 있어 히터의 난방 성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 통합 유량 제어 밸브에 구비된 1개의 밸브로 2개의 유로를 동시에 제어할 수 있어 통합 유량 제어 밸브의 부품수가 줄어들게 되어 밸브 구조를 단순화할 수 있다. 또한, 통합 유량 제어 밸브의 크기 및 무게를 저감시킬 수 있고, 부품 원가를 저감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 통합 유량 제어 밸브의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 통합 유량 제어 밸브를 갖는 엔진시스템의 일부 구성도이다.
도 3(a) 내지 도 3(b)는 본 발명의 실시예에 따른 통합 유량 제어 밸브의 동작 상태를 나타내는 설명도이다.
도 4(a) 내지 도 4(d)는 본 발명의 실시예에 따른 통합 유량 제어 밸브를 갖는 엔진시스템에서의, 엔진 동작 조건에 따른 냉각수 흐름을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 통합 유량 제어 밸브의 캠부를 도시한 사시도이다.
도 6은 종래의 캠 리프트 타입 통합 유량 제어 밸브의 일부 구성도이다.
도 7은 종래의 통합 유량 제어밸브를 갖는 엔진시스템의 전체적인 구성도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 통합 유량 제어 밸브의 단면도이다.
도 1 을 참조하면, 통합 유량 제어 밸브(100)는, 캠부(105), 복수의 피봇 암부(112), 복수의 밸브(109a, 109b, 109c…) 및 밸브 하우징(104)을 구비한다.
먼저, 캠부(105)는, 캠부(105)의 중심으로부터 상방으로 연장되는 샤프트(106)의 일단이 모터(108)와 같은 구동 수단에 의해 연결되어, 구동 수단으로부터 구동력을 전달받아 회전한다. 그리고 캠부(105)의 회전에 따라 피봇 암부(112)가 동작되도록 하여 밸브(109)를 구동시킨다. 이를 위해 도 5에서 도시된 바와 같이, 캠부(105)의 하부에는 피봇 암부(112)와 동일한 개수로 형성된 슬로프(105a, 105b, 105c…)가 구비된다. 이러한 슬로프(105a, 105b, 105c…)의 경사면이 캠부(105)의 회전에 따라 피봇 암부(112)의 상단을 가압하여 피봇 암부(112)가 하강하도록 한다.
피봇 암부(112)는, 통합 유량 제어 밸브(100)로부터 배출되는 냉각수의 유로에 따라, 복수개가 캠부(105)의 하부에 배치되며, 후술하는 바와 같이, 캠부(105)가 회전함에따라 함께 회전하여 수직 방향을 향해 승강하도록 형성된다.
밸브 하우징(104)은 통합 유량 제어 밸브(100)의 구성 부품들을 수용하는 공간으로서, 엔진으로부터 유체(냉각수)가 유입되는 유입구(101)와, 유체가 유출되는 복수의 배출구(102a, 102b…)를 갖는다. 밸브 하우징(104)의 상방에는 캠부(105)의 샤프트(106)가 관통하는 관통공이 형성되어 있고, 관통공에는 샤프트(106)를 회전 가능하게 지지하는 베어링(107)이 설치된다.
밸브 하우징(104) 내부의 캠부(105)가 설치되는 공간 및 그 하부 공간은 플레이트(110)에 의해 구획된다. 플레이트(110)의 상면에는 캠부(105)를 상방으로 가압 지지하기 위한 압축 스프링(109)이 구비된다. 그리고, 플레이트(110)에는 복수개의 피봇 암부(112)의 각각의 설치 위치를 가이드 하기 위한 설치 구멍이 구비되고, 각각의 설치 구멍에는 피봇 암부(112)를 슬라이드 가능하게 지지하기 위한 베어링(111)이 구비된다.
플레이트(110)의 하방에는 밸브(109a, 109b, 109c…)에 의해 개폐되는 유로(110a, 110b, 110c)가 형성된 고정부(120)가 형성된다. 유로(110a, 110b, 110c)는 유입구(101)를 통해 유입된 유체가 통합 유량 제어 밸브(100)의 내부 공간으로 유입되기 위한 통로로서 대응되는 밸브(109a, 109b, 109c…)에 의해 개폐된다.
또한, 고정부(120)의 하방에는 유입구(101)로 유입된 유체를, 후술하는 배기가스 열교환기(200)로 흐르도록 하는 추가 배출구(103a, 103b)가 형성된다.
플레이트(110)와 고정부(120) 사이의 밸브 하우징(104)의 내부 공간은, 플레이트(110)와 고정부(120) 사이에서 연장하는 격벽에 의해, 구비된 포핏 밸브의 개수 만큼 공간이 구획된다. 각각의 공간은 유체가 서로 연통할 수 없도록 격벽에 의해 밀폐된다. 그리고, 복수의 배출구(102a, 102b…)는 구획된 내부 공간에 1개씩 구비되어, 엔진 시스템의 오일쿨러(700), 히터(600), 라디에이터(800), EGR 쿨러(900) 등과 연통하도록 구성된다. 따라서, 각각의 유로(110a, 110b, 110c)를 통해 구획된 내부 공간으로 유입된 유체는 각각의 배출구(102a, 102b…)를 통해, 엔진 시스템의 엔진 시스템의 오일쿨러(700), 히터(600), 라디에이터(800), EGR 쿨러(900) 등으로 흐르게 된다.
밸브(109a, 109b, 109c…)는 각각의 피봇 암부(112)의 하단부에 구비되며 피봇 암부(112)의 승강에 따라 상하 방향으로 이동하면서 각각의 유로(110a, 110b, 110c…)를 개폐한다. 밸브(109a, 109b, 109c…)에 의해 유로가 폐쇄될 때 보다 밀폐성을 높이기 위해, 밸브(109a, 109b, 109c…) 하단의 외주면에는 외주 방향을 따라 오목홈이 형성되고 오목홈에는 O링(113)이 구비된다.
복수의 밸브 중 제1 밸브(109a)의 하방에는 제1 밸브(109a)를 상방으로 가압하기 위한 밸브 스프링(117)이 구비된다. 밸브 스프링(117)의 일단은 제1 밸브(109a)의 하단면과 연결되어 있고, 밸브 스프링(117)의 타단은 고정부(120)의 상면에 위치하는 밸브 스프링 홀더(116)에 장착된다. 상기한 밸브 스프링(117)의 가압력에 의해, 캠부(105)가 회전할 때에, 피봇 암부(112)가 캠(105)의 슬로프(105a, 105b, 105c)의 형상에 추종하여 이동할 수 있게 된다.
제2 밸브(109b)와 제 3 밸브(109c)의 경우 제1 밸브(109a)와 달리, 각각 밸브 하면으로부터 하방으로 연장하는 제2 피봇 암부(114)를 구비한다. 그리고 각각의 제2 피봇 암부(114)의 하단에는 추가 밸브(115)가 구비된다. 추가 밸브(115)는 제2 밸브(109b) 및 제 3 밸브(109c)의 상하 방향의 이동에 추종하여 상하 방향으로 이동하면서 고정부(120)에 형성된 추가 배출구(103a, 103b)를 개폐한다.
추가 밸브(115)의 하면에는 제1 밸브(109a)와 마찬가지로 추가 밸브 리턴 스프링(118)이 구비되며 추가 밸브 리턴 스프링(118)의 하단은 밸브 스프링 홀더(116)에 의해 지지된다. 제2 밸브(109b) 및 제 3 밸브(109c)에 각각 대응되는 스프링 홀더(116)는 고정부(120) 중 추가 배출구(103a, 103b)에 각각 대응하는 위치에 배치되며, 추가 배출구(103a, 103b)에 대응하는 부분이 뚫려 있는 중공 형상을 갖는다. 그리고, 스프링 홀더(116)는 중공 부분의 내주면 내측으로 연장하는 돌출부(116a)를 구비하고 있고, 추가 밸브 리턴 스프링(118)의 하단은 이 돌출부(116a)의 상면 상에 안착된다. 도 1에서 도시된 바와 같이, 측면에서 보았을 때, 돌출부(116a)와 스프링 홀더(116)는 단차 형상을 보인다.
따라서, 제2 밸브(109b) 및 제 3 밸브(109c)가 하강하면, 그에 따라 각각의 밸브에 구비된 추가 밸브(115)가 하강하고, 그에 따라 추가 밸브(115)가 밸브 스프링 홀더(116)의 개방된 중공 부분을 닫음으로써 추가 배출구(103a, 103b)를 폐쇄할 수 있다. 또한 반대로 제2 밸브(109b) 및 제 3 밸브(109c)가 상승하면, 그에 따라 각각의 밸브에 구비된 추가 밸브(115)가 상승하고, 그에 따라 추가 밸브(115)가 밸브 스프링 홀더(116)의 개방된 중공 부분으로부터 이격됨으로써, 추가 배출구(103a, 103b)를 개방할 수 있다.
따라서, 상기한 구성에 의하면, 이하에서 도 3을 참조하여 설명하는 바와 같이, 2개의 밸브를 이용하여 2개의 배출구 뿐만 아니라 2개의 추가 배출구의 개폐를 함께 제어할 수 있다. 따라서, 2개의 밸브를 이용하여 4개의 유로의 개폐를 동시에 제어할 수 있다.
도 1에서 도시되어 있는 바와 같이, 통합 유량 제어 밸브(100)의 하방에 배기가스 열교환기(200)가 배치된다. 배기가스 열교환기(200)에는 엔진에서 배출되는 배기가스가 유입되는 배기가스 유입구(201)가 구비된다. 그리고, 배기가스 열교환기(200)에는, 유입된 배기가스와, 통합 유량 제어 밸브(110)의 추가 배출구(103a, 103b)로부터 배출되는 냉각수가 서로 열에너지를 교환할 수 있도록 그 내부에 냉각수 유로(203) 및 열교환 핀(204)을 구비한다. 배기가스와 열교환된 냉각수는 배출구(205)를 통해 히터(600) 및/또는 오일쿨러(700) 측으로 배출되고, 냉각수와 열교환된 배기가스는 배기가스 배출구(202)를 통해 차량의 배기계로 배출된다.
도 1에서 도시된 실시예에서는, 통합 유량 제어 밸브(100)와 배기가스 열교환기(200)가 일체로 형성되어 있다. 이 경우, 전체 장치의 크기를 감소시킬 수 있어, 엔진 시스템의 레이아웃 설계에 유리하다. 다만, 본 발명은 이러한 실시예로 제한되지 않으며, 통합 유량 제어 밸브(100)와 배기가스 열교환기(200)가 별개로 형성되어 소정의 유로에 의해 서로 연통되도록 하여도 된다.
또한, 바람직하게는 도 1에서 도시된 바와 같이, 통합 유량 제어 밸브(100)의 밸브 하우징(104)의 내부에는 냉각수를 예열할 수 있는 별도의 히터(119)(Glow, plug)를 구비하여도 좋다. 이를 통해, 통합 유량 제어 밸브(100)를 통해 공급되는 냉각수의 수온을 승온시키는 것도 가능하다.
도 3(a) 내지 도 3(b)는 본 발명의 실시예에 따른 통합 유량 제어 밸브의 동작 상태를 나타내는 설명도이다.
도 3(a)는 제1 유로(110a), 제2 유로(110b), 제3 유로(110c)가 닫힘 상태에 있는 것과 더불어 2개의 추가 배출구(103a, 103b)가 열려 있는 상태를 나타낸다.
도 3(a)의 상태에서는 캠부(105)가 회전함에 따라 3개의 피봇 암부(112)의 일단이 모두 상방으로 이동한 상태이다. 그 결과 각각의 피봇 암부(112)에 구비된 제1 밸브(109a), 제2 밸브(109b), 제3 밸브(109c)가 상방으로 이동하여 제1 유로(110a), 제2 유로(110b), 제3 유로(110c)를 폐쇄하고 있다. 한편, 제2 밸브(109b), 제3 밸브(109c)가 상승함에 따라 추가 밸브(115)도 상승한 결과 추가 배출구(103a, 103b)가 개방된다.
도 3(b)는 제1 유로(110a) 및 제2 유로(110b) 및 추가 배출구(103b)가 닫혀 있고, 제3 유로(110c) 및 추가 배출구(103a)가 열려있는 상태를 나타낸다.
도 3(b)의 상태에서는 캠부(105)가 회전함에 따라 3개의 피봇 암부(112) 중 2개의 피봇 암부의 일단이 상방으로 이동하고, 1개의 피봇 암부가 하강된 상태이다. 그 결과 상방으로 이동한 2개의 피봇 암부(112)에 각각 구비된 제1 밸브(109a), 제2 밸브(109b)가 상방으로 이동하여 제1 유로(110a), 제2 유로(110b)를 폐쇄하고 있으며, 하방으로 이동한 1개의 피봇 암부(112)에 구비된 제3 밸브(109c)가 하방으로 이동하여 제3 유로(110c)가 개방된다.
그리고, 제2 밸브(109b)가 상승함에 따라 추가 밸브(115)도 상승한 결과 추가 배출구(103a)가 개방되고, 제3 밸브(109c)가 하강함에 따라 추가 밸브(115)도 하강한 결과 추가 배출구(103b)는 폐쇄된다.
도 3(c)는 제1 유로(110a), 제2 유로(110b), 제3 유로(110c)와, 2개의 추가 배출구(103a, 103b)가 모두 닫혀 있는 상태를 나타낸다.
도 3(c)의 상태에서는 캠부(105)가 회전함에 따라 3개의 피봇 암부(112)의 일단이 모두 상방으로 이동하고는 있지만 피봇 암부(112)가 모두 상사점에는 이르지 않은 상태이다. 이러한 상태에서는 추가 밸브(115)가 밸브 스프링 홀더(116)의 돌출부(116a)로부터는 이격되어 있으나 밸브 스프링 홀더(116)로부터 완전히 이격되지 않은 상태가 된다. 따라서, 그 결과 추가 밸브(115)에 의해, 추가 배출구(103a, 103b)도 닫혀있는 상태로 유지된다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 통합 유량 제어 밸브에 의하면 3개의 밸브의 상하 방향 이동을 제어함으로써 5개의 유로의 개폐를 제어할 수 있게 된다. 따라서, 통합 유량 제어 밸브의 부품수가 줄어들게 되어 밸브 구조를 단순화할 수 있다. 또한, 통합 유량 제어 밸브의 크기 및 무게를 저감시킬 수 있고, 부품 원가를 저감할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 통합 유량 제어 밸브를 갖는 엔진시스템의 일부 구성도이다.
도 2에서 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 통합 유량 제어 밸브를 갖는 엔진시스템은, 실린더 헤드(510) 및 실린더 블록(520)으로 이루어지는 엔진, 배기가스 열교환기(200), 도시되지 않은 제어부에 의해 제어되는 그 개폐 상태가 제어되는 도 1에 도시된 통합 유량 제어 밸브(100), 오일쿨러(700), 히터(600), 라디에이터(800), EGR 쿨러(900)를 구비한다.
냉각수는 워터 펌프(400)에 의해 펌핑되어 엔진의 실린더 블록(510)과 실린더 헤드(520)로 유입되어 엔진을 냉각시킨다. 엔진을 냉각시킨 냉각수는 유입구(101)를 통해 통합 유량 제어 밸브(100)로 공급된다.
통합 유량 제어 밸브(100)로 공급된 냉각수는 엔진의 구동 조건, 냉각 수온에 따라 오일쿨러(700), 히터(600), 라디에이터(800)로 선택적으로 공급된다. 한편, 도 2에서 도시된 예에서는 냉각수가 EGR 쿨러(900)로 상시 공급되는 것으로 도시하고 있으나, 본 발명은 상기한 실시예에 제한되지 않는다. 통합 유량 제어 밸브(100)에 구비된 밸브 개수를 조절함으로써, 오일쿨러(700), 히터(600), 라디에이터(800)와 마찬가지로, EGR 쿨러(900)에 대해서도 통합 유량 제어 밸브(100)에 의해 냉각수를 선택적으로 공급할 수 있다.
오일쿨러(700)는 공급되는 냉각수에 의해서 오일을 쿨링시키거나 오일을 히팅시키는 기능을 하고, 히터(600)는 공급되는 냉각수에 의해서 차량의 실내공기를 가열하는 기능을 수행한다. 그리고, 라디에이터(800)는 고온의 냉각수의 열을 외부로 방출하는 기능을 수행한다.
배기가스 열교환기(200)는 도 1에서 설명한 바와 같이, 통합 유량 제어 밸브(110)의 추가 배출구(103a, 103b)로부터 히터(600) 및 오일쿨러(700)로 배출되는 냉각수와 엔진의 배기가스를 서로 열에너지를 교환시키는 기능을 수행한다.
도 1 및 도 2에서 도시된 예에서는, 통합 유량 제어 밸브(100)의 제1 밸브(109a)는 라디에이터(800)로 공급되는 냉각수의 유량을 제어하며, 제2 밸브(109b) 및 제2 밸브(109b)에 구비된 추가 밸브(115)는 각각 히터(600) 및 배기가스 열교환기(200)로 공급되는 유량을 제어하고, 제3 밸브(109c) 및 제3 밸브(109c)에 구비된 추가 밸브(115)는 각각 오일 쿨러(700) 및 배기가스 열교환기(200)로 공급되는 유량을 제어한다. 그리고, 배기가스 열교환기(200)를 통과한 냉각수는 각각 히터(600) 및 오일 쿨러(700)로 공급되게 된다.
도 4(a) 내지 도 4(d)는 본 발명의 실시예에 따른 통합 유량 제어 밸브를 갖는 엔진시스템에서의, 엔진 동작 조건에 따른 냉각수 흐름을 나타내는 도면이다. 도면에서 굵은 선으로 표시된 부분은 냉각수가 흐르고 있는 부분을 나타낸 것이다.
도 4(a)는 엔진의 동작 조건이 냉간 조건일 때의 냉각수 흐름을 나타내는 도면이다. 엔진이 냉간 상태(예컨대, 대략 50℃ 이하)인 경우, 신속한 웜업을 위해 냉각수의 유동을 정지시켜 냉각수의 온도를 최대한 빨리 상승시킬 필요가 있다.
따라서, 제어부는 도 3(c)에서 도시된 예와 같이 제1 내지 제3 밸브(109a~109c) 및 추가 밸브(115)가 모두 닫힘 상태에 있도록, 통합 유량 제어 밸브(100)를 제어한다.
도 4(b)는 엔진의 동작 조건이 냉간 조건에서 온간 조건으로 전환될 때의 냉각수 흐름의 일 예를 나타내는 도면이다. 엔진이 도 4(a)보다 냉각수 온도가 상승한 온간 상태인 경우, 히터(600)가 작동 가능 상태에 있게 된다. 이 경우에는 난방 성능 및 연비 향상을 위해 냉각수를 승온한 상태로 히터(600)로 공급하는 것이 바람직하다.
이를 위해서 본 발명에 따른 엔진 시스템에서 제어부는, 히터(600)로의 냉각수 유량을 제어하는 제2 밸브(109b)가 닫힘 상태에 있도록 하는 한편, 제2 밸브(109b)의 움직임에 추종하고, 배기가스 열교환기(200)로의 유량을 제어하는 추가 밸브(115)가 열림 상태에 있도록 통합 유량 제어 밸브(100)를 제어한다(도 3(b) 참조).
이 경우, 통합 유량 제어 밸브(100)로부터 추가 배출구(103a)를 통해 배기가스 열교환기(200)를 거쳐 히터(600)로 냉각수가 공급되는 유로(2)는 개방상태에 있으나, 통합 유량 제어 밸브(100)로부터 히터(600)로 직접 냉각수가 공급되는 유로(6)는 닫힘 상태에 있게 된다. 따라서, 히터(600)로는 배기가스 열교환기(200)를 통과하여 승온된 냉각수만이 공급되게 되어 난방 성능을 향상시키고 연비를 개선할 수 있게 된다.
도 4(c)는 엔진의 동작 조건이 냉간 조건에서 온간 조건으로 전환될 때의 다른 바람직한 실시예에서의 냉각수 흐름을 나타내는 도면이다. 엔진이 도 4(a)보다 냉각수 온도가 상승한 온간 상태인 경우, 오일의 온도가 상대적으로 낮게 된다. 이경우에는 엔진 내부의 마찰을 저감시키고, 연비 및 엔진 성능의 향상을 위해, 냉각수의 온도를 승온시켜 오일 쿨러(700)로 공급하는 것이 바람직하다.
이를 위해서 본 발명에 따른 엔진 시스템에서 제어부는, 오일 쿨러(700)로의 냉각수 유량을 제어하는 제3 밸브(109c)가 닫힘 상태에 있도록 하는 한편, 제3 밸브(109c)의 움직임에 추종하고, 배기가스 열교환기(200)로의 유량을 제어하는 추가 밸브(115)가 열림 상태에 있도록 통합 유량 제어 밸브(100)를 제어한다(도 3(b) 참조).
이 경우, 통합 유량 제어 밸브(100)로부터 추가 배출구(103b)를 통해 배기가스 열교환기(200)를 거쳐 오일쿨러(700)로 냉각수가 공급되는 유로(3)는 개방상태에 있으나, 통합 유량 제어 밸브(100)로부터 오일쿨러(700)로 직접 냉각수가 공급되는 유로(5)는 닫힘 상태에 있게 된다. 따라서, 오일쿨러(700)로는 배기가스 열교환기(200)를 통과하여 승온된 냉각수만이 공급되게 되어 엔진 내부의 마찰 발생을 저감시킬 수 있으며, 연비 및 성능을 개선할 수 있게 된다.
도 4(d)는 엔진의 동작 조건이 온간 조건에서 고온의 열간 조건으로 전환될 때의 다른 바람직한 실시예에서의 냉각수 흐름을 나타내는 도면이다. 엔진이 열간 상태인 경우, 엔진의 냉각에 문제가 없도록, 냉각수 유량을 최대로 제어할 필요가 있으며, 냉각수가 과열되지 않도록 할 필요가 있다. 즉, 냉각수는 라디에이터(800)를 통과하도록 제어되어야 하며, 배기가스 열교환기(200)를 통과하지 않도록 제어하는 것이 필요하다.
이를 위해서, 본 발명에 따른 엔진 시스템에서 제어부는, 라디에이터(800)로의 냉각수 유량을 제어하는 제1 밸브(109a), 히터(600)로의 냉각수 유량을 제어하는 제2 밸브(109b) 및 오일 쿨러(700)로의 냉각수 유량을 제어하는 제3 밸브(109c)가 모두 열림 상태에 있도록 하는 한편,제2 밸브(109b)와 제3 밸브(109c)에 각각 추종하는 추가 밸브(115)가 닫힘 상태에 있도록 통합 유량 제어 밸브(100)를 제어한다. 이를 위해서는 제1 밸브(109a), 제2 밸브(109b) 및 제3 밸브(109c)의 피봇 암부(112)의 상단의 높이가, 도 3c에서 도시된 실시예보다 더 낮게 내려가도록 통합 유량 제어 밸브(100)를 제어한다.
이 경우, 통합 유량 제어 밸브(100)로부터 라디에이터(800), 히터(600) 및 오일 쿨러(700)로 냉각수를 공급하는 유로(4, 5, 6)는 개방 상태에 있으나, 배기가스 열교환기(200)를 거쳐 히터(600)로 냉각수를 공급하는 유로(2) 및 배기가스 열교환기(200)를 거쳐 오일쿨러(700)로 냉각수가 공급되는 유로(3)는 닫힘 상태에 있게 된다.
따라서, 엔진에는 배기가스 열교환기(200)를 통과하지 않고, 라디에이터(800)를 통과한 냉각수가 공급되게 되는바, 엔진의 과열을 효과적으로 억제할 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 다른 통합 유량 제어 밸브(100)를 구비한 엔진 시스템에서는, 1개의 통합 유량 제어 밸브(100)로 엔진 시스템 내의 히터(600), 오일쿨러(700), 라디에이터(800) 및 배기가스 열교환기(200)로의 냉각수의 흐름을 통합 제어함으로써, 냉각수의 유량 뿐 아니라 냉각수 수온도 효과적으로 제어할 수 있다. 따라서, 본 발명에 다른 통합 유량 제어 밸브(100)를 구비한 엔진 시스템을 통해, 엔진의 발열을 통합적으로 관리할 수 있어 연비를 극대화 할 수 있으며, 난방 성능의 향상, 엔진 마찰 감소 등의 효과를 가져올 수 있다.
이상의 본 발명은 도면에 도시된 실시 예(들)를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형이 이루어질 수 있으며, 상기 설명된 실시예(들)의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해여야 할 것이다.
100: 통합 유량 제어 밸브 200: 배기가스 열교환기
300: 냉각수 저장 탱크 400: 워터 펌프
510: 실린더 헤드 520: 실린더 블록
600: 히터 700: 오일쿨러
800: 라디에이터 900: EGR 쿨러

Claims (12)

  1. 유체가 유입되는 유입구와, 유체가 유출되는 복수의 배출구를 갖는 밸브 하우징,
    상기 밸브 하우징 내에 구비되고, 구동 수단에 의해 회전력을 전달받아 회전하는 캠부,
    상기 캠부의 하부에 배치되며, 상기 캠부의 회전에 의해 일단부가 상하 방향으로 이동하는 복수의 제1 피봇 암부,
    상기 복수의 제1 피봇 암부의 각각의 일단부에 설치되고, 상기 제1 피봇 암부의 이동에 따라 함께 이동하는 복수의 밸브를 구비하고,
    상기 캠부의 회전에 따른 복수의 상기 밸브 각각의 상하 이동에 의해, 상기 복수의 배출구를 각각 선택적으로 개폐하는 통합 유량 제어 밸브에 있어서,
    복수의 상기 밸브 중 적어도 어느 하나의 밸브에는, 해당 밸브의 상하 이동에 연동하여 상하로 이동함으로써, 상기 복수의 밸브에 의해 개폐되며 상기 유체를 배기가스 열교환기로 공급하는 추가 배출구를 개폐하기 위한 추가 밸브가 일체로 형성되고,
    상기 추가 밸브는 복수의 상기 밸브 중 적어도 어느 하나의 밸브의 하단으로부터 연장하는 제2 피봇 암부의 하단부에 연결되고,
    상기 추가 밸브의 하면에는 추가 밸브 리턴 스프링이 구비되며,
    상기 추가밸브는 상기 캠부의 회전에 의한 상기 복수의 밸브의 상하 이동에 추종하여 작동하되, 상기 추가 밸브가 상승하면 상기 추가 배출구를 개방하여 상기 유체가 상기 배기가스 열교환기로 공급되어 열교환 되도록 하고, 상기 추가 밸브가 하강하면 상기 추가 배출구를 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 통합 유량 제어 밸브.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 밸브 하우징은 그 내부에, 상기 유입구를 통해 상기 유체가 유입되는 유입실을 구비하고, 상기 복수의 배출구는 상기 유입실의 일측부를 관통하도록 배치되고, 상기 추가 배출구는 상기 유입실의 타측부를 관통하도록 배치된 것을 특징으로 하는 통합 유량 제어 밸브.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 추가 배출구의 상방에는 밸브 스프링 홀더부를 구비하고, 그 상하 방향의 양 단부가 각각 상기 추가 밸브와 상기 밸브 스프링 홀더부에 각각 맞닿도록 설치되는 추가 밸브 리턴 스프링이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 통합 유량 제어 밸브.
  5. 차량 구동용 엔진,
    청구항 1에 따른 통합 유량 제어 밸브로서, 상기 엔진을 통과하여 상기 유입구를 통해 공급되는 냉각수를, 상기 복수의 배출구를 통해서 적어도 오일쿨러 및 히터로 선택적으로 순환시키는 통합 유량 제어 밸브,
    상기 엔진에서 연료의 연소를 통해 발생한 배기가스와, 상기 통합 유량 제어 밸브의 상기 추가 배출구로부터 유출되는 냉각수를 열교환하고, 열교환이 이루어진 냉각수를 상기 오일쿨러 또는 상기 히터로 공급하는 배기가스 열교환기,
    상기 캠부의 회전을 제어함으로써 상기 통합 유량 제어 밸브의 개폐 상태를 제어하는 제어부를 구비하고,
    상기 통합 유량 제어 밸브의 상기 추가 밸브는 상기 배기가스 열교환기로 냉각수가 유출되는 상기 추가 배출구를 개폐하는 것을 특징으로 하는 엔진 시스템.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 통합 유량 제어 밸브는, 유입된 냉각수가, EGR 쿨러 또는 라디에이터 중 적어도 어느 하나로 유출되는 유출구를 더 포함하고, 상기 복수의 밸브로 상기 유출구를 개폐함으로써, EGR 쿨러 또는 라디에이터 중 적어도 어느 하나로의 냉각수의 순환을 제어하는 것인 엔진 시스템.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 냉각수가 제1 온도 이하인 냉간 상태인 경우, 상기 추가 밸브를 포함한 상기 통합 유량 제어 밸브의 전체 밸브를 닫힘 제어함으로써, 유입된 냉각수의 유출을 중지시키는 것을 특징으로 하는 엔진 시스템.
  8. 청구항 5에 있어서,
    상기 추가 밸브는, 상기 히터로 유출되는 유출구를 개폐하는 밸브와 일체로 형성되고,
    상기 제어부는,
    상기 냉각수가 제1 온도를 초과한 온간 상태이고, 상기 히터가 작동 상태에 있는 경우, 상기 히터로 냉각수가 유출되는 배출구를 폐쇄하는 것과 더불어, 추가 배출구가 개방되도록 상기 통합 유량 제어 밸브를 제어하는 것을 특징으로 하는 엔진 시스템.
  9. 청구항 5에 있어서,
    상기 추가 밸브는, 상기 오일쿨러로 유출되는 유출구를 개폐하는 밸브와 일체로 형성되고,
    상기 제어부는,
    상기 냉각수가 제1 온도를 초과한 온간 상태이고, 상기 오일쿨러를 통과하는 오일의 온도가 소정 온도 이하인 경우, 상기 오일쿨러로 냉각수가 유출되는 배출구를 폐쇄하는 것과 더불어, 추가 배출구가 개방되도록 상기 통합 유량 제어 밸브를 제어하는 것을 특징으로 하는 엔진 시스템.
  10. 청구항 5에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 냉각수가 제2 온도를 초과한 열간 상태인 경우, 상기 추가 밸브를 제외한 복수의 밸브가 모두 개방 상태에 있도록 상기 통합 유량 제어 밸브를 제어하는 것을 특징으로 하는 엔진 시스템.
  11. 청구항 5에 있어서,
    상기 통합 유량 제어 밸브의 밸브 하우징과 상기 배기가스 열교환기가 일체로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 엔진 시스템.
  12. 청구항 5에 있어서,
    상기 통합 유량 제어 밸브의 밸브 하우징 내부의 냉각수 유로 상에 별도의 예열 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 엔진 시스템.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020206674A1 (de) * 2020-05-28 2021-12-02 Volkswagen Aktiengesellschaft Hybridfahrzeug mit einem Kühlsystem
KR102682855B1 (ko) * 2020-05-29 2024-07-09 비와이디 컴퍼니 리미티드 작동기 및 리버싱 밸브
CN113738913A (zh) * 2020-05-29 2021-12-03 比亚迪股份有限公司 换向阀
US11434810B2 (en) * 2021-02-04 2022-09-06 GM Global Technology Operations LLC Vehicle thermal management system including mechanically driven pump, rotary valve(s), bypass line allowing engine outlet coolant to bypass heat exchanger(s), or combinations thereof

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000046535A1 (fr) * 1999-02-01 2000-08-10 Piat Moise Robinetterie a came et soupape pour appareils sani taires
KR100718091B1 (ko) 2004-12-30 2007-05-14 베어코리아 주식회사 수온조절기 및 그 설치구조
JP2012145008A (ja) 2011-01-11 2012-08-02 Toyota Motor Corp 内燃機関の制御装置
US20160138531A1 (en) 2014-11-13 2016-05-19 Hyundai Motor Company Integrated cooling system and control method thereof
KR101734246B1 (ko) 2015-11-19 2017-05-11 현대자동차 주식회사 냉각수 제어밸브유닛 및 이를 구비한 엔진시스템

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3266851B2 (ja) * 1998-04-01 2002-03-18 日本サーモスタット株式会社 内燃機関の冷却制御装置
KR101637779B1 (ko) * 2014-12-15 2016-07-07 현대자동차주식회사 차량의 배기열 회수 장치 및 방법
KR101694043B1 (ko) 2015-07-30 2017-01-09 현대자동차주식회사 통합유량제어밸브 제어 방법
KR101713742B1 (ko) * 2015-08-25 2017-03-22 현대자동차 주식회사 냉각수 제어밸브유닛을 갖는 엔진시스템
KR20180060470A (ko) * 2016-11-29 2018-06-07 현대자동차주식회사 냉각수 제어밸브 유닛을 갖는 엔진
KR101876094B1 (ko) 2016-12-16 2018-07-06 현대자동차주식회사 통합 유량 제어밸브

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000046535A1 (fr) * 1999-02-01 2000-08-10 Piat Moise Robinetterie a came et soupape pour appareils sani taires
KR100718091B1 (ko) 2004-12-30 2007-05-14 베어코리아 주식회사 수온조절기 및 그 설치구조
JP2012145008A (ja) 2011-01-11 2012-08-02 Toyota Motor Corp 内燃機関の制御装置
US20160138531A1 (en) 2014-11-13 2016-05-19 Hyundai Motor Company Integrated cooling system and control method thereof
KR101734246B1 (ko) 2015-11-19 2017-05-11 현대자동차 주식회사 냉각수 제어밸브유닛 및 이를 구비한 엔진시스템

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