KR100250205B1 - 자동차의 이중 스로틀밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 이중 스로틀밸브에 관한 것으로, 일반적으로 스로틀밸브의 개방각은 가속페달에 공급하는 답력(F)에 따라 정비례로 증가하도록 되어 있어서, 유입공기량의 제어가 저속과 고속시에 따라 가변되지 못하여 급출발시 출력의 급상승으로 엔진의 과부하가 걸려 배기가스가 증가하게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 예시도면 제3도 내지 제5도와 같이, 스로틀바디 링키지(18)의 회전으로 흡입구(17)를 개방하기 위한 개폐용원판(24)과 상기 개폐용원판의 후부에 위치하는 흡입구(17)에 피동기어(32)와 소회동축(34)으로 결합된 소원판(36)을 설치하고, 스로틀바디 링키지(18)의 회전량이 크면 구동기어(31)의 원호기어부(30)와 전달기어(38)가 치합되게 스로틀밸브를 이중구조로 함으로써, 출발이나 저속주행시 가속을 위해 가속페달을 짧게 되면 개폐용원판(18)만 열리게 되어 저속에 맞는 적은양의 흡입공기가 연소실로 공급되어지고, 중속이나 고속시의 가속에는 개폐용원판(24)과 소원판(36)이 함께 열리도록 되어 있어서 다량의 흡입공기가 공급되게 되므로, 가속을 위한 흡입공기량의 제어가 적절히 이루어지도록 되어 있으며, 특히 출발시에 엔진의 과부하로 인하여 급출발을 방지할 수 있는 효과와 배기가스의 저감이 이루어진다.

Description

자동차의 이중 스로틀밸브

본 발명은 자동차의 이중 스로틀밸브에 관한 것으로, 특히 출발이나 저속시의 가속에는 개폐용원판만 개방되고, 중속이나 고속시의 가속에는 상기 개폐용원판 뒤에 설치된 소원판과 상기 개폐용원판이 모두 열리도록 하여 출발이나 저속시의 흡입공기량의 증가는 완만하게 되고, 중고속시에는 흡입공기량이 정비례적으로 증가할 수 있도록 이루어진 자동차의 이중 스로틀밸브에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 스로틀바디(10)는 엔진의 흡기관에서 설치되어 흡입되는 공기량을 조절하는 장치로서, 제1도와 제2도에 도시된 바와 같이 가속페달(12)과 연동하는 스로틀밸브(14)를 비롯하여 그 내부에는 스로틀밸브(14)의 빠른 움직임을 제어하는 스로틀 대시포트와, 밸브의 열림정도를 검출하는 스로틀 포지션 센서, 이에 연결된 스로틀 포지션 스위치 및, 감속시에 연료를 일시 차단하는 대시포트로 구성되어 있다.

상기 스로틀바디(10)에 설치되어 있는 스로틀밸브(14)는 회동축(22)과, 이 회동축(22)에 장착된 흡입구(17)의 개폐용원판(24), 상기 개폐용원판(24) 측부의 회동축(22)을 연동 시켜주는 스로틀바디 링키지(18), 상기 회동축(22)의 리턴스프링(23)및, 상기 스로틀바디 링키지(18)에 가속페달(12)의 답력을 전달하는 와이어(16)로 이루어진 것이다.

이러한 종래 스로틀밸브(14)는 운전자가 가속페달(12)을 밟으면 와이어(16)의 이동변위에 따라 스로틀바디 링키지(18)가 회전하게 되어 회동축(22)에 연결된 개폐용원판(24)이 회전하게 되므로 답력에 맞는 각도로 젖혀진다.

이에 따라 상기 개폐용원판(24)의 젖혀진 각도에 따라 개방된 흡입구(17)로 다량의 흡입공기가 유입되어 가속이 이루어지며, 이 가속페달(12)에서 답력을 제거하게 되면 회동축(22)의 리턴스프링(23)의 탄성복원력으로 스로틀바디 링키지(18)와 개폐용원판(24)도 원위치되어 밸브가 다시 닫히므로 감속이 이루어지게 되어 있다.

또한 상기 스로틀밸브(14)가 완전히 닫히게 되었을 때 흡입공기는 바이패스통로(26)를 따라 연소실로 공급되어진다.

예시도면 제2(b)도는 종래 스로틀밸브에 장착된 개폐용원판의 개방각과 답력의 관계를 도시한 그래프로서, 종래 이 스로틀밸브는 운전중 가속페달의 답력(F)에 따라 개폐용원판(24)의 개방각도(θ)가 서로 정비례적으로 증가하도록 되어 있는데, 이는 가속페달(12)과 스로틀바디 링키지(18)를 연결한 와이어(16)가 가변 탄성적이지 않기 때문에 이 가속페달의 답력(F)이 그대로 개폐용원판(24)에 전달되어지기 때문이다.

따라서 운전자는 이 가속페달(12)과 개폐용원판(24)의 개방각(θ)의 상관관계가 숙지되도록 운전습관을 익혀야 하며, 주행상태에 따라 답력의 공급정도가 적절하도록 작동에 유의 하여야 한다.

그러나, 종래의 스로틀밸브(14)의 개방각은 가속페달(12)을 밟는 답력(F)에 따라 정비례적으로 증가하도록 되어 있어서, 유입공기량의 제어가 저속과 고속에 따라 가변되지 못하여 급출발시 출력의 급상승으로 엔진에 과부하가 걸려 배기가스가 증가하게 되는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기한 종래 문제를 해결하기 위하여 발명된 것으로, 출발이나 저속시의 흡입공기량의 증가는 완만하게 이루어지고 중고속시에는 흡입공기량이 정비례적으로 증가할 수 있도록 스로틀밸브가 개폐용원판과 이 원판용원판 후부의 흡입구에 전달기어를 통해 개폐되는 소원판을 갖춘 자동차의 이중 스로틀밸브를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 스로틀밸브바디 링키지 반대측의 회동측에 구동기어를 장착하고, 이 구동기어의 외주연 일부에 원호기어부를 형성하고, 개페용원판 뒤에 위치하는 흡입구 중심부에 피동기어와 소회동축으로 결합된 소원판을 설치하되 상기 소회동축에는 리턴스프링이 장착되어 있으며, 상기 구동기어와 치합되는 전달기어는 소회동축의 피동기어에 상시 치합되어 이루어진 구조로 되어 있다.

따라서 본 발명은 출발이나 저속주행시 가속을 위해 가속페달을 밟게 되면 개폐용원판만 열리게 되어 저속에 맞는 적은량의 흡입공기가 연소실로 공급되어지고, 중속이나 고속시의 가속에는 개폐용원판과 소원판이 함께 열리도록 되어 있어서 다량의 흡입공기가 공급됨에 따라 적절한 가속제어를 위한 흡입공기량의 조절이 이루어지고 특히 출발시 엔진에 과부하가 걸리면서 급출발되는 것을 방지할 수 있다.

제1도는 종래의 스로틀밸브가 장착된 엔진부의 개략 사시도.

제2(a)도는 종래 스로틀밸브의 작동 상태도.

제2(b)도는 종래 스로틀밸브중 개폐용원판의 개방각과 답력의 관계를 나타낸 그래프.

제3도는 본 발명에 따른 이중 스로틀밸브의 구성을 나타낸 개략 사시도.

제4(a)도는 본 발명에 따른 이중 스로틀밸브의 저속시 작동상태를 나타낸 도면.

제4(b)도는 고속시 작동상태를 나타낸 도면.

제5도는 본 발명에 따른 이중 스로틀밸브의 답력에 따른 흡입공기량의 관계를 나타낸 그래프이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

17 : 흡입구 18 : 스로틀바디 링키지

22 : 회동축 24 : 개폐용원판

30 : 원호기어부 31 : 구동기어

32 : 피동기어 33 : 리턴스프링

34 : 소회동축 36 : 소원판

38 : 전달기어

이하, 본 발명을 첨부된 예시도면에 따라 상세히 설명한다.

본 발명은 스로틀바디 링키지(18)의 반대측 회동축(22)상에 구동기어(31)가 장착되되 이 구동기어(31)는 그 외주연 일부에 원호기어부(30)가 형성되고, 개폐용원판(24) 뒤에 흡입구(17) 중심부에는 리턴스프링(33)이 장착되며, 이 스로틀바디 링키지(18)의 회전량이 크면 구동기어(31)의 원호기어부(30)와 치합되는 전달기어(38)는 소회동축(34)의 피동기어(32)에 상시 치합되는 구조로 되어 있다.

예시도면 제3도는 본 발명에 따른 이중 스로틀밸브의 구성을 보인 개략 사시도이고, 제4(a)도는 본 발명에 다른 이중 스로틀밸브의 저속시 작동상태를 나타낸 도면및, 제4(b)도는 고속시의 작동상태를 나타낸 도면이다.

여기서 본 발명은 가속페달에 가해진 답력으로 와이어가 스로틀바디 링키지(18)를 젖혀주게 되면, 흠입구(17)를 막고 있던 개폐용원판(24)과 그 후부의 소원판(36)을 회동시키게 되어 흡입구(17)를 개방시키도록 이루어진 이중 스로틀밸브로서, 그 구성을 상세히 살펴보면, 본 발명은 개폐용원판(24)을 개방하도록 된 스로틀바디 링키지(18)가 장착된 회동축(22)에 구동기어(31)가 장착되되 상기 구동기어(31)의 외주연 일부에 원호기어부(30)가 형성되어 있으며, 상기 개폐용원판(24)뒤의 흡입구(17) 중심부에는 피동기어(32)와 소회동축(34)으로 결합된 리턴스프링(33)을 갖춘 소원판(36)이 설치되어 있다.

그리고 상기 구동기어(31)의 원호기어부(30)와 소회동축(34)의 피동기어(32) 사이에는 스로틀바디 링키지(18)의 큰 회동시 구동기어(31)의 회전력을 피동기어(32)에 전달하도록 된 전달기어(38)가 장착되어 있는바, 이 전달기어(38)와 피동기어(32)는 항시 치합되는 구조를 취하게 된다.

그러나 상기 구동기어(31)의 원호기어부(30)와 전달기어(38)의 치합은 항시 이루어져 있는 것이 아니라 가속페달에 가해진 답력정도가 커서 저속이상의 중고속으로 가속하기 위하여 스로틀바디 링키지(18)의 회전량이 커질때만 전달기어(38)와 구동기어(31)의 원호기어부(30)가 치합되게 되는 것이다.

상기와 같이 스로틀바디 링키지의 회전량이 커져서 전달기어(38)와 원호기어부(30)의 치합이 이루어지게 되면, 이 스로틀바디 링키지(18)의 회전량이 구동기어(31)와 전달기어(38)를 통해 피동기어(32)로 전달되어지며,이에 피동기어(32)의 회전으로 소회동축(34)이 회동되어 흡입구(17)의 전체가 아닌 중심부분만 막아주고 있던 소원판(36)이 스로틀바디 링키지(18)측의 개폐용원판(24)과 함께 젖혀지게 되는 것이다.

본 발명은 저속시 작동상태를 제4(a)도와 제5도를 참조로 설명하면, 차량의 출발이나 저속시의 가속을 위해 가속페달을 살짝 밟아주게 되면 상기 스로틀바디 링키지(18)의 회전량이 작기 때문에 이 스로틀바디 링키지(18)가 밟은 답력(F)만큼 회전하게 되어 개폐용원판(24)만 젖혀지게 되고 이 구동기어(31)의 원호기어부(30)는 전달기어(38)와 치합이 이루어지지 않음에 따라 소원판(36)은 움직이지 않으므로 흡입구(17)의 중심부분을 막아주게 된다.

이에 상기 개폐용원판(24)의 젖혀짐으로 흡입공기는 소원판(36)의 외측공간을 지나 적은량이 연소실로 공급되어져 출발과 가속이 이루어진다. 따라서 출발이나 저속시에는 급가속과 급출발이 이루어지지 않게 되어 있다.

한편, 고속시 작동상태에서는 제4(b)도와 제5도에 도시된 바와 같이, 중속이나 고속주행중 상기 가속페달에 큰 답력(F)이 가해지면, 상기 스로틀바디 링키지(18)의 회전량이 크기 때문에 개폐용원판(24)이 개방정도가 커지며, 구동기어(31)의 원호기어부(30)와 전달기어(38)가 서로 치합되어져 스로틀바디 링키지(18)의 회전이 구동기어(31)와 전달기어(38), 피동기어(32) 및 소회동축(34)까지 전달되어 흡입구(17)의 중심부분을 막아주던 소원판(36)을 크게 젖혀주게 된다.

이러한 관계로 가속페달에 큰 답력(F)을 가하게 되면 상기 개폐용원판(24)과 소원판(36)의 개방정도가 커져 많은 량의 흡입공기가 연소실로 유입되어 가속의 정도가 커지도록 되어 있다.

이를 좀더 자세히 설명하면, 저속시 가속페달을 운전자가 살짝 밟게 되면, 제4(a)도와 같이 개폐용원판(24)이 회동축(22)을 지정으로 서서히 개방되는데, 이때 유입되는 공기는 경사지게 개방되는 상기 개폐용원판(24)의 개방부를 통하여 유입되면서 소원판(36)과 흡입구(17)사이를 통하여 연소실로 유입되어지는바, 이 회동축(22)의 구동기어(30)가 전달기어(38)와 접하기 전까지는 개방되는 개폐용원판(24)의 열림 경사각도 사이로 유입되는 공기가 제5도의 그래프 C점까지 답량에 따라 완만하게 비례하여 증가되어 진다.

그러나, 중고속시 가속페달을 깊게 밟게 되면, 상기 개폐용원판(24)의 구동기어(30)가 전달기어(38)를 회동시키고, 이 전달기어(38)의 회동에 따라 피동기어(32)가 회동되어져 소원판(36)을 제4(b)도 상태로 유지시키게 되는데, 이때에는 제5도의 C점 이상에서와 같이 답력에 따라 종래와 같이 정비례로 증가되어지게 된다.

상기한 바와 같이 본 발명은 스로틀바디 링키지(18)의 회전으로 흡입구(17)를 개방하기 위한 개폐용원판(24)과 상기 개폐용원판의 후부에 위치하는 흡입구(17)에 피동기어(32)와 소회동축(34)으로 결합된 소원판(36)을 설치하고, 스로틀바디 링키지(18)의 회전량이 크면 구동기어(31)의 원호기어부(30)와 전달기어(38)가 치합되게 이중 스로톨밸브 구조를 취함으로써, 출발이나 저속주행시 가속을 위해 가속페달을 밟게되면 개폐용원판만 열리게 되어 저속에 맞는 적은 량의 흡입공기가 연소실로 공급되어지고, 중속이나 고속시의 가속에는 개폐용원판과 소원판이 함께 열리도록 되어 있어서 다량의 흡입공기가 공급되게 되므로 가속을 위한 흡입공기량의 제어가 속도에 맞추어 적절하게 이루어지며, 특히 출발시에 엔진에 과부하가 걸리는 급출발을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 배기가스의 저감효과도 갖추게 된다.

Claims (1)

1. 스로틀바디 링키지(18)의 반대측 회동축(22)상에는 외주연 일부에 원호기어부(30)가 형성된 구동기어(31)를 장착하고 개폐용원판(24) 뒤의 흡입구 중심부에 피동기어(32)와 소회동축(34)으로 결합된 소원판(36)을 설치하되, 이 소회동축(34)에는 리턴스프링(33)이 장착되어 있으며, 상기 구동기어(31)의 원호기어부(30)와 치합되는 전달기어(38)는 이 소회동축(34)의 피동기어(32)에 상시 치합되어 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차의 이중 스로틀밸브.

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