KR100269791B1 - 자동차의 가변 흡기시스템 - Google Patents

Abstract

발명은 가변 흡기시스템에 관한 것으로, 특히 차량의 주행상태에 따라 유입되는 흡기공기간의 간섭을 제거할 수 있도록 저속흡기관과 고속흡기관을 완전히 분리하여 선택적으로 개폐시켜서 엔진의 효율성을 높일 수 있는 가변 흡기시스템에 관한 것으로,

차량의 저속 주행시 흡입공기를 유입하는 공기 유입경로가 긴 저속흡기관과, 상기 저속흡기관 저면에 연통되도록 형성하며 차량의 고속 수행시 많은 공기량을 유입하기 위해 공기 유입경로가 짧은 고속흡기관과, 상기 고속흡기관의 상측에 공기 유입경로를 개폐시켜 주기 위한 조절밸브로 구성된다.

Description

자동차의 가변 흡기시스템

본 발명은 가변 흡기시스템에 관한 것으로, 특히 차량의 엔진 운전영역에 따라 저속흡기관과 고속흡기관이 완전히 분리된 상태로 흡기공기를 선택적으로 유입시키도록 하므로서 유입되는 흡기공기간의 간섭을 제거하여 엔진의 효율성을 높일 수 있는 가변 흡기시스템에 관한 것이다.

내연기관에서 기관을 작동시키기 위해서는 흡/배기시스템에 의해 실린더 내에 혼합기를 흡입하고 흡입된 혼합기를 연소시킨 후 그 배기가스를 외부로 배출시키게 된다.

상기 흡기시스템은 레조넌스 챔버와, 흡입공기 중의 먼지 등을 제거하는 공기 청정기와, 스로틀 밸브와, 각 실린더에 혼합기를 분배하는 흡기 매니폴드와, 흡기 매니폴드와 스로틀 밸브 사이에 설치되어 흡기계통에 흡기 맥동이 발생되지 않도록 하는 서지탱크 등으로 구성되어 있다.

이러한 일반적인 흡기시스템중에서 차량의 주행상태에 따라 엔진의 출력을 향상시키기 위한 수단으로서, 공기유입경로가 짧은 고속흡기관과 공기유입경로가 긴 저속흡기관을 각각 별도의 통로로 흡기 매니폴드에 접속하여, 차속에 따른 흡기량의 공급을 적절히 조절하는 가변 흡기시스템이 제공되어 있다.

이러한 가변 흡기시스템의 전형적인 일례가 도 1에 도시되어 있다.

도 1에서 1은 저속흡입관, 2는 제 1 서지탱크, 3은 고속흡입관, 4는 제 2 서지탱크, 5는 조절밸브, 6은 흡기 매니폴드, 7은 실린더블럭, 8은 실린더헤드를 각각 가리킨다.

이에 도시된 바와 같이 종래의 가변 흡기시스템은, 제 1서지탱크(2)가 설치되고 공기의 유입경로가 긴 저속흡기관(1)과, 제 2서지탱크(4)가 설치되고 공기 유입경로가 짧은 고속흡기관(3)이 각각 별도의 관로로 흡기 매니몰드(6)측에 설치되어 있고, 상기 고속흡기관(3)과 저속흡기관(1)은 연결관()에 의해 흡기다기관(40)측으로 연결되며 고속흡기관(3)의 내측 연결부에는 고속흡기관(3)측의 관로를 개폐하는 조절밸브(5)가 설치되어 있다.

이러한 가변 흡기시스템은 차량의 고속 주행시에는 조절밸브(5)를 열어서, 고속흡기관(3)과 저속흡기관(1)을 동시에 개방시키며, 저속 주행시에는 조절밸브(5)를 폐쇄하여 저속흡기관(1)측으로만 공기가 유입되도록 제어 작동시키는 구성이다.

그러나 상기 가변 흡기시스템은 고속 주행시 흡기량을 증대시키고져 조절밸브(5)를 개방하여 주면, 고속흡기관(3)과 저속흡기관(1) 양측에서 공기가 유입되므로, 그 연결부에서 흡기 공기간의 간섭으로 와류가 발생하어 손실이 과다 발생하는 단점이 있었으며, 또한, 도 2에 도시한 바와같이 조절밸브(5)의 형상이 원형 또는 타원형으로 형성되어 있고 이 조절밸브(5)는 샤프트(5a)에 의하여 흡입통로 중심부에 설치되어 있으므로서, 이들에 의한 흡기 공기저항으로 인하여 엔진 효율이 저하되는 문제점이 있었으며, 저속흡기관(1) 상측으로 고속흡기관(3)을 위치시키므로서 엔진의 높이가 높아져 일정 공간의 엔진룸 내부에 다른 주변 기기들의 설치가 어려운 등의 엔진룸 설계상 제약이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 저속흡기관과 고속흡기관을 조절밸트에 의하여 선택적으로 완전히 분리시켜 개방하는 구조로 하여, 고속 주행 상태일 때에 저속흡기관측 흡기 공기와의 간섭 및 조절밸브부재에 의한 흡입저항을 제거하여 흡기 효율을 높이며 고속흡기관을 저속 흡기관의 저면에 형성하여 엔진룸 내부에 기기 배치를 원활하게 할 수 있는 가변 흡기시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

제1도는 종래 가변 흡기시스템을 나타낸 단면도.

제2도는 종래 가변 흡기시스템의 밸브를 나타낸 단면도.

제3도는 본 발명의 가변 흡기시스템을 나타낸 개략적인 단면도.

제4도는 본 발명의 가변 흡기시스템의 밸브를 나타낸 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 저속흡입관 20 : 고속흡입관

21 : 공기유입통로 30 : 서지탱크

40 : 흡기다기관 50 : 실린더블록

60 : 실린더헤드 70 : 조절밸브

71 : 밸브편

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 가변 흡기시스템을 구성함에 있어서, 저속흡기관의 구성은 종래의 구성과 동일하게 하되, 고속흡기관의 구성을 공기 유입경로가 긴 저속흡기관의 중간 저면과 실린더 헤드사이의 공간부에 위치시키면서, 상기 저속흡기관의 중간 저면과 연통시켜 그 연통부에는 제어장치에 의하여 상기 고속흡기관과 저속흡기관을 선택적으로 개폐시키는 조절수단을 구비함을 특징으로 하는 가변 흡기시스템을 제공한다.

이러한 본 발명의 구성에 의하면, 엔진의 높이는 그대로 유지하면서도 가변흡기시스템 구성을 용이하게 하고, 엔진룸 내부의 공간설계를 보다 자유롭게 할 수있으며, 고속흡기관을 통한 공기 흡기시에 와류현상 및 조절수단들에 의한 공기저항을 제거하여 흡기효율을 현저히 증대시킬 수 있는 정점을 갖는다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 보다 상세히 설명한다.

첨부한 도 3은 본 발명의 일실시예 가변 흡기시스템을 나타낸 개략적인 단면도이고, 도 4는 상기 일실시예 가변 흡기시스템에 적용된 일예의 조절밸브구조를 나타낸 단면도이다.

이에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시에 가변 흡기시스템의 구성은, 저속흡입관(10)의 구성은 실린더블록(50)의 실린더헤드(60)에 연결되는 흡기다기관(40)의 상측에서 일측 횡방향으로 만곡되어 길게 연장되며 끝단에 서지탱크(30)를 갖는 구조를 그대로 원용하고, 고속흡기관(20)의 구성은 상기 저속흡입관(10) 중간저면과 실린더 헤드사이에 위치시키되, 저속흡입관(10) 중간저면과는 공기 유입통로(21)로 연통시켜서, 이 공기 유입통로(21)에는 도 4와 같이 공기 유입통로(21)의 일측편에 구동샤프트(71)로 축설되어서 상방으로 작동되면 공기 유입통로(21)는 개방하고 저속흡기관(10)은 폐쇄하는 장방형의 조절밸브(70)를 설치하며, 공기 유입통로(21)의 하방에는 서지탱크(31)을 설치한 구성이다.

상기 샤프트(71)는 도시되지 않은 구동원에 축설되어 제어장치에 의하여 회전 제어되는 구성이다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 작용 및 효과를 도 3, 4를 참고하여 설명하면 다음과 같다.

차량의 운전영역이 저속 주행상태일 때는 적은 량의 공기가 적정히 공급되어야 하므로 이때에는 제어장치에 의하여 샤프트(71)의 구동원을 제어하여 조절밸브(70)가 공기 유입통로(21)는 폐쇄하고 저속흡기관(10)은 개방시키게 작동 제어한다. 따라서 흡기작용은 흡기다기관(40)과 연통된 공기 유입경로가 긴 저속흡기관(10)에만 작용하므로, 엔진에는 저속 주행상태에 알맞은 적은 량의 공기가 적정히 공급된다.

차량의 운전영역이 고속 주행상태일 때는 많은 량의 공기가 적정히 공급되어야 하므로, 이때에는 제어장치에 의하여 공기 유입통로(21)를 폐쇄하고 있는 샤프트(71)의 구동원을 제어하여 조절밸브(70)를 조절밸브(70)를 사프트(71)를 축으로 선단을 들어 올려서 공기 유입통로(21)는 개방하고 저속흡기관(10)은 폐쇄시키게 작동 제어한다. 따라서 흡기작용은 흡기다기관(40)과 연통된 공기 유입경로가 짧은 고속흡기관(20)에만 작용하므로, 엔진에는 고속 주행상태에 알맞은 많은 량의 공기가 적정히 공급된다.

상기와 같이 본 발명은 가변 흡기시스템을 구성함에 있어서, 고속흡기관을 저속흡기관의 중간부 저면부재에 연통시켜 저속흡기관과 실린더헤드사이의 공간부에 위치시키므로서, 종래와 같이 고속흡기관이 별도의 관으로 저속흡기관의 상방에 위치되어 엔진의 높아지는 구성에 비하여, 엔진룸 내부에 다른 주변 기기들을 설치 할 수 있는 공간을 확보할 수 있으며, 고속흡기관과 저속흡기관의 개폐방식을 엔진의 운전영역에 따라 어느 일측만 선택적으로 개방하는 조절수단을 구비하므로서, 고속주행시에 고속흡기관을 개방시켜 많은 량의 공기를 흡기시에 종래와 같이하고, 저속흡기관 양측에서 공기를 흡기할 때 발생하는 와류현상을 제거하여 흡기효율을 현저히 증대시키며, 조절밸브의 구성은 고, 저속흡기관의 유입통로에 노출되지 않는 샤프트에 의하고 밸브는 고, 저속흡기관의 유입통로중에 엔진의 운전영역에 따라 어느 일측의 통로에 밀착되어 구성으로 형성하므로서, 종래의 유입통로 노출형에 비하여 고속흡기관측으로의 공기 흡기시 조절밸브에 의한 공기저항을 제거하여 흡기효율을 상승시켜, 전체적으로 고속주행 운전영역에서의 엔진 효율을 향상시킴은 물론, 연비를 높여 제품의 신뢰감을 높일 수 있는 효과를 제공한다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예를 들어 도시하고 설명하였으나 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

Claims (1)

1. 내연기관의 가변 흡기시스템으로 엔진의 운전영역에 따라 흡기량을 조절할 수 있도록 저속흡기관과 고속흡기관을 구비하는 것에 있어서, 저속흡기관과 실린더헤드 사이의 공간부에 고속흡기관을 형성하고, 공기 유입경로가 긴 저속흡기관의 중간 저면부재상에 일정크기의 공기유입통로를 형성하여 이 공기유입통로에 의해 고속흡기관과 저속흡기관이 연통되도록 하고, 상기 공기유입통로의 일측에는 제어장치에 의해 고속흡기관과 저속흡기관 중 어느 일측만 선택적으로 개폐시키는 조절밸브를 축설하되, 상기 조절밸브는 장방형의 밸브편을 공기유입통로의 일측에 일정각도 회전가능하게 축설하여 구성한 것을 특징으로 하는 가변 흡기 시스템.