KR100307143B1 - 자동차용드로틀바디의공기량제어밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차용 드로틀 바디의 공기량 제어밸브에 관한 것으로서, 본 발명은 벤츄리관의 내부에 액셀레이터 페달에 의해 작동되도록 한 드로틀 밸브에 있어서, 복수개의 힌지공이 형성된 벤츄리관과, 일측에 기밀유지를 위한 계단형의 수직절곡부를 형성하고 이 수직절곡부의 상하 양단으로 각형축과 통형축을 일체형으로 형성한 복수개의 밸브를 구비하되, 상기 각형축의 단부는 베어링을 개재하는 동시에 고정용 홈부와 구멍을 일체형으로 형성하며, 상기 각형축에 삽입되는 체결공이 형성된 복수개의 스터드 기어와 이 스터드 기어가 되빠지는 것을 방지하기 위한 링 스톱퍼가 고정용 홈부에 삽입되며, 상기 스터드 기어와 맞물리도록 양측에 나사산을 형성하고 그 상단부로 액셀레이터 케이블과 연결시키도록 하는 연결부재를 삽입하기 위한 나사공과 상기 구멍에 연결되는 리턴 스프링을 고정시키기 위한 고정부를 일체형으로 형성한 랙기어로 구성되어 흡입되는 외기의 저항을 최소화시켜 응답성을 향상시킴과 아울러 가속감과 연비를 향상시킬 수 있도록 한 것이다.

[색인어]

드로틀 바디, 드로틀 밸브, 흡기저항

Description

자동차용 드로틀 바디의 공기량 제어밸브

본 발명은 자동차용 드로틀 바디의 공기량 제어밸브에 관한 것으로서, 특히 드로틀 바디의 내측에 구비되어 있는 드로틀 밸브를 신기와의 간섭으로 인한 흡기 저항을 최소화할 수 있도록 분할형으로 분리하여 개폐되도록 함으로써, 그 응답성을 향상시키고 가속감과 연비를 향상시킬 수 있도록 한 것이다.

일반적으로 차량은 엔진에서 발생되는 동력을 이용하여 구동휘일을 회전시킴으로써 노면을 이동 가능하도록 한 이송수단으로 사용되어지고 있으며, 엔진을 이용하여 동력을 발생시키는 과정은 다수개의 실린더가 일체형으로 형성된 주철제의 실린더 블록의 내측에 삽입되어 있는 피스톤이 상하로 이동하는 가운데 실린더의 벽면과 피스톤의 상부인 피스톤 헤드와의 공간으로 연료와 혼합된 혼합기를 흡입하여 압축하거나 공기만을 흡입한 후 압축한 상태에서 인젝터를 사용하여 그 내부로 연료를 분사하여 점화시키도록 함으로써, 그 점화시 발생하게 되는 직선의 팽창력을 커넥팅 로드와 크랭크 축이라는 매개체를 사용하여 회전운동으로 변환시키고, 이 변환된 회전력을 여러 가지 동력 연결 및 전달수단인 클러치와 변속기, 그리고 추진축과 차동장치를 거쳐 구동휘일을 회전시키게 된다.

그리고, 점화시 발생되는 고열로 인해 기관이 파손되는 것을 방지하기 위해 실린더 블록과 헤드의 내측으로 냉각수를 순환시켜 적정온도 이상이 되는 것을 방지토록 하여 기관의 수명을 연장시킴과 동시에 출력이 안정성을 유지할 수 있도록 하게 된다.

외기와 연료가 혼합된 혼합기가 엔진의 실리더 내부로 흡입되는 과정은 제4도에 도시한 바와 같이 에어크리너(200)로 흡입된 외기는 그 내부에 구비되어 있는 엘리먼트(도시는 생략함)에 의해 이물질이 걸러진 상태로 액셀레이터 페달에 연결되어져 있는 드로틀 바디(100)로 이동하게 되면서 제5(a)도 내지 제5(c)도에 도시한 바와 같이 벤츄리관(110)을 통과하게 된다.

공기가 벤츄리관(110)이 내부로 흐르게 되면서 단면적의 차에 의해 그 유속이 가속되어 그 내압이 낮아지게 되며, 이 내압에 의해 연료가 빨려 올라오면서 벤츄리관(110)의 내측으로 흐르고 있는 공기와 희석되어 서지탱크(300)로 모이게 된다.

이 서지탱크(300)로 모여진 혼합기는 실린더 헤드에 구비되어져 있는 흡기밸브의 개방에 의해 각각의 실린더 내부로 흡입된 후 압축, 착화의 과정과 배기의 과정을 거쳐 배기 매니폴드(500)를 통과한 후 대기 중으로 방출하게 된다.

상기 드로틀 바디(100)의 내측에 구비되어 있는 벤츄리관(110)은 입구측(I)이 토출측(II) 보다 그 단면적이 작게 형성되어져 있으며, 그 입구측(I)의 일측에는 액셀레이터 케이블에 의해 개폐되도록 한 밸브(12)가 구비되어져 있다.

이와 같이 구성된 드로틀 바디 내의 작용을 제5(a)도 내지 제5(c)도에 도시한 밸브의 개폐량을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

차량의 시동직후나 저속시는 제5(a)도에 도시한 바와 같이 벤츄리관(110)의 입구측(I)에 형성되어 있는 밸브(120)가 거의 닫혀져 있는 상태에 있게 되므로 공기의 유입량이 최소화되어 그 내압이 커지게 됨으로써, 연료의 분사량(외기와 혼합되는 양)이 적음으로 기관의 출력은 낮은 상태로 있게 된다.

이 상태에서 액셀레이터 페달을 서서히 밟게 됨과 동시에 케이블에 연결되어져 있는 밸브(120)가 제5(a)도와 같이 개폐됨으로써, 공기의 유입량이 커지게 되면서 출력도 서서히 증가하게 된다.

출력이 증가한 상태에서 액셀레이터 페달을 더 밟게 됨과 동시에 밸브(120)가 완전 개방된 상태에 있게 됨으로써, 공기의 유입량과 연료의 토출량이 최대로 되어 기관의 출력도 최대의 출력을 발생하게 된다.

그러나, 기관의 속도가 저속에서 중속으로 변속시 입구측에 설치되어져 있는 밸브가 경사지게 오픈됨으로써, 외기와 밸브의 경사면에 의해 간섭현상이 발생하게 되고, 이 간섭현상에 의해 와류가 발생하게 되나 이는 밸브의 후면인 토출측에서 발생하는 것이 아닌 전면에서 발생하게 되어 외기의 유입을 저해하는 원인으로 작용하게 되는 문제점이 있었다.

또한, 이러한 원인으로 기관의 응답성이 저하되게 되는 문제점이 발생하게 되었다.

따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 벤츄리관의 내측에 구비되어 있는 드로틀 밸브를 분할형으로 구성하여 개폐되도록 하는 자동차용 드로틀 바디의 공기량 제어밸브를 제공함에 있다.

이를 달성하기 위한 본 발명은 벤츄리관의 내부에 액셀레이터 페달에 의해 작동되도록 한 드로틀 밸브에 있어서, 복수개의 힌지공이 형성된 벤츄리관과, 일측에 기밀유지를 위한 계단형의 수직절곡부를 형성하고 이 수직절곡부의 상하 양단으로 각형축과 통형축을 일체형으로 형성한 복수개의 밸브를 구비하되, 상기 각형축의 단부는 베어링을 개재하는 동시에 고정용 홈부와 구멍을 일체형으로 형성하며, 상기 각형축에 삽입되는 체결공이 형성된 복수개의 스터드 기어와 이 스터드 기어가 되빠지는 것을 방지하기 위한 링 스톱퍼가 고정용 홈부에 삽입되며, 상기 스터드 기어와 맞물리도록 양측에 나사산을 형성하고 그 상단부로 액셀레이터 케이블과 연결시키도록 하는 연결부재를 삽입하기 위한 나사공과 상기 구멍에 연결되는 리턴 스프링을 고정시키기 위한 고정부를 일체형으로 형성한 랙기어로 구성되어 흡입되는 외기의 저항을 최소화시켜 응답성을 향상시킴과 아울러 가속감과 연비를 향상시킬 수 있도록 한 것이다.

제1(a)도 내지 제1(c)도는 본 발명에 따른 공기량 제어밸브의 개폐량을 저속, 중속, 고속으로 구분한 상태를 보여주는 개략도.

제2도는 본 발명에 따른 공기량 제어밸브의 분해 사시도.

제3(a)(b)도는 본 발명에 따른 공기량 제어밸브의 저속 및 고속시의 개폐량을 보여주는 작동 상태도.

제4도는 종래의 공기흐름을 보여주는 블럭도.

제5(a)도 내지 제5(c)도는 종래 드로틀 밸브의 개폐량을 저속, 중속, 고속으로 구분한 상태를 보여주는 개략도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 벤츄리관 11, 12, 13, 14 : 힌지공

20, 20b : 밸브 21, 21a : 수직절곡부

22, 22a : 각형축 22-1 : 고정용 홈부

22-2 : 구멍 23, 23a : 통형축

30, 30a : 스터드 기어 30-1 : 체결공

40 : 베어링 50 : 링 스톱퍼

60 : 랙기어 60a, 60b : 나사산

60c : 나사공 60d : 고정부

70 : 연결부재 80 : 리턴 스프링

이하, 본 발명의 일 실시예를 첨부도면을 참조하여 그 구성 및 작용을 설명하면 다음과 같다.

드로틀 바디의 내측으로 구비되어 있는 벤츄리관의 내부에 액셀레이터 페달에 연결되어 있는 케이블에 의해 작동되도록 힌지고정된 밸브에 있어서, 벤츄리관의 내측으로 복수개의 밸브(20), (20a)를 동시에 개폐되도록 랙기어(60)와 스터드 기어(30), (30a)를 구성하되, 상기 스터드 기어(30), (30a)의 일측이 액셀레이터 케이블에 연결되는 랙기어(60)로 구성된다.

상기 밸브(20), (20a)는 벤츄리관의 내측에 구비되어 그 유로를 동시에 개폐되도록 하여 그 내부로 흐르게 되는 공기의 저항을 최소화할 수 있도록 한 것으로서, 상기 밸브(20), (20a)를 고정하기 위하여 벤츄리관(10)의 양측으로 힌지공(11), (12), (13), (14)을 형성하고 그 일측에 기밀유지를 위한 계단형의 수지절곡부(11), (12), (13), (14)을 형성하고 그 일측에 기밀유지를 위한 계단형의 수직절곡부(21), (21a)를 형성하며, 이 수직절곡부(21), (21a)의 상향 양단으로 각형축(22), (22a)과 통형축(23), (23a)을 일체형으로 형성한다.

상기 각형축(22), (22a)의 단부에는 고정용 홈부(22-1)와 구멍(22-2)이 형성된 복수개의 스터드 기어(30), (30a)를 삽입한 후 스터드 기어(30), (30a)가 각형축(22), (22a)으로부터 이탈되는 것을 방지하기 위한 링 스톱퍼(50)를 상기 고정용 홈부(22-1)에 삽입하는 것으로 구성된다.

또한, 상기 각형축(22), (22a)을 벤츄리관(10)의 힌지공(13), (14) 내에서 원활하게 회전시키기 위해 각형축(22),(22a)에 베어링(40)을 장착하고, 이 베어링(40)이 상기 힌지공(13), (14) 내에 끼워지게 한다.

그리고, 상기 스터드 기어(30), (30a)의 중앙으로 랙기어(60)의 나사산(60a), (60b)이 접하도록 구비하되, 상기 랙기어(60)는 액셀레이터 케이블과 연결시키도록 하는 연결부재(70)를 삽입하기 위한 나사공(60c)과, 상기 각형축(22), (22a)의 구멍(22-2)에 연결되도록 하는 리턴 스프링(80)을 고정시키기 위한 고정부(60d)를 일체형으로 형성한 것으로 구성된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용을 제3(a)도 및 제3(b)도에 도시한 바와 같은 공기량 제어밸브의 작동 상태도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

기관이 저속시에는 액셀레이터 페달을 거의 밟지 않은 상태에 있음으로 벤츄리관(10)의 외측에 구비되어져 있는 랙기어(60)가 이동하지 않은 상태로 있게 됨으로써, 밸브(20), (20a) 역시 벤츄리관(10)의 내경에 밀착된 상태로 있어 최소한의 공기만을 흘려 보내도록 하여 기관의 속도가 저속으로 있게 된다.

이 상태에서 액셀레이터 페달을 서서히 밟게 됨과 동시에 케이블에 장력이 발생하게 됨으로써, 그 단부에 고정되어 있는 랙기어(60)가 우측으로 이동하게 되며, 이 랙기어(60)의 이동으로 그 양측에 나사산(60a), (60b)에 접해 있는 스터드 기어(30), (30a)가 회전을 시작하게 된다.

이 스터드 기어(30), (30a)의 회전으로 각형축(22), (22a)이 회전을 하게 되면서 밸브(20), (20a)가 반시계방향으로 회전하여 외기가 유입될 수 있는 공간이 넓어지게 된다.

이때, 랙기어(60)의 고정부(60d)에 연결되어 있는 리턴 스프링(80)이 늘어나면서 탄성력을 증가시키게 되며, 액셀레이터 페달에서 발을 떼는 순간 리턴 스프링(80)의 탄성력에 의해 최초의 상태로 급속히 이동하여 밸브(20), (20a)를 닫게 된다.

고속시에는 밸브(20), (20a)가 평행하게 오픈된 상태로 있게 됨으로써, 3개의 유로를 통해 흡입되는 외기의 양이 최대가 되고, 이에 비례하여 출력도 증가하게 되며, 엔진의 응답성도 빨라지게 된다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 벤츄리관의 내측에 구비되어 있는 밸브를 분할형으로 하여 외기의 유입을 신속하게 조절할 수 있도록 함으로써, 기관의 응답성과 출력을 향상시킬 수 있도록 한 효과가 있다.

Claims (1)

1. 드로틀 바디의 내측으로 구비되어 있는 벤츄리관의 내부에 액셀레이터 페달에 연결되어 있는 케이블에 의해 작동되도록 힌지고정된 밸브에 있어서, 양측으로 복수개의 힌지공(11), (12), (13)이 형성된 벤츄리관(10)과 일측에 기밀유지를 위한 계단형의 수직절곡부(21), (21a)를 형성하고 이 수직절곡부(21), (21a)의 상하 양단으로 각형축(22), (22a)과 통형축(23), (23a)을 일체형으로 형성한 복수개의 밸브(20), (20a)를 구비하되, 상기 각형축(22), (221a)의 단부는 고정용 홈부(22-1)와 구멍(22-2)을 일체형으로 형성하는 동시에 베어링(40)을 매개로 상기 힌지공(13), (14)에 끼워지게 하며, 상기 각형축(22), (22a)에 삽입되는 체결공(30-1)이 형성된 복수개의 스터드 기어(30), (30a)와 이 스터드 기어(30), (30a)가 되빠지는 것을 방지하기 위한 링 스톱퍼(50)가 고정용 홈부(22-1)에 삽입되며, 상기 스터드 기어(30), (30a)와 맞물리도록 양측에 나사산(60a), (60b)을 형성하고 그 상단부로 액셀레이터 케이블과 연결시키도록 하는 연결부재(70)를 삽입하기 위한 나사공(60c)과 상기 구멍(22-2)에 연결되는 리턴 스프링(80)을 고정시키기 위한 고정부(60d)를 일체형으로 형성한 랙기어(60)로 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차용 드로틀 바디의 공기량 제어밸브.

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