KR100357554B1 - 스로틀 바디 - Google Patents

Abstract

스로틀 바디(throttle body)가 개시된다. 개시된 스로틀 바디는, 흡입 공기가 유입되어 배출될 수 있도록 형성되고, 그 일측에 상기 흡입 공기의 유량을 제어하도록 설치된 메인 밸브가 구비된 유로와; 상기 메인 밸브 전방의 상기 유로의 일측에 흡입 공기가 유입되도록 형성된 흡입 통로와, 상기 흡입 통로와 연통되어 상기 메인 밸브의 후방으로 흡입 공기가 배출되도록 형성된 배출 통로를 구비하여 된 공기 통로와; 상기 흡입 통로와 상기 배출 통로 사이의 상기 공기 통로에 설치되어 아이들 상태에서 흡입 공기의 유량을 제어하는 아이들 스피드 액츄에이터와; 상기 아이들 스피드 액츄에이터의 전방 또는 후방의 상기 공기 통로에 소음을 제거하기 위해 적어도 하나 이상 구비된 소음 방지 수단;을 포함하는 것을 그 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, NVH 성능이 개선되는 이점이 있다.

Description

스로틀 바디{THROTTLE BODY}

본 발명은 스로틀 바디(throttle body)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 아이들 상태에서 발생하는 고주파성 소음을 제어하여 소음이 발생하지 않도록 한 스로틀 바디에 관한 것이다.

엔진으로 유입되는 흡기 공기는 다음과 같은 경로로 흐른다. 에어 크리너에서 여과된 공기는 스로틀 바디 내에 설치된 스로틀 밸브의 개도에 의해 유량을 조절하고 서지 탱크에서 각 기 통의 매니폴드를 경유하여 실린더로 흡입된다. 특히, 상기 스로틀 바디는 흡입 공기량을 제어하는 스로틀 밸브, 아이들링 회전 속도를 확보하기 위한 소량의 공기를 통하는 바이패스 계통, 스로틀 밸브 개도를 검출하는 스로틀 포지션 센서 및 대시 포트를 포함하여 구성된다.

상기와 같은 구성을 갖는 스로틀 바디는, 도 1에 도시된 바와 같이, 아이들 상태에서는 스로틀 바디의 메인 밸브(또는 버터플라이 밸브)(11)가 닫혀 있고, 스로틀 바디에 설치되어 있는 아이들 스피드 액츄에이터(idle speed actuator)(12)에 의하여 유량이 제어된다. 흡기 덕트를 통하여 유입된 공기는 메인 밸브(11) 앞에 있는 공기 흡입 통로(13)를 통하여 아이들 스피드 액츄에이터(12)에 도달하고, ECU에 의하여 듀티 제어(duty control)되는 아이들 스피드 액츄에이터(12)는 엔진의 RPM에 알맞게 제어되어 약 40㎥/h 공기가 아이들 스피드 액츄에이터(12)의 배출 통로(14)를 따라 엔진 내부로 유입되어 엔진의 RPM은 일정하게 제어된다.

그런데, 아이들 상태에서 공기가 흡입될 때, 상기 아이들 스피드 액츄에이터(12)의 공기 흡입 통로(13) 부분의 모서리부에서 1차적으로 와류가 형성되고, 아이들 스피드 액츄에이터(12)가 설치된 통로 부분에서 아이들 스피드 액츄에이터(12)에 의하여 2차 와류가 형성되어 고주파성 소음(white noise)의 큰 기류음이 발생되어 지고, 상기 배출 통로(14)에서 공기의 흐름과 충돌하게 되어 임피던스(impedance)가 커지게 된다.

이러한 기류음은 공기량이 많고, 유속이 커질수록 커지며, 엔진에서 외부 공기가 차가울 때, 아이들 콜드(idle cold) 상태인 엔진 초기 시동시 및 부분로드(part load)시 소음이 커지게 된다. 이때의 소음의 주파수 특성은 1.0KHz 이상의 고주파 소음이다. 또한 이 소음은 유로의 형상, 유량, 유속에 따라 커지게 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 아이들 상태에서 발생하는 고주파성 소음을 제어하여 소음이 발생하지 않도록 한 스로틀 바디를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 스로틀 바디의 일부 구성을 나타낸 개략적인 도면.

도 2는 본 발명에 따른 스로틀 바디의 일부 구성을 나타낸 개략적인 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

20. 유로 21. 메인 밸브

22. 아이들 스피드 액츄에이터 30. 공기 통로

31. 흡입 통로 32. 배출 통로

33. 소음 방어벽 34. 제1소음기

35. 제2소음기

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 스로틀 바디는, 흡입 공기가 유입되어 배출될 수 있도록 형성되고, 그 일측에 상기 흡입 공기의 유량을 제어하도록 설치된 메인 밸브가 구비된 유로와; 상기 메인 밸브 전방의 상기 유로의 일측에 흡입 공기가 유입되도록 형성된 흡입 통로와, 상기 흡입 통로와 연통되어 상기 메인 밸브의 후방으로 흡입 공기가 배출되도록 형성된 배출 통로를 구비하여 된 공기 통로와; 상기 흡입 통로와 상기 배출 통로 사이의 상기 공기 통로에 설치되어 아이들 상태에서 흡입 공기의 유량을 제어하는 아이들 스피드 액츄에이터와; 상기 아이들 스피드 액츄에이터의 전방 또는 후방의 상기 공기 통로에 소음을 제거하기 위해 적어도 하나 이상 구비된 소음 방지 수단;을 포함하는 것을 그 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 2에는 본 발명에 따른 스로틀 바디의 구성을 나타내 보인 개략도가 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 스로틀 바디는 아이들 상태에서 발생되는 고주파성 소음을 제어하여 소음이 발생되지 않도록 한 것으로 그 구성을 상술하기로 한다. 특히 여기에서는 트로틀 바디의 일반적인 구성은 생략하고, 본 발명의 특징에 따른 구성만을 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 스로틀 바디는, 흡입 공기가 유입되어 배출될 수 있도록 형성되고, 그 일측에 흡입 공기의 유량을 제어하도록 설치된 메인 밸브(21)가 구비된 유로(20)와, 상기 메인 밸브(21) 전방의 상기 유로(20)의 일측에 흡입 공기가 유입되도록 형성된 흡입 통로(31)와, 상기 흡입 통로(31)와 연통되어 상기 메인 밸브(21)의 후방으로 흡입 공기가 배출되도록 형성된 배출 통로(32)를 구비하여 된 공기 통로(30)와, 상기 흡입 통로(31)와 상기 배출 통로(32) 사이의 상기 공기 통로(30)에 설치되어 아이들 상태에서 흡입 공기의 유량을 제어하는 아이들 스피드 액츄에이터(22)와, 상기 아이들 스피드 액츄에이터(22)의 전방 또는 후방의 상기공기 통로(30)에 소음을 제거하기 위해 적어도 하나 이상 구비된 소음 방지 수단을 포함하여 구성된다.

상기 흡입 통로(31)는 와류 형성을 방지하기 위해 상기 유로(20)에 대해 소정 각도로 경사지게 형성된다. 그런데, 상기 흡입 통로(31)의 경사 각도는 특정한 각도에 한정되지 않고, 상기 유로(20)로부터 공기의 흡입이 원활하게 이루어지도록 흡입 통로(31)가 경사지게 형성되면 된다. 즉, 상기 흡입 통로(31)의 경사각이 예각(銳角)이면 특정한 각도에 한정되지 않는다. 이는 도 1의 흡입 통로(13)과 비교하면 용이하게 알 수 있다.그리고 상기 배출 통로(32)의 단부에는 소음을 저감시키기 위한 소음 방어벽(33)이 형성된다. 상기 소음 방어벽(33)은 공기가 상기 배출 통로(32)를 통해 배출될 때 공기의 흐름을 안내하도록 하는 층류 유동 가이드의 기능이 병행되도록 형성된다. 즉, 상기 배출 통로(32)와 상기 유로(20)가 접하는 부분에 소정 길이의 벽이 형성되어 소음 방어벽(33)은 물론 층류 유동 가이드의 역할을 할 수 있도록 형성된다.

그리고 상기 소음 방지 수단은, 상기 흡입 통로(31)의 일측에 설치된 제1소음기(34)와, 상기 배출 통로(32)의 일측에 설치된 제2소음기(35)로 이루어진다. 상기 제1,2소음기(34,35)는 상기 흡입 통로(31)와 상기 배출 통로(32)의 소정 길이만큼 통로의 단면이 확대되어 형성된다. 즉, 상기 흡입 통로(31) 및 배출 통로(32)의 크기(단면)가 갑자기 크게 확대 형성되어 소음기 역할을 하게 한 것이다. 즉, 상기 제1,2소음기(34,35)는 단면이 작은 흡입 및 배출 통로(31,32)의 단면을 크게하여 소음이 줄어들게 하는 효과를 이용한 것이다. 따라서 상기 제1,2소음기(34,35)의 단면의 크기 즉, 단면적 또는 체적은 흡입 및 배출 통로의 구조 및 환경에 의해 결정된다.일반적으로 공명기 또는 소음기의 단면 결정은 소음기가 형성된 통로 단면을 n이라 할 때, 4n, 8n, 16n....으로 결정된다.

상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 스로틀 바디의 작용을 설명하면 다음과 같다. 여기에서는 일반적인 스로틀 바디의 작용 설명은 생략하고, 본 발명의 특징에 따른 작용만을 설명하기로 한다.

도 2를 다시 참조하면, 상기 흡입 통로(31)를 경사지게 형성하여 1차적인 소음원을 제거하고, 그 후방 측에 제1소음기(34)를 형성하여 2차적인 소음을 제거한다. 그리고 상기 아이들 스피드 액츄에이터(22)를 통과하면서 발생하는 소음은 제2소음기(35)를 통하여 저감시킨다.

또한 상기 배출 통로(32) 출구에 마련된 소음 방어벽(33)을 통해 소음을 저감시키며 이를 통하여 공기가 안내되어 엔진으로 유입되도록 한다. 따라서 서지 탱크 내에서 공명되어 발생되던 큰 소음(white noise)은 사라지게 된다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 스로틀 바디는 다음과 같은 효과를 갖는다.

아이들 스피드 액츄에이터가 설치된 공기 통로에 소음을 제거하기 위한 소음 제거 수단을 마련함으로서 NVH(Noise Vibration Harshness) 성능을 개선한다. 그리고 소음의 감소로 운전이 쾌적해진다. 또한 소음 제거나 소음 방지를 위해 별도의 장치를 하는 것이 아니라 그 구조를 단순 변경하여 실시 가능한 것이므로 구조가 간단해지고 경제적이다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (6)

1. 흡입 공기가 유입되어 배출될 수 있도록 형성되고, 그 일측에 상기 흡입 공기의 유량을 제어하도록 설치된 메인 밸브가 구비된 유로와;

   상기 메인 밸브 전방의 상기 유로의 일측에 흡입 공기가 유입되도록 형성된 흡입 통로와, 상기 흡입 통로와 연통되어 상기 메인 밸브의 후방으로 흡입 공기가 배출되도록 형성된 배출 통로를 구비하여 된 공기 통로와;

   상기 흡입 통로와 상기 배출 통로 사이의 상기 공기 통로에 설치되어 아이들 상태에서 흡입 공기의 유량을 제어하는 아이들 스피드 액츄에이터와;

   상기 아이들 스피드 액츄에이터의 전방 또는 후방의 상기 공기 통로에 소음을 제거하기 위해 적어도 하나 이상 구비된 소음 방지 수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 스로틀 바디.
2. 제1항에 있어서,

   상기 흡입 통로는 와류 형성을 방지하기 위해 상기 유로에 대해 소정 각도로 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 스로틀 바디.
3. 제1항에 있어서,

   상기 배출 통로의 단부에는 소음을 저감시키기 위한 소음 방어벽이 형성된 것을 특징으로 하는 스로틀 바디.
4. (정정) 제3항에 있어서,

   상기 소음 방어벽은 공기가 상기 배출 통로를 통해 배출될 수 있도록 안내하는층류 유동 가이드의 기능이 병행되도록 형성된 것을 특징으로 하는 스로틀 바디.
5. (정정) 제1항에 있어서, 상기 소음 방지 수단은,

   상기 흡입 통로의 입구 일측에 설치된 제1소음기와;

   상기 배출 통로의단부에설치된 제2소음기;를 포함하여된 것을 특징으로 하는 스로틀 바디.
6. (정정)제5항에 있어서,

   상기 제1,2소음기는 상기 흡입 통로와 상기 배출 통로의 단면이 확대되어 형성된 것을 특징으로 하는 스로틀 바디.