KR100387853B1

KR100387853B1 - 엔진의 스로틀바디 흡기소음 저감구조

Info

Publication number: KR100387853B1
Application number: KR10-2000-0085881A
Authority: KR
Inventors: 황선양; 백성남
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2000-12-29
Filing date: 2000-12-29
Publication date: 2003-06-18
Also published as: KR20020056517A

Abstract

본 발명은 엔진의 스로틀바디 흡기소음 저감구조에 관한 것으로, 메인통로(11) 이외에 ISC통로로서 FIAV통로(13a)와 STMV통로(13b)를 갖춘 엔진의 스로틀바디 구조에 있어서, 상기 FIAV통로(13a)의 출구 일측 모서리에 메인통로(11)를 통해 유입되는 공기의 파동과 FIAV통로(13a) 내에 형성된 정상파의 간섭을 방지하는 차단판(13a')이 형성된 것을 특징으로 한다.

따라서, 상기 두 파동의 간섭 증폭에 의한 고주파의 캐비티 노이즈(Cavity noise)가 발생하지 않게 됨으로써 차량의 실내 정숙성이 향상되는 효과가 있다.

Description

엔진의 스로틀바디 흡기소음 저감구조{a structure for decreasing air intake noise of throttle body in engine}

본 발명은 엔진의 스로틀바디 구조에 관한 것으로, 특히 외기가 스로틀바디를 통과하여 흡기매니폴드로 유입되는 과정에서 발생하는 소음을 감소시킬 수 있도록 된 엔진의 스로틀바디 흡기소음 저감구조에 관한 것이다.

도 1a와 도 1b에 도시된 바와 같이, 스로틀바디(10)는 흡기매니폴드(20)의 입구에 연결되어 있으며, 내부에는 운전자의 가속페달 조작에 따라 개폐량이 조절되어 메인통로(11)를 통한 공기 흡입량을 조절하는 스로틀밸브(12)가 설치된다.또한, 스로틀밸브(12)가 닫힌 상태에서도 엔진을 아이들 상태로 운전할 수 있도록 상기 메인통로(11) 이외에 바이패스통로가 형성되는데, 이 바이패스통로를 ISC(Idel Speed Control)통로(13)라 하고, 별도의 밸브장치(14)를 두어 통과 공기의 양을 조절함으로써 아이들 상태를 최적(연비 및 유해 배기가스 저감 측면에서)으로 유지할 수 있도록 되어 있다.참고로 도 1a와 도 1b에서 미설명 부호 21은 엔진 실린더헤드의 흡기포트에 연결되는 접속부이고, 30은 연료를 분사하는 인젝터이다.

따라서, 엔진 아이들시에는 도 1a에 도시된 바와 같이, 스로틀밸브(12)에 의해 메인통로(11)가 닫힌 상태에서 상기 ISC통로(13)를 통해 외기가 흡입되며, 가속시에는 도 1b에 도시된 바와 같이, ISC통로(13)와 더불어 메인통로(11)가 개방되어 다량의 외기가 엔진으로 공급될 수 있도록 되어 있다.

한편, 근래의 엔진은 아이들 상태에서의 공기 공급을 엔진 상태에 따라 더욱 죄적으로 제어하기 위하여 상기 ISC통로(13)를 이원화하여 운용하고 있다.즉, 도 2에 도시된 바와 같이, FIAV(Fast Idle Auxiliary Valve)통로(13a)와 STMV(Step motor Valve)통로(13b)로 이루어지는데, FIAV통로(13a)에는 냉각수 온도에 따라 팽창 및 수축하는 왁스에 의해 개폐(냉각수온 60℃를 기준으로 이상일 때는 왁스가 팽창되어 밸브가 닫히고, 이하일 때는 수축하여 밸브가 열린다.)되는 밸브가 설치되고, STMV통로(13b)에는 엔진의 여러 운전조건에 따라 스텝모터를 이용하여 개폐량을 조절하는 밸브가 설치되어, 시동성을 향상시킴과 더불어 엔진 운전상태에 따라서 아이들시의 공기 공급량을 정밀하게 제어하고 있다.그런데, 상기와 같은 종래 구조의 스로틀바디(10)에서는 운전자의 가속 조작시 메인통로(11)를 통해 유입되는 공기가 상기 FIAV통로(13a)의 출구를 지날 때 고주파의 소음(날카로운 "휘~" 또는 "삐~" 와 같은 소음)이 발생하는 문제점이 있었다.상기 소음은 헬름홀쯔 공명기(Helmholtz Resonator)의 원리에 의해 발생하는 것으로, 엔진 가동후 소정 시간이 경과하여 냉각수온이 60℃ 이상으로 상승함에 따라 상기 FIAV통로(13a)가 차단되었을 때, 이 FIAV통로(13a)내 밸브 차단부로부터 출구까지의 부분이 공명기로서 작용하여 메인통로(11)를 통하여 유입되는 공기가 FIAV통로(13a)내에 형성된 정상파(Standing wave)와 만나면서 발생되며, 통상 캐비티 노이즈(Cavity noise)라 칭하고 있다.상기 캐비티 노이즈는 작은 공간 음장으로 인하여 소음 자체가 고주파의 소리로 발생되는 바, 운전자의 귀를 따갑게 할 정도로 크지는 않지만 매우 민감하게 들리는 특이한 소음으로서 운전자의 불쾌감을 가중시키는 요소이며, 반드시 해소되어야 할 소음 중 하나이다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 가속시 메인통로를 통해 유입되는 공기가 FIAV통로 상부를 통과할 때 캐비티 노이즈가 발생하는 현상을 해소하여 차량의 실내 정숙성을 향상시킬 수 있도록 된 엔진의 스로틀바디 흡기소음 저감구조를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 메인통로 이외에 ISC통로로서 FIAV통로와 STMV통로를 갖춘 엔진의 스로틀바디에 있어서, 상기 FIAV통로의 출구 일측 모서리에 메인통로를 통해 유입되는 공기의 파동과 FIAV통로 내에 형성된 정상파의 간섭을 방지하는 차단판이 형성된 것을 특징으로 한다.

도 1a는 스로틀밸브가 닫힌 상태의 스로틀바디 종단면도,

도 1b는 스로틀밸브가 열린 상태의 스로틀바디 종단면도,

도 2는 종래 스로틀바디의 출구부 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 스로틀바디의 출구부 사시도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 스로틀바디, 11 : 메인통로,

12 : 스로틀밸브, 13 : ISC통로,

13a : FIAV통로, 13b : STMV통로,

13a' : 차단판,

이하, 첨부한 예시 도면을 참조하여 본 발명을 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 스로틀바디의 출구부 사시도로서, 전술한 바와 같이 스로틀바디(10)에 메인통로(11)가 형성되고, 이 메인통로(11)에 스로틀밸브(12)가 설치되며, 상기 메인통로(11)의 하측에 ISC통로(13)로서 FIAV통로(13a)와 STMV통로(13b)가 형성된다.상기 FIAV통로(13a)와 STMV통로(13b)에는 각각 종래와 동일하게 왁스 내장형 밸브와 스텝모터에 의해 작동되는 밸브가 설치되어 개도량이 제어됨은 물론이다.

본 발명은 상기 스로틀바디(10)의 하측에 형성된 FIAV통로(13a)의 출구에 차단판(13a')이 형성되는 것에 그 특징이 있다.상기 차단판(13a')은 FIAV통로(13a) 출구 일측의 각진 모서리부에 형성되는 일종의 덧살로서, 메인통로(11)를 통해 유입되어 FIAV통로(13a)의 상부를 지나가는 공기의 파동과 냉각수의 온도가 설정온도(60℃) 이상으로 상승되어 왁스 팽창에 의해 FIAV통로(13a)가 차단되었을 때 이 FIAV통로(13a)내에 형성된 정상파(Standing wave)가 간섭되는 것을 방지하는 역할을 한다.

또한, 상기 차단판(13a')은 FIAV통로(13a)가 형성된 메인통로(11)의 출구를 이루는 내경면과 동일한 곡면으로 형성되어, 통로의 내측을 향해 돌출되지 않음으로써 메인통로(11)를 통해 유입되는 공기가 충돌하지 않도록 되어 있음은 물론이다.이하, 본 발명의 작용 및 효과에 대해 설명한다.엔진의 시동 초기에 상기 FIAV통로(13a)와 STMV통로(13b)는 모두 열려 있다. 이후, 소정의 시간이 경과하여 냉각수의 온도가 60℃ 이상으로 상승하면 FIAV통로(13a)내 왁스형 밸브의 작용에 의해 FIAV통로(13a)가 차단된다.이와 같은 상태에서 종래의 경우라면, 메인통로(11)를 통해 유입되는 공기의 파동이 FIAV통로(13a)에 형성된 정상파와 간섭되어 고주파의 캐비티 노이즈가 생성되지만, 본 발명에 의하면 상기 차단판(13a')에 의해 메인통로(11)를 통해 유입되는 공기의 파동과 FIAV통로(13a)에 형성된 정상파의 간섭이 이루어지지 않게 됨으로써 두 파동의 간섭 증폭에 의한 고주파 소음이 발생하지 않게 된다.즉, FIAV통로(13a)의 출구부에서 생성되는 캐비티 노이즈의 발생이 억제되는 것이다.한편, 스로틀바디(10)의 ISC통로(13)에 있어서, 상기 STMV통로(13b)는 스로틀밸브(12)가 닫혔을 경우(FIAV통로(13a)는 이미 닫힌 상태)에도 엔진의 지속적인 작동을 위해 공기를 공급할 수 있도록 완전히 닫히지 않게 되는 바, STMV통로(13b)는 FIAV통로(13a)와 같이 공명기의 역할을 하지 못하여 STMV통로(13b)의 출구에서는 캐비티 노이즈가 생성되지 않으므로 STMV통로(13b)의 출구에는 상기와 같은 차단판을 형성할 필요가 없음을 알려 둔다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, ISC통로 중 FIAV통로의 출구에 메인통로를 통해 유입되는 공기의 파동과 FIAV통로 내부에 형성된 정상파의 간섭을 방지하는 차단판이 형성되어 상기 두 파동의 간섭 증폭으로 인한 캐비티 노이즈의 발생이 억제됨으로써 차량의 실내 정숙성이 향상되는 효과가 있다.

Claims

메인통로(11) 이외에 ISC통로로서 FIAV통로(13a)와 STMV통로(13b)를 갖춘 엔진의 스로틀바디 구조에 있어서,

상기 FIAV통로(13a)의 출구 일측 모서리에 메인통로(11)를 통해 유입되는 공기의 파동과 FIAV통로(13a) 내에 형성된 정상파의 간섭을 방지하는 차단판(13a')이 형성된 것을 특징으로 하는 엔진의 스로틀바디 흡기소음 저감구조.
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