KR100789646B1

KR100789646B1 - 가솔린 엔진에 사용되는 텀블 컨트롤 밸브 조립체

Info

Publication number: KR100789646B1
Application number: KR1020070025126A
Authority: KR
Inventors: 김영진; 윤성현; 박성민
Original assignee: 주식회사 케피코
Priority date: 2007-03-14
Filing date: 2007-03-14
Publication date: 2007-12-27

Abstract

본 발명은 가솔린 엔진에 사용되는 텀블 컨트롤 밸브 조립체에 관한 것으로, 흡기 매니폴드(10)의 러너(11,12,13,14)를 관통하는 밸브축(21)의 길이방향 중간부위와 대응하도록 상기 러너(11,12,13,14)를 회피하여 흡기 매니폴드(10)에 형성되는 삽입홈(17)과, 상기 밸브축(21)의 길이방향 중간부위에 끼워져서 밸브축(21)과 일체로 회전할 수 있게 결합되는 한편 밸브판(25)의 개폐동작시 발생하는 밸브축(21)의 길이방향 떨림 및 진동을 감쇠시키도록 하는 부시부재(40)와, 상기 밸브축(21)의 길이방향을 따라 상기 부시부재(40)가 끼워지는 관통구멍(51)이 형성되는 한편 상기 부시부재(40)가 끼워진 상태에서 상기 삽입홈(17)으로 끼워지는 스톱퍼부재(50)와, 상기 스톱퍼부재(50)의 상,하단 바깥 둘레면에 일체로 결합되어 상기 스톱퍼부재(50)가 상기 삽입홈(17)으로 삽입될 때 삽입홈(17)과의 마찰간섭을 통해 삽입홈(17)으로 끼워진 상태의 스톱퍼부재(50)를 고정시키는 한편 상기 밸브판(25)의 개폐동작시 발생하는 밸브축(21)의 원주방향 떨림 및 진동을 감쇠시키도록 하는 한 쌍의 오링(60)을 포함하도록 구성되어져, 밸브판(25)이 러너의 공기통로를 개폐시키는 동작을 할 때에 밸브축(21)의 떨림 및 진동 현상을 없앨 수 있게 되고, 이로 인해 상기 밸브판(25)의 오작동 및 작동불량도 없앨 수 있게 됨은 물론 전체적인 내구성의 향상을 도모할 수 있도록 된 것이다.

Description

가솔린 엔진에 사용되는 텀블 컨트롤 밸브 조립체{Tumble control valve assembly}

도 1은 가솔린 엔진에서 사용되는 텀블 컨트롤 밸브 조립체에 대한 제어장치의 개략적인 구성도,

도 2는 본 발명에 따라 스톱퍼부재를 구비한 텀블 컨트롤 밸브의 사시도,

도 3은 도 2의 분리사시도,

도 4는 본 발명에 따라 스톱퍼부재를 구비한 텀블 컨트롤 밸브가 흡기 매니폴드에 설치된 상태를 보여주기 위한 단면도,

도 5는 도 4의 Ⅰ-Ⅰ선 부분단면도이다.

< 도면의 주요 부분에 사용된 부호의 설명 >

10 - 흡기 매니폴드 11,12,13,14 - 러너

11a,12a,13a,14a - 공기통로 17 - 삽입홈

21 - 밸브축 23 - 밸브모터

25 - 밸브판 40 - 부시부재

50 - 스톱퍼부재 51 - 관통구멍

60 - 오링 70 - 마개부재

본 발명은 가솔린 엔진에 사용되는 텀블 컨트롤 밸브 조립체에 관한 것으로, 특히 밸브판의 개폐 동작시 밸브축의 떨림 및 진동 현상의 발생을 예방할 수 있도록 하여 상기 밸브판의 오작동 및 작동성의 불량을 없앨 수 있도록 하는 가솔린 엔진에 사용되는 텀블 컨트롤 밸브 조립체에 관한 것이다.

일반적으로, 가솔린 엔진에서 멀티 포인트 분사(Multi Point Injection; 이하 'MPI'라 함)용 전자 제어 시스템(Electronic Management System; 이하 'EMS'라 함)은 쓰로틀링을 통한 제어로서 가변 차지 모션 밸브(Variable Charge Motion 밸브 ; 이하 VCM 밸브라 함)를 선택적으로 사용한다.

상기 가변 차지 모션(VCM)은 엔진의 시동시 불완전 연소로 발생하는 각종 가스를 최소화시키고자 텀블 타입의 유동을 발생시켜 분사가스의 완전연소를 이룩하기 위한 시스템이다.

여기서, 상기 VCM 밸브는 흡기 유동을 스월 또는 텀블 타입으로 연소실에 공급하기 위한 스월 컨트롤 밸브(Swirl Control Valve; SCV) 또는 텀블 컨트롤 밸브(Tumble Control Valve; TCV)를 통칭하는 명칭으로 규정한다.

한편, 도 1에는 가솔린 엔진에서 사용되는 VCM 밸브 중 텀블 컨트롤 밸브(TCV) 조립체에 대한 제어장치의 구성도가 도시되어 있다.

도시된 바와 같이 텀블 컨트롤 밸브 조립체는, 실린더의 각 기통과 연결되는 다수개의 러너(11,12,13,14)를 구비하고서 밸브 하우징의 역할을 수행하는 흡기 매니폴드(10)와, 상기 흡기 매니폴드(10)에 장착되어 상기 러너(11,12,13,14)의 공기 통로(11a,12a,13a,14a)를 선택적으로 개폐시키면서 흡기의 유동을 텀블 타입으로 변화시키는 텀블 컨트롤 밸브(20)로 구성된다.

여기서, 상기 텀블 컨트롤 밸브(20)는 흡기 매니폴드(10)를 일직선의 형태로 가로질러 설치되는 밸브축(21)과, 엔진 회전수 및 엑셀 페달의 개도량 신호에 따른 ECU(31)로부터의 제어신호에 의해 구동되면서 상기 밸브축(21)으로 동력전달이 가능하도록 연결된 밸브모터(23)와, 상기 밸브축(21)상에 일체로 결합되어 상기 흡기 매니폴드(10)에 구비된 각 러너(11,12,13,14)의 공기통로(11a,12a,13a,14a)마다 한 개씩 배치되도록 설치되는 한편 상기 밸브모터(23)의 동력으로 밸브축(21)과 함께 회전하면서 상기 공기통로(11a,12a,13a,14a)를 선택적으로 개폐시키는 다수개의 밸브판(25)으로 구성된다.

따라서, 엔진 회전수 및 엑셀 페달의 개도량 신호에 따른 ECU(31)의 제어신호에 의해 상기 밸브모터(23)가 구동하면 밸브축(21)과 밸브판(25)이 함께 회전하면서 흡기 매니폴드(20)에 구비된 각 러너(11,12,13,14)의 공기통로(11a,12a,13a,14a)를 상기 밸브판(25)이 개폐시키게 되고, 이에 따라 흡기의 유동은 도시된 화살표와 같이 텀블 타입으로 변화되어 연소실(32)에 공급되어 진다.

도 1에 도시된 미설명 도면부호 33은 서지탱크이고, 미설명 도면부호 34는 쓰로틀 유닛이다.

한편, 상기와 같은 종래의 텀블 컨트롤 밸브 조립체 중에서 흡기 매니폴드(10)를 관통하여 설치되는 상기 밸브축(21)은 그 양단만이 상기 흡기 매니폴더(10)에 고정 설치되는 구조로 되어 있다.

따라서, 상기 밸브판(25)이 러너(11,12,13,14)의 공기통로(11a,12a,13a,14a)를 개폐시키는 동작을 할 때 상기 밸브축(21)은 양단사이의 중간부위가 심하게 떨리거나 또는 크게 진동하는 현상이 발생하게 되고, 이와 같은 밸브축(21)의 떨림 및 진동 현상에 의해 밸브판(25)이 공기통로(11a,12a,13a,14a)를 밀폐시키는 동작을 할 때 밸브판(25)의 오작동 및 작동성의 불량이 발생하는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 밸브축의 양단 및 양단 사이의 중간부위가 흡기 매니폴더에 고정되어 지지되는 구조를 갖도록 개선하여, 밸브판의 개폐 동작시 밸브축의 떨림 및 진동 현상의 발생을 예방할 수 있도록 하고, 아울러 상기 밸브판이 공기통로를 밀폐시키는 동작을 할 때 밸브판의 오작동 및 작동불량을 없앨 수 있도록 하는 가솔린 엔진에 사용되는 텀블 컨트롤 밸브 조립체를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 텀블 컨트롤 밸브 조립체는, 흡기 매니폴드의 러너를 관통하는 밸브축의 길이방향 중간부위와 대응하도록 상기 러너를 회피하여 흡기 매니폴드에 형성되는 삽입홈과; 상기 밸브축의 길이방향 중간부위에 끼워져서 밸브축과 일체로 회전할 수 있게 결합되는 한편 밸브판의 개폐동작시 발생하는 밸브축의 길이방향 떨림 및 진동을 감쇠시키도록 하는 부시부재와; 상기 밸브축의 길이방향을 따라 상기 부시부재가 끼워지는 관통구멍이 형성되는 한편 상기 부시부재가 끼워진 상태에서 상기 삽입홈으로 끼워지는 스톱퍼부재와; 상기 스톱퍼부재의 상,하단 바깥 둘레면에 일체로 결합되어 상기 스톱퍼부재가 상기 삽입홈으로 삽입될 때 삽입홈과의 마찰간섭을 통해 삽입홈으로 끼워진 상태의 스톱퍼부재를 고정시키는 한편 상기 밸브판의 개폐동작시 발생하는 밸브축의 원주방향 떨림 및 진동을 감쇠시키도록 하는 한 쌍의 오링;을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

이하 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따라 스톱퍼부재를 구비한 텀블 컨트롤 밸브의 사시도이고, 도 3은 도 2의 분리사시도로서, 종래와 동일한 부위에는 동일한 참조부호를 붙이면서 설명하기로 한다.

본 발명에 따라 가솔린 엔진에서 사용되는 VCM 밸브 중 텀블 컨트롤 밸브(TCV) 조립체는 크게 흡기 매니폴드(10)와 텀블 컨트롤 밸브(20)로 구성된다.

여기서, 상기 흡기 매니폴드(10)는 밸브 하우징의 역할을 수행하는 것으로서 도 1을 참조로 전술하였던 바와 같이 실린더의 각 기통과 연결되는 다수개의 러너(11,12,13,14)를 구비하고 있으며, 상기 각 러너(11,12,13,14)에는 공기통로(11a,12a,13a,14a)가 각각 형성된 구조이다.

그리고, 상기 텀블 컨트롤 밸브(20)는 상기 흡기 매니폴드(10)에 장착되어 상기 러너(11,12,13,14)의 공기통로(11a,12a,13a,14a)를 선택적으로 개폐시키면서 흡기의 유동을 텀블 타입으로 변화시키는 것으로서, 그 구성은 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이 상기 흡기 매니폴드(10)의 러너(11,12,13,14)를 일직선의 형태로 가로질러 설치되는 밸브축(21)과, 엔진 회전수 및 엑셀 페달의 개도량 신호에 따른 ECU(31)로부터의 제어신호에 의해 구동되면서 상기 밸브축(21)으로 동력전달이 가능하도록 연결된 밸브모터(23)와, 상기 밸브축(21)상에 일체로 결합되어 상기 흡기 매니폴드(10)에 구비된 각 러너(11,12,13,14)의 공기통로(11a,12a,13a,14a)마다 한 개씩 배치되도록 설치되는 한편 상기 밸브모터(23)의 동력으로 밸브축(21)과 함께 회전하면서 상기 공기통로(11a,12a,13a,14a)를 선택적으로 개폐시키는 다수개의 밸브판(25)과, 상기 밸브판(25)마다 각각 한 개씩 일체로 결합되어 상기 밸브판(25)이 상기 공기통로(11a,12a,13a,14a)를 개폐시킬 때 상기 러너(11,12,13,14)와 직접 접촉하면서 소음과 진동을 줄일 수 있도록 하는 댐퍼(27)를 포함하여 구성된다.

상기 댐퍼(27)는 그 재질이 고무인 것으로서, 상기 밸브축(21)의 길이방향과 평행한 방향으로 상기 밸브판(25)마다 각각 한 개씩 가류 접착되어 일체로 결합된 구조이다.

한편, 본 발명에 따른 턴블 컨트롤 밸브 조립체는 도시된 바와 같이 흡기 매니폴드(10)의 러너(11,12,13,14)를 관통하는 밸브축(21)의 길이방향 중간부위와 대응하도록 상기 러너(11,12,13,14)를 회피하여 흡기 매니폴드(10)에 형성되는 삽입홈(17)과, 상기 밸브축(21)의 길이방향 중간부위에 끼워져서 밸브축(21)과 일체로 회전할 수 있게 결합되는 한편 밸브판(25)의 개폐동작시 발생하는 밸브축(21)의 길이방향 떨림 및 진동을 감쇠시키도록 하는 부시부재(40)와, 상기 밸브축(21)의 길이방향을 따라 상기 부시부재(40)가 끼워지는 관통구멍(51)이 형성되는 한편 상기 부시부재(40)가 끼워진 상태에서 상기 삽입홈(17)으로 끼워지는 스톱퍼부재(50)와, 상기 스톱퍼부재(50)의 상,하단 바깥 둘레면에 일체로 결합되어 상기 스톱퍼부 재(50)가 상기 삽입홈(17)으로 삽입될 때 삽입홈(17)과의 마찰간섭을 통해 삽입홈(17)으로 끼워진 상태의 스톱퍼부재(50)를 고정시키는 한편 상기 밸브판(25)의 개폐동작시 발생하는 밸브축(21)의 원주방향 떨림 및 진동을 감쇠시키도록 하는 한 쌍의 오링(60)을 더 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 스톱퍼부재(50)의 상,하단에는 오링(60)의 결합을 위해 원주방향 바깥 둘레면을 따라 한 쌍의 오링홈(51)이 음각되어 형성된 구조이다.

그리고, 상기 스톱퍼부재(50)의 관통구멍(51)으로 끼워진 부시부재(40)는, 상기 밸브축(21)과 함께 회전할 때에 상기 관통구멍(51)내에서 자유로운 회전이 가능하도록 설치된 구조이다.

즉, 상기 부시부재(40)는 플라스틱에 의해 형성된 것이며 상기 밸브축(21)과 함께 회전할 때에 그 바깥의 표면은 상기 관통구멍(51)의 안쪽면과 서로 마찰 간섭이 발생하지 않는 구조인 것이다.

그리고, 상기 흡기 매니폴드(10)의 삽입홈(17)은 스톱퍼부재(50)의 삽입 후 마개부재(70)에 의해 밀폐되는 구조로 되어 있다.

따라서, 본 발명에 따라 텀블 컨트롤 밸브 조립체를 구성하는 밸브축(21)은 그 양단이 흡기 매니폴드(10)에 고정되는 구조일 뿐만 아니라, 길이방향의 중간부위도 스톱퍼부재(50)를 통해 상기 흡기 매니폴드(10)에 고정되는 구조를 갖게 된다.

이와 같이, 밸브축(21)의 설치구조가 개선된 본 발명의 텀블 컨트롤 밸브 조립체는 밸브판(25)이 러너(11,12,13,14)의 공기통로(11a,12a,13a,14a)를 개폐시키 는 동작을 할 때에 밸브축(21)의 떨림 및 진동 현상을 예방할 수 있게 되고, 이 결과 밸브판(25)이 공기통로(11a,12a,13a,14a)를 밀폐시키는 동작을 할 때에 상기 밸브판(25)의 오작동 및 작동불량을 없앨 수 있는 장점을 갖출 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 텀블 컨트롤 밸브 조립체는 밸브판(25)의 개폐 동작시 밸브축(21)의 떨림 및 진동 현상을 예방할 수 있게 됨으로써, 전체적인 내구성의 향상을 도모할 수 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 텀블 컨트롤 밸브 조립체는, 밸브판이 러너의 공기통로를 개폐시키는 동작을 할 때에 밸브축의 떨림 및 진동 현상을 없앨 수 있게 되고, 이로 인해 상기 밸브판의 오작동 및 작동불량도 없앨 수 있게 됨은 물론 전체적인 내구성의 향상을 도모할 수 있는 효과가 있게 된다.

Claims

흡기 매니폴드(10)의 러너(11,12,13,14)를 관통하는 밸브축(21)의 길이방향 중간부위와 대응하도록 상기 러너(11,12,13,14)를 회피하여 흡기 매니폴드(10)에 형성되는 삽입홈(17)과;

상기 밸브축(21)의 길이방향 중간부위에 끼워져서 밸브축(21)과 일체로 회전할 수 있게 결합되는 한편 밸브판(25)의 개폐동작시 발생하는 밸브축(21)의 길이방향 떨림 및 진동을 감쇠시키도록 하는 부시부재(40)와;

상기 밸브축(21)의 길이방향을 따라 상기 부시부재(40)가 끼워지는 관통구멍(51)이 형성되는 한편 상기 부시부재(40)가 끼워진 상태에서 상기 삽입홈(17)으로 끼워지는 스톱퍼부재(50)와;

상기 스톱퍼부재(50)의 상,하단 바깥 둘레면에 일체로 결합되어 상기 스톱퍼부재(50)가 상기 삽입홈(17)으로 삽입될 때 삽입홈(17)과의 마찰간섭을 통해 삽입홈(17)으로 끼워진 상태의 스톱퍼부재(50)를 고정시키는 한편 상기 밸브판(25)의 개폐동작시 발생하는 밸브축(21)의 원주방향 떨림 및 진동을 감쇠시키도록 하는 한 쌍의 오링(60);

을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 가솔린 엔진에 사용되는 텀블 컨트롤 밸브 조립체.
청구항 1에 있어서, 상기 스톱퍼부재(50)의 관통구멍(51)으로 끼워진 부시부 재(40)는,

상기 밸브축(21)과 함께 회전할 때에 상기 관통구멍(51)내에서 자유로운 회전이 가능하도록 설치된 것을 특징으로 하는 가솔린 엔진에 사용되는 텀블 컨트롤 밸브 조립체.
청구항 1에 있어서, 상기 부시부재(40)는 플라스틱으로 형성된 것을 특징으로 하는 가솔린 엔진에 사용되는 텀블 컨트롤 밸브 조립체.
청구항 1에 있어서, 상기 흡기 매니폴드(10)의 삽입홈(17)은 스톱퍼부재(50)의 삽입 후 마개부재(70)에 의해 밀폐되는 것을 특징으로 하는 가솔린 엔진에 사용되는 텀블 컨트롤 밸브 조립체.