KR101071770B1 - Variable Induction System for automobile - Google Patents
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Abstract
본 발명은 자동차용 가변 흡기시스템에 관한 것으로서, 내부 공간이 상,하로 분리되도록 중간에 격판을 설치하고, 상기 격판에 흡기 부압에 의해 개폐되는 밸브를 설치하여, 그 밸브가 흡기 부압에 연동되는 액츄에이터에 연결되어 엔진의 회전속도가 상승됨에 따라 개방되도록 한 가변 흡기시스템에 있어서, 플레넘의 일측 단부에 소정 폭만큼 연장되며 흡기 부압에 의해 개폐되는 밸브가 장착된 연장부를 설치함으로써, 종래의 가변 흡기시스템의 서지탱크와 비교하여 엔진의 고속 운전시 연장된 플레넘 공간만큼의 흡기 용량이 증대되어 상대적으로 고속 영역에서의 성능을 향상시킬 수 있는 자동차용 가변 흡기시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a variable intake system for automobiles, the diaphragm is provided in the middle so that the inner space is separated up and down, and the valve is installed in the diaphragm opening and closing by the intake negative pressure, the valve is connected to the intake negative pressure actuator In the variable intake system which is connected to the engine to be opened as the rotational speed of the engine increases, the conventional variable intake is provided by installing an extension in which one side of the plenum extends by a predetermined width and is equipped with a valve that is opened and closed by intake negative pressure. Compared to the surge tank of the system, the intake capacity of an extended plenum space is increased in the high speed operation of the engine, and the present invention relates to a variable intake system for automobiles which can improve performance in a relatively high speed region.
자동차, 가변 흡기시스템, 연장부, 격판, 밸브 Automotive, variable intake system, extension, diaphragm, valve
Description
도 1은 본 발명에 따른 자동차용 가변 흡기시스템을 도시한 것으로서, 밸브의 폐쇄구조를 나타내는 도면,1 is a view showing a variable intake system for a vehicle according to the present invention, showing a closed structure of a valve;
도 2는 본 발명에 따른 자동차용 가변 흡기시스템을 도시한 것으로서, 밸브의 개방구조를 나타내는 도면,2 is a view illustrating a variable intake system for a vehicle according to the present invention, which shows an open structure of a valve;
도 3은 본 발명에 따른 자동차용 가변 흡기시스템을 도시한 것으로서, 밸브를 작동시키는 작동수단을 나타내는 도면,3 is a view illustrating a variable intake system for a vehicle according to the present invention, which shows operating means for operating a valve;
도 4는 본 발명에 따른 자동차용 가변 흡기시스템을 도시한 것으로서, 내부구조를 상,하로 분리시키는 격판을 나타내는 도면,4 is a view showing a variable intake system for an automobile according to the present invention, which divides the internal structure up and down,
도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 자동차용 가변 흡기시스템을 도시한 것으로서, 밸브의 작동상태를 나타내는 도면,5a and 5b is a view showing a variable intake system for a vehicle according to the present invention, showing the operating state of the valve,
도 6a 및 도 6b는 종래의 자동차용 가변 흡기시스템을 도시한 것으로서, 밸브의 작동상태를 나타내는 도면이다. 6A and 6B illustrate a conventional variable intake system for a vehicle, and show an operating state of a valve.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
10 : 연장부 11 : 격판10: extension part 11: diaphragm
12 : 밸브 12a : 회전축12
12b : 수직 격벽 12c : 연결부12b:
20 : 런너 30 : 플레넘(plenum)20
40 : 흡기 유입구 50 : 구동 액추에이터40: intake air inlet 50: drive actuator
55 : 레버55: lever
본 발명은 자동차용 가변 흡기시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 플레넘의 일측 단부에 소정 폭만큼 연장되며 흡기 부압에 의해 개폐되는 밸브가 장착된 연장부를 설치하여 종래의 서지탱크 구조와 대비하여 밸브 오픈시 연장된 플레넘 공간만큼의 흡기 용량이 증대되어 상대적으로 고속 영역에서의 성능을 향상시킬 수 있는 자동차용 가변 흡기시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a variable intake system for automobiles, and more particularly, an extension part provided with a valve extending by a predetermined width at one end of the plenum and opened and closed by an intake negative pressure is installed in comparison with a conventional surge tank structure. The present invention relates to a variable intake system for automobiles, which has an increased intake capacity as much as an extended plenum space when opened, thereby improving performance in a relatively high speed region.
일반적으로, 흡기 매니폴드는 스로틀 바디로부터 흡입된 공기를 연소실로 유도하기 위기 위한 관으로, 2실린더 이상의 다실린더 엔진에서 각각의 연소실로 혼합기가 균일하게 분배되도록 하는 역할을 한다.In general, the intake manifold is a pipe for inducing air drawn from the throttle body into the combustion chamber, and serves to uniformly distribute the mixer to each combustion chamber in a multi-cylinder engine of two or more cylinders.
그런데, 흡기 매니폴드로 공기가 통과되는 런너의 길이 및 플레넘(plenum)의 용량에 따라서 엔진의 효율이 달라지게 되는데, 특히 엔진이 중저속 영역(3500rpm 대역)에서 운전되는 경우에는 플레넘의 용량이 작은 것이 유리하고, 엔진이 고속 영역(6000rpm 대역)에서 운전되는 경우에는 플레넘의 용량이 큰 것이 유리하다.However, the efficiency of the engine varies depending on the length of the runner and the plenum capacity of the air passing through the intake manifold, especially when the engine is operated in the low to medium speed range (3500 rpm band). This small one is advantageous, and it is advantageous that the plenum's capacity is large when the engine is operated in the high speed region (6000 rpm band).
이에 대한 대안으로 엔진의 전속도 영역에 따라 흡기관의 길이와 단면적이 최적화될 수 있도록 런너의 길이와 플레넘의 용량이 변환되는 가변 흡기시스템(VIS, Variable Induction System)이 개발되어 엔진에 적용되고 있다.As an alternative to this, a variable induction system (VIS) has been developed to convert the runner length and plenum capacity so that the length and cross-sectional area of the intake pipe can be optimized according to the full speed range of the engine. have.
상기한 가변 흡기시스템(VIS)은 도 6a 및 도 6b에서와 같이, 흡기 매니폴드(100)의 런너(110) 일측으로 서지탱크 역할을 하는 플레넘(130)이 형성되고, 상기 플레넘(130)의 일측에 엔진의 전속도 영역에 따라 흡입공기가 통과하는 런너(110)의 길이를 제어하기 위한 밸브(120)가 형성된다. In the variable intake system VIS, as shown in FIGS. 6A and 6B, a
상기 밸브(120)는 엔진이 중저속 영역에서 운전되는 경우에는 닫힌(close)상태가 되고, 엔진이 고속영역에서 운전되는 경우에는 개방(open)상태가 되도록 설정된다.The
그런데, 종래의 가변 흡기시스템에서는 엔진의 전속도 영역, 즉 상기 중저속 영역 및 고속 영역 전체에서 동시에 성능의 향상을 도모할 수 없었다.By the way, in the conventional variable intake system, it is impossible to simultaneously improve the performance in the entire speed range of the engine, that is, the medium low speed region and the high speed region.
즉, 중저속 영역의 성능을 향상시키려면 플레넘(130)의 용량을 작게 해야 하는데, 이렇게 될 경우 고속 영역에서 성능이 저하되고, 반대로 고속 영역의 성능을 향상시키기 위하여 플레넘(130)의 용량을 크게 하면 저속 영역의 성능이 저하되는 문제점이 있었다.That is, the capacity of the
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 내부 공간이 상,하로 분리되도록 중간에 격판을 설치하고, 상기 격판에 흡기 부압 에 의해 개폐되는 밸브를 설치하여, 그 밸브가 흡기 부압에 연동되는 액츄에이터에 연결되어 엔진의 회전속도가 상승됨에 따라 개방되도록 한 가변 흡기시스템에 있어서, 플레넘의 일측 단부에 소정 폭만큼 연장되며 흡기 부압에 의해 개폐되는 밸브가 장착된 연장부를 설치함으로써, 종래의 서지탱크 구조와 대비하여 엔진의 고속 운전시에 연장된 플레넘 공간만큼의 흡기 용량이 증대되어 상대적으로 고속 영역에서의 성능을 향상시키고, 중저속 영역에서의 성능은 종래와 동일하게 구현될 수 있도록 하는 자동차용 가변 흡기시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.Therefore, the present invention has been invented to solve the above problems, by installing a diaphragm in the middle so that the inner space is separated up and down, and by installing a valve that is opened and closed by the intake negative pressure on the diaphragm, the valve is intake In a variable intake system connected to an actuator linked to a negative pressure to open as the engine's rotational speed increases, by installing an extension in which one end of the plenum extends by a predetermined width and is equipped with a valve that is opened and closed by the intake negative pressure In comparison with the conventional surge tank structure, the intake capacity of the plenum space extended at the high speed of the engine is increased to improve the performance in the relatively high speed region, and the performance in the medium to low speed region is implemented as in the conventional art. It is an object of the present invention to provide a variable intake system for automobiles.
이하, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 대해 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, the features of the present invention for achieving the above object are as follows.
본 발명은, 내부 공간이 상,하로 분리되도록 중간에 격판을 설치하고, 상기 격판에 흡기 부압에 의해 개폐되는 밸브를 설치하여, 그 밸브가 흡기 부압에 연동되는 액츄에이터에 연결되어 엔진의 회전속도가 상승됨에 따라 개방되도록 한 가변 흡기시스템에 있어서, In the present invention, the diaphragm is installed in the middle so that the inner space is separated up and down, and the valve is installed on the diaphragm by opening and closing the intake negative pressure, the valve is connected to the actuator linked to the intake negative pressure, so that the rotational speed of the engine In a variable intake system adapted to open as it is raised,
공기가 유입되는 플레넘의 반대쪽 단부에 대응하는 방향으로 연장된 소정 체적을 갖는 연장부와;An extension having a predetermined volume extending in a direction corresponding to an opposite end of the plenum into which air is introduced;
상기 연장부의 중심부에 수직으로 형성된 회전축을 두고 회전하는 반원형의 수직 격벽 및 그 수직 격벽과 회전축을 수직 연결하는 연결부로 이루어진 밸브와;A valve comprising a semi-circular vertical partition wall that rotates about a rotation axis vertically formed at a central portion of the extension part, and a connection part vertically connecting the vertical partition wall and the rotation axis;
상기 밸브의 회전 위치에 따라 플레넘의 상,하측 공간이 연통되거나 차단되 도록 그 일측 단부가 그 밸브의 외벽과 꼭 맞는 형상인 격판을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다. According to the rotational position of the valve, one end of the plenum is characterized in that it comprises a diaphragm having a shape that fits the outer wall of the valve so that the upper or lower spaces communicate or cut off.
특히, 상기 연장부는 그 차단면이 반원형으로 굴곡 형성된 것을 특징으로 한다.In particular, the extension portion is characterized in that the blocking surface is formed in a semi-circular curved.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 구성에 대해 상세하게 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
첨부한 도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 자동차용 가변 흡기시스템을 도시한 것으로서, 밸브의 폐쇄 및 개방구조를 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 자동차용 가변 흡기시스템을 도시한 것으로서, 밸브를 작동시키는 작동수단을 나타내는 도면이며, 도 4는 본 발명에 따른 자동차용 가변 흡기시스템을 도시한 것으로서, 내부구조를 상,하로 분리시키는 격판을 나타내는 도면이다. 1 and 2 are views illustrating a variable intake system for a vehicle according to the present invention, a view showing a closed and open structure of a valve, and FIG. 3 is a view illustrating a variable intake system for a vehicle according to the present invention. Figure 4 is a view showing the operating means for operating the valve, Figure 4 is a view showing a variable intake system for a vehicle according to the present invention, a partition for separating the internal structure up and down.
본 발명은 흡기 매니폴드가 공명기 기능을 수행하도록 하여 흡기의 과급효과를 구현하고 이를 통해 엔진의 전속도 영역에서의 성능을 향상시킬 수 있는 가변 흡기시스템에 있어서, 플레넘(30) 용량을 엔진의 전속도 영역 중, 고속 영역시에 더욱 증대시킬 수 있도록 한 서지탱크를 구비하고 있다. The present invention provides an intake manifold to perform a resonator function to implement the supercharge effect of the intake and thereby to improve the performance in the full speed range of the engine, the plenum (30) capacity of the engine The surge tank is provided so as to be further increased in the high speed region of the full speed region.
이를 위해, 상기 서지탱크의 상,하측 공간에는 각각 뱅크(미도시)측으로 연결되는 3 또는 4개의 런너(20)가 연결되어 있으며, 각각의 런너(20)가 하나로 통합되는 플레넘(plenum)(30)이 위치하고 있다.To this end, three or four
상기 플레넘(30)은 흡기 유입구(40)에서 유입된 공기를 런너(20)로 공급되도록 하며, 흡기의 과급 효과를 구현하기 위한 공명 공간(resonance tube)으로 구비 된다.The
한편, 공기가 유입되는 플레넘(30)의 반대쪽 단부에 대응하는 방향으로 연장되어 차단면이 반원형으로 굴곡 형성된 소정 체적을 갖는 연장부(10)가 구비되어 있는 바, 상기 연장부(10)는 플레넘(30)의 용량을 일정부분 증대시키는 구성으로서, 흡기 용량이 상기 연장부(10)의 용량만큼 증대된다.Meanwhile, an
이때, 상기 연장부(10)는 내부 공간을 상,하로 분리되도록 하여 상기 상측 및 하측의 런너(20)로의 흡기 공급이 차단될 수 있도록 그 중간에 격판(11)이 설치되어 있고, 상기 격판(11)에 흡기 부압에 의해 개폐되는 밸브(12)가 설치되어 있다. At this time, the
상기 밸브(12)는 상기 연장부(10)의 중심부에 수직으로 형성된 회전축(12a)을 두고 회전하는 반원형의 수직 격벽(12b)으로 되어 있으며, 그 수직 격벽(12b)과 회전축(12a)을 수직 연결하는 연결부(12c)가 구성되어 있다.The
이때, 상기 수직 격벽(12b)의 외벽은 상기 격판(11)의 단부와 꼭 맞게 형성되어 상기 격판(11)과 수직 격벽(12b)이 완전히 접촉시 도 1에 도시된 바와 같이, 밸브(12)의 폐쇄구조를 이루게 된다.At this time, the outer wall of the
이렇게 상기 밸브(12)가 폐쇄 구조를 구현할 경우, 그 플레넘(30)의 용량은 종래의 플래넘의 용량과 거의 동일하게 되어 성능에 아무런 문제가 없게 된다.When the
반면에, 엔진의 회전 속도가 상승됨에 따라 상기 밸브(12)가 개방 구조를 구현할 경우, 도 2에 도시된 바와 같이, 그 플레넘(30)의 용량이 연장부(10)의 연장된 공간만큼의 흡기 용량이 증대되어 상대적으로 고속 영역에서의 성능이 향상된 다.On the other hand, when the
즉, 상기 밸브(12)의 개방시 프레넘의 상,하측 공간이 서로 연통되게 하고 이를 통해 공명 현상을 발생시켜 흡기의 과급 효과를 향상시키는 바, 상기 연장부(10)만큼의 공간 증대로 공명 효과를 향상시킬 수 있게 된다. That is, when the
한편, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기와 같은 구조로 이루어진 밸브(12)의 일측에는 상기 밸브(12)를 구동시키는 작동수단으로서, 구동 액추에이터(50)가 레버(55)를 통해 장착되어 있으며, 이 구동 액추에이터(50)를 통해 밸브(12)가 제한적으로 회전 가능하도록 되어 있다. Meanwhile, as shown in FIGS. 3 and 4, one side of the
이상에서 설명된 구성에 의거하여, 본 발명에 따른 자동차용 가변 흡기시스템의 작동에 대해 설명하면 다음과 같다.Based on the configuration described above, the operation of the variable intake system for a vehicle according to the present invention will be described.
도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 자동차용 가변 흡기시스템의 밸브 작동상태를 도시한 것으로서, 런너(20) 및 플레넘(30)을 상,하로 전개한 도면이다. 5A and 5B illustrate a valve operating state of a variable intake system for a vehicle according to the present invention, and show a
먼저 도 5a에 도시된 바와 같이, 엔진의 고속 운전시, 즉 엔진의 전속도 영역이 고속 영역일 경우, 흡기 부압에 의해 작동되는 구동 액추에이터(50)는 밸브(12)를 개방시켜 서지탱크 플레넘(30)의 상,하측 공간이 연통되도록 하고, 이를 통해 런너(20) 및 흡기 매니폴드 내부에서 흡기의 진동은 서지탱크의 공명 현상에 의해 조밀화되고, 그 조밀화된 흡기는 엔진의 실린더쪽으로 공급되어 흡기의 과급 효과를 실현하는 바, 이때 상기 연장부(10)만큼의 플레넘(30) 용량을 증대시켜 상기 흡기의 과급 효과를 증대시키므로 엔진의 흡기 효율은 향상된다.First, as shown in FIG. 5A, when the engine operates at high speed, that is, when the full speed region of the engine is the high speed region, the driving
또한, 엔진의 중저속 운전시, 즉 엔진의 전속도 영역이 중저속 영역일 경우, 밸브(12)가 플레넘(30)의 격판(11)을 두고 상,하측 공간을 폐쇄하여 서지탱크를 분리하므로 흡기가 본래의 고유 주파수만큼 진동되면서 엔진으로 공급되므로 종래의 중저속 영역과 성능이 동일하게 유지된다. In addition, when the engine is operated at low and low speeds, that is, when the engine's full speed range is a medium low speed range, the surge tank is separated by closing the upper and lower spaces with the
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 자동차용 가변 흡기시스템에 의하면, 엔진의 고속 운전시 연장된 플레넘 공간만큼의 흡기 용량이 증대되어 고속 영역에서의 성능을 향상시키고, 중저속 영역에서의 성능은 종래와 동일하게 구현될 수 있도록 하여 궁극적으로 엔진의 흡기 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. As described above, according to the variable intake system for automobiles according to the present invention, the intake capacity of the plenum space extended during the high speed operation of the engine is increased to improve the performance in the high speed region, the performance in the low to medium speed region is By implementing the same as in the prior art there is an effect that can ultimately improve the intake efficiency of the engine.
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Cited By (1)
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US10267273B2 (en) | 2015-06-24 | 2019-04-23 | Hyundai Motor Company | Variable intake system |
Citations (1)
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---|---|---|---|---|
KR19990008691A (en) | 1997-07-03 | 1999-02-05 | 박병재 | Variable intake system for V engines |
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2005
- 2005-11-28 KR KR1020050113908A patent/KR101071770B1/en not_active IP Right Cessation
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US10267273B2 (en) | 2015-06-24 | 2019-04-23 | Hyundai Motor Company | Variable intake system |
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