KR101157767B1 - 진공챔버가 형성된 인테이크 매니폴드 - Google Patents

Abstract

진공챔버가 형성된 인테이크 매니폴드가 제공된다. 개시된 인테이크 매니폴드는 본체, 상기 본체 내에 형성되고 기화기로부터 혼합기가 유입되는 플레넘 챔버, 상기 플레넘 챔버의 일측에 연통하도록 부설되는 트로틀 바디, 상기 플레넘 챔버의 주위에 마련되는 관로 형상으로서 상기 플레넘 챔버에 저장되는 혼합가스를 연소실로 공급하는 인테이크 러너, 상기 인테이크 러너 상에 배치되어 상기 혼합가스의 유입 또는 차단 기능을 수행함으로써 상기 인티이크 러너의 길이를 조절하는 개폐밸브, 상기 개폐밸브에 연결되어지는 진공 액츄에이터, 및 상기 본체 내에 마련되고 상기 진공 액츄에이터에 구동력을 제공하는 공간인 진공챔버를 포함하고, 상기 진공챔버는 상기 플레넘 챔버에 인접하게 배치되고 상기 본체의 내부에 일체로 형성되는 것을 특징으로 한다.

진공챔버, 인테이크 매니폴드, 러너, 개폐밸브, 액츄에이터,

Description

진공챔버가 형성된 인테이크 매니폴드{Intake Manifold having Vacuum Chamber}

본 발명은 진공챔버가 형성된 인테이크 매니폴드에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 별도의 부품이나 장치를 사용함이 없이 인테이크 매니폴드를 구성하는 플랜지 부와 트로틀 바디부의 결합을 이용하여 액튜에이터를 작동할 수 있는 구동원 기능을 하는 진공챔버가 형성된 인테이크 매니폴드에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차의 엔진은, 여러 종류가 알려져 있으며, 이 중 자동차의 조건에 따라 인테이크 매니폴드(intake manifold)의 러너(runner) 길이를 조절할 수 있는 가변흡기 매니폴드(VIM; Variable Intake Manifold)을 갖는 엔진에 대한 연구가 지속적으로 이루어지고 있는 추세이다. 특히, 상기 가변흡기 매니폴드는 인테이크 매니폴드의 러너 길이를 조절하기 위한 것으로서, 트로틀바디(throttle body)와, 스로틀 바디와 연통되는 서지탱크(surge tank)와, 서지탱크의 공기를 분배받는 복수개의 러너(runner)를 구비한 인테이크 매니폴드와, 러너의 길이를 따 라 소정간격을 두어 구비되는 연통부와, 연통부를 자동차의 조건(속도 등)에 따라 개폐시키는 개폐부와, 상기 개폐부를 구동시키는 모터(액튜에이터 등)로 이루어진다.

한편으로, PDA(Port De Activation) 장치는, 자동차가 고속으로 주행하는 경우에는 흡기구에 설치된 PDA 플랩을 개방하여 흡입되는 공기의 유량을 극대화함으로써 효율을 높이고, 반면에 중저속으로 주행하는 경우에는 PDA 플랩을 폐쇄하여 흡기구로 유입되는 공기의 스월(swirl) 유동을 유발하도록 함으로써 엔진의 연소성능을 향상시키는 것이다. 상술한 바와 같은 VIM 또는 PDA 장치들은 자동차의 속도 및 부하에 따라 적절한 성능을 확보하기 위한 차원에서 인테이크 매니폴드 구조에 개량을 가하는 과정을 통해 이루어진다.

상기의 VIM 또는 PDA 장치에서 개폐부나 PDA 플랩을 움직이게 하기 위해서는 진공 액츄에이터가 요구된다. 종래에는 상기 진공 액튜에이터를 구동시키기 위한 진공 챔버가 인테이크 매니폴드의 외부에 별도로 장착이 되거나 개별적인 부재(Shell)을 사용하여 인테이크 매니폴드에 부착하여 형성하도록 하는 구조이므로 공간을 많이 차지하고 결과적으로 제품가격의 상승을 초래한다는 문제점이 있게 된다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해서, 별도의 부품이나 장치를 사용 함이 없이 인테이크 매니폴드의 구성요소인 플랜지 부와 트로틀 바디부의 결합을 이용하여 상기 인테이크 매니폴드 내에 적정한 공간을 확보하여 진공 액튜에이터를 작동할 수 있는 구동원 기능을 하는 진공챔버가 형성된 인테이크 매니폴드를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 제공되는 본 발명에 따른 진공챔버가 형성된 인테이크 매니폴드는 본체, 상기 본체 내에 형성되고 기화기로부터 혼합기가 유입되는 플레넘 챔버, 상기 플레넘 챔버의 일측에 연통하도록 부설되는 트로틀 바디, 상기 플레넘 챔버의 주위에 마련되는 관로 형상으로서 상기 플레넘 챔버에 저장되는 혼합가스를 연소실로 공급하는 인테이크 러너, 상기 인테이크 러너 상에 배치되어 상기 혼합가스의 유입 또는 차단 기능을 수행함으로써 상기 인티이크 러너의 길이를 조절하는 개폐밸브, 상기 개폐밸브에 연결되어지는 진공 액츄에이터, 및 상기 본체 내에 마련되고 상기 진공 액츄에이터에 구동력을 제공하는 공간인 진공챔버를 포함하고, 상기 진공챔버는 상기 플레넘 챔버에 인접하게 배치되고 상기 본체의 내부에 일체로 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 개폐밸브는 상기 인테이크 러너의 유입구로부터 상기 인테이크 러너를 따라 일정거리 이격되어 배치되며, 상기 진공 액츄에이터의 구동에 따라서 상기 플레넘 챔버에 저장된 혼합기의 상기 인테이크 러너 내부로의 중간 유입을 가능하게 한다.

상기 진공챔버는 상기 본체 내에서 상기 플레넘 챔버의 상부에 배치될 수 있다.

상기 인테이크 매니폴드는 상기 진공 챔버와 진공 액츄에이터 사이에 배치되는 솔레노이드 밸브를 더 포함하고, 상기 솔레노이드 밸브는 전자제어유닛으로부터 신호를 제공받아 상기 진공챔버와 대기와의 기체순환을 가능하게 할 수 있다.

상기 진공챔버에는 내부의 압력을 조정하기 위한 체크밸브가 구비되고, 상기 체크밸브는 상기 진공챔버 내에 유입되는 기체로 인한 압력이 기준을 초과할 경우에 상기 진공챔버의 외부로 기체를 배출하는 일방향 밸브일 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명의 진공챔버가 형성된 인테이크 매니폴드는 상기의 진공챔버를 형성하는 과정에서 별도의 부재나 장치를 사용함이 없이 자체적으로 내부의 구조를 변경하는 과정을 통해서 공간을 확보하여 진공챔버로서의 기능을 담당하게 한다. 상기와 같이 구성요소들의 결합부위 구조를 적절히 조절함에 의해서 내부 공간을 효율적으로 운용할 수 있으며 결과적으로 원가 절감의 효과를 가져온다.

본 발명의 상기와 같은 목적, 특징 및 다른 장점들은 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 진공챔버가 형성된 인테이크 매니폴드를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 진공챔버가 형성된 인테이크 매니폴드의 구성을 보이기 위한 개략도,도 2는 본 발명에 따른 인테이크 매니폴드를 일 방향에서 바라본 것으로서 진공챔버의 내부가 드러나도록 횡방향으로 절개된 상태를 보이는 사시도, 및 도 3는 본 발명에 따른 인테이크 매니폴드를 다른 방향에서 바라본 것으로서 진공챔버의 내부가 드러나도록 종방향으로 절개된 상태를 보이는 사시도이다.

이하, 본 발명의 실시 예에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 발명에 따른 인테이크 매니폴드(1)의 구조에 대해 설명한다. 인테이크 매니폴드(1)는 본체(10), 본체(10)의 일측에 연통하도록 부설되며 기화기(3)에서 생성된 혼합기를 전달하는 트로틀 바디(2), 본체(10) 내부에 형성되어 트로틀 바디(2)를 거쳐 공급되는 혼합기의 일시적인 저장조 기능을 하며, 연소실(미도시)로부터의 PCV 가스가 재인입되어질 수 있게 하는 플레넘 챔버(20), 본체(10) 주위를 따라 형성되어 플레넘 챔버(20) 내의 혼합기가 복수의 연소실로 균등하게 공급되도록 유선형으로 이루어지는 복수의 인테이크 러너(30), 본체(10)를 구성하는 내에 배치되는 진공챔버(40)을 구비한다.

본체(10), 트로틀 바디(2), 및 인테이크 러너(30)는 일체화된 하나의 단품으 로 주조되어 이루어질 수 있거나, 각각 별도의 단품으로 제조되어 결합가공되는 방식으로 제조가능하다. 엔진의 일측 부분을 커버하는 부품이므로 일정 수준 이상의 강도가 요구된다고 할 것이므로 하나의 일체화된 구조로 만들어지는 것이 바람직할 수 있을 것이다. 상기의 본체(10)는 2개 이상의 쉘(shell)을 조립할 수 있는데, 진공챔버(40)는 상기 쉘을 조립하게 되면 본체(10) 내에 자연스럽게 생기게 되는 구조가 된다.

진공챔버(40)는 플레넘 챔버(20)의 상부단에 연결관(45)을 통해 2개의 챔버로 구성될 수 있다. 상기와 같은 구조를 통해서 구조적인 안정을 가질 수 있고 진공챔버(40) 내에서의 갑작스런 압력 충격에도 견딜 수 있는 장점이 있다. 진공챔버의 하부에는 체크밸브(46)가 설치되는데, 상기 체크밸브(46)는 진공챔버(40) 내에 유입되는 기체로 인한 압력이 기준을 초과할 경우에 진공챔버(40)의 외부로 기체를 배출하는 일방향 밸브일 수 있다.

플레넘 챔버(20)는 기화기(3)로부터 신규로 진입하는 혼합기와 실린더 헤드 커버를 통해 취합되어 유입되는 PCV 가스가 전체적으로 일정하게 섞일 수 있도록 하는 공간으로서 인테이크 러너(30)로의 공급 전에 안정화된 상태로 공급이 이루어질 수 있게 한다.

인테이크 러너(30)는 복수개로 이루어진 수송관로의 형태로서 본체(10)의 외면을 감싸는 형태로 일정한 간격이 유지된 채 형성된다. 인테이크 러너(30)의 유입구(32)는 플레넘 챔버(20)와 연통하고 유출구(34)은 엔진의 연소실 부위와 가스켓(미도시)을 사이에 두고 연통하도록 배치된다. 상기 인테이크 러너(30)는 각 연소 실로 유입되는 혼합기가 별다른 저항없이 유동가능하도록 유선형으로 제작되는 것이 바람직할 수 있다.

인테이크 러너(30) 상에는 혼합가스를 유입 또는 차단시키기 위해서 개폐밸브(36)가 설치될 수 있다. 상기 개폐밸브(36)는 인테이크 러너(30)의 유입구(32)로부터 인테이크 러너(30)를 선로를 따라 일정거리 이격되어 배치되고, 진공 액츄에이터(13)의 구동에 따라서 플레넘 챔버(20)에 저장된 혼합기가 인테이크 러너(30) 내부로 중간 유입될 수 있게 한다.

진공챔버(40)와 진공 액츄에이터(13) 사이에는 솔레노이드 밸브(11)가 배치되는데, 상기 솔레노이드 밸브(11)는 전자제어유닛(4,ECU)으로부터 신호를 제공받아 진공챔버(40)와 대기와의 기체순환을 가능하게 한다. 전자제어유닛(4)이 차량이 고속으로 운행하므로 많은 양의 혼합기가 엔진의 연소실로 공급이 되어져야 한다고 판단하면, 커넥터(11a)를 통해 솔레노이드 밸브(11)를 작동하도록 한다. 솔레노이드 밸브(11)가 작동하여 진공챔버(40)와 대기와의 기체교환이 이루어지게 하는 과정을 진행하게 되면 상기 진공챔버(40)에서의 압력 변환에 의해서 진공 액츄에이터(13)를 작동하게 한다. 진공 액츄에이터(13)는 각 인테이크 러너(30)를 관통해서 장착된 회전축(35)을 구동하고 그에 따라 회전축에 고정된 개폐밸브(36)가 회전 작동하으로써 혼합가스가 인테이크 러너(30) 내로 중간 유입되는 것을 가능하게 한다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니한다. 즉, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통 상의 지식을 가지는 자라면 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능하며, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정의 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 진공챔버가 형성된 인테이크 매니폴드의 구성을 보이기 위한 개략도,

도 2는 본 발명에 따른 인테이크 매니폴드를 일 방향에서 바라본 것으로서 진공챔버의 내부가 드러나도록 횡방향으로 절개된 상태를 보이는 사시도, 및

도 3는 본 발명에 따른 인테이크 매니폴드를 다른 방향에서 바라본 것으로서 진공챔버의 내부가 드러나도록 종방향으로 절개된 상태를 보이는 사시도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 인테이크 매니폴드 2 : 트로틀 바디

3 : 기화기 4 : 전자제어유닛

10 : 본체 11 : 솔레노이드 밸브

11a : 커넥터 13 : 진공 액츄에이터

20 : 플레넘 챔버 30 : 인테이크 러너

32 : 유입구 34 : 유출구

35 : 회전축 36 : 개폐밸브

40 : 진공 챔버 45 : 연결관

46 : 체크 밸브

Claims (5)

1. 복수의 쉘(shell)로 조립되는 본체;

   상기 본체 내에 형성되고 기화기로부터 혼합기가 유입되는 플래넘 챔버;

   상기 플레넘 챔버의 일측에 연통하도록 부설되는 트로틀 바디;

   상기 플레넘 챔버의 상부단과 연통하는 연결관;

   상기 플레넘 챔버의 주위에 마련되는 관로 형상으로서 상기 플레넘 챔버에 저장되는 혼합가스를 연소실로 공급하는 인테이크 러너;

   상기 인테이크 러너 상에 배치되어 상기 혼합가스의 유입 또는 차단 기능을 수행함으로써 상기 인테이크의 길이를 조절하는 개폐밸브;

   상기 개폐밸브에 연결되어지는 진공 액츄에이터;

   상기 진공 액츄에이터에 구동력을 제공하도록 상기 본체 내에 마련되는 공간인 진공챔버;를 포함하고,

   상기 인테이크 러너의 유입구는 상기 플레넘 챔버와 연통하고 상기 인테이크 러너의 유출구는 상기 복수의 연소실 부위와 가스켓을 사이에 두고 연통하도록 배치되며,

   상기 진공챔버와 상기 진공 액츄에이터 사이에 배치되는 솔레노이드 밸브는 전자제어유닛으로부터 신호를 제공받아 상기 진공챔버와 대기와의 기체순환을 가능하게 하며,

   상기 진공챔버는 상기 연결관에 연통하는 2개의 챔버로 구성되어 상기 플레넘 챔버에 인접하게 배치되고, 상기 쉘을 조립함으로써 상기 본체의 내부에 일체로 형성되며,

   상기 진공 액츄테이터는 상기 인테이크 러너를 관통해서 장착된 회전축을 구동함에 따라 상기 회전축에 고정된 개폐밸브가 회전 작동함으로써 혼합가스가 인테이크 러너 내로 중간 유입되는 것을 특징으로 하는 진공챔버가 형성된 인테이크 매니폴드.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 개폐밸브는 상기 인테이크 러너의 유입구로부터 상기 인테이크 러너를 따라 일정거리 이격되어 배치되며, 상기 진공 액츄에이터의 구동에 따라서 상기 플레넘 챔버에 저장된 혼합기의 상기 인테이크 러너 내부로의 중간 유입을 가능하게 하는 것을 특징으로 하는 진공챔버가 형성된 인테이크 매니폴드.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 진공챔버는 상기 본체 내에서 상기 플레넘 챔버의 상부에 배치되는 것을 특징으로 하는 진공챔버가 형성된 인테이크 매니폴드.
4. 삭제
5. 제 1항에 있어서,

   상기 진공챔버에는 내부의 압력을 조정하기 위한 체크밸브가 구비되고, 상기 체크밸브는 상기 진공챔버 내에 유입되는 기체로 인한 압력이 기준을 초과할 경우에 상기 진공챔버의 외부로 기체를 배출하는 일방향 밸브인 것을 특징으로 하는 진공챔버가 형성된 인테이크 매니폴드.

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