KR101673783B1 - 가변흡기장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 설치공간의 제약을 받지 않을 뿐만 공명기의 설치로 인한 추가적인 비용이 발생하지 않으면서도 소음을 매우 효과적으로 저감할 수 있는 가변흡기장치에 관한 것이다.
본 발명에 의한 가변흡기장치는, 메인 흡입관에 저속용 소통관 및 고속용 소통관을 통해 소통가능하게 연결된 한 쌍의 서지탱크; 상기 한 쌍의 서지탱크 사이를 연결하는 중속용 소통관; 및 상기 중속용 소통관에 일체형으로 마련되어 소음을 저감시키는 소음저감수단;을 가진다.

Description

가변흡기장치{VARIABLE INTAKE APPARATUS}
본 발명은 가변흡기장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 설치공간의 제약을 받지 않을 뿐만 공명기의 설치로 인한 추가적인 비용이 발생하지 않으면서도 소음을 매우 효과적으로 저감할 수 있는 가변흡기장치에 관한 것이다.
가변흡기장치(VARIALBE INTAKE SYSTEM)는 엔진의 속도 범위에 따라 토크 및 동력을 최적화하기 위하여 흡기경로(intake tract)의 길이를 가변함으로써 연비효율을 향상시킬 수 있는 차량용 내연기관의 흡기 매니폴드기술의 일종이다.
최근에는, 6기통 엔진의 성능 향상을 위한 튜닝 방법으로 공명 효과(resonance effect)를 이용한 가변흡기장치가 이용되고 있다. 하지만, 공명효과를 구현하기 위한 엔진의 RPM 범위가 매우 좁기 때문에 그 RPM 범위를 넓게 하기 위하여 다단 가변형구조가 널리 이용되고 있다.
한편, 엔진의 흡기계에서 소음을 저감시키기 위하여 공기흡입관(air duct)의 도중에 소음저감장치인 공명기(resonator)를 설치한다. 이러한 공명기로서 헬므홀츠 공명기(Helmholtz resonator), 직관형태의 1/4파장관(quarter wave resonator) 등이 사용되고 있다.
하지만, 이러한 헬므홀츠 공명기(Helmholtz resonator), 직관형태의 1/4파장관(quarter wave resonator) 등이 설치됨에 따라 설치공간의 제약 등으로 인해 그 설치작업이 매우 어려울 뿐만 아니라 추가적인 비용이 상승하는 단점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 단점을 해결하기 위하여 연구개발된 것으로, 소음 저감을 위한 소음저감구조를 흡기매니폴드에 일체형으로 제공함으로써 헬므홀츠 공명기 및 1/4파장관 등과 같은 별도의 공명기를 공기흡입관의 도중에 설치할 필요가 없으므로 설치공간의 제약을 받지 않을 뿐만 공명기의 설치로 인한 추가적인 비용이 발생하지 않는 가변흡기장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 가변흡기장치는,
메인 흡입관에 저속용 소통관 및 고속용 소통관을 통해 소통가능하게 연결된 한 쌍의 서지탱크;
상기 한 쌍의 서지탱크 사이를 연결하는 중속용 소통관; 및
상기 중속용 소통관에 일체형으로 마련되어 소음을 저감시키는 소음저감수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 소음저감수단은 상기 중속용 소통관의 일단이 상기 메인 흡입관과 직접적으로 소통가능하도록 구성되고, 엔진의 저속 운전 시에는 상기 중속용 소통관의 일단과 메인 흡입관을 소통시킴과 더불어 중속용 소통관의 타단을 폐쇄하는 것을 특징으로 한다.
상기 소음저감수단은 상기 중속용 소통관의 적어도 한 단부에서 연장되어 상기 메인 흡입관에 접속된 연장관과, 상기 중속용 소통관이 상기 연장관 및 상기 메인 흡입관 중에서 어느 하나와 선택적으로 소통되도록 작동하는 선택적 소통수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 선택적 소통수단은 상기 연장관, 상기 중속용 소통관, 상기 서지탱크들이 서로 연결된 부분에 설치된 중속용 밸브로 구성되고, 상기 중속용 밸브의 전환작동에 의해 상기 연장관이 상기 중속용 소통관 및 상기서지탱크 중에서 어느 하나와 선택적으로 소통하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 한다.
상기 중속용 소통관의 일단에는 제1중속용 밸브가 설치되고, 상기 중속용 소통관의 타단에는 제2중속용 밸브가 설치되며, 제1중속용 밸브의 전환작동에 의해 상기 중속용 소통관이 상기 연장관 및 상기 서지탱크 중에서 어느 하나와 선택적으로 소통하고, 상기 제2중속용 밸브의 개폐작동에 의해 상기 중속용 소통관의 타단은 개방 내지 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 한다.
엔진의 저속운전 시에는 상기 제2중속용 밸브의 폐쇄작동에 의해 상기 중속용 소통관의 타단은 폐쇄되고, 상기 제1중속용 밸브의 제1전환작동에 의해 상기 중속용 소통관은 상기 연장관과 소통하는 것을 특징으로 한다.
엔진의 중속/고속 운전 시에는 제2중속용 밸브의 개방작동에 의해 상기 중속용 소통관의 타단은 개방되고, 상기 제1중속용 밸브의 제2전환작동에 의해 상기 중속용 소통관은 상기 서지탱크와 소통하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 가변흡기장치는,
공기를 흡입하는 메인 흡입관;
상기 메인 흡입관에 소통가능하게 연결된 제1 및 제2 서지탱크;
상기 서지탱크와 상기 메인 흡입관을 연결하고, 고속용 밸브가 개폐가능하게 설치된 고속용 소통관;
상기 서지탱크와 상기 메인 흡입관을 연결하고, 상기 고속용 소통관 보다 길게 형성된 저속용 소통관;
상기 제1서지탱크에 접속된 제1단부 및 상기 제2서지탱크에 접속된 제2단부를 가지고, 적어도 하나의 중속용 밸브가 개폐가능하게 설치된 중속용 소통관; 및
상기 중속용 소통관의 제1단부에서 연장되어 상기 메인 흡입관에 접속된 연장관;을 포함하고,
상기 중속용 소통관의 제1단부에는 상기 제1서지탱크 및 상기 연장관의 일단이 소통가능하게 연결되며, 상기 중속용 소통관의 제1단부에는 제1중속용 밸브가 설치되고, 상기 제1중속용 밸브의 전환작동에 의해 상기 중속용 소통관의 제1단부가 연장관 또는 제1서지탱크와 선택적으로 소통하는 것을 특징으로 한다.
상기 중속용 소통관의 제2단부에는 상기 제2서지탱크가 소통가능하게 연결되고, 상기 중속용 소통관의 제2단부에는 제2중속용 밸브가 설치되며, 상기 제2중속용 밸브의 개폐작동에 의해 상기 중속용 소통관의 제2단부가 개방 내지 폐쇄되는 것을 특징으로 한다.
엔진의 저속운전 시에는 상기 제2중속용 밸브의 폐쇄작동에 의해 상기 중속용 소통관의 제2단부가 폐쇄되어 상기 제2서지탱크에 대해 차단되고, 상기 제1중속용 밸브의 제1전환작동에 의해 상기 중속용 소통관이 연장관과 소통하는 것을 특징으로 한다.
엔진의 중속/고속 운전 시에는 상기 제2중속용 밸브의 개방작동에 의해 상기 중속용 소통관의 제2단부가 개방되어 상기 제2서지탱크와 소통하고, 상기 제1중속용 밸브의 제2전환작동에 의해 상기 중속용 소통관의 제1단부가 제1서지탱크와 소통하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 소음 저감을 위한 소음저감구조를 흡기매니폴드에 일체형으로 제공함으로써 헬므홀츠 공명기 및 1/4파장관 등과 같은 별도의 공명기를 공기흡입관의 도중에 설치할 필요가 없으므로 설치공간의 제약을 받지 않을 뿐만 공명기의 설치로 인한 추가적인 비용이 발생하지 않는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 의한 가변흡기장치를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가변흡기장치를 도시한 도면이다.
도 3은 도 2의 A-A선을 따라 도시한 단면도이다.
도 4는 도 2의 B-B선을 따라 도시한 단면도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 참고로, 본 발명을 설명하는 데 참조하는 도면에 도시된 구성요소의 크기, 선의 두께 등은 이해의 편의상 다소 과장되게 표현되어 있을 수 있다. 또, 본 발명의 설명에 사용되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의한 것이므로 사용자, 운용자 의도, 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 이 용어에 대한 정의는 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 내리는 것이 마땅하겠다.
도 1은 본 발명에 의한 가변흡기장치를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 의한 가변흡기장치는, 메인 흡입관(10)과, 메인 흡입관(10)에 연결된 한 쌍의 서지탱크(11, 12)를 포함한다.
메인 흡입관(10)은 외부의 공기를 유입하여 엔진으로 유도하는 유로를 가지고, 메인 흡입관(10)의 유로에는 엔진으로 흡입되는 흡기의 양을 조절하는 스로틀밸브(미도시)가 설치되어 있다.
각 서지탱크(11, 12)의 입구는 저속용 소통관(21) 및 고속용 소통관(22)을 통해 메인 흡입관(10)에 각각 연결되어 메인 흡입관(10)에 의해 흡입된 흡기가 서지탱크(11, 12) 내로 유입될 수 있다. 각 서지탱크(11, 12)의 출구(미도시)는 흡기매니폴드(흡기다기관)에 각각 연결된다. 따라서, 서지탱크(11, 12)의 출구를 통해 배출되는 흡기는 흡기매니폴드를 통해 엔진의 실린더 측으로 흡입될 수 있다. 그리고, 한 쌍의 서지탱크(11, 12)는 메인 흡입관(10)에 좌우 대칭적으로 연결된 제1서지탱크(11)과 제2서지탱크(12)로 이루어질 수 있다.
저속용 소통관(21)의 일단은 메인 흡입관(10)의 일측에 접속되고, 저속용 소통관(21)의 타단은 서지탱크(11, 12)에 접속됨으로써 저속용 소통관(21)은 메인 흡입관(10) 및 한 쌍의 서지탱크(11, 12)를 연결한다.
고속용 소통관(22)의 일단은 메인 흡입관(10)의 타측에 접속되고, 고속용 소통관(21)의 타단은 서지탱크(11, 12)에 접속됨으로써 고속용 소통관(22)은 메인 흡입관(10) 및 한 쌍의 서지탱크(11, 12)을 연결한다.
한편, 저속용 소통관(21)은 고속용 소통관(22) 보다 상대적으로 길게 형성되고, 고속용 소통관(22)의 유로에는 고속용 밸브(25)가 개폐가능하게 설치되며, 저속용 소통관(21)에는 별도의 밸브가 설치되지 않으므로 서지탱크(11, 12)와 메인 흡입관(10)은 항상 저속용 소통관(21)을 통해 소통할 수 있다.
그리고, 제1서지탱크(11)와 제2서지탱크(12) 사이에는 중속용 소통관(23)이 연결되고, 중속용 소통관(23)은 저속용 소통관(21) 보다는 짧으면서 고속용 소통관(22) 보다는 길게 형성되며, 중속용 소통관(23)의 내경은 고속용 소통관(22) 보다 작게 형성된다. 중속용 소통관(23)의 유로에는 중속용 밸브(26, 27)가 개폐가능하게 설치된다.
특히, 중속용 소통관(23)은 제1서지탱크(11)와 접속하는 제1단부(23a) 및 제2서지탱크(12)와 접속하는 제2단부(23b)를 가진다.
이와 같은 구성에 의한 흡기 작동을 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
도 1(a)에 도시된 바와 같이, 고속용 밸브(22) 및 중속용 밸브(26, 27)가 폐쇄작동하면, 흡기는 제1 및 제2 서지탱크(11, 12)와 메인 흡입관(10) 사이로 흐름에 따라 엔진의 저속 운전 성능을 구현할 수 있다.
도 1(b)에 도시된 바와 같이 고속용 밸브(25)가 폐쇄작동한 상태에서 중속용 밸브(26, 27)가 개방작동하면, 흡기는 중속용 소통관(23)을 통해 제1 및 제2 서지탱크(11, 12)들 사이로 흐름에 따라 엔진의 중속 운전 성능을 구현할 수 있다.
도 1(b)와 같이 중속용 밸브(26, 27)가 개방된 상태에서, 고속용 밸브(25)가 개방작동(도 1(b)의 은선 참조)하면, 흡기는 고속용 소통관(22) 및 중속용 소통관(23)을 통해 제1 및 제2 서지탱크(11, 12)와 메인 흡입관(10) 사이로 흐름에 따라 엔진의 고속 운전 성능을 구현할 수 있다.
그리고, 본 발명은 저주파 소음을 포함한 소음을 효과적으로 저감시킬 수 있는 소음 저감수단을 가진다.
특히, 본 발명의 소음저감수단은 엔진의 저속 운전 시에는 중속용 소통관(23)이 이용되지 않는 점에서 착안한 것으로, 중속용 소통관(23)의 일단이 연장관(31)을 통해 메인 흡입관(10)과 직접적으로 소통가능하도록 구성되고, 엔진의 저속 운전 시에는 중속용 소통관(23)의 일단과 메인 흡입관(10)을 소통시킴과 더불어 중속용 소통관(23)의 타단을 폐쇄함으로써 중속용 소통관(23)의 일단에 1/4파장관(quarter wave resonator)을 구현할 수 있고, 이를 통해 엔진의 저속 운전 시에 저주파 소음을 포함한 소음을 매우 효과적으로 저감시킬 수 있다.
이를 보다 구체적으로 살펴보면, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 연장관(31)의 일단은 중속용 소통관(23)의 일단에 연결되고, 연장관(31)의 타단은 메인 흡입관(10)과 소통하도록 연결된다. 그리고, 중속용 소통관(23)이 연장관(31)과 적어도 하나의 서지탱크(11, 12) 중에서 어느 하나와 선택적으로 소통시키도록 구성됨으로써 엔진의 저속 운전 시에 저주파 소음 등을 매우 효과적으로 저감시킬 수 있다.
한편, 중속용 소통관(23)은 제1서지탱크(11)와 접속하는 제1단부(23a) 및 제2서지탱크(12)와 접속하는 제2단부(23b)를 가지고, 이러한 중속용 소통관(23)의 제1단부(23a) 및 제2단부(23b) 중에서 적어도 한 단부(23a, 23b)에는 연장관(31)이 연결되어 메인 흡입관(10)과 소통가능하도록 구성된다.
도 1 및 도 2에서는 중속용 소통관(23)의 제1단부(23a)에 연장관(31)이 연결되는 것으로 예시되어 있지만, 연장관(31)은 제2단부(23b)에 연결되거나 제1 및 제2 단부(23a, 23b) 모두에 연결될 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 연장관(31)의 일단은 중속용 소통관(23)의 제1단부(23a)에 접속되고, 연장관(31)의 타단은 메인 흡입관(10)에 접속된다. 중속용 소통관(23)의 제1단부(23a)에는 도 3과 같이 제1중속용 밸브(26)가 설치되고, 이러한 제1중속용 밸브(26)의 전환작동에 의해 중속용 소통관(23)은 연장관(31)과 제1서지탱크(11) 중에서 어느 하나와 선택적으로 소통할 수 있다. 요컨대, 제1중속용 밸브(26)는 중속용 소통관(23)을 연장관(31) 또는 제1서지탱크(11)와 선택적으로 소통시키는 선택적 소통수단으로, 엔진의 저속 운전 시에 중속용 소통관(23)을 연장관(31)과 소통시킴으로써 중속용 소통관(23)을 소음 저감을 위한 1/4파장관(quarter wave resonator) 구조를 구현할 수 있다.
특히, 제1중속용 밸브(26)는 도 2 및 도 5에 도시된 바와 같이, 연장관(31)의 일단, 중속용 소통관(23)의 제1단부(23a), 제1서지탱크(11)들이 서로 연결되는 부분에 설치됨으로써 제1중속용 밸브(26)의 전환작동에 의해 중속용 소통관(23)의 제1단부(23a)가 연장관(31) 또는 제1서지탱크(11)와 선택적으로 소통할 수 있다.
그리고, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 중속용 소통관(23)의 제2단부(23b)에는 제2중속용 밸브(27)가 설치되고, 제2중속용 밸브(27)의 개폐작동에 의해 중속용 소통관(23)의 제2단부(23b)가 개방 내지 폐쇄됨에 따라 중속용 소통관(23)의 제2단부(23b)가 제2서지탱크(12)와 선택적으로 소통할 수 있다.
엔진의 저속운전 시에는 제2중속용 밸브(27)의 폐쇄작동(도 1(a) 및 도 4의 실선 참조)에 의해 중속용 소통관(23)의 제2단부(23b)가 폐쇄되어 제2서지탱크(12)에 대해 차단되고, 제1중속용 밸브(26)의 제1전환작동(도 1(a) 및 도 3의 실선 참조)에 의해 중속용 소통관(23)이 연장관(31)과 소통한다. 이와 같이, 중속용 소통관(23)의 제1단부(23a)가 연장관(31)과 소통함과 더불어 중속용 소통관(23)의 제2단부(23b)가 폐쇄됨으로써 중속용 소통관(23)과 연장관(31)은 1/4파장관(quarter wave resonator)의 구조를 구현할 수 있다. 이와 같이, 제2단부(23b)가 폐쇄된 중속용 소통관(23)이 연장관(31)과 소통함에 따라 흡기는 연장관(31)을 통해 중속용 소통관(23)의 폐쇄된 제2단부(23b)까지 유입되고, 그 이후에 폐쇄된 제2단부(23b)에서 반사되어 다시 되돌아 나옴에 따라 위상차에 의해 소음이 매우 효과적으로 저감될 수 있다.
도 5는 엔진의 회전수에 대응한 종래기술 및 본 발명의 음압레벨(sound pressure level)을 비교한 그래프이다. 도 5와 같이, 본 발명은 중속용 소통관(23)이 연장관(31)과 소통함에 따라 1/4파장관(quarter wave resonator)을 구현함에 따라 종래기술과 비교하여 저속영역에서 그 음압레벨이 7~10[dB]로 대폭 저감됨을 알 수 있었다.
그리고, 엔진의 중속/고속 운전 시에는 제2중속용 밸브(27)의 개방작동(도 1(b) 및 도 4의 은선 참조)에 의해 중속용 소통관(23)의 제2단부(23b)가 개방되어 제2서지탱크(12)와 소통하고, 제1중속용 밸브(26)의 제2전환작동(도 1(b) 및 도 3의 은선 참조)에 의해 중속용 소통관(23)의 제1단부(23a)가 제1서지탱크(11)와 소통한다. 이에, 제1서지탱크(11)과 제2서지탱크(12)를 통해 흡기가 상호 소통할 수 있다.
이상, 본 발명의 구체적인 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 이 명세서에 개시된 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 한정되지 않으며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 이내에서 당업자에 의하여 다양하게 변형될 수 있다.
10: 메인 흡입관 11, 12: 서지탱크
21: 저속용 소통관 22: 고속용 소통관
23: 중속용 소통관 25: 고속용 밸브
26: 제1중속용 밸브 27: 제2중속용 밸브
31: 연장관

Claims (11)

  1. 메인 흡입관에 저속용 소통관 및 고속용 소통관을 통해 소통가능하게 연결된 한 쌍의 서지탱크;
    상기 한 쌍의 서지탱크 사이를 연결하는 중속용 소통관; 및
    상기 중속용 소통관에 일체형으로 마련되어 소음을 저감시키는 소음저감수단;을 포함하고,
    상기 소음저감수단은 상기 중속용 소통관의 일단이 상기 메인 흡입관과 직접적으로 소통가능하도록 구성되며, 엔진의 저속 운전 시에는 상기 중속용 소통관의 일단과 상기 메인 흡입관을 소통시킴과 더불어 중속용 소통관의 타단을 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 가변흡기장치.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 소음저감수단은 상기 중속용 소통관의 적어도 한 단부에서 연장되어 상기 메인 흡입관에 접속된 연장관과, 상기 중속용 소통관이 상기 연장관 및 적어도 하나의 서지탱크 중에서 어느 하나와 선택적으로 소통되도록 작동하는 선택적 소통수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 가변흡기장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 선택적 소통수단은 상기 연장관, 상기 중속용 소통관, 상기 서지탱크들이 서로 연결된 부분에 설치된 중속용 밸브로 구성되고, 상기 중속용 밸브의 전환작동에 의해 상기 연장관이 상기 중속용 소통관 및 상기 서지탱크 중에서 어느 하나와 선택적으로 소통하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 가변흡기장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 중속용 소통관의 일단에는 제1중속용 밸브가 설치되고, 상기 중속용 소통관의 타단에는 제2중속용 밸브가 설치되며, 제1중속용 밸브의 전환작동에 의해 상기 중속용 소통관이 상기 연장관 및 상기 서지탱크 중에서 어느 하나와 선택적으로 소통하고, 상기 제2중속용 밸브의 개폐작동에 의해 상기 중속용 소통관의 타단은 개방 내지 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 가변흡기장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    엔진의 저속운전 시에는 상기 제2중속용 밸브의 폐쇄작동에 의해 상기 중속용 소통관의 타단은 폐쇄되고, 상기 제1중속용 밸브의 제1전환작동에 의해 상기 중속용 소통관은 상기 연장관과 소통하는 것을 특징으로 하는 가변흡기장치.
  7. 청구항 5에 있어서,
    엔진의 중속/고속 운전 시에는 제2중속용 밸브의 개방작동에 의해 상기 중속용 소통관의 타단은 개방되고, 상기 제1중속용 밸브의 제2전환작동에 의해 상기 중속용 소통관은 상기 서지탱크와 소통하는 것을 특징으로 하는 가변흡기장치.
  8. 공기를 흡입하는 메인 흡입관;
    상기 메인 흡입관에 소통가능하게 연결된 제1 및 제2 서지탱크;
    상기 서지탱크와 상기 메인 흡입관을 연결하고, 고속용 밸브가 개폐가능하게 설치된 고속용 소통관;
    상기 서지탱크와 상기 메인 흡입관을 연결하고, 상기 고속용 소통관 보다 길게 형성된 저속용 소통관;
    상기 제1서지탱크에 접속된 제1단부 및 상기 제2서지탱크에 접속된 제2단부를 가지고, 적어도 하나의 중속용 밸브가 개폐가능하게 설치된 중속용 소통관; 및
    상기 중속용 소통관의 제1단부에서 연장되어 상기 메인 흡입관에 접속된 연장관;을 포함하고,
    상기 중속용 소통관의 제1단부에는 상기 제1서지탱크 및 상기 연장관의 일단이 소통가능하게 연결되며, 상기 중속용 소통관의 제1단부에는 제1중속용 밸브가 설치되고, 상기 제1중속용 밸브의 전환작동에 의해 상기 중속용 소통관의 제1단부가 연장관 또는 제1서지탱크와 선택적으로 소통하는 것을 특징으로 하는 가변흡기장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 중속용 소통관의 제2단부에는 상기 제2서지탱크가 소통가능하게 연결되고, 상기 중속용 소통관의 제2단부에는 제2중속용 밸브가 설치되며, 상기 제2중속용 밸브의 개폐작동에 의해 상기 중속용 소통관의 제2단부가 개방 내지 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 가변흡기장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    엔진의 저속운전 시에는 상기 제2중속용 밸브의 폐쇄작동에 의해 상기 중속용 소통관의 제2단부가 폐쇄되어 상기 제2서지탱크에 대해 차단되고, 상기 제1중속용 밸브의 제1전환작동에 의해 상기 중속용 소통관이 연장관과 소통하는 것을 특징으로 하는 가변흡기장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    엔진의 중속/고속 운전 시에는 상기 제2중속용 밸브의 개방작동에 의해 상기 중속용 소통관의 제2단부가 개방되어 상기 제2서지탱크와 소통하고, 상기 제1중속용 밸브의 제2전환작동에 의해 상기 중속용 소통관의 제1단부가 제1서지탱크와 소통하는 것을 특징으로 하는 가변흡기장치.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190062974A (ko) 2017-11-29 2019-06-07 현대자동차주식회사 가변형 스노클 덕트 및 그것의 제어 방법

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114000964B (zh) * 2021-10-27 2022-10-04 湖南弘辉科技有限公司 一种船舶发动机的降噪装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11294171A (ja) * 1998-04-17 1999-10-26 Nissan Motor Co Ltd Ｖ型内燃機関の可変吸気装置
KR20050068648A (ko) * 2003-12-30 2005-07-05 현대자동차주식회사 브이형 엔진의 가변흡기장치

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04101016A (ja) 1990-08-14 1992-04-02 Suzuki Motor Corp 内燃機関の吸気装置
JPH0783132A (ja) * 1993-09-17 1995-03-28 Hitachi Ltd 内燃機関の吸気装置
JPH07197865A (ja) * 1993-12-29 1995-08-01 Yamaha Motor Co Ltd Ｖ型多気筒エンジンの吸気装置
DE59603512D1 (de) * 1995-12-21 1999-12-02 Siemens Ag Luftansaugvorrichtung mit variabler saugrohrlänge für eine brennkraftmaschine
JP2001280206A (ja) 2000-03-31 2001-10-10 Aisin Seiki Co Ltd エンジンの吸気装置
KR100398246B1 (ko) 2001-06-13 2003-09-19 현대자동차주식회사 엔진의 흡기온 반응식 가변 레조네이터
US6718930B2 (en) * 2001-07-23 2004-04-13 Suzuki Motor Corporation Intake system of a V-type engine
KR100482853B1 (ko) 2002-01-11 2005-04-14 현대자동차주식회사 가변흡기 시스템에 연동하여 작동하는 가변식 흡기 소음감쇄장치
KR101071770B1 (ko) 2005-11-28 2011-10-11 현대자동차주식회사 자동차용 가변 흡기시스템
DE102006058326B4 (de) * 2006-07-24 2017-01-12 Hyundai Motor Co. Variables Ansaugsystem eines Fahrzeuges
JP5527379B2 (ja) * 2012-04-05 2014-06-18 株式会社デンソー 吸気装置
CN103629022A (zh) 2012-08-22 2014-03-12 曼胡默尔滤清器（上海）有限公司 用于汽车进气系统的可变频率亥姆霍兹谐振腔

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11294171A (ja) * 1998-04-17 1999-10-26 Nissan Motor Co Ltd Ｖ型内燃機関の可変吸気装置
KR20050068648A (ko) * 2003-12-30 2005-07-05 현대자동차주식회사 브이형 엔진의 가변흡기장치

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190062974A (ko) 2017-11-29 2019-06-07 현대자동차주식회사 가변형 스노클 덕트 및 그것의 제어 방법

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Publication number Publication date
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