KR19980053405A - 자동차 엔진의 드로틀 밸브 - Google Patents

Abstract

흡기계에 설치되어, 연소실로 유입되는 공기의 흐름 및 공기량을 조절하는 드로틀 밸브에 관한 것으로서, 특히 드로틀 밸브의 개도를 정밀하게 제어하여, 연소실로 유입되는 공기의 흐름과 공기량을 안정화시키고, 흡입 공기의 충진 효율을 높이고자 한다. 또한, 드로틀 밸브의 개폐를 전기장치에 의해 정밀하고 용이하게 제어할 수 있도록 한다.

이를 위하여, 본 발명의 드로틀 밸브는 통공(4a,5a)을 갖는 두 개의 밸브체(4,5)가, 상기 공기의 흐름 방향에 대하여 수직하게 드로틀 바디(3)의 내부에 설치된 구성으로 이루어진다. 여기서 하나는 고정 밸브체(4)로 구성되고, 다른 하나는 모터(7)에 의해 회전되는 가동 밸브체(5)로 구성된다. 가동 밸브체의 둘레에는 피동 기어(5b)가 형성되고, 그 피동 기어는 모터와 직결된 구동 기어(6)와 치차 결합된다. 따라서, 상기한 두 개의 밸브체는 가속페달의 조작 신호를 받은 전자제어유닛이 상기 모터를 동작시키므로서, 두 밸브체의 통공이 겹쳐지거나 서로 엇갈리게 되므로서, 공기의 통로를 개폐한다.

Description

자동차 엔진의 드로틀 밸브

본 발명은 자동차 엔진의 드로틀 밸브(Throttle Valve)에 관한 것으로서, 특히 흡기계에 설치되어, 연소실로 공급되는 공기의 양을 제어하는 드로틀 밸브에 관한 것이다.

주지된 바와 같이, 내연기관을 대표하는 자동차 엔진은 통상 4사이클로 이루어지며, 실린더에서 승강되는 피스톤의 왕복 작용에 의해 부압을 형성하여 외부 공기를 흡입하고, 상기 공기가 흡입된 연소실로 연료를 분사하여 적정의 혼합기를 만든 후, 이를 점화시켜 엔진을 구동한다.

여기서, 외부의 신선한 공기는 피스톤이 흡입 행정을 위해 하강할 때 1회 개방되는 흡입 밸브가 열려짐으로써, 흡기계를 통해 연소실로 유입된다.

이때, 상기한 연소실로 공급되는 공기의 양은, 상기 흡기계에 설치되고 드라이버의 가속페달 조작에 연동되어 개폐되는 드로틀 밸브의 개도량에 따라, 적절히 조절된다.

이러한 드로틀 밸브의 종래 공지된 구조가 도 1에 상세하게 도시되어 있다.

드로틀 밸브(1)는 공기의 통로인 드로틀 바디(2)의 내부에 설치되고, 드라이버의 가속페달 조작에 연동되어 회동되도록 힌지축(3)을 개재하여 고정된다.

또한, 상기한 힌지축(3)은 와이어 및 링크를 통해 가속페달과 연결되고, 그 페달 조작에 연동하여 회동되므로서, 상기 드로틀 밸브(1)가 개폐되도록 한다.

드로틀 밸브(1)는 버터 플라이 타입으로 형성되며, 원판상 구조로 이루어진다.

여기서, 상기한 드로틀 바디(2)는 통상 에어 클리너를 통하면서 청정화된 공기의 통로인 흡기관과, 그 공기를 일시적으로 저장하는 서지탱크의 연결부위에 설치된다.

이러한 구성에 따라, 드로틀 밸브(1)는 드라이버에 의해 조작되는 가속페달 및 링크에 연동되어, 드로틀 바디(2) 즉, 공기의 통로를 개폐하므로서, 엔진의 연소실로 공급되는 공기의 흐름 및 양을 제어하게 된다.

그러나 상술한 종래 기술의 드로틀 밸브에 있어서는, 그 개도량이 드라이버의 답력에 의해 조정되므로서, 미세하고 정밀한 위치 제어가 어렵고, 개방 초기에 공기의 흐름 조절이 어려운 문제점이 있다.

예를 들어, 선형성을 갖는 공기의 흐름은 드로틀 밸브의 개방시 변화의 폭이 커, 연소실로 유입되는 공기의 흐름 및 양이 불균일하고, 엔진의 작동 상태가 불안정하며, 엔진의 출력이 저하되는 문제점을 수반한다.

또한, 종래 기술의 드로틀 밸브는 공기의 흐름 방향에 대항하는 쪽으로 개폐되므로서, 전기적인 장치에 의한 제어가 어려운 문제점이 있다.

이와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은 연소실로 유입되는 공기의 흐름 및 양을 정밀하게 제어하여, 연소의 안정성을 실현하고, 개방 초기에 공기의 유동성을 높여 흡입 공기의 충진 효율을 높이며, 그로 인하여 엔진의 출력을 향상시킬 수 있도록 한 자동차 엔진의 드로틀 밸브를 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 드로틀 밸브의 개폐를 전기장치에 의해 정밀하고 용이하게 제어할 수 있도록 하려는 또 다른 목적을 갖는다.

도 1 은 일반적인 자동차 엔진의 드로틀 밸브를 도시한 정면도.

도 2 는 본 발명에 의한 자동차 엔진의 드로틀 밸브를 도시한 정면도.

도 3 은 본 발명에 의한 드로틀 밸브의 동작 상태를 보인 것으로서, 도 2의 측면도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

3 : 드로틀 바디4 : 고정 밸브체

4a,5a : 통공5 : 가동 밸브체

5b : 피동 기어5c : 회전축

6 : 구동 기어7 : 모터

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 구성을 상세하게 설명한다.

도 2 는 본 발명에 관련된 자동차 엔진의 드로틀 밸브를 도시한 정면도이고, 도 3은 본 발명에 관련된 드로틀 밸브의 동작 상태로서, 도 2의 측면 구성도이다.

참고로 본 발명의 구성을 설명함에 있어서, 종래 도면에서 설명된 구성과 동일한 부분에 대해서는 동일 부호를 부여하기로 한다.

도면에서의 설명 부호(3)은 드로틀 바디를 지칭한다.

드로틀 바디(3)은 가속페달과 연동되어 개폐되는 드로틀 밸브의 개폐 정도에 따라, 공기가 유입되는 통로인 흡기관과, 그 공기가 일시적으로 저장되는 서지탱크의 사이에 연결된다.

상기 서지탱크에 저장된 공기는 실린더를 상,하 방향으로 왕복운동되는 피스톤의 부압에 의해, 흡기 밸브 및 드로틀 밸브의 동시 개방시, 흡기 매니폴드를 통해 각 실린더의 연소실로 공급된다.

이와 같은 구성들은 포함하는 자동차 엔진의 흡기계에 있어서, 본 발명의 드로틀 밸브는 연소실로 유입되는 공기의 흐름 및 그 공기의 양을 정밀하게 제어하기 위해, 통공(4a,5a)을 갖는 두개의 밸브체(4,5)로 구성되며, 그 밸브체중에서 하나를 가동 밸브체(5)로 구성하여, 그 가동 밸브체(5)의 회전 동작시 상기 통공(4a,5a)이 서로 겹쳐지거나 엇갈려 개폐되도록 한다.

이를 위하여, 상기 두개의 밸브체(4,5)중에서 하나는 고정 밸브체(4)로 구성되고, 연소실로 유입되는 공기의 흐름 방향에 대하여 수직한 방향으로 드로틀 바디(3)의 내부에 설치된다.

또한, 상기 가동 밸브체(5)는 고정 밸브체(4)와 평행하게 겹쳐지고, 그 고정 밸브체(4)의 중심에 회전축(5c)으로 고정되어 회전 가능하게 설치된다. 가동 밸브체(5)는 고정 밸브체(4)의 뒤쪽에 배치된다.

가동 밸브체(5)의 둘레에는 피동 기어(5b)가 형성된다. 그 피동 기어(5b)는 동력원으로서의 모터(7)와 직결된 구동 기어(6)와 치차 결합된다.

또한, 모터(7)는 드라이버에 의해 조작되는 가속페달의 조작 신호를 받는 전자제어유닛(ECU)에 의해, 그 동작이 제어된다.

이상에서 설명된 구성에 따라, 드라이버가 가속페달을 조작하면, 그 조작 신호가 ECU로 전달되고, 그 ECU는 상기 신호에 따라 모터(7)의 회전 동작을 제어한다.

모터(7)는 그 회전력을 구동 기어(6)를 통해 피동 기어(5b)로 전달하고, 그에 따라 가동 밸브체(5)를 회전시킨다. 이렇게 회전된 가동 밸브체(5)는 고정 밸브체(4)의 중심(5c)을 기준으로 회전되어, 두 밸브체(4,5)의 통공(4a,5a)이 일치될 경우, 공기가 연소실쪽으로 유입되도록 한다.

따라서, 상기한 드로틀 밸브의 개폐는 전기장치 즉, 모터(7)에 의하여 정밀하게 위치 제어된다.

한편, 상기한 통공(4a,5a)을 거쳐 유입된 공기는 상기한 밸브체(4,5)의 형상에 따라, 개방 초기에 텀블 유동을 발생시켜 흡입 공기의 충진 효율을 증진시킨다.

이상에서 설명된 구성 및 작용을 통하여 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 의한 자동차 엔진의 드로틀 밸브는 공기의 흡입량 및 흐름을 정밀하게 제어할 수 있다.

따라서, 본 발명에 의하면 연소실로 유입되는 공기의 양 및 흐름이 안정되고, 공기의 충진 효율이 증대되어, 엔진의 연소성 및 출력이 향상되는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명은 소형 모터에 의해 드로틀 밸브의 개도를 실시하므로서, 흡기 조절장치의 구성이 간단하게 구현할 수 있다.

Claims (3)

1. 피스톤의 부압에 의해 흡입되는 공기를 연소실로 유도하는 흡기관과, 그 흡기관에 설치되어 상기 공기를 일시적으로 저장하는 서지탱크를 포함하여 구성된 자동차 엔진의 흡기계에 있어서,

   상기 흡기관과 연결된 서지탱크의 입구쪽에 설치되는 드로틀 바디와,

   상기 공기가 통과되는 불특정 다수개의 통공을 구비하여, 그 공기의 흐름 방향에 대하여 수직하게 상기 드로틀 바디의 내부에 설치된 고정 밸브체와,

   그 고정 밸브체와 겹쳐지도록 배치되고, 상기 공기가 통과되는 불특정 다수개의 통공을 구비하며, 상기 드로틀 바디의 내부에서 회전 가능하게 설치된 가동 밸브체와,

   그 가동 밸브체를 회전시켜, 그 가동 밸브체의 통공과 고정 밸브체의 통공이 일치되어 공기가 통과되도록 하는 동력원과,

   가속페달의 조작 신호에 의해 상기 동력원을 제어하는 전자제어유닛을 포함하여서 된 것을 특징으로 하는 자동차 엔진의 드로틀 밸브.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 가동 밸브체는 고정 밸브체의 뒤쪽에 배치된 것을 특징으로 하는 자동차 엔진의 드로틀 밸브.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 가동 밸브체의 둘레에는 피동 기어가 설치되고, 그 피동 기어는 동력원과 직결된 구동 기어와 치차 결합된 것을 특징으로 하는 자동차 엔진의 드로틀 밸브.