KR19990019800A - Swirl Control Valve Structure of Lean Burn Engine - Google Patents
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Abstract
본 발명은 린번 엔진에 구비되는 스월 제어 밸브에 관한 것으로서, 특히 스월 밸브를 작동하는 부압 제어부를 흡기 매니폴드의 중앙측에 위치시키고 밸브판에 구멍을 형성시킴으로써 엔진의 전 부하 및 부분 부하 성능이 향상되도록 한 린번 엔진의 스월 제어 밸브 구조에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a swirl control valve provided in a lean burn engine, and in particular, by placing a negative pressure control unit for operating a swirl valve at a central side of an intake manifold and forming a hole in a valve plate, the engine's full load and partial load performance are improved. The swirl control valve structure of the lean burn engine as much as possible.
상기 본 발명은 흡기 매니폴드와 흡기 포트 사이에 설치되고 다수의 포트가 형성된 스월 밸브 케이스와, 상기 스월 밸브 케이스에 관통되어 있고 다수의 밸브판이 설치된 콘트롤 축과, 서지 탱크의 흡기 부압으로 상기 콘트롤 축을 회전시키는 부압 제어부가 포함된 린번 엔진의 스월 제어 밸브 구조에 있어서, 상기 스월 밸브 케이스(50)가 일정 위치에서 양분되어 그 사이에 상기 부압 제어부(60)가 설치되고, 상기 콘트롤 축(52)은 부압 제어부(60)의 양측에서 스월 밸브 케이스(50)에 관통되며, 상기 밸브판(54)에는 폐쇄시에도 일정량의 공기가 통과되도록 소정 크기의 구멍(54a)이 형성된 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a swirl valve case provided between an intake manifold and an intake port and having a plurality of ports, a control shaft penetrating the swirl valve case and provided with a plurality of valve plates, and an intake negative pressure of a surge tank. In the swirl control valve structure of a lean burn engine including a negative pressure control unit for rotating, the swirl valve case 50 is bisected at a predetermined position, and the negative pressure control unit 60 is installed therebetween, and the control shaft 52 Penetration through the swirl valve case 50 on both sides of the negative pressure control unit 60, characterized in that the valve plate 54 is formed with a hole 54a of a predetermined size so that a predetermined amount of air passes even when the valve plate 54 is closed.
Description
본 발명은 린번 엔진에 구비되는 스월 제어 밸브에 관한 것으로서, 특히 스월 밸브를 작동하는 부압 제어부를 흡기 매니폴드의 중앙측에 위치시키고 밸브판에 구멍을 형성시킴으로써 엔진의 전 부하 및 부분 부하 성능이 향상되도록 한 린번 엔진의 스월 제어 밸브 구조에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a swirl control valve provided in a lean burn engine, and in particular, by placing a negative pressure control unit for operating a swirl valve at a central side of an intake manifold and forming a hole in a valve plate, the engine's full load and partial load performance are improved. The swirl control valve structure of the lean burn engine as much as possible.
일반적으로 린번(Lean Burn) 엔진은 하나의 연소실에 2 개의 흡기 포트가 도입되어 엔진의 상태 및 운전 조건에 따라 한 쪽의 흡기 포트를 개폐시키므로써 연료와 공기의 혼합비를 조절하게 되고, 결과적으로 공기와 연료의 혼합비가 22:1 정도의 희박 공연비로도 운전이 가능하게 되어 엔진 성능 및 연비 향상을 도모할 수 있도록 되어 있다.In general, a lean burn engine has two intake ports in one combustion chamber to open and close one intake port according to the engine condition and operating conditions, thereby controlling the fuel and air mixing ratio. It is possible to operate at a lean air-fuel ratio of about 22: 1 with the fuel mixture ratio, so that the engine performance and fuel economy can be improved.
이와 같은 린번 엔진은 도 1에 도시된 바와 같이 실린더 헤드(1)의 흡기 포트와 흡기 매니폴드(2) 사이에 스월 밸브 케이스(10)가 설치되고, 이 스월 밸브 케이스(10)의 일측면에는 서지 탱크(3)의 부압을 도입하여 스월 밸브의 개폐를 제어할 수 있도록 부압 제어부(15)가 설치되어 있다.In this lean burn engine, as shown in FIG. 1, a swirl valve case 10 is installed between the intake port of the cylinder head 1 and the intake manifold 2, and one side of the swirl valve case 10 is provided. The negative pressure control part 15 is provided so that the negative pressure of the surge tank 3 may be introduced to control the opening and closing of the swirl valve.
그리고, 상기 부압 제어부(15)와 서지 탱크(3) 사이의 도입관(11)에는 솔레노이드 밸브(4)가 설치되어 엔진의 상태 및 주행 조건에 따라 ECU(제어 유닛)(5)의 신호로 개폐됨으로써 스월 밸브를 제어하게 된다. 또한, 상기 스월 밸브 케이스(10)와 인접한 흡기 매니폴드(2)에는 인젝터(6)가 설치되어 흡기 포트 측에 연료를 분사할 수 있게 되어 있다.In addition, a solenoid valve 4 is installed in the inlet pipe 11 between the negative pressure control unit 15 and the surge tank 3 to open and close with a signal of the ECU (control unit) 5 in accordance with the engine condition and driving conditions. As a result, the swirl valve is controlled. In addition, an injector 6 is provided at the intake manifold 2 adjacent to the swirl valve case 10 to inject fuel to the intake port side.
여기서, 종래의 린번 엔진의 스월 제어 밸브 구조는 도 2에 도시된 바와 같이 스월 밸브 케이스(10)에 다수의 포트가 형성되어 있고, 이 포트를 관통하도록 콘트롤 축(12)이 설치되어 있으며, 상기 콘트롤 축(12)상에는 밸브판(14)이 설치되어 부압 제어부(15)의 작동과 연동되어 한쪽 포트의 개폐를 결정토록 되어 있다.Here, in the conventional swirl control valve structure of the lean burn engine, as shown in FIG. 2, a plurality of ports are formed in the swirl valve case 10, and a control shaft 12 is provided to penetrate the ports. The valve plate 14 is provided on the control shaft 12 so as to be linked with the operation of the negative pressure control unit 15 to determine the opening and closing of one port.
특히, 상기 스월 밸브 케이스(10)는 하나의 긴판형으로 형성되어 전후로 관통되는 다수의 포트가 형성되어 있는데, 상기 밸브판(14)에 의해 개폐되는 스트레이트 포트(10a)와 연소실로 비틀림을 갖게 연통된 스월 포트(10b)가 한 쌍을 이루며 일정하게 배열 형성되어 있다. 또한, 상기 한 쌍의 포트(10a,10b) 상측에는 인젝터가 삽입되는 인젝터 장착홀(10c)이 형성되어 있다.In particular, the swirl valve case 10 is formed in one long plate shape and formed with a plurality of ports penetrating back and forth. The straight port 10a opened and closed by the valve plate 14 communicates with a twist in the combustion chamber. The swirl pots 10b are formed in a pair and are arranged in a constant manner. In addition, an injector mounting hole 10c into which the injector is inserted is formed above the pair of ports 10a and 10b.
한편, 상기한 종래의 린번 엔진의 스월 제어 밸브 구조에서 밸브판(14)이 설치된 콘트롤 축(12)은 각 스월 포트(10b) 및 스트레이트 포트(10a)를 통과하도록 길게 설치되어 있기 때문에 콘트롤 축(12)이 어느 정도의 내구성 및 직진도를 갖기 위해서는 일정 이상의 굵기, 즉 직경을 가져야 한다.On the other hand, in the above-described swirl control valve structure of the lean burn engine, the control shaft 12 provided with the valve plate 14 is provided to pass through each swirl port 10b and the straight port 10a. 12) It must have a certain thickness or diameter to have a certain degree of durability and straightness.
그러나, 상기한 콘트롤 축(12)이 일정 이상 굵기(직경이 ø8 정도)를 갖게 되면 상기 스월 포트(10b)에 관통되어 있으므로 오히려 유동 저항으로 작용하게 되어 흡기 효율이 떨어지고, 결국 엔진의 전부하 성능을 저하시키는 문제점이 발생된다.However, when the control shaft 12 has a certain thickness or more (diameter of about ø8), the control shaft 12 penetrates through the swirl pot 10b, and thus acts as a flow resistance, thereby reducing the intake efficiency, resulting in full load performance of the engine. There is a problem of lowering.
또한, 상기 스월 제어 밸브의 밸브판(14)은 판형으로 형성되어 스트레이트 포트(10a)를 개폐하기 때문에 스월 제어 밸브가 닫혀 있는 상태에서 인젝터를 통해 스트레이트 포트(10a) 쪽으로 연료가 분사되면 공기가 유동하지 않으므로 무화의 정도가 낮아 연소 효율을 떨어뜨리는 문제점도 발생된다.In addition, since the valve plate 14 of the swirl control valve is formed in a plate shape to open and close the straight port 10a, when fuel is injected toward the straight port 10a through the injector while the swirl control valve is closed, air flows. As a result, the degree of atomization is low, which causes a problem of lowering combustion efficiency.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 스월 밸브 케이스를 양분하여 그 사이에 부압 제어부를 설치하고 스월 제어 밸브에 일정 직경의 구멍을 형성함으로써 엔진의 전부하 성능 및 부분부하 성능이 향상되도록 한 린번 엔진의 스월 제어 밸브 구조를 제공하는 데 있다.The present invention has been made to solve the above problems, by dividing the swirl valve case to install a negative pressure control between them and to form a hole of a constant diameter in the swirl control valve to improve the full load performance and partial load performance of the engine To provide a swirl control valve structure of the lean burn engine as much as possible.
도 1은 종래 린번 엔진에서 스월 제어 밸브의 설치 구조가 도시된 개략도,1 is a schematic diagram showing an installation structure of a swirl control valve in a conventional lean burn engine,
도 2는 종래 린번 엔진의 스월 제어 밸브 구조가 도시된 개략적인 사시도,2 is a schematic perspective view showing a swirl control valve structure of a conventional lean burn engine;
도 3은 본 발명에 따른 린번 엔진의 스월 제어 밸브 구조가 도시된 개략적인 사시도,3 is a schematic perspective view showing a swirl control valve structure of a lean burn engine according to the present invention;
도 4는 본 발명의 부압 제어부의 내부 구조가 도시된 단면도이다.4 is a cross-sectional view showing the internal structure of the negative pressure control unit of the present invention.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings
50 : 스월 밸브 케이스 50a : 스트레이트 포트50: swirl valve case 50a: straight port
50b : 스월 포트 50c : 인젝터 장착홀50b: Swirl pot 50c: Injector mounting hole
52 : 콘트롤 축 54 : 밸브판52: control shaft 54: valve plate
54a : 구멍 55 : 인젝터54a: hole 55: injector
60 : 부압 제어부 62 : 케이스60: negative pressure control unit 62: case
64 : 피스톤 66 : 피스톤 로드64: piston 66: piston rod
68 : 피니온68: pinion
상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 린번 엔진의 스월 제어 밸브 구조는, 흡기 매니폴드와 흡기 포트 사이에 설치되고 다수의 포트가 형성된 스월 밸브 케이스와, 상기 스월 밸브 케이스에 관통되어 있고 다수의 밸브판이 설치된 콘트롤 축과, 서지 탱크의 흡기 부압으로 상기 콘트롤 축을 회전시키는 부압 제어부가 포함된 린번 엔진의 스월 제어 밸브 구조에 있어서, 상기 스월 밸브 케이스가 일정 위치에서 양분되어 그 사이에 상기 부압 제어부가 설치되고, 상기 콘트롤 축은 부압 제어부의 양측에서 스월 밸브 케이스에 관통되며, 상기 밸브판에는 폐쇄시에도 일정량의 공기가 통과되도록 소정 크기의 구멍이 형성된 것을 특징으로 한다.The swirl control valve structure of the lean burn engine of the present invention for realizing the above object includes a swirl valve case provided between an intake manifold and an intake port and having a plurality of ports, and a plurality of valves penetrating the swirl valve case. In a swirl control valve structure of a lean burn engine including a control shaft provided with a plate and a negative pressure controller for rotating the control shaft by intake negative pressure of a surge tank, the swirl valve case is bisected at a predetermined position and the negative pressure controller is installed therebetween. The control shaft penetrates through the swirl valve case at both sides of the negative pressure controller, and the valve plate is formed with a hole having a predetermined size so that a predetermined amount of air passes even when the valve plate is closed.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 의한 린번 엔진의 스월 제어 밸브 구조는 도 3에 도시된 바와 같이 흡기 매니폴드와 흡기 포트 사이에 설치되고 다수의 포트가 형성된 스월 밸브 케이스(50)가 그 중간에서 양분되게 형성되고, 상기 스월 밸브 케이스(50) 사이에 부압 제어부(60)가 삽입되게 설치되며, 이 부압 제어부(60)의 양측으로는 콘트롤 축(52)이 상기 스월 밸브 케이스(50)에 관통되게 연결되어 있다.In the swirl control valve structure of the lean burn engine according to the present invention, a swirl valve case 50 provided between the intake manifold and the intake port and having a plurality of ports is bisected in the middle, as shown in FIG. The negative pressure control unit 60 is inserted between the swirl valve cases 50, and the control shaft 52 is connected to both sides of the negative pressure control unit 60 so as to penetrate the swirl valve case 50.
그리고, 상기 콘트롤 축(52)에 설치된 밸브판(54)에는 일정 크기의 구멍(54a)이 형성되어 밸브가 닫혔을 때에도 일정 정도의 공기 유동이 가능토록 되어 있다.The valve plate 54 provided on the control shaft 52 is provided with a hole 54a having a predetermined size so that a certain amount of air flow is possible even when the valve is closed.
여기서, 상기 스월 밸브 케이스(50)는 상기 밸브판(54)이 설치된 스트레이트 포트(50a)와 연소실까지 비틀리게 형성된 스월 포트(50b)가 한 쌍으로 다수 형성되어 있고, 한 쌍의 포트(50a,50b) 상측에는 인젝터 장착홀(50c)이 형성되어 있다.Here, the swirl valve case 50 is formed of a plurality of pairs of straight pot 50a provided with the valve plate 54 and a swirl pot 50b twisted to the combustion chamber, and a pair of ports 50a, 50b) The injector mounting hole 50c is formed in the upper side.
특히, 상기 콘트롤 축(52)은 스월 밸브 케이스(50)의 가운데 부분에 부압 제어부(60)가 설치되므로 종래 기술에서의 콘트롤 축 직경보다 작은 것을 사용할 수 있게 된다. 예를 들어 종래에는 콘트롤 축을 ø8 이상의 봉을 사용하였다면 본 기술에서의 콘트롤 축(52)은 ø4 정도를 사용하여도 길이가 짧기 때문에 내구성 있게 사용 가능하게 된다.In particular, since the negative pressure control unit 60 is installed at the center portion of the swirl valve case 50, the control shaft 52 can use a smaller one than the diameter of the control shaft in the prior art. For example, if a control shaft is used with a rod of 8 or more in the related art, the control shaft 52 in the present technology can be used with durability because the length thereof is short even when using about 4.
그리고, 상기 부압 제어부(60)는 도 4에 도시된 바와 같이 부압실(A)이 형성된 중공의 케이스(62)와, 상기 케이스(62)의 중간에 설치되어 흡기 부압에 의해 상하 이동되는 다이어프램형 피스톤(64)과, 상기 피스톤(64)의 후방에서 길게 연결되어 직선 이동되고 그 표면에 랙이 형성된 피스톤 로드(66)와, 상기 피스톤 로드(66)의 랙과 치합되고 양측에 콘트롤 축(52)이 설치된 피니온(68)으로 구성되어 있다.And, the negative pressure control unit 60 is a diaphragm type is installed in the middle of the case 62, the hollow case 62, the negative pressure chamber (A) is formed, and the case 62 is moved up and down by the intake negative pressure as shown in FIG. Piston 64, the piston rod 66 is connected to the rear of the piston 64 long and linearly moved and the rack formed on the surface thereof, and the control shaft 52 is engaged with the rack of the piston rod 66 and both sides ) Is composed of a pinion 68 provided.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 린번 엔진의 스월 제어 밸브 구조의 작용을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the swirl control valve structure of the lean burn engine according to the present invention configured as described above are as follows.
냉각수온 등의 엔진의 상태와 차속 등의 주행 조건에 따라 ECU에서 솔레노이드 밸브를 제어하면 서지 탱크로부터 도입되는 부압이 부압 제어부에 작용되어 스월 제어 밸브를 작동하게 된다.When the solenoid valve is controlled by the ECU according to the engine condition such as the coolant temperature and the driving condition such as the vehicle speed, the negative pressure introduced from the surge tank acts on the negative pressure controller to operate the swirl control valve.
상기 부압 제어부(60)는 스월 밸브 케이스(50) 사이에 설치되어 있으므로 서지 탱크의 부압이 작용될 경우 다이어프램형 피스톤(64) 및 피스톤 로드(66)가 상승되면서 피니온(68)을 회전시키게 되고, 동시에 피니온(68)의 양측으로 연결된 콘트롤 축(52)이 회전되면서 스트레이트 포트(50a)측에 설치된 밸브판(54)을 회전시키게 된다.Since the negative pressure control unit 60 is installed between the swirl valve case 50, when the negative pressure of the surge tank is applied, the diaphragm-type piston 64 and the piston rod 66 are raised to rotate the pinion 68. At the same time, the control shaft 52 connected to both sides of the pinion 68 is rotated to rotate the valve plate 54 provided at the straight port 50a side.
여기서, 상기 콘트롤 축(52)은 상기 부압 제어부(60)의 양측에 연결되어 스월 밸브 케이스(50)로 관통되기 때문에 ø4 정도의 직경을 갖더라도 콘트롤 축(52)의 내구성은 유지되는 가운데 스월 포트(50b)측에서 발생되는 유동 저항을 줄일 수 있게 된다. 따라서, 상기 스월 포트(50b) 측의 유동 저항 감소로 엔진 전부하시 연소실 내로 흡입되는 공기량을 증가시켜 엔진의 출력을 향상시킬 수 있게 된다.Here, since the control shaft 52 is connected to both sides of the negative pressure control unit 60 and penetrates through the swirl valve case 50, the control port 52 maintains the durability of the control shaft 52 even though the diameter is about 4 °. It is possible to reduce the flow resistance generated on the 50b side. Therefore, the output of the engine can be improved by increasing the amount of air sucked into the combustion chamber during full load of the engine by decreasing the flow resistance on the swirl pot 50b side.
그리고, 상기 콘트롤 축(52)에 설치된 밸브판(54)에 약 ø3정도의 구멍(54a)이 형성되어 있으므로 스월 제어 밸브가 닫혀있다 하더라도 소량의 공기가 상기 구멍(54a)을 통해 유동할 수 있기 때문에 인젝터(55)에서 연료가 분사될 때 연료의 무화를 촉진시켜 스월 제어 밸브가 닫힌 희박 공연비 운전시에도 부분 부하의 성능을 향상시키게 된다.In addition, since the hole 54a of about ø3 is formed in the valve plate 54 provided in the control shaft 52, a small amount of air can flow through the hole 54a even if the swirl control valve is closed. Therefore, when fuel is injected from the injector 55, the atomization of the fuel is promoted, thereby improving the performance of the partial load even in the case of the lean air-fuel ratio operation in which the swirl control valve is closed.
상기와 같이 구성되고 작용하는 본 발명에 의한 린번 엔진의 스월 제어 밸브 구조는 스월 밸브 케이스(50)가 양분되어 그 사이에 부압 제어부(60)가 설치되고 스월 제어 밸브의 밸브판(54)에 일정 직경의 구멍(54a)이 형성되어 있기 때문에 엔진의 전부하 성능 및 부분부하 성능이 향상되는 이점이 있다.In the swirl control valve structure of the lean burn engine according to the present invention configured and acted as described above, the swirl valve case 50 is bisected, and the negative pressure control unit 60 is installed therebetween, and is fixed to the valve plate 54 of the swirl control valve. Since the hole 54a of the diameter is formed, there is an advantage that the full load performance and the partial load performance of the engine are improved.
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Cited By (3)
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| KR20030030117A (en) * | 2001-10-08 | 2003-04-18 | 현대자동차주식회사 | Changeable swirl apparatus |
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1997
- 1997-08-29 KR KR1019970043237A patent/KR100251213B1/en not_active IP Right Cessation
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| KR100251213B1 (en) | 2000-04-15 |
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| A201 | Request for examination | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
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Payment date: 20041224 Year of fee payment: 6 |
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| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |