KR19990035134A

KR19990035134A - 차량의 엔진 흡기장치

Info

Publication number: KR19990035134A
Application number: KR1019970056871A
Authority: KR
Inventors: 임우택
Original assignee: 양재신; 대우자동차 주식회사
Priority date: 1997-10-31
Filing date: 1997-10-31
Publication date: 1999-05-15

Abstract

본 발명은 엔진 흡기장치의 흡기매니폴드에 형성된 흡기통로 구조를 개선한 엔진 흡기장치에 관한 것으로, 외부에서 흡입된 공기를 플래늄챔버(10)로 유입시켜 연료와 혼합하고, 이 혼합된 혼합기를 엔진의 각 연소실로 분배시키는 흡기매니폴드(20)를 갖는 차량 엔진의 흡기장치에 있어서, 일단이 흡기매니폴드(20)의 플래늄챔버(10)에 연결되서 텀블통로(21A)와 스월통로(22A)로 분기되고 다시 타단이 실린더 헤드(5)의 흡기포트에 연결되는 다수쌍의 분기런너파이프(21,22)를 설치하되 상기 스월통로(22A)의 내벽면에는 통로방향으로 나선형을 이루는 돌출된 다수개의 스월유도날개(220)를 형성하고, 상기 텀블통로(21A) 및 스월통로(22A)의 입구에 각각의 텀블밸브(30)와 저속밸브(40)를 설치함과 함께 텀블밸브(30)와 저속밸브(40)에 이들 밸브(30,40)를 회전시키기 위해 각각의 밸브축(50,60)을 연결하고, 이들 밸브축(50,60)에 텀블밸브제어용 구동모터(52)와 스월밸브제어용 구동모터(62)의 출력축을 각각 연결하고, 이들 구동모터(52,62)는 가속페달(100)의 밟음량을 감지하는 센서(70)의 신호와 엔진회전상태를 파악하는 전기제어장치(ECU)(80)에 의해 구동이 제어되도록 구성한 것을 특징으로 한다.

Description

차량의 엔진 흡기장치

본 발명은 흡기매니폴드의 흡기통로 구조를 개선한 차량의 엔진 흡기장치에 관한 것으로, 특히 본원이 선출원한 실용신안 출원번호 97-20810(명칭 : 차량의 엔진 흡기장치)의 스월통로 구조를 개선하여 별도의 스월밸브의 사용없이 엔진의 저속시 흡입공기의 스월흐름을 발생시키도록 한 차량의 엔진흡기장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 엔진 흡기장치는 엔진의 연소실에 필요한 공기량을 조절하여 실린더측에 공급하는 장치로, 흡기매니폴드를 통하여 각 엔진의 기통에 공기와 연료를 공급하도록 되어 있다.

종래 흡기매니폴드는 스로틀 보디에 연결되어 외부공기를 수용하는 플래늄 챔버와, 이 플래늄 챔버에 각 기통수에 대응하는 다수개의 런너파이프의 일단이 연결되고, 이 런너파이프의 타단은 각 실린더의 흡기포트에 연결되어 있고, 상기 각 런너파이프의 말단측에 연료분사장치인 인젝터가 장착되어 있다.

이와 같이 구성된 종래의 흡기매니폴드는 스로틀보디를 통하여 조절된 공기량이 플래늄챔버로 유입되고 다시 각 런너파이프를 선택적으로 통하여 공기가 실린더의 흡기포트측으로 흐르게 되고 이때 인젝터에서 분사된 연료가 공기와 혼합되어 실린더로 공급되게 된다.

그런데 상기 흡기매니폴드는 런너파이프의 길이가 비교적 길게 형성되어 전체적인 부피가 커질 뿐만 아니라 공기의 흐름저항이 커서 엔진의 고속회전시 공기흡입량이 상대적으로 부족하여 엔진 성능저하의 원인이 된다.

따라서 이를 해결하기 위해 본원이 실용신안으로 선출원한 "차량의 엔진 흡기장치"(출원번호 97-20810)에 의하면, 도 1,2에서와 같이 외부에서 흡입된 공기를 플래늄챔버(10)로 유입시켜 연료와 혼합하고, 이 혼합된 혼합기를 엔진의 각 연소실로 분배시키는 흡기매니폴드(20)를 갖는 차량 엔진의 흡기장치에 있어서, 일단이 흡기매니폴드(20)의 플래늄챔버(10)에 연결되서 텀블통로(21A)와 스월통로(22A)로 분기되고 다시 타단이 실린더 헤드(5)의 흡기포트에 연결되는 다수쌍의 분기런너파이프(21,22)를 설치하고, 상기 분기런너파이프(21,22)의 텀블통로(21A) 및 스월통로(22A)에 각각의 텀블밸브(30)와 스월밸브(40)를 설치함과 함께 텀블밸브(30)와 스월밸브(40)에 이들 밸브(30,40)를 회전시키기 위해 각각의 밸브축(50,60)을 연결하고, 이들 밸브축(50,60)에 텀블밸브제어용 구동모터(52)와 스월밸브제어용 구동모터(62)의 출력축을 각각 연결하고, 이들 구동모터(52,62)는 가속페달(100)의 밟음량을 감지하는 센서(70)의 신호와 엔진회전상태를 파악하는 전기제어장치(ECU)(80)에 의해 구동이 제어되는 구성으로, 엔진의 고속 및 저속시 텀블흐름과 스월흐름을 좋게 할 뿐만 아니라, 분기런너파이프(21,22)의 길이가 짧아져 흡기매니폴드의 부피가 작게 되고 설치공간의 제약을 적게 받을 수 있다.

그런데 상기와 같이 스월통로(22A)에는 스월밸브(40)를 설치함으로 인해 스월밸브(40)의 형상이 복잡해지고, 별도의 스월밸브(40)를 제작해야만 한다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 사정을 감안하여 창안된 것으로, 흡기매니폴드의 스월통로 구조를 개선하여 별도의 스월밸브 없이도 스월흐름을 발생시킬 수 있도록 한 차량의 엔진흡기장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구체적인 수단은, 외부에서 흡입된 공기를 플래늄챔버로 유입시켜 연료와 혼합하고, 이 혼합된 혼합기를 엔진의 각 연소실로 분배시키는 흡기매니폴드를 갖는 차량 엔진의 흡기장치에 있어서, 일단이 흡기매니폴드의 플래늄챔버에 연결되서 텀블통로와 스월통로로 분기되고 다시 타단이 실린더 헤드의 흡기포트에 연결되는 다수쌍의 분기런너파이프를 설치하되 상기 스월통로의 내벽면에는 통로방향으로 나선형을 이루는 돌출된 다수개의 스월유도날개를 형성하고, 상기 텀블통로 및 스월통로의 입구에 각각의 텀블밸브와 저속밸브를 설치함과 함께 텀블밸브와 저속밸브에 이들 밸브를 회전시키기 위해 각각의 밸브축을 연결하고, 이들 밸브축에 텀블밸브제어용 구동모터와 스월밸브제어용 구동모터의 출력축을 각각 연결하고, 이들 구동모터는 가속페달의 밟음량을 감지하는 센서의 신호와 엔진회전상태를 파악하는 전기제어장치에 의해 구동이 제어되도록 구성한 것을 특징으로 한다.

도 1,2는 종래 흡기장치의 구성을 나타낸 측단면도 및 평단면도.

도 3은 본 발명의 실시예에 적용되는 흡기장치의 구성도로서 텀블밸브의 작동상태도.

도 4는 본 발명의 실시예에 적용되는 흡기장치의 구성도로서 저속밸브의 작동상태도.

도 5는 도 3의 A-A선 확대단면도.

도 6은 본 발명의 실시예에 적용되는 흡기장치의 평단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 플래늄챔버 20 : 흡기매니폴드

21,22 : 분기런너파이프 21A : 텀블통로

22A : 스월통로 30 : 텀블밸브

400 : 저속밸브 50,60 : 밸브축

52 : 텀블밸브제어용 구동모터 62 : 스월밸브제어용 구동모터

70 : 센서 80 : 전기제어장치

220 : 스월유도날개

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이 외부에서 흡입된 공기를 플래늄챔버(10)로 유입시켜 연료와 혼합하고, 이 혼합된 혼합기를 엔진의 각 연소실로 분배시키는 흡기매니폴드(20)를 갖는 차량 엔진의 흡기장치에 있어서, 일단이 흡기매니폴드(20)의 플래늄챔버(10)에 연결되서 텀블통로(21A)와 스월통로(22A)로 분기되고 다시 타단이 실린더 헤드(5)의 흡기포트에 연결되는 다수쌍의 분기런너파이프(21,22)를 설치하되 상기 스월통로(22A)의 내벽면에는 통로방향으로 나선형을 이루는 돌출된 다수개의 스월유도날개(220)가 형성되어 있다.

그리고 상기 텀블통로(21A) 및 스월통로(22A)의 입구에는 각각의 텀블밸브(30)와 저속밸브(400)를 설치함과 함께 텀블밸브(30)와 저속밸브(400)에 이들 밸브(30,400)를 회전시키기 위해 각각의 밸브축(50,60)을 연결하고, 이들 밸브축(50,60)에 텀블밸브제어용 구동모터(52)와 스월밸브제어용 구동모터(62)의 출력축을 각각 연결하고, 이들 구동모터(52,62)는 가속페달(100)의 밟음량을 감지하는 센서(70)의 신호와 엔진회전상태를 파악하는 전기제어장치(ECU)(80)에 의해 구동이 제어되도록 구성되어 있다.

이와 같이 구성된 본 실시예의 작용을 설명한다.

먼저, 엔진의 시동전에는 텀블밸브(30)와 저속밸브(40)가 닫혀져 분기런너파이프(21,22)의 각 텀블통로(21A)와 스월통로(22A)는 공기흐름을 차단하고 있는 상태가 된다.

이같은 상태에서 엔진의 시동을 걸면 공회전상태가 되는데 이때는 전기제어장치(80)에 의해 스월밸브제어용 구동모터(62)가 구동 제어되어 밸브축(60)이 소정량 회전하여 저속밸브(400)가 차츰 열리게 된다.

이같은 상태에서 차량의 주행이 저속일 경우 센서(70)의 신호를 입력받은 전기제어장치(80)에 의해 구동모터(62)에 연결된 밸브축(60)에 의해 도 4에서와 같이 저속밸브(400)의 개도량이 증가하면서 스월통로(22A)를 빠져나가는 공기흐름은 스월유도날개(220)에 의해 원주방향으로 선회되어 결국, 연소실내로 연료와 함께 혼합되어 스월(swirl)흐름으로 들어가게 되고, 이때 텀블밸브(30)는 닫혀있는 상태가 된다.

여기서 스월유도날개(220)의 비틀림정도에 따라 스월흐름을 크거나 작게 할 수 있다.

한편, 차량을 고속으로 주행시키기 위해 가속페달(100)을 밟게 되면 이를 센서(70)가 감지하여 전기제어장치(80)에 신호를 전달하고, 전기제어장치(80)는 이를 판독하여 스월밸브제어용 구동모터(62)를 구동시켜 밸브축(50)에 연결된 저속밸브(400)가 닫히고, 반대로 텀블밸브제어용 구동모터(52)가 구동되어 밸브축(50)에 연결된 텀블밸브(52)가 도 5에서와 같이 열리게 된다.

따라서 엔진의 고속시 텀블통로(21A)로 텀블(Tumble)되는 공기흐름과 연료가 혼합되어 연소실(6)내로 공급된다. 이때, 텀블통로(21A)의 길이가 짧으므로 흡입공기의 흐름저항을 최소화시켜 엔진 연소에 필요한 공기량의 공급을 원활히 할 수 있다.

이와 같이 흡기매니폴드(20)의 분기런너파이프(21,22)에 형성된 텀블통로(21A)와 스월통로(22A)를 선택적으로 하여 공기흐름을 엔진의 저속시 스월(swirl)흐름으로 고속시에는 텀블(tumble)흐름으로 유도함으로써 엔진성능의 증대를 기대할 수 있다.

또, 흡기매니폴드(20)의 분기런너파이프(21,22) 길이를 단축시킬 수 있으므로 흡기매니폴드(20)의 콤팩트화가 가능하다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 흡기매니폴드의 플래늄 챔버에서 실린더 헤드의 흡입포트로 분기되는 분기런너파이프의 길이를 단축시킴으로써 흡기매니폴드의 콤팩트화가 가능함과 동시에 엔진 저속시 확실한 스월흐름의 혼합기 공급이 가능하고 엔진 고속시 혼합기의 텀블흐름이 향상되는 이점이 있다.

Claims

외부에서 흡입된 공기를 플래늄챔버(10)로 유입시켜 연료와 혼합하고, 이 혼합된 혼합기를 엔진의 각 연소실로 분배시키는 흡기매니폴드(20)를 갖는 차량 엔진의 흡기장치에 있어서, 일단이 흡기매니폴드(20)의 플래늄챔버(10)에 연결되서 텀블통로(21A)와 스월통로(22A)로 분기되고 다시 타단이 실린더 헤드(5)의 흡기포트에 연결되는 다수쌍의 분기런너파이프(21,22)를 설치하되 상기 스월통로(22A)의 내벽면에는 통로방향으로 나선형을 이루는 돌출된 다수개의 스월유도날개(220)를 형성하고, 상기 텀블통로(21A) 및 스월통로(22A)의 입구에 각각의 텀블밸브(30)와 저속밸브(40)를 설치함과 함께 텀블밸브(30)와 저속밸브(40)에 이들 밸브(30,40)를 회전시키기 위해 각각의 밸브축(50,60)을 연결하고, 이들 밸브축(50,60)에 텀블밸브제어용 구동모터(52)와 스월밸브제어용 구동모터(62)의 출력축을 각각 연결하고, 이들 구동모터(52,62)는 가속페달(100)의 밟음량을 감지하는 센서(70)의 신호와 엔진회전상태를 파악하는 전기제어장치(ECU)(80)에 의해 구동이 제어되도록 구성한 것을 특징으로 하는 차량의 엔진 흡기장치.