KR200191651Y1 - Variable intake system for an automobile - Google Patents
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Abstract
본 고안은 자동차의 가변용 흡기장치에 관한 것으로서, 스로틀 밸브가 힌지고정되어 있는 스로틀 보디와, 스로틀 보디와 흡기매니폴드 사이에 내부로 소정의 공간을 가지도록 고정된 서지탱크에 있어서, 제 1 DC모터(52)의 제 1 축(54)에 고정된 제 1 기어(56)로 구비된 제 1 가동부(50)와, 제 2 DC모터(42)의 제 2 축(44)에 고정된 제 2 기어(46)로 설치된 제 2 가동부(40)와, 제 1 가동부(50)를 고정토록 하는 고정단(62)이 형성된 메인 하우징(60)과, 제 2 가동부(40)와 외접기어(22)의 내측에 설치된 셔터 밸브(24)(24a)로 구비된 밸브(20) 및 랙기어(30)를 고정하여 메인 하우징(70)에 삽입된 가변용 서브 하우징(10)과, 제 1 DC모터(52)와 제 2 DC모터(42)를 선택적으로 구동시키도록 한 제어부로 이루어져 다변화되어 가는 엔진의 출력 요구에 필요로 하는 공기를 신속하게 공급할 수 있도록 한 것이다.The present invention relates to a variable intake apparatus for an automobile, comprising: a first DC in a throttle body having a throttle valve hinged and a surge tank fixed to have a predetermined space therebetween between the throttle body and the intake manifold; The first movable part 50 provided with the first gear 56 fixed to the first shaft 54 of the motor 52, and the second fixed to the second shaft 44 of the second DC motor 42. A main housing 60 having a second movable portion 40 provided with a gear 46, a fixed end 62 for fixing the first movable portion 50, a second movable portion 40 and an external gear 22; A variable sub-housing 10 inserted into the main housing 70 by fixing the valve 20 and the rack gear 30 provided with the shutter valves 24 and 24a installed inside the first housing; 52) and the control unit for selectively driving the second DC motor 42, it is possible to quickly supply the air required for the output request of the diversified engine It is to be.
Description
본 고안은 자동차의 가변용 흡기장치에 관한 것으로서, 특히 실린더내로 흡입되는 공기를 보관하는 서지탱크의 체적을 가변시켜 다변화하는 엔진의 요구에 따라 신속한 공기를 공급할 수 있도록 하는 자동차의 가변용 흡기장치에 관한 것이다.The present invention relates to a variable intake device for a vehicle, and more particularly, to a variable intake device for a vehicle that can supply a rapid air in accordance with the needs of the diversified engine by varying the volume of the surge tank for storing the air sucked into the cylinder It is about.
일반적으로 차량은 연료와 공기가 혼합된 혼합기를 실린더내로 흡입하고, 압축, 착화 및 배기의 과정을 거치면서 발생하게 되는 팽창력을 토오크로 변환시켜 주행을 가능하게 한 것으로, 연료가 실린더내로 흡입되는 상태에 따라 캬브레터식과 분사식 엔진이 있다.In general, a vehicle sucks a mixture of fuel and air into a cylinder and converts the expansion force generated during compression, ignition, and exhaust into a torque to enable driving, and the fuel is sucked into the cylinder. Depending on the carburetor and jet engines.
캬브레터식은 스로틀 보디내에서 에어크리너를 경유한 공기와 연료펌프의 흡입력으로 토출된 연료와 혼합하여 실린더내로 흡입시키는 것이며, 분사식 엔진은 공기만을 흡입한 상태에서 연소실내로 분사하는 일레트로닉 가솔린 인젝션(Electronic Gasoline Injection : EGI)이 있다.The carburetor type is a mixture of air through the air cleaner in the throttle body and fuel discharged by the suction power of the fuel pump to inhale into the cylinder, and the injection engine injects only the air into the combustion chamber and injects it into the combustion chamber. Gasoline Injection (EGI).
도 1 은 일반적인 엔진의 흡기장치를 도시한 개략적인 구성도로서, 엔진(150)은 양측으로 배기계와 흡기계가 설치되어 있다.Figure 1 is a schematic configuration diagram showing an intake apparatus of a general engine, the engine 150 is provided with an exhaust system and an intake machine on both sides.
흡기계는 연소에 필요한 공기와 연료를 실린더내로 흡입토록 하는 것으로, 에어크리너(100)와, 스로틀 보디(120)와, 서지탱크(130) 및 흡기매내폴드(140)로 구성되어 있으며, 배기계는 배기매니폴드와 촉매컨버터 및 머플러등으로 구성된다.The intake system allows the air and fuel necessary for combustion to be sucked into the cylinder. The intake system includes an air cleaner 100, a throttle body 120, a surge tank 130, and an intake medium fold 140. It consists of exhaust manifold, catalytic converter and muffler.
흡기계의 에어크리너(100)는 일측에 흡입구와 토출구를 구비한 하우징과, 하우징의 내측으로 공기중에 포함되어 있는 먼지등을 제거키 위한 엘리먼트가 내장된다.The air cleaner 100 of the intake machine is provided with a housing having an inlet and an outlet on one side thereof, and an element for removing dust and the like contained in the air inside the housing.
스로틀 보디(20)는 그 내부에 스로틀 밸브(122)가 힌지고정되어 있어 에어크리너(100)로 부터 유입되는 공기의 량을 조절하도록 되어 있으며, 덕트(110)로 에어크리너(100)의 토출측에 연결된다.The throttle body 20 has a throttle valve 122 hinged therein so as to control the amount of air flowing from the air cleaner 100, and to the discharge side of the air cleaner 100 by the duct 110. Connected.
서지 탱크(130)는 내부에 소정의 공간을 갖도록 형성되어 있어 스로틀 보디(120)를 통과한 공기를 저장토록 한 것으로 스로틀 보디(120)에 연장되어 설치되어 있다.The surge tank 130 is formed to have a predetermined space therein so as to store air that has passed through the throttle body 120 and extends to the throttle body 120.
그리고, 흡기매니폴드(140)는 서지탱크(130)와 실린더 헤드의 흡기구에 연결되어 있으며, 상부에 구멍을 형성하여 연료분사용 인젝터(170)가 설치되어 있다.In addition, the intake manifold 140 is connected to the intake port of the surge tank 130 and the cylinder head, and forms a hole in the upper portion, and the fuel injection injector 170 is installed.
연료분사용 인젝터(170)는 미도시한 인젝터 펌프와 연결되어 있어 연료탱크내로 부터 펌프의 흡입력으로 이송된 연료를 흡입행정 초기에 분사하여 공기와 혼합된 상태로 흡입되도록 구성되어 있다.The fuel injection injector 170 is connected to an injector pump (not shown), and is configured to inject the fuel transferred from the fuel tank to the suction force of the pump at the initial stage of the suction stroke to be sucked in a mixed state with air.
이와 같이 구성된 흡기계를 통해 동력을 발생시키는 과정은 다음과 같다.The process of generating power through the intake machine configured as described above is as follows.
엔진(실린더 블록)내에 설치되어 있는 피스톤이 상부에서 하부로 이동(흡입행정)하면서 부압이 발생하게 되면, 이 부압으로 인해 에어크리너(100)의 흡입구를 통해 내부에 설치되어 있는 엘리먼트를 경유하면서 이물질이 제거된 공기는 덕트(110)내로 흐르면서 그 단부에 설치되어 있는 스로틀 밸브(122)를 경유하여 서지탱크(130)로 유입된다.When the piston installed in the engine (cylinder block) moves from the top to the bottom (suction stroke) and generates a negative pressure, the negative pressure causes foreign substances to pass through the elements installed therein through the inlet of the air cleaner 100. The removed air flows into the surge tank 130 via the throttle valve 122 installed at its end while flowing into the duct 110.
서지탱크(120)내로 유입된 공기는 이와 연결되어 있는 흡기매니폴드(140)내를 흐르게 된다.Air introduced into the surge tank 120 flows in the intake manifold 140 connected thereto.
이때, 미도시되어 있는 인젝터 펌프로부터 토출된 소량의 연료는 인젝터(170)를 통해 흡기매니폴드(140)내로 분사되고, 공기와 혼합된 상태로 헤드의 흡기구를 통해 실린더내로 유입이 되고, 압축, 착화, 배기의 과정을 거치면서 동력을 발생시켜 주행을 가능하게 한다.At this time, a small amount of fuel discharged from the injector pump (not shown) is injected into the intake manifold 140 through the injector 170, and is introduced into the cylinder through the intake port of the head in a mixed state with air. Power is generated through the process of ignition and exhaust to enable driving.
그러나, 서지탱크의 체적이 고정되어 있어 다변화되어 가는 엔진의 출력요구에 따라 적절한 공기를 실린더내로 신속하게 공급할 수 없게 되는 원인으로 그 출력이 낮아지게 되는 문제점이 있다.However, there is a problem in that the output of the surge tank is fixed and the output of the surge tank is lowered due to the fact that it is impossible to supply the appropriate air quickly into the cylinder according to the output demand of the engine.
또한, 서지탱크의 체적이 중,저속에 맞게 제작되어 있음으로, 고속시 부압에 의한 소음이 발생하여 정숙성이 낮아지는 문제점이 있다.In addition, since the volume of the surge tank is manufactured for medium and low speeds, there is a problem in that noise is generated due to negative pressure at high speed, resulting in low quietness.
따라서, 본 고안은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 고안은 스로틀 보디와 흡기매니폴드사이에 설치되어 있는 서지탱크의 체적을 차량의 속도에 맞게 가변시켜 적절한 공기를 신속하게 공급할 수 있도록 하는 자동차의 가변용 흡기장치를 제공하는데 그 목적이 있다.Therefore, the present invention has been devised to solve such a problem, and the present invention can vary the volume of the surge tank installed between the throttle body and the intake manifold according to the speed of the vehicle so as to quickly supply appropriate air. It is an object of the present invention to provide a variable intake apparatus for a vehicle.
도 1 은 일반적인 엔진의 흡기장치를 도시한 개략적인 구성도,1 is a schematic configuration diagram showing an intake apparatus of a general engine;
도 2 는 본 고안에 따른 흡기장치의 개략적인 구성도,2 is a schematic configuration diagram of an intake apparatus according to the present invention,
도 3 은 본 고안에 따른 흡기장치의 사시도,3 is a perspective view of an intake apparatus according to the present invention,
도 4 는 본 고안에 따른 흡기장치의 사용상태도로서,4 is a state diagram used in the intake apparatus according to the present invention,
4a는 중속시의 상태이며,4a is a state at medium speed,
4b는 고속시의 상태이다.4b is a state at high speed.
도 5 는 본 고안에 따른 흡기장치용 제어부의 블록도,5 is a block diagram of a control unit for an intake apparatus according to the present invention,
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
22;외접기어 24,24a;셔터 밸브22; external gear 24, 24a; shutter valve
30;랙기어 40;제 2 가동부30; rack gear 40; second movable part
42;제 2 DC모터 44;제 2 축42; 2nd DC motor 44; 2nd axis
46;제 2 기어 50;제 1 가동부46; second gear 50; first movable portion
52;제 1 DC모터 54;제 1 축52; first DC motor 54; first axis
56;제 1 기어 60;메인 하우징56; first gear 60; main housing
62;고정단 70;속도센서62; fixed stage 70; speed sensor
80;ECU 90;부압센서80; ECU 90; Negative pressure sensor
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은 스로틀 밸브가 힌지고정되어 있는 스로틀 보디와, 스로틀 보디와 흡기매니폴드 사이에 내부로 소정의 공간을 가지도록 고정된 서지탱크에 있어서, 제 1 DC모터의 제 1 축에 고정된 제 1 기어로 구비된 제 1 가동부와, 제 2 DC모터의 제 2 축에 고정된 제 2 기어로 설치된 제 2 가동부와, 제 1 가동부를 고정토록 하는 고정단이 형성된 메인 하우징과, 제 2 가동부와 외접기어의 내측에 설치된 셔터 밸브로 구비된 밸브 및 랙기어를 고정하여 메인 하우징에 삽입된 가변용 서브 하우징과, 제 1 DC모터와 제 2 DC모터를 선택적으로 구동시키도록 한 제어부로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차의 가변용 흡기장치에 의해 달성된다.In order to achieve the above object, the present invention provides a throttle body in which a throttle valve is hinged and a surge tank fixed to have a predetermined space therebetween between a throttle body and an intake manifold. A main housing having a first movable portion provided with a first gear fixed to one shaft, a second movable portion provided with a second gear fixed to a second shaft of the second DC motor, and a fixed end for fixing the first movable portion; And a variable sub-housing inserted into the main housing by fixing the valve and the rack gear provided by the second movable part and the shutter valve installed inside the external gear, and selectively driving the first DC motor and the second DC motor. It is achieved by a variable intake apparatus for a vehicle, characterized in that consisting of one control unit.
이하, 본 고안의 일실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 2 는 본 고안에 따른 흡기장치의 개략적인 구성도이고, 도 3 은 본 고안에 따른 흡기장치의 사시도이다.2 is a schematic configuration diagram of an intake apparatus according to the present invention, Figure 3 is a perspective view of the intake apparatus according to the present invention.
엔진에는 흡입구와 토출구를 구비하고 그 내부에 엘리먼트가 내장되어 있는 에어크리너(100)와, 공간을 가지도록 하는 서지탱크(130)내로 흡입되는 공기의 량(속도)을 조절키 위한 스로틀 밸브(122)가 회전 가능하게 고정된 스로틀 보디(120)와, 서지탱크(130)와 엔진을 연결하는 흡기매니폴드(140)의 흡입측에 그 토출측이 고정되어 있는 서지탱크로 구성되어 있다.The engine has an air inlet and an outlet and an air cleaner 100 having elements therein, and a throttle valve 122 for adjusting an amount (speed) of air sucked into the surge tank 130 to have a space. ) Is composed of a throttle body 120 rotatably fixed, and a surge tank whose discharge side is fixed to the intake side of the intake manifold 140 connecting the surge tank 130 and the engine.
흡입행정시 발생하게 되는 부압으로 에어크리너(100)의 엘리먼트에 의해 이물질이 제거된 공기가 덕트(110)내로 유입되고, 스로틀 밸브(122)를 경유하여 서지탱크(130)로 유입된다.The air from which foreign matter is removed by the element of the air cleaner 100 is introduced into the duct 110 by the negative pressure generated during the suction stroke, and flows into the surge tank 130 via the throttle valve 122.
그리고, 서지탱크(120)내로 유입된 공기는 인젝터로 부터 연료가 분사되는 흡기매니폴드(140)내를 흐르면서, 혼합기화되어 실린더내로 흡입되도록 되어 있는 종래의 흡기장치에 있어서, 본 실시예는 중,저속시 서지탱크의 체적이 커지도록 하고, 고속시 그 체적이 작아지도록 하여 실린더내로 충분한 공기를 공급할 수 있도록 한 것이다.In the conventional intake apparatus in which the air introduced into the surge tank 120 flows into the intake manifold 140 through which fuel is injected from the injector, the mixture is mixed and sucked into the cylinder. The surge tank has a large volume at low speeds and a small volume at high speeds to supply sufficient air into the cylinder.
즉, 가변용 흡기장치는 스로틀 바디에 연결되어 있는 메인 하우징(60)과, 메인 하우징(60)내로 삽입되거나, 돌출되는 가변용 서브 하우징(10)과, 속도와 부압에 따라 서브 하우징(10)을 이동시키도록 하는 제어부로 구성된다.That is, the variable intake apparatus includes a main housing 60 connected to the throttle body, a variable sub housing 10 inserted into or protruding into the main housing 60, and a sub housing 10 according to speed and negative pressure. It is composed of a control unit for moving the.
메인 하우징(60)은 스로틀 바디의 일측에 고정되어 있으며, 일측이 개방되어 가변용 서브 하우징(10)이 삽입되도록 되어 있고, 제어부로 구동되는 제 1 DC 모터(52)의 제 1 축(54)에 고정된 제 1 기어(56)로 구성된 제 1 가동부(50)를 고정토록 하는 고정단(62)이 돌출 되도록 구비되어 있다.The main housing 60 is fixed to one side of the throttle body, one side of which is open so that the variable sub housing 10 is inserted, and the first shaft 54 of the first DC motor 52 driven by the controller. The fixed end 62 for fixing the first movable part 50 composed of the first gear 56 fixed to the protrudes.
서브 하우징(10)은 그 일측에 제 1 기어(56)에 맞물리도록 하는 랙기어(30)가 고정되어 있어 메인 하우징(60)내로 삽입되거나, 돌출 되도록 되어 있으며, 에어크리너와 연결되어 있는 덕트와 연결되는 밸브(20)가 설치되어 있다.The sub housing 10 has a rack gear 30 fixed to one side thereof to be engaged with the first gear 56 so that the sub housing 10 is inserted into the main housing 60 or protrudes, and the duct connected to the air cleaner. The valve 20 to be connected is installed.
밸브(20)는 서브 하우징(10)의 정면에 설치되는 것으로, 내측에 설치된 셔터 밸브(24)(24a)와 이를 둘러싼 외접기어(22)로 구성되며, 외접기어(22)는 제 2 DC모터(52)의 제 2 축(44)에 고정된 제 2 기어(46)와 맞물려 있다.The valve 20 is installed at the front of the sub housing 10, and is composed of a shutter valve 24 (24a) and an external gear 22 surrounding it, the external gear 22 is a second DC motor Meshes with a second gear 46 fixed to a second shaft 44 of 52.
그리고, 제 1 DC모터(52)와 제 2 DC모터(42)를 차량의 속도와 부압에 따라 선택적으로 구동시키도록 한 주행속도를 감지하는 속도센서(70)와, 실린더내로 흡입되는 공기의 압력을 측정하는 부압센서(90)와, 양센서에 연결되어 있는 ECU(80)로 구성된다.The speed sensor 70 detects a traveling speed for selectively driving the first DC motor 52 and the second DC motor 42 according to the speed and the negative pressure of the vehicle, and the pressure of the air sucked into the cylinder. Negative pressure sensor 90 for measuring the, and the ECU 80 is connected to both sensors.
이와 같이 구성된 본 고안의 작용은 다음과 같다.The operation of the present invention configured as described above is as follows.
엔진을 가동시킴과 동시에 피스톤이 이동으로 실린더내에서 부압이 발생하게 되고,At the same time the engine is running, the piston moves, and negative pressure is generated in the cylinder.
이 부압은 일측에 설치되어 있는 부압센서(90)가 그에 해당하는 값을 시그널화 하여 ECU(80)에 인가하게 된다.The negative pressure is applied to the ECU 80 by signaling a value corresponding to the negative pressure sensor 90 provided on one side.
부압센서(90)로 부터 압력에 해당하는 시그널을 인가받은 ECU(80)은 이 값을 기준 값과 비교하여 그 차이에 대한 값을 전기적인 신호로 변환하여 제 2 가동부(40)의 제 2 DC모터(42)에 전류를 통전시키게 된다.The ECU 80 receiving a signal corresponding to the pressure from the negative pressure sensor 90 compares this value with a reference value and converts the value of the difference into an electrical signal to convert the second DC of the second movable part 40 into an electrical signal. Electric current is supplied to the motor 42.
전류가 통전된 제 2 DC모터(42)가 회전함으로써, 그 단부에 고정되어 있는 제 2 기어(46)가 회전을 하게 되고, 이와 맞물려 있는 외접기어(22)가 회동하여 그 내부에 원주방향으로 힌지고정되어 있는 셔터 밸브(24)(24a)가 개방되어 서지탱크내로 공기가 유입된다.As the second DC motor 42 is energized, the second gear 46 fixed to the end rotates, and the external gear 22 engaged therewith rotates in the circumferential direction therein. The hinged shutter valves 24 and 24a are opened to allow air to flow into the surge tank.
이어 흡기매니폴드를 거치면서 인젝터로 부터 분사된 연료와 혼합된 상태로 실린더내로 흡입되어 압축, 착화, 배기의 과정을 거치면서 동력을 발생시키게 된다.Subsequently, the fuel is sucked into the cylinder while being mixed with the fuel injected from the injector while passing through the intake manifold to generate power through compression, ignition, and exhaust.
이 상태에서 가속 패달을 밟게 되면 흡기매니폴드내로 유입되는 공기의 속도가 가속되고, 그 부압이 상승하게 된다.When the accelerator pedal is pressed in this state, the speed of the air flowing into the intake manifold is accelerated, and the negative pressure is increased.
이때, 부압센서(80)와 속도센서(70)로 부터 변화된 값에 해당하는 전기적인 신호가 ECU(80)에 인가되고, ECU(80)는 제 1 가동부(50)와 제 2 가동부(40)에 전류를 통전시켜 모터를 구동시킨다.At this time, an electrical signal corresponding to the value changed from the negative pressure sensor 80 and the speed sensor 70 is applied to the ECU 80, the ECU 80 is the first movable part 50 and the second movable part 40. The current is energized to drive the motor.
제 1 가동부(50)의 제 1 DC모터(52)의 회전으로 그 단부에 고정되어 있는 제 1 기어(56)가 회전을 하게 되고, 이와 맞물려 있는 랙(30)이 우측으로 이동( 도 4 의 a에 도시함)하게 된다.Rotation of the first DC motor 52 of the first movable part 50 causes the first gear 56 fixed at its end to rotate, and the rack 30 engaged therewith moves to the right (see FIG. 4). shown in a).
즉, 메인 하우징(60)의 내측으로 가변형 서브 하우징(10)이 삽입됨으로써, 서지탱크의 제적이 적어지게 되고 유입된 공기는 신속히 흡기매니폴드를 경유하여 실린더내로 흡입되어 출력이 증가하게 된다.That is, the variable sub-housing 10 is inserted into the main housing 60 to reduce the volume of the surge tank, and the introduced air is rapidly sucked into the cylinder via the intake manifold to increase the output.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 고안은 스로틀 보디에 연결되어 있는 서지탱크를 엔진의 속도와 부압의 변화에 따라 각각의 가동부를 선택적으로 작동시켜 실린더내에서 필요로 하는 공기의 량을 신속하게 공급할 수 있도록 함으로써, 출력의 저하를 방지하게 한 효과와 아울러 부압의 증가로 인한 흡기소음을 최소화하여 정숙한 주행을 할 수 있도록 한 것이다.As described above, the present invention allows the surge tank connected to the throttle body to be selectively operated according to the change of engine speed and negative pressure so that the amount of air required in the cylinder can be supplied quickly. In addition, it prevents the output from being lowered and minimizes the intake noise due to the increase in negative pressure.
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1997
- 1997-12-31 KR KR2019970045576U patent/KR200191651Y1/en not_active IP Right Cessation
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