KR20030067857A - Tumble type air induction system of engine - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 엔진의 텀블형 흡기장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 텀블 컨트롤 밸브와 텀블 컨트롤 샤프트의 체결구성을 변경하여 흡입공기의 유동저항을 최소화하며, 동시에 볼트 체결작업을 손쉽게 이룰 수 있도록 하는 엔진의 텀블형 흡기장치에 관한 것이다.The present invention relates to a tumble intake apparatus of an engine, and more particularly, to minimize the flow resistance of the intake air by changing the fastening configuration of the tumble control valve and the tumble control shaft, and at the same time to facilitate the bolt fastening operation A tumble intake apparatus of an engine.
주지하는 바와 같이 내연기관 엔진은 공기와 연료를 흡입하여 실린더 내에서 연소시킴으로써 그 폭발력을 이용하는 장치이다.As is well known, an internal combustion engine is a device that takes advantage of its explosive power by sucking air and fuel and burning it in a cylinder.
따라서 공기와 연료가 혼합된 혼합가스에서는 연료가 공기 속에 충분히 잘 혼합되는 것이, 폭발력을 결정하는 중요한 요소가 되며, 공기와 연료를 혼합하는 방법으로서 통상 텀블(tumble)과 스월(swirl)의 두 가지 방법이 사용되고 있다.Therefore, in a mixed gas mixture of air and fuel, the fuel is well mixed in the air, which is an important factor in determining the explosive force, and the two methods of mixing air and fuel are generally two types: tumble and swirl. The method is used.
상기 텀블은 도 1a에 도시된 바와 같이, 실린더(110) 내에서 수직 방향으로 흡기 공기를 유동시킴으로써 연료와의 혼합을 촉진하는 것을 말하며, 상기 스월은 도 1b에 도시된 바와 같이, 실린더(110) 내에서 수평 방향으로 흡기를 유동시킴으로서 연료를 스월의 중심쪽으로 집중시키는 흡기 유동이다.The tumble refers to promoting mixing with the fuel by flowing intake air in a vertical direction in the cylinder 110, as shown in FIG. 1A, wherein the swirl is shown in FIG. 1B. It is an intake flow that concentrates fuel toward the center of the swirl by flowing intake air in the horizontal direction.
텀블형 유동이 강화되는 경우에는 연소실에서의 연소속도가 빨라지게 되므로 출력을 향상시키고 노킹 발생을 억제할 수 있으며, 스월형 유동이 강화되는 경우에는 연료가 스월의 중심, 즉 점화 플러그(도시하지 않음)에 집중시킴으로써 적은 공연비로도 안정적인 연소를 실현할 수 있게 된다.When the tumble flow is strengthened, the combustion speed in the combustion chamber is increased, thereby improving output and suppressing knocking. When the swirl flow is enhanced, fuel is the center of the swirl, that is, a spark plug (not shown). ), Stable combustion can be achieved even at a low air-fuel ratio.
여기서 상기 혼합가스의 텀블형 유동을 유도하기 위한 엔진의 텀블형 흡기장치는, 특히 희박 연소 엔진(Lean Burn Engine) 등과 같이 엔진의 주행상태에 따라 공연비를 다르게 제어할 필요가 있는 엔진의 흡기포트 일측에 구성하여 혼합기스의 텀블형 유동의 발생강도를 조절할 수 있도록 하고 있다.Here, the tumble intake apparatus of the engine for inducing the tumble flow of the mixed gas, in particular, the intake port side of the engine that needs to control the air-fuel ratio differently according to the running state of the engine, such as a lean burn engine It is designed to control the generation intensity of the tumble flow of the mixed gas.
도 2는 일반적인 엔진의 텀블형 흡기장치를 도시하고 있으며, 상기 텀블형 흡기장치(1)는 도면에서와 같이, 흡기 매니폴드(3)의 일측에서 흡기 매니폴드(3)로 유입되는 공기에 텀블형 유동을 유도하여 연소실로 공급될 수 있도록 하고 있다.FIG. 2 illustrates a tumble intake apparatus of a general engine, and the tumble intake apparatus 1 is tumbled to air introduced into the intake manifold 3 from one side of the intake manifold 3 as shown in the drawing. The mold flow is induced to be supplied to the combustion chamber.
즉, 도 10 및 도 11에서 도시한 바와 같이, 텀블 스터브 바디(5) 내부에서 텀블 컨트롤 샤프트(7) 상에 텀블 컨트롤 밸브(9)가 흡기통로, 즉 런너(11)를 단속할 수 있도록 장착되며, 상기 텀블 컨트롤 샤프트(7)는 텀블 스터브 바디(5)의 외부 일측에 구성되는 스텝모터(13)에 연결되어 상기 텀블 컨트롤 밸브(9)를 작동시키게 된다.That is, as shown in FIGS. 10 and 11, the tumble control valve 9 is mounted on the tumble control shaft 7 inside the tumble stub body 5 so that the intake passage, that is, the runner 11 may be intermittently intercepted. The tumble control shaft 7 is connected to a step motor 13 configured at an outer side of the tumble stub body 5 to operate the tumble control valve 9.
여기서 상기 텀블 컨트롤 밸브(9)는, 도 13에서 도시한 바와 같이, 판부재로 이루어져 그 내측 선단부가, 도 12에서 도시한 바와 같이, 평평한 단면의 장착부(15)를 갖는 텀블 컨트롤 샤프트(7) 상의 2개소에 형성되는 볼트 체결홀(17)에 볼트 체결되며, 그 외측 선단부 상에는 요입부(19)를 두어 저속, 아이들 또는 파트로드 시에 흡입공기에 강한 텀블형 유동을 유도할 수 있도록 하고 있다.Here, as shown in FIG. 13, the tumble control valve 9 is made of a plate member, and the inner end thereof has a tumble control shaft 7 having a mounting section 15 having a flat cross section, as shown in FIG. It is bolted to the bolt fastening hole 17 formed in two places of the upper part, and the recessed part 19 is provided on the outer end part so that strong tumble flow of intake air can be induced at low speed, idle, or part load. .
그러나, 상기한 바와 같은 종래의 텀블형 흡기장치에서, 텀블 컨트롤 밸브와 텀블 컨트롤 샤프트의 연결구성은 상호 체결을 위한 볼트가 런너 내부로 돌출되어 흡입공기의 유동을 방해하는 간섭물로 작용하여 고속 성능을 저하시키게 되는 문제점이 있으며, 상기 볼트의 체결방향이 상기 텀블 스터브 바디상에, 상기 각 볼트에 대응하는 별도의 보스(21;도 10 참조)를 두어 이를 통하여서만 체결할 수 있도록 되어 공정 및 구조가 복잡하고, 원가가 상승한다는 등의 문제점들을 내포하고 있다.However, in the conventional tumble intake apparatus as described above, the connection configuration of the tumble control valve and the tumble control shaft is a high-speed performance by acting as an interference that protrudes into the runner and interferes with the flow of intake air. There is a problem in that the lowering of the bolt, the fastening direction of the bolt on the tumble stub body, a separate boss 21 (see Fig. 10) corresponding to each bolt can be fastened only through this process and structure Is complicated and costs are rising.
따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 텀블 컨트롤 밸브와 텀블 컨트롤 샤프트의 체결구성을 변경하여 흡입공기의 유동저항을 최소화하며, 동시에 볼트 체결작업이 텀블 스터브 바디상에 별도의 보스 없이도 런너 내부를 통하여 간단하게 이룰 수 있도록 하는 엔진의 텀블형 흡기장치를 제공하는 것이다.Therefore, the present invention is to solve such a problem, an object of the present invention is to change the fastening configuration of the tumble control valve and the tumble control shaft to minimize the flow resistance of the intake air, and at the same time the bolt fastening work on the tumble stub body To provide a tumble intake of the engine that can be achieved simply through the interior of the runner without a separate boss.
도 1은 텀블과 스월을 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating tumble and swirl.
도 2는 일반적인 엔진의 텀블형 흡기장치를 도시한 사시도이다.2 is a perspective view illustrating a tumble intake apparatus of a general engine.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 엔진의 텀블형 흡기장치의 부분 사시도이다.3 is a partial perspective view of a tumble intake apparatus of an engine according to an embodiment of the present invention.
도 4는 도 3의 A 부분의 확대 사시도이다.4 is an enlarged perspective view of a portion A of FIG. 3.
도 5는 도 3의 B-B 선에 따른 부분 확대 단면도이다.5 is a partially enlarged cross-sectional view taken along line B-B of FIG. 3.
도 6은 본 발명에 따른 텀블 컨트롤 샤프트의 부분 사시도이다.6 is a partial perspective view of the tumble control shaft according to the present invention.
도 7은 본 발명에 따른 텀블 컨트롤 밸브의 확대 사시도이다.7 is an enlarged perspective view of the tumble control valve according to the present invention.
도 8은 본 발명에 따른 텀블형 흡기장치의 제1작동 상태도이다.8 is a first operating state diagram of the tumble intake apparatus according to the present invention.
도 9는 본 발명에 따른 텀블형 흡기장치의 제2작동 상태도이다.9 is a second operation state diagram of the tumble intake apparatus according to the present invention.
도 10은 종래 기술의 일 실시예에 의한 엔진의 텀블형 흡기장치의 부분 사시도이다.10 is a partial perspective view of a tumble intake apparatus of an engine according to an embodiment of the prior art.
도 11은 도 10의 C-C 선에 따른 단면도이다.FIG. 11 is a cross-sectional view taken along the line C-C of FIG. 10.
도 12는 종래 기술에 따른 텀블 컨트롤 샤프트의 사시도이다.12 is a perspective view of a tumble control shaft according to the prior art.
도 13은 종래 기술에 따른 텀블 컨트롤 밸브의 확대 사시도이다.13 is an enlarged perspective view of a tumble control valve according to the prior art.
상기 목적을 달성하기 위한 엔진의 텀블형 흡기장치는 텀블 스터브 바디 내부에서 스텝모터에 의해 작동하는 텀블 컨트롤 샤프트 상에 텀블 컨트롤 밸브가 흡기통로를 단속할 수 있도록 장착되어 이루어지는 엔진의 텀블형 흡기장치에서,The tumble intake of the engine for achieving the above object is in the tumble intake of the engine is mounted on the tumble control shaft operated by the step motor in the tumble stub body to control the intake passage. ,
상기 텀블 컨트롤 샤프트는 상기 텀블 컨트롤 밸브가 장착되도록 평면으로 형성되는 장착부면에 대하여 소정의 각도를 이루어 상기 텀블 컨트롤 밸브와 수평을 이루는 평행면을 형성하며, 상기 텀블 컨트롤 밸브는 그 일선단이 상기 텀블 컨트롤 샤프트의 장착부면에 볼트 체결되도록 전체 밸브면에 대하여 소정의 각도로 절곡되는 절곡면을 형성하여 이루어지는 것을 특징으로 하며,The tumble control shaft forms a parallel surface parallel to the tumble control valve at a predetermined angle with respect to a mounting surface formed in a plane such that the tumble control valve is mounted, and the tumble control valve has one end thereof at the tumble control valve. Characterized in that the bending surface is bent at a predetermined angle with respect to the entire valve surface to be bolted to the mounting surface of the shaft,
상기 소정의 각도는 90도로 하는 것을 특징으로 하고, 상기 텀블 컨트롤 샤프트 상의 장착부면에는 2개의 볼트 체결홀이 형성되며, 이에 대응하여 상기 텀블컨트롤 밸브의 절곡면에도 2개의 볼트홀을 구성하여 각각 볼트로 체결되는 것을 특징으로 한다.The predetermined angle is characterized in that 90 degrees, and two bolt fastening holes are formed in the mounting surface on the tumble control shaft, corresponding to the two bolt holes in the bent surface of the tumble control valve It is characterized by being fastened to.
이하, 본 발명의 일 실시예를 첨부된 도면의 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 엔진의 텀블형 흡기장치의 부분 사시도이다.3 is a partial perspective view of a tumble intake apparatus of an engine according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 의한 엔진의 텀블형 흡기장치(1)는, 먼저, 도면(도 2참조)에서와 같이, 흡기 매니폴드(3)의 일측에서 흡기 매니폴드(3)로 유입되는 공기에 텀블형 유동을 유도하여 연소실로 공급될 수 있도록 텀블 스터브 바디(105) 내부에서 텀블 컨트롤 샤프트(107) 상에 텀블 컨트롤 밸브(109)가 런너(111)를 단속할 수 있도록 장착된다.In the tumble intake apparatus 1 of the engine according to an embodiment of the present invention, first, air flowing into the intake manifold 3 from one side of the intake manifold 3 as shown in FIG. 2 (see FIG. 2). The tumble control valve 109 is mounted on the tumble control shaft 107 to intermittently run the runner 111 so as to induce a tumble flow to be supplied to the combustion chamber.
상기 텀블 컨트롤 샤프트(107)는 텀블 스터브 바디(105)의 외부 일측에 구성되는 스텝모터(113)에 일단이 연결되어 상기 텀블 컨트롤 밸브(109)를 회전 작동시키게 된다.One end of the tumble control shaft 107 is connected to the step motor 113 configured at one outer side of the tumble stub body 105 to rotate the tumble control valve 109.
여기서 상기 텀블 컨트롤 샤프트(107)는, 도 6에서와 같이, 상기 텀블 컨트롤 밸브(109)가 장착되도록 평면으로 형성되는 장착부면(131)에 대하여 90도 각도를 이루어 상기 텀블 컨트롤 밸브(109)와 수평을 이루는 평행면(133)을 형성한다.Here, as shown in FIG. 6, the tumble control shaft 107 is formed at an angle of 90 degrees with respect to the mounting surface 131 formed in a plane such that the tumble control valve 109 is mounted, and the tumble control valve 109. A parallel plane 133 is formed to be horizontal.
그리고 상기 텀블 컨트롤 밸브(109)는, 도 7에서와 같이, 판부재로 이루어져 그 외측 선단부 상에 요입부(119)를 두어 저속, 아이들 또는 파트로드 시에 흡입공기에 강한 텀블형 유동을 유도할 수 있도록 구성되며, 그 내측 선단부는 상기 텀블컨트롤 샤프트(107)의 장착부면(131)에 볼트(135)로 체결되도록 전체 밸브면(137)에 대하여 90도 각도로 절곡되는 절곡면(139)을 형성하여 이루어진다.And the tumble control valve 109 is made of a plate member, as shown in Figure 7, the indentation portion 119 on the outer front end thereof to induce a strong tumble flow of suction air at low speed, idle or part load It is configured such that the inner end portion is bent surface 139 bent at an angle of 90 degrees with respect to the entire valve surface 137 to be fastened to the mounting surface 131 of the tumble control shaft 107 with the bolt 135. Formed.
또한, 상기 텀블 컨트롤 샤프트(107) 상의 장착부면(131)에는 2개의 볼트 체결홀(117)이 형성되며, 이에 대응하여 상기 텀블 컨트롤 밸브(109)의 절곡면(139)에도 2개의 볼트홀(미도시)을 구성하여 각각 볼트(135)로 체결된다.In addition, two bolt fastening holes 117 are formed in the mounting surface 131 on the tumble control shaft 107, and correspondingly, two bolt holes are formed in the bent surface 139 of the tumble control valve 109. Not shown) and fastened with bolts 135, respectively.
그리고 상기 텀블 스터브 바디(105)의 런너(111) 내측면에는, 도 4에서와 같이, 상기 텀블 컨트롤 샤프트(107)의 설치홈(141) 일측으로, 상기 텀블 컨트롤 밸브(109)를 텀블 컨트롤 샤프트(107)에 체결하기 위한 볼트(135)에 대응하여 그 작동반경을 확보하기 위한 반경홈(143)을 형성한다.In addition, as shown in FIG. 4, the tumble control valve 109 is disposed on the inner surface of the runner 111 of the tumble stub body 105 to the one side of the installation groove 141 of the tumble control shaft 107. Corresponding to the bolt 135 for fastening to 107 to form a radial groove 143 to secure the operating radius thereof.
따라서 상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명의 실시예에 따른 엔진의 텀블형 흡기장치(1)에 의하면, 도 5 및 도 8에서와 같이, 상기 텀블 컨트롤 밸브(109)를 텀블 컨트롤 샤프트(107)에 체결하기 위한 볼트(135)를 텀블 스터브 바디(105)의 런너(111) 내측으로 돌출시키지 않고 절곡부(139)를 통하여 그 내측으로 체결함으로서, 엔진의 고속 풀 로드(full load) 구간에서도 흡입공기의 유동저항을 최소화할 수 있으며, 이로서 고속 성능을 향상시키게 된다.Therefore, according to the tumble intake apparatus 1 of the engine according to the embodiment of the present invention having the configuration as described above, as shown in Figs. 5 and 8, the tumble control valve 109 is a tumble control shaft 107 By fastening the bolt 135 for fastening to the inner side through the bent portion 139 without protruding into the runner 111 of the tumble stub body 105, the suction is also possible at a high speed full load section of the engine. The flow resistance of the air can be minimized, thereby improving the high speed performance.
또한, 도 9에서와 같이, 상기 텀블 컨트롤 밸브(109)를 텀블 컨트롤 샤프트(107)에 체결 시, 상기 텀블 컨트롤 밸브(109)와 텀블 컨트롤 샤프트(107)의 체결방향을 텀블 스터브 바디(105)의 런너(111) 입구를 향하도록 함으로서 일반적인 공구를 사용하여 간단하게 체결되며, 이로서 텀블 스터브 바디(105) 상에, 상기 터블 컨트롤 밸브(109)의 체결작업을 위한 별도의 보스를 형성할 필요가 없게 된다.In addition, as shown in FIG. 9, when the tumble control valve 109 is fastened to the tumble control shaft 107, the tumble stub body 105 has a fastening direction between the tumble control valve 109 and the tumble control shaft 107. It is fastened simply by using a general tool by directing the runner 111 to the inlet thereof, and thus, on the tumble stub body 105, it is necessary to form a separate boss for the fastening of the tubular control valve 109. There will be no.
그리고 저속, 아이들 및 파트로드 시에는, 상기 텀블 컨트롤 밸브(109)의 요입부(119)를 통하여 흡입공기의 고속 텀블유동을 유발할 수 있도록 하는 것이다.And at low speed, idle and part load, it is to be able to induce the high speed tumble flow of the intake air through the concave inlet 119 of the tumble control valve 109.
이상으로 본 발명의 엔진의 텀블형 흡기장치에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.As mentioned above, although the preferred embodiment regarding the tumble type intake apparatus of the engine of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment, A person of ordinary skill in the art from the embodiment of this invention belongs. It includes all changes in the range which are easily changed by and deemed to be equal.
본 발명의 상기 엔진의 텀블형 흡기장치에 의하면, 텀블 컨트롤 밸브와 텀블 컨트롤 샤프트의 체결방향을 런너 입구측으로 향하도록 구성을 변경하여 체결볼트가 흡입공기의 유동에 대한 간섭물로 작용하지 않도록 함으로서, 흡입공기의 유동저항을 최소화하며, 동시에 볼트 체결작업이 텀블 스터브 바디상에 별도의 보스(종래 8개소) 및 플러그 없이도 런너 내부를 통하여 간단하게 이룰 수 있도록 하는 등의 엔진의 고속 성능 향상 및 간단한 구조를 통한 제조원가를 저감할 수 있는 효과가 있다.According to the tumble intake apparatus of the engine of the present invention, by changing the configuration so that the fastening direction of the tumble control valve and the tumble control shaft toward the runner inlet side, the fastening bolt does not act as an interference to the flow of intake air, High speed performance and simple structure of the engine, such as minimizing the flow resistance of the intake air, and at the same time, the bolting work can be easily achieved through the inside of the runner without the need for a separate boss (usually 8 places) and plug on the tumble stub body. There is an effect to reduce the manufacturing cost through.
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