KR20050041328A

KR20050041328A - Swirl control valve for internal combustion engine

Info

Publication number: KR20050041328A
Application number: KR1020030076456A
Authority: KR
Inventors: 장경익; 류시혁
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2003-10-30
Filing date: 2003-10-30
Publication date: 2005-05-04

Abstract

본 발명의 실시예에 의한 스월 컨트롤 밸브(swirl control valve)는, 밸브 샤프트와 밸브 플레이트를 포함한다. 밸브 샤프트는 인테이크 매니폴드에 회전 가능하게 장착된다. 밸브 플레이트는 밸브 샤프트에 대해서 대칭인 상태로 밸브 샤프트에 일체로 형성되며, 그 회전에 따라 인테이크 매니폴드의 공기 흡입통로의 개방 정도가 조절되도록 공기 흡입통로에 배치된다. A swirl control valve according to an embodiment of the present invention includes a valve shaft and a valve plate. The valve shaft is rotatably mounted to the intake manifold. The valve plate is integrally formed on the valve shaft in a symmetrical state with respect to the valve shaft, and is disposed in the air suction passage so that the degree of opening of the air suction passage of the intake manifold is adjusted according to the rotation thereof.

Description

Swirl control valve for internal combustion engines {SWIRL CONTROL VALVE FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINE}

본 발명은 내연기관의 인테이크 매니폴드(intake manifold)에 장착되는 스월 컨트롤 밸브(swirl control valve)에 관한 것이다.The present invention relates to a swirl control valve mounted to an intake manifold of an internal combustion engine.

스월 컨트롤 밸브는 내연기관의 배기가스 저감 및 연료소비 저감을 위한 장치 중 하나이다.The swirl control valve is one of the devices for reducing the exhaust gas and fuel consumption of the internal combustion engine.

스월 컨트롤 밸브는, 실린더와 연통되는 공기흡입통로의 개방정도를 조절할 수 있도록 인테이크 매니폴드에 설치된다.The swirl control valve is installed in the intake manifold to adjust the opening degree of the air intake passage communicating with the cylinder.

즉, 스월 컨트롤 밸브는, 특정 실린더와 연통되는 두 개의 흡기통로 중 어느 하나의 통로의 개방정도를 조절할 수 있도록 구성된다. That is, the swirl control valve is configured to adjust the degree of opening of any one of the two intake passages in communication with the specific cylinder.

스월 컨트롤 밸브는 엔진 작동조건에 따라 최적의 스월강도(swirl intensity)가 형성되도록 제어된다. 따라서, 스월 컨트롤 밸브의 작동을 통해서, 연소 안정성이 향상될 수 있고 나아가 연료소비량 저감 및 배기가스 저감을 이룰 수 있다. The swirl control valve is controlled to achieve an optimal swirl intensity according to the engine operating conditions. Therefore, through the operation of the swirl control valve, combustion stability can be improved, and fuel consumption and exhaust gas can be reduced.

예를 들어, 저속/저부하 상태에서는 흡기통로가 폐쇄되도록 스월 컨트롤 밸브가 제어되면, 스월강도가 증가하게 되며 그에 따라 연료와 공기의 혼합이 증가하게 된다. 반면, 고속 상태에서는 흡기통로가 개방되도록 스월 컨트롤 밸브가 제어되면, 스월강도가 감소하게 되며 그에 따라 충진효율(volumetric efficiency)이 증가하고 펌핑손실이 감소하게 된다. For example, in a low speed / low load state, if the swirl control valve is controlled so that the intake passage is closed, the swirl strength is increased, thereby increasing the mixing of fuel and air. On the other hand, when the swirl control valve is controlled to open the intake passage in a high speed state, the swirl strength is decreased, thereby increasing the filling efficiency (volumetric efficiency) and reducing the pumping loss.

이와 같이, 스월 컨트롤 밸브의 제어를 통해서, 최적 연소 조건이 만족되도록 함으로써, 연료 저감 및 배기가스 저감을 이룰 수 있다.In this way, by controlling the swirl control valve, the optimum combustion conditions are satisfied, whereby fuel reduction and exhaust gas reduction can be achieved.

종래의 스월 컨트롤 밸브는, 밸브 샤프트와, 이 밸브 샤프트에 볼트 또는 스폿 용접(spot welding)을 통해서 결합되는 금속 재질의 밸브 플레이트를 포함한다.Conventional swirl control valves include a valve shaft and a valve plate made of metal that is coupled to the valve shaft via bolts or spot welding.

따라서, 종래의 스월 컨트롤 밸브를 제조하기 위해서는, 밸브 플레이트를 밸브 샤프트에 조립하는 별도의 공정이 필요하다. Therefore, in order to manufacture a conventional swirl control valve, a separate process of assembling the valve plate to the valve shaft is required.

또한, 밸브 플레이트가 편심으로 밸브 샤프트에 조립되므로, 스월 컨트롤 밸브의 회전에 제한이 따르게 된다. 즉, 밸브 플레이트의 회전중심이 그 중심에 있지 아니하므로, 밸브 플레이트의 회전에 필요한 공간이 커지게 되는 문제가 있다.In addition, since the valve plate is assembled to the valve shaft eccentrically, there is a restriction on the rotation of the swirl control valve. That is, since the center of rotation of the valve plate is not at the center thereof, there is a problem that the space required for the rotation of the valve plate becomes large.

나아가, 밸브 플레이트를 볼트나 스폿 용접을 통해서 밸브 샤프트에 조립하기 위해서는, 밸브 샤프트의 직경(diameter)이 커져야 하는 문제가 있다. 밸브 샤프트의 직경이 커지면, 흡기통로에서 밸브 샤프트가 차지하는 단면적 비율이 증가하게 되고 그 결과 공기 흡입통로를 지나는 공기가 유동할 수 있는 절대 단면적이 감소하게 되어 연소 성능이 악화된다.Furthermore, in order to assemble the valve plate to the valve shaft through bolt or spot welding, there is a problem that the diameter of the valve shaft must be large. As the diameter of the valve shaft increases, the ratio of the cross-sectional area occupied by the valve shaft in the intake passage increases, and as a result, the absolute cross-sectional area in which air passing through the air intake passage flows decreases, thereby deteriorating combustion performance.

본 발명은 상기 전술한 바와 같은 문제점들을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 공기 흡입통로에서 회전이 자유롭고 공기 흡입통로를 지나는 공기 유동의 절대 단면적을 극대화할 수 있는 스월 컨트롤 밸브를 제공함에 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a swirl control valve which is free to rotate in the air intake passage and maximizes the absolute cross-sectional area of the air flow passing through the air intake passage.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 의한 스월 컨트롤 밸브(swirl control valve)는, 밸브 샤프트와 밸브 플레이트를 포함한다. 밸브 샤프트는 인테이크 매니폴드에 회전 가능하게 장착된다. 밸브 플레이트는 밸브 샤프트에 대해서 대칭인 상태로 밸브 샤프트에 일체로 형성되며, 그 회전에 따라 인테이크 매니폴드의 공기 흡입통로의 개방 정도가 조절되도록 공기 흡입통로 상에 배치된다. A swirl control valve according to an embodiment of the present invention for achieving the above object includes a valve shaft and a valve plate. The valve shaft is rotatably mounted to the intake manifold. The valve plate is integrally formed on the valve shaft in a symmetrical state with respect to the valve shaft, and is disposed on the air suction passage so that the degree of opening of the air suction passage of the intake manifold is adjusted according to the rotation thereof.

상기 밸브 플레이트는 플라스틱 재질로 형성되는 것이 바람직하다.The valve plate is preferably formed of a plastic material.

상기 밸브 플레이트는 사출성형을 통해서 상기 밸브 샤프트에 일체로 형성되는 것이 바람직하다.The valve plate is preferably formed integrally with the valve shaft through injection molding.

상기 밸브 플레이트가 결합되는 상기 밸브 샤프트의 부분에는 평평한 면이 형성되는 것이 바람직하다.Preferably, a flat surface is formed in the portion of the valve shaft to which the valve plate is coupled.

상기 스월 컨트롤 밸브는, 상기 밸브 샤프트가 회전 가능하게 삽입되며 상기 인테이크 매니폴드에 장착되는 홀더(holder)를 더 포함하는 것이 바람직하다.Preferably, the swirl control valve further includes a holder rotatably inserted into the valve shaft and mounted to the intake manifold.

상기 홀더는 플라스틱 재질로 형성되는 것이 바람직하다.The holder is preferably formed of a plastic material.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도1 및 도2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 스월 컨트롤 밸브(swirl control valve)(10)는, 인테이크 매니폴드(intake manifold)(11)에 회전 가능하게 장착되는 밸브 샤프트(valve shaft)(13)와, 밸브 샤프트(13)에 일체로 형성되는 밸브 플레이트(valve plate)(15)를 포함한다.1 and 2, the swirl control valve 10 according to an embodiment of the present invention, the valve shaft (30) rotatably mounted to the intake manifold (11) ( valve shaft 13 and a valve plate 15 integrally formed with the valve shaft 13.

도3에 도시된 바와 같이, 밸브 플레이트(15)는 밸브 샤프트(13)에 대해서 대칭인 상태로 밸브 샤프트(13)에 일체로 형성된다.As shown in Fig. 3, the valve plate 15 is formed integrally with the valve shaft 13 in a state symmetrical with respect to the valve shaft 13.

즉, 도3에 도시된 바와 같이, 밸브 플레이트(15)는 밸브 샤프트(13)의 수평축(도3에서)에 대해서 상하로 대칭으로 배치된다.That is, as shown in FIG. 3, the valve plate 15 is disposed symmetrically up and down with respect to the horizontal axis (in FIG. 3) of the valve shaft 13.

밸브 플레이트(15)는 특정 실린더와 연통되는 2개의 공기 흡입통로(17) 중 어느 하나에 배치된다.The valve plate 15 is arranged in either one of the two air intake passages 17 in communication with the particular cylinder.

본 발명의 실시예에 의한 스월 컨트롤 밸브(10)에 있어서는, 밸브 플레이트(15)가 밸브 샤프트(13)에 대칭인 상태로 밸브 샤프트(13)에 결합되므로, 밸브 플레이트가 밸브 샤프트의 일측에 부착되는 경우와 비교하면 밸브 플레이트의 회전이 상대적으로 자유롭게 된다.In the swirl control valve 10 according to the embodiment of the present invention, since the valve plate 15 is coupled to the valve shaft 13 in a symmetrical state to the valve shaft 13, the valve plate is attached to one side of the valve shaft. As compared with the case, the rotation of the valve plate is relatively free.

그리고, 도2에 도시된 바와 같이, 밸브 플레이트(15)는 인테이크 매니폴드(11)에 형성된 공기 흡입통로(17) 상태 배치된다. 따라서, 공기 흡입통로(17) 상에 배치된 밸브 플레이트(15)의 회전에 따라 인테이크 매니폴드(11)의 공기 흡입통로(17)의 개방 정도가 조절되게 된다.And, as shown in Figure 2, the valve plate 15 is arranged in the air intake passage 17 formed in the intake manifold (11). Accordingly, the degree of opening of the air intake passage 17 of the intake manifold 11 is adjusted according to the rotation of the valve plate 15 disposed on the air intake passage 17.

밸브 플레이트(15)는 플라스틱(plastic) 재질로 형성되는 것이 바람직하다. The valve plate 15 is preferably formed of a plastic material.

사출성형(injection molding)을 통하여, 밸브 샤프트(13)에 플라스틱으로 된 밸브 플레이트(15)가 일체로 형성되는 것이 바람직하다.By injection molding, it is preferable that the valve plate 15 made of plastic is integrally formed on the valve shaft 13.

이때, 도3의 점선 내에 도시된 바와 같이, 밸브 플레이트(15)가 결합되는 밸브 샤프트(13)의 부분에는 평평한 면(19)이 형성되는 것이 바람직하다.At this time, as shown in the dotted line of Figure 3, it is preferable that a flat surface 19 is formed in the portion of the valve shaft 13 to which the valve plate 15 is coupled.

이 평평한 면(19)은 절삭 가공, 프레스 가공 등 임의의 가공 방법에 의해 형성될 수 있다.This flat surface 19 can be formed by any processing method, such as cutting work and press work.

밸브 샤프트(13)에 평평한 면(19)이 구비되고 이 부분에 밸브 플레이트(15)가 일체로 형성됨으로써, 밸브 플레이트(15)가 보다 견고하게 밸브 샤프트(13)에 결합할 수 있게 된다. 즉, 밸브 샤프트(13)에 평평한 면(19)이 구비됨으로써, 밸브 플레이트(15)가 밸브 샤프트(13)에 대해서 회전하는 것을 방지할 수 있다.A flat surface 19 is provided on the valve shaft 13 and the valve plate 15 is integrally formed in this portion, so that the valve plate 15 can be more firmly coupled to the valve shaft 13. That is, by providing the flat surface 19 in the valve shaft 13, it is possible to prevent the valve plate 15 from rotating with respect to the valve shaft 13.

나아가, 본 발명의 실시예에 의한 스월 컨트롤 밸브(10)는 인테이크 매니폴드(11)에 장착되는 홀더(holder)(21)를 더 포함한다.Furthermore, the swirl control valve 10 according to the embodiment of the present invention further includes a holder 21 mounted to the intake manifold 11.

예를 들어, 홀더(21)는 플라스틱 재질로 형성될 수 있다.For example, the holder 21 may be formed of a plastic material.

홀더(21)에는 밸브 샤프트(13)가 회전 가능하게 삽입된다.The valve shaft 13 is rotatably inserted into the holder 21.

즉, 인테이크 매니폴드(11)에 장착되는 홀더(21)는, 밸브 샤프트(13)가 안정적으로 회전할 수 있도록 하는 밸브 샤프트(13)를 지지하는 역할을 한다. 홀더(21)는 밸브 샤프트(13)의 회전시 그 유격이 지나치게 증가하는 것을 방지되도록 밸브 샤프트(13)를 지지하는 역할을 한다. That is, the holder 21 mounted to the intake manifold 11 serves to support the valve shaft 13 for allowing the valve shaft 13 to rotate stably. The holder 21 serves to support the valve shaft 13 so that the play thereof is prevented from excessively increasing when the valve shaft 13 rotates.

이상에서, 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경 및/또는 수정을 포함한다. In the above, preferred embodiments of the present invention have been described, but the present invention is not limited to the above embodiments, and easily changed by those skilled in the art to which the present invention pertains. It includes all changes and / or modifications to the extent deemed acceptable.

상기와 같은 본 발명의 실시예에 의하면, 밸브 플레이트가 밸브 샤프트에 대칭인 상태로 밸브 샤프트에 일체로 형성됨으로써, 공기 흡입통로 상에서 밸브 플레이트의 회전 자유도가 보다 향상된다.According to the embodiment of the present invention as described above, the valve plate is formed integrally with the valve shaft in a state symmetrical to the valve shaft, thereby improving the degree of freedom of rotation of the valve plate on the air intake passage.

그리고, 밸브 플레이트는 플라스틱 재질로 형성되고 사출성형을 통해서 밸브 샤프트에 일체로 형성됨으로써, 스월 컨트롤 밸브의 무게가 크게 감소된다.In addition, the valve plate is formed of a plastic material and integrally formed on the valve shaft through injection molding, thereby greatly reducing the weight of the swirl control valve.

또한, 밸브 플레이트가 결합되는 밸브 샤프트의 부분에는 평평한 면이 형성됨으로써, 밸브 플레이트가 보다 견고하게 밸브 샤프트에 결합할 수 있게 된다.In addition, a flat surface is formed in the portion of the valve shaft to which the valve plate is coupled, so that the valve plate can be more firmly coupled to the valve shaft.

나아가, 밸브 샤프트를 지지하는 홀더가 구비됨으로써, 밸브 샤프트가 보다 안정적으로 회전할 수 있게 된다.Furthermore, by being provided with a holder for supporting the valve shaft, the valve shaft can be rotated more stably.

도1은 본 발명의 실시예에 의한 스월 컨트롤 밸브를 보여주는 사시도이다.1 is a perspective view showing a swirl control valve according to an embodiment of the present invention.

도2는 도1의 스월 컨트롤 밸브가 인테이크 매니폴드에 장착된 상태를 보여주는 도면이다.FIG. 2 is a view illustrating a swirl control valve of FIG. 1 mounted to an intake manifold. FIG.

도3은 도1의 A-A 선을 따르는 단면도이다.3 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.

Claims

A valve shaft rotatably mounted to the intake manifold; And

A valve plate which is integrally formed on the valve shaft in a symmetrical state with respect to the valve shaft, and disposed in the air suction passage so that the opening degree of the air suction passage of the intake manifold is adjusted according to the rotation thereof.

Swirl Control Valve comprising a.

In claim 1,

The valve plate is a swirl control valve formed of a plastic material.

In claim 2,

The valve plate is a swirl control valve formed integrally with the valve shaft through injection molding.

In claim 1,

A swirl control valve having a flat surface formed in a portion of the valve shaft to which the valve plate is coupled.

In claim 1,

The swirl control valve,

And a holder rotatably inserted into said valve shaft and mounted to said intake manifold.

In claim 5,

The holder is a swirl control valve formed of a plastic material.