KR20050060132A - 자동차용 흡기 스월 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 흡기덕트에 스월 플레이트를 가변되게 설치하여, 엔진의 고속RPM 및 고부하 상태에서는 소정의 각도로 비스듬한 배열로 움직여 흡기의 하이 스월링(high swirling)이 이루어지도록 하고, 엔진의 저중속 RPM 또는 고속 RPM이면서 저부하 상태에서는 흡기포트의 길이방향과 동일한 직선 배열로 움직여 흡기의 로 스월링(low swirling)이 이루어지도록 한 자동차용 흡기 스월 장치에 관한 것이다.

이를 위해, 본 발명은 흡기덕트의 소정 부위에 고정 장착되는 고정 하우징과; 상기 고정 하우징에 회전 가능하게 체결되고 그 외표면에는 피니언이 형성된 구동 하우징과; 상기 고정 하우징의 내경면에 일끝단이 힌지로 체결되고, 상기 구동 하우징의 내경면에는 슬롯홀이 형성된 타단이 힌지로 체결되는 다수개의 스월 플레이트와; 상기 구동 하우징의 피니언에 치합되는 랙기어와; 상기 랙기어를 축으로 갖는 스텝모터와; 상기 스텝모터에 구동 제어를 위하여 연결되는 ECU를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 자동차용 흡기 스월 장치를 제공한다.

Description

자동차용 흡기 스월 장치{Device for swirling intake air of vehicle}

본 발명은 자동차용 흡기 스월 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 본 발명은 흡기덕트에 스월 플레이트를 가변되게 설치하여, 엔진의 고속RPM 및 고부하 상태에서는 소정의 각도로 비스듬한 배열로 움직여 흡기의 하이 스월링(high swirling)이 이루어지도록 하고, 엔진의 저중속 RPM 또는 고속 RPM이면서 저부하 상태에서는 흡기포트의 길이방향과 동일한 직선 배열로 움직여 흡기의 로 스월링(low swirling)이 이루어지도록 한 자동차용 흡기 스월 장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차용 엔진의 구동을 위하여 연료와 공기가 일정비로 혼합된 혼합기가 연소실로 공급되는 바, 외부로부터 불어오는 공기는 에어 클리너를 통과하면서 이물질이나 불순물이 여과된 다음, 분사장치에 의하여 분사되는 연료와 서로 혼합되어 엔진의 실린더 내부로 유입된다.

이때, 연료와 혼합되는 공기를 스월링(Swirling)시켜 주면 연료는 공기와 보다 양호하게 혼합되어 그 연소율이 증가되고, 이렇게 연소율이 증가되면 연료가 절감되는 동시에 연비 향상을 도모할 수 있고, 나아가 매연의 감소를 가져 올 수 있다.

종래에는 상기 흡기에 대한 스월을 유도하기 위하여 흡기포트의 형상을 나선형으로 적용하거나, 대한민국 등록실용신안공보 등록번호 20-277093호, 20-277093호 등에 공개된 바와 같이 별도의 스월 장치를 설치하여 흡기의 스월링을 유도하고 있다.

그러나, 상기 종래의 방식들은 엔진 속도 및 부하에 따라 스월링이 필요한 경우와 필요하지 않은 경우를 구분하지 않고 계속적인 흡기의 스월링이 이루어지는 단점이 있고, 또한 상기 종래의 스월 장치는 바깥날개, 안쪽날개 등 실질적인 스월링을 제공하는 날개 구조가 복잡하여 비경제적인 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 연구 개발된 것으로서, 엔진의 흡기덕트에 전자제어장치의 제어에 따라 움직이는 다수개의 스월 플레이트를 설치하여, 이 스월 플레이트가 엔진의 고속 RPM이면서 고부하 상태에서는 소정의 각도로 비스듬한 배열로 움직여 흡기의 하이 스월링(high swirling)이 이루어지도록 하고, 엔진의 저중속 RPM 또는 고속 RPM이면서 저부하 상태에서는 흡기포트의 길이방향과 동일한 직선 배열로 움직여 흡기의 로 스월링(low swirling)이 이루어지도록 함으로써, 보다 효율적인 흡기의 스월링을 제공할 수 있도록 한 자동차용 흡기 스월 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 엔진의 흡기덕트에 설치되는 자동차용 흡기 스월 장치에 있어서, 상기 흡기덕트의 소정 부위에 고정 장착되는 고정 하우징과; 상기 고정 하우징에 회전 가능하게 체결되고 그 외표면에는 피니언이 형성된 구동 하우징과; 상기 고정 하우징의 내경면에 일끝단이 힌지로 체결되고, 상기 구동 하우징의 내경면에는 슬롯홀이 형성된 타단이 힌지로 체결되는 다수개의 스월 플레이트와; 상기 구동 하우징의 피니언에 치합되는 랙기어와; 상기 랙기어를 축으로 갖는 스텝모터와; 상기 스텝모터에 구동 제어를 위하여 연결되는 ECU를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 자동차용 흡기 스월 장치를 제공한다.

바람직한 구현예로서, 상기 구동 하우징과 고정 하우징은 베어링에 의하여 서로 연결된 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직한 구현예로서, 상기 스월 플레이트에 형성된 슬롯홀은 스월 플레이트의 길이방향으로 길다랗게 형성된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명한다.

첨부한 도 1은 본 발명에 따른 자동차용 흡기 스월 장치를 나타내는 분리 사시도이고, 도 2는 조립 상태를 나타내는 정면도이다.

본 발명은 엔진의 흡기덕트에 스월 플레이트를 엔진의 구동 상태에 따라 가변되게 설치한 점에 주안점이 있다.

이를 위해, 상기 흡기덕트(10)의 소정부위를 절개하여, 그 절개된 면에 고정 하우징(12)을 일체로 고정 장착하고, 이 고정 하우징(12) 사이에 구동 하우징(14)을 회전 가능하게 베어링(16)을 개재시켜 장착하게 된다.

여기서, 일끝단부에 길이방향을 따라 길다랗게 슬롯홀(18)이 형성된 스월 플레이트(20)를 구비하여, 상기 고정 하우징(12)과 구동하우징(14) 간에 연결 장착하게 된다.

즉, 상기 스월 플레이트(20)의 일끝단은 슬롯홀(18)을 통하여 상기 구동 하우징(14)의 내경면에 힌지핀에 의하여 체결되고, 타단은 상기 고정 하우징(12)의 내경면에 힌지로 고정된다.

이때, 상기 스월 플레이트(20)는 6개 내지 8개가 서로 등간격을 이루며 흡기덕트(10)의 길이 방향과 동일한 방향으로 배열된다.

한편, 상기 구동 하우징(14)의 외경면에는 피니언(22)이 일체로 형성되고, 이 피니언(22)에는 랙기어(24)가 맞물림되는 바, 상기 구동 하우징(14)의 인접 위치에 고정 설치되는 스텝모터(26)가 상기 랙기어(24)를 축으로 갖는다.

또한, 상기 스텝모터(26)에는 ECU(28)가 연결되는 바, 엔진 RPM 및 엔진 부하(연료 분사량)을 인식하여 설정된 맵 데이타(map data)에 의해 전류 신호를 스텝모터에 전송하게 된다.

이와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 흡기 스월 장치의 작동 상태를 설명하면 다음과 같다.

첨부한 도 3a,3b는 본 발명에 따른 자동차용 흡기 스월 장치의 작동 전후 상태를 나타내는 단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 자동차용 흡기 스월 장치의 작동 순서도이다.

엔진의 시동 온과 함께 상기 ECU에서는 엔진 RPM을 검출하는 RPM감지센서와, 연료공급 상태를 감지하여 엔진 부하를 검출하는 부하감지센서로부터 실시간으로 신호를 전송받게 된다.

이때, 엔진의 저중속 RPM이면서 저부하 상태 그리고 고속 RPM이면서 저부하상태에서는 상기 ECU(28)는 스텝모터(26)에 별도의 작동 전류 신호를 보내지 않게 되고, 이에 상기 스월 플레이트(20)는 흡기덕트(10)의 길이 방향(= 고정 및 구동 하우징의 길이 방향 = 흡기의 유입방향)과 동일한 방향으로 배열된 상태를 그대로 유지하게 되어, 결국 흡기의 로 스월링(low swirling)이 이루어지게 된다.

반면에, 상기 ECU(28)는 RPM감지센서 및 부하감지센서에 의한 검출신호에 따라 엔진이 고속 RPM이면서 고부하 상태로 판단되면, 상기 스텝모터(26)에 구동하우징(14)을 적정의 위상각으로 회전시키도록 전류신호를 전송하게 된다.

상기 스텝모터(26)의 직진 구동과 함께 랙기어(24)가 전진을 하게 되고, 상기 랙기어(24)와 치합되어 있던 피니언(22)이 소정의 각도로 회전을 하는 동시에 상기 구동 하우징(14)이 소정의 각도로 회전을 하게 되어, 결국 상기 스월 플레이트(20)는 고정 하우징(12)에 고정된 힌지점을 중심으로 소정의 각도로 회전된 상태가 된다.

따라서, 상기 스월 플레이트(20)는 흡기덕트(10)의 길이방향을 따라 비스듬한 배열로 이동된 상태가 되어, 이곳을 지나는 흡기의 하이 스월링(high swirling)이 이루어지게 된다.

이와 같이, 흡기가 엔진 상태에 따라 하이 스월링(high swirling) 또는 로 스월링(low swirling)되도록 함으로써, 연료는 공기와 보다 양호하게 혼합되어 연소율의 향상을 도모할 수 있다.

이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따른 자동차용 흡기 스월 장치에 의하면, 흡기덕트에 다수개의 스월 플레이트를 설치하여, 엔진의 고속 RPM이면서 고부하 상태에서는 소정의 각도로 비스듬한 배열이 되어 흡기의 하이 스월링(high swirling)이 이루어지도록 하고, 엔진의 저중속 RPM 및 저부하 상태 또는 고속 RPM이면서 저부하 상태에서는 직선 배열이 되어 흡기의 로 스월링(low swirling)이 이루어지도록 함으로써, 보다 효율적인 흡기의 스월링을 제공할 수 있다.

이렇게 흡기가 엔진 상태에 따라 하이 스월링(high swirling) 또는 로 스월링(low swirling)되도록 함으로써, 연료는 공기와 보다 양호하게 혼합되어 연소율의 향상과 함께 엔진 성능 향상을 기여할 수 있고, 또한 매연 발생을 억제시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 자동차용 흡기 스월 장치를 나타내는 분리 사시도,

도 2는 본 발명에 따른 자동차용 흡기 스월 장치의 조립상태를 나타내는 정면도,

도 3a,3b는 본 발명에 따른 자동차용 흡기 스월 장치의 작동 전후 상태를 나타내는 단면도,

도 4는 본 발명에 따른 자동차용 흡기 스월 장치의 작동 순서도,

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 흡기덕트 12 : 고정 하우징

14 : 구동 하우징 16 : 베어링

18 : 슬롯홀 20 : 스월 플레이트

22 : 피니언 24 : 랙기어

26 : 스텝모터 28 : ECU

Claims (3)

1. 엔진의 흡기덕트에 설치되는 자동차용 흡기 스월 장치에 있어서,

   상기 흡기덕트의 소정 부위에 고정 장착되는 고정 하우징과;

   상기 고정 하우징에 회전 가능하게 체결되고 그 외표면에는 피니언이 형성된 구동 하우징과;

   상기 고정 하우징의 내경면에 일끝단이 힌지로 체결되고, 상기 구동 하우징의 내경면에는 슬롯홀이 형성된 타단이 힌지로 체결되는 다수개의 스월 플레이트와;

   상기 구동 하우징의 피니언에 치합되는 랙기어와; 상기 랙기어를 축으로 갖는 스텝모터와;

   상기 스텝모터에 구동 제어를 위하여 연결되는 ECU를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 자동차용 흡기 스월 장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 구동 하우징과 고정 하우징은 베어링에 의하여 서로 연결된 것을 특징으로 하는 자동차용 흡기 스월 장치.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 스월 플레이트에 형성된 슬롯홀은 스월 플레이트의 길이방향으로 길다랗게 형성된 것을 특징으로 하는 자동차용 흡기 스월 장치.