KR20050066152A - Apparatus for carbon removal in throttle valve - Google Patents
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Abstract
본 발명은 스로틀 밸브의 작동판인 밸브 디스크의 후면에 진동자를 부착시키고 이를 진동시킴으로써 스로틀 밸브에 누적된 카본 퇴적물을 제거할 수 있는 스로틀 밸브의 카본 제거장치에 관한 것으로서, 밸브 디스크의 후면에 부착된 진동자와; 차량의 주행거리를 측정할 수 있도록 동력계통에 설치된 주행거리 측정수단과; 차량용 축전지의 직류전류를 교류전류로 바꾸어주기 위해 설치된 교류변환기와; 상기 교류변환기에서 변환된 교류전류를 상기 진동자에 일정시간동안 인가시킬수 있도록 상기 교류변환기와 상기 진동자 사이에 설치된 스위치를 온, 오프 제어하기 위해 설치된 제어부로 구성된다.The present invention relates to a carbon removal device of a throttle valve which can remove carbon deposits accumulated in a throttle valve by attaching a vibrator to a rear surface of a valve disk, which is an operation plate of a throttle valve, and vibrating the same. With an oscillator; Mileage measurement means installed in the power system to measure the mileage of the vehicle; An AC converter installed to convert a DC current of the vehicle storage battery into an AC current; And a control unit installed to control on / off of a switch provided between the AC converter and the vibrator so that the AC current converted by the AC converter can be applied to the vibrator for a predetermined time.
본 발명에 의하면, 스로틀 밸브의 작동부위에 누적된 카본 퇴적물을 제거할 수 있다. 따라서 스로틀 밸브의 작동불량을 방지할 수 있으며, 엔진의 소음 및 진동을 저감시킬 수 있고 더 나아가 승차감을 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다.According to the present invention, it is possible to remove carbon deposits accumulated on the operation portion of the throttle valve. Therefore, the malfunction of the throttle valve can be prevented, the noise and vibration of the engine can be reduced, and furthermore, the riding comfort can be improved.
Description
본 발명은 스로틀 밸브의 카본 제거장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스로틀 밸브의 작동판인 밸브 디스크의 후면에 진동자를 부착시키고 이를 진동시킴으로써 스로틀 밸브에 누적된 카본 퇴적물을 제거할 수 있는 스로틀 밸브의 카본 제거장치에 관한 것이다.The present invention relates to a carbon removing device of a throttle valve, and more particularly, to a throttle valve capable of removing carbon deposits accumulated in a throttle valve by attaching a vibrator to a rear surface of a valve disc, which is an operation plate of a throttle valve, and vibrating the same. It relates to a carbon removal device.
일반적으로, 차량에 설치되는 스로틀 밸브는 링키지나 와이어를 이용하여 엑셀 페달에 연결되어 있으며, 엔진에 흡입되는 공기 또는 혼합기의 양을 제어하는데 사용되는 밸브로서, 얇은 원판형 작동판을 중앙에 설치한 축을 중심으로 밸브를 개폐하는 버터플라이 밸브와 밸브가 슬라이드식으로 개폐하는 슬라이드 밸브가 있다.In general, a throttle valve installed in a vehicle is connected to an excel pedal using a linkage or wire, and is used to control the amount of air or a mixer that is sucked into the engine. There are a butterfly valve which opens and closes a valve about an axis, and a slide valve which opens and closes a valve slidingly.
또한, 자동 변속기 차량에서는 스로틀 밸브가 엑셀 페달을 밟는 정도에 따라 엔진의 부하에 알맞은 유압으로 변화시켜 주는 밸브를 사용하고 있다.In addition, the automatic transmission vehicle uses a valve that changes the hydraulic pressure appropriate to the load of the engine according to the degree to which the throttle valve depresses the accelerator pedal.
이와 같은 용도로 차량에서 이용되고 있는 스로틀 밸브 중 버터플라이 밸브형 스로틀 밸브는 중심축과 밸브 디스크로 이루어지는 것으로서, 제1도에 도시되어 있는 바와 같이, 공기 또는 연료가 유입되는 흡기 통로상에 설치되며, 상기 흡기 통로의 중심부에 중심축(18)이 설치되고, 상기 중심축(18)에는 원판형의 밸브 디스크(14)가 착설되어 구성된다.Among the throttle valves used in the vehicle for this purpose, the butterfly valve type throttle valve is composed of a central shaft and a valve disc, and is installed on an intake passage through which air or fuel is introduced, as shown in FIG. A central shaft 18 is provided at the center of the intake passage, and a disk valve disk 14 is installed on the central shaft 18.
또한, 흡기 통로를 통해 유입되는 공기나 연료의 유입량을 조절하기 위해 상기 밸브 디스크(14)를 조절할 수 있도록 상기 밸브 디스크(14)가 착설되어 있는 중심축(18)은 엑셀 케이블에 의해 운전석의 엑셀 페달에 연결되어 있다.In addition, the central axis 18 on which the valve disk 14 is installed to adjust the valve disk 14 to adjust the flow rate of air or fuel flowing through the intake passage is connected to the cab of the driver's seat by an Excel cable. It is connected to the pedal.
이에 따라, 운전자가 차량을 가속시키기 위해서 엑셀 페달을 밟으면 엑셀 케이블이 당겨지면서 중심축(18)을 회전시키게 되고, 이에 따라 중심축(18)상에 착설되어 있는 밸브 디스크(14)가 회전하게 됨으로써, 흡기 통로상의 유로 면적을 확장시키게 된다.Accordingly, when the driver presses the excel pedal to accelerate the vehicle, the excel cable is pulled to rotate the central axis 18, thereby rotating the valve disc 14 mounted on the central axis 18. Therefore, the flow path area on the intake passage is expanded.
이렇게 유로 면적이 확장되면 될수록 흡기 통로를 통해 흡입되는 공기 또는 연료량이 많아지게 된다.As the passage area expands, the amount of air or fuel sucked through the intake passage increases.
반대로 운전자가 엑셀 페달을 놓으면 엑셀 케이블이 느슨해지면서 밸브 디스크(14)를 반대방향으로 회전시켜 흡기 통로를 폐쇄시킴으로써, 흡기 통로를 통해 흡입되는 공기 또는 연료량을 적게 한다.On the contrary, when the driver releases the accelerator pedal, the accelerator cable is loosened and the valve disc 14 is rotated in the opposite direction to close the intake passage, thereby reducing the amount of air or fuel sucked through the intake passage.
그러나 상기한 종래의 스로틀 밸브는 최근에 배기가스 재순환장치(EGR)를 적용함에 따라 배기가스에 존재하고 있는 카본 퇴적물이 스로틀 밸브의 작동부위에 누적되어 스로틀 밸브의 작동불량을 일으키는 문제점이 있다.However, the conventional throttle valve has a problem in that carbon deposits existing in the exhaust gas accumulate on the operating portion of the throttle valve due to the recent application of the exhaust gas recirculation apparatus (EGR).
상기와 같이, 스로틀 밸브의 작동불량이 발생하면 엔진의 정교한 제어가 어려워지므로 엔진의 진동 및 소음이 크게 증가하는 문제점이 있다.As described above, when the malfunction of the throttle valve occurs, it is difficult to precisely control the engine, and thus there is a problem in that vibration and noise of the engine are greatly increased.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 스로틀 밸브의 밸브 디스크를 진동시킴으로써 작동부위에 누적된 카본 퇴적물을 제거할 수 있는 스로틀 밸브의 카본 제거장치를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a carbon removal device of the throttle valve that can remove the carbon deposits accumulated on the operating portion by vibrating the valve disk of the throttle valve.
본 발명의 또 다른 목적은, 차량의 주행거리가 일정 주기가 될 때마다 자동적으로 이를 감지하여 카본 퇴적물을 제거함으로써 운전자의 편의를 도모하고 스로틀 밸브의 고장을 미리 예방할 수 있는 스로틀 밸브의 카본 제거장치를 제공하는데 있다.Still another object of the present invention is to remove the carbon deposits by automatically detecting it every time the mileage of the vehicle is removed, to facilitate the driver's convenience and prevent the failure of the throttle valve in advance carbon removal device To provide.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 엔진에 흡입되는 공기 또는 혼합기의 양을 제어하기 위해 흡기 통로에 설치된 스로틀 밸브에 있어서, 상기 스로틀 밸브에 진동을 줄수 있도록 밸브 디스크의 후면에 부착된 진동자와; 차량의 주행거리를 측정할 수 있도록 동력계통에 설치된 주행거리 측정수단과; 차량용 축전지의 직류전류를 교류전류로 바꾸어주기 위해 설치된 교류변환기와; 상기 교류변환기에서 변환된 교류전류를 상기 진동자에 일정시간동안 인가시킬수 있도록 상기 교류변환기와 상기 진동자 사이에 설치된 스위치를 온, 오프 제어하기 위해 설치된 제어부로 구성되는 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object, in the throttle valve installed in the intake passage to control the amount of air or the mixer is sucked into the engine, and a vibrator attached to the rear of the valve disk to vibrate the throttle valve ; Mileage measurement means installed in the power system to measure the mileage of the vehicle; An AC converter installed to convert a DC current of the vehicle storage battery into an AC current; And a control unit installed to control on / off of a switch provided between the AC converter and the vibrator so that the AC current converted by the AC converter can be applied to the vibrator for a predetermined time.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명에 따른 스로틀 밸브의 카본 제거장치의 구성을 나타내는 구성도이다.2 is a configuration diagram showing the configuration of a carbon removal device of the throttle valve according to the present invention.
본 발명에 따른 스로틀 밸브의 카본 제거장치는 도 2에 도시된 바와 같이, 밸브 디스크(14)의 후면에 부착된 진동자(20)와, 차량의 주행거리를 측정하기 위해 설치된 주행거리 측정수단(32)과, 직류전류를 교류전류로 바꾸어주기 위해 설치된 교류변환기(24)와, 스위치(22)를 온, 오프 작동을 조절함으로써 상기 진동자(20)에 인가되는 전류의 통전시간을 제어하기 위해 설치된 제어부(30)로 구성된 것이다.As shown in FIG. 2, the carbon removing device of the throttle valve according to the present invention includes a vibrator 20 attached to the rear surface of the valve disc 14 and a mileage measuring means 32 installed to measure the mileage of the vehicle. ), A control unit installed to control the energization time of the current applied to the vibrator 20 by adjusting the on / off operation of the AC converter 24 and the switch 22 installed to convert the DC current into an AC current. It consists of 30.
더욱 상세히 설명하면, 상기 진동자(20)는 압전소자를 이용하여 진동을 일으키는 것으로서, 스로틀 밸브(10)의 작동판인 밸브 디스크(14)의 후면에 부착된다.In more detail, the vibrator 20 generates vibration by using a piezoelectric element, and is attached to the rear surface of the valve disc 14, which is an operating plate of the throttle valve 10.
상기 진동자(20)는 약 20㎑ 이상의 교류전류를 인가하면 교류전류의 펄스 주기에 따라 기계적 진동을 일으키는 기능을 갖고 있다.The vibrator 20 has a function of causing mechanical vibration in accordance with the pulse period of the alternating current when applying an alternating current of about 20 mA or more.
즉, 압전소자는 양극의 전류가 인가되면 특정방향으로 팽창하고, 음극의 전류가 인가되면 특정방향으로 압축되는 소자로서, 교류전류를 인가시키면 양극과 음극이 교대로 인가되므로 진동을 발생시키게 된다.That is, the piezoelectric element expands in a specific direction when the current of the anode is applied, and is compressed in the specific direction when the current of the cathode is applied. When the alternating current is applied, the piezoelectric element alternately applies the anode and the cathode, thereby generating vibration.
한편, 상기 밸브 디스크(14)가 착설되어 있는 중심축(18)은 중공으로 되어있으므로 상기 중심축의 내부 중공으로 전선을 관통시켜 상기 진동자(20)에 연결함으로써, 상기 밸브 디스크(14)의 작동에 방해을 주지 않고 상기 진동자(20)에 전선을 연결할 수 있다.On the other hand, since the central shaft 18 on which the valve disk 14 is installed is hollow, the central shaft 18 is hollowed out and connected to the vibrator 20 by passing an electric wire through the inner hollow of the central shaft, thereby operating the valve disk 14. A wire can be connected to the vibrator 20 without disturbing.
상기 주행거리 측정수단(32)은 스로틀 밸브(10)의 작동부위에 일정량의 카본 퇴적물이 누적된 상태가 되면 주기적으로 상기 진동자(20)를 작동시키기 위해 주기를 설정하기 위한 수단으로서, 주행거리를 측정하여 전기적 신호로 바꾼 후 제어부(30)로 송신한다.The mileage measuring means 32 is a means for periodically setting a period to operate the vibrator 20 periodically when a predetermined amount of carbon deposits are accumulated in the operating portion of the throttle valve 10. The measurement is converted into an electrical signal and then transmitted to the controller 30.
더욱 상세하게 설명하면, 스로틀 밸브(10)에 카본 퇴적물이 누적되는 이유는 엔진 작동시 배기가스 재순환 밸브(EGR)에 의해 재순환되는 배기가스에 포함되어 있는 카본에 기인하는 것이고, 통상적으로 엔진의 작동시간은 주행거리에 비례한다.In more detail, the reason why the carbon deposits accumulate in the throttle valve 10 is due to the carbon contained in the exhaust gas recycled by the exhaust gas recirculation valve (EGR) during engine operation, and the engine operation is usually performed. Time is proportional to mileage.
따라서, 상기 주행거리 측정수단(32)에 의해 측정된 주행거리가 일정값이 될 때마다 상기 진동자(20)를 작동시켜 스로틀 밸브(10)에 누적된 카본을 제거하고자 함이다. Therefore, whenever the traveling distance measured by the traveling distance measuring means 32 reaches a predetermined value, the oscillator 20 is operated to remove carbon accumulated in the throttle valve 10.
여기서, 배기가스 재순환 밸브(EGR)라 함은 배기가스중 질소 산화물(NOx)을 저감시키는 수단으로서, 배기가스의 일부를 흡기 매니폴드로 재유입시켜 연소될 때 최고온도를 낮게 함으로써 혼합기가 연소되어 배기될 때 질소 산화물의 생성량이 작게 하는 역할을 한다.Here, the exhaust gas recirculation valve (EGR) is a means for reducing nitrogen oxides (NOx) in the exhaust gas, and the mixer is combusted by lowering the maximum temperature when the part of the exhaust gas is reflowed into the intake manifold and burned. When exhausted, it serves to reduce the amount of nitrogen oxides produced.
실험에 의하면 주행거리가 약 100㎞ 가 되는 경우 상기 스로틀 밸브(10)에 일정량의 카본 퇴적물이 쌓이게 되므로, 상기 주행거리 측정수단(32)에 의해 측정된 주행거리가 100㎞ 될 때마다 상기 진동자(20)를 작동시켜 카본 퇴적물을 제거하는 것이 바람직하다.According to the experiment, when the traveling distance becomes about 100 km, since a certain amount of carbon deposits are accumulated on the throttle valve 10, the vibrator (each time the traveling distance measured by the traveling distance measuring means 32 becomes 100 km) 20) is preferably operated to remove the carbon deposits.
상기 교류변환기(24)는 직류전류를 교류전류로 변환시키기 위해 설치되는 것으로서, 이는 상기 진동자(20)가 압전소자를 이용하는 것으로서 교류전류가 인가될 때 진동이 발생하므로 통상적으로 차량에 사용되는 축전지의 전류가 직류전류이므로 이를 교류전류로 전환시키기 위해 설치되는 것이다.The AC converter 24 is installed to convert a DC current into an AC current, which is a vibrator when the oscillator 20 uses a piezoelectric element, and thus generates vibration when an AC current is applied. Since the current is a direct current, it is installed to convert it into an alternating current.
상기 제어부(30)는 상기 주행거리 측정수단(32)에 의해 측정된 주행거리가 일정값이 될 때마다 상기 밸브 디스크(14)의 후면에 부착된 진동자(20)를 일정시간동안 작동시킬 수 있도록 상기 교류변환기(24)와 상기 진동자(20) 사이에 설치된 스위치(22)를 제어하기 위해 설치되는 것이다. The controller 30 may operate the vibrator 20 attached to the rear surface of the valve disk 14 for a predetermined time whenever the traveling distance measured by the traveling distance measuring means 32 reaches a predetermined value. It is installed to control the switch 22 installed between the AC converter 24 and the vibrator 20.
상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 작용을 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.Referring to Figure 2 illustrates the operation of the present invention configured as described above.
먼저, 주행거리 측정수단(32)은 차량의 주행거리를 측정하여 그 측정값이 설정값과 동일해지면 제어부(30)에 전기적 신호를 보낸다.First, the mileage measuring means 32 measures the mileage of the vehicle and sends an electrical signal to the controller 30 when the measured value is equal to the set value.
여기서, 상기 주행거리 설정값은 앞서 언급한 바와 같이 실험예를 고려할 때 100㎞로 정하는 것이 바람직하다.Here, the traveling distance set value is preferably set to 100 km when considering the experimental example as mentioned above.
따라서, 만일 설정값을 100㎞로 입력한 상태라면 상기 주행거리 측정수단(32)은 100㎞ 주행거리시마다 제어부(30)에 전기적 신호를 보내고, 상기 제어부(30)는 이러한 신호를 받았을 때 교류변환기(24)와 진동자(20) 사이에 설치된 스위치(22)를 온(on) 시킨다.Therefore, if the set value is 100km, the driving distance measuring means 32 sends an electric signal to the control unit 30 every 100km driving distance, and the control unit 30 receives the signal and the AC converter The switch 22 provided between the 24 and the vibrator 20 is turned on.
이에 따라, 스로틀 밸브(10)의 작동판인 밸브 디스크(14) 후면에 부착된 진동자(20)에 교류전류가 인가되어 진동이 발생하게 된다.Accordingly, an alternating current is applied to the vibrator 20 attached to the valve disc 14 rear surface of the throttle valve 10 to generate vibration.
따라서 상기 진동자(20)에 접촉되어 있는 밸브 디스크(14)가 진동하게 되고, 또한 상기 밸브 디스크(14)와 접촉하고 있는 스로틀 바디(12)도 진동을 하게 되므로 스로틀 밸브의 작동부위인 밸브 디스크(14)와 스로틀 바디(12)에 누적되어 있던 카본 퇴적물이 떨어져 제거된다.Therefore, the valve disc 14 in contact with the vibrator 20 vibrates, and the throttle body 12 in contact with the valve disc 14 also vibrates, so that the valve disc, which is an operating part of the throttle valve ( 14) and carbon deposits accumulated in the throttle body 12 are removed to be removed.
한편, 상기 진동자(20)에서 발생되는 진동시간은 작동효율을 고려할 때 약 5분 정도가 바람직하므로, 상기 제어부(30)는 스위치(22)를 온(on) 시킨 후 5분이 경과하면 상기 스위치(22)를 오프(off)시켜 진동자(20)에 인가된 교류전류를 차단시킨다.On the other hand, since the vibration time generated from the vibrator 20 is preferably about 5 minutes in consideration of operating efficiency, the control unit 30 after 5 minutes after turning on the switch (on) the switch ( 22 is turned off to cut off the AC current applied to the vibrator 20.
이와 같이 매 100㎞ 주행거리마다 상기 제어부(30)에 의해 일정시간동안 진동자(20)를 진동시켜 스로틀 밸브(10)의 작동부위에 누적된 카본 퇴적물을 제거함으로써 스로틀 밸브(10)의 작동불량 및 고장을 방지할 수 있다.As described above, the control unit 30 vibrates the vibrator 20 for a predetermined time every 100 km, thereby removing the carbon deposits accumulated on the operating part of the throttle valve 10, and thereby causing the malfunction of the throttle valve 10. Failure can be prevented.
이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형실시가 가능할 것이다. 따라서, 본 발명의 기술사상은 상기한 실시예에 한정되지 아니한다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those skilled in the art to which the present invention pertains may make modifications without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the technical idea of the present invention is not limited to the above embodiment.
상술한 본 발명에 따른 스로틀 밸브의 카본 제거장치에 의하면, 진동자에 의해 밸브 디스크 및 스로틀 바디를 진동시킴으로써 스로틀 밸브의 작동부위에 누적된 카본 퇴적물을 제거할 수 있는 효과를 갖는다.According to the carbon removing apparatus of the throttle valve according to the present invention described above, the vibrator vibrates the valve disc and the throttle body to have the effect of removing carbon deposits accumulated on the operation portion of the throttle valve.
이와 같이 스로틀 밸브의 작동부위에 누적된 카본 퇴적물을 제거하면, 스로틀 밸브의 작동불량을 방지할 수 있으므로 엔진의 소음 및 진동을 저감시킬 수 있고 더 나아가 승차감을 향상시킬 수 있다.In this way, by removing the carbon deposits accumulated on the operation portion of the throttle valve, it is possible to prevent the malfunction of the throttle valve, thereby reducing the noise and vibration of the engine and further improving the riding comfort.
또한, 본 발명은 주행거리 측정수단에 의해 일정주기마다 자동적으로 카본 퇴적물을 제거함으로써 운전자의 편의성을 향상시킬 뿐 아니라 스로틀 밸브의 고장을 미리 예방할 수 있는 효과를 갖는다. In addition, the present invention has the effect of preventing the failure of the throttle valve in advance, as well as to improve the convenience of the driver by automatically removing the carbon deposits at regular intervals by the mileage measuring means.
도 1은 종래의 스로틀 밸브에 카본 퇴적물이 누적된 상태를 나타내는 사시도,1 is a perspective view showing a state in which carbon deposits are accumulated in a conventional throttle valve,
도 2는 본 발명에 따른 스로틀 밸브의 카본 제거장치의 구성을 나타내는 구성도이다.2 is a configuration diagram showing the configuration of a carbon removal device of the throttle valve according to the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on main parts of drawing
10: 스로틀 밸브 12: 스로틀 바디10: throttle valve 12: throttle body
14: 밸브 디스크 16: 카본 퇴적물14: valve disc 16: carbon deposit
18: 중심축 20: 진동자18: central axis 20: oscillator
22: 스위치 24: 교류변환기22: switch 24: alternator
26: 축전지 30: 제어부26: storage battery 30: control unit
32: 주행거리 측정수단32: mileage measuring means
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| KR100527776B1 (en) | 2005-11-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |