KR20080026244A

KR20080026244A - 디젤엔진의 스월 컨트롤 밸브와 쓰로틀 밸브의 공용화 장치

Info

Publication number: KR20080026244A
Application number: KR1020060090942A
Authority: KR
Inventors: 김진수
Original assignee: 기아자동차주식회사
Priority date: 2006-09-20
Filing date: 2006-09-20
Publication date: 2008-03-25
Also published as: KR101210637B1

Abstract

본 발명은 디젤엔진의 스월 컨트롤 밸브와 쓰로틀 밸브의 공용화 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 스월 컨트롤 밸브와 쓰로틀 밸브의 열림 및 닫힘 동작을 하나의 구동수단으로 동시에 제어할 수 있도록 한 디젤엔진의 스월 컨트롤 밸브와 쓰로틀 밸브의 공용화 장치에 관한 것이다.

이를 위해, 본 발명은 흡기 매니폴드의 각 흡기통로를 좌우로 관통하며 장착되는 제1구동축과; 상기 제1구동축의 외경면에 일체로 형성되면서 상기 각 흡기매니폴드의 2개 흡기통로중 제1통로에 개폐 가능하게 위치되는 쓰로틀 밸브 플랩과; 상기 제1구동축의 쓰로틀 밸브 플랩 사이 구간 외경면을 커버하며 삽입되고, 상기 각 흡기 매니폴드의 제2통로에 위치되는 제2구동축과; 상기 제2구동축의 외경면에 일체로 형성되면서 상기 각 흡기 매니폴드의 제2통로에 개폐 가능하는 위치되는 스월 밸브 플랩과; 상기 제1구동축의 일끝단에 연결 장착되는 구동수단과; 상기 제1구동축의 각회전시 제2구동축을 동시에 각회전시키는 연동수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 디젤엔진의 스월 컨트롤 밸브와 쓰로틀 밸브의 공용화 장치를 제공한다.

스월 컨트롤 밸브, 쓰로틀 밸브, 공용화, 흡기 매니폴드

Description

디젤엔진의 스월 컨트롤 밸브와 쓰로틀 밸브의 공용화 장치{Device for control simultaneously swirl control valve and throttle valve}

도 1은 본 발명에 따른 디젤엔진의 스월 컨트롤 밸브와 쓰로틀 밸브의 공용화 장치를 나타내는 개략도,

도 2a 내지 도 2d는 본 발명에 따른 스월 컨트롤 밸브와 쓰로틀 밸브의 결합 상태 및 동작 상태를 설명하는 요부 사시도,

도 3은 종래의 스월 컨트롤 밸브와 쓰로틀 밸브가 별도로 장착 상태를 설명하는 이미지도,

도 4는 종래의 스월 컨트롤 밸브와 쓰로틀 밸브가 별도로 장착되고, 하나의 구동수단으로 작동하는 것을 설명하는 이미지도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 흡기 매니폴드 12 : 쓰로틀 밸브 플랩

14 : 스월 밸브 플랩 16 : 링크

18 : SCV 구동장치 20 : 쓰로틀 바디

22 : 제1구동축 24 : 제1통로

26 : 제2구동축 28 : 제2통로

30 : 돌기 32 : 절개홀

통상적으로 쓰로틀 밸브 흡기관에서의 공기 및 혼합기의 흐름량을 조절하는 밸브이고, 스월 컨트롤 밸브(SCV)는 흡기 매니폴드의 2개 통로 중 1개 통로에 설치되어 강력한 스월(와류)을 일으키는 역할을 하는 밸브를 말한다.

첨부한 도 3은 종래의 스월 컨트롤 밸브와 쓰로틀 밸브가 별도로 장착 상태를 설명하는 이미지도이다.

도 3에서 보는 바와 같이, 흡기 매니폴드(10)는 흡기유입관으로부터 다수개로 분기된 형태로 되어 있으며, 각 흡기 매니폴드(10)의 2개 흡기통로중 1개 흡기통로에는 스월 밸브 플랩(14)이 장착되어 있다.

또한, 상기 흡기유도관의 입구에는 쓰로틀 밸브 플랩을 포함하는 쓰로틀 바디(20)가 장착되고, 반대쪽에는 상기 스월 밸브 플랩(14)과 링크(16)로 연결되어 스월 밸브 플랩(12)의 열림 및 닫힘을 제어하는 SCV구동장치(18)가 장착되어 있다.

이렇게 쓰로틀 바디와 SCV 구동장치가 별도로 장착된 상태에서 쓰로틀 밸브플랩은 쓰로틀 바디내의 솔레노이드에 의하여 개폐 작동을 하게 되고, 스월 밸브 플랩은 SCV구동장치에 의하여 개폐 작동을 하게 된다.

그러나, 종래의 스월 컨트롤 밸브와 쓰로틀 밸브는 쓰로틀 바디와 SCV 구동장치가 별도로 장착됨에 따른 제조비용 상승 및 장착 작업성이 떨어지는 단점이 있었다.

이러한 단점을 감안하여, 첨부한 4에 도시된 바와 같이 흡기유입관에 쓰로틀 밸브 플랩(12)을 장착하고, 각 흡기매니폴드의 2개 통로중 1개 통로에 스월 밸브 플랩(14)을 장착한 다음, 쓰로틀 밸브 플랩(12)과 스월 밸브 플랩(14)의 열림 및 닫힘 동작을 하나의 통합 구동장치로 작동시키는 구조가 제안되었다.

즉, 두 개의 링크(16)를 갖는 SCV구동장치(18)를 구비하고, 각 링크(16)를 상기 쓰로틀 밸브 플랩(12)과 스월 밸브 플랩(!4)에 각각 연결하여, 하나의 SCV구동장치(18)에 의하여 쓰로틀 밸브 플랩(12)과 스월 밸브 플랩(14)의 열림 및 닫힘 동작이 제어되는 장치가 제안되었다.

그러나, 하나의 SCV구동장치에 두 개의 링크를 장착함에 따라 구조가 복잡하고, 흡기 매니폴드의 위치 설계 변경이 어려운 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 흡기 매니폴드의 2개 통로중 하나에는 쓰로틀 밸브 플랩이 위치되고, 다른 하나에는 스월 밸브 플랩이 위치되도록 하되, 흡기 매니폴드를 좌우로 관통 삽입된 제1구동축의 외경면에 각 쓰로틀 밸브 플랩이 일체가 되도록 하고, 각 쓰로틀 밸브 플랩 사이의 제1구동축 외경면에는 중공의 제2구동축이 감싸여지도록 함으로써, 제1구동축의 각회전 구동으로 제1구동축에 부착된 쓰로틀 밸브 플랩의 개폐 동작이 이루어지고, 제1구동축의 노치에 의하여 제2구동축의 각회전이 이루어짐과 함께 스월 밸브 플랩의 개폐 동작이 이루어질 수 있도록 함으로써, 쓰로틀 밸브 플랩 및 스월 밸브 플랩의 열림 및 닫힘 동작이 하나의 구동수단으로 동시에 제어될 수 있도록 한 디젤엔진의 스월 컨트롤 밸브와 쓰로틀 밸브의 공용화 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 흡기 매니폴드의 각 흡기통로를 좌우로 관통하며 장착되는 제1구동축과; 상기 제1구동축의 외경면에 일체로 형성되면서 상기 각 흡기매니폴드의 2개 흡기통로중 제1통로에 개폐 가능하게 위치되는 쓰로틀 밸브 플랩과; 상기 제1구동축의 쓰로틀 밸브 플랩 사이 구간 외경면을 커버하며 삽입되고, 상기 각 흡기 매니폴드의 제2통로에 위치되는 제2구동축과; 상기 제2구동축의 외경면에 일체로 형성되면서 상기 각 흡기 매니폴드의 제2통로에 개폐 가능하는 위치되는 스월 밸브 플랩과; 상기 제1구동축의 일끝단에 연결 장착되는 구동수단과; 상기 제1구동축의 각회전시 제2구동축을 동시에 각회전시키는 연동수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 디젤엔진의 스월 컨트롤 밸브와 쓰로틀 밸브의 공용화 장치를 제공한다.

바람직한 구현예로서, 상기 제1구동축의 각회전시 제2구동축을 각회전시키는 연동수단은 상기 제1구동축의 외경면에 일체로 형성된 돌기와; 상기 돌기가 관통 삽입되도록 상기 제2구동축의 둘레방향을 따라 형성된 90°구간의 절개홀로 구성된 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직한 구현예로서, 상기 제1구동축의 각회전 구간은 180°로 정해지고, 상기 제2구동축의 각회전 구간은 90°로 정해진 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 일 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.

첨부한 도 1은 본 발명에 따른 디젤엔진의 스월 컨트롤 밸브와 쓰로틀 밸브의 공용화 장치를 나타내는 개략도이고, 도 2a 내지 도 2d는 본 발명에 따른 스월 컨트롤 밸브와 쓰로틀 밸브의 결합 상태 및 동작 상태를 설명하는 요부 사시도이다.

본 발명은 스월 컨트롤 밸브와 쓰로틀 밸브를 하나의 구동수단으로 동시에 제어할 수 있도록 각 흡기 매니폴드의 2개 흡기통로중 제1통로에는 쓰로틀 밸브 플랩을 배치하고, 제2통로에는 스월 밸브 플랩을 배치하며, 각 쓰로틀 밸브 플랩과 스월 밸브 플랩을 이중관 형태의 구동축으로 연결한 점에 특징이 있다.

상기 흡기 매니폴드(10)의 각 흡기통로를 좌우로 관통하며 길다란 제1구동축(22)이 삽입 장착되고, 이 상기 제1구동축(22)의 일끝단에는 모터와 같은 각회전 구동수단을 연결 장착하게 된다.

이때, 상기 제1구동축(22)의 외경면에 일체로 형성되면서 상기 각 흡기매니폴드(10)의 2개 흡기통로중 제1통로(24)에는 쓰로틀 밸브 플랩(12)이 개폐 가능하게 배치된다.

또한, 상기 제1구동축(22)의 외경면 즉, 각 쓰로틀 밸브 플랩(12) 사이 구간의 외경면을 커버하며 다수개의 중공형 제2구동축(26)이 삽입되며, 각 제2구동축(26)은 상기 각 흡기 매니폴드(10)의 제2통로(28)에 위치하게 된다.

특히, 상기 제2구동축(26)의 외경면에는 상기 각 흡기 매니폴드(10)의 제2통로(28)를 개폐할 수 있도록 스월 밸브 플랩(12)이 일체로 형성된다.

또한, 상기 제1구동축(22)의 각회전시 제2구동축(26)을 각회전시키는 수단으로서, 상기 제1구동축(22)의 외경면에 돌기(30)가 일체로 형성되고, 이 돌기(30)는 상기 제2구동축(26)의 둘레방향을 따라 형성된 90°구간의 절개홀(32)을 통하여 돌출된 상태가 된다.

바람직하게는, 상기 제1구동축(22)의 각회전 구간은 180°로 정해지고, 상기 제2구동축(26)의 각회전 구간은 90°로 정해진다.

여기서 상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 디젤엔진의 스월 컨트롤 밸브와 쓰로틀 밸브의 공용화 장치에 대한 작동 상태를 설명하면 다음과 같다.

첨부한 도 2a는 흡기 매니폴드의 제1통로 및 제2통로의 열림 상태를 나타내며, 각 쓰로틀 밸브 플랩 및 스월 밸브 플랩이 수평으로 눕혀진 열림 위치에 있는 상태를 나타내고 있다.

도 2a에서 보듯이, 상기 제1구동축(22)에 형성된 돌기(30)는 제2구동축(26)의 절개홀(32)을 통하여 돌출되어 있되, 돌기(30)는 절개홀(32)의 뒤쪽 끝단에 위치된 상태이다.

이러한 상태에서, 상기 제1구동축(22)이 구동수단에 의하여 90°회전하게 되면, 첨부한 도 2b에 도시된 바와 같이 쓰로틀 밸브 플랩(12)은 상하로 세워진 닫힘 위치로 이동을 하게 되고, 스월 밸브 플랩(14)은 계속 수평으로 눕혀져 열림 위치에 있게 된다.

그 이유는 상기 제1구동축(22)만이 구동수단에 의하여 90°각회전을 함과 동시에 제1구동축(22)의 돌기(30)만이 제2구동축(26)의 절개홀(32) 뒤쪽 위치에서 앞쪽 위치로 이동을 할 뿐 상기 제2구동축(26)은 계속 정지된 상태를 유지하기 때문이다.

도 2b의 상태에서, 제1구동축(22)이 구동수단에 의하여 90°각회전을 더 하게 되면, 제1구동축(22)의 돌기(30)가 제2구동축(26)을 밀어주게 되어 제2구동축(26)도 90°각회전을 하게 된다.

즉, 상기 제1구동축(22)의 돌기(30)가 제2구동축(26)의 절개홀(32) 앞쪽 위치에 있기 때문에 제1구동축(22)이 90°각회전을 더 하게 되면, 도 2c에 도시된 바와 같이 상기 돌기(30)에 의하며 밀리면서 제2구동축(26)이 90°각회전을 하게 된다.

따라서, 상기 쓰로틀 밸브 플랩(12)은 수평으로 눕혀진 열림 상태가 되고, 상기 스월 밸브 플랩(14)은 수직으로 세워진 닫힘 상태가 된다.

도 2c의 상태에서, 제1구동축(22)이 구동수단에 의하여 역방향으로 90°각회전하게 되면, 제1구동축(22)의 돌기(30)가 제2구동축(26)의 절개홀(32) 앞쪽끝에서 뒤쪽끝으로 이동하게 되므로, 제1구동축(22)만이 역방향으로 90°각회전을 하게 되고, 제2구동축(26)은 정지된 상태를 유지하게 된다.

이에, 도 2d에 도시된 바와 같이, 상기 쓰로틀 밸브 플랩(12)은 수직으로 세워진 닫힘상태가 되고, 상기 스월 밸브 플랩(14)도 수직으로 세워진 닫힘 상태를 유지하게 된다.

이러한 동작을 반복함으로써, 흡기매니폴드(10)의 제1 및 제2흡기통로(24,28)는 쓰로틀 밸브 플랩(12) 및 스월 밸브 플랩(14)에 의하여 반복적으로 개폐되어질 수 있다.

이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따른 디젤엔진의 스월 컨트롤 밸브와 쓰로틀 밸브의 공용화 장치에 의하면, 쓰로틀 밸브 플랩 및 스월 밸브 플랩을 흡기매니폴드의 각 흡기통로에 교번으로 배치하고, 각 쓰로틀 밸브 플랩을 제1구동축으로 연결하는 동시에 각 스월 밸브 플랩을 제2구동축으로 연결하여, 각 쓰로틀 밸브 플랩과 스월 밸브 플랩의 열림 및 닫힘 동작이 하나의 구동수단으로 동시에 제어될 수 있도록 함으로써, 기존의 쓰로틀 밸브 바디 어셈블리의 삭제로 원가 절감을 실현할 수 있다.

또한, 쓰로틀 밸브 플랩 및 스월 밸브 플랩에 스프링 및 탄성에 의한 복원력 요소를 제거함으로써, 트레이드 오프 관계인 키오프 진동 저감을 얻을 수 있다.

Claims

흡기 매니폴드의 각 흡기통로를 좌우로 관통하며 장착되는 제1구동축과;

상기 제1구동축의 외경면에 일체로 형성되면서 상기 각 흡기매니폴드의 2개 흡기통로중 제1통로에 개폐 가능하게 위치되는 쓰로틀 밸브 플랩과;

상기 제1구동축의 쓰로틀 밸브 플랩 사이 구간 외경면을 커버하며 삽입되고, 상기 각 흡기 매니폴드의 제2통로에 위치되는 제2구동축과;

상기 제2구동축의 외경면에 일체로 형성되면서 상기 각 흡기 매니폴드의 제2통로에 개폐 가능하는 위치되는 스월 밸브 플랩과;

상기 제1구동축의 일끝단에 연결 장착되는 구동수단과;

상기 제1구동축의 각회전시 제2구동축을 동시에 각회전시키는 연동수단;

을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 디젤엔진의 스월 컨트롤 밸브와 쓰로틀 밸브의 공용화 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 제1구동축의 각회전시 제2구동축을 각회전시키는 연동수단은:

상기 제1구동축의 외경면에 일체로 형성된 돌기와;

상기 돌기가 관통 삽입되도록 상기 제2구동축의 둘레방향을 따라 형성된 90°구간의 절개홀로 구성된 것을 특징으로 하는 디젤엔진의 스월 컨트롤 밸브와 쓰 로틀 밸브의 공용화 장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 제1구동축의 각회전 구간은 180°로 정해지고, 상기 제2구동축의 각회전 구간은 90°로 정해진 것을 특징으로 하는 디젤엔진의 스월 컨트롤 밸브와 쓰로틀 밸브의 공용화 장치.