KR20080055448A

KR20080055448A - 가변흡기 매니폴드

Info

Publication number: KR20080055448A
Application number: KR1020060128820A
Authority: KR
Inventors: 이훈구
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2006-12-15
Filing date: 2006-12-15
Publication date: 2008-06-19

Abstract

흡입공기의 유로 길이를 조절하는 변환밸브를 구비하는 가변흡기 매니폴드가 제공된다.

본 발명에 따른 가변흡기 매니폴드는, 서지탱크를 통과한 흡입공기를 상기 서지탱크를 둘러싸는 러너를 통해 엔진의 각 연소실까지 안내되는 과정에서 차량의 주행속도에 따라 흡입공기의 유로 길이를 조절하는 변환밸브를 구비하는 가변흡기 매니폴드에 있어서, 상기 러너는, 상기 서지탱크의 일측에 위치하는 제1 흡입구 또는 상기 서지탱크의 타측에 위치하는 제2 흡입구를 통해 상기 서지탱크를 통과한 흡입공기가 유입되며, 상기 변환밸브는, 제1 밸브요소와 제2 밸브요소가 회전축을 매개로 결합되고, 상기 제1 밸브요소의 일단은 상기 제1 흡입구의 일측에 고정된 힌지부에 회전 가능하게 지지되며, 상기 회전축을 중심으로 상기 제1 밸브요소와 상기 제2 밸브요소의 펼침과 접음에 의해 각각 롱 러너와 쇼트 러너의 유로를 형성하는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 러너 내의 데드 볼륨 및 유동 저항을 대폭 감소시킬 수 있는 효과를 얻는다.

가변흡기 매니폴드, 밸브, 롱 러너, 쇼트 러너, 서지탱크

Description

가변흡기 매니폴드{Variable Intake Manifold}

도 1 및 도 2는 종래의 가변흡기 매니폴드의 개략 구성도로서, 변환밸브가 닫힘 상태에 있는 경우와 열림 상태에 있는 경우를 각각 나타낸다.

도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가변흡기 매니폴드의 개략 구성도로서, 변환밸브가 닫힘 상태에 있는 경우와 열림 상태에 있는 경우를 각각 나타낸다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 서지탱크 20 : 러너

22 : 제1 흡입구 24 : 제2 흡입구

26 : 밸브 안착부 30 : 변환밸브

32 : 제1 밸브요소 34 : 제2 밸브요소

35 : 실링부재 36 : 회전축

38 : 힌지부

본 발명은 가변흡기 매니폴드에 관한 것으로, 더 상세하게는 차량의 주행속도에 따라 흡입공기의 유로 길이를 조절하는 변환밸브를 구비하는 가변흡기 매니폴드에 관한 것이다.

가솔린엔진의 성능은 유동에 밀접한 관계를 가지며, 일반적으로 차량의 주행속도가 저중속인 경우에는 가늘고 긴 유로를 지날수록, 고속인 경우에는 굵고 짧은 유로를 지날수록 엔진 성능이 향상되는 것으로 알려져 있다.

이러한 특성에 따라 최근에는 저중속과 고속의 엔진 운전영역 모두에서 우수한 성능을 확보하기 위하여 흡입공기의 유로 길이를 조절할 수 있는 가변흡기 매니폴드(VIS, Variable Intake System)의 장착이 일반화되어 있다.

도 1 및 도 2는 V-8기통 엔진에서 버터플라이 방식의 변환밸브를 적용한 가변흡기 매니폴드를 개략적으로 나타내는 구성도로, 도 1은 변환밸브가 닫힘 상태에 있는 경우의 러너(Runner) 내의 흡입공기의 유로를, 도 2는 변환밸브가 열림 상태에 있는 경우의 러너 내의 흡입공기의 유로를 나타낸다.

가변흡기 매니폴드의 형상구조에는 여러 가지가 있는데, V-8기통 엔진의 경우에는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 넓은 뱅크 각도(90도)로 인하여 생기는 공간을 활용하여, 서지탱크(1)가 가운데 위치하고, 러너(2)가 서지탱크(1)를 둘러싸는 둥근 형태를 갖는 것을 가장 많이 사용하고 있다.

이러한 버터플라이 방식의 변환밸브(3)를 적용한 종래의 가변흡기 매니폴드에서, 도 1에 도시된 바와 같이 상기 변환밸브(3)가 닫힘 상태인 경우에는 서지탱크(1)를 통과한 흡입공기는 화살표로 표시되는 롱 러너(Long Runner)의 유로를 따라 엔진의 각 연소실까지 안내된다.

한편, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 변환밸브(3)가 열림 상태인 경우에는 서지탱크를 통과한 흡입공기는 화살표로 표시되는 쇼트 러너(Short Runner)의 유로를 따라 엔진의 각 연소실까지 안내된다.

그러나, 상기와 같은 구성을 갖는 종래의 가변흡기 매니폴드는 다음과 같은 문제점이 지적되고 있다.

먼저, 변환밸브(3)가 러너(2) 면에 안착이 어려워 씰링에 불리할 뿐더러, 샤프트(Shaft) 만으로 변환밸브(3)를 지탱해 주기 때문에 진동에도 매우 취약하다.

또한, 변환밸브(3)의 형상구조상, 롱 러너의 유로를 형성하는 변환밸브(3)의 닫힘 상태에서는 도 1에서 빗금 친 영역으로 표시되는 데드 볼륨(Dead Volume, D)이 발생하게 된다.

한편, 쇼트 러너의 유로를 형성하는 변환밸브(3)의 열림 상태에서는 도 2에 도시된 바와 같이 변환밸브(3) 자체의 저항에 의하여 유동이 제대로 이루어지지 못하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 러너 내의 데드 볼륨 및 유동 저항을 대폭 감소시킬 수 있는 가변흡기 매니폴드를 제공하는 것이다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의하면,

서지탱크를 통과한 흡입공기를 상기 서지탱크를 둘러싸는 러너를 통해 엔진의 각 연소실까지 안내되는 과정에서 차량의 주행속도에 따라 흡입공기의 유로 길이를 조절하는 변환밸브를 구비하는 가변흡기 매니폴드에 있어서, 상기 러너는, 상기 서지탱크의 일측에 위치하는 제1 흡입구 또는 상기 서지탱크의 타측에 위치하는 제2 흡입구를 통해 상기 서지탱크를 통과한 흡입공기가 유입되며, 상기 변환밸브는, 제1 밸브요소와 제2 밸브요소가 회전축을 매개로 결합되고, 상기 제1 밸브요소의 일단은 상기 제1 흡입구의 일측에 고정된 힌지부에 회전 가능하게 지지되며, 상기 회전축을 중심으로 상기 제1 밸브요소와 상기 제2 밸브요소의 펼침과 접음에 의해 각각 롱 러너와 쇼트 러너의 유로를 형성하는 것을 특징으로 하는 가변흡기 매니폴드가 제공된다.

본 발명의 가변흡기 매니폴드에 있어서,

상기 회전축을 중심으로 상기 제1 밸브요소와 상기 제2 밸브요소를 접어서 상기 제1 흡입구를 벗어나는 상기 러너 내의 영역에 상기 변환밸브를 밀어 넣음으로써, 쇼트 러너의 유로를 형성할 수 있다.

또한, 상기 변환밸브는, 상기 제2 밸브요소의 일단에 실링부재가 구비될 수 있다.

또한, 상기 변환밸브는, 닫힘 상태에 있을 때 흡입공기의 유로에 일치하도록 상기 제1 밸브요소와 상기 제2 밸브요소가 곡면 형상으로 이루어질 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 가변흡기 매니폴드에 관한 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가변흡기 매니폴드를 개략적으로 나타내는 구성도로, 도 3은 변환밸브가 닫힘 상태에 있는 경우에 러너(Runner) 내의 흡입공기의 유로를, 도 4는 변환밸브가 열림 상태에 있는 경우에 러너 내의 흡입공기의 유로를 나타낸다.

본 발명의 일 실시예에 따른 가변흡기 매니폴드는 V-8기통 엔진에 적용되는 것으로, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 서지탱크(10), 러너(20) 및 변환밸브(30)를 포함하여 구성된다.

상기 서지탱크(10)는 V-8기통 엔진의 경우에 넓은 뱅크 각도로 인하여 생기는 공간을 활용하여, 가변흡기 매니폴더의 가운데에 위치한다.

또한, 상기 러너(20)는 상기 서지탱크(10) 측에서 유입되는 흡입공기를 엔진의 각 연소실까지 안내하는 것으로, 상기 서지탱크(10)를 둘러싸는 둥근 형상을 갖는 구조이다.

이때, 상기 러너(20)에는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 서지탱크(10)의 상측에 위치하는 제1 흡입구(22) 또는 상기 서지탱크(10)의 하측에 위치하는 제2 흡입구(24)를 통해 서지탱크(10)를 통과한 흡입공기가 유입된다.

본 발명의 가변흡기 매니폴드에 구비되는 상기 변환밸브(30)는 상기 제1 흡입구(22)의 위치에 설치되는데, 제1 밸브요소(32), 제2 밸브요소(34), 회전축(36) 및 힌지부(36)를 포함하여 구성된다.

구체적으로, 상기 변환밸브(30)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 제1 밸브요소(32)와 제2 밸브요소(34)가 회전축(36)을 매개로 결합되고, 상기 제1 밸브요소(32)의 일단은 상기 제1 흡입구(22)의 일측에 고정된 힌지부(36)에 회전 가능하게 지지된다.

즉, 상기 변환밸브(30)는 기본적으로 경첩 또는 시내버스의 앞문(폴딩 도어)와 유사한 구조라 할 수 있다.

그리고, 상기 제2 밸브요소(34)의 일단은 도 3에 도시된 바와 같이 변환밸브(30)의 닫힘 상태에서 상기 제1 흡입구(22)의 타측 위치에서 러너(20) 면에 형성된 밸브 안착부(26)에 안착된다.

이때, 본 발명의 변환밸브(30)는, 상기 밸브 안착부(26)에 안착되는 제2 밸 브요소(34)의 일단에 고무몰딩과 같은 실링부재(35)를 구비함으로써, 변환밸브(30) 주변의 실링(Sealing)을 향상시킬 수 있다.

한편, 상기 변환밸브(30)는 닫힘 상태에 있을 때 흡입공기의 유로에 일치하도록 상기 제1 밸브요소(32)와 상기 제2 밸브요소(34)를 곡면으로 형성할 수 있다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 가변흡기 매니폴드는 흡입공기의 유로 길이를 조절하는 변환밸브(30)를 제1 밸브요소(32), 제2 밸브요소(34), 회전축(36) 등을 사용하여 경첩 형태로 구성함으로써, 변환밸브(30)가 러너(20) 면에 보다 안정적으로 안착될 수 있으며, 변환밸브(30)의 닫힘 상태에서 러너(20) 유동면과 실질적으로 일치하여 종래의 가변흡기 매니폴드에서 문제되는 데드 볼륨(Dead Volume)을 제거할 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 변환밸브(30)는 회전축(36)뿐만 아니라 제1 흡입구(22)의 일측에 고정된 힌지부(36)에 의해 지지되는 구성이기 때문에, 변환밸브(30) 위치에서의 진동을 감소시킬 수 있다.

본 실시예에서는 V-8기통 엔진의 가변흡기 매니폴드에 관하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 아니하고, 다양한 형태의 가변흡기 매니폴드에 적용하는 것이 가능하다.

이하, 본 발명의 가변흡기 매니폴드에 구비된 변환밸브(30)의 작동상태를 설 명하기로 한다.

본 발명의 변환밸브(30)는, 회전축(36)을 중심으로 상기 제1 밸브요소(32)와 상기 제2 밸브요소(34)를 펼쳐서 제2 밸브요소(34)의 일단을 밸브 안착부(26)에 안착시킴으로써 러너(20)의 제1 흡입구(22)는 닫힘 상태가 되며, 반대로 회전축(36)을 중심으로 상기 제1 밸브요소(32)와 상기 제2 밸브요소(34)를 접어서 러너(20) 안쪽 면, 즉 상기 제1 흡입구(22)를 벗어나는 러너(20) 내의 영역에 변환밸브(30)를 밀어 넣음으로써 러너(20)의 제1 흡입구(22)는 열림 상태가 된다.

상기 변환밸브(30)의 닫힘 상태에서는 도 3의 화살표로 표시된 바와 같이 서지탱크(10) 측에서 유입되는 흡입공기가 제2 흡입구(24)를 통해 러너(20)에 유입되어 롱 러너(20)(Long Runner)의 유로를 형성한다.

반면에, 상기 변환밸브(30)의 열림 상태에서는 도 4의 화살표로 표시된 바와 같이 서지탱크(10) 측에서 유입되는 흡입공기가 제1 흡입구(22)를 통해 러너(20)에 유입되어 쇼트 러너(20)(Short Runner)의 유로를 형성한다.

이와 같이, 본 발명은 상기 변환밸브(30)의 회전축(36)을 중심으로 상기 제1 밸브요소(32)와 상기 제2 밸브요소(34)를 접어서 제1 흡입구(22)를 벗어나는 러너(20) 내의 영역에 변환밸브(30)를 밀어 넣어 쇼트 러너(20)의 유로를 형성함으로써, 서지탱크(10)를 통과한 흡입공기가 제1 흡입구(22)를 통해 러너(20)에 유입될 때 변환밸브(30) 자체가 흡입공기에 대한 유동저항이 되는 것을 방지할 수 있다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.

이상과 같은 본 발명에 따른 가변흡기 매니폴드는 흡입공기의 유로 길이를 조절하는 변환밸브를 경첩 형태로 구성함으로써, 변환밸브가 러너 면에 보다 안정적으로 안착될 수 있어서 변환밸브 주변의 실링(Sealing)을 향상시킬 수 있으며, 변환밸브의 닫힘 상태에서 러너 유동면과 실질적으로 일치하여 종래의 가변흡기 매니폴드에서 문제되는 데드 볼륨(Dead Volume)을 제거할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명의 변환밸브는 회전축뿐만 아니라 제1 흡입구의 일측에 고정된 힌지부에 의해 지지되는 구성이기 때문에, 변환밸브 위치에서의 진동을 감소시킬 수 있다.

또한, 변환밸브를 제1 흡입구를 벗어나는 러너 내의 영역에 밀어 넣어 쇼트 러너의 유로를 형성함으로써, 서지탱크를 통과한 흡입공기가 제1 흡입구를 통해 러너에 유입될 때 변환밸브 자체가 흡입공기에 대한 유동저항이 되는 것을 방지할 수 있다.

Claims

서지탱크를 통과한 흡입공기를 상기 서지탱크를 둘러싸는 러너를 통해 엔진의 각 연소실까지 안내되는 과정에서 차량의 주행속도에 따라 흡입공기의 유로 길이를 조절하는 변환밸브를 구비하는 가변흡기 매니폴드에 있어서,

상기 러너는, 상기 서지탱크의 일측에 위치하는 제1 흡입구 또는 상기 서지탱크의 타측에 위치하는 제2 흡입구를 통해 상기 서지탱크를 통과한 흡입공기가 유입되며,

상기 변환밸브는, 제1 밸브요소와 제2 밸브요소가 회전축을 매개로 결합되고, 상기 제1 밸브요소의 일단은 상기 제1 흡입구의 일측에 고정된 힌지부에 회전 가능하게 지지되며, 상기 회전축을 중심으로 상기 제1 밸브요소와 상기 제2 밸브요소의 펼침과 접음에 의해 각각 롱 러너와 쇼트 러너의 유로를 형성하는 것을 특징으로 하는 가변흡기 매니폴드.
제1항에 있어서,

상기 회전축을 중심으로 상기 제1 밸브요소와 상기 제2 밸브요소를 접어서 상기 제1 흡입구를 벗어나는 상기 러너 내의 영역에 상기 변환밸브를 밀어 넣음으로써, 쇼트 러너의 유로를 형성하는 것을 특징으로 하는 가변흡기 매니폴드.
제1항에 있어서,

상기 변환밸브는, 상기 제2 밸브요소의 일단에 실링부재가 구비되는 것을 특징으로 하는 가변흡기 매니폴드.
제1항에 있어서,

상기 변환밸브는, 닫힘 상태에 있을 때 흡입공기의 유로에 일치하도록 상기 제1 밸브요소와 상기 제2 밸브요소가 곡면 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 가변흡기 매니폴드.