KR20090035320A - 가변흡기 매니폴드 - Google Patents

가변흡기 매니폴드 Download PDF

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Abstract

본 발명은 가변흡기 매니폴드에 관한 것으로, 엔진의 고속, 중속, 저속운전시 롱러너 포트 및 숏러너 포트의 개폐를 동시에 제어할 수 있으며, 개폐도의 미세조절이 가능하도록 함으로써 최적의 공급량이 유입될 수 있어 엔진의 성능을 최적상태로 유지할 수 있도록 한 가변흡기 매니폴드에 관한 것이다.
본 발명은 중심부에 혼합기체 공급로가 형성되고, 그 외측에 나선형상의 롱러너가 형성되며, 상기 롱러너의 말단에 배출구가 형성되고, 상기 혼합기체 유입로와 통하는 숏러너가 상기 배출구에 연결되며, 상기 혼합기체 공급로와 롱러너의 연결부에 롱러너 포트가 형성되고, 상기 숏러너와 배출구의 연결부에 숏러너 포트가 형성된 가변흡기 매니폴드에 있어서, 상기 혼합기체 공급로(2)에는 롱러너 포트(LP)와 숏러너 포트(SP)의 개폐를 동시에 제어하는 개폐수단(4)이 설치된 것이며, 상기 개폐수단(4)은 고속운전시에는 롱러너 포트(LP)를 폐쇄시키고 숏러너 포트(SP)를 개방시키며, 저속운전시에는 롱러너 포트(LP)를 개방시키고 숏러너 포트(SP)를 폐쇄시키도록 구동되는 것을 특징으로 한다.
Figure P1020070100545
엔진,가변,흡기,매니폴드,개폐,롱러너,숏러너

Description

가변흡기 매니폴드{variableness inhalation manifold}
본 발명은 가변흡기 매니폴드에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 엔진의 고속 및 저속에 적합하도록 혼합기체 흡기량을 조절하되, 속도 변화에 연동하여 혼합기체 흡기량의 미세조절이 가능토록 함으로써 엔진의 성능을 최적상태로 향상시킬 수 있도록 한 가변흡기 매니폴드에 관한 것이다.
일반적으로 차량의 흡기 매니폴드는 기화기에서 만들어진 혼합기체를 가능한 한 저항을 적게 받으면서 실린더 연소실로 유도하는 관이며, 2 실린더 이상의 다실린더 엔진에서는 각 실린더 연소실에 균일한 질과 양의 혼합기체를 분배하는 역할을 한다.
최근에는 엔진의 회전수에 따라 혼합기체를 공급할 수 있도록 하여, 혼합기체의 공급효율을 높일 수 있도록 하는 가변흡기 매니폴드가 개발되었다.
첨부된 도 1은 종래 가변흡기 매니폴드에 대한 단면도이다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 가변흡기 매니폴드(50)은 나선(spiral) 형태의 공급 유로(52)가 형성되고, 이 공급 유로(52)의 입구측(52a)에는 엔진의 고속운전시에 오픈되는 나비형 밸브(54)가 설치되어 구성된다.
이에 따라 엔진의 초기시동시 및 저속운전시에는 진공력에 의해 밸브(54)가 닫힌 상태를 유지하게 되어 입구측(52a)으로 유입되는 혼합기체는 전 공급 유로(52)를 돌아 출구측(52b)으로 안내되어 각 실린더의 연소실로 공급되게 되며, 엔진의 고속운전시에는 진공이 해제되면서 솔레노이드 밸브(도시안됨)에 의해 밸브(54)가 열려 입구측(52a)으로 유입되는 혼합기체는 전 공급 유로(52)를 거치지 않고 밸브 (54)를 통해 곧바로 공급 유로(52)의 출구측(52b)으로 안내되어 각 실린더의 연소실로 공급되게 되는 것이다.
상기와 같이 엔진의 저속 및 고속운전시에 공급 유로(52)에 설치된 밸브(54)의 개폐에 따라 공급 유로(52)의 길이가 길게되고 짧게되는 길이 가변에 의해 혼합기체를 공급하게 됨으로서 엔진의 성능을 향상시켰다.
즉, 고속운전시에는 신속하게 혼합기체가 공급될 수 있도록 밸브가 개방됨으로써 신속하게 공급될 수 있다.
저속운전시에는 밸브가 폐쇄됨으로써 공급 유로(52)를 통해 지속적으로 혼합기체가 공급될 수 있는 것이다.
그러나, 상기 종래 기술은 공급 유로(52)측에 별도의 개폐수단이 없으므로 밸브(54)의 개폐동작과 무관하게 입구측(52a)에서 유입된 혼합기체가 공급 유로(52)로 항시 유입된다.
따라서, 고속운전시 밸브가 개방되어 직접 혼합기체가 빠르게 유입되는 도중에 공급 유로(52)를 통해 유입된 저속의 혼합기체가 합류됨으로써 유속이 일시적으로 느려지게 되는 문제점이 발생된다.
따라서, 고속운전시 요구되는 혼합기체의 공급이 방해됨으로써 엔진의 출력이 저하되는 문제점이 발생되었다.
본 발명은 상기 종래 기술의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 엔진의 고속, 중속, 저속운전시 롱러너 포트 및 숏러너 포트의 개폐를 동시에 제어할 수 있으며, 개폐도의 미세조절이 가능하도록 함으로써 최적의 공급량이 유입될 수 있어 엔진의 성능을 최적상태로 유지할 수 있도록 한 가변흡기 매니폴드를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 고속운전시 롱러너 포트를 완전히 밀폐시키고, 숏러너 포트로만 혼합기체가 공급되도록 함으로써 혼합기체의 유속이 방해되지 않고 신속하게 공급될 수 있어 엔진의 성능을 향상시킬 수 있도록 한 가변흡기 매니폴드를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 본 발명의 목적은,
중심부에 혼합기체 공급로가 형성되고, 그 외측에 나선형상의 롱러너가 형성되며, 상기 롱러너의 말단에 배출구가 형성되고, 상기 혼합기체 유입로와 통하는 숏러너가 상기 배출구에 연결된 것이며, 상기 혼합기체 공급로와 롱러너의 연결부에 롱러너 포트가 형성되고, 상기 숏러너와 배출구의 연결부에 숏러너 포트가 형성된 가변흡기 매니폴드에 있어서, 상기 혼합기체 공급로에는 롱러너 포트와 숏러너 포트의 개폐를 동시에 제어하는 개폐수단이 설치된 것이며, 상기 개폐수단은 고속운전시에는 롱러너 포트를 폐쇄시키고 숏러너 포트를 개방시켜 주며, 저속운전시에는 롱러너 포트를 개방시키고 숏러너 포트를 폐쇄시키도록 구동되는 것을 특징으로 하는 가변흡기 매니폴드에 의해 달성된다.
본 발명에 따르면, 엔진의 고속, 중속, 저속운전시 롱러너 포트 및 숏러너 포트의 개폐를 동시에 제어할 수 있으며, 개폐도의 미세조절이 가능하도록 함으로써 최적의 공급량이 유입될 수 있어 엔진의 성능을 최적상태로 유지할 수 있는 효과가 있다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 토대로 상세하게 설명하면 다음과 같다.
첨부된 도 2는 본 발명에 따른 가변흡기 매니폴드에 대한 분해사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 가변흡기 매니폴드에 적용되는 "개폐수단"에 대한 사시도, 도 4는 본 발명에 따른 가변흡기 매니폴드에 대한 결합된 단면도이다.
도 2 내지 도 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 가변흡기 매니폴드(A)는, 중심부에 혼합기체 공급로(2)가 형성되고, 그 외측에 나선형상의 유로인 롱러너(L)가 형성되며, 상기 롱러너(L)의 말단에 배출구(6)가 형성되는데, 상기 혼합기체 공급로(2)와 롱러너(L)의 연결부에는 혼합기체가 통과하도록 개구된 형상의 롱러너 포트(LP)가 형성된다.
참고로, 도 4에서 수평의 빗금친 부분은 롱러너(L) 영역이고, 수직의 빗금친 부분은 숏러너(S) 영역을 나타낸다.
상기 혼합기체 공급로(2)와 통하는 숏러너(S)가 상기 배출구(6)에 연결되는데, 상기 숏러너(S)와 배출구(6)의 연결부에는 혼합기체가 통과하는 숏러너 포트(SP)가 형성된 것이며, 바람직하게는 상기 숏러너 포트(SP)는 타원형의 구멍으로 형성된다.
상기 혼합기체 공급로(2)에는 롱러너 포트(LP)와 숏러너 포트(SP)의 개폐를 동시에 제어하는 개폐수단(4)이 설치된다.
즉, 상기 개폐수단(4)은 고속운전시에는 롱러너 포트(LP)를 폐쇄시키고 숏러너 포트(SP)를 개방시키며, 저속운전시에는 롱러너 포트(LP)를 개방시키고 숏러너 포트(SP)를 폐쇄시키도록 구동된다.
상기 개폐수단(4)은, 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 내측에 공간이 형성되고 양단부에 막음판(44)이 형성된 원통형의 몸체(40)와, 상기 몸체(40)를 관통하여 설치된 회전축(43)과, 상기 회전축(43)에 연결된 구동수단(미도시)과, 상기 몸체(40)의 원주면 일측에 형성된 러너개방홀(41)과 타측에 형성된 제 2유입통공(42)과, 상기 막음판(44)에 형성된 제 1유입통공(440)을 포함하여 이루어진다.
상기 러너개방홀(41) 및 제 2유입통공(42)은 원주면에 길이방향을 따라 나란하게 다수개가 형성된다.
상기 구동수단은 엔진의 회전수 정보를 감지하는 ECU의 제어에 의해 작동하는 액추에이터이며, 이는 공지의 기술구성이므로 상세한 설명은 생략한다.
상기 러너개방홀(41)은 상기 숏러너 포트(SP)와 동일한 크기의 타원형으로 형성됨이 바람직하다.
상기 제 2유입통공(42)은 혼합기체 공급로(2)에 유입된 혼합기체가 통과될 수 있도록 형성된다.
또한, 상기 러너개방홀(41)과 제 2유입통공(42) 사이의 측벽(w) 간격은 상기 롱러너 포트(LP)를 폐쇄시킬 수 있을 정도의 크기로 형성됨이 바람직하다.
따라서, 상기 러너개방홀(41)이 숏러너 포트(SP)와 일치되어 개방된 상태일때 러너개방홀(41)과 제 2유입통공(42) 사이의 측벽(w)이 롱러너 포트(LP)를 막아 밀폐시키게 된다.
이하 본 발명의 결합 및 작동관계를 도 5 내지 도 7을 참조하여 설명하기로 한다.
매니폴드(A) 내의 혼합기체 공급로(2)에 개폐수단(4)을 삽입하고, 상기 개폐수단(4)의 일측 회전축에 구동수단(미도시)을 연결한다.
첨부된 도 5는 본 발명에 따른 가변흡기 매니폴드의 저속 운전시 작동상태를 나타낸 단면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 가변흡기 매니폴드의 중속 운전시의 작동상태를 나타낸 단면도이며, 도 7은 본 발명에 따른 가변흡기 매니폴드의 고속 운전시의 작동상태를 나타낸 단면도이다.
도 5 내지 도 7에서 화살표는 혼합기체의 흐름방향을 나타낸다.
도 5에 나타낸 바와 같이, 엔진의 초기 시동시 및 저속운전시에는 개폐수 단(4)이 회전 작동되어 숏러너 포트(SP)를 폐쇄함과 동시에 롱러너 포트(LP)는 개방시키게 된다.
즉, 러너개방홀(41)이 롱러너 포트(LP)와 일치되면 개방상태이고, 러너개방홀(41)과 제 2유입통공(42) 사이의 측벽(w)이 숏러너 포트(SP)를 막으면 폐쇄상태가 된다.
따라서, 롱러너 포트(LP)로 유입된 혼합기체는 롱러너(L)를 경유하여 배출구(6)로 안내되어 실린더의 연소실로 공급된다.
여기서, 상기 롱러너(L)는 나선형상이므로 혼합기체가 롱러너(L)를 지나는 동안 유속이 느려지게 되어 저속으로 이동하므로 저속운전에 적합한 공급량을 제공하게 된다.
한편, 엔진의 회전수가 증가되어 중속에 이르게 되면, 엔진의 회전수 속도를 감지한 ECU의 신호에 의해 구동수단이 작동하여, 도 6에 나타낸 바와 같이, 개폐수단(4)이 회전 작동되어 숏러너 포트(SP)를 일부 개방시키고, 롱러너 포트(LP)는 일부 폐쇄시키게 된다.
이에 따라, 일부의 혼합기체는 롱러너(L)를 경유하게 되나 일부의 혼합기체는 숏러너(S)를 경유하여 곧바로 배출구(6)로 안내되므로 혼합기체의 유속 및 공급량이 증가되어 실린더의 연소실로 공급된다.
한편, 엔진의 회전수가 더욱 증가되어 고속에 이르게 되면, 엔진의 회전수 속도를 감지한 ECU의 신호에 의해 구동수단이 작동하여, 도 7에 나타낸 바와 같이, 개폐수단(4)이 회전 작동되어 숏러너 포트(SP)를 완전히 개방시키고, 롱러너 포 트(LP)는 완전히 폐쇄시키게 된다.
이에 따라, 혼합기체 공급로(2)를 통해 공급되는 혼합기체의 전량이 숏러너(S)를 경유하여 배출구(6)로 안내되므로 고속이면서 대량의 혼합기체의 공급이 가능하게 된다.
비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 청구의 범위에 속함은 자명하다.
도 1은 종래 가변흡기 매니폴드에 대한 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 가변흡기 매니폴드에 대한 분해사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 가변흡기 매니폴드에 적용되는 "개폐수단"에 대한 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 가변흡기 매니폴드에 대한 결합된 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 가변흡기 매니폴드의 저속 운전시 작동상태를 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 가변흡기 매니폴드의 중속 운전시의 작동상태를 나타낸 단면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 가변흡기 매니폴드의 고속 운전시의 작동상태를 나타낸 단면도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
2 : 혼합기체 공급로 4 : 개폐수단
6 : 배출구 40 : 몸체
41 : 러너개방홀 42 : 제 2유입통공
43 : 회전축 44 : 막음판
L : 롱러너 S : 숏러너
LP : 롱러너 포트 SP : 숏러너 포트
w : 측벽 440 : 제 1유입통공

Claims (4)

  1. 중심부에 혼합기체 공급로가 형성되고, 그 외측에 나선형상의 롱러너가 형성되며, 상기 롱러너의 말단에 배출구가 형성되고, 상기 혼합기체 유입로와 통하는 숏러너가 상기 배출구에 연결되며, 상기 혼합기체 공급로와 롱러너의 연결부에 롱러너 포트가 형성되고, 상기 숏러너와 배출구의 연결부에 숏러너 포트가 형성된 가변흡기 매니폴드에 있어서,
    상기 혼합기체 공급로(2)에는 롱러너 포트(LP)와 숏러너 포트(SP)의 개폐를 동시에 제어하는 개폐수단(4)이 설치된 것이며,
    상기 개폐수단(4)은 고속운전시에는 롱러너 포트(LP)를 폐쇄시키고 숏러너 포트(SP)를 개방시키며, 저속운전시에는 롱러너 포트(LP)를 개방시키고 숏러너 포트(SP)를 폐쇄시키도록 구동되는 것을 특징으로 하는 가변흡기 매니폴드.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 개폐수단(4)은, 내측에 공간이 형성되고 양단부에 막음판(44)이 형성된 원통형의 몸체(40)와, 상기 몸체(40)를 관통하여 설치된 회전축(43)과, 상기 회전축(43)에 연결된 구동수단과, 상기 몸체(40)의 원주면 일측에 형성된 러너개방홀(41)과 타측에 형성된 제 2유입통공(42)과, 상기 막음판(44)에 형성된 제 1유입통공(440)을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 가변흡기 매니폴드.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 러너개방홀(41))은 상기 숏러너 포트(SP)와 동일한 크기로 형성된 것을 특징으로 하는 가변흡기 매니폴드.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 러너개방홀(41)과 제 2유입통공(42) 사이의 측벽(w) 간격은 상기 롱러너 포트(LP)를 폐쇄시킬 수 있는 크기로 형성된 것을 특징으로 하는 가변흡기 매니폴드.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106194521A (zh) * 2014-12-18 2016-12-07 北汽福田汽车股份有限公司 可变进气歧管及车辆

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