KR20090058382A - 가변밸브를 구비한 흡기시스템 - Google Patents

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장영학
한영호
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Abstract

본 발명은 가변밸브를 구비하는 흡기시스템에 관한 것으로, 외부의 공기가 흡입되는 몸체; 상기 몸체와 외부와 연통되어 외부의 공기가 유입되는 제1 및 제2 덕트; 상기 제2 덕트의 몸체 내측 단부의 상부를 중심으로 회전가능하게 설치되어 흡입되는 공기의 압력에 의해서 상기 제2 덕트를 개폐하는 가변밸브판을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이러한 구성에 의해서 흡입되는 공기의 압력에 의해서 발생되는 힘에 의해서 자연스럽게 가변밸브판을 개폐시킬 수 있기 때문에 가변밸브판을 개폐시키기 위한 별도의 장비가 필요 없으며, 따라서 단가를 절감할 수 있는 효과를 가진다.
가변밸브, 흡기시스템, 압력, 자석부재, 중량부재, 탄성부재

Description

가변밸브를 구비한 흡기시스템{Air Intake System having Variable Valve}
본 발명은 가변밸브를 구비한 흡기시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 별도의 개폐장치 없이 흡입되는 공기의 압력에 따라서 자연스럽게 개폐되는 가변밸브를 통해서 흡입되는 공기의 량을 조절할 수 있는 가변밸브를 구비한 흡기시스템에 관한 것이다.
일반적으로 자동차의 흡기시스템은 엔진이 저, 중속으로 주행하는 경우 보다 중, 고속으로 주행하는 경우 많은 공기의 유입을 요구한다. 이를 위해서 최근에는 가변밸브를 통해서 주행 속도에 따라 공기의 유입량을 조절할 수 있도록 하고 있다. 도 1은 종래의 가변밸브를 구비한 흡기시스템을 나타낸 도면이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 종래의 흡기시스템(100)은 몸체(110) 내로 공기를 유입하기 위한 통로인 덕트(120, 130)를 두개 구비하고 있다. 상부에 위치한 덕트(120)에는 덕트(120)를 개폐하는 가변밸브(140)가 설치되어 있다.
성기 가변밸브(140)는 별도의 동력에 의해서 작동된다. 구체적으로, 상기 가변밸브(140)는 액추에이터(141)와 연결되어 액추에이터(141)의 작동에 의해서 상부 덕트(120)를 개폐한다. 상기 액추에이터(141)는 솔레노이드밸브(142)를 통해서 공 급되는 유압에 의해서 작동한다.
한편, 상기 가변밸브(140)는 전기신호에 의해서 회전하는 모터(미도시)에 의해서 회전하여 상부의 덕트(120)를 개폐하도록 구성된 종래기술도 있다.
이러한 구성을 가지는 종래의 흡기시스템(100)은 저, 중속의 경우에는 상기 가변밸브(140)를 작동시켜 상부의 덕트(120)를 폐쇄함으로써, 가변밸브(140)가 설치되지 않은 하부의 덕트(130)를 통해서만 공기를 흡입하도록 하며, 중, 고속의 경우에는 가변밸브(140)를 작동시켜 상부의 덕트(120)를 개방시킴으로써 두개의 덕트(120, 130) 모두를 통해서 공기를 흡입한다.
하지만 이러한 종래 기술은 가변밸브(140)를 구동시키기 위해서, 부가적인 설비를 가지는 구동장치(액추에이터, 모터 등)를 설치하여야 하기 때문에, 전체적인 흡기시스템의 설계상 제약을 주는 문제점이 있으며, 아울러 구동장치는 전체적으로 단가를 상승시키는 문제점이 있다.
본 발명은 이러한 종래기술의 문제점을 해결한 것으로 가변밸브가 설치되는 덕트에 대해서 별도의 구동장치 없이 흡입되는 공기의 압력에 의해서 자연스럽게 개폐되도록 함으로써, 설계의 폭을 넓힘과 동시에 단가를 상승시키지 않는 가변밸브를 구비한 흡기시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해서 본 발명에 따르는 가변밸브를 구비하는 흡기시 스템은 외부의 공기가 흡입되는 몸체; 상기 몸체와 외부와 연통되어 외부의 공기가 유입되는 제1 및 제2 덕트; 상기 제2 덕트의 몸체 내측 단부의 상부를 중심으로 회전가능하게 설치되어 흡입되는 공기의 압력에 의해서 상기 제2 덕트를 개폐하는 가변밸브판을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이러한 구성에 의해서 흡입되는 공기의 압력에 의해서 발생되는 힘에 의해서 자연스럽게 가변밸브판을 개폐시킬 수 있기 때문에 가변밸브판을 개폐시키기 위한 별도의 장비가 필요 없다.
또한, 본 발명은 상기 제2 덕트의 몸체 내측 단부 가장자리에 실링부재가 설치되는 것을 특징으로 한다. 이러한 구성에 의해서 본 발명은 가변밸브판의 폐쇄시 가변밸브판과 제2 덕트와의 사이에 실링을 확보할 수 있다.
또한, 본 발명의 상기 가변밸브판은 하부에 중량부재가 설치되어 있는 것을 특징으로 한다. 이러한 구성에 의해서 본 발명은 가변밸브판이 중량에 의해서 자연스럽게 폐쇄될 수 있도록 한다.
또한, 본 발명은 상기 가변밸브판에 자석부재가 설치되어 있으며, 상기 제2 덕트의 몸체 내측 단부에 자석부재가 설치되는 것을 특징으로 한다. 이러한 구성에 의해서 본 발명은 가변밸브판이 자력에 의해서 자연스럽게 폐쇄될 수 있도록 한다.
또한, 본 발명은 상기 가변밸브판과 상기 제2 덕트의 몸체 내측 단부와의 사이에 탄성부재가 설치되는 것을 특징으로 한다. 이러한 구성에 의해서 본 발명은 가변밸브판이 탄성력에 의해서 자연스럽게 폐쇄될 수 있도록 한다.
이상 살펴본 바와 같이 본 발명에 따르는 가변밸브를 구비하는 흡기시스템은 별도의 장비 없이 흡입되는 공기의 압력에 의해서 제2 덕트를 개폐할 수 있기 때문에 전체적으로 설계의 폭이 넓어짐과 동시에 단가를 절감시킬 수 있는 효과를 가지니다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따르는 가변밸브를 구비한 흡기시스템에 대해서 보다 상세하게 설명한다. 도 2는 본 발명에 따르는 가변밸브를 구비한 흡기시스템을 나타내는 도면이며, 도 3은 본 발명에 따르는 가변밸브를 구비한 흡기시스템의 가변밸브를 나타내는 도면이며, 도 4 및 도 5는 본 발명에 따르는 가변밸브를 구비한 흡기시스템의 가변밸브에 대한 또 다른 실시예를 나타내는 도면이다.
본 발명에 따르는 가변밸브를 구비한 흡기시스템은 몸체(210), 상기 몸체(210)와 연통되어 외부의 공기가 흡입되는 제1 및 제2 덕트(220, 230), 상기 제2 덕트(230)를 개폐하는 가변밸브판(240)을 포함한다.
상기 몸체(210)는 도 2에 도시한 것과 같이 대략 직육면체의 형상을 가지고 있으며, 외부의 공기가 흡입되는 공간을 제공한다. 상기 제1 덕트(200)는 몸체(210)와 연통되어 있으며, 항상 개방되어 있어 외부 공기가 흡입되는 통로를 제공한다.
상기 제2 덕트(230)는 제1 덕트(220)와는 별도의 위치에서 몸체(200)와 연통되어 있다. 상기 제2 덕트(230)는 도 2에 도시한 것과 같이 단부(231)가 몸체(200)의 내측으로 삽입되어 있다. 상기 제2 덕트(230)의 단부(231)는 가변밸브판(240)에 의해서 개폐된다. 즉, 엔진이 저, 중속으로 작동할 경우에는 상기 제2 덕트(230)는 가변밸브판(240)에 의해서 닫힌 상태로 유지되어 제1 덕트(220)를 통해서만 공기가 흡입되며, 엔진이 중, 고속으로 작동할 경우에는 상기 가변밸브판(240)이 개방되어 제1 덕트(220) 및 제2 덕트(230)를 통해서 함께 공기가 유입된다.
상기 가변밸브판(240)은 도 4에 도시한 것과 같이 상기 제2 덕트(230)에서 몸체 내측의 단부(231)에 회전가능하게 설치된다. 구체적으로 상기 가변밸브판(240)은 상기 단부(231)의 상부 힌지점(P)에서 힌지결합되며, 상부의 힌지점(P)을 중심으로 상하방향으로 회전한다.
한편, 상기 제2 덕트(230)의 단부(231) 가장자리는 고무 등의 재질로 제작된 실링부재(242)로 제작된다. 따라서 상기 가변밸브판(240)이 닫힌 상태에서 외부 공기가 제2 덕트(230)로 유입되는 것을 완전하게 차단할 수 있다.
본 발명에 따르는 상기 가변밸브판(230)은 종래와 달리 별도의 구동장치에 의해서 작동되지 않고, 흡입되는 공기의 압력에 의해서 자연스럽게 작동된다. 구체적으로 가변밸브판(230)은 소정의 중량을 가지는 중량부재(243)가 하부에 설치되어 있다. 상기 중량부재(243)의 중량은 엔진의 중,고속 운전시 제2 덕트(230)를 통해서 흡입되는 공기의 압력에 의해서 발생되는 힘에 의해서 회전될 수 있도록 설정된다.
이러한 구성에 의해서 상기 제2 덕트(230)로 흡입되는 압력에 의해서 발생하는 힘이 중량부재(243)의 중량에 의해서 작용되는 힘 보다 클 경우에는 상기 가변밸브판(240)이 개방되며(도 3의 (b) 참조), 반대의 경우에는 자연스럽게 가변밸브 판(240)이 제2 덕트(230)를 폐쇄한다(도 3의 (a) 참조).
상기 실시예에서는 중량부재(243)가 별도로 가변밸브판(240)에 설치되는 것을 설명하였으나, 중량부재(243)를 사용하지 않고 가변밸브판(240)의 자체의 중량을 증가시켜도 동일한 작용을 가질 수 있다.
또한 도 3에 도시한 중량부재(243)를 자석부재(244)로 대체하고 상기 제2 덕트(230)의 단부(231) 가장자리에 자석부재(245)를 설치함으로써 중량이 아닌 자력에 의해서 가변밸브판(240)을 개폐할 수 있다. 즉, 상기 제2 덕트(230)로 흡입되는 압력에 의해서 작용하는 힘이 자석부재(244, 245)의 사이에 작용하는 자력보다 클 경우에는 가변밸브판(240)이 개방되고, 그 반대의 경우에는 자력에 의해서 가변밸프판(240)이 제2 덕트(230)를 폐쇄하게 된다.
한편, 상기 중량부재(243) 만을 사용할 경우에는 제2 덕트(230)의 단부(231)에 도 3의 (a) 및 (b)에 도시된 자석부재(245)는 필요가 없다.
또 다른 실시예를 나타내는 도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 가변밸브판(240)은 탄성부재의 탄성력에 의해서 개폐될 수 있다. 구체적으로 도 4에 도시된 탄성부재(245a)는 축방향으로 탄성력이 작용하는 탄성부재로서 가변밸브판(240)의 후면과 제2 덕트(230)의 단부(231) 사이에 설치되며, 도 5에 도시된 탄성부재(245b)는 원주방향으로 탄성력이 작용하는 비틀림 스프링으로 가변밸브판(240)과 제2 덕트(230)의 단부(231)가 힌지결합되는 힌지점(P)에 설치된다.
상기 가변밸브판(240)과 상기 제2 덕트(230)의 단부(231) 사이에 탄성부재(245a, 245b)를 설치함으로써, 제2 덕트(230)로 흡입되는 압력에 의해서 작용하 는 힘이 가변밸브판(240)과 단부(231) 사이에서 작용하는 탄성부재(245a, 245b) 사이에 작용하는 탄성력보다 클 경우에는 가변밸브판(240)이 개방되고, 그 반대의 경우에는 탄성력에 의해서 가변밸브판(240)이 제2 덕트(230)를 폐쇄하게 된다.
도 1은 종래의 가변밸브를 구비한 흡기시스템을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 따르는 가변밸브를 구비한 흡기시스템을 나타내는 도면.
도 3은 본 발명에 따르는 가변밸브를 구비한 흡기시스템의 가변밸브를 나타내는 도면.
도 4 및 도 5는 본 발명에 따르는 가변밸브를 구비한 흡기시스템의 가변밸브에 대한 또 다른 실시예를 나타내는 도면.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
210 : 몸체 220 : 제1 덕트
220 : 제2 덕트 240 : 가변밸브판
242 : 실링부재 243 : 중량부재
244. 245 : 자석부재 245a, 245b : 탄성부재

Claims (5)

  1. 외부의 공기가 흡입되는 몸체,
    상기 몸체와 외부와 연통되어 외부의 공기가 유입되는 제1 및 제2 덕트,
    상기 제2 덕트의 몸체 내측 단부의 상부를 중심으로 회전가능하게 설치되어 흡입되는 공기의 압력에 의해서 상기 제2 덕트를 개폐하는 가변밸브판을 포함하는 것을 특징으로 하는 가변밸브를 구비하는 흡기시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 덕트의 몸체 내측 단부 가장자리에 실링부재가 설치되는 것을 특징으로 하는 가변밸브를 구비하는 흡기시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 가변밸브판은 하부에 중량부재가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 가변밸브를 구비하는 흡기시스템.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 가변밸브판에 자석부재가 설치되어 있으며,
    상기 제2 덕트의 몸체 내측 단부에 자석부재가 설치되는 것을 특징으로 하는 가변밸브를 구비하는 흡기시스템.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 가변밸브판과 상기 제2 덕트의 몸체 내측 단부와의 사이에 탄성부재가 설치되는 것을 특징으로 하는 가변밸브를 구비하는 흡기시스템.
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KR20160092321A (ko) * 2015-01-27 2016-08-04 현대자동차주식회사 능동형 흡기가변밸브 및 그 작동방법
CN106004800A (zh) * 2016-06-15 2016-10-12 内蒙古包钢钢联股份有限公司 矿用汽车集尘杯

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