KR20110134073A - Butterfly valve device for vehicle engines - Google Patents

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KR20110134073A
KR20110134073A KR1020100053848A KR20100053848A KR20110134073A KR 20110134073 A KR20110134073 A KR 20110134073A KR 1020100053848 A KR1020100053848 A KR 1020100053848A KR 20100053848 A KR20100053848 A KR 20100053848A KR 20110134073 A KR20110134073 A KR 20110134073A
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이상철
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현대자동차주식회사
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    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Abstract

PURPOSE: A butterfly valve device for a vehicle engine is provided to improve combustion efficiency and the output performance of an engine using a flap valve having first and second valve plates with different shapes from each other. CONSTITUTION: A butterfly valve device for a vehicle engine comprises a flap valve(20). The flap valve comprises a body unit(21), a first valve plate(22), and a second valve plate(23). The first and second valve plates are integrally formed in both sides of the body unit. The thickness of the first valve plate is uniform. One end of the second valve plate has a thinner thickness than the other end and has the same thickness as the first valve plate.

Description

차량 엔진용 버터플라이 밸브 장치{Butterfly valve device for vehicle engines}Butterfly valve device for vehicle engines

본 발명은 차량 엔진용 버터플라이 밸브 장치에 관한 것으로, 연비향상과 배기가스 저감 및 운전성 향상을 도모할 수 있는 차량 엔진용 버터플라이 밸브 장치에 관한 기술이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a butterfly valve device for a vehicle engine. The present invention relates to a butterfly valve device for a vehicle engine that can improve fuel efficiency, reduce exhaust gas, and improve driving performance.

일반적으로, 밸브축을 중심으로 플랩밸브를 회전시킴으로써 개폐동작을 하는 버터플라이 밸브 장치는 가솔린 직접 분사 엔진에서 흡기매니폴드의 출구측 흡기포트에 설치되는 가변 차지 모션 밸브(Variable Charge Motion Valve) 장치, 그리고 스로틀 바디에 설치되는 스로틀 밸브(Throttle Valve) 장치 등이 있다.In general, a butterfly valve device that opens and closes by rotating a flap valve around a valve shaft includes a variable charge motion valve device installed at an intake port at an outlet side of an intake manifold in a gasoline direct injection engine, and And a throttle valve device installed in the throttle body.

상기 버터플라이 밸브 장치는 도 1에 도식된 바와 같이 밸브축(1)과, 상기 밸브축(1)에 일체로 결합되어서 상기 밸브축(1)과 함께 회전하는 플랩밸브(2)를 포함한 구성이다.As shown in FIG. 1, the butterfly valve device includes a valve shaft 1 and a flap valve 2 which is integrally coupled to the valve shaft 1 and rotates together with the valve shaft 1. .

여기서, 상기 플랩밸브(2)는 상기 밸브축(1)이 관통하는 가운데의 몸통부(2a)와, 상기 몸통부(2a)를 중심으로 180도(°) 간격으로 배치되도록 상기 몸통부(2a)와 일체로 형성된 반원모양의 얇은 판인 제1밸브판(2b) 및 제2밸브판(2c)을 구비한 형상이다.Here, the flap valve (2) is the trunk portion (2a) and the trunk portion (2a) to be disposed at intervals of 180 degrees (°) centered around the trunk portion (2a) in the center through which the valve shaft (1) ) Is a shape having a first valve plate 2b and a second valve plate 2c, which are semicircular thin plates formed integrally with each other.

한편, 상기 버터플라이 밸브 장치가 가변 차지 모션 밸브 장치로 사용될 경우 상기 밸브축(1)은 흡기매니폴드의 출구측 흡기포트를 일직선의 형태로 가로질러 설치되고, 상기 플랩밸브(2)는 상기 흡기포트마다 한 개씩 배치되도록 설치되며, 상기 밸브축(1)은 밸브모터로부터 동력을 전달받아 축 회전할 수 있도록 구성되고, 상기 밸브모터는 엔진제어유니트(ECU)로부터의 제어신호에 의해 구동하도록 구성된다.On the other hand, when the butterfly valve device is used as a variable charge motion valve device, the valve shaft 1 is installed across the inlet port of the intake manifold in a straight line, and the flap valve 2 is provided with the intake valve. It is installed to be arranged one by one port, the valve shaft (1) is configured to rotate the shaft by receiving power from the valve motor, the valve motor is configured to be driven by a control signal from the engine control unit (ECU) do.

여기서, 상기 가변 차지 모션 밸브 장치는 흡기 유동을 스월 타입으로 연소실에 공급하기 위한 스월 컨트롤 밸브(Swirl Control Valve; SCV), 텀블 타입으로 공급하기 위한 텀블 컨트롤 밸브(Tumble Control Valve; TCV)를 통칭하는 명칭으로, 연소효율의 향상을 도모함으로써 배기가스(HC)의 발생을 최소화시킬 수 있도록 분사가스의 완전연소를 이룩하기 위한 밸브이다.The variable charge motion valve device collectively includes a swirl control valve (SCV) for supplying intake flow to the combustion chamber as a swirl type, and a tumble control valve (TCV) for supplying a tumble type. The name is a valve for achieving complete combustion of the injection gas so as to minimize the generation of the exhaust gas HC by improving the combustion efficiency.

그리고, 스로틀 밸브 장치로 사용될 경우 상기 밸브축(1)은 링키지나 와이어를 매개로 엑셀페달과 연결된 구성으로, 상기 엑셀페달의 밟는 양에 따라 상기 플랩밸브(2)의 개도량이 결정되는 구성으로 되어 있다.When the valve shaft 1 is used as a throttle valve device, the valve shaft 1 is connected to the accelerator pedal through a linkage or a wire, and the opening amount of the flap valve 2 is determined according to the stepping amount of the accelerator pedal. have.

그런데, 상기와 같이 두께가 동일한 제1,2밸브판(2b,2c)을 구비한 상기 플랩밸브(2)를 가변 차지 모션 밸브 장치에서 사용하게 되면, 저속 및 중속 구간에서의 스월(swirl) 발생이 미비하여 연소효율의 향상 및 배기가스의 저감 효과를 기대할 수 없는 단점이 있다.However, when the flap valve 2 having the first and second valve plates 2b and 2c having the same thickness as described above is used in the variable charge motion valve device, swirl occurs in the low speed and medium speed sections. There is a disadvantage in that the improvement of combustion efficiency and the reduction of exhaust gas cannot be expected.

즉, 도 2는 플랩밸브(2)의 개도에 따른 스월 계수(swirl coefficient)의 변화를 보여주기 위한 그래프 선도인 바, 도시된 바와 같이 플랩밸브(2)가 포트를 완전히 개방시킨 상태인 0도(°) 상태에서 40도(°) 상태까지는 스월 발생이 미비한 관계로 인해 스월 계수도 거의 변화가 없는 상태임을 알 수 있다.That is, FIG. 2 is a graph diagram for showing a change in swirl coefficient according to the opening degree of the flap valve 2, as shown in FIG. 2, with the flap valve 2 fully open at 0 degrees. It can be seen that the swirl coefficient is almost unchanged due to the insignificant swirl occurrence from (°) to 40 ° (°).

따라서, 제1,2밸브판(2b,2c)의 두께가 동일한 종래의 플랩밸브(2)를 가변 차지 모션 밸브 장치에서 사용할 경우, 저속 및 중속 구간(플랩밸브(2)의 개도 각이 0도 에서 40도인 상태)에서는 스월 발생이 미비하여 스월 계수도 거의 변화가 없는 바, 이에 따라 연소효율의 향상 및 배기가스의 저감 효과를 기대할 수 없는 단점이 있었던 것이다.Therefore, when the conventional flap valve 2 having the same thickness of the first and second valve plates 2b and 2c is used in the variable charge motion valve device, the low and medium speed sections (the opening angle of the flap valve 2 are 0 degrees) (At 40 degrees), the generation of swirl is insignificant and the swirl coefficient is almost unchanged. Accordingly, the combustion efficiency and the reduction of exhaust gas cannot be expected.

또한, 상기와 같은 종래의 플랩밸브(2)를 스로틀 밸브 장치에서 사용하게 되면, 저속 구간에서의 부드러운 주행 및 중, 고속 구간에서의 가속성능 향상 등 운전성 향상을 도모할 수 없는 단점도 있다.In addition, when the conventional flap valve 2 is used in the throttle valve device, there is a disadvantage in that the driving performance cannot be improved, such as smooth running in the low speed section and acceleration performance in the middle and high speed sections.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 포트(통로)속에 설치된 플랩밸브의 개도 변화에 따라 스월 계수의 변화가 선형적으로 변화할 수 있도록 함으로써, 저속 및 중속 구간에서의 연소효율의 향상과 배기가스의 저감 효과를 도모할 수 있도록 하고, 동시에 저속 구간에서의 부드러운 주행 및 중, 고속 구간에서의 가속성능 향상 등 운전성능 향상에도 크게 기여할 수 있도록 하는 차량 엔진용 버터플라이 밸브 장치를 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, by changing the swirl coefficient in accordance with the change in the opening degree of the flap valve installed in the port (path), so that combustion in the low speed and medium speed section The butterfly valve device for vehicle engines, which can improve the efficiency and reduce the exhaust gas, and contribute greatly to the improvement of the driving performance, such as smooth running in the low speed section and acceleration performance in the medium and high speed sections. The purpose is to provide.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시에는, 밸브축이 관통하는 가운데의 몸통부와, 상기 몸통부를 사이에 두고 서로 반대방향을 향하도록 상기 몸통부와 일체로 형성된 제1밸브판 및 제2밸브판을 구비한 플랩밸브를 포함하는 차량 엔진용 버터플라이 밸브 장치에 있어서, 상기 제1밸브판은 단면의 두께가 전체적으로 동일하게 형성되고; 상기 제2밸브판은 상기 몸통부와 연결된 일단에서부터 타단에 이르기까지 단면의 두께가 점차적으로 증가하는 부채꼴 모양으로 형성된 것을 특징한다.In one embodiment of the present invention for achieving the above object, the first valve plate integrally formed with the body portion so as to face in the opposite direction between the body portion and the body portion in the middle of the valve shaft and A butterfly valve apparatus for a vehicle engine comprising a flap valve having a second valve plate, wherein the first valve plate is formed to have the same thickness in cross section; The second valve plate is characterized in that it is formed in a fan shape with the thickness of the cross section gradually increasing from one end to the other end connected to the body portion.

여기서, 상기 몸통부와 연결된 상기 제2밸브판의 일단 단면 두께는 상기 제1밸브판의 단면 두께와 동일하게 형성된다.Here, one end cross-sectional thickness of the second valve plate connected to the body portion is formed to be the same as the cross-sectional thickness of the first valve plate.

그리고, 상기 제1밸브판의 단면 두께와 상기 제2밸브판의 단면 두께를 동시에 양분하면서 상기 몸통부의 중심을 통과하는 수직 중심선(C1)에 대해 상기 제2밸브판의 일측면 사이각(θ1)과 타측면 사이각(θ2)은 동일 각도로 형성되고; 상기 사이각(θ1,θ2)의 총 합은 5도(°) 내지 40도(°) 이내인 것을 특징으로 한다.The angle between the one side surface of the second valve plate θ1 with respect to the vertical center line C1 passing through the center of the body portion while simultaneously dividing the cross-sectional thickness of the first valve plate and the cross-sectional thickness of the second valve plate at the same time. And the angle θ2 between the other side is formed at the same angle; The total sum of the angles θ1 and θ2 is within 5 degrees (°) to 40 degrees (°).

그리고, 상기 플랩밸브가 공기 또는 혼합기가 통과하는 포트(통로)속에 설치될 때 상기 제2밸브판이 공기 또는 혼합기가 통과하는 방향을 따라 회전하면서 상기 포트(통로)를 개방시킬 수 있도록 설치된다.When the flap valve is installed in a port (path) through which air or a mixer passes, the second valve plate is installed to open the port (path) while rotating along the direction through which the air or mixer passes.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예는, 밸브축이 관통하는 가운데의 몸통부와, 상기 몸통부를 사이에 두고 서로 반대방향을 향하도록 상기 몸통부와 일체로 형성된 제1밸브판 및 제2밸브판을 구비한 플랩밸브를 포함하는 차량 엔진용 버터플라이 밸브 장치에 있어서, 상기 제1밸브판과 상기 제2밸브판은 상기 제1밸브판의 바깥 테두리에서 상기 제2밸브판의 바깥 테두리에 이르기까지 단면의 두께가 점차적으로 증가하는 모양으로 형성되면서; 상기 제2밸브판은 상기 몸통부와 연결된 일단에서부터 바깥 테두리인 타단까지의 단면 형상이 부채꼴 모양으로 형성된 것을 특징으로 한다.In addition, another embodiment of the present invention for achieving the above object, the first body formed integrally with the body portion so as to face in a direction opposite to each other with the body portion in the middle of the valve shaft through the body portion; A butterfly valve device for a vehicle engine comprising a flap valve having a valve plate and a second valve plate, wherein the first valve plate and the second valve plate are provided at the outer edge of the first valve plate. Formed into a shape in which the thickness of the cross section gradually increases up to the outer edge of the plate; The second valve plate is characterized in that the cross-sectional shape from one end connected to the body portion to the other end of the outer edge is formed in a fan shape.

여기서, 상기 몸통부가 원형으로 표현되게 상기 플랩밸브를 수직하게 절단한 단면상태에서 상기 몸통부의 중심을 통과하는 수직 중심선(C2)에 대해 상기 제1,2밸브판의 일측면 사이각(θ3)과 타측면 사이각(θ4)은 동일 각도로 형성되고; 상기 사이각(θ3,θ4)의 총 합은 5도(°) 내지 40도(°) 이내인 것을 특징으로 한다.Here, an angle θ3 between one side surface of the first and second valve plates with respect to the vertical center line C2 passing through the center of the body portion in a cross-sectional state in which the flap valve is vertically cut so that the body portion is represented in a circular shape. The angle θ4 between the other sides is formed at the same angle; The total sum of the angles θ3 and θ4 is within 5 degrees (°) to 40 degrees (°).

그리고, 상기 플랩밸브가 공기 또는 혼합기가 통과하는 포트(통로)속에 설치될 때 상기 제2밸브판이 공기 또는 혼합기가 통과하는 방향을 따라 회전하면서 상기 포트를 개방시킬 수 있도록 설치되는 것을 특징으로 한다.When the flap valve is installed in a port (path) through which air or a mixer passes, the second valve plate may be installed to open the port while rotating along the direction in which the air or mixer passes.

본 발명에 의한 버터플라이 밸브 장치에 의하면, 서로 다른 형상의 제1,2밸브판을 구비한 플랩밸브에 의해 저속 및 중속 구간에서의 스월(swirl)이 활발히 발생함으로써 연소효율의 향상 및 엔진의 출력성능의 향상을 도모할 수 있을 뿐만 아니라 배기가스를 저감시킬 수 있게 되고, 저속 구간에서는 부드러운 주행이 가능하게 되고, 중, 고속 구간에서는 가속성능 향상을 이룩할 수 있어서 운전성 향상에 큰 도움이 되는 효과가 있다.According to the butterfly valve device according to the present invention, a swirl valve is generated in the low and medium speed sections by the flap valve having the first and second valve plates of different shapes to improve the combustion efficiency and output the engine. In addition to improving performance, exhaust gas can be reduced, smooth running is possible at low speed sections, and acceleration performance can be improved at medium and high speed sections, which greatly improves driving performance. There is.

도 1은 종래의 버터플라이 밸브 장치를 설명하기 위한 도면,
도 2는 종래의 밸브 장치를 사용하였을 때 플랩밸브의 개도에 따른 스월 계수의 변화를 보여주기 위한 그래프 선도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 버터플라이 밸브 장치를 설명하기 위한 도면,
도 4는 도 3의 밸브 장치가 포트(통로)에 설치된 상태의 단면도,
도 5는 본 발명에 따른 버터플라이 밸브 장치를 사용하였을 때 플랩밸브의 개도에 따른 스월 계수의 변화를 보여주기 위한 그래프 선도,
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 버터플라이 밸브 장치가 포트(통로)에 설치된 상태의 단면도이다.1 is a view for explaining a conventional butterfly valve device,
2 is a graph for showing the change in swirl coefficient according to the opening degree of the flap valve when using a conventional valve device,
3 is a view for explaining a butterfly valve device according to an embodiment of the present invention,
4 is a cross-sectional view of a state in which the valve device of FIG. 3 is installed in a port (path);
5 is a graph showing the change in swirl coefficient according to the opening degree of the flap valve when using the butterfly valve device according to the present invention,
6 is a cross-sectional view of a butterfly valve device according to another embodiment of the present invention installed in a port (path).

이하 본 발명의 실시예에 대해 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 일 실시예에 따라 가변 차지 모션 밸브 장치 또는 스로틀 밸브 장치 등의 구성품으로서 사용되는 버터플라이 밸브 장치는 도 3에 도식된 바와 같이 밸브축(10)과, 상기 밸브축(10)에 일체로 결합되어서 상기 밸브축(10)과 함께 회전하는 플랩밸브(20)를 포함하여 구성된다.The butterfly valve device used as a component such as a variable charge motion valve device or a throttle valve device according to an embodiment of the present invention is integral with the valve shaft 10 and the valve shaft 10, as shown in FIG. It is configured to include a flap valve 20 coupled to the valve shaft 10 and rotates together.

여기서, 상기 플랩밸브(20)는 상기 밸브축(10)이 관통하는 가운데의 몸통부(21)와, 상기 몸통부(21)를 사이에 두고 서로 반대방향을 향하도록 상기 몸통부(21)와 일체로 형성된 제1밸브판(22) 및 제2밸브판(23)을 구비한 형상이다.Here, the flap valve 20 and the body portion 21 so that the body portion 21 and the body portion 21 in the center through which the valve shaft 10 penetrates to face in opposite directions to each other. It is a shape provided with the 1st valve plate 22 and the 2nd valve plate 23 integrally formed.

상기 버터플라이 밸브 장치가 가변 차지 모션 밸브 장치로 사용될 경우 상기 밸브축(10)은 흡기매니폴드의 출구측 흡기포트를 일직선의 형태로 가로질러 설치되고, 상기 플랩밸브(20)는 상기 흡기포트마다 한 개씩 배치되도록 설치되며, 상기 밸브축(10)은 밸브모터로부터 동력을 전달받아 축 회전할 수 있도록 구성되고, 상기 밸브모터는 엔진제어유니트(ECU)로부터의 제어신호에 의해 구동하도록 구성된다.When the butterfly valve device is used as a variable charge motion valve device, the valve shaft 10 is installed across the outlet side intake port of the intake manifold in a straight line, and the flap valve 20 is provided for each intake port. The valve shaft 10 is installed to be arranged one by one, the valve shaft 10 is configured to rotate the shaft by receiving power from the valve motor, the valve motor is configured to drive by a control signal from the engine control unit (ECU).

여기서, 상기 가변 차지 모션 밸브 장치는 흡기 유동을 스월 타입으로 연소실에 공급하기 위한 스월 컨트롤 밸브(Swirl Control Valve; SCV), 텀블 타입으로 공급하기 위한 텀블 컨트롤 밸브(Tumble Control Valve; TCV)를 통칭하는 명칭이다.The variable charge motion valve device collectively includes a swirl control valve (SCV) for supplying intake flow to the combustion chamber as a swirl type, and a tumble control valve (TCV) for supplying a tumble type. Name.

그리고, 스로틀 밸브 장치로 사용될 경우 상기 밸브축(10)은 링키지나 와이어를 매개로 엑셀페달과 연결된 구성으로, 상기 엑셀페달의 밟는 양에 따라 상기 플랩밸브(20)의 개도량이 결정된다.When the valve shaft 10 is used as a throttle valve device, the valve shaft 10 is connected to the accelerator pedal through a linkage or a wire, and the opening amount of the flap valve 20 is determined according to the stepping amount of the accelerator pedal.

한편, 상기 몸통부(21)가 원형으로 표현되도록 상기 플랩밸브(20)를 도 4와 같이 수직하게 절단하였을 때 본 발명 일 실시예에 따른 상기 플랩밸브(20)는, 상기 제1밸브판(22)은 단면의 두께가 전체적으로 동일하게 형성되고, 상기 제2밸브판(23)은 상기 몸통부(21)와 연결된 일단에서부터 바깥 테두리인 타단에 이르기까지 단면의 두께가 점차적으로 증가하는 부채꼴 모양으로 형성된 것을 특징으로 한다.On the other hand, when the flap valve 20 is vertically cut as shown in Figure 4 so that the body portion 21 is represented in a circular shape, the flap valve 20 according to an embodiment of the present invention, the first valve plate ( 22) is formed in the same thickness of the cross-section as a whole, the second valve plate 23 is a fan-shaped shape that gradually increases the thickness of the cross-section from one end connected to the body portion 21 to the other end of the outer rim. Characterized in that formed.

여기서, 상기 몸통부(21)와 연결된 상기 제2밸브판(23)의 일단의 단면 두께는 상기 제1밸브판(22)의 단면 두께와 동일하게 형성된 구조이다.Here, the cross-sectional thickness of one end of the second valve plate 23 connected to the body portion 21 has the same structure as the cross-sectional thickness of the first valve plate 22.

그리고, 상기 제1밸브판(22)의 단면 두께와 상기 제2밸브판(23)의 단면 두께를 동시에 양분하면서 상기 몸통부(21)의 중심을 통과하는 수직 중심선(C1)에 대해 상기 제2밸브판(23)의 일측면(23a) 사이각(θ1)과 타측면(23b) 사이각(θ2)은 서로 동일 각도로 형성되는 바, 상기 사이각(θ1,θ2)의 총 합은 5도(°) 내지 40도(°) 이내인 것을 특징으로 한다.In addition, the second cross section of the vertical center line C1 passing through the center of the body portion 21 while simultaneously dividing the cross-sectional thickness of the first valve plate 22 and the cross-sectional thickness of the second valve plate 23 at the same time. The angle θ2 between the one side surface 23a of the valve plate 23 and the angle θ2 between the other side surface 23b are formed at the same angle to each other, and the total sum of the angles θ1 and θ2 is 5 degrees. (°) to 40 degrees (°) is characterized in that.

만약, 상기 사이각(θ1,θ2)의 총 합이 5도(°)보다 작거나 또는 40도(°)보다 크게 형성되면, 플랩밸브(20)의 개도에 따른 포트(31)의 개구 단면적이 저속 및 중속 구간에서 도 1을 참조로 설명한 종래의 플랩밸브(2)와 동일한 상태가 되며, 이로 인해 저속 및 중속 구간에서의 스월 발생이 미비하게 발생하기 때문에, 상기 사이각(θ1,θ2)의 총 합이 5도(°) 내지 40도(°) 이내로 형성되는 것이 바람직하다.If the total sum of the angles θ1 and θ2 is less than 5 degrees or greater than 40 degrees, the opening cross-sectional area of the port 31 according to the opening degree of the flap valve 20 is increased. In the low speed and medium speed sections, the same state as that of the conventional flap valve 2 described with reference to FIG. 1 is generated. As a result, the generation of swirl in the low speed and medium speed sections is inadequate. Preferably, the sum is formed within 5 degrees (40) to 40 degrees (°).

상기와 같이 구성된 본 발명의 플랩밸브(20)가 도 4와 같이 공기 또는 혼합기가 통과하는 포트(31;통로)속에 설치될 때에는 상기 제2밸브판(23)이 공기 또는 혼합기가 통과하는 방향(화살표 M1의 방향)을 따라 상기 밸브축(10)과 함께 회전하면서 상기 포트(31)를 개방시킬 수 있도록 설치된다.When the flap valve 20 of the present invention configured as described above is installed in a port 31 (path) through which air or a mixer passes, as shown in FIG. 4, the direction in which the second valve plate 23 passes through air or a mixer ( And the port 31 can be opened while rotating together with the valve shaft 10 along the direction of arrow M1).

만약, 상기 제2밸브판(23)이 공기 또는 혼합기가 통과하는 방향(화살표 M1의 방향)과 마주 대하는 방향으로 회전하게 설치되면, 연소실로 유입되는 공기 또는 혼합기의 흡입 저항이 발생하게 되며, 이럴 경우 엔진의 출력 성능을 감소시키게 되므로, 이러한 설치구조는 바람직하지 않다.If the second valve plate 23 is installed to rotate in a direction opposite to the direction in which air or the mixer passes (the direction of arrow M1), the suction resistance of the air or the mixer flowing into the combustion chamber is generated. In this case, such an installation structure is undesirable because it reduces the output performance of the engine.

상기와 같은 본 발명의 실시예에 따라 플랩밸브(20)의 제2밸브판(23)이 제1밸브판(22)보다 큰 두께(혹은 단면적)를 갖도록 형성되면, 저속 및 중속 구간에서의 스월(swirl)이 활발히 발생하므로, 결국 연소효율의 향상을 통해 엔진의 출력성능을 향상시킬 수 있게 되고, 이와 동시에 배기가스의 저감 효과를 도모할 수 있는 장점이 있게 된다.When the second valve plate 23 of the flap valve 20 is formed to have a thickness (or cross-sectional area) larger than that of the first valve plate 22 according to the embodiment of the present invention as described above, swirl in the low speed and medium speed section (Swirl) occurs actively, it is possible to eventually improve the output performance of the engine through the improvement of the combustion efficiency, and at the same time there is an advantage that can reduce the exhaust gas.

이에 대한 실험 결과는 도 5에 도시된 그래프를 통해서 알 수 있는 바, 도 5는 본 발명 플랩밸브(20)의 개도에 따른 스월 계수(swirl coefficient)의 변화를 보여주기 위한 그래프 선도로서, 도시된 바와 같이 플랩밸브(20)가 포트를 완전히 개방시킨 상태인 0도(°) 상태에서 완전히 밀폐시킨 상태인 90도(°) 상태가 될 때까지 스월 발생이 선형적으로 증가하는 형태임을 알 수 있다.Experimental results for this can be seen through the graph shown in Figure 5, Figure 5 is a graph diagram for showing a change in the swirl coefficient (swirl coefficient) according to the opening degree of the flap valve 20 of the present invention, As can be seen, the swirl generation increases linearly until the flap valve 20 is in a state of 0 degrees (°), which is a fully open port, and 90 degrees (°), which is a completely closed state. .

즉, 제1,2밸브판의 형상이 동일한 종래의 플랩밸브를 사용하였을 때에는 저속 및 중속 구간(플랩밸브의 개도 각이 0도 에서 40도인 상태)에서 스월 발생이 미비하여 스월 계수도 거의 변화가 없었으며, 이로 인해 연소효율의 향상과 엔진의 출력성능을 향상 및 배기가스의 저감 효과를 기대할 수 없었다.That is, when the conventional flap valve having the same shape of the first and second valve plates is used, the swirl generation is insignificant in the low and medium speed sections (with the opening angle of the flap valve being 0 to 40 degrees). As a result, the improvement of combustion efficiency, the output performance of the engine, and the reduction of exhaust gas could not be expected.

하지만, 형상이 다른 제1,2밸브판(22,23)을 구비한 본 발명의 플랩밸브(20)를 사용하게 되면, 저속 및 중속 구간 뿐만 아니라 고속 구간까지 스월 발생이 선형적으로 증가하게 되는 바, 이에 따라 연소효율의 향상을 통해 엔진의 출력성능을 향상시킬 수 있게 되고, 이와 동시에 배기가스의 저감 효과를 도모할 수 있게 되는 것이다.However, when the flap valve 20 of the present invention having the first and second valve plates 22 and 23 having different shapes is used, the occurrence of swirl increases linearly as well as the low speed and the medium speed sections. As a result, the output efficiency of the engine can be improved by improving the combustion efficiency, and at the same time, the exhaust gas can be reduced.

또한, 상기와 같은 본 발명의 플랩밸브(20)를 스로틀 밸브 장치에서 사용하게 되면, 저속 구간에서 고속 구간까지 전체적인 구간에서 스월 발생이 선형적으로 증가하는 특성에 의해 연소효율이 높아지게 됨으로써, 저속 구간에서는 부드러운 주행이 가능하게 되고, 중, 고속 구간에서는 가속성능 향상을 이룩할 수 있어서 운전성 향상에 큰 도움이 되는 장점도 있다.In addition, when the flap valve 20 of the present invention as described above is used in the throttle valve device, the combustion efficiency is increased due to the linear increase in the generation of swirl in the entire section from the low speed section to the high speed section, thereby reducing the low speed section. In this case, smooth driving is possible, and acceleration performance can be improved in the middle and high speed sections, which also greatly improves driving performance.

한편, 도 6에는 본 발명의 다른 실시예에 따른 플랩밸브(50)가 도시되어 있는 바, 상기 플랩밸브(50)는 밸브축(40)이 관통하는 가운데의 몸통부(51)와, 상기 몸통부(51)를 사이에 두고 서로 반대방향을 향하도록 상기 몸통부(51)와 일체로 형성된 제1밸브판(52) 및 제2밸브판(53)을 구비한 상태에서, 상기 제1밸브판(52)과 상기 제2밸브판(53)은 상기 제1밸브판(52)의 바깥 테두리에서 상기 제2밸브판(53)의 바깥 테두리에 이르기까지 단면의 두께가 점차적으로 증가하는 모양으로 형성됨과 동시에, 상기 제2밸브판(63)은 상기 몸통부(51)와 연결된 일단에서부터 바깥 테두리인 타단까지의 단면 형상이 부채꼴 모양으로 형성된 구조가 특징이다.On the other hand, Figure 6 shows a flap valve 50 according to another embodiment of the present invention, the flap valve 50 is a body portion 51 in the center through which the valve shaft 40, and the body The first valve plate with the first valve plate 52 and the second valve plate 53 integrally formed with the body portion 51 so as to face in opposite directions with the portion 51 therebetween. 52 and the second valve plate 53 is formed in a shape in which the thickness of the cross section gradually increases from the outer edge of the first valve plate 52 to the outer edge of the second valve plate 53. At the same time, the second valve plate 63 is characterized in that the cross-sectional shape from one end connected to the body portion 51 to the other end of the outer edge is formed in a fan shape.

그리고, 상기 몸통부(51)가 원형으로 표현되게 상기 플랩밸브(50)를 수직하게 절단한 단면상태에서 상기 몸통부(51)의 중심을 통과하는 수직 중심선(C2)에 대해 상기 제1,2밸브판(52,53)의 일측면 사이각(θ3)과 타측면 사이각(θ4)은 동일 각도로 형성되고, 상기 사이각(θ3,θ4)의 총 합은 5도(°) 내지 40도(°) 이내인 것을 특징으로 한다.And, the first and the second with respect to the vertical center line (C2) passing through the center of the body portion 51 in the cross-sectional state in which the flap valve 50 is vertically cut so that the body portion 51 is represented in a circular shape The angle between the one side surfaces θ3 and the other side surfaces θ4 of the valve plates 52 and 53 is formed at the same angle, and the total sum of the angle angles θ3 and θ4 is 5 degrees (°) to 40 degrees. It is characterized by being within (°).

그리고, 상기와 같이 구성된 본 발명 다른 실시예의 플랩밸브(50)가 도 6과 같이 공기 또는 혼합기가 통과하는 포트(31;통로)속에 설치될 때에는 상기 제2밸브판(53)이 공기 또는 혼합기가 통과하는 방향(화살표 M1의 방향)을 따라 상기 밸브축(40)과 함께 회전하면서 상기 포트(31)를 개방시킬 수 있도록 설치된 구성을 갖는다.And, when the flap valve 50 of another embodiment of the present invention configured as described above is installed in the port 31 (path) through which air or the mixer passes, as shown in FIG. It has a structure provided so that the said port 31 can be opened, rotating with the valve shaft 40 along the passing direction (the direction of arrow M1).

상기 플랩밸브(50)에 의해 나타나는 효과는 도 3과 도 4를 참조로 전술한 일 실시예의 플랩밸브(20)와 동일하기 때문에 이에 대한 설명은 생략한다.Since the effect of the flap valve 50 is the same as the flap valve 20 of the above-described embodiment with reference to FIGS. 3 and 4 will not be described.

10,40 - 밸브축 20,50 - 플랩밸브
21,51 - 몸통부 22,52 - 제1밸브판
23,53 - 제2밸브판10,40-Valve Shaft 20,50-Flap Valve
21,51-Body 22,52-First valve plate
23,53-2nd valve plate

Claims (7)

밸브축이 관통하는 가운데의 몸통부와, 상기 몸통부를 사이에 두고 서로 반대방향을 향하도록 상기 몸통부와 일체로 형성된 제1밸브판 및 제2밸브판을 구비한 플랩밸브를 포함하는 차량 엔진용 버터플라이 밸브 장치에 있어서,
상기 제1밸브판은 단면의 두께가 전체적으로 동일하게 형성되고;
상기 제2밸브판은 상기 몸통부와 연결된 일단에서부터 타단에 이르기까지 단면의 두께가 점차적으로 증가하는 부채꼴 모양으로 형성된 것을 특징으로 하는 차량 엔진용 버터플라이 밸브 장치.A flap valve having a trunk portion through which a valve shaft passes and a first valve plate and a second valve plate integrally formed with the trunk portion so as to face in opposite directions with the trunk portion therebetween. In the butterfly valve device,
The first valve plate is formed to have the same thickness in cross section as a whole;
The second valve plate is a butterfly valve device for a vehicle engine, characterized in that formed in a fan shape gradually increasing the thickness of the cross section from one end connected to the body portion to the other end. 청구항 1에 있어서, 상기 몸통부와 연결된 상기 제2밸브판의 일단 단면 두께는 상기 제1밸브판의 단면 두께와 동일하게 형성된 것을 특징으로 하는 차량 엔진용 버터플라이 밸브 장치.The butterfly valve apparatus for a vehicle engine according to claim 1, wherein one end cross-sectional thickness of the second valve plate connected to the body portion is the same as a cross-sectional thickness of the first valve plate. 청구항 1에 있어서, 상기 제1밸브판의 단면 두께와 상기 제2밸브판의 단면 두께를 동시에 양분하면서 상기 몸통부의 중심을 통과하는 수직 중심선(C1)에 대해 상기 제2밸브판의 일측면 사이각(θ1)과 타측면 사이각(θ2)은 동일 각도로 형성되고;
상기 사이각(θ1,θ2)의 총 합은 5도(°) 내지 40도(°) 이내인 것을 특징으로 하는 차량 엔진용 버터플라이 밸브 장치.The angle between one side surface of the second valve plate with respect to the vertical center line C1 passing through the center of the body portion while simultaneously bisecting the cross-sectional thickness of the first valve plate and the cross-sectional thickness of the second valve plate. the angle θ2 between θ1 and the other side is formed at the same angle;
The sum total of said angle (θ1, θ2) is a butterfly valve device for a vehicle engine, characterized in that within 5 degrees (40) (40) (°). 청구항 1에 있어서, 상기 플랩밸브가 공기 또는 혼합기가 통과하는 포트(통로)속에 설치될 때 상기 제2밸브판이 공기 또는 혼합기가 통과하는 방향을 따라 회전하면서 상기 포트(통로)를 개방시킬 수 있도록 설치되는 것을 특징으로 하는 차량 엔진용 버터플라이 밸브 장치.The method of claim 1, wherein when the flap valve is installed in a port (path) through which air or mixer passes, the second valve plate is installed so as to open the port (path) while rotating along the direction through which air or mixer passes. Butterfly valve device for a vehicle engine, characterized in that. 밸브축이 관통하는 가운데의 몸통부와, 상기 몸통부를 사이에 두고 서로 반대방향을 향하도록 상기 몸통부와 일체로 형성된 제1밸브판 및 제2밸브판을 구비한 플랩밸브를 포함하는 차량 엔진용 버터플라이 밸브 장치에 있어서,
상기 제1밸브판과 상기 제2밸브판은 상기 제1밸브판의 바깥 테두리에서 상기 제2밸브판의 바깥 테두리에 이르기까지 단면의 두께가 점차적으로 증가하는 모양으로 형성되면서;
상기 제2밸브판은 상기 몸통부와 연결된 일단에서부터 바깥 테두리인 타단까지의 단면 형상이 부채꼴 모양으로 형성된 것을 특징으로 하는 차량 엔진용 버터플라이 밸브 장치.A flap valve having a trunk portion through which a valve shaft passes and a first valve plate and a second valve plate integrally formed with the trunk portion so as to face in opposite directions with the trunk portion therebetween. In the butterfly valve device,
The first valve plate and the second valve plate are formed in a shape in which the thickness of the cross section gradually increases from the outer edge of the first valve plate to the outer edge of the second valve plate;
The second valve plate is a butterfly valve device for a vehicle engine, characterized in that the cross-sectional shape from one end connected to the body portion to the other end of the outer edge is formed in a fan shape. 청구항 5에 있어서, 상기 몸통부가 원형으로 표현되게 상기 플랩밸브를 수직하게 절단한 단면상태에서 상기 몸통부의 중심을 통과하는 수직 중심선(C2)에 대해 상기 제1,2밸브판의 일측면 사이각(θ3)과 타측면 사이각(θ4)은 동일 각도로 형성되고;
상기 사이각(θ3,θ4)의 총 합은 5도(°) 내지 40도(°) 이내인 것을 특징으로 하는 차량 엔진용 버터플라이 밸브 장치.The angle between the one side surface of the first and second valve plate with respect to the vertical center line (C2) passing through the center of the body portion in a cross-sectional state in which the flap valve is vertically cut so that the body portion is represented in a circular shape the angle θ4) between the other side and the other side is formed at the same angle;
Butterfly valve device for a vehicle engine, characterized in that the sum total of the angle (θ3, θ4) is within 5 degrees (40) (40) (40). 청구항 5에 있어서, 상기 플랩밸브가 공기 또는 혼합기가 통과하는 포트(통로)속에 설치될 때 상기 제2밸브판이 공기 또는 혼합기가 통과하는 방향을 따라 회전하면서 상기 포트를 개방시킬 수 있도록 설치되는 것을 특징으로 하는 차량 엔진용 버터플라이 밸브 장치.The method of claim 5, wherein when the flap valve is installed in a port (path) through which air or mixer passes, the second valve plate is installed so as to open the port while rotating along the direction through which air or mixer passes. Butterfly valve device for vehicle engine.
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