KR20180009974A - 차량용 가변 흡기 시스템 - Google Patents

차량용 가변 흡기 시스템 Download PDF

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조광현
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Abstract

차량용 가변 흡기 시스템이 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 차량용 가변 흡기 시스템은 다수의 연소실을 포함하는 엔진에서 상기 각 연소실에 신기를 공급하도록 내부에 유입구와 배출구가 형성된 다수개의 런너가 구비되는 흡기 매니폴드; 각각의 상기 런너에서 신기가 유입되는 상기 유입구에 근접한 일단부에 설치되며, 상기 각 런너를 통해 공급되는 신기의 흡기 통로 경로를 선택적으로 가변시키는 제1 밸브유닛; 및 상기 흡기 매니폴드의 외부에 설치되어 상기 제1 밸브유닛과 연결되며, 상기 제1 밸브유닛을 작동시키는 작동유닛; 을 포함하되, 각각의 상기 런너에서 신기가 배출되는 배출구에 근접한 타단부에 설치되어 상기 작동유닛과 연결되고, 상기 연소실로 공급되는 신기의 배출 속도가 변경되도록 각각의 상기 런너 배출구의 직경을 선택적으로 가변시키는 제2 밸브유닛을 더 포함한다.

Description

차량용 가변 흡기 시스템{VARIABLE INTAKE SYSTEM FOR VEHICLE}
본 발명은 차량용 가변 흡기 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 엔진의 운전 영역에 따라 흡기 통로 경로의 최적화를 통하여 엔진 출력을 향상시키고, 펌핑 로스를 저감시키도록 하는 차량용 가변 흡기 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 흡기 매니폴드는 스로틀 바디로부터 흡입된 공기를 연소실로 유도하기 위기 위한 관으로, 실린더 2개 이상의 다 실린더 엔진에서 각각의 연소실로 혼합기가 균일하게 분배되도록 하는 역할을 한다.
그런데, 흡기 매니폴드로 공기가 통과되는 런너의 길이에 따라 엔진의 효율이 달라지게 되는데, 엔진이 중저속 영역에서 운전되는 경우에는 런너의 길이가 긴 것이 유리하고, 엔진이 고속 영역에서 운전되는 경우에는 런너의 길이가 짧게 형성되는 것이 유리하다.
이에 대한 대안으로 엔진의 전 부하 영역에서 엔진 성능 향상과 배기가스 저감을 위해 흡기 매니폴드의 런너를 지나는 혼합기의 흐름 경로를 짧게 하거나, 길게 변화시키는 가변 흡기 장치(VIS : Variable Intake System)가 개발되어 엔진에 적용하고 있다.
이러한 VIS 장치는 엔진의 회전과 부하 상태에 따라 공기 흡입통로를 자동적으로 조절해, 저속에서 고속에 이르기까지 모든 운전 영역에서 엔진 출력을 높여 준다.
즉, VIS 장치는 다양한 운전자의 요구에 맞게 저속에서 고속까지 높은 출력을 낼 수 있는 엔진 부속장치로서, 저속, 저부하일 때는 밸브를 닫아 자연흡기 방식의 일반엔진보다 흡입구를 길게 하고, 고속, 고부하일 때는 반대로 밸브를 열어 일반엔진보다 흡입구를 짧게 함으로써 엔진 출력을 높여 주는 방식으로 작동한다.
따라서, 저, 저부하일 때는 밸브를 닫음으로써 흡입 관성력과 흡입효율이 높아지고, 이로 인해 엔진 출력이 높아지는 효과가 있다. 고속, 고부하일 때는 반대로 흡입구를 짧게 해 흡입 저항을 줄여 줌으로써 상대적으로 흡입효율이 높아지고, 따라서 엔진 출력도 당연히 높아진다. 이처럼 엔진의 회전수와 부하 정도에 따라 자동적으로 흡입구를 조절한다.
그러나 상기와 같은 VIS 장치가 적용된 가변 흡기 시스템에서는 엔진의 운전 영역에 따라 런너를 통해 유입되는 공기의 유동 길이 조절을 통해 엔진 출력을 향상시킬 수는 있지만, 펌핑 로스를 저감시키기 어려워 연비가 나빠지는 문제점이 있다.
이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래 기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 두 개의 밸브를 하나의 액추에이터로 작동시켜 구조를 단순화하고, 엔진의 운전 영역에 따라 흡기 통로 경로의 최적화를 통하여 엔진 출력을 향상시키는 동시에, 펌핑 로스를 저감시켜 연비를 개선하도록 하는 차량용 가변 흡기 시스템을 제공하고자 한다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 차량용 가변 흡기 시스템은 다수의 연소실을 포함하는 엔진에서 상기 각 연소실에 신기를 공급하도록 내부에 유입구와 배출구가 형성된 다수개의 런너가 구비되는 흡기 매니폴드; 각각의 상기 런너에서 신기가 유입되는 상기 유입구에 근접한 일단부에 설치되며, 상기 각 런너를 통해 공급되는 신기의 흡기 통로 경로를 선택적으로 가변시키는 제1 밸브유닛; 및 상기 흡기 매니폴드의 외부에 설치되어 상기 제1 밸브유닛과 연결되며, 상기 제1 밸브유닛을 작동시키는 작동유닛; 을 포함하되, 각각의 상기 런너에서 신기가 배출되는 배출구에 근접한 타단부에 설치되어 상기 작동유닛과 연결되고, 상기 연소실로 배출되는 신기의 배출 속도가 변경되도록 각각의 상기 런너 배출구의 지름을 선택적으로 가변시키는 제2 밸브유닛을 더 포함한다.
상기 제1 밸브유닛은 일단이 상기 흡기 매니폴드의 외부로 돌출되어 상기 작동유닛과 연결되고, 상기 흡기 매니폴드에 회전 가능하게 장착되는 제1 VIS 회전축; 및 각각의 상기 런너에 대응하여 상기 제1 VIS 회전축에 길이방향으로 장착되며, 상기 제1 VIS 회전축의 회전 시에 함께 회전되면서 상기 런너에서 신기의 흡기 통로 경로를 길게 하거나 짧게 변경시키는 다수개의 제1 VIS 밸브;를 포함할 수 있다.
상기 제2 밸브유닛은 일단이 상기 흡기 매니폴드의 외부로 돌출되어 상기 작동유닛과 연결되고, 상기 흡기 매니폴드에 회전 가능하게 장착되는 제2 VIS 회전축; 및 각각의 상기 런너에 대응하여 상기 제2 VIS 회전축에 길이방향으로 장착되며, 상기 제2 VIS 회전축의 회전 시에 함께 회전되면서 상기 런너의 배출구 지름을 가변시켜 상기 연소실로 배출되는 신기의 배출 속도를 가변시키는 제2 VIS 밸브;를 포함할 수 있다.
상기 제2 VIS 밸브는 플랩 밸브로 형성될 수 있다.
상기 작동유닛은 작동로드를 포함하며, 상기 흡기 매니폴드의 외측으로 돌출되는 상기 제1 VIS 회전축에 대응하여 상기 흡기 매니폴드의 외측에 장착되고, 상기 작동로드를 선택적으로 전후진 이동시키는 액추에이터; 및 상기 액추에이터의 작동로드와 제1 VIS 회전축과 상기 제2 VIS 회전축을 연결하며, 상기 작동로드의 직선 왕복운동을 상기 제1 및 제2 VIS 회전축의 회전운동으로 변환시키는 링크수단;을 포함할 수 있다.
상기 링크수단은 상기 흡기 매니폴드의 외부로 돌출된 상기 제1 VIS 회전축에 일단이 고정되고, 타단은 상기 작동로드의 선단에 힌지 연결되는 제1 메인 링크; 상기 흡기 매니폴드의 외부로 돌출된 상기 제2 VIS 회전축에 일단이 고정 연결되는 제2 메인 링크; 및 일단이 상기 작동로드의 선단과 상기 제1 메인 링크의 타단에 힌지 연결되고, 타단은 상기 제2 메인 링크의 타단에 힌지 연결되어 상기 제1 메인 링크와 상기 제2 메인 링크를 상호 연결하는 연결링크;를 포함할 수 있다.
상기 연결 링크는 상기 작동로드의 직선 왕복운동을 상기 제2 메인 링크에 전달하여 상기 제2 VIS 회전축을 회전시킬 수 있다.
상기 링크수단은 4절 링크기구로 형성될 수 있다.
상기 작동유닛은 상기 링크수단을 통해 상기 제1 밸브유닛과 상기 제2 밸브유닛을 동시에 작동시킬 수 있다.
상기 제1 VIS 밸브는 플랩 밸브로 형성될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 차량용 가변 흡기 시스템에 의하면, 엔진의 운전 영역에 따라 흡기 통로 경로의 최적화를 통하여 엔진 출력을 향상시키는 동시에, 펌핑 로스를 저감시켜 연비를 개선시키는 효과가 있다.
또한, 내부에 구비되는 두 개의 밸브유닛의 개폐작동을 링크구조를 이용하여 하나의 액추에이터로 작동시킴으로써, 구조를 단순화하고, 제작원가를 절감하도록 하는 효과도 있다.
나아가, 하나의 액추에이터를 이용해 두 개의 밸브유닛을 작동시킴으로써, 각 밸브유닛들의 응답성 및 신뢰성을 향상시키는 효과도 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 가변 흡기 시스템의 투영 사시도이다.
도 2는 도 1의 A-A 선에 따른 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 가변 흡기 시스템에 적용되는 작동유닛의 확대 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 가변 흡기 시스템의 작동 상태를 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
이에 앞서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.
그리고 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서에 기재된 “...유닛”, “...수단”, “...부”, “...부재” 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 하는 포괄적인 구성의 단위를 의미한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 가변 흡기 시스템의 투영 사시도이고, 도 2는 도 1의 A-A 선에 따른 단면도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 가변 흡기 시스템에 적용되는 작동유닛의 확대 사시도이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 가변 흡기 시스템은 두 개의 밸브를 하나의 액추에이터(132)로 작동시켜 구조를 단순화하고, 엔진의 운전 영역에 따라 흡기 통로 경로의 최적화를 통하여 엔진 출력을 향상시키는 동시에, 펌핑 로스를 저감시켜 연비를 개선하도록 한다.
이를 위해, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 가변 흡기 시스템은, 도 1과 도 2에서 도시한 바와 같이, 흡기 매니폴드(100), 제1 밸브유닛(120), 작동유닛(130), 및 제2 밸브유닛(140)을 포함한다.
먼저, 상기 흡기 매니폴드(100)는 다수의 연소실을 포함하는 엔진(미도시)에서 상기 각 연소실(미도시)에 신기를 공급하도록 내부에 유입구(112)와 배출구(114)가 형성된 다수개의 런너(110)가 구비된다.
상기 런너(110)는 엔진의 연소실 개수에 대응하여 형성될 수 있으며, 본 실시예에서는 4개의 연소실이 구비된 4기통 엔진에 대응하여 4개의 런너가 구비된 것을 일 실시예로 하여 설명한다.
본 실시예에서, 상기 제1 밸브유닛(120)은 상기 흡기 매니폴드(100)의 내부에 구비된다. 이러한 제1 밸브유닛(120)은 각각의 상기 런너(110)에서 신기가 유입되는 상기 유입구(112)에 근접한 내측 일단부에 설치되며, 상기 각 런너(110)를 통해 공급되는 신기의 흡기 통로 경로를 선택적으로 가변시키게 된다.
여기서, 상기 제1 밸브유닛(120)은 제1 VIS 회전축(122)과 제1 VIS 밸브(124)를 포함한다.
먼저, 상기 제1 VIS 회전축(122)은 일단이 상기 흡기 매니폴드(100)의 외부로 돌출되어 상기 작동유닛(130)과 연결되고, 상기 흡기 매니폴드(100)에 회전 가능하게 장착된다.
그리고 상기 제1 VIS 밸브(124)는 각각의 상기 런너(110)에 대응하여 상기 제1 VIS 회전축(122)에 길이방향으로 장착된다. 여기서, 상기 제1 VIS 밸브(124)는 플랩 밸브로 형성될 수 있다.
이러한 제1 VIS 밸브(124)는 상기 제1 VIS 회전축(122)의 회전 시에 함께 회전되면서 상기 런너(110)에서 신기의 흡기 통로 경로를 길게 하거나 짧게 변경시킬 수 있다.
즉, 상기 제1 VIS 밸브(124)는 상기 제1 VIS 회전축(122)과 함께 회전되면, 상기 유입구(112)보다 배출구(114) 측으로 근접한 상기 런너(110)에 내부 일측에 개방홀(116)을 형성한다. 이에 따라, 상기 제1 VIS 밸브(124)가 작동될 경우, 상기 흡기 매니폴드(100)의 내부로 유입된 신기는 상기 유입구(112)가 아닌 개방홀(116)로 유입되어 상기 배출구(114)로 배출됨에 따라 신기의 흡기 통로 경로가 짧아지게 된다. 이와 같이 상기 런너(110)를 통과하는 신기의 짧은 흡기 통로 경로를 숏 런너(Short runner)라 한다.
이와는 반대로, 상기 제1 VIS 밸브(124)가 작동되지 않을 경우, 상기 흡기 매니폴드(100)의 내부로 유입된 신기는 상기 유입구(112)로 유입되어 상기 배출구(114)로 배출됨에 따라 신기의 흡기 통로 경로가 길어지게 된다. 이와 같이 상기 런너(110)를 통과하는 신기의 긴 흡기 통로 경로를 롱 런너(Long runner)라 한다.
즉, 상기 제1 밸브유닛(120)은 엔진의 운전영역에 따라 흡기 통로 경로를 짧거나 길게 변경시켜 흡기 통로 경로가 최적화되도록 설정함으로써, 엔진 출력을 향상시킬 수 있다.
본 실시예에서, 상기 작동유닛(130)은 상기 흡기 매니폴드(100)의 외부에 설치되어 상기 제1 밸브유닛(120)과 연결되며, 상기 제1 밸브유닛(120)을 작동시키게 된다.
이러한 작동유닛(130)의 세부구성에 대해서는 상기 제2 밸브유닛(140)을 구체적으로 설명한 후에 상세히 설명하기로 한다.
그리고 상기 제2 밸브유닛(140)은 각각의 상기 런너(110)에서 신기가 배출되는 배출구(114)에 근접한 타단부에 설치되어 상기 작동유닛(130)과 연결되고, 상기 연소실로 공급되는 신기의 배출 속도가 변경되도록 각각의 상기 런너(110)의 배출구(114) 지름을 선택적으로 가변시키게 된다.
여기서, 상기 제2 밸브유닛(140)은 제2 VIS 회전축(142)과 제2 VIS 밸브(144)를 포함한다.
먼저, 상기 제2 VIS 회전축(142)은 상기 제1 VIS 회전축(122)과 동일하게 일단이 상기 흡기 매니폴드(100)의 외부로 돌출되어 상기 작동유닛(130)과 연결되고, 상기 흡기 매니폴드(100)에 회전 가능하게 장착된다.
그리고 상기 제2 VIS 밸브(124)는 각각의 상기 런너(110)에 대응하여 상기 제2 VIS 회전축(142)에 길이방향으로 장착된다. 여기서, 상기 제1 VIS 밸브(124)는 플랩 밸브로 형성될 수 있다.
이러한 제2 VIS 밸브(144)는 상기 제2 VIS 회전축(142)의 회전 시에 함께 회전되면서, 상기 런너(110)의 배출구(114) 지름을 가변시켜 상기 연소실로 공급되는 신기의 배출 속도를 가변시킬 수 있다.
즉, 상기 제2 VIS 밸브(144)는 상기 제2 VIS 회전축(142)과 함께 회전되면, 상기 런너(110)의 내측에서 외측으로 개방되면서, 상기 배출구(114)의 지름을 축소시킨다. 그러면 상기 런너(110)를 따라 이동되던 신기의 속도가 지름이 축소되어 단면적이 좁아진 상기 배출구(114)를 통과하면서 증가하면서 신속하게 연소실(미도시)로 유입된다.
이와는 반대로, 상기 제2 VIS 밸브(144)가 작동되지 않을 경우, 상기 배출구(114)의 지름은 원래 상태를 유지함에 따라, 단면적의 변화가 발생되지 않으며, 상기 배출구(114)를 통해 배출되어 상기 연소실로 공급되는 신기는 속도 변화 없이 공급된다.
즉, 상기 흡기 매니폴드(100)를 통해 공급되는 신기의 흡기 통로 경로가 짧아질 경우에는 신기가 보다 신속하게 연소실로 공급되도록 배출구(114)의 지름 축소를 통해 단면적을 줄여 신기의 배출 속도를 증가시킴으로써, 펌핑 로스를 저감시키게 된다.
또한, 신기의 흡기 통로 경로가 길어질 경우에는 신기가 일반적으로 연소실에 공급되도록 배출구(114)의 지름을 원상태로 유지하여 신기의 배출 속도를 공급속도와 동일하게 유지하게 된다.
이와 같이, 상기 제2 밸브유닛(140)은 전술한 바와 같은 작동을 통해 엔진 운전 영역에 따라 작동하는 제1 밸브유닛(120)과 연동하여 작동함으로써, 엔진의 토크를 향상시키는 동시에, 펌핑 로스를 저감시켜 연비를 개선할 수 있다.
한편, 상기 작동유닛(130)은, 도 3에서 도시한 바와 같이, 액추에이터(132)와 링크수단(136)을 포함한다.
먼저, 상기 액추에이터(132)는 작동로드(134)를 포함하며, 상기 흡기 매니폴드(100)의 외측으로 돌출되는 상기 제1 VIS 회전축(122)에 대응하여 상기 흡기 매니폴드(100)의 외측에 장착된다.
이러한 액추에이터(132)는 작동압의 공급 여부에 따라 상기 작동로드(134)를 선택적으로 전후진 이동시킬 수 있다.
그리고 상기 링크수단(136)은 상기 액추에이터(132)의 작동로드(134)와 제1 VIS 회전축(122)과 상기 제2 VIS 회전축(142)을 연결하며, 상기 작동로드(134)의 직선 왕복운동을 상기 제1 및 제2 VIS 회전축(122, 142)의 회전운동으로 변환시킨다.
여기서, 상기 작동유닛(130)은 상기 링크수단(136)을 통해 상기 제1 밸브유닛(120)과 상기 제2 밸브유닛(140)을 동시에 작동시킬 수 있다.
상기 링크수단(136)은 제1 메인 링크(136a), 제2 메인 링크(136b), 및 연결링크(136c)를 포함한다.
먼저, 상기 제1 메인 링크(136a)는 상기 흡기 매니폴드(100)의 외부로 돌출된 상기 제1 VIS 회전축(122)에 일단이 고정되고, 타단은 상기 작동로드(134)의 선단에 힌지 연결된다.
상기 제2 메인 링크(136b)는 상기 흡기 매니폴드(100)의 외부로 돌출된 상기 제2 VIS 회전축(142)에 일단이 고정 연결된다.
그리고 상기 연결링크(136c)는 일단이 상기 작동로드(134)의 선단과 상기 제1 메인 링크(136a)의 타단에 힌지 연결되고, 타단은 상기 제2 메인 링크(136b)의 타단에 힌지 연결되어 상기 제1 메인 링크(136a)와 상기 제2 메인 링크(136b)를 상호 연결한다.
여기서, 상기 연결 링크(136c)는 상기 작동로드(134)의 직선 왕복운동을 상기 제2 메인 링크(136b)에 전달하여 상기 제2 VIS 회전축(142)을 회전시킬 수 있다.
이와 같이 구성되는 상기 링크수단(136)은 4절 링크기구로 형성될 수 있다.
이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 가변 흡기 시스템의 작동 및 작용을 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 가변 흡기 시스템의 작동 상태를 도시한 도면이다.
먼저, 엔진의 회전 속도가 2000 RPM에서 4500 RPM 사이일 경우, 신기의 흡기 통로 경로가 길어지게 해야 한다.
이에 따라, 상기 작동유닛(130)은, 도 4의 (S1)과 같이, 상기 액추에이터(132)의 작동로드(134)를 초기상태로 유지하게 된다. 그러면, 상기 링크수단(136)의 제1, 제2 메인 링크(136a, 136b)와 연결링크(136c)가 초기 위치를 유지하면서, 상기 제1 밸브유닛(120)과 상기 제2 밸브유닛(140)은 제1, 및 제2 VIS 밸브(124, 144)가 작동되지 않은 초기 장착상태를 유지하게 된다.
따라서, 상기 흡기 매니폴드(100)의 내부로 유입된 신기는 상기 런너(110)의 유입구(112)를 통해 유입되어 상기 배출구(114)로 배출되면서 흡기 통로 경로가 길어지며, 상기 런너(110)는 롱 런너(Long runner) 상태가 된다.
이 때, 작동되지 않은 상기 제2 VIS 밸브(144)에 의해 상기 런너(110)의 배출구(114) 지름은 D1을 유지함으로써, 배출구(114)에서는 단면적 변화가 발생되지 않게 되며, 이로 인해 신기의 배출 속도를 공급속도와 동일하게 유지하게 된다.
반대로, 엔진이 아이들(idle) 상태에서 2000 RPM 사이일 경우와 4500RPM 이상일 경우에는 신기의 흡기 통로 경로를 짧아지게 해야 한다.
이에 따라, 상기 작동유닛(130)은, 도 4의 (S2)와 같이, 상기 액추에이터(134)의 작동로드(134)가 전진된다.
그러면, 상기 링크수단(136)에서 상기 제1 메인 링크(136a)의 일단이 타단을 중심으로 하여 도면을 기준으로 시계 반대방향으로 회전되고, 이와 동시에, 상기 제1 VIS 회전축(122)이 시계 반대방향으로 회전된다.
또한, 상기 제2 메인 링크(136b)는 상기 제1 메인 링크(136a)의 회전에 따라 전진 이동되는 상기 연결링크(136c)를 통해 상기 작동로드(134)의 전진 이동 운동을 전달받아 상기 제1 메인 링크(136a)와 동일하게 일단이 타단을 중심으로 하여 도면을 기준으로 시계 반대방향으로 회전되고, 이와 동시에, 상기 제2 VIS 회전축(142)이 시계 반대방향으로 회전된다.
그러면, 상기 제1 VIS 밸브(124)는 회전된 상기 제1 VIS 회전축(122)에 의해 회전되면서, 상기 개방홀(116)을 개방하고, 상기 제2 VIS 밸브(144)는 상기 제2 VIS 회전축(142)에 의해 회전되면서 상기 런너(110)의 내측에서 외측으로 개방되어 상기 배출구(114)의 지름을 축소시킨다.
따라서, 상기 흡기 매니폴드(100)의 내부로 유입된 신기는 상기 런너(110)의 개방홀(116)을 통해 유입되어 상기 배출구(114)로 배출되면서 흡기 통로 경로가 짧아지며, 상기 런너(110)는 숏 런너(Short runner) 상태가 된다.
이 때, 작동된 상기 제2 VIS 밸브(144)에 의해 상기 런너(110)의 배출구(114) 지름은 D2로 축소됨으로써, 배출구(114)에서 단면적 변화가 발생되고, 이로 인해 신기의 배출 속도가 빨라지면서 펌핑 로스가 저감된다.
즉, 본 발명의 실시예에 따른 가변 흡기 시스템은 엔진의 운전 영역에 따라 상기 작동유닛(130)의 선택적인 작동을 통해 상기 제1 밸브유닛(120)과 상기 제2 밸브유닛(140)을 함께 연동시켜 작동시킬 수 있다.
따라서, 상기한 바와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 가변 흡기 시스템을 적용하면, 엔진의 운전 영역에 따라 흡기 통로 경로의 최적화를 통하여 엔진 출력을 향상시키는 동시에, 펌핑 로스를 저감시켜 연비를 개선시킬 수 있다.
또한, 내부에 구비되는 두 개의 제1, 및 제2 밸브유닛(120, 140)의 개폐작동을 상기 링크수단(136)이 적용된 작동유닛(130)에서 하나의 액추에이터(132)로 작동시킴으로써, 구조를 단순화하고, 제작원가를 절감할 수 있다.
나아가, 하나의 액추에이터(132)를 이용해 제1, 및 제2 밸브유닛(120, 140)을 작동시킴으로써, 각 밸브유닛(120, 140)들의 응답성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
100 : 흡기 매니폴드
110 : 런너
112 : 유입구
114 : 배출구
116 : 개방홀
120 : 제1 밸브유닛
122 : 제1 VIS 회전축
124 : 제1 VIS 회전축
130 : 작동유닛
132 : 액추에이터
134 : 작동로드
136 : 링크수단
140 : 제2 밸브유닛
142 : 제2 VIS 회전축
144 : 제2 VIS 회전축

Claims (10)

  1. 다수의 연소실을 포함하는 엔진에서 상기 각 연소실에 신기를 공급하도록 내부에 유입구와 배출구가 형성된 다수개의 런너가 구비되는 흡기 매니폴드;
    각각의 상기 런너에서 신기가 유입되는 상기 유입구에 근접한 일단부에 설치되며, 상기 각 런너를 통해 공급되는 신기의 흡기 통로 경로를 선택적으로 가변시키는 제1 밸브유닛; 및
    상기 흡기 매니폴드의 외부에 설치되어 상기 제1 밸브유닛과 연결되며, 상기 제1 밸브유닛을 작동시키는 작동유닛; 을 포함하되,
    각각의 상기 런너에서 신기가 배출되는 배출구에 근접한 타단부에 설치되어 상기 작동유닛과 연결되고, 상기 연소실로 공급되는 신기의 배출 속도가 변경되도록 각각의 상기 런너의 배출구 지름을 선택적으로 가변시키는 제2 밸브유닛;
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 가변 흡기 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 밸브유닛은
    일단이 상기 흡기 매니폴드의 외부로 돌출되어 상기 작동유닛과 연결되고, 상기 흡기 매니폴드에 회전 가능하게 장착되는 제1 VIS 회전축; 및
    각각의 상기 런너에 대응하여 상기 제1 VIS 회전축에 길이방향으로 장착되며, 상기 제1 VIS 회전축의 회전 시에 함께 회전되면서, 상기 런너에서 신기의 흡기 통로 경로를 길게 하거나 짧게 변경시키는 다수개의 제1 VIS 밸브;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 가변 흡기 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2 밸브유닛은
    일단이 상기 흡기 매니폴드의 외부로 돌출되어 상기 작동유닛과 연결되고, 상기 흡기 매니폴드에 회전 가능하게 장착되는 제2 VIS 회전축; 및
    각각의 상기 런너에 대응하여 상기 제2 VIS 회전축에 길이방향으로 장착되며, 상기 제2 VIS 회전축의 회전 시에 함께 회전되면서, 상기 런너의 배출구 지름을 가변시켜 상기 연소실로 공급되는 신기의 배출 속도를 가변시키는 제2 VIS 밸브;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 가변 흡기 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2 VIS 밸브는
    플랩 밸브로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 가변 흡기 시스템.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 작동유닛은
    작동로드를 포함하며, 상기 흡기 매니폴드의 외측으로 돌출되는 상기 제1 VIS 회전축에 대응하여 상기 흡기 매니폴드의 외측에 장착되고, 상기 작동로드를 선택적으로 전후진 이동시키는 액추에이터; 및
    상기 액추에이터의 작동로드와 제1 VIS 회전축과 상기 제2 VIS 회전축을 연결하며, 상기 작동로드의 직선 왕복운동을 상기 제1 및 제2 VIS 회전축의 회전운동으로 변환시키는 링크수단;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 가변 흡기 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 링크수단은
    상기 흡기 매니폴드의 외부로 돌출된 상기 제1 VIS 회전축에 일단이 고정되고, 타단은 상기 작동로드의 선단에 힌지 연결되는 제1 메인 링크;
    상기 흡기 매니폴드의 외부로 돌출된 상기 제2 VIS 회전축에 일단이 고정 연결되는 제2 메인 링크; 및
    일단이 상기 작동로드의 선단과 상기 제1 메인 링크의 타단에 힌지 연결되고, 타단은 상기 제2 메인 링크의 타단에 힌지 연결되어 상기 제1 메인 링크와 상기 제2 메인 링크를 상호 연결하는 연결링크;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 가변 흡기 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 연결 링크는
    상기 작동로드의 직선 왕복운동을 상기 제2 메인 링크에 전달하여 상기 제2 VIS 회전축을 회전시키는 것을 특징으로 하는 차량용 가변 흡기 시스템.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 링크수단은
    4절 링크기구로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 가변 흡기 시스템.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 작동유닛은
    상기 링크수단을 통해 상기 제1 밸브유닛과 상기 제2 밸브유닛을 동시에 작동시키는 것을 특징으로 하는 차량용 가변 흡기 시스템.
  10. 제2항에 있어서,
    상기 제1 VIS 밸브는
    플랩 밸브로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 가변 흡기 시스템.

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