KR20190107939A - Variable-length intake manifold - Google Patents

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KR20190107939A
KR20190107939A KR1020180029289A KR20180029289A KR20190107939A KR 20190107939 A KR20190107939 A KR 20190107939A KR 1020180029289 A KR1020180029289 A KR 1020180029289A KR 20180029289 A KR20180029289 A KR 20180029289A KR 20190107939 A KR20190107939 A KR 20190107939A
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KR1020180029289A
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조윤호
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현대자동차주식회사
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Abstract

According to an embodiment of the present invention, a variable-length intake manifold comprises: a surge chamber; a load control chamber independently partitioned by a partition wall with respect to the surge chamber; a runner surrounding the surge chamber and the load control chamber and communicating with the surge chamber; and a load control valve mounted between the load control chamber and the runner to open and close a flow path of the runner. When the load control valve opens the flow path of the runner under a partial load operating condition, a fine gap is formed between the load control valve and the runner to induce a tumble flow.

Description

가변흡기매니폴드{VARIABLE-LENGTH INTAKE MANIFOLD}Variable Intake Manifolds {VARIABLE-LENGTH INTAKE MANIFOLD}

본 발명은 가변흡기매니폴드에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전부하 운전조건에서 엔진토크가 저하됨을 방지하고, 부분부하 운전조건에서 연소성능을 향상시킬 수 있으며, knock 소음의 발생 등을 효과적으로 방지할 수 있는 가변흡기매니폴드에 관한 것이다. The present invention relates to a variable intake manifold, and more particularly, to prevent engine torque from deteriorating under full load operating conditions, to improve combustion performance under partial load operating conditions, and to effectively prevent occurrence of knock noise. And a variable intake manifold.

흡기 매니폴드는 연료의 연소과정에서 필요한 공기를 엔진의 연소실로 유도하기 위한 것으로, 엔진의 각 연소실로 향하는 다수의 런너(runner)가 일체로 성형되는 것이 일반적이다. 그리고 런너의 일단은 실린더 헤드에 마련된 흡기 포트에 접속되고, 런너의 타단은 서지탱크에 접속되며, 서지탱크는 에어 덕트에서 유입된 흡입공기의 맥동을 완충하며 흡입공기를 다수의 런너로 고르게 분배하도록 구성될 수 있다. The intake manifold is for guiding the air necessary for the combustion process of the fuel to the combustion chamber of the engine, and a plurality of runners directed to each combustion chamber of the engine is generally formed integrally. One end of the runner is connected to the intake port provided in the cylinder head, the other end of the runner is connected to the surge tank, and the surge tank buffers the pulsation of the suction air introduced from the air duct and distributes the intake air evenly to the plurality of runners. Can be configured.

엔진의 회전속도영역에 따라 공기의 흡입저항이 달라지기 때문에 저속에서는 흡기관(intake tract)내의 유속을 빠르게 하기 위하여 흡기관의 직경을 작고 길이를 길게 하는 것이 유리하고, 고속에서는 흡기 저항을 줄이기 위해 흡기관의 직경을 크게 하고 길이를 짧게 하는 것이 유리하다. 이에, 엔진의 회전속도영역에 따라 런너이 길이를 조절함으로써 저/중/고속 모든 영역에서 최대의 성능을 발휘하도록 구성된 가변흡기매니폴드가 차량에 장착된다. Since the intake resistance of the air varies according to the rotational speed range of the engine, it is advantageous to make the diameter of the intake pipe small and long to increase the flow velocity in the intake tract at low speed, and to reduce the intake resistance at high speed. It is advantageous to increase the diameter of the intake pipe and shorten the length. Accordingly, the variable intake manifold configured to exhibit the maximum performance in all regions of low, medium and high speed by adjusting the length of the runner according to the rotational speed region of the engine is mounted on the vehicle.

한편, 최근에는 연비를 개선하기 위하여 차량의 엔진에 대해 아킨슨 사이클(Atkinson cycle)을 많이 채택하고 있는 경향이 있다. 아킨슨 사이클은 팽창비를 압축비 보다 높게 가진다. 즉, 엔진 피스톤의 압축 스트로크는 연소 스트로크 보다 짧아지게 된다. 팽창비와 압축비를 다르게 하면서 펌핑 로스를 줄일 수 있고 이 때문에 오토 사이클에 비해 연비가 10% 내외로 좋아진다고 알려져 있다. On the other hand, in recent years, in order to improve fuel efficiency, there is a tendency to adopt a lot of Atkinson cycle (cycle) for the engine of the vehicle. The Akinson cycle has an expansion ratio higher than the compression ratio. In other words, the compression stroke of the engine piston is shorter than the combustion stroke. It is known that the pumping loss can be reduced by varying the expansion ratio and the compression ratio, and thus the fuel economy is improved to about 10% compared to the auto cycle.

하지만, 아킨슬 사이클을 채택한 엔진의 경우, 고압축화로 인해 연비를 개선될 수 있지만 전부하 운전조건에서 엔진토크가 저하될 뿐만 아니라 부분부하 운전조건에서 연비가 저하되고, knock 소음이 높게 발생하는 단점이 있었다. However, in the case of the engine adopting the Akinsle cycle, it is possible to improve fuel efficiency due to high compression, but not only the engine torque is lowered under the full load operation condition, but also the fuel economy is lowered under the partial load operation condition, and the knock noise is high. there was.

이에 대해, 종래의 가변흡기매니폴드는 전부하 운전조건에서 엔진토크의 저하, 부분부하 운전조건에서 연비의 저하, knock 소음 등을 효과적으로 방지하기 어려운 한계가 있었다. On the other hand, the conventional variable intake manifold has a limit in which it is difficult to effectively prevent the engine torque from falling under the full load operation condition, the fuel economy from falling under the partial load driving condition, and the knock noise.

본 발명은 상기와 같은 점을 고려하여 안출한 것으로, 전부하 운전조건에서 엔진토크의 저하를 방지할 수 있고, 부분부하 운전조건에서 텀블유동의 유도에 의해 연비를 개선할 수 있으며, knock 소음 등을 효과적으로 방지할 수 있는 가변흡기매니폴드를 제공하는 데 그 목적이 있다. The present invention has been devised in consideration of the above, it is possible to prevent the reduction of the engine torque in the full load operating conditions, improve fuel economy by inducing tumble flow in the partial load operating conditions, knock noise, etc. The purpose is to provide a variable intake manifold that can effectively prevent the.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 가변흡기매니폴드는, Variable intake manifold according to an embodiment of the present invention for achieving the above object,

서지챔버;Surge chamber;

상기 서지챔버에 대해 구획벽에 의해 독립적으로 구획된 부하조절 챔버;A load regulation chamber independently partitioned by the partition wall relative to the surge chamber;

상기 서지챔버 및 상기 부하조절 챔버를 포위하고, 상기 서지챔버와 소통하는 런너; 및 A runner surrounding the surge chamber and the load regulation chamber and in communication with the surge chamber; And

상기 부하조절 챔버 및 런너 사이에는 런너의 유로를 개폐하도록 장착된 부하조절 밸브;를 포함하고, And a load control valve mounted between the load control chamber and the runner to open and close the flow path of the runner.

부분부하 운전조건에서 상기 부하조절 밸브가 상기 런너의 유로를 개방할 때 상기 부하조절 밸브 및 상기 런너 사이에 미세한 틈새를 형성함으로써 텀블유동을 유도하도록 구성될 수 있다. The load control valve may be configured to induce tumble flow by forming a fine gap between the load control valve and the runner when the load control valve opens the flow path of the runner in the partial load operating condition.

상기 부하조절 챔버는 상기 런너와 소통하는 개구를 가지고, 상기 부하조절 밸브가 상기 개구에 피벗가능하게 장착될 수 있다. The load regulation chamber has an opening in communication with the runner, and the load regulation valve can be pivotally mounted to the opening.

상기 런너의 일단은 상기 서지챔버와 소통하고, 상기 런너의 타단은 상기 실린더헤드의 흡기통로와 소통하며, 상기 개구는 상기 런너의 타단에 인접할 수 있다. One end of the runner may communicate with the surge chamber, the other end of the runner may communicate with an intake passage of the cylinder head, and the opening may be adjacent to the other end of the runner.

상기 부하조절 밸브는 제1위치 및 제2위치 사이로 이동하도록 구성되고, 상기 제1위치는 상기 개구를 개방함과 더불어 런너의 유로를 폐쇄하는 위치이며, 상기 제2위치는 상기 개구를 폐쇄함과 더불어 런너의 유로를 개방하는 위치일 수 있다. The load control valve is configured to move between a first position and a second position, wherein the first position is a position for closing the flow path of the runner while opening the opening, and the second position for closing the opening. In addition, it may be a position to open the flow path of the runner.

상기 부하조절 챔버는 상기 서지챔버에 비해 상기 실린더헤드의 흡기통로에 더 가깝게 배치될 수 있다. The load regulation chamber may be disposed closer to the intake passage of the cylinder head than the surge chamber.

본 발명에 의하면, 전부하 운전조건에서 부하조절밸브가 런너의 유로를 완전히 개방함에 따라 엔진토크의 저하 및 knock 소음의 발생 등을 효과적으로 방지할 수 있다. According to the present invention, as the load control valve fully opens the flow path of the runner under the full load operation condition, it is possible to effectively prevent the engine torque from falling and the occurrence of knock noise.

본 발명에 의하면, 부분부하 운전조건에서 부하조절밸브가 런너의 유로를 폐쇄할 때 부하조절밸브 및 런너 사이에 미세한 틈새가 형성되도록 구성함으로써 런너를 통과하는 일부의 공기가 미세한 틈새를 통과하여 엔진의 흡기통로로 유입될 때 공기가 빠른 속도로 통과함에 따라 텀블유동(tumble flow)을 유도할 수 있고, 이러한 텀블유동에 의해 유동성이 강화될 수 있다. 이를 통해 연소속도가 증가되어 연소가 안정적으로 이루어짐으로써 부분부하 운전조건에서 연비를 대폭 개선할 수 있다. According to the present invention, when the load control valve closes the flow path of the runner under the partial load operating conditions, a small gap is formed between the load control valve and the runner, so that some air passing through the runner passes through the fine gap and As the air passes through the intake passage at high speed, a tumble flow can be induced, and the tumble flow can enhance the fluidity. As a result, the combustion speed is increased and the combustion is made stable, thereby significantly improving fuel economy under partial load operating conditions.

그리고, 본 발명은 부분부하 운전조건에서 텀블유동을 유도하여 공기를 고속으로 엔진의 흡기통로로 흡입함으로써 동일토크(동일 엔진출력) 조건의 기준으로 상대적으로 공기유입량을 감소할 수 있고, 이에 동일토크 조건에서 상대적으로 스로틀개도를 감소시킴으로써 스로틀펌핑의 손실이 저감할 수 있고, 이를 통해 연비를 대폭 개선할 수 있다. In addition, the present invention can induce the tumble flow in the partial load operating conditions to suck the air into the intake passage of the engine at high speed to relatively reduce the air inflow on the basis of the same torque (same engine output) conditions, the same torque By reducing the throttle opening relatively in the condition, the loss of throttle pumping can be reduced, thereby significantly improving fuel economy.

또한, 본 발명은 부분부하 운전조건에서 부하조절 챔버가 부하조절밸브의 하류 측에 위치함으로써 일부의 공기가 런너로부터 부하조절 챔버 내로 유입된 후에 부하조절 챔버로부터 런너로 다시 이동하여 엔진의 흡기통로로 흡입될 수 있다. 즉, 부분부하 운전조건에서 부하조절밸브의 하류 측에서 부하조절 챔버와 런너가 서로 소통함으로써 압력저항을 줄여 공기가 실린더헤드(엔진)의 흡기통로로 안정적으로 흡입될 수 있다. In addition, in the present invention, the load regulation chamber is located on the downstream side of the load regulation valve in the partial load operation condition, so that some air flows from the runner into the load regulation chamber and then moves back from the load regulation chamber to the runner to the intake passage of the engine. May be inhaled. That is, the load regulation chamber and the runner communicate with each other on the downstream side of the load control valve in the partial load operating conditions, thereby reducing the pressure resistance, so that the air can be stably sucked into the intake passage of the cylinder head (engine).

그리고, 본 발명은 부하조절 챔버가 엔진의 흡기통로에 인접하게 배치됨으로써 부분부하 운전조건에서 공기의 이동거리를 상대적으로 짧게 구현함으로써 피스톤의 펌핑손실을 줄일 수 있으며, 이를 통해 연비를 대폭 개선할 수 있다. In addition, the present invention can reduce the pumping loss of the piston by implementing a relatively short movement distance of the air under the partial load operating conditions by the load control chamber is disposed adjacent to the intake passage of the engine, thereby significantly improving fuel economy have.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가변흡기매니폴드를 도시한 측단면도로서, 부분부하 조절밸브가 런너의 유로를 폐쇄한 상태를 나타낸다.
도 2는 도 1의 A-A선을 따라 도시한 단면도로서, 부분부하 조절밸브가 런너의 유로를 폐쇄한 상태를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 가변흡기매니폴드를 도시한 측단면도로서, 부분부하 조절밸브가 런너의 유로를 완전히 개방한 상태를 나타낸다.
도 4는 도 5의 A-A선을 따라 도시한 단면도로서, 부분부하 조절밸브가 런너의 유로를 완전히 개방한 상태를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 가변흡기매니폴드를 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 가변흡기매니폴드의 토크-RPM 선도를 나타낸 그래프이다. 1 is a side cross-sectional view illustrating a variable intake manifold according to an exemplary embodiment of the present invention, in which a partial load control valve closes a flow path of a runner.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 1 and shows a state in which the partial load control valve closes the flow path of the runner.
Figure 3 is a side cross-sectional view showing a variable intake manifold according to an embodiment of the present invention, showing a state in which the partial load control valve fully open the flow path of the runner.
FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 5 and shows a state in which the partial load control valve completely opens the runner flow path.
5 is a perspective view illustrating a variable intake manifold according to an embodiment of the present invention.
6 is a graph showing a torque-RPM diagram of a variable intake manifold according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail through exemplary drawings. In adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same reference numerals are assigned to the same components as much as possible even though they are shown in different drawings. In addition, in describing the embodiments of the present invention, if it is determined that the detailed description of the related well-known configuration or function interferes with the understanding of the embodiments of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.In describing the components of the embodiments of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are only for distinguishing the components from other components, and the nature, order or order of the components are not limited by the terms. In addition, unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. Terms such as those defined in the commonly used dictionaries should be construed as having meanings consistent with the meanings in the context of the related art, and shall not be construed in ideal or excessively formal meanings unless expressly defined in this application. Do not.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 가변흡기매니폴드(10)는 서지챔버(11)와, 서지챔버(11)에 대해 독립적으로 구획된 부하조절 챔버(12, load control chamber)와, 서지챔버(11) 및 부하조절 챔버(12)를 포위하는 복수의 런너(13)를 포함한다. Referring to FIG. 1, the variable intake manifold 10 according to an embodiment of the present invention may include a surge chamber 11, a load control chamber 12 separately partitioned from the surge chamber 11, and a load control chamber 12. And a plurality of runners 13 surrounding the surge chamber 11 and the load regulation chamber 12.

가변흡기매니폴드(10)는 도 2에 도시된 바와 같이, 서지챔버(11)와 소통하는 에어 인렛(15)을 포함할 수 있고, 에어 인렛(15)은 서지챔버(11)의 일단에 배치될 수 있다. 외부 공기는 에어 인렛(15)을 통해 서지챔버(11) 내로 유입된다.The variable intake manifold 10 may include an air inlet 15 in communication with the surge chamber 11, as shown in FIG. 2, with the air inlet 15 disposed at one end of the surge chamber 11. Can be. The outside air is introduced into the surge chamber 11 through the air inlet 15.

부하조절 챔버(12)는 서지챔버(11)에 구획벽(14)에 의해 독립적으로 구획될 수 있고, 이에 부하조절 챔버(12)는 서지챔버(11)에 대해 분리됨으로써 부하조절 챔버(12)와 서지챔버(11)는 소통하지 않도록 구성될 수 있다. The load regulation chamber 12 may be independently partitioned in the surge chamber 11 by the partition wall 14, whereby the load regulation chamber 12 is separated from the surge chamber 11 so as to load control chamber 12. And surge chamber 11 may be configured not to communicate.

서지챔버(11) 및 부하조절 챔버(12)는 가변흡기매니폴드(10)의 중심부에서 구획벽(14)에 의해 서로 간에 독립적으로 구획될 수 있다. The surge chamber 11 and the load regulation chamber 12 may be partitioned independently from each other by the partition wall 14 at the center of the variable intake manifold 10.

서지챔버(11)는 복수의 런너(13)와 소통하도록 구성될 수 있고, 서지챔버(11)는 복수의 런너(13)로 공기를 균일하게 분배하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 도 2에 도시된 바와 같이, 에어 인렛(15)으로부터 멀어지는 방향을 따라 구획벽(14)의 두께가 점진적으로 두껍게 구성될 수 있고, 이에 대응하여 서지챔버(11)는 에어 인렛(15)으로부터 멀어지는 방향을 따라 서지챔버(11)의 체적이 점진적으로 작아지도록 구성될 수 있다. 이에 의해, 에어 인렛(15)으로부터 멀게 배치된 런너와 면하는 서지챔버(11)의 공간은 그 체적이 다른 부분에 비해 협소해짐에 따라 공기의 속도가 빨라질 수 있고, 이를 통해 서지챔버(11) 내에서 공기가 복수의 런너(13)로 균일하게 분배될 수 있다. The surge chamber 11 may be configured to communicate with the plurality of runners 13, and the surge chamber 11 may be configured to uniformly distribute air to the plurality of runners 13. For example, as shown in FIG. 2, the partition wall 14 may be gradually thickened along the direction away from the air inlet 15, and the surge chamber 11 may correspond to the air inlet 15. The volume of the surge chamber 11 along the direction away from it may be configured to gradually decrease. As a result, the space of the surge chamber 11 facing the runner disposed far from the air inlet 15 can be increased in speed as the volume thereof becomes narrower than other portions, whereby the surge chamber 11 Air may be uniformly distributed to the plurality of runners 13 in the interior.

상술한 바와 같이, 서지챔버(11)는 서지챔버(11)의 길이방향을 따라 그 체적이 달라지는 데 반해, 부하조절 챔버(12)는 서지챔버(11)의 길이방향을 따라 그 체적이 동일하게 구성될 수 있다. As described above, the volume of the surge chamber 11 varies along the longitudinal direction of the surge chamber 11, whereas the load control chamber 12 has the same volume along the longitudinal direction of the surge chamber 11. Can be configured.

복수의 런너(13)는 서지챔버(11) 및 부하조절 챔버(12)를 포위하는 구조로 구성될 수 있다. 각 런너(13)의 일단(상류단)은 서지챔버(11)와 직접적으로 소통하고, 각 런너(13)의 타단(하류단)은 실린더헤드(엔진)의 흡기통로(2)와 직접적으로 소통하도록 구성된다.The plurality of runners 13 may be configured to surround the surge chamber 11 and the load control chamber 12. One end (upstream end) of each runner 13 communicates directly with the surge chamber 11, and the other end (downstream end) of each runner 13 communicates directly with the intake passage 2 of the cylinder head (engine). It is configured to.

본 발명의 실시예에 따르면, 부하조절 챔버(12)는 서지챔버(11)에 비해 실린더헤드의 흡기통로(2)에 더 가깝게 배치될 수 있다. According to the embodiment of the present invention, the load regulation chamber 12 may be arranged closer to the intake passage 2 of the cylinder head than the surge chamber 11.

부하조절 챔버(12)는 복수의 런너(13)와 소통하는 복수의 개구(16)를 가질 수 있고, 이에 의해 각 런너(13)의 일단은 서지챔버(11)와 소통하며, 각 런너(13)의 타단에 인접한 부분은 부하조절 밸브(20)에 의해 부하조절 챔버(12)와 소통가능해질 수 있다. The load regulation chamber 12 may have a plurality of openings 16 in communication with the plurality of runners 13, whereby one end of each runner 13 communicates with the surge chamber 11 and each runner 13. The portion adjacent to the other end of the can be communicated with the load control chamber 12 by the load control valve (20).

복수의 부하조절 밸브(20)가 복수의 개구(16)에 개별적으로 장착될 수 있다. 복수의 부하조절 밸브(20)는 샤프트(25)에 의해 일체로 연결될 수 있고, 샤프트(25)는 가변흡기매니폴드(10)의 길이방향을 따라 연장될 수 있다. A plurality of load regulating valves 20 may be individually mounted to the plurality of openings 16. The plurality of load control valve 20 may be integrally connected by the shaft 25, the shaft 25 may extend along the longitudinal direction of the variable intake manifold (10).

각 부하조절 밸브(20)는 런너(13)의 유로를 개폐하도록 각 개구(16)에 장착될 수 있다. Each load control valve 20 may be mounted to each opening 16 to open and close the flow path of the runner 13.

구체적인 실시예에 따르면, 각 부하조절 밸브(20)는 제1위치(21) 및 제2위치(22) 사이로 이동하도록 각 개구(16)에 피벗가능하게 장착될 수 있다.(load control valve 20 is pivotally mounted to opening 16 to moves between a first position 21 and a second position 22) According to a specific embodiment, each load control valve 20 may be pivotally mounted in each opening 16 to move between the first position 21 and the second position 22. (load control valve 20 is pivotally mounted to opening 16 to moves between a first position 21 and a second position 22)

제1위치(21)는 개구(16)를 개방함과 더불어 런너(13)의 유로를 폐쇄하는 위치일 수 있다. 부분부하 운전조건일 경우에 부하조절 밸브(20)는 제1위치(21)로 이동하고, 이에 개구(16)가 개방됨에 따라 부하조절 챔버(12) 및 런너(13)가 서로 소통하고, 런너(13)의 유로는 부분적으로 폐쇄될 수 있다. The first position 21 may be a position that opens the opening 16 and closes the flow path of the runner 13. In the case of the partial load operating condition, the load control valve 20 moves to the first position 21, and as the opening 16 is opened, the load control chamber 12 and the runner 13 communicate with each other, and the runner The flow path of (13) can be partially closed.

제2위치(22)는 개구(16)를 폐쇄함과 더불어 런너(13)의 유로를 완전히 개방하는 위치일 수 있다. 전부하 운전조건에서 부하조절 밸브(20)가 제2위치(22)로 이동하고, 개구(16)가 폐쇄됨에 따라 부하조절 챔버(12) 및 런너(13)가 서로 소통하지 않으며, 런너(13)의 유로는 완전히 개방될 수 있다. 즉, 전부하 운전조건에서 런너(13)의 유로가 완전히 개방됨에 따라 엔진토크의 저하가 효과적으로 방지될 수 있다. The second position 22 may be a position that closes the opening 16 and completely opens the flow path of the runner 13. As the load control valve 20 moves to the second position 22 in the full load operation condition, and the opening 16 is closed, the load control chamber 12 and the runner 13 do not communicate with each other, and the runner 13 ) Can be completely open. That is, as the flow path of the runner 13 is completely opened under the full load driving condition, the reduction of the engine torque can be effectively prevented.

샤프트(25)는 엑츄에이터(미도시)에 의해 회전가능하게 장착될 수 있고, 샤프트(25)의 회전에 의해 복수의 부하조절 밸브(20)가 피벗할 수 있다. 엑츄에이터(미도시)에는 컨트롤러(미도시)가 전기적으로 접속될 수 있고, 컨트롤러(미도시)는 엑츄에이터(미도시)를 제어할 수 있다. 컨트롤러(미도시)는 엔진의 전부하 운전조건 및 부분부하 운전조건에 따라 엑츄에이터(미도시)를 제어함으로써 샤프트(25) 및 부하조절 밸브(20)를 구동할 수 있다.The shaft 25 may be rotatably mounted by an actuator (not shown), and the plurality of load control valves 20 may be pivoted by the rotation of the shaft 25. A controller (not shown) may be electrically connected to the actuator (not shown), and the controller (not shown) may control the actuator (not shown). The controller (not shown) may drive the shaft 25 and the load control valve 20 by controlling the actuator (not shown) according to the full load operating condition and the partial load operating condition of the engine.

본 발명의 실시예는, 부분부하 운전조건에서 부하조절 밸브(20)와 런너(13) 사이에서 텀블유동(tumble flow, K1)을 유도하도록 구성될 수 있다. 이를 구체적으로 살펴보면, 부하조절 밸브(20)가 제1위치(21)로 이동하여 부하조절밸브(20)가 런너(13)를 폐쇄하면, 부하조절 밸브(20)와 런너(13) 사이에는 미세한 틈새(g)가 형성되도록 구성될 수 있다. 이에 의해, 런너(13)를 통과한 공기가 미세한 틈새를 통과함에 따라 텀블유동(K1)이 유도될 수 있다. Embodiments of the present invention may be configured to induce a tumble flow K1 between the load control valve 20 and the runner 13 under partial load operating conditions. Specifically, when the load control valve 20 moves to the first position 21 and the load control valve 20 closes the runner 13, the load control valve 20 and the runner 13 are minutely separated. The gap g may be configured to be formed. As a result, the tumble flow K1 may be induced as the air passing through the runner 13 passes through the fine gap.

일 실시예에 따르면, 도 2에 도시된 바와 같이, 부하조절 밸브(20)는 하나 이상의 홈부(24)를 가질 수 있고, 홈부(24)는 부하조절 밸브(20)의 자유단에 형성될 수 있다. 부하조절 밸브(20)가 제1위치(21)에 이동하면 런너(13)를 통과한 공기가 홈부(24)를 통과함에 따라 텀블유동(K1)이 유도될 수 있다. 즉, 홈부(24)는 상술한 바와 같이 텀블유동(K1)을 유도하는 미세한 틈새의 역할을 한다. According to one embodiment, as shown in FIG. 2, the load control valve 20 may have one or more grooves 24, and the groove 24 may be formed at the free end of the load control valve 20. have. When the load control valve 20 moves to the first position 21, the tumble flow K1 may be induced as the air passing through the runner 13 passes through the groove 24. That is, the groove portion 24 serves as a minute gap to induce the tumble flow K1 as described above.

이하에서 상기와 같이 구성된 본 발명의 작동을 구체적으로 설명한다. Hereinafter, the operation of the present invention configured as described above will be described in detail.

도 1 및 도 2를 참조하면, 부분부하 운전조건인 경우에 컨트롤러(미도시) 및 엑츄에이터(미도시)에 의해 부하조절 밸브(20)가 제1위치(21)로 이동하면 부하조절 밸브(20)가 런너(13)의 유로를 부분적으로 폐쇄한다. 부하조절 밸브(20) 및 런너(13) 사이에는 부하조절 밸브(20)의 홈부(24) 등과 같은 미세한 틈새가 형성될 수 있고, 런너(13)를 통과한 일부의 공기가 미세한 틈새(홈부(24))를 통과함에 따라 공기가 빠른 속도로 통과함에 따라 텀블유동(K1)이 유도될 수 있고, 텀블유동(K1)이 실린더헤드의 흡기유로(2)로 유입될 수 있다. 이러한 텀블유동에 의해 유동성이 강화될 수 있으며, 이를 통해 연소속도가 증가되어 안정된 연소를 도모할 수 있다. 1 and 2, when the load control valve 20 is moved to the first position 21 by the controller (not shown) and the actuator (not shown) under the partial load operating condition, the load control valve 20 ) Partially closes the flow path of the runner 13. A minute gap may be formed between the load control valve 20 and the runner 13 such as the groove 24 of the load control valve 20, and a part of the air passing through the runner 13 may have a minute gap (groove) 24)), the tumble flow K1 may be induced as the air passes at a high speed, and the tumble flow K1 may be introduced into the intake passage 2 of the cylinder head. The fluidity can be enhanced by the tumble flow, and thus the combustion speed can be increased to achieve stable combustion.

그리고, 본 발명은 부분부하 운전조건에서 텀블유동을 유도하여 고속으로 공기가 엔진의 흡기통로에 흡입됨으로써 동일토크(동일 엔진출력) 조건의 기준으로 상대적으로 공기유입량이 감소될 수 있다. 이를 통해, 동일토크 조건에서 상대적으로 스로틀개도를 감소시킴으로써 스로틀펌핑의 손실이 저감할 수 있고, 이를 통해 연비를 대폭 개선할 수 있다. In addition, the present invention induces a tumble flow under the partial load operating conditions, so that air is sucked into the intake passage of the engine at a high speed, so that the air inflow amount can be relatively reduced on the basis of the same torque (same engine output) condition. As a result, the loss of throttle pumping can be reduced by relatively reducing the throttle opening degree under the same torque condition, thereby significantly improving fuel economy.

그리고, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 부분부하 운전조건에서 부하조절 챔버(12)가 부하조절밸브(20)의 하류 측에 위치하고, 이를 통해 일부의 공기가 복수의 런너(13)로부터 부하조절 챔버(12) 내로 유입되고(도 1의 K2방향 참조), 부하조절 챔버(12) 내에서 복수의 런너(12)들 사이로 공기가 흐를 수 있다(도 1 및 도 2의 K4방향 참조). 그 이후에 부하조절 챔버(12)로부터 복수의 런너(13)로 이동함(도 1의 K3 방향 참조)으로써 실린더헤드의 흡기통로(2)로 유입될 수 있다. 1 and 2, the load control chamber 12 is located downstream of the load control valve 20 in the partial load operating conditions, through which a part of the air from the plurality of runners 13 1 may be introduced into the load regulation chamber 12 (see direction K2 of FIG. 1), and air may flow between the plurality of runners 12 in the load regulation chamber 12 (see direction K4 of FIGS. 1 and 2). . Thereafter, it may flow into the intake passage 2 of the cylinder head by moving from the load regulation chamber 12 to the plurality of runners 13 (see K3 direction in FIG. 1).

도 2를 참조하면, 어느 한 런너(13)로부터 부하조절 챔버(12)로 유입되면(도 2의 K2방향 참조), 부하조절 챔버(12) 내에서 서로 다른 런너(13)들 사이로 공기가 흐를 수 있다(도 2의 K4방향 참조). 이와 같이, 부분부하 운전조건에서 부하조절밸브의 하류 측에서 부하조절 챔버(12)가 복수의 런너(13)와 서로 소통함으로써 공기가 부하조절 챔버(12)를 매개로 복수의 런너(13)들 사이로 이동할 수 있고, 이를 통해 압력저항을 줄여 공기가 엔진의 흡기통로로 안정적으로 흡입될 수 있다. Referring to FIG. 2, when the runner 13 is introduced into the load regulation chamber 12 (see direction K2 of FIG. 2), air flows between different runners 13 in the load regulation chamber 12. (See K4 direction in FIG. 2). As such, the load control chamber 12 communicates with the plurality of runners 13 on the downstream side of the load control valve in the partial load operating condition, so that the air runs through the load control chambers 12. It can move in between, thereby reducing the pressure resistance, so that air can be stably sucked into the intake passage of the engine.

그리고, 본 발명은 부하조절 챔버(12)가 실린더헤드(엔진)의 흡기통로(2)에 인접하게 배치됨으로써 부분부하 운전조건에서 공기의 이동거리를 상대적으로 짧게 구현함으로써 피스톤의 펌핑손실을 줄일 수 있으며, 이를 통해 연비를 대폭 개선할 수 있다. In addition, the present invention can reduce the pumping loss of the piston by the load control chamber 12 is disposed adjacent to the intake passage (2) of the cylinder head (engine) by implementing a relatively short moving distance of the air in the partial load operating conditions This can significantly improve fuel economy.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 가변흡기매니폴드에 의해 구현될 수 있는 토크-RPM 선도를 예시한 그래프이다. 6 is a graph illustrating a torque-RPM diagram that may be implemented by a variable intake manifold according to an embodiment of the present invention.

도 6의 WOT 선(Wide-Open-Throttled line)은 엔진이 최대피크로 동작하기 위한 최대 한계값을 나타낸다(In FIG. 6, line WOT depicts an upper limit for operating the engine in an enriched, wide-open-throttled (WOT) SI mode also referred to as the peak torque engine operation). 이에, WOT선의 하부영역(TL)은 엔진의 전부하 운전조건을 나타낸다. Wide-Open-Throttled line of FIG. 6 represents the maximum limit value for the engine to operate at maximum peak (In FIG. 6, line WOT depicts an upper limit for operating the engine in an enriched, wide-open). -throttled (WOT) SI mode also referred to as the peak torque engine operation). Accordingly, the lower region TL of the WOT line represents the full load operating condition of the engine.

도 6의 VO선은 부분부하 밸브(20)가 제1위치(21)로 이동하는 시점을 나타내고, 이에 VO선에서 부하조절 챔버(12)의 개구(16)가 개방됨과 더불어 런너(13)의 유로가 부분적으로 폐쇄됨으로써 부하조절 챔버(12) 및 런너(13)가 서로 소통하고, 런너(13)의 유로는 부분적으로 폐쇄된다. 이에, VO선의 하부영역(PL)은 엔진의 부분부하 운전조건을 나타낸다. VO line of FIG. 6 shows the point of time when the partial load valve 20 moves to the 1st position 21, and the opening 16 of the load regulation chamber 12 is opened at the VO line, and the runner 13 of FIG. The flow path is partially closed, so that the load control chamber 12 and the runner 13 communicate with each other, and the flow path of the runner 13 is partially closed. Accordingly, the lower region PL of the VO line represents a partial load operating condition of the engine.

도 6에서 VO선이 대략 3000RPM의 부근까지 연장되어 있지만, 차량의 사양에 따라 VO선이 3000RPM 이상의 영역까지 연장될 수 있다(도 6의 점선 참조). 그리고, VO선과 WOT선 사이의 간격은 차량의 사양 등에 따라 다양하게 가변될 수 있다. In FIG. 6, the VO line extends to approximately 3000 RPM, but the VO line may extend to an area of 3000 RPM or more depending on the specification of the vehicle (see dotted line in FIG. 6). The distance between the VO line and the WOT line may vary in various ways depending on the specification of the vehicle.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those skilled in the art to which the present invention pertains may make various modifications and changes without departing from the essential characteristics of the present invention.

따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention but to describe the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

2: 실린더헤드의 흡기통로
10: 가변흡기매니폴드
11: 서지챔버
12: 부하조절 챔버
13: 런너
16: 개구
20: 부하조절 밸브
21: 제1위치
22: 제2위치
24: 홈부2: intake passage of cylinder head
10: Variable Intake Manifold
11: surge chamber
12: Load regulation chamber
13: runner
16: opening
20: load control valve
21: first position
22: second position
24: groove

Claims (5)

서지챔버;
상기 서지챔버에 대해 구획벽에 의해 독립적으로 구획된 부하조절 챔버;
상기 서지챔버 및 상기 부하조절 챔버를 포위하고, 상기 서지챔버와 소통하는 런너; 및
상기 부하조절 챔버 및 런너 사이에는 런너의 유로를 개폐하도록 장착된 부하조절 밸브;를 포함하고,
부분부하 운전조건에서 상기 부하조절 밸브가 상기 런너의 유로를 개방할 때 상기 부하조절 밸브 및 상기 런너 사이에 미세한 틈새를 형성함으로써 텀블유동을 유도하도록 구성된 가변흡기매니폴드.Surge chamber;
A load regulation chamber independently partitioned by the partition wall relative to the surge chamber;
A runner surrounding the surge chamber and the load regulation chamber and in communication with the surge chamber; And
And a load control valve mounted between the load control chamber and the runner to open and close the flow path of the runner.
And a variable intake manifold configured to induce tumble flow by forming a small gap between the load control valve and the runner when the load control valve opens the flow path of the runner in the partial load operating condition. 청구항 1에 있어서,
상기 부하조절 챔버는 상기 런너와 소통하는 개구를 가지고, 상기 부하조절 밸브가 상기 개구에 피벗가능하게 장착되는 가변흡기매니폴드.The method according to claim 1,
And the load regulation chamber has an opening in communication with the runner and the load regulation valve is pivotably mounted to the opening. 청구항 2에 있어서,
상기 런너의 일단은 상기 서지챔버와 소통하고, 상기 런너의 타단은 상기 실린더헤드의 흡기통로와 소통하며, 상기 개구는 상기 런너의 타단에 인접한 가변흡기매니폴드.The method according to claim 2,
One end of the runner is in communication with the surge chamber, the other end of the runner is in communication with the intake passage of the cylinder head, the opening is a variable intake manifold adjacent to the other end of the runner. 청구항 2에 있어서,
상기 부하조절 밸브는 제1위치 및 제2위치 사이로 이동하도록 구성되고, 상기 제1위치는 상기 개구를 개방함과 더불어 런너의 유로를 폐쇄하는 위치이며, 상기 제2위치는 상기 개구를 폐쇄함과 더불어 런너의 유로를 개방하는 위치인 가변흡기매니폴드.The method according to claim 2,
The load control valve is configured to move between a first position and a second position, wherein the first position is a position for closing the flow path of the runner while opening the opening, and the second position for closing the opening. In addition, the variable intake manifold is a position to open the runner flow path. 청구항 1에 있어서,
상기 부하조절 챔버는 상기 서지챔버에 비해 실린더헤드의 흡기통로에 더 가깝게 배치되는 가변흡기매니폴드.

The method according to claim 1,
The load regulation chamber is disposed closer to the intake passage of the cylinder head than the surge chamber.

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