KR950011690B1

KR950011690B1 - Swirl controlling apparatus for air intake

Info

Publication number: KR950011690B1
Application number: KR1019910025215A
Authority: KR
Inventors: 최명식
Original assignee: 현대자동차주식회사; 전성원
Priority date: 1991-12-30
Filing date: 1991-12-30
Publication date: 1995-10-07
Also published as: KR930013434A

Abstract

The intake swirl control device of a vehicle engine comprises a directional control valve for supplying the pressurized fluid in an accumulator according to the electrical signal of an ECU; a hydraulic cylinder connected to the directional control valve, which has a piston moving forward when the fluid is supplied and being restituted by a spring; and a swirl control valve which comprises a chamber connected to the hydraulic cylinder, a first flexible tube being expandable inwards to the intake manifold and a second flexible tube installed at the tip of a partition wall in opposition to the first flexible tube.

Description

Intake swirl control device of automobile engine

제1도는 본 발명에 의한 흡기 스월조절장치 전체 시스템.1 is an overall intake swirl control system according to the present invention.

제2도는 본 발명에 관련하는 스월조절밸브의 측단면도.2 is a side cross-sectional view of a swirl control valve according to the present invention.

제3도는 종래의 스월조절밸브의 설치상태를 나타내는 도면이다.3 is a view showing an installation state of a conventional swirl control valve.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

10 : ECU 13 : 어큐뮬레이터10: ECU 13: accumulator

14 : 방향전환밸브 15 : 스프링14: direction switching valve 15: spring

16 : 유압실린더 18 : 흡기매니폴드16: hydraulic cylinder 18: intake manifold

19 : 스월조절밸브 20 : 제1플렉시블 튜브19: Swirl control valve 20: First flexible tube

21 : 격벽 22 : 제2플렉시블 튜브21: bulkhead 22: second flexible tube

23 : 통로23: passage

본 발명은 자동차 엔진의 흡기 스월(Swirl)조절장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 흡기매니폴드를 통하여 유입되는 흡기의 유동저항을 최소화하여 출력 및 연비를 향상시킬 수 있도록 한 흡기 스월조절장치에 관한 것이다.The present invention relates to an intake swirl adjusting device for an automobile engine, and more particularly, to an intake swirl adjusting device for minimizing the flow resistance of the intake air flowing through the intake manifold to improve output and fuel efficiency. will be.

자동차 엔진의 흡기계통은 에어 클리너를 통과한 공기가 에어 플로오 미터의 플랩을 밀고 스로틀 밸브의 열림 정도에 따라 적당량의 공기가 연소실내로 흡입할 수 있도록 되어 있다.In the intake tube of an automobile engine, the air passing through the air cleaner pushes the flap of the air flow meter, and an appropriate amount of air can be sucked into the combustion chamber according to the opening degree of the throttle valve.

이때 유입되는 공기는 엔진의 출력과 연비에 관계하게 되므로 흡입저항을 최소화하고 연료와 공기의 혼합이 이상적인 공연비가 되도록 하여 연료의 과잉공급을 억제하는 것이 바람직한 것으로 평가되고 있다.At this time, the incoming air is related to the output and fuel economy of the engine, it is evaluated that it is desirable to minimize the intake resistance and to suppress the oversupply of fuel by making the fuel and air mixture to the ideal air-fuel ratio.

따라서 공기가 유입되는 실질적인 통로인 스로틀 바디는 관로 저항을 줄일수 있는 구조로 설계되는 것이 좋고, 또 스로틀 밸브가 개폐작용을 할때 밸브와의 공기저항이 적게 되도록 설계되어야 한다.Therefore, the throttle body, which is a substantial passage through which air flows, should be designed to reduce the pipeline resistance, and should be designed to reduce air resistance with the valve when the throttle valve opens and closes.

차량이 주행중이거나 공회전시 연소에 필요한 공기량이 달라지게 되는데, 특히 주행시에는 출력에 관계하게 되므로 스로틀 밸브의 개폐정도 만으로는 출력을 향상시키는데 한계가 있다.The amount of air required for combustion is changed when the vehicle is running or idling, and in particular, since driving is related to the output, there is a limit in improving the output by only opening and closing the throttle valve.

따라서 흡기매니폴드에, 스월조절밸브를 설치하여 저속시에는 한쪽의 통로를 차단하여 연소실로 유입되는 공기를 회전시키고, 고부하가 걸리거나 큰 출력을 필요로 할 때에는 2개의 통로를 모두 열어 연소실로 유입되는 공기량을 증가시키고 있다.Therefore, a swirl control valve is installed in the intake manifold to block one passage at low speed to rotate the air flowing into the combustion chamber, and when both high loads and high output are required, both passages are opened to enter the combustion chamber. Increasing air volume.

그런데 종래의 스월조절장치는, 제3도에 도시한 바와 같이 흡기밸브(1)의 승강운동을 안내하는 밸브가이드(2)에 스월조절밸브(3)가 설치되어 회전할 수 있도록 되어 있기 때문에 풀 로드(Full load)에서 유동저항이 커져 출력이 저하되는 요인이 되고 있다.By the way, in the conventional swirl control device, as shown in FIG. 3, the swirl control valve 3 is installed in the valve guide 2 for guiding the lifting movement of the intake valve 1, so that it can rotate. In the full load, the flow resistance increases, which causes a decrease in output.

이것은 스월조절밸브(3)가 흡기매니폴드의 유로내측에 설치되어 있기 때문에 야기되는 것으로서 이러한 구조적 결점은 개선되어야 할 것으로 지적되고 있다.This is caused because the swirl control valve 3 is installed inside the flow path of the intake manifold, and this structural defect is pointed out to be improved.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해소하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 폴 로드에서 흡기의 유동 저항이 발생되지 않도록 하여 출력을 향상시키고 연료와의 이상적인 혼합으로 연비를 개선할 수 있는 자동차 엔진의 흡기 스월조절장치를 제공하는데 있다.The present invention has been invented to solve the problems of the prior art as described above, and an object of the present invention is to prevent the flow resistance of the intake air in the pole rod to improve output and improve fuel efficiency by ideal mixing with fuel. The present invention provides an intake swirl control device for an automobile engine.

이를 실현하기 위하여 본 발명은, 어큐뮬레이터의 압력유체를 ECU의 전기적인 신호에 의해 작동하여 공급 또는 차단하는 방향전환밸브와, 이 방향전환밸브의 포트와 연결되어 압력유체를 공급받아 작동하는 유압실린더와, 이 유압실린더의 출구측과 연통되는 챔버가 유로를 2분할하는 격벽과 흡기매니폴드의 내측면에 각각 형성됨과 아울러 이들 챔버에 신축가능한 플렉시블 튜브가 대향하는 자세로 설치되는 스월조절밸브로 구성되는 자동차 엔진의 흡기 스월조절장치를 제공한다.In order to achieve this, the present invention provides a directional valve that operates or supplies or shuts off the pressure fluid of the accumulator by an electrical signal from an ECU, a hydraulic cylinder connected to a port of the directional valve and operated under pressure fluid supply. And a chamber for communicating with the outlet side of the hydraulic cylinder is formed on the partition wall dividing the flow path and the inner side of the intake manifold, respectively, and the swirl control valve is installed in an opposite position to the flexible tube. Provided is an intake swirl control device for an automobile engine.

상기한 플렉시블 튜브는 그 선단이 대향하는 자세로 설치되어 챔버에 압력이 상승할때 신장되어 하나의 유로를 차단하거나, 수축하여 개방하게 된다.The flexible tube is installed in a position in which the tip thereof is opposed, and is extended when the pressure rises in the chamber so as to block one flow path or contract and open it.

이것은 2개의 유로중에서 하나의 유로 직경을 가변시키는 결과가 되므로 엔진의 로드 상태에 따라 유로의 개폐작용을 행하게 된다.This results in varying the diameter of one of the two flow paths, thus opening and closing the flow path in accordance with the load state of the engine.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 따라 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

제1도는 본 발명에 의한 스월조절장치의 전체 시스템을 나타내는 도면으로서, 스로틀 밸브의 개도와 차량의 주행속도, 냉각수 온도 및 흡입공기량등을 각종의 센서로부터 전달받아 전기적인 출력을 내는 ECU(10)와 유압펌프(11)가 전기적으로 연결되어 작동할 수 있도록 되어 있다.1 is a view showing the entire system of the swirl control device according to the present invention, the ECU 10 for generating an electrical output by receiving the opening of the throttle valve, the running speed of the vehicle, the coolant temperature and the intake air volume from various sensors And the hydraulic pump 11 are electrically connected to each other to operate.

상기한 유압펌프(11)는 리저버(12)내의 유체를 흡입하여 어큐뮬레이터(13)로 보내어 소정의 압력을 갖는 압력유체가 저장되도록 하고 있다.The hydraulic pump 11 sucks the fluid in the reservoir 12 and sends it to the accumulator 13 to store a pressure fluid having a predetermined pressure.

이 어큐물레이터(13)의 출구는 방향전환밸브(14)의 a포트와 연결되어 있는데, 상기한 방향전환밸브(14)의 b포트는 스프링(15)을 내장하고 있는 유압실린더(16)의 좌측챔버(C1)와 연결되어 유체를 공급할 수 있도록 되어 있다.The outlet of the accumulator 13 is connected to the a port of the directional valve 14, and the b port of the directional valve 14 is a hydraulic cylinder 16 having a spring 15 therein. It is connected to the left chamber C1 to supply fluid.

이때 공급되는 유체는 피스톤(17)에 작용하여 우측으로 이동시킴으로서 우측챔버(C2)내의 스프링(15)을 압축시키도록 되어 있다.At this time, the supplied fluid acts on the piston 17 and moves to the right to compress the spring 15 in the right chamber C2.

상기한 유압실린더(16)의 우측챔버(C2)는 흡기매니폴드(18)내의 스월조절밸브(19)와 연결되어 유체를 공급할 수 있도록 되어 있다.The right chamber C2 of the hydraulic cylinder 16 is connected to the swirl control valve 19 in the intake manifold 18 so as to supply fluid.

상기한 스월조절밸브(19)는 흡기매니폴드(18)의 외측으로 돌출형성된 챔버(C3)을 보유하고 있으며, 이챔버(C3)의 내측에 제1플렉시블 튜브(20)가 유로와 일직선 상태로 설치되는 구조로 되어 있다.The swirl control valve 19 has a chamber C3 protruding outwardly of the intake manifold 18, and the first flexible tube 20 is in line with the flow path inside the chamber C3. The structure is installed.

상기한 제1플렉시블 튜브(20)는 내산성, 내 알카리성, 내 유지성이 좋은 EDPM(Ethylene Propylene Dyne Monomo)이 바람직하다.The first flexible tube 20 is preferably EDPM (Ethylene Propylene Dyne Monomo) having good acid resistance, alkali resistance, and oil resistance.

그리고 이 플렉시블 튜브(20)는 그 선단이 연소실측을 향하여 신장될 수 있도록 기울어지게 설치되고 있다.And this flexible tube 20 is inclined so that the tip may be extended toward a combustion chamber side.

또한 유로를 2분할하고 있는 격벽(21)의 선단부에는 제2플렉시블 튜브(22)가 설치되고 있는데, 이 플렉시블 튜브(22)는 격벽(21)에 형성된 통로(23)와 연통되어 유압실린더(16)의 압축력에 관계하도록 되어 있다.In addition, a second flexible tube 22 is provided at the distal end portion of the partition wall 21 dividing the flow path, and the flexible tube 22 communicates with the passage 23 formed in the partition wall 21 to provide a hydraulic cylinder 16. ) Is related to the compressive force.

이 플렉시블 튜브(22)는 상기한 제1플렉시블 튜브(20)를 향하여 마주보는 자세로 기울어지게 설치되며, 제1플렉시블 튜브(20)와 동일한 재질로 이루어진다.The flexible tube 22 is installed to be inclined to face the first flexible tube 20, and is made of the same material as the first flexible tube 20.

이와 같이 이루어지는 본 발명의 스월조절장치는, ECU(10)로부터 전기적인 신호가 출력되면 제1도에 도시한 바와 같이 방향전환밸브(14)의 a포트와 b포트가 연결되어 어큐뮬레이터(13)내의 압력유체가 유압실린더(16)의 좌측챔버(C1)내로 공급된다.In the swirl adjusting device according to the present invention, when the electrical signal is output from the ECU 10, the a port and the b port of the directional valve 14 are connected to each other in the accumulator 13 as shown in FIG. The pressure fluid is supplied into the left chamber C1 of the hydraulic cylinder 16.

이러한 작용으로 피스톤(17)이 좌측으로 이동함에 의해 유압실린더(16)의 우측챔버(C2)내의 유체는 압축되면서 스월조절밸브(19)의 챔버(C3)내에 작용하여 압력을 높이게 된다.By this action, the piston 17 moves to the left side, while the fluid in the right chamber C2 of the hydraulic cylinder 16 is compressed and acts in the chamber C3 of the swirl control valve 19 to increase the pressure.

이 압력에 의해 플렉시블 튜브(20)는 흡기매니폴드(18)의 내측으로 팽창을 하기 시작하고, 이와 동시에 제2플렉시블 튜브(22)측으로 압력이 작용하여 함께 팽창을 시작한다.By this pressure, the flexible tube 20 starts to expand into the intake manifold 18, and at the same time, pressure acts toward the second flexible tube 22 to start expansion together.

제2도는 이때의 상태를 나타내는 도면으로서, 제1플렉시블 튜브(20)가 팽창하여 밸브가이드로부터 연장되어 유로를 2분할하고 있는 격벽(21)을 향하여 신장하고, 제2플렉시블 튜브(22)는 제1플렉시블 튜브(20)를 향하여 신장을 하게 된다.FIG. 2 is a view showing a state at this time, in which the first flexible tube 20 expands and extends from the valve guide to extend toward the partition wall 21 dividing the flow path into two. 1 extends toward the flexible tube 20.

이때 제1플렉시블 튜브(20)의 선단과 제2플렉시블 튜브(22)의 선단이 서로 접촉하는 상태에서 팽창이 정지되어 하나의 유로를 차단하게 된다.At this time, the expansion stops in a state where the front end of the first flexible tube 20 and the front end of the second flexible tube 22 are in contact with each other to block one flow path.

이러한 작용으로 연소실내로 유입되는 공기는, 한쪽의 통로만을 통하여 흐르게 된다.The air flowing into the combustion chamber by this action flows through only one passage.

이 상태는 고 출력을 요구하지 않는 상태로서 도시하고 있지는 않으나, 다른 통로에 형성된 헬러컬 유로에 의해 연소실내로 유입되는 공기는 회전하는 상태가 된다.Although this state is not shown as a state which does not require high output, the air flowing into the combustion chamber by the helical flow path formed in the other passage is in a state of rotating.

그리고 ECU(10)로부터 전기적인 신호가 전달되지 않게되면 방향전환밸브(14)는 c포트와 b포트가 연결되는데, 이러한 상태에서 유압실린더(16)의 우측챔버(C2)내에 압축되었던 스프링(15)이 팽창을 하여 피스톤(17)을 좌측으로 밀게 되므로 좌측챔버(C1)에 유입되었던 유체는 리저버(12)내로 귀환하게 된다.When the electrical signal is not transmitted from the ECU 10, the direction switching valve 14 is connected to the c port and the b port. In this state, the spring 15 that has been compressed in the right chamber C2 of the hydraulic cylinder 16 is ) Expands and pushes the piston 17 to the left, so that the fluid introduced into the left chamber C1 is returned to the reservoir 12.

이러한 작용으로 스월조절밸브(19)내의 챔버(C3)에 작용하던 압력은 서서히 저하되기 때문에 제1플렉시블 튜브(20)는 자체 탄성력에 의해 복원되어 유로의 내측면과 일치하는 상태가 되고, 이와 동시에 통로(23)의 압력도 저하하여 제2플렉시블 튜브(22)도 함께 수축하게 된다.Due to this action, since the pressure applied to the chamber C3 in the swirl control valve 19 gradually decreases, the first flexible tube 20 is restored by its own elastic force to coincide with the inner surface of the flow path. The pressure in the passage 23 also decreases, causing the second flexible tube 22 to contract as well.

이 상태는 고출력을 요하는 상태로서, 제1플렉시블 튜브(20)가 흡기매니폴드(18)의 내측면과 일치하고, 제2플렉시블 튜브(22)는 격벽(21)의 선단에서 둥근 형상으로 존재하게 되므로 연소실내로 유입되는 공기의 저항을 거의 발생시키지 않게 된다.This state requires high power, and the first flexible tube 20 coincides with the inner surface of the intake manifold 18 and the second flexible tube 22 is rounded at the tip of the partition wall 21. As a result, almost no resistance of the air flowing into the combustion chamber is generated.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 스월조절장치는, 스월조절밸브가 풀 로드시(완전 개방시) 흡기매니폴드의 내측으로 돌출되지 않기 때문에 연소실로 유입되는 공기는 어떠한 저항도 받지 않고 유입될 수 있다.As described above, in the swirl control device according to the present invention, since the swirl control valve does not protrude into the intake manifold at full load (when fully open), the air flowing into the combustion chamber may be introduced without any resistance. .

따라서 연소실내의 혼합기 충진 효율을 높일 수 있어 엔진의 출력 및 연비를 향상시킬 수 있는 이점이 있다.Therefore, the filling efficiency of the mixer in the combustion chamber can be increased, thereby improving the output and fuel efficiency of the engine.

Claims

A turn valve 14 for operating or supplying or shutting off the pressure fluid of the accumulator 13 by an electrical signal of the ECU 10, and connected with the turn valve 14 to move forward when the fluid is supplied and The hydraulic cylinder 16, which is operated backward by the elastic force of the spring 15, and the chamber C3 connected to the outlet side of the hydraulic cylinder 16 when the spring 15 is not supplied, and the inside of the intake manifold 18 The second flexible tube 22 which is installed at the distal end of the first flexible tube 20 which expands or contracts and the intake manifold divides the first flexible tube 20 and faces the first flexible tube 20. Intake swirl control device for an automobile engine, characterized in that consisting of a swirl control valve (19) consisting of.

The intake swirl control apparatus of claim 1, wherein the first and second flexible tubes are formed of EPDM.