KR960011442B1 - 자동차용 흡기 스월조절장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

자동차용 흡기 스월조절장치

제1도는 본 발명에 의한 흡기 스월조절장치의 전체 시스템을 나타내는 개략도.

제2도는 본 발명에 의한 스월조절밸브의 측단면도.

제3도는 본 발명에 의한 스월조절밸브를 다른 방향에서 절단한 도면으로서, 가)는 닫힘상태의 측면도, 나)는 열림상태의 측단면도.

제4도는 본 발명의 다른 실시예를 나타내는 흡기 스월조절장치의 개략도.

제5도는 제4도에 적용되는 스월조절밸브의 측단면도.

제6도는 종래의 흡기 스월조절장치의 개략도.

제7도는 종래의 장치와 본 발명의 장치에 의해 나타나는 흡기의 스월작용을 비교한 흡기포트의 평면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

7 : 흡기포트 10 : ECU

13 : 방향전환밸브 14 : 관로

15 : 스월조절밸브 16 : 밸브 하우징

17 : 피스톤 18 : 밸브판

19 : 포트 20 : 스프링

S : 스트레이트 포트

본 발명은 자동차용 흡기 스월(SWIRL) 조절장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 스월조절밸브가 열림시 포트(PORT) 내에 존재하지 않도록 하여 흡기 유동저항을 최소화하고, 밸브의 개폐작용이 써지탱크(SURGETANK)의 부압이나 엔진 오일의 압력에 의해 행하여지도록 함으로서 구조적으로 간단히 할 수 있는 흡기 스월 조절장치에 관한 것이다.

자동차 엔진의 흡기계통은 에어 클리너를 통과한 공기가 에어 플로우 미터(AIR FLOW METER)의 플랩(FLAP)을 밀고 스로틀 밸브(THROTTLE VALVE)의 열림정도에 따라 적당량의 공기가 연소실내로 흡입할 수 있도록 되어 있다.

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.

따라서 공기가 유입되는 실질적인 통로인 스로틀 바디(THROTTLE BODY)는, 관로의 저항을 줄일 수 있는 구조로 설계되는 것이 좋고, 또 스로틀 밸브가 개폐작용할 때 밸브와의 공기유동저항이 적게되도록 설계되어야 한다.

차량이 주행하거나 공회전시 연소에 필요한 공기량이 달라지게 되는데, 특히 주행시에는 출력에 관계하게 되므로 스로틀 밸브의 개폐정도만으로는 출력을 향상시키는 데 한계가 있다.

따라서 흡기포트를 2개의 통로로 나누어 한개의 통로에는 나선을 형성하여 스월작용이 이루어지도록 하고 있으며, 또다른 통로에는 스월조절밸브를 설치하여 저속시에는 통로를 차단하고 고속시에는 통로를 열어주도록 함으로서 공기량을 조절하도록 하고 있다.

제6도) 가)는 종래의 흡기 스월조절장치의 구성을 나타내는 도면으로서, 서지탱크(도시생략)의 부압에 의해 작동하는 액츄에이터(1)의 작동축(2)에, 제1링크(3)가 핀으로 연결되고, 이 제1링크(3)에 제2링크(4)가 연결되어 있으며, 이 제2링크(4)에 각각의 흡기포트(도시생략) 내측으로 위치하는 스월조절밸브(5)가 제3링크(6)로 각각 연결되어 액츄에이터(1)의 작동에 따라 연동함으로서 흡기포트의 스트레이트 포트를 개폐하도록 구성되고 있다.

제6도 나)는 상기한 4개의 스월조절밸브(5)가 흡기포트에 설치되어 연소실과 연결되고 있는 상태를 나타내는 도면으로서, 흡기포트(7)내에 스월조절밸브(5)가 위치하여 제3링크(6)에 의해 연동하도록 구성된 것을 나타내고 있다.

그러나 이러한 스월조절장치는, 스월조절밸브(5)가 흡기포트(7) 내에 잠식하고 있는 상태로 설치되기 때문에 제6도 나)에 도시한 바와 같이 밸브가 개방된 상태에서도 흡기의 유동저항이 발생하는 것을 감수해야 한다.

게다가 다수개의 링크로 연결되는 구조를 이루고 있기 때문에 실린더 헤드에 설치되었을때 엔진룸의 점유공간을 많이 필요로 하는 문제점이 있으며, 제7도 가)에 도시한 바와같이 스월조절밸브(5)가 닫힌 상태에서는 헬리컬 포트(H)로 유입되는 흡기가 스트레이트 포트(S)와 합쳐지는 지점에서 와류를 형성하게 되는데, 이것은 스월조절밸브(5)가 흡기포트(7)와 직교상태로 닫혀지기 때문에 발생하는 것으로서, D부근의 압력이 낮아짐으로서 흡기의 흐름에 나쁜 영향을 주게 된다.

본 발명은 상기한 바와같은 종래 기술의 문제점을 해소하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 흡기의 유동저항을 최소화하여 엔진의 출력을 향상시키고, 구조적으로 간단히하여 엔진룸의 공간제약을 받지 않고 설치할 수 있는 자동차용 흡기 스월조절장치를 제공하는 데 있다.

이를 실현하기 위하여 본 발명은, 엔진의 회전수나 부하등을 검출한 신호를 받아 시그널을 출력하는 ECU에 의해 포트 변환을 행하는 방향전환밸브와, 이 방향전환밸브의 작동에 따라 저속 회전시에는 서지탱크의 부압이나 엔진 오일의 압력에 의해 피스톤이 하강하여 흡기포트의 스트레이트 포트내로 밸브판을 진입시켜 폐쇄하고, 고속시에는 밸브판을 상승시켜 흡기포트의 스트레이트 포트로 부터 완전히 분리되어 나오도록 함으로서 흡기의 유동저항을 최소화할 수 있는 자동차용 흡기 스월조절장치를 제공한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 따라 더욱 상세히 설명한다.

제1도는 본 발명에 의한 흡기 스월조절장치의 전체 시스템을 나타내는 도면으로서, 엔진의 회전수와 엔진의 부하를 검출한 센서로부터 입력된 신호를 제어하여 출력하는 ECU(10)의 시그널 출력단자는 서지탱크(11)의 부압측 라인과 배기포트(12)를 연결하는 라인의 소정위치에 설치되는 방향전환밸브(13)와 전기적으로 연결되어 이 밸브의 포트절환을 행하도록 되어 있다.

상기한 방향전환밸브(13)의 출구는 관로(14)를 통하여 각각의 흡기포트에 설치되는 스월조절밸브(15)와 연통하여 있다.

제2도는 상기한 스월조절밸브(15)의 측단면도로서, 밸브 하우징(16)의 내측에 피스톤(17)이 이동가능하게 설치되어 있으며, 이 피스톤(17)에는 밸브판(18)이 핀으로 연결되어 함께 이동할 수 있도록 되어 있는데, 상기한 밸브 하우징(16)은 흡기포트에 밀착 설치되어 밸브판(18)이 흡기포트를 관통하여 내측으로 진입할 수 있도록 하고 있다.

이 밸브판(18)은 흡기포트(7)내로 진입되었을때 제7도 나)에 도시한 바와같이 스트레이트 포트(S)와 일정한 각도를 이루도록 설치되어 헬리컬 포트(H)로 유입되는 흡기를 안내할 수 있도록 하는 것이 중요하다.

제3도는 제2도의 스월조절밸브(15)를 직교상태에서 절단한 단면도로서, 서지탱크(11)와 연결되는 포트(19)가 밸브 하우징(16)에 설치되어 있으며, 이 포트(19)의 상방으로 피스톤(17)이 위치하여 스프링(20)으로 탄지됨으로서, 서지탱크의 부압이 작용할때 피스톤(17)이 하강하고, 부압이 소멸된 상태에서 스프링(20)의 탄성력에 의해 상승하도록 이루어져 있다.

이와같이 구성되는 본 발명의 흡기 스월조절장치는 차량이 주행하는 경우에 엔진의 회전수와 부하를 검출하는 센서로부터 신호가 입력되면, ECU(10)는 저부하 고부하(60kPa→판단 기준압)를 판단하여 시그널을 출력하게 되는데, 저부하로 판단되면 방향전환밸브(13)로 그에 상응하는 시그널을 출력하여 서지탱크(11)의 부압라인이 관로(14)와 연통되도록 한다.

이러한 작동으로 관로(14)에 부압이 작용하게 되면 포트(19)를 통하여 밸브 하우징(16)의 아래측으로 부압이 작용하게 되므로 피스톤(17)은 스프링(20)의 탄성력을 이기고 하강하게 된다.

이 결과 피스톤(17)과 연결된 밸브판(18)이 하강하면서 흡기포트(7)내로 진입하여 제7도 나)에 도시한 바와 같이 스트레이트 포트(S)를 차단하게 되는데, 이때 밸브판(18)이 헬리컬 포트(H)로 유입하는 흡기와 방향과 일치하는 상태가 되기 때문에 헬리컬 포트(H)로 유입되는 흡기는 유동저항을 받지않고 신속하게 유입하게 된다.

그리고 ECU(1)로 부터 또다른 시그널이 출력되어 방향전환밸브(13)가 관로(14)의 입구를 차단하게 되면, 밸브 하우징(16)내로 작용하던 부압이 소멸되기 때문에 스프링(20)의 탄성력에 의해 피스톤(17)은 상승하게 된다.

이러한 작동으로 밸브판(18)이 함께 상승하게 되므로 흡기포트(7)의 헬리컬 포트(H)와 스트레이트 포트(S)는 모두 개방상태가 되어 많은 양의 흡기가 유입하게 되는데, 특히 밸브판(18)이 흡기포트(7)내를 빠져 나가게 되므로 공기의 유동저항이 발생하지 않게 된다.

이러한 작용은 결국 많은 양의 공기를 연소실내로 신속히 유입시킬 수 있는 이점을 갖게 되므로 엔진의 출력을 높일 수 있는 효과가 있으며, 종래의 장치와는 달리 관로를 연결하는 것으로 장착이 가능하기 때문에 엔진룸의 설치공간을 최소화시킬 수 있는 이점도 있다.

제4도는 본 발명의 다른 실시예를 나타내는 도면으로서, 스월조절밸브(15)를 작동시키는 구동원이 엔진 오일을 이용하는 점에서 상기한 실시예와 다른 구성을 갖는다.

즉 관로(14)와 이어지는 라인(L)이 엔진 오일을 공급받도록 설치되고 있으며, 스월조절밸브(13)는 제5도에 도시한 바와같이 밸브 하우징(16)내에 설치되는 피스톤(17)을 하강시키기 위하여 엔진 오일이 유입되는 포트(19)를 상측에 설치하고 있다.

따라서 제3도와는 달리 피스톤(17)이 반대방향으로 설치되고 있는데, 이것은 오일의 압력을 충분히 받을 수 있는데 필요하다.

이 실시예의 장치는, 엔진 오일의 압력으로 피스톤을 하강시키는 작용만이 상이할 뿐이며 모든 작용은 상기한 실시예와 동일하다.

Claims (4)

1. 엔진의 회전수와 부하를 검출한 센서로부터 입력된 시그널을 기초로하여 출력되는 ECU(1)의 신호에 의해 포트 변환이 행하여지는 방향전환밸브(13)와, 이 방향전환밸브(13)와 관로(14)로 연결되는 포트(19)가 밸브 하우징(16)의 아래측에 설치되어 스프링(20)으로 탄지된 피스톤(17)을 서지탱크의 부압으로 하강시켜 밸브판(18)을 하강시킴으로서 흡기포트(7)의 스트레이트 통로(S)내로 진입되도록 하는 스월조절밸브(15)로 구성됨을 특징으로 하는 자동차용 흡기 스월조절장치.
2. 제1항에 있어서, 방향전환밸브(13)는 포트 절환작동에 따라 연통되는 관로(14)는 엔진 오일을 공급하는 라인(L)과 연결됨을 특징으로 하는 자동차용 흡기 스월조절장치.
3. 제2항에 있어서, 스월조절밸브(15)의 포트는 상부에 설치되고 피스톤의 설치 방향이 1항과 반대로 된 흡기 스월조절장치.
4. 제1항에 있어서, 밸브판(18)은 흡기포트(7)의 외측에서 내측으로 진입됨을 특징으로 하는 자동차용 흡기 스월조절장치.