KR0143622B1 - 자동차용 가변 흡기 장치 - Google Patents

Abstract

자동차의 출력 성능을 하나의 완만한 곡선으로 나타내도록 흡기 매니폴드(53)를 설계하면 자동차의 가속 성능 및 연비가 저하되어 전체적인 자동차의 성능이 저하되는 데 이를 방지하기 위하여, 서지 탱크(52)와 연결되는 흡입구(1)와 실린더 블록(B)의 흡입 포드(P)사이에 흡기의 포트(P) 도달 시간 및 압력파의 맥동을 조절하여 저속, 중속, 고속에서 출력이 각각 최대치를 갖도록 하는 관로 수단과, 상기한 관로 수단에 연결됨과 아울러 차속 센서(2)에 연결된 ECU(3)로 구성함으로써 차량의 가속성 및 응답성과 연비를 향상시킬 수 있다.

Description

자동차용 가변 흡기 장치

제1도는 본 발명에 따른 자동차용 가변 흡기 장치를 도시한 개략도로서,

(a)도는 저속시의 상태를 도시한 개략도,

(b)도는 중속시의 상태를 도시한 개략도,

(c)도는 고속시의 상태를 도시한 개략도,

제2도는 본 발명에 따른 출력 상태를 도시한 그래프,

제3도는 일반적인 자동차용 흡기 장치를 도시한 개략도,

제4도는 일반적인 자동차의 출력 상태를 도시한 그래프,

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1:흡입구 2:차속센서

3;ECU 4:고속 관로

5:회전 밸브 6:저속 관로

7:중속 관로

본 발명은 자동차의 흡기 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자동차의 속도에 적절하게 흡기 상태를 조절하여 출력을 조절할 수있는 자동차용 가변 흡기 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차는 차체와 새시로 구분되는 바, 상기한 새시는 엔진, 동력 전달 장치, 서스펜션등이 서로 유기적으로 연결 구성되어 있고, 차체는 상기한 각 장치를 지지함과 아울러 외관을 이루도록 구성되어 있다.

여기서, 상기한 엔진은 흡기 장치, 윤활 장치, 냉각 장치, 각종 센서등이 조합되어 엔진의 상태를 최적으로 유지하게 된다.

특히, 강기한 흡기 장치는 엔진의 출력에 직접적으로 영향을 미치게 되는 바, 이는 제3도에 도시된 바와 같이 외부 공기가 흡입되어 정화되는 에어 클리너(50)와, 상기한 에어 클리너(50)에서 정화된 공기가 유입되는 드로를 바디(51)와, 상기한 드로틀 비다(51)에 연결되어 있는 서지 탱크(52)와, 상기한 서지 탱크(52)에 연결됨과 아울러 다수의 연소실이 형성된 엔진(E)에 균일한 압력과 공기량으로 공기를 공급하는 흡기 매니폴드(53)로 구성되어 있다.

상기한 바와 같은 흡기 장치는 자동차가 시동이 걸린 후 운행하게 되면 에어 클리너(50)를 통해 외부공기를 흡입함과 아울러 이를 정화하여 드로틀 바디(51)와 서지 탱크(52)로 이송시키게 된다.

여기서, 상기한 에어 클리너(50)를 통해 외부 공기를 흡입하는 것은 연소실에서 연료와 흡기의 폭발에 의해 피스톤(미 도시)이 왕복 운동함에 따른 부압으로 이루어진다.

서지 탱크(52)로 이송된 흡기 매니폴드(53)에서 각 연소실에 균일한 양과 압력으로 분배되어 각 연소실에서의 폭발력을 균일하게 한다.

상기한 흡기는 자동차의 속도에 따라 그 양과 속도가 변화됨으로써 자동차의 속도에 알맞은 출력을 나타내게 되는 바, 통상 저속에서는 흡기 매니폴드(53)의 단면적을 적게 하여 흡기의 속도를 빠르게 하고, 고속에서는 단면적을 크게 하여 흡기의 속도는 느리지만 흡기의 양이 많아지게 함으로써 속도에 알맞은 출력을 나타내게 되는 것이다.

물론, 상기한 바와 같이 각 속도 영역에서 최대 출력 특성이 나타나도록 설계하게 되면 자동차가 변속 시 울컥거리게 됨으로써 승차감이 저하되기 때문에 승차감과 출력 특성을 고려하여 최적의 설계를 하게 된다.

즉, 상기한 흡기 매니폴드(53)는 엔진 RPM에 대해 비교적 완만한 곡선을 이루도록 제작하여야 한다.

그래서, 상기한 자동차의 흡기 매니폴드(53)는 제4도에 도시된 바와 같이 자동차가 전 토르크 영역에서 가장 완만하고 양호한 출력 특성을 나타나게 하는 것이다.

그러나, 상기한 바와 같이 자동차의 출력 성능을 하나의 완만한 곡선으로 나타나도록 흡기 매니폴드를 설계하면 자동차의 가속 성능 및 연비가 저하되어 전체적인 자동차의 성능이 저하되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 자동차의 출력 성능을 저속,중속,고속에서 각각 최대 출력을 얻도록 함과 아울러 승차감이 저하되지 않도록 자동차용 가변흡기 장치를 제공함에 있다.

상기한 목적을 실현하기 위하여 본 발명은 서지 탱크와 연결되는 흡입구와 실린더 블록의 흡입 포트 사이에 흡기의 흡기 포트 도달시간 및 압력파의 맥동을 조절하여 저속,중속,고속에서 출력이 각각 최대치를 갖도록 하는 관로 수단과, 상기한 관로 수단에 연결됨과 아울러 차속 센서에 연결된 ECU로 구성함을 특징으로 한다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 상세한 일 실시예를 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본 발명에 따른 자동차용 가변 흡기 장치를 도시한 개략도로서, 서지 탱크(52)와 연결되는 흡입구(1)와 실린더 블록(B)의 흡입포르(P)사이의 흡입의 포트(P) 도달시간 및 압력파의 맥동을 조절하여 저속,중속,고속에서 출력이 각각 최대치를 갖도록 하는 관로 수단이 설치되어 있다.

여기서, 상기한 관로 수단에는 차속 센서(2)를 통해 차속을 감지하여 관로 수단을 제어하게 되는 ECU(Eletronic Control Unit)(3)가 연결되어 있게 된다.

물론, 상기한 3속에서 출력이 최대치를 갖도록 하여도 각 속도간 겹치는 부분 즉 제2도에 도시된 바와 같이 빗금친 부분에서 각 속도간 출력잉 겹치기 때문에 승차감에는 영향을 주지 않게 된다.

상기한 관로 수단은 흡입구(1)와 흡입 포트(P)를 최단 거리로 연결한 고속 관로(4)와, 상기한 고속 관로(4)의 중간에 설치되어 있는 회전 밸브(5)와, 상기한 고속 관로(4)보다 길게 흡입구(1)와 흡입 포트(P)를 연결한 저속 관로(6), 사기한 회전 밸브(5)설치부분에 연결됨과 아울러 각 실린더로 흡기를 각각 유입하도록 분기된 런너 전체를 관통한 중속 관로 (7)로 구성되어 있다.

물론, 상기한 저속 관로(6)와 고속 관로(4)는 저속 시 흡기가 빨라야 하는 조건과 고속 시 흡기양이 많아야 하는 조건을 만족하도록 제작된다.

특히, 상기한 중속 관로(7)는 저속 관로(6)를 통해 흡기 유입 시 흡기 밸브(V)에서 발생된 압력파가 다음 행정 때 흡기를 최대한 밀집시켜 실린더로 유입시킬 수 있도록 길이 d를 형성하게 된다.

상기한 바와 같은 본 발명의 작용 효과를 설명하면 자동차가 시동을 걸어 주행하게 되면 제3도에 도시된 에어 클리너(50)와 드로틀 바디(51) 그리고 서지 탱크(52)를 통해 흡기가 유입된다.

유입된 흡기는 흡입구(1)로 유입되는 바, 상기한 자동차의 속도가 저속일 경우 즉, 출발 직후등일 경우 ECU(3)가 차속 센서(2)의 신호를 받아 이를 감지함과 아울러 회전 밸브(5)를 작동시켜 흡입구(1)를 통해 유입된 흡기가 저속 관로(6)를 통해 실린더에 유입되도록 한다.

이때, 상기한 저속 관로(6)는 저속일 때 최대의 출력을 나타내도록 설계되어 있기 때문에 흡기가 비교적 빨리 유입되어 저속 시 응답성 및 가속성을 향상시키게 된다.

여기서, 차량의 속도가 빨라지면 일정 속도 이상에서 ECU(3)가 이를 감지하여 회전 밸브(5)를 동작시켜 흡입구(1)를 통한 흡기가 고속관로(4)로 유입되도록 한다.

즉, 직선 관로일 뿐만 아니라 저속 관로(6)에 비해 직경이 크게 되어 있는 고속 관로(4)로 흡기가 유입되면서 흡기의 양이 저속에 비해 대단히 많이 유입됨으로써 고속 시의 출력 특성을 향상시키게 되는 것이다.

특히, 상기한 저속, 고속 사이에 중속 구간에서는 ECU(3)가 회전 밸브(5)를 동작시켜 흡입구(1)를 통과한 흡기가 저속 관로(6)로 유입되도록 함과 아울러 중속 관로(7)와 흡입 포트(P)를 연결시키게 됨으로써 흡기의 충진 효율이 향상되면서 흡기의 유입량이 많아지게 된다.

즉, 흡기 포트(P)와 런너를 연결하여 관통한 중속 관로(7)가 연결됨으로써 흡기 밸브(V)에 의해 발생되는 압력파 즉, 맥동이 런너에 전달되면서 반향하여 저속 관로(6)로 유입되는 흡기의 충진 효율을 향상시켜 흡기량을 증대시키게 되는 것이다.

물론, 상기한 충진 효율아 향상되기 위해서는 다음 행정에 정확하게 맞춰 압력파가 반향되도록 거리 d가 매우 중요하게 된다.

상기한 제2도에 도시된 바와 같이 RPM 에 따른 출력을 3단계로 구분하여 최대 출력이 나타나도록 하게 되면 출발 시 가속성 및 응답성이 향상되고 연비가 향상된다.

즉, 운전자가 과다하게 액셀레이터를 밟지 않게 됨으로써 연료의 과다한 소비를 방지하여 연비가 향상되는 것이다.

이상과 같이 본 발명은 차량의 출력을 저속,중속,고속에 적합하도록 3단계로 조절함으로써 가속성 및 응답성을 향상시킴과 아울러 연비를 향상시킬 수 있는 잇점이 있는 것이다.

Claims (1)

1. 서지 탱크(52)와 연결되는 흡입구(1)와 실린더 블록(B)의 흡입 포트(P)의 도달시간 및 압력파의 맥동을 조절하여 저속, 중속, 고속에서 출력이 각각 최대치를 갖도록 흡기의 경로를 제공하는 관로 수단과, 상기한 관로 수단에 연결됨과 아울러 차속 센서(2)에 연결되어 상기 센서(2)에서 감지된 차속에 따라 상기 관로 수단의 흡기 경로를 제어하는 ECU(3)로 구성함을 특징으로 하는 자동차용 가변 흡기 장치.

   제1항에 있어서, 상기 관로 수단은 흡입구(1)와 흡입 포트(P)를 최단 거리로 연결함과 아울러 흡기량을 최대로 할 수 있는 고속 관로(4)와, 상기한 고속 관로(4)의 중간에 설치되어 ECU(3) 연결되어 있는 회전 밸브(5)와, 상기한 고속 관로(4)보다 길게 흡입구(1)와 흡입 포트(P)를 연결하여 흡기의 속도를 최대한 빠르게 한 저속 관로와, 상기한 회전 밸브(5)설치 부분에 연결됨과 아울러 각 실린더를 흡기를 각각 유입하도록 분기된 런너 전체를 관통하여 흡기 밸브(V)에 의한 압력파가 저속 관로 (6)를 통과한 흡기의 충진 효율을 향상시키도록 길이가 형성된 중속 관로(7)로 구성함을 특징으로 하는 자동차용 가변흡기 장치.