KR0167581B1 - 자동차 엔진의 과급기 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엔진에 설치되는 과급기 장치에 관한 것으로, 엔진의 토오크를 향상시켜 높은 출력을 얻을 수 있고 엔진의 회전수에 관계없이 과급기 자체와 엔진작동에 지장을 초래하지 않도록 된 과급기를 제공하는 것을 그 목적으로 하며, 엔진의 서지탱크(18)와 연통되도록 형성된 압축실(20)과, 그 압축실(20)에 연결되는 압축실린더(21)와, 그 압축실린더(21)을 삽입되고 흡기캠축(14)의 로스트 모션에 의해 왕복운동되며 상기 압축실(20)의 흡기를 압축시키도록 설치되는 압축밸브(23)와, 상기 압축실(20)와 흡기포트(12)가 연통되도록 설치되는 보조포트(24)와, 상기 서지탱크(18)의 흡기가 상기 압축실(20)로 이송되어 압출된 후 흡기포트(12)로 이송되게 하기 위한 밸브수단으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

자동차 엔진의 과급기 장치.

제1도는 종래 엔진의 과급기 장치의 개략적인 구성도.

제2도는 본 발명에 따른 과급기 장치와 그의 설치상태를 개략적으로 나타낸 구성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 실린더 12 : 흡기포트

14 : 흡기캠축 18 : 서지탱크

20 : 압축실 21 : 압축실린더

22 : 압축밸브 24 : 보조포트

25 : 제1밸브 26 : 제1밸브

27 : 제3밸브 28 : 제4밸브

본 발명은 자동차 엔진의 과급기 장치에 관한 것으로, 특히 엔진의 회전수에 관계없이 엔진의 토오크를 향상시켜 높은 출력을 얻을 수 있도록 하는 엔진의 과급기 장치에 관한 것이다.

과급기는 엔진의 출력증강과 배기 효율을 좋게하기 위한 장치로 이러한 과급기가 장치된 엔진을 통상적으로 과급기 엔진이라 한다.

제1도에는 종래의 과급기 장치의 개략적인 구조가 도시되어 있다. 종래의 과급기 장치는 도시된 바와같이 압축기(5a)와 터빈(5b)으로 조합되는 터보 과급기(5)를 흡,배기 통로상에 장치한다.

이와같은 종래의 과급기 엔진은 연소실(A)에서 연소된 고온고압의 배기가스를 이용하여 터빈(5b)을 회전시키고 그 터빈(5b)의 회전력으로 압축기(5a)를 작동시켜 흡기관(3a)을 통해 유입되는 흡기를 압축시킨 후 흡기포트(3b)를 통한 실린더(1)내로 공급함으로써 더욱 높은 효율을 얻도록 되어 있다.

상기 과정에 있어서 터빈(5b)은 배기관(4a)의 관로상에 설치되어 배기가스의 배출력에 의해 작동된다. 따라서 이러한 터빈(5b)의 회전력은 배기가스의 압력돠 비례하게 된다. 또한, 상기 압축기(5a)는 터빈(5b)에 의해 작동되므로 터빈(5b)의 회전력에 의해 지배를 받게 된다. 그리고 이러한 압축기(5a)는 흡기관(3a)의 관로상에 설치되어 있으므로 실린더(1)내로 유입되는 흡기는 압축기(5a)압축력의 대소에 따라 그 압력이 많은 영향을 받게 된다. 이와 같은 관계로 인하여 상술한 바와같은 종래의 과급기 엔진에서는 중,저속운전시 특히 시동시에는 배기포트(4b)를 통해 배출되는 배기가스의 배기압력이나 배기가스량이 적어 터빈(5b)을 구동시키는 힘이 약하기 때문에 결국 터빈(5b)과 연결된 압축기(5a)를 작동시키는 힘이 약하게 되는 터보 지연현상이 발생한다. 이에 따라 종래의 과급기 엔진은 중,저속시에 출력이 저하될 뿐만 아니라 연소상태가 불량하게 되어 매연이 많이 발생하게 되는 폐단이 있었다. 또한 높은 온도와 압력의 배기가스로 인해 인터쿨러(intercooler) 등의 냉각장치가 추가로 필요하게 되는 문제점이 있었다. 도면에서 참조번호(8)는 공기여과기이며, 실린더(1)내에는 피스톤(2)이 삽입되고, 피스톤(2)상부에는 흡기밸브(6)와 배기밸브(7)가 설치된다.

이러한 문제점을 감안하여 본 발명의 목적은, 엔진의 토오크를 향상시켜 높은 출력을 얻을 수 있도록 된 과급기장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 엔진의 회전수에 관계없이 과급기 자체와 엔진작동에 지장을 초래하지 않도록 된 과급기 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 상기와 같은 목적은, 엔진의 서지탱크와 연통되도록 형성된 압축실과, 그 압축실에 연결되는 압축실린더와, 그 압축실린더에 삽입되고 흡기캠축의 로스트 모션에 의해 왕복동되며 상기 압축실의 흡기를 압축시키도록 설치되는 압축밸브와, 상기 압축실과 흡기포트가 연통되도록 설치되는 보조포트와, 상기 서지탱크의 흡기가 상기 압축실로 이송되어 압축된 후 흡기 포트로 이송되게 하기위한 밸브수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 엔진의 과급기 장치를 제공함으로써 달성된다. 또한 상기 밸브수단에는, 상기 서지탱크와 압축실과의 통로상에 설치되는 제1밸브와, 상기 압축실과 보조포트 사이에 설치되는 제2밸브와, 상기 압축실린더의 상부에 설치되는 제3밸브와, 상기 서지탱크와 흡입포트 사이에 설치되는 제4밸브가 제공된다.

이하, 본 발명의 일 실시예를 도시한 첨부도면 제2도를 참조로하여 더욱 상세히 설명한다.

제2도는 본 발명에 따른 과급기 장치와 그의 설치상태를 개략적으로 도시한 구성도이다.

본 발명에 따른 과급기 장치는, 통상의 내연기관에 있어 캠축의 회전에 의해 작동되도록 된 것이다.

구체적으로 설명하면, 종래의 경우 배출되는 배기가스의 압력을 재활용하는데 비하여, 본 발명에서는 캠축의 로스트 모션(lost motion)을 이용하여 흡기를 압축함으로써 엔진의 출력증강을 꾀하도록 되어 있다.

상기한 바에 있어 로스트모션은, 어느 일측을 정의 방향, 타측을 부의 방향으로 했을 경우에 양측의 정지위치의 차를 말하는 것으로 여기서는 캠축이 밸브를 열리게하는 위치의 반대위치, 즉 캠의 장축이 밸브 태핏의 반대위치에 있을 경우에 공회전하게 되는 캠축의 작동력을 말한다.

도시한 바에 있어서는 일 실시예로 흡기캠축(14)의 로스트 모션만을 이용하도록 되어 있으나, 본 발명에 다른 과급기는 배기캠축(15), 또는 두 종류의 캠축(14,15) 모두를 이용할 수 있음을 밝혀둔다. 도시된 바에따라 설명하면, 본 발명에 다른 과급기 장치는, 서지탱크(18)와 일체로 압축실(20)을 형성하고 그 압축실(20)의 흡기를 압축시키도록 흡기캠축(14)의 로스트모션에 의해 왕복운동되는 압축밸브(23)와 그에따른 압축실린더(21)를 설치한 후, 상기 압축실(20)과 흡기포트(12)를 연통되도록 하는 보조포트(240를 개재시켜서 된 것이다. 상기 압축밸브(23)에는 리턴스프링(23)이 설치되어 있다.

또한, 흡기가 유통되는 각 통로에는 제1내지 제4밸브(25,26,27,28)로 구분되는 4개의 밸브가 설치된다. 즉, 제1밸브(25)는 서지탱크(18)와 압축실(20)과의 통로에 설치되고, 제2밸브(26)는 압축실(20)과 보조포트(24)사이에 설치된다. 그리고 제3밸브(27)는 압축실린더(21)의 상부에 설치되고, 제4밸브(28)는 서지탱크(18)와 흡기포트(12)사이에 설치된다. 상기 제3밸브(27)는 압축실(20)내의 압축된 흡기가 압축실린더(21)로 역류하는 것을 방지하도록 된 일방향밸브이다.

상기 제1밸브(25)와 제2밸브(26) 및 제4밸브(28)는 전자제어유닛(ECU)에 의해 제어된다(도시생략).

이상의 설명과 같이 구성된 본 발명의 과급기 장치는 다음과 같이 작동된다. 흡기캠축(14)이 흡기밸브(16)를 작동시키고 계속회전하면 캠의 장축이 압축밸브(23)에 접촉되면서 압축밸브(23)를 밀어올리게 된다. 이에따라 흡기는 제3밸브(27)를 개방시키고 압축실(20)로 들어간다. 흡기캠축(14)의 연속적인 회전에 의하여 이와같은 동작이 반복되면 압축실(20)의 흡기는 계속 압축된다. 이에, 제1밸브(25) 및 제2밸브(26)는 닫혀있다. 이후, 흡기행정에서 흡기밸브(16)가 열리게되면 전자 제어유닛(ECU)의 신호에 다라 제4밸브(28)는 닫히고 제2밸브(B)가 열려 압축된 흡기가 보조포트(24)를 통해서 흡기포트(12)로 이송된 후 실린더(10)내로 도달하게 됨으로써 높은 출려과 토오크를 얻을 수 있게 된다.

이상에서 설명한 바와같이 본 발명에 따른 엔진의 과급기 장치는 캠축의 로스트 모션을 이용하여 흡기를 압축시킨 후 실린더내로 이송함으로써 엔진의 토오크를 향상시켜 높은 출력을 얻을 수 잇는 장점이 있다. 또한 엔진이 저속 운전될 경우에도 그 장치적인 특성에 의해 흡기계통에 전혀 지장을 초래하지 않게 하는 효과가 제공된다.

Claims (4)

1. 엔진의 서지탱크(18)와 연통되도록 형성된 압축실(20)과, 그 압축실(20)에 연결되는 압축실린더(21)와, 그 압축실린더(21)에 삽입되고 흡기캠축(14)의 로스트 모션(lost motion)에 의해 왕복운동되며 상기 압축실(20)의 흡기를 압축시키도록 설치되는 압축밸브(23)와, 상기 압축실(20)과 흡기포트(12)가 연통되도록 설치되는 보조포트(24)와, 상기 서지탱크(18)의 흡기가 상기 압축실(20)로 이송되어 압축된 후 흡기포트(12)로 이송되게 하기 위한 밸브수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 엔진의 과급기 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 밸브수단은, 상기 서지탱브(18)와 압축실(20)과의 통로상에 설치되는 제1밸브(25)와, 상기 압축실(20)과 보조포트(24)사이에 설치되는 제2밸브(26)와, 상기 압축시린더(21)의 상부에 설치되는 제3밸브(27)와, 상기 서지탱크(18)와 흡기포트(12)사이에 설치되는 제4밸브(28)를 구비하여 구성되는 것을 특징으로 하는 엔진의 과급기장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 제1밸브(25)와 제2밸브(26) 및 제4밸브(28)는 전자제어유닛(ECU)에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 엔진의 과급기장치.
4. 제2항에 있어서, 상기 제3밸브(27)는 압축실(20)내의 압축된 흡기가 압축실린더(21)로 역류하는 것을 방지하도록 된 일방향 밸브인 것을 특징으로 하는 엔진의 과급기 장치.