KR100189682B1 - 흡기 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 직분식 가솔린 엔진이 장착된 차량의 흡기 시스템에 관한 것이다.
공기를 여과시키는 에어 클리너(52)와, 상기 에어 클리너(52)에 연결되는 에어 덕트(53)와, 상기 에어 덕트(53)에 연결되며 공기의 유량을 조절하는 1차 스로틀 밸브(85)가 구비된 스로틀 바디(54)와, 상기 스로틀 바디(54)에 연결되는 서지 탱크(56)와, 상기 서지 탱크(56)에 연결되며 제1흡기 매니폴드(58) 및 제2흡기 매니폴드(59)로 공기를 분배하는 딜리버리 파이프(57) 구성되는 흡기 시스템에 있어서, 상기 딜리버리 파이프(57)에 판막(80)이 설치되어 제1통로(81) 및 제2통로(82)가 형성되고, 상기 제2통로(82)에 엔진(65)의 부하에 따라 개폐가 제어되는 2차 스로틀 밸브(86)가 장착되는 것을 특징으로 한다.
이것에 의해, 희박 연소가 가능하며, 또한 연료소비율이 종래보다 저감되고, 외부로 배출되는 배기 가스의 양을 줄여 대기 오염을 억제되는 효과가 있다.

Description

흡기 시스템
본 발명은 직분식 가솔린 엔진이 장착된 차량의 흠착 시스템에 관한 것이며, 보다 상세히는 딜리버리 파이프에 판막을 설치하여 제1통로와 제2통로를 형성시키고, 상기 제2통로에 2차 스로틀 밸브를 장착한 흡기 시스템에 관한 것이다.
종래의 경우를 도1을 참조하여 설명하면, 도1은 종래의 흡기 시스템을 도시한 구성도로서, 종래의 흡기 시스템(1)은 엔진(15)에 장착되어 외기를 공급하며, 상기 엔진(15)에서 연소된 배기 가스가 배기 매니폴드(20)으로 배출되면 배기 가스의 일부를 순환시키는 배기 재순환 장치(25)가 장착된다.
상기 흡기 시스템(1)은 공기를 여과시키는 에어 클리너(2)와, 상기 에어클리너(2)에 연결되는 에어 닥트(3)와, 상기 에어 덕트(3)에 연결되며 스로틀 밸브(5)가 구비되어 공기의 유량을 조절하는 스로틀 바디(4)와, 상기 스로틀 바디(4)에 연결되는 서지 탱크(6)와, 상기 서지 탱크(6)에 연결되며 제1흡기 매니폴드(8) 및 제2흡기 매니폴드(9)로 공기를 분배하는 딜리버리 파이프(7)로 구성된다.
상기 제1흡기 매니폴드(8)와 제2흡기 매니폴드(9)는 그 길이가 같고, 딜리버리 파이프(7)로부터 유입되는 공기량도 같다.
상기 배기 매니폴드(20)는 엔진(15)에 장착되어 엔진(15)내의 배기 가스를 유출시키는 제1런너(21) 및 제2런너(22)와, 상기 제1런너(21) 및 제2런너(22)로 배출된 가스가 모이는 바디부(23)로 구성된다.
상기 배기 재순환 장치(25)는 배기 매니폴드(20) 및 딜리버리 파이프(7)에 연결되어 배기 매니폴드(20)의 배기 가스 일부를 딜리버리 파이프(7)로 순환시키는 연결 라인(26)과, 상기 연결 라인(26)에 장착되어 배기 가스의 순환을 제어하는 EGR 밸브(27)로 구성된다.
상기와 같이 구성된 종래의 흡기 시스템의 경우, 외부에서 흡기 시스템(1)으로 유입된 공기는 압력차에 의해 엔진(15)으로 흡입되어 연소되고, 상기 연소된 배기 가스는 배기 매니폴드(20)로 배출된다. 이 때, 배기 가스의 일부가 배기 가스 재순환 장치(25)를 통하여 흡기 시스템(1)의 딜리버리 파이프(7)로 유입된다.
그러나, 상기와 같은 흡기 시스템은 배기 가스를 조금밖에 순환시키지 못하는 문제점이 있었다. 그것은 딜리버리 파이프 내의 압력과 배기 매니폴드 사이의 압력차 관계로서 딜리버리 파이프로 배기 가스를 많이 유입시킬 경우 외기가 흡기시스템으로 유입되지 못하기 때문이다.
따라서, 본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 배기 가스를 더 많이 순환시킬 수 있도록 하기 위해서 딜리버리 파이프에 막을 설치하여 제1통로와 제2통로를 형성시키고, 상기 제2통로에 2차 스로틀 밸브를 장착하여 부분 부하시 제2통로로 배기 가스를 유입시키는 직분식 가솔린 엔진을 제공하는데 있다.
상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 흡기 시스템의 일예로서, 공기를 여과시키는 에어 클리너와, 상기 에어 클리너에 연결되는 에어 덕트와, 상기 에어 덕트에 연결되며 공기의 유량을 조절하는 1차 스로틀 밸브가 구비된 스로틀 바디와, 상기 스로틀 바디에 연결되는 서지 탱크와, 상기 서지 탱크에 연결되며 제1흡기 매니폴드 및 제2흡기 매니폴드로 공기를 분배하는 딜리버리 파이프구성되는 흡기시스템에 있어서, 상기 딜리버리 파이프에 판막이 설치되어 제1통로 및 제2통로가 형성되고, 상기 제2통로에 엔진의 부하에 따라 개폐가 제어되는 2차 스로틀 밸브가 장착되는 것을 특징으로 한다.
이러한 구성에 의해, 부분 부하시는 공기연료비(A/F)가 30 이상이고, 중 부하시는 공기연료비(A/F)가 20∼25이고, 고 부하시는 공기연료비(A/F)가 이론 공기 연료비되는 것을 실현함으로서 희박 연소가 가능하며, 또한 연료소비율이 종래보다 저감되며, 부분 부하시 2차 스로틀 밸브를 크로즈 시키므로서 많은 배기 가스를 재순환시킬 수 있어 외부로 배출되는 배기 가스의 양을 줄일 수 있다.
도1은 종래의 흡기 시스템을 도시한 구성도
도2는 본 발명에 따른 흡기 시스템에 있어서, 아이들링시 흡기가 엔진으로 유입되는 과정을 도시한 구성도
도3은 본 발명에 따른 흡기 시스템에 있어서, 부분 부하시 흡기가 엔진으로 유입되는 과정을 도시한 구성도
도4는 본 발명에 따른 흡기 시스템에 있어서, 중 부하시 흡기가 엔진으로 유입되는 과정을 도시한 구성도
도5는 본 발명에 따른 흡기 시스템에 있어서, 고 부하시 흡기가 엔진으로 유입되는 과정을 도시한 구성도
도6은 본 발명에 따른 흡기 시스템에 있어서, 엔진 회전수에 따른 엔진 부화를 도시한 그래프
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1, 50 : 흡기 시스템 2, 52 : 에어 클리너
3, 53 : 에어 덕트 4, 54 : 스로틀 바디
5 : 스로틀 밸브 6, 56 : 서지 탱크
7, 57 : 딜리버리 파이프 8, 58 : 제1흡기 매니폴드
9, 59 : 제2흡기 매니폴드 15, 65 : 엔진
20, 70 : 배기 매니폴드 21, 71 : 제1런너
22, 72 : 제2런너 23, 73 : 바디부
25, 75 : 배기 재순환 장치 26, 76 : 연결 라인
27, 77 : EGR 밸브 80 : 판막
81 : 제1통로 82 : 제2통로
85 : 1차 스로틀 밸브 86 : 2차 스로틀 밸브
이하, 본 발명의 실시예를 도2 내지 도6을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 흡기 시스템(51)은 엔진(65)에 장착되어 외기를 공급하며, 상기 엔진(65)에서 연소된 배기 가스가 배기 매니폴드(70)로 배출되면 배기 가스의 일부를 순환시키는 배기 재순환 장치(75)가 장착된다.
상기 흡기 시스템(50)은 공기를 여과시키는 에어 클리너(52)와, 상기 에어 클리너(52)에 연결되는 에어 덕트(53)와, 상기 에어 덕트(53)에 연결되며 공기의 유량을 조절하는 1차 스로틀 밸브(85)가 구비된 스로틀 바디(54)와, 상기 스로틀 바디(54)에 연결되는 서지 탱크(56)와, 상기 서지 탱크(56)에 연결되며 제1흡기 매니폴드(58) 및 제2흡기 매니폴드(59)로 공기를 분배하는 딜리버리 파이프(57) 구성된다.
상기 딜리버리 파이프(57)는 가운데 판막(80)이 설치되어 제1통로(81) 및 제2통로(82)가 형성된다.
상기 제2통로(82)에는 엔진(65)의 부하에 따라 개폐가 제어되는 2차 스로틀 밸브(86)가 장착되고, 배기 재순환 장치(75)의 연결 라인(76)이 장착된다.
상기 제1흡기 매니폴드(58)는 딜리버리 파이프(57)의 제1통로(81)에 연결되고, 제2흡기 매니폴드(59)는 딜리버리 파이프(57)의 제2통로(82)에 연결된다.
상기 제1흡기 매니폴드(58)는 엔진(65)으로 유입되는 공기의 유동이 커지도록 장착되는 각도가 조절되어 엔진(65)에 장착되고, 제2흡기 매니폴드(59)는 중부하 및 고부하시 엔진(65)으로 더 많은 공기가 흡입되도록 장착되는 각도가 조절되어 엔진(65)에 장착된다.
상기 배기 매니폴드(70)는 엔진(65)에 장착되어 엔진(65)내의 배기 가스를 유출시키는 제1런너(71) 및 제2런너(72)와, 상기 제1런너(71) 및 제2런너(72)로 배출된 가스가 모이는 바디부(73)로 구성된다.
상기 배기 재순환 장치(75)는 배기 매니폴드(70) 및 딜리버리 파이프(57)에 연결되어 배기 매니폴드(70)의 배기 가스 일부를 딜리버리 파이프(57)로 순환시키는 연결 라인(76)과, 상기 연결 라인(76)에 장착되어 배기 가스의 순환을 제어하는 EGR 밸브(77)로 구성된다.
상기와 같은 구성에 의해 본 발명의 흡기 시스템은 다음과 같이 작동한다.
아이들링 시에는 2차 스로틀 밸브(86) 및 EGR 밸브(77)가 차단된다. 이것에 의해, 공기는 딜리버리 파이프(57)의 제1통로(81)로만 흐르게 되고, 배기 가스는 순환하지 않는다.(도2 참조)
부분 부하 시에는 2차스로틀 밸브(86)가 크로즈되고, EGR 밸브(77)는 오픈된다. 이것에 의해, 배기 가스는 딜리버리 파이프(57)의 제2통로(82)로 유입되어 엔진(65)으로 흡입되고, 공기는 딜리버리 파이프(57)의 제1통로(81)로 유입되어 엔진(65)으로 흡입된다. 여기서, 제2통로(82)가 2차 스로틀 밸브(86)에 의해 크로즈되기 때문에 흡기 시스템(50)과 외부의 압력차를 계산할 필요사 없으며, 배기 매니폴드(70)에서 딜리버리 파이프(57)로 종래보다 많은 배기 가스를 유입시킬 수 있다.(도3 참조)
중하시에는 2차 스로틀 밸브(86)가 반 오픈되며, EGR 밸브(77)는 크로즈된다. 이것에 의해 공기는 딜리버리 파이프(57)의 제1통로(81) 및 제2통로(82)로 유입되어 엔진(65)으로 흡입된다.(도4 참조)
고 부하 시에는 2차 스로틀 밸브(86)가 완전 오픈되며, EGR 밸브(77)는 크로즈된다. 이것에 의해, 공기가 딜리버리 파이프(57)의 제1통로(81) 및 제2통로(82)로 유입되어 엔진(65)으로 흡입된다.(도5 참조)
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 흡기 시스템은 부분 부하시는 공기연료비(A/F)가 30 이상이고, 중 부하시는 공기연료비(A/F)가 20∼25이고, 고 부하시는 공기연료비(A/F)가 이론 공기 연료비되는 것을 실현함으로서 희박 연소가 가능하며(도6 참조), 또한 연료소비율이 종래보다 저감되고, 부분 부하시 2차스로틀 밸브를 크로즈 시키므로서 많은 배기 가스를 재순환시킬 수 있어 외부로 배출되는 배기 가스의 양을 줄여 대기 오염이 억제되는 효과가 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 흡기 시스템을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구의 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.

Claims (1)

  1. 공기를 여과시키는 에어 클리너(52)와, 상기 에어 클리너(52)에 연결되는 에어 덕트(53)와, 상기 에어 덕트(53)에 연결되며 공기의 유량을 조절하는 1차 스로틀 밸브(58)가 구비된 스로틀 바디(54)와, 상기 스로틀 바디(54)에 연결되는 서지 탱크(56)와, 상기 서지 탱크(56)에 연결되며 제1흡기 매니폴드(58) 및 제2흡기 매니폴드(59)로 공기를 분배하는 딜리버리 파이프(57) 구성되는 흡기 시스템에 있어서, 상기 딜리버리 파이프(57)에 판막(80)이 설치되어 제1통로(81) 및 제2통로(82)가 형성되고, 상기 제2통로(82)에 엔진(65)의 부하에 따라 개폐가 제어되는 2차 스로틀 밸브(86)가 장착되는 것을 특징으로 하는 흡기 시스템.
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