KR100211359B1 - 자동차용 흡기 장치 - Google Patents

Abstract

자동차의 흡기 장치를 통과한 공기 및 연료의 흡입량을 향상시키기 위하여 흡기와 배기 사이에 오버랩 구간을 설정할 때 너무 크게 설정하면 연소실(53)로 유입된 혼합기가 역류하거나 흡기 유동이 방해되어 역 효과를 발생시킴으로써 엔진 출력이 저하됨을 방지하기 위하여, 흡기 매니폴드(55)의 출구 부분에서 역류되는 혼합기를 감지하여 서지 탱크(56)로 유입되는 공기를 차단함으로써 혼합기의 역류를 차단하게 되는 역류 방지 수단을 포함하여 구성함으로써 엔진 출력을 향상시킬 수 있게 된다.

Description

자동차용 흡기 장치

제1도는 본 발명에 따른 자동차용 흡기 장치를 도시한 회로도.

제2도는 일반적인 자동차용 흡기 장치를 도시한 개략도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 감지 센서 2 : ECU

3 : 제1솔레노이드 밸브 4 : 제2솔레노이드 밸브

5 : 진공 탱크 6 : 체크 밸브

7 : 보조 드로틀 밸브 8 : 동작 부재

9 : 케이스 10 : 스프링

11 : 격판

본 발명은 자동차용 흡기 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자동차의 엔진 출력을 향상시킬 수 있는 자동차용 흡기 장치에 관한 것이다.

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

상기한 바와 같은 자동차는 엔진에서 발생된 동력을 동력 전달 장치를 통해 구동축에 전달함으로써 여기에 결합된 타이어를 회전시켜 자동차를 구동시키게 되는 것이다.

여기서, 상기한 엔진은 폭발력을 회전 운동으로 변환시켜 자동차를 구동시키게 되는 바, 상기한 엔진은 흡입, 압축, 폭발, 배기 행정을 1사이클로 하는 운동을 통하여 폭발력을 발생시키게 되고 상기한 행정의 연속동작을 위하여 엔진에는 흡, 배기 장치, 연료 공급 장치, 냉각 장치, 윤활장치등이 필요하게 된다.

즉, 상기한 흡입 행정 시 연료 및 공기를 연소실로 유입시키고 이를 압축 행정에서 고온, 고압으로 압축하여 폭발이 용이하도록 분위기를 조성하며 폭발 행정에서 이를 폭발시킨 후 배기 행정에서 배기 가스를 외부로 배출하게 되는 것이다.

여기서, 연소실에 공기 및 연료를 이송시키는 흡기 장치는 제2도에 도시된 바와 같이 흡, 배기 밸브(50,51)가 설치되어 있고 피스톤(52)이 삽입되어 있는 연소실(53)과, 상기한 연소실(53) 상부에 연결되어 흡기밸브(50)로 단속되는 흡기 포트(54)와, 상기한 흡기 포트(54)에 연결되어 다수의 연소실(53)에 균일하게 공기 및 연료를 분배하게 되는 흡기매니폴드(55)와, 상기한 흡기 매니폴드(55)에 연결되어 있는 서지탱크(56)와, 상기한 서지탱크(56)에 연결되어 있는 드로를 바디(57)와, 상기한 드로틀 바디(57)에 연결되어 있는 에어클리너(58)로 구성되어 있다.

또한, 상기한 드로틀 바디(57)와 서지 탱크(56)의 사이에는 공기의 양을 조절하는 드로틀 밸브(59)가 설치되어 있게 된다.

상기한 바와 같은 흡기 장치는 배기 행정 후 피스톤(52)의 하향에 따라 발생된 부압에 의해 에어 클리너(58)를 통해 외부의 공기가 흡입되면 에어클리너(58)가 불순물을 제거하여 공기를 드로틀 바디(57)로 유입시키게 된다.

드로틀 바디(57)로 공기가 유입되면 드로틀 밸브(59)가 관로의 체적을 조절함으로써 유입되는 공기의 양을 조절하게 되는 바, 이를 통과한 공기는 서지 탱크(56)로 유입되어 확산되면서 흡기 매니폴드(55)를 통해 각각의 연소실(53)로 균일한 양이 유입된다.

여기서, 상기한 각 행정 시의 밸브 동작을 설명하면 흡입 행정 시에는 배기 밸브(51)가 닫혀 있게 되고, 압축, 폭발 행정에서는 흡입, 배기밸브(50,51)가 모두 닫혀 있으며, 배기 행정에서는 흡입 밸브(50)는 닫혀있고 배기 밸브(51)만 개방되게 된다.

특히, 상기한 배기 가스의 배출 효율을 향상시키고 흡입 혼합기의 유입량과 체적 효율을 향상시켜 엔진 출력을 향상시키기 위해 상기한 흡입, 배기 행정의 사이에 오버랩(Overlap) 구간이 설정되어 있다.

상기한 오버랩 구간은 흡입시 배기 밸브(51)가 닫히지 않고 배기 시 흡기 밸브(50)가 닫히지 않아 2개의 밸브(50,51)가 모두 개방되어 있게 됨으로써 흡입되는 혼합기가 배기 가스를 유입되는 힘에 의해 보다 많이 배출시킬 수 있도록 하고, 배기 가스의 배출에 따른 관성으로 혼합기가 보다 많이 유입되도록 하게 되는 것이다.

그러나, 상기한 바와 같이 흡기 장치를 통과한 공기 및 연료의 흡입량을 향상시키기 위하여 흡기와 배기 사이에 오버랩 구간을 설정할 때 너무 크게 설정하면 연소실(53)로 유입된 혼합기가 역류하거나 흡기 유동이 방해되어 역효과를 발생시킴으로써 엔진 출력이 저하되는 문제점이 있다.

물론, 상기한 혼합기의 역류를 방지하기 위하여 오버랩 구간을 너무 적게 설정하여도 출력이 저하된다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 오버 랩 구간을 크게 한 상태에서도 혼합기의 역류없이 엔진의 출력을 향상시킬 수 있는 자동차용 흡기 장치를 제공함에 있다.

상기한 목적을 실현하기 위하여 본 발명은 자동차용 흡기 장치에서 흡기 매니폴드의 출구 부분에서 역류되는 혼합기를 감지하여 서지 탱크로 유입되는 공기를 차단함으로써 혼합기의 역류를 차단하게 되는 역류 방지 수단을 포함하여 구성함을 특징으로 한다.

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

제1도는 본 발명에 따른 자동차용 흡기 장치를 도시한 회로로서, 흡, 배기 밸브(50,51)가 상부에 설치된 연소실(53)과, 상기한 흡기 밸브(50)측에 연결되어 있는 흡기 매니폴드(55)와, 상기한 흡기 매니폴드(55)에 연결된 서지탱크(56)와, 상기한 흡기 매니폴드(55)의 출구 부분에서 역류되는 혼합기를 감지하여 서지 탱크(56)로 유입되는 공기를 차단함으로써 혼합기의 역류를 차단하게 되는 역류 방지 수단과, 상기한 서지 탱크(56)에 연결되어 있는 드르틀 바디(57)와, 상기한 드로틀 바디(57)에 연결되어 있는 에어클리너(58)로 구성되어 있다.

여기서, 상기한 역류 방지 수단은 흡기 매니폴드(55)에 설치된 감지 센서(1)와, 상기한 감지 센서(1)에 연결된 ECU(2)와, 상기한 ECU(2)에 연결되어 있는 제1, 2 솔레노이드 밸브(3,4)와, 상기한 제1솔레노이드 밸브(3,4)에 연결되어 있는 진공 탱크(5)와, 상기한 진공 탱크(5)에 연결되어 있고 타측은 서지탱크(56) 출구측에 연결되어 있는 체크밸브(6)와, 상기한 제1솔레노이드 밸브(3)와 연결됨과 아울러 드로틀 밸브(59) 후단에 설치된 보조 드로틀 밸브(7)에 연결된 동작 부재(8)와, 상기한 동작 부재(8)에 연결되어 이의 운동을 제한하는 제2솔레노이드 밸브(4)로 구성되어 있다.

물론, 상기한 감지 센서(1)는 흡기 매니폴드(55)의 각 분류별로 각각 하나씩 장착되고, 동작 부재(8)는 케이스(9) 내부에 스프링(10)으로 일측이 지지된 격판(11)을 사용하여 공기압의 변동에 따라 동작하도록 구성되어 있는 것이다.

또한, 제1솔레노이드 밸브(3)의 일측은 에어클리너(57)에 연결되어 제1솔레노이드 밸브(3)의 동작에 따라 개폐된다.

상기한 바와 같은 본 고안의 작용 효과를 설명하면 피스톤(52)의 하향에 따른 부압으로 외부 공기가 인입되면 이는 에어 클리너(58)와 드로틀 바디(57)를 통과하여 서지탱크(56)에서 각 연소실(53)로 균등 분배되어 연소실(53)로 유입된다.

이때, 상기한 혼합기는 정상 유동되어 제1솔레노이드 밸브(3)는 동작하지 않게 됨으로써 상기한 동작 부재(8)에 대기압인 공기가 에어클리너(58)를 통해 충만되어 있는 상태가 된다.

또한, 서지 탱크(56) 후단에 연결된 체크 밸브(6)는 흡기 매니폴드(55)를 통과하는 공기의 부압에 의해 개방됨으로써 진공 탱크(5)의 내부 공기가 흡기매니폴드(55)로 인입되고 이에 따라 진공 탱크(5)의 내부가 진공 상태로 유지된다.

연소실(53)로 혼합기가 유입될 때 배기 밸브(51)는 개방된 상태로 배기중인 바, 흡입 혼합기에 의해 배기 가스가 보다 빨리 배출된다.

배기 가스가 모두 배출되는 시점에 맞춰 배기 밸브(51)가 닫히게 되면 흡입 혼합기가 연소실(53) 내부에 충만하게 됨과 아울러 오버 랩 구간 동안 더욱 충만됨으로써 흡입 밸브(50)가 닫히기 전에 역류하게 된다.

혼합기가 역류되면 이를 감지 센서(1)가 감지하여 ECU(2)에 신호를 전달하게 되고 이에 따라 ECU(2)는 제1솔레노이드 밸브(3)를 동작시키게 됨으로써 된다.

제1솔레노이드 밸브(3)가 동작하면 에어 클리너(58)측으로는 공기의 흐름이 차단되고 진공 탱크(5) 측으로 연결되는 바, 진공 탱크(5)의 부압에 의해 동작 부재(8)의 공기가 빨려 나오게 되고 이로 인하여 스프링(10)의 탄성을 극복하여 격판(11)이 도면에서 상부로 이동하게 된다.

격판(11)이 이동하면 이와 연결된 보조 드로틀 밸브(7)가 회전하여 관로를 차단하게 되어 연소실(53)로 공기의 유입을 막게 된다.

연소실(53)에 공기의 유입이 차단되면 혼합기를 역류시키는 힘이 소멸되어 혼합기가 더 이상 역류하지 않게 되고, 흡기 매니폴드(55)에 발생된 부압이 소멸됨으로써 진공 탱크(5)에 연결된 체크 밸브(6)가 닫히게 된다.

이때, 상기한 보조 드로틀 밸브(7)은 동작은 이와 연결된 제2솔레노이드 밸브(4)에 의해 한정되는 바, 이는 ECU(2)가 제2솔레노이드 밸브(4)를 제어함으로써 보조 드로틀 밸브(7)의 동작 범위는 ECU(2)가 결정하게 된다.

체크 밸브(6)가 닫히게 되면 이와 연결된 진공 탱크(5)에 부압이 발생되지 않게 됨으로써 동작 부재(8)가 원 위치되고 보조 드로틀 밸브(7)가 동작하여 관로를 개방시키게 된다.

여기서, 상기한 역류의 흐름이 차단되면 ECU(2)가 제1솔레노이드 밸브(3)를 동작시켜 동작 부재(8)를 다시 에어 클리너(58)와 연결시켜 최초 상태로 환원됨으로써 역류의 감지가 연속적으로 수행될 수 있게 된다.

이상과 같이 본 발명은 자동차용 흡기 장치에 혼합기의 역류를 방지할 수 있는 역류 방지 수단을 설치함으로써 오버 랩 구간의 확장에 따른 혼합기의 역류를 방지함과 아울러 엔진의 출력을 향상시킬 수 있는 잇점이 있는 것이다.

Claims (2)

1. 자동차의 흡기장치를 구성하는 흡기 매니폴드의 출구부분에서 역류되는 혼합기를 감지하여 서지탱크로 역류되는 혼합기를 차단하는 역류 방지 수단이 적용되는 자동차의 흡기장치에 있어서, 상기 역류 방지수단은, 흡기 매니폴드에 다수 설치된 감지센서와; 상기 서지 탱크의 하류측과 체크밸브를 개재시켜 연통되는 진공탱크와; 상기 진공탱크와 연통됨과 동시에 드로틀 바디의 상류측에서 대기측과 연통되는 동작부재와; 상기 서지탱크의 상류측에 배치되어 상기 동작부재의 작동에 따라 개폐작용이 이루어지는 보조 드로틀 밸브와; 상기 감지센서의 전기적인 신호에 따른 ECU의 제어에 의해 작동되면서 상기 동작부제가 진공탱크와 대기측에 선택적으로 연통될 수 있도록 하는 제1솔레노이드 밸브와; 상기 감지센서의 전기적인 신호에 따른 ECU의 제어에 의해 작동되면서 상기 동작부재의 작동을 제한하는 제2솔레노이드 밸브를 포함하여 이루어지는 자동차용 흡기장치.
2. 제1항에 있어서, 동작부재는 케이스와, 이 케이스에 내장되어 일측이 제2 솔레노이드 밸브와 연결되는 격판과, 상기 격판을 일측에서 지지하는 스프링으로 이루어짐을 특징으로 하는 자동차용 흡기장치.