KR100222871B1 - 내연기관의 흡기장치 - Google Patents

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Abstract

단일 흡기포트를 구비한 엔진에 있어서 희박연소가 가능할 수 있도록 하기 위하여, 하나의 연소실에 대하여 단이 흡기포트를 구비한 내연 기관에 있어서, 상기한 흡기포트의 내측에 밸브판이 설치되어 제1,2통로를 형성하고, 흡기계의 부압에 의해 작동하는 액츄에이터의 로드 선단에 랙기어를 설치하며, 상기 밸브판과 연결된 축부재를 상기 랙기어와 치차물림된 피니온 기어와 연결하고, 상기 피니온 기어를 각각의 밸브판과 연결된 회전판과 연결하여 구성되는 내연기관의 흡기장치를 제공한다.

Description

내연기관의 흡기장치
제1도는 본 발명에 의한 흡기장치의 사시도.
제2도는 본 발명에 의한 흡기장치가 흡기포트에 설치된 상태의 평면도로서, 제2(a)도는 저속시 상태이고, 제2(b)도는 고속시 상태이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
2 : 액츄에이터 4 : 랙기어
6 : 피니온 기어 8 : 링크
10 : 회전판 12 : 축부재
14 : 밸브판 18 : 히팅수단
24 : 흡기포트 26 : 연소실
본 발명은 내연기관의 흡기 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 하나의 연소실에 대하여 단일 흡기 포트를 구비한 엔진에서 희박 연소를 가능하게 하며 연소효율을 높일 수 있는 흡기 장치에 관한 것이다.
내연기관의 미래의 목표는 적은 연료를 사용하여 큰 출력과 토오크를 얻을 수 있으며, 배출가스의 유해물질을 줄일 수 있는 것이다.
이러한 목표를 실현하기 위하여 희박 연소 엔진이 개발되고 있는데, 희박 연소 엔진은 연료가 적게 분사되는 저속 영역에서 점화가 어려우며, 또 연료가 많이 분사되는 고속 영역에서는 점화 플러그의 젖음 현상으로 실화의 우려가 있다.
대개의 경우 희박 연소 엔진은 흡기포트를 격벽으로 분할하여 혼합기와 신기가 별도로 연소실로 유입될 수 있는 구조를 갖추고 있는데, 이러한 엔진은 격벽이 고정된 구조이기 때문에 엔진의 속도 영역에 따라 혼합기의 흐름에 변화를 주지 못하게 되므로 희박 연소 엔진의 문제점을 극복하지 못하고 있는 실정이다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해소하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 단일 흡기포트를 구비한 엔진에 적용이 가능하며 엔진의 속도 영역에 따라 흡기의 흐름 상태를 가변시켜 희박 연소를 가능하게 하는 내연기관의 흡기장치를 제공하는데 있다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위하여, 하나의 연소실에 대하여 단이 흡기포트를 구비한 내연 기관에 있어서, 상기한 흡기포트의 내측에 밸브판이 설치되어 제1,2통로를 형성하고, 흡기계의 부압에 의해 작동하는 액츄에이터의 로드 선단에 랙기어를 설치하며, 상기 밸브판과 연결된 축부재를 상기 랙기어와 치차물림된 피니온 기어와 연결하고, 상기 피니온 기어를 각각의 밸브판과 연결된 회전판과 연결하여 구성되는 내연기관의 흡기장치를 제공한다.
상기한 밸브판에는 히팅 수단이 설치되어 혼합기를 가온할 수 있는 내연기관의 흡기장치를 제공한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 따라 더욱 상세히 설명한다.
제1도는 본 발명에 의한 흡기장치의 주요부 사시도로서, 엔진의 흡기계통과 연통하여 부압의 영향을 받는 다이어 프램식 액츄에이터(2)의 로드 선단에 랙기어(4)가 고정되어 엔진의 부압 변화에 따라 전후진할 수 있도록 되어 있다.
상기한 랙기어(4)에는 피니온 기어(6)가 치차물림되어 랙기어 전후진 운동을 회전 운동으로 변화시킬 수 있도록 되어 있는데, 이 피니온 기어(6)에는 링크(8)의 일단이 힌지 결합되어 있다.
이 링크(8)에는 다수개의 회전판(10)이 등 간격으로 힌지결합되어 피니온 기어(6)의 회전력을 전달받을 수 있도록 되어 있다.
따라서 랙기어(4)가 전후진 운동을 하게 되면 피니온 기어(6)과 다수개의 회전판(10)들이 동시에 회전을 하게 된다.
상기한 피니온 기어(6)의 중심과 회전판들(10)의 중심에는 축부재(12)가 고정되어 함께 회전할 수 있도록 되어 있으며, 이 축부재(12)에는 밸브판(14)들이 고정되어 또한 함께 회전할 수 있도록 되어 있다.
상기한 축부재(12)의 상단부에는 컨넥터(16)가 설치되어 전자제어 유닛(ECU)과 전기적으로 연결을 이루고 있는데, 이 컨넥터(16)의 출력단은 밸브판(14)의 내측면에 제공된 히팅수단(18)과 전기적으로 연결된 배터리(20)의 전원을 제어에 의해 단속할 수 있는 구조로 연결된다.
제2도는 상기한 제1도의 흡기장치가 실린더 헤드(22)의 흡기포트(24)에 설치된 상태를 나타내는 도면으로서, 흡기포트(24)의 입구측에 링크(8)가 길이 방향으로 배치되고 이 링크에 결합된 피니온 기어(6) 및 회전판(10)들은 각각의 흡기포트와 대응하는 위치에 설치되고 있다.
실질적으로 이들 피니온(6) 및 회전판(10)은 흡기포트(24)의 아래측에 위치할 수 있으며, 이들로부터 축부재(12)를 통하여 연결되는 밸브판(14)이 흡기포트(24)의 내측에 위치하여 이들 포트를 2분할하고 있다.
도면중 미설명 부호 26은 연소실이며, 28은 점화 플러그이다.
이와 같이 이루어지는 본 발명의 흡기장치는, 엔진이 저속 영역에서는 흡기계의 부압이 크므로 액츄에이터(2)의 로드는 전방으로 밀려나게 된다.
이러한 작용으로 랙기어(4)가 전진하게 되므로 이와 치차물림되어 있는 피니온 기어(6)는 제2도에서 볼 때 시계 방향으로 회전을 하게 되는데, 이 피니온(6)과 링크(8)를 통하여 다수개의 회전판(10)들이 연결되기 때문에 피니온의 회전 방향과 동일한 방향으로 회전판들도 함께 회전하게 된다.
따라서 이들 피니온 기어(6)와 회전판(10)에 고정된 축부재(12)도 함께 회전하게 되므로 이 축부재에 고정된 밸브판(14)도 동일한 방향으로 회전하면서 제2(a)도 의 상태와 같이 흡기포트(24)의 중심선으로부터 이동하여 연소실(26)측 혼합기 통로가 좁아지게 된다.
이러한 상태에서는 연료 인젝터로부터 분사되는 연료와 흡합된 혼합기가 제1통로(F)를 통하여 연소실(26)로 흐르게 되는데, 제1통로(F)가 좁아진 상태는 점화 플러그(28)측으로 혼합기를 유도할 수 있기 때문에 가능한 농후한 혼합기를 점화 플러그 주변에 존재시키게 된다.
따라서 저속에서 점화가 용이하게 이루어질 수 있는데, 특히 초기 아이들링 시나, 웜업시, 또는 냉시동시에 히팅수단(18)을 가온시키게 되면 흡기통로(24)를 흐르는 혼합기의 무화가 균일하게 되므로 더욱 점화가 용이하게 될 수 있으며, 초 희박 연소도 가능하게 된다.
그리고 엔진이 고속 영역으로 진입하게 되면, 흡기계의 부압이 작아지게 되므로 저속시와는 반대로 랙기어(4)가 후진하게 된다.
따라서 피니온 기어(6)와 회전판(10)의 회전 방향도 저속시와는 반대가 되므로 제2(b)도에 도시한 바와 같이 제1통로(F)의 선단부는 좁아지고, 제2통로(S)의 선단부는 넓어지게 된다.
이러한 상태에서는 제1통로(F)로 흐르는 혼합기의 유속이 느리고 반면에 제2통로(S)로 흐르는 신기의 유속이 빠르게 되므로 혼합기의 균일한 혼합이 이루어질 수 있으며 연소실(26)로 유입되는 혼합기의 흐름을 스월 유동으로 할 수 있기 때문에 연소실내의 혼하기 유동이 활발해 진다.
따라서 더욱 적은 연료의 사용이 가능한 희박 연소를 실현할 수 있으므로 고속 영역에서 종래보다 적은 연료를 분사할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 흡기장치는, 종래의 단일 흡기포트의 엔진에 흡기장치를 적용시킬 수 있으므로 아무런 구조 변경을 행하지 않고도 희박 연소를 가능하게 할 수 있고, 또 연소 활동을 활발히 할 수 있어 연소 효율을 증대시킴으로서 배기가스내의 유해물질 감소 및 연비 절감을 실현할 수 있다.

Claims (2)

  1. 하나의 연소실에 대하여 단일 흡기포트를 구비한 내연 기관에 있어서, 상기한 흡기포트의 내측에 밸브판이 설치되어 제1,2통로를 가변적으로 형성하게 하고, 흡기계의 부압에 의해 작동하는 액츄에이터의 로드 선단에 랙기어를 설치하며, 상기 밸브판과 연결된 축부재를 상기 랙기어와 치차물림된 피니온 기어와 연결하고, 상기 피니온 기어를 각각의 밸브판과 연결된 회전판과 연결하여 구성되는 내연기관의 흡기장치.
  2. 제1항에 있어서, 밸브판에는 히팅수단이 설치되어 혼합기를 가온할 수 있는 내연기관의 흡기장치.
KR1019940028687A 1994-11-02 1994-11-02 내연기관의 흡기장치 KR100222871B1 (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0367018A (ja) * 1989-08-04 1991-03-22 Toyota Autom Loom Works Ltd 可変スワール吸気装置

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