KR100267675B1 - 자동차 엔진의 흡기 조절장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엔진의 전 속도 영역에서 연소성, 토오크 및 출력을 향상시키므로서, 엔진의 응답성 및 가속성을 높일 수 있도록 하는 자동차 엔진의 흡기 조절장치에 관한 것으로서, 서지탱크(1)와 연소실을 연결하는 흡기관(2)의 폭이 가변되도록 하므로서, 흡기관의 체적이 빠르게 변화되어 흡기의 충진 효율을 향상시킬 수 있도록 구성된다. 이를 위하여, 서지탱크와 흡기관의 연결부위에는 가변 플레이트(7)가 승강 가능하게 설치되고, 그 가변 플레이트는 프레임(8)에 지지된다. 또한, 상기 프레임은 유압 실린더(10)의 피스톤(12)과 연결되어, 상기 유압 실린더로 유압이 공급될 경우 상승되고, 그 반대의 경우 리턴 스프링(14)에 의해 복원된다. 이에 따라, 상기 가변 플레이트는 엔진의 고부하 운전시 승강 조절수단에 의해 상승되어, 흡기관의 체적을 늘이므로서, 흡기의 고속 충진을 실현한다. 따라서, 본 발명에 의하면 흡기의 충진 효율이 높아지고 연소성이 향상되며, 엔진의 응답성 및 가속성이 향상된다.

Description

자동차 엔진의 흡기 조절장치.

본 발명은 자동차 엔진의 흡기 조절장치에 관한 것으로서, 특히 흡기 매니폴드의 면적이 가변되어, 엔진의 전 속도 영역에서 크고 균일한 토오크 및 출력을 얻을 수 있도록 한 흡기 조절장치에 관한 것이다.

주지된 바와 같이, 내연기관의 대표적인 예로 들 수 있는 자동차 엔진은 최근 고성능화 추세에 따라, 흡·배기 효율을 높여 고출력을 얻을 수 있도록 한 형식으로 설계되고 있다.

이러한 고성능 엔진의 경우에는 연소실로 유입되는 공기를 활성화하여 엔진의 출력을 높이게 되는데, 이를 위해 종래에는 흡기시 발생되는 부압파를 정압파로 반전시켜, 그 정압파에 의해 흡기 매니폴드의 충전 효율을 높이는 가변 흡기 조절장치(VICS)가 공지되어 있다.

이러한 가변 흡기 조절장치는 1개의 실린더당 2개의 흡기관이 형성되며, 그중 하나의 흡기관에는 고속 영역에서만 공기가 흐르고, 다른 하나에는 모든 영역에서 공기가 흐르도록 한다.

이에 따라 저속시에는 길이가 긴 흡기관을 통해 공기가 유입되어, 맥동 효과에 의한 흡기의 충진 효율이 증대되고, 고속시는 길이가 짧은 흡기관과 긴 흡기관을 통해 동시에 공기가 유입되어, 흡기 저항을 줄이고 높은 출력을 얻을 수 있도록 한다.

또한, 가변 흡기 조절장치가 적용된 것으로서, 종래 공지된 자동차 엔진의 흡기계 구조가 도 1에 도시되어 있다.

도면에서의 설명 부호(1)은 서지탱크를 지칭한다. 서지탱크(1)에는 저속 및 고속용으로 구분되는 2개의 흡기 통로(2a, 2b)를 갖는 흡기관(2)이 연결되고, 그 흡기관(2)은 다시 흡기 매니폴드(3)를 통해 엔진의 연소실(5)로 연결된다.

여기서, 2개의 흡기 통로(2a, 2b)는 흡기 조절밸브(6)의 개폐에 의해, 서로 연통되거나 차단된다.

이러한 구성에 따라, 상기 흡기 조절밸브(6)는 엔진의 저부하 운전시 폐쇄되므로서, 저속용 흡기 통로(2a)를 통하여 흡기가 공급되도록 하고, 그 반대의 경우 즉, 고부하 운전시 개방되어 2개의 흡기 통로(2a, 2b)로 동시에 흡기가 공급되도록 한다.

그러나 종래 기술에서 설명된 가변 흡기 조절장치에 있어서는, 흡기관을 개폐하는 수단이 엔진의 전 속도 영역에 대하여 능동적으로 관계하지 못할 뿐아니라, 흡기과 통과되는 상기 흡기관의 체적 변화가 미세하고, 급가속이나 급감속시 개폐되는 속도가 일정하기 때문에, 흡기를 신속히 차단하거나 신속히 공급하지 못하는 문제점이 있다.

따라서, 종래에는 가속 및 감속에 대한 응답성 및 가속성과 연소성을 향상시키는데 한계가 있었다.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해소하기 위한 목적에서 제안된 것으로서, 엔진의 전 속도 영역에서 연소성 및 응답성을 향상시키고, 토오크를 높일 수 있도록 한다.

제1도는 종래 공지된 자동차 엔진의 흡기 조절장치를 도시한 단면도.

제2도는 본 발명에 의하 자동차 엔진의 흡기 조절장치를 도시한 정단면도.

제3도는 본 발명에 의한 자동차 엔진의 흡기 조절장치를 도시한 측단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 서지 탱크 2 : 흡기관

7 : 가변 플레이트 8 : 프레임

9 : 파이프 10 : 유압 실린더

11 : 솔레노이드 밸브 12 : 피스톤

13 : 피스톤 로드 14 : 리턴 스프링

상술한 목적을 실현하기 위한 수단으로서, 본 발명의 자동차 흡기 조절장치는 서지탱크와 연소실을 연결하는 흡기관의 폭이 가변되도록 하므로서, 흡기관의 체적을 빠르게 줄이거나 늘여 엔진의 응답성 및 가속성을 향상시킬 수 있도록 한 기술적 구성으로 이루어진다.

보다 구체적으로, 본 발명은 서지탱크와 흡기관의 연결부위에 승강 가능하게 설치된 가변 플레이트를 포함한다.

그 가변 플레이트는 오일 펌프로부터 유압을 받아 동작되는 승강 조절수단에 의해 상·하로 이동된다.

이러한 구성에 따라, 상기 가변 플레이트는 엔진의 고부하 운전시 승강 조절수단에 의해 상승되어, 흡기관의 체적을 늘이므로서, 흡기의 고속 충진을 실현한다.

따라서, 본 발명에 의하면 흡기의 충진 효율이 높아져 연소성이 향상되고, 엔진의 응답성 및 가속성이 향상된다.

이하, 본 발명을 실현하기 위한 바람직한 실시예를 첨부 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명한다.

[실시예]

도 2는 본 실시예에 관련된 자동차 엔진의 흡기 조절장치를 도시한 정단면도이고, 3은 본 실시예에 관련된 자동차 엔진의 흡기 조절장치를 도시한 측단면도이다.

본 실시예를 설명함에 있어, 종래 기술에서 인용된 도면과 동일한 본 실시예의 구성에 대해서는 설명의 명료성을 위해 동일한 부호를 사용한다.

도면에서의 설명 부호 (1)은 서지탱크를 지칭한다.

서지탱크(1)는 가속페달(도시생략)과 연동되어 개폐되는 스로틀 밸브의 개폐 정도에 따라, 에어 클리너(도시생략)로부터 청정된 공기가 공급된다.

다시, 서지탱크(1)로 유도된 공기는 다수개의 흡기관(2)을 통해 엔진의 연소실로 공급된다.

흡기관(2)들은 하나의 연소실에 대하여 하나씩 연통될 수도 있으며, 일반적으로 고성능 엔진에서 채택하고 있는 것과 같이 하나의 연소실에 대하여 두개의 흡기관을 형성할 수도 있다.

본 발명은 이러한 흡기관(2)들의 단면적 및 체적을 엔진의 속도 영역에 따라 빠르게 가변시킬 수 있도록 하는 흡기 조절장치를 제공한다.

보다 구체적으로 본 발명의 흡기 조절장치는 서지탱크(1)와 연소실을 연결하는 흡기관(2)의 폭이 가변되도록 하므로서, 흡기관의 체적을 빠르게 줄이거나 늘여 엔진의 응답성 및 가속성을 향상시킬 수 있도록 한다.

이를 위하여, 상기 흡기 조절장치는 서지탱크(1)와 흡기관(2)의 연결부위에 승강 가능하게 설치되는 가변 플레이트(7)를 포함한다. 그 가변 플레이트(7)는 프레임(8)에 의해 전체적으로 균형 있게 지지되며, 오일 펌프로부터 유압을 받아 동작되는 승강 조절수단에 의해 상, 하로 이동된다.

승강 조절수단은 도시 생략한 오일 펌프와, 그 오일 펌프에 파이프(9)를 통해 연결된 유압 실린더(10)와, 상기 파이프(9)상에 설치된 솔레노이드 밸브(11)와, 그 솔레노이드 밸브(11)의 개폐를 조절하는 전자제어유닛(ECU)으로 구성된다.

또한, 유압 실린더(10)의 내부에 발생된 유압에 의해 전진되는 피스톤 로드(13)에는 가변 플레이트(7)의 프레임(8)이 고정된다. 유압 실린더(10)의 내부에는 리턴 스프링(14)에 의해 피스톤(12)이 탄지되어, 상시 하측 방향으로 힘을 받도록 구성된다.

이상에서 설명된 구성에 의거하여, 본 실시예의 흡기 조절장치는 엔진의 고부하 운전시 흡기의 빠른 충진이 요구될 경우, ECU에 의해 솔레노이드 밸브(11)가 개방되고, 유압 실린더(10)의 내부로 오일이 채워져 유압이 발생되며, 그에 따라 피스톤(12)이 전진(도면의 상측 방향)되어 가변 플레이트(7)를 상승시키므로서, 흡기관(2)의 단면적 및 체적을 급속하게 증대시킨다.

이러한 작용에 의해, 연소실에서는 흡기의 고속 충진이 이루어지고, 혼합기의 형성이 활성화되므로서, 연소성이 향상된다. 또한, 엔진의 응답성 및 가속성이 향상된다.

반면, 본 실시예의 흡기 조절장치는 엔진의 저부하 운전시 상기한 동작의 반대 작용으로 가변 플레이트(7)를 하강시키고, 흡기관(2)이 단면적 및 체적을 급속하게 감소시킨다.

이상에서 설명된 실시예를 통하여, 본 발명에 의한 자동차 엔진의 흡기 조절 장치는 종래 기술의 문제점을 실질적으로 해소하게 됨을 알 수 있다.

즉, 본 발명에 의하면 흡기관의 체적 및 단면적이 빠르게 변화되고, 흡기의 충진 효율이 향상되므로서, 엔진의 연소성이 향상되는 효과를 얻게 된다.

또한, 본 발명에 의하면 흡입 공기량의 빠른 변화로 인해, 엔진의 응답성 및 가속성이 향상되는 효과를 얻게 된다.

따라서, 본 발명은 엔진의 전 속도 영역에서 출력을 향상시킬 수 있다.

한편, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허 청구의 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.

Claims (1)

1. 가속페달에 연동되는 스로틀 밸브의 개폐 작용으로 공기가 유입되어 일시 저장하는 서지탱크와, 그 서지탱크에 의해 분배된 공기를 각각의 연소실로 공급하는 흡기관을 보유하는 자동차 엔진의 흡기계에 있어서, 상기 서지탱크와 흡기관의 연결부위에 승강 가능하게 설치된 가변 플레이트와, 그 가변 플레이트를 상,하로 이동되도록 오일 펌프와 그 오일 펌프에 파이프를 통해 연결된 유압 실린더와 그 유압 실린더의 내부에 리턴 스프링으로 탄지된 피스톤과 상기 유압 실린더의 피스톤 로드에 연결된 가변 플레이트의 프레임과 상기 파이프에 설치된 밸브와 그 밸브의 개폐를 조절하는 전자제어유닛으로 이루어진 승강 수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 자동차 엔지의 흡기 조절장치.