KR100312645B1 - 자동차엔진용출력증강장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 급발진시나 가속주행시에 연소실로 공기공급을 보충하여 희박연료를 공급하고 연료의 완전연소를 도모하여 엔진의 출력을 증강시킬 수 있으며 희박연료를 공급할 수 있도록 한 자동차 엔진용 출력증강 장치에 관한 것으로, 바이패스관(7)에 연통되게 일단이 연결되는 에어튜브(20)와, 에어튜브(20)의 중간에 설치된 솔레노이드밸브(30)와, T.P.S(2)의 출력단자에 연결하여 출력되는 전압이 일정 전압이상일 때에만 솔레노이드밸브(30)를 작동시켜 상기 에어튜브(20)를 개통시키도록 전기회로를 형성한 컨트롤유니트(40)로 구성되어 있으며, 본 발명은 엔진의 고속 회전시에 적정한 최적의 혼합기를 조성하고, 이로 인하여 연료의 완전연소와 엔진의 출력을 증강시킬 수 있는 효과가 있다. 그리고 본 발명은 엔진 출력증강장치가 설치되지 않고 출고된 차량의 엔진에 쉽게 장착하여 엔진 출력저하 방지와 불완전 연소로 인한 대기오염을 방지할 수 있으며, 구조도 간단하여 저렴하게 공급할 수 있는 효과가 있다.

Description

자동차 엔진용 출력증강 장치{OUTPUT ENLARGEMENT APPARATURS FOR A MOTORCAR ENGIN}

본 발명은 자동차 엔진용 출력증강 장치에 관한 것으로, 더 상세히는 자동차의 급발진시나 가속주행시에 연소실로 공기공급을 보충하여 희박연료를 공급하고 연료의 완전연소를 도모하여 엔진의 출력을 증강시킬 수 있으며 희박연료를 공급할 수 있도록 한 자동차 엔진용 출력증강 장치에 관한 것이다.

종래에 엔진의 출력을 증강시키기 위한 장치로서 터보차저와 인터쿨러가 있는데, 이는 흡기계통에 유입되는 공기의 유량을 증대시켜 적절한 혼합기에 의한 적정한 폭발행정으로 출력을 증대시키는 것이다.

터보차저는 엔진의 배기계통에 장착되어 미연소된 혼합기를 다시 흡기계통으로 보내어 완전연소를 꾀하는 것이나, 자동차 생산시에 조립되어 출고되고 장착비용과 연료소모가 과다하여 주행전이나 주행후 엔진을 가동시켜야 한다.

그리고, 상기 인터쿨러는 자동차가 주행할 때 공기의 유입을 집진기를 거쳐 받아들여 완전연소를 꾀하나, 이 장치 역시 자동차 출고시에 장착하여야 하며 연료소모가 과다하다는 문제점이 있다.

또한, 이러한 터보차저나 인터쿨러가 설치되어 있지 않은 차량의 경우에는 시중에 구입하여 엔진에 장착할 수 있도록 한 여러 장치가 있다. 대표적으로 에어크리너와 스로틀밸브 사이의 흡기관 내부에 장착되는 팬의 경우 흡입공기를 강제적으로 흡입하도록 하고 있으나, 이 장치는 엔진이 고속으로 회전시에는 엔진 내부의 부압에 의하여 공기의 유속에 해당하는 팬의 회전수를 얻지 못하여 공기의 흐름을 오히려 방해하게 되어 불완전연소와 엔진출력이 저하되는 폐단이 있었다.

한편, 통상적인 가솔린 엔진은 14.7:1의 비율로 연료와 공기가 혼합되도록 하고 있으며, 이때 화염전파가 잘되고 연소안전성이 유지되는 등 이상적인 연소가 이루어진다고 알려져 있으나, 엔진의 고속 회전시에는 공기의 흡입속도가 엔진회전속도에 비하여 느리고 공기가 흡입관과 흡기다기관을 지나는 동안 고온으로 상승되어 공기밀도가 저하되므로 공기량에 비하여 연료량이 과다할 뿐만 아니라 고속회전조건에 맞는 희박연료를 공급할 수 없었다.

본 발명은 종래의 단점을 해소하기 위하여 안출한 것으로, 본 발명의 목적은 자동차의 가속을 위하여 페달을 밟을 때 엔진회전수가 소정한도 이상으로 증대되면 외부공기가 연소실에 보충되도록 구성하여 최적의 혼합연료를 공급하여 완전연소와 엔진의 출력을 증강시킬 수 있도록 통상의 가솔린 엔진에 적용되는 자동차 엔진용 출력증강장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또다른 목적은 공기의 흡입을 보충하는 장치나 출력증강 장치가 설치되지 않고 출고된 차량의 엔진에 쉽게 설치할 수 있으며, 구조도 간단하여 저렴하게 공급할 수 있는 가솔린 엔진용 출력증강 장치를 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명에 따른 자동차 엔진용 출력증강 장치의 구성도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1; 스로틀바디 2; T.P.S 3; 흡기관

4; 에어플로미터 5; 인젝터 6; 마이콤

7; 바이패스관 8; 크랭크케이스 9; 흡기다기관

10; 실린더헤드커버 11; 에어클리너 12; 가속페달

20; 에어튜브 21; 제2 에어클리너 30; 솔레노이드밸브

40; 컨트롤유니트

본 발명의 구성은, 스로틀바디(1)에 설치된 T.P.S(2; 스로틀밸브 포지션센서)와 흡기관(3)에 설치된 에어플로미터(4) 등의 전기신호를 검출하여 인젝터(5)의 연료분사량을 조절하는 마이콤(6)이 구비되고, 블로바이가스를 연소실로 회수하는 바이패스관(7)을 설치한 통상적인 자동차의 가솔린 엔진에 설치함에 있어서, 상기 바이패스관(7)에 연통되게 일단이 연결되는 에어튜브(20)와, 상기 에어튜브(20)의 중간에 설치된 솔레노이드밸브(30)와, 상기 T.P.S(2)의 출력단자에 연결하여 출력되는 전압이 일정 전압이상일 때에만 상기 솔레노이드밸브(30)를 작동시켜 상기 에어튜브(20)를 개통시키도록 전기회로를 형성한 컨트롤유니트(40)를 포함하고 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 자동차 엔진용 출력증강장치의 구성도이다.

도 1에 도시한 바와같이, 에어튜브(20)는 블로바이가스 환원장치에 구비된 바이패스관(7)상에 일단을 연통되게 연결하는 것이다.

블로바이 환원장치는 여러 방식이 있으나, 예시한 블로바이 환원장치는 클로즈드 방식으로써, 이 방식은 한편에는 크랭크케이스(8)와 흡기다기관(9)을 연결하고 다른 한편에는 실린더헤드커버(10)와 에어클리너(11)의 내측을 연결함으로서 블로바이가스는 부하의 변화에 따라 한쪽 통로로부터 흡출되며 다른쪽 통로에서는 흡기관(3)으로 외기가 흡입되어 크랭크 케이스(8)의 압력을 제한함과 동시에 블로바이가스가 대기중으로 방출되는 것을 제한하고 있다.

본 발명에 따른 에어튜브(20)를 연결할 경우에는 블로바이가스가 연소실로 회수되는 경로에 연결하면 되므로 예시한 클로즈드 방식에서는 크랭크케이스(8)와 흡기다기관(9)에 연결된 바이패스관(7) 상에 일단을 연결하게 된다.

이 에어튜브(20)의 타단에 기존의 엔진에 장착된 에어클리너(11)에 비하여 소형으로된 제2 에어크리너(21)를 장착함으로써 외부공기에 포함된 먼지 등 이물질을 필터링할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 이 제2 에어크리너(21)는 엔진룸을 이루는 바디에 브라켓을 이용하여 적절히 고정하면 된다.(도시생략)

솔레노이드밸브(30)는 에어튜브(20)의 중간에 설치되어 후술하는 컨트롤유니트(40)의 제어신호에 의하여 작동함으로써 에어튜브(20)의 통로를 개폐하는 것이다.

컨트롤유니트(40)는 제어용 직접회로를 사용하고, 스로틀바디(1)에 설치되어 스로틀밸브(30)의 개도 정도를 감지하는 T.P.S(2)단자와 솔레노이드밸브(30)와 전기적으로 연결하여 T.P.S(2)로부터 입력되는 전기신호에 따라 솔레노이드밸브(30)를 작동시킬 수 있도록 한 것이다. 이 컨트롤유니트(40)는 T.P.S(2)로부터 발생되는 전압의 세기에 따라 비례적으로 솔레노이드밸브(30)의 개방정도를 조절되도록 함으로써 보조 에어튜브(20)로 공급되는 공기량이 달라지게 된다.

통상적으로, 가속페달(12)을 밟으면 스로틀밸브(30)의 개도 정도에 비례하여 스로틀바디(1)의 T.P.S(2)의 단자에는 0.48V~5V로 전압으로 전기신호를 출력하게 되는데, 이 전기신호를 마이콤(6)이 입력받아 인젝터(5)의 연료공급량을 조절하여 연소실로 공급하여 엔진 회전수를 가감하여 주게 된다. 본 발명에서는 마이콤(6)으로 연결되는 T.P.S(2)의 출력단자를 컨트롤유니트(40)에 전기회로로 연결하여 T.P.S(2)단자의 출력전압이 0.7V 이상일 때 솔레노이드밸브(30)가 작동되도록 설정하였으며, 이때의 엔진 회전수는 엔진의 종류에 따라 다를 수 있으나 통상2000rpm이상이 된다.

이러한 구성으로 된 본 발명의 작동을 설명하면 다음과 같다.

자동차를 운행하기 위하여 시동을 건 후, 가속페달(12)을 밟고 있지 않거나 가속페달(12)을 밟았더라도 스로틀바디(1)의 T.P.S(2) 전원공급단자에서 출력되는 전압이 0.7V 미만일 경우에는 기존의 공기흡입 경로로 외부공기가 연소실로 공급되어 작동된다.

다시 말해서, 솔레노이드밸브(30)가 닫힌 상태로 되어 있어 에어튜브(20)를통해서는 외부공기가 흡입되지 않고 흡기관(3)으로만 유입된다. 그리하여 흡기관(3)의 통로상에 설치된 에어플로미터(4)가 공기의 유입량을 감지함에 하고 감지된 신호에 마이콤(6)의 제어에 따라 인젝터(5)를 작동시켜 혼합기를 연소실에 공급시킨다. 이때에는 통상적으로 엔진회전수가 대략 2000rpm 미만인 경우에 해당된다.

만약, 가속페달(12)을 밟아 스로틀바디(1)에 장치된 T.P.S(2)출력단자에서 출력되는 전압이 0.7V 이상일 경우에는 기존의 공기흡입 경로로 외부공기가 연소실로 공급되는 것은 물론, 컨트롤유니트(40)의 제어에 의하여 솔레노이드밸브(30)가 열리게 됨으로 에어튜브(20)가 개통되고, 이로 인하여 외부공기가 바이패스관(7)을 통하여 블로바이가스와 함께 연소실로 공급된다. 이때에는 통상적으로 엔진회전수가 대략 2000rpm 이상인 경우에 해당된다.

가속페달(12)을 더욱 세게 밟을수록 T.P.S(2) 전원공급단자에 인가되는 전압이 더욱 증가되므로 컨트롤유니트(40)는 입력되는 전압의 세기에 비례하여 솔레노이드밸브(30)의 개도정도를 조절함으로 흡기관(3)으로부터 유입되는 공기량에 대하여 에어튜브(20)로부터 10%~20%의 공기가 더 유입되어 엔진의 고속회전에 맞는 최적의 혼합비를 얻을 수 있게 된다.

이 과정에서 차가운 외기가 고온인 기체상태의 블로바이가스와 섞이는 과정에서 블로바이가스는 온도가 저하되어 기상의 연료가 액상의 연료로 상태변화가 되며, 결국 혼합기의 연료밀도를 증대시켜 주게 됨으로 엔진의 고속회전시 출력이 저하되는 것을 방지하게 된다.

그리고, 본 발명은 엔진의 저속회전시에는 기존의 공기흡입계통 만으로 외기가 공급되나, 가속페달(12)을 밟아 엔진이 고속으로 회전될 경우 마이콤(6)에서 검출된 것 보다 10~20% 정도의 공기를 에어튜브(20)를 통하여 더 공급하여 줌으로 고속회전에 적정한 희박연료를 조성하게 된다.

상술한 바와같이, 본 발명은 자동차의 가속을 위하여 페달을 밟았을 때 T.P.S(2)에서 출력되는 전압에 따라 별도로 설치되는 에어튜브(20)를 통하여 블로바이가스와 함께 연소실로 공급되도록 한 것으로, 부족한 흡입공기의 보충 및 여분의 공기를 공급하여 주므로 엔진의 고속 회전시에 적정한 최적의 혼합기를 조성하고, 이로 인하여 연료의 완전연소와 엔진의 출력을 증강시킬 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 엔진 출력증강장치가 설치되지 않고 출고된 차량의 엔진에 쉽게 장착하여 엔진 출력저하 방지와 불완전 연소로 인한 대기오염을 방지할 수 있으며, 구조도 간단하여 저렴하게 공급할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 에어튜브(20)가 바이패스관(7)에 연결되어 차가운 외기로 고온의 블로바이가스의 온도를 효율적으로 낮추어 연료밀도를 높여줌으로 엔진출력향상에 일조를 하게 된다.

또한, 본 발명은 엔진의 가속시 희박연료를 공급하게 됨으로 연비의 향상과 연료절감이 되는 장점이 있다.

Claims (2)

1. 스로틀바디(1)에 설치된 T.P.S(2)와 흡기관(3)에 설치된 에어플로미터(4) 등의 전기신호를 검출하여 인젝터(5)의 연료분사량을 조절하는 마이콤(6)이 구비되고, 블로바이가스를 연소실로 회수하도록 크랭크케이스(8)와 흡기다기관(9)에 연통되어 연결된 바이패스관(7)을 설치한 통상적인 자동차의 가솔린 엔진에 설치되도록 함에 있어서,

   상기 바이패스관(7)에 연통되게 일단이 연결되는 에어튜브(20)와,

   상기 에어튜브(20)의 중간에 설치된 솔레노이드밸브(30)와,

   상기 T.P.S(2)의 출력단자에 연결하여 출력되는 전압이 일정 전압이상일 때에만 상기 솔레노이드밸브(30)를 작동시켜 상기 에어튜브(20)를 개통시키도록 전기회로를 형성한 컨트롤유니트(40)로 구성된 것을 특징으로 하는 자동차 엔진용 출력증강 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 컨트롤유니트(40)는 상기 T.P.S(2)로부터 발생되는 전압의 세기에 비례적으로 솔레노이드밸브(30)의 개방정도를 조절되도록 한 것을 특징으로 하는 자동차 엔진용 출력증강 장치.