KR100534980B1 - 차량용 엔진의 인테이크 에어 시스템의 역류방지장치 - Google Patents

차량용 엔진의 인테이크 에어 시스템의 역류방지장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 차량용 엔진의 인테이크 에어 시스템의 역류방지장치에 관한 것으로서, 에어 덕트로부터 유입되는 외부공기를 여과하는 에어 크리너와, 상기 에어 크리너에 호스로 연결되어 엔진의 실린더로 공기를 분배하여 공급하는 서지탱크로 이루어진 차량용 엔진의 인테이크 에어 시스템에 있어서, 상기 에어 크리너의 공기 출구측에는 엔진 역화시 역화공기가 에어 크리너로 역류되지 않도록 역류방지장치가 설치되되, 상기 역류방지장치(40)는, 역화공기가 부딪쳐 가압되는 공기가압부를 가지며 이 공기가압부에 가해지는 가압력에 의해 회동하여 에어 크리너측으로 통하는 유로를 막도록 에어 크리너의 공기 출구측에 힌지 결합된 회동판(44)과, 상기 회동판의 회동에 의해 외부로 역화공기가 빠지도록 에어 크리너의 공기 출구측에 결합된 역화공기 출구관(42)을 포함하므로, 에어 크리너의 손상을 방지하여 내구성을 높인다.

Description

차량용 엔진의 인테이크 에어 시스템의 역류방지장치{a counterflow preventing apparatus for an intake air system of automobile engine}
본 발명은 차량용 엔진의 인테이크 에어 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 엔진 역화시에 역화공기가 에어 크리너로 역류되지 않게 함으로써 에어 크리너의 손상을 방지하는 차량용 엔진의 인테이크 에어 시스템의 역류방지장치에 관한 것이다.
자동차 기관에 있어서, 인테이크 에어 시스템은 엔진에서 필요로 하는 공기를 각각의 실린더로 분배하여 공급하는 것으로서, 도1에 도시한 바와 같이, 에어 덕트(1)로부터 유입되는 외부공기를 여과하는 에어 크리너(2)와, 상기 에어 크리너(2)에 호스(3)로 연결되어 실린더 헤드(4)에 부착되며 실린더 헤드의 포트와 연통하는 수개(도시예는 4기통의 예로서 4개)의 흡기 포트(5a)를 구비하여 에어 호스(3)로부터 유입되는 공기를 각각의 실린더로 분배하여 공급하는 서지탱크(5)로 이루어져 있다.
이러한 인테이크 에어 시스템은 엔진의 작동시 외부의 공기가 에어 덕트(1), 에어 크리너(2), 에어 호스(3) 및 서지 탱크(5)를 거쳐 각각의 실린더로 공급되는데, 상기 서지 탱크(5)의 각 흡기 포트(5a)를 통하여 일정한 양의 공기가 각각의 실린더로 공급되어 연소에 이용된다.
도2는 종래 인테이크 에어 시스템의 에어 크리너를 나타낸다. 도시한 바와 같이 에어 크리너는 상부 케이스(12)와 하부 케이스(14)가 스프링 클램프(16)에 의해 상하로 유동가능케 결합되고, 에어 크리너에는 필터(18)가 내장되어 에어 덕트(1)를 통하여 유입된 공기가 필터링된 후 에어 호스(3)를 통하여 엔진 측으로 공급된다.
그런데, 종래 차량용 엔진에서 특히 LPG엔진의 경우 엔진의 역화 현상이 발생하면, 도3에 도시한 바와 같이 역화공기가 화살표로 표시한 바와 같이 엔진측에서 에어 크리너로 유입하게 되는데, 이때 순간적으로(10~17ms) 고압(약 1.5bar)이 발생하여 스프링 클램프(16)가 이탈 및 파손되고 케이스(12, 14)가 손상된다는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 엔진 역화시에 역화공기가 에어 크리너로 역류되지 않게 함으로써 에어 크리너의 손상을 방지하는 차량용 엔진의 인테이크 에어 시스템의 역류방지장치를 제공하는 데 있다.
본 발명에 의한 차량용 엔진의 인테이크 에어 시스템의 역류방지장치는, 에어 덕트로부터 유입되는 외부공기를 여과하는 에어 크리너와, 상기 에어 크리너에 호스로 연결되어 엔진의 실린더로 공기를 분배하여 공급하는 서지탱크로 이루어진 차량용 엔진의 인테이크 에어 시스템에 있어서, 상기 에어 크리너의 공기 출구측에는 엔진 역화시 역화공기가 에어 크리너로 역류되지 않도록 역류방지장치가 설치되되, 상기 역류방지장치는, 역화공기가 부딪쳐 가압되는 공기가압부를 가지며 이 공기가압부에 가해지는 가압력에 의해 회동하여 에어 크리너측으로 통하는 유로를 막도록 에어 크리너의 공기 출구측에 힌지 결합된 회동판과, 상기 회동판의 회동에 의해 외부로 역화공기가 빠지도록 에어 크리너의 공기 출구측에 결합된 역화공기 출구관을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 에어 크리너의 공기출구부와 상기 호스는 조인트 덕트에 의해 연결되고, 상기 역류방지장치는 상기 조인트 덕트에 설치되는 것이 바람직하다.
상기 역화공기 출구관에는 외부로 배출되는 역화공기를 필터링하는 필터가 결합되어 있는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명의 실시예에 대하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.
차량용 엔진의 인테이크 에어 시스템의 전체적인 구성은 도1과 동일하므로 설명을 생략한다. 도4에 도시한 바와 같이, 본 발명이 적용되는 에어 크리너(20)는 상부 케이스(22)와 하부 케이스(24)가 판 스프링(26)에 의해 서로 착탈 가능케 결합되며, 그 내부에는 공지의 필터(28)가 삽입되어 있다.
상기 상부 케이스(22)와 하부 케이스(24)의 서로 접합되는 부분에는 플랜지(22a, 24a)가 외측으로 절곡되어 형성되고, 상기 플랜지(22a, 24a)를 상기 판 스프링(26)이 동시에 걸어 상부 케이스(22)와 하부 케이스(24)가 고정된다. 상기 판 스프링(26)은 상기 하부 케이스(24)에 힌지결합되며 상기 플랜지(22a, 24a)에 걸리는 걸림턱부(26a)를 구비한다.
상기 상부 케이스(22)에는 상기 필터(28)를 통과한 공기가 엔진측으로 빠지도록 공기출구부(22b)가 형성되고, 상기 하부 케이스(24)에는 외부공기가 유입하도록 공기입구부(24b)가 형성되는데, 상기 공기 출구부(22b)에는 조인트 덕트(30)를 매개로 상기 호스(3 : 도1에 도시)가 연결되고, 상기 공기 입구부(24b)에는 상기 에어 덕트(1 : 도1에 도시)가 연결된다.
도4 및 도5에 도시한 바와 같이, 상기 조인트 덕트(30)는 사각통 형상의 몸체부(30a)의 양측에 원통 돌출관부(30b, 30c)가 형성되어, 상기 원통 돌출관부(30b, 30c)가 상기 공기 출구부(22b) 및 상기 호스(3)에 끼워진 구성이다.
상기 조인트 덕트(30)에는 엔진 역화시 역화공기가 에어 크리너로 역류되지 않도록 역류방지장치(40)가 설치되어 있다. 상기 역류방지장치는 상기 상부 케이스(22)의 공기 출구부(22b) 또는 상기 호스(3)에 설치될 수도 있다.
상기 역류방지장치(40)는, 외부로 역화공기가 유출되도록 상기 조인트 덕트(30)에서 분기하여 결합된 역화공기 출구관(42)과, 상기 정상상태에서는 상기 역화공기 출구관(42)의 유로를 막고 엔진 역화시 역화공기가 에어 크리너(20)로 역류하지 않도록 상기 조인트 덕트(30)의 유로를 막는 회동판(44)와, 엔진 역화시 외부로 배출되는 역화공기를 필터링하도록 상기 역화공기 출구관(42)에 설치된 필터(46)로 이루어져 있다.
상기 역화공기 출구관(42)은 상기 조인트 덕트(30)의 사각통 형상의 몸체(30a)에 연통된 사각통 형상의 관으로서, 도8에 도시한 바와 같이, 그 내벽에는 상기 필터(46)가 끼워져 걸리도록 스톱 보스(stop boss)부(42a, 42a')가 형성되어 있으며, 상기 필터(46)의 결합 및 교환을 용이하게 하도록 그 상측에는 필터(46)가 통과하는 크기로 트인 홈(42b)이 형성되어 있다.
상기 회동판(44)은 힌지축(48)에 의해 상기 조인트 덕트(30)의 내측벽에 힌지 결합되어 상기 역화공기 출구관(42)의 개구부를 개폐하게 되어 있으며, 제1판부(44a)에서 돌출하여 절곡된 제2판부(44b)에 의해 엔진 역화시 역화공기가 부딪쳐 가압되는 공기가압부(50)를 이루고 있다. 그리고 상기 힌지축(48)에는 정상상태에서 회동판(44)이 상기 역화공기 출구관(42)의 개구부를 막도록 탄성력을 가하는 리턴 스프링(52)이 결합되어 있다. 이 리턴 스프링(52)은 그 양단의 돌출부(52a)가 상기 회동판(44)의 제1판부(44) 및 상기 조인트 덕트(30)의 내측벽에 걸리고 그 중간의 코일부(52b)가 상기 힌지축(48)에 끼워진 비틀림 스프링으로 되어 있다.
상기 제1판부(44)의 면에는 도7에 도시한 바와 같이 상기 리턴 스프링의 돌출부(52a)가 끼워져 잡혀지도록 홀딩부(44c)가 형성되어 있다.
이와 같이 구성된 본 발명에 의한 차량용 엔진의 인테이크 에어 시스템의 역류방지장치에서, 정상상태에서는 도9에 도시한 바와 같이 에어 크리너(20)의 공기 출구부(22b)를 통하여 엔진으로 향하는 공기가 상기 회동판(44)을 엔진측으로 미는 한편, 회동판(44)에 결합된 리턴 스프링(52)의 탄성력에 의해 역화공기 출구관(42)의 개구부를 막게 되므로, 에어 크리너(20)를 통과한 유입공기는 엔진의 실린더로 유입하게 된다.
한편, 엔진 역화시에는 도10에 도시한 바와 같이 역화공기가 회동판(44)의 공기 가압부(50)에 부딪쳐 힌지축(48)을 중심으로 회동판(44)을 반시계방향으로 회동시킨다. 따라서, 회동판(44)은 조인트 덕트(30)의 유로를 막는 한편, 역화공기 출구관(42)의 개구부를 트이게 하여 역화공기가 외부로 유출되게 하므로, 에어 크리너(20)로 역화공기가 역류하지 않게 되어 에어크리너의 손상을 방지하고 내구성을 높인다. 이때 필터(46)를 통과하면서 역화공기가 필터링되므로 공기 오염을 줄인다.
본 발명에 의한 차량용 엔진의 인테이크 에어 시스템의 역류방지장치에 의하면, 엔진 역화시에 역화공기가 에어 크리너로 역류되지 않게 함으로써 에어 크리너의 손상을 방지하여 내구성을 높인다.
도1은 일반적인 차량용 엔진의 인테이크 에어 시스템을 나타내는 구성도,
도2는 종래 차량용 엔진의 에어 크리너부를 나타내는 개략 구성도,
도3은 도2에서 엔진 역화시의 상태도,
도4는 본 발명에 의한 차량용 엔진의 에어크리너부를 나타내는 개략 구성도,
도5은 도4의 역류방지장치의 사시도,
도6은 도4의 회동판 및 리턴 스프링의 결합사시도,
도7은 도6에서 화살표 A-A선에 따른 단면도,
도8은 도5의 역류방지장치의 역화공기 출구관 및 이에 결합된 필터를 나타내는 사시도,
도9는 본 발명에 의한 인테이크 에어 시스템의 역류방지장치에서 정상시의 작용상태도,
도10은 본 발명에 의한 인테이크 에어 시스템의 역류방지장치에서 엔진 역화시의 작용상태도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
20 : 에어 크리너 22 : 상부 케이스
24 : 하부 케이스 26 : 판 스프링
28, 46 : 필터 30 : 조인트 덕트
40 : 역류방지장치 42 : 역화공기 출구관
44 : 회동판 48 : 힌지축
50 : 공기 가압부

Claims (3)

  1. 에어 덕트로부터 유입되는 외부공기를 여과하는 에어 크리너와, 상기 에어 크리너에 호스로 연결되어 엔진의 실린더로 공기를 분배하여 공급하는 서지탱크로 이루어진 차량용 엔진의 인테이크 에어 시스템에 있어서,
    상기 에어 크리너의 공기 출구부와 상기 호스 사이에는 조인트 덕트가 연결되고, 상기 조인트 덕트에는 엔진 역화시 역화공기가 에어 크리너로 역류되지 않도록 역류방지장치가 설치되되;
    상기 역류방지장치는 상기 조인트 덕트에 힌지축을 매개로 회동 가능하게 설치된 회동판과, 상기 회동판을 형성하는 제1판부에서 돌출하여 절곡되어 엔진의 역화시 역화공기와 부딪치는 제2판부로 이루어진 공기가압부, 상기 회동판의 회동에 의해 외부로 역화공기가 빠지도록 상기 조인트 덕트에 형성된 역화공기 출구관 및, 상기 역화공기 출구관에서 외부로 배출되는 역화공기를 필터링하도록 설치된 필터를 갖춘 것을 특징으로 하는 차량용 엔진의 인테이크 에어 시스템의 역류방지장치.
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