KR100757293B1 - 자동차 엔진의 출력증대장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차 엔진의 출력증대장치에 관한 것으로, 본 발명의 출력증대장치는 자동차 엔진으로 유입되는 흡입공기를 와류시켜서 연료와 공기를 확실하게 희석시킬 수 있으므로 중,저속에서 탁월한 폭발력과 가속력을 지니게 되어 자동차의 등판능력이 좋아지고, 출력증대장치를 합성수지 사출로 대량생산이 가능하므로 아주 저렴하게 제조, 판매할 수 있을 뿐만 아니라, 자동차 엔진의 출력이 증대되므로 연료절감 효과를 얻을 수 있는 것이다.

본 발명의 자동차 엔진의 출력증대장치는, 자동차 엔진으로 연소공기를 유입하는 흡입메니홀드(3) 상에 적어도 하나 이상의 출력증대장치를 설치하여서 된 통상의 자동차 엔진의 출력증대장치에 있어서,

상기 출력증대장치(100)는, 내부가 중공체이고, 외주연에 다수의 회전날개(102)를 구비하는 원통형 통체(101)의 일단에, 길이방향으로 개구부(103)를 형성하여서 확개 축소될 수 있도록 구성한 것이다.

출력증대장치, 흡입메니홀드, 공기여과기, 원통형 통체, 회전날개, 개구부

Description

자동차 엔진의 출력증대장치{Automobile engine output augmentation system}

도 1 은 본 발명의 양호한 실시예를 보인 자동차 엔진의 출력증대장치가 설치되는 자동차 엔진의 흡입메니홀드의 개략적인 사시도

도 2 는 자동차 엔진의 흡입메니홀드 상에 설치되는 본 발명의 출력증대장치의 사시도

도 3 은 도 2 의 정면도

도 4 는 도 2 의 평면도

도 5 는 본 발명의 출력증대장치가 흡입메니홀드 상에 설치된 상태를 나타낸 단면도

＊도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＊

1 : 자동차 엔진 2 : 공기여과기

3 : 흡입메니홀드 100 : 출력증대장치

101 : 원통형 통체 102 : 회전날개

103 : 개구부

본 발명은 자동차 엔진의 출력증대장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 자동차 엔진의 흡입메니홀드 상에 자동차 엔진의 출력을 증대시킬 수 있는 출력증대장치를 설치하여서 자동차의 엔진출력을 향상시킬 수 있도록 하는 개선된 형태의 자동차 엔진의 출력증대장치에 관한 것이다.

자동차 엔진은 연료와 공기를 적절히 혼합하여 엔진의 실린더 내부로 유입시키고, 유입된 혼합공기를 점화시켜서 동력을 얻는 것으로 가솔린이나 경유 등을 주 연료로 사용하고 있다.

일반적으로 잘 알려진 바와 같이 자동차 엔진은 분사되는 연료가 가솔린이나 경유이든 간에 연료가 원활히 연소될 수 있도록 공기여과기에서 흡입된 공기를 필터로 정화한 후, 분사되는 연료와 자연혼합하여 기화기나 분사기로 분사하여서 자동차가 움직일 수 있는 동력을 얻도록 하고 있다.

그러나 자동차 엔진의 출력은 엔진의 회전수와 배기량 및 실린더속의 혼합기체 압력에 비례하는 것이어서 배기량과 엔진의 회전수가 정해진 상태에서 출력을 향상시키기 위해서는 혼합기체의 압력을 높여야 하며, 혼합기체의 압력을 높이기 위해서 공기흡입도를 증가시켜야 하는 것이므로 이미 상용화되어서 널리 알려진 기술 구성이다.

그리고 기존의 개발된 엔진들은 연료의 원활한 연소를 위하여 연료와 공기의 완전한 혼합이 이루어지지 못하는 단점이 있었고, 아울러 엔진의 산소공급량이 부족하여 분사연료의 불완전 연소가 발생되고, 나아가서 엔진의 수명을 단축시키거나 연료의 과소비와 매연이 다량 발생하여 대기를 오염시키는 등 여러 가지 문제점이 있었다.

그러므로 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 종래와 같은 엔진의 출력을 향상시키기 위한 장치로서, 흡입 및 배기메니홀드의 입구에 공기와류장치를 설치하여서 에어크리너에 복수개의 후렉시블한 안내판을 중앙부에서 외측의 방사상으로 형성한 엔진의 흡기 및 배기와류장치가 개발되어 있다.

그러나 위와 같은 구조는, 엔진의 흡기 및 배기의 와류장치에서 와류현상은 공기정화기에서 흡입밸브까지 흡기메니홀드상에서 혼합가스가 더 잘 혼합될 수 있으나 실린더 피스톤의 왕복에 의하여 공기가 흡입되므로 실린더 압력은 더 높일 수 없으며, 같은 량의 공기가 와류장치를 통과할 때 와류장치에 의한 단면적이 적어져 있으므로 단면적이 적어진 부분에서의 유속은 빨라지게 되므로 그 부분을 통과한 유속은 이전속도와 같게 되어서 와류장치의 마찰에너지를 감안하면 실린더속으로 유입되는 공기량은 증가할 수 없는 것이다.

그리고 또 다른 종래 기술의 일례로서, 엔진의 흡기에 있어서 엔진의 부압에 의하여 흡입되는 공기가 안내부재에 부디쳐서 와류되게 하면 단위시간의 이송속도가 증가되면서 엔진의 실린더내로 공기가 공급되어 연소효율을 향상시켜 엔진의 출력을 높이기 위한 과급장치들의 선행기술로 미국특허 제2,017,043호, 제3,877,907호, 제4,962,642호와, 일본 공개특허 공고번호 소58-13122호, 국내실용신안공보 공 고번호 76-1369호, 국내공개실용신안 공개번호 제85-1789호, 국내 공개실용신안 공개번호 제85-5029호 등이 알려져 있다.

그러나 이러한 과급장치들은 엔진 시동 시 자연적으로 흡입되는 공기량 이외에는 대기의 공기를 더 많이 실린더내로 강제 흡입하는 강제 흡입력이 없어서 엔진의 출력이 현저하게 증대되는 효과를 기대할 수 없었다.

그리고 엔진에서는 차량의 출발 및 가속 시 큰 힘이 필요하기 때문에 연료공급을 많이하기 위해서는 연료공급계통의 가속폐달을 깊게 밟아 연료의 공급을 높이도록 하고 있으나, 그에 따라 연소공기가 비례적으로 충분히 공급되지 못하여서 폭발 시 완전연소되지 않은 상태로 연소가스가 많이 방출되므로 대기를 오염시키는 것이다.

또한, 강제 흡입력을 이용한 엔진출력향상장치로서, 배기압에 의한 회전날개 회전력을 이용한 흡기 강제압력방식인 터보차저(Turbo-charger)가 개발되어 있으나 엔진의 회전이 중, 저속에서는 오히려 출력을 저하시키는 작용을 하므로 고속주행이나 고속회전시에만 사용하고 있는 것이다.

통상의 엔진이 1분당 3,000rpm~6,000rpm으로 회전할 때 흡, 배기식 과급장치의 1분당 회전속도는60,000~120,000rpm으로 동작하여 회전관성에 의한 자연공기 강제압축으로 고속영역에서만 출력을 얻을 수 있었다.

그리고 전동모터를 이용한 자연공기 압축방식으로서, 일본 공개실용신안공보 소58-124656호와, 국내 특허공보 공고번호 제94-3524호와, 제94-6055호 등의 내연기관용 공기흡입량조절장치가 개발되어 있으나 상기의 장치들은 공기여과기로 유입 되는 관통구멍들 즉, 흡기계통을 모두 막아서 전동모터를 장설하므로서, 저속에서는 엔진출력 향상에 기여한 바가 있으나 중, 고속대에서는 오히려 엔진출력이 저하되는 등의 문제점이 있었다.

그리고 이들 공기흡입량 조절장치에 설치된 전동모터는 분당회전수가 고작 1,000~10,000rpm 미만이므로 엔진의 분당회전수 3,000rpm 이상에서는 전동 모터의 회전날개(임페라)가 엔진흡입력을 방해하므로 오히려 중, 고속에서의 엔진출력이 원래상태보다 현저하게 떨어져 자동차의 경우 시속 80Km/h에서는 뒤에서 자동차를 당기는 것과 같은 엔진출력을 잃어버리는 경우가 발생한다.

또한, 연료를 실린더 내부로 직접 분사하는 방식은 일부 제품에 한해서 연료 인젝터 내부에서 와류를 형성하면서 분사되도록 하는 기술이 개발되어 있으나 분사되는 연료의 와류 각도와 회전범위가 넓지 못하여서 소기의 목적을 달성할 수 없었다.

그러므로 본 발명자는 국내 특허출원 제98-53768호와 같은 출력증대에 의한 내연기관의 연료절약장치를 개발하였다. 위와 같은 내연기관의 연료절약장치는 각종 내연기관의 흡입밸브와 배기밸브의 외주연에 흡,배기를 와류시키는 공기와류수단을 설치하고, 내연기관의 실린더에 연료를 분사하는 인젝터의 분사노즐 앞쪽에는 분사되는 연료를 와류시키는 와류장치를 설치하며, 내연기관의 연료분배라인 끝단에는 연료 압력조정기와 연동하도록 모터포지션을 설치하여서 압력조정기를 서보화하여 연료를 가감할 수 있도록 한 것으로, 기존의 개발된 모든 형태의 연료절약장치에 비해서 우수한 성능을 지니고 있는 것이다.

그러나 본 발명자는 이에 만족하지 않고 위와 같은 우수한 성능을 지닌 내연기관의 연료절약장치에서 구조를 더욱 개선하기 위하여 국내 실용신안등록 제194256호와 같은 내연기관의 연료절약장치를 개발한 바 있다.

위와 같은 구조의 내연기관의 연료절약장치는, 종래의 연료절약장치에서 진일보하여 연료분배라인과 별도의 연료압력조절용 바이패스관을 설치하여서 종래 보다 20% 이상 연료절감 효과를 얻을 수 있는 것이다.

그러나 이러한 구조의 내연기관의 연료절약장치는, 기존의 생산된 자동차 종류 중 리턴라인이 없는 형태의 차종이 있을 수 있고, 엔진의 종류도 SOHC 와, DOHC 등으로 구분되어 있는 등 실제로 일부 자동차 엔진의 연료분배라인 상에 적용하는 것에 문제가 있었고, 연료절감 효과가 미약하는 등 구조를 좀더 보완할 필요가 있었다.

한편, 본 발명자는 국내 특허등록 제234890호 와 같은 내연기관의 출력증대장치를 개발하였다. 위와 같은 내연기관의 출력증대장치는 내연기관의 공기여과기와 흡기메니홀드의 사이에 출력증대장치의 하우징을 설치하고; 상기 하우징과 공급관으로 관로연결되고, 내연기관의 부당회전수 신호와 연동하는 물의 전기분해장치를 인접 설치하며; 상기한 하우징의 내부에 서보모터를 설치하여서 모터구동제어회로에 의하여 상기 서보모터를 제어하여서 엔진의 출력을 획기적으로 증대시킬 수 있도록 한 것이다.

그러므로 위와 같은 내연기관의 출력증대장치는 내연기관의 공기여과기와 흡기메니홀드 사이에 엔진의 출력을 증대시키는 출력증대장치를 설치하여서 상기 출 력증대장치에서 물의 전기 분해시 발생되는 양질의 수소와 산소를 엔진내부로 신속히 확산시켜서 엔진의 출력을 30~50% 정도 향상시킬 수 있도록 하는 것이다.

그러나 이러한 기술 구성은, 출력증대장치의 구조가 복잡하여 생산원가가 높아서 소비자들이 쉽게 구매할 수 없는 문제점이 있었고, 출력증대장치의 구조가 비교적 복잡하여 고장 발생의 우려가 있으며, 자동차의 흡기라인 상에 구동모터와 임페라를 구성하는 방법으로 엔진출력 증대를 도모하게 되므로서 자동차의 중, 저속 및 고속 시 모두에 출력향상을 위한 범용성을 지니고 있지 못하는 등 제반 문제점을 지니고 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 개발된 것으로, 본 발명의 자동차 엔진의 출력증대장치는, 자동차 엔진의 흡입메니홀드 상에 자동차 엔진의 출력을 증대시킬 수 있는 출력증대장치를 설치하므로서, 중속 및 저속에서 탁월한 폭발력과 가속력을 지니고 있어서 등판능력이 좋아지고, 출력증대장치의 구조가 지극히 간단하여서 합성수지 사출로 대량생산이 가능하여 설치비용이 저렴하며, 흡입공기를 흡입하는 과정에서 본 발명의 출력증대장치에 의해 자연적으로 와류시키므로서 연료와 공기의 확실한 희석효과를 얻을 수 있어 자동차 엔진의 출력을 향상시킬 수 있도록 하는 자동차 엔진의 출력증대장치를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해서 본 발명의 자동차 엔진의 출력증대장치는, 자동차 엔진의 흡입메니홀드 상에 자동차 엔진의 출력을 증대시킬 수 있는 출력증대장치를 설치하여서 된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 특징은, 상기 출력증대장치는 자동차 엔진으로 연소공기를 유입하는 흡입메니홀드 상에 적어도 하나 이상 출력증대장치를 설치하되, 상기 출력증대장치는 내부가 중공체인 원통형 통체와, 상기 통체의 외주연에 경사지게 설치되는 다수의 회전날개로 구성하여서 된 것이다.

아울러, 본 발명의 또 다른 특징은, 상기 출력증대장치를 구성하는 원통형 통체는 일단에 길이방향으로 개구부를 형성하여 확개 축소될 수 있도록 하므로서 본 발명의 출력증대장치가 흡입메니홀드 내부에 장착할 시 별도의 고정수단이 없더라도 흡입메니홀드의 내부에 긴밀히 삽입 설치되도록 한 것이다.

이와 같은 본 발명의 자동차 엔진의 출력증대장치에 따르면,

자동차 엔진으로 유입되는 흡입공기를 와류시켜서 연료와 공기를 확실하게 희석시킬 수 있으므로 중,저속에서 탁월한 폭발력과 가속력을 지니게 되므로 자동차의 등판능력이 좋아지고, 출력증대장치를 합성수지의 사출로 대량생산이 가능하므로 아주 저렴하게 제조, 판매할 수 있을 뿐만 아니라, 자동차 엔진의 출력이 증대되므로 연료절감 효과가 있다.

아울러, 엔진의 부조화현상이 없이 내연기관의 열효율을 향상시켜서 자동차의 출발능력, 가속력, 등판능력이 아주 뛰어나고, 연료를 절약할 수 있으며, 완전연소가 되면서 엔진출력이 증강되어 매연을 감소시키고, 배기가스로 인한 대기오염을 방지할 수 있는 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동차 엔진의 출력증대장치에 대해 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 5 를 참조하면,

도 1 은 본 발명의 양호한 실시예를 보인 자동차 엔진의 출력증대장치가 설치되는 자동차 엔진의 흡입메니홀드 부분을 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2 내지 도 5 는 본 발명의 자동차 엔진의 출력증대장치를 도시한 것이다.

도 1 및 도 5 에 있어서, 본 발명의 양호할 실시예를 보인 자동차 엔진의 출력증대장치는,

자동차 엔진(1)으로 공기를 흡입하여 공기여과기(2)를 통해 여과시키는 흡입메니홀드(3) 상에 출력증대장치(100)를 설치하여서 자동차 엔진으로 유입되는 흡입공기를 와류시켜 연료와 공기의 확실한 희석효과를 얻을 수 있어 자동차 엔진의 출력을 증대시킬 수 있도록 한 것이다.

상기 본 발명의 출력증대장치(100)는 도 1 에 도시한 바와 같이, 자동차 엔진으로 연소공기를 유입하는 흡입메니홀드(3) 상에 적어도 하나 이상 설치되는 것으로서, 이러한 출력증대장치(100)는 바람직하기로는 공기여과기(2)의 앞쪽이나 뒤쪽 또는 공기여과기의 앞, 뒤쪽 모두의 흡입메니홀드(3) 상에 설치된다.

상기 출력증대장치(100)는 내부가 중공체인 원통형 통체(101)와, 상기 통체의 외주연에 경사지게 설치되는 다수의 회전날개(102)로 구성되어 있다.

상기 원통형 통체(101)는 도 4 에 도시한 바와 같이 일단에 길이방향으로 개구부(103)를 형성하여서 도 5 와 같이 흡입메니홀드(3)의 내부에 삽입할 경우 통체(101)를 압축시켜 개구부(103) 쪽이 서로 맞닿도록 한 후, 흡입메니홀드(3) 내주연에 삽입하면 상기 출력증대장치(100)가 흡입메니홀드(3)의 내주연에 긴밀히 밀착 고정되어서 별도의 고정수단이 없더라도 흡입메니홀드의 내부에 긴밀히 삽입 설치되는 것이다.

다른 실시예로서, 상기 통체(101)를 장방 사각형의 플레이트로 형성하고, 이 플레이트 상에 다수의 회전날개(102)를 돌출 형성한 다음, 상기 플레이트를 둥글게 말아서 원통형 통체(101)로 형성할 수도 있다.

상기 본 발명의 출력증대장치(100)는 자동차 엔진의 흡입메니홀드 상에 공기여과기의 앞, 뒤쪽에 적어도 하나 이상 최적의 상태로 설치한다.

다른 실시예로서, 상기 본 발명의 출력증대장치(100)를 자동차 엔진의 드로틀바디 내부 또는 흡기호스(인테이크호스)의 내부에 이들과 일체형으로 설치하여서 동일한 기능과 효과를 얻을 수도 있다.

그러므로 본 발명의 자동차 엔진의 출력증대장치(100)는, 자동차 엔진의 고속회전 시 흡입공기는 원통형 통체(101)의 중앙과 가장자리를 따라 함께 유입되면서 흡입공기에 강력한 와류가 형성되고,

자동차 엔진의 중속 및 저속회전 시 흡입공기는 상기 출력증대장치의 가장자리를 따라 흡입되면서 회전날개(102)에 의해 강력한 와류가 형성되므로 흡입공기와 연료는 확실한 희석효과를 얻어 강력한 폭발력과 가속력을 지니게 되어 결국 연비 절감과 엔진의 등판능력이 좋아지게 되는 것이다.

그러므로 본 발명은 자동차 엔진으로 유입되는 흡입공기를 와류시켜서 연료와 공기를 확실하게 희석시킬 수 있으므로 중,저속에서 탁월한 폭발력과 가속력을 지니게 되므로 등판능력이 좋아지고, 출력증대장치를 합성수지의 사출로 대량생산이 가능하므로 아주 저렴하게 제조, 판매할 수 있을 뿐만 아니라, 자동차 엔진의 출력이 증대되므로 연료절감 효과가 있는 것이다.

이상과 같이 본 발명에 따른 자동차 엔진의 출력증대장치를 도면을 참조로 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 당업자에 의해 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

이상과 같이 본 발명에 따른 자동차 엔진의 출력증대장치는, 자동차 엔진으로 연소공기를 유입하는 흡입메니홀드 상에 적어도 하나 이상 출력증대장치를 설치하되, 상기 출력증대장치는 내부가 중공체인 원통형 통체와, 상기 통체의 외주연에 경사지게 설치되는 다수의 회전날개로 구성하므로서,

자동차 엔진으로 유입되는 흡입공기를 급격히 와류시켜서 연료와 공기를 확실하게 희석시킬 수 있으므로 중,저속에서 탁월한 폭발력과 가속력을 지니게 되므로 자동차의 등판능력이 좋아지고, 출력증대장치를 합성수지의 사출로 대량생산이 가능하므로 아주 저렴하게 제조, 판매할 수 있을 뿐만 아니라, 자동차 엔진의 출력이 증대되므로 연료절감 효과가 있다.

또한, 본 발명의 자동차 엔진의 출력증대장치는 자동차 엔진의 고속회전 시 흡입공기는 원통형 통체의 중앙과 가장자리를 따라 함께 유입되면서 흡입공기에 강력한 와류가 형성되고, 자동차 엔진의 중속 및 저속회전 시 흡입공기는 상기 출력증대장치의 가장자리를 따라 흡입되면서 회전날개에 의해 강력한 와류가 형성되므로 흡입공기와 연료는 확실한 희석효과를 얻어 강력한 폭발력과 가속력을 지니게 되어 결국 연비절감과 엔진의 등판능력이 좋아지는 효과가 있다.

아울러, 엔진의 부조화현상이 없이 내연기관의 열효율을 향상시켜서 자동차의 출발능력, 가속력 및 등판능력이 아주 뛰어나서 연료를 절약할 수 있으며, 완전연소가 되면서 엔진출력이 증강되어 매연을 감소시키고, 배기가스로 인한 대기오염을 방지할 수 있는 등의 제반 특, 장점이 있다.

Claims (2)

1. 자동차 엔진으로 연소공기를 유입하는 흡입메니홀드(3) 상에 적어도 하나 이상의 출력증대장치를 설치하여서 된 통상의 자동차 엔진의 출력증대장치에 있어서,

   상기 출력증대장치(100)는,

   내부가 중공체이고, 외주연에 다수의 회전날개(102)를 구비하는 원통형 통체(101)의 일단에, 길이방향으로 개구부(103)를 형성하여서 확개 축소될 수 있도록 한 것이 특징인 자동차 엔진의 출력증대장치.
2. 삭제

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