KR100844994B1 - 디젤 엔진용 히팅 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 디젤 엔진 연소실과, 흡입 에어관, 에어필터를 구비하며, 전기 히팅 장치(1)가 흡입 에어관(4), 그리고/또는 에어필터 케이스(3)에 위치한 콜드 스타터를 제공한다.

Description

디젤 엔진용 히팅 조립체{A heating arrangement for a diesel engine}

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예의 개략도이다.

도 2는 도 1에 도시된 바람직한 배치로서의 본 발명에 따른 히팅 구성요소의 단면도이다.

본 발명은 자동차 엔진용 콜드 스타터(cold starter)에 관한 것으로, 특히 디젤엔진 연소실과 흡입 에어관, 에어필터를 갖는 자동차 엔진용 콜드 스타터에 관한 것이다.

일반적인 디젤 엔진은 점화와 연소과정에서 콜드 스타트를 하는 동안 글로우 플러그, 특히 막대 글로우 플러그에 통상 도움을 받는다. 이 경우, 열로 변환된 전기 에너지는 정속 주행과 배기가스 구성을 고려할 때 최적의 스타팅과 워밍업을 하는 데 있어서 종종 부적절한 경우가 있다.

본 발명은 오늘날 수요가 있는 퀵 스타트 시스템의 관점에서 콜드 스타트 기능과 자동차 디젤 엔진의 워밍업 특성을 보다 개선한 콜드 스타터를 제공하는 데 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 청구항 1과 같이 본 발명에 따른 디젤엔진 연소실과 흡입 에어관과 에어필터를 구비한 콜드 스타터는, 전기 히팅 장치가 흡입 에어관, 그리고/또는 에어 필터 케이스 내에 위치함을 특징으로 한다.

또한, 종속항 2 내지 10항은 추가적으로 바람직한 실시예들을 기술하고 있다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1에서, 본 발명에 의한 콜드 스타터의 실시예는 연소실 입구(2a)와 흡입 에어관(4), 배기가스 회귀(return)관(5)을 따라 흡입 에어를 필터링하는 에어필터(3)를 구비한 엔진 연소실(2)을 개시한다. 히팅 장치(1)는 연소실 입구(2a)와, 배기 가스 회귀관(5)에 있는 흡입 에어관(4)의 안쪽으로 배기 가스 회귀관(5)이 개구되어 있는 지점 사이에 위치하며, 또한 대신에 그러한 히팅장치는 에어필터(3) 내부에 제공될 수 있다. 히팅장치(1)는 흡입 에어관(4) 내부에 위치하거나 바람직하게는 양측에, 특히 흡입 에어관의 끝단에 위치한 흡입에어덕트와 원통헤드와의 사이에 접속 슬리브관을 구비한 흡입 에어관(4)에 삽입된다.

특히, 히팅 장치가 엔진(2)의 연소실 입구(2a)에 직접 플랜지된 히팅 플랜지로서 설계된 실시예가 바람직하다. 다음에 상술되는 바와 같이, 히팅 플랜지는 바람직하게는 설치 프레임내에 밴드(band) 히터 구성요소들을 갖는다.

부하가 걸린 상태에서 히팅장치(1)는 흡입 에어가 약 25 내지 50 K까지 열이 가해지도록 설계되며, 이 목적을 위해, 엔진의 모델에 따라 2KW까지의 히팅부하가 요구된다. 단지 흡입 에어가 콜드 스타트 동안에 약간의 회전을 위해 가열되어야 하기 때문에, 스타트 과정이 비교적 짧은 사전 가열기간 후에 비교적 낮은 가열 용량에서 시작될 수 있다. 히터밴드 표면의 온도는 공기 흐름이 정지된 상태에서 대략 900℃와 1100℃ 사이의 수준까지 도달될 수 있다. 이 온도는 정상적으로 부하가 걸린 상태에서 동작 중에는 대략 500℃ 내지 600℃까지 떨어진다.

상기 히팅장치는 자동차 동작 전압 하에서 걸리는 연속 동작 전압, 예컨대 12V 자동차 전기 시스템에서 주어진 8V 연속전압에 대하여 설계된다. 히팅장치가 사전 히팅단계 동안에 과도하게 상승된 동작 전압에 의해 손상을 입지 않으며, 과도하게 상승된 동작 전압에 의해 손상이 야기되지 않는 정도로 엔진 동작 중에 차가운 흡입에어를 통과시킴으로써 온도가 감소되는 것이 확인되었다. 대안으로써, 히팅장치(1)의 히팅 구성요소는 PTC를 이용하여 동작하거나 외부 구동회로에 의해 제어되거나 조절되는 것을 생각할 수 있다. 히팅장치(1)의 올바른 설계를 고려하면, 점화를 위해 종래의 막대 글로우 플러그를 사용할 필요가 없다.

동일한 히팅 용량에 도달하기 위해 히팅 구성요소의 온도가 상당히 낮게 유지될 수 있도록, 히팅 장치(1)를 에어필터 케이스(3)내에 일체화시키는 것은 더 많은 재결합 공간을 유용하게 한다. 이 경우, 예컨대, 얇은 판을 갖는 PTC 히팅 요소는 히팅 밴드 대신에 열 전송을 위해 히팅 장치(1)의 히팅 구성요소로서 사용되어질 수 있다.

도 2에 따르면, 히팅 장치(1)로서 바람직하게 사용된 히팅 플랜지는 부착 보 링구멍(7)을 갖는 프레임(6)을 제시한다. 상기 프레임(6)은 엔진 흡입구(2a)에 플랜지되고 흡입관(4)과 연소 입구(2a) 사이에 맞추어 질 수 있도록 형성되어 진다.

히팅 밴드(8)는 히팅 저항으로서 제공되며, 예로서, 흡입 공기가 통하여 흐르는 영역(11)에서 구불구불하게 이어진다. 이 경우, 상기 히팅 밴드(8)는 열 에너지가 가능한 큰 표면을 걸쳐서 흡입 공기로 방출될 수 있도록 하고, 동시에 공기흐름 저항을 가능한 낮게 유지하도록 설계되어 배치된다. 히팅 밴드(8)의 밴드폭의 크기는 바람직하게는 10mm 와 20mm 사이의 범위를 갖는다.

예컨대, 히팅 밴드(8)는 나사홈을 낸 단말(9)에 의해 공급전압과 접촉될 수 있으며 단말(10)에서 그라운드와 접속된다.

상기 히팅 밴드(8)는 흐름의 방향으로 하나씩 차례로 위치한 두 개 또는 그 이상의 부분적인 저항들로 나누어져 있으며, 또한 요구되는 파우어(power)에 따라 상기 저항들은 개별적, 또는 함께 동작될 수 있도록 제공될 수 있다. 이 경우, 공기 흐름을 보다 잘 편향시키기 위해 히팅 밴드들(8)을 서로 각각에 대하여 각을 이루도록 함으로써 흡입 공기에 대한 열 전송을 개선시킨다.

본 발명에 의한 콜드 스타터는 전기 히팅 장치(1)가 흡입 에어관(4) 그리고/또는 에어필터 케이스(3) 내에 위치하고, 히팅밴드(8)가 프레임(6)내에서 히팅 저항으로서 가능한 큰 표면을 걸쳐서 열 에너지가 흡입 공기로 방출될 수 있도록 하고, 동시에 공기흐름 저항을 가능한 낮게 유지하도록 설계되어 배치됨으써 흡입공기에 대한 열 전송을 개선시킨다.

Claims (10)

1. 디젤 엔진 연소실을 포함하는 디젤 엔진용 히팅 조립체로서,

   상기 디젤 엔진 연소실은,

   상기 디젤 엔진 연소실에 연결되는 배출 단부를 구비하는 흡입 에어관;

   상기 흡입 에어관의 입구 단부에 연결되는 에어 필터; 및

   상기 흡입 에어관의 상기 배출 단부에 배치되거나 상기 에어 필터의 케이스에 배치되며, 부착 보링 구멍을 구비한 프레임 및 히팅 저항으로서 상기 프레임에 위치되는 히팅 밴드를 포함하는 히팅 플랜지로 구성되는, 전기 히팅 장치를 포함하며,

   상기 히팅 밴드는 상기 프레임 내에 장착되어, 흡입 공기의 유동 구간을 통하여 곡류 형상이며(meander), 상기 히팅 밴드는 흡입 공기 유동의 방향으로 교대로 배치되는 2개 이상의 부분적 히팅 저항들로 나누어지며,

   상기 부분적 히팅 저항들은 요구되는 파우어(power)에 따라 개별적으로 작동되거나 함께 작동할 수 있는 것을 특징으로 하는, 히팅 조립체.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 히팅 플랜지는 상기 연소실의 흡입 공기 입구에 부착되는 것을 특징으로 하는, 히팅 조립체.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 히팅 밴드(8)의 밴드폭의 크기는 10mm 와 20mm 사이의 범위임을 특징으로 하는, 히팅 조립체.
6. 삭제
7. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,

   상기 히팅 밴드들은 상기 공기 유동을 더 잘 편향시키기 위해 서로 각각에 대하여 각을 이루게 함을 특징으로 하는, 히팅 조립체.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 히팅 플랜지는 자동차 전압보다 낮은 연속적인 동작 전압을 위하여 개조되는(adapted) 것을 특징으로 하는 히팅 조립체.
9. 제 1 항에 있어서,

   상기 전기 히팅 장치의 히팅 저항이 PTC 특성을 갖거나, 상기 히팅 저항이 외부 구동 회로에 의해 조절되는 것을 특징으로 하는, 히팅 조립체.
10. 제 1 항에 있어서,

    상기 전기 히팅 장치는 상기 에어 필터의 케이스에 배치되는 것을 특징으로 하는, 히팅 조립체.

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