KR101251495B1 - Impulse charger for engine - Google Patents
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Abstract
본 발명은 캠축의 회전력을 동력원으로 하는 링크유닛을 통하여 링크 구동방식으로 전 기통의 임펄스 밸브를 동시에 구동하여 저가이면서 직접적인 벽면 마찰이 적고, 기존기술 대비 소음이나 내구에도 유리한 엔진용 임펄스 챠저를 제공한다.
임펄스 챠져, 흡기러너, 링크유닛, 레버유닛
The present invention provides an impulse charger for an engine that is inexpensive and has low direct wall friction and is advantageous in noise and durability compared to the existing technology by simultaneously driving an impulse valve of an electric cylinder by a link driving method through a link unit using the cam shaft's rotational force as a power source. .
Impulse Charger, Intake Runner, Link Unit, Lever Unit
Description
본 발명은 엔진용 임펄스 챠저에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 캠축의 회전력을 동력원으로 하는 링크유닛을 통하여 링크 구동방식으로 전 기통의 임펄스 밸브를 동시에 구동하여 저가이면서 직접적인 벽면 마찰이 적고, 기존기술 대비 소음이나 내구에도 유리한 엔진용 임펄스 챠저에 관한 것이다. The present invention relates to an impulse charger for an engine. More specifically, the impulse valve of an electric cylinder is simultaneously driven by a link driving method through a link unit using a camshaft rotational force as a power source, and thus, low-cost and low direct wall friction, The present invention relates to an impulse charger for an engine that is also advantageous for noise and durability.
일반적으로 엔진용 임펄스 챠저는 저속 및 중속 성능과 연비 향상을 위한 새로운 기술로, 흡기 러너에 개폐시간이 아주 빠른 밸브를 장착하여, 흡입과정 중에 최적의 시점(압력차, 맥동효과)에서 순간적으로 밸브를 개폐함으로써 체적효율을 증가시키는 기술이다. In general, the impulse charger for the engine is a new technology for improving low speed and medium speed performance and fuel efficiency. The intake runner is equipped with a very fast opening / closing valve, so that the valve is instantaneously at an optimal time point (pressure difference and pulsation effect) during the suction process. It is a technology to increase the volumetric efficiency by opening and closing.
현재까지 임펄스 챠저가 양산에 적용된 예는 없으며, 일부 자동차 메이커에서는 꾸준히 개발 중이며, 최근 개발된 임펄스 챠저의 특징은 모터구동방식으로 실린더 헤드의 각 흡기 러너의 내부에 각각의 기통마다 하나의 임펄스 밸브가 임펄스 모터에 의해 구동되도록 구성되는 임펄스 챠저가 장착되는 구성을 갖는다.To date, there are no examples of impulse chargers in mass production, and some automakers are steadily developing them. Recently developed impulse chargers are motor-driven and have one impulse valve for each cylinder inside the intake runner of the cylinder head. And an impulse charger configured to be driven by an impulse motor.
그러나 상기한 종래의 엔진용 임펄스 챠저는 각각의 임펄스 밸브가 각 임펄스 모터에 의한 모터구동방식으로 구동되도록 적용되어 원가가 상승하며, 밸브의 개폐순간에 소음이 발생하는 등의 문제점이 있다However, the conventional impulse charger for the engine is applied so that each impulse valve is driven by a motor driving method by each impulse motor, the cost increases, and there is a problem such that noise occurs at the opening and closing moment of the valve.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 캠축의 회전력을 동력원으로 하는 링크유닛을 통하여 링크 구동방식으로 전 기통의 임펄스 밸브를 동시에 구동하여 저가이면서 직접적인 벽면 마찰이 적고, 기존기술 대비 소음이나 내구에도 유리한 엔진용 임펄스 챠저를 제공하는 것이다. Therefore, the present invention has been invented to solve the above problems, an object of the present invention is to drive the impulse valve of the electric cylinder at the same time by the link drive method through the link unit using the rotational force of the camshaft at the same time low-cost and direct wall friction It is to provide an impulse charger for the engine that is less, and advantageous to noise and durability compared to the existing technology.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 엔진용 임펄스 챠저는 실린더 헤드의 각 흡기 러너 내부에 구성되어 흡기의 체적효율을 높여주기 위한 엔진용 임펄스 챠저에 있어서, In the engine impulse charger for achieving the above object is configured in each intake runner of the cylinder head to increase the volumetric efficiency of the intake engine in the impulse charger,
상기 실린더 헤드의 흡기 러너 하우징의 일측방에 대응하여 실린더 헤드 일측에 고정 설치되며, 외측 프레임과 내측 프레임을 갖는 장착 프레임; 상기 장착 프레임의 외측 프레임과 내측 프레임에 각각 구동축 및 종동축과 출력축을 통하여 상호 연결되어 캠축과 타이밍 밸트로 연결되어 구동하는 구동축의 회전력을 슬라이드 바를 통하여 전후력으로 출력하도록 다수개의 링크로 구성되는 링크유닛; 상기 흡기 러너 하우징의 각 흡기 러너의 내부에 장착되는 임펄스 밸브; 상기 흡기 러너 하우징의 상부에 구성되어 상기 각 임펄스 밸브의 회전축과 연결된 상태로, 상기 슬라이드 바의 전후력을 이용하여 각 임펄스 밸브를 개폐 작동시키는 레버유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.A mounting frame fixed to one side of the cylinder head corresponding to one side of the intake runner housing of the cylinder head, the mounting frame having an outer frame and an inner frame; Links composed of a plurality of links to output the rotational force of the drive shaft to the outer frame and the inner frame of the mounting frame through the drive shaft, the driven shaft and the output shaft, respectively, connected to the cam shaft and the timing belt to drive back and forth through the slide bar unit; An impulse valve mounted inside each intake runner of the intake runner housing; And a lever unit configured at an upper portion of the intake runner housing and connected to a rotating shaft of each impulse valve to open and close each impulse valve using front and rear forces of the slide bar.
상기 링크유닛은 상기 장착 프레임의 외측 프레임 일측에 장착되는 구동축; 상기 장착 프레임의 내측 프레임 내면 일측에 장착되는 종동축; 상기 장착 프레임의 내측 프레임 외면 일측과 타측에 각각 장착되는 제1,제2출력축; 상기 외측 프레임의 외면에 대응하여 상기 구동축에 장착되며, 타이밍 벨트를 통하여 캠축의 회전력을 전달받는 구동풀리; 상기 외측 프레임의 내면에 대응하여 상기 구동축에 일단이 고정 장착되는 제1링크; 상기 제1링크의 타단에 일단이 링크핀을 통하여 회전 가능하게 장착되는 제2링크; 상기 내측 프레임의 내면에 대응하여 상기 종동축에 일단이 회전 가능하게 장착되며, 타단은 상기 제2링크의 타단과 링크핀으로 연결되는 제3링크; 상기 제3링크와 제2링크의 각 타단을 연결하는 링크핀에 일단이 회전 가능하게 연결되는 제4링크; "??" 형상으로 형성되어 일단부가 상기 제4링크의 타단에 링크핀을 통하여 회전 가능하게 연결되고, 그 타단은 상기 내측 프레임의 외면에 대응하여 상기 제1출력축에 회전 가능하게 연결되는 제5링크; 상기 내측 프레임의 외면에 대응하여 상기 제2출력축에 일단이 회전 가능하게 연결되는 제6링크; 상기 제5링크의 일측과 제6링크의 타단에 각각 일측과 타측이 링크핀을 통하여 연결되며, 상면 중앙에는 상기 슬라이드 바를 일체로 장착하는 연결링크로 이루어지는 것을 특징으로 한다.The link unit includes a drive shaft mounted to one side of the outer frame of the mounting frame; A driven shaft mounted to one side of an inner surface of the inner frame of the mounting frame; First and second output shafts mounted on one side and the other side of the inner frame outer surface of the mounting frame, respectively; A driving pulley mounted to the driving shaft corresponding to an outer surface of the outer frame and receiving rotational force of the cam shaft through a timing belt; A first link having one end fixedly mounted to the drive shaft corresponding to an inner surface of the outer frame; A second link having one end rotatably mounted on the other end of the first link through a link pin; A third link rotatably mounted to the driven shaft corresponding to an inner surface of the inner frame, and the other end of which is connected to the other end of the second link by a link pin; A fourth link having one end rotatably connected to a link pin connecting the other ends of the third link and the second link; "??" A fifth link formed in a shape so that one end thereof is rotatably connected to the other end of the fourth link through a link pin, and the other end thereof is rotatably connected to the first output shaft corresponding to an outer surface of the inner frame; A sixth link one end of which is rotatably connected to the second output shaft corresponding to an outer surface of the inner frame; One side and the other side are connected to one end of the fifth link and the other end of the sixth link, respectively, through link pins, and a link link integrally mounting the slide bar at the center of the upper surface thereof.
상기 레버유닛은 상기 흡기 러너 하우징의 상부면 상에서 상기 각 임펄스 밸브의 회전축에 중심이 각각 장착되는 링크레버; 상기 각 링크레버의 일단과 타단을 따라 각각 배치되어 힌지핀을 통하여 연결되는 양측 연결레버; 상기 하나의 링크레버 상에서 그 임펄스 밸브의 회전축에 일단부가 장착된 상태로 상기 양측 연결레버 의 각 선단을 연결하며, 타단부에는 슬롯을 형성하여 상기 슬라이드 바에 끼워져 설치되는 작동레버으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.The lever unit includes a link lever having a center mounted on an axis of rotation of each impulse valve on an upper surface of the intake runner housing; Bilateral connecting levers disposed along one end and the other end of each link lever and connected through hinge pins; It is characterized in that the one end is connected to each of the front end of the both connecting levers in the state that the one end is mounted on the rotary shaft of the impulse valve, and the other end is formed of a working lever which is inserted into the slide bar to form a slot. .
본 발명에 따른 엔진용 임펄스 챠저에 의하면, 상기 구동풀리를 통하여 전달되는 캠축의 회전력이 링크유닛을 통하여 전후력으로 레버유닛에 전달하게 되며, 상기 레버유닛에 전달되는 전후력은 다시 임펄스 밸브의 회전축에 회전력으로 전달함으로써, 상기 각 임펄스 밸브는 캠축의 회전 타이밍에 맞추어 각 흡기 러너를 개폐 제어하여 흡기 러너의 체적효율을 높이는 효과가 있으며, 상기 캠축의 회전을 동력원으로 하는 링크유닛을 통하여 링크 구동방식으로 전 기통의 임펄스 밸브를 동시에 구동하여 저가이면서 직접적인 벽면 마찰이 적고, 종래 기술에 비하여 소음이나 내구에도 유리한 효과가 있다.According to the impulse charger for the engine according to the present invention, the rotational force of the camshaft transmitted through the drive pulley is transmitted to the lever unit with the front and rear force through the link unit, the front and rear force transmitted to the lever unit is again the rotating shaft of the impulse valve The impulse valve has an effect of increasing the volume efficiency of the intake runner by controlling the opening and closing of each intake runner in accordance with the rotation timing of the camshaft, and by using a link unit that uses the rotation of the camshaft as a power source. By simultaneously driving the impulse valve of the electric cylinder is low cost and less direct wall friction, it is advantageous in noise and durability compared to the prior art.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1과 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 임펄스 챠저의 상면 및 하면 구성 사시도이고, 도 3과 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 임펄스 챠저의 평면도 및 정면도이며, 도 5와 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 임펄스 챠저의 링크유닛과 레버유닛의 사시도이다.1 and 2 are a perspective view of the top and bottom configuration of the impulse charger according to an embodiment of the present invention, Figures 3 and 4 are a plan view and a front view of the impulse charger according to an embodiment of the present invention, Figures 5 and 6 A perspective view of a link unit and a lever unit of an impulse charger according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 실시예에 따른 엔진용 임펄스 챠저는 실린더 헤드(미도시)의 각 흡기 러너(R) 내부에 구성되어 흡기의 체적효율을 높여주기 위한 것으로, 이러한 엔진용 임펄스 챠저의 구성은, 도 1내지 도 6에서 도시한 바와 같이, 상기 실린더 헤드(미도시)의 흡기 러너 하우징(1)의 일측방에 대응하여 실린더 헤드 일측(미도시)에 장착 프레임(3)이 고정 설치되는데, 상기 장착 프레임(3)은 외측 프레임(F1)과 내측 프레임(F2)을 갖는다.An engine impulse charger according to an embodiment of the present invention is configured inside each intake runner R of a cylinder head (not shown) to increase volumetric efficiency of the intake air. The configuration of the engine impulse charger is shown in FIG. 1. As shown in Figure 6, the
그리고 상기 장착 프레임(3)에는 링크유닛(5)이 구성되는데, 상기 링크유닛(5)은 상기 외측 프레임(F1)에 구동축(S1)이 구성되고, 상기 내측 프레임(F2)에는 종동축(S2)과 제1, 제2출력축(S3,S4)이 구성되어 상기 구동축(S1)과 종동축(S2) 및 제1,제2출력축(S3,S4)을 통하여 상호 연결되어 캠축(미도시)과 타이밍 밸트(미도시)로 연결되어 구동하는 구동축(S1)의 회전력을 슬라이드 바(11)를 통하여 전후력으로 출력하도록 다수개의 링크로 구성된다.A
상기 링크유닛(5)의 구체적인 구성은, 상기 장착 프레임(3)의 외측 프레임(F1) 일측에 구동축(S1)이 장착되고, 상기 장착 프레임(3)의 내측 프레임(F2) 내면 일측에 종동축(S2)이 장착되며, 상기 장착 프레임(3)의 내측 프레임(F2) 외면 일측과 타측에는 각각 제1출력축(S3)과 제2출력축(S4)이 장착된다.Specific configuration of the
그리고 상기 외측 프레임(F1)의 외면에 대응하여 상기 구동축(S1)에 구동풀리(13)가 장착되며, 이 구동풀리(13)는 타이밍 벨트(미도시)를 통하여 캠축(미도시)의 회전력을 전달받도록 구성된다. In addition, a
상기 외측 프레임(F1)의 내면에 대응하여 상기 구동축(S1)에는 제1링크(L1)가 그 일단을 통하여 고정 장착되고, 상기 제1링크(L1)의 타단에는 제2링크(L2)가 그 일단이 링크핀(P)을 통하여 회전 가능하게 장착된다.In response to an inner surface of the outer frame F1, a first link L1 is fixedly mounted to the driving shaft S1 through one end thereof, and a second link L2 is attached to the other end of the first link L1. One end is rotatably mounted via the link pin (P).
상기 내측 프레임(F2)의 내면에 대응하여 상기 종동축(S)에는 제3링크(L3)가 그 일단이 회전 가능하게 장착되며, 상기 제3링크(L3)의 타단은 상기 제2링크(L2)의 타단과 링크핀(P)으로 연결된다.One end of the third link L3 is rotatably mounted to the driven shaft S so as to correspond to the inner surface of the inner frame F2, and the other end of the third link L3 is the second link L2. Is connected to the other end of) and link pin (P).
상기 제3링크(L3)와 제2링크(L2)의 각 타단을 연결하는 링크핀(P)에는 제4링크(L4)가 그 일단을 통하여 회전 가능하게 연결된다.A fourth link L4 is rotatably connected through one end of the link pin P connecting the other ends of the third link L3 and the second link L2.
그리고 "??" 형상으로 형성되는 제5링크(L5)가 구비되는데, 상기 제5링크(L5)의 일단부는 상기 제4링크(L4)의 타단에 링크핀(P)을 통하여 회전 가능하게 연결되고, 상기 제5링크(L5)의 타단은 상기 내측 프레임(F2)의 외면에 대응하여 상기 제1출력축(S3)에 회전 가능하게 연결된다. And "??" A fifth link (L5) is formed in a shape, one end of the fifth link (L5) is rotatably connected to the other end of the fourth link (L4) through a link pin (P), the fifth The other end of the link L5 is rotatably connected to the first output shaft S3 corresponding to the outer surface of the inner frame F2.
또한, 상기 내측 프레임(F2)의 외면에 대응하여 상기 제2출력축(S4)에는 제6링크(L6)가 그 일단을 통하여 회전 가능하게 연결되며, 상기 제5링크(L5)의 일측과 제6링크(L6)의 타단에는 연결링크(L7)가 그 일측과 타측이 링크핀(P)을 통하여 연결되며, 이 연결링크(L7)의 상면 중앙에는 상기 슬라이드 바(11)를 일체로 장착되어 상기한 링크유닛(5)을 이루게 된다. In addition, a sixth link L6 is rotatably connected to the second output shaft S4 through one end thereof corresponding to the outer surface of the inner frame F2, and one side and the sixth of the fifth link L5. One end and the other end of the link L7 is connected to the other end of the link L6 through the link pin P, and the
한편, 상기 흡기 러너 하우징(1)의 각 흡기 러너(R)의 내부에는 임펄스 밸브(9)가 그 회전축(S)을 통하여 회전 가능하게 장착된다.On the other hand, an
그리고 상기 흡기 러너 하우징(1)의 상부에는 상기 각 임펄스 밸브(9)의 회전축(S)과 연결된 상태로, 상기 슬라이드 바(11)의 전후력을 이용하여 각 임펄스 밸브(9)를 개폐 작동시키는 레버유닛(7)이 구성된다. The upper part of the
상기 레버유닛(7)의 구체적인 구성은 상기 흡기 러너 하우징(1)의 상부면 상 에서 상기 각 임펄스 밸브(9)의 회전축(S)에 각 링크레버(21))의 중심이 장착되어 구비되고, 상기 각 링크레버(21)의 일단과 타단을 따라 연결레버(23)가 각각 배치되는데, 상기 각 연결레버(23)는 상기 각 링크레버(21)의 일단과 타단에 각각 힌지핀(H)을 통하여 연결된다.Specific configuration of the
그리고 상기 각 링크레버(21) 중, 우측의 링크레버(21)와 상기 슬라이드 바(11) 사이에는 작동레버(25)가 구성되는데, 상기 작동레버(25)는 그 일단부가 상기 우측의 링크레버(21) 상에서 그 임펄스 밸브(9)의 회전축(S)에 중심이 장착된 상태로, 상기 양측 연결레버(23)의 각 선단을 연결한다.In addition, among the link levers 21, an
또한, 상기 작동레버(25)의 타단부에는 슬롯(27)을 형성하여 상기 슬라이드 바(11)에 끼워진 상태로 설치된다.In addition, a
따라서 상기한 바와 같은 구성을 갖는 엔진용 임펄스 챠저의 작동은, 도 7과 도 8에서 도시한 바와 같이, 상기 구동풀리(13)를 통하여 전달되는 캠축(미도시)의 회전력이 링크유닛(5)을 통하여 전후력으로 레버유닛(7)에 전달하게 되며, 상기 레버유닛(7)에 전달되는 전후력은 다시 임펄스 밸브(9)의 회전축(S)에 회전력으로 전달함으로써, 상기 각 임펄스 밸브(9)는 캠축(미도시)의 회전 타이밍에 맞추어 각 흡기 러너(R)를 개폐 제어하여 흡기 러너(R)의 체적효율을 높이게 된다.Therefore, the operation of the engine impulse charger having the configuration as described above, as shown in Figures 7 and 8, the rotational force of the cam shaft (not shown) transmitted through the
즉, 상기 링크유닛(5)의 작동은 상기 구동풀리(13)를 통하여 캠축의 회전력이 구동축(S1)에 전달되면, 상기 구동축(S1)은 제1링크(L1)를 회전시키게 된다. That is, the operation of the
그러면, 상기 제2링크(L2)는 제1링크(L1)와 제3링크(L3) 사이에서 구동축(S1)을 중심으로 이동하면서, 제2링크(L2)와 제3링크(L3)를 연결하는 링크핀(P) 상의 제4링크(L4)를 거동시키게 된다.Then, the second link (L2) is moved between the first link (L1) and the third link (L3) around the drive shaft (S1), connecting the second link (L2) and the third link (L3). The fourth link L4 on the link pin P is operated.
이에 따라, 상기 제5링크(L5)는 제4링크(L4)와 연결된 상태로 제1출력축(S3)을 중심으로 일정각 회전하면서, 제6링크(L6)와 함께 연결된 연결링크(L7)에 전후력을 전달하게 된다.Accordingly, the fifth link L5 is rotated at a predetermined angle about the first output shaft S3 while being connected to the fourth link L4 and connected to the connection link L7 connected with the sixth link L6. It will transmit back and forth force.
이때, 상기 연결링크(L7)의 전후력은 슬라이드 바(11)를 통하여 상기 레버유닛(7)의 작동레버(25)에 일정구간 내에서의 회전력으로 전달되며, 상기 작동레버(25)의 반복 회전에 따라 상기 연결레버(23)로 연결된 링크레버(21)를 일정각 내에서 반복 회전작동 시키게 된다.At this time, the front and rear force of the connection link (L7) is transmitted to the
그러면, 상기 각 링크레버(21)에 회전축(S)을 통하여 연결된 각 임펄스 밸브(9)는 각각의 흡기 러너(R) 내에서 반복 회전구동하여 흡기 러너(R)를 개폐 제어하게 된다.Then, each
따라서 본 실시예에 따른 임펄스 챠저는 자연 흡기 방식의 저속 및 중속 성능향상에 탁월한 효과가 예상되며, 임펄스 밸브(9) 개방 시, 급격한 흡입 공기 유속 증가에 따른 연소실내의 유동이 강화되어 저속 및 중속에 문제가 되는 연소특성(Fast burn: Knock 개선)에 유리하며, 기존의 CVVT기구와 같은 장치를 구동장치에 장착하여 밸브의 개방시기를 최적화한다면 최대 15%까지 체적효율의 개선이 가능하다. Therefore, the impulse charger according to the present embodiment is expected to have an excellent effect of improving the low speed and medium speed performance of the natural intake method, and when the
또한, 임펄스 밸브(9)와 흡기 러너(R) 내벽면 사이에 직접적인 마찰이 일어나지 않도록 설계함으로써 소음 측면이나 내구 측면에서도 유리하다.In addition, it is advantageous in terms of noise and durability as it is designed so that no direct friction occurs between the
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 임펄스 챠저의 상면 구성 사시도이다.1 is a perspective view of the top configuration of an impulse charger according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 임펄스 챠저의 하면 구성 사시도이다.Figure 2 is a perspective view of the bottom configuration of the impulse charger according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 임펄스 챠저의 평면도이다.3 is a plan view of an impulse charger according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 임펄스 챠저의 정면도이다. 4 is a front view of an impulse charger according to an embodiment of the present invention.
도 5와 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 임펄스 챠저의 링크유닛과 레버유닛의 사시도이다.5 and 6 are perspective views of a link unit and a lever unit of an impulse charger according to an embodiment of the present invention.
도 7과 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 임펄스 챠저의 작동 상태도이다.7 and 8 are operational state diagrams of an impulse charger according to an embodiment of the present invention.
Claims (3)
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