KR101723704B1 - 내연기관과 과급기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내연기관의 효율과 성능을 높이기 위해 내연기관의 조건에 맞게 내연기관에 공기를 공급하기 위한 과급기를 갖춘 내연기관에 관한 것으로, 내연기관(11)은 가변 내부 압축비 과급기(18)에 연결되고, 이 과급기는 내연기관의 부하조건에 맞게 내연기관에 공기량을 변화시키면서 공급한다. 과급기(18)에 있는 한쌍의 나사형 로터(34,36)는 내연기관(11)에 의해 동기적으로 구동되면서 내연기관에 공기를 공급한다. 로터(34,36)에 연결된 슬라이드 어셈블리(22)는 컨트롤러(24)에 의해 움직이면서 공기를 대기로 바이패스 시키는 한편, 로터에서 압축되어 내연기관에 공급되는 공기의 공기량과 압력을 조절해 엔진의 효율을 높인다.

Description

내연기관과 과급기{INTERNAL COMBUSTION ENGINE AND SUPERCHARGER}

본 발명은 내연기관의 효율과 성능을 높이기 위해 내연기관의 조건에 맞게 내연기관에 공기를 공급하기 위한 과급기를 갖춘 내연기관에 관한 것이다.

내연기관에 공기와 연료의 공급을 늘려 마력을 높이기 위해 공기치환장치가 개발되어 사용되고 있다. 이런 공기치환장치의 일례로 P.H.Roots의 미국특허 30,157과 G.Scheerer의 미국특허 2,201,014에에 소개된 "Roots Blower"가 있다. 이들 장치는 2개의 로터를 구동하는데 벨트구동축을 이용한다. 로터가 1회전할 때마다 소정의 공기량을 내연기관과 같은 압축기로 보낸다. 로터의 회전속도는 언쓰로틀드(unthrottled) 공기량을 결정하는 결정적인 요소이다.

C.N. Hansen과 P.C. Cross의 미국특허 6,241,498에 소개된 과급기의 로터는 내연기관에 연결되어 연료/공기 혼합물을 연소실에 공급한다. 이 로터에는 반원통형의 포켓과 돌출부가 달려있어, 공기가 연속적으로 과급기를 통과한다. 과급기에 의해 배출되는 언쓰로틀드 공기량은 과급기를 구동하는 내연기관의 작동 속도에 의해 좌우된다. 일정 속도로 동작하는 과급기에 의해 배출되는 언쓰로틀드 공기량은 거의 변하지 않는다. 이 장치에는 과급기를 출입하는 공기를 조절하기 위한 제어장치가 없다.

J.E. Whitfield의 미국특허 3,151,806은 하우징 안에서 한쌍의 로터가 회전하는 스크루형 압축기를 소개한다. 고정된 밸브 스페이서(spacer)의 입구쪽에 체적조절밸브가 위치한다. 출구쪽에 위치하는 압축조절밸브가 출구의 크기와 길이를 조절한다. 밸브에 연결된 스크루를 이용해 밸브의 위치를 조절하여 유체공급량과 내부압축비를 원하는대로 조절한다.

F.Soderlund와 K. Karlsson의 미국특허 4,597,726은 하우징 안에서 서로 맞물려 한쌍의 로터가 회전하는 스크루형 압축기를 소개한다. 압축기의 압력비와 용량은 서로 독립적으로 움직이도록 설치된 2개의 슬라이드로 조절한다. 한쪽 슬라이드는 압축기의 용량을 조절하고, 다른쪽 슬라이드는 압축기의 체적비를 조절한다.

N. Tsubol의 미국특허 4,951,638은 한쌍의 암수 로터가 달린 스크루형 과급기를 소개한다. 각각의 로터의 일단부에 설치된 기어들에 의해 로터가 동기적으로 회전하지만 서로 접촉하지는 않는다. 한쪽 로터는 내연기관에 연결되고, 내연기관이 과급기에 동력을 공급한다. 내연기관의 흡기 매니폴드에 배출되는 공기량을 조절하는 흡기 공기량 제어장치가 이 과급기에는 없다.

J. Oscarsson의 미국특허 4,802,457은 과급기의 압축실 안에 로터가 배치된 내연기관을 소개한다. 내연기관에 부하가 걸려 로터 챔버로 들어가는 공기가 제한되면 과급기의 입구에 연결된 공기 쓰로틀 장치가 액세러레이터에 의해 작동된다.

A.B. Riach의 미국특허 5,791,315는 과급기에 공급되는 공기를 제어하는 제어장치를 갖춘 스파크점화 내연기관을 소개한다. 이 제어장치의 입구 밸브는 최대 엔진부하에서 열리고 엔진부하가 낮아지면서 점점 닫히며, 쓰로틀 밸브는 최대 엔진부하에서 열리고 부하가 낮아질 때 점차 닫힌다.

G. Kirsten의 미국특허 6,022,203은 가변치환 스크루형 압축기를 소개하는데, 여기서는 한쌍의 로터가 입구 채널에서 출구 채널로 압축공기를 보낸다. 로터와 관련된 하우징이 압축기의 내부 압축비를 제어한다. 스테퍼 모터에 의해 회전하는 제어 캠에 의해 하우징이 스프링에 대해 움직인다.

4행정 디젤엔진은 시동과 연속 동작을 위해 압축공기를 공급하는 송풍기나 과급기를 필요로 하지 않는다. 첫번째 행정에서는 피스톤이 내려가면서 실린더에 공기가 들어간다. 실린더의 공기는 상승행정에 의해 압축되면서 연료의 점화온도 이상으로 상승된다. 피스톤의 상단부에서 실린더 안으로 연료가 분사되면서 고온의 압축공기에 의해 자동점화가 일어난다. 연료의 급속 연소로 인한 급격한 기체압축비 상승으로 피스톤이 하강한다. 이어진 상승행정에서는 기체와 입자들이 배기밸브를 통해 배기매니폴드로 배출된다. 4행정 디젤엔진의 출력 토크는 실린더 안으로 분사되어 연소되는 연료량으로 제어된다. 각각의 흡기행정 동안 디젤엔진 실린더에 자연적으로 흡입되는 공기량은 엔진의 속도나 토크에 의해 거의 변하지 않지만, 매 사이클마다 분사되는 연료의 최대량을 제한한다.

본 발명의 목적은 디젤엔진과 디젤형 엔진의 동력대 중량비를 개선하는데 있다. 본 발명의 다른 목적은 과급기와 4행정 디젤엔진이나 디젤형 엔진을 결합하여, 엔진의 최대 동력에 대해서도 엔진의 휴대성을 개선하고 엔진의 크기와 중량은 줄이는데 있다. 본 발명의 또다른 목적은 엔진에 공급되는 공기의 압력과 공기량을 엔진 작동범위 이상으로 효율적으로 조절하여 엔진의 연료효율을 높이고 엔진의 배기량을 변화시키는 성능을 갖는 공기치환 과급기를 디젤엔진이나 디젤형 엔진과 결합하는데 있다.

발명의 요약

본 발명은 대기압 이상으로 공기를 수용하는 흡기매니폴드를 갖추고 자동차 구동장치나 펌프나 발전기와 같은 부하에 연결된 내연기관에 관한 것으로, 내연기관에 공기량을 가변적으로 공급하기 위해 내부 압축비와 공기량이 가변적인 과급기를 이용한다. 이런 내연기관의 예로는 디젤엔진이나 스파크점화 엔진이 있다. 일반적으로 쓰로틀식 흡기매니폴드 없이 동작하는 다른 엔진도 디젤엔진의 범주에 포함되고, 본 발명의 내연기관에 속한다 할 수 있다. 과급기는 엔진의 출력이 부하조건을 충족할 정도로 적절할 때 흡기매니폴드에서 아무런 공기압 상승이 일어나지 않도록 엔진에 흡입된 공기량과 엔진에 전달된 공기량을 일치시키는 작용을 한다. 또, 과급기는 엔진의 승압된 흡기매니폴드의 공기압에 비례하는 공기량을 압축하여 흡기매니폴드에 보내는 작용도 한다. 그 결과 압력을 높이는 승압기 없이도 엔진을 가장 효율적으로 작동시킬 수 있다. 과급기는 엔진에 의해 작동되는 공기치환기구이거나 기체압축기로서, 엔진의 중량비에 맞게 동력을 높인다. 전동기와 같은 다른 동력기도 공기치환기구를 작동시킬 수 있다. 기체압축기는 제1 기체량은 제1 장소에, 제2 기체량은 제2 장소에 선택적으로 보내는 작용을 한다. 속도가 일정한 경우, 과급기의 공기량 제어장치는 과급기에 압축된 공기의 공기량과 압력을 조절해, 엔진의 속도를 일정하게 유지하도록 한다. 과급기는 엔진의 동력조건에 맞게 실린더에 들어가는 공기량을 높여, 전반적인 엔진 효율을 개선한다. 나사산과 나선홈이 형성되어 서로 협력하면서 정압 공기량을 생성하는 한쌍의 암수 로터에 의해 과급기를 통해 엔진까지 공기가 이동한다. 이들 로터는 컴팩트하고 효율적인 공기압축기의 부품으로서, 엔진에 공기를 공급해 필요한 성능을 얻는다. 과급기가 배출하는 공기량은 로터 사이에 갇힌 유효공기길이를 조절하여 제어된다. 로터에 연결된 하나 이상의 슬라이드 어셈블리가 과급기의 공기 이동/압축 동작을 제어한다. 로터의 한쪽 가까이 배치된 기다란 슬라이드 부재를 갖춘 과급기가 회전중인 로터에 갇힌 공기량을 조절하면서 잉여공기는 대기로 배출하므로, 로터와 부근의 하우징이 냉각되고 과급기의 펌핑 효율도 개선된다. 슬라이드 부재에 연결된 액튜에이터는 슬라이드 부재를 로터에 대한 최대 바이패스 위치, 중간 바이패스 위치 및 최소 바이패스 위치 사이로 움직이는 역할을 한다. 이 부재가 최대 바이패스 위치에 있을 때는, 자연적으로 흡입되는 공기량만 과급기에 의해 엔진의 실린더로 펌핑된다. 과급기에 의해 엔진에 공급되는 공기량은 슬라이드 부재를 상기 3개 위치 사이로 서서히 움직이면서 조절된다. 액튜에이터는 컨트롤러의 제어를 받아 엔진의 속도와 부하조건에 맞게 엔진에 공급되는 공기량을 제어한다. 엔진의 속도와 부하를 나타내는 신호에 응답하는 프로세서는 분사 개시 타이밍과 실린더에 분사되는 연료량을 조절하라는 명령신호를 컨트롤러에 보낸다. 수동으로 작동되는 컨트롤러를 이용해 프로세서에 입력신호를 보내 액튜에이터로 하여금 슬라이드 부재의 동작 위치를 조절하도록 한다. 과급기가 엔진에 보내는 공기량에 응답하는 공기량 센서는 실린더에 대한 연료의 공급과 과급기의 동작을 제어하는 추가 신호를 프로세서에 보낸다. 가변 압축비 과급기는 과급기의 압축일을 최소화하여 엔진의 현재 동력조건을 충족시켜 시스템의 손실동력을 최소화한다. 과급기는 흡입 공기를 이용해 과급기에서 생기는 열을 제거하는데, 이때 냉각용 잉여공기는 대기로 바이패스시킨다. 바이패스된 공기는 과급기로 다시 되돌릴 필요가 없다. 이 경우, 대기로 배출된 잉여공기 때문에 과급기의 내부가 냉각되고 엔진에 공급되는 압축공기의 온도가 하강한다. 이런 냉각효과 때문에, 냉각기를 소형화하고, 흡기실 온도를 낮추며, 주어진 공기량에 대한 공기압력을 낮추고, 배출량에 맞게 공기량을 조절할 수 있다.

본 발명은 자동차, 펌프, 발전기와 같은 부하에 동력을 공급하는 방법에 관한 것이기도 하다. 디젤엔진이나 압축점화엔진과 같은 공기압축 연료점화 엔진은 부하에 연결된다. 과급기의 공기는 엔진의 동력조건에 맞게 양을 변화시키면서 엔진을 향한다. 엔진에 공급되는 공기량은 엔진에 자연스럽게 흡입되는 공기량과 같게 또는 그 이상으로 조절된다. 엔진의 동력조건이나 부하조건을 충족할 적절한 시점에 연소실내 공기로 유도되는 연료의 연료량은 적절한 연소성능과 배기성능을 내도록 제어된다. 과급기에서 생성된 압축되지 않은 제1 공기량은 대기로 배출되고, 과급기에서 생성된 제2 공기량은 엔진을 향한다. 대기로 배출된 제1 공기량은 엔진을 향하는 제2 공기량을 선택적으로 변화시키도록 조절된다. 제1 공기량은 로터에 의한 공기압축에서 생긴 열을 전달하여 로터와 하우징을 냉각한다. 이때문에 엔진을 향하는 제2 공기량의 온도가 하강한다. 과급기에서 생긴 모든 공기가 연소실로 향할 때 엔진에 공급되는 공기의 압력을 높여(승압하여) 엔진의 냉간시동을 촉진할 수 있다.

이하, 첨부 도면들을 참조하여 본 발명에 대해 자세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 부하와 과급기에 결합된 내연기관의 개략도;
도 2는 본 발명의 과급기와 발전기에 결합된 내연기관의 개략도;
도 3은 도 1의 과급기의 사시도;
도 4는 도 1의 4-4선 단면도;
도 5는 도 3의 과급기의 배면도;
도 6은 도 1의 6-6선 단면도;
도 7은 슬라이드 어셈블리가 최대 바이패스 위치에 있어 최소 공기량이 과급기에서 엔진으로 공급되는 상태를 보여주는 도 6의 7-7선 단면도;
도 8은 슬라이드 어셈블리가 중간 바이패스 위치에 있어 선택된 공기량이 과급기에서 엔진에 공급되는 상태를 보여주는 도 7과 동일한 단면도;
도 9는 슬라이드 어셈블리가 최소 바이패스 위치에 있어 최대 공기량이 과급기에서 엔진에 공급되는 상태를 보여주는 도 7과 동일한 단면도;
도 10은 최대 바이패스 위치의 슬라이드 어셈블리와 로터를 보여주는 과급기의 일부파단 사시도;
도 11은 중간 바이패스 위치의 슬라이드 어셈블리와 로터를 보여주는 과급기의 일부파단 사시도;
도 12는 최소 바이패스 위치의 슬라이드 어셈블리와 로터를 보여주는 과급기의 일부파단 사시도;
도 13은 도 2의 과급기의 일부파단 사시도;
도 14는 본 발명의 다른 예의 과급기와 부하에 연결된 내연기관을 보여주는 개략도;
도 15는 도 14의 과급기의 사시도;
도 16은 로터가 보이는 상태의 도 15의 과급기의 사시도;
도 17은 로터, 최대 바이패스 위치에 있는 공기제어 슬라이드 어셈블리 및 체적비제어 슬라이드 어셈블리를 보여주는 도 15의 과급기의 부분파단 사시도;
도 18은 로터, 중간 바이패스 위치에 있는 공기제어 슬라이드 어셈블리 및 체적비제어 슬라이드 어셈블리를 보여주는 도 15의 과급기의 부분파단 사시도;
도 19는 로터, 최소 바이패스 위치에 있는 공기제어 슬라이드 어셈블리 및 체적비제어 슬라이드 어셈블리를 보여주는 도 15의 과급기의 부분파단 사시도;
도 20은 도 15의 과급기의 부분파단 사시도.

도 1은 본 발명의 과급기와 부하에 연결된 내연기관의 개략도이다. 도 1의 내연기관(11)은 흡기매니폴드(12)와 구동축(14)을 갖고, 이 구동축은 부하(15)에 연결된다. 이 내연기관(11)은 디젤엔진과 같은 압축점화기관으로서, 인젝터(13)가 연소실 안으로 연료를 적시에 분사한다. 이 기관(11)은 연소실 안으로 분사된 연료를 최종 압축행정 동안 압축기체의 열로 점화시켜 연소시키는 내연기관이다. 내연기관(11)에는 흡기매니폴드내에서 대기압 부근이나 그 이상에서 동작하는 엔진과 공기압축 스파크 보조엔진이 포함된다. 이런 엔진을 디젤엔진이라고도 한다. 부하(15)는 자동차 구동시스템, 펌프, 발전기, 구동축에 연결된 기계 등을 포함한다. 내연기관(11)의 전방 구동축(16)은 벨트-풀리 파워 트랜스미션(17)을 과급기(18)에 연결하고, 과급기는 공기를 압축해 에어쿨러나 인터쿨러(19)로 보낸다. 트랜스미션(17)은 체인-스프로켓(chain-sprocket)이나 기어드라이브(gear drive)일 수도 있다. 과급기(18)를 움직이는데 전동기와 같은 다른 종류의 장치를 사용하기도 한다. 환풍기(21)에 의해 공기는 에어쿨러(19)를 통과하면서 팽창하여 온도가 하강한 다음, 흡기매니폴드(12)에 연결된 배관(20)으로 배출된다. 배관(20)에 연결된 공기질량센서(25)는 프로세서(26)에 전기신호를 보낸다. 과급기(18)는 도 7~9에 도시된 공기량 제어 슬라이드 어셈블리(22)를 포함하고, 이 어셈블리는 선형 축으로 보이는 액튜에이터(23)를 갖는데, 이 액튜에이터는 슬라이드 어셈블리(22)의 최대 공기 바이패스, 중간 공기 바이패스 및 최소 공기 바이패스 위치들을 조정하여, 흡기매니폴드(12)에 대한 공기의 공급과 대기중으로 바이패스되는 공기를 조절한다. 회전식 서보모터나 선형 액튜에이터와 같은 컨트롤러(24)는 액튜에이터(23)에 연결되고, 슬라이드 어셈블리(22)를 개방위치, 폐쇄위치 및 중간위치 사이로 움직이도록 액튜에이터(23)를 작동시켜, 엔진의 작동조건에 따라 대기중으로 바이패스되는 공기량과 과급기(18)에 의해 엔진의 연소실로 보내지는 나머지 공기량을 변화시킨다. 개방위치, 폐쇄위치 및 중간위치는 각각 최대, 최소 및 중간 바이패스 위치들에 대응한다. 슬라이드 어셈블리(22)가 최소 공기 바이패스 위치에 있을 때 엔진의 냉간시동을 하여, 최대의 공기팽창량이 연소실로 공급되도록 한다. 공기팽창은 냉간시동을 돕는다. 프로세서(26)는 컨트롤러(24), 공기질량센서(25) 및 센서(27)에 연결되고, 센서(27)는 엔진(11)의 구동축(14)의 회전속도에 맞는 전기신호를 보낸다. 풋페달(81; foot pedal)에 연결된 오퍼레이터 제어기(80)는 엔진의 오퍼레이터에 의한 풋페달(81)의 작동에 응답한 전기신호를 프로세서(26)에 보내는데 사용된다. 풋페달(81)을 수동으로 움직여 제어기(80)가 작동되면 엔진(11)의 작동속도와 동력을 높이라는 전기신호가 생겨 프로세서(26)에 보내진다. 제어기(80)를 작동시키는데 다른 방식을 이용할 수도 있다. 센서(27)에서 생긴 신호를 프로세서(26)의 전자소자가 처리하여, 컨트롤러(24)를 작동시키는 제어신호나 명령신호를 생성하고, 컨트롤러는 슬라이드 어셈블리(22)의 위치를 바꾸도록 액튜에이터(23)를 작동시켜, 과급기(18)에 의해 압축되어 엔진(11)에 공급되는 공기량을 조절한다. 프로세서(26)는 실린더에 분사되는 연료량과 분사 타이밍을 조절하는 제어모듈이기도 하고, 부하조건을 충족하는 최적의 경제성으로 엔진의 RPM과 공기량을 결정할 수 있다.

도 2는 과급된 내연기관 동력부(110)의 제1 변형례의 개략도로서, 종래의 디젤엔진(111)의 구동축(114)은 발전기(115)에 연결되고, 발전기(115)는 전기부하(125)에 연결된다. 엔진(111)에 의해 구동되는 과급기(118)는 프로세서(126)와 컨트롤러(124)의 제어를 받고, 컨트롤러(124)는 발전기(115)에 연결된 전기부하가 변하는 동안 엔진(111)을 일정 속도로 유지하는 기능을 한다. 엔진(111)은 발전기(115)를 작동시키기 위해 가변적인 속도로 동작할 수도 있다. 과급기(18)에 대응하는 과급기(118)의 부분들은 도 1과 같은 번호로 표시한다.

도 6~7에 도시된 과급기(18)의 하우징(28)에는 제1 원통 챔버(31)를 둘러싸는 제1 원통벽(29)과 제2 원통 챔버(33)를 둘러싸는 제2 원통벽(32)이 있다. 챔버(31,33)은 축선이 서로 평행하고 인접 원호 구간들을 서로 공유한다. 챔버(33)의 길이를 따라 암나사형 로터(34)가 배치되고, 챔버(31)의 길이를 따라 수나사형 로터(36)가 배치된다. 도 4, 7~9 및 11에 도시된 베어링(37,38)이 단부 부재(39,41)에서 로터(34,36)를 지지한다. 로터(34)에 달린 8개의 나선홈(42)은 로터(36)와 맞물린다. 도 6에 도시된 바와 같이, 로터(36)의 원통형 벽면에는 여러개의 나사산(43)이 방사상으로 돌출되어 있다. 각각의 나사산의 볼록 측벽들은 나선홈(42)의 벽면과 일치하는 형상을 갖는다. 나선홈(42)과 나사산(43)의 크기, 갯수, 형상, 나선구조 및 길이는 변할 수 있다. 도 6과 같이, 로터(36)의 6개 나사산(43)은 로터(34)의 8개 나선홈(42)과 협력하여 챔버(31,33) 내의 공기를 압축시켜 움직인다. 로터(34,36)의 나선홈과 나사산의 갯수와 크기를 다르게 할 수도 있다. 도 7~9에 의하면, 로터축(47,48)에 연결된 동기 기어(44,46)는 2개의 로터(34,36)를 동시에 반대 방향으로 회전시킨다. 축(47)은 엔진(11)을 과급기(18)에 결합하는 파워 트랜스미션(17)의 벨트와 맞물리는 풀리나 스프로켓휠(49; sprocket wheel)에 결합되어, 엔진의 구동축(16)의 회전속도와 관련된 속도로 2개의 로터(34,36)를 서로 반대로 회전시킨다.

도 3, 4, 7에 의하면, 관형 단부(52)가 달린 인입 단부판(51)이 체결구(53)로 단부 부재(39)에 고정된다. 관형 단부(52)는 로터(34,36)의 흡기공에 통하는 흡기구(54)를 둘러싼다. 도 1의 에어필터(56)는 관형 단부(52)에 설치되어 화살표(57)로 표시된 주변 공기로부터 이물질을 걸러내고 깨끗한 공기를 흡기구(54)를 통해 로터(34,36) 안으로 보낸다.

도 3~6에 의하면, 하우징(28)의 상단에 설치된 박스(59; box)의 내부 챔버(61)의 공기는 화살표(63)방향을 따라 슬리브(62)를 통해 에어쿨러(19) 안으로 들어간다. 슬리브(62)는 에어쿨러(19)가 사용되지 않을 때 엔진(11)에 공기를 공급하기 위해 흡기 매니폴드(12)에 직접 연결될 수 있다.

도 7~9에 도시된 공기량 조절 슬라이드 어셈블리(22)는 핀(66)으로 하우징(28)에 고정된 부재(64)를 갖는다. 이 부재(64)는 부재(71)의 길이와 움직임에 따라서는 불필요할 수도 있다. 이 부재(64)의 경사면(67)은 하우징(28)측의 공기 바이패스 통로(68)와 로터(36) 사이에 배치된다. 부재(64)는 없을 수도 있고, 공기량 이동을 최대화하기 위해서나 제조상의 필요에 따라 슬라이드 부재(71)의 주행요건을 최소화하는 역할만을 한다. 경사면(67)은 로터(36)의 나사산의 헬리컬 각도에 일치한다. 액튜에이터(23)의 로드(69)는 제2 슬라이드 부재(71)에 연결된다. 로드(69)가 부재(71)에 조여지면, 로드(69)가 회전할 때 부재(71)는 하우징(28)의 통로(73)를 따라 선형 운동한다. 서보모터, 선형 액튜에이터, 솔레노이드, 풋페달 등의 다른 장치와 컨트롤러는 로터(36)의 길이에 대한 부재(71)의 위치를 조절하는데 사용된다. 부재(71)의 전단부의 경사면(72)은 부재(64) 후단부의 경사면(67)에 평행하다. 부재(64,71)의 경사면(67,72)은 화살표(75) 방향으로 로터(36)에서 바이패스 통로(68)를 향한 공기의 흐름을 촉진한다. 바이패스 통로(68) 위로 하우징(28)에 설치된 매니폴드 캡(74)은 곡선튜브(77)에 공기를 안내하는 통로(76)를 가져, 도 1의 화살표(78) 방향으로 공기를 대기중으로 배출할 수 있다. 튜브(77)는 소음을 줄이기 위한 머플러일 수도 있다. 로터(34,36)에 의해 움직이는 공기로 인해 로터의 표면과 하우징(28)이 차갑게 유지되는데, 이는 슬라이드 어셈블리(22)가 최대, 중간 또는 최소 바이패스 위치에 있을 때 엔진(11)을 향하지 않은 공기가 바이패스 통로(68)를 통해 대기중으로 배출되기 때문이다. 잉여 고온공기는 로터(34,36)의 흡기구로 돌아가지 않는다. 이때문에 엔진에 공급되는 압축공기의 온도가 하강한다.

로터(36)에 대한 슬라이드 어셈블리(22)의 위치를 조절하면 과급기(18)가 분배하는 공기량을 변경하여, 엔진(11)의 동력조건을 충족할 수 있다. 엔진(11)에 의해 구동되는 과급기(18)는 엔진의 회전속도인 RPM에 반응하여, 엔진(11)에 공급되는 공기량을 엔진이 사용할 공기량에 일치시킨다. 과급기(18)는 대기중으로 바이패스되는 공기량을 변화시키거나, 흡기매니폴드(12)로 들어가는 공기량을 증가시키거나, 엔진의 연소실린더로 들어가는 공기량과 공기압을 증가시킨다. 슬라이드 어셈블리(22)는 대기중으로 배출될 공기량과 과급기(18)에 의해 엔진으로 공급될 공기량을 조절하기 위해, 도 7~12에 도시된 바와 같이, 최대, 중간, 최소 바이패스 위치들 사이에서 컨트롤러(24)로 작동된다. 도 7, 10에 도시된 바와 같이, 슬라이드 어셈블리(22)의 가동 부재(71)가 최대 바이패스 위치에 있으면, 최소의 공기량이 엔진(11)에 공급되고, 잉여 공기는 바이패스 통로(68)를 통해 대기중으로 배출된다. 로터(34,36)가 회전하면, 슬라이드 부재(71)에 의해 공기가 갇힐 때까지 인입된 잉여공기가 바이패스 통로(68)를 지나 대기로 나간다. 최대 바이패스 위치에서는 갇힌 공기가 챔버(61)로 들어가 매니폴드(12)를 향하기 전까지는 전혀 압축되지 않는다. 도 8과 11의 슬라이드 어셈블리(22)가 중간 바이패스 위치에 있으면, 선택된 공기량이 로터(34,36)에 의해 압축되어 엔진(11)에 공급된다. 도 9, 12는 로터(34,36)에 의해 최대 공기량이 압축되어 엔진(11)에 공급되는 최대 바이패스 위치에 있는 공기제어 슬라이드 어셈블리(22)를 보여준다. 공기제어 슬라이드 어셈블리(22)는 대기로 배출할 공기량과 압력과 로터(34,36)로 압축할 공기량을 변화시키기 위해 최대, 중간 및 최소 바이패스 위치들 사이를 움직인다. 로터(34,36)에서 압축되어 바이패스 통로(68)를 통해 대기로 향하는 잉여공기는 로터(34,36)와 하우징(28)을 냉각하는데, 이는 잉여공기가 로터에 의한 압축과정에서 생긴 열을 전달하기 때문이다. 잉여공기는 다시 로터(34,36)로 되돌아갈 필요가 없다. 이때문에 엔진(11)을 향한 압축공기의 온도가 하강한다. 한편, 잉여공기가 에어쿨러를 통해 과급기(18)의 흡기구(54)로 돌아갈 수도 있다.

과급기(18)는 최소팽창이나 팽창율을 변화시켜 내연기관(11)을 효율적으로 작동시키기 위해 내연기관에 공급되는 공기량을 변화시킨다. 로터(34,36)의 동기회전에 의해 공기가 연속적으로 공급된다. 생성된 공기량 중의 잉여부분인 제1 공기량은 과급기(18)로부터 대기로 내보내진다. 이 공기는 대기압에 가까운 바이패스 공기이다. 생성된 공기량 중의 나머지인 제2 공기량은 동력에 필요한만큼 내연기관(11)으로 공급된다. 대기로 내보내진 제1 공기량은 슬라이드 어셈블리(22)에 의해 조절되면서, 내연기관(11)에 공급되는 제2 공기량을 선택적으로 변화시킨다. 제2 공기량은 내연기관에 들어가기 전에 에어쿨러(19)에 의해 냉각될 수 있고, 에어쿨러가 사용되지 않으면 매니폴드(12)로 직접 보내질 수도 있다.

도 14~20에 도시된 것은 본 발명의 과급기(218)의 다른 변형례로서, 흡기매니폴드(212), 인젝터(213) 및 출력 구동축(214)을 갖춘 내연기관(211)으로 구동된다. 구동축(214)은 부하(215)에 연결된다. 부하(215)는 발전기, 펌프, 엔진에서 동력을 받는 자동차 구동장치 등을 포함한다. 엔진(211)의 전방 구동축(216)은 과급기(218)를 구동하는 파워트랜스미션(217)에 연결된다. 엔진(211)은 디젤엔진이다. 공기는 과급기(218)로부터 배관(220)이 달린 매니폴드(212)에 연결된 에어쿨러(219)에 배출된다. 에어쿨러(219)에 설치된 자동차 환풍기(221)에 의해 공기가 에어쿨러를 통과하면, 에어쿨러를 통과하는 공기가 더 냉각된다. 에어쿨러가 사용되지 않으면, 공기를 엔진(211)에 공급하기 위해 과급기(218)가 흡기매니폴드(212)에 직접 연결될 수 있다. 배관(220)에 연결된 공기량 센서(225)는 프로세서(226)에 전기신호를 보낸다.

대기로 바이패스되는 공기량과 과급기에 의해 내연기관(211)에 공급되는 공기량은 과급기(218) 안에 배치된 공기제어 슬라이드 어셈블리(222)에 의해 조절된다. 슬라이드 어셈블리(222)는 액튜에이터(223)에 의해 최대, 중간 및 최소 바이패스 위치들 사이를 움직이는 슬라이드 부재(271)를 갖는다. 액튜에이터(223)에 연결된 컨트롤러(224)에 의해 부재(271)가 최대, 중간 및 최소 바이패스 위치들 사이를 움직이면서 과급기(218)에서 내연기관(211)에 공급되는 공기량을 조절한다.

액튜에이터(223)에 연결된 컨트롤러(224)는 프로세서(226)에 연결되고, 프로세서는 컨트롤러의 동작을 지시한다. 프로세서(226)는 공기량 센서(225)에도 연결되고, 이 센서는 구동축(214)의 회전속도에 따른 신호를 프로세서(226)에 보내고, 프로세서는 이 신호를 처리하여 컨트롤러(224)에 명령신호를 보내며, 컨트롤러(224)는 액튜에이터(223)를 작동시켜 슬라이드 어셈블리(222)의 위치를 조절함으로써, 과급기(218)에 의해 압축되어 엔진(211)에 공급되는 공기량과 대기로 바이패스되는 공기량을 조절한다. 수동식 장치(280)가 프로세서(226)에 수동 입력을 하면, 슬라이드 어셈블리(222)의 위치가 변하면서 대기로 바이패스되고 엔진(211)에 공급되는 공기량이 조절된다. 공기량 센서(225)는 슬라이드 어셈블리(222)를 조절하고 엔진의 연소실로 공급되는 연료를 조절하도록 프로세서(226)에 전기신호를 제공하기도 한다.

도 15~19에 도시된 과급기(218)의 하우징(228)에는 원통형 챔버(231,233) 각각을 둘러싸는 한쌍의 평행한 원통벽(229,232)이 달려있다. 챔버(231,233)은 인접 원호구간을 공유한다. 챔버(231)를 따라 뻗은 암나사형 로터(234)는 챔버(233) 안에 위치한 숫나사형 로터(236)와 협력해 로터(234,236) 길이를 따라 공기를 이동시킨다. 로터(234,236)에도 로터(34,36)와 마찬가지로 나선홈과 나사산이 형성되어 있다. 이런 로터의 사이즈, 형상 및 길이를 다르게 하여 과급기(218)에 사용할 수도 있다. 로터(234,236)는 스퍼어기어(244,246; spur gear)와 결합된 파워트랜스미션(217)을 갖는 엔진(211)에 의해 동기적으로 회전하고, 스퍼어기어는 하우징(240)에 의해 둘러싸인 로터의 축(247,248)에 연결된다. 로터(234,236)는 엔진의 구동축(216)의 회전속도와 관련된 회전속도로 회전한다. 전동기와 같은 별도의 구동장치를 사용해 로터(234,236)를 회전시킬 수도 있다.

도 19에 의하면, 하우징(228)의 양단부에 고정된 단부 부재(239,241)에 지지되는 베어링(237,238)에 로터 구동축이 끼워진다. 관형 단부(252)가 달린 흡기판(251)은 체결구(253)로 단부 부재(239)에 고정된다. 관형 단부(252)의 흡기구(254)는 로터(234,236)의 흡기 단부에 연결되고, 공기는 화살표(257) 방향을 따라 과급기(218)로 들어간다. 도 14에 도시되고 관형 단부(252)에 설치된 에어필터(256)는 흡기구(254)에 들어가는 공기에서 이물질을 걸러낸다. 과급기(218)에 들어가는 공기에서 이물질을 걸러내는데 다른 종류의 에어클리너를 사용할 수도 있다.

도 15, 16, 20에 도시된 바와 같이, 하우징(228) 위에 설치된 박스(259)의 내부 통로(261)는 챔버(231,233)의 후단부에 연결되어, 로터(234,236)에서 압축된 공기를 받는다. 공기는 화살표(263) 방향을 따라 슬리브(262)의 통로(258)를 통해 에어쿨러(219)를 거쳐 엔진(211)으로 들어간다. 슬리브(262)는 엔진(211)의 매니폴드(212)에 바로 연결되어 과급기(218)로부터 엔진(211)에 공기를 공급한다. 에어쿨러(219)의 공기는 배관(220)에 설치된 공기량 센서(225)를 통과하고, 이 센서는 프로세서(226)에 전기신호를 공급하며, 프로세서는 엔진(211)의 연소실로 공급된 연료와 과급기(218)를 제어한다.

도 17~19에 도시된 공기제어 슬라이드 어셈블리(222)는 핀(266)으로 하우징(228)에 고정된 제1 슬라이드 부재(264)와, 제1 부재(264)와 축방향으로 정렬된 제2 슬라이드 부재(271)를 갖는다. 이들 부재(264,271)는 전술한 슬라이드 부재(64,71)와 구조가 같다. 부재(271)는 로터(236)에 가까운 하우징(222)의 구멍(273) 안에서 축방향으로 움직인다. 부재(264)를 통해 뻗은 로드(269)는 부재(271)에 연결되고, 이로인해 부재(271)가 부재(264)에 대해 최대, 중간, 최소 바이패스 위치들까지 움직이는데(도 17~19 참조), 이들 3개의 위치는 공기 바이패스 통로(268)에 대한 위치이며, 이 통로는 대기와 연결된다. 도 17과 같이 부재(271)가 최대 바이패스 위치에 있으면, 로터(234,236)에 의해 움직인 제1 공기량이 화살표(278) 방향으로 통로(268)를 통해 대기로 배출된다. 제2 공기량은 압축되지 않고 엔진의 연소실로 이동한다. 바이패스된 공기는 로터(234,236)로 되돌아가지 않는다. 한편, 잉여 공기는 에어쿨러를 통해 과급기(218)의 흡기구(254)로 돌아갈 수 있다. 로터(234,236)에 의해 바이패스 통로(268)를 통과한 공기는 로터(234,236)와 인근 하우징(228)을 냉각한다. 이때문에 엔진(211)의 연소실로 향하는 공기의 온도가 하강한다. 도 19의 슬라이드 어셈블리(222)는 최소 바이패스 위치에 있으므로, 이때 최대 공기량이 로터(234,236)에 의해 엔진(211)에 공급된다. 도 17과 같이 슬라이드 어셈블리(222)가 최대 바이패스 위치에 있으면, 최소량의 공기가 엔진(211)에 공급되고, 최대량의 잉여 공기는 화살표(275)를 따라 바이패스 통로(268)를 통해 대기로 배출된다. 도 16~19에 도시된 바와 같이, 바이패스 통로(268)는 슬리브에 연결된 캡(274)으로 덮이고, 슬리브는 화살표(278)로 표시된대로 공기를 곡선 튜브(277)를 통해 대기로 보낸다. 이런 튜브로는 소음을 줄이는 머플러가 있다. 공기제어 슬라이드 어셈블리(222)의 부재(271)는 액튜에이터(223)에 의해 최대, 중간, 최소 바이패스 위치들 사이를 움직이면서, 부재들(264,271) 사이의 틈새를 변화시켜, 바이패스 통로(268)를 통해 대기로 배출되는 공기량과 엔진의 연소실로 향하는 공기량을 조절한다. 이렇게 부재(271)를 조절하여 과급기(218)에 의해 압축되어 엔진(211)에 공급되는 공기량을 엔진(211)의 동력조건에 맞게 선택적으로 증감시킬 수 있다.

챔버(231,233)의 교차점의 오목부 위에 있는 하우징(228)의 채널(284)에 제2 슬라이드 어셈블리(283)가 축방향으로 움직이면서, 과급기(218)에서 압축되어 엔진(211)으로 공급되는 공기의 압력을 조절한다. 슬라이드 어셈블리(283)의 기다란 본체(286)는 윗면이 볼록한 곡면이고 아랫면이 V형으로 돌출해 로터(234,236) 사이의 오목부에 위치한다. 슬라이드 어셈블리의 뒷쪽 배기단부의 벽(287)은 박스(259)의 통로(261)를 마주보고 뒷쪽으로 가면서 아랫쪽으로 경사져, 로터(234,236)에서 통로(261)로 공기가 흐를 수 있도록 한다.본체(286)의 양측면과 협력하는 가이드레일(288,289) 때문에 본체(286)는 하우징(228)에 지지된채 로터(234,236)에 대해 선형으로 움직일 수 있다. 로드(291)를 통해 액튜에이터(292)에 연결된 본체(286)가 로터(234,236)에 대해 움직이면서 과급기(218)에 의해 압축되어 엔진(211)으로 공급되는 공기의 체적비를 변화시킨다. 도 14에 의하면, 프로세서(226)에 연결된 컨트롤러(293)는 프로세서(226)의 전용 프로그램과, 배관(220)내의 공기량 센서(225)와 매니폴드의 압력센서(230)로부터의 신호에 응답해 액튜에이터(292)를 작동시키다. 공기량 센서는 슬리브(262)의 공기통로(258)에 배치될 수 있다. 엔진(211)을 향하고 바이패스 통로(268)를 통해 대기로 배출되는 공기량은 엔진(211)의 동력조건에 맞춰 슬라이드 어셈블리(222)에 의해 조절된다.

도 7~9에 도시된 과급기(18)는 하나의 슬라이드 어셈블리(22)가 액튜에이터(23)에 연결되어, 최대, 중간 및 최소 바이패스 위치들을 차지하면서 제1 공기량은 대기로 돌려보내고 제2 공기량은 엔진의 흡기 매니폴드로 공급하여 부하조건을 만족시킨다. 제2 공기량제어 슬라이드 어셈블리가 액튜에이터에 연결된 과급기에 설치되어, 최소, 중간 및 최대 바이패스 위치들을 조절할 수 있다. 제2 슬라이드 어셈블리는 로터(34) 부근에 위치하면서 챔버(33)에 연결되어 공기를 대기로 보낼 수 있다. 제2 슬라이드 어셈블리는 슬라이드 어셈블리(22)와 같은 구조와 기능을 갖는다. 프로세서(26)는 컨트롤러를 통해 액튜에이터를 작동시켜 슬라이드 어셈블리의 최대, 중간 및 최소 바이패스 위치들을 조절한다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예들에 대해 설명했지만, 이는 어디까지나 예를 든 것일 뿐이고, 본 발명의 범위는 특허청구범위에 의해서만 정해진다.

Claims (44)

1. 엔진의 부하조건에 맞게 내연기관의 연소실에 공기를 공급하기 위한 과급기를 갖춘 과급 내연기관에 있어서:
   상기 과급기가 한쌍의 챔버와 흡기구를 갖춘 하우징, 한쪽 챔버와 저기압 구역과 고정 부재에 연결된 공기 바이패스 통로, 한쌍의 로터, 공기량 조절장치, 액튜에이터, 파워트랜스미션, 연료공급장치, 센서 및 제어 프로세서를 포함하고;
   상기 고정 부재는 흡기구와 바이패스 통로 사이에 있으며;
   상기 로터들은 상기 챔버 안에 위치하면서, 공기를 흡기구로부터 하우징을 통해 저기압 구역과 연소실에 보내며;
   상기 공기량 조절장치는 내연기관의 동력조건에 대응되게 연소실에 공급되는 공기의 양과 압력을 변화시켜, 연소실에 공급되는 공기량을 연소실에 자연적으로 흡수되는 공기량 이상으로 높이고;
   공기량 조절장치가 공기 바이패스 통로에 대한 최대 바이패스 위치, 중간 바이패스 위치 및 최소 바이패스 위치 사이로 상기 고정 부재에 대해 움직이도록 하우징에 설치된 슬라이드 어셈블리를 포함하여, 슬라이드 어셈블리가 최대 및 중간 바이패스 위치에 있을 때 로터에 의해 이동된 제1 공기량은 저기압 구역을 향하고, 로터에 의해 이동한 제2 공기량은 내연기관의 연소실로 향하며, 슬라이드 어셈블리가 최소 바이패스 위치에 있을 때는 로터에 의해 이동된 모든 공기가 연소실로 향하고;
   상기 액튜에이터는 슬라이드 어셈블리에 연결되어 최대 바이패스 위치, 중간 바이패스 위치 및 최소 바이패스 위치 사이로 슬라이드 어셈블리를 선택적으로 움직여 연소실을 향한 제2 공기량을 변화시킴으로써, 내연기관의 연소실의 로터에 의해 이동하는 공기량과 관련 공기압축비를 선택적으로 증감시킬 수 있고;
   상기 파워트랜스미션은 과급기의 로터에 내연기관을 연결해 과급기가 공기를 생성하도록 하며;
   상기 연료공급장치는 과급기에 의해 연소실에 공급된 공기량에 대응하는 연료를 연소실내 공기에 공급하고;
   상기 센서는 내연기관의 부하조건을 나타내는 신호들을 제공하며;
   상기 제어 프로세서는 센서의 신호에 응답해 액튜에이터를 작동시킬 명령 신호를 제공하며, 상기 연료공급장치를 제어해 연소실 내부로의 연료분사 타이밍과 연료 공급량을 조절하는 것을 특징으로 하는 과급 내연기관.
2. 제1항에 있어서, 상기 로터가 암나사 로터와 숫나사 로터를 포함하고, 상기 바이패스 통로는 숫나사 로터의 측면 부분에 연결되는 것을 특징으로 하는 과급 내연기관.
3. 제1항에 있어서,
   상기 슬라이드 어셈블리가 로터로부터 바이패스 통로를 통한 공기의 흐름을 촉진하도록 바이패스 통로를 향한 경사면을 갖는 가동 부재를 포함하고;
   상기 액튜에이터는 고정 부재에 대해 가동 부재를 최대 바이패스 위치, 중간 바이패스 위치 및 최소 바이패스 위치로 움직이도록 가동 부재에 연결된 것을 특징으로 하는 과급 내연기관.
4. 제1항에 있어서, 로터에 의해 하우징을 통해 이동한 공기의 압축비를 조절하기 위한 제2의 공기제어 슬라이드 어셈블리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 과급 내연기관.
5. 제1항에 있어서,
   상기 하우징이 한쌍의 챔버를 갖고;
   상기 로터는 상기 챔버 안에 위치하며;
   상기 하우징내의 채널이 상기 챔버에 연결되고;
   로터에 의해 하우징을 통해 이동한 공기의 압축비를 조절하기 위한 제2의 공기제어 슬라이드 어셈블리가 상기 채널 안에 이동 가능하게 배치되며;
   제2의 공기제어 슬라이드 어셈블리를 로터에 대해 움직이기 위한 제2의 액튜에이터가 제2의 공기제어 슬라이드 어셈블리에 연결되고, 이런 제2의 액튜에이터는 프로세서에 연결되며, 프로세서의 명령신호가 제2 액튜에이터의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 과급 내연기관.
6. 제5항에 있어서, 상기 로터가 암나사 로터와 숫나사 로터를 포함하는 것을 특징으로 하는 과급 내연기관.
7. 제1항에 있어서, 상기 과급기와 연소실 사이에 공기냉각장치를 더 배치하는 것을 특징으로 하는 과급 내연기관.
8. 제1항에 있어서, 과급기에서 연소실로 흐르는 공기의 공기량 신호를 생성하는 공기량 센서를 더 포함하고, 상기 공기량 신호는 프로세서로 보내지며, 프로세서는 연료공급장치를 제어하여 연소실에 분사되는 연료량을 조절하는 것을 특징으로 하는 과급 내연기관.
9. 압축공기와 연료가 동시에 들어가는 내연기관의 연소실에 공기를 공급하기 위한 과급기를 갖춘 과급 내연기관에 있어서:
   과급기는 내연기관의 부하조건에 맞게 연소실에 공기를 공급하며;
   과급기의 하우징에 챔버가 하나 있고;
   과급기를 통해 공기를 저기압 구역과 연소실로 이동시키기 위한 로터들이 상기 챔버 안에 배치되며;
   상기 하우징 안에 상기 챔버와 저기압 구역으로 통하는 공기 바이패스 통로가 있고;
   상기 로터와 바이패스 통로에 대해 최대 바이패스 위치, 중간 바이패스 위치 및 최소 바이패스 위치 사이를 움직이도록 하우징에 설치된 슬라이드 어셈블리를 갖춘 제어장치가 있어서, 슬라이드 어셈블리가 최대 바이패스 위치와 중간 바이패스 위치에 있을 때는 로터에 의해 움직인 제1 공기량이 바이패스 통로를 통해 저기압 구역으로 배출되고, 로터에 의해 움직인 제2 공기량은 연소실로 향하며, 슬라이드 어셈블리가 최소 바이패스 위치에 있을 때 로터에 의해 움직인 모든 공기는 연소실로 항하고;
   최대 바이패스 위치, 중간 바이패스 위치 및 최소 바이패스 위치 사이로 슬라이드 어셈블리를 선택적으로 움직여 연소실로 향하는 제2 공기량을 변화시키기 위한 액튜에이터가 슬라이드 어셈블리에 연결되어, 로터에 의해 연소실로 이동한 공기의 공기량과 관련 압축비를 선택적으로 증감시킬 수 있고;
   로터를 회전시켜 공기를 공급하기 위한 구동장치가 있으며;
   연료공급장치에 의해, 과급기에 의해 연소실로 향하는 공기량에 맞게 연소실 안의 공기에 연료가 공급되고;
   내연기관의 부하조건에 대응되게 제어 프로세서가 슬라이드 어셈블리의 위치를 조절하도록 액튜에이터를 작동시켜, 연소실로 향하는 공기량을 조절하는 한편, 연료공급장치를 제어해 연소실로 공급되는 연료량을 조절하는 것을 특징으로 하는 과급 내연기관.
10. 제9항에 있어서,
    상기 로터가 암나사 로터와 숫나사 로터를 포함하고;
    상기 바이패스 통로는 숫나사 로터의 측면부분에 연결되는 것을 특징으로 하는 과급 내연기관.
11. 제9항에 있어서,
    상기 슬라이드 어셈블리가 가동 부재를 갖고;
    상기 액튜에이터는 가동 부재를 최대 바이패스 위치, 중간 바이패스 위치 및 최소 바이패스 위치로 움직이도록 가동 부재에 연결된 것을 특징으로 하는 과급 내연기관.
12. 제9항에 있어서, 로터에 의해 하우징을 통해 내연기관의 연소실로 이동한 공기의 압축비를 조절하기 위한 제2 공기제어 슬라이드 어셈블리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 과급 내연기관.
13. 제9항에 있어서,
    상기 하우징이 상기 챔버에 통하는 채널을 갖고;
    제2 공기제어 슬라이드 어셈블리가 상기 채널안에 움직일 수 있게 위치하여, 로터에 의해 하우징을 통해 이동한 공기의 압축비를 조절하며;
    제2 공기제어 슬라이드 어셈블리를 로터에 대해 움직이기 위한 제2 액튜에이터가 제2 공기제어 슬라이드 어셈블리에 연결되고, 이런 제2 액튜에이터는 프로세서에 연결되며, 프로세서의 명령신호가 제2 액튜에이터의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 과급 내연기관.
14. 제13항에 있어서, 상기 로터가 암나사 로터와 숫나사 로터를 포함하는 것을 특징으로 하는 과급 내연기관.
15. 제9항에 있어서, 상기 과급기와 연소실 사이에 공기냉각장치를 더 배치하는 것을 특징으로 하는 과급 내연기관.
16. 제9항에 있어서, 과급기에서 연소실로 흐르는 공기의 공기량 신호를 생성하는 공기량 센서를 더 포함하고, 상기 공기량 신호는 프로세서로 보내지며, 프로세서는 연료공급장치를 제어하여 연소실에 분사되는 연료량을 조절하는 것을 특징으로 하는 과급 내연기관.
17. 최대 바이패스 위치, 중간 바이패스 위치 및 최소 바이패스 위치로 공기 바이패스 통로에 대해 선택적으로 움직이는 슬라이드 어셈블리를 갖춘 과급기와, 연소실을 갖춘 내연기관에 공기를 공급하는 방법에 있어서:
    상기 과급기로 연속적으로 공기량을 생성하는 단계;
    슬라이드 어셈블리가 최대 및 중간 바이패스 위치들에 있을 때 상기 공기량 중의 제1 공기량을 바이패스 통로를 통해 저기압 구역으로 배출하는 단계;
    슬라이드 어셈블리가 최대 및 중간 바이패스 위치들에 있을 때 상기 공기량 중의 제2 공기량을 내연기관의 연소실에 보내는 단계;
    슬라이드 어셈블리가 최소 바이패스 위치에 있을 때 상기 공기량 전부를 내연기관의 연소실에 보내는 단계; 및
    바이패스 통로에 대해 슬라이드 어셈블리를 움직여 저기압 구역으로 배출되는 제1 공기량을 제어함으로써 내연기관의 연소실로 향하는 제2 공기량이나 공기량 전부를 선택적으로 변화시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 내연기관에 공기를 공급하는 방법.
18. 제17항에 있어서, 제2 공기량을 내연기관의 연소실에 보내기 전에 냉각시키는 것을 특징으로 하는 내연기관에 공기를 공급하는 방법.
19. 제17항에 있어서, 연속적인 공기량의 생성이 과급기에 있는 서로 협력하는 한쌍의 로터의 회전에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 내연기관에 공기를 공급하는 방법.
20. 제17항에 있어서, 내연기관의 연소실로 향하는 제2 공기량이 내연기관의 동력조건에 대응하는 것을 특징으로 하는 내연기관에 공기를 공급하는 방법.
21. 제17항에 있어서, 내연기관의 연소실로 향하는 공기를 승압하여 엔진의 냉간시동을 촉진하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 내연기관에 공기를 공급하는 방법.
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