KR19980044946A

KR19980044946A - 내연기관의 흡기조절장치

Info

Publication number: KR19980044946A
Application number: KR1019960063100A
Authority: KR
Inventors: 김윤석
Original assignee: 박병재; 현대자동차 주식회사
Priority date: 1996-12-09
Filing date: 1996-12-09
Publication date: 1998-09-15
Also published as: KR100263997B1

Abstract

본 발명은 내연기관의 흡기조절장치에 관한 것으로, 특히 급가속시 서지탱크로부터 연소실에 유입되는 공기량을 증대시켜 고부하 그리고 고속운행시 엔진의 추진력을 증대할 수 있도록 하는 내연기관의 흡기조절장치에 관한 것이다. 이는 서지탱크(2)와 블록 실린더(12) 간에 연결되어 있는 제2흡기관(5)과, 서지탱크(2)로 부터 제2흡기관(5)을 경유하여 연소실(12)에 유입되는 공기량을 조절하는 흡기 플레이트(31)와, 흡기 플레이트(31)를 개폐하는 모터(15)와, 차속과 엔진회전수에 따라 속도 혹은 부하상태를 감지하고 가속상태나 부하상태에 따라 모터(15)를 구동시키는 제어부(14)를 구성함으로써,고부하 그리고 급가속시 연소실에 유입되는 공기량을 증대시켜 엔진의 추진력을 증대시킬 수 있다.

Description

내연기관의 흡기조절장치

본 발명은 내연기관의 흡기조절장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 급가속시 그리고 고부하시 서지탱크로부터 연소실에 유입되는 공기량을 증대시켜 고부하 그리고 고속운행시 엔진의 추진력을 증대할 수 있도록 하는 내연기관의 흡기조절장치에 관한 것이다.

종래의 내연기관의 흡기조절장치는 도 1에 도시한 것처럼, 미도시된 가속페달이 작동되면, 이에 연동하여 트로틀 밸브(3)가 개폐되어 에어 클리너(1)로부터 서지탱크(2)에 흡입되는 공기량이 조절된다. 흡기밸브(8) 개폐시 서지탱크(2)에 흡입된 공기는 흡기관(6)을 경유하여 인젝터(7)로부터 분사되는 혼합기와 함께 연소실(12)로 유입된다. 이렇게 흡기행정이 종료되면, 점화플러그(9)의 착화로 팽창행정이 이루어져 피스톤(13)이 하강하면서 엔진의 추진력이 발생된다. 물론, 이어서 이루어지는 배기행정에서는 배기밸브(10)가 열리면서 혼합기가 연소될 때 발생된 배기가스가 배기관(11)으로 배출된다.

그러나 상기한 바와같은 종래의 내연기관의 흡기조절장치는 가속페달의 작동에만 의존하여 트도틀밸브가 개폐되어 연소실에 흡입되는 공기량을 조절함으로써, 급가속시 혹은 과부하시 연소실으로 공기가 충분하게 흡입되지 못한다. 즉, 가속페달에 연동하는 트로틀밸브는 소정시간의 시간지연을 가지고 동작됨으로써 속도변화에 미처 대처하지 못하며, 또한 서지탱크에 의해 압축된 공기가 흡기관을 통해서만 연소실로 유입되므로써, 흡입되는 공기량이 충분하지 못하는 결점이 있다.

이에 본 발명은 상기한 바와같은 결점을 해소하기 위해서 제안된 것으로, 급가속시 서지탱크로부터 연소실에 유입되는 공기량을 증대시켜 고부하시 그리고 고속운행시 엔진의 추진력을 증대할 수 있도록 하는 내연기관의 흡기조절장치를 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 내연기관의 흡기조절장치를 보인 개략 구성도,

도 2는 본 발명의 사시도,

도 3은 본 발명의 동작상태를 설명하기위한 개략 구성도,

도 4는 본 발명의 동작상태를 보인 흐름도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1:에어 클리너2:서지 탱크

3:트로틀밸브5:제2흡기관

6:흡기관7:인젝터

8:흡기밸브9:점화플러그

12:연소실13:피스톤

14:제어부15:모터

16:ROM17:RAM

18:CPU21:차속센서

22:엔진회전수 센서23:TPS

24, 25:기어26, 29:폴리

27:벨트28:완충 스프링

30:홀31:흡기 플레이트

32:슬라이딩 플레이트33, 34:가이드 레일

35, 36, 37, 38:고정쇠

이하 본 발명의 일 실시예에 따른 구성은 도 2과 도 3에 도시한 것처럼, 서지탱크(2)와 블록 실린더(12) 간에 연결되어 있는 제2흡기관(5)과, 서지탱크(2)로부터 제2흡기관(5)을 경유하여 연소실(12)에 유입되는 공기량을 조절하는 흡기 플레이트(31)와, 흡기 플레이트(31)를 개폐하는 모터(15)와, 차속과 엔진회전수에 따라 속도 혹은 부하상태를 감지하고 가속상태나 부하상태에 따라 모터(15)를 구동시키는 제어부(14)로 구성된다.

흡기 플레이트(31)에는 공기가 보다 원활하게 실린더 블록(12)으로 유입되도록 제2흡기관(5)의 직경과 같거나 큰 직경을 갖는 홀(30)이 형성되어 있으며, 흡기 플레이트(30)가 작은 힘으로 슬라이딩되도록 슬라이딩 슬레이트(32)가 서지 탱크(2)의 측면에 설치되어 있으며, 또한 모터(15)의 회전축에 고정된 기어(24)에는 일측에 폴리(26)가 결합된 기어(25)가 치합되어 있으며, 이 폴리(26)와 이에 대향되게 설치된 폴리(29)간에는 벨트(27)가 체결되어 있으며, 이 벨트(27)의 단부는 흡기 플레이트(30)의 연장단부(39)에 각각 결속되어 있다.

그리고 벨트(27)와 흡기 플레이트(31)의 연장단부(39)의 사이에는 완충 스프링(28)이 연결되어 있으며, 흡기 플레이트(31)의 양단에는 가이드 레일(33)(34)이 상하로 관통되게 설치되어 있으며, 가이드 레일(33)(34)의 단부에는 이를 고정하는 고정쇠(35)(36)(37)(38)가 각각 설치되어 있으며, 한편 서지탱크(2)의 공기를 짧은 시간 내에 연소실(12)에 공급할 수 있도록 제2흡기관(5)의 길이가 흡기관(6)의 길이보다 짧게 형성되어진다.

도 4는 본 발명의 동작상태를 보인 흐름도로서, 차속센서(21)와 엔진회전수센서(22) 및 TPS(23; 이는 트로틀밸브스위치센서를 말하며 트로틀밸브(3)의 개폐위치를 감지한다)에 의해 감지되는 차속과 부하상태 및 트로틀밸브(3)의 개폐상태에 따라 흡기 플레이트(30)를 개폐시켜 연소실(12)에 유입되는 공기량을 조절함을 보이고 있다.

이와같이 구성된 본 발명의 작용을 설명한다.

차속센서(21)와 엔진회전수 센서(22) 및 TPS(23)에 의해 감지되는 차속과 엔진회전수 및 트로틀밸브의 위치데이터가 입력포트(19)를 통하여 입력(S1)되면, CPU(18)는 트로틀밸브(3)가 오픈 상태인지를 확인한다. 즉 미도시된 가속페달에 연동하는 트로틀밸브(3)가 최대(여기서 최대라 함은 자동차의 급가속할 수 있는 위치로 가속페달을 조작했을때의 위치를 말한다)로 열렸는지를 확인한다(S2).

그 결과 트로틀밸브(3)가 최대로 열려 있을 경우 CPU(18)는 다시 자동차가 고부하 고속주행중인지를 확인한다(S8). 그리고 고부하 고속주행중인 것으로 판정되는 경우 CPU(18)는 모터(15)를 정회전 {모터(15)의 정역회전에 따라 흡기 플레이트(30)가 개폐동작을 하는데, 본 발명에는 모터(15)가 정회전할 때 흡기 플레이트(30)가 오픈되고, 반대로 모터(15)가 역회전할 때 흡기 플레이트(15)가 클로즈되는 것으로 설명한다}시키기위한 구동신호를 출력포트(20)를 통하여 모터(15)에 출력한다(S9). 이에따라 정회전하는 모터(15)의 회전력이 상호 치합된 기어(24)(25)를 통하여 폴리(26)에 전달되고, 그 다음에 각 폴리(26)(29)에 체결된 벨트(27)가 폴리(26)(29)와 함께 회전하면서 흡기 플레이트(30)를 오픈시킨다. 그러므로 고부하 고속주행중에는 서지탱크(20)에 충진되어있는 공기가 흡기관(6)을 경유하여 실린더(12)에 유입되어짐과 동시에 오픈된 흡기 플레이트(30)를 통하여 흡입되어 엔진의 추진력을 증대시킬 수 있는 것이다.

특히, 벨트(27)와 흡기 플레이트(30)의 연장단부(39)에 연결되어 있는 완충 스프링(28)에 의해 모터(15)의 회전력을 진동없이 흡기 플레이트(30)에 전달할 수 있다.

그리고 트로틀밸브(3)가 최대로 열려있지 않거나 혹은 자동차가 고부하 고속 주행중이 아닌 경우 CPU(18)는 차속센서(21)에 의해 감지되는 차속이 시속 120Km이하인지를 확인한다(S3). 이어서, 차속이 시속 120Km인 경우에는 다시 가속상태인지를 확인한다(S4). 즉 자동차의 고속변화가 있는지를 확인하는 것이다. 그리고 자동차가 가속중이면 자동차가 고부하 고속주행중인지를 확인한다(S5). 그 결과, 자동차가 고부하 고속주행중이면 위에서 언급한 바와같이 모터(15)를 정방향으로 구동(S6)시킴으로써, 흡기 플레이트(30)를 오픈시켜 연소실(12)에 유입되는 공기량을 증대시킨다(자세한 동작설명한 위와 동일하여 생략).

하지만 차속이 120Km 이하이거나 가속상태가 아니거나 혹은 고부하 고속운행중이 아닌 경우 CPU(18)는 모터(15)를 역회전시키기위한 구동신호를 출력포트(20)를 통하여 모터(15)에 출력한다(S7). 이에따라 역회전하는 모터(15)의 회전력이 상호 치합된 기어(24)(25)를 통하여 폴리(26)에 전달되고, 그 다음에 각 폴리(26)(29)에 체결된 벨트(27)가 폴리(26)(29)와 함께 회전하면서 흡기 플레이트(30)를 클로즈시킨다. 그러므로 차속이 120Km 이하이거나 가속상태가 아니거나 혹은 고부하 고속운행중이 아닌 경우에는 서지탱크(20)에 충진되어 있는 공기가 흡기관(6)을 경유해서만 실린더(12)에 유입되면서 종래와 동일한 동작을 수행한다.

이상에서와 같이 본 발명은 차속센서와 엔진회전수센서 및 TPS에 의해 감지되는 차속과 엔진회전수 및 트로틀밸브의 개폐상태에 의해 자동차의 가속 혹은 고부하상태를 판단하고, 그 결과 고부하 고속주행시 연소실에 공급되는 공기량을 증대시킴으로써, 고부하 고속주행시 엔진의 추진력을 증대시킬 수 있는 것이다.

Claims

서지탱크(2)와 블록 실린더(12) 간에 연결되어 있는 제2흡기관(5)과;

서지탱크(2)로 부터 제2흡기관(5)을 경유하여 연소실(12)에 유입되는 공기량을 조절하는 흡기 플레이트(31);

흡기 플레이트(31)를 개폐하는 모터(15);

차속과 엔진회전수에 따라 속도 혹은 부하상태를 감지하고 가속상태나 부하상태에 따라 모터(15)를 구동시키는 제어부(14)를 포함하여 구성되어짐을 특징으로 하는 내연기관의 흡기조절장치.
제1항에 있어서, 상기 흡기 플레이트(31)에는 제2흡기관(5)의 직경과 같거나 큰 직경을 갖는 홀(30)이 형성되어짐을 특징으로 하는 내연기관의 흡기조절장치.
제1항에 있어서, 상기 흡기 플레이트(30)가 슬라이딩되는 슬리이딩 슬레이트(32)가 서지 탱크(2)의 측면에 설치되어짐을 특징으로 하는 내연기관의 흡기조절장치.
제1항에 있어서, 상기 모터(15)의 회전축에 고정된 기어(24)에는 일측에 폴리(26)가 결합된 기어(25)가 치합되어 있으며, 이 폴리(26)와 이에 대향되게 설치된 폴리(29)간에는 벨트(27)가 체결되어 있으며, 이 벨트(27)의 단부는 흡기 플레이트(30)의 연장단부(39)에 각각 결속되어짐을 특징으로 하는 내연기관의 흡기조절장치.
제4항에 있어서, 상기 벨트(27)와 흡기 플레이트(31)의 연장단부(39)의 사이에는 완충 스프링(28)이 연결되어짐을 특징으로 하는 내연기관의 흡기조절장치.
제1항에 있어서, 상기 흡기 플레이트(31)의 양단에는 가이드 레일(33)(34)이 상하로 관통되게 설치되어 있으며, 가이드 레일(33)(34)의 단부에는 이를 고정하는 고정쇠(35)(36)(37)(38)가 각각 설치되어짐을 특징으로 하는 내연기관의 흡기조절장치.
제1항에 있어서, 상기 제2흡기관(5)의 길이가 흡기관(6)의 길이보다 짧게 형성되어짐을 특징으로 하는 내연기관의 흡기조절장치.