KR19980054036A

KR19980054036A - 디에젤 엔진의 흡기장치

Info

Publication number: KR19980054036A
Application number: KR1019960073166A
Authority: KR
Inventors: 나상필
Original assignee: 박병재; 현대자동차 주식회사
Priority date: 1996-12-27
Filing date: 1996-12-27
Publication date: 1998-09-25

Abstract

본 발명은 흡기조건에 따라 과급되는 흡기의 냉각을 선택적으로 하기 위한 디에젤 엔진의 흡기장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 디에젤 엔진의 흡기장치는 터보차저(10)에서 인터쿨러(5)를 향하는 흡기통로(21)와 별도로 터보차저(10)에서 인터쿨러(5)를 경유하지 않고 직접 흡기매니폴드(18)로 향하는 직접공급용 흡기통로(22)를 형성하고, 양자의 흡기통로(21, 22)로 분기되는 분기관(23)에는 전자제어방식의 삼방밸브(24)를 설치하여 구성된다. 또한, 삼방밸브(24)는 제어부(30)에 의해 흡기통로(21, 22)의 어느 일측을 선택적으로 개방하게 되며, 제어부(30)는 냉각수의 온도를 감지하는 냉각수센서(31)와 대기온을 감지하는 대기온도 센서(32)에 의해 검출되는 인터쿨러(5)의 냉각수 온도와 대기온도에 따라 어느 하나나 혹은 양자가 일정한 온도이하일 경우에는 인터쿨러(5)를 향하는 흡기통로(21)를 폐쇄하고 직접 흡기매니폴드(18)으로 향하는 흡기통로(22)를 개방하여 흡기를 냉각하지 않는 상태로 엔진(1)에 공급하도록 구성한다.

상술한 바와 같이 구성된 본 고안에 따른 디에젤 엔진의 흡기장치를 사용하므로써, 디에젤 에진에서 흡기조건에 따라 흡기가 과냉각되어 발생하는 불완전연소를 방지하여 엔진의 효율을 향상시키는 것은 물론, 불완전연소에 따른 대기오염을 방지할 수 있게 된다.

Description

디에젤 엔진의 흡기장치

본 발명은 자동차의 터보차저를 구비한 흡기장치에 관한 것이며, 특히 대기의 온도와 냉각수의 온도에 따라 과급된 흡기의 냉각을 선택적으로 행하기 위한 디에젤 엔진의 흡기장치에 관한 것이다.

실린더에 공급되는 흡기를 압송하는 것을 과급이라 하며, 흡기를 과급하면 실린더에 대량의 공기를 충전할 수 있으므로 연료의 분사량과 이로 인한 출력의 증가를 얻을 수 있게 된다.

터보차저란 배기가스를 이용하여 과급을 행하는 장치를 말한다.

도 1과 도 2에 일반적인 터보차저의 구성이 도시되어 있다.

도시된 바와 같이, 터어보차저(10)는 배기다기관(3)을 통해 머플러(7)로 방출되는 배기가스에 의해 회전되는 터어빈(11)과 실린더(2)에 공기를 압송하는 블로어(12)가 하나의 샤프트(13)에 의해 결합되어 있어서, 이것이 터어빈 케이스(14), 블로어 케이스(15) 및 베어링 케이스(16) 내에서 설치되어 있다.

엔진(1)의 배기가스는 배기매니폴드(3)에서 터어빈 케이스(14)로 들어가 터어빈(11)을 고속회전시킨다. 이때, 터어빈(11)과 같은 샤프트(13)에 부착되어 있는 블로어(12)도 동시에 고속회전하여 블로어케이스(15)의 공기흡입구에서 흡기를 빨아들인다. 흡입된 공기는 가압 및 가속되나 디퓨저(17)를 지나는 사이 속도가 떨어져 속도 에너지가 압력으로 바뀌어 블로어 케이스(15)의 출구에서 흡기 매니폴드(18)로 가압 공기가 되어 실린더(2)로 압송된다.

한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 에어크리너(6)를 통해 흡입되어 터보차저의 터어빈(11)에 의해 가압되어 엔진(1)으로 흡입되는 공기의 밀도를 증가시키기 위해 인터쿨러(5)가 사용된다. 즉, 상술된 바와 같이 압송되는 공기는 엔진(1)의 온도에 따라 가열되어 팽창하므로써 공기의 밀도가 작아지게 되므로 압송되는 공기를 냉각하여 공기의 밀도를 증가시켜 엔진(1)의 효율을 상승시키는 것이다.

그러나, 종래의 인터쿨러(5)는 주행중 뿐아니라 시동시에도 작동하므로 엔진의 시동후 엔진의 온도가 일정온도 이상으로 상승하기 전까지는 도리어 흡기를 과냉각하여, 디에젤 엔진과 같이 압축만으로 자연착화를 행하는 경우에는 실린더(2)내에서 압축된 혼합기가 착화온도에 이르지 못하여 불완전연소의 원인이 되며, 이러한 불완전 연소는 배기가스의 화이트스모크로 나타나게 된다.

화이트스모크의 발생은 동절기에는 시동후 30-40분정도나 계속되어 연료의 낭비는 물론 대기오염의 주범이 되고 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 흡기의 과냉각을 방지하기 위한 터보차저를 구비한 흡기장치를 제공하는 것이다.

도 1은 종래의 터보차저의 구성을 도시하는 개략적인 단면구성도이다.

도 2는 종래의 디에젤 엔진의 흡기장치의 인터쿨러의 설치구성을 도시하는 흡기장치의 구성도이다.

도 3은 본 발명에 따른 선택적 흡기구조를 구비한 디에젤 엔진의 흡기장치를 도시하는 구성도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1 : 엔진3 : 배기관

10 : 터보차저14 : 터어빈 케이스

15 : 블로어케이스18 : 흡기다기관

21 : 냉각용 흡기통로22 : 직접공급용 흡기통로

23 : 분기관24 : 삼방밸브

30 : 제어부31 : 냉각수 센서

32 : 대기온도 센서33 : 흡기온도 센서

이러한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 터보차저에서 압송되는 흡기를 인터쿨러를 통해 냉각하여 엔진으로 공급하는 디에젤 엔진용 흡기장치에 있어서, 터보차저의 블로워하우징으로부터 엔진으로 연장된 흡기통로를 인터쿨러로 향하는 냉각용 흡기통로와 직접 엔진으로 향하는 직접공급용 흡기통로로 분기하도록 분기관을 형성하고, 분기관에 제어부에 의해 선택적으로 개폐되는 삼방밸브를 설치하여 구성되는 디에젤 엔진의 흡기장치를 제공한다.

또한, 본 발명은 삼방밸브를 제어하는 제어부가 인터쿨러의 냉각수 온도와 대기의 온도를 감지하는 냉각수센서와 대기온도센서에 의해 일정한 냉각수 온도나 대기온도의 어느 하나가 일정온도 이하일 때에 직접공급용 흡기통로를 개방하도록 구성된 디에젤 엔진의 흡기장치를 제공한다.

이하, 첨부도면을 참조하여, 본 발명에 따른 디에젤 엔진의 흡기장치의 구성에 대해 보다 상세히 설명한다.

도 3에 본 발명에 따른 디에젤 엔진의 흡기장치의 구성이 도시되어 있다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 디에젤 엔진의 흡기장치는 터보차저(10)에서 인터쿨러(5)를 향하는 흡기통로(21)와 별도로 터보차저(10)에서 인터쿨러(5)를 경유하지 않고 직접 흡기매니폴드(18)로 향하는 흡기통로(22)를 형성하고, 양자 흡기통로(21, 22)로 분기되는 분기관(23)에는 전자제어방식의 삼방밸브(24)를 설치하여 구성된다.

또한, 삼방밸브(24)는 제어부(30)에 의해 흡기통로(21, 22)를 선택적으로 어느 일측으로 개폐하게 되며, 제어부(30)는 냉각수의 온도를 감지하는 냉각수센서(31)와 대기온을 감지하는 대기온도 센서(32)에 의해 검출되는 인터쿨러(5)의 냉각수 온도와 대기온도에 따라 어느 하나나 혹은 양자가 일정한 온도이하일 경우에는 인터쿨러(5)를 향하는 흡기통로(21)를 폐쇄하고 직접 흡기매니폴드(18)으로 향하는 직접공급용 흡기통로(22)를 개방하여 흡기를 냉각하지 않은 상태로 엔진(1)에 공급하도록 구성한다.

그러나, 화이트스모크를 방지하기위한 일정한 냉각수의 온도나 대기온도가 충족되는 흡기조건에서는 제어부(30)는 삼방밸브(24)를 제어하여 흡기매니폴드(18)와 연통된 직접공급용 흡기통로(22)를 폐쇄하고, 인터쿨러(5)를 향하는 흡기통로(21)를 개방하여 흡기를 냉각하여 흡기의 밀도를 상승시키는 방식으로 과급을 행하게 된다.

한편, 삼방밸브(24)의 제어는 냉각수의 온도나 대기온도에 의해 제어하는 대신 직접 터보차저(10)내의 온도나 혹은 터보차저(10)로부터 압송된 흡기의 온도를 측정하는 단일의 흡기온도센서(33)를 이용하여 제어할 수도 있을 것이다.

따라서, 도시된 센서들(31, 32, 33)은 예시적인 것이지 본 발명의 구성을 한정하는 것은 아니다.

따라서, 본 발명에 따른 흡기장치는 냉각수의 온도나 대기의 온도 혹은 흡기의 온도에 따라 터보차저에서 가압된 흡기를 인터쿨러에서 냉각하여 공급하거나 혹은 엔진에 직접공급하므로써, 엔진에 공급되는 흡기의 온도가 어느 이하로 되는 것을 방지하여 디에젤 엔진에서 불완전연소가 발생하는 것을 방지하게 된다.

따라서, 상술한 바와 같이 구성된 본 고안에 따른 디에젤 엔진의 흡기장치를 사용함으로써, 흡기조건에 따라 디에젤 엔진에서 흡기가 과냉각되므로써 발생하는 불완전연소를 방지하여 엔진의 효율을 향상시키는 것은 물론, 불완전연소에 따른 대기오염을 방지할 수 있게 된다.

이상에서 본 발명의 구체적인 일 실시예를 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 이 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 바탕으로 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

Claims

터보차저에서 압송되는 흡기를 인터쿨러를 통해 냉각하여 엔진에서 공급하는 디에젤 엔진용 흡기장치에 있어서, 터보차저의 블로워하우징으로부터 엔진으로 연장된 흡기통로를 인터쿨러로 향하는 냉각용 흡기통로와 직접 엔진으로 향하는 직접공급용 흡기통로로 분기하도록 분기관을 형성하고, 분기관에 제어부를 의해 선택적으로 개폐하는 삼방밸브를 설치하여 구성되는 디에젤 엔진의 흡기장치.
제1항에 있어서, 상기 제어부가 인터쿨러의 냉각수 온도와 대기의 온도를 감지하는 냉각수센서와 대기온도센서에 의해 일정한 냉각수 온도나 대기온도의 어느 하나가 일정온도 이하일 때에 직접공급용 흡기통로를 개방하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 디에젤 엔진의 흡기장치.