KR19990030865A - Intake promoting device of car - Google Patents
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Abstract
본 발명은 내연기관의 효율을 증대시키기 위한 방법에 관한 것으로, 특히 자동차 발진기에서 3상 전원을 인출하여 회전력으로 이용한 자동차의 흡기 촉진 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method for increasing the efficiency of an internal combustion engine, and more particularly, to an intake promoting device for a vehicle using a rotational force by drawing a three-phase power source from an automobile oscillator.
이와 같은 본 발명의 자동차의 흡기 촉진 장치는 스테이지 코일을 구비하여 자동차 밧데리 충전용 전원을 발진하는 충전용 발진기와, 에어 크리너를 통과한 공기를 엔진의 흡입구로 강제 유입시키기 위한 블로워와, 상기 충전용 발진기의 스테이지 코일에서 인출된 3상의 전원에 의해 상기 블로워를 구동하는 3상 모터와, 상기 3상 모터의 출력을 보상하기 위하여 상기 스테이지 코일과 상기 3상 모터 사이에 설치되는 리액턴스 보상회로를 포함하여 구성된 것이다.Such an intake promoting device for automobiles of the present invention includes a charging oscillator having a stage coil for generating power for charging an automobile battery, a blower for forcibly introducing the air passing through the air cleaner into the inlet of the engine, and Including a three-phase motor for driving the blower by the three-phase power drawn from the stage coil of the oscillator, and a reactance compensation circuit installed between the stage coil and the three-phase motor to compensate the output of the three-phase motor It is composed.
Description
본 발명은 내연기관의 효율을 증대시키기 위한 방법에 관한 것으로, 특히 자동차 발진기에서 3상 전원을 인출하여 회전력으로 이용한 자동차의 흡기 촉진 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method for increasing the efficiency of an internal combustion engine, and more particularly, to an intake promoting device for a vehicle using a rotational force by drawing a three-phase power source from an automobile oscillator.
일반적으로 내연기관의 효율을 증가시키기 위한 방법에는 여러 가지의 방안이 있겠지만 그 중 하나가 기관의 흡입 공기량을 증가시키는 방법이 있다. 즉, 공기의 유입구에 블로워(blower)를 설치하고 이를 기관의 회전 속도와 동기시켜 풍량(風量)을 조절하는 방법이다.In general, there are many ways to increase the efficiency of the internal combustion engine, but one of them is to increase the amount of intake air of the engine. That is, a blower is installed at the inlet of the air, and this is a method of controlling the air volume by synchronizing with the rotational speed of the engine.
이와 같은 방법은 여러 가지 방안으로 시도되어 출원이 되어 있는 것으로 알고 있으며, 그 중 종래의 몇가지 방안에 대하여 설명하면 다음과 같다.It is understood that such a method has been tried and applied in various ways, and some of the conventional methods will be described as follows.
첫 번째 방안은 기관의 회전축에서 벨트나 기어들을 이용하여 직접 블로워에 동력을 전달하는 방법이 있다. 이와 같은 방법은 응답속도가 빠르고 풍량이 풍족하다는 장점을 가지고 있다.The first approach is to transfer power directly to the blower using belts or gears on the shaft of the engine. This method has the advantage of fast response speed and abundant air volume.
두 번째 방안은 별도로 직류 모터를 설치하여 블로워의 동력으로 이용하는 방법이다. 이와 같은 방법은 설치가 용이하다는 장점이 있다.The second method is to install a DC motor separately and use it as the power of the blower. This method has the advantage of easy installation.
세 번째 방안은 인버터와 교류 모터를 블로워의 동력으로 이용하는 방법이다. 이와 같은 방법은 수명이 길고, 기관의 속도와 동기시키기 쉽다는 장점을 가지고 있다.The third solution is to use an inverter and an AC motor as the power of the blower. This method has the advantage of long life and easy synchronization with the speed of the engine.
이와 같은 종래의 자동차의 효율을 증대시키기 위한 방법에는 다음과 같은 문제점이 있었다.The conventional method for increasing the efficiency of a vehicle has the following problems.
첫 번째 방법은 기구의 설치가 어렵고, 고속 회전에 의한 케이블, 기어 등의 동력 전달 기구의 수명이 짧다.The first method is difficult to install the mechanism, the life of the power transmission mechanism of the cable, gear, etc. by high speed rotation is short.
두 번째 방법은 응답속도가 느리고, 고속 회전시 풍량이 부족하여 바이패스 풍로가 불가피하며, 기관의 속도와 블로워를 동기시키기 어렵다.In the second method, the response speed is slow, and the bypass path is inevitable due to the lack of airflow at high speed rotation, and it is difficult to synchronize the engine speed and blower.
세 번째 방법은 인버터의 가격이 고가이고, 공간을 많이 차지하므로 신형 자동차와 같이 엔진 룸 내부의 구성이 복잡한 자동차에서는 설치가 어렵다.In the third method, the inverter is expensive and occupies a lot of space, so it is difficult to install in a vehicle having a complicated configuration inside the engine room such as a new car.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 설치가 용이하고 저 비용으로 응답성이 좋고 풍량이 풍부한 자동차의 흡기 촉진 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide an intake promoting device for an automobile that is easy to install, responsive at low cost, and rich in air volume.
도 1은 본 발명의 자동차의 흡기 촉진 장치의 회로 구성도1 is a circuit configuration diagram of an intake promoting device of an automobile of the present invention
도 2는 본 발명의 자동차 흡기 촉진 장치를 설치한 자동차 엔진 구성도2 is a diagram showing the configuration of an automobile engine provided with an automobile intake promoting device according to the present invention.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for the main parts of the drawings
1 : 충전용 발진기 2 : 스테이지 코일1 charge oscillator 2 stage coil
3 : 3상 모터 4 : 리액턴스 보상회로3: three-phase motor 4: reactance compensation circuit
5 : 에어 크리너 6 : 엔진5: air cleaner 6: engine
7 : 흡입구 8 : 블로워7: inlet 8: blower
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 자동차 흡기 촉진 장치는 스테이지 코일을 구비하여 자동차 밧데리 충전용 전원을 발진하는 충전용 발진기와, 에어 크리너를 통과한 공기를 엔진의 흡입구로 강제 유입시키기 위한 블로워와, 상기 충전용 발진기의 스테이지 코일에서 인출된 3상의 전원에 의해 상기 블로워를 구동하는 3상 모터와, 상기 3상 모터의 출력을 보상하기 위하여 상기 스테이지 코일과 상기 3상 모터 사이에 설치되는 리액턴스 보상회로를 포함하여 구성됨에 그 특징이 있다.An automobile intake promoting device of the present invention for achieving the above object comprises a charging oscillator having a stage coil for generating a vehicle battery charging power, and a blower for forcibly introducing the air passing through the air cleaner to the inlet of the engine; And a three-phase motor driving the blower by three-phase power drawn from the stage coil of the charging oscillator, and a reactance compensation installed between the stage coil and the three-phase motor to compensate for the output of the three-phase motor. It is characterized by being configured to include a circuit.
자동차의 밧데리 충전용 발진기는 일반적으로 3상 전기를 발생시킨다. 그리고 정류회로를 이용하여 상기 발진기에서 발진된 전원을 정류하여 직류 전원으로 변환한 다음, 그 전원을 밧데리에 충전시킨다.Battery-charged oscillators in automobiles typically generate three-phase electricity. The rectifier circuit is used to rectify the power oscillated in the oscillator to convert the power into DC power, and then charge the power to the battery.
그리고, 일반적인 교류 전동기는 주파수에 의하여 회전 속도가 결정되고, 특히 3상 교류 전동기의 경우 회전자계가 확실하여 높은 효율의 동력을 얻을 수 있다.In addition, the rotational speed is determined by the frequency of a general AC motor, and in particular, in the case of a three-phase AC motor, the rotor field is reliably obtained, so that power of high efficiency can be obtained.
따라서, 본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여 상기 충전용 발진기에서 3상의 전원을 인출하고, 상기 인출된 전원으로 3상 모터를 구동하여 블로워의 동력으로 이용한 것이다.Therefore, in order to achieve the above object, the present invention draws three-phase power from the charging oscillator, drives a three-phase motor with the extracted power, and uses the power of the blower.
이와 같은 본 발명의 자동차 흡기 촉진 장치를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.Referring to the vehicle intake acceleration device of the present invention as described above in more detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 자동차 흡기 촉진 장치의 회로 구성도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The circuit block diagram of the automotive air intake promotion apparatus of this invention.
도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 자동차 흡기 촉진 장치는 자동차의 충전용 발진기(1)를 분해하여 스테이지 코일(2)에서 3상의 전원을 인출한다.As shown in Fig. 1, the automobile intake promoting device of the present invention disassembles the oscillator 1 for charging a vehicle, and draws power of three phases from the stage coil 2.
그리고 상기 인출된 전원을 블로워 구동용 3상 모터(3)에 연결한다. 이 때, 자동차 엔진이 고속으로 회전할 때에 상기 3상 모터(3)에는 약 1200Hz 정도의 높은 주파수가 발생되고, 이로 인해 상기 3상 모터(3)에 전류가 흐르지 못하는 요인이 되어 회전력을 감소시키게 된다. 따라서 상기 3상 모터(3)의 고속회전시 출력을 보상하기 위하여 스테이지 코일(2)과 상기 블로워 구동용 3상 모터(3) 사이에 리액턴스 보상회로(4)를 설치한다.Then, the drawn power is connected to the blower driving three-phase motor (3). At this time, when the automobile engine rotates at a high speed, a high frequency of about 1200 Hz is generated in the three-phase motor 3, which causes a current not to flow in the three-phase motor 3, thereby reducing the rotational force. do. Therefore, a reactance compensation circuit 4 is provided between the stage coil 2 and the blower driving three-phase motor 3 to compensate for the output during the high speed rotation of the three-phase motor 3.
여기서, 상기 3상 모터(3)는 12 슬롯의 12V용 3상 교류 전동기를 이용한다.Here, the three-phase motor 3 uses a 12-slot 12-phase alternating-current motor for 12 slots.
이와 같은 회로적 구성에 의한 본 발명의 흡기 촉진 장치가 자동차 엔진에 내장된 상태를 도 2에 도시하였다.2 shows a state in which the intake promotion device of the present invention having such a circuit configuration is incorporated in an automobile engine.
즉, 에어 크리너(5)를 통과한 공기가 엔진(6)의 흡입구(7)쪽에 강제적으로 유입되도록 블로워(8)를 설치하고, 상기 도 1에서 설명한 바와 같이 충전용 발진기(1)의 스테이지 코일(2)에서 3상 교류 전원을 인출하여 상기 블로워(8) 구동용 3상 모터(3)에 연결하였다.That is, a blower 8 is provided so that the air passing through the air cleaner 5 is forced into the intake port 7 side of the engine 6, and the stage coil of the charging oscillator 1 as described above in FIG. In (2), the three-phase AC power supply was drawn and connected to the three-phase motor 3 for driving the blower 8.
이와 같이 구성되는 본 발명의 자동차 흡기 촉진 장치의 동작은 다음과 같다.The operation of the vehicle intake acceleration device of the present invention configured as described above is as follows.
자동차의 악세레이터를 밟으면, 엔진이 고속으로 회전하게 되고 이에 따라 충전용 발진기(1)에서는 주파수와 전압의 변화가 발생하게 된다. 이 때, 3상 모터(3)는 변화된 전압에는 관계없이 변화된 주파수에 의해 회전속도가 조절된다. 즉, 주파수에 비례하여 회전수가 증가하게 된다.When the accelerator of the vehicle is stepped on, the engine rotates at high speed, and thus, the charging oscillator 1 causes changes in frequency and voltage. At this time, the three-phase motor 3, the rotational speed is adjusted by the changed frequency irrespective of the changed voltage. That is, the rotation speed increases in proportion to the frequency.
이와 같이 자동차의 엔진 속도가 증가하면 주파수가 증가하고 더블어 블로워(8)를 구동시키는 3상 모터(3)의 속도도 증가하므로 엔진의 고속 회전시에는 더욱 많은 공기가 엔진에 유입되도록 함으로서 출력이 증강된다.As the engine speed of the vehicle increases, the frequency increases, and the speed of the three-phase motor 3 driving the double blower 8 also increases, so that more air is introduced into the engine during the high-speed rotation of the engine, thereby increasing output. do.
참고로, 엔진의 고속 회전시 주파수가 높아지더라도 리액턴스 보상회로(4)에 의해 3상 모터(3)의 출력을 보상하는 원리를 설명하면 다음과 같다.For reference, the principle of compensating the output of the three-phase motor 3 by the reactance compensation circuit 4 even if the frequency increases during high speed rotation of the engine is as follows.
일반적으로 코일의 유도 저항(XL)은 다음 수학식 1에 의해 결정된다.In general, the inductive resistance (X L ) of the coil is determined by the following equation (1).
여기서, 2π는 각속도(ω)이고, f는 주파수, L은 코일 값이다.Where 2π is the angular velocity ω, f is the frequency and L is the coil value.
상기 식(1)에서 주파수(f)가 높아지면 코일의 유도성 리액턴스 저항(XL)이 증가하게 되고 전류가 감소하게 된다.In Equation (1), as the frequency f increases, the inductive reactance resistance X L of the coil increases and the current decreases.
이 때, 콘덴서(C)와 저항(R)으로 구성된 리액턴스 보상회로(4)를 설치하여 상기 유도성 리액턴스 저항의 증가로 인하여 감소되는 전류를 보상한다.At this time, a reactance compensation circuit 4 composed of a capacitor C and a resistor R is provided to compensate for the current decreased due to the increase of the inductive reactance resistance.
즉, 콘덴서 저항(Xc)은 수학식 2와 같다That is, the capacitor resistor (Xc) is the same as the equation (2)
여기서, c는 콘덴서 용량이다.Where c is the capacitor capacity.
주파수(f)가 높아지면 콘덴서 저항(Xc)는 감소하므로 전류가 잘 흐르게 된다.As the frequency f increases, the capacitor resistance Xc decreases, so that the current flows well.
따라서 주파수가 높아지더라도 3상 모터(3)에 유기되는 전압은 증가하게 된다.Therefore, even if the frequency increases, the voltage induced by the three-phase motor 3 increases.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 자동차 흡기촉진 장치에 있어서는 다음과 같은 효과가 있다.As described above, the automobile intake promoting apparatus of the present invention has the following effects.
첫째, 충전용 발진기에서 3상 전원을 인출하여 블로워를 구동시키므로 자동차 엔진의 회전에 대한 응답성이 우수하다.First, since the blower is driven by drawing the three-phase power from the charging oscillator, the response to the rotation of the automobile engine is excellent.
둘째, 3상 교류 전동기를 이용하여 블로워를 구동시키므로 강력한 회전력에 의한 충분한 풍량을 얻을 수 있다.Second, since the blower is driven by using a three-phase AC motor, a sufficient amount of airflow can be obtained by the strong rotational force.
셋째, 동력의 발생과 전달과정이 타 장치를 이용하지 않으므로 설치 공간을 적게 차지하게 된다.Third, since the power generation and transmission process does not use other devices, it takes up less installation space.
넷째, 별도의 인버터를 사용하지 않고도 3상 모터의 회전 속도를 변화시킬 수 있으므로 제작비가 현저하게 감소된다.Fourth, since the rotational speed of the three-phase motor can be changed without using a separate inverter, the manufacturing cost is significantly reduced.
다섯째, 마모 부분이 없으므로 수명이 길다.Fifth, there is no wear part, so the service life is long.
여섯째, 벨트나 기어 등을 사용하지 않으므로 설치가 용이하다.Sixth, installation is easy because no belt or gear is used.
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