KR19990082857A - 흡입 시스템 - Google Patents

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Abstract

내연기관용 흡입 시스템은 공명 효과를 사용하기 위한 장치를 갖추고 있다. 이 장치는 공명 용기 내부에 배열된 제어 기구를 포함하며, 이 제어 기구에 의해서 공명 단면이 내연기관의 파라미터의 함수로써 변화할 수 있게 된다.

Description

흡입 시스템 {SUCTION SYSTEM}
본 발명은 청구 범위 제1항의 전제부에 따른 내연기관용의 공명 효과를 이용하기 위한 장치를 갖는 흡입 시스템에 관한 것이다.
독일 특허 명세서 DE 36 33 929 C2에는 내연기관용으로 공명 효과를 얻을 수 있는 몇 가지 가능성이 개시되어 있다. 이 명세서에서는 흡입관의 길이 및 단면을 각각의 내연기관에 조화되게 함으로써 내연기관의 토크 및 동력을 최적화할 수 있는 것으로 설명하고 있다.
미국 특허 제4,846,117호에는 링 도관이 마련되어 있는 용기를 갖춘 흡입 시스템이 도시되어 있다. 이 링 도관에 의해서 대향 실린더 뱅크들이 흡입 공기를 공급받는다.
미국 특허 제5,408,962호에는 두개의 가변 길이 이송관에 연결된 용기를 갖춘 흡입 시스템이 개시되어 있다. 이러한 구조에 의해서, 하부 및 중간 회전 속도 범위에서 공명 합치가 얻어진다.
마지막으로, 유럽 특허 명세서 EP 0 065 076 B1에는 자체의 주파수가 계속적으로 조정 가능하여서 조정된 흡입 압력 변화의 효과를 전체 회전 속도 범위에 걸쳐 이용할 수 있도록 된 흡입 시스템이 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 현저한 회전 속도 범위에 걸쳐 토크 최적화를 수행할 수 있도록 된 내연기관용의 흡입 시스템을 마련하는 것이다.
본 발명에 따르면, 상기 목적은 청구 범위 제1항의 특징부에 의해 달성된다. 본 발명을 구성하는 또 다른 특징은 청구범위에 기재되어 있다.
본 발명의 주된 장점은 내연기관의 토크 작용을 개선시키게 되는 공명 효과를 얻도록 공명 용기의 공명 단면이 제어 기구에 의해 가변될 수 있도록 된 본 발명에 의해서 얻어진다. 제어 기구는 단순한 방식으로 프리즘형인 기본 형상을 갖는 타이밍 케이스에 합체될 수 있다. 이 경우에, 제어 기구는 구조적으로 명확한 방식으로 설계될 수 있고 제1 단부 위치와 제2 단부 위치 사이에서의 연속적인 선형 이동에 의해 이동할 수 있는 부품이다. 제어 기구의 제1 단부 위치에서, 이의 웨브 벽은 공명 용기의 제1 전방 벽을 갖춘 연결 도관을 형성한다. 내연기관의 낮은 회전 속도에서, 상기 연결 도관은 대향 실린더 뱅크들의 전방에 배치된 공명 용기의 두개의 공명 용적부들 사이에 공명관을 형성한다.
제어 기구는 공명 용기의 수용 기구에 의해 둘러싸인 레그형 벽들을 갖고 있다. 이들 수용 기구는 공명 용기의 연장부를 형성하고 튜브형 단면을 갖고 있다. 아내 기구는 제어 기구의 레그형 벽들과 공명 용기의 수용 기구들 사이에 마련된다.
공기 필터를 구비한 이송 기구는 공명 용기에 연결되고, 이송 기구는 단일 이송관으로서 구성될 수 있다. 드로틀 밸브는 이 이송관에 배열된다.
그러나, 이송 기구를 공명 용기에 이어지는 두개의 별도 이송관들을 갖는 관 유닛으로서 형성할 수도 있다. 단일 관 섹션은 이들 이송관들의 전방에 연결되고, 이 관 섹션 내에 드로틀 밸브가 배열된다. 이러한 구조의 경우에, 차단 플랩은 공명체의 연결 도관에 배열되고, 제어 기구는 완전히 이동할 때 상기 차단 플랩은 낮은 회전 속도 범위에서 폐쇄된다. 특히, 낮은 속도 범위에서, 이러한 구조는 추가의 토크 증가를 보장하게 된다. 제어 기구는 조정 기구에 의해, 특히 회전 속도 및/또는 부하의 함수로서 작동된다. 이 경우에, 조정 기구는 제어 기구에 연결된 커넥팅 로드를 포함한다. 커넥팅 로드는 전기 모터에 의해 작동된다. 이 전기 모터는 워엄 기어에 의해 커넥팅 로드와 함께 작동한다.
본 발명의 실시예들이 도면에 도시되어 있으며, 이들 도면에 대하여 상세하게 설명한다.
도1은 본 발명에 따른 흡입 시스템을 갖춘 내연기관의 개략도.
도2는 도1에 대응하는 개략도.
도3은 도1의 선 III-III에 따른 확대 단면도.
도4는 본 발명에 따라 구체적으로 구성된 흡입 시스템을 위에서 본 사면도.
도5는 또 다른 실시예의 내연기관(1)에 대응하는 도면.
도6은 도5에 대응하는 도면.
도7은 본 발명에 따른 흡입 시스템의 출력을 보여주는 다이어그램.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
2, 3 : 실린더 뱅크
4 내지 9 : 실린더
10 : 흡입 시스템
12 : 제어 기구
13 : 공명 용기
36, 37 : 수용 기구
46, 47 : 이송관
56 : 조정 기구
내연기관(1)은 대향 형상 또는 V형으로 서로에 대하여 특히 이 엔진에서는 종방향 중심선 LM을 형성하는 거리로 배열된 대향 실린더 뱅크(2, 3)를 포함한다. 이 실시예에서, 각각의 실린더 뱅크(2, 3)는 3개의 실린더(3, 5, 6 및 7, 8, 9)를 각각 갖고 있다. 실린더 뱅크(2, 3)들 사이에는 실린더(4, 5, 6 및 7, 8, 9)에 공기를 공급하는 흡입 시스템(10)이 마련된다.
흡입 시스템은 공명 효과를 이용하기 위한 장치(11)를 구비하며, 상기 공명 효과는 헬름홀쯔(Helmholtz) 공명기(보쉬, Kraftfahrzeugtechnisches Taschenbuch, 22판, 1995년, 379면부터-)에 의해 얻어진다.
상기 장치(11)는 금속 또는 플라스틱 등으로 구성된 흡입 시스템(10)의 공명 용기(13)의 내부에 배열되는 제어 밸브(12)를 포함한다. 공명 용기(13)의 공명 단면은 제어 기구(12)에 의해 변화될 수 있어서, 내연기관(1)의 한정된 토크 최적화를 얻을 수 있게 해준다.
금속 또는 플라스틱 등으로 구성될 수 있는 제어 기구(12)는 공명 용기(13)의 벽(16, 17, 18, 19)에 대하여 거리 MA Ix, MA II 및 MA III(도1)로 연장되는 안내 벽(13, 14, 15)을 갖고 있다.
공명 용기(13)는 실린더 뱅크(2, 3)에 면하는 종방향 벽(20)과 제1 전방 벽(22) 및 제2 전방 벽(23)으로서 구성된 프리즘형인 기본 형상을 취하는 벽(17, 18)을 갖고 있다. 제어 기구(12)의 안내 벽(13, 14, 15)들은 동일 방향으로, 바람직하게는 종방향 벽(20, 21) 및 전방 벽(22, 23)에 평행하게 연장된다.
안내 벽(13, 14, 15)은 U형을 취하고, 도면 부호 24, 25로 도시된 레그형 벽들과 26으로 도시된 웨브형 벽을 갖는다.
제어 기구(12)는 도1의 제1 단부 위치 STE I과 도2의 제2 단부 위치 STE II 사이에서 연속으로 조정 가능하게 구성되어 있다. 제1 단부 위치 STE I에서 웨브형 벽(26; 도1)은 제1 전방 벽(22)과 함께 연결 도관(27; 도1)을 형성한다. 연결 도관(27)은 실린더 뱅크(2, 3)의 전방부에 배치된 제1 공명 용적부(28) 및 제2 공명 용적부(29)에 이어진다.
실린더 뱅크(2, 3)에 면하는 측면 상에서, 공명 용기(13)는 실린더(4, 5, 6 및 7, 8, 9)에 이어지는 관 섹션(30, 31, 32 및 33, 34, 35)을 갖고 있다. 비교적 짧은 이들 관 섹션은 공명 용기(13)의 부품들이다.
제어 기구(12)의 레그형 벽(24, 25)들은 공명 용기(13)의 수용 기구(36, 37)에 의해 둘러싸인다. 이들 수용 기구(36, 37)들은 공명 용기(13)의 연장부(38, 39)이고, 도3의 튜브형 단면을 취한다. 레그형 벽(24, 25)들과 수용 기구(36, 37)들 사이에는 이 실시예에서는 수용 기구(36, 37)에 고정 연결된 안내 기구(38, 39)가 마련된다.
공명 하우징(13)의 제1 전방 벽(22)은 공기 필터(40)를 포함하는 이송 기구(41)를 구비한다. 이 이송 기구(41)는 공기 유동 센서(43) 및 드로틀 밸브(44)가 배열되는 단일 이송관(42)으로 도시되어 있다. 드로틀 밸브(44)는 공기 필터(40)보다는 공명 용기(13)의 연결 도관(27)에 더 가까이 위치하여 있다.
도5에 따르면, 이송 기구(45)는 섹션들에서 분리되고 공명 용기(13)의 제1 전방 벽(47')에 이어지는 두개의 이송관(46, 47)을 갖고 있다. 단일 관 섹션(49)은 이송관(46, 47)의 전방에 연결되고, 상기 이송관들과 함께 Y형 구조를 형성한다. 드로틀 밸브(50)는 관 섹션(49)에 배열된다.
또한, 차단 플랩(54)은 공명 용기(48)의 제1 공명 용적부(52)와 제2 공명 용적부(53) 사이의 연결 도관(51)에 마련되고, 이로써 공명 용적부(52, 53)들 사이의 연결이 차단된다. 이 차단 플랩(54)은 이송관(46, 47)들 사이의 영역(55)에 배열되고, 낮은 회전 속도에서 제어 기구(12)의 웨브형 벽(26)과 함께 작동한다.
제어 기구(12)는 조정 기구(56)에 의해 작동될 수 있다. 이 조정 기구(56)는 리프팅 로드(57)와 전기 모터(58)를 포함한다. 리프팅 로드(57)는 제어 기구(12)에 고정 연결되는 반면에, 전기 모터(58)는 제2 전방 벽(23) 상에 그러나 공명 용기(13)의 외부에 배열된다. 워엄 기어(59)는 전기 모터(58)와 리프팅 로드(57) 사이에 마련된다. 이 회전 전기 모터 대신에 선형 모터를 사용할 수도 있다. 제어 기구(12)는 내연기관의 파라미터, 바람직하게는 회전 속도 및 부하(가속기 페달의 위치)의 함수로써 작동된다.
흡입 시스템의 작동 방법에 대하여 도1, 도2, 도5, 도6 및 도7과 관련하여 간단한 방식으로 설명한다. 제어 기구(12)를 갖춘 내연기관의 작동 중에, 낮은 회전 속도 범위에서 연결 도관(27)이 제1 공명 용적부(28)와 제2 공명 용적부 사이에서 공명관으로서 작동하는 경우에 제어 기구는 단부 위치 STE I을 취한다. 드로틀 밸브(44)가 개방되면, 제어 기구(12)가 조정 기구(54)에 의해 회전 속도 및/또는 부하의 함수로써 위치 STE II 위치로 이동하여 부분 토크 곡선 DMTK 1이 얻어진다. 그 다음 과정에서, 부분 토크 곡선 DMTK 2 내지 DMTK 4가 얻어진다.
이는 도7에 따른 다이아그램에 도시되어 있으며, 여기서 토크는 종좌표에 도시되고 회전 속도 rpm은 횡좌표에 도시되어 있다. 이들 부분 토크 곡선으로부터 합성 토크 곡선 D res가 얻어지고, 이는 내연기관(1)의 토크 작용이 제어 기구(12)에 의해 최적화되는 것을 보여준다.
토크 작용의 또 다른 개선점은 이송 기구(45)가 두개의 별도 이송관(46, 47)을 갖고 차단 플랩(54)이 낮은 회전 속도 범위에서 폐쇄될 때 얻어진다. 이 작동 상태에서, 드로틀 밸브(50)가 개방되어 있을 때, 긴 공명관들을 형성하고 부분 토크 곡선 DMTK 1 플러스에 이어지는 압축성 진동이 이송관(46, 47)에서 일어난다. 제2 단부 위치 STE II의 방향에서 제어 기구(12)의 더 조정하는 동안에, 부분 토크 곡선 DMTK 2 내지 DMTK 6이 얻어진다.
본 발명에 따르면, 현저한 회전 속도 범위에 걸쳐 토크 최적화를 수행할 수 있도록 된 내연기관용의 흡입 시스템이 마련된다.

Claims (18)

  1. 대향 실린더 뱅크들을 갖춘 내연기관용의 공명 효과를 이용하는 장치를 가지며, 경계 벽들을 갖고 일 측부가 대기에 연결되고 다른 측부가 내연기관의 실린더에 연결되어 있는 공명 용기를 포함하는 흡입 시스템에 있어서,
    상기 장치(11)가 공명 용기(13) 내부에 배열되고 공명 단면을 가변시킬 수 있으며 안내 벽(13, 14, 15)을 갖는 제어 기구(12)를 구비하고, 상기 안내 벽(13, 14, 15)이 공명 용기(13)의 벽(16, 17, 18, 19)으로부터 소정 거리로 연장되는 것을 특징으로 하는 흡입 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 공명 용기(13)가 실린더 뱅크(2, 3)에 면하는 종방향 벽(20, 21)과 제1 전방 벽(22) 및 제2 전방 벽(23)을 갖춘 프리즘형인 기본 형상을 취하고, 상기 제어 기구(12)의 안내 벽(13, 14, 15)이 종방향 벽(20, 21) 및 전방 벽(22, 23)에 대하여 동일 방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 흡입 시스템.
  3. 제1항 및 제2항에 있어서, 안내 벽(13, 14, 15)이 U형을 이루는 두개의 등방향 레그형 벽(24, 25) 및 하나의 웨브형 벽(26)에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 흡입 시스템.
  4. 상기 항중 하나 또는 그 이상의 항에 있어서, 제어 기구(12)가 제1 단부 위치 (STE I)와 제2 단부 위치 (STE II) 사이에서 조정 가능하고, 제어 기구(12)의 웨브형 벽(26)이 적어도 제1 단부 위치 STE I에서 제1 전방 벽(22)과 함께 실린더 뱅크(2, 3)의 전방에 배치된 공명 용기(13)의 공명 용적부(28, 29)에의 연결 도관(27)을 형성하는 것을 특징으로 하는 흡입 시스템.
  5. 상기 항중 하나 또는 그 이상의 항에 있어서, 제어 기구(12)의 레그형 벽(24, 25)이 공명 용기(13)의 대응 수용 기구(36, 37)에 의해 둘러싸인 것을 특징으로 하는 흡입 시스템.
  6. 제5항에 있어서, 수용 기구(36, 37)가 공명 용기(13)의 연장부(38, 39)에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 흡입 시스템.
  7. 제6항에 있어서, 상기 연장부(38, 39)가 튜브형 단면을 취하는 것을 특징으로 하는 흡입 시스템.
  8. 제5항 및 제6항에 있어서, 안내 기구(38, 39)가 레그형 벽(24, 25)들과 수용 기구(36, 37)들 사이에 마련된 것을 특징으로 하는 흡입 시스템.
  9. 제1항 및 제2항에 있어서, 공명 용기(13)의 제1 전방 벽(22)이 공기 필터(40)를 포함하는 이송 기구(41)를 구비한 것을 특징으로 하는 흡입 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 이송 기구(41)가 드로틀 밸브(44)를 구비한 단일 이송관(42)을 포함하는 것을 특징으로 하는 흡입 시스템.
  11. 제9항에 있어서, 이송 기구(45)가 섹션들에서 별도로 연장되어 공명 용기(13)의 제1 전방 벽(22)에 이어지는 이송관(46, 47)들을 갖는 것을 특징으로 하는 흡입 시스템.
  12. 제9항 내지 제11항에 있어서, 두개의 이송관(46, 47)이 이들의 전방에서 연결되고 그 안에 드로틀 밸브(50)가 배열된 단일 관 섹션(49)을 구비한 것을 특징으로 하는 흡입 시스템.
  13. 제4항, 제9항 및 제11항에 있어서, 차단 플랩(54)이 이송관(46, 47)들 사이에서 연장되는 영역(55)에서 연결 도관(51)에 마련된 것을 특징으로 하는 흡입 시스템.
  14. 제1항 및 제2항에 있어서, 제어 기구(12)가 조정 기구(56)에 의해 작동될 수 있는 것을 특징으로 하는 흡입 시스템.
  15. 제14항에 있어서, 조정 기구(56)가 제어 기구(12)의 리프팅 로드(57)에 의해 그리고 공명 용기(13) 상의 제2 전방 벽(23)에 인접 배열된 전기 모터(58)에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 흡입 시스템.
  16. 제15항에 있어서, 전기 모터(58)가 워엄 기어(59)에 의해 리프팅 로드(57)와 함께 작동하는 것을 특징으로 하는 흡입 시스템.
  17. 상기 항중 하나 또는 그 이상의 항에 있어서, 제어 기구(12)가 적어도 내연기관(1)의 회전 속도의 함수로써 조정되는 것을 특징으로 하는 흡입 시스템.
  18. 상기 항중 하나 또는 그 이상의 항에 있어서, 제어 기구(12)가 내연기관(1)의 회전 속도 및/또는 부하의 함수로써 조정되는 것을 특징으로 하는 흡입 시스템.
KR1019990011520A 1998-04-03 1999-04-01 흡입 시스템을 가지는 내연기관 KR100597147B1 (ko)

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