KR20010019201A - 자동차의 과급장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 과급장치에 관한 것으로서, 구성 부품수가 많고 구조가 복잡한 기존의 터보 차저와 같은 과급장치를 배제하고, 그 대신에 엔진의 크랭크 샤프트로부터 동력을 얻고 이것으로 공기 압축수단을 회전시켜 공기를 공급하는 단순한 구조의 과급장치를 제공함으로써, 기존의 과급장치로부터 얻을 수 있는 효율과 동일한 효율을 얻을 수 있으면서 구성 부품수 감소 및 구조 단순화에 따른 원가절감와 효과와 차량 중량감소의 효과를 도모할 수 있도록 하고자 한 것이다.

Description

자동차의 과급장치{Super charger for automobile}

본 발명은 자동차의 과급장치에 관한 것으로서, 특히 기존의 터보 차저와 같은 복잡한 구조의 과급장치 대신에 크랭크 샤프트로부터 동력을 얻어 공기 압축수단을 회전시켜서 엔진에 과급하는 간단한 구조의 과급장치를 제공함으로써, 기존의 과급장치에 비해 원가절감 및 중량감소의 효과를 도모할 수 있도록 한 자동차의 과급장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 엔진은 피스톤의 왕복운동에 의한 부압을 이용하여 공기를 자연 유입되게 하는 방식으로 되어 있으나, 최근에는 차량의 고성능화 및 고출력화의 추세에 따라 터보 차저와 같이 필요에 따라 그 성능 및 출력을 높일 수 있는 과급장치가 차량에 많이 적용되고 있다.

자동차의 과급장치는 규정된 양 이상의 공기를 엔진에 공급하고, 그것에 따라 다량의 연료를 연소시켜 출력을 높이는 기능을 가지는 장치이다.

터보 차저 등과 같이 자동차에 많이 적용되고 있는 기존의 과급장치는 배기가스로 터빈을 돌려 공기를 공급하는 방식으로서, 구성 부품수가 많고 구조가 복잡하기 때문에 그 적용에 따른 비용적인 측면이나 차량 중량면에서 많은 부담과 제약을 받고 있는 실정이다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 구성 부품수가 많고 구조가 복잡한 기존의 터보 차저와 같은 과급장치를 배제하고, 그 대신에 엔진의 크랭크 샤프트로부터 동력을 얻고 이것으로 공기 압축수단을 회전시켜 공기를 공급하는 단순한 구조의 과급장치를 제공함으로써, 기존의 과급장치로부터 얻을 수 있는 효율과 동일한 효율을 얻을 수 있으면서 구성 부품수 감소 및 구조 단순화에 따른 원가절감와 효과와 차량 중량감소의 효과를 도모할 수 있도록 하는데 그 안출의 목적이 있는 것이다.

도 1a,1b는 본 발명에 따른 과급장치를 보여주는 개략도

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

10 : 크랭크 샤프트 11 : 실린더 블럭

12 : 터빈 13 : 공기 압축실

14 : 에어 클리너 15 : 스로틀 밸브

16a,16b : 과급 라인 17 : 서지 탱크

18 : 흡기 매니폴드 19 : 배기 매니폴드

20 : 촉매 컨버터

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 엔진의 크랭크 샤프트(10)의 후단을 실린더 블럭(11)의 바깥쪽으로 일부 연장하여 그 끝에 터빈(12)을 일체 설치하는 동시에 터빈(12)의 주위에 공기 압축실(13)을 조성하고, 상기 공기 압축실(13)의 입출구를 각각 에어 클리너(14)측과 스로틀 밸브(15)측으로 연결하여 과급 라인(16a),(16b)을 구성한 구조로 이루어진 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 스로틀 밸브(15)측으로 연결되는 과급 라인(16b)은 밸브의 개폐구간내에 연결되어 밸브의 개폐상태에 따라 과급 라인(16b)을 통해 공급되는 공기가 엔진측으로 보내지거나 에어 클리너(14)측으로 리턴될 수 있도록 되어 있는 것을 특징으로 한다.

여기서, 미설명부호 17은 서지 탱크, 18은 흡기 매니폴드, 19는 배기 매니폴드, 20은 촉매 컨버터를 각각 나타낸다.

이를 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부한 도 1a,1b는 본 발명에 따른 과급장치의 전체적인 구성을 개략적으로 보여주고 있다.

본 발명의 과급장치는 동력수단인 크랭크 샤프트(10)와, 공기 압송수단인 터빈(12)을 포함하는 공기 압축실(13)과, 압송되는 공기의 흐름 안내수단인 과급 라인(16a),(16b)으로 구성되어 있다.

상기 크랭크 샤프트(10)는 엔진의 주 동력축인 통상의 크랭크 샤프트이며, 후단을 실린더 블럭(11)의 바깥쪽으로 일정길이 연장하고, 여기에 상기 터빈(12)을 설치하게 된다.

상기 터빈(12)은 크랭크 샤프트(10)와 일체 회전되면서 에어 클리너(14)측으로부터 공기를 흡입하고 이것을 압축하여 스로틀 밸브(15)측으로 보내주는 역할을 하며, 이러한 터빈(12)의 주위에는 밀폐된 공간으로 된 일종의 하우징인 공기 압축실(13)이 형성된다.

상기 과급 라인(16a),(16b)은 에어 클리너(14)와 공기 압축실(13) 사이와, 공기 압축실(13)과 스로틀 밸브(15) 사이에 각각 연결되는 2개의 공기 흐름라인으로 되어 있으며, 흡기계통의 흡기라인과는 별도의 라인을 구성하면서 각각 통할 수 있도록 연결되어 있다.

특히, 스로틀 밸브(15)측으로 통하는 과급 라인(16b)의 연결위치는 스로틀 밸브(15)의 개폐구간내에 연결되어 있어서, 밸브의 개폐상태, 즉 밸브의 위치에 따라 과급 라인(16b)을 통해 스로틀 밸브(15)측으로 공급되는 공기가 엔진측으로 보내지거나 또는 에어 클리너(14)측으로 리턴될 수 있도록 되어 있다.

따라서, 이와 같이 구성된 본 발명의 작용효과를 살펴보면 다음과 같다.

엔진의 정상적인 가동시에는 흡기계통의 흡기라인을 통해서 적절한 양의 공기가 엔진으로 공급되며, 엔진의 출력을 순간적으로 높이고자 하는 경우에는 별도의 액추에이터(도시되지 않음) 작동에 따라 본 발명의 과급장치가 가동된다.

즉, 크랭크 샤프트(10)의 회전력을 동력으로 하여 공기 압축실(13)에 있는 터빈(12)이 작동되면, 에어 클리너(14)측으로부터 과급 라인(16a)을 통해 공기가 흡입되면서 공기 압축실(13)을 거쳐 압축되고, 이렇게 압축된 공기는 스로틀 밸브(15)측으로 연결되어 있는 과급 라인(16b)을 통해서 스로틀 밸브(15)를 거쳐 엔진으로 공급될 수 있게 된다.

한편, 첨부한 도 1b에 도시한 바와 같이 엔진의 운전상태에 따라 스로틀 밸브(15)가 닫혀있는 경우에는 공기 압축실(13)의 터빈(12)에 의해서 과급되는 공기는 재차 에어 클리너(14)측으로 리턴되면서 과급 라인(16a),(16b)을 순환할 수 있게 되므로 흡기계통내의 압력상승을 방지할 수 있게 되며, 첨부한 도 2a에 도시한 바와 같이 스로틀 밸브(15)가 열려있는 경우에는 위에서 설명한 바와 같이 엔진으로 과급되어 연소실내의 충진효율(체적효율)을 높여줄 수 있게 된다.

이상에서와 같이 본 발명은 엔진의 크랭크 샤프트로부터 동력을 얻어 공기를 압송하는 공기 압축수단과, 별도의 공기 흐름라인인 과급 라인으로 이루어진 단순한 구조의 과급장치를 제공함으로써, 기존의 과급장치로부터 얻을 수 있는 효율과 동일한 효율을 얻을 수 있으면서 비용적인 부담이나 차량 중량 증가의 우려없이 과급장치를 적용할 수 있는 장점이 있는 것이다.

Claims (2)

1. 엔진의 크랭크 샤프트(10)의 후단을 실린더 블럭(11)의 바깥쪽으로 일부 연장하여 그 끝에 터빈(12)을 일체 설치하는 동시에 터빈(12)의 주위에 공기 압축실(13)을 조성하고, 상기 공기 압축실(13)의 입출구를 각각 에어 클리너(14)측과 스로틀 밸브(15)측으로 연결하여 과급 라인(16a),(16b)을 구성한 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차의 과급장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 스로틀 밸브(15)측으로 연결되는 과급 라인(16b)은 밸브의 개폐구간내에 연결되어 밸브의 개폐상태에 따라 과급 라인(16b)을 통해 공급되는 공기가 엔진측으로 보내지거나 에어 클리너(14)측으로 리턴될 수 있도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차의 과급장치.