KR20010048662A - An intake and exhaust apparatus of diesel engines for increasing torque in low r.p.m area - Google Patents

An intake and exhaust apparatus of diesel engines for increasing torque in low r.p.m area Download PDF

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Abstract

PURPOSE: An intake/exhaust device for improving the output of a low speed section of a diesel engine is provided to prevent the turbo-lag phenomenon in a low speed area by flowing intake air or exhaust air directly without passing through a turbo charger or an intercooler in a low speed rpm section, thereby improving the engine output and providing uniform engine output through the all rpm areas. CONSTITUTION: An intake/exhaust device for improving the output of a low speed section of a diesel engine includes a compression air supply part(34,36) for supplying compression air to an intake manifold(26) of the diesel engine, intake parts(38,40,42,44) for directly connecting the compression air supply part with the intake manifold, and directly connecting an air cleaner(28) with the intake manifold, to be selectively operated for supplying the compression air and atmospheric air into the intake manifold directly without passing an intercooler(32), exhaust parts(46,48) for directly connecting an exhaust manifold(14) of the diesel engine to an exhaust pipe(22) for discharging exhaust gas of the exhaust manifold to the exhaust pipe directly without passing through a turbo charger(20), and a control part for supplying the compression air to the intake manifold via the intake part and directly discharge the exhaust gas to the exhaust pipe via the exhaust pipe in a low speed rpm area of the diesel engine.

Description

디젤 엔진의 저속 구간 출력 향상용 흡배기 장치{AN INTAKE AND EXHAUST APPARATUS OF DIESEL ENGINES FOR INCREASING TORQUE IN LOW R.P.M AREA }Intake and exhaust device for improving low speed section output of diesel engine {AN INTAKE AND EXHAUST APPARATUS OF DIESEL ENGINES FOR INCREASING TORQUE IN LOW R.P.M AREA}

본 발명은 디젤 엔진의 흡배기 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 터보챠저와 인터쿨러 장치를 갖춘 디젤 엔진에 있어서 발생하는 저속 구간의 터보래그 (Turbo-lag) 현상의 발생을 방지함으로써 엔진의 저속 구간의 출력을 보다 향상시킬 수 있는 디젤 엔진의 저속 구간 출력 향상용 흡배기 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an intake and exhaust device of a diesel engine, and more particularly, to a turbo-lag phenomenon in a low speed section occurring in a diesel engine having a turbocharger and an intercooler. The present invention relates to an intake and exhaust device for improving the output of a low speed section of a diesel engine capable of further improving output.

일반적으로 디젤 엔진은 가솔린엔진에 비하여 큰 토크가 필요한 운송장치, 예컨대 대형 트럭, 버스, 선박 등에 많이 장착되고 있으며, 보다 큰 출력을 발생시키기 위하여 터보챠저(Turbo-charger)와 인터쿨러(Inter cooler)등을 추가로 장착하고 있기도 하다.In general, diesel engines are installed in transportation devices that require greater torque than gasoline engines, such as large trucks, buses, and ships, and turbochargers and inter coolers are used to generate more power. It is also equipped with an additional.

이와 같이 터보챠저와 인터쿨러를 갖춘 디젤 엔진의 일예를 들면, 도 2에 도시한 바와 같이, 실린더 헤드와 실린더 블록등으로 이루어지는 엔진 본체(102)의 상하부로는 흡기 매니폴드(104)를 포함하는 흡기계통과, 배기 매니폴드(106)를 포함하는 배기계통이 형성된다.An example of a diesel engine having a turbocharger and an intercooler as described above, for example, as shown in FIG. 2, is an intake air including an intake manifold 104 at upper and lower portions of an engine main body 102 including a cylinder head and a cylinder block. An exhaust system including a system and an exhaust manifold 106 is formed.

상기에서 배기계통은 배기 매니폴드(106)와, 이 배기 매니폴드(106)의 후방으로 설치되어 배기가스에 의하여 회전되는 터빈(108) 및 압축기(110)를 갖춘 터보챠저(112)와, 이 터보챠저(112)의 터빈(108)에서 배기 파이프(114)를 거쳐서 배출되는 배기가스의 소음 등을 감소시키는 머플러(116)등으로 이루어진다.The exhaust system is a turbocharger 112 having an exhaust manifold 106, a turbine 108 and a compressor 110 installed behind the exhaust manifold 106 and rotated by exhaust gas. The muffler 116 or the like for reducing the noise of the exhaust gas discharged from the turbine 108 of the turbocharger 112 via the exhaust pipe 114.

그리고 흡기계통은 흡기 매니폴드(104)와, 흡입되는 외부 대기의 이물질 등을 정화해서 상기 터보챠저(112)의 압축기(110)로 유입시키는 에어 클리너(118)와, 흡기 매니폴드(104)와 터보챠저(112)의 압축기(110)를 연결하는 공기 유입 파이프(120) 상에 설치되어 터보챠저(112)의 압축기(110)를 경유하면서 압축된 고온 고압의 공기를 저온 고압으로 냉각시켜 흡기 매니폴드에 공급하는 인터쿨러(122)로 이루어진다.The intake manifold 104 includes an air intake manifold 104, an air cleaner 118 for purifying foreign substances in the outside air, and the like, into the compressor 110 of the turbocharger 112, an intake manifold 104, Intake manifold is installed on the air inlet pipe 120 connecting the compressor 110 of the turbocharger 112 to cool the compressed high temperature and high pressure air to the low temperature and high pressure via the compressor 110 of the turbocharger 112. It consists of an intercooler 122 which supplies a fold.

상기와 같이 터보챠저와 인터쿨러를 갖춘 디젤 엔진은, 터보챠저(112)를 지나는 배기가스를 이용하여 흡입 공기를 압축시켜 고온 고압의 공기로 형성하고, 이 압축된 공기를 인터쿨러(122)를 통하여 냉각시킴으로써 대기압보다 높은 압력으로 공기를 엔진으로 유입시킬 수 있다. 이와 같이 고압의 공기가 유입되면 배기량이 같은 엔진에서도 다량으로 공기를 충진할 수 있으며 이것에 따라 연료의 분사량을 증가시키면 엔진의 출력을 보다 향상시킬 수 있다.As described above, the diesel engine having the turbocharger and the intercooler compresses the intake air using the exhaust gas passing through the turbocharger 112 to form high temperature and high pressure air, and cools the compressed air through the intercooler 122. This allows air to be introduced into the engine at a pressure higher than atmospheric pressure. In this way, when the high-pressure air is introduced, the engine may fill a large amount of air even in the same engine, and accordingly, increasing the injection amount of the fuel may further improve the output of the engine.

그런데, 상기와 같이 터보챠저와 인터쿨러를 갖추는 디젤 엔진에 있어서, 엔진의 중속 및 고속 회전수 영역에서는 배기가스의 양이 많으므로 터보챠저의 터빈의 회전수도 높아져서 더욱 많은 양의 공기가 흡기 매니폴드로 공급될 수 있으나, 엔진의 저속 회전수 영역에서는 배기가스의 양이 적으므로 터보챠저의 터빈의 회전수도 낮아져서 아이들링 상태에서 급히 가속하려고 해도 즉시 터보의 효과가 나타나지 않는다.However, in the diesel engine having a turbocharger and an intercooler as described above, since the amount of exhaust gas is large in the medium speed and high speed engine speed ranges of the engine, the engine speed of the turbocharger turbine is also increased, and a larger amount of air flows into the intake manifold. Although the amount of exhaust gas is low in the low speed engine speed range of the engine, the engine speed of the turbine of the turbocharger is also lowered, so that the turbo does not immediately exhibit an effect even if it tries to accelerate rapidly in the idling state.

이와 같은 터보 작동의 늦음 현상을 터보래그(Turbo-lag)라고 하며 이 터보래그 현상으로 인하여 저속 회전수 영역에 있어서는 터보챠저를 갖춘 디젤 엔진이 일반적인 디젤 엔진보다 오히려 엔진 출력이 적게 나오는 문제점이 있었다.This slow operation of the turbo is called turbo-lag (turbo-lag) due to this turbo lag in the low-speed revolutions of the diesel engine with a turbocharger has a problem that the engine output is less than the conventional diesel engine.

따라서 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 터보챠저와 인터쿨러를 갖춘 디젤 엔진에 있어서, 저속 회전수 영역에서는 흡배기 작동을 다른 작동 기구에 의하여 이루어지도록 함으로써 터보챠저를 이용함으로써 발생하는 터보래그 현상을 방지하고 저장된 압축공기를 이용하여 저속 영역에서도 출력이 향상될 수 있도록 한 디젤 엔진의 저속 구간 출력 향상용 흡배기 장치를 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a turbocharger and an intercooler by using a turbocharger by performing intake and exhaust operation by another operating mechanism in a low speed rotational speed region. The present invention provides an intake and exhaust device for improving the output of a low speed section of a diesel engine, which prevents a turbo lag phenomenon and improves the output even in a low speed region by using stored compressed air.

도 1은 본 발명에 의한 흡배기 장치가 적용된 터보-인터쿨러 디젤 엔진의 흡배기 계통의 개략도,1 is a schematic diagram of an intake and exhaust system of a turbo-intercooler diesel engine to which an intake and exhaust device according to the present invention is applied;

도 2는 종래기술에 의한 터보-인터쿨러 디젤 엔진의 흡배기 계통의 개략도이다.2 is a schematic diagram of an intake and exhaust system of a turbo-intercooler diesel engine according to the prior art.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>

12 : 엔진 본체 14 : 배기 매니폴드12 engine body 14 exhaust manifold

16 : 터빈(Turbine) 18 : 콤프레셔16: Turbine 18: Compressor

20 : 터보챠저 22 : 배기 파이프20: turbocharger 22: exhaust pipe

24 : 머플러 26 : 흡기 매니폴드24: muffler 26: intake manifold

28 : 에어 클리너 30 : 공기 유입 파이프28: air cleaner 30: air inlet pipe

34 : 공기 압축기 36 : 압축탱크34: air compressor 36: compression tank

38 : 제1방향전환밸브 40 : 제1분기 파이프38: first direction switching valve 40: first branch pipe

42 : 감압밸브 44 : 제2분기 파이프42: pressure reducing valve 44: second branch pipe

46 : 제2방향전환밸브 48 : 제3분기 파이프46: second direction switching valve 48: third branch pipe

50 : 전자 제어 유닛50: electronic control unit

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,In order to achieve the above object, the present invention,

배기가스에 의해 구동되는 터보챠저와 이 터보챠저의 압축기를 통한 고온,고압의 압축공기를 냉각시키는 인터쿨러를 갖춘 디젤 엔진에 있어서, 상기 디젤 엔진의 흡기 매니폴드에 압축공기를 공급하기 위한 압축공기 공급부와; 상기 압축공기 공급수단과 흡기 매니폴드를 직결시키고, 에어 클리너와 흡기 매니폴드를 직결시켜 압축공기와 외부공기가 상기 인터쿨러를 거치지 않고 바로 흡기 매니폴드에 공급되도록 선택적으로 작동하는 흡기부와; 상기 디젤 엔진의 배기 매니폴드와 배기 파이프를 직결시켜 배기 매니폴드의 배기가스가 터보챠저를 통하지 않고 곧바로 배기 파이프로 배출될 수 있도록 선택적으로 작동하는 배기부와; 상기 디젤 엔진의 저속 회전수 영역에서, 상기 흡기부를 통하여 압축공기가 흡기 매니폴드로 공급되도록 작동을 제어하고, 상기 배기부를 통하여 배기가스가 배기 파이프로 곧바로 배출되도록 작동을 제어하는 제어부;를 포함하는 디젤 엔진의 저속 구간 출력 향상용 흡배기 장치를 제공한다.A diesel engine having a turbocharger driven by exhaust gas and an intercooler for cooling high temperature and high pressure compressed air through the compressor of the turbocharger, the compressed air supply unit for supplying compressed air to an intake manifold of the diesel engine Wow; An intake unit that directly connects the compressed air supply means and an intake manifold, and directly connects an air cleaner and an intake manifold so that compressed air and external air are supplied directly to the intake manifold without passing through the intercooler; An exhaust unit which is directly connected to an exhaust manifold of the diesel engine and an exhaust pipe so that exhaust gas of the exhaust manifold can be directly discharged to the exhaust pipe without passing through the turbocharger; And a control unit for controlling the operation such that the compressed air is supplied to the intake manifold through the intake unit in the low speed rotation speed region of the diesel engine, and controlling the operation so that the exhaust gas is discharged directly to the exhaust pipe through the exhaust unit. Provided is an intake and exhaust device for improving the output of a low speed section of a diesel engine.

이하, 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings an embodiment of the present invention that can specifically realize the above object will be described.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 디젤 엔진의 흡배기 장치를 포함하는 흡배기 계통을 도시한 것이다.1 shows an intake and exhaust system including an intake and exhaust device of a diesel engine according to a preferred embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 터보챠저와 인터쿨러를 갖춘 디젤 엔진은 실린더 헤드와 실린더 블록으로 이루어지는 엔진 본체(12)와, 이 엔진 본체(12)의 하부에 형성되는 배기 매니폴드(14)와, 이 배기 매니폴드(14)의 후방으로 설치되는 배기가스에 의하여 회전되는 터빈(16) 및 콤프레셔(18)를 갖춘 터보챠저(20)와, 이 터보챠저(20)로부터 배기 파이프(22)를 거쳐서 배출되는 배기가스의 소음 등을 감소시키는 머플러(24)와, 엔진 본체의 상부에 형성되는 흡기 매니폴드(26)와, 흡입되는 외부 대기의 이물질 등을 정화해서 상기 터보챠저(20)의 콤프레셔(18)로 유입시키는 에어 클리너(28)와, 흡기 매니폴드(26)와 터보챠저(20)의 콤프레셔(18)를 연결하는 공기 유입 파이프(30) 상에 설치되어 고온 고압의 공기를 저온 고압으로 냉각시키는 인터쿨러(32)로 이루어진다.Referring to FIG. 1, a diesel engine having a turbocharger and an intercooler includes an engine main body 12 including a cylinder head and a cylinder block, an exhaust manifold 14 formed under the engine main body 12, and the exhaust air. A turbocharger 20 having a turbine 16 and a compressor 18 rotated by exhaust gas provided behind the manifold 14 and discharged from the turbocharger 20 via an exhaust pipe 22. The muffler 24 which reduces noise of exhaust gas, the intake manifold 26 formed in the upper part of the engine main body, and the foreign matter of the outside air to be sucked are purified and the compressor 18 of the turbocharger 20 is cleaned. Installed on the air inlet pipe 30 that connects the air cleaner 28 to be introduced into the air cleaner and the compressor 18 of the intake manifold 26 and the turbocharger 20 to cool the high temperature and high pressure air to low temperature and high pressure. It consists of an intercooler 32.

상기와 같이 이루어지는 디젤 엔진에서 본 발명에 의한 흡배기 장치는 저속 회전수 영역에서 배기가스가 터보챠저를 통하지 않도록 하여 터보래그 현상의 발생을 방지함과 동시에, 터보챠저 없이도 흡기 매니폴드로 압축공기를 유입될 수 있도록 하여 저속구간의 엔진 출력을 보다 향상시킬 수 있도록 한다.In the diesel engine made as described above, the intake and exhaust device according to the present invention prevents the occurrence of a turbo lag phenomenon by preventing the exhaust gas from passing through the turbocharger in a low speed rotational speed range, and simultaneously introduces compressed air into the intake manifold without the turbocharger. To improve the engine output at low speeds.

이를 위하여, 본 발명에 의한 흡배기 장치는 터보챠저(20) 외에 별도로 압축공기를 공급할 수 있는 압축공기 공급부(34,36)를 갖추며, 이 압축공기 공급부 및 에어 클리너(28)로부터 압축공기 및 외부공기를 인터쿨러(32)를 거치지 않고 곧바로 흡기 매니폴드(26)에 공급할 수 있도록 작동하는 흡기부(38,40,42,44)와, 배기 매니폴드(14)로부터 배기가스를 터보챠저(20)를 거치지 않고 곧바로 머플러(24)로 이르는 배기 파이프(22)에 배출할 수 있도록 작동하는 배기부(46,48)를 제공하며, 이 장치류들은 제어부(50)에 의하여 작동이 제어되도록 이루어진다.To this end, the intake and exhaust device according to the present invention has a compressed air supply unit 34, 36 which can supply compressed air separately from the turbocharger 20, and the compressed air and the external air from the compressed air supply unit and the air cleaner 28 Exhaust gas from the exhaust manifold 14 and the intake parts 38, 40, 42, 44 which operate to supply the gas directly to the intake manifold 26 without passing through the intercooler 32. Exhaust parts 46 and 48 which operate to be discharged to the exhaust pipe 22 directly to the muffler 24 without passing through are provided, and these devices are controlled to be controlled by the controller 50.

여기서 압축공기 공급부는 흡기 매니폴드(26)에 압축공기를 공급할 수 있도록 외부공기를 고압으로 압축하는 공기 압축기(34)와, 이 공기 압축기(34)에서 압축된 고압의 공기를 일정량만큼 저장하는 압축탱크(36)로 이루어진다.The compressed air supply unit is an air compressor 34 for compressing external air at high pressure to supply compressed air to the intake manifold 26, and a compression for storing a predetermined amount of high pressure air compressed by the air compressor 34. It consists of a tank 36.

상기 공기 압축기(34)는 차체에 설치되어 본 발명에 의한 디젤 엔진에 의하여 구동되며, 이 공기 압축기(34)에 의하여 압축되어 압축탱크(36)에 저장되는 압축공기는 대략 5kg/㎠ 정도의 압력치를 갖는다.The air compressor 34 is installed in the vehicle body and is driven by the diesel engine according to the present invention. The compressed air compressed by the air compressor 34 and stored in the compression tank 36 is about 5 kg / cm 2. Has a tooth.

상기 흡기부는 외부대기를 흡기 매니폴드(26)에 유입시키는 외기 흡입부(38,40)와 상기 압축공기 공급부(34,36)로부터 압축공기를 흡기 매니폴드(26)에 유입시키는 압축공기 흡입부(42,44)로 나누어지며, 상기 외기 흡입부는 에어 클리너(28) 후방의 공기 유입 파이프(30)의 일측에 설치되는 제1방향전환밸브(38)와, 이 제1방향전환밸브(38)로부터 분기되어 흡기 매니폴드(26)로 직결되는 제1분기 파이프(40)로 이루어지고, 상기 압축공기 흡입부는 상기 압축탱크(36)의 일측에 설치되는 감압밸브(42)와, 이 감압밸브(42)로부터 분기되어 흡기 매니폴드(26)로 직결되는 제2분기 파이프(44)로 이루어진다.The intake air intakes 38 and 40 allow the external air to flow into the intake manifold 26 and the compressed air intake air into the compressed air intake manifold 26 from the compressed air supply units 34 and 36. (42,44), the outside air intake portion is a first direction switching valve 38, which is installed on one side of the air inlet pipe 30 behind the air cleaner 28, and the first direction switching valve 38 A first branch pipe 40 branching from the first inlet pipe 40 to the intake manifold 26, wherein the compressed air intake unit is provided with a pressure reducing valve 42 provided on one side of the compression tank 36, and the pressure reducing valve ( And a second branch pipe 44 branching from 42 to the intake manifold 26.

상기 제1방향전환밸브(38)와 감압밸브(42)는 전자적으로 작동하는 밸브로서, 각각 온(on)이 되면, 상기 제1방향전환밸브(38)는 공기의 흐름방향을 에어 클리너(28)로부터 상기 제1분기 파이프(40)로 향하도록 전환하며, 상기 감압밸브(42)는 압축탱크(42)의 압축공기를 일정한 압력치, 예컨대 약 1.5kg/㎠ 정도로 감압시켜서 제2분기 파이프(44)로 흐르게 한다.The first direction switching valve 38 and the pressure reducing valve 42 are electronically operated valves. When the valves are turned on, the first direction switching valve 38 adjusts the flow direction of air to the air cleaner 28. ) To the first branch pipe 40, and the pressure reducing valve 42 reduces the compressed air of the compression tank 42 to a constant pressure value, for example, about 1.5 kg / cm &lt; 2 &gt; 44).

이에 따라, 흡기 매니폴드(26)에는 상기 제1분기 파이프(40)를 통한 외부공기와 제2분기 파이프(44)를 통한 압축공기가 혼합되어 유입되게 되므로 일반적인 디젤 엔진의 흡입 공기보다 많은 양의 공기가 유입될 수 있게 된다.Accordingly, the intake manifold 26 is a mixture of the outside air through the first branch pipe 40 and the compressed air through the second branch pipe 44 is introduced in a larger amount than the intake air of a typical diesel engine. Air can be introduced.

상기 배기부(46,48)는 배기가스를 터보챠저(20)를 통하지 않고 곧바로 배기 파이프(22)로 유입시키는 역할을 하며, 이를 위하여 배기 매니폴드(14)의 후방에 설치되는 제2방향전환밸브(46)와, 이 제2방향전환밸브(46)로부터 분기되어 배기 파이프(22)로 직결되는 제3분기 파이프(48)로 이루어진다.The exhaust parts 46 and 48 serve to introduce the exhaust gas directly into the exhaust pipe 22 without passing through the turbocharger 20, and for this purpose, the second direction change is provided at the rear of the exhaust manifold 14. A valve 46 and a third branch pipe 48 branched from the second diverter valve 46 and directly connected to the exhaust pipe 22.

상기 제2방향전환밸브(46)는 상기 제1방향전환밸브(38)와 동일하게 전자적으로 작동하는 밸브로서, 온(on)이 되면, 배기가스의 흐름방향을 배기 매니폴드(14)로부터 제3분기 파이프(48)로 향하도록 전환하여, 배기가스가 터보챠저(20)를 통하지 아니하고 배기 파이프(22)로 배출되도록 하여 터보래그를 방지한다.The second diverter valve 46 is an electronically operated valve in the same manner as the first diverter valve 38. When the second diverter valve 46 is turned on, the second diverter valve 46 is configured to control the flow direction of the exhaust gas from the exhaust manifold 14. By switching to the third branch pipe 48, exhaust gas is discharged to the exhaust pipe 22 instead of through the turbocharger 20 to prevent turbolag.

한편, 상기와 같이 이루어지는 흡기부와 배기부의 작동은 제어부(50)에 의하여 제어된다.On the other hand, the operation of the intake and exhaust portion made as described above is controlled by the controller 50.

상기 제어부(50)는 엔진의 R.P.M, 수온, 스로틀 밸브의 개도등을 입력받아서 차량의 각종 전장품을 제어하는 전자제어유닛(E.C.U; 50)을 이용할 수 있으며, 이 제어부(50)에 의한 제어 작동과 함께 본 발명에 의한 흡배기 장치의 작동을 설명하면 다음과 같다.The control unit 50 may use an electronic control unit (ECU) 50 for controlling various electrical appliances of the vehicle by receiving the RPM, the water temperature, the opening degree of the throttle valve, and the like. The operation of the intake and exhaust device according to the present invention together is as follows.

먼저, 디젤 엔진의 고속 회전수 영역, 예컨대 엔진의 회전수가 1,500rpm이상인 경우부터 살펴보면, 제어부(50)는 제1,2방향전환밸브(38,46) 및 감압밸브(42)가 오프(off)되도록 제어하게 되며, 이에 따른 흡입공기 및 배기가스의 흐름 경로를 살펴보면, 흡입공기는 에어 클리너(28)→공기유입 파이프(30)→터보챠저내의 콤프레셔(18)→인터쿨러(32)→흡기 매니폴드(26)로 이어지는 경로를 따라 엔진 본체(12)로 유입되며, 배기가스는 배기 매니폴드(14)→터보챠저내의 터빈(16)→배기 파이프(22) →머플러(24)로 이어지는 경로를 따라 외부로 배출되게 된다.First, referring to the case where the high speed speed range of the diesel engine, for example, the speed of the engine is 1,500 rpm or more, the controller 50 may turn off the first and second directional control valves 38 and 46 and the pressure reducing valve 42. As a result, the intake air and exhaust gas flow paths are controlled by the air cleaner 28, the air inlet pipe 30, the compressor 18 in the turbocharger, the intercooler 32, and the intake manifold. The inlet gas flows into the engine main body 12 along a path leading to 26, and exhaust gas flows along the path from the exhaust manifold 14 to the turbine 16 in the turbocharger to the exhaust pipe 22 to the muffler 24. It will be discharged to the outside.

다음으로, 디젤 엔진의 저속 회전수 영역, 예컨대 엔진의 회전수가 1,500rpm이하인 경우에는, 제어부(50)는 제1,2방향전환밸브(38,46) 및 감압밸브(42)가 온(On)되도록 제어하게 되며, 이에 따른 흡입공기 및 배기가스의 흐름 경로를 살펴보면, 흡입공기는 압축탱크(36)→제2분기 파이프(44)→흡기 매니폴드(26)의 경로 및 에어 클리너(28)→공기유입 파이프(30)→제1분기 파이프(40)→흡기 매니폴드(26)의 경로를 따라 엔진 본체(12)로 유입되며, 배기가스는 배기 매니폴드(14)→제3분기 파이프(48)→배기 파이프(22)→머플러(24)의 경로를 따라 외부로 배출되게 된다.Next, in the case where the low speed speed range of the diesel engine, for example, the speed of the engine is 1,500 rpm or less, the controller 50 causes the first and second directional control valves 38 and 46 and the pressure reducing valve 42 to be turned on. As a result, the intake air and the exhaust gas flow paths are controlled, and the intake air is compressed tank 36 → second branch pipe 44 → path of the intake manifold 26 and air cleaner 28 → The air inlet pipe 30 → the first branch pipe 40 → the intake manifold 26 flows into the engine main body 12, and the exhaust gas is exhaust manifold 14 → the third branch pipe 48 The exhaust pipe 22 is discharged to the outside along the path of the muffler 24.

상기와 같이 본 발명에 의한 흡배기 장치는 고속 회전수 영역과 저속 회전수 영역을 구분하여 흡,배기의 흐름방향을 전환시켜 줌으로써 엔진의 전체 회전수 영역에서 고른 출력의 향상을 얻을 수 있다.As described above, the intake / exhaust apparatus according to the present invention can obtain an evenly improved output in the entire rotational speed region of the engine by dividing the high-speed rotational speed region and the low-speed rotational speed region to switch the flow direction of the intake and exhaust gas.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명에 의한 디젤 엔진의 저속 구간 출력 향상용 흡배기 장치는 터보챠저와 인터쿨러를 갖춘 디젤 엔진에서 저속 회전수 구간에서는 터보챠저와 인터쿨러를 통하지 않고 흡기와 배기가 흐르도록 함으로써 저속영역에서의 터보래그 현상의 발생을 방지할 수 있으며, 강제적으로 압축공기를 흡기 매니폴드로 유입시킴으로써 엔진 출력을 보다 향상시킬 수 있어 전체 회전수 영역에 걸쳐서 고른 출력의 향상을 도모할 수 있다.The low-speed section output improvement intake and exhaust device of the diesel engine according to the present invention made as described above is a low-speed region by allowing the intake and exhaust flow in the low-speed revolution section in the diesel engine having a turbocharger and intercooler without passing through the turbocharger and the intercooler It is possible to prevent the occurrence of the turbo lag phenomenon, and by forcibly introducing compressed air into the intake manifold, the engine output can be further improved, and the output can be improved evenly over the entire speed range.

Claims (4)

배기가스에 의해 구동되는 터보챠저와 이 터보챠저의 압축기를 통한 고온,고압의 압축공기를 냉각시키는 인터쿨러를 갖춘 디젤 엔진에 있어서,A diesel engine having a turbocharger driven by exhaust gas and an intercooler for cooling high-temperature and high-pressure compressed air through a compressor of the turbocharger, 상기 디젤 엔진의 흡기 매니폴드에 압축공기를 공급하기 위한 압축공기 공급부와;A compressed air supply unit for supplying compressed air to the intake manifold of the diesel engine; 상기 압축공기 공급부와 흡기 매니폴드를 직결시키고, 에어 클리너와 흡기 매니폴드를 직결시켜 압축공기와 외부공기가 상기 인터쿨러를 거치지 않고 바로 흡기 매니폴드에 공급되도록 선택적으로 작동하는 흡기부와;An intake unit which directly connects the compressed air supply unit with an intake manifold and directly connects an air cleaner and an intake manifold such that compressed air and external air are supplied directly to the intake manifold without passing through the intercooler; 상기 디젤 엔진의 배기 매니폴드와 배기 파이프를 직결시켜 배기 매니폴드의 배기가스가 터보챠저를 통하지 않고 곧바로 배기 파이프로 배출될 수 있도록 선택적으로 작동하는 배기부와;An exhaust unit which is directly connected to an exhaust manifold of the diesel engine and an exhaust pipe so that exhaust gas of the exhaust manifold can be directly discharged to the exhaust pipe without passing through the turbocharger; 상기 디젤 엔진의 저속 회전수 영역에서, 상기 흡기부를 통하여 압축공기가 흡기 매니폴드로 공급되도록 제어하고, 상기 배기부를 통하여 배기가스가 배기 파이프로 곧바로 배출되도록 제어하는 제어부;를 포함하는 디젤 엔진의 저속 구간 출력 향상용 흡배기 장치.A control unit for controlling compressed air to be supplied to the intake manifold through the intake unit and controlling the exhaust gas to be immediately discharged to the exhaust pipe through the exhaust unit in a low speed rotational speed region of the diesel engine; Intake and exhaust device for improving section output. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 압축공기 공급부는The compressed air supply unit 외부공기를 고압으로 압축하는 공기 압축기(34)와;An air compressor 34 for compressing the outside air at a high pressure; 상기 공기 압축기에서 압축된 고압의 공기를 일정량만큼 저장하는 압축탱크(36);로 이루어지는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 저속 구간 출력 향상용 흡배기 장치.Compression tank (36) for storing a predetermined amount of high-pressure air compressed by the air compressor; the low-speed section output improvement intake and exhaust device of the diesel engine, characterized in that consisting of. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 흡기부는The intake portion 에어 클리너 후방의 공기유입 파이프의 일측에 설치되어 상기 공기의 흐름방향을 조정하는 제1방향전환밸브(38)와, 상기 공기가 상기 흡기 매니폴드로 공급될 수 있도록 상기 제1방향전환밸브 측으로부터 분기되어 상기 흡기 매니폴드로 직결되는 제1분기 파이프(40)로 이루어지는 외기 흡입부와;A first directional valve 38 installed at one side of the air inlet pipe behind the air cleaner to adjust the flow direction of the air, and from the first directional valve side so that the air can be supplied to the intake manifold An outside air intake unit formed of a first branch pipe 40 branched and directly connected to the intake manifold; 상기 압축공기 공급부의 일측에 설치되어 압축공기를 감압시키는 감압밸브(42)와, 이 감압된 압축공기가 상기 흡기 매니폴드로 공급될 수 있도록 상기 감압밸브 측으로부터 분기되어 상기 흡기 매니폴드로 직결되는 제2분기 파이프(44)로 이루어지는 압축공기 흡입부;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 저속 구간 출력 향상용 흡배기 장치.A pressure reducing valve 42 installed at one side of the compressed air supply unit to reduce the compressed air, and branched from the pressure reducing valve side to be directly connected to the intake manifold so that the compressed air can be supplied to the intake manifold Compressed air suction portion consisting of a second branch pipe 44; intake and exhaust device for improving the output of the low speed section of the diesel engine. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 배기부는The exhaust part 상기 배기 매니폴드의 후방에 설치되어 배기가스의 흐름을 조정하는 제2방향전환밸브(46)와, 이 배기가스가 배기 파이프로 곧바로 공급될 수 있도록 상기 제2방향전환밸브 측으로부터 분기되어 상기 배기 파이프로 직결되는 제3분기 파이프(48)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 저속 구간 출력 향상용 흡배기 장치.A second diverter valve 46 installed at the rear of the exhaust manifold to regulate the flow of exhaust gas, and branched from the second diverter valve side so that the exhaust gas can be supplied directly to the exhaust pipe; An intake and exhaust device for improving output of a low speed section of a diesel engine, comprising a third branch pipe 48 directly connected to the pipe.
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