KR200169771Y1

KR200169771Y1 - 자동차 엔진출력 증강장치

Info

Publication number: KR200169771Y1
Application number: KR2019990018324U
Authority: KR
Inventors: 심기택
Original assignee: 심기택
Priority date: 1999-08-31
Filing date: 1999-08-31
Publication date: 2000-02-15

Abstract

본 고안은 자동차 엔진출력 증강장치에 관한 것으로, 특히 흡입되는 공기중에 포함된 이물질을 포집하는 공기필터(10)와, 상기 공기필터(10)의 공기토출관 (12a)에 장착되며 공기필터(10)를 통해 유입되는 공기의 흐름을 제한하는 솔레노이드(14)와, 차량의 주행속도를 검출하는 차속센서(50)와, 상기 차속센서(50)를 통해 검출된 차량의 주행속도에 따라 솔레노이드(14)의 작동을 제어하는 제어부(40)와, 상기 공기필터(10)를 통해 유입된 공기를 각 실린더로 분배하는 공기분배기(30)를 포함하되, 상기 공기분배기(30)에 형성된 공기분배관(31)은 인젝터의 후방에 위치하는 흡기다기관(60)에 연결된 것을 특징으로 한다. 따라서, 기존 차량의 흡기다기관(60)을 통해 유입되는 공기와는 별도로 차량의 주행속도에 따라 공기를 추가적으로 흡입하여 엔진으로 공급함에 따라 주행속도에 대응하는 연료와 공기의 최적 혼합비를 형성할 수 있다. 이로인해, 저연비의 구현이 가능하고, 오염물질의 배출은 최소화된다.

Description

자동차 엔진출력 증강장치 {An apparatus for reinforcing the output of engine of a vehicle}

본 고안은 자동차 엔진출력 증강장치에 관한 것으로, 특히 차속센서를 통해 검출된 차량의 주행속도에 따라 엔진의 흡기계통으로 공급되는 공기량을 가변시켜 연료와 공기의 최적 혼합비를 형성하고, 이를 완전연소시켜 엔진의 출력을 증강시키는 자동차 엔진출력 증강장치에 관한 것이다.

일반적으로, 차량의 엔진출력을 증강시키기 위해 사용되는 장치로는 터보차저(turbochager)와 인터쿨러(inter cooler)가 있는데, 이러한 엔진출력 증강장치는 엔진의 흡기계통으로 공급되는 공기량을 증가시켜 연료와 공기의 최적 혼합비를 조성하여 엔진의 출력을 증강시킨다.

다시말해, 엔진의 배기계통에 장착된 터보차저는 배기가스의 에너지를 이용하여 엔진으로 공기를 밀어넣어 엔진의 출력을 향상시키는 장치로, 이러한 터보차저는 장착비용이 고가이고 차량의 출고시에 장착시켜야 하며 연료의 소비가 과다하다는 문제점을 가지고 있다.

한편, 인터쿨러는 자동차 주행시 유입되는 공기를 냉각시켜 공기밀도의 저하로 인한 엔진출력의 감소를 방지하는 장치로, 인터쿨러도 상기된 터보차저와 마찬가지로 장착비용이 고가이고 차량의 출고시에 장착하여야 하며 연료소비가 과다하다는 문제점을 가지고 있다.

아울러, 엔진의 연소효율을 향상시킨 희박연소방식(lean burn) 엔진이 제공되고 있는데, 희박연소방식 엔진은 기존 엔진의 공연비인 14.7:1 보다 희박한 22:1의 공연비로 운전되는 엔진으로, 동일한 출력의 기존 엔진 보다 흡입공기량이 많아 펌핑손실이 적고, 연소최고온도가 낮아져 열손실과 열해리로 인한 냉각손실은 저감되며, 연소가스의 성분이 공기에 가깝고 연소가스의 온도도 낮아 비열비가 증가한다는 장점을 가지고 있다.

도 3은 상기와 같이 동작하는 희박연소방식 엔진을 개략적으로 나타낸 도면으로, 실린더 헤드(100)에 두개의 흡기포트(110,120)가 형성되어 있다. 일측 흡기포트는 스트레이트 포트(straight port)(110)로, 타측 흡기포트는 스월포트(swirl port)(120)로 형성되어 있으며, 스트레이트 포트(110)에는 혼합기의 흐름을 제한하는 매니폴드 스로틀 밸브(MTV : Manifold Throttle Valve)(111)가 장착되어 있다.

따라서, 고부하시에는 충분한 흡기량을 확보하기 위해 매니폴드 스로틀 밸브(111)를 개방하여 스트레이트 포트(110)와 스월포트(120)를 통해 혼합기를 유입하지만, 저부하시에는 매니폴드 스로틀 밸브(111)를 닫아 스월포트(120)로만 혼합기를 유입한다.

이와같이 스월포트(120)를 통해 혼합기를 흡입하면 흡기 상사점 이후 60∼90도까지 분사된 연료는 스월운동에 의해 연소실(130)내에서 성층화된다. 이로인해 점화시에는 점화플러그 주위에 상대적으로 농후한 공연비(13∼14:1)가 존재하게 됨에 따라 점화가 용이하게 이루어지며 강력한 초기화 열이 스월운동에 의해 희박한 공연비 영역까지 급속하게 확산된다.

그러나, 상기와 같은 희박연소방식 엔진도 차량의 출고시에 장착하여야 한다는 문제점이 있으며, 또한 매니폴드 스로틀 밸브를 닫고 열어 공기의 혼합비율을 조정함에 따라 급가속 등과 같은 상황에서는 출력저하현상이 발생한다는 문제점이 있다. 즉, 엔진의 회전수에 비해 공기량이 과다하게 공급되어 오히려 엔진의 출력을 저하시킬 수 있다는 문제점을 가지고 있다.

이에 본 고안은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 고안된 것으로, 차속센서를 통해 검출된 차량의 주행속도에 따라 기존차량의 흡기계통과는 별개로 설치된 흡기계통을 통해 엔진으로 공급되는 공기량을 가변시켜 연료와 공기의 최적 혼합비를 형성하고, 이를 완전연소시켜 엔진의 출력을 증강시키는 자동차 엔진출력 증강장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 고안은, 통상적인 자동차에 있어서, 흡입되는 공기중에 포함된 이물질을 포집하는 공기필터와, 상기 공기필터의 공기토출관에 장착되며 공기필터를 통해 유입되는 공기의 흐름을 제한하는 솔레노이드와, 차량의 주행속도를 검출하는 차속센서와, 상기 차속센서를 통해 검출된 차량의 주행속도에 따라 솔레노이드의 작동을 제어하는 제어부와, 상기 공기필터를 통해 유입된 공기를 각 실린더로 분배하는 공기분배기를 포함하되, 상기 공기분배기에 형성된 공기분배관은 인젝터의 후방에 위치하는 흡기다기관에 연결된 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 고안에 따른 자동차 엔진출력 증강장치를 나타낸 사시도,

도 2는 도 1에 도시된 엔진출력 증강장치의 장착예을 나타낸 도면,

도 3은 종래의 희박연소방식(lean burn) 엔진을 설명하기 위한 도면.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 공기필터 12a : 공기토출관

14 : 솔레노이드 30 : 공기분배기

31 : 공기분배관 40 : 제어부

50 : 차속센서 60 : 흡기다기관

이하, 본 고안의 바람직한 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 고안에 따른 자동차 엔진출력 증강장치를 나타낸 분해 사시도로, 상하부 케이스(11,12)로 이루어진 공기필터(10)의 내부에는 흡입되는 공기중에 포함된 먼지 등과 같은 이물질을 포집하는 필터부재(13)가 장착되어 있으며, 상부 케이스(11)의 일측에는 공기유입관(11a)이 형성되어 있다.

또한, 하부 케이스(12)의 하부에는 흡입된 공기를 토출하는 공기토출관 (12a)이 형성되어 있는데, 이 공기토출관(12a)의 일측에는 공기의 흐름을 제한하는 솔레노이드(14)가 장착되어 있다. 상기 솔레노이드(14)는 미도시된 차속센서를 통해 검출된 차량의 주행속도에 따라 제어부에서 출력되는 제어신호에 의해 작동되어 흡입공기의 흐름을 제한한다.

한편, 공기필터(10)의 공기토출관(12a)은 소정의 길이를 갖는 연결관(20)을 통해 공기분배기(30)에 결합되는데, 상기 공기분배기(30)에는 엔진의 실린더수에 대응하는 공기분배관(31)이 형성되어 있다.

따라서, 도 2에 도시된 것처럼 공기분배기(30)의 공기분배관(31)을 미도시된 인젝터의 후미, 예를들어 인젝터로 부터 30mm 이격된 기존의 흡기다기관(60)에 연결하고, 공기분배기(30)의 공기유입구(32)는 연결관(20)을 통해 공기필터(10)의 공기토출관(12a)에 연결한다. 이때, 공기토출관(12a)에 장착된 솔레노이드(14)는 제어부(40)에 접속되며, 제어부(40)는 차속센서(50)를 통해 검출된 차량의 주행속도에 따라 솔레노이드(14)의 동작을 제어한다.

상기와 같이 구성된 본 고안에 따른 엔진출력 증강장치의 제어부(40)는 차속센서(50)를 통해 검출된 차량의 주행속도에 따라 기존의 흡기다기관(60)을 통해 유입되는 공기와는 별도로 공기필터(10)를 통해 흡입된 공기를 실린더(70)내로 공급하여 연료와 공기의 최적 혼합비를 형성한다.

즉, 차량이 저속으로 주행중이면 제어부(40)는 솔레노이드(14)를 오프시켜 공기필터(10)를 통한 공기의 유입을 차단하고 기존의 흡기다기관(60)을 통해 흡입된 공기와 연료를 혼합하여 실린더(70)내로 공급한다. 따라서, 농후한 혼합기가 실린더(70)내로 공급됨에 따라 엔진출력의 저하를 방지할 수 있다.

반면, 차량이 고속으로 주행중이면 제어부(40)는 솔레노이드(14)를 작동시켜 기존의 흡기다기관(60)을 통해 유입되는 공기와는 공기필터(10)를 통해 흡입된 공기를 연료와 혼합하여 실린더(70)내로 공급한다.

다시말해, 솔레노이드(14)가 온되면 엔진의 부압에 의해 외부의 공기가 공기필터(10)를 통해 흡입되는데, 흡입되는 공기중에 포함된 이물질은 필터부재(13)에 의해 여과되고, 이물질이 여과된 공기는 공기분배관(30)을 거쳐 기존의 흡기다기관(60)을 통해 유입된 공기와 합쳐진 후, 연료와 혼합되어 실린더(70)내로 공급된다. 따라서, 저연비로 차량을 운행할 수 있다.

상기된 것처럼 본 고안은, 기존 차량의 흡기다기관을 통해 유입되는 공기와는 별도로 차량의 주행속도에 따라 공기를 추가적으로 흡입하여 엔진으로 공급함에 따라 주행속도에 대응하는 연료와 공기의 최적 혼합비를 형성할 수 있다. 따라서, 저연비로 차량을 운행할 수 있으며, 오염물질의 배출을 최소화하여 대기오염을 방지할 수 있다.

본 고안은 도면에 도시된 일실시예를 참고로 설명 되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에 통상의 지식을 지닌자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 고안의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 실용신안등록청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims

통상적인 자동차에 있어서, 흡입되는 공기중에 포함된 이물질을 포집하는 공기필터(10)와, 상기 공기필터(10)의 공기토출관(12a)에 장착되며 공기필터(10)를 통해 유입되는 공기의 흐름을 제한하는 솔레노이드(14)와, 차량의 주행속도를 검출하는 차속센서(50)와, 상기 차속센서(50)를 통해 검출된 차량의 주행속도에 따라 솔레노이드(14)의 작동을 제어하는 제어부(40)와, 상기 공기필터(10)를 통해 유입된 공기를 각 실린더로 분배하는 공기분배기(30)를 포함하되, 상기 공기분배기(30)에 형성된 공기분배관(31)은 인젝터의 후방에 위치하는 흡기다기관(60)에 연결된 것을 특징으로 하는 자동차 엔진출력 증강장치.