KR200197202Y1 - 자동차 엔진의 흡기 조절장치 - Google Patents

자동차 엔진의 흡기 조절장치 Download PDF

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Abstract

본 고안은 엔진의 전 속도 영역에서 연소성 및 출력이 향상되고, 가,감속에 대한 응답성이 향상되며, 배기가스의 발생이 억제되도록 한 자동차 엔진의 흡기 조절장치에 관한 것으로서, 인너 스월 포트(8)가 2개의 흡기 매니폴드중에서 고속용 흡기 매니폴드(3a)에 설치된다. 원통형으로 형성된 인너 스월 포트는 일측이 길게 돌출되도록 경사부(8a)를 갖는다. 이러한 구성에 의해, 상기한 인너 스월 포트는 엔진의 저,중속 및 아이들 운전시 상기 경사부의 선단과 흡기 매니폴드(3a)의 구배에 의해 단면적(A2)이 축소되고, 그 경사부의 선단에 의해 스월 유동을 발생시킨다. 또한, 상기한 인너 스월 포트는 고속 운전시 모터(10)에 의해 회전되어, 흡기 매니폴드(3a)의 구배와 같게 리턴되므로서, 단면적(A1)이 확대되고 엔진의 연소실로 유입되는 흡입 공기의 양을 증대시킨다.
이와 같은 본 고안의 구성에 따라, 상기한 흡기 조절장치는 엔진의 전 속도 영역에서 연소성을 향상시키고, 엔진의 출력을 높이며, 배기가스의 발생을 억제한다.

Description

자동차 엔진의 흡기 조절장치
본 고안은 자동차 엔진의 흡기 조절장치에 관한 것으로서, 특히 차속 및 부하에 따라 흡기가 유입되는 흡기 포트의 단면적을 가변시키고, 스월을 발생시켜, 엔진의 전 속도 영역에서 크고 균일한 토오크 및 출력을 얻을 수 있도록 한 흡기 조절장치에 관한 것이다.
주지된 바와 같이, 내연기관을 대표하는 자동차 엔진은 최근 고성능화 추세에 따라, 흡·배기 효율을 높여 고출력을 얻을 수 있도록 한 형식으로 설계되고 있다.
이러한 고성능 엔진의 경우에는 연소실로 유입되는 공기를 활성화하여 엔진의 출력을 높이게 되는데, 이를 위해 종래에는 흡기시 발생되는 부압파를 정압파로 반전시켜, 그 정압파에 의해 흡기 매니폴드의 충전 효율을 높이는 가변 흡기 조절장치(VICS)가 공지되어 있다.
종래 공지된 가변 흡기 조절장치는 제1도에 도시된 바와 같이, 엔진(1)의 1개의 연소실(2)마다 저,중속 및 고속용의 2개의 흡기 매니폴드(3a,3b)가 연결된 구조로 이루어진다.
여기서, 고속용 흡기 매니폴드(3a)에는 공기의 흐름을 조절하는 가변 밸브(4)가 설치되어, 고속 영역에서만 개방되어 공기가 흐르도록 구성된다. 또한, 저,종속용 흡기 매니폴드(3b)에는 모든 영역에서 공기가 흐르도록 구성된다.
한편, 도면에서의 설명 부호(5)는 서지탱크를 지칭한다. 서지탱크(5)는 가속페달과 연동되어 개폐되는 스로틀 밸브(6)의 개폐정도에 따라, 에어 클리너(7)로 부터 청정된 공기가 유입되어 일시 저장되고, 그 공기가 다수개의 흡기 매니폴드(3a,3b)를 통해 연소실(2)로 공급되도록 한다.
이러한 구성에 따라, 상기한 가변 흡기 조절장치는 저속시 길이가 긴 흡기 매니폴드(3b)를 통해 공기가 유입되어, 맥동 효과에 의해 흡기의 충진 효율이 증대되고; 고속시 길이가 짧은 흡기 매니폴드(3a)과 긴 흡기 매니폴드(3b)를 통해 동시에 공기가 유입되어, 흡기 저항을 줄이고 높은 출력을 얻을 수 있다.
그러나 종래 기술에서 설명된 가변 흡기 조절장치에 있어서는, 흡기관을 개폐하는 수단이 엔진의 전 속도 영역에 대하여 능동적으로 관계하지 못할 뿐아니라, 공기가 통과하는 상기 흡기관의 단면적 변화가 미세하기 때문에, 흡기를 신속히 차단하거나 신속히 공급하지 못하는 문제점이 있다.
예를 들어, 종래의 가변 흡기 조절장치는 아이들링 상태를 포함하는 저속 영역에서 고속용 흡기통로를 완전히 폐쇄하게 되는데, 이는 저속 영역에서의 갑작스런 흡기량의 변화로 엔진의 부조화 현상을 초래한다. 또한 흡기의 관성을 이용할 수 없기 때문에 높은 충진 효율을 기대할 수 없다.
따라서, 가속 및 감속에 대한 응답성 및 가속성과, 연소성이 저하되며, 혼합기의 불완전 연소로 엔진의 출력 저하 및 배기가스의 유해 성분이 증가되는 문제점이 있다.
본 고안은 상술한 종래 기술의 문제점을 해소하기 위한 목적에서 제안된 것으로서, 아이들 및 저,중속시 흡기 포트의 단면적을 축소하는 것과 동시에 스월 유동을 발생시키고, 고속시 흡기 포트의 전체 면적을 개방하여 흡기의 양을 최대로 하므로서, 엔진의 전 속도 영역에서 연소성을 향상시키고, 엔진의 출력을 높일 수 있도록 한다.
또한, 본 고안은 혼합기의 연소 효율을 높여, 배기가스의 유해 성분을 저감시킬 수 있도록 하는 또다른 목적을 갖는다.
제1도는 일반적인 자동차 엔진의 흡기장치를 도시한 구성도.
제2도는 본 고안에 의한 자동차 엔진의 흡기 조절장치를 도시한 사시 구성도.
제3도는 본 고안의 작동 상태도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 엔진 3a,3b : 흡기 매니폴드
5 : 서지탱크 8 : 인너 스월 포트
8a : 경사부 8b : 피동기어
9 : 구동기어 10 : 모터
11 : 베어링
상술한 목적을 실현하기 위한 수단으로서, 본 고안의 구성을 첨부된 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명한다.
제2도는 본 실시예에 관련된 자동차 엔진의 흡기 조절장치를 도시한 개략적인 사시도이고, 제3도는 본 실시예에 관련된 흡기 조절장치의 작동 상태도이다.
본 실시예를 설명함에 있어, 종래 기술에서 인용된 도면과 동일한 본 실시예의 구성에 대해서는 설명의 명료성을 위해 동일한 부호를 사용한다.
도면에서의 설명 부호(5)는 서지탱크를 지칭한다.
서지탱크(5)는 가속페달과 연동되어 개폐되는 스로틀 밸브의 개폐정도에 따라, 에어 클리너로부터 청정된 공기가 유입되고, 그 공기가 일시적으로 저장되도록 한다.
다시, 서지탱크(5)를 유도된 공기는 저,중속 및 고속용의 2개의 흡기 매니폴드(3a,3b)를 통해 엔진(1)의 각 연소실로 분배된다.
여기서, 본 실시예에 의한 흡기 조절장치는 엔진의 아이들 및 저,중속 운전시, 2개의 흡기 매니폴드(3a,3b)중에서 일측의 흡기 매니폴드(3a)의 단면적이 축소되고, 스월 유동이 발생되도록 한다.
또한, 본 실시예의 흡기 조절장치는 엔진의 고속 운전시 2개의 흡기 매니폴드(3a,3b)가 완전히 개방되어 연소실로 공급되는 흡기의 양이 최대가 되도록 한다.
이를 위하여, 본 실시예는 흡기 조절수단으로서의 인너 스월 포트(8)가 2개의 흡기 매니폴드(3a,3b)중에서 일측 즉, 고속용 흡기 매니폴드(3a)에 설치되고, 그 인너 스월 포트(8)가 동력원으로서의 모터(10)에 의해 선택적으로 회동되는 기술적 구성으로 이루어진다.
보다 구체적으로 상기한 인너 스월 포트(8)는 일측이 길게 돌출되도록 경사부(8a)가 형성된 원통 구조로 형성되고, 고속용 흡기 매니폴드(3a)의 내부에 베어링(11)을 개재하여 회동 가능하게 설치된다.
이 경우, 상기한 인너 스월 포트(8)는 제2도에 도시된 바와 같이, 흡기 매니폴드(3a)의 직경 및 구배와 동이하게 배치되며, 흡입 공기가 통과되는 단면적(A1)을 갖는다. 이러한 상태에서는 완전히 개방된 2개의 흡기 매니폴드(3a,3b)를 통해 대량의 공기가 엔진의 연소실쪽으로 공급된다.
한편, 상기한 인너 스월 포트(8)는 엔진의 저,중속 및 아이들 운전시 제3도에 도시된 상태로 회전된다. 이때, 상기한 인너 스월 포트(8)는 경사부(8a)의 선단과 흡기 매니폴드(3a)의 사이에 축소된 단면적(A2)을 형성하므로서, 고속용 흡기 매니폴드(3a)를 통해 연소실로 유입되는 공기의 양을 줄이고, 경사부(8a)의 단부 형상에 의해 연소실로 유입되는 공기에 스월 유동을 발생시킨다.
상기한 바와 같이, 인너 스월 포트(8)의 선택적인 조절을 위해 본 실시예는 모터(10)에 의해 회동하는 구동기어(9)와, 그 구동기어(9)와 치차 결합되고 인너 스월 포트(8)의 외주에 형성된 피동기어(8b)로 구성되는 전동수단을 포함하여 이루어진다.
이상에서 설명된 구성에 의거하여, 본 실시예의 인너 스월 포트(8)는 엔진의 저,중속 및 아이들 운전시, 경사부(8a)의 선단과 흡기 매니폴드(3a)의 구배에 의해, 흡기 공기가 통과되는 단면적(A2)이 축소된다. 따라서, 엔진(1)의 연소실로 유입되는 공기는 줄고, 경사부(8a)의 형상에 의해 스월 유동된다.
이에 따라, 연소실로 유입되는 공기는 활성화되고 혼합기의 형성이 촉진되어, 연소성 및 출력이 증대되며, 연소 효율의 향상으로 배기가스의 유해 성분이 저감된다.
한편, 본 실시예의 인너 스월 포트(8)는 엔진의 고속 운전시 모터(10)에 의해 회전되어, 흡기 매니폴드(3a)의 구배와 같은 상태로 리턴되고, 단면적(A1)이 확대되므로서, 엔진의 연소실로 유입되는 흡입 공기의 양이 증대된다.
이에 따라, 엔진의 연소성 및 출력이 증대되고, 연소 효율이 향상된다.
이상에서 설명된 실시예를 통하여, 본 고안에 의한 자동차 엔진의 흡기 조절장치는 종래 기술의 문제점을 실질적으로 해소하게 됨을 알 수 있다.
즉, 본 발명에 의하면 엔진의 아이들 및 저,중속 운전시 흡입 공기의 양이 줄고, 스월 유동이 발생되므로서, 엔진의 연소성이 향상되는 효과를 얻을 수 있다. 아울러, 엔진의 시동 초기에 연소 효율을 높여 배기가스의 유해 성분을 저감시키는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면 엔진의 고속 운전시 흡기의 양이 증대되고, 충진 효율이 향상되므로서, 엔진의 연소성이 향상되는 효과를 얻을 수 있다.
따라서, 본 발명은 엔진의 전 속도 영역에서 출력을 향상시킬 수 있으며, 배기가스의 유해 성분을 저감시키는 효과를 얻을 수 있다.
한편, 본 고안은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 실용신안등록 청구의 범위에서 청구하는 본 고안의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.

Claims (1)

  1. 가속페달에 연동되는 스로틀 밸브의 개폐 작용으로 공기가 유입되어 일시 저장되는 서지탱크와, 그 서지탱크에 의해 분배된 공기를 각각의 연소실로 공급하는 2개의 흡기 매니폴드를 보유하는 자동차 엔진의 흡기장치에 있어서, 상기 흡기 매니폴드중에서 고속용 흡기매니폴드 내부에 베어링을 개재하여 일측이 길게 돌출되도록 경사부가 형성된 원통 구조로 형성되어 엔진의 저,중속 및 아이들 운전시 상기 경사부의 선단과 흡기 매니폴드 사이의 단면적을 축소시키고, 또한 엔진의 고속 운전시 상기 경사부의 선단과 흡기 매니폴드 사이의 단면적을 확대시키도록 회전되는 인너 스월 포트가 형성되고, 상기 인너 스월 포트는 전자제어유닛에 의해 조절되는 동력원에 전동수단으로 연결된 것을 특징으로 하는 자동차 엔진의 흡기 조절장치.
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