KR20020054376A - 디젤엔진용 흡기 제어장치와 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 디젤엔진용 흡기 제어장치와 그 제어방법에 관한 것으로서,

종래의 흡기 제어장치는 엔진이 저속으로 구동할 경우에 이에 비례하여 배기압이 낮아지고, 또 터빈의 회전속도 또한 감소하므로 흡기관에 설치되어있는 콤프레서 역시 저속으로 회전하게 되며, 이에의해 콤프레서는 흡기매니폴드로 공급되는 공기를 충분히 압축할 수 없게되어 엔진의 연소력이 감소하는 문제점이 발생하고 있으며, 또 엔진이 저속으로 구동할때 저속으로 회전하는 콤프레서 자체가 공기의 흐름을 방해하는 저항으로 작용하게되어 엔진의 연소성능이 더욱 하락하는 문제점이 있었다.

따라서, 상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 에어크리너의 후단으로부터 흡기매니폴드를 연결하는 별도의 바이패스관을 형성하고, 엔진회전수가 기준값 이하일경우 상기 바이패스관을 개방시켜 흡기가 터보차저의 콤프레서를 거치지 않고 바이패스관을 통해 직접 흡기매니폴드로 공급되도록 하므로서, 터보차저가 장착된 디젤엔진에서 저속 주행시 엔진 구동에 필요한 충분한 양의 공기가 공급될 수 있도록 하여 저속 주행시의 엔진 출력을 향상시킴과 더불어 차량의 출발특성이 향상되고, 또 저속 운전시 충분한 공기가 공급됨에 따라 공연비가 개선되고, 스모크의 발생량이 현저히 감소되도록 한 디젤엔진용 흡기 제어장치와 그 제어방법에 관한 것이다.

Description

디젤엔진용 흡기 제어장치와 그 제어방법{Intake control device for diesel engine and control method thereof}

본 발명은 디젤엔진용 흡기 제어장치와 그 제어방법에 관한 것으로서, 특히 터보차저가 장착된 디젤엔진에서 저속 주행시 엔진 구동에 필요한 충분한 양의 공기가 공급될 수 있도록 하여 저속 주행시의 엔진 출력을 향상시킴과 더불어 차량의 출발특성이 향상되고, 또 저속 운전시 충분한 공기가 공급됨에 따라 공연비가 개선되고, 스모크의 발생량이 현저히 감소되도록 한 디젤엔진용 흡기 제어장치와 그 제어방법에 관한 것이다.

도 1 은 종래의 디젤엔진용 흡기 제어장치를 도시한 것으로서,

외부 공기를 흡입하는 흡기덕트(1)와, 흡기덕트(1)를 통해 유입되는 공기를 필터링하여 이물질을 제거하는 에어크리너(2)와, 상기 에어크리너(2)를 통과한 공기가 흡기매니폴드(4)에 공급되도록 안내하는 흡기관(3)과, 흡기관(3)을 통해 공급된 흡기를 엔진(5)의 각 연소실에 공급하는 흡기매니폴드(4)와, 엔진(5)의 연소동작에 의해 발생된 배기가스를 외부로 배출하는 배기매니폴드(6)와, 상기 배기매니폴드(6)에서 배출되는 배기가스의 압력을 이용하여 터빈(8)을 회전시키고, 이 터빈(8)과 동축상에 형성된 콤프레서(9)를 흡기관(3)에 설치하여 콤프레서(9)의 회전력에 의해 흡기매니폴드(4)로 공급되는 공기가 압축되도록 하는 터보차저(7)로 구성된다.

이와같이 구성된 종래의 디젤엔진용 흡기 제어장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.

엔진(5)이 구동하면, 흡기덕트(1)로 유입된 공기가 에어크리너(2)를 통과하면서 이물질이 제거된 후 흡기관(3)과 흡기매니폴드(4)를 통해 엔진(5)에 공급되어 엔진(5)의 연소동작을 돕게된다.

이때, 엔진(5)에서 배출되는 배기가스에 의해 터보차저(7)의 터빈(8)이 회전하게되고, 상기 터빈(8)의 회전력에 의해 콤프레서(9)가 흡기관(3) 내에서 회전하면서 흡기매니폴드(4)로 공급되는 공기를 과급하게 되는 것이다.

상기 설명과같이 동작하는 종래의 흡기제어장치는 엔진이 고속으로 구동할 경우에는 그만큼 배기가스의 배기압이 높으므로 터빈의 회전속도가 빨라지고, 이에의해 콤프레서의 회전속도 또한 빨라지게되어 흡기매니폴드로 공급되는 흡기가 충분히 과급되어 엔진의 연소효율이 향상되는 효과를 기대할 수 있다.

그러나, 엔진이 저속으로 구동할 경우에는 이에 비례하여 배기압이 낮아지고, 또 터빈의 회전속도 또한 감소하므로 흡기관(3)에 설치되어있는 콤프레서(9) 역시 저속으로 회전하게 되며, 이에의해 콤프레서(9)는 흡기매니폴드(4)로 공급되는 공기를 충분히 압축할 수 없게되어 엔진의 연소력이 감소하는 문제점이 발생하고 있으며, 또 엔진이 저속으로 구동할때 저속으로 회전하는 콤프레서 자체가 공기의 흐름을 방해하는 저항으로 작용하게되어 엔진의 연소성능이 더욱 하락하는 문제점이 있었다.

따라서, 상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 에어크리너의 후단으로부터 흡기매니폴드를 연결하는 별도의 바이패스관을 형성하고, 엔진회전수가 기준값 이하일경우 상기 바이패스관을 개방시켜 흡기가 터보차저의 콤프레서를 거치지 않고 바이패스관을 통해 직접 흡기매니폴드로 공급되도록 하므로서, 터보차저가 장착된 디젤엔진에서 저속 주행시 엔진 구동에 필요한 충분한 양의 공기가 공급될 수 있도록 하여 저속 주행시의 엔진 출력을 향상시킴과 더불어 차량의 출발특성이 향상되고, 또 저속 운전시 충분한 공기가 공급됨에 따라 공연비가 개선되고, 스모크의 발생량이 현저히 감소되도록 한 디젤엔진용 흡기 제어장치와 그 제어방법을 제공함을 목적으로 한다.

상기 목적달성을 위한 본 발명은

외부 공기를 흡입하는 흡기덕트와, 흡기덕트를 통해 유입되는 공기를 필터링하여 이물질을 제거하는 에어크리너와, 상기 에어크리너를 통과한 공기가 흡기매니폴드에 공급되도록 안내하는 흡기관과, 흡기관을 통해 공급된 흡기를 엔진의 각 연소실에 공급하는 흡기매니폴드와, 배기압을 이용하여 흡기매니폴드로 공급되는 흡기를 과급하는 터보차저를 포함하여 구성된 흡기 제어장치에 있어서,

에어크리너의 후단인 흡기관으로부터 분기되어 흡기매니폴드를 직접 연결하는 바이패스관과;

상기 흡기관의 분기점에 설치되고, 회전하여 흡기가 흡기관 또는 바이패스관을 통해 선택적으로 공급되도록 하는 솔레노이드밸브와;

엔진 회전수를 감지하여 미리 설정된 기준값과 비교하고, 감지된 엔진의 회전수가 기준값보다 작을경우 상기 솔레노이드밸브가 흡기관을 차단하여 흡기가 터보차저를 통과하지 않고 바이패스관을 통해 흡기매니폴드로 직접 공급되도록 하는 이시유; 로 구성된 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 구성된 장치의 제어방법은

엔진이 구동하면, 현재의 엔진 회전수를 감지하는 제 1 단계와;

엔진 회전수가 감지되면, 감지된 엔진 회전수가 미리 설정되어있는 기준값을비교하는 제 2 단계와;

상기 비교결과 감지된 회전수가 기준값 보다 작으면, 솔레노이드밸브를 회전시켜 흡기관을 차단하여 흡기가 바이패스관을 통해 흡기매니폴드로 직접 공급되도록 하는 제 3 단계와;

상기 비교결과 감지된 회전수가 기준값 보다 높으면,

솔레노이드밸브를 회전시켜 바이패스관을 차단하여 흡기가 터보차저의 콤프레서를 통해 과급되어 흡기매니폴드로 공급되도록 하는 제 4 단계; 로 진행되는 것을 특징으로 한다.

도 1 은 종래의 디젤엔진용 흡기 제어장치를 보인 도면.

도 2 는 본 발명의 흡기 제어장치를 보인 도면.

도 3 은 본 발명에 적용된 바이패스관과 솔레노이드밸브를 보인 도면.

도 4 는 본 발명의 제어과정을 보인 플로우챠트.

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

2 : 에어크리너 3 : 흡기관

4 : 흡기매니폴드 5 : 엔진

6 : 배기매니폴드 7 : 터보차저

20 : 바이패스관 21 : 솔레노이드밸브

22 : 이시유

이하, 첨부된 도면 도 2 내지 도 4 를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과같다.

본 발명의 설명에서 종래와 동일 구성요소에 대해서는 동일부호 처리하여 중복설명을 피했다.

도면부호 20은 흡기가 흡기매니폴드(4)에 직접 공급되도록 안내하는 바이패스관(20)을 나타낸다.

상기 바이패스관(20)은 흡기관(3)으로부터 분기되는데, 분기되는 위치는 에어크리너(2)의 후단으로부터 분기되도록 하는 것이 바람직하다.

상기 바이패스관(20)이 분기되는 흡기관(3)의 분기점에는 회전하여 흡기관(3) 또는 바이패스관(20)을 선택적으로 차단하는 솔레노이드밸브(21)를 형성하고, 상기 솔레노이드밸브(21)는 이시유(22)의 제어에 의해 구동하도록 한다.

이시유(22)는 엔진 회전수에 따라 상기 솔레노이드밸브(21)를 구동한다.

즉, 엔진 구동후 이시유(22)는 엔진의 회전수(R1)를 감지하고, 감지된 엔진 회전수(R1)가 기 저장되어있는 기준값 보다 큰지 아니면 작은지를 비교하며, 그 비교결과 현재의 회전수(R1)가 기준값 보다 작으면(저속운전), 이시유(22)는 솔레노이드밸브(21)를 구동시켜 흡기관(3)을 차단토록하여 에어크리너(2)에서 배출된 흡기가 바이패스관(20)을 통해 흡기매니폴드(4)에 직접 공급되도록 하여 엔진 구동에 필요한 충분한 양의 공기가 공급될 수 있도록 한다.

또, 상기 비교결과 현재의 회전수(R1)가 기준값 보다 크면(고속운전), 이시유(22)는 솔레노이드밸브(21)를 구동시켜 바이패스관(20)을 차단토록하여 에어크리너(2)에서 배출된 흡기가 흡기관(3)을 통해 터보차저(7)의 콤프레서(9)에 공급되어 고속으로 회전하는 콤프레서(9)에 의해 과급되어 흡기매니폴드(4)로 공급되도록 하는 것이다.

상기 설명에서 이시유의 회전수 비교를 위한 기준값은 여러번의 실험에 의해 얻어지며, 엔진 회전수가 기준값보다 클 경우에는 콤프레서(9)의 회전수가 충분히 빠르게되어 흡기관(3)을 통해 흡기매니폴드(4)로 공급되는 흡기를 충분히 과급할 수 있는 정도여야 한다.

이상에서 설명한 바와같이 본 발명은 에어크리너의 후단으로부터 흡기매니폴드를 연결하는 별도의 바이패스관을 형성하고, 엔진회전수가 기준값 이하일경우 상기 바이패스관을 개방시켜 흡기가 터보차저의 콤프레서를 거치지 않고 바이패스관을 통해 직접 흡기매니폴드로 공급되도록 하므로서, 터보차저가 장착된 디젤엔진에서 저속 주행시 엔진 구동에 필요한 충분한 양의 공기가 공급될 수 있도록 하여 저속 주행시의 엔진 출력을 향상시킴과 더불어 차량의 출발특성이 향상되고, 또 저속 운전시 충분한 공기가 공급됨에 따라 공연비가 개선되고, 스모크의 발생량이 현저히 감소되도록 한 디젤엔진용 흡기 제어장치와 그 제어방법을 제공하는 효과를 기대할 수 있다.

Claims (2)

1. 외부 공기를 흡입하는 흡기덕트(1)와, 흡기덕트(1)를 통해 유입되는 공기를 필터링하여 이물질을 제거하는 에어크리너(2)와, 상기 에어크리너(2)를 통과한 공기가 흡기매니폴드(4)에 공급되도록 안내하는 흡기관(3)과, 흡기관(3)을 통해 공급된 흡기를 엔진(5)의 각 연소실에 공급하는 흡기매니폴드(4)와, 배기압을 이용하여 흡기매니폴드(4)로 공급되는 흡기를 과급하는 터보차저를 포함하여 구성된 흡기 제어장치에 있어서,

   에어크리너(2)의 후단인 흡기관(3)으로부터 분기되어 흡기매니폴드(4)를 직접 연결하는 바이패스관(20)과;

   상기 흡기관(3)의 분기점에 설치되고, 회전하여 흡기가 흡기관(3) 또는 바이패스관(20)을 통해 선택적으로 공급되도록 하는 솔레노이드밸브(21)와;

   엔진 회전수를 감지하여 미리 설정된 기준값과 비교하고, 감지된 엔진의 회전수가 기준값보다 작을경우 상기 솔레노이드밸브(21)가 흡기관(3)을 차단하여 흡기가 터보차저를 통과하지 않고 바이패스관(20)을 통해 흡기매니폴드(4)로 직접 공급되도록 하는 이시유(22); 로 구성된 것을 특징으로 하는 디젤엔진용 흡기 제어장치.
2. 엔진이 구동하면, 현재의 엔진 회전수(R1)를 감지하는 제 1 단계와;

   엔진 회전수(R1)가 감지되면, 감지된 엔진 회전수(R1)가 미리 설정되어있는기준값을 비교하는 제 2 단계와;

   상기 비교결과 감지된 회전수(R1)가 기준값 보다 작으면, 솔레노이드밸브(21)를 회전시켜 흡기관(3)을 차단하여 흡기가 바이패스관(20)을 통해 흡기매니폴드(4)로 직접 공급되도록 하는 제 3 단계와;

   상기 비교결과 감지된 회전수(R1)가 기준값 보다 높으면,

   솔레노이드밸브(21)를 회전시켜 바이패스관(20)을 차단하여 흡기가 터보차저(7)의 콤프레서(9)를 통해 과급되어 흡기매니폴드(4)로 공급되도록 하는 제 4 단계; 로 진행되는 것을 특징으로 하는 디젤엔진용 흡기 제어장치.