KR200201134Y1 - 린번 엔진의 흡기장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 가속 페달 조작량에 따라서 차량의 일정 구동력 이상에서부터 스월 컨트롤 밸브가 서서히 작동하면서 흡기의 공급량이 점진적으로 조정되도록 하여 스월 컨트롤 밸브의 잦은 개폐작용에 따른 엔진의 구동성 불안이 방지될 수 있도록 하는 린번 엔진의 흡기장치에 대한 것으로서, 상기한 목적달성을 위하여 본 고안은

디바이딩 월에 의해 양분된 2개의 흡기포트를 통해 공기를 흡입하는 린번 엔진 구조에 있어서,

가속 페달 조작량에 따라 축회동하는 스월 밸브 레버(10)와;

상기한 스월 밸브 레버(10)의 양측으로 축삽입되어 외주연 일부를 호형으로 절개한 홈(21)에 스월 밸브 레버(10)의 작동간(12)이 걸려지도록 하며, 외측면으로는 외주연에 일정각도로 기어부(22)가 형성되도록 한 회동 플레이트(20)와;

상기한 양측 회동 플레이트(20)의 기어부(22)에 하단부로 축고정된 드럼기어(32)가 기어결합되어 연동하면서 상단부의 밸브 플레이트(32)를 회동시켜 양측 흡기포트(52)로부터 연장시킨 디바이딩 월에 의해 나누어진 흡기 매니폴드의 양측 흡기 통로 개도량을 조정하는 스월 컨트롤 밸브(30)로서 이루어지도록 하는 구성이 특징이다.

Description

린번 엔진의 흡기장치

본 고안은 흡기의 스월 유동성 향상으로 차량의 저속 구동성과 연소력이 증강될 수 있도록 하는 린번 엔진의 흡기장치에 대한 것이다.

일반적으로 차량 엔진은 흡입되는 공기량에 대해 적정의 연료를 공급시켜 일정비로 혼합된 혼합기의 연소력에 의해 구동되는 것인바 상기와 같은 혼합기 형성시 혼합비는 연소력에 가장 중요한 역할을 하게 된다.

하지만 연료는 통상 전자적인 제어에 의해 에어 클리너를 통해 유입되는 공기량에 의해 정해지게 되므로 결과적으로는 흡입 공기량에 의해서 연소력이 결정된다고 볼 수 있다.

한편 엔진에서의 흡기는 도 6에서 보는바와 같이 엔진 부압에 의해 에어 클리너(100)와 스로틀 바디(200)와 서지탱크(300) 및 흡기 매니폴드(400)를 통해서 연소실(500)로 공급되며, 흡입 공기량의 조정은 스로틀 바디(200)의 스로틀 밸브(210) 개도각에 따라 결정되는바 스로틀 밸브(210)는 운전자에 의한 가속 페달 조작으로 수행된다.

하지만 상기와 같은 구조에서 연소력을 보다 증강시키기 위해서는 흡입 공기량과 연료 분사량의 동일한 혼합비에서라는 조건이 전제되어야만 하는데 이에따라 최근 엔진 출력의 증대를 위해 가장 많이 연구되고 있는 분야가 공기의 유동성 및 혼합기 유동성이다.

즉 공기 및 혼합기의 유동성을 보다 증대시키게 되면 공기와 연료의 혼합성이 향상되면서 보다 연소력이 증대된다는 것이 최근의 시험에서 얻은 결과이다.

따라서 이같은 시험결과를 토대로 연구개발되어 현재 차량에 적용되고 있는 것이 흡기포트(600)를 2개로 형성되도록 하는 DOHC(Double Over Head Cam) 엔진 차량인바 최근에는 이를 더욱 발전시켜 흡기 유동성을 극대화시키게 되면 보다 적은 연료에 의해서도 동일한 출력이 발휘될 수 있다는 것이 증명되어 이를 구체화시킨 것이 린번 엔진이다.

상기한 린번 엔진은 2개의 흡기포트 중 일측의 흡기 포트로 스월 컨트롤 밸브가 장착되도록 하여 저부하시에는 스월 컨트롤 밸브가 미장착된 흡기포트(600)를 통해서만 흡기가 이루어지도록 하다 중고부하시가 되면 스월 컨트롤 밸브가 개방되면서 양측 흡기포트을 통해 동시에 다량의 공기가 연소실로 유도되면서 엔진 부하 상태에 따라 공기의 유입량 및 유동 속도를 차별화시켜 제어되도록 하는 것이다.

이같은 린번 엔진의 특징은 저부하시 일측의 흡기포트로만 공기가 흡입되도록 하되 흡기포트를 통과시 스월 유동을 유발시켜 유동성이 증대되도록 하면서 연료와의 혼합성이 향상되도록 하여 보다 적은 연료에 의해서도 충분한 연소력을 발휘할 수 있도록 하며, 중고부하시에는 양측의 흡기포트를 통해 대단히 빠른 속도로 공기가 흡입되도록 하여 리치한 혼합기의 형성으로 연소력이 증강되어 가속 응답성이 향상될 수 있도록 하는 것이다.

그러나 상기한 스월 컨트롤 밸브가 장착되는 린번 엔진의 흡기구조에서 스월 컨트롤 밸브는 일정 부하를 기준으로 단순히 개폐작용만을 하도록 하고 있으므로 엔진이 저부하와 중고부하상태를 자주 왕복하게 되는 경우 스월 컨트롤 밸브의 개폐작용이 잦아지면서 공기 유동량이 급격하게 변하여 그에 적절한 연료 공급 응답이 수행되지 못하므로서 운전성이 대단히 불안해지게 될 뿐만 아니라 다량의 연료소모만 촉진시키게 되는 문제점이 있는바 이는 특히 도심에서와 같은 잦은 부하변동이 유발되는 주행지역에서 더욱 심하다.

이에 본 고안은 상기한 바와같은 문제점을 개선시키기 위해 안출한 것으로, 본 고안은 가속 페달 조작량에 따라서 차량의 일정 구동력 이상에서부터 스월 컨트롤 밸브가 서서히 작동하면서 흡기의 공급량이 점진적으로 조정되도록 하여 스월 컨트롤 밸브의 잦은 개폐작용에 따른 엔진의 구동성 불안이 방지될 수 있도록 하는데 주된 목적이 있다.

또한 본 고안은 양측 흡기포트로 항상 흡입 공기가 유동되도록 하여 연료의 불필요한 소모가 방지될 수 있도록 하는데 다른 목적이 있다.

한편 본 고안의 또다른 목적은 엔진 흡기구 높이를 차별화시켜 연소실로 유입되는 공기 유입속도의 차이로 연소실내에의 혼합기 유동성이 보다 증대될 수 있도록 하는 것이다.

상기한 목적을 달성시키기 위하여 본 고안은

디바이딩 월에 의해 양분된 2개의 흡기포트를 통해 공기를 흡입하는 린번 엔진 구조에 있어서,

가속 페달 조작량에 따라 축회동하는 스월 밸브 레버와;

상기한 스월 밸브 레버의 양측으로 축삽입되어 외주연 일부를 호형으로 절개한 홈에 스월 밸브 레버의 작동간이 걸려지도록 하며, 외측면으로는 외주연에 일정각도로 기어부가 형성되도록 한 회동 플레이트와;

상기한 양측 회동 플레이트의 기어부에 하단부로 축고정된 드럼기어가 기어결합되어 연동하면서 상단부의 밸브 플레이트를 회동시켜 양측 흡기 포트로부터 연장시킨 디바이딩 월에 의해 나누어진 흡기 매니폴드에서의 양측 흡기 통로 개도량을 조정하는 스월 컨트롤 밸브로서 이루어지는 구성이 특징이다.

도 1은 본 고안에 따른 요부 구성을 도시한 분리 사시도

도 2는 본 고안에 따른 연소실 구조도

도 3도 및 도 4는 본 고안의 스월 컨트롤 밸브 작동 구조도

도 5는 본 고안의 작동 구조도

도 6는 종래의 흡기 구조도

※ 도면 중 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 스월 밸브 레버

11 : 케이블

12 : 작동간

20 : 회동 플레이트

21 : 홈

22 : 기어부

30 : 스월 컨트롤 밸브

31 : 드럼기어

33 : 회동 플레이트

이를 첨부한 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 도 1은 본 고안에 따른 주요 구성을 도시한 분리 사시도로서, 본 고안은 크게 스월 밸브 레버(10)와 회동 플레이트(20)와 스월 컨트롤 밸브(30)로서 이루어지는 구성이다.

상기한 구성에서 스월 밸브 레버(10)는 환형 띠형상이면서 외주면에는 가속 페달에 연동하는 케이블(11)이 감겨져 고정되며, 내주면의 일측으로부터는 중심을 향해 일정길이 작동간(12)이 돌설되도록 한 것으로서, 흡기 매니폴드 각 기통의 흡기 포트측 단부로 각각 또는 하나로 고정형성시킨 고정축(40)에 회동 가능하게 축설되어 지지되도록 한 구조이다.

그리고 상기한 회동 플레이트(20)는 외주연 일측이 일정각도 절개되어 상기한 스월 밸브 레버(10)의 양측으로 각각 삽입 축설되면서 상기한 절개된 홈(21)의 일측단부가 스월 밸브 레버(10)의 내주면 일측으로부터 돌설시킨 작동간(12)에 걸려져 동시에 연동되는 원형의 평판 플레이트로서, 상기한 스월 밸브 레버(10)와 마찬가지로 고정축(40)에 회동이 가능하게 축설되되 양측 회동 플레이트(20)간 대응되는 외측면의 외주연으로는 일정각도로 기어부(22)가 형성되도록 한다.

또한 상기한 각각의 회동 플레이트(20) 외측면측으로는 고정축(40)과는 수직 방향으로 스월 컨트롤 밸브(30)가 형성되도록 하는바 상기의 스월 컨트롤 밸브(30)는 회동축(31) 하부로 회동 플레이트(20)의 기어부(22)와 기어결합되는 드럼기어(32)가 축고정되고, 양측의 흡기포트로 각각 삽입되는 상단부에는 각 흡기포트의 통로를 개폐하는 밸브 플레이트(33)의 일단부가 일체로 결합형성되도록 한다.

한편 도 2에서 보는바와 같이 상기한 양측의 흡기포트(52)를 통과하게 되는 공기를 각 스월 컨트롤 밸브(30)에 의해서 제어되도록 하는 구조와 함께 연소실(50) 상부의 양측 흡기구(51) 높이 즉 피스톤 헤드(60) 상면과 흡기구(51)간 거리를 차별화시키게 되면 흡입되는 공기의 유입속도가 다르게 형성되면서 더욱 연소실(50)에서의 흡기 유동성이 활발해져 연료와의 혼합성과 함께 점화 플러그측으로의 보다 리치한 혼합기 형성이 용이해지게 된다.

도면 중 미설명부호 13은 케이블 가이드이며, 23은 리턴 스프링이다.

이하 상기한 구성에 따른 작용에 대해 설명하면 다음과 같다.

차량이 정지된 상태이거나 주행 중일 때 운전자에 의해 가속 페달을 조작하게 되면 스로틀 밸브가 연동하면서 흡기 매니폴드에는 일정량의 공기가 흡입되는바 이때 상기한 스로틀 밸브와 케이블(11)로 연결된 흡기 매니폴드의 각 기통별 흡기포트측 단부로 고정축(40)에 의해 회동 가능하게 축지지되도록 한 본 고안의 스월 밸브 레버(10)가 동시에 회전하면서 그 내주면 일측에 돌설시킨 작동간(12)이 동시에 회전된다.

상기한 작동간(12)은 도 3에서 보는바와 같이 회동 플레이트(20)의 외주연에 일정 각도 절개된 홈(21)의 일측 단부로 접촉된 상태이므로 타측 단부로 접촉될 때까지는 공회전하다 도 4에서와 같이 홈(21)의 타측 단부로 작동간(12)이 접촉되게 되면 그 이후에 비로소 회동 플레이트(20)를 회동시키게 된다.

즉 차량이 저속 주행을 하는 경우에는 스로틀 밸브 개도각이 적은 만큼 스월 밸브 레버(10)의 회전량도 적으므로 작동간(12)은 회동 플레이트(20)의 홈(21)내에 머물게 되는바 보다 가속 페달의 답입량을 크게 하여 중고속으로 주행하게 되면 그때 비로소 스월 밸브 레버(10)의 작동간(12)이 홈(21)의 타단부로 접촉되는 동시에 계속 타단부를 밀어내 회동 플레이트(20)를 회전시키게 되고, 이때 회동 플레이트(20)의 외주연 기어부(22)와 기어결합된 드럼기어(32)가 회전하면서 스윌 컨트롤 밸브(30)를 작동시키게 된다.

한편 상기의 스월 컨트롤 밸브(30)는 도 5에서 보는바와 같이 흡기포트(52)로 삽입된 밸브 플레이트(33)에 의해 처음에는 최소량의 공기만이 연소실(50)로 흡입될 수 있는 정도로 닫혀져 있다 회동 플레이트(20)의 회동으로 스월 컨트롤 밸브(30)의 회동축(31)이 축회전하게 되면 흡기포트(52)의 개도량이 점차 확장되면서 연소실(50)로 공급되는 흡기량을 증대시키게 된다.

따라서 차량의 저속구간에서는 스월 컨트롤 밸브(30)의 작동을 방지시켜 밸브 플레이트(33)에 의해 최소한의 공기량만이 흡기포트(52)를 통해서 연소실(50)로 공급되도록 하고, 중고속구간에 이르러서야 비로소 밸브 플레이트(33)가 서서히 회동하면서 흡기포트(52)를 통한 공기의 공급량을 증대시켜 주행성을 향상시키게 되는 것이다.

특히 상기와 같은 작용에 의해 연소실(50)로 공급되는 공기는 저속에서도 밸브 플레이트(33)에 의해 닫혀지지 않은 흡기포트(52)의 외측 통로를 통해 양측의 흡기포트(52)로 안정된 흡기가 수행되도록 하여 연료와의 혼합성을 향상시키게 될 뿐만 아니라 전술한 바와같이 연소실(50)내에서의 흡기구(51) 높이 또한 차별화시키게 되면 더욱 흡기 스월 유동성을 증대시킬 수가 있게 된다.

또한 중고속 주행시에도 양측 흡기포트(52)로의 공기 흡입량이 균등하게 이루어지면서 유동되는 공기의 스월작용에 의해 연료와의 혼합성을 향상시키는 동시에 연소실(50)에서의 유동성 증대로 연소력은 더욱 증강될 수가 있게 된다.

이로서 상기와 같은 작동구조에 의해 특히 저속 주행시의 양측 흡기포트(52)로의 균등한 공기공급으로 불필요한 연료 소모를 방지하고, 흡기의 유동성 증대로 연소효율 및 저속 주행 성능을 향상시키게 되는 이점이 있게 된다.

그러므로 본 고안에 따른 구조 개선으로 도심에서의 잦은 속도 변환으로 인한 변속성을 대단히 안정화시키면서 연소효율을 증대시켜 운전성과 함께 특히 저속 주행 성능을 향상시키면서 연비가 절감되는 매우 유용한 효과가 있게 된다.

Claims (2)

1. 디바이딩 월에 의해 양분된 2개의 흡기포트를 통해 공기를 흡입하는 린번 엔진 구조에 있어서,

   가속 페달 조작량에 따라 축회동하는 스월 밸브 레버(10)와;

   상기한 스월 밸브 레버(10)의 양측으로 축삽입되어 외주연 일부를 호형으로 절개한 홈(21)에 스월 밸브 레버(10)의 작동간(12)이 걸려지도록 하며, 외측면으로는 외주연에 일정각도로 기어부(22)가 형성되도록 한 회동 플레이트(20)와;

   상기한 양측 회동 플레이트(20)의 기어부(22)에 하단부로 축고정된 드럼기어(32)가 기어결합되어 연동하면서 상단부의 밸브 플레이트(32)를 회동시켜 양측 흡기포트(52)로부터 연장시킨 디바이딩 월에 의해 나누어진 흡기 매니폴드(70)의 양측 흡기 통로 개도량을 조정하는 스월 컨트롤 밸브(30);

   로서 이루어지는 구성을 특징으로 하는 린번 엔진의 흡기장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기한 스월 컨트롤 밸브 작동 구조를 구비한 엔진의 연소실(50) 상부의 양측 흡기구(51)는 피스톤 헤드(60) 상면과 흡기구(51)간 거리가 서로 다르게 형성되도록 하는 구성을 특징으로 하는 린번 엔진의 흡기장치.