KR200206471Y1 - 내연기관의급기기구 - Google Patents

Abstract

내연기관의 급기기구에 관한 본 고안은 실린더 내부로 공기를 유입시키기 위한 급기관을 포함하는 내연기관에 있어서, 상기 급기관의 유로에는 실린더내부로 유동하는 공기를 강제 유동시키는 프로펠러 휀을 설치한 것을 특징으로 한다. 상기와 같이 이루어지는 급기기구는, 급기관의 내부 유로에 소형 경량의 프로펠러 휀을 취부함으로써, 실린더로 유입하는 공기의 밀도를 상승시킴과 동시에 공기의 흐름에 와류를 형성하여, 공기와 연료와의 혼합성능을 보다 향상시켜 연료의 연소효율 및 폭발력을 증강시킬 수 있다. 또한 자체의 구조가 간단하고 소형 경량이며 자신의 구동력으로서, 엔진의 구동력을 사용하지 않으므로, 엔진의 출력을 더욱 증강시킬 수 있으며, 엔진 및 구동계의 내구성을 저하시키지 않는다는 효과가 있다.

Description

내연기관의 급기기구{Air charger in internal-combustion engine}

본 고안은 차량에 설치되는 과급기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 급기관의 유동통로에 프로펠러 팬을 취부한 구조를 갖는 내연기관의 급기기구에 관한 것이다.

엔진의 출력은 흡입하는 공기의 양과 매우 깊게 관련되어, 동일한 배기량의 엔진이라 하더라도 보다 많은 양의 공기를 흡입하면 보다 큰 출력을 얻을 수 있다. 엔진에서 실린더 내로 흡입되는 공기는 피스톤의 하강행정에서 발생하는 부분진공에 의하지만, 이 방법만으로는 엔진의 출력 향상을 기대할 수 없기 때문에 흡기관에 별도의 공기펌프를 설치하는 방법이 사용되어 왔다.

그러나 종래의 공기펌프는 엔진의 배기가스를 이용하거나, 엔진의 동력중의 일부를 사용하여 구동하여야 했으므로, 엔진의 출력을 위해서는 바람직하지 아니하였다. 또한 엔진의 구조가 복잡해지고 크기 및 중량이 증가하여 유지보수성이 불량하고, 아울러 대형엔진에 설치되는 공기펌프에 있어서, 운전조건에 따라 일단 회전속도가 저하되면 원래의 회전속도를 회복하는데 소요되는 시간이 오래걸려 응답성이 떨어진다. 아울러 상기 공기펌프의 구동에 의해 엔진 및 구동계의 내구성이 저하된다는 문제점이 있었다.

본 고안은 상기한 문제를 해소하고자 안출한 것으로서, 구조가 간단하고 소형 경량이며 구동력을 배터리로부터 공급받으므로, 유지보수 및 구동이 단순하고, 더 나아가 엔진 및 구동계의 내구성을 저하시키지 않는 내연기관의 급기기구를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 본 고안의 일 실시예에 따른 내연기관의 급기기구의 구성을 설명하기 위하여 개략적으로 도시한 도면.

도 2는 본 고안의 일 실시예에 따른 내연기관의 급기기구에 있어서, 프로펠러 휀의 취부구조를 나타내 보인 부분 절제 확대 사시도.

도 3은 본 고안의 일 실시예에 따른 내연기관의 급기기구의 설치상태를 보여주는 일부단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10:공기청정기 12:스로틀밸브

14:배터리 16:프로펠러 팬

17:케이싱 18:모터

19:프로펠러 20:동력선

22:전력선 24:점화스위치

26:급기관 27:관통구

28:실린더 30:시동모터

상기 목적을 달성하기 위하여 본 고안은, 점화스위치의 시동에 의해 회전하는 시동모터에 의해 기동하고, 실린더 내부로 공기를 유입시키는 급기관내에 공기를 강제 유동시키는 프로펠러 팬을 구비한 내연기관에 있어서,

상기 프로펠러 팬은 급기관과 스로틀밸브의 연결부에 설치되는 것으로, 스로틀밸브입구의 내주면에 지지되는 케이싱과, 상기 케이싱내에 설치되는 모터와, 상기 모터의 구동축에 고정되는 프로펠러를 포함하고, 상기 모터의 동력선은 급기관의 측벽을 관통하여 배터리와, 점화스위치와, 시동모터와 직렬회로를 이루어, 점화스위치의 시동신호와 동시에 구동하여 공기의 급기를 개시하도록 구성된 것을 특징으로 하는 내연기관의 급기기구.

이하, 본 고안을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 고안의 일 실시에에 따른 내연기관의 급기기구의 구성 및 작동을 설명하기 위해 도시한 도면이다.

도시한 바와 같이, 본 실시예의 급기기구는 실린더(28)내부로 외부공기를 과급시키기 위하여, 급기관(26)의 내부 유로에 프로펠러 팬(16)이 취부된다. 상기 프로펠러 팬(16)은 원통형의 케이싱(17)과, 상기 케이싱(17)의 내부에 위치하는 모터(18)와, 상기 모터(18)에 의해 회전하는 프로펠러(19)를 구비한다. 또한 상기 모터(18)는 배터리(14)에 의해 동작할 수 있도록 급기관(26)의 측벽에 형성된 관통구(27)를 통해 외부로 연장된 동력선(20)을 구비한다. 상기 관통구(27)는 동력선(20)을 포함한 상태에서 밀봉처리된다.

상기 급기관(26)의 입구부에는 공기청정기(10)가 설치되며, 공기청정기(10)를 통해 유입한 외기는 급기관(26)내를 유동하여 프로펠러 팬(16)을 통과하면서, 압축되어 스로틀밸브(12)를 통과하여 실린더(28)내로 급기되는 것이다.

한편, 상기 프로펠러 팬(16)은 배터리(14)에 의해 구동하며, 엔진의 시동과 동시에 기동하도록 점화스위치(24)와 연결된다. 상기 점화스위치(24)는 자동차 시동키박스를 의미한다. 즉, 공지의 사실과 같이, 엔진을 기동시키는 시동모터(30)는 운전자가 점화스위치(24)를 작동함과 동시에 베터리(14)로부터 전기를 인가받아 동작하여 엔진을 시동시키도록, 배터리(14) 및 점화스위치(24)와 전력선(22)으로 연결되어 회로를 구성하고 있다. 상기 점화스위치(24)는 시동전에는 단락상태를 유지하며, 운전자의 조작에 의해 연결되어 회로를 구성하여 엔진을 구동한다. 그런데, 본 발명에서는 프로펠러 팬(16)을 엔진의 구동과 동시에 동작시키도록 상기 전력선(22)이 이루는 회로가 프로펠러 팬(16)을 포함하여 구성된다. 즉, 상기 프로펠러 팬(16)의 모터(18)에 연결되어 있는 동력선(20)과, 상기 전력선(22)이 연결됨으로서, 베터리(14)와 점화스위치(24)와 프로펠러 팬(16) 및 시동모터(30)가 하나의 회로에 포함되도록 구성된다.

상기와 같이 구성된 본 실시예에 따른 내연기관의 급기기구의 동작은 다음과 같다.

먼저, 운전자가 점화스위치(24)를 조작하여 상기 회로를 폐회로로 전환하면, 배터리(14)로부터 전력을 인가받은 시동모터(30)가 구동하여 엔진을 시동시키고, 이와 동시에 프로펠러 팬(16)도 회전을 개시한다. 엔진이 동작하게 되면, 외부공기가 급기관(26)의 내부로 유입하기 시작하고, 상기 외부공기는 공기청정기(10)를 통과하여 급기관(26)내를 유동하다가, 프로펠러 팬(16)을 통과한다. 이 때 유동공기는 프로펠러 팬(16)의 회전운동에 의해 압축되어 밀도가 증가하며, 동시에 프로펠러(19)를 통과하면서 유동흐름이 매우 강한 난류로 변화한다. 따라서 상기 프로펠러 팬(16)을 통과한 공기가 스로틀밸브(12)를 지나면서 연료와 혼합됨에 있어서, 프로펠러 팬(16)을 통과한 공기는 흐름이 매우 불류칙한 난류상태이므로, 공기와 연료와의 혼합이 매우 잘 이루어진다. 상기한 바와 같이, 프로펠러 팬(16)을 통과하는 공기는 밀도가 증가하고, 아울러 연료와 혼합이 잘 이루어지므로 실린더(28)에 공급되는 혼합기의 연소효율 및 폭발성이 증가한다. 더우기 상기 프로펠러 팬(16)의 개수를 복수개로 설치하면 보다 큰 공기밀도를 얻을 수 있다. 본 고안자의 실험에 의하면, 프로펠러 팬(16)을 장착하지 않은 상태로 운전한 결과와, 한 개의 프로펠러 팬(16)을 장착한 상태로 운전하여 얻은 결과를 비교했을 때, 50%의 연비향상의 효과를 보았다.

도 2는 본 고안의 일 실시예에 따른 내연기관의 급기기구에 있어서, 프로펠러 팬의 취부구조를 도시한 도면이다.

도면을 참조하면, 통상의 급기관(26)은 스로틀밸브(12)의 입구와 클램프결합된다. 즉 급기관(26)의 단부 내주면에 스로틀밸브(12) 입구의 외주면이 밀착한 상태에서 클램프를 사용하여 조임으로서 급기관(26)과 스로틀밸브(12)의 결합이 이루어진다. 본 실시예에 따른 프로펠러 팬(16)은 상기 급기관(26)과 스로틀밸브(12)입구의 결합부위에 설치한다. 프로펠러 팬(16)의 케이싱(17)은 스로틀밸브(12)입구의 내주면과 접하도록 설치되며, 모터(18)에 연결되는 동력선(20)은 급기관(26)의 측벽에 형성된 관통구(27)를 통하여 전력선(22)과 연결된다.

아울러 상기 프로펠러 팬(16)의 취부위치는 급기관(26)의 유로중 임의의 지점에 설치될 수 있음은 물론이고, 프로펠러 팬(16)을 복수개 설치하여 공기의 밀도를 더욱 크게 할 수 있다.

도 3은 본 고안의 일 실시예에 따른 프로펠러 펜(16)의 취부구조를 단면도로 도시한 도면이다.

도시한 바와 같이, 모터(18)에 연결된 동력선(20)은 급기관(26)의 일측벽에 형성된 관통구(27)를 관통하여 급기관(26)의 외부로 연장되어 외부로부터 전력을 인가받도록 구성되어 있다.

이상 본 고안을 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 본 고안은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 고안의 기술적 사상의 범위내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

상기와 같이 이루어지는 본 고안의 내연기관의 급기기구는, 급기관의 내부 유로에 소형 경량의 프로펠러 팬을 취부함으로써, 실린더로 유입하는 공기의 밀도를 상승시킴과 동시에 공기의 흐름에 와류를 형성하여, 공기와 연료와의 혼합성능을 보다 향상시켜 연료의 연소효율 및 폭발력을 증강시킬 수 있다. 또한 자체의 구조가 간단하고 소형 경량이며 자신의 구동력으로서, 엔진의 구동력을 사용하지 않으므로, 엔진의 출력을 더욱 증강시킬 수 있으며, 엔진 및 구동계의 내구성을 저하시키지 않는다는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 점화스위치(24)의 시동에 의해 회전하는 시동모터(30)에 의해 기동하고, 실린더 내부로 공기를 유입시키는 급기관내에 공기를 강제 유동시키는 프로펠러 팬(16)을 구비한 내연기관에 있어서,

   상기 프로펠러 팬(16)은 급기관(16)과 스로틀밸브(12)의 연결부에 설치되는 것으로, 스로틀밸브(12)입구의 내주면에 지지되는 케이싱(17)과, 상기 케이싱(17)내에 설치되는 모터(18)와, 상기 모터(18)의 구동축에 고정되는 프로펠러(19)를 포함하고, 상기 모터(18)의 동력선(20)은 급기관(26)의 측벽을 관통하여 배터리(14)와, 점화스위치(24)와, 시동모터(30)와 직렬회로를 이루어, 점화스위치(24)의 시동신호와 동시에 구동하여 공기의 급기를 개시하도록 구성된 것을 특징으로 하는 내연기관의 급기기구.