KR200252997Y1 - system for forcibly compressing and cooling and supplying inlet air of internal combustion engine - Google Patents

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KR200252997Y1
KR200252997Y1 KR2020010023220U KR20010023220U KR200252997Y1 KR 200252997 Y1 KR200252997 Y1 KR 200252997Y1 KR 2020010023220 U KR2020010023220 U KR 2020010023220U KR 20010023220 U KR20010023220 U KR 20010023220U KR 200252997 Y1 KR200252997 Y1 KR 200252997Y1
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윤준구
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(주)세정이에스
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Abstract

본 고안은 내연기관의 흡기 강제 압축 및 냉각 공급 시스템에 관한 것으로서, 에어호스에 의해 에어 클리너에 연통된 흡기 매니폴드를 가진 엔진 연소실; 에어 클리너로부터 공급되는 청정 공기에 의해 회전되는 제1 터빈과, 변속부재에 의해 변속되어 제1 터빈 보다 소정 속도로 증속되어 회전되는 제2 터빈을 가지며, 흡기 매니폴드 측으로 청정 공기를 공급하도록 에어호스 상에 설치된 터보 챠저; 터보 챠저로부터 공급되는 청정 공기를 복수의 주름관부재에 의해 지연 및 소용돌이를 발생시키면서 압축시키고 냉각부재에 의해 냉각시킬 수 있도록 에어호스 상에 설치된 쿨러; 및 에어 클리너에 설치된 공기공급부재와 제2 터빈의 측면에 설치된 밸브부재 사이를 연결하는 바이패스경로 상에 설치되며, 에어 클리너로부터 공급되는 공기를 지연시킴과 동시에 소용돌이를 발생시킬 수 있는 서브주름관부재를 갖는 서브 쿨러를 구비한다.The present invention relates to an intake forced compression and cooling supply system of an internal combustion engine, comprising: an engine combustion chamber having an intake manifold connected to an air cleaner by an air hose; A first turbine rotated by clean air supplied from the air cleaner, and a second turbine shifted by the transmission member and accelerated and rotated at a predetermined speed than the first turbine, to supply clean air to the intake manifold. A turbocharger installed on the top; A cooler installed on the air hose to compress clean air supplied from the turbocharger while generating delay and vortex by the plurality of corrugated pipe members and to cool the cool air by the cooling member; And a sub-pleated pipe member which is installed on a bypass path connecting the air supply member installed in the air cleaner and the valve member provided on the side of the second turbine, to delay the air supplied from the air cleaner and to generate a vortex. It has a sub cooler having.

Description

내연기관의 흡기 강제 압축 및 냉각 공급 시스템 {system for forcibly compressing and cooling and supplying inlet air of internal combustion engine}Forced intake and cooling supply system of an internal combustion engine {system for forcibly compressing and cooling and supplying inlet air of internal combustion engine}

본 고안은 내연기관의 흡기 강제 압축 및 냉각 공급 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 에어 클리너로부터 흡기 매니폴드로 공급되는 흡입 공기(흡기)를 강제적으로 압축하고 냉각하여 공급하기 위한 내연기관의 흡기 강제 압축 및 냉각 공급 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an intake forced compression and cooling supply system of an internal combustion engine, and more particularly, to force intake of an internal combustion engine to forcibly compress, cool, and supply intake air (intake) supplied from an air cleaner to an intake manifold. A compression and cooling supply system.

일반적으로, 내연기관은 연료와 공기를 적절히 혼합하여 그 혼합 공기를 엔진의 실린더 내부로 유입시키고, 엔진 내부로 유입된 혼합 공기를 점화수단에 의해 점화시켜서 소요 동력을 얻는 것으로서, 가솔린 또는 디젤 등을 주 연료로 사용한다.In general, an internal combustion engine mixes fuel and air appropriately, introduces the mixed air into the cylinder of the engine, and obtains the required power by igniting the mixed air introduced into the engine by the ignition means. Use as main fuel.

내연기관은 분사되는 연료가 원활히 연소될 수 있도록 에어 클리너에서 흡입된 공기를 필터로 정화한 후, 분사되는 연료와 자연적으로 혼합 시켜 기화기나 분사기로 분사함으로써 동력을 생성한다. 따라서, 내연기관의 출력은 엔진의 회전수와 배기량 및 혼합기체의 압력에 비례하게 된다. 만약, 엔진의 배기량과 회전수가동일한 경우에 엔진의 출력을 향상시키기 위해서는 혼합기체의 압력을 높여야만 하며, 그러기 위해서는 흡입 공기(흡기)의 양을 증가시켜야 한다.The internal combustion engine generates power by purifying the air sucked from the air cleaner with a filter so that the injected fuel can be burned smoothly, and then naturally mixed with the injected fuel and injecting it into a vaporizer or an injector. Therefore, the output of the internal combustion engine is proportional to the engine speed and displacement and the pressure of the mixed gas. If the engine displacement and rotational speed are the same, the pressure of the mixed gas must be increased to improve the engine output, and the amount of intake air (intake) must be increased.

종래의 흡기 증대장치는 미국특허 제3877907호, 제4962642호, 일본 특개평 소58-13122호, 국내 실용신안공개 제85-1789호 등의 과급기가 있다. 그러나, 이러한 과급장치들은 엔진 시동시 자연적으로 흡입되는 공기량 이외에는 대기의 공기를 더 많이 실린더 내로 강제로 흡입시킬 수 없으므로 엔진의 출력의 급격한 증대 효과를 기대할 수 없었다.Conventional air intake increasing apparatuses include superchargers such as U.S. Patent Nos. 3877907, 4962642, Japanese Patent Laid-Open No. 58-13122, and Korean Utility Model Publication No. 85-1789. However, these superchargers are not able to forcibly inhale more atmospheric air into the cylinder other than the amount of air naturally inhaled at engine start, so a sudden increase in the output of the engine could not be expected.

강제 흡입력을 이용한 종래의 엔진 출력향상 장치는, 배기압에 의한 회전날개의 회전력을 이용한 터보 챠져가 개발된 바 있으나, 이는 원천적으로 배기를 이용하는 기술이며, 중, 저속에서는 오히려 출력을 저하시키게 되므로 고속 주행에만 이용되고 있는 실정이다.Conventional engine output improving device using forced suction force has been developed a turbocharger using the rotational force of the rotary blades by the exhaust pressure, but this is a technology that uses the exhaust in nature, but at a low and medium speed, the output is reduced rather than high speed It is used only for driving.

한편, 대한민국 특허공고 제94-3524호, 제94-6055호 등과 같이 전동모터를 이용하여 자연 공기를 압축하는 방식이 있으나, 이들은 에어 클리너의 공기 구멍들을 막아서 전동모터를 설치하게 되므로 저속에서 출력 향상에 기여할 수 있으나, 고속에서는 오히려 엔진의 출력이 저하되는 문제점이 있었다.On the other hand, there is a method of compressing natural air by using an electric motor, such as Korean Patent Publication No. 94-3524, 94-6055, etc., but they improve the output at low speed because the electric motor is installed by blocking the air holes of the air cleaner It may contribute to, but at a high speed there was a problem that the output of the engine is lowered.

본 고안은 상기 문제점을 해소하기 위해 착상된 것으로서, 주로 에어 클리너로부터 흡기 매니폴드로 공급되는 흡입 공기를 1차터빈과 2차터빈이 채용된 터보 챠저와, 특수한 구조를 가진 쿨러장치들을 이용하여 흡기를 강제적으로 압축하고 공기를 냉각시켜 공급할 수 있도록 구조가 개선된 내연기관의 흡기 강제 압축 및냉각 공급 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been conceived to solve the above problems, mainly intake air supplied from the air cleaner to the intake manifold intake by using a turbocharger employing a primary turbine and a secondary turbine, and cooler devices having a special structure It is an object of the present invention to provide an intake forced compression and cooling supply system of an internal combustion engine whose structure is improved to forcibly compress and supply air by cooling.

도 1은 본 고안의 제1실시예에 따른 내연기관의 흡기 강제 압축 및 냉각 공급 시스템을 개략적으로 도시한 구성도.1 is a configuration diagram schematically showing an intake forced compression and cooling supply system of an internal combustion engine according to a first embodiment of the present invention;

도 2는 도 1에 도시된 변속부재의 구성을 개략적으로 도시한 단면도.2 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the shifting member shown in FIG.

도 3은 도 1에 도시된 쿨러의 구성을 개략적으로 도시한 부분 절개 사시도.3 is a partial cutaway perspective view schematically showing the configuration of the cooler shown in FIG.

도 4는 도 1에 도시된 밸브부재의 구성을 개략적으로 도시한 단면도.4 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the valve member shown in FIG.

도 5는 본 고안의 제2실시예에 따른 내연기관의 흡기 강제 압축 및 냉각 공급 시스템을 개략적으로 도시한 구성도.Figure 5 is a schematic diagram showing the intake forced compression and cooling supply system of the internal combustion engine according to a second embodiment of the present invention.

도 6은 도 5에 도시된 서브 챠저의 구성을 개략적으로 도시한 단면도.FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the subcharger shown in FIG. 5. FIG.

도 7은 도 5에 도시된 가속임펠러의 구성을 도시한 사시도.7 is a perspective view showing the configuration of the acceleration impeller shown in FIG.

도 8은 도 5에 도시된 특수 가스켓의 구성을 도시한 사시도.8 is a perspective view showing the configuration of a special gasket shown in FIG.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10...에어 클리너 12...에어호스 20...엔진연소실10 Air cleaner 12 Air hose 20 Engine combustion chamber

22...흡기 매니폴드 21...배기 매니폴드 24...엔진 밸브실22 Intake manifold 21 Exhaust manifold 24 Engine valve compartment

30...터보 챠저 32...제1터빈 34...제2터빈30.Turbocharger 32.First turbine 34.Two turbine

36...변속부재 40...쿨러 42...주름관부재36 Transmission member 40 Cooler 42 Corrugated pipe member

44...냉각부재 45...볼록부 46...파이프44 Cooling element 45 Convex 46 Pipe

50...공기공급부재 60...밸브부재 62...바이패스경로50 Air supply member 60 Valve member 62 Bypass path

70...서브 쿨러 80...서브 챠저 90...특수 가스켓70 ... Sub cooler 80 ... Subcharger 90 ... Special gasket

110...필터부재 120...방열형 필터부재110 Filter element 120 Heat-resistant filter element

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 에어호스에 의해 에어 클리너에 연통된 흡기 매니폴드를 가진 엔진 연소실; 상기 에어 클리너로부터 공급되는 청정 공기에 의해 회전되는 제1 터빈과, 변속부재에 의해 변속되어 상기 제1 터빈 보다 소정 속도로 증속되어 회전되는 제2 터빈을 가지며, 상기 흡기 매니폴드 측으로 청정 공기를 공급하도록 상기 에어호스 상에 설치된 터보 챠저; 상기 터보 챠저로부터 공급되는 청정 공기를 복수의 주름관부재에 의해 지연 및 소용돌이를 발생시키면서 압축시키고 냉각부재에 의해 냉각시킬 수 있도록 상기 에어호스 상에 설치된 쿨러; 및 상기 에어 클리너에 설치된 공기공급부재와 상기 제2 터빈의 측면에 설치된 밸브부재 사이를 연결하는 바이패스경로 상에 설치되며, 상기 에어 클리너로부터 공급되는 공기를 지연시킴과 동시에 소용돌이를 발생시킬 수 있는 서브주름관부재를 구비한 서브 쿨러를 구비한다.The present invention for achieving the above object, the engine combustion chamber having an intake manifold in communication with the air cleaner by the air hose; A first turbine rotated by clean air supplied from the air cleaner, and a second turbine shifted by the transmission member and accelerated and rotated at a predetermined speed than the first turbine, and supplies clean air to the intake manifold. A turbocharger mounted on the air hose so as to; A cooler installed on the air hose to compress the clean air supplied from the turbocharger while generating a delay and vortex by a plurality of corrugated pipe members and to cool the air by the cooling member; And a bypass path connecting the air supply member installed in the air cleaner and the valve member installed on the side surface of the second turbine, and delaying the air supplied from the air cleaner and generating a vortex at the same time. A sub cooler having a sub pleated pipe member is provided.

본 고안에 따른 내연기관의 흡기 강제 압축 및 냉각 공급 시스템에 있어서, 상기 터보 챠저는 상기 제1 터빈과 상기 제2 터빈의 회전수 보다 1.5 내지 3배의 범위인 것이 바람직하다.In the forced intake compression and cooling supply system of the internal combustion engine according to the present invention, the turbocharger is preferably in the range of 1.5 to 3 times the rotation speed of the first turbine and the second turbine.

본 고안에 따른 내연기관의 흡기 강제 압축 및 냉각 공급 시스템에 있어서, 상기 변속부재는: 상기 제1 터빈의 회전축에 설치되는 원웨이 베어링; 상기 제1 터빈의 회전력에 의해 회전되는 관성바퀴; 상기 관성바퀴의 회전축과 상기 제2 터빈의 회전축을 치차 결합 또는 벨트/풀리 결합 또는 건식롤러 결합 또는 체인/기어결합 중 어느 하나의 방식에 의해 결합된 증속부를 구비한다.In the forced intake compression and cooling supply system of the internal combustion engine according to the present invention, the transmission member comprises: a one-way bearing installed on the rotating shaft of the first turbine; An inertial wheel rotated by the rotational force of the first turbine; And a speed increasing unit coupled to the rotary shaft of the inertia wheel and the rotary shaft of the second turbine by any one of gear coupling, belt / pulley coupling, dry roller coupling, or chain / gear coupling.

본 고안에 따른 내연기관의 흡기 강제 압축 및 냉각 공급 시스템에 있어서, 상기 쿨러의 상기 냉각부재는: 입구와 출구 사이에 설치된 상기 주름관부재를 통과하는 청정 공기를 냉각시킬 수 있도록 외부에 다수의 방열핀이 마련된 통형 본체; 및 상기 본체 내부로 냉각 공기를 공급할 수 있도록 상기 본체의 일단에 설치된 냉각팬을 구비한다.In the forced intake compression and cooling supply system of the internal combustion engine according to the present invention, the cooling member of the cooler is: a plurality of heat radiation fins on the outside to cool the clean air passing through the corrugated pipe member installed between the inlet and the outlet A cylindrical body provided; And a cooling fan installed at one end of the main body to supply cooling air into the main body.

본 고안에 따른 내연기관의 흡기 강제 압축 및 냉각 공급 시스템에 있어서, 상기 쿨러의 상기 주름관부재는: 서로 소정 간격을 가진 다수의 볼록부가 마련된 복수의 파이프가 소정 패턴으로 상기 쿨러의 입구와 출구 사이에 연결되는 것이 바람직하다.In the forced intake compression and cooling supply system of an internal combustion engine according to the present invention, the corrugated pipe member of the cooler includes: a plurality of pipes provided with a plurality of convex portions having a predetermined distance from each other in a predetermined pattern between an inlet and an outlet of the cooler. It is preferred to be connected.

본 고안에 따른 내연기관의 흡기 강제 압축 및 냉각 공급 시스템에 있어서, 상기 밸브부재는: 상기 바이패스경로에 연결되며 입구 스토퍼가 마련된 입력부와, 상기 제2 터빈에 연결되며 출구 스토퍼가 마련된 출력부를 가진 밸브관; 상기 입구 스토퍼에 형합되며 방사상의 제1공기구멍들이 마련되는 접촉부와, 접촉부의 외주면에 방사상의 제2공기구멍들이 마련된 돌출부를 가지며, 단면이 대략 모자 형상을 이루며 상기 밸브관 내부에서 슬라이딩 가능한 밸브; 및 상기 밸브를 상기 입력부 방향으로 탄성바이어스시키기 위해 상기 출구 스토퍼와 상기 돌출부 사이에 설치된 스프링을 구비한다.In the forced intake compression and cooling supply system of an internal combustion engine according to the present invention, the valve member includes: an input part connected to the bypass path and provided with an inlet stopper, and an output part connected to the second turbine and provided with an outlet stopper. Valve tube; A valve formed in the inlet stopper and having a contact portion provided with radial first air holes, and a projection portion provided with radial second air holes on an outer circumferential surface of the contact portion, the valve having a hat-shaped cross section and slidable inside the valve tube; And a spring provided between the outlet stopper and the protrusion to elastically bias the valve in the direction of the input.

본 고안에 따른 내연기관의 흡기 강제 압축 및 냉각 공급 시스템은, 상기 엔진 연소실의 밸브실 커버에 밀집되는 블로우 바이 가스 및/또는 상기 엔진 연소실의 배기 매니폴드로부터 배출되는 배기가스의 일부를 상기 터보 챠저 방향으로 리턴시켜 상기 제1 터빈의 회전축의 회전력을 증가시키기 위한 서브 챠저를 더 구비한다.The intake forced compression and cooling supply system of the internal combustion engine according to the present invention includes a blow-by gas concentrated in a valve chamber cover of the engine combustion chamber and / or a part of the exhaust gas discharged from an exhaust manifold of the engine combustion chamber. And a subcharger for returning in the direction to increase the rotational force of the rotary shaft of the first turbine.

본 고안에 따른 내연기관의 흡기 강제 압축 및 냉각 공급 시스템에 있어서, 상기 서브 챠저는: 상기 제1차 터빈의 회전축에 설치되며, 입구 파이프 및 출구 파이프에 의해 연결되며, 상기 제1,2 터빈과 분리되는 공간을 가진 가속터빈을 구비한다.In the intake forced compression and cooling supply system of an internal combustion engine according to the present invention, the subcharger is installed on a rotating shaft of the primary turbine, and is connected by an inlet pipe and an outlet pipe, and the first and second turbines. It has an acceleration turbine with a separate space.

본 고안에 따른 내연기관의 흡기 강제 압축 및 냉각 공급 시스템에 있어서, 상기 가속터빈은: 상기 1차 터빈의 회전축 상에 설치되는 원웨이 베어링; 상기 입구 파이프에 의해 분출되는 공기에 의해 회전될 수 있도록 상기 원웨이 베어링 외주에 설치된 임펠러를 구비한다.In the intake forced compression and cooling supply system of the internal combustion engine according to the present invention, the acceleration turbine comprises: a one-way bearing installed on the rotation shaft of the primary turbine; And an impeller installed on the outer circumference of the one-way bearing so as to be rotated by the air blown out by the inlet pipe.

본 고안에 따른 내연기관의 흡기 강제 압축 및 냉각 공급 시스템에 있어서, 상기 서브 챠저는: 상기 엔진 연소실의 밸브실 커버에 밀집되는 블로우 바이 가스를 상기 입구 파이프로 리턴시키기 위한 블로우 바이 가스 라인; 상기 엔진 연소실의 배기 매니폴드로부터 배출되는 배기가스의 일부를 상기 입구 파이프로 리턴시키기 위한 배기가스라인; 및 상기 출구 파이프와 상기 에어 클리너 사이를 연결하는 보조라인 상에 설치된 방열형 필터부재를 구비한다.An intake forced compression and cooling supply system of an internal combustion engine according to the present invention, the subcharger includes: a blow-by gas line for returning a blow-by gas concentrated in a valve chamber cover of the engine combustion chamber to the inlet pipe; An exhaust gas line for returning a part of exhaust gas discharged from an exhaust manifold of the engine combustion chamber to the inlet pipe; And a heat dissipation filter member installed on an auxiliary line connecting the outlet pipe and the air cleaner.

이하, 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 내연기관의 흡기 강제 압축 및 냉각 공급 시스템을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, an intake forced compression and cooling supply system of an internal combustion engine according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 고안의 제1실시예에 따른 내연기관의 흡기 강제 압축 및 냉각 공급 시스템을 개략적으로 도시한 장치 구성도이다.FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an apparatus configuration of an intake forced compression and cooling supply system of an internal combustion engine according to a first embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 시스템(100)은, 에어호스(12)에 의해 에어 클리너(10)에 연통되고, 흡기 매니폴드(22)를 가진 엔진 연소실(20)과, 제1 터빈(32), 제2 터빈(34), 및 변속부재(36)를 구비하고, 에어호스(12) 상에 설치된 터보 챠저(30)와, 주름관부재(42)와 냉각부재(44)를 가지며, 터보 챠저(30)로부터 공급되는 청정 공기를 지연 및 압축시키기 위해 에어호스(12) 상에 설치된 쿨러(40)와, 에어 클리너(10)에 설치된 공기공급부재(50)와, 제2 터빈(34)에 설치된 밸브부재(60)와 공기공급부재(50) 사이를 연결하는 바이패스경로(62) 상에 설치되며 서브주름관부재(72)를 가진 서브 쿨러(70)를 구비한다.Referring to FIG. 1, the system 100 according to the present embodiment includes an engine combustion chamber 20 communicating with an air cleaner 10 by an air hose 12, having an intake manifold 22, and a first embodiment. It is provided with the turbine 32, the 2nd turbine 34, and the transmission member 36, and has the turbocharger 30 installed on the air hose 12, the corrugated pipe member 42, and the cooling member 44. In order to delay and compress the clean air supplied from the turbocharger 30, the cooler 40 installed on the air hose 12, the air supply member 50 installed on the air cleaner 10, and the second turbine ( It is provided on the bypass path 62 for connecting between the valve member 60 and the air supply member 50 installed in 34, and has a sub cooler 70 having a sub-pleated pipe member 72.

상기 에어 클리너(10)는 통상의 에어 클리너의 구조를 가지며, 공기공급부재 (50)가 설치될 수 있는 별도의 설치부(14)가 마련된다. 상기 엔진 연소실(20)은 내연기관의 통상적인 엔진 연소실과 동일한 구조를 가진다. 흡기 매니폴드(22)는 에어호스(12)에 의해 에어 클리너(10)에 연결된다.The air cleaner 10 has a structure of a conventional air cleaner, and is provided with a separate installation unit 14 on which the air supply member 50 may be installed. The engine combustion chamber 20 has the same structure as a conventional engine combustion chamber of an internal combustion engine. The intake manifold 22 is connected to the air cleaner 10 by the air hose 12.

상기 터보 챠저(30)는 제1 터빈(32)이 설치되고 에어호스(12)와 연결되는 제1터빈 포트(38)를 가진 제1터빈실(31)과, 에어호스(12)와 연결되는 제2터빈포트 (33)가 마련되고 제2 터빈(34)이 설치되며 밸브부재(60)가 설치되는 제2터빈실(35)과, 공기를 연통시킬 수 있는 그릴(37)에 의해 제1,2터빈실(31)(35)에 연통되는 연통로(37a)가 외주면에 형성되고 중앙에 변속부재(36)가 설치될 수 있는 변속부재실 (39)을 구비한다.The turbocharger 30 has a first turbine chamber 31 having a first turbine port 38 installed with a first turbine 32 and connected to the air hose 12, and connected to the air hose 12. The second turbine port 33 is provided, the second turbine 34 is installed, the second turbine chamber 35, the valve member 60 is installed, the first by the grill 37 which can communicate air A communication path 37a communicating with the two turbine chambers 31 and 35 is formed on the outer circumferential surface and has a transmission member chamber 39 in which a transmission member 36 can be installed in the center.

상기 제1 터빈(32)은 에어 클리너로(10)부터 공급되는 청정 공기에 의해 회전되면서 그 청정 공기를 그릴(37)과 연통로(37a)를 통해 제2터빈실(35)로 공급하기 위해 제1 회전축(32a)에 의해 회전되는 제1임펠러(32b)를 구비한다.The first turbine 32 is rotated by the clean air supplied from the air cleaner 10 to supply the clean air to the second turbine chamber 35 through the grill 37 and the communication path 37a. A first impeller 32b rotated by the first rotating shaft 32a is provided.

상기 제2 터빈(34)은 변속부재(36)에 의해 증속 회전되고, 서브 챠저(70)에 의해 공급되는 공기에 의해 회전될 수 있도록 제2회전축(34a)에 설치된 제2임펠러 (34b)를 구비한다.The second turbine 34 has a second impeller 34b installed on the second rotating shaft 34a so as to be rotated at an increased speed by the transmission member 36 and rotated by air supplied by the subcharger 70. Equipped.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 변속부재(36)는 제2터빈(34)을 제1 터빈(32)의 회전수 보다 약 1.5 내지 3배의 범위로 증속 회전시키기 위한 것으로서, 제1 회전축(32a) 및 제1임펠러(32b) 사이에 설치되어 제1회전축(32a)의 역회전을 방지하는 원웨이 베어링(1)과, 제1임펠러(32b)의 회전력에 의해 회전되는 관성바퀴(2)와, 소정의 증속비를 유지하기 위해 제1회전축(32a)과 제2회전축(34a)을 연결하는 증속부(3)를 구비한다.As shown in FIG. 2, the transmission member 36 is configured to rotate the second turbine 34 at a speed of about 1.5 to 3 times the rotation speed of the first turbine 32, and includes a first rotation shaft ( One-way bearing 1 installed between 32a) and first impeller 32b to prevent reverse rotation of first rotating shaft 32a, and an inertial wheel 2 that is rotated by the rotational force of first impeller 32b. And a speed increasing unit 3 for connecting the first rotating shaft 32a and the second rotating shaft 34a to maintain a predetermined speed ratio.

상기 증속부(3)는 관성바퀴(2)의 회전축(2a)과 제2 회전축(34a)을 치차 결합, 벨트/풀리 결합, 건식롤러 결합 또는 체인/기어 결합 중 어느 하나의 방식에 의해 결합하기 위한 것이다. 상기 증속부(3)의 구성 중 치차 결합 형태의 예를 설명하면 다음과 같다.The speed increasing portion 3 is coupled to the rotary shaft 2a and the second rotary shaft 34a of the inertia wheel 2 by any one of gear coupling, belt / pulley coupling, dry roller coupling or chain / gear coupling. It is for. Referring to the example of the gear coupling form of the configuration of the speed increasing unit 3 as follows.

상기 증속부(3)는 제1회전축(32a)의 일단에 설치된 구동기어(4)와, 제2회전축(34a)의 일단에 설치된 종동기어(5)와, 구동기어(4)와 관성바퀴(2)의 회전축(2a)에 각각 기어 결합되는 1차기어(6)와, 관성바퀴(2)의 회전축(2a)과 종동기어(5)에 각각 치차 결합되는 2차기어(7)를 구비한다.The speed increasing unit 3 includes a drive gear 4 provided at one end of the first rotation shaft 32a, a driven gear 5 provided at one end of the second rotation shaft 34a, a drive gear 4 and an inertia wheel ( A primary gear 6 geared to the rotary shaft 2a of 2) and a secondary gear 7 geared to the rotary shaft 2a and the driven gear 5 of the inertia wheel 2, respectively. .

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 터보 챠저(30)는 제1,2임펠러(32b)(34b)의날개의 모양 및 비틀림 각도의 차이를 이용하여 효율적인 성능을 기대할 수 있다. 또한, 제1,2임펠러(32b)(34b)의 회전 방향도 성능에 영향을 미친다. 그러므로, 임펠러(32b)(34b)의 날개 모양 및 비틀림 각도 및 그 회전 방향에 대해서는 당업자에 의해 용이하게 구현될 수 있는 범위 내에서 얼마든지 변형이 가능하기 때문에 여기에서는 그 상세한 설명은 생략한다.As shown in FIG. 1, the turbocharger 30 may expect efficient performance by using a difference between the shape and the twist angle of the wings of the first and second impellers 32b and 34b. In addition, the rotational direction of the first and second impellers 32b and 34b also affects the performance. Therefore, the wing shape and twist angle of the impellers 32b and 34b and the rotational direction thereof can be modified within the range that can be easily implemented by those skilled in the art, and thus the detailed description thereof is omitted here.

도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 쿨러(40)는 주름관부재(42)에 의해 터보 챠저(30)의 제2 터빈(34)의 제2터빈 포트(33)를 통해 공급되는 청정 공기를 지연 및 소용돌이치게 하면서 냉각부재(44)에 의해 냉각시킴으로써 공기를 압축시키기 위한 것이다.As shown in FIGS. 1 and 3, the cooler 40 is supplied by the corrugated pipe member 42 through the second turbine port 33 of the second turbine 34 of the turbocharger 30. It is for compressing the air by cooling by the cooling member 44 while delaying and swirling.

이를 위해, 쿨러(40)는 양단에 각각 에어호스(12)와 연결되는 입구(46)와 출구(48)를 가진 원통형 본체(41)와, 본체(41) 내부에 배열되는 주름관부재(42)와, 주름관부재(42)를 통과하는 청정 공기를 냉각시키기 위한 냉각부재(44)를 구비한다.To this end, the cooler 40 has a cylindrical body 41 having an inlet 46 and an outlet 48 connected to the air hose 12 at both ends, and a corrugated pipe member 42 arranged inside the body 41. And a cooling member 44 for cooling the clean air passing through the corrugated pipe member 42.

상기 본체(41)는 밀집된 공간이 마련되고 도면에는 원통형으로 도시되어 있지만, 다각형 바람직하게는 직육면체 형상을 가진다.The main body 41 is provided with a compact space and is shown cylindrical in the figure, but preferably has a polygonal, preferably rectangular parallelepiped shape.

상기 주름관부재(42)는 서로 소정 간격을 가진 다수의 볼록부(45)가 마련된 복수의 파이프(47)가 소정 패턴 즉, 바람직하게는 밀도를 최대한 높일 수 있게 배열되도록 본체(41)의 입구(16)와 출구(48) 사이에 연결된다. 그러므로, 터보 챠저 (30)로부터 공급되는 청정공기는 쿨러(40)의 입구(46)를 통해 유입되고 그러한 공기는 주름관부재(42)의 파이프(47)를 통해서 출구(48)로만 배출되게 되어 있다.The corrugated pipe member 42 may include a plurality of pipes 47 provided with a plurality of convex portions 45 having a predetermined distance therebetween so that the inlet of the main body 41 is arranged so as to maximize the predetermined pattern, that is, the density thereof as much as possible. 16) and the outlet 48 is connected. Therefore, the clean air supplied from the turbocharger 30 is introduced through the inlet 46 of the cooler 40 and such air is to be discharged only to the outlet 48 through the pipe 47 of the corrugated pipe member 42. .

상기 냉각부재(44)는 본체(41)의 입구(46)와 출구(48) 사이에 설치된 주름관부재(42)를 통과하는 청정 공기를 냉각시킬 수 있도록 본체(41)의 외부에 마련된 다수의 방열핀(49)과, 본체(41) 내부로 냉각 공기를 공급할 수 있도록 본체(41)의 일단에 설치되며, 구동원(49b)에 의해 회전되는 냉각팬(49c)을 구비한다.The cooling member 44 has a plurality of heat dissipation fins provided on the outside of the main body 41 to cool the clean air passing through the corrugated pipe member 42 provided between the inlet 46 and the outlet 48 of the main body 41. 49 and a cooling fan 49c provided at one end of the main body 41 so as to supply cooling air into the main body 41 and rotated by the drive source 49b.

도 1을 참조하면, 상기 서브 쿨러(70)는 쿨러(40)의 냉각팬(49c)을 제외한 나머지 구성과 동일한 구성을 가진다. 물론, 쿨러(40)와 같이 냉각팬을 구비해도 무리는 없다. 이를 위해, 서브 쿨러(70)는 에어 클리너(10)로부터 공급되는 공기를 지연시킴과 동시에 소용돌이를 발생시킬 수 있는 서브주름관부재(72)를 구비한다.Referring to FIG. 1, the sub cooler 70 has the same configuration as the rest of the components except for the cooling fan 49c of the cooler 40. Of course, even if it provides a cooling fan like the cooler 40, there is no problem. To this end, the sub cooler 70 is provided with a sub-wrinkle tube member 72 that delays the air supplied from the air cleaner 10 and generates vortex.

상기 서브 쿨러(70)는 별도의 바이패스라인(62)을 통해 에어 클리너(10)의 공기를 제2터빈(34)으로 공급시켜 제2터빈(34)의 증속된 회전수에 대응하도록 그만큼 더 많은 공기를 공급시키기 위한 것이다. 상기 바이패스경로(62)는 에어 클리너(10)에 설치된 공기공급부재(50)와 제2 터빈실(35)의 측면에 설치된 밸브부재(60) 사이에 설치된다.The sub cooler 70 supplies the air of the air cleaner 10 to the second turbine 34 through a separate bypass line 62 so as to correspond to the increased rotation speed of the second turbine 34. It is to supply a lot of air. The bypass path 62 is installed between the air supply member 50 installed in the air cleaner 10 and the valve member 60 provided on the side of the second turbine chamber 35.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 공기공급부재(50)는 에어 클리너(10)의 설치부(14)에 설치되는 공기토출용 아답터(52)와, 에어 클리너(10)의 공기를 서브 챠저(70) 방향으로 유동시키기 위해 아답터(52) 내부에 회전 가능하게 설치된 팬 (54), 및 서브 챠저(70) 방향으로 유동되는 공기가 에어 클리너(10) 방향으로 역유입되는 것을 방지하기 위해 아답터(52)의 일단과 바이패스경로(62)를 연결하는 체크밸브(56)를 구비한다.As shown in FIG. 1, the air supply member 50 includes an air discharge adapter 52 installed in the installation unit 14 of the air cleaner 10, and a subcharger (or air) of the air cleaner 10. The fan 54 rotatably installed in the adapter 52 to flow in the 70 direction, and the adapter (B) to prevent the air flowing in the direction of the sub charger 70 from flowing back toward the air cleaner 10. And a check valve 56 connecting one end of the 52 and the bypass path 62.

상기 아답터(52)는, 예를 들어 조임너트 방식에 의해 에어 클리너(10)의 설치부(14)에 설치되는 것이 바람직하다. 상기 팬(54)은 전동 모터(58)에 의해 회전되는 통상의 팬 구조를 가지며, 상기 체크밸브(56)는 PVC 재질에 의해 제작되는 볼과 스토퍼를 구비한다.It is preferable that the said adapter 52 is installed in the installation part 14 of the air cleaner 10 by a tightening nut system, for example. The fan 54 has a conventional fan structure rotated by the electric motor 58, and the check valve 56 is provided with a ball and a stopper made of PVC material.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 밸브부재(60)는 밸브관(64)과, 밸브관(64) 내부에서 슬라이딩 가능하도록 설치되어 바이패스경로(62)를 통해 공급되는 공기가 에어 클리너(10)로 역류 되지 않도록 하기 위한 밸브(66)를 구비한다.As shown in FIG. 4, the valve member 60 is installed to be slidable within the valve tube 64 and the valve tube 64 such that air supplied through the bypass path 62 is air cleaner 10. Valve 66 is provided to prevent backflow.

상기 밸브관(64)은 바이패스경로(62)에 연결되며 입구 스토퍼(68)가 마련된 입력부(61)와, 제2 터빈실(35)에 연결되며 출구 스토퍼(63)가 마련된 출력부(65)를 구비한다. 상기 밸브(66)는 입구 스토퍼(68)에 형합되며 방사상의 제1공기구멍들 (67a)이 마련되는 접촉부(67)와, 접촉부(67)의 외주면에 방사상의 제2공기구멍들 (69a)이 마련된 돌출부(69)를 가진다. 따라서, 밸브(66)는 그 단면이 대략 중절모 형상을 이룬다. 물론, 밸브(66)는 스프링(65a)에 의해 입력부(61) 방향으로 탄성바이어스된다. 스프링(65a)은 출구 스토퍼(63)와 돌출부(69) 사이에 설치된다. 접촉부(67)와 입구 스토퍼(67)는 경사지게 형성되는 것이 바람직하다.The valve tube 64 is connected to the bypass path 62 and has an input portion 61 provided with an inlet stopper 68 and an output portion 65 connected to the second turbine chamber 35 and provided with an outlet stopper 63. ). The valve 66 is joined to the inlet stopper 68 and has radial contact first air holes 67a, and radial second air holes 69a on the outer circumferential surface of the contact part 67. It has a protrusion 69 provided thereon. Accordingly, the valve 66 has an approximately fed hat shape in cross section. Of course, the valve 66 is elastically biased in the direction of the input portion 61 by the spring 65a. The spring 65a is provided between the outlet stopper 63 and the protrusion 69. The contact portion 67 and the inlet stopper 67 are preferably formed to be inclined.

상기와 같이 구성된 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 내연기관의 흡기 강제 압축 및 냉각 공급 시스템의 동작을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the intake forced compression and cooling supply system of the internal combustion engine according to a preferred embodiment of the present invention configured as described above are as follows.

에어 클리너(10)에서 발생되는 대부분의 청정 공기는 에어호스(12)를 통해 터보 챠저(30)로 공급된다. 물론, 공기공급부재(50)의 팬(54)에 의해 에어 클리너 (10)의 일부 공기는 바이패스경로(62)를 통해 서브 쿨러(70)로 공급된다.Most of the clean air generated by the air cleaner 10 is supplied to the turbocharger 30 through the air hose 12. Of course, some air of the air cleaner 10 is supplied to the sub cooler 70 through the bypass path 62 by the fan 54 of the air supply member 50.

먼저, 에어호스(12)를 통해 에어 클리너(10)의 청정 공기가 터보 챠저(30)의제1 터빈실(31)로 공급되어 제1 임펠러(32b)를 소정 속도로 회전시키게 된다. 그러면, 변속부재(36)에 의해 제1 임펠러(32b)의 회전력은 약 1.5 내지 3배 정도 증속되어 제2 터빈실(35)의 제2 임펠러(34b)로 전달되게 된다.First, clean air of the air cleaner 10 is supplied to the first turbine chamber 31 of the turbocharger 30 through the air hose 12 to rotate the first impeller 32b at a predetermined speed. Then, the rotational force of the first impeller 32b is increased by about 1.5 to 3 times by the transmission member 36 to be transmitted to the second impeller 34b of the second turbine chamber 35.

한편, 서브 쿨러(70)의 서브주름관부재(72)에 의해 지연 및 소용돌이치면서 냉각된 청정공기는 바이패스경로(62) 및 밸브부재(60)를 통해 제2터빈실(35)로 공급된다. 이렇게 서브 챠저(70)를 통해 공급되는 공기는 제2임펠러(34b)의 증가된 회전 속도 만큼 제2터빈실(35)에서의 제2임펠러(34b)의 회전이 원할해지도록 부족한 공기를 보충해 주는 기능을 가진다.On the other hand, the clean air cooled while being delayed and swirled by the sub-wrinkle tube member 72 of the sub cooler 70 is supplied to the second turbine chamber 35 through the bypass path 62 and the valve member 60. In this way, the air supplied through the subcharger 70 supplements the insufficient air so that the rotation of the second impeller 34b in the second turbine chamber 35 becomes smooth by the increased rotational speed of the second impeller 34b. Giving has the function.

다음, 제2터빈실(35)의 제2터빈포트(33)를 통해 배출되는 공기는 에어호스 (12)를 통해 쿨러(40)로 공급된다. 쿨러(40) 내부에서는 주름관부재(42) 각각의 파이프(47)를 통과하는 공기들이 볼록부(45)에서 소용돌이 치면서 잠시 머물게 되고 그런과정에서 냉각팬(44)에 의해 유동되는 냉각 공기에 의해 냉각된다. 따라서, 흡입 공기는 강제적으로 압축 및 냉각되어 에어호스(12)를 통해 엔진 연소실(20)로 공급된다.Next, the air discharged through the second turbine port 33 of the second turbine chamber 35 is supplied to the cooler 40 through the air hose 12. In the cooler 40, the air passing through the pipe 47 of each of the corrugated pipe members 42 stays for a while while swirling in the convex portion 45, and is cooled by the cooling air flowing by the cooling fan 44 in the process. do. Therefore, the intake air is forcibly compressed and cooled and supplied to the engine combustion chamber 20 through the air hose 12.

도 5는 본 고안의 제2실시예에 따른 내연기관의 흡기 강제 압축 및 냉각 공급 시스템을 개략적으로 도시한 구성도이다. 도 1 내지 도 4에서 설명된 참조부호와 동일한 구성요소는 동일한 기능을 가진 동일부재이다.FIG. 5 is a schematic diagram illustrating an intake forced compression and cooling supply system of an internal combustion engine according to a second embodiment of the present invention. The same components as those described in FIGS. 1 to 4 are the same members with the same functions.

본 실시예에 따른 시스템(200)은 흡입 공기 이외에 엔진 연소실의 밸브실 커버의 상부에 밀집되는 블로우 바이 가스 및/또는 배기 가스의 일부를 이용하여 터보 챠저(30)의 회전력을 더욱 증대시키기 위한 서브 챠저(80)를 구비한다.The system 200 according to the present embodiment uses a portion of the blow-by gas and / or exhaust gas concentrated on the upper portion of the valve chamber cover of the engine combustion chamber in addition to the intake air to further increase the rotational force of the turbocharger 30. The charger 80 is provided.

이를 위해, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 서브 챠저(80)는 터보 챠저(30)의 제1,2터빈실(31)(35) 및 변속부재실(36)과 분리되는 밀폐된 가속터빈실(82)과, 가속터빈실(82)에서 회전되는 가속임펠러(84)를 구비한다.To this end, as shown in FIG. 5, the subcharger 80 is a sealed acceleration turbine separated from the first and second turbine chambers 31 and 35 and the transmission member chamber 36 of the turbocharger 30. The chamber 82 and the acceleration impeller 84 rotated in the acceleration turbine chamber 82 are provided.

도 6에 도시된 바와 같이, 상기 가속터빈실(82)은 입구 파이프(86) 및 출구 파이프(88)에 의해 연결된다. 가속임펠러(84)는 원웨이 베어링(1)에 의해 제1 터빈 (32)의 회전축(32a)에 설치된다. 가속임펠러(84)는 입구 파이프(86)로부터 분출되는 블로우 바이 가스 및/또는 배기 가스에 의해 회전된다. 가속터빈실(82) 외측의 제1 회전축(32a)에는 메인 베어링(81)이 설치되고, 메인 베어링(81) 내측의 제1회전축(32a)에는 리테이너(83)가 설치된다.As shown in FIG. 6, the accelerator turbine chamber 82 is connected by an inlet pipe 86 and an outlet pipe 88. The acceleration impeller 84 is installed on the rotation shaft 32a of the first turbine 32 by the one-way bearing 1. The acceleration impeller 84 is rotated by blow-by gas and / or exhaust gas ejected from the inlet pipe 86. The main bearing 81 is provided in the 1st rotating shaft 32a of the outer side of the acceleration turbine chamber 82, and the retainer 83 is provided in the 1st rotating shaft 32a inside the main bearing 81. As shown in FIG.

도 7에 도시된 바와 같이, 가속임펠러(84)는 제1회전축(32a)에 설치되는 다수의 임펠러본체(84a)와, 임펠러본체(84a)의 단부에서 굴곡되어 가스에 의해 접촉되는 굴곡부(84b)를 구비한다.As shown in FIG. 7, the acceleration impeller 84 has a plurality of impeller bodies 84a installed on the first rotary shaft 32a, and a bent portion 84b that is bent at an end of the impeller body 84a and is in contact with the gas. ).

도 5에 도시된 바와 같이, 엔진 연소실(20)의 밸브실 커버(24)의 상부에는 블로우 바이 가스를 배출시킬 수 있는 가스배출포트(26)가 마련되고, 가스배출포트 (26)와 입구 파이프(86) 사이에는 블로우 바이 가스 라인(28)이 설치된다. 엔진 연소실(20)의 배기 매니폴드(21)로부터 배출되는 배기가스의 일부를 서브 챠저(80) 방향으로 리턴시키기 위해, 배출 파이프(23)에는 특수 가스켓(90)이 설치되고, 특수 가스켓(90)의 가스켓 포트(92)와 입구 파이프(86) 사이에는 배기가스라인(94)이 설치된다. 서브 챠저(80)의 출구 파이프(88)는 보조라인(18)에 의해 에어 클리너 (10)에 연결된다.As shown in FIG. 5, a gas discharge port 26 capable of discharging blow-by gas is provided at an upper portion of the valve chamber cover 24 of the engine combustion chamber 20, and a gas discharge port 26 and an inlet pipe are provided. A blow-by gas line 28 is provided between the 86. In order to return a part of the exhaust gas discharged from the exhaust manifold 21 of the engine combustion chamber 20 toward the subcharger 80, a special gasket 90 is installed in the discharge pipe 23, and the special gasket 90 is provided. An exhaust gas line 94 is installed between the gasket port 92 and the inlet pipe 86. The outlet pipe 88 of the subcharger 80 is connected to the air cleaner 10 by an auxiliary line 18.

엔진 연소실(20)의 밸브실 커버(24)에 밀집되는 블로우 바이 가스는 서브 챠저(80)의 가속터빈실(82) 입구 파이프(86)로 리턴되기 전에 블로우 바이 가스 라인(28)에 설치된 필터부재(110)에 의해 여과 및 정화된다.Blow-by gas, which is concentrated in the valve chamber cover 24 of the engine combustion chamber 20, is installed in the blow-by gas line 28 before being returned to the accelerator turbine chamber 82 inlet pipe 86 of the subcharger 80. It is filtered and purified by the member 110.

상기 필터부재(110)는 통형 케이스(112)와, 케이스(112) 내부에 설치된 상, 하부 격막(114)(116)과, 블로우 바이 가스 라인(28)을 통해 케이스(112) 내부로 유입되는 블로우 바이가스 중의 유해물질을 흡착할 수 있도록 상, 하부 격막 (114)(116) 사이에 개재된 입자상의 활성탄층(118)을 구비한다.The filter member 110 is introduced into the case 112 through the cylindrical case 112, the upper and lower diaphragms 114 and 116 installed in the case 112, and the blow-by gas line 28. The particulate activated carbon layer 118 is interposed between the upper and lower diaphragms 114 and 116 to adsorb harmful substances in the blow bigas.

상기 케이스(112)는 하단 측면에 입구포트(111)와 상단에 출구포트(113)가 마련된다. 상,하부 격막(114)(116)은 통상의 격막 구조를 가진다. 활성탄층(118)은 블로우 바이 가스의 입자를 흡착에 의해 정화 및 여과할 수 있는 통상의 구조를 가진다. 하부 격막(116) 하부의 케이스(112)의 공간은 활성탄층(118)에 의해 흡착되지 않고 침전되는 입자를 수용하기 위한 침전공간(115)이다.The case 112 is provided with an inlet port 111 on the lower side and an outlet port 113 on the upper side. The upper and lower diaphragms 114 and 116 have a conventional diaphragm structure. The activated carbon layer 118 has a conventional structure capable of purifying and filtering particles of blow-by gas by adsorption. The space of the case 112 under the lower diaphragm 116 is a precipitation space 115 for accommodating particles that are not adsorbed by the activated carbon layer 118 and are precipitated.

도 8에 도시된 바와 같이, 상기 특수 가스켓(90)은 배출 파이프(23)와 연통되는 메인공(91)과, 배기 매니폴드(21)로부터 배출되는 배기가스의 일부를 입구 파이프(86) 측으로 리턴시키기 위해 메인공(91)과 연통되는 가스켓 포트(92)를 구비한다.As shown in FIG. 8, the special gasket 90 has a main hole 91 in communication with the discharge pipe 23 and a part of the exhaust gas discharged from the exhaust manifold 21 toward the inlet pipe 86. It is provided with a gasket port 92 in communication with the main hole 91 to return.

도 5에 도시된 바와 같이, 상기 보조라인(18) 상에는 방열형 필터부재(120)가 설치된다. 상기 방열형 필터부재(120)는 필터의 기능을 가짐과 동시에 가스를 감압 및 냉각시키기 위한 것으로서, 전술한 필터부재(110)와 내부의 구조는 동일하다. 다만, 출구 파이프(88)를 통해 배출되는 블로우 바이 가스 및/또는 배기가스의온도를 낮추기 위해, 케이스(122)의 외주면에 다수의 방열핀(124)이 형성되어 있다. 또한, 블로우 바이 가스 및/또는 배기가스의 압력을 감소시키기 위해, 입구 포트(126)가 출구 포트(128) 보다 그 직경이 작게 형성되어 있다.As shown in FIG. 5, the heat dissipation filter member 120 is installed on the auxiliary line 18. The heat dissipation filter member 120 has a function of a filter and at the same time to depressurize and cool a gas, and has the same structure as the filter member 110 described above. However, in order to lower the temperature of the blow-by gas and / or the exhaust gas discharged through the outlet pipe 88, a plurality of heat dissipation fins 124 are formed on the outer circumferential surface of the case 122. In addition, in order to reduce the pressure of the blow-by gas and / or the exhaust gas, the inlet port 126 is formed smaller in diameter than the outlet port 128.

한편, 방열형 필터부재(120)를 통과한 공기를 보조라인(18)을 통해 에어 클리너(10)로 대부분 공급시키고, 일부 공기를 흡기 매니폴더(24)로 리턴시키기 위해, 보조라인(18)과 흡기 매니폴드(22) 사이에는 리턴라인(96)이 마련된다.Meanwhile, in order to supply most of the air passing through the heat dissipation filter member 120 to the air cleaner 10 through the auxiliary line 18 and return some air to the intake manifold 24, the auxiliary line 18 and The return line 96 is provided between the intake manifolds 22.

상기와 같이 구성된 본 고안의 제2실시예에 따른 흡기 강제 압축 및 냉각 공급 시스템의 동작을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the intake forced compression and cooling supply system according to a second embodiment of the present invention configured as described above are as follows.

먼저, 흡기 매니폴드(22)로부터 공급되는 공기와 연료가 혼합된 연료 가스는 엔진 연소실(20)에서 약 500 내지 550℃에서 착화되어 연소실(20) 내부의 실린더(미도시)를 하강시키게 되면, 배기가스는 배기 매니폴드(21)를 통해 배출되고, 연소실(20)의 상부 밸브실 커버(24)에는 블로우 바이 가스가 밀집하게 된다. 이러한 블로우 바이 가스는 엔진오일 및 불순물과 함께 블로우 바이 가스 라인(28)을 통해 필터부재(110)로 유입된다. 그러면, 필터부재(110)의 케이스(112) 내부로 유입되는 블로우 바이 가스 및 그 불순물은 상, 하부 격막(114)(116) 사이에 위치된 활성탄층(118)의 입자에 의해 흡착되어 여과 및 정화가 이루어진다. 흡착이 되지 않은 물질은 하부 격막(116) 하부의 침전공간(115)에 침전된다. 여과 및 정화된 블로우 바이 가스는 입구 파이프(86)를 통해 가속터빈실(82)로 공급된다.First, when the fuel gas mixed with air and fuel supplied from the intake manifold 22 is ignited at about 500 to 550 ° C. in the engine combustion chamber 20 to lower the cylinder (not shown) inside the combustion chamber 20, The exhaust gas is discharged through the exhaust manifold 21, and blow-by gas is concentrated in the upper valve chamber cover 24 of the combustion chamber 20. This blow-by gas is introduced into the filter member 110 through the blow-by gas line 28 together with the engine oil and impurities. Then, the blow-by gas and its impurities introduced into the case 112 of the filter member 110 are adsorbed by the particles of the activated carbon layer 118 located between the upper and lower diaphragms 114 and 116 to be filtered and Purification takes place. The material that is not adsorbed is precipitated in the precipitation space 115 under the lower diaphragm 116. The filtered and purified blow-by gas is supplied to the accelerator turbine chamber 82 through the inlet pipe 86.

한편, 엔진 연소실(20)에서 연소되어 배기 매니폴드(21)를 통해 배출되는 배출 가스는 대부분은 배출 파이프(23)를 통해 배출되고, 그 일부의 배기 가스는 특수 가스켓(90)의 가스켓 포트(92)를 통해 배출되어 배기가스라인(94)을 경유하여 입구 파이프(86)로 공급된다.On the other hand, most of the exhaust gas combusted in the engine combustion chamber 20 and discharged through the exhaust manifold 21 is discharged through the discharge pipe 23, and a part of the exhaust gas is discharged from the gasket port of the special gasket 90 ( It is discharged through 92 and supplied to inlet pipe 86 via exhaust gas line 94.

이어서, 서브 챠저(80)의 입구 파이프(86)를 통해 공급되는 블로우 바이 가스 및/또는 배기 가스는 가속임펠러(84)를 회전시키게 된다. 그러면, 제1임펠러 (32b)가 더욱더 큰 회전력을 얻게 되고 궁극적으로는 제2임펠러(34b)의 회전 속도를 증가시키게 된다.The blow-by gas and / or exhaust gas supplied through the inlet pipe 86 of the subcharger 80 then rotates the acceleration impeller 84. Then, the first impeller 32b obtains even more rotational force and ultimately increases the rotational speed of the second impeller 34b.

다음, 서브 챠저(80)의 출구 파이프(88)를 통해 배출되는 가스는 방열형 필터부재(120)에 의해 감압 및 냉각되어 에어 클리너(10) 또는 흡기 매니폴드(22)로 공급된다.Next, the gas discharged through the outlet pipe 88 of the sub charger 80 is depressurized and cooled by the heat dissipation filter member 120 and is supplied to the air cleaner 10 or the intake manifold 22.

이러한 연속적이고 순환적인 과정을 거쳐 흡기를 압축 및 냉각시켜 강제 공급할 수 있고, 배기 가스 및/또는 블로우 바이 가스를 터보 챠저의 구동에 이용할 수 있다.Through this continuous and cyclical process, the intake air can be compressed and cooled to be forcedly supplied, and exhaust gas and / or blow-by gas can be used to drive the turbocharger.

여기서, 엔진의 저속운전, 중속운전, 및 고속운전 등 엔진의 회전수에 따라 터보 챠저 및 서보 챠저의 구동을 선택적으로 선택할 수 있음은 물론이다.Here, of course, the drive of the turbocharger and the servocharger can be selectively selected according to the rotational speed of the engine such as the low speed operation, the medium speed operation, and the high speed operation of the engine.

상기와 같이 구성된 본 고안에 따른 내연기관의 흡기 강제 압축 및 냉각 공급 시스템은 다음과 같은 효과를 가진다.The intake forced compression and cooling supply system of the internal combustion engine according to the present invention configured as described above has the following effects.

첫째, 흡기를 이용하여 1차 터빈을 회전시켜 동력을 얻고 치차, 벨트, 건식고무롤러, 체인 등을 이용하여 2차터빈을 증속시켜 쿨러를 통해 공기를 압축 및 냉각시켜 그 공기를 흡기 매니폴드를 통해 엔진의 연소실에 강제로 공급시키기 때문에 적은 비용으로 기존의 터보 인터쿨러와 동일한 성능을 기대할 수 있다.First, the primary turbine is rotated using the intake air to gain power, and the secondary turbine is increased by using gears, belts, dry rubber rollers, and chains to compress and cool the air through the cooler to draw the air into the intake manifold. By forcibly feeding the engine's combustion chamber, it can expect the same performance as a conventional turbo intercooler at a low cost.

둘째, 흡입 공기를 강제 압축 냉각 공급시킴으로써 완전 연소에 가까운 연소효율을 기대할 수 있으며, 압축 냉각에 의해 공기의 밀도를 높게 하여 그 만큼 산소의 농도를 증가시킴으로써 배기 가스의 유해 농도를 현저히 줄일 수 있고 출력을 상승시켜 연료를 절감할 수 있다.Second, it is possible to expect combustion efficiency close to complete combustion by forcibly supplying compressed air to intake air, and to reduce the harmful concentration of exhaust gas by increasing oxygen concentration by increasing the density of air by compression cooling. To save fuel.

셋째, 터보 챠저에 별도의 가속터빈 구조를 가진 서브 챠저를 마련함으로써 흡기 이외에 블로우 바이 가스를 여과시키거나 배기 가스를 이용하여 가속임펠러를 회전시킴으로써 터보 챠저의 효율을 증대시켜 흡입 공기의 냉각 및 압축 효율을 높일 수 있다.Third, by providing a subcharger with a separate accelerator turbine structure in the turbocharger, by filtering blow-by gas in addition to the intake air or by rotating the accelerator impeller using the exhaust gas, the efficiency of the turbocharger is increased by increasing the efficiency of the cooling and compression of the intake air. Can increase.

Claims (10)

에어호스에 의해 에어 클리너에 연통된 흡기 매니폴드를 가진 엔진 연소실;An engine combustion chamber having an intake manifold in communication with the air cleaner by an air hose; 상기 에어 클리너로부터 공급되는 청정 공기에 의해 회전되는 제1 터빈과, 변속부재에 의해 변속되어 상기 제1 터빈 보다 소정 속도로 증속되어 회전되는 제2 터빈을 가지며, 상기 흡기 매니폴드 측으로 청정 공기를 공급하도록 상기 에어호스 상에 설치된 터보 챠저;A first turbine rotated by clean air supplied from the air cleaner, and a second turbine shifted by the transmission member and accelerated and rotated at a predetermined speed than the first turbine, and supplies clean air to the intake manifold. A turbocharger mounted on the air hose so as to; 상기 터보 챠저로부터 공급되는 청정 공기를 복수의 주름관부재에 의해 지연 및 소용돌이를 발생시키면서 압축시키고 냉각부재에 의해 냉각시킬 수 있도록 상기 에어호스 상에 설치된 쿨러; 및A cooler installed on the air hose to compress the clean air supplied from the turbocharger while generating a delay and vortex by a plurality of corrugated pipe members and to cool the air by the cooling member; And 상기 에어 클리너에 설치된 공기공급부재와 상기 제2 터빈의 측면에 설치된 밸브부재 사이를 연결하는 바이패스경로 상에 설치되며, 상기 에어 클리너로부터 공급되는 공기를 지연시킴과 동시에 소용돌이를 발생시킬 수 있는 서브주름관부재를 갖는 서브 쿨러를 구비하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 흡기 강제 압축 및 냉각 공급 시스템.The sub-path is installed on the bypass path for connecting between the air supply member installed in the air cleaner and the valve member provided on the side of the second turbine, the sub which can delay the air supplied from the air cleaner and generate vortex An intake forced compression and cooling supply system of an internal combustion engine, characterized by comprising a sub cooler having a corrugated pipe member. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 터보 챠저는 상기 제1 터빈과 상기 제2 터빈의 회전수 보다 1.5 내지 3배의 범위인 것을 특징으로 하는 내연기관의 흡기 강제 압축 및 냉각 공급 시스템.The turbocharger is in the forced intake and cooling supply system of the internal combustion engine, characterized in that the range of 1.5 to 3 times the rotation speed of the first turbine and the second turbine. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 변속부재는:The shift member is: 상기 제1 터빈의 회전축에 설치되는 원웨이 베어링;A one-way bearing installed on the rotating shaft of the first turbine; 상기 제1 터빈의 회전력에 의해 회전되는 관성바퀴;An inertial wheel rotated by the rotational force of the first turbine; 상기 관성바퀴의 회전축과 상기 제2 터빈의 회전축을 치차 결합 또는 벨트/풀리 결합 또는 건식롤러 결합 또는 체인/기어 결합 중 어느 하나의 방식에 의해 결합된 증속부를 구비하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 흡기 강제 압축 및 냉각 공급 시스템.Intake of the internal combustion engine, characterized in that the gear shaft is coupled to the rotary shaft of the inertia wheel and the rotary shaft of the second turbine by any one of gear coupling, belt / pulley coupling, dry roller coupling or chain / gear coupling. Forced compression and cooling supply system. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 쿨러의 상기 냉각부재는:The cooling member of the cooler is: 입구와 출구 사이에 설치된 상기 주름관부재를 통과하는 청정 공기를 냉각시킬 수 있도록 외부에 다수의 방열핀이 마련된 통형 본체; 및A cylindrical body provided with a plurality of heat dissipation fins externally to cool clean air passing through the corrugated pipe member installed between an inlet and an outlet; And 상기 본체 내부로 냉각 공기를 공급할 수 있도록 상기 본체의 일단에 설치된 냉각팬을 구비하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 흡기 강제 압축 및 냉각 공급 시스템.And a cooling fan installed at one end of the main body to supply cooling air into the main body. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 쿨러의 상기 주름관부재는:The corrugated pipe member of the cooler is: 서로 소정 간격을 가진 다수의 볼록부가 마련된 복수의 파이프가 소정 패턴으로 상기 쿨러의 입구와 출구 사이에 연결된 것을 특징으로 하는 내연기관의 흡기 강제 압축 및 냉각 공급 시스템.Intake forced compression and cooling supply system of an internal combustion engine, characterized in that a plurality of pipes provided with a plurality of convex portions having a predetermined distance from each other is connected between the inlet and the outlet of the cooler in a predetermined pattern. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 밸브부재는:The valve member is: 상기 바이패스경로에 연결되며 입구 스토퍼가 마련된 입력부와, 상기 제2 터빈에 연결되며 출구 스토퍼가 마련된 출력부를 가진 밸브관;A valve tube connected to the bypass path and having an input portion provided with an inlet stopper, and an output portion connected to the second turbine and provided with an outlet stopper; 상기 입구 스토퍼에 형합되며 방사상의 제1공기구멍들이 마련되는 접촉부와, 접촉부의 외주면에 방사상의 제2공기구멍들이 마련된 돌출부를 가지며, 단면이 대략 모자 형상을 이루며 상기 밸브관 내부에서 슬라이딩 가능한 밸브; 및A valve formed in the inlet stopper and having a contact portion provided with radial first air holes, and a projection portion provided with radial second air holes on an outer circumferential surface of the contact portion, the valve having a hat-shaped cross section and slidable inside the valve tube; And 상기 밸브를 상기 입력부 방향으로 탄성바이어스시키기 위해 상기 출구 스토퍼와 상기 돌출부 사이에 설치된 스프링을 구비하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 흡기 강제 압축 및 냉각 공급 시스템.And a spring provided between the outlet stopper and the protrusion to elastically bias the valve toward the input part. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 엔진 연소실의 밸브실 커버에 밀집되는 블로우 바이 가스 및/또는 상기 엔진 연소실의 배기 매니폴드로부터 배출되는 배기가스의 일부를 상기 터보 챠저 방향으로 리턴시켜 상기 제1 터빈의 회전축의 회전력을 증가시키기 위한 서브 챠저를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 흡기 강제 압축 및 냉각 공급 시스템.To increase the rotational force of the rotary shaft of the first turbine by returning a part of the blow-by gas and / or exhaust gas discharged from the exhaust manifold of the engine combustion chamber in the direction of the turbocharger, which is concentrated in the valve chamber cover of the engine combustion chamber; An intake forced compression and cooling supply system of an internal combustion engine, further comprising a subcharger. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 서브 챠저는:The subcharger is: 상기 제1차 터빈의 회전축에 설치되며, 입구 파이프 및 출구 파이프에 의해 연결되며, 상기 제1,2 터빈과 분리되는 공간을 가진 가속터빈을 구비하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 흡기 강제 압축 및 냉각 공급 시스템.It is installed on the rotary shaft of the primary turbine, connected by the inlet pipe and the outlet pipe, the intake forced compression and cooling of the internal combustion engine, characterized in that it comprises an acceleration turbine having a space separated from the first and second turbines Feeding system. 제8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 가속터빈은:The accelerator turbine is: 상기 1차 터빈의 회전축 상에 설치되는 원웨이 베어링;A one-way bearing installed on a rotation shaft of the primary turbine; 상기 입구 파이프에 의해 분출되는 공기에 의해 회전될 수 있도록 상기 원웨이 베어링 외주에 설치된 임펠러를 구비하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 흡기 강제 압축 및 냉각 공급 시스템.And an impeller installed on the outer circumference of the one-way bearing so as to be rotated by the air blown out by the inlet pipe. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 서브 챠저는:The subcharger is: 상기 엔진 연소실의 밸브실 커버에 밀집되는 블로우 바이 가스를 상기 입구 파이프로 리턴시키기 위한 블로우 바이 가스 라인;A blow-by gas line for returning the blow-by gas concentrated in the valve chamber cover of the engine combustion chamber to the inlet pipe; 상기 엔진 연소실의 배기 매니폴드로부터 배출되는 배기가스의 일부를 상기 입구 파이프로 리턴시키기 위한 배기가스라인; 및An exhaust gas line for returning a part of exhaust gas discharged from an exhaust manifold of the engine combustion chamber to the inlet pipe; And 상기 출구 파이프와 상기 에어 클리너 사이를 연결하는 보조라인 상에 설치된 방열형 필터부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 흡기 강제 압축 및 냉각 공급 시스템.And a heat-dissipating filter member installed on an auxiliary line connecting the outlet pipe and the air cleaner.
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