KR200290782Y1 - Control system of suction air for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
본 고안은 자동차의 공기 흡입도관에 와류장치를 구성하되, 상기 흡입도관입구와 인네트입구에 구성하고 에어크리너 전방에 보조 공기공급밸브를 구성시켜 에어크리너 후방의 흡입도관에서 형성된 부압으로 개폐량을 조절할 수 있도록 함으로서 자동차출력에 따른 공기를 공급하고 전후측으로 형성된 와류장치에 의한 와류현상을 증대하여 연소실에서 필요한 공기의 공급과 혼합율 향상으로 열효율을 높여 출력 증강 및 연료절감과 매연을 줄일 수 있도록 한 내연기관용 흡입공기 조절시스템에 관한 것이다. 본 고안은 흡입공기 유도닥트 입구에 제1 와류장치를 부착하여 초기 공기 유입량을 조절하면서 인입공기에 와류현상을 일으키도록 함과, 에어크리너 전방 가까운 곳에 고속 유입용 보조공기공급밸브를 구성하여 에어크리너 후방의 흡기도관 내 부압으로 공급량을 보충시켜 조절함과, 상기 흡기도관에 연결된 인네트입구에 제 2와류장치를 구성시켜 초기 제 1와류장치에 의해 인입공기는 저항 때문에 흡기도관 유입량이 제한을 받게 되고 이를 통과한 공기는 흡입력에 의한 가속과 제 2와류장치의 안내로 저속에서도 빠른 유속에 의해서 와류가 발생되며 R.P.M 이 고속일 때에는 흡기도관 내의 유속이 고속으로 공기량의 부족으로 높아진 부압은 연결호스로 보조공기공급밸브를 개방시켜 보조공기 공급밸브로 외부 공기를 흡기도관 내로 공급함으로 유입공기량을 충분히 보충시켜 주도록 한 것이다.The present invention is composed of a vortex device in the air intake conduit of the vehicle, the intake conduit and the inlet inlet and the auxiliary air supply valve in front of the air cleaner to control the opening and closing amount by the negative pressure formed in the intake pipe behind the air cleaner By supplying the air according to the output of the car and increasing the vortex phenomenon by the vortex device formed in the front and rear, increasing the heat efficiency by improving the supply and mixing rate of the air needed in the combustion chamber to increase the output, reduce fuel and reduce soot A suction air conditioning system. The present invention attaches the first vortex device to the inlet air inlet duct to control the initial air inflow, causing vortex phenomena in the inlet air, and constructing an auxiliary air supply valve for high-speed inlet near the air cleaner in front of the air cleaner. The supply volume is adjusted by the negative pressure inside the intake pipe at the rear side, and the second vortex device is configured at the inlet connected to the intake pipe, and the inlet air is limited by the initial first vortex device due to the resistance. The air passing through this is accelerated by the suction force and guided by the second vortex system, so the vortex is generated by the high speed even at low speed.When the RPM is high speed, the negative pressure which is increased due to the lack of air volume at high speed in the intake pipe is supported by the connection hose. Open the air supply valve and supply the outside air through the auxiliary air supply valve into the intake pipe. It will give you enough to compensate for the amount.
Description
본 고안은 자동차의 공기 흡입도관에 와류장치를 구성하되, 상기 흡입도관입구와 인네트입구에 구성하고 에어크리너 전방에 보조 공기공급밸브를 구성시켜 에어크리너 후방의 흡입도관에서 형성된 부압으로 개폐량을 조절할 수 있도록 함으로서 자동차출력에 따른 공기를 공급하고 전후측으로 형성된 와류장치에 의한 와류현상을 증대하여 연소실에서 필요한 공기의 공급과 혼합율 향상으로 열효율을 높여 출력 증강 및 연료절감과 매연을 줄일 수 있도록 한 내연기관용 흡입공기 조절시스템에 관한 것이다.The present invention is composed of a vortex device in the air intake conduit of the vehicle, the intake conduit and the inlet inlet and the auxiliary air supply valve in front of the air cleaner to control the opening and closing amount by the negative pressure formed in the intake pipe behind the air cleaner By supplying the air according to the output of the car and increasing the vortex phenomenon by the vortex device formed in the front and rear, increasing the heat efficiency by improving the supply and mixing rate of the air needed in the combustion chamber to increase the output, reduce fuel and reduce soot A suction air conditioning system.
주지하는 바와 같이 내연기관에서 문제로 알려진 연소불량에 따른 출력저하와 매연을 개선시키기 위하여 자동차 제조사 및 그들의 연구소에서는 많은 연구를 하고 있으나, 현재까지 특정한 시스템이 알려지고 있지 못하다.As is well known, the automobile manufacturers and their laboratories have conducted a lot of research to improve the output reduction and soot smoke due to the poor combustion, which is a problem in the internal combustion engine, but the specific system is not known so far.
이에 따라 자동차의 흡인도관에 와류날개를 구성시켜 인입되는 공기가 상기 날개의 안내에 따른 회전 즉, 와류현상을 일으켜 보다 빠른 이동과 많은 량의 공기를 공급시켜 출력을 증가시키려는 흡, 배기 와류장치(일명 싸이크론)가 알려지고 있다.Accordingly, the suction and exhaust vortex devices which form the vortex wing in the car's suction conduit to rotate according to the guide of the wing, that is, the vortex phenomenon, move faster and supply a large amount of air to increase the output. Aka cyclone) is known.
즉, 대한민국 특허출원공고 1991년 제444호, 1992년 제4745호 및 1995년 제33054호와 공개실용신안 1994년 제10292호와 국내 공개실용신안공보 1995년 제1532호 등과 함께 일본 특허공고 소화53년 제26247.59-11722호, 미국특허 제4.309.969호 그리고 일본 특허공고 소화 제60-17922호, 제61-10645호, 미국특허 제4.424.777호, 제4.432.312호, 제4.539.954호, 제3.684.674호, 제4.274.386호 등의 다수의 와류장치에 대한 기술이 알려진 바 있고 또한 상기 도시 이외의 다수 건이 있다.In other words, Korean Patent Application Publication No. 444 of 1991, 4747 of 1992, No. 3,034 of 1995 and Public Utility Model No. 10292 of 1994 and Domestic Publication Utility Model No. 1995 of 1532, etc. Nos. 26247.59-11722, US Patent No. 4.309.969, and Japanese Patent Publication Nos. 60-17922, 61-10645, US Pat. Nos. 4.424.777, 4.432.312, and 4.539.954 No. 3.684.674, 4.274.386 and the like describe a number of vortex devices, and there are also a number of cases other than those shown above.
이러한 기술에서의 와류장치는 복수개의 날개를 원통 내에 구성하고 날개의 모양과 각도 등을 조절하여 인입되는 공기가 상기 날개의 안내에 따라 회전되는 것이며 이러한 와류장치는 기화기 상단부 또는 크리너 내측 기화기 입구측에 구성하고 있다.In this technique, the vortex device comprises a plurality of wings in the cylinder and adjusts the shape and angle of the wings so that the incoming air is rotated in accordance with the guide of the wing. It consists.
이에 따라 인입되는 공기는 상기 회전날개의 안내에 따라 와류현상을 발생하여 빠르고 많은 량의 공기를 흡입할 수 있다는 것이다.Accordingly, the incoming air generates a vortex phenomenon according to the guide of the rotary blade, and can suck a large amount of air quickly.
그러한, 상기 흡기 공기는 날개와 마찰에 의해 공기량을 감소시키거나 또는 와류에 의해 중앙부에 진공을 형성하여 결과적으로 인입 공기량을 축소시키게 된다.Such intake air reduces the amount of air by friction with the vanes or creates a vacuum in the center by vortexing, which in turn reduces the amount of incoming air.
즉, 4행정 엔진은 폐쇄된 공간에 공기와 연료를 적정량으로 섞어서 압축시킨 후 스파크의 고온에 의해서 연소시키는 가솔린(GASOLINE) 엔진(L.P.G포함)과 공기만을 압축시킨 후 연료를 분사하여 자연발화에 의한 열팽창 에너지를 이용하는(디젤엔진) 두 가지로 대별할 수 있다.In other words, the four-stroke engine compresses air and fuel in a closed space in an appropriate amount, compresses it, and compresses only air with a gasoline engine (including LPG) that is burned by the high temperature of the spark, and then injects fuel to induce spontaneous combustion. It can be divided into two types that use thermal expansion energy (diesel engine).
전자의 경우는 압축비를 변화시켜서 출력을 증감하며 후자의 경우는 혼합비율을 변화시켜서 출력을 증감하는데 이 두 타입 모두 4행정엔진의 기본구조인 흡. 배기 밸브의 단속작용에 의해서 사이클이 완성되기 때문에 공히 그 구조상의 단점을 가지고 있으며 이러한 단점을 해결하는 것이 4행정 엔진의 연구과제이다.The former increases or decreases the output by changing the compression ratio, while the latter increases or decreases the output by changing the mixing ratio. Both of these types absorb the basic structure of a four-stroke engine. Since the cycle is completed by the intermittent action of the exhaust valve, it has both structural disadvantages and solving such disadvantages is a research task of the four-stroke engine.
4행정 엔진의 최대 단점은 흡.배기 밸브의 단속작용 때문에 질량이 가벼운 공기나 혼합기가 그 양적 변화가 불규칙한 작동 조건에서 일관성있게 연소실로 진입하기가 어렵고 각각의 R.P.M에서 동일한 에너지 효율성을 유지하기란 불가능에 가깝다 할 것이다.The main disadvantage of four-stroke engines is the intermittent action of the intake / exhaust valves, making it difficult for light mass air or mixers to enter the combustion chamber consistently under erratic operating conditions and to maintain the same energy efficiency at each RPM. Will be close to.
뿐만 아니라 배기 행정과 흡입행정의 교차시 연소가스와 흡입 혼합기와의 교체 불확실성도 큰 문제점이다.In addition, the uncertainty of replacing the combustion gas and the intake mixer at the intersection of the exhaust stroke and the intake stroke is also a big problem.
특히, 4행정 엔진은 저속에서 초고속까지 흡입 공기량의 변화폭이 크기 때문에 각각의 회전수에 맞는 유속을 유지하면서 적정 공기량을 공급하는 것 또한 풀기 어려운 문제점이다.In particular, since the four-stroke engine has a large variation in the intake air amount from the low speed to the ultra-high speed, it is also difficult to solve the problem of supplying a proper air amount while maintaining a flow rate corresponding to each rotation speed.
이와 같이 많은 문제점을 가지고 있는 4행정 엔진에 있어서 일거에 이들 단점을 해결할 수 있는 대안이 바로 흡기도관을 통과하는 공기가 통과저항(마찰저항)에 의해서 자연적으로 발생하는 와류현상을 이용하는 것이다.In the four-stroke engine having many problems as described above, an alternative to solve these shortcomings is to use the vortex phenomenon naturally generated by the passage resistance (friction resistance) of the air passing through the intake air pipe.
와류란 흡기도관을 통과하는 공기가 벽면과의 마찰 저항에 의해서 직선운동이 원운동으로 바뀌는 자연현상으로 와류의 발생효율은 통과하는 유체의 유속에 비래하기 때문에 와류발생 효율을 높이려면 흡기도관을 가늘게 하면 된다.Vortex is a natural phenomenon where the air passing through the intake pipe becomes a linear motion due to frictional resistance with the wall. The vortex generation efficiency is equal to the flow velocity of the passing fluid. Just do it.
그러나 4행정엔진은 앞서 기술한 바와 같이 공기량 변화폭이 넓기 때문에 고,저속의 출력 균형을 맞추기 위해서는 무작정 흡기도관 단면적을 가늘게만 할 수는 없다.However, since the four-stroke engine has a wide variation in air volume as described above, in order to balance the output of high speed and low speed, the intake air pipe section cannot be made thinner.
뿐만 아니라 공기는 질량이 가볍기 때문에 가속도가 붙은 빠른 유속을 유지하려면 가속되는 충분한 거리가 요구된다.In addition, because air is light in mass, sufficient distance to be accelerated is required to maintain a high velocity with acceleration.
드로틀 밸브가 있는 가솔린 엔진의 경우 드로틀 밸브에서 흡입밸브까지의 거리가 짧기 때문에 빠른 유속에서도 와류발생이 미미한 원인이 되는 것이다.In gasoline engines with throttle valves, the short distance from the throttle valve to the intake valve causes eddy currents to be negligible even at high flow rates.
그러나 드로틀 밸브가 없는 디젤 엔진의 경우에서 보듯이 흡입밸브에서 공기주입구까지 가속시킬 수 있는 충분한 거리가 확보되기 때문에 드로틀 밸브가 있는 휘발유 엔진에 비해서 훨씬 와류 발생효율이 높다.However, as shown in the case of a diesel engine without a throttle valve, the vortex generation efficiency is much higher than that of a gasoline engine with a throttle valve because a sufficient distance from the intake valve to the air inlet is secured.
그러나 고속과 저속에서의 통과 공기량의 균형을 맞추기는 어렵다.However, it is difficult to balance the amount of passing air at high speed and low speed.
따라서 흡기도관을 통과하는 공기의 유속과 유량 가속거리는 저속과 고속에 맞게 가변되어야 한다는 점이다.Therefore, the flow rate and flow acceleration distance of the air passing through the intake pipe should be variable for low speed and high speed.
자동차의 경제속도 R.P.M이 고속과 저속의 중간정도인 것도 바로 와류발생 효율이 높은 유속, 통과 공기량, 가속거리의 균형을 잡아서 열 팽창에너지 효율성이 가장 높을 때인 것이며 와류 의존형 엔진은 바로 유속, 유량, 가속거리를 저속과 고속에 맞게 가변시켜서 전 R.P.M에서 경제 속도에 근접한 에너지 효율성을 달성하려는데 있다.The economical speed RPM of a car is about halfway between high speed and low speed, which is when the efficiency of thermal expansion energy is the highest by balancing the flow rate with high vortex generation efficiency, the passing air volume, and the acceleration distance. The goal is to achieve energy efficiency close to economic speed at full RPM by varying the distance for low and high speeds.
4행정 엔진의 구조적 문제점을 해결하기 위해서는 위에서 기술한 와류를 이용하는 것이 자연의 순리지만 (4행정 엔진에 있어서) 이 와류를 이용하는 와류의존형 엔진은 기계적으로 100% 수용되지 않을뿐더러 학문적으로도 그 존재를 과소평가하고 있다.In order to solve the structural problems of the four-stroke engine, it is natural to use the vortex described above (in the four-stroke engine), but the vortex-dependent engine using this vortex is not 100% mechanically accepted and its existence is scientifically recognized. It is underestimated.
때문에 오늘날 자동차 제작사에서는 와류를 배제한 기계적 방법으로 자동차를 만들고 있는 실정이고 실예로 터보(TURBO)엔진이나 공기의 전면주입방식이 보편적인 예이다.As a result, automakers are now making cars using mechanical methods that eliminate vortices. For example, TURBO engines or air injection methods are common examples.
상기 터보방식은 흡입에 필요한 공기량을 강제로 공급하는 방식으로 전형적인 압축비 의존형 엔진이다.The turbo method is a typical compression ratio dependent engine in which the amount of air required for intake is forcibly supplied.
이 방식은 고속과 저속에 상관없이 강제적으로 흡입공기를 공급하여 압축압력을 높여서 열팽창 압력을 증가시키는 것으로 와류발생이 전무하며 에너지 효율성이 떨어지고 기계적 안정성 즉, 엔진소음이나 진동을 근본적으로 해결하기 어렵다.This method increases the thermal expansion pressure by forcibly supplying the intake air to increase the compression pressure regardless of the high speed and the low speed. There is no vortex generation, low energy efficiency, and it is difficult to fundamentally solve the mechanical stability, that is, the engine noise or vibration.
다음으로 전면 주입방식 엔진인데 흡입공기 입구를 차량 진행 방향과 평행선상에 두어서 차량이 진행할 때 맞바람을 받게 하는 타입이다.Next, it is a front injection type engine that puts the intake air inlet in parallel with the direction of vehicle travel so that the vehicle receives a head wind.
이 방식은 흡기도관의 단면적을 좁혀서 저속에는 흡기도관 내에서 빠른 유속이 유지되고 고속에서의 공기량 부족현상을 맞바람에 의한 밀어넣기식 방식으로 해결하려는 발상이다.This method is to reduce the cross-sectional area of the air intake pipe to maintain a high flow rate in the air intake pipe at low speed, and to solve the shortage of air at high speed by the push-type method.
이러한 방식도 맞바람의 영향이 불규칙하고 흡기도관(드로틀밸브에서 공기주입구까지)의 부압을 측정해 보면 그 유속이 와류 엔진이라기 보다는 터보쪽에 가깝다고 볼 수 있다. 그러기 때문에 흡기도관 내(흡입밸브 부근) 맥동현상은 완화되어 진동이나 소음은 적지만 에너지 효율성이 떨어져 연료 소모량이나 등판능력이 떨어지는 즉, 차가 힘이 없다는 약점이 있다.In this way, the effect of upwind is also irregular, and if the negative pressure of the intake pipe (from the throttle valve to the air inlet) is measured, the flow rate is closer to the turbo side than the vortex engine. Therefore, the pulsation phenomenon in the intake pipe (near the intake valve) is alleviated, so that vibration and noise are small, but the energy efficiency is low, which lowers the fuel consumption or the climbing ability.
일부 자동차 제작사에서는 디젤엔진에 마저 이 자연주입방식을 적용하는데(엔진 정숙성 때문에) 이는 매연 문제와 에너지 효율성에 대한 제고가 필요하다.Some automakers even apply this natural injection method to diesel engines (due to engine quietness), which needs to improve soot problems and energy efficiency.
전면 주입방식의 가장 큰 단점은 맞바람(외력)에 의해서 공기 이동을 도와주기 때문에 흡입공기에 가속도가 붙지 않아(유속이 느림) 와류 발생량이 미미하다는 문제점이 있다.The biggest disadvantage of the front injection method is that the air flow is assisted by the upwind (external force), so that the intake air does not have an acceleration (slow flow rate), so the amount of vortex generation is insignificant.
본 고안은 가벼운 공기가 흡기도관을 통과하는 과정에서 빠르게 가속되어 연소실의 높은 압력에서도 그 관성에 의한 계속 회전으로 빠른 혼합과 연소를 이룰수 있도록 한 것이다.The present invention is to accelerate the mixing of light air through the air intake pipe and to achieve rapid mixing and combustion with continuous rotation by its inertia even at high pressure in the combustion chamber.
즉, 흡입공기 유도닥트 입구에 제1 와류장치를 부착하여 초기 공기 유입량을 조절하면서 인입공기에 와류현상을 일으키도록 함과,That is, by attaching the first vortex device to the inlet air intake duct inlet to cause the vortex phenomenon in the incoming air while adjusting the initial air inflow,
에어크리너 전방 가까운 곳에 고속 유입용 보조공기공급밸브를 구성하여 에어크리너 후방의 흡기도관 내 부압으로 공급량을 보충시켜 조절함과,By constructing a supplementary air supply valve for high-speed inlet near the front of the air cleaner, the supply volume is supplemented with negative pressure in the intake pipe at the rear of the air cleaner, and
상기 흡기도관에 연결된 인네트입구에 제 2와류장치를 구성시켜 초기 제 1와류장치에 의해 인입공기는 저항 때문에 흡기도관 유입량이 제한을 받게 되고 이를 통과한 공기는 흡입력에 의한 가속과 제 2와류장치의 안내로 저속에서도 빠른 유속에 의해서 와류가 발생되며 R.P.M 이 고속일 때에는 흡기도관 내의 유속이 고속으로 공기량의 부족으로 높아진 부압은 연결호스로 보조공기공급밸브를 개방시켜 보조공기공급밸브로 외부 공기를 흡기도관 내로 공급함으로 유입공기량을 충분히 보충시켜 주도록 함을 목적으로 한 고안이다.The second vortex device is formed at the inlet connected to the air intake pipe, and the inlet air is limited by the initial first vortex device due to the resistance, and the air passing through the air is accelerated by the suction force and the second vortex device The vortex is generated by the high speed even at low speed as the guideway.When the RPM is high speed, the negative pressure which is increased due to the lack of air volume at high speed in the intake air pipe is opened by the auxiliary air supply valve by opening the auxiliary air supply valve with the connection hose to intake external air. It is designed to make up for the inflow of air by supplying it into the conduit.
도 1은 본 고안의 구성 설명도.1 is an explanatory diagram of the configuration of the present invention.
도 2는 본 고안의 중요부분에 대한 확대도.2 is an enlarged view of an important part of the present invention.
도 3의 (a)(b)은 본 고안 보조공기 공급밸브의 작동설명 단면도.Figure 3 (a) (b) is a cross-sectional view illustrating the operation of the present invention auxiliary air supply valve.
도 4는 본 고안의 와류장치 사시도.Figure 4 is a perspective view of the eddy current device of the present invention.
도면의 주요부분에 대한 부호 설명Explanation of symbols for the main parts of the drawings
10; 공기흡기도관 11; 초기흡기도관 20; 제 1와류장치10; Air intake pipe 11; Early respiratory tract 20; First Vortex Device
21; 제 2와류장치 22; 절결부 23; 관체21; Second swirl device 22; Cutout 23; Tube
24; 날개 30; 조절밸브 31; 공기주입공24; Wings 30; Regulating valve 31; Air injection
32; 밸브몸체 33; 스프링 34; 개폐밸브32; Valve body 33; Spring 34; Valve
35; 공급관 36; 체결관 37; 연결호스35; Supply line 36; Fastener 37; Connection hose
100; 실린더 101; 드로틀 밸브 103; 에어크리너100; Cylinder 101; Throttle valve 103; Air cleaner
상기 목적을 달성하기 위한 본 고안은 공급흡기도관 입구에 방사형 날개의 단부가 만곡된 반원형의 날개편을 비틀림 구성한 제 1와류장치와 인네트입구에 제 제 2와류장치를 구성하고 에어크리너 전방 흡기도관에 체결되는 보조공기공급밸브를 구성시켜 에어크리너 후방의 부압으로 상기 보조공기공급밸브를 조절하여 외부의 공기를 공급하도록 하여 공급량이 충분하고 중 저속에 따른 공기량을 적절히 공급시킬 수 있도록 함으로 빠른 연소에 의한 완전연소와 에너지 효율성을 높여서 엔진출력 및 매연을 비롯한 유해 배출가스 문제를 해결함과,The present invention for achieving the above object comprises a first vortex device and a second vortex device formed at the inlet of the inlet and the air inlet air inlet pipe and the first vortex device configured to twist the semi-circular wing piece bent the end of the radial wing at the inlet of the supply air intake pipe By constructing the auxiliary air supply valve to be fastened, the auxiliary air supply valve is controlled by the negative pressure at the rear of the air cleaner so that the external air can be supplied. Solve the problem of harmful emissions such as engine output and soot by improving the combustion and energy efficiency
이러한 본 고안을 첨부도면에 의해 그 구성을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.When the present invention is described in more detail by the accompanying drawings as follows.
도 1은 본 고안의 구성 설명도이고 도 2는 본 고안의 중요부분에 대한 확대도 및 도 3의 (a)(b)은 본 고안 보조공기 공급밸브의 작동설명 단면도이며 도 4는 본 고안의 와류장치 사시도를 도시한 것이다.1 is an explanatory view of the configuration of the present invention and Figure 2 is an enlarged view of the important part of the present invention and Figure 3 (a) (b) is a cross-sectional view illustrating the operation of the auxiliary air supply valve of the present invention and Figure 4 is The perspective view of the vortex apparatus is shown.
상기 도면에 도시된 바와 같이 내연기관의 실린더(100)로 연결되는 공기흡기도관(10)의 드로틀 밸브(101) 선단의 인네트(102)와 에어크리너(103) 및 초기흡기도관(11)으로 구성되어 인입되는 공기가 초기흡기도관(11)으로 흡입되어 에어크리너(103)와 인네트(102)를 거쳐 드로틀밸브 및 실린더(100)로 공급되는 통상의 흡기 구성이 형성된다.As shown in the drawing, the inlet 102 of the tip of the throttle valve 101 of the air intake pipe 10 connected to the cylinder 100 of the internal combustion engine consists of an air cleaner 103 and an initial intake pipe 11. Thus, the air drawn in is sucked into the initial intake pipe 11 and is supplied to the throttle valve and the cylinder 100 through the air cleaner 103 and the inlet 102 to form a conventional intake configuration.
본 고안은 상기 초기흡기도관(11) 입구와 인네트(101)입구에 제 1, 2와류장치(20)(21)를 체결한다.According to the present invention, the first and second vortex devices 20 and 21 are fastened to the inlet of the initial intake pipe 11 and the inlet of the internet 101.
상기 와류장치는 절결부(22)의 신축으로 탄성을 발휘하는 관체(23) 내에 방사(放射)형으로 날개(24)를 구성하되, 날개(24)는 만곡된 반원형의 날개편을 비틀림으로 형성하여 상기 관체(23) 내에 복수개 구성된다.The vortex device constitutes a wing 24 in a radial shape within the tubular body 23 that exerts elasticity by the expansion and contraction of the cutout part 22, but the wing 24 is formed by twisting a curved semicircular wing piece. Thus, a plurality of pipe bodies 23 are formed.
그리고 상기 초기흡기도관(11)의 에어크리너(103) 전방에 보조공기 조절밸브 (30)를 체결하고 조절밸브(30)는 에어크리너(103) 후방의 흡기도관(10)에 형성된 부압(負壓)으로 조절하도록 한다.In addition, the auxiliary air control valve 30 is fastened to the air cleaner 103 in front of the initial air intake pipe 11, and the control valve 30 is provided with a negative pressure formed in the air intake pipe 10 behind the air cleaner 103. ) To adjust.
상기 조절밸브(30)는 공기주입공(31)을 주면에 천공한 밸브몸체(32)에 상하스프링(33)으로 탄력 설치된 개폐밸브(34)가 부압으로 상승될 때에의 상하이동으로 공기주입공(31)의 개폐량을 조절하며 주입된 공기를 초기흡기도관(11)으로 공급시키도록 한다.The control valve 30 is an air injection hole in the shanghai dong when the on-off valve 34 elastically installed with the upper and lower springs 33 on the valve body 32 boring the air injection hole 31 on the main surface is elevated to negative pressure. The opening and closing amount of the 31 is adjusted to supply the injected air to the initial intake air pipe 11.
상기 조절밸브(30)는 돌출된 공급관(35)을 형성하여 초기흡기도관(11)에 체결하고 밸브몸체(32) 상단에는 체결관(36)을 형성하여 연결호스(37)로 에어크리너 (103) 후방의 흡기도관(10)에 연결시켜 흡기도관(10) 내에서 발생되는 부압으로 개폐밸브(34)를 상하 운동시키게 되는 구성이다.The control valve 30 forms a protruding supply pipe 35 to be fastened to the initial intake air inlet pipe 11, and a fastening pipe 36 is formed on the upper end of the valve body 32 to connect the air cleaner to the hose 37. The opening and closing valve 34 is vertically moved by the negative pressure generated in the intake pipe 10 by connecting to the intake pipe 10 at the rear side.
이상과 같이 구성되는 본 고안의 작용효과를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.If described in more detail the effect of the present invention is configured as follows.
도 1은 본 고안의 구성 설명도이고 도 2는 본 고안의 중요부분에 대한 확대도로 이에 도시된 바와 같이 자동차 등의 내연기관에 흡기도관이 상기에서와 같이 실린더(100)로 연결되는 공기흡기도관(10)의 드로틀 밸브(101)와 그 선단의 인네트 (102) 및 에어크리너(103), 초기흡기도관(11)으로 구성된다.1 is an explanatory view of the configuration of the present invention and Figure 2 is an enlarged view of an important part of the present invention as shown in the air intake pipe to the internal combustion engine, such as a car air intake pipe is connected to the cylinder 100 as above The throttle valve 101 of FIG. 10, the inlet 102 of the front end, the air cleaner 103, and the initial intake air pipe 11 are comprised.
이러한 공지의 흡기도관의 초기흡기도관(11) 입구와 인네트(101)입구에 제 1, 2와류장치(20)(21)를 체결한다.The first and second vortex devices 20 and 21 are fastened to the inlet and the inlet 101 of the initial intake pipe 11 of the known intake pipe.
이와 함께 초기흡기도관(11)의 에어크리너(103) 전방에 보조공기 조절밸브 (30)를 체결하고 조절밸브(30)은 에어크리너(103) 후방의 흡기도관(10)에 형성된 부압(負壓)으로 조절하도록 한다.In addition, the auxiliary air control valve 30 is fastened in front of the air cleaner 103 of the initial air intake pipe 11, and the control valve 30 is provided with a negative pressure formed in the air intake pipe 10 behind the air cleaner 103. ) To adjust.
즉, 상기 돌출된 공급관(35)을 초기흡기도관(11)에 체결하고 밸브몸체(32) 상단 체결관(36)에는 연결호스(37)로 에어크리너(103) 후방의 흡기도관(10)에 연결시키게 되는 것이다.That is, the protruding supply pipe 35 is fastened to the initial intake air pipe 11, and the valve body 32, the upper fastening pipe 36, is connected to the air intake pipe 10 at the rear of the air cleaner 103 with a connection hose 37. Will be connected.
이때 상기 조절밸브(30)는 에어크리너(103)와 거리가 가까울수록 효과적이므로 최대한 가까이 구성하는 것이 바람직하다.At this time, the control valve 30 is more effective as the distance closer to the air cleaner 103, it is preferable to configure as close as possible.
즉, 초기흡기관(11)입구에 구성된 제 1와류장치(20)는 절결부(22)의 신축으로 탄성을 발휘하는 관체(23)가 상기 초기흡기관(11)내에 고정되고 그 내측의 방사(放射)형으로 비틀림된 날개(24)는 유입되는 공기가 저항을 받아 제어함으로 유입 공기량이 적어지면서 고속유입되며 상기 비틀림된 날개(24)에 의한 안내로 회전을 일으키면서 유입된다.That is, in the first vortex device 20 formed at the inlet of the initial intake pipe 11, the tubular body 23 exerting elasticity with the expansion and contraction of the cutout part 22 is fixed in the initial intake pipe 11, and the inside of the radiator is radiated. The wing 24, which is twisted in the form of amplification, is introduced at a high speed as the amount of inlet air decreases as the incoming air is controlled by resistance and is introduced while causing rotation by the guide by the twisted wing 24.
상기한 유입공기는 에어크리너(103)를 통과하여 드로틀밸브(101)를 거처 내연기관의 실린더(100)로 공급된다.The inflow air passes through the air cleaner 103 and is supplied to the cylinder 100 of the internal combustion engine via the throttle valve 101.
이러한 작동은 초기 공기조절기 제 1와류장치(20)의 저항 때문에 공기가 흡기도관으로의 유입량이 제한을 받게 되고 상기 제 1와류장치(20)를 통과한 공기는 흡입력에 의해서 가속되어 저속에서도 빠른 유속과 와류가 발생되고 또한 인네트입구까지 공기가 가속될 수 있는 충분한 거리도 확보되는 것이며 또한 제 2와류장치 (21)에서 2차의 안내에 따라 유입공기는 와류 즉, 회전되면서 실린더(100)로 유입되고 이에 분사되는 연료의 혼합율을 증대하여 연소폭발을 보다 효과적으로 행하므로 그 출력을 증대하여 연료소비를 줄일수 있으며 완전연소에 따른 매연을 방지할수 있게 된다.This operation is limited by the resistance of the initial air regulator first vortex device 20, the air flow into the intake pipe is limited, and the air passing through the first vortex device 20 is accelerated by the suction force, so that the flow rate is high at low speed An excessive vortex is generated and a sufficient distance for accelerating the air to the inlet is also secured. Also, the inflow air flows into the cylinder 100 while being vortex, that is, rotated according to the secondary guidance from the second vortex device 21. In addition, since the combustion explosive is more effectively performed by increasing the mixing ratio of the fuel injected therein, the output of the fuel can be increased to reduce the fuel consumption and to prevent the smoke from being completely burned.
이와 함께 R.P.M 이 고속으로 이동하면 흡기도관(10)내의 유속이 고속으로 빨라지므로 상기에서와 같이 제 1와류장치에 의한 저항으로 공급량이 적은 공기에의해 흡기도관(10)내에는 부압이 높아지고 이 부압으로서 공기량 부족을 감지하여 흡기도관(10)에 연결된 연결호스(37)로 부압이 전달되고 이 부압은 초기흡기도관 (11)의 에어크리너(103) 전방에 체결된 보조공기 조절밸브(30)의 개폐밸브(34)를 흡입력으로 상승시키게 된다.In addition, when the RPM moves at a high speed, the flow velocity in the intake pipe 10 is increased at a high speed. As a result, the negative pressure increases in the air intake pipe 10 due to the low supply amount of air due to the resistance by the first vortex device. As a result of detecting the lack of air, a negative pressure is transmitted to the connection hose 37 connected to the intake air pipe 10, and the negative pressure of the auxiliary air control valve 30 fastened to the front of the air cleaner 103 of the initial air intake air pipe 11. The on-off valve 34 is raised by the suction force.
즉, 부압의 흡입력으로 밸브몸체(32)내에 스프링(33)으로 탄력설치된 개폐밸브 (34)은 상부의 흡입력으로 승강되어 개폐밸브(34) 외측 밸브몸체(32) 주면에 형성된 공기주입공(31)을 확장시켜 개발상태로 변환하게 된다.That is, the opening / closing valve 34 elastically installed by the spring 33 in the valve body 32 by the suction force of negative pressure is elevated by the suction force of the upper portion and the air injection hole 31 formed on the main surface of the valve body 32 outside the opening / closing valve 34. ) To expand the development state.
이에 따라 초기흡기도관(11)의 부압으로 상기 개방된 공기주입공(31)으로 대량의 공기가 초기흡기도관(11)으로 유입되어 상기 흡기도관(10)에서 모자란 공기를 충분히 보충하게 되는 것이다.Accordingly, a large amount of air flows into the initial air intake pipe 11 through the open air injection hole 31 by the negative pressure of the initial air intake pipe 11, thereby sufficiently replenishing the air insufficient in the air intake pipe 10.
이에 따라 실린더(100)에는 충분한 공기의 공급이 이루워지면서 제 1,2와류장치 (20)(21)에 의한 회전으로 공급연료의 혼합으로 연소율을 증대시켜 출력증강 및 완전연소에 따른 매연을 방지하게 되는 것이다.Accordingly, while supplying sufficient air to the cylinder 100, the combustion rate is increased by mixing the feed fuel by the rotation by the first and second vortex devices 20 and 21, thereby preventing smoke from increasing output and full combustion. It is done.
이상과 같은 본 고안에서의 와류의존형 엔진은 가벼운 공기가 흡기도관을 통과하는 과정에서 빠르게 가속되어 연소실의 높은 압력에서도 그 관성에 의해 계속 회전하여 혼합율을 향상시켜 혼합율의 향상에 의한 빠른 연소에 의한 순간적인 힘의 집중력을 제공한다.In the present invention, the vortex-dependent engine is accelerated rapidly in the process of passing light air through the intake pipe, and continues to rotate due to its inertia at high pressure in the combustion chamber to improve the mixing rate. Provides concentration of spiritual power
4행정 엔진에 있어서 에너지 효율성을 보면 압축비를 높여서 연소압력을 증가시키는 방법의 터보(TURBO) 엔진과 혼합기를 짙게 하여 연소압력을 높이는 경우를 예시할 수 있다.Energy efficiency in a four-stroke engine can be exemplified by increasing the compression pressure by increasing the TURBO engine and the mixer, which increase the combustion pressure by increasing the compression ratio.
그러나 환경문제가 대두되면서 상기 방법은 효능면에서 비과학적이라는 것이 자면하다 할 것이다.However, as environmental problems arise, it will be said that the method is unscientific in terms of efficacy.
오늘날의 자동차는 구조적 단점과 연료의 성능(옥탄가나 세탄가가 기대치에 못 미침)때문에 이론혼합비를 완전연소시키지 못하고 이론 혼합비 대비 10%의 공기를 과잉 공급하는 것이 현실이다.Today's automobiles do not completely burn theoretical mix ratios because of structural shortcomings and fuel performance (which is less than octane or cetane expectation).
이 경우 차량의 노후 상태, 운전자의 운전 습관에 따라서 완전연소가 되지 않고 매연을 비롯한 유해 배출가스가 발생하게 된다.In this case, the exhaust gas is not completely burned according to the deterioration of the vehicle and the driving habits of the driver, and harmful emissions including smoke are generated.
와류의존형 엔진은 빠른 연소에 의한 순간적인 힘의 집중력을 이용하는 방법이다. 4행정 엔진의 연소는 디젤, 휘발유, L.P.G의 치환 반응에 의한 연소이기 때문에 착화에서 연소 종료까지 시차가 있기 마련이고 이 시차가 크면 힘이 분산되어 에너지 효율성이 떨어지고 이 시차가 작으면 힘이 집중되어 에너지 효율성이 높아지는 것이다.Vortex-dependent engines are a method of using instantaneous concentration of force due to rapid combustion. Since the combustion of the four-stroke engine is combustion by the substitution reaction of diesel, gasoline, and LPG, there is a time difference from ignition to the end of combustion, and when this time difference is large, the power is dispersed and the energy efficiency decreases. Energy efficiency is increasing.
4행정 진행과정에서 각각의 엔진 회전수에 맞는 강력한 와류에 의해서 공기와 연료, 미연소 부분과 연소부분을 빠르게 뒤섞어서 빠른 연소에 의한 완전연소로 에너지 효율성을 높아지는 것이 본 고안의 와류 의존형 엔진의 기본목적에 있다.In the four-stroke process, the vortex-dependent engine of the present invention improves energy efficiency by rapidly burning air and fuel, unburned parts, and combustion parts by powerful vortices for each engine speed, and rapidly burning them. Is on purpose.
즉, 와류의존형 엔진은 상기한 작동설명에서와 같이 흡입공기 유도닥트인 초기흡기도관(11) 입구에 가변형의 공기조절용 제 1와류장치(20)를 부착하여 초기 공기 유입량을 조절하며 와류를 형성하고 에어크리너 전방(가능한 한 가까운 곳)에 고속공기 유입장치로 보조공기공급밸브(30)를 구성하며 인네트(102)입구에 제 2와류장치(21)를 구성하였다.That is, the vortex-dependent engine is attached to the inlet air intake air inlet initial intake air pipe 11 as shown in the operating description of the first type of vortex device 20 for adjusting the air to adjust the initial air inflow and form a vortex Auxiliary air supply valve 30 was formed by a high speed air inlet device in front of the air cleaner (as close as possible), and a second vortex device 21 was formed at the inlet of the internet 102.
이는 초기 공기유입에서 저항으로 유입량을 제한하여 흡입력에 의한 가속과 와류발생으로 엔진의 저속에서도 빠른 유속에 의해서 와류의 증대와 공기가 가속될 수 있는 충분한 거리를 제공하며 R.P.M 이 고속으로 이동하여 유입량의 증강을 필요로 할 때에 흡기도관 내 부압으로 작동되는 보조공기공급밸브(30)를 개방시켜 외부로부터 많은량의 공기를 초기흡기도관(11) 내로 공급 고속에서의 공기량을 조절하게 된다.This limits the flow rate from the initial air inflow to resistance, providing sufficient distance for the increase of the vortex and the acceleration of air due to the rapid flow rate even at low engine speed due to the acceleration and vortex generation by the suction force. When the reinforcement is required, the auxiliary air supply valve 30 operated by the negative pressure in the intake airway pipe is opened to adjust the amount of air at a high speed to supply a large amount of air from the outside into the initial intake air pipe 11.
이에 따라 저속과 고속에서 빠른 연소에 의한 완전연소와 빠른 연소에 의한 힘의 집중력으로 에너지 효율성을 높여서 엔진출력 및 매연을 비롯한 유해 배출가스 문제를 해결하게 되며 본 고안에서 유속을 빠르게 흡입시키지만 전체 공기의 통과량은 직선운동을 원운동으로 변화시키는 과정에서 받는 마찰저항 때문에 다른 타입의 엔진보다 2~3%정도 적게 유입된다.Accordingly, it is possible to solve the problem of harmful emissions such as engine output and soot by improving the energy efficiency by the complete combustion of fast combustion at low speed and high speed and the concentration of force by fast combustion. Passage flows in 2 ~ 3% less than other engines due to frictional resistance in the process of converting linear motion into circular motion.
예를 들어 A자동차가 전면 주입 M.P.I 방식으로 혼합비가 16.25:1 이라고 하면 와류의존형 엔진으로 바꾸면 공기 유입량이 2~3% 감소되기 때문에 연료분사량도 자동으로 2~3% 감소되어서 16.25:1(적정혼합비)로 일치된다.(FEED BACK영향)For example, if A has a front injection MPI method and the mixing ratio is 16.25: 1, the fuel injection amount is automatically reduced by 2-3% because the air inflow is reduced by 2-3% when switching to the vortex-dependent engine. ), (FEED BACK effect)
여기서 연료절감 효과를 얻을 수 있으며(FEED BACK SYSTEM이 없는 엔진이나 디젤엔진은 혼합비를 조절해야 함) 연소 압력이 낮아진 부분에 대해서는 빠른 연소에 의한 힘의 집중력으로 에너지 효율성을 높여서 낮아진 출력을 보강하는 것이다. 또한 빠른 연소에 의한 힘의 집중력으로 에너지 효율성을 1~2% 상승시키면 배출가스 문제를 해결하고 연료절감, 엔진의 정숙성, 기계적 안정성(차량수명)에 큰 효과를 발휘하게 되는 것이다.In this case, the fuel saving effect can be obtained (for engines or diesel engines without a feedback system, the mixing ratio must be adjusted), and the portion where the combustion pressure is lowered is reinforcement of the lowered power by increasing energy efficiency by the focusing force of fast combustion. . In addition, increasing the energy efficiency by 1 ~ 2% due to the concentration of force due to rapid combustion will solve the emission problem and have a great effect on fuel saving, engine quietness and mechanical stability (vehicle life).
이러한 본 고안은 매연과 유해가스 공해를 90% 이상 줄이고 차량의 성능을 120% 이상 향상시키면서 가장 적은 재원을 투자하여 공해문제를 해결할 수 있도록 한 고안이다.The present invention is designed to solve the pollution problem by investing the least amount of resources while reducing the smoke and harmful gas pollution by more than 90% and improving the performance of the vehicle by more than 120%.
본 고안은 가벼운 공기가 흡기도관을 통과하는 과정에서 빠르게 가속되어 연소실의 높은 압력에서도 그 관성에 의한 계속 회전으로 빠른 혼합과 연소를 이룰 수 있도록 하되 흡입공기 유도닥트 입구에 제1 와류장치를 부착하여 초기 공기 유입량을 조절하면서 인입공기에 와류현상을 일으키도록 함과,The present invention accelerates rapidly in the process of light air passing through the intake air pipe, so that even in the high pressure of the combustion chamber, it is possible to achieve rapid mixing and combustion by continuous rotation by its inertia, but attaching the first vortex device to the inlet air inlet duct inlet. Vortex phenomena in the incoming air while controlling the initial air inflow,
에어크리너 전방 가까운 곳에 고속 유입용 보조공기공급밸브를 구성하여 에어크리너 후방의 흡기도관의 부압으로 공급량을 조절함과,By constructing the auxiliary air supply valve for high speed inlet near the front of the air cleaner, it regulates the supply amount by the negative pressure of the intake pipe at the rear of the air cleaner,
상기 흡기도관에 연결된 인네트입구에 제 2와류장치를 구성시켜 초기 제 1와류장치에 의해 인입공기는 저항 때문에 흡기도관 유입량이 제한을 받게 되고 이를 통과한 공기는 흡입력에 의한 가속과 제 1와류장치의 안내로 저속에서도 빠른 유속에 의해서 와류가 발생되며 R.P.M 이 고속일 때에는 흡기도관 내의 유속이 고속으로 공기량의 부족에 의해서 부압이 높아지고 부압은 연결호스로 보조공기공급밸브를 개방시켜 보조공기공급밸브로 외부 공기가 흡기도관 내로 공급함으로 유입공기량을 충분이 보충시켜주도록 함으로서 차량이 저속과 고속에서 필요로 한 공기량을 제공함과 함께 와류에 의한 혼합율을 향상시켜 빠른 연소에 의한 출력증강 및 연료절감의 효과를 발휘함과 그 구성이 간단하여 저렴한 생산가로 대량생산될 수 있는 유용한 고안이다.The second vortex device is formed at the inlet connected to the air intake pipe, and the inlet air is limited by the initial first vortex device due to the resistance, and the air passing through the air is accelerated by the suction force and the first vortex device is The vortex is generated by the high speed even at low speed as the guideway. When the RPM is high, the flow rate in the intake pipe is high and the negative pressure is increased due to lack of air volume.The negative pressure is opened by the connection hose to open the auxiliary air supply valve. By supplying air into the air intake pipe, the amount of inlet air is fully replenished by providing the required air volume at low and high speeds, and the mixing rate by vortex is improved to increase the power output and save fuel by rapid combustion. Simple design that can be mass-produced at low cost .
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