KR200374315Y1 - 자동차용 과급기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 자동차의 엔진 내에 유입되는 공기를 압축시키는 상태로 공급하는 과급기에 관한 것이다.

엔진의 매니폴드와 에어크리너 사이에 설치하는 원통형 하우징과, 상기 하우징은 내경 사방에서 중앙으로 연장되어 일체로 된 지지대와, 상기 지지대에서 하우징 축심방향으로 축홀을 수직하게 형성한 축지지관과, 상기 하우징의 내경 상단에는 경사진 단턱을 갖고 이에 오목한 고정홈을 형성한 걸림면으로 이루어지고, 상기 하우징의 내경으로 삽입되어 걸림면과 정지면 사이에 삽입되는 원통형 고정익체와, 상기 고정익체는 상하단에 고정테, 고정테 사이에서 내경방향으로 나선형의 곡면으로 형성한 고정익, 고정테 상면에 고정돌기를 일체로 갖는 탄력편으로 이루어지며, 상기 축지지관에 구름마찰요소와 함께 설치되는 회전축과, 상기 회전축에는 고정익체의 내경으로 삽입되어 회전축과 결합되는 회전익체, 상기 회전익체는 회전축과 결합되며 축지지관에 씌워지는 익편과, 상기 익편관의 외면에서 방사형으로 돌출되며 나선형의 곡면을 갖는 회전익으로 이루어 지고, 상기 하우징의 외경 상하단에 끼움상태의 안정을 위한 걸림조를 형성하여 엔진 속으로 공급되는 공기에 와류를 형성함과 동시에 연료에 효율적으로 혼합되어 연소율을 증가시켜 엔진출력의 증강과 매연의 감소효과를 제공한다.

Description

자동차용 과급기{air super charer}

본 고안은 자동차의 에어크리너를 통과한 공기가 엔진실내로 유입될 때 와류되는 상태로 유입되게 하는 과급기에 관한 것이다.

자동차의 엔진 연소실로 유입되는 공기를 와류시켜 말도를 높이는 과급기는통상적으로 에어크리너와 엔진의 흡기 매니홀드 사이에 설치되어 유입되는 공기가 과급기를 통과할 때, 구성된 나선형 날개편에 의해 연소실내로 회전을 하면서 유입되어 공기의 공급밀도를 높이는 기술로 알려져 있고, 이러한 과급기 또는 흡입공기 와류장치로 알려진 기술은 미국특허 2,017,043호와 미국특허 3,887,907호 일본공개 특허공보공개번호 소58-13122호, 국내실용신안 공고번호 76-1369호등을 예로 들 수 있다.

이러한 과급기 또는 흡입공기 와류장치는 대한민국 특허 제41142호에서 제안된 구성과 문제점을 명확하게 알 수 있으며, 이러한 문제점을 해결하면서 에어크리너에 설치된 공기와류장치와 동일조건으로 된 공기와류장치를 흡기 매니홀드의 입구 가까이 및 배기 매니홀드의 배기구에 각각 설치하여 캬브레이터에서 분사된 연료입자와 공기가 충분히 혼합된 조건으로 엔진의 연소실에 신속하고 강하게 공급하여 연소폭발에 의한 엔진출력을 보다 향상시키고 가속페달 조작에 대한 속도감등이 예민하게 반응하 주행거리에 대한 연비를 절감하는 효과와, 흡기 매니홀드를 통과하는 중에 연료가 흡기 매니홀드의 내벽에 부착되지 않게 하여 연료의 손실을 예방하고, 유체의 회전관성으로 흡기간섭 및 배기간섭을 줄이며, 각 실린더에 균일하게 다량의 회전유체를 공급하여 엔진의 진동 감소, 엔진의 이상마모를 방비하며, 실린더의 내벽에 카본 드의 불순물이 퇴적되는 것을 방지하여 결국 엔진의 수명을 연장하는 효과를 나타내는 기술이 미국특허 4,962,642호와 대한민국 특허 제41142호에 자세하게 열거되어 있다.

이러한 종래의 과급기 또는 공기 와류장치는 공통적으로 흡입되는 공기를 와류시키는 안내판은 고정되어 있는 구성이다.

이처럼 안내판이 고정되어 있는 상태에서는 흡입되는 공기를 일정방향(와류시키기 위한 방향) 으로 안내하는 역할만을 이루는 것이어서 흡입밸브 통로에서 혼합가스와 더 잘 섞일 수 있으나, 와류현상 자체에 흡입력이 없는 상태로 피스톤의 왕복에 의해 공기가 흡입되는 것이고, 와류기구에 부딪혀 공기압에 의해 밀려 실린더에 유입되는 것이어서 실린더의 압력은 증가되지 않으며, 같은 량의 공기가 와류기구를 통과할 때 와류기구의 체적에 의해 단면적이 적어진 부분에서의 유속은 증가하나, 와류기구를 통과한 유속은 통과하기전의 유속과 동일해지는 것이어서 실린더 속으로 유입되는 공기의 량은 증가되지 않는 문제점이 있었던 것이다.

이러한 종래의 과급기 또는 공기 와류장치에서 발생되는 문제점을 해결하기 위하여 본원 출운인에 의해 특허출원 92-10868호를 제안한 바 있다.

선출원된 과급기에서는 자동차의 주행에 관계없이 자동차의 엔진에 시동을 걸어준 상태에서는 과급기내의 동력발생부재에 인가되는 전원에 의해 회전익체가 강제적으로 회전하기 때문에 공기의 와류역할외에 공기의 강제흡입역할을 동시에 이루어 실린더내의 혼합기체의 압력은 높일 수 있으나, 자동차의 정지, 저속, 고속, 등의 주행상태와 구분없이 강제로 공기를 흡입하여 와류 상태로 공급하는 문제점이 있었다.

도한 본원출원인은 이를 개량하기 위하여 실용등록 제87991호를 제안한 바 있다. 이는 공기청정기와 흡기 매니홀드 사이에 원통형 하우징을 설치하고, 상기 하우징 중앙에 보스축을 형성하고, 보스축에는 회전익체의 축을 구름마찰 부재와함께 설치하는 구성을 제공한 바 있다.

이러한 선 등록 구성은 자동차의 주행속도가 가감 됨에 따라서 흡기매니홀드를 통과하는 공기의 량도 변동되는 것을 이용하여 하우징에 설치된 회전익체가 흡입되는 공기와 부디쳐 그 힘에 의해 회전익체가 회전하게 되고, 이로인해 하우징을 통과하는 공기는 회전익체의 날개각도에 의해서 와류되면서 엔진의 연소실로 공급되는 구성으로 기존의 과급기 또는 공기 와류장치에서 발생되는 문제점들을 해결하는 것이나, 공기와 부디치는 것에 의해 발생되는 회전익체의 흡입성은 회전익체의 회전력에만 의존하는 것이므로 와류상태의 공기의 흡입량을 증가시키기에는 역부족인 문제점이 있었던 것이다.

본 고안은 종래의 여러 가지 문제점 들을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 별도의 전원공급없이 자동차의 주행속도의 가감에 따라서 발생되는 공기의 이동량에 의해 발생되는 회전익체의 회전력과 하우징 내경에 설치하는 고정익체로 공기의 와류력을 증가시키고자 함에 그 목적이 있다.

또한 본고안의 목적은 회전익체를 구비하는 하우징내에 고정익체를 용이하게 설치함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 본 고안의 목적은 엔진의 매니폴드와 에어크리너 사이에 설치하는 원통형 하우징과, 상기 하우징은 내경 사방에서 중앙으로 연장되어 일체로 된 지지대와, 상기 지지대에서 하우징 축심방향으로 축홀을 수직하게 형성한 축지지관과, 상기 하우징의 내경 상단에는 경사진 단턱을 갖고 이에 오목한 고정홈을 형성한 걸림면으로 이루어지고, 상기 하우징의 내경으로 삽입되어 걸림면과 정지면 사이에 삽입되는 원통형 고정익체와, 상기 고정익체는 상하단에 고정테, 고정테 사이에서 내경방향으로 나선형의 곡면으로 형성한 고정익, 고정테 상면에 고정돌기를 일체로 갖는 탄력편으로 이루어지며, 상기 축지지관에 구름마찰요소와 함께 설치되는 회전축과, 상기 회전축에는 고정익체의 내경으로 삽입되어 회전축과 결합되는 회전익체, 상기 회전익체는 회전축과 결합되며 축지지관에 씌워지는 익편과, 상기 익편관의 외면에서 방사형으로 돌출되며 나선형의 곡면을 갖는 회전익으로 이루어지고, 상기 하우징의 외경 상하단에 끼움상태의 안정을 위한 걸림조를 형성한 구성을 제공함에 의하여 충분히 달성될 것이다.

도1은 본 고안에 대한 분해 사시도.

도2는 본 고안 중 회전익체를 제외한 상태로 조립한 과급기의 종단면도.

도3은 본 고안에 대한 조립상태의 평면도.

*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*

100: 하우징 105: 걸림조 110: 내경

113: 걸림면 114: 고정홈 120: 지지대

123: 유도면 130: 축지지관 131: 축홀

200: 회전익체 210: 익편관 220: 회전익

300: 고정익체 310: 고정테 313: 탄력편

315: 고정돌기 320: 고정익

이하 본 고안에 대한 바람직한 실시예를 첨부도면과 함께 상세히 설명하면 다음과 같다.

도1은 본 고안에 대한 분해사시도이고, 도2는 본 고안중 회전익체를 제외한 상태로 조립한 단면도이며, 도3은 본 고안의 조립상태에 대한 평면도이다.

본 고안의 과급기(400)은 도시하지 않은 에어크리너와, 흡기매니홀드 사이에 설치되는 원통형 하우징(100)에는 외경 상하위치에 설치위치에 조립시 마찰력을 감소시키며 조립 후 밀착력을 향상 시키도록 걸림조(105)을 돌출 형성한다.

상기 하우징(100)의 내경(110)에는 사방에서 중앙으로 연장 돌출시켜 일체로 형성하는 지지대(120)를 형성한다. 상기 지지대(120)를 형설함에 있어 일측면에 경사진 유도면(123)을 형성한다.

상기 일체로 된 지지대(120) 중앙에는 하우징(100)의 축 방향으로 돌출연장시키며 중앙에 축홀(121)을 형성한 축지지관(130)을 형성한다.

그리고, 하우징(100)의 내경 상단에 경사진 단턱으로 된 걸림면(113)을 형성하고 하단에는 경사져서 내경이 좁아지게 한 정지면(115)을 형성한다. 특히 상기 걸림면(113)에는 오목한 고정홈(114)을 소정의 위치에 형성한다,

상기 하우징(100)의 축지지관(130)에는 회전축(150)이 축홀(131)로 삽입되어 축홀(131)의 상하단에 결합되는 구름마찰부재(151)(153)에 의해 고정되며, 링와셔(155)를 회전축(150)에 끼움 조립한다.

상기 하우징(100)의 내경(110)으로 삽입되는 고정익체(300)는 원통형이며, 프레스등의 기계가공작업으로 고정익(330)을 내경방향으로 돌출되게 형성한다.

상기 돌출된 고정익(330)은 나선형이며 곡면을 보유하도록 형성한다.

상기 고정익(330)에 의해 고정익체(300)의 상하단에는 고정테(310)가 형성되며, 특히 본 고안의 목적상 상측의 고정테(310)에 표면으로 고정돌기(315)가 돌출된 탄력편(313)을 형성한다.

상기 하우징(100)의 축 지지관(130)에 조립되는 회전익체(200)는 회전축(150)과 결합되면서 회전익(230)을 형성하기 위한 익편관(210)이 축지지관(130)의 길이로 형성한다, 상기 회전익(230)은 나선형이면 표면에 곡면을 갖는다.

상기 지지대(120)의 유도면(123)과 회전익(230)과 고정익(320)은 동일한 나선방향과 곡면으로 형성함이 바람직하다.

상기와 같은 구성으로 이루어지는 본 고안은 원통형 하우징(100)의 내경(110)으로 고정익체(300)를 삽입하면 경사진 걸림편(113)은 고정익체(300)의 고정테(310) 삽입을 유도하고, 고정익체(300)가 내경(110)에 삽입된 상태에서 경사진 정지면(115)는 고정익체(300)의 하측 고정테(310)에 밀착되면서 상단 고정테(310)가 걸림면(113)의 단턱에 걸린다. 이때 탄력편(313)에서 돌출된 고정돌기(315)가 걸림면(113)에 형성한 고정홈(114)에 끼워지도록 고정익체(300)와 하우징(100)을 조립하면 탄력편(313)의 탄력으로 고정돌기(315)는 걸림면(113)의 고정홈(114)에 끼워진다. 따라서 고정익체(300)은 하우징(100)의 내경(110)에 안정된 고정상태를 FF 유지하게 된다.

그리고 회전축(150)을 하우징(100)의 축지지관(130)의 축홀(131)에 삽입하고, 회전축의 상하단에 구름마찰부재(151(153)을 각각 끼워 축지지관(130)에 구름마찰부재(151(153)가 결합되게 한 다음 링와셔(155)를 회전축(150) 하단에 끼움 조립한다.

이상태에서 회전축(150)의 상단은 축지지관(130)의 상단에 노출상태로 되므로 이에 회전익체(200)를 결합한다.

상기 회전익체(200)의 익편관(210)을 회전축 상단에 조립하면 익편관(210)은 축지지관(130)에 씌워지면서 회전축(150)의 상단과 결합된다.

이와 같이 조립된 과급기(400)를 에어크리너와 흡기매니홀드사이에 설치하면 하우징(100)의 외경에 형성된 걸림조(105)는 접촉면적을 감소시키는 작용을 하여 삽입상태를 원활하게 한다. 그리고 삽입된 상태에서는 접촉된 면을 집중적으로 누르기 때문에 설치위치에서 안정을 유지하게 된다.

상기와 같은 본고안은 고정익체(300)의 고정익(320)과 회전익체(200)의 회전익(230)이 동일방향의 경사진 곡면을 보유하고 있는 상태에서 에어크리너를 통과한 공기는 회전익체(20)의 회전익(230)에 부디쳐 회전을 형성시킴과 동시에 곡면에 의해 와류를 발생시키는 것은 종래의 과급기와 공기 와류장치와 동일하다.

회전익(230)에 의해 발생된 와류는 와류상태로 아동하면서 하우징(100))의 내경(110)에 조립된 고정익체(300)의 고정익(320)에 부디치면서 형성된 곡면에 유도되어 공기의 와류에 가속도를 제공하게 된다. 이는 마치 과급기(400)에서 외부의 공기를 흡입하는 상태와 같은 동일한 공기 이동력을 발생시키는 작용을 한다.

또한, 하우징(100) 내경(110)의 지지대(120)에 형성된 유도면(123)은 와류에 의해 이동하는 공기와 부디칠 때 저항을 최소화한 형상을 이루고 있어 내경에서 발생된 공기와류상태를 저하시키지 않은 작용을 이루게 된다.

결국, 고정익(320)과 유도면(123)은 형성된 공기의 와류를 흡기매니홀드 속으로 더욱 밀어 넣는 작용을 도와주게 되는 것으로, 이는 마치 무동력선에서 노를 젖어 추진력을 형성할 때 돛을 올려 가속을 받는 상태와 같은 작용을 이루는 것이다.

이상에서와 같이 본 고안은 하우징 속에 고정익체를 설치하는 구성을 안정되게 하며, 에어크리너와 흡기매니홀드 사이에 안정된 상태로 설치되게 하며 고정익과 유도면을 회전익체의 날개 각도와 방향을 동일하게 형성하므로 발생된 와류를엔진의 연소실 속으로 밀어넣는 가속역할을 하여 효율적인 연비의 효과는 물론, 조립과 취급성을 용이하게 하는 이점이 있는 것이다.

Claims (3)

1. 엔진의 매니폴드와 에어크리너 사이에 설치하는 원통형 하우징과, 상기 하우징은 내경 사방에서 중앙으로 연장되어 일체로 된 지지대와, 상기 지지대에서 하우징 축심방향으로 축홀을 수직하게 형성한 축지지관과, 상기 하우징의 내경 상단에는 경사진 단턱을 갖고 이에 오목한 고정홈을 형성한 걸림면으로 이루어지고, 상기 하우징의 내경으로 삽입되어 걸림면과 정지면 사이에 삽입되는 원통형 고정익체와, 상기 고정익체는 상하단에 고정테, 고정테 사이에서 내경방향으로 나선형의 곡면으로 형성한 고정익, 고정테 상면에 고정돌기를 일체로 갖는 탄력편으로 이루어지며, 상기 축지지관에 구름마찰요소와 함께 설치되는 회전축과, 상기 회전축에는 고정릭체의 내경으로 삽입되어 회전축과 결합되는 회전익체, 상기 회전익체는 회전축과 결합되며 축지지관에 씌워지는 익편과, 상기 익편관의 외면에서 방사형으로 돌출되며 나선형의 곡면을 갖는 회전익으로 이루어 지고, 상기 하우징의 외경 상하단에 끼움상태의 안정을 위한 걸림조를 형성한 것을 특징으로 하는 자동차 엔진용 과급기.
2. 제1항에 있어서, 상기 하우징과 고정익체를 합성수지로 사출성형하여 하우징의 내경에 고정익체가 일체로 형성되도록 함을 특징으로하는 자동차 엔진용 과급기.
3. 제1항에 있어서, 상기 회전익과 고정익과 지지대의 유도면에 형성된 나선면은 방향이 동일하게 형성함을 특징으로 하는 자동차 엔진용 과급기.