KR20070023124A - 내연기관의 흡기 제어장치 - Google Patents

Abstract

소음저감과 출력 증대라는 2가지 요소를 모두 만족시키기 위하여 아이들 상태에서는 출력보다는 소음을, 가속시에는 소음 보다는 출력 성능을 만족시킬 수 있도록 한 내연기관의 흡기 제어장치를 제공할 목적으로;

유입되는 흡입 공기를 필터링하여 연소실로 유입되도록 하는 내연기관의 흡기계통에 있어서,

흡기계를 형성하는 에어 클리너의 상류측에 흡기 유속에 따라 가변적으로 전류를 생성하는 발전기와; 상기 발전기의 전류 세기에 따라 흡입 유로의 개구 면적을 가변적으로 제어하는 차단수단과; 상기 차단수단의 상류측과 하류측을 연통시키는 바이패스 관로를 포함하여 이루어지는 내연기관의 흡기 제어장치를 제공한다.

발전기. 차단수단

Description

내연기관의 흡기 제어장치{INTAKE AIR CONTROL DEVICE FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINE}

도 1은 본 발명에 의한 흡기 제어장치의 부분 절개 사시도.

도 2는 본 발명을 구성하는 차단수단의 사시도.

도 3은 도 2의 차단수단을 수용하는 하우징의 부분 절개 사시도.

도 4는 저속 RPM 상태에서의 작동도.

도 5는 고속 RPM 상태에서의 작동도이다.

본 발명은 내연기관의 흡기 제어장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 내연기관의 RPM 변화에 따라 흡기 유로의 개방 단면적을 가변시킴으로써, 최적의 흡기 성능을 얻을 수 있도록 한 내연기관의 흡기 제어장치에 관한 것이다.

예컨대, 자동차의 동력원으로 사용되는 내연기관의 흡기계는 흡입되는 공기를 필터링하는 에어 클리너와, 상기 에어 클리너로부터 유입되는 흡입 공기량을 제어하는 스로틀 보디와, 상기 스로틀 보디로부터 유입되는 흡입공기를 일시적으로 저장하는 서어지 탱크와, 서어지 탱크로부터 유입되는 흡입공기를 각 실린더의 연 소실로 공급하는 흡기 매니폴드를 포함하여 이루어진다.

이러한 내연기관의 흡기계는 필요로 하는 공기를 필터링하여 연소실로 공급하는 통로 역할 뿐 아니라, 연소음을 감쇠시키는 역할을 수행하게 된다.

이에 따라 상기와 같은 흡기계를 설계함에 있어서는 ,소음 측면에서의 소음 저감과, 공기의 흐름(출력면) 측면에서의 압력손실 저감이라는 2가지 기능을 고려한 형상의 최적화를 목표로 하고 있다.

그러나 소음을 줄이기 위하여 흡기계의 단면을 줄이는 경우에는 내연기관의 출력이 저하되고, 출력을 높이기 위하여 흡기계의 단면을 증대시키는 경우에는 소음이 증가한다는 문제점을 내포하고 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 소음저감과 출력 증대라는 2가지 요소를 모두 만족시키기 위하여 아이들 상태에서는 출력보다는 소음을, 가속시에는 소음 보다는 출력 성능을 만족시킬 수 있도록 한 내연기관의 흡기 제어장치를 제공함에 있다.

이를 실현하기 위하여 본 발명은, 유입되는 흡입 공기를 필터링하여 연소실로 유입되도록 하는 내연기관의 흡기계통에 있어서,

흡기계를 형성하는 에어 클리너의 상류측에 흡기 유속에 따라 가변적으로 전류를 생성하는 발전기와;

상기 발전기의 전류 세기에 따라 흡입 유로의 개구 면적을 가변적으로 제어 하는 차단수단과;

상기 차단수단의 상류측과 하류측을 연통시키는 바이패스 관로를 포함하여 이루어지는 내연기관의 흡기 제어장치를 제공한다.

이하, 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 흡기 제어장치의 부분 절개 사시도로서, 본 발명의 흡기 제어장치는 크게 발전기(2)와 차단수단(4)으로 이루어진다.

상기 발전기(2)는 하우징(6)내에 원통형으로 배치되는 스테이터(8)와, 이 스테이터(8)의 내측에 배치되는 프로펠러형 영구자석(10)으로 이루어지는 전자기 유동형의 발전기이다.

이에 따라 상기 발전기(2)는 유입되는 흡입공기의 유속에 의하여 상기 프로펠러형 영구자석(10)이 회전하면서 발전이 이루어지게 된다.

물론, 상기 발전기는 상기 구성에 한정되는 것은 아니고, 흡기 유량에 따라 회전속도가 가변되면서 적절한 전류를 생성시킬 수 있는 다양한 구조를 가질 수 있다.

그리고 상기 하우징(6)의 하류측에 배치되는 차단수단(4)은 도 2에서와 같이, 원판형 부재를 방사상으로 절개한 다수의 차단판(12)과, 상기 차단판(12)의 외주측에 배치되는 각각 탄성부재(14)와, 상기 탄성부재(14)의 단부에 각각 장착되는 전자석(16)을 포함하여 이루어진다.

상기 차단수단(6)은 차단판(12)의 확개시 이를 수용할 수 있도록 하우징(6) 의 대경부(18)에 배치되는데, 상기 전자석(16)은 대경부(18)에 고정되고, 차단판(12)은 대경부(18)의 내측에 방사상 내외측으로 슬라이드 가능하게 배치된다.

이에 따라 상기 차단판(12)은 평상시에 상기 탄성부재(14)의 탄성력에 의하여 내측으로 밀리면서 절개면이 서로 맞닿게 되어 도 1에서와 같이 흡기 유로를 폐쇄하게 된다.

그리고 상기 전자석(16)에 전원이 인가되면, 전자석(16)의 자력에 의하여 차단판(12)이 외측으로 당겨지면서 확개되어 흡기 유로를 완전 개방하게 된다.

이때 차단판(12)은 자력에 영향을 받지 않는 재질을 사용하게 되는데, 이를 위하여 상기 차단판(12)과 탄성부재(14)를 연결하는 부위에는 금속제의 고정구(20)를 사용하게 된다.

그리고 상기 차단수단(6)을 기준으로 상류부와 하류부는 바이패스 관로(22)에 의하여 연통되어 상기 차단판(12)이 폐쇄되는 경우에는 이의 바이패스 관로(22)를 통해 흡입공기가 유입된다.

또한, 상기 차단판(12)이 내,외측으로 안정되게 출입할 수 있도록 차단판(12)의 측면에는 가이드 돌기(24)가 형성되어 있으며, 상기 하우징(6)의 대경부(18) 측면에는 도 3에서와 같이, 상기 가이드 돌기(24)가 삽입되어 안내를 받을 수 있도록 가이드 홈(26)이 형성된다.

상기와 같은 발전기(2)와 차단수단(4)의 전자석(16)은 미도시한 전선에 의하여 연결되어 있으며, 상기 발전기(2)에서 발전되는 전원에 의하여 상기 차단수단(4)이 작동하게 된다.

이와 같이 이루어지는 본 발명의 흡기 제어장치의 작동을 보다 구체적으로 살펴보면, 저 RPM 상태에서는 흡기 유속이 작으므로 프로펠러형 영구자석(10)의 회전 또한 작게 된다.

이에 따라 생성되는 전류가 미미하기 때문에 전자석(16)의 자력 보다 탄성부재(14)의 탄성력이 크게 되므로, 차단판(12)은 도 4에서와 같이 확개되지 못한 상태를 유지하게 되므로 흡기는 차단판(12)들 사이에 형성되어 있는 작은 관통홀(26)과 바이패스 관로(24)를 통해 에어 클리너(28)로 유입된다.

이와 같은 저 RPM 상태에서는 많은 공기가 필요하지 않으며, 단면이 줄어든 상태이므로 내연기관으로부터 나오는 연소 소음을 최소화할 수 있게 된다.

그리고 주행 및 가속등에 의하여 고 RPM의 상태가 되면, 흡기 유속이 빨라지게 되는데, 흡기 유속이 빨라지면 프로펠러형 영구자석(10)이 고속으로 회전하게 된다.

그러면 발전기(2)로부터 발전되는 전류가 커짐으로써, 차단수단(4)의 전자석(16)에서는 강한 자력을 발생시켜 탄성부재(14)의 탄성력을 극복하면서 차단판(12)을 끌어 당김으로써, 도 5에서와 같이 흡기 유로의 개구면적을 확대시켜 많은 양의 흡기가 에어 클리너(28)로 유입되도록 한다.

즉, 본 발명에서는 흡기 유속에 따라 발전기(2)에서 적절한 전류를 생성하여 차단수단(4)으로 공급함으로써, 흡기 유로의 개구면적으로 조절함으로써, RPM 변화에 따른 능동적인 흡기 제어가 가능해지는 것이다.

이상에서와 같이 본 발명에 의하면, RPM이 작을 때에는 흡입공기가 통과하는 면적이 작아져서 소음면에서 유리하고, 반대로 RPM이 클 때에는 개구 면적이 커지면서 많은 양의 흡입 공기가 유입되도록 함으로써, 출력면에서 매우 유리해진다.

이는 RPM변동에 따라 아주 민감하게 작용할 수 있으므로 최적의 흡기 성능 향상을 도모할 수 있는 발명인 것이다.

Claims (4)

1. 유입되는 흡입 공기를 필터링하여 연소실로 유입되도록 하는 내연기관의 흡기계통에 있어서,

   흡기계를 형성하는 에어 클리너의 상류측에 흡기 유속에 따라 가변적으로 전류를 생성하는 발전기와;

   상기 발전기의 전류 세기에 따라 흡입 유로의 개구 면적을 가변적으로 제어하는 차단수단과;

   상기 차단수단의 상류측과 하류측을 연통시키는 바이패스 관로를 포함하여 이루어지는 내연기관의 흡기 제어장치.
2. 제1항에 있어서, 발전기는 하우징내에 원통형으로 고정 배치되는 스테이터와, 상기 스테이터의 내측에 배치되는 프로펠러형 영구자석으로 이루어짐을 특징으로 하는 내연기관의 흡기 제어장치.
3. 제1항에 있어서, 차단수단은 원판형 부재를 방사상으로 절개한 다수의 차단판과, 상기 차단판의 외주측에 배치되는 각각 탄성부재와, 상기 탄성부재)의 단부에 각각 장착되어 발전기로부터 전류를 공급받는 전자석을 포함하여 이루어지되,

   상기 전자석은 하우징의 대경부에 고정되고, 차단판은 대경부의 내측에 방사상 내,외측으로 슬라이드 가능하게 배치됨을 특징으로 하는 내연기관의 흡기 제어 장치.
4. 제3항에 있어서, 차단판은 내,외측으로 안정되게 출입할 수 있도록 내,후측면에 가이드 돌기가 형성되어 있으며, 상기 하우징의 대경부 내측면에는 상기 가이드 돌기가 삽입되어 안내를 받을 수 있도록 가이드 홈이 형성됨을 특징으로 하는 내연기관의 흡기 제어장치.

Images