KR20100002356A - 소형엔진의 흡기장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소형 엔진에 관한 것으로, 특히 엔진의 회전과 부하 상태에 따라 공기 흡입통로의 단면적을 조절함으로써 저속에서 고속에 이르기까지 모든 운전 영역에서 엔진 출력을 높여 줄 수 있는 소형 엔진의 흡기장치에 관한 것이다.

본 발명의 흡기장치는, 흡기계의 흡기배관 상에 설치된 가변관; 상기 가변관의 내부에서 반경방향으로 이동가능하게 설치된 2 이상의 가변판; 상기 가변판을 탄성지지하는 복수의 탄성부재; 상기 가변관의 하류측에 설치된 스로틀밸브; 상기 가변관의 일측에서 상기 스로틀밸브의 하류로 소통되게 설치된 바이패스관; 및 상기 가변판의 이동을 안내하는 2 이상의 가변유도유닛;을 포함한다.

엔진, 흡기, 배관, 가변관, 가변판, 가변유도유닛

Description

소형엔진의 흡기장치{INDUCTION APPARATUS FOR A SMALL SIZE ENGINE}

본 발명은 소형 엔진에 관한 것으로, 특히 엔진의 회전과 부하 상태에 따라 공기 흡입통로의 단면적을 조절함으로써 저속에서 고속에 이르기까지 모든 운전 영역에서 엔진 출력을 높여 줄 수 있는 소형 엔진의 흡기장치에 관한 것이다.

일반적으로 소형 엔진은 연료와 공기의 혼합가스를 실린더의 연소실에서 연소시켜 동력을 발생하는 장치로서, 이러한 엔진에는 외부로부터 공기를 흡입하는 흡기장치를 가진다.

이러한 흡기장치는 파이프 형상의 흡기관 또는 흡기덕트 등을 가지고, 이 흡기관 또는 흡기덕트 측에는 공기의 유입속도 또는 공기의 유입량을 조절하는 스로틀밸브 등이 설치된다.

하지만, 이러한 종래의 흡기장치는 스로틀밸브를 통해 공기의 흡기속도 내지 공기의 흡기량을 조절함에 따라 다양한 운전영역에서 그 출력성능을 높일 수 없는 단점이 있었다.

이에 따라, 최근에는 가변흡기장치(Variable Induction System, VIS)가 엔진의 흡기계측에 이용되고 있다. 이러한 가변흡기장치는 엔진의 회전과 부하 상태에 따라 공기 흡입통로를 자동적으로 조절하여 저속에서 고속에 이르기까지 모든 운전 영역에서 엔진 출력을 높여 주도록 구성된다.

이러한 가변흡기장치는 저속·저부하일 때는 밸브를 닫아 자연흡기 방식의 일반엔진보다 흡입구를 길게 하고, 고속·고부하일 때는 반대로 밸브를 열어 일반엔진보다 흡입구를 짧게 함으로써 엔진 출력을 높여 주는 방식으로 작동한다.

하지만, 종래의 가변흡기장치는 그 구조가 복잡하고, 그 부피가 클 뿐만 아니라 그 제조단가가 높으므로 주로 대형 및 고급 엔진에만 적용되고, 예초기 등에 이용되는 소형의 저가 엔진에는 적용이 어려운 단점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 매우 단순한 흡기 가변구조를 적용함으로써 소형의 엔진에도 적용이 용이한 흡기장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 저속운전 내지 고속운전 등과 같이 다양한 운전조건에서 그 출력성능을 높일 수 있는 흡기장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 흡기장치는,

흡기계의 흡기배관 상에 설치된 가변관;

상기 가변관의 내부에서 반경방향으로 이동가능하게 설치된 2 이상의 가변판;

상기 가변판을 탄성지지하는 복수의 탄성부재;

상기 가변관의 하류측에 설치된 스로틀밸브;

상기 가변관의 일측에서 상기 스로틀밸브의 하류로 소통되게 설치된 바이패스관; 및

상기 가변판의 이동을 안내하는 2 이상의 가변유도유닛;을 포함한다.

상기 가변유도부재는 상기 가변판의 이동을 안내하는 안내면을 가지고, 상기 안내면은 상기 가변판의 이동에 대응하도록 테이퍼진 것을 특징으로 한다.

상기 가변유도부재는 그 안내면의 상단 및 하단 각각에 상기 가변판의 이동을 제한하는 스토퍼를 가진다.

상기 가변유도부재와 상기 가변판의 상호 접촉하는 부분에는 하나 이상의 밀봉부재가 설치된다.

이상과 같은 본 발명에 의하면, 단순한 흡기가변구조를 적용함으로써 대형 및 고급 엔진 뿐만 아니라 소형의 엔진에도 그 적용이 매우 용이한 장점이 있다.

흡기통로 내의 단면적을 엔진의 회전 및 부하 상태에 따라 자동으로 조절함으로써 저속 내지 고속 운전 등과 같이 다양한 운전조건에서 엔진의 출력성능을 높일 수 있는 장점이 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진의 흡기장치를 도시한다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 흡기장치는 엔진 흡기계의 흡기배관(11) 상에 설치된 가변관(21)을 포함하고, 상기 가변관(21)은 그 내부에 외기가 흡기되는 흡기통로(21a)가 형성되며, 이 흡기통로(21a)는 그 내부 단면적이 가변되는 것을 특징으로 한다.

가변관(21)은 그 내부에 2 이상의 가변판(22)이 설치되고, 각 가변판(22)은 가변관(21)의 내부에서 반경방향으로 이동가능하게 설치된다.

각 가변판(22)은 가변관(21)의 내경면에 하나 이상의 탄성부재(23)에 의해 탄성지지된다. 그리고, 가변판(22)과 가변관(21)의 내경면 사이는 일정간격의 이격공간(22a)이 유지된다.

그리고, 가변관(21)의 하류측에는 스로틀밸브(24)가 설치되고, 이 스로틀밸브(24)에 의해 가변관(21)를 통해 흡입되는 외기의 흡기량 또는 흡기속도 등을 조절한다.

가변관(21)의 일측에서 스로틀밸브(24)의 하류측으로 하나 이상의 바이패스관(25)이 설치되고, 이 바이패스관(25)을 통해 가변관(21)의 이격공간(22a)과 스로틀밸브(24)의 하류측은 소통된다.

가변관(21)은 도 2에 도시된 바와 같이 그 내부에 가변판(22)의 이동시 가변판(22)의 각 단부(22a)를 안내하는 2 이상의 가변유도부재(26)를 가지고, 가변유도부재(26)는 그 좌우 양측면에 가변판(22)의 단부(22a)를 안내하는 안내면(26a)을 가진다. 이 안내면(26a)은 가변판(22)의 반경방향 이동에 대응하도록 일정각도로 테이퍼진다.

안내면(26a)은 그 상단 및 하단 각각에 가변판(22)의 이동을 제한하는 스토퍼(26b, 26c)를 가진다. 이 스토퍼(26b, 26c) 및 가변판(22)의 각 단부(22a)에는 하나 이상의 밀봉부재(27)가 설치되고, 밀봉부재(27)는 고무 재질로 이루어진다. 이 밀봉부재(27)에 의해 가변판(22)의 내부 공간 즉, 외기가 흡기되는 흡기통로(21a)는 그 밀봉성이 확실하게 보장된다.

이상과 같이 구성된 본 발명의 작용을 다음과 같이 상세히 설명한다.

먼저, 스로틀밸브(24)가 개방되어 흡기작동이 시작되면, 스로틀밸브(24)의 하류측에는 음압이 발생하고, 이에 스로트밸브(24)의 상류 및 하류 사이에는 압력차가 생긴다. 이에 따라, 가변관(21)의 이격공간(22a) 내에 있는 공기는 바이패스관(25)을 통해 스로틀밸브(24)의 하류측으로 이동하고, 이러한 공기의 유동에 의해 가변판(22)은 탄성부재(23)의 탄성력을 극복하여 외경방향으로 이동가능해진다. 이에 의해, 가변관(21)의 흡기통로(21a)는 그 단면적이 조절됨으로써 가변흡기가 구현된다.

예컨대, 엔진의 회전이 고속으로 구동할 경우, 도 3에 예시된 바와 같이 가변판(22)이 외경방향으로 이동하여 가변관(21)의 흡기통로(21a)의 단면적이 증대됨으로써 흡기효율이 증대된다. 이에 의해 엔진의 출력성능이 향상될 수 있다.

그리고, 엔진의 회전이 저속으로 구동할 경우, 도 2와 같이 가변판(22)은 내경방향으로 이동하여 가변관(21)의 흡기통로(21a)의 단면적이 감소되고, 이에 흡입관성력 및 흡입효율이 증대됨으로써 엔진의 출력성능이 높아질 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 흡기장치를 도시한 측단면도이다.

도 2는 도 1의 A-A선을 따라 도시한 단면도이다.

도 3은 본 발명에 의한 가변판이 이동하는 상태를 도시한 작동상태도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명 *

11: 흡기배관 21: 가변관

22: 가변판 23: 탄성부재

24: 스로틀밸브 25: 바이패스관

26: 가변유도부재 27: 밀봉부재

Claims (4)

1. 흡기계의 흡기배관 상에 설치된 가변관;

   상기 가변관의 내부에서 반경방향으로 이동가능하게 설치된 2 이상의 가변판;

   상기 가변판을 탄성지지하는 복수의 탄성부재;

   상기 가변관의 하류측에 설치된 스로틀밸브;

   상기 가변관의 일측에서 상기 스로틀밸브의 하류로 소통되게 설치된 바이패스관; 및

   상기 가변판의 이동을 안내하는 2 이상의 가변유도유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 소형 엔진의 흡기장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 가변유도부재는 상기 가변판의 이동을 안내하는 안내면을 가지고, 상기 안내면은 상기 가변판의 이동에 대응하도록 테이퍼진 것을 특징으로 하는 소형 엔진의 흡기장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 가변유도부재는 그 안내면의 상단 및 하단 각각에 상기 가변판의 이동을 제한하는 스토퍼를 가지는 것을 특징으로 하는 소형 엔진의 흡기장치.
4. 제3항에 있어서,

   상기 가변유도부재와 상기 가변판의 상호 접촉하는 부분에는 하나 이상의 밀봉부재가 설치되는 것을 특징으로 하는 소형 엔진의 흡기장치.

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