KR820001570B1 - 내연기관의 흡기 제어장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

내연기관의 흡기 제어장치

제 1도는 본 발명의 제1실시예의 단면도.

제2도는 제1도 K-K선의 횡단평면도.

제3도는 제2도 N-N선의 종단면도.

제4도는 제2도 M-M선의 종단면도.

제5도는 제2도 L-L선의 종단면도.

제6도는 제1실시예의 작동을 설명하기 위한 엔진의 출력선도.

제7도는 제1실시예의 변형된 예를 표시한 중요부의 단면도.

제8도는 본 발명의 제2실시예를 표시한 중요부의 단면도.

본 발명은 내연기관의 흡기계통에 배기가스의 일부 및 공기를 운전상태에 따라 부가하는 흡기 제어장치에 관한 것이다.

일반적으로 내연기관의 배기가스 환류장치는 배기가스중에서 해로운 NOx를 감소하게 하는 목적으로 설치하여 배기가스의 일부를 환류시켜 내연기관의 흡기계통에서 실린더내에 도입하여 연소온도를 낮추어 주는데 따라 NOx의 발생을 감소시키는 것이다.

그러나 배기가스를 환류시키면 일반적으로 연료의 연소효율이 좋지 않고 또 다량의 배기가스가 환류되면 출력 및 연료의 소비가 극단적으로 악화될 뿐 아니라 드라이버빌리티(driveablitly)를 저하시키고 또 엔진 정지 등이 발생하게 된다. 그리하여 종래부터 배기가스의 환류량은 NOx의 발생량과 출력 및 연료의 소비를 고려하여 여러가지의 운전상태에 따라 복잡한 제어를 행하고 있다.

그러므로 NOx의 발생량을 연소과정에서 감소시키는 수단으로 상기한 배기가스환류방식 외에 희박연소방식이 알려져 있고 희박연소방식은 공연비(空燃比)가 이론 공연비보다 상당하게 큰치, 예를 들면 16-23정도의 혼합기체를 연소실에서 양호하게 연소시키는 것으로 희박혼합기체는 일반적으로 착화성이 좋지 않고 더우기 연소성이 좋지 않기 때문에 그 대책으로서 여러가지의 방식이 채용되고 있다.

예를 들면 부실(副室)식 연소방식, 층상(層狀) 연소방식, 와류(渦流) 발생방식 등이 알려지고 있는데, 그 방식 등에 이어서는 점화전 부근에 농후한 혼합기체를 도입하거나 점화전 부근을 소기함에 의하여 착화성을 향상시키고 아울러서 강력한 와류를 발생시켜 화염의 전파속도를 높여줌으로서 연소성을 개선하고 있다.

상기한 NOx의 발생량을 감소시키는 2가지의 방식에는 각각 일장일단이 있고 배기가스의 환류방식에 있어서 NOx의 감소율은 높지만 출력 및 연료의 소비가 저하되는 한편 희박연소방식에 있어서는 기화기에서 공연비의 제어가 어렵고 또 NOx의 감소율이 저하되지만 연료의 소비가 향상되고 또 배기가스의 환류방식에 비하여 드라이버 빌리티는 양호하다. 본 발명의 주목적은 흡기계통에 배기가스의 일부 및 공기를 운전상태에 따라 부가함에 의하여 NOx의 발생량을 감소시킬 수 있는 내연기관의 흡기 제어장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 출력의 저하와 연료의 소비 및 드라이버 빌리티의 악화를 최소한으로 억제시켜서 NOx의 발생량을 최대한으로 감소시킬 수 있는 자동차용 내연기관의 흡기제어장치를 제공함에 있다.

또 본 발명의 다른 목적은 배기가스의 환류의 희석을 공기유입의 절환이 양자의 오버랩 또는 양자의 작동정지 기간에 시간적으로 어긋나는 일이 없이 순조롭게 항하여져서 노킹의 발생을 없애주고 상기한 바와 같은 절환시에 드라이버 빌리티가 양호하게 됨과 아울러 NOx의 배출량이 적게 되는 자동차용 내연기관의 흡기 제어장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 시가지를 주행할 때 흔히 쓰이는 저속 운전영역에서는 주로 배기가스의 환류로 NOx의 감소를 행하고 교외에서 흔히 쓰이는 고속 영역에서는 희석용 공기의 투입에 의하여 NOx의 감소 및 연료소비의 향상을 도모하는 자동차용 내연기관의 흡기 제어장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 구조가 간단하며 저렴하고 신뢰성이 높은 뉴매틱(Pneumatic) 방식의 흡기 제어장치를 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 모든 목적은 배기통로와 흡기통로를 연통하여 배기가스의 일부를 흡기통로에 환류시키는 배기가스 환류통로와 배기가스 환류통로에 배기가스 환류량 제어밸브를 장치하고 흡기통로내의 부압이 도통되는 부압실과 부압실내에서 발생하는 부압의 크기에 따라 상기한 배기가스 환류량 제어밸브를 작동시키는 차압 응동장치를 장치하고 또 흡기통로 혹은 기화기의 연료통로내에 공기를 투입하여 혼합기체를 희박시키는 공기통로와 공기통로에 공기의 투입량을 제어시키는 공기량 제어밸브를 장치하며 흡기통로내의 부압이 도통되는 부압실과 부압실내에서 발생하는 부압에 의하여 상기한 공기량 제어밸브를 작동시키는 차압응동장치와 상기한 2개의 부압실에는 대기개방통로를 각각 설치하여 그 대기 개방통로를 개폐되게 제어시킴으로서 환류량 제어밸브 및 공기량 제어밸브의 한쪽이 열렸을때 다른 한쪽을 닫게 하는 밸브 제어장치를 갖는 것을 특징으로 하는 내연기관의 흡기제어장치로 달성된다.

다음 본 발명을 제1도-제8도에 도시된 실시예에 따라 설명하건데 실질적으로 동일한 부분 및 부재에 동일한 부호를 넣어서 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도에 도시된 본 발명의 제1실시예에 있어서 내연기관의 각 기통에 흡기를 분배 공급하는 흡기매니포울드(1)의 상부에 일반적인 기화기(2)가 부착되고 흡입된 혼합기체는 공기여과기(도시 생략)에 의하여 정화된 공기가 흡기통로(3)로 흘러들어가는 도중에 기화기(2)의 벤튜리(4)에 있는 메인 노즐(5)에서 분사되는 연료 혹은 드로틀밸브(6) 부근의 흡기관벽에 설치된 완속계통의 연료포오트에서 분사된 연료와 혼합된 후 흡기 매니포울드(1)내에서 배기가스 환류통로(7)에 의하여 공급되는 배기가스와 혼합된다.

드로틀밸브(6)는 가속페달(도시생략)에 연동시켜서 드로틀축(8)을 중심으로 회전되고 드로틀밸브(6)의 상류측 자유단부(9)에 대향되는 전폐(全閉)위치에서 약간 상류측의 흡기통로 벽에는 4개의 포오트(10)(11)(12)(30)이 설치된다.

본 실시예에 있어 드로틀 보어의 직경 26ø-30ø(mm)에 대하여 드로틀축(8)의 중심선의 위치에서의 포오트(10)의 높이(a), 포오트(11)의 높이(b), 포오트(12)의 높이(c), 포오트(13)의 높이(d)는 각각 a≒3.0-4.0, b≒2.5-3.0, c≒6.0-7.0, d≒4.0-6.0(단위 mm)으로 설정된다.

제1도에 도시된 각 포오트(10)(11)(12)(13)는 부압회로를 설명하는데 편리하도록 표시된 것으로 실제의 위치와는 다르게 표현되어 있으며 본 실시예의 각 포오트의 실제의 배치는 제2도 내지 제5도와 같다.

상기한 배기가스의 환류로(7)는 일단이 배기통로(도시생략)의 중간에 접속됨과 아울러 타단은 흡기 매니포울드(1)에 연통되고 통로(7)의 도중에는 통로를 개폐하는 3개의 배기가스의 환류량 제어밸브(14)(15)(16)가 설치되고 제어밸브(15)(16)는 제어밸브(14)에 대하여 상류측에 위치됨과 아울러 서로 병렬로 배치된다.

배기가스의 환류통로(7)에 설치된 밸브시이트(17')에 선단부가 당접되어서 이를 닫게하는 제어밸브(14)의 밸브동체(17)의 후단에는 링크(18)의 일단이 연결되고 링크(18)의 타단은 상기한 드로틀축(8)에 장치된 레버(19)의 자유단부에 연결되며 또 밸브동체(17)에는 밸브동체가 밸브시이트(17')축으로 닫아지게 하는 스프링(20)이 작용된다.

제어밸브(15)는 배기가스 환류통로(7)의 주통로(21)를 개폐하게 하고 제어밸브(16)는 그의 바이패스 통로(22)를 개폐하게 한다. 제어밸브(15)의 밸브동체(23)는 다이어프램 (24)와 다이어프램의 일측에 형성된 부압실 (25)를 갖는 차압응동장치 (26)에 의하여 작동되고 밸브동체(23)는 다이어프램(24)의 중앙부에 고정시켜서 스프링(27)에 의하여 닫혀지는 방향으로 힘을 가하게 된다.

한편 제어밸브(16)의 밸브동체(28)는 다이어프램 (29)와 다이어프램의 일측에 형성된 부압실(30)을 갖는 차압 응동장치(31)로 작동되고 밸브동체(28)는 다이어프램 (29)의 중앙에 고정됨과 아울러 스프링(32)에 의하여 닫혀지는 방향으로 힘을 가하게 되어 있다.

그리고 기화기(2)에는 드로틀 밸브(6)에서 상류측과 하류측을 연결하는 바이패스로서 공기통로(33)가 부설되고 공기통로(33)에는 제어밸브(34)가 설치되어 제어밸브(34)의 밸브동체(35)는 차압응동장치(36)에 의하여 개폐작동된다.

차압응동장치(36)는 상기한 밸브동체(35)를 중앙부에 설치시킨 다이어프램 (37)과 다이어프램에 의하여 분할된 2개의 부압실(38)(39)을 구비하며 밸브동체 (35)는 스프링(40)에 의하여 공기통로(33)를 닫게 하는 방향으로 힘을 가하게 된다.

다이어프램(37)의 중앙부에는 체크밸브 동체(41)가 부착된다. 체크밸브동체(41)에는 상기한 양 부압실(38)(39)을 연통하는 통기공(42)을 설치함과 아울러 통기공(42)을 통하여 부압실(38)에서 타측부압실(39)에만 기체의 통과를 허용하도록 개폐하게 된 체크밸브(43)가 설치된다.

상기한 부압실(38)(39) 중 부압실(39)은 오리피스(44)가 개입된 부압통로 (45)를 경유하여 부압실(38)에 연통됨과 아울러 부압실(38)은 부압통로(46)를 통하여 직접 흡기통로(3)의 드로틀밸브(6)의 하류측으로 연통되어 있고 흡기 매니포울드 (1)에는 히이트라이저를 구성하는 냉각수통로(47)에 온도밸브(48)가 설치된다.

온도밸브(48)는 상기한 냉각수 통로(47)내에 설치된 왁스엘레멘트(49)의 열팽창에 의하여 로드(50)가 변위됨에 의하여 밸브동체(51)가 개폐작동되는 구성으로 되어 있고 밸브동체(51)가 열리게 되면 공기필터(52)가 설치된 대기개방공(53)에서 3개의 대기 개방통로(54)(55)(56)가 동시에 연통되고 밸브동체(51)가 닫혀지면 3개의 통로(54)(55)(56)가 대기개방공(53)으로부터 차단되며 동시에 각통의 연통하고 차단된다.

그리고 도면에 표시되지 않은 엔진본체 또는 엔진실내의 적당한 장소에 부착되는 밸브제어장치(57)에는 3개의 대기 개방통로(58)(59)(60)를 동시에 개폐하는 개폐밸브 (61)과 개폐밸브 (61)이 열릴때에 대기 개방통로(58)(59)(60)과 공기필터(69)를 갖는 대기 개방공(70) 및 상기한 개폐밸브(61)를 작동시키는 다이어프램(62), 또한 개폐밸브(61)의 일측에 형성된 부압실(63)과 부압을 도입하는 부압통로(64) 및 개폐밸브(61)가 닫혀지는 방향으로 다이어프램(62)에 힘을 가하는 스프링(65)이 내장되고 부압통로(64)에는 오리피스(66)와 체크밸브(67)가 병렬로 장치되며 대기 개방통로(58)에는 체크밸브(68)가 장치된다.

기화기(2)에 설치된 전술한 4개의 포오트(10)(11)(12)(13)중 포오트(10)는 부압통로(71)를 통하여 종래의 일반적 장치인 부압식 점화 진각(進角)장치(72)의 부압실(73)에 접속됨과 아울러 부압통로(71)에서 분기된 통로(74)를 통하여 상기한 온도밸브(48)로 개폐되는 대기 개방통로(54)에 접속되고 다시 부압통로(75)를 통하여 차압응동장치(31)의 부압실(30)에 연통된다.

포오트(11) 및 (12)는 부압통로(76)를 통하여 차압응동장치(26)의 부압실 (25)에 연통되고 또 부압통로(76)의 도중에서 분기하여 밸브제어장치(57)에 개폐되는 대기 개방통로(58)에 접속됨과 아울러 온도밸브(48)에 의하여 개폐되는 대기 개방통로(56)에 접속된다. 그리고 포오트(13)는 부압통로(77)를 통하여 밸브제어장치(57)의 부압통로(64)에 접속됨과 아울러 부압통로(77)에서 분기되어 온도밸브(48)로 개폐되는 대기개방통로(55)에 접속된다.

한편 밸브제어장치(57)에 의하여 개폐되는 대기개방통로(59)(60)중 통로 (59)는 차압응동장치(36)의 부압실(39)에 접속되고, 일방통로(60)는 상기한 차압응동장치(30)의 부압실에 접속된 부압통로(75)의 도중에 접속되며, 대기개방통로(60)와 부압통로(74) 사이의 부압통로(75)에는 오리피스(78)가 개입되고, 대기통로(54)와 부압통로(71) 사이의 통로(74)에도 오리피스(79)가 개입된다.

그리고 포오트(11) 및 (12)는 각 내경이 0.8

-1.6

(mm) 정도로 교축된 오리피스와 같은 작용을 하고, 또 포오트(13)도 그 내경이 0.9-1.0(mm) 정도로서 교축된 오리피스 작용을 한다.

상기한 구성에 따라 엔진을 운전하는 동안 드로틀밸브(6)의 하류 즉 흡기통로 (3)에서 발생하는 부압(이하 흡기 매니포울드 부압이라고 칭함)은 부압통로(46)를 통하여 부압실(38)에 전달됨과 아울러 오리피스(44)가 장치된 부압통로(45)를 통하여 부압실(39)에 전달된다.

대기 개방통로(59)로부터 공기의 공급이 없을 때에는 흡기 매니포울드의 부압이 그대로 각 부압실(38)(39)로 도입된다.

이와 같은 상태에서 드로틀밸브(6)가 급속하게 닫혀지면 흡기 매니포울드의 부압이 급증하게 되고, 그 부압이 증대되면 부압통로(46)를 통하여 부압실(38)에 전달되며, 부압실(38)은 즉시 부압이 증대되지만, 부압실(39)에는 오리피스(44)를 개입시킨 부압통로(45)를 통하여 전달되기 때문에 동부압실(39)은 유동저항을 받아서 부압의 진입이 늦어지게 되는고로 부압이 서서히 증대되어서 양실(38)(39) 사이에는 차압이 발생하게 된다. 그 결과 다이어프램(37)은 스프링(40)의 힘에 대항하여 우측으로 변위하게 되기 때문에, 제어밸브(34)가 열려져서 흡기통로(3)의 드로틀밸브(6) 상류측에서 공기통로(33)로 유입된 공기는 드로틀밸브(6)의 하류측 흡기통로에 투입되고, 공기의 혼입에 의하여 흡기 매니포울드에 부압이 증대되면 흡기 매니포울드(1)의 내벽면에 부착된 미기화연료의 급격한 기화로 농화되기 쉬운 혼합기체가 희석된다.

그러므로 드로틀밸브(6)가 닫혀져서 저부하 상태에 있게 되면, 흡기매니포울드의 부압이 상당히 커지고, 이와 같은 상태에서 드로틀밸브(6)의 절반이 열려져서 부분적인 부하상태로 되돌아가면 다시 흡기 매니포울드의 부압이 저하되지만, 이와 같은 부압이 저하되면 부압통로(46)를 통하여 실(38)에 전달됨과 아울러, 부압실(39)에는 오리피스(44)를 통하여 통로(45)에서 체크밸브(43)가 열리게 되면 부압실(38)로 부터 통기공(42)을 통하여 전달되기 때문에, 양실(38)(39)이 함께 부압작용에서 늦어지지 않고 흡기 매니포울드의 부압변화에 즉시 추종하게 된다.

따라서 급감속시에 제어밸브(34)가 열리게 되기 때문에 감속시의 혼합기체의 농후한 혼합이 방지되어 배기가스중에 있는 CH, CO 등의 미연소가스의 발생이 감소될 뿐만 아니라, 체크밸브(43)를 설치함에 의하여, 기어 변속할때의 작동 등에 있어서, 가감조작이 단시간내에 연속적으로 반복되는 경우에도 감속에 대응하여 정확하게 제어밸브(34)가 작동하기 때문에, 미연소가스의 증대가 유효하게 억제된다.

기화기(2)의 포오트(10)에서 발생하는 부압(이하 디이스-부스트(dis-boost)라고 칭함)은 부압통로(71)를 통하여 부압실 점화진각장치(72)의 부압실(73)에 도입되고, 디스트리뷰우터(도시 생략)의 점화시간이 제어되는 동시에, 통로(74)와 부압통로(75)를 통하여 차압응동장치(31)의 부압실(30)에도, 도입되어서 제어밸브(16)의 개폐제어를 행하게 된다.

또 기화기(2)의 포우트(11) 및 (12)에서 발생하는 부압의 합성부압(이하 EGR 부스트라고 칭함)은 부압통로(76)를 통하여 차압응동장치(26)의 부압실에 도입되어서, 제어밸브(15)의 개폐제어를 행한다.

또 제어밸브(14)는 드로틀밸브(6)가 열림에 따라 링크(18)를 통한 연동으로 열리고, 열리는 정도는 드로틀밸브(6)가 열리는데 따라 함께 열린다.

배기통로에서 배기가스 환류통로(7)를 통하여 흡기매니포울드(1)내에 환류되는 배기가스의 유량은 우선 제어밸브(15)(16)에 의하여 제어된후 다시 제어밸브(14)에 의하여 제어된다.

제어밸브(16)는 주로 저부하시에는 비교적 소량의 배기가스의 환류량을 제어하며, 제어밸브(15)는 주로 중부하 이상의 운전영역에서 배기가스의 환류량을 제어한다.

다음 상기한 제어밸브(15)(16)의 작동의 한 예를 제6도의 출력선도에 따라 설명하는데 있어서 실선(E)는 드로틀밸브(6)의 전개(全開)시의 전개출력선이고, 실선(F)은 아이들 개도(開度)(예, 아이들밸브의 개도는 3도)에 의한 출력선이다.

다이스부스트가 작용하는 제어밸브(16)는 점선(G)에서, 좌측의 운전영역에서 닫혀지고 우측의 운전영역에서는 다이스부스트의 크기에 따라 열리며, EGR 부스트가 작용하는 제어밸브(15)는 일점쇄선(H)에서 좌측으로 운전하는 영역에서 닫혀지고 우측의 운전영역에서는 EGR 부스트의 크기에 따라 열리며, NOX의 발생량이 적은 아이들링 때와 드로틀 전개시에는 양제어밸브(15)(16)가 닫혀지고, 아이들링때에 연소불안정에 의한 엔진본체의 전도발생 및 전개에 의한 출력의 저하 등을 방지한다.

또한 배기가스압과 흡기 매니포울드 부압과의 차이에 따라 배기가스의 환류가 이루어지는고로, 만약 배기가스 환류통로(7)의 유통저항이 같게 되면 드로틀밸브(6)의 개도가 적고 흡기 매니포울드 부압이 높은 운전상태일수록 배기가스의 환류량은 증대하게 되어, 저부하 영역에서는 배기가스의 환류량이 과다하게 되며, 증고부하 영역에서는 배기가스의 환류량이 과소하게 되지만 이와 같은 경우에는 제어밸브(14)를 엔진의 출력에 반비례되게 교축량을 감소시키는 개도(開度)특성에 의하여 해소된다.

한편 엔진이 냉각된 상태(예, 냉각수 통로(47)의 수온이 섭씨 70도 이하)일 때에는, 온도밸브(48)의 밸브동체(51)가 열리고, 대기가 대기 개방공(53)에서 각 대기 개방통로(54)(55)(46)에 도입된다.

따라서 대기개방통로(54)에 도입된 대기는, 부압통로(75)를 통하여 부압실 (30)에 도입되어, 제어밸브(16)를 닫게 함과 아울러, 오리피스(79)가 개입된 통로 (74)에서 부압통로(71)에 유입되고, 부압식 점화진각장치(72)의 부압실(73)에 도입되고 있는 디이스부스트가 악화되어, 디스트 리뷰우터의 진공진각이 악화된 정도만큼 늦어져서, 적은 변화가 된다.

또 대기 개방통로(55)에 도입된 대기는 부압통로(77)(64)를 통하여 부압실 (63)에 도입되고, 이때에 포우트(13)에서 발생하는 VCU 부압은 그 포오트의 오리피스 작용에 의하여 거의 그 영향을 받지 않으며, 부압실(63)은 대기압으로 되고 개폐밸브 (61)는 스프링(65)의 힘에 의하여 대기 개방통로(58),(59),(60)를 닫게 한다.

그리고 대기 개방통로(56)에 도입된 대기는, 부압통로(76)를 통하여 부압실 (25)에 도입되며, 그때에 EGR 부압에 따른 포오트(11)(12)는 오리피스 작용으로 거의 영향을 받지 않으며, 부압실(25)은 대기압이 되어서 제어밸브(15)를 닫는다.

이상과 같이, 엔진이 냉각된 상태에서 더워지는 동안에는 디스트리뷰우터의 진공진각이 지연상태가 되어 배기온도가 높아지고, 예를 들면 배기통로에 촉매 콘버터 혹은 써멀리액터(themal reactor) 등의 배기가스 정화장치가 개입된 경우에는, 그 배기가스 정화장치의 온도상승이 촉진되고, 엔진이 더워진 중에는 CH, CO의 배출량이 감소되고, 또 제어밸브(15) 및 (16)이 닫혀져서 배기가스의 환류가 정지되기 때문에 운전상의 악화가 방지되며, 또 고속주행시에는 제어밸브(34)가 열리는 것이 정지되어서 추월성능의 저하가 방지된다.

한편 엔진이 더워진 후(냉각수온 섭씨 70도 이상)의 고속운전상태 예를 들면 제6도의 이점쇄선(J)에서 우측의 운전영역에서는 포우트(13)에서 발생하는 VCU 부압이 크게 되어 개폐밸브(61)를 열고, 각 대기 개방통로(58)(59)(60)의 대기 개방공(70)에서 대기를 도입한다.

대기 개방통로(58)에 도입된 대기는 부압통로(76)를 통하여 부압실(25)에 도입되고 이와 같은 경우에는 EGR 부압의 영향은 적고 부압실(25)은 대기압이 되어 제어밸브(15)는 닫혀진다.

대기 개방통로(59)에 도입된 대기는 차압응동장치(36)의 부압실(39)에 도입되고, 대기의 공급은 일부의 부압통로(45)를 통하여 부압통로(46) 및 부압실(38) 방향에서 새어(漏)나가지만, 오리피스(44)의 작용 때문에 특별한 영향은 없고, 부압실(39)은 대기압이 되는 한편, 다른 부압실(38)에는 부압통로(46)를 통하여 흡기매니포울드 부압이 도입되기 때문에 양 부압실(38)(39)의 차압에 따라 제어밸브가 열린다.

또 대기 개방통로(60)에 도입된 대기는 부압통로(75)를 통하여 부압실(30)에 도입되어, 그 부압실(30)은 대기압으로 되기 때문에 제어밸브(16)는 닫혀지게 된다.

이와 같은 경우, 오리피스(78)의 개입에 따라 디스트리뷰우터에는 영향을 끼치지 않게 된다.

이상과 같이 더워진 후의 고속운전상태에 있어서 제어밸브(15)(16)가 닫혀져서 배기가스의 환류가 정지되고, 이를 대신하여 제어밸브(34)가 열리게 되어 공기통로 (33)에서 드로틀밸브(6)의 하류측에 공기가 투입되기 때문에 배기가스의 환류에 의한 출력저하의 추월성능의 저하 및 배기계통의 온도가 지나치게 상승되는 것을 방지함과 아울러 혼합기체의 희박화에 따라 NOx의 발생량이 감소되고 또 연료소비가 항상되며, 엔진의 과열에 따른 노킹의 발생이 억제된다.

또 밸브제어장치(57)의 부압통로(64)에 오리피스(66) 및 체크밸브(67)를 통하게 하였으므로 저속에서 고속으로 이행하는 과도기에 있어서는 포우트(13)에서 발생하는 VCU 부하의 부압실(63)에 전달이 늦어지는 일이 발생하여, 운전상태가 고속으로 이행되더라도 잠깐 사이에는 개폐밸브(61)가 열리지 않고 따라서 증속시에만 잠시동안 급격한 공연비의 변화를 피하게 되어 운전상의 악화가 방지됨과 아울러, 배기가스의 환류 작동정지가 늦어져서 증속시 특히 증대되기 쉬운 NOx의 발생량이 감소된다.

한편 고속에서 저속으로 이행할 때에는, 포오트(13)에서 발생하는 VCU 부압이 저하되지만, 그 부압이 저하되는 것은 체크밸브(67)를 통하여 부압실(63)에 전달되기 때문에 늦어지는 일이 없고, 저속으로 이행하는 동시에 개폐밸브(61)가 닫혀져서 감속시의 NOx의 발생이 배기가스의 환류에 의하여 충분히 감소된다.

또 상기한 실시예에 의하면 증속 또는 감속시에, 배기가스의 환류로부터 대기에 투입하고 또는 대기의 투입에서 배기가스의 환류가 끊어지지 않고 순조롭게 절환되어, 변속도중에 일시적으로 출력이 크게 변동되는 일이 없으며, 또 운전성이 양호하다.

제7도는 상기한 제1실시예에서 차압응동장치(36)의 변형예를 도시한 것으로, 그 차압응동장치(80)는 다이어프램(37)으로 격리된 2실(38)(39)의 일측실(38)이 대기에 개방되고, 타측실(39)만 오리피스(44)를 개입시킨 부압통로(45)를 통하여 부압통로(46)에 접속됨과 아울러, 대기개방통로(59)에 접속되고 또 실(39)에는 밸브통체 (34)가 열리는 방향으로 다이어프램(37)에 힘을 가하는 스프링(81)이 내장된 구성으로서 본 변형예에 의하면 감속시 및 저속시에는 부압실(39)에 흡기매니포울드 부압이 도입되어 다이어프램(37)은 스프링(81)의 힘에 대항하여 흡인되므로, 제어밸브(34)는 닫혀지고, 고속시에는 대기개방통로(59)에서 대기가 공급되어 실(39)내의 부압은 저하되고 제어밸브(34)는 열린다.

제8도에 도시된 본 발명의 제2실시예는, 상기한 제1실시예에서 공기통로(33)와 제어밸브(34) 및 차압운동장치(80)를 대신하여, 일반적인 기화기(2)에 하기 구성과 같은 혼합기체 희박화장치를 설치한 것이다.

플로우트 실(83)에서 메인제트(84)를 통하여 벤튜리(4)의 인너(inner) 벤튜리에 뚫린 메인노즐(5)에 연료가 도입되는 주(主)계통의 연료통로(85)의 도중에 공기통로(86)의 일단이 뚫리고, 또 주 계통의 연료통로(85)에서 분기되어 아이들 포오트 (87) 혹은 슬로우포우트(88)에 연료가 도입되는 완속계통의 연료통로(89)의 도중에 공기통로(90)의 일단이 개구되며, 상기한 양 공기통로(86)(90)의 각 단부는 제어밸브 (91)를 통하여 벤튜리(4)의 상류측 흡기통로(3)내에 뚫린 대기개방공(92)에 연통된다.

제어밸브(91)의 밸브동체(93)는 차압응동장치(94)에 의하여 작동되고, 그 장치(94)의 다이어프램(95)의 중앙에 밸브동체가 설치되며 부압실(96)은 상기한 제1실시예에 있어서 대기 개방통로(59)에 접속되고, 밸브동체(93)는 부압실(96)에 내장된 스프링(97)에 의하여 열리는 방향으로 힘을 가한다.

또 대기개방통로(59)의 도중에는 오리피스(101)를 통하여 흡기 메니포울드의 부압이 도입되는 부압통로(100)로 접속된다.

그리고 (98)은 공기통로(86)에 개입된 오리피스이고, (99)는 공기통로(90)에 개입된 오리피스, (105)는 메인에어제트, (106)은 브리이드파이프, (102)는 파일럿제트, (103)은 파일럿 에어제트, (104)는 조정나사이다.

상기한 구성에 따르면, 제1도에 도시된 밸브제어장치(57)의 밸브동체(61)가 닫혀있는 저속시에는, 제8도에 도시한 바와 같이 흡기 매니포울드 부압이 부압통로(100)와 대기 개방통로(59)를 통하여 부압실(96)에 도입되고, 그 부압에 의하여 다이어프램 (95)이 스프링(97)의 힘에 대항하여 제8도의 측방에 흡인되어, 제어밸브(91)는 닫혀지며, 공기통로(86) 및 (90)에서의 주 계통 및 완속계통에도 공기의 유입이 없고, 기화기(2)에 있어서는 통상의 혼합기의 제어가 행하여진다.

한편 밸브동체(61)가 열리는 고속시에는, 대기 개방통로(59)에서 대기가 도입되어서, 오리피스(101)의 개입에 따라 흡기매니포울드 부압의 영향을 받지 않게 되고, 부압실(96)은 대기압이 되며, 제어밸브(91)는 스프링(96)의 힘으로 열려지므로, 공기가 대기개방공(92)에서 공기통로(86) 및 (90)에 유입되고, 주계통 및 완속계통의 연료가 각기 브리이드 되어 메인노즐 (5)와 아이들포오트(87) 및 슬로우포오트(88)에서 분출되는 연료량은 감소되고, 흡입된 혼합기체는 희박화된다.

Claims (1)

1. 배기통로와 흡기통로를 연통하고 배기가스의 일부를 흡기통로에 환류시키는 배기가스 환류통로에 장치된 배기가스 환류량을 제어하는 배기가스 환류량 제어밸브 및 흡기통로내의 부압이 통하는 부압실을 가지며 부압실내에서 발생하는 부압의 크기에 따라서 배기가스 환류량 제어밸브를 작동시키는 차압응동장치와 흡기통로 혹은 기화기의 연료통로 내에 공기를 투입하여 혼합기를 희석화하는 공기통로 및 동 공기통로에 장치되어 공기투입량을 제어하는 공기량 제어밸브와 흡기통로내의 부압이 통하는 부압실을 가지며 부압실 내에서 발생하는 부압에 의하여 공기량 제어밸브를 작동시키는 차압응동장치와 2개의 부압실에 각각 형성된 대기 개방통로와 각 대기 개방통로를 개폐 제어하여 배기가스 환류량 제어밸브 및 공기량 제어밸브의 한쪽이 열릴때에 다른쪽을 닫게 하는 밸브제어장치를 갖는 것을 특징으로 하는 내연기관의 흡기제어장치.

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