KR940001941B1 - 엔진의 흡기장치 - Google Patents

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KR940001941B1
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engine
passage
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미쯔오 히토미
타다시 나까가와
키요타카 마미야
타까요시 하야시
라다요시 카이데
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마쯔다 가부시기가이샤
후루다 노리마사
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Abstract

내용 없음.

Description

엔진의 흡기장치
제1도는 본 발명의 제1실시예에 엔진의 흡기장치의 구조를 도시한 개략도.
제2도는 제1도에 도시한 엔진의 흡기장치의 횡단면도.
제3도는 본 발명의 제2실시예의 엔진의 흡기장치의 구조를 도시한 개략도.
제4도는 상기 제3도에 엔진의 흡기장치의 흡기매니포울드를 우측에서 본 도면.
제5도는 상기 흡기매니포울드를 우측상부뒤쪽에서 본 사시도.
제6도는 본 발명의 제3실시예의 엔진의 흡기장치를 도시한 횡단면도.
제7도는 제6도에 도시된 엔진의 흡기장치의 인젝터를 부분적으로 도시한 횡단면도.
제8도는 제6도에 도시된 연료확산수단의 변형예를 도시한 제6도와 유사한 횡단면도.
제9도는 제6도에 도시된 연료확산수단의 또 다른 변형예를 도시한 제6도 유사한 횡단면도.
제10도는 본 발명의 제4실시예의 엔진의 흡기장치의 구성을 도시한 개략도.
제11도는 상기 제4실시예의 엔진의 흡기장치의 상세한 구성을 도시한 횡단면도.
제12도는 상기 제4실시예의 엔진의 흡기장치의 보다 상세한 구성을 도시한 평면도.
제13도는 1기통의 행정부피(Vs)에 대한 런너용적(Vo)의 비로 표시된 엔진의 충전효율(ηc)을 도시한 그래프.
제14도는 1기통의 행정부피(Vs)에 대한 런너용적(Vo)의 비로 표시된 엔진의 동력출력에서의 백분율증가를 도시한 그래프.
제15도는 본 발명의 제5실시예의 엔진의 흡기장치의 구성을 도시한 개략도.
제16도는 본 발명의 제6실시예의 엔진의 흡기장치의 구성을 도시한 개략도.
제17도는 본 발명의 제7실시예로서 흡기의 조절선회기능을 가진 엔진의 흡기장치의 구성을 도시한 개략도.
제18도는 상기 제7실시예의 변형예를 도시한 개략도.
제19도는 상기 제7실시예의 다른 변형예를 도시한 횡단면도.
제20도는 상기 제7실시예의 또 다른 변형예를 도시한 횡단면도.
제21도는 본 발명의 제8실시예로서의 엔진의 흡기장치의 구성을 도시한 개략도.
제22도는 본 발명의 제9실시예로서 엔진의 흡기장치의 구성을 도시한 횡단면도.
제23도는 본 발명의 제10실시예로서 엔진의 흡기장치를 도시한 횡단면도.
제24도는 상기 제23도에 도시된 엔진의 흡기장치의 구성을 도시한 개략도.
제25도는 배기가스환류조정수단이 장착된 엔진의 흡기장치의 구성을 도시한 개략도.
제26도는 상기 제25도에 도시된 엔진의 흡기장치를 도시한 횡단면도.
제27도는 상기 제25도의 엔진의 흡기장치의 변형예로서 상류측 인젝터가 상류측 드로틀밸브를 향해 배치된 것을 부분적으로 도시한 도면.
제28도는 수평축은 크랭크각을, 수직축은 흡입밸브 및 배기밸브의 밸브리프트를 각각 나타내는, 흡입밸브 및 배기밸브의 개방타이밍을 도시한 그래프.
제29도는 수평축은 엔진속도를, 수직축은 엔진부하(TVO)를 각각 나타내는 배기밸브개방타이밍(EV1), (EV2)에 대한 엔진부하운전영역을 도시한 그래프.
제30도는 상기 제25도에 도시된 엔진의 흡기장치를 부분적으로 도시한 도면.
제31도는 본 발명의 제12실시예로서 배기가스환류조정수단이 장착된 엔진의 흡기장치의 구조를 도시한 개략도.
제32도는 본 발명의 제13실시예로서 배기가스환류조정수단이 장착된 엔진의 흡기장치의 구조를 도시한 개략도.
제33도는 본 발명의 제14실시예로서 배기가스환류조정수단이 장착된 엔진의 흡기장치의 구조를 도시한 개략도.
제34도는 상기 제33도에 도시된 엔진의 흡기장치를 도시한 횡단면도.
제35도는 본 발명의 제14실시예의 변형예를 도시한 횡단면도.
제36도는 본 발명의 제15실시예로서 배기가스환류조정수단이 장착된 엔진의 흡기장치의 구조를 도시한 개략도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 엔진본체 2 : 실린더
3 : 피스톤 4 : 연소실
5 : 흡입구 6 : 배기구
11 : 흡입런터 12 : 서어지탱크
13 : 공통흡입통로 14 : 드로틀밸브
20 : 인젝터
본 발명은, 흡기매니포울드에 연료를 분사하는 인젝터를 구비한 엔진의 흡기장치에 관한 것이다.
일반적으로, 흡기매니포울드에 연료를 분사하는 인젝터를 구비하고, 이 인젝터로부터 분사한 연료를 흡기매니포울드중의 공기와 혼합해서 연료실로 공급하도록 한 엔진의 흡기장치가 공지되어 있다. 이러한 엔진의 흡기장치는, 예를들면, 일본국 특개소 61-61010호 공보에 개시되어 있다.
이와 같은 종래의 엔진의 흡기장치에 있어서, 연료의 분무화와 분배성을 개선하기 위해 인젝터의 배열을 변화시키는 다양한 변형예가 고려되고 있다. 예를 들면, 일본국 특개소 59-145866호 공보에는 2종류의 인젝터를 흡기매니포울드에 배설한 엔진의 흡기장치가 개시되어 있다. 이들 인젝터는 지정된 운전조건에서 연료를 분사하여 연료의 분무화를 촉진시킨다. 또한 일본국 특개소 61-136061호 공보에는 주인젝터와 시동용 인젝터를 흡기매니포울드중에 설치한 엔진의 흡기장치가 개시되어 있다. 또한 일본국 특개소 63-105275호 공보에는 연소실내에서 성충화하기 위하여 흡기행정의 후반에 연료를 분사하는 제1인젝터와 연료들 보충용으로 분사하는 제2인젝터를 구비한 엔진의 흡기장치가 개시되어 있다. 일본국 특개소 61-241461호 공보에는 인젝터로부터 분사한 연료를 분배관을 개재해서 복수개의 흡입런너에 공급하도록 한 엔진의 흡기장치가 개시되어 있다.
그러나, 종래의 엔진의 흡기장치에서는, 연소실에의 연료공급의 응답성을 향상시키는 것과 엔진의 레이아웃(layout)의 한계 때문에 인젝터와 흡입런너(runner)의 하류단부에 위치한 흡입구간의 거리가 비교적 짧게되어 있다. 따라서, 흡입런너에서의 연료의 잔류시간이 짧아지므로, 흡입런너중에서 연료를 충분히 기화 또는 분무화시켜 공기와 혼합시키기가 곤란하였다.
상기한 바와같이 2종류의 인젝터가 구비되어 있는 장치에서는, 한쪽의 인젝터가 다른 쪽의 인젝터보다 다소 상류에 배치되어 있다. 그러나, 상류측 인젝터와 연소실의 흡입구간의 거리는 너무 짧아 흡입런너에 연결된 1기통분의 행정부피와 같은 흡입런너 부피를 얻을 수 없다. 따라서, 인젝터로부터 분사된 모든 연료는 1흡입행정동안 1기통에 흡입되므로, 연료를 기화 및 분무시켜 공기와 혼합할 수 있는 정도의 잔류시간을 얻기가 곤란하였다.
또한, 인젝터에 더하여, 방출과 연료비를 개선하기 위해서 엔진의 흡기장치에 배기가스를 환류시키는 배기가스환류(이하 EGR이라 칭함)수단을 구비한 엔진이 일반적으로 공지되어 있다. 특히, 경부하 및 중간부하운전영역에 있어서, 상기 EGR은 엔진내의 질소산화물(이하 NOX라 칭함)을 저감하는데 효과적이다. 또한, EGR에 의해서 상기 흡기장치로의 새로운 공기의 흡입이 제한되면서 흡입압력이 감소되므로 펌핑로스의 저감에 의한 연료비를 개선할 수 있다. 그러나, 연료의 분무화, 기화 및 공기와의 혼합이 불충분하여 특히 환류된 배기가스의 양이 많은 경우, 연소성이 저하되어 실화의 가능성이 커진다. 따라서 종래의 EGR 수단이 구비된 엔진은, EGR양을 크게 증가시킬 수 없어 충분한 연소를 시킬 수 없다고 하는 결점이 있었다.
상기와 같은 결점을 고려하여, 본 발명의 목적은, 상당히 증가된 연소성, 개선된 연료비 및 향상된 동력 출력을 확실하게 할 수 있는 엔진의 흡기장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 실화를 발생함이 없이 배기가스환류량을 증가시켜 연소성을 개선할 수 있는 배기가스환류조정수단을 엔진상에 장착할 수 있는 엔진의 흡기장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 의하면, 하나의 흡입기구와 소정의 행정부피를 가진 하나의 실린더를 포함하는 엔진에 사용하기 위한 흡기장치는 흡입구에 연결된 흡입통로와, 인젝터와 흡입구사이에 있는 흡입플리넘속에 연료를 분사하기 위하여 흡입통로속에 설치된 인젝터를 포함하고, 인젝터는 흡입플리넘의 부피가 소정의 행정부피보가 크게 되는 위치에 배치되어 있다.
이러한 구성에 있어서, 각 기통의 소정의 행정부피보다 흡입플리넘의 부피가 크게 되도록 인젝터가 위치되므로, 인젝터로부터 분사된 연료가 1회의 흡입행정 동안 실린더안으로 전부 흡입될 수 없다. 따라서 일부의 연료는 그 다음의 흡입행정까지 연료통로에 잔류하게 된다. 이 잔류연료는 엔진의 1사이클에 요하는 시간동안 흡입통로에 존재하므로, 더욱 기화하여 공기와 혼합될 수 있다. 그 결과, 연료와 공기의 혼합물은 증가된 연소성을 가지게 된다.
또한, 하나의 흡입구와 소정의 행정부피를 가진 실린더를 포함하는 엔진에 사용하는 흡기장치는, 상기 흡입구에 연결된 흡입통로와, 상류인젝터와 상기 흡입구와의 사이에 있는 흡입플리넘내에 연료를 분사하기 위하여 흡입통로내에 설치되어 상기 흡입플리넘의 부피가 상기 소정의 행정부피보다 크게되는 위치에 배치된 상류 인젝터와, 연료를 분사하기 위하여 상기 흡입구 근방의 흡입통로에 설치된 하류 인젝터로 구성되어 있다.
이러한 구성에 있어서, 상기 상류 인젝터는 흡입플리넘의 부피가 상기 소정의 행정부피보다 크게되는 위치에 배치되고, 상기 하류 인젝터는 상기 흡입구근방의 흡입통로에 배치되므로, 연료는, 보다 긴 시간동안 흡입통로에 잔류하여 더욱 기화될 수 있어, 연료의 연소성이 상당히 개선된다. 또한 하류 인젝터는 필요에 따라 상류 인젝터와 동시에 연료를 분사할 수 있으므로, 적절한 양의 연료를 실린더에 공급하여 운전조건의 변화에 대해서 연료공급의 만족할 만한 응답성을 확보할 수 있다.
또한 하나의 흡입구와 소정의 행정부피를 가진 실린더를 포함하는 엔진에 사용하기 위한 흡기장치는, 상기 흡입구와 연결된 흡입통로와, 상기 흡입구와의 사이에 있는 흡입플리넘내에 연료를 분사하기 위하여 흡입통로에 설치되어 상기 흡입플리넘의 부피가 상기 소정의 행정부피보다 크게 되는 위치에 배치된 상류 인젝터와, 연료를 분사하기 위하여 흡입구근방의 흡입통로에 설치된 하류 인젝터와, 상기 흡기장치내로 배기가스의 환류량을 조정하는 배기가스환류조정수단과, 엔진의 경부하 운전영역 및 중간부하운전영역에서 상기 상류 인젝터로부터 분사된 연료량과 상기 하류 인젝터로부터 분사된 연료량과의 비를 증가시키고 배기가스환류량을 증가시키기 위하여 상류 인젝터와 배기가스환류조절수단을 제어하는 제어수단으로 구성되어 있다.
이러한 엔진의 흡기장치는 배기가스환류수단이 장착된 엔진에 사용된다. 경부하운전영역과 중간부하운전영역에서 상기 상류측인젝터에 의해 연료가 공급되므로, 경·중간부하운전영역에서도 충분한 연소성을 얻을 수 있다. 또한, 흡입통로에서 연료의 분무화 및 증기화가 더욱 촉진되며, 상류 인젝터가 흡입플리넘의 부피보다 소정의 행정부피가 크게되는 위치에 배치되어 있기 때문에 상기 연료는 내부의 환류된 배기가스 및 공기와 충분히 혼합된다. 따라서 실화의 가능성이 제거되어 내부의 환류배기가스의 양이 보다 많아진다.
본 발명의 상기 및 기타목적, 그리고 특성은 이하의 상세한 설명과 첨부도면에 의해 보다 명백하게 될 것이다.
이하, 본 발명의 엔진의 흡기장치를 도면을 참조하면서 설명한다. 도면에 있어서, 이하 설명하는 실시예에서 동일번호는 일반적으로 동일 부분을 나타낸다.
제1도 및 제2도는 본 발명의 제1실시예를 도시한다. 제1도는 본 발명의 첫 번째 엔진흡기장치의 구성을 도시한 개략도이며, 제2도는 제1도에 도시된 엔진의 흡기장치의 횡단면도이다. 엔진본체(1)에는 복수개의 실린더(2), 제1도 및 제2도에는 4개의 실린더(2)가 구비되어 있다. 각 실린더(2)에는 피스톤(3)과 이 피스톤(3)의 상부에 연소실(4)이 형성되어 있으며, 이 연소실(4)에는 그의 상부에 흡입구(5) 및 배기구(6)가 형성되어 있다. 이들 두 흡입구(5) 및 배기구(6)는 각각 소정의 타이밍에서 흡입밸브(7) 및 배기밸브에 의해 개폐가능하도록 되어 있다.
상기 엔진본체(1)에 흡기를 공급하는 흡기매니포울드(10)는, 각 실린더(2)에 대해 설치된 흡입런너(11)와, 각 흡입런너(11)의 상류측단에 접속된 서어지탱크(12)와, 상기 서어지탱크(12)의 상류측단에 접속된 공통흡입통로(13)로 구성되어 있다. 상기 흡입런너(11)는 흡입구(5)까지 연장되어 있다. 공통흡기통로(13)안에는 가속기의 운동에 따라 흡기의 양을 조절하는 드로틀밸브(14)가 설치되어 있다. 각 흡입통로(11)에 연료를 분사하는 인젝터(20)가 배치되어 있다. 인젝터(20)는 인입구(5) 및 인젝터(20)사이의 통로의 부피, 예를들면 연소실의 개구부(4) 및 인젝터(20)사이의 통로의 부피는 흡입통로(11)에 연결된 실린더의 행정부피보다 크다. 제1도에 나타난 실시예에서 각 흡입통로(11)는 상기 통로부피를 형성하는데 충분한 길이를 가지고 있다. 인젝터(20)는 각 흡입통로(11)의 상류측단부에 형성되어 있다. 따라서 제2도에 나타난 바와같이 인입구(5) 및 인젝터(20) 사이의 흡입통로의 통로부피(Vo), 예를들면 제1도의 사선부의 면적은 흡입통로(11)에 연결된 실린더의 행정부피부다 크다.
상기 구조를 제2도를 참조하면서 기술한다. 행정부피(Vs)는 피스톤(3)의 상부데드센터(TDC) 및 하부데드센서(BDC) 사이의 실린더(2)내에 있는 부피이다. 제2도에 나타난 위치(A) 및 흡입구(5)사이의 통로부피(VS)는 행정부피(VS)와 동일하다. 인젝터(20)는 위치(A)의 상류측에 배치되어 있다. 따라서 위치(A) 및 인젝터(20)사이의 용량을 ΔV로 가정하면, 흡입구(5) 및 인젝터(20)사이의 통로부피(VS)는 다음 방정식으로 표현할 수 있다.
Vo=Vs＋ΔV
상기 엔진흡기장치에서, 인젝터(20)의 하류측의 통로부피(Vo)는 행정부피(Vs)보다 크다. 따라서 연료는 흡입런너(11)에서 공기와 혼합하여 기화시킬 수 있다.
종래의 흡기장치에서는, 흡입행정기간동안 흡입행정을 실린더내로 유도하기전에 모든 연료는 인젝터로부터 분사된다. 그러나, 본 실시예에 따른 엔진내에서는, 제1흡입행정기간동안 실린더(2)내로 연료를 모두 분사하지 않는다. 따라서 용량(ΔV)내에 있는 연료는 다음의 흡입행정을 할 때까지 흡입통로(11)내에 잔존하고 있다. 이 잔존연료는, 엔진(1)의 한 사이클이 요구되는 시간과 동일한 1주기동안 흡입통로(11)애 남아있으므로 연료는 공기와 혼합하여 기화될 수 있다. 따라서 연료 및 공기의 혼합으로 연소성을 증가시킬 수 있다.
또한, 고부하영역에서는 더욱 많은 양의 연료는 흡입통로(11)내에서 기화시킬 수 있다. 따라서 다량의 연료의 기화를 수반하는 잠열에 기인하여 높은 냉각효과를 얻을 수 있다. 점차적으로 냉각효과는 공기밀도를 증가시키고 충전효율를 높일 수 있다. 따라서 높은 출력을 얻을 수 있다.
본 실시예에서 연료를 인젝터(20)로부터 분사하는 동안 연료분사 주기를 흡입구의 개구주기 다음의 소정의 시간이 경과한 후에 시작한다. 여기에서 소정의 시간은 흡입구(5)로부터 인젝터(20)의 위치에 전달되는 압력파에 필요한 시간이다. 특히 소정의 시간은 흡입구(5) 및 인젝터(20)사이의 거리를 음압으로 나눔으로써 구할 수 있다.
상기 방법으로 연료분사시간을 설정하므로써 흡입공기의 흐름이 인젝터(20)의 주위에서 발생할때에 연료는 분사된다. 흡입공기흐름의 발생은, 흡입공정기간동안 공기흡입을 시작한 후에 압력파를 전달하는데 요구되는 시간만큼 지연된다. 따라서 연료는 발생된 공기흐름에 의하여 인젝터(20)의 하류측의 흡입통로에서 확산시키므로써 연료의 분무작용을 향상시킬 수 있다.
제10도를 참조하면 연료분사시간을 유용하게 할 수 있는 다른 실시예를 아래기술 한다.
제3도 내지 제5도 본 발명에 따른 제2의 실시예를 나타낸다. 제3도는 본 발명을 실현시키는 제2의 엔진흡기장치의 구조를 나타내는 개략도이다. 제4도는 제3도에 나타난 엔진흡기장치의 흡기매니포울드(10)를 우측에서 본 측면도이다. 제5도는 흡기매니포울드(10)를 나타내는 사시도이다.
본 실시예에서, 실린더(2)의 흡입구(5)에 접속된 흡입통로(11)의 각 상류측단이 수렴부(15)에 접속되어 있다. 수렴부(15)의 상류측단은 공통흡입통로(13)에 접속되어 있다. 수렴부(15)는 흡입런너(11)가 공통흡입통로(13)에 동일한 각으로 수렴하도록 형성되어 있다. 다시말해서, 수렴부(15)는 동일한 조건하에서 흡입공기가 흡입런너(11)에 흐르도록 되어 있다. 좀더 구체적으로 설명하면, 흡입런너(11)는 수렴부(15)의 중앙에 대해서 대칭이 되도록 흡입런너(11)의 상류측단을 가지는 수렴부(15)에 입체적으로 연결되어 있다. 흡입런너(11)는 공통 흡입런너에 균일하게 위치결정된 관계를 가지고 형성되어 있다.
제2의 실시예에 있어서, 인젝터(20)는 수렴부(15)의 주변부에 배치되어 있다. 각 인젝터(20) 및 흡입구(5)사이의 거리는 인젝터(20)가 접속된 실린더의 행정부피보다 큰 통로부피를 갖도록 되어 있다. 제3도에서, 인젝터(20)는 수렴부(15)의 근처에 있는 각 흡인런너(11)에 위치하도록 배치되어 있다. 그러나, 단일의 인젝터가 수렴부(15)의 상류측에 위치하도록 배치할 수 있다.
제2의 실시예에서는 긴주기동안 흡입통로에 연료를 잔존하게 하므로서 연료의 기화를 개선하는 제1의 실시예와 동일한 효과를 얻고 있다.
부가적으로 제2의 실시예에서는 각 실린더에 연료가 동일하게 공급되도록 개량한 것을 시사하고 있다.
공통흡입통로, 수렴부의 근처에 구비된 다수의 인젝터 또는 수렴의 상류측에 구비된 단일의 인젝터에 다수의 흡입통로가 집중적으로 접속된 엔진흡기장치에 있어서, 공기와, 혼합된 연료는, 흡입행정의 마지막 단계에서 흡입밸브 및 배기가스가 동시에 개구되거나 역류되므로, 수렴부로 역류되며, 역류된 혼합물은 다른 실린더로 흐르게된다. 이 경우에 있어서 흡입통로에 공통흡입통로가 비대칭적으로 접속되어 있을 경우. 역류된 혼합물은 다른 실린더로 흐르게 되므로 연료분배를 감소시킬 수 있다. 이에 반하여, 흡입런너(11)가 수렴부(15)에 대칭적으로 조립된 본 실시예의 흡기장치에서는, 동일한 양의 연료가 각 실린더에 분배된다. 따라서, 개선된 연료분배를 달성할 수 있다.
제6도 및 제7도는 본 발명의 제3실시예를 나타낸다. 제6도는 본 발명의 제3실시예에 따른 엔진인 흡기장치의 횡단면도이다. 제7도는 제3의 엔진흡기장치에 구비된 인젝터를 부분적으로 나타내는 횡단면도이다. 제3실시예에서 인젝터(20)는 흡입구(5) 및 인젝터(20)사이의 통로부피가 흡입통로에 연결되는 실린더의 행정부피보다 충분히 크도록 부여되는 흡입구(5)로부터 떨어진 위치에 배치되어 있다. 그러나, 본 실시예에 있어서, 흡입런너(11)는, 일반적으로, 인젝터(20)로부터 흡입구(5)까지 직선으로 형성되어 있다. 인젝터(20)는, 인젝터로부터 분사된 연료가 흡입구(5)의 흡입밸브의 방향으로 향하도록 배치되어 있다. 인젝터(20)앞에, 특정의 구동작동으로 분사된 연료를 확산시키는 확산부재(연료확산수단)가 배치되어 있다.
확산부재(30)는 분사된 연료가 확산되지않은 위치에서 흡입런너(11)의 상부벽을 향한 연료확산위치(제7도의 실선) 및 연료확산위치로부터 들어간 위치(제7도의 점선)사이에서 이동가능하고 솔레노이드(31)에 의해서 작동되는 로드(32)의 하단부상에 확산부재(30)가 설치된다.
솔레노이드(31)는 콘트롤유니트(31)에 의해서 제어된다. 콘트롤유니트(31)는, 현작동조건이 급속한 가속도이거나 급속한 감속가속도 또는 정상상태인지를 드로틀밸브의 개구된 각도를 검출하는 도시되지 않은 드로틀개구센서로부터의 센서신호에 따라서 결정되도록 고안되어 있다. 콘트롤유니트(33)에 의하여, 정상동작 조건시에는 확산부재(30)가 연료확산 위치로 이동되고 과도기동작조건시에는 확산부재(30)가 후퇴위치로 이동된다.
또한, 동작조건에 따라서 제어되는 확산부재(30)를 구비할 경우, 인젝터(20)는 흡입밸브까지 연료를 분사하기에 충분히 큰 분사력을 가지고 있는 것을 바람직하다.
실시예에 있어서, 인젝터(20)에서 흡입구(5)까지의 흡입통로(11)의 형상은 대체적으로 직선적이다. 직선적인 통로를 가지고 있으므로 흡입통로(11)의 벽에 연료가 직접 분사되는 것을 방지할 수 있다. 결과적으로, 흡입런너(11)의 벽에 연료가 부착되는 것을 저감시킬 수가 있다.
또한, 동작조건에 따라서 제어되는 확산부재(30)가 상기와 같이 배치되어 있는 본 실시예에 있어서, 인젝터(20)의 분사력을 증가시킴으로써 인젝터(20)로부터 분사된 연료가 흡입밸브(7)에 도달할 수 있다.
부가적으로, 연료를 정상작동조건하에서 제7도에 도시된 바와같은 확산부재(30)로 확산하므로서 인젝터(20)가 상술한 바와같은 충분한 길이만큼 흡입구(5)로부터 떨어져 배치된 효과와 더불어 연료의 분사를 개선할 수 있다.
한편, 과도기 운전조건하에서 흡입런너(11)내에서 연료의 잔류시간이 길어질때에는 연소실에 공급되는 연료공급량은 연소실에서의 연소요구량보다 적게 반응한다.
다시 말해서, 연소실에 공급되는 연료공급량은 운전조건하에서 변화량보다 적게반응한다. 그러나, 과도기 운전조건하에서, 확산부재(3)가 후퇴위치로 이동하므로서 인젝터(20)로부터 분사되는 연료는 흡입밸브까지 직접분사 된다.(제6도 참조). 그러므로, 과도기 운전조건하에서 연료는 반응이 빠르게 일어난다. 제8도 및 제9도는 제3실시예에 따른 연료확산수단의 일예를 나타내는 횡단면도로서 제6도와 유사하다. 제8도에 나타난 확산부재(35)는 측을 중심으로 회전가능하며 나비형 밸브로 되어있다. 실선으로된 위치에서 확산부재(35)는 인젝터(20)로부터 분사된 연료를 확산시키는 역할을 하지 못한다. 확산부재(35)가 분사흐름방향이되는 점선위치로 회전할 경우, 확산부재(35)는 연료를 확산시키는 역할을 한다. 확산부재(35)는 도시되지 않는 작동기에 의해서 작동된다.
제9도에 나타낸 연료확산수단은 인젝터(20)의 분사단부에 연결된 공기방출관(36)을 가지고 있다. 공기방출관(36)에는 공기 방출관(36)을 개폐시키는 전자밸브(37)가 배치되어 있다. 공기방출관(38)이 개방될 때 인젝터(20)로부터 분사된 연료는 도시되지 않은 공기원(air source)로부터 공급되는 공기에 의하여 확산된다.
한편, 공기방출관(38)이 닫힐때에는, 연료는 확산되지 않고 인젝터(20)로부터 분사된다.
제8도 및 제9도에 나타낸 확산수단에 있어서, 연료확산수단을 도시되지 않은 제어수단에 의하여 제어하므로 연료의 확산이, 과도기동작조건이 아닌 정상운전조건에서 유효하게되는 것이 바람직하다.
제10도는 본 발명의 제4실시예에 따른 엔진인 흡기장치의 구조를 나타나는 개략도이다. 제4실시예에 있어서, 각 흡입통로(11)에는 상류측 인젝터(21) 및 하류측인젝터(22)가 있다. 제1실시예와 유사하고, 상류측 인젝터(21)는, 흡입런너(11)를 접속한 실린더의 행정부피보다 흡입구(5) 및 인젝터(20)사이의 통로부피가 크도록 위치결정하여 배치되어 있다. 이와는 반대로, 하류측 인젝터(22)는 흡입구(5) 근처에 배치되어 있다. 인젝터(21), (22)로부터 분사된 연료량은 운전조건에 따라서 콘트롤유니트(CPU)(40)에 의하여 제어된다. CPU(40)에 의해서 시행되는 제어에 있어서, 상류측 인젝터(21)는 표준연료량을 분사하도록 제어되고, 하류측인젝터(22)는, 많은 연료량이 필요할 경우, 부가적인 연료량은 분사하도록 제어된다. 예를들면, 엔진 및 엔진의 회전속도에 대한 부하의 변화가 상대적으로 작은 상태를 포함하는 정상운전조건하에서 흡입공기량에 대응하는 연료량을 상류측인젝터(21)만으로 분사된다. 이와는 반대로, 과도기운전조건하에서, 예를들면 급속한 가속 또는 감속조건하에서 상류측인젝터(21)는 연료의 기본량만 분사하게하고, 하류측인젝터(22)로 연료의 부가량을 분사하게 된다. 또는, 과도기 동작조건하에서는 하류측인젝터(22)로만 분사하도록 하는 것도 바람직하다.
제4실시예에 따른 흡기장치에 있어서, 상류측인젝터(21)로, 정상운전조건하에서, 연료를 분사하게한다.
따라서, 제1실시예 또는 상기 다른 실시예와 마찬가지로, 흡입통로(11)에 잔류하는 동안, 연료가 기화되므로서, 연료의 연소능력이 개선되고 많은 양의 공기가 연소실(4)에 공급될 수 있다. 한편, 급속한 가속과 같은 과도기운전동작조건하에서, 상류측인젝터(21)로 분사되는 연료량만 가지고는 연소실(4)에서 요구되는 연료공급량을 충분히 충당할 수가 없으므로, 운전조건의 변화에 대응하지 못하는 결과를 초래한다. 그러나, 본 실시예에서는 상류측인젝터(21)와 함께 하류측인젝터(22)로 연료를 분사하여 알맞는 연료량을 연소실(4)에 공급하므로서, 작동조건의 변화에 대응해서 만족할 만한 연료공급을 계속적으로 할 수 있다.
제11도 및 제12도는 각각 제4실시예에 따른 엔진흡기장치의 상세한 횡단면도 및 상세한 평면도이다. 상기 도면에 있어서 흡입런너(11)에는 상류측단위치, 중간위치 및 하류측단위치에서 플랜지 부재(11a), (11b), (11c)가 서로 일체적으로 접속된 흡입관(110)이 구비되어 있다. 각 흡입관(110)은 상류측부 및 하류측부를 가지고 있다. 이 흡입관(110)은 상류측단위치에서는 플렌지 부재(11a)를 개재하여 서어지탱크(12)에 볼트로 조여서 접속되어 있는 반면에 하류측단위치에서는 플렌지 부재(11c)를 개재하여 실린더헤드(1)에 볼트로 조여서 접속되어 있다. 또한, 상류측부 및 하류측부를 중간위치에서 플랜지 부재(11b)를 개재해서 서로 볼트로 조여서 접속되어 있다. 각 흡입관(110)은 선형의 축을 가지는 선형형태로 형성되어 있다. 흡입관(110)의 상류측부는 상대적으로 큰 직경의 원형단면을 가지며, 흡입관의 중앙부는 약간 작은 직경의 원형단면을 가지며 흡입관의 하류측부는 측면으로 간타원형 단면을 가진다. 흡입관(110)의 상류측단부는 실린더헤드(1)내에 형성된 통로에 접속되어 있다. 통로는 흡입구(5)에 연장되어 있으며 흡입통로(11)의 하류측부를 형성한다.
각 흡입관(110)의 상류측부에 있는 상부벽에 흡입관(110)의 내측에 대향하고 있는 상부측인젝터(21)를 배치하고 있다. 각 상류측 인젝터(21) 및 이 인젝터(21)에 연료를 공급하는 파이프는 중간플렌저부재에 접속되는 지지부재(11d)에 의해 지지되고 있다. 또한, 하류측인젝터(22)는 흡입관(110)의 하류측부를 통하는 실린더헤드(1)내에 형성된 통로에 배치되어 있다. 더욱이, 제11도, 제12도에 쇄선으로 도시한 바와같이, 흡입관(110)의 상류단에 직면하여 서어지탱크(12)의 벽에 상류인젝터(21)를 설치하여 흡입관(110)의 상류부분의 측방향으로 연료를 분사한다. 이 방법으로 흡입관의 벽에 대한 연료침전가능성은 효율적으로 억제될 수 있다.
또한, 제11도 및 제12도에 도시한 흡기장치의 구성은 하류인젝터(22)가 생략되어 있는 제1흡기장치에 사용할 수 있다.
제13도 및 제14도는 본 발명의 제1 및 제4실시예로 초래된 유익한 효과를 각각 도시한 그래프로서, 제13도는 엔진의 충전효율(nc)을 도시한 그래프로, 충전효율(nc)은 통로부피(Vo)와 1기통의 행정부피(Vs)의 비율에 대해 표시하였다. 제14도는 엔진의 출력비율증가를 도시하는 그래프로서, 출력비율증가를 통로부피(Vo)와 1기통의 행정부피(VS)의 비율에 대해 표시한 것이다. 결과가 제13도 및 제14도의 그래프로 표시된 실험에 있어서, 제11도 및 제12도에 도시한 실시예와 유사하게 형성된 흡기장치를 지닌 시험장치를 사용한다. 이 실험의 목적은 인젝터의 위치를 변동시킴에 따른 충전효율(nC) 및 엔진출력의 비율증가를 시험하기 위한 것이다.
특히, 다음이 3가지 경우를 생각할 수 있다. 첫 번째 경우는 인젝터를 흡기통로의 하류단 근처에 배치한 것으로 하류인젝터가 배치된 위치에 대응한다. 이 위치에서, 인젝터하류의 통로부피(Vo)와 실린더의 행정부피(Vs)의 비율은 대략 0.25(Vo/Vs=0.25)이고, 두 번째 경우는 (Vo/Vs=1.0)을 만족시키기 위해 인젝터를 전자의 경우보다 더 상류에 배치한 것이고, 세 번째 경우는 인젝터를 두 번째 경우보다 더 더욱 상류에 배치하여 (Vo/Vs=3.0)을 만족시킨 것이다. 충전효율(nc)의 기술적인 중요성은 일반적으로 알려진 바이다. 더욱이, 엔진의 출력내 비율증가를 제1 경우 즉, (Vo/Vs=0.25)를 기본으로 하여 실험하며, 제14도에 도시한 그래프는 제1경우와 비교하여 제2 및 제3의 경우에 있어 엔진의 출력내 비율증가를 설명한다. 이들 데이터를 충전효율(nc) 및 출력이 통로부피(Vo)와 행정부피(Vs)의 비율이 1이상으로 됨에 따라 급격하게 증가함을 나타낸다.
제15도는 제5실시예로서 본 발명을 실시하는 엔진흡기장치의 구조를 도시한 개략도이다. 제5실시예에 있어서, 각각의 흡기런터(11)에는 제4실시예와 마찬가지로 상류인젝터(21)와 하류인젝터(22)가 배치되어 있다. 또한 각각의 흡기런터(11)에 있어 상류인젝터(21)의 하류 인젝터(22)의 상류에는 조절밸브(41)가 배치되어 있고, 조절밸브(41)는 공통로드(42)에 연결되어 있어 서로 일체적으로 움직인다. 밸브(41)는 도시하지 않은 조작기 또는 다른 구동수단에 의해 구동되어 낮은 하중하에서 각각의 흡기런터(11)를 배치하는 것이 적당하며, 또한, 주조절밸브를 생략하며, 조절밸브(41)가 가속기의 운동에 따라 흡기량을 조정하는 기능을 부수적으로 지니는 것도 적당하다.
이 실시예는 제4실시예와 동일한 효과를 달성할 수 있으며, 또한, 흡기통로(11)는 상류인젝터(21)와 하류인젝터(22)사이의 위치에서 조절밸브(41)에 의해 조절된다. 따라서, 흡기율은 흡기런터(11)의 조절된 위치에서 증가하므로, 연료의 확산 및 분무를 향상시킨다. 그 결과, 연소실(4)의 연소성을 더욱 향상시킬 수 있다.
제16도는 제6실시예로서 본 발명을 실시하는 엔진흡기장치의 구조를 도시하는 개략도이며, 제6실시예에 있어서, 상류인젝터(21)는 수렴부분(15)부근에 배치되어 흡입구(5)로부터 충분한 거리를 지닌다. 수렴부분(15)은 흡기런터(11)가 제3도-제5도에 도시한 수렴부분(15)과 마찬가지로 공통의 흡기통로(13)에 등각으로 연결될 수 있도록 형성되어 있으며, 하류 인젝터(22)는 각각의 실린더(2)의 흡입구(5)부근에 배치해 있다.
이 실시예의 구조는, 흡기통로가 연결된 실린더의 행정부피보다 큰 통로부피를 제공할 정도의 충분한 길이를 지니지 않을 경우에 적용할 수 있다. 이런 경우, 이하 설명하는 제16도에 도시한 실시예와 마찬가지로 수렴부분(15)의 상류에 단일상류인젝터(22)를 배치시킬 수 있다.
이 실시예에 있어서, 상류인젝터(21)는 수렴부분(15)의 상류 또는 그 근처에 배치되어 흡입구(5)로부터 충분한 거리를 지녀 연료의 증발의 향상하고 엔진의 크기를 작게할 수 있다. 더욱이, 흡입런터(11)는 상기 언급한 바와같이 공통의 흡입통로(13)에 등각으로 수렴하므로 연료분산성을 향상시킨다. 또한, 흡입런터(11)에 배치된 하류인젝터(22)는 과도기적 운전상태에서 연료공급신뢰성을 향상시킨다. 이 실시예에서, 또한, 각각의 하류 인젝터(22)의 상류에, 조절밸브(41)를 배치하는 것이 바람직하다.
제17도는 흡입공기의 소용돌이를 통제하는 기능을 지닌 본 발명의 제7엔진흡기장치의 구조를 도시하는 개략도로서, 제17도에 있어서, 각각의 흡입런러(11)는 각각의 실린더(2)의 흡입구(5a), (5b)에 각각 뻗어있는 제2분기관(11a) 및 제1분기관(11b)을 지니며, 제2분기관(11a)은 셔터밸브(43)를 지니고 있다. 셔터밸브(43)는 도시하지 않은 작동에 의해 작동되어, 예를들어 각각 낮은 하중 및 높은 하중하에서 제2분기관(11a)을 폐쇄 및 개방한다. 상류인젝터(21)는 흡입런러(11)의 상류단부근위치에 배치되어 흡입구(5a), (5b)와 상류인젝터(21) 사이의 통로부피는 흡입런러(11)가 연결된 실린더의 행정부피보다 크다. 더욱이, 하류인젝터(22)는 제2분기관(11a)의 셔터밸브(43)하류에 배치되며, 또한, 조절밸브(41)는 상류인젝터(21)의 하류와 분기관(11a), (11b)의 상류사이의 위치에 배치해 있다. 조절밸브(41)의 개방각도는 공통흡기통로(13)에 배치된 주조절밸브(14)의 개방각도에 대응한다.
이 실시예에 있어서, 제2분기관(11a)에 배치된 셔터밸브(43)는 낮은 하중하에 제2분기관(11a)를 폐쇄하여 연료와 공기의 혼합물을 제1분기관(11b)만을 통해서 연소실(4)로 공급한다. 따라서, 흡기율은 속도가 증가하게 됨으로서 흡입공기흐름은 연소실(4)내에서 소용돌이 친다. 특히, 이 상태에 있어서, 다음의 유익한 효과를 얻을 수 있다. 흡입구(5)에서 충분히 떨어져 배치된 상류인젝터에서 분사된 연료는 오랜시간동안 흡기통로(11)에 남아있으며, 또한 연료는 조절밸브(41) 및 분기관(11b)에서 발생한 교란으로 확산된다.
이들 유익한 결과는 공통작용하여 공기와 연료의 혼합 및 연료의 증발을 상당히 향상시킨다. 따라서 연소실(4)내의 소용돌이에 의한 효과로 인해 연소실(4)내의 연소성을 상당히 향상시킬 수 있다. 이와반대로 가속시에 셔터밸브(43)는 제2분기관(11a)을 개방하고 연료는 하류인젝터(22)에 분출된다.
제18도는 제7실시예에 변형예를 도시한 개략도이며, 제19도는 변형예의 횡단면도이다. 이 실시예에 있어서, 각각의 흡입런러(11)는 각각의 실린더(2)의 흡입구(5a), (5b)로 연장된 주 흡입통로(11c), 주흡입통로(11c)를 개방 및 폐쇄하는 셔터밸브(44), 셔터밸브(44)의 흡입런터(11)상류 부분과 흡입구(5a)부로 부분을 연결하는 작은 단면적의 보조흡입통로(11d)로 이루어진다. 셔터밸브(44)는 각각 낮은 하중과 높은 하중하에서 주흡입통로(11c)를 폐쇄 및 개방하는데 적합하며, 이런 엔진흡기장치에는 단일 상류인젝터(21)와 하류인젝터(22)가 배치되어 있다. 제18도에 도시한 실시예에 있어서, 흡입런러(11)의 수렴부분(15)상류에 상류인젝터(21)가 배치되어 있으며, 반면에 각각의 하류인젝터(22)는 셔터밸브(44)의 주흡입통로(11c)에 배치되어 있다.
이 실시예에 있어서, 셔터밸브(44)가 낮은 하중하에 주흡입통로(11c)를 폐쇄할 때 상류인젝터(21)는 연료를 분사하여 흡입공기는 보조흡입통로(11d)를 통해 공급된다. 가속시, 셔터밸브(44)는 주 흡입통로(11c)를 개방하며 하류인젝터(22)는 부수적으로 연료를 분출한다. 따라서, 이 실시예에서는 제17도에 도시한 실시예와 같은 효과를 얻을 수 있다.
제20도는 제7실시예의 다른 변형예를 도시한 횡단면도로서, 이 실시예에 있어서, 흡입런러(11)는 제1 및 제2흡입통로(11e), (11f)를 형성하기 위해 측방으로 분할되어 있다. 제2흡입통로(11f)에는 낮은 하중하에 제2흡입통로(11f)를 폐쇄하기 위한 셔터밸브(45)가 배치되어 있다. 제1흡입통로(11e)를 통해 연소실(4)로 공급된 흡입공기는 연소실(4)의 세로방향으로 소용돌이 칠 수 있다. 이 경우, 제17도에 도시한 실시예와 같은 방법으로 각각의 흡입런러(11)에 상류인젝터(21) 및 하류 인젝터(22)가 배치되어 있으면, 전술한 실시예와 동일한 효과를 얻을 수 있다.
제21도는 제8실시예로서 본 발명을 실시하는 엔진흡기장치의 구조를 도시하는 개략도로서, 제21도에 있어서, 흡입런너(11)는 수렴부분(15)에 연결되어 있다. 수렴부분(15)은 흡입런러(11)가 공통흡기통로(13)에 등각으로 연결되도록 형성되므로 흡입공기는 동일한 조건하에서 각각의 흡입런터(11)에 흐를 수 있다. 4개의 실린더(2)로 할당된 단일상류인젝터(21)는 수렴부분(15)의 상류에 배치되어 있다. 4개 실린더이하로 할당된 인젝터(21)가 수렴부분(15)의 상류에 배치되어 있는 경우, 흡입런러(11)한쪽의 크기 및 단일상류인젝터(21)의 위치는 조건을 만족시키는 방법으로 결정한다. 한쪽흡입런러(11)의 부피(Va)(빗금친 부분) 및 흡입런러(11)의 상류단과 상류인젝터(21)사이의 부피(Vb)(바닥판부의 부분)의 합계는 한쪽실린더(2)의 행정부피(Vs)보다 크다. 즉 Va＋Vb＞Vb이다. 이 경우, 상류인젝터(21)이외에 각각의 흡입구(5)부근과 하류인젝터(22)의 상류에 하류인젝터(22) 및 조절밸브(41)를 배치하는 것이 바람직하다.
상기와 같이 흡입런러(11)의 크기 및 인젝터(21)의 위치를 결정하여, 인젝터(21)가 수렴부분(15)의 상류에 배치해 있더라도 4개 이하의 실린더를 지니는 엔진에 있어서 연소성은 향상된다. 특히, 4개이하의 실린더를 지니는 엔진에 있어서, 실린더(2)의 각각의 흡입행정은 동시에 작용하지 않는다. 따라서 하나의 실린더(2)의 흡입행정시 수렴부분(15)과 인젝터(21)사이에 점유한 연료 및 공기의 혼합물은 흡입행정을 실행하는 실린더(2)의 흡입런터(11)내로만 흐른다. 그러므로, 상기 측정값이 부등식(Va＋Vb＞Vs)를 만족하도록 설정되면, 제1실시예 또는 다른 전술한 실시예와 같은 효과를 얻을 수 있음으로서 연소성 및 충전효율를 향상시킬 수 있다.
또한, 단일인젝터(21)가 5개 실린더(11)이상으로 할당되고 수렴부분(15)의 상류에 배치되어 있는 경우에 하나의 흡기통로의 크기는 흡입런터(11)의 상류단과 인젝터(21)사이의 부피(Vb)에 무관하게 다음의 부등식을 만족시키도록 결정한다. 하나의 흡기통로(11)의 부피(Va)는 하나의 실린더의 행정부피(Vs)보다 크다(Va＞Vs). 특히, 실린더의 흡입행정은 서로 부분적으로 중복되므로 흡입런러(11)의 상류단과 인젝터(21) 사이의 흡입공기는 중첩기간동안 각각의 흡입런러(11)로 분기한다. 이들 상황하에서 효율적인 연소성을 얻기 위해서는 흡입런러(11)의 크기를 부등식(Va＞Vs)을 만족시키도록 설정하여 오랜 연료잔류시간을 확보한다. 따라서, 흡입런러(11)내에 연료의 증발을 향상시킬 수 있다.
제22도는 제9실시예로서 본 발명을 실시하는 엔진흡기장치의 구조를 도시하는 횡단면도로서, 이 실시예에서 흡기장치(10)는 서로 독립적인 저속용 제1흡기파이프(16) 및 고속용 제2흡기파이프(17)로 이루어진다. 제22도에 있어서, 단일 인젝터(20)는 인입포트(5)와 흡기파이프(16), (17)의 상류로부터 충분히 떨어진 위치에 배치해 있으며, 인젝터(20)는 제1흡기파이프(16)의 상류단으로 연료를 분사하도록 향해있다. 이 실시예에 따르면, 조절밸브(18)는 제2흡입파이프(17)내에 배치되어 이것을 개방 및 폐쇄한다. 조절밸브(18)실예에 따르면, 조절밸브(18)는 제2흡입파이프(17)내에 배치되어 이것을 개방 및 폐쇄한다. 조절밸브(18)가 제2흡기파이프(17)를 폐쇄한 저속에서, 인젝터(20)에서 분출된 연료는 제1흡기파이프(16)내로 흐른다.
반면에, 조절밸브(18)가 제2흡기파이프(17)를 폐쇄하지 않은 고속에서 인젝터(20)에서 분출된 연료는 제1흡기파이프(18) 및 제2흡기파이프(17)내로 공기를 흐르게 함으로서 제1흡기파이프(16)와 제2흡기파이프(17)로 확산된다. 따라서 연료는 공기와 잘 혼합될 수 있다. 또한 이 실시예는 제1실시예와 같은 전술한 실시예와 동일한 효과를 나타낸다.
제23도는 제10실시예로서 본 발명을 실시하는 엔진흡기장치를 도시하는 횡단면도이며, 제24도는 제23도에 도시한 엔진흡기장치의 구조를 도시한 개략도이다. 이 실시예는 흡기통로(11)에 충분한 길이를 제공하기 힘든 경우에 있어 효율적인 구조를 예시한 것으로, 이 구조에 있어서, 흡입구(5)로 연료를 운반하기 위해서만 적합한 연료공급관(50)은 각각의 흡인런러(11)로부터 분기되어 선형으로 형성되어 있다.
특히, 상기 언급한 바와같이, 연료의 오랜잔류시간등의 유익한 효과를 얻기 위하여, 인젝터가 흡기장치에 배치되어 있는 구조에 있어서는 다음의 조건을 만족시켜야 한다. 즉, 흡입구와 인젝터사이의 통로용적은 흡입통로가 연결된 실린더의 행정부피보다 크며 따라서 인젝터는 흡입구로부터 충분히 떨어져서 배치될 것이 필요하다. 이 경우, 흡입구와 인젝터사이의 흡기통로는 실질적으로 선형으로 형성되어 흡기통기의 별에 대한 염료침전가능성을 제거하므로 바람직하나, 설계제한에 의해 긴선형부분을 지니는 흡기통로를 제공하기 어려운 경우도 있다.
따라서, 이 실시예에 있어서, 흡입런러(11)는 엔진흡기장치의 전체크기를 감소시키도록 구부러져 있으므로 흡입구(5)까지 뻗는 흡입런러(11)의 선형부분의 길이(1b)를 비교적 짧게 할 수 있다. 더욱이 각각의 흡입런러(11)로부터 분기된 연료공급관(50)은 선형부분으로 형성되어 있다. 인젝터(20)는 연료공급관(50)의 상류단에 배치되어 있다. 인젝터(20)로부터 분사된 연료는 흡입구(5)로 직선적으로 공급된다.
또한, 상기 흡입구(5)와 인젝터(20)사이의 거리(la)는 흡입런러(11)의 최대직선거리(16)보다 크다. 그러나, 상기 거리(la)는 실린더(2)의 행정부와 같은 용량은 가지는 흡입런러(11)의 길이보다 크게 설정하는 것이 바람직하다.
따라서, 이 실시예의 엔진의 흡기장치는 소형으로 형성될 수 있다. 또한 연료를 공급하기 위한 전용직선형 연료공급관(50)을 설치하므로서 인젝터(20)를 흡입구(5)로부터 직선방향으로 충분히 떨어져서 배치할 수 있다. 따라서, 인젝터(20)로부터 분사된 연료는 흡입구(5)에 직선적으로 공급되어 공급관(50)의 벽면에의 연료부착을 억제하게 된다. 또한, 연료가 흡입구(5)에 도달할때까지 충분히 연료의 분무화, 기화가 진행되어 연소의 개선등의 유리한 효과를 얻을 수 있다.
다음에 본 발명의 제5실시예 또는 제7실시에 내지 제15실시예에 대해서 설명한다. 이들 실시예의 각 엔진의 흡기장치는 상류측 인젝터, 하류측 인젝터 및 배기가스환류조정수단으로 구성된다.
본 발명의 제7실시예를 제25도 내지 제30도를 참조하면서 설명한다. 제25도는 배기가스환류조정수단이 장착된 엔진의 흡기장치의 구성을 도시한 도면이고, 제26도는 제25도에 도시된 엔진의 흡기장치를 도시한 횡단면도이다. 제27도는 제25도에 도시된 엔진흡기장치의 변형예를 부분적으로 도시한 도면으로서 동도에서는 상류측 인젝터가 상류측 드로틀밸브를 향햐 배치되어 있다. 제28도는 흡입밸브와 배기밸브의 개방타이밍을 도시한 그래프로서, 수평축은 크랭크 각, 수직축은 흡기밸브와 배기밸브의 밸브리프트를 각각 나타낸다.
제29도는 배기밸브의 개방타이밍(EV1), (EV2)에 대한 엔진부하운전영역을 도시한 그래프로서, 수평축은 엔진회전수, 수직축은 엔진부하(TV0)를 각각 나타낸다. 제30도는 상기 제25도에 도시된 엔진흡기장치를 도시한 부분확대도이다.
제7실시예에 있어서, 엔진본체(1)에는 4개의 실린더(2)가 설치되어 있다. 각 실린더(2)에는 피스톤, 연소실, 흡입구(5), 배기구(5), 흡기밸브(7) 및 배기밸브(8)가 구비되어 있다.
한편, 흡기매니포울드(10)는 각각의 실린더(2)에 연결된 4개의 흡입런러(11)와, 공통흡기통로(13)와, 상기 흡입런러(11)와 공통흡기통로(13)사이에 위치하며 각 흡입런러(11)가 동일 각으로 수렴접속되는 접합부(15)로 이루어져 있으며 상기 공통흡기통로(13)에는 드로틀밸브(14)가 설치되어 있다. 이러한 구성은 상기한 실시예의 구성과 같다.
흡기 매니포울드(10)에는 연료공급수단으로서 상류측 인젝터(21)와 하류측 인젝터(22)가 배치되어 있다.
상기 상류측 인젝터(21)는, 이 상류측 인젝터(21)와 흡기구(5)사이의 런터 용적이 흡입런너(11)와 접속된 실린더(2)의 행정용역 보다 크게 되도록 위치된다. 이 실시예에 있어서, 상류측 인젝터(21)는 흡입런러(11)의 접합부(15)의 상류에 배치되어, 상류측 인젝터(21)로부터 분사된 연료를 각 실린더(2)에 공급할 수 있다. 한편, 하루측 인젝터(22)는 각 흡입런러(11)의 흡기구(5)근방에 배치되어 있다.
상류측 인젝터(21)가 접합부(15)의 상류에 설치되어 있는 경우, 드로틀밸브(14)는 예를들면, 제25도에 실선으로 도시한 위치에 즉, 상류측 인젝터(21)의 상류에 배치해도 된다. 또한, 상기 드로틀밸브(14)는 제25도에 가상선으로 도시한 위치인 상류측 인젝터(21)의 하류에 배치해도 된다. 또한, 제27도에 도시한 바와 같이, 드로틀밸브(14)를 개재하여 흐르는 흡기와 상류측 인젝터(21)로부터 분사된 연료와의 혼합을 촉진시키기 위하여 상류측 인젝터(21)는 드로틀밸브(14)에 연료를 공급할 수 있는 방향으로 배치해도 된다.
또한, 상기 엔진에는 흡입런러(11)에 배기가스환류량을 조정하는 배기가스환류조정수단이 설비되어 있다.
이 실시예에 있어서, 배기가스환류조정수단은 배기밸브(8)의 개폐타이밍을 변화시키기 위한 배기밸브타이밍가변수단(60)을 포함한다. 이 배기밸브 타이밍 가변수단(60)은, 배기밸브쪽에 설치되어 있으며, 캠풀리(61)와, 캠축(62)과, 상기 캠풀리(61)와 캠축(62)의 사이에 설치되어, 헬리컬기어를 개재해서 캠축(62)과 캠풀리(61)를 서로 위상조정가능하게 결합하는 조정부재(63)로 구성되어 있다. 상기 조정부재(63)는 작동기(64)에 의해 작동된다. 조정 부재(63)의 작동에 의해, 제28도에 도시한 그래프와 같이, 배기밸브(8)의 개방타이밍이 제1개방타이밍(EV1)과 제2개방타이밍(EV2)사이에서 절환된다. 상기 제1개방타이밍(EV1)에서는, 배기밸브(8)의 개방 또는 비교적 짧은 시간동안 흡기밸브(7)의 개방도와 중합된다. 이하, 그러한 흡기밸브(7)와 배기밸브(8)의 개방도간의 중첩을 밸브중첩이라 한다. 이와반대로, 제12개방타이밍(EV2)에서는 제1개방타이밍(EV1)에서 보다 긴 시간동안 밸브중첩이 지속된다. 흡기밸브(7)와 배기밸브(8)의 밸브중첩량의 변화에 의해 배기가스의 양이 조정된다.
상기 상류측 인젝터(21)와 하류측 인젝터(22)로부터의 연료분사 및 배기밸브 타이밍 가변수단(60)의 작동은, 배기제어유닛(ECU)(30')에 의해 제어된다. 이 ECU(30')에는, 엔진부하에 상당하는 양의 드로틀개방도를 검출하는 센서로부터의 엔진부하신호(31)와 엔진회전수를 검출하는 센서로부터의 엔진회전수신호(32)등이 입력된다.
이 ECU(30')는 신호(31), (32)에 의거하여 검출된 운전상태에 따라서 배기밸브 타이밍 가변수단(60)을 제어한다. 예를들면, ECU(30')는 제29도에 도시한 바와 같은 엔진부하영역에 의거하여 배기밸브 타이밍 가변수단(60)을 제어한다. 더욱 상세하게는, 저감된 펌핑로스를 확실하게 하기 위하여, 적어도 엔진의 경, 중간부하운전영역에서 내부배기가스환류량을 증대시킨다. 그러나, 아이들 운전영역과 그의 부근의 운전영역에서는 엔진회전수와 엔진부하가 모두 라인(La)보다 낮아 흡기의 유속이 낮다. 따라서 밸브중첩시간이 보다 단축됨에도 불구하고, 내부배기가스환류량은 크게되는 경향이 있다. 그러므로, 내부배기가스환류량의 과도한 증대를 피하도록 배기밸브 개방타이밍이 제1개방타이밍(EV1)에 설정된다. 라인(La)과 (L6)사이의 영역, 예를들면 경, 중간부하운전영역에서 배기밸브 개방타이밍이 제2개방타이밍(EV2)에 설정된다. 라인(L6)의 상부영역, 예를들면, 고부하운전영역에서는 내부배기가스환류량을 저감하여 엔진의 동력출력을 향상시키기 위해서 배기밸브 개방타이밍이 제1개방타이밍(EV1)에 설정된다. 단, 수퍼챠아져(Super Charger)등의 충전효율을 높이기 위한 수단이 장착된 엔진에 있어서는, 상기 고부하운전영역에서도 엔진등의 배기를 촉진하기 위하여 배기밸브 개방타이밍이 제2개방타이밍(EV2)에 설정되어도 된다는 점에 유의해야 한다.
한편, ECU(30')는 다음과 같이 인젝터(21), (22)를 제어한다. 내부배기가스환류량이 보다 커지는 경, 중간부하운전영역에서 하류측 인젝터(22)로부터의 연료공급량에 대한 상류측 인젝터(21)로부터의 연료공급량의 비율이 증가된다. 예를들면, 이이들 운전영역을 포함하는 경, 중간부하운전영역에서의 정상운전상태, 즉 가속이외의 운전상태에서는, 상류측 인젝터(21)는 엔진의 실린더(2)에 연료의 전체량을 공급한다. 연료공급의 높이 응답성이 요구되는 가속시에는, 연료의 기본량이 상류측 인젝터(21)로부터 공급되고 연료의 보충분량이 하류측 인젝터(22)로부터 공급된다. 또한 상류측 인젝터(21)로부터의 연료분사만으로는 연소실에서 필요한 연료공급량을 만족시킬 수 없는 고부하운전영역에서는, 상류측 인젝터(21)로부터의 연료분사만으로는 연소실에서 필요한 연료공급량을 만족시킬 수 없는 고부하운전영역에서는, 상류측 인젝터(21)와 하류측 인젝터(22)의 양쪽으로부터 적절한 비율로 연료를 분사하도록 제어된다.
이 실시예에 있어서, 적어도 아이들 운전영역을 제외한 경, 중간부하운전영역에서는 배기밸브 개방타이밍이 제2개방타이밍(EV2)으로 설정되어서 밸브중첩이 보다 긴 시간동안 지속된다. 따라서, 내부배기가스환류량이 증가하게 된다. 이 내부배기가스환류량의 증가에 의해, NOx가 감소함과 동시에, 배기가스의 흡기의 흡기압력이 적어지므로 펌핑로스가 저감하게 된다.
또한, 이 경, 중간부하운전영역에서, 연료공급이 상류측 인젝터(21)에 의해 수행되므로, 내부 배기가스환류량이 보다 증대하는 상황하에서도 충분한 연소성을 얻을 수 있다. 보다 상세하게는, 하류측 인젝터(21)가 상류측 인젝터(22)보다 연료를 더 많이 분사한다고 가정하면, 분사된 연료의 대부분은 단시간내에 연소실에 도달하여, 연소실내에서의 분무화, 기화 및 분산이 불충분하게 된다. 따라서, 불활성가스인 내부배기가스환류량이 연소실내에 많아지는 경우에는, 실화가 발생하기 쉽다.
이에 대해서, 상류측 인젝터(21)로부터 연료가 분사되는 경우에는, 인젝터(21)와 연소실의 거리가 길기 때문에 흡기런터(11)에서 연료의 분무화 및 기화가 진행된다. 그러므로, 연료는 공기 및 내부 EGR과 충분하게 효합되어 연소실로 공급되므로 내부 EGR의 양이 많은 경우에도 실화의 가능성은 억제된다.
특히, 내부 EGR이 증가할 수 있을 정도의 긴 시간동안 밸브중첩이 저속되는 운전영역에서, 상류측 인젝터(21)로부터의 연료분사가 효과적으로 된다. 아이들(Tdle)의 운전영역등의 기타 운전영역에서도, 상류측 인젝터(21)로부터 주로 연료분사를 행하므로서, 연료의 분물화 및 기화가 촉진되어 연소성이 향상된다.
EGR 조정수단을 구성하는 상기 밸브 개방타이밍 가변수단(60)은, 제26도 및 제27도에 도시된 실시예에서는 배기밸브(8)의 개방타이밍을 가변시킨다. 그러나, 흡입밸브(7)의 개방타이밍을 가변해서 이하에 설명하는 제33도에 도시한 실시예와 같이 흡입밸브(7)와 배기밸브(8)의 밸브중첩기간을 조정하도록 해도 된다.
또한, 흡입밸브(7)와 배기밸브(8) 양쪽의 개방타이밍을 가변하도록 해도 된다. 예를들면, 제30도에 도시한 바와 같이, 배기밸브용 캠풀리(61)와 배기밸브용 캠축(62)사이에 조정부재(63)을 배치하고 흡입밸브용 캠축(65)은 기어(66), (67)을 개재해서 캠축(62)에 접속하여 캠축(65)과 캠축(62)을 서로 작동가능하게 접속할 수 있다. 이와 같이 하므로서 흡입밸브(7)와 배기밸브(8)의 개방타이밍을 같은 방향으로, 예를들면 제28도의 그래프와 같이 수평방향으로 조정할 수 있다. 이러한 구성에 의해, 흡입밸브(7)와 배기밸브(8)의 밸브중첩량은 변화하지 않는다. 그러나, 밸브중첩의 타이밍은 변화한다. 예를들면, 밸브중첩의 타이밍이 지연되면, 내부 EGR이 증가한다.
제31도는 본 발명의 제12실시예로서 배기가스환류조정수단이 장착된 엔진의 흡기장치의 구조를 도시한 개략도이다. 이 실시예에 있어서도, 제7실시예와 마찬가지로 상류측 인젝터(21)와, 하류측 인젝터(22)와, EGR 조정수단을 구성하는 밸브 개방타이밍 가변수단(60)이 설치되어 있다. 또한, 공통밸브축(42)에 장착된 드로틀밸브(하류측 드로틀밸브)(41)는, 상류측 인젝터(21)와 하류측 인젝터(22)사이의 각 흡입런러(11)의 하류부에 배치되어 있다. 또한, 상류측 드로틀밸브(14)는, 흡입런러(11)가 공통흡입통로(13)에 동일각도로 수렴접속되는 접합부(15)의 상류의 공통흡기통로(13)에 배치되어 있다.
상기 하류측 드로틀밸브(41)와 상류측 드로틀밸브(14)의 개방각도는 경부하 하에서 작고, 가속시 크게된다. 예를들면, 하류측 드로틀밸브(41)와 상류측 드로틀밸브(14)의 개방각도는 도시하지 않은 엑셀페달의 운동에 의해 작동된다.
이 실시예에 의하면, 경, 중간부하운전영역에 있어서는 흡입런러(11)는 하류측 드로틀밸브(41)에 의해 드로틀된다. 이 상태에서, 상류측 인젝터(21)로부터 연료가 분출되어, 흡기류를 따라 흡입런러(11)를 개재하면서 분무화 및 기화된다. 또한, 연료의 공기의 혼합물이 하류측 드로틀밸브(41)를 통해 통과할때에, 이 혼합물의 유속이 빠르게 되므로서, 연료의 기화가 더욱 촉진되고 연료, 공기 및 내부 EGR의 혼합이 대폭 향상된다. 따라서 내부 EGR이 많아져도 연소성을 보다 향상시킬 수 있다.
또한, 하류측 드로틀밸브(41)에 더해서 상류측 드로틀밸브(14)도 흡기량을 주로 조정하도록 배치할 수 있다. 이 경우, 하류측 드로틀밸브(41)는 공기 및 내부 EGR과 연료의 혼합을 더욱 효과적으로 할 수 있다.
또한, 상류측 드로틀밸브(14)의 근방에 상류측 인젝터(21)를 배치하면, 상류측 인젝터(21)로부터 분사된 연료는 드로틀밸브(14)를 개재해서 흐르는 기류에 의해 분산되므로서, 연료가 하류측 드로틀밸브(41)에 도달할때까지 더욱 기화된다.
단, 하류측 드로틀밸브(41)가 흡기량을 조정하도록 하면 상류측 드로틀밸브(14)는 생략해도 되는 점에 유의해야 한다.
제32도는 본 발명의 제13실시예로서 배기가스환류조정수단이 장착된 엔진의 흡기장치를 도시한 개략도이다. 이 실시예에 있어서는, 상류측 인젝터(21)와 하류측 인젝터(22)사이의 각 흡입런러(11)에 드로틀밸브(41)가 설치되어 있다. 또한, 흡입런러(11)에는 연통관(71)을 개재해서 서로 연통되어 있다. 이 연통관(71)은, 각 흡기런터(11)의 드로틀밸브(41)의 하류에 유입되는 분기관(71a)과 이 분기관(71a)과 서로 연통하는 주연통관(71b)으로 구성되어 있다. 각 분기관(71a)에는 연통관(71)을 개재해서 흐르는 배기가스량을 제어하는 제어밸브(72)가 배치되어 있다. 이 제어밸브(72)는 도시하지 않은 작동기에 의한 운전상태에 따라 작동한다. 예를들면, 아이들 운전영역이나 그 부근의 영역에서는 상기 제어밸브(72)는 분기관(71a)을 폐쇄한다. 상기 제어밸브(72)는 엔진 유형에 따라 좌우되는 고부하 하에서 분기관(71a)을 폐쇄해도 된다. 또한, 아이들 운전영역 및 그 부근의 영역을 제외한 경, 중간부하운전영역에서는, 제어밸브(72)는 분기관(71a)을 개방한다.
이 구조에 의하면, 각 흡입런러(11)에의 잔류배기가스의 역흐름이 드로틀밸브(41)에 의해서 방해되는 상태하서도, 연통관(71)에 의해 잔류배기가스의 흡입런러(11)로의 역흐름이 허용된다. 따라서, 연통관(71)과 제어밸브(72)는 배기가스량을 조절하기 위하여 협력한다. 이러한 구성으로, 흡기 및 배기밸브는 밸브오우버랩이 적당한 시간동안 지속되는 그런 개방타이밍에서 고정되게 설정되는 것이 충분하다.
더 나아가, 제13실시예에서 각 흡입런러(11)의 상류단은 서어지 탱크(12)에 연결되고, 상류 인젝터(21)는 각 흡입런러(11)의 상류단 부근에 배치되어 있다.
그러나 하나의 상류 인젝터(21)는 제11실시예에 유사하게 흡입런러(11)의 수렴부(convergent portion)의 상류에 배치된다.
또한, 주목할 것은 제11 및 제12실시예에서, 상류 인젝터(21)는 제13실시예에 유사하게 각각의 흡입런러(11)의 상류단 부근에 배치될 수 있다는 것이다.
제33도 및 제34도는 본 발명의 제14실시예를 도시하고, 제33도는 배기가스장치가 부착된 엔진흡기장치의 구성을 도시하는 개략도이다. 제34도는 제33도에 도시한 엔진흡기장치를 도시하는 횡단면도이다. 이 실시예에서는, 상류 인젝터(21), 하류 인젝터(22), 흡입런러(11)의 각각에 배치된 드로틀밸브(41)와 배기가스환류조절장치를 구성하는 밸브 개방타이밍 변경장치(60)를 구비한다. 또한 각각의 흡입런러(11)에는 배기가스를 흡입런러(11)의 상류부로 유입하기 위한 배기가스환류도관(73)이 설치되어 있다. 여기에서, 상류부는 드로틀밸브(41)의 상류뷰인 흡입런러(11)의 부분에 관계되고, 하류부는 흡입런러(11)의 부분에 관계된다. 각 배기가스환류도관(73)은 드로틀밸브(41)를 우회하기 위하여 흡입런러(11)의 상기 상류부와 하류부를 연통하는데 적합한다. 배기가스환류도관(73)속에는 배기가스가 상류부로만 단지 흐르도록 허용하는 체크밸브(34)와 직선으로 환류된 배기가스량을 조절하는 제어밸브(75)가 배치되어 있다. 제어밸브(75)는 설명하지 않은 작동기에 의해 작동조건에 따라서 작동된다. 예를들면, 제어밸브(75)는 아이들 운전영역과 그것의 인접영역에서 배기가스환류도관(73)을 폐쇄한다. 제어밸브(75)는 엔진의 형태에 따라 고부하하에서 배기가스 환류도관(73)을 폐쇄할 수 있다. 제어밸브(75)는 아이들 운전영역과 그것의 인접영역을 배제하는 경부하 및 중간부하 운전영역에서 배기가스 환류도관을 개방한다.
이러한 구성으로, 경부하 및 중간부하 운전영역에서 밸브개방타이밍 변경장치(60)는 밸브오우버랩이 더 긴시간동안 지속되게 함에 따라, 내부환류 배기가스량은 더 많아지게 된다. 동시에, 내부환류 배기가스는 배기가스 환류도관(73)을 통하여 드로틀밸브(41)를 우회하는 흡입런러(11)의 상류부에 유입된다.
이 상태에서 연료는 상류인젝터(21)로부터 분사된다. 이렇게 하여 내부환류 배기가스와 함께 연료의 혼합을 상류인젝터(21) 부근에 있는 흡입런러(11)의 상류부내에서 개시할 수 있다. 연료, 공기 및 배기가스 환류도관(73)을 통하여 흡입런러(11)의 상류부속에 유입된 내부환류 배기가스는 흡입런러(11) 아래로 흐르는 동안 서로서로 충분히 혼합된다. 연료는 내부환류 배기가스로부터의 열과 함께 더 증발할 것이다. 그 결과, 다량의 내부환류 배기가스와 함께 연소성을 더욱 향상될 수 있다.
제35도는 제14실시예의 변형예를 분해하여 도시하는 횡단면도이다. 이 변형예에서, 드로틀밸브(41')는 흡입런러(11)내에 배치된다. 배기가스 환류도관(73)은 드로틀밸브(41')의 하류인 흡입런러(11)내에 형성되어 있다. 배기가스 환류도관(76)은 흡기량을 조절하는 데에만 단지 적합하고 또한 흡입런러(11)의 상류부내에 유입된 내부환류 배기가스량을 조절하는데 적합하다. 더 상세하게, 배기가스 환류도관(76)의 상류단은 드로틀밸브(41') 부근의 흡입런러(11)에 개구된다. 드로틀밸브(41')가 완전폐쇄위치에 놓여질 때, 배기가스 환류도관(76)은 드로틀밸브(41')에 의해 폐쇄되어, 내부환류 배기가스는 흡입런러(11)의 상류부에 유입될 수 없다. 드로틀밸브(41')가 개구부내에 놓여짐에 따라 배기가스 환류도관(76)은 흡입런러(11)의 상류부와 더 많이 연통하게 된다.
제36도는 제15실시예로서 본 발명을 실현하는 배기가스외부 환류장치가 부착된 엔진의 흡기장치의 구성을 도시하는 개략도이다. 이 실시예에서는 상류인젝터(21), 하류인젝터(22), 각각의 흡입런러(11)속에 배치된 하류드로틀밸브(41) 및 공통흡입통로(13)속에 배치된 상류드로틀밸브(14)를 구비하고 있다. 또한 하류드로틀밸브(41)의 상류인 흡입매니포울드(10)의 부분속으로 배기가스를 외부로 환류시키기 위한 배기가스외부 환류도관(81)을 구비하고 있다.
배기가스외부 환류도관(81)의 입구는 배기관(80)에 개구되고, 도관(81)의 출구(81a)는 하류드로틀밸브(41)의 상류인 흡입매니포울드(10)부에 개구되어 있다. 제36도에서 실선으로 도시한 도관(81)속에서, 도관(81)의 출구(81a)는 수렴부(15)의 상류에 배치된 상류인젝터(21) 부근에 있는 흡입매니포울드(10)부에 개구되어 있다. 도관(81)의 중간부속에는 제어밸브(82)가 배치되어 있다. 제어밸브(82)는 압력관(84)을 통하여 작동기(83)에 유입된 흡기의 압력에 따라 다이아프램형 작동기(83)에 의해 작동되어 배기가스외부 환류도관(81)속의 배기가스량을 조절하게 된다. 더 나아가 설명하지 않은 압력제어밸브는 필요한 경우에 압력도관(84)내에 배치된다. 압력제어밸브는 운전조건에 따라서 제어되어 배기가스량을 조절한다.
이 실시예에서 역시, 배기가스외부 환류도관(81)을 통하여 환류된 배기가스는 흡입매니포울드(10)의 상류부에 유입되어 흡입매니포울드(10)의 상류부내에서 외부환류 배기가스와 인젝터(21)의 상류로부터 분사된 연료의 혼합을 개시할 수 있다.
연료, 공기 및 외부환류 배기가스는 흡입런러아래로 흐르는 동안 서로서로 충분히 혼합되고, 더 나아가, 연료는 배기가스로부터의 열에 의하여 증발한다. 특히 도관(81)의 출구(81a)가 상류인젝터(21)의 부근에 있는 흡기매니포울드(10)의 부분에 개구되어, 공기와 외부순환 배기가스와 연료의 혼합을 효율적으로 행할 수 있다.
더 나아가, 상기한 바와 같은 이로운 효과들은 (81b)로 나타낸 바와 같이 상류 드로틀밸브(14)의 상류 및 그 부근에 있는 또한 (81c)로 나타낸 바와 같이 상류 드로틀밸브(14)의 하류 또는 그 부근에 있는 흡입매니포울드(10)의 부분에 도관(81)의 출구(81a)가 개구되어 있는 경우에 조차도 얻어질 수 있다. 도관(81)의 출구(81a)가 상류 드로틀밸브(14) 부근에 있는 흡입매니포울드(10)에 개구되어 있는 경우에, 외부환류 배기가스와 공기는 상류 드로틀밸브(14)내에서 생성된 기류에 의해 서로서로 더욱 혼합될 수 있다.
본 발명을 첨부도면을 참조하여 실시예로 충분히 설명하였으나 여러 가지의 변경과 변형들이 동기술에 능숙한 사람들에게 명백하게 나타날 것이다.
따라서, 그와 같은 변경과 변형들이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는한, 그들은 본 발명속에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (24)

  1. 하나의 흡입구와 소정의 행정부피를 가진 하나의 실린더를 포함하는 엔진의 흡기장치에 있어서, 흡입구에 연결된 흡입통로와, 인젝터와 흡입구사이에 있는 흡입폴리넘속에 연료를 분사하기 위하여 흡입통로속에 설치된 인젝터를 포함하고, 인젝터는 흡입폴리넘의 부피가 소정의 행정부피보다 더 크게 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 엔진의 흡기장치.
  2. 제1항에 있어서, 엔진은 각각 흡입구를 가진 복수개의 실린더를 구비하고, 흡기장치는 하나의 공통흡입통로와 각각의 흡입구에 연결된 복수개의 흡입통로를 포함하고, 복수개의 흡입통로의 상류단은 공통통로의 흡입방향에 대하여 등각으로 공통통로에 수렴되는 복수개의 흡입통로와 함께 공통통로에 연결되는 것을 특징으로 하는 엔진의 흡기장치.
  3. 제1항에 있어서, 인젝터와 흡입구사이의 흡입통로는 직선으로 형성되는 것을 특징으로 하는 엔진의 흡기장치.
  4. 제3항에 있어서, 소정의 운전조건에서 인젝터로부터 분사된 연료를 확산하는 연료확산수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진의 흡기장치.
  5. 하나의 흡입구와 소정의 행정부피를 가진 하나의 실린더를 포함하는 엔진의 흡기장치에 있어서, 흡입구에 연결된 흡입통로와 인젝터와 흡입구사이에 있는 흡입폴리넘속에 연료를 분사하기 위하여 흡입통로내에 설치되고, 흡입폴리넘의 부피가 소정의 행정부피보다 더 크게되는 위치에 배치되는 상류인젝터 그리고 연료를 분사하기 위하여 흡입구 부근에 있는 흡입통로내에 설치된 하류인젝터를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진의 흡기장치.
  6. 제5항에 있어서, 흡입통로는 상류인젝터와 하류인젝터 사이에 있는 드로틀밸브를 구비하는 것을 특징으로 하는 엔진의 흡기장치.
  7. 제5항에 있어서, 엔진은 각각 흡입구를 가진 복수개의 실린더를 구비하고 흡기장치는 하나의 공통흡입통로와 각각의 흡입구에 연결된 복수개의 흡입통로를 포함하고, 복수개의 흡입통로의 상류단은 공통유입통로의 흡입방향에 대하여 등각으로 공통통로에 수렴되는 복수개의 흡입통로와 함께 공통통로에 연결되는 것을 특징으로 하는 엔진의 흡기장치.
  8. 제5항에 있어서, 흡입통로는 복수개의 통로로 분리되고, 그중의 하나는 운전조건에 따라서 통로를 열고 폐쇄하는 셔터밸브를 가지고, 하류인젝터는 셔터밸브의 하류에 설치되는 것을 특징으로 하는 엔진의 흡기장치.
  9. 제5항에 있어서, 하류인젝터는 흡입구의 열림을 따라 소정의 시간이 경고한 후에 연료의 분사를 개시하는 것을 특징으로 하는 엔진의 흡기장치.
  10. 제5항에 있어서, 흡기장치속에 환류배기가스량을 조절하는 배기가스 환류조절수단과, 엔진의 경부하운전영역과 중간 부하운전영역에서 환류배기가스량을 증가시키고 또한 하류인젝터로부터 분사된 연료량 대상류인젝터로부터 분사된 연료량의 비율을 증가시키기 위하여 배기가스 환류조절수단과 상류인젝터를 제어하는 제어수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진의 흡기장치.
  11. 제10항에 있어서, 배기가스 환류조절수단은 실린더로부터 흡기장치속으로의 배기가스 환류량을 조절하는 것을 특징으로 하는 엔진의 흡기장치.
  12. 제11항에 있어서, 배기기스 환류조절수단은 흡입밸브와 배기밸브중의 적어도 하나의 개방타이밍을 변경하는 밸브개방타이밍 변경수단으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 엔진의 흡기장치.
  13. 제11항에 있어서, 드로틀밸브는 상류인젝터와 하류인젝터사이에 있는 흡입통로내에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 엔진의 흡기장치.
  14. 제13항에 있어서, 엔진은 각각 흡입구를 가진 복수개의 실린더를 구비하고, 흡기장치는 하나의 공통흡입통로와 각 흡입구에 연결된 복수개의 흡입통로를 포함하고 복수개의 흡입통로의 각각의 상류단은 공통통로의 흡입방향에 대하여 등각으로 공통통로에 수렴되는 복수개의 흡입통로와 함께 공통흡입통로에 연결되고, 2차 드로틀밸브는 수렴부의 상부에 설치되는 것을 특징으로 하는 엔진의 흡기장치.
  15. 제13항에 있어서, 엔진은 각각 흡입구를 가진 복수개의 실린더를 구비하고 흡입장치는 복수개의 흡입통로와 서로서로 복수개의 흡입통로와 연통하는 연통통로를 포함하고, 연통통로는 각각의 흡입통로내에 설치된 드로틀밸브의 하류에 배치되는 것을 특징으로 하는 엔진의 흡기장치.
  16. 제10항에 있어서, 흡입통로는 상류인젝터와 하류인젝터사이의 드로틀밸브와 드로틀밸브의 상류에 있는 흡입프리넘속으로 배기가스를 유입하는 배기가스 환류수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 엔진의 흡기장치.
  17. 제16항에 있어서, 배기가스 환류수단은 실린더속에 남아있는 배기가스를 드로틀밸브의 상류의 흡입프리넘속으로 유입하는 것을 특징으로 하는 엔진의 흡기장치.
  18. 제16항에 있어서, 엔진은 실린더로부터 외부배기가스를 방출하는 배기가스관을 가지고, 배기가스 환류수단은 배기가스 환류도관을 가지고 그것의 일단개구부는 엔진의 배기가스관과 연통하고 그것의 타단개구부는 드로틀밸브의 상류에 있는 흡입프리넘과 연통하여 외부배기가스가 드로틀밸브의 상류에 있는 흡입프리넘속으로 환류되는 것을 특징으로 하는 엔진의 흡기장치.
  19. 제18항에 있어서, 배기환류도관의 타단개구부는 상류인젝터부근에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 엔진의 흡기장치.
  20. 각각의 흡입구를 가지는 복수개의 실린더를 포함하는 엔진의 흡기장치에 있어서, 각각의 흡입구에 연결된 복수개의 흡입통로와, 공통흡입통로의 흡입방향에 대하여 복수개의 흡입통로의 상류단이 등각으로 연결되는 하나의 공통흡입통로와, 연결부속에 또는 연결부의 상류에 설치된 상류인젝터 그리고 각각의 흡입구부근에 설치된 복수개의 하류인젝터를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진의 흡기장치.
  21. 흡입구와 소정의 행정부피를 가진 4개보다 더 많지 않은 실린더를 포함하는 엔진의 흡기장치에 있어서, 각각의 흡입구에 연결된 흡입통로와, 흡입통로의 상류단이 연결되는 하나의 공통흡입통로와, 연결부의 상류에 설치된 인젝터를 포함하고 인젝터는 흡입구와 연결부사이에 있는 흡입부의 부피와 연결부와 인젝터 사이에 있는 흡입부의 부피의 합이 소정의 행정부피보다 더 크게되는 위치에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 엔진의 흡기장치.
  22. 흡입구와 소정의 행정부피를 가진 4개보다 더 많은 실린더를 가지는 엔진의 흡기장치에 있어서, 각각의 흡입구에 연결된 흡입통로와 흡입통로의 상류단이 연결되는 하나의 공통흡입통로와 연결부의 상류에 설치된 인젝터를 포함하고, 인젝터는 흡입구와 연결부사이에 있는 흡입부의 부피가 소정의 행정부피보다 더 크게 되는 위치에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 엔진의 흡기장치.
  23. 하나의 흡입구를 가진 하나의 실린더를 구비한 엔진의 흡기장치에 있어서, 흡입구에 연결되고 흡입구에 연결된 일단을 가진 직선부와 곡선부를 구비한 흡입통로와, 연료를 독점적으로 공급하기 위하여 흡입통로로부터 분기된 연료공급관과, 연료를 분사하기 위하여 연료공급관속에 설치된 인젝터를 포함하고, 연료공급관은 인젝터로부터 분사된 연료가 직선으로 흡입구에 도달하고, 흡입구와 인젝터사이의 거리는 흡입구로부터 흡입통로의 최대직선거리보다 더 크도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 엔진의 흡기장치.
  24. 제23항에 있어서, 실린더는 소정의 행정부피를 가지고 인젝터와 흡입구사이의 거리는 소정의 행정부피보다도 더 큰 부피를 가지는 흡입폴리넘을 구비한 흡입통로의 길이보다도 더 큰 것을 특징으로 하는 엔진의 흡기장치.
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