KR940010721B1 - 엔진의 바이패스장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

엔진의 바이패스장치

제 1 도는 본 발명에 관한 과급기부착의 내연기관의 흡기장치의 계통도.

제 2 도는 본 흡기장치의 차량에 설치한 상태를 도시하는 평면도.

제 3 도는 종래의 과급기부착의 내연기관의 흡기장치의 한예를 도시하는 계통도.

제 4 도는 엔진의 에어바이패스 시스템의 개략설명도.

제 5 도는 엔진의 개략측면도.

제 6 도는 에어바이패스 시스템의 개략 부착설명도.

제 7 도는 엔진의 개략설명도.

제 8 도는 종래기술에 의한 엔진의 에어바이패스 시스템의 개략설명도.

제 9 도는 종래기술에 의한 에어바이패스 시스템의 개략 부착설명도.

제 10 도는 본 발명을 적용한 차량용 엔진의 흡기계통의 구성을 도시하는 흡기통로의 개략블록도.

제 11 도는 제 10 도에 도시하는 구성에 의한 차량용 엔진의 외관에의 평면도.

제 12 도는 제 11 도에 도시하는 화살표방향으로 부터 본 엔진의 측면도.

제 13 도는 제 11 도에 도시하는 엔진의 정면도.

제 14 도는 종래의 에어바이패스통로를 설치한 과급기부착된 차량용 엔진의 구성도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 에어클리너 2 : 쓰로틀보디

3 : 써지탱크 4 : 흡기다기관

5 : 흡기통로 6 : 과급기(터보차아저)

10 : 엔진본체 19 : 제어기

20 : 에어바이패스통로 21 : 챔버

22 : 에어바이패스밸브(ABV) 24 : 공기관

27 : 버큠스위칭밸브(VSV) 40 : 프론트후드

50 : 인터쿠울러출구관 60, 80 : ABV 출구호오스

본 발명은 차량용 내연기관의 흡기장치에 관해서 특히 과급기(터어차아저)를 장비한 내연기관의 흡기장치에 관한 것으로, 엔진의 에어바이패스 시스템에 관해서 특히 인터쿠울러의 하류쪽의 공기를 과급기의 상류쪽에 바이패스하는 엔진의 에어바이패스장치에 관한 것이다.

보다 상세하게는 과급기를 장착한 차량용 엔진의 바이패스장치에 관해서 에어바이패스밸브(ABV)에 있어서 발생하는 에어의 진동을 저하시킴과 함께 엔진후드의 하부용적을 유효하게 활용하고 엔진의 외관을 양호하게 만들 수가 있는 과급기를 장착한 차량용 엔진의 바이패스장치에 관한 것이다.

과급기부착의 내연기관의 흡기장치는 한예로서 제 3 도에 도시하는 바와 같이 구성되어 있다. 제 3 도에 있어서, (1)은 공기중에서 먼지나 모래를 제거하는 에어클리너, (2)는 흡입공기량을 조정하는 쓰로틀밸브(2a)를 내장한 쓰로틀보디, (3)은 흡기의 맥동을 방지하기 위한 써지탱크, (4)는 엔진본체(10)에 공기를 보내기 위한 흡기다기관이며, 에어클리너(1)로부터 흡입된 공기는 흡기통로(4)를 경유해서 쓰로틀보디(2)에 보내지고 거기에서 공기량이 조정된후 써지탱크(3) 및 흡기다기관(4)을 경유해서 엔진본체(10)의 각 실린더(11)에 분배되도록 되어 있다. 도시의 내연기관은 전자제어식 연료분사장치를 장비한 것으로서 엔진본체(10)에는 연료를 분사하는 인젝터(12)가 부착되어 제어기(도시않음)로부터의 지령으로 이 인젝터(12)로부터 상기 흡입공기에 연료가 분사되도록 되어 있다.

과급기의 일종인 터보차아저(6)는 상기 흡기통로(5)와 엔진본체(10)로부터의 배기통로(13)와의 사이에 장착되어 있다. 터보차아저(6)는 같은 축으로 회전하는 콤프레서(6a)와 터빈(6b)을 구비하고, 그 콤프레서(6a)를 흡기통로(5)에, 그 터빈(6b)을 배기통로(13)에 각각 임하게 하고 있다. 엔진본체(10)로부터의 배기가스로 터빈(6b)이 회전하면 에어클리너(1)로 부터의 흡입공기는 콤프레서(6a)에 의해 압축되고 압축공기로서 쓰로틀보디(2)로 보내진다. 그리고 터보차아저(6)의 하류측이 되는 흡기통로(5)에는 터보차아저(6)로 부터 보내진 공기를 냉각하고 공기의 밀도를 높이기 위한 인터쿠울러(7)가 장착되어 있다.

그래서 상기한 과급기부착의 내연기관의 흡기장치에 있어서는 차량의 가속과 함께 흡입공기의 량이 급증하고 그 때문에 가속시에 흡입하는 소리가 발생하기 쉽게 된다. 그래서 종래는 에어클리너(1)의 흡입구에 레조네이터(공명기)(8)를 설치해서 가속시의 흡입음을 감소하도록 하고 있다. 또 이런 종류의 흡기장치에 의하면 차량의 감속과 함께 과급압을 도출하지 않으면 안되고, 그래서 종래는 예를들면 인터쿠울러(7)에 릴리프밸브(9)를 부착, 감속시에 있어서 과급압을 외부로 도출시키고 있었다.

그렇지만 차량용 내연기관은 최근 더욱더 고출력, 고회전화되는 경향에 있고 이것에 따라서 상기 에어클리너(1)의 흡입구에 설치한 레조네이터(8)만으로는 차량의 가속시 흡입음을 흡수하는 것은 곤란하다는 문제가 있었다. 또 상기 종래의 과급기부착의 내연기관의 흡기장치에 의하면, 차량감속시의 과급압을 다만 릴리프밸브를 통해서 외부로 도출시키고 있었으므로 도출음이 발생하기 쉽다는 문제가 있었다.

제 8, 9 도는 본 발명의 종래의 기술을 도시한다. 도면에 있어서, (102)는 엔진, (106)은 써지탱크, (108)은 쓰로틀보디, (110)은 에어클리너(112)와 쓰로틀보디(108)를 연락하는 공기관이다. 이 공기관(110) 내에는 공기의 통로(118)가 형성되어 있다.

상기 공기관(110)에는 에어클리너(112)측으로 부터 순차적으로 터보차아저(114)와 인터쿠울로(116)가 설치되어 있다. 즉 상기 공기관(110)은 에어클리너(112)와 터보차아저(114) 사이의 제 1 공기관(110-1)과 터보차아저(114)와 인터쿠울러(116) 사이의 제 2 공기관(110-2)과 인터쿠울러(116)와 쓰로틀보디(108) 사이의 제 3 공기관(110-3)으로 분할된다.

또 상기 터보차아저(114)를 우회해서 제 1 공기관(110-1)과 제 2 공기관(110-2)은 에어바이패스관(124)에 의해 연통되어 있다. 이 에어바이패스관(124)의 도중에는 흡입압을 조정하는 에어바이패스밸브(ABV라고도 함)(122)가 설치되어 있다. 즉 상기 에어바이패스관(124)은 제 2 공기관(110-2)과 상기 에어바이패스밸브(122) 사이의 제 1 에어바이패스관(124-1)과 에어바이패스밸브(122)와 제 1 공기관(110-1) 사이의 제 2 에어바이패스관(124-2)으로 분할된다.

또다시 과급기부착의 내연기관의 제어장치로서는, 일본국 특개소62-78430호 공보에 개시된 바와 같이 콤프레서의 상류부와 콤프레서와 쓰로틀밸브와의 사이를 연결하는 공기바이패스통로와 써지탱크내의 압력에 따라서 공기바이패스통로에 설치한 바이패스밸브의 개폐를 제어하는 밸브제어수단을 구비한 과급기부착의 내연기관의 제어장치에 있어서, 밸브제어수단이 써지탱크내의 압력이 제 1 소정치 이하일때, 또는 소정치보다 큰 제 2 소정치가 이상시는 바이패스밸브를 연상태로 하고, 제 1 소정치로부터 제 2 소정치까지의 경우에는 바이패스밸브를 닫음상태로 하는 제어하는 것이 있다.

다시 또 과급기의 에어바이패스장치로는 일본국 실개소63-46628호 공보에 개시된 바와 같이 콤프레서 하류 공기를 콤프레서 상류에 바이패스하는 바이패스통로와 바이패스통로를 개폐하는 바이패스밸브와 제 1 및 제 2 압력실로 형성되고 제 1 및 제 2 압력실의 압력차에 의해 바이패스밸브를 개폐작동시키는 다이아프램과 쓰로틀밸브 상류측의 흡기통로로 부터 압력을 제 1 압력실에 도입하는 제 1 도입관과 쓰로틀밸브 하류의 흡기통로로 부터 압력을 제 2 압력실에 도입하는 제 2 도입관을 설치한 것이 있다.

그래서 종래의 엔진의 에어바이패스 장치에 있어서는 제 8 도에 도시하는 것과 같이 터보차아저(114)와 인터쿠울러(116)를 연결하는 제 2 공기관(110-2)의 도중과, 에어클리너(112)와 터보차아저(114)를 연결하는 제 1 공기관(110-1)의 도중을 연결하는 에어바이패스관(124)을 설치하고, 이 에어바이패스관(124)의 도중에 에어바이패스밸브(122)를 설치해서 제 2 공기관(110-2)내의 공기를 제 1 공기관(110-1)내로 공급하고 있었다.

이 결과 터보차아저(114)의 직하류 쪽의 고온의 공기가 에어바이패스관(124)과 에어바이패스밸브(122)를 통과하기 때문에, 이 에어바이패스관(124)과 에어바이패스밸브(122)와 에어바이패스밸브(122)의 시일부재등의 부착부재(도시하지 않음)에 높은 내열성이 요구되며, 상기 에어바이패스관(124)과 에어바이패스밸브(122)와 에어바이패스밸브(122)의 부착부재(도시하지 않음)를 형성할 경우에 높은 내열성을 가지고 있는 고가의 재료를 사용하지 않으면 안되고 제조원가를 증가시키고 경제적으로 불리하다는 문제가 있었다.

한편 일본국 특개소62-78430 공보에 기재된 과급기를 부착한 내연기관의 제어장치에 있어서는 과급기의 콤프레서 하류에 ABV를 설치하고, 콤프레서 하류에 설치한 써지탱크 내압을 검지해서 그 ABV를 제어하고 콤프레서 하류의 에어를 콤프레서 상류에 되돌려 보내고 있다.

또, 제 14 도에 종래의 에어바이패스통로를 설치한 과급기 부착의 차량용 엔진의 구성도의 한 예를 도시한다.

도면에 있어서, (114)는 과급기, (104)는 에어바이패스관이며, 에어바이패스관의 중간에 설치한 ABV의 개폐에 의해 과급기의 콤프레서 하류의 에어를 그 콤프레서의 상류에 되돌려 보내고 있다.

또, (116)은 인터쿠울러, (120)은 실린더헤드 커버이다.

상기의 종래의 차량용 엔진의 바이패스장치에 의하면 예를들면 제 14 도에 도시한 배치에 있어서는 ABV는 실린더헤드커버 상부에 설치되어 있으며, 최근의 콤팩트화가 요구되고 있는 차량용 엔진룸내에 있어서는, 타당한 장소이며, 또 과급기의 콤프레서에 가까우며 에어바이패스 호우스류의 처리가 용이하다.

그러나 상기의 엔진의 바이패스장치에 의하면, 일본국 특개소62-78430호 공보에 기재된 과급기가 부착된 내연기관의 제어장치에 도시하는 예에 있어서도 제 14 도에 도시한 예에 있어서도 과급기의 콤프레서 하류의 에어를 직접 빼내고 있으나, 콤프레서 하류의 에어의 온도는 고온으로 되어 있다. 따라서 ABV에 사용하는 재질이나, 에어바이패스통로에 사용하는 호오스류의 재질은 고온에 견디는 성능의 것으로 할 필요가 있다. 그 때문에 되돌아온 에어의 온도를 저하시키기 위한 수단이 요망되는데 제 14 도에 도시하는 ABV의 위치에 있어서는 콤팩트화가 요구되고 있는 차량용 엔진룸내에 있어서, 적절한 수단을 설치하는 것이 곤란했었다.

또, ABV가 작동해서 에어를 바이패스시키는 순간에 음속에 가까운 에어가 리턴하는 에어바이패스통로에 흘러들고 그 때문에 기류음이 발생해서 차량이 발생하는 음향을 증대한다는 문제가 있다.

따라서 이 기류음을 감소해서 그 영향을 소거하기 위해서는 리턴의 에어바이패스통로에 소음기를 설치할 필요가 있으나, 이 소음기는 기능상 어느정도 이상의 용적을 필요로 한다. 그러나, 상기한 바와 같이 최근의 차량 특히 경자동차의 엔진룸은 좁게 되는 한편, 엔진 자체도 당연히 콤팩트화가 요구됨으로 소음기를 탑재하는 공간을 확보하기는 곤란했었다.

따라서 본 발명은 상기의 종래의 문제를 감안해서 이루어진 것으로서 차량 가속시의 흡입음 및 차량 감속시에 있어서 과급압의 도출음을 유효하게 저감할 수 있는 과급기부착의 내연기관의 흡기장치를 제공하는 것을 제 1 목적으로 하며, 이 발명의 제 2 목적은 과급기 상류측과 인터쿠울러 하류측과의 흡기통로를 연락하는 에어바이패스통로를 설치함과 함께 에어바이패스통로 도중에는 에어바이패스통로를 개폐하여 인터쿠울러 하류쪽에서 터보차아저 상류쪽으로의 흐름만을 허용하는 개폐밸브를 설치함으로써 에어바이패스통로와 개폐밸브를 통과하는 공기의 온도를 저하시켜서 에어바이패스통로와 개폐밸브에 요구되는 내열성을 저하시킬 수 있고 에어바이패스통로와 개폐밸브의 제조단가를 감소시킬 수 있는 과급기부착의 내연기관의 흡기장치를 실현함에 있다.

이 발명의 제 3 목적은 콤팩트화되고 또 차량의 외형 디자인이나, 기능적으로도 특정의 형상이 요망되고 있는 차량의 엔진룸내에 있어서 이와 같은 좁고 또 특정의 형상이 지정되고 있는 엔진룸을 유효하게 활용하면서 ABV로 부터의 에어바이패스통로를 통과하는 에어의 온도를 낮춤과 함께 소음기의 탑재를 가능하게한 엔진의 바이패스장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

본 발명은 상기의 과제를 해결하기 위해 흡기통로내의 과급기를 바이패스하는 바이패스통로에 챔버를 설치하고, 또 상기 바이패스통로의 상기 과급기로부터 하류측에 대한 접속부와 상기 챔버 사이에 차량의 감속시에 그 바이패스통로를 여는 바이패스밸브를 장착하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 상기 다른 목적을 달성시키기 위하여 공기통로의 상류쪽에서 부터 에어클리너, 과급기, 인터쿠울러, 써지탱크를 순차적으로 가지고 있는 엔진에 있어서, 상기 과급기의 상류측과 인터쿠울러 하류측의 흡기통로를 연락하는 에어바이패스통로를 설치함과 함께 이 에어바이패스통로의 도중에는 에어바이패스통로를 개폐하고 상기 인터쿠울러 하류쪽에서 과급기 상류쪽으로의 흐름만을 허용하는 개폐밸브를 설치한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 또다른 목적을 달성하기 위해서 본 발명에 관한 엔진의 바이패스장치에 있어서는 과급기와 인터쿠울러, 써지탱크, 상기 콤프레서의 에어바이패스통로를 구비한 차량용 엔진에 있어서, 인터쿠울러 출구관에 에어바이패스밸브를 설치하고, 그 에어바이패스밸브로 부터 상기 콤프레서 상류측을 연결하는 에어바이패스통로의 중간에 에어바이패스밸브챔버를 설치한 것을 특징으로 한다.

이와 같은 과급기부착의 내연기관의 흡기장치에 있어서는 바이패스통로내의 챔버가 항상 과급기의 상류측이 되는 흡기통로에 개방되어 있으므로 차량의 가속시에는 그 챔버가 레조네이터로서의 기능을 한다. 또 차량의 감속시에는 바이패스밸브를 조작해서 바이패스통로를 개방함으로써 그 챔버가 확장형 머플러로서 기능을 한다.

또한 상기와 같이 구성함으로써 엔진을 구동한 때에는 에어클리너 쪽으로부터 과급기 측에 보내진 공기가 이 과급기에 의해 가압되고 그후 인터쿠울러에 의해 냉각되고 있다. 이 인터쿠울러에 의해서 냉각된 인터쿠울러 하류쪽의 공기를 에어바이패스통로에 의해 과급기 상류쪽으로 공급시키고 있다. 이때 에어바이패스통로에 설치된 개폐밸브가 에어바이패스통로를 개폐하고 상기 인터쿠울러 하류측으로 부터 과급기 상류쪽으로의 흐름만을 허용하고 있다.

또 에어바이패스통로와 개폐밸브를 형성할때에는 에어바이패스통로를 통과시키는 공기의 온도를 저하시킨 것에 의해서 상기 에어바이패스통로와 개폐밸브의 내열성을 저하시키고 있다.

상기 구조에 의한 엔진의 바이패스장치에 의하면 ABV를 인터쿠울러 출구파이프에 설치하여 ABV 챔버를 엔진기구 상부위치에 배열설치했으므로 ABV로부터의 흡기통로용 호오스류의 처리가 용이하며 엔진외형에 영향이 적은 ABV 챔버의 장착이 가능하게 되었다. 또 ABV 챔버의 착탈이 용이하며 엔진의 정비에도 영향이 적다.

따라서 엔진룸의 형상 치수를 크게 하지 않고 적절한 디자인으로 ABV로부터 에어바이패스통로에 들어가는 에어온도를 저하시키고, ABV의 작동에 의해 에어바이패스통로에 발생하는 기류음의 영향을 없앨 수가 있었다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부도면에 기초해서 설명한다.

제 1 도 및 제 2 도는 본 발명의 제 1 목적을 달성하기 위한 과급기부착 내연기관의 흡기장치를 도시한 것이다. 그리고 본 흡기장치의 기본구성은 앞에 나온 제 3 도에 도시한 것과 같으므로 여기에서는 동일부분에 동일부호를 붙이고 그 설명은 생략한다. 본 실시예의 대상으로 하는 내연기관은 상기 전자제어식 연료분사장치의 장비에 더해서 배기가스 재순환장치(EGR)를 장비하고 있고, 흡기다기관(4)에는 상기 배기통로(13)와 연이어 통하는 환류통로(15)가 설치되어 있다. 환류통로(15)의 도중에는 EGR용 밸브(16)가 장치되어 있고, 이 밸브(16)는 써지탱크(3)에 에어통로(17)를 거쳐서 연이어 통하는 EGR용의 버큠스위치 밸브(EGR-VSV)(18)에 의해 그 작동이 제어되도록 되어 있다. 또 EGR-VSV(18)는 제어기(19)로 부터의 지령으로 작동한다.

본 실시예의 특징으로 하는 점은 터보차아저(과급기) (6) 및 인터쿠울러(7)를 바이패스하는 바이패스통로(20)를 흡기통로(5)에 접속하고 이 바이패스통로(20)의 도중에 챔버(21)와 바이패스밸브(22)를 설치한 점에 있다. 즉 이 바이패스통로(20)를 형성하는 바이패스관(23)은 그 일단이 에어클리너(1)와 터보차아저(6)와의 사이의 흡기통로(5)를 형성하는 제 1 의 공기관(24-1)에 그 타단이 인터쿠울러(7)와 쓰로틀보디(2)와의 사이의 흡기통로(5)를 형성하는 제 3 의 공기관(24-3)에 접속되어 있다(제 2 도). 또 챔버(21)를 형성하는 하우징(26)은 제 1 의 공기관(24-1)에 대한 바이패스관(23)의 접속부에 근접되어 배치되고, 한편 바이패스밸브(22)는 제 3 의 공기관(24-3)에 대한 바이패스관(23)의 접속부에 근접되어 배치되어 있다.

바이패스밸브(22)는 밸브봉(22a)을 부착한 다이아프램(22b)에 의해 격막된 실(22c)을 가지고 있고 또 이 격막실(22c)에 상기 밸브봉(22a)을 항상 밸브를 폐쇄하는 방향으로 가압하는 스프링(22d)을 배치하고 있다.

바이패스밸브(22)의 격막실(22c)에는 버큠스위칭밸브(VSV) (27)가 제 1 의 파일로트통로(28)를 개재하여 연이어 통하고 바이패스밸브(22)의 작동은 이 VSV(27)에 의해 제어되도록 되어 있다. VSV(27)는 그 일단이 제 2 의 파일로트통로(29)를 거쳐서 쓰로틀보디(2)내의 쓰로틀밸브의 상류측에 연이어 통하게 됨과 함께 그 다른 단이 제 3 의 파일로트통로(30)를 거쳐서 대기에 연이어 통하게 되어 있다. 또 하단이 상기의 제 3 파일로트통로(30)에 다른 단이 상기 써지탱크(3)와 EGR-VSV과의 사이의 에어통로(17)에 접속하는 제 4 의 파일로트통로(31)가 설치되어 있다.

상기 VSV(27)는 제어기(19)로부터의 지령으로 ON, OFF 작동을 하고 그 OFF 시에는 제 2 의 파일로트통로(29)가 제 1 의 파일로트통로(28)측인 바이패스밸브(21)측에 열리고, 그 ON 시에는 제 3 의 파일로트통로(30) 또는 제 4 의 파일로트통로(31)가 바이패스밸브(22)측으로 열리도록 되어 있다. 제어기(19)는 여기에서는 차량의 감속시에 VSV(27)에 대해서 ON의 지령을 출력하도록 되어 있고 따라서, 평상시는 제 2 의 파일로트통로(28)가 바이패스밸브(21)측에 열려져 있다.

또, 제 3, 제 4 의 파일로트통로(30, 31)에는 체크밸브(32, 33)가 장치되어 있고 제 4 의 파일로트통로(31)내에 마이너스압이 도입되었을때 제 4 의 파일로트통로(31)내의 체크밸브(33)가 열리는 것과 동시에 제 2 의 파일로트통로(30)내의 체크밸브(32)가 닫히도록 되어 있다.

그리고 에어클리너(1)에 설치된 레조네이터(8)는 차량(A)의 엔진룸(B)내의 한쪽 구석에 배치되어 있다(제 1 도).

다음은 상기와 같이 구성한 내연기관의 흡기장치의 작용을 설명한다.

바이패스밸브(21)용의 VSV(27)는 평상시는 OFF 상태에 있고 제 2 의 파일로트통로(29)가 바이패스밸브(21)측으로 열리고 바이패스밸브(21)의 격막실(22c)에는 쓰로틀상류압이 도입되어서 그 밸브봉(22a)이 바이패스통로(20)를 닫고 있다.

이 상태에 있어서, 에어클리너(1)로부터 흡인된 공기는 터보차아저(6)의 콤프레서(6a)에 의해 압축되고 압축공기로서 인터쿠울러(7)를 경유해서 쓰로틀보디(2)로 보내지고 거기에서 흡기량을 조정한후 써지탱크(3), 흡기다기관(4)을 경유해서 엔진의 본체(10)에 공급된다. 이때 바이패스통로(20)내의 침버(21)는 터보차아저(6)의 상류측의 흡기통로(5)에 개방되어 있으므로 그 챔버(22)는 레조네이터로서 기능하고 기존의 레조네이터(8)와 함께하여 가속시에 있어서의 공기의 흡입음이 감소된다. 환원하면 기존의 레조네이터(8)의 소음효과의 부족을 커버할 수가 있다.

한편 차량의 감속시에는 쓰로틀밸브(2a)가 닫힘으로 써지탱크(3)에는 마이너스압이 도입된다. 이 마이너스압의 도입에 의해 제 4 의 파일로트통로(31)내의 체크배브(33)가 열리고 제 3 의 파일로트통로(30)내의 체크밸브(32)가 닫힌다.

이 상태하에서 제어기(19)로부터의 지령에 의해 VSV(27)가 ON이 되면 제 4 의 파일로트통로(31)가 바이패스밸브(21)쪽으로 열리고 바이패스밸브(21)의 격막실(22c)에는 마이너스압이 도입된다.

그리고 이 마이너스압의 도입에 의해 바이패스밸브(21)내의 다이아프램(22b)이 스프링(22d)의 가압력에 대항해서 후퇴 이동하고, 그 밸브봉(22a)이 바이패스통로(20)를 연다. 그 결과 터보차아저(6)의 하류측이 되는 흡기통로(5) 내의 과급압은 바이패스통로(20)를 경유해서 터보차아저(6)의 상류측의 흡기통로(5)로 도출된다. 이때 바이패스통로(20)내의 챔버(21)가 확장형의 머플러로서 기능하고 따라서 과급압의 도출음의 발생은 억제된다.

그리고 상기 흡기장치에는 차량의 최고속도를 제한하는 기능을 가지게 할 수가 있다. 이 경우는 제어기(19)에 상기 감속기의 ON지령에 대해서 차량이 최고제한 속도에 도달했을때 VSV(27)에 ON의 지령을 출력하는 기능을 갖게한다. 차량의 최고 제한 속도에서는 쓰로틀밸브(2a)의 상,하류에 플러스압이 발생하고 제 2, 제 4 의 파일로트통로(29, 31)에 플러스압이 도입되고 제 4 의 파일로트통로(31)의 체크밸브(33)는 닫혀있다.

이 상태하에서 제어기(19)로부터의 지령으로 VSV(27)가 ON이 되면 제 1 의 파일로트통로(28)내에 남아있는 플러스압과 제 3 의 파일로트통로(30)에 걸리는 대기압과의 차압이 바이패스밸브(22)의 격막실(22c)에 가해져서 바이패스밸브(22)는 열리고 그 결과 과급압이 떨어진다. 따라서 이것에 맞추어서 인젝터(12)로부터 분사하는 연료를 제어하면 최고속도를 제한하는 것이 가능하게 된다.

또 상기 실시예에 있어서 전자제어식 연료분사장치를 장비한 내연기관의 적용예를 표시했으나 본 발명의 대상인 내연기관은 이것에 한정되지 않고 카뷰레터를 장비한 내연기관에도 적용할 수 있는 것은 말할 것도 없다.

제 4 도 내지 제 7 도는 바이패스밸브의 제 2 목적을 달성하기 위한 실시예를 도시한 것이다.

제 4 도에 있어서, (10)은 엔진, (4)는 흡기다기관이다.

상기 엔진(10)에 흡기다기관(4)이 설치되고 이 흡기다기관(4)의 상류쪽의 써지탱크(3)에 쓰로틀보디(2)가 부설되어 있다. 이 써지탱크(3) 내에는 흡기통로(5-4)가 형성되어 있다.

쓰로틀보디(2)에는 공기관(4)의 한쪽끝이 접속되어 있다. 이 공기관(24)의 다른쪽 끝은 에어클리너(1)에 접속되어 있다.

상기 공기관(24)에는 에어클리너(1) 쪽으로부터 순차적으로 터보차아저(6), 인터쿠울러(17)가 설치되어 있다. 이것에 의해 공기관(24)은 에어클리너(1)와 터보차아저(6) 사이의 제 1 공기관(24-1)과 터보차아저와 인터쿠울러(7) 간에서, 인터쿠울러의 입구공기관이 되는 제 2 공기관(24-2)과 인터쿠울러(7)와 쓰로틀보디(2) 간에서 인터쿠울러(7)의 출구측 공기관이 되는 제 3 공기관(24-3)으로 분할된다.

이 제 1~제 3 공기관(24-1~24-3)에는 각각 제1~제 3 흡기통로(5-1~5-3)가 형성되어 있다.

상기 터보차아저(6)는 엔진(10)의 연소실(도시하지 않음)에 공급되는 공기량을 증가시켜서 기관출력의 향상을 도모하는 것이다. 상기 인터쿠울러(7)는 터보차아저(6)에서 고온이된 가압공기를 냉각시키는 것이다.

또 터보차아저(6) 상류측과 인터쿠울러(7) 하류측과의 흡기통로(5)를 연락하는 에어바이패스통로(20)를 설치함과 함께 이 에어바이패스통로(20)의 도중에는 에어바이패스통로(20)를 개폐하고 상기 인터쿠울러(7) 하류측으로부터 터보차아저(6) 상류쪽으로의 흐름만을 허용하는 개폐밸브인 에어바이패스통로(ABV라고함) (22)를 설치한다.

즉, 에어클리너(1)와 터보차아저(6)를 연결하는 제 1 공기관(24-1)의 도중과 인터쿠울러(7)의 하류측과 쓰로틀보디(2)를 연결하는 제 3 공기관(24-3) 도중과를 에어바이패스관(23)으로 연결한다. 이 에어바이패스관(23)내에는 에어바이패스통로(20)가 형성되어 있다.

또 상기 에어바이패스관(23)의 도중에는 에어바이패스밸브(22)가 설치되어 있음과 함께 에어바이패스밸브(22)의 하류측에 에어바이패스밸브 챔버(21)가 설치되어 있다.

즉, 상기 에어바이패스관(23)의 제 2 공기관(24-3)과 에어바이패스밸브(22)를 연결하는 제 1 에어바이패스관(23-1)과 에어바이패스밸브(22)와 에어바이패스밸브 챔버(21)를 연결하는 제 2 에어바이패스관(23-2)과 에어바이패스밸브 챔버(21)와 제 1 공기관(24-1)을 연결하는 제 3 에어바이패스관(23-3)에 의해 형성되어 있다.

에어바이패스밸브챔버(21)는 에어바이패스밸브(22) 작동시의 개폐음등의 소음을 감소시키는 것이다.

다음은 작용에 관해 설명한다.

엔진(2)을 구동했을 때에는 에어클리너(1) 측으로부터 터보차아저(6) 쪽에 보내진 공기가 이 터보차아저(6)에 의해 가압되고 그후 인터쿠울러(7)에 의해 냉각되고 있다. 이 인터쿠울러(7) 하류측의 공기는 에어바이패스밸브(22)가 상기 터보차아저(6)의 감속시에 개방하는 에어바이패스통로(20)에 의해 터보차아저(6)의 상류쪽에 공급된다.

이때 상기 에어바이패스밸브(22)의 하류쪽에 설치된 에어바이패스밸브 챔버(21)는 에어바이패스밸브(22) 작동시에 발생하는 소음을 감소시키고 있다.

이것으로서 에어바이패스통로(20)와 에어바이패스밸브(22)에 요구되는 내열성을 저하시킬 수가 있고 고가의 재료를 사용하는 일 없고, 에어바이패스통로(20)와 에어바이패스통로(22)를 형성할 수 있고, 이 에어바이패스통로(20)와 에어바이패스밸브(22)의 제조단가를 감소시킬 수 있어 경제적으로 유리하다.

또 에어바이패스통로(20)와 에어바이패스밸브(22)에 요구되는 내열성을 저하시킨 것에 의해 상기 에어바이패스밸브(22)의 시일재등의 부착부재(도시하지 않음)에 요구되는 내열성도 저하시킬 수 있고 이 부착부재(도시하지 않음)의 제조단가를 감소시킬 수 있어서 경제적으로 유리하다.

본 발명의 제 3 목적을 위하여 제 10 도는 본 발명을 적용한 차량용 엔진의 흡기계통의 구성을 도시하는 흡기통로의 개략블록도, 제 11 도 내지 제 13 도는 제 10 도에 도시하는 구성에 의한 차량용 엔진의 외관의 예를 나타낸 구조도이다.

제 10 도에 있어서, (1)은 에어클리너, (6a)는 과급기의 콤프레서, (7)은 인터쿠울러, (50)은 인터쿠울러 출구관, (2)은 쓰로틀보디, (3)는 써지탱크, (4)는 엔진의 흡기다기관으로서, (22)는 ABV, (60)는 ABV 출구호오스, (21)는 ABV 챔버, (80)은 ABV 출구호오스이다. 또 (34)는 공전속도제어기(ISC), (35)는 공전속도제어기의 사이렌서이다.

즉, 에어클리너(1)를 통과한 흡기에어는 폼프레서(6a)에 의해서 압축된 후 인터쿠울러(7)에 의해 냉각되어 인터쿠울러 출구관(50)을 경유 쓰로틀보디(2)에 있어서 조작제어 되고, 써지탱크(3)에 있어서 맥동이 멈친후, 흡기다기관(4)에 공급된다.

또 쓰로틀보디(2)에 있어서, 제어의 결과 인터쿠울러 출구관에 있어서 에어압이 사전에 설정된 소정의 압력치를 넘어서면 제어기능(도시하지 않음)이 작동해서 ABV(22)가 열리고 콤프레서(6a)에서 출력되는 여분의 에어가 ABV 출구호오스(60)를 경유해서 ABV 챔버(21)으로 입력된다.

콤프레서(6a)에 의해 압축되어 ABV(22)가 열림으로써 ABV 출구 호오스(60)에 보내지는 에어는 콤프레서(6a)에 의해 압축되어지고 있었음으로 충격적인 흐름으로 되어 있으나 ABV 챔버(21)에 의해 완화되어 ABV 출구 호오스(80)로 보내진다.

ABV 출구호오스(80)는 에어클리너(1)와 콤프레서(6a)와의 사이의 흡기통로에 결합되어 있으므로 상기 ABV(22)로부터 ABV 출구호오스(60)에 흘러들어간 에어는 에어클리너(1)로부터 흡기된 에어와 함께 합쳐져서 콤프레서(6a)로 되돌려진다.

따라서, 그 과급기를 비치한 엔진에는 과잉압이 공급되는 일이 없고, 또 ABV 및 에어바이패스관 등에는 특히 내고온재료를 사용할 필요는 없다. 또 엔진소음을 증대하는 일은 없다.

다음에 제 11 도 내지 제 13 도 의해 제 10 도에 도시한 구성에 있어서, ABV 챔버를 써지탱크 상부에 장착한 예에 있어서, 차량용 엔진의 구조를 설명한다.

제 11 도는 그 엔진을 위에서 본 평면도, 제 12 도는 제 11 도에 도시한 화살표 A방향에서 본 측면도이다. 도면에 있어서 화살표 F방향이 그 엔진의 전방을 도시하고 있다. 제 13 도는 제 11 도에 도시하는 화살표 B방향에서 본 즉 그 엔진의 정면도이다.

제 11 도 내지 제 13 도의 각 도면에 있어서 (10)은 엔진본체를 도시하고 있고 (22)는 ABV, (60)는 ABV 출구호오스, (21)은 ABV 챔버, (80)은 ABV 출구호오스, (1a)는 에어클리너에 결합한 흡기에어의 흡기파이프, (6)는 대표적인 과급기이다. (7)은 인터쿠울러, (50)은 인터쿠울러 출구관, (2)은 쓰로틀보디, (3)은 써지탱크, (4)는 엔진의 흡기다기관이며, (40)은 엔진룸의 프론트후드이며, 본 실시예의 도면에 있어서는 프론트후드가 전방을 향해서 경사져 있는 예를 도시하고 있다.

즉, 각 요소의 장치는 엔진에 대해서 기능적으로 적절한 위치에 설치되어 있다.

또 제 12 도에서 보는 바와 같이 ABV 챔버장착부의 엔진기구의 상부는 프론트후드면에 평행으로 경사져 있다.

즉 ABV 챔버(21)의 하면은 써지탱크(3)의 상면에 대응해서 평면이며, ABV 챔버(21)의 상면은 그 ABV 챔버장착시에 있어서의 프론트후드(40)의 경사에 평행한 경사로 정형되어 있다.

따라서 본 발명에 기초한 ABV 챔버를 장착한 엔진의 상면 경사는 프론트후드의 경사에 맞추어서 성형되고, 그 차체의 엔진룸에 요구되는 디자인 형상에 맞추어서 불필요한 공간을 발생시키지 않는 적절한 형상으로 할 수가 있다.

또 상기의 배치로 했음으로 에어통로로서의 각 파이프류도 각도면에 도시하는 바와 같이 에어클리너에 흡기된 에어가 흡기관(1a)으로부터 과급기(6)의 콤프레서에 공급되고 그 과급기(6)의 콤프레서로 압축되고 엔진상부에 배열설치된 인터쿠울러(7)로 냉각한후, 인터쿠울러추구관(50), 쓰로틀보디(2), 써니탱크(3)를 경유해서 흡기다기관(4)으로부터 엔진본체(10)의 각 실린더에 공급되도록 각 요소의 장치 사이를 적절하게 배열설치할 수가 있다.

또 인터쿠울러 출구관(50)의 하부에 설치한 ABV(22)로부터의 과잉 에어통로는 ABV(22)로부터 상부에 돌아서 들어가고 인터쿠울러출구관(50)을 따라서 배열설치한 에어바이패스관(23)를 경유해서 써지탱크(3) 상부의 ABV 챔버(21)로 들어가고 다시 에어바이패스관(23)를 경유해서 흡기관(1a)으로 되돌려지도록 배열설치되어 있다.

따라서 흡기통로로서의 각 파이프류는 불필요한 부분이 없이 적절한 배치로 각 요소의 장치를 결합할 수가 있다.

즉 ABV는 엔진의 높은 위치에 있으며, 또 중앙에 배치되어 있음으로 바이패스관등의 취급이 용이하다.

또 상기한 실시예에서는 과급기를 터보차아저로 설명하고 또 써지탱크의 상부에 장착해서 엔진후들 전방을 향해서 경사되어 있는 것같이 설명했으나, 상기 설명이외의 구조나 장착위치 또는 요소의 장치를 구비한 과급기 혹은 실시예에서 설명한 이외의 엔진형상이나 구조 또는 그 엔진탑재차량의 엔진후드의 면의 형상에 대해서도 엔진후드의 면형상, 엔진의 형상이나 구조 및 각각의 요소장치의 형상이나 구조에 대응해서 ABV 챔버의 형상을 설정하므로서 본 발명을 적용시킬 수가 있다.

또 ABV의 챔버의 하면을 탑재위치의 윗면에 대응시키고 ABV 챔버의 상면을 탑재차량의 프론트후드면에 맞추도록한 형상으로 했으므로 프론트후드 하부의 용적을 유효하게 활용할 수 있다.

또 ABV 챔버를 써지탱크의 상부에 장착했으므로 상기의 효과를 보다 높일 수가 있었다. 또 써지탱크 상부에 장착한 ABV 챔버의 투영면형상을 써지탱크보다도 크게하므로서 써지탱크 주변의 부품류가 ABV 챔버로 숨길 수가 있고, 엔진의 외관이 양호하게 된다는 뛰어난 효과를 얻을 수가 있다.

즉, 예를들면 프론트후드를 운전석에서 전방을 향해서 낮게 되도록 경사시켰을 경우 ABV 챔버의 형상을 프론트후드의 경사에 맞춰서 운전석측을 높게 전방을 낮게, 경사시킴으로서 차량디자인에 맞추어서 엔진룸내를 유효하게 활용할 수 있다.

또 ABV 챔버의 상하면이 불평행으로 되어 ABV 챔버의 공진주파수가 복잡하게 되고 따라서 ABV 챔버 자체의 공진에 의한 소음에 대한 영향은 없다.

이상 상세하게 설명한 바와 같이 본 발명에 관한 과급기부착의 내연기관의 흡기장치에 의하면 과급기를 바이패스하는 바이패스통로내의 챔버가 차량의 가속시 공기의 흡입음을 감소하는 역할을 할 뿐아니라, 차량의 감속시에 있어서 과급압의 도출음을 감소시키는 역활을 하고, 기관의 소리를 큰폭으로 감소시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

또한 터보차아저 상류측가 인터쿠울러 하류측과의 흡기통로를 연락하는 에어바이패스통로를 설치함과 함께 에어바이패스통로의 도중에는 에어바이패스통로를 개폐해서 인터쿠울러 하류쪽으로부터 터보차아저의 상류쪽으로의 흐름만을 허용하는 개폐밸브를 설치했으므로 에어바이패스통로와 개폐밸브에 요구되는 내열성을 저하시켜서 고가의 재료를 사용하는 일 없이 에어바이패스통로와 개폐밸브를 형성할 수 있고 에어바이패스통로와 개폐밸브의 제조단가를 감소할 수 있어 경제적으로 유리하다.

더욱이 본 발명에 기초한 엔진의 바이패스장치에 있어서는 ABV를 인터쿠울러 출구관에 설치하고 ABV 챔버를 엔진 기구상부위치에 배열설치 했으므로 ABV로부터의 흡기통로용 호오스류의 취급이 용이하며 엔진의 외형에 영향이 적은 ABV 챔버의 장착이 가능하게 되었다. 또, ABV 챔버의 탈착이 용이하며 엔진의 정비에도 영향이 적다.

따라서 엔진룸의 형상치수를 크게하지 않고 적절한 디자인 그대로로 ABV로부터 에어바이패스통로로 들어가는 에어의 온도를 저하시키고 ABV의 작동에 의해 에어바이패스통로에서 발생하는 기류음의 영향을 없앨 수 있다.

Claims (1)

1. 과급기와, 인터쿠울러와, 써지탱크와, 콤프레서의 에어바이패스통로를 구비한 차량용 엔진에 있어서, 인터쿠울러 출구관에 에어바이패스밸브를 설치하고, 그 에어바이패스밸브로부터 상기 콤프레서 상류측을 연결하는 에어바이패스통로의 중간에 에어바이패스밸브챔버를 설치한 것을 특징으로 하는 엔진의 바이패스장치.