KR950004962B1 - 엔진의 흡기장치 - Google Patents

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마사끼 하라다
이찌로오 와끼코
타쿠로 시게무라
이사오 시미즈
이사무 이구찌
마사토시 쇼지
마사루 사마다
히로유끼 차도
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마쯔다 가부시기가이샤
와다 요시히로
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Abstract

내용 없음.

Description

엔진의 흡기장치
제1도는 본 발명의 일실시예에 의한 흡기장치를 구비한 엔진의 단면도.
재2도는 엔진의 경부하작동시의 흡기장치의 상태를 도시한 개략도.
제3도는 엔진의 고부하작동시의 흡기장치의 상태를 도시한 개략도.
제4도는 제1밸브 및 인서어트부재의 분해사시도.
제5a도 내지 5c도는 제1밸브 및 제2밸브의 개방 및 폐쇄를 예시하는 도면.
제6도는 흡기장치를 더 상세히 예시하기 의한 제1도에 도시한 엔진의 다른 단면도.
제7도는 엔진의 작동레인지를 예시하는 도면.
제8도는 제어유닛이 흡기장치의 제어를 행하는 프로그램을 예시하는 플로우차아트.
제9도는 본 발명의 다른 실시예에 의한 흡기장치를 구비한 엔진의 개략도.
제10도는 제9도의 X-X선 단면도.
제11도는 제9도의 XI-XI선 단면도.
제12도는 제어유닛이 본 발명의 또다른 실시예의 흡기장치의 제어를 행하는 프로그램을 예시하는 플로우차아트.
제13도는 인서어트부재의 변형에를 도시한 사시도.
제14도는 제13도의 단부도.
제15도는 인서어트블레트의 작동을 예시하는 개략도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
C : 실린더 16,18 : 흡기포오트
20 : 배기포오트 22 : 제1흡기통로
24 : 제2흡기통로 26 : 제1밸브
28 : 제2밸브 30,32 : 흡기밸브
34 : 개구부 36 : 인서어트부재
36a : 격벽부(隔壁部) 36b : 통상부(筒狀部)
38 : 스월(swirl)형성통로 40 : 제1연료분사기
44 : 제2연료분사기 46 : 배기가스재순환통로
147 : 제2밸브위치센서 160 : 제어유닛
본 발명은 엔진의 흡기장치, 특히 경부하하의 엔진의 작동시 개방되는 제1흡기통로와 고부하하의 엔진의 작동시 개방되는 제2흡기통로를 구비한 흡기장치에 관한 것이다.
일본국 실용신안공개공보 제61(1986)-57166호에 기재된 흡기장치에 있어서, 실린더 각각에 제1 및 제2 흡기통로가 형성되어 있으며, 제1흡기통로는 엔진의 경부하작동시에 개방되며, 연소실내에 흡기의 스월(swirl)을 형성하도록 만곡되어 있고, 제2흡기통로는 엔진의 고부하작동시에 개방된다. 흡기장치에 있어서, 엔진이 경부하에서 작동할때에는 흡기는 제1흡기통로만을 통해서 연소실에 도입되며, 그에 의해 흡기의 스월통로를 형성함으로써, 연로가 공기와 잘 혼합되며, 엔진이 고부하에서 작동할때에는 흡기는 제1 및 제2흡기통로 양쪽을 통하여 연소실에 공급되며, 그에 의해 충분한 흡기량을 확보한다. 그러나, 만곡된 흡기통로의 흡기저항은 일직선의 흡기통로의 그것보다 본래 높다. 따라서, 엔진의 경부하작동시 제1흡기통로가 만곡되어, 흡기의 스월통로 형성할때, 제1 및 제2의 흡기통로양쪽이 개방된다고하더라도, 만곡된 제1흡기통로의 높은 흡기저항때문에, 엔진의 고부하작동시의 흡기량은 부족되기 쉽다.
상기의 소견 및 설명에 비추어, 본 발명의 주목적은 엔진의 경부하작동시에는 흡기의 스월을 형성할 수 있고, 엔진의 고부하작동시에는 제1흡기통로의 흡기저항을 감소시켜, 충분한 흡기량을 확보할 수 있는 엔진의 흡기장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 흡기장치는, 제1 및 제2흡기통로가 일직선이고, 제1흡기통로는, 개구부를 구비하고, 밸브부재가 제1흡기통로의 유효단면적을 개구부의 단면적으로 제한하는 폐쇄위치와 밸브부재가 제1흡기통로에 넓게 개방되는 개방위치에 선택적으로 위치하는 밸브부재를 구비하는 것을 특징으로 하고 있다.
엔진이 경부하상태에서 작동중에 있으면, 제2흡기통로는 폐쇄되며, 제1흡기통로내의 밸브부재는 폐쇄위치에 위치하고, 그에 의해 흡기는 제1흡기통로를 통해서만 유입되며, 흡기의 유속은 밸브부재의 개구부를 통과할때 증가되고, 그에 의해 흡기의 스월의 형성을 용이케할 수 있다. 한편, 엔진이 고부하에서 작동중일 때, 제2흡기통로는 개방되며, 제1흡기통로의 밸부부재는 개방위치에 위치하고, 그에 의해 흡기는 제1 및 제2흡기통로 양쪽을 통해서 유입된다. 이때, 제1흡기통로는 넓게 개방되고, 제1 및 제 2흡기통로양쪽모두 일직선이기 때문에, 흡기저항은 작으며, 그에 의해 엔진의 고부하작동시 충분한 흡기량을 확보할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 밸브부재하류의 제1흡기통로내에는 분리부재가 설치되어 있으며, 이것은 밸브부재의 개구부의 단면과 거의 일치하며, 개구부와 연소실을 연통시킨다.
이 장치에 의해, 스월의 형성이 훨씬 더 용이케 된다.
본 발명의 다른 바람직한 실시예에 있어서, 제1흡기통로내의 스월형성통로내에는 경부하연료공급수단이 설치되어 있으며, 제1 및 제2흡기통로가 합쳐지는 제1 및 제2흡기통로의 하류단부의 하류에는 고부하연료 공급수단이 설치되어 있다.
엔진의 경부하작동시, 경부하연료공급수단은 스월형성통로에 연료를 공급하기 위하여 작동되며, 엔진의 고부하작동시, 고부하연료공급수단은 제1 및 제2흡기통로양쪽에 연료글 공급하기 위하여 작동된다.
제1도 내지 3도에 있어서, 직렬 4기통엔진은 4개의 실린더(C)를 가지고 있다. 제1도에 있어서, (10),(12) 및 (14)는 각각 실린더헤드, 헤드커버 및 흡기매니포울드이다.
제2도 및 3도에 도시한 바와같이, 본 발명의 일실시예에 의한 엔진의 흡기장치는 4개의 개별흡기통로(25)로 이루어져 있으며, 이 흡기통로(25)는 공통흡기통로(130)(제6도)에 의해 대기와 연통하고 있고, 그 각각은 실린더(C)의 하나와 연통하고 있다. 각 개별흡기통로(25)의 하류단부는 제1 및 제2의 흡기통로(22) 및(24)로 두갈래로 나뉘어져 있으며, 양쪽다 일직선으로 되어 있다. 제1 및 제2흡기통로(22) 및 (24)는 흡기포오트(16) 및 (18)에서 각각 실린더(C)를 향해 열려있다. 배기장치는 한쌍의 배기포오트(20)에서 각 실린더를 향해 열려있다.
각각의 제1흡기통로(22)는 그 상류단부에서 제1밸브(26)를 구비하고 있고, 각각의 제2흡기통로(24)는 그 상류단부에서 제2밸브를 구비하고 있다. 각각의 제1흡기통로(22)의 제1밸브(26)는 밸브축(27)에 연결되어 있고, 제2도에 도시한 폐쇄위치와 제3도에 도시한 개방위치사이를 배브축(27)에 의해 이동된다. 각각의 제1밸브(26)는 4분 원형태인 개구부(34)를 구비하고 있으며, 제1밸브(26)가 폐쇄위치에 있을때, 흡기는 개구부(34)를 통과하는 제1흡기통로(22)만을 통과해서 흐를 수 있으며, 즉, 제1흡기통로(22)의 유효단면적은 개구부(34)의 단면적으로 제한된다. 개방위치에 있어서, 그것은 흡기가 걱의 그전단면적 이상의 제1흡기통로(22)를 통해 유입되는 것을 허용한다. 각각의 제2흡기통로(24)의 제2밸브(28)는 밸브축(29)에 연결되어 있고 제2도에 도시한 폐쇄위치와 제3도에 도시한 개방위치 사이를 밸브축(29)에 의해 이동된다. 폐쇄위치에 있어서, 제2밸브(28)는 제2흡기통로를 완전히 폐쇄하고, 개방위치에 있어서, 제2밸브(28)는 그것을 넓게 개방한다.
제1도는 제1흡기통로(22)가 형성된 부분을 도시한 도면도이다. 제1도에 있어서, (30) 및 (32) 각각은 제1흡기통로(22)의 흡기포오트(16)를 개폐하는 흡기밸브 및 배기포오트(20)를 개폐하는 배기밸브이다.
인서어트부재(36)는 격벽부(36a)(隔壁部) 및 통상부(36b)(筒狀部)로 이루어져 있으며, 이 격벽부(36a)는 다면이 L형태로 되어 있고, 제1밸브(26)의 개구부(34)와 일치하며, 그리고 통상부(36a)는 격벽부(36)의 상류단부와 일체적으로 형성되어 있고, 제4도에 도시한 바와같이, 단면이 4분의 3원이며, 상기 인서어트부재(36)는 제1흡기통로(22)에 삽입되어, 제1밸브(26)의 개구부(34)와 정렬되고, 개구부(34)를 실린더(C)와 연통시킨 스윌(swirl) 형성통로(38)가 격벽부(36a)와 제1흡기통로(22)의 내면사이에 형성되도록 한다. 격벽부(36)는 인서어트부재(36)를 제1흡기통로내에시 적절한 위치에 고정하는 기능을 한다.
제1연료분사기(40)가 제2도 및 3도에 도시한 각 스월형성통로(38)내에 설치되어 있다. 제2도 및 3도에 명확히 도시한 바와같이, 4개의 개별흡기통로(25)는 접합부(42)에서 합쳐지면, 한쌍의 제2연료분사기(44)가 한쌍의 인접개별흡기통로(25)가 합쳐지는 부분에 있는 접합부에 설치되어 있다. 따라서 하나의 제2연료 분사기(44)는 두개의 인접개별흡기통로(25)에 연료를 분사한다.
제1도에 도시한 바와같이, 배기가스재순환통로(46)가 각 인서어트부재(36)의 근방에 형성되어 있다. 배기가스재순환통로(46)를 통하여 유입되는 배기가스는 인서어트부재(36)를 가열하고, 배기장치에 귀환한다. 인서어트부재(36)를 가열함으로써, 제1연료분사기(40)로부터 분사된 후 인서어트부재에 점착하는 연료의 기화가 촉진된다.
엔진이 경부하하의 저속으로 작동하고 있는 경부하레인지에 있어서, 제1 및 제2밸브(26) 및 (28)은 제2도 및 5a도에 도시한 바와같이 폐쇄위치에 위치하며, 연료는 제1연료분사기(40)로부터만 분사된다. 이 상태에서 흡기는 제1밸브(26)의 개구부(34)를 통과하는 제1흡기통로(22)를 통해서만 연소실에 도입된다. 흡기의 유속은 개구부(34)를 통과하는 제1흡기통로(22)를 통해서만 연소실에 도입된다. 흡기의 유속은 개구부(34)를 통과할때 증가되며, 스월형성통로(38)에 의해 증가된 속도로 유지되며, 그에 의해 흡기의 스월이 연소실내에 형성되며, 공기 및 연료는 더 잘 혼합된다. 이때, 연료는 스월형성통로(38)에만 공급되므로, 연료공급효율은 향상된다. 또한 제1연료분사기(240)는 제1밸브(26)의 하류에 위치하므로, 엔진의 경부하작동시 제1흡기통로(22)에 접착하는 연료의 양을 최소화된다.
엔진이 종부하하의 저속에서 작동하는 중부하레인지에 있이서, 제1밸브(26)은 개방위치에 위치하며, 제2밸브(28)는 폐쇄위치에 유지되고, 연료는 제1 및 제2연료분사기(40) 및 (44)양쪽으로부터 분사된다. 제1밸브(26)가 개방위치에 있을때, 제1흡기통로(22)의 흡기저항은 감소되어, 흡기의 스윌은 형성되지 않지만, 흡기효율은 향상된다.
엔진이 고부하하의 고속 또는 저속에서 작동하고 있는 고부하레인지에 있이서, 제1 및 제2밸브(26) 및(28) 양쪽모두개방위치에 위치하며, 연료는 제1 및 제2연료분사기(40) 및 (44)양쪽로부터 분사된다. 이상태에서, 흡기는 제1 및 제2흡기통로(22) 및 (24)양쪽을 통해 연소실에 도입되며, 이 흡기통로(22) 및 (24)는 일직선형태이며, 적은 흡기저항을 가지며, 따라서 많은양의 흡기를 연소실에 공급할 수 있다.
종부하레인지 및 고부하레인지에 있어서, 최적공기연료혼합물은, 제2밸브(44)로부터 분사되는 연료량을 제1밸브(40)로부터 분사되는 양보다 크게 설정함으로써 연소실에 공급될 수 있다.
제1 및 제2밸브(26) 및 (28)과 제1 및 제2연료분사기(40) 및 (44)의 제어를 제6도 내지 제8도를 참조해서 아래에 상세히 설명한다.
제6도에 도시한 바와같이, 개별흡기통로(25)는 접합부(42)(서어지탱크)에서 공통흡기통(130)와 합쳐지며, 이 공통흡기통로(130)는 에어클리너(131)에 의해 대기에 개방된다. 공통흡기통로(130)는 에어플로우센서(132) 및 드로틀밸브(133)을 구비하고 있다.
제1밸브(26)의 밸브축(27)은 링크기구에 의해 제1작동기(140)에 의해 구동되며, 제1밸브위치센서(146)은 밸브축(27)상에 장착되어, 제1밸브의(26)가 폐쇄위치 또는 개방위치에 있는지를 밸브축(27)의 각 위치를 통해 검출한다.
마찬가지로, 제2밸브(28)의 밸브축(29)는 링크기구에 의해 제2작동기(142)에 구동되며, 제2밸브위치센서(147)는 밸브축(29)상에 장착되어, 제2밸브(28)가 폐쇄위치 또는 개방위치에 있는지를 밸브축(29)의 각 위치를 통해 검출한다.
제어유닛(160)은 제1밸브(26), 제2밸브(28), 제1연료분사기(140) 및 제2연료분사기(44)를 제어한다. 제어유닛(160)은 에어플로우센서(132)로부터의 출력신호(SA), 제2밸브위치센서(147)로부터 출력신호(SK) 및 엔진속도센서(153)로부터 출력신호(SN)를 받아서, 제1 및 제2연료분사기(40) 및 (44)에 분사펄스신호(C1) 및 (C2)를 출력한다.
제어유닛(160)은 발트-인메모리(bunlt-in memory)를 가지고 있으며, 이 발트- 인메모리내에는 제7도에 도시한 바와같이 엔진의 잔동레인지가 흡기(QA)의 양 및 엔진속도(EN)와 관련되어 있는 데이터맵이 기억되어 있다. 제7도에 도시한 데이디맵에 있어서, 라인 a 밑의 레인지(ZA)는 흡기(QA)의 양이 엔진속도와 관련이 적은 경부하레인지이고, 라인 a 및 b 사이의 레인지(ZB)는 흡기(QA)의 양이 엔진속도(NE)와 중간정도 관련이 있는 종부하레인지이고, 그리고 라인 b 위의 레인지(ZC)는 흡기(QA)의 양이 엔진속도(NE)와 큰 관련이 있는 고부하레인지이다.
제어유닛(160)은, 출력신호(SA) 및 (AN)에 의해 표시된 흡기량(QA) 및 엔진속도(NE)에 의거하여 데이터맵에 의해 엔진이 어떠한 작동레인지에서 작동하고 있는지를 판정한다. 엔진이 경부하레인지(ZA)에서 작동하고 있다고 판정되면, 제어유닛(160)은 구동신호(CA) 및 (CB)어느 것도 출력하지 않고, 소정타이밍에 분사펄스신호(C1)을 출력해서, 제1밸브(26) 및 제2밸브(26)이 각 폐쇄위치에 위치하게 하며, 제1연료분사기(40)가 연료를 분사시킨다.
엔진이 종부하레인지(ZB)에서 작동하고 있다고 판정되면, 제어유닛(160)은 제1작동기(140)에 구동신호(CA)를 출력하고, 제2작동기(143)에는 구동신호(CB)를 출력하지 않으며, 그리고 연료분사기(40) 및 (44)에 연료펄스신호(C1) 및 (C2)를 출력하며, 그에 의해 제1밸브(26)는 개방위치에 이동되며, 제2밸브(28)는 폐쇄위치에 유지되고, 제1 및 제2연료분사기(40) 및 (44)는 연료를 분사시킨다.
엔진이 고부하레인지(ZC)에서 작동하고 있다고 판정되면, 제어유닛(160)은 구동신호(CA) 및 (CB)를 출력하고, 소정타이밍에 분사펄스신호(C1) 및 (2)를 출력하며, 그에 의해 제1밸브(26)는 개방위치에 이동되며, 제2밸브(28)는 폐쇄위치에 유지되고, 제1 및 제2연료분사기(40) 및 (44)는 연료를 분사시킨다.
예를들면, 제2작동기(143)내의 제2밸브(28)의 구동장치내에 고장이 나면, 제2밸브(28)자체, 또는 밸브축(129) 및 제2작동기(143) 및 제2밸브(28)를 연결하는 링크기구는 엔진의 경부하작동시 또는 종부하작동시 폐쇄위치로 이동할 수 없으며, 제2밸브위치센서(147)는 그것을 검출해서, 제어유닛(160)에 출력신호(SK)를 출력한다. 출력신호(SK)를 받았을때, 제어유닛(160)은 제1연료분사기(40)에의 분사펄스신호(C1)의 출력을 중단하며, 대신에 제2연료분사기(44)에 분사펄스신호(C2)를 출력한다.
이상태에서, 흡기는 제1 및 제2흡기통로(22) 및 (24)양쪽을 통해 유입되고, 흡기의 유속은 비교적 낮기 때문에, 제2연료분사기(44)의 각각으로부터 분사되 연료는 넓게 퍼지며, 제2연료분사기(44)에 대향한 2개의 개별흡기통로(25)에 균일하게 분배된다. 또한 제2연료분사기(44) 각각에 대향한 2개의 개별흡기통로(25)내의 제1 및 제2흡기통로(22) 및 (24)는 제6도에서 알 수 있드시 제2연료분사기(44)의 분사측에 관해 대칭적으로 배열되어 있기 때문에, 제2연료분사기(44)로부터 분사된 연료는, 제2연료분사기(44)에 대향한 2개의 개별흡기통로내의 제1흡기통로(22) 및 제2연료분사기(44)에 대향한 2개의 개별흡기통로내의 제1흡기통로(22) 및 제2연료분사기(44)에 대향한 2개의 개별흡기통로(25)내의 제2흡기통로에 균일하게 분해된다. 따라서, 제2밸브(28)가 엔진의 경부하작동시 또는 중부하작동시 폐쇄위치로 이동할 수 없다고 하더라도, 흡기는 연료와 잘 혼합할 수 있으며, 엔진정지를 방지할 수 있다.
제8도는, 제어유닛(160)이 마이크로컴퓨터로 형성되어 있을때, 제어유닛(160) 이 밸브(16) 및 연료분사기(40) 및 (44)의 제어를 실행하는 프로그램이 일예이다.
제8도에 있어서, 제어유닛(160)은 제1 및 2밸브위치플래그 F1 및 F2를 0으로 초기화하고, 다음 상술한 출력신호를 판독한다(스텝 1 및 2). 다음, 제어유닛(160)은 스텝 3에서 엔진의 작동상태가, 출력신호(SA) 및 (SN)으로 표시된 흡기량(QA) 및 엔진속도(NE)에 의거하여 제7도에 도시한 데이터맵에 의해 고부하 레인지(ZC)내에 있는지의 여부를 판정한다. 엔진의 작동상태가 고부하레인지(ZC)에 있다고 판정되면, 제어유닛(160)은 스텝 4에서 제1밸브위치플래그 F1이 1인지의 여부를 판정한다. 제1밸브위치플래그 F1이 1이 아니라고 판정되면, 제어유닛(16)은 제 1작동기(140)에 구동신호(CA)의 출력을 개시하며, 다음 제1밸브위치플래그 F1로 세트한다(스텝 5 및 6). 그후 제어유닛(160)은 스텝 7로 이행한다. 스텝 4에서 제1밸브위치플래그 F1이 1이라고 판정되면, 제어유닛(160)은 직접 스텝 7로 이행한다. 스텝 7에서, 제어유닛(160)은 제2밸브위치플래그 F2가 1인지의 여부를 판정한다. 스텝 7에서 제2밸브위치플래그 F2가 1이 아니라고 판정되면, 제어유닛(160)은 제2작동기(143)에의 구동신호(CB)의 출력을 개시하며, 다음 제2밸브위치플래그 F2를 1로 세트한다(스텝 8 및 9). 그후 제어유닛(160)은 스텝 10으로 이행한다. 스텝 7에서 제2밸브위치플래그 F2가 1이라고 판정되면, 제어유닛(160)은 스텝 10으로 이행한다. 스텝 10에서, 제어유닛(160)은 소정타이밍에서 제1 및 제2연료분사기(40) 및 (44)에 연료분사신호 C1 및 C2를 출력한다. 그후 제어유닛(160)은 스텝 2로 복귀한다.
한편, 스텝 3에서 엔진의 작동상태가 고부하레인지가 아니라고 판정되면, 제어유닛(160)은 스텝 11에서 엔징의 작동상태가 중부하레인지(ZB)에 있는지의 여부를 판정한다. 엔진의 작동상태가 중부하레인지에 있다고 판정되면, 제어유닛(160)은 스텝 12에서 제1밸브위치플래그 F1이 1인지의 여부를 판정한다. 제1밸브위치플래그 F1이 1이 아니라고 판정되면, 제어유닛(160)은 제1작옹기(140)에의 구동신호(CA)의 출력을 개시하며, 다음 제1밸브위치플래그 F1을 1로 세트한다. 스텝 13 및 14). 그후 제어유닛(160)은 스텝 15로 이행한다. 스텝 12에서 제1밸브위치플래그가 1이라고 판정되면, 제어유닛(160)은 직접 스텝 15로 이행한다.
스텝 15에서, 제어유닛(160)은 제2밸브위치플래그 F2가 1인지의 여부를 판정한다. 제2밸브위치플래그 F2가 이라고 판정되면, 제어유닛(160)은 제2작동기(143)에의 구동신호(CB)의 출력을 중단하며, 다음 제2밸브위치플래그 F2를 0로 리세트한다(스텝 16 및 17). 그후 제어유닛(160)은 스텝 18로 이행한다. 한편, 스텝 15에서 제 2밸브위치플래그 F2가 1이 아니라고 판정되면, 제어유닛(160)은 스텝 19에서 제2밸브(28)가 제2밸브위치센서(147)의 출격신호(SK)에 의거하여 개방위치에 있는지의 여부를 판정한다. 제2밸브(28)가 개방위치에 있지않다고 판정되면, 제어유닛(160)은 스텝 18로 이행하거나 아니면 스텝 20으로 이행한다. 스텝 18에서, 제어유닛 (160)은 소정의 타이밍에서 제1연료분사기(40)에 연료분사신호(C1)를 출력하며, 스텝 20에서, 제어유닛 (160)쓴 소정의 타이밍에서 제2연료분사기(44)에 연료분사신호(C2)를 출력한다. 스텝 18 또는 20후, 제어유닛(160)은 스텝 2로 복귀한다.
스텝 11에서 엔진의 작동상태가 중부하레인지에 있지 않다고 판정되면, 제어유닛(160)은 스텝 21에서 제1밸브위치플래그 Fl이 1인지의 벼부를 판정한다. 제1밸브위치플래그 F1이 1이라고 판정되면, 제어유닛(160)은 제1작동기(140)에의 구동신호(CB)의 출력을 중단하고, 다음 제1밸브위치플래그 F1을 0으로 리세트한다(스텝 22 및 23). 그후 제어유닛(160)은 스텝(24)으로 이행한다. 스텝 21에서 제1밸브위치플래그 F1이 1이 아니라고 판정되면, 제어유닛(160)은 직접 스텝 24로 이행한다.
스텝 24에서, 제어유닛(160)은 제2밸브위치플래그 F2가 1인지의 여부를 판정한다. 제2밸브위치플래그 F2가 1이라고 판정되면, 제어유닛(160)은 제2작동기(143)에의 구동신호(CB)의 출력을 중단하고, 다음 제2밸브위치플래그 F2를 0으로 리세트한다(스텝 25 및 26). 그후 제어유닛(160)은 스텝 27로 이행한다. 한편, 스텝 24에서 제2밸브위치플래그 F2가 1이 아니라고 판정되면, 제어유닛(160)은 스텝 28에서 제2밸브(28)가 제2밸부위치센서(147)의 출력신호(SK)에 의거하여 개방위치에 있는지의 여부를 판정한다. 제2밸브(28)가 개방위치에 있지않다고 판정되면, 제어유닛(160)은 스텝 27로 이행하거나 아니면 스텝 29로 이행한다. 스텝 27에서, 제어유닛(160)은 소정의 타이밍에서 제1연료분사기(40)에 연료분사신호(C1)를 출력하며, 스텝 29에서, 제어유닛(160)은 소정의 타이밍에서 제2연료분사기(44)에 연료분사신호(C2)를 출력한다. 스텝 27 및 29후에, 제어유닛(160)은 스텝 2로 복귀한다.
상기 실시예에 있어서, 제2밸브(28)가 엔진의 경부하작동시 및 중(中)부하작동시에 폐쇄위치에 위치한다고하더라도, 제2밸브(28)는 엔진의 경부하작동시에만 폐쇄위치에 위치할 수 있다. 이와 같은 경우에, 고장이 생기고, 제2가, 엔진의 작동상태가 경부하레인지에 있을때에도 폐쇄위치에 이동할 수 없을때, 제어유닛(160)은, 연료가 엔진의 병부하시에 제1연료분사기(40) 대신에 제2연료분사기(44)로부터 분사되도록 제1연료분사기(40) 및 제2연료분사기(44)를 제어한다.
제9도 내지 제11도에 도시한 본 발명의 다른 실시예에 의한 흡기장치는 배기가스재순환장치를 구비하고 있다. 이 흡기장치는 배기가스재순환장치(240)가 추가된 것을 제외하고는 전실시예와 거의 동일하며, 따라서 전실시예의 그것과 유사한 부품은 동일한 부호가 부여되며, 여기서 상세히 설명하지는 않는다.
제9도에 도시한 바와 같이, 배기가스재순환장치(240)는 배기통로(242)로부터의 배기가스의 일부를 제1 및 제2흡기통로(22) 및 (24)에 북귀시키는 배기가스재순환통로(244)를 포함하고 있다. 배기가스재순환통로(244)는 각각의 제1밸브(26) 상류의 제1흡기통로(22) 및 각각의 제2밸브(28)하류의 제2흡기통로(24)에 연결되어 있다. 배기가스재순환통로(244)는 제1개구부(246p)에 의해 제1의 흡기통로(22)의 각각 및 제2개구부(246s)에 의해 제2의 흡기통로(24)의 각각에 연결되어 있으며, 제2개구부(246s)의 직경은 제1개구부(246p)의 직경보다 크다. 또한 배기가스재순환통로(244)는 재순환되는 배기가스의 일부의 양을 제어하는 제어밸브(248)를 구비하고 있다.
재순환배기가스의 흐름이 제9도의 쇄선화살표로 도시되어 있는 바와 같이, 배기가스재순환통로(244)는 U자형태로 되어 있어, 모는 제1흡기통로(22) 및 제2흡기통로(24)를 앞뒤로 횡단한다. 제11도에 도시한 바와 같이, 배기가스 재순환통로(244)는 연장부(244p)를 구비하고 있으며, 그중 2개는 제1흡기통로(22) 각각에 있는 인서어트재(36)의 통상부(36b)에 배기가스즐 유도한다. 제1흡기통로(22)의 각각에 대한 연장부(244p)의 하나는 U형태의 배기가스재순환통로(244)의 전진경로에 연결되어 있고, 다른 하나는 동통로의 후진경로에 연결되어 있다. 또한 각 연장부(244p)는 인서어트부재(36)의 통상부(36b)를 따라 활모양으로 형성되어, 재순환배기가스가 관형부(36b)와 접촉할 수 있는 면적이상으로 증가시킨다.
바이패스통로(250)는 배기통로(242) 및 제어밸브(248)의 바로 하류의 배기가스재순환통로(244)의 일부사이에 연걸되어 있다. 릴리이프밸브(252)는 방이패스통로(250)에 설치되어, 제어밸브(248)의 작동상태에 따라 동밸브를 개폐한다. 즉, 릴리이프밸브(252)는 제어밸브(148)에 의해 제어되는 재순환배기가스의 양이 0이 아닌한 폐쇄되며, 제어밸브(248)가 재순환배기가스를 0로 세트하고, 배기가스재순환통로(244)내의 압력이 증가할때, 개방된다. 릴리이프밸브(252)가 개방될때, 재순환배기가스는 바이패스통로(250)를 통해 배기통로(244)에 복귀한다. 이 실시예에 있어서, 재순환배기가스는 제1밸브(26)의 하류의 제1흡기통로에 도입되기 때문에, 재순환배기가스는 엔진의 경부하작동시 제1밸브(26)의 절결부를 또한 통과하며, 그에 의해 연소실내의 연소온도의 증가는 스월형성에 나쁜영향을 끼치는 일없이 억제될 수 있다. 또한, 재순환배기가스가 재2밸브의 하류의 제2흡기통로(24)에 도입되고, 제2밸브(28)가 폐쇄위치에 있을때의 엔진의 중부하작동시에 흡기부압(吸氣負壓)을 받기때문에, 재순환배기가스는, 재2밸브(28)가 개방위치에 이동되자마자 제2흡기통로(24)에 공급될 있으며, 그에 의해 고부하레인지에 있어서의 엔진의 작동상태의 변경에 대한 배기가스재순환장치(240)의 응답성이 향상된다. 또한, 배기가스재순환통로(244)가 제1흡기통로(22)와 연통하는 제1개구부(246p)는 배기가스재순환통로(244)가 제2흡기통로(24)와 연통하는 제2개구부(246s)보다 작기때문에, 재순환배기가스는 엔진의 경 및 중부하작동시에 과도한 양으로 제1흡기통로(22)에 도입될 수 없으며, 동시에, 재순환배기가스의 충분한 양이 엔진의 고부하작동시 제2흡기통로(24)에 도입될 수 있다.
배기가스재순환통로(244)는 U자형태이고, 제1흡기통로(22) 및 제2흡기통로(24)를 2번 횡단하기때문에, 제1 및 제2흡기통로(22) 및 (24)를 통해 유입되는 흡기는 재순환배기가스의 열에 의해 데워질 수 있다. 특히, 제1흡기통로(22)의 경우에, 그를 통해 유입되는 흡기는, 재순환배기가스가 연장부(244p)를 통해 통상부(36b)와 접촉하기 때문에 더 효과적으로 데워질 수 있다. 또한, 바이패스통로(250)에 설치된 릴리이프밸브(252)에 의해, 흡기통로에 귀환되는 배기가스량이 0이 되더라도, 재순환 배기가스는 유입되도록 허용된다.
상기의 실시예에 있어서, 배기가스재순환통로(244)는 제1흡기통로(22) 및 제2흡기통로(24)의 연속적으로 연결되어 있다. 그러나, 배기가스재순환통로(244)가, 2개의 제1흡기통로(22)의 중앙에서, 인접한 2개의 제1흡기통로(22)중 하나에 연결된 한쌍의 통로로 다시 갈라지는 개별통로에 의해 인접한 2개의 제1흡기통로(22)에 연결되어 있을때, 재순환배기가스는 2개의 제1흡기통로(22)에 균일하게 분배될 수 있다. 마찬가지로, 배기가스재순환통로(244)가, 2개의 제2흡기통로(24)의 중앙에서, 인접한 2개의 제2흡기통로(24)중 하나에 연결된 한쌍의 통로로 다시 갈라지는 분기통로에 의해 인접한 2개의 제2흡기통로에 연결되어 있을 때, 재순환배기가스는 2개의 제2흡기통로(244)에 균일하게 분배될 수 있다.
선행실시예에 있어서, 제2밸브(28)가 중부하레인지에서 폐쇄위치에 유지되어있지만, 제2밸브(28)는 개방위치에 유지될 수 있으며, 제12도의 플로우차트에 도시된 바와 같이, 엔진이 중부하레인지에서 가속될때, 연료가 제1 및 제2연료분사기(40) 및 (44) 양쪽으로부터 분사되고 있을동안 제1밸브(26)는 폐쇠위치에 유지될 수 있으며, 그에 의해 흡기량은 신속하게 증가될 수 있으며, 가속시 토오크충격을 방지할 수 있다.
제12도의 플로우차트는 제8도에 도시한 플로우차트에 스텝(30) 내지 (37)이 추가된 것을 제외하고는 제8도에 도시한 것과 같으며, 따라서 스텝 30 내지 37만을 아래에 설명한다. 스텝 11에서 엔진의 작동상태가 중부하레인지(ZB)에 있다고 판정되면, 제어유닛(160)은 엔진이 가속중에 있는지의 여부를 판정하며, 엔진의 비가속중이라고 판정되면, 제어유닛(160)은 스텝 12로 이행한다. 그렇지않으면 제어유닛(160)은 스텝 31로 이행하며, 제1밸브위치플래그 Fl이 1인지의 여부를 판정한다. 제1밸브위치플래그 Fl이 1이라고 판정되면, 재어유닛(160)은 제1밸브(26)에의 구동신호(CA)의 출력을 중단하고, 제1밸브위치플래그 Fl을 0으로 세트한다(스텝 32 및 33). 그후 제어유닛(160)은 스텝 34로 이행한다. 이 제1밸브위치플레그 F1이 1이 아니라고 판정되면, 제어유닛(160)은 직접 스텝 34로 이행한다. 스텝 34에서, 제어유닛(160)은 제2밸브위치플래그 F2가 1인지의 여부를 판정한다. 제2밸브위치블래그 F2가 1이 아니라고 판정되면, 제어유닛(160)은 제2밸브(28)에의 구동신호(CB)의 출력을 개시하며, 제2밸브위치플래그 F를 1로 세트한다(스텝 35 및 36). 그후 제어유닛(160)은 스텝 37로 이행한다. 스텝 34에시 제2밸브위치플래그 F2가 1이라고 판정되면, 제어유닛(160)은 직접 스텝 37로 이행한다. 스텝 37에서, 제어유닛(160)은 분사펄스신호(C1) 및 (C2)를 출력한다. 다음, 제어유닛(160)은 스텝 2로 복귀한다.
상기의 실시예에 있어서, 개구부(34)가 4분원형태이고, 스월형성통로(38)가 4분원단면이지만, 연소실내에 흡기의 스월이 형성될 수 있는한, 개구부(34) 및 스월형성통로(8)를 4분원으로 제한할 필요는 없다.
인서어트부재(36)에 접착되는 연료량을 최소화하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 인서어트부재(36) 특히, 스월형성통로(38)에 면하는 부품을 인서어트부재(36)에의 연료의 점착을 억제하는 테프론과 같은 재료로 피복함으로써, 인서어트부재에 점착되는 연료량을 최소화할 수 있다.
제13도는 인서어트부재(36)의 바람직한 변형예를 나타낸다. 제13도에서, 인서어트부재 (36')는 복수개의 작은구멍(36c')이 형성된 것을 제외하고는 선행실시예의 그것과 외형에서 거의 동일하며, 이 작은구멍(36c')는 격벽부(36a')의 수평플레이트내에 형성되어 있으며, 수평블레이트부는 개구부의 수평모서리부의 약간 위에 위치하고 있어서, 그사이에 작은 틈(G)이 형성되어 있다. 제13도 및 14도의 사선부분은 제1밸브의 투영이다.
제1밸브(26)가 폐쇄위치에 있을때, 제1흡기통로(22)를 통해 유입되는 흡기의 주요부는 격벽부(36a')의 수평플레이트부의 상면을 따라서 유입되지만, 흡기의 일부는 수평플레이트부의 하면을 따라서 작은 틈(G)을 통하여 유입된다. 수평플레이트부에 접착하는 연료의 일부는 격벽부(36a')의 수평플레이트부의 하면을 향해 작은홈(36c')을 통해 유동되며, 수평플레이트부의 하면을 따라 유동되는 흡기에 의해 쉽게 미립자화되고, 그에 의해 고정도로 연료제어를 행할 수 있다.

Claims (10)

  1. 각 실린더가, 실린더에 대해 독립적으로 개방되는 제1 및 제2개별흡기통로를 구비하고, 제2개별흡기통로는, 제2개별흡기통로를 실질적으로 폐쇄하는 폐쇄위치와 제2개별흡기통로를 넓게 개방하는 개방위치사이를 이동하는 제2밸브를 구비하고, 제2밸브수단은, 적어도 엔진부하가 소정부하보다 가벼운 경부하레인지에서 엔진이 작동하고 입을때, 폐쇄위치에 유지되는, 다기통엔진의 흡기장치에 있어서, 제1 및 제2 개별흡기통로양쪽다 일직선이고, 제1개별흡기통로는 제1밸브수단을 구비하고, 이 제1밸브수단은 개구부을 구비하고 또한 제1밸브수단은, 제1개별흡기통로의 유효단면적을 개구부의 단면적으로 제한하는 폐쇄위치 및 제1밸브수단이 제1개별흡기통로를 넓게 개방하는 위치에 선택적으로 위치하며, 제1밸브수단은, 적어도 엔진이 경부하레인지에서 작동하고 있을때, 폐쇄위치에 유지되는 것을 특징으로 하는, 엔지의 흡기장치.
  2. 제1항에 있어서, 분리부재는 제1밸부수단의 하류의 제1개별흡기통로에 설치되고, 또한 제1흡기통로에 스월형성통로를 형성하며, 이 스윌형성통로는 제1밸브수단의 개구부의 단면적과 실질적으로 일치하며, 또한 개구부를 실린더와 연통시키는 것을 특징으로 하는 엔진의 흡기장치.
  3. 제2항에 있어서, 제1 및 제2연료공급수단이 설치되어 있으며, 전자만이 경부하레인지에서 제1개별흡기통로에 연료를 공급하기 위하여 작동되며, 제1 및 제2연료공급수단 양쪽은, 엔진이 소정부하보다 더 무거운 부하에서 작동하고 있을때, 제1 및 제2개별흡기통로양쪽에 연료를 공급하기 위하여 작동되는 것을 특징으로 하는, 엔진의 흡기장치.
  4. 제3항에 있어서, 제1연료공급수단은, 제1개별흡기통로 각각의 스월형성통로내에 설치되는 제1연료분사기를 구비하고, 상기 제2연료공급수단은, 제1 및 제2개별흡기통로가 합쳐지는 제1 및 제2개별흡기, 통로의 하류단부의 하류에 설치된 제2연료분사기를 구비하는 것을 특징으로 하는, 엔진의 흡기장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 엔진은, 배기가스의 일부를 흡기장치에 귀환시키는 배기가스재순환장치를 구비하며, 이 배기가스재순환장치는, 제1밸브수단의 하류의 제1개별흡기통로의 각각 및 제2밸브수단의 하류의 제2개별흡기통로의 각각과 연통하는 배기가스재순환통로를 구비한 것을 특징으로 하는, 엔진의 흡기장치.
  6. 제5항에 있어서, 배기가스재순환통로는, 배기 가스재순환통로가 제2개별흡기통로의 각각과 연통하는 개구부보다 작은 개구부에 의해 제1개별흡기통로의 각각과 연통하는 것을 특징으로 하는, 엔진의 흡기장치.
  7. 제1항에 있어서, 제1개별흡기통로의 각각에 설치된 제1연료공급수단과, 제1 및 제2개별흡기통로가 합쳐지는 제1 및 제2개별흡기통로의 하류단부의 설치된 제2연료공급수단과, 제2밸브수단의 위치를 검출하는 밸브위치검출수단과, 그리고 엔진의 경부하작동시, 제2밸브수단이 폐쇄위치에 있을때, 제1연료공급수단을 작동시키며, 또한 엔진의 경부하작동시, 제2밸브수단이 개방위치에 있을때, 제1연료공급수단 대신에 제2연료공급수단을 작동시키는 재어수단을 포함하는 것을 특징으로 하는, 엔진의 흡기장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 다기통엔진은 짝수개치 실린더를 가지며, 제1 및 제2개별흡기통로는, 각쌍의 인접실린더를 위한 제2개별흡기통로가 서로 인접하도록 배치되고, 상기 제2연료공급수단은 각 쌍의 실린더에 대해 1개가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는, 엔진의 흡기장치.
  9. 제1항에 있어서, 엔진이 경부하레인지에서 작동할때에는 제1 및 제2밸브수단 양쪽다 폐쇄위치에 위치하고, 엔진이 엔진부하가 상기 소정부하보다 무겁고 또한 제2소정부하보다 가벼운 중부하레인지에서 작동할때에는 제1밸브수단은 개방위치에 위치하고 제2밸브수단은 폐쇄위치에 위치하며, 엔진이 엔진부하가 상기 제2소정부하보다 무거운 고부하레인지에서 작동할때에는 제1 및 제2밸브수단 양쪽다 개방위치에 위치하는 것을 특징으로 하는 엔진의 흡기장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 다기통엔진은 짝수개의 실린더를 가지며, 제1 및 제2개별흡기통로는, 각쌍의 인접실린더를 위한 제2의 개별흡기통로가 서로 인접하도록 배치되고, 그리고 상기 제2연료공급수단은, 각쌍의 인접실린더가 합쳐지는 부분에서 각쌍의 실린더에 대해 한개가 설치되는 것을 특징으로 하는, 엔진의 흡기장치.
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