KR960010286B1 - 내연기관의 흡기 장치 - Google Patents

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Abstract

내용 없음

Description

내연기관의 흡기 장치
제 1 도는 본 발명의 실시예를 도시하는 흡기 장치의 단면도.
제 2 도는 종래의 예를 도시하는 흡기 장치의 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 흡기 매니폴드(intake manifold),2 : 흡기 통로,
2 : 조절 밸브,4 : 보조 공기 통로,
5 : 보조 공기량 제어 밸브,6 : 배기 환류 통로,
11 : 조절 챔버부,12 : 믹서부,
13 : 콜렉터부,14 : 브랜치부,
15 : 보조 공기 포트,16 : EGR 포트,
20 : 흡기 통로 내벽면
[산업상의 이용분야]
본 발명은 내연기관의 흡기 장치에 관한 것이다.
[종래의 기술]
자동차 등에 탑재되는 내연기관에서는 배기 가스중의 NOx량을 줄이기 위해 흡기 통로에 배기 가스의 일부인 EGR 가스가 환류되지만, 각 기통에 분배되는 EGR 가스량에 흐트러짐이 생기면, 기관의 아이들(idle) 진동 등이 증대하는 원인이 된다.
종래의 내연기관의 흡기 장치로서, 예를 들면 제 2 도에 도시하는 것같은 것이 있다(일본 실용신안 공개공보 소 59-68152호 참조).
이것에 관해서 설명하면, 도면중 31은 기관의 흡기 통로(32)를 이루는 흡기 매니폴드, 30은 조절 밸브(33)가 끼어서 된 조절 챔버, 34는 조절 밸브(3)를 바이패스하는 보조 공기를 유도하는 보조 공기 통로, 36은 EGR 가스를 흡기 통로(2)에 환류하는 배기 환류 통로이다.
배기 환류 통로(36)는 흡기 통로(32)의 보조 공기 통로(34) 개구부보다 하류측에 개구하며, 흡기 통로(32)를 조절 밸브(33)를 통과한 흡기에 대해서 도면중 화살표로 도시한 것과 같이 보조 공기 및 EGR 가스를 합류시켜서 각 기통에 분배하도록 되어 있다.
[발명이 해결하고져 하는 과제]
그러나, 이와 같은 종래의 내연기관의 흡기 장치에 있어서의 보조 공기 통로(34)가 흡기 통로(32)와 평행으로 형성되어 있기 때문에 흡기 통로(32)에 유입된 보조 공기가 조절 밸브(33)를 통로로한 흡기의 주류와 커다랗게 흐트러지는 일없이 합류하며, 결국 합류하는 EGR 가스와의 혼합이 충분히 행해지지 않고, 각 기통에 분배되는 EGR 가스량에 흐트러짐이 생겨 차량의 운전성이 악화되거나 배기 정화 성능에 악영향을 준다는 문제점을 생각할 수 있다.
본 발명은 상기의 문제점에 착안하여 내연기관의 흡기 장치에 있어서 각 기통에의 GER 가스의 분배를 균일화하는 것을 목적으로 한다.
[과제를 해결하기 위한 수단]
본 발명은 흡기 조절 밸브 하류의 흡기 통로에 보조 공기를 도입함과 함께 흡기 통로에 EGR 가스를 환류하는 내연기관의 흡기 장치에 있어서, 흡기 통로에 보조 공기를 유입시키는 보조 공기 포트를 흡기 통로에 있어서 흡기의 주류에 대향하도록 형성하며, 흡기 통로에 EGR 가스를 유입시키는 EGR 포트를 보조 공기 포트의 유입시키는 EGR 포트를 보조 공기 포트의 유로 중심선과 흡기 통로 내벽면의 연장면과의 교점에 대한 바로 하류측에 위치하여 개구시킨다.
[작용]
흡기 통로에서는, 보조 공기 포트로부터 보조 공기가 유입함과 함께 EGR 포트로부터 EGR 가스가 유입하며 이것들이 조절 밸브를 통과한 흡입(신)공기와 혼합되어서 각 기통에 분배된다.
보조 공기 포트가 조절 밸브를 통과한 흡입(신) 공기의 주류에 대향하여 개구하는 구조에 의해 보조 공기 포트로부터 흡기 통로에 분출하는 보조 공기가 조절 밸브를 통과한 흡입(신)공기 등이 서로 충돌하며, 보조 공기와 흡입(신)공기가 불규칙하게 혼합되면서 흐르는 난류가 생긴다.
EGR 포트가 보조 공기 포트의 유로 중심선과 흡기 통로 내벽면의 연장면과의 교점에 대한 바로 하류측에 위치하여 개구하는 것에 의해 EGR 포트로부터 흡기 통로에 유입하는 EGR 가스는 상기 흡기의 난류중에 분출하며 흡기와의 혼합이 촉진된다. 이 결과 각 기통에 분배되는 EGR 가스량에 흐트러짐이 생기는 것을 억제하는 일이 가능하다.
[실시예]
아래에 본 발명의 실시예를 첨부 도면에 기초하여 설명한다.
제 1 도에 도시하듯이 기관의 흡기 통로(2)에는 흡기 조절 밸브(3)가 설치되어지며, 이 조절 밸브(3)는 도시하지 않은 가속 페달에 연동하여 축(9)을 중심으로 회전 운동하는 것에 의해 기관의 흡입 공기량을 조절하도록 되어 있다.
조절 밸브(3)를 바이패스하는 보조 공기를 인도하는 보조 공기 통로(4)가 흡기 통로(2)에 접속되며, 이 보조 공기 통로(4)의 도중에는 보조 공기량 제어 밸브(5)가 설치되어져 있다. 보조 공기량 제어 밸브(5)는 그 밸브 열림 시간이 0-100%의 사이에서 듀티 제어되는 것으로서 조절 밸브(3)의 전체 닫힘때에 기관 운전 상태에 응해서 흡기 공기량을 조절하는 것에 의해 기관의 아이들 회전수를 목표치에 피드백 제어하도록 되어 있다. 거기에다, 보조 공기량 제어 밸브(5)는 스텝 모터로 구동되는 구조로 하는 것도 생각할 수 있다.
기관의 배기 통로와 흡기 통로(2)를 연결하는 배기 환류 통로(6)가 설치된다. 이 배기 환류 통로(6)의 도중에 도시하지 않은 배기 환류 제어 밸브가 끼어만들어져 있다. 기관 운전 조건에 응해서 배기 가스의 일부인 EGR 가스가 흡기 통로(2)에 환류된다. 각 기통에 EGR 가스를 환류시키는 것에 의해 기통내이 산소 농도를 내리며, 연료의 연소 온도를 내려서 NOx의 생성을 억제한다.
블로 바이 가스를 흡기 통로(2)에 환류시키는 블로바이 가스 통로(7)가 설치되어진다. 연소실에서부터 크랭크실 또는 실린더 헤드 위의 움직이는 밸브실에 불어낸 블로바이 가스가 블로바이 가스 통로(7)를 통하여 흡기 통로(2)에 환류되는 것에 의해 블로바이 가스와 함께 미연소 HC가 방출되는 것을 방지한다.
도면중 1은 흡기 통로(2)를 구분하는 흡입 매니폴드이며, 기관의 실린더 헤드에 접속된다. 흡입 매니폴드(1)는 각 기통에 연결통하는 브랜치부(14)와 각 브랜치부(14)에 흡기는 분배하는 콜렉터부(13)와 조절 밸브(3)가 끼어져 있는 원통형상의 조절 챔버(11) 등을 갖고 있다.
흡입 매니폴드(1)에는 조절 챔버부(11)와 콜렉터부(13)를 연결하는 믹서부(12)를 갖는다. 믹서부(12)는 조절 챔버부(11)와 콜렉터부(13)에 대해서 일정 각도로 경사되어 접속하는 통형상으로 형성된다. 이것에 의해 조절 챔버부(11)와 믹서부(12) 및 콜렉터부(13)에 의해 구분되는 흡기 통로(2)는 크랭크 형상으로 굽어있다.
흡입 매니폴드(1)는, 보조 공기 통로(4)의 유입구인 보조 공기 포트(15)를 갖는다. 보조 공기 포트(15)는 흡기 통로(2)를 흐르는 흡기의 주류에 대향하도록 흡기 통로(2)의 상류측을 향해서 개구된다. 보조 공기 포트(15)는, 믹서부(12)의 상류단에 있어서 만곡 외측부에 위치하여 개구하며, 또한 그 유로 중심선(O6)이 흡입 챔버부(11)의 유로 중심선과 평형으로 되도록 배치된다. 뿐만 아니라, 보조 공기 포트(15)는, 그 유로 중심선(O6)이 조절 챔버부(11)의 유로 중심선 등이 90°보다 큰 각도를 갖도록 배치되는 것에 의해 흡기 통로(2)를 흐르는 흡기의 주류에 대향한다.
흡입 매니폴드(1)는, 배기 환류 통로(6)의 유입구인 EGR 포트(16)를 갖는다. EGR 포트(16)는 보조 공기 포트(15)의 유로 중심선(O6)과 흡기 통로 내벽면(20)의 연장면과의 교점(P)에 대한 바로 하류측에 위치하여 개구된다.
흡입 매니폴드(1)의 보조 공기 포트(15)와 흡기 통로(2)를 구분하는 칸막이부(21)는, 보조 공기 포트(15) 개구단의 하류측에 위치하는 부위에 있어서, 그 단면이 흡기 통로(2)의 상류측에 향하여 예각에 돌출하는 쐐기 모양으로 형성된다.
블로바이 가스 통로(7)는 콜렉터부(13)의 상류부에 브랜치부(14)와 나란히 접속된다.
흡기 통로(2)의 믹서부(12)에는 보조 공기 포트(15)로부터 보조 공기가 유입됨과 함께 EGR 포트(16)로부터 EGR 가스가 유입하며 조절 밸브(3)를 통과한 흡입(신) 공기와 혼합하면서 콜렉터부(13)에 유입하고, 각 브랜치부(14)에 분해된다.
보조 공기 포트(15)가 조절 밸브(3)를 통과한 흡입(신) 공기의 주류에 대향해서 개구되는 구조에 의해 보조 공기 포트(15)로부터 흡입 통로(2)에 분출하는 보조 공기와 조절 밸브(3)를 통과한 흡입(신) 공기 등이 서로 충돌하여 보조 공기의 미소한 덩어리와 흡입 공기의 미소한 덩어리가 불규칙적으로 혼합되면서 흐르는 난류가 생긴다.
EGR 포트(16)가 보조 공기 포트(15)의 유로 중심선(O6)과 흡기 통로 내벽면(20)의 연장면과의 교점(P)에 대한 바로 하류측에 위치하여 개구되는 것에 의해 EGR 포트(16)로부터 흡기 통로(2)에 유입되는 EGR 가스는 상기 흡기의 난류중에 분출하여 흡기와의 혼합이 촉진된다.
조절 밸브(3)의 열림 정도가 작은 아이들 운전시에는, 기관의 흡기 공기량에 대한 EGR 가스 환류량의 비율이 크게 되지만 조절 밸브(3)를 통과하는 흡입(신) 공기량에 대한 보조 공기량도 크게 되며, EGR 포트(16)의 바로 상류측의 흡기류에 생겨서 난류의 세력이 증대하여 EGR 가스와 흡기의 혼합이 촉진된다.
이와 같이 해서 흡기가 믹서부(12)를 통과하여 콜렉터부(13)에 유입하는 정도로 EGR 가스와의 혼합이 충분히 행해지며, 각 브랜치부(14)에 균등한 비율로 EGR 가스를 분해하는 일이 가능하다. 이 결과, 각 브랜치부(14)에 대한 EGR 가스의 분배가 치우쳐서 각 기통의 연소성이 흐트러짐이 생기는 것을 억제하여 기관진동의 저감을 도모하는 일이 가능하다.
거기에다, 블로바이 가스 통로(7)는 콜렉터부(13)의 상부류에 접속되어 있기 때문에 각 브랜치부(14)에 분배되는 블로바이 가스량에 어느 정도의 흐트러짐이 생기지만 기관의 흡입 공기량에 대한 블로바이 가스의 환류량의 비율은 극히 작기 때문에 기관의 연소성에 주는 영향은 거의 없다.
보조 공기 포트(15)와 흡기 통로(2)를 구분하는 칸막이부(21)와 공기 포트(15)의 개구단 하류측에 위치하는 부위에 있어서 그 단면이 흡기 통로(2)의 상류측에 향해서 예각으로 돌출하는 쐐기 모양으로 형성된 것에 의해 EGR 포트(16)로부터 흡기 통로(2)에 유입되는 EGR 가스가 칸막이부(21)를 타넘어 보조 공기 포트(15)에 유입되는 것이 억제되며, EGR 가스중에 포함되는 탄소 침전물이 보조 공기량 제어 밸브(5)에 부착되어 그 동작성을 악화시키는 것을 방지할 수 있다.
[발명의 효과]
이상 설명한 것과 같이 본 발명은, 흡기 조절 밸브 하류의 흡기 통로에 보조 공기를 도입함과 함께 흡기 통로 EGR 가스를 환류시키는 내연기관의 흡기 장치에 있어서, 흡기 통로에 보조 공기를 유입시키는 보조 공기 포트를 흡기 통로에 있는 흡기의 주류에 대향되도록 형성하며, 흡기 통로에 EGR 가스를 유입시키는 EGR 포트를 보조 공기 포트의 유로 중심선과 흡기 통로 내벽면의 연장면과의 교점에 대한 바로 하류측에 위치하여 개구시키기 때문에 EGR 가스는 보조 공기에 의해 일어나는 흡기의 난류중에 분출되어 흡기와의 혼합이 촉진되어 각 기통에 분배하는 EGR 가스량을 균일화하는 일이 가능하다.

Claims (1)

  1. 흡기 조절 밸브 하류의 흡기 통로에 보조 공기를 도입함과 함께 흡기 통로에 EGR 가스를 환류하는 내연기관의 흡기 장치에 있어서, 흡기 통로에 보조 공기를 유입시키는 보조 공기 포트를 흡기 통로에 있는 흡기의 주류에 대향되도록 형성하며, 흡기 통로에 EGR 가스를 유입시키는 EGR 포트를 보조 공기 포트의 유로 중심선과 흡기 통로 내벽면의 연장면과의 교점에 대한 바로 하류측에 위치하여 개구시킨 것을 특징으로 하는 내연기관의 흡기 장치.
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