KR960011434B1

KR960011434B1 - 자동차의 흡기 시스템

Info

Publication number: KR960011434B1
Application number: KR1019920024349A
Authority: KR
Inventors: 한봉훈
Original assignee: 현대자동차 주식회사; 전성원
Priority date: 1992-12-15
Filing date: 1992-12-15
Publication date: 1996-08-22
Also published as: KR940015179A

Abstract

내용 없음.

Description

자동차의 흡기 시스템

제1도는 본 발명에 관련되는 흡기 시스템이 장착된 상태를 나타내는 도면.

제2도는 본 발명에 의한 자동차의 흡기 시스템의 구성을 나타내는 도면.

제3도는 본 발명에 관련되는 흡입 공기 제어밸브를 나타내는 도면.

제4도 및 제5도는 본 발명에 의한 연료 분사상태를 설명하기 위한 도면.

제6도는 종래 기술의 자동차의 흡기 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 서지탱크 12 : 흡기 매니홀드

19,20,21,22,23,24,25,26 : 흡기 포트 18,27,28 : 연료 인젝터

14,15,16,17 : 제1,2,3,4실린더 29,30 : 제어밸브

33 : ECU 34 : 솔레노이드 밸브

35 : 액츄에이터 36 : 작동축

37,38 : 제1,2링크 39,40 : 제3링크

E : 기관

본 발명은 자동차의 흡기 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 2개의 흡입 포트를 구비한 각 실린더마다 독립된 흡기 포트와 인젝터를 별도로 그룹화하여 연소실내의 스월을 강화함으로서 기관의 연소 안전성을 향상시키고, 배기가스의 저감 및 연비를 개선시킬 수 있도록 한 자동차의 흡기 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 흡기계통은 연소실로 유입되는 공기의 불순물을 필터링하는 에어 크리너와, 이 에어 크리너를 통하여 유입되는 공기의 양을 검출하는 에어 플로우 미터와, 흡입 공기량을 제어하는 스로틀 밸브 및 스로틀 밸브 전폐시 소량의 공기를 바이패스 시키는 바이패스 게통 및 스로틀 밸브의 개도를 검출하는 스로틀 포시션 센서 등이 장착된 스로틀 바디와, 이 스로틀 바디의 단면적 보다 크게 이루어져 특히 급가속시 실린더로 충분한 공기를 공급시켜 주는 서지탱크와, 각각의 연소실로 흡입 공기를 분배하여 주는 흡기 매니홀드로 이루어져 있다.

이와 같은 자동차의 흡기계통은 엔진의 출력에 관계하게 되는 바, 흡입 공기의 저항을 최소화시키고, 흡기의 관성효과를 높이게 되면 연소실내로의 충진 효율이 증대되기 때문에 연소 안정율을 향상시켜 엔진의 출력을 증대시킴은 물론 배기가스의 유해성분을 저감시키고 연비를 개선시킬 수 있게 된다.

따라서 근자에 이르러 2개의 흡기 포트를 구비한 DOHC 엔진이 실용화되어 이를 충족시켜 주고 있지만, 하나의 연료 인젝터로부터 분사된 연료가 2개의 흡기 포트로 분할된 분할 벽에 부딪히게 되어 연소실내의 혼합기의 불균일로 인한 연소 불안정으로 연소 효율이 감소되어 출력이 저하됨은 물론 배기가스의 유해성분이 증대되는 문제점이 있기 때문에 이에 대한 많은 연구가 행하여지고 있다.

제6도는 종래 기술의 자동차의 흡기 시스템의 구성을 나타내는 도면으로서, 흡기 매니홀드(도시생략)를 통하여 흡입되는 공기와 각각의 연료 인젝터(1)로부터 분사된 연료가 혼합되어 기관(도시생략)의 작동에 따라 혼합기는 분할 벽(2)에 의해 분할된 2개의 흡기 포트(3)(4)를 보유하는 제1,2,3,4 실린더(5)(6)(7)(8)에 정해진 순서대로 유입되도록 되어 있다.

이와 같이 구성되는 종래 기술의 자동차의 흡기 시스템은, 기관의 작동에 따라 흡입되는 공기가 ECU(전자제어 유닛)(도시생략)에 의해 제어되는 연료 인젝터(1)로부터 분사되는 연료와 혼합되어 정해진 순서대로 각각의 흡기 포트(3)(4)를 통해 실린더(5)(6)(7)(8)로 유입되게 되어 혼합기의 충진 효율이 증대됨에 따라 기관의 출력 성능을 향상시킬 수 있으나, 연료 인젝터(1)의 위치가 흡기 포트(3)(4)를 중심으로 중앙부에 위치하기 때문에 연료 분사시 각각의 흡기 포트(3)(4)가 분할된 분할 벽(2)에 부딪혀 월 웨팅(Wall Wetting) 현상이 일아나게 연소실 내의 혼합기 불균일로 인하여 연소 불안정이 초래되어 기관의 출력이 저하됨은 물론 배기가스의 유해성분이 증대되고, 연비가 악화되는 제반 문제점이 내재되어 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 2개의 흡기 포트를 구비한 DOHC형 엔진의 흡기 시스템에서 인접한 실린더끼리 2개의 흡기 포트중에서 인접한 한개의 포트를 그룹화시켜 그룹화한 흡기 포트에 각 실린더의 독립된 흡기 포트에 장착된 인젝터와는 별도의 인젝터를 그룹화된 흡기 포트에 설치하고 실린더 헤드와 흡기 매니폴드 사이에 그룹포트를 통하여 연소실내로 공급되는 공기량을 제어하기 위한 유동제어 밸브를 장착하여 저속·저부하의 경제 모드와 이 외의 파워 모드 상태에 따라 그룹화된 흡기 포트를 선택적으로 개폐함으로써 연소실내의 스월을 강화시킴으로써 혼합기의 연소 안정성을 배기가스의 유해성분을 저감시킴은 물론 연비를 개선시킬 수 있는 자동차의 흡기 시스템을 제공하는데 있다.

상기한 바와 같은 목적을 실현하기 위해 본 발명은, 흡기 매니홀드를 통하여 흡입되는 공기와 흡기 매니홀드나 실린더 헤드에 장착된 연료 인젝터로부터 분사된 연료가 혼합되어 2개의 흡기 포트로 분지되어 제1,2,3,4실린더에 공급되는 DOHC형 자동차의 흡기 시스템에 있어서, 상기한 각각의 실린더에 독립된 연료 인젝터가 마련된 흡기 포트가 연통 설치됨은 물론 제1,2실린더 및 제3,4실린더의 인접된 흡기 포트가 하나의 포트로 상호 연결되고, 그 중앙부에 그룹화된 별도의 연료 인젝터를 각각 설치함은 물론 기관의 부하 조건에 따라 선택적으로 개폐되는 제어밸브가 각각 제공됨을 특징으로 하는 자동차의 흡기 시스템을 제공한다.

상기한 제어밸브는 서지탱크와 연결되어 설치됨은 물론 ECU의 출력신호에 의해 선택적으로 개방되는 솔레노이드 밸브와 연결되어 설치되어 서지탱크의 부압에 의해 작동되는 액츄에이터의 작동축에 연결된 각각의 링크에 의해 연동되어 개폐되도록 함을 특징으로 한다.

그리고 제1,2 및 3,4실린더와 인접한 흡기 포트가 연결된 중앙부에 제공된 연료 인젝터는 360℃의 간격을 갖고 연료가 분사될 때 연비를 개선하고 기관의 출력 성능을 향상시키도록 각각의 흡기 포트에 제공된 독립된 연료 인젝터는 기관의 배기 행정에서 순차적인 연료분사가 이루어지도록 함을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 따라 더욱 상세히 설명한다.

제1도는 본 발명에 관련되는 흡기 시스템이 장착된 상태를 나타내는 도면이고, 제2도는 본 발명에 의한 자동차의 흡기 시스템의 구성을 나타내는 도면으로서, 에어 크러너(10)와 연결되어 설치된 서지탱크(11)의 아래측에 흡기 매니홀드(12)가 제공되어 연소실(13)에 유입되는 혼합기의 균일한 분개가 이루어지도록 되어 있다.

상기한 흡기 매니홀드(12)는 제1,2,3,4실린더(14)(15)(16)(17)와 연결됨은 물론 독립된 연료 인젝터(18)를 보유하는 각각의 흡기 포트(19)(20)(21)(22)와 연결되어 설치되고, 제1,2실린더(14)(15) 및 제3,4실린더(16)(17)의 인접된 흡기 포트(23)(24), (25)(26)가 서로 연결되어 흡기 포트가 그룹화되며, 각각의 그룹포트에는 연료 인젝터(27)(28)가 중앙부에 설치되어 360, 기관(E)의 부하 상태에 따라 선택적으로 개폐되는 제어밸브(29)(30)가 흡기 매니홀드(12)와 연결되는 위치에 선회 가능하게 설치되어 있다.

상기한 제어밸브(29)(30)는 제3도에 도시한 바와 같이 서지탱크(11)에 연결되어 설치됨은 물론 ECU(33)의 출력신호에 따라 선택적으로 개방되는 솔레노이드 밸브(34)의 개폐에 따라 작동되는 액츄에이터(35)의 작동축(36)에 핀 연결된 제1링크(37)의 선단부와 제2링크(38)가 연결되고, 상기한 제2링크(38)의 소정 위치에 핀 연결된 제3링크(39)(40)에 의해 선회되도록 함으로써 액츄에이터(35)의 작동에 따라 각각의 링크가 연동되어 흡기 포트(23)(24), (25)(26)를 선택적으로 개폐하도록 되어 있다.

도면중 미설명 부호 41은 에어 스로틀 밸브를 나타내고 있으며, 부호 42는 배기관을 나타내고 있다.

이와 같이 구성되는 본 발명의 자동차의 흡기 시스템은, 기관(E)의 작동에 따라 발생되는 각종 부하 및 냉각수 온도, 흡입 공기량 등이 각각의 센서에 의해 ECU(33)에 입력되어 저속, 저부하 영역의 경제 모드에 이르게되면, 상기한 ECU(33)는 입력된 메모리 값과 비교하여 서지탱크(11)와 연통 설치된 솔레노이드 밸브(34)에 출력신호를 출력한다.

따라서 솔레노이드 밸브(34)가 개방됨에 따라 액츄에이터(35)의 일측에 서지탱크(11)의 부압이 작용하게 됨으로써 액츄에이터(35)에 내장된 작동축(36)은 리턴 스프링(도시생략)의 탄성력을 이기고 흡입됨에 따라 제1,2링크(37)(38)가 연동되어 제3링크(39)(40)를 회전시킴으로써 제어밸브(29)(30)는 제3도에 도시한 바와 같이 흡기 포트(23)(24), (25)(26)를 차단하게 되며, 이 포트의 중앙부에 제공된 그룹화된 연료 인젝터(27)(28)의 출력신호를 차단하게 됨으로써 각각의 실린더(14)(15)(16)(17)의 연소실(13)에 유입되는 혼합기는 독립된 흡기 포트(19)(20)(21)(22)를 통해 유입되는 공기와 독립된 연료 인젝터(18)로부터 분사되는 연료가 혼합되어 제4도에 도시된 바와 같이 흡기 행정시 충전되게 됨으로써 연소실(13) 내의 혼합기를 성충화하여 스월을 강화시키게 됨에 따라 엔진의 연소를 안정화시키며 연비를 개선시킬 수 있게 된다.

이러한 상태에서 기관(E)의 부하의 각종 센서로부터 입력되는 조건이 저속, 저부하를 제외한 조건 즉, 파워모드로 판단되면, ECU(33)는 솔레노이드 밸브(34)에 인가된 출력신호를 차단함과 동시에 그룹화된 연료 인젝터(27)(28)에 출력신호를 출력하고, 독립된 흡기 포트(19)(20)(21)(22)에 제공된 연료 인젝터(18)에는 기관(E)의 배기 행정시 연료가 분사되도록 그 출력신호를 출력한다.

따라서 제1,2 및 제3,4실린더(14)(15), (16)(17)에 인접한 흡기 포트(23)(24), (25)(26)의 연결된 포트에 제공된 제어밸브(29)(30)는 액츄에이터(3)의 리턴 스프링의 복원력에 의해 전기한 작동과 반대로 작동되어 제2도의 일점쇄선으로 도시한 바와 같이 초기상태로 복원되어 개방됨으로써 흡입된 공기와 연료 인젝터(27)(28)로부터 분사된 연료가 혼합되어 제5도에 도시한 바와 같이 기관(E)의 흡기 행정에 따라 연소실(13)에 충진됨은 물론 독립된 흡기 포트(19)(20)(21)(22)를 통해 유입되는 공기와 연료 인젝터(18)에서 분사된 혼합기는 배기행정시 혼합기 상태로 보전되어 있다가 흡기 행정시 동시에 충진되게 되어 기관(E)의 출력이 향상됨은 물론 연소 안정성이 향상됨에 따라 연비 개선 및 배출되는 배기가스의 유해성분을 저감시킬 수 있게 된다.

이때 그룹화된 연료 인젝터(27)(28)는 제1,2실린더(14)(15) 및 제3,4실린더(16)(17)의 인접된 흡기 포트(23)(24), (25)(26)를 동시에 제어하기 때문에 360℃ 간격의 시간 차이를 두고 연료를 분사시킴으로써 연비를 더욱 개선시킬 수 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명의 자동차의 흡기 시스템은, 독립된 연료 인젝터를 보유하는 흡기 포트가 마련되고, 제1,2실린더 및 제3,4실린더의 인접된 흡기 포트가 상호 연결된 포트의 중앙부에 그룹화된 연료 인젝터 및 제어밸브를 설치함으로써 기관의 부하 상태에 따라 연소실에 충진되는 혼합기의 스월을 강화함은 물론 혼합기의 충진을 가변시킴으로써 연소 안정성을 향상시켜 기관의 출력 성능을 향상시키고, 배출되는 배기가스의 유해성분을 저감시킴은 물론 연비를 개선시켜 신뢰성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

Claims

흡기 매니홀드(12)와 연통됨은 물론 독립된 연료 인젝터(18)가 제공된 흡기 포트(19)(20)(21)(22)가 2개의 흡기 포트로 분지되어 제1,2,3,4실린더(14)(15)(16)(17)에 연통 설치된 DOHC형 자동차의 흡기 시스템에 있어서, 상기한 각각의 실린더(14)(15)(16)(17)에 독립된 연료 인젝터(18)가 마련된 흡기 포트(19)(20)(21)(22)가 연통 설치됨은 물론 제1,2실린더(14)(15) 및 제3,4실린더(16)(17)의 인접된 흡기 포트(23)(24), (25)(26)가 하나의 포트로 상호 연결되고, 그 중앙부에 그룹화된 별도의 연료 인젝터(27)(28)를 각각 설치함은 물론 기관(E)의 부하 조건에 따라 선택적으로 개폐되는 제어밸브(29)(30)가 각각 제공됨을 특징으로 하는 자동차의 흡기 시스템.
제1항에 있어서, 제어밸브(29)(30)는 서지탱크(11)와 연통 설치됨은 물론 ECU(33)의 출력신호에 의해 선택적으로 개방되는 솔레노이드밸브(34)에 의해 작동되는 액츄에이터(35)의 작동축(36)에 연결된 각각의 링크(37)(38)(39)(40)에 의해 연동되어 개폐되도록 함을 특징으로 하는 자동차의 흡기 시스템.
제1항에 있어서, 제1,2 및 3,4실린더(14)(15), (16)(17)와 인접한 흡기 포트(23)(24), (25)(26)가 연결된 중앙부에 제공된 연료 인젝터(27)(28)는 360°의 간격을 갖고 연료가 분사될 때 연비를 개선하고 기관의 출력 성능을 향상시키도록 각각의 흡기 포트(19)(20)(21)(22)에 제공된 독립된 연료 인젝터(18)는 기관(E)의 배기행정에 순착적인 연료분사가 이루어지도록 함을 특징으로 하는 자동차의 흡기 시스템.