KR200380580Y1 - 엔진용 보조 흡기 장치 - Google Patents

Abstract

엔진용 보조 흡기 장치는 바이패스관과 상기 바이패스관에 장착된 제어 밸브를 구비한다. 바이패스관은 흡기 매니폴드와 드로틀 사이의 소정 위치에서, 제1 단부가 공기 정화기에 연결되고, 제2 단부가 흡기관에 연결되며, 상기 드로틀은 공기 정화기와 흡기 매니폴드 사이의 흡기관에 장착된다. 엔진 속도가 예정된 수치 이하인 경우에, 상기 제어 밸브는 폐쇄된다. 상기 엔진 속도가 예정된 수치와 동일하거나 또는 그 이상인 경우에, 제어 밸브는 개방되어, 부가 공기가 공기 정화기로부터 바이패스관과 제어 밸브를 통해 매니폴드로 들어간다. 상기 보조 흡기 장치를 구비하는 엔진용 흡기 시스템이 또한 제공된다.

Description

엔진용 보조 흡기 장치{AUXILIARY INTAKE DEVICE FOR ENGINE}

본 고안은 엔진용 흡기 시스템에 관한 것이다. 특히, 본 고안은 내연 기관용 흡기 시스템에 관한 것이다. 본 고안은 또한 엔진용 흡기 시스템의 보조 흡기 장치에 관한 것이다.

통상의 내연기관은 각각의 실린더 내부의 연소실에서 공기/연료 혼합물을 연소하여 동력을 발생시킨다. 각각의 실린더 내부에서 피스톤의 왕복 운동은 구동축을 구동시켜, 그 내연기관을 구비한 자동차의 바퀴를 회전시킨다. 공연비는 내연기관의 부드러운 작동의 중요 인자중 하나이다. 이론적으로 이상적인 공연비는 약 17:1이다. 그러나, 실제 공연비는 내연기관의 속도에 따라 변화한다. 그러므로, 당업계의 설계자들의 목표는 상이한 속도에서 최적의 공연비를 얻는 것이다.

일반적으로, 피스톤이 하향 행정하는 동안 연소실에 신선한 공기를 도입한다 (진공을 만들어 주변 공기를 실린더로 흡입한다). 그러나, 내연기관이 소정 속도를 초과할 때, 충분한 공기가 연소실로 들어가기 전에 흡기 밸브가 폐쇄된다. 내연기관의 속도가 높으면 높을수록, 체적 효율이 불량하게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위한 해결책은 신선한 공기를 연소실로 강제로 도입하여, 연소실 내부의 압력을 증가시킨다.

이러한 구조에 의하면, 보다 많은 공기가 연소실로 도입되면, 보다 높은 동력이 출력된다. 연소실 내부의 압력을 증가시키기 위하여 기계적인 승압과 터보 승압이라는 두 가지 방법이 있다. 기계적인 승압을 위한 동력원은 내연기관 자체로부터 발생한 동력이며, 그 결과 내연기관에 부담을 초래한다. 터보 승압을 위한 동력원은 연소 이후의 배기 가스를 사용하는 것으로, 작동에서 지연을 초래한다(터보 지연이라 알려짐).

본 고안의 목적은 엔진이 고속에서 보다 높은 동력을 출력할 수 있는 보조 흡기 장치 및 흡기 시스템을 제공하는 것이다.

본 고안의 다른 목적은 엔진의 각 실린더 내부의 압력을 즉시 상승시킬 수 있는 흡기 시스템을 제공하는 것이다.

본 고안의 일태양에 따르면, 바이패스관과 상기 바이패스관에 장착된 제어 밸브를 구비하는 엔진용 보조 흡기 장치가 제공된다. 바이패스관은 흡기 매니폴드와 드로틀 사이의 소정 위치에서, 제1 단부가 공기 정화기에 연결되고, 제2 단부가 흡기관에 연결되며, 상기 드로틀은 공기 정화기와 흡기 매니폴드 사이의 흡기관에 장착된다. 엔진 속도가 예정된 수치 이하인 경우에, 상기 제어 밸브는 폐쇄된다. 상기 엔진 속도가 예정된 수치와 동일하거나 또는 그 이상인 경우에, 제어 밸브는 개방되어, 부가 공기가 공기 정화기로부터 바이패스관과 제어 밸브를 통해 매니폴드로 들어간다.

본 발명의 또 다른 태양에 따르면, 공기 정화기와, 흡기 매니폴드와, 상기 공기 정화기와 흡기 매니폴드 사이에 장착되고, 드로틀이 내부에 장착된 흡기관과, 흡기 매니폴드와 드로틀 사이의 소정 위치에서, 제1 단부가 공기 정화기에 연결되고, 제2 단부가 흡기관에 연결되된 바이패스관과, 상기 바이패스관에 장착된 제어 밸브를 포함하는 엔진용 흡기 시스템이 제공된다. 엔진 속도가 예정된 수치 이하인 경우에, 상기 제어 밸브는 폐쇄된다. 엔진 속도가 예정된 수치와 동일하거나 또는 그 이상인 경우에, 제어 밸브는 개방되어, 부가 공기가 공기 정화기로부터 바이패스관과 제어 밸브를 통해 매니폴드로 들어간다.

제어 밸브는 전자기 밸브일 수도 있다. 공기를 매니폴드로 공급하는 팬 모터가 제공될 수도 있다. 상기 팬 모터는 바이패스관에 장착되는 것이 바람직하다.

제어 밸브는 매니폴드로 들어가는 부가적인 공기의 양을 조정하기 위한 조정 부재를 구비하는 것이 바람직하다.

가속 페달과 제어 밸브 사이에 스위치를 접속시키는 것이 바람직하다. 상기 스위치는 가속 페달이 예정된 거리로 답입되는 경우에 제어 밸브를 개방하도록 작동한다. 스위치와 제어 밸브 사이에는 릴레이가 장착되는 것이 바람직하다. 별법으로서, 가속 로드에 인접하여 스위치가 장착된다. 상기 스위치는 가속 페달이 예정된 거리로 답입되는 경우에 제어 밸브를 개방하도록 작동한다.

상기 및 기타 목적과 장점은 첨부도면과 관련한 하기의 상세한 설명으로부터 보다 명백하게 될 것이다.

도 1을 참조하면, 본 고안에 따른 엔진용 흡기 시스템은 공기 정화기(10), 흡기 매니폴드(16), 그리고 공기 정화기(10)와 흡기 매니폴드(16) 사이에 연결된 흡입관(11)을 구비한다. 흡기관(11)에는 드로틀(111)이 장착되어 있다. 드로틀(111)과 흡기 매니폴드(16) 사이의 적소에서, 흡기 시스템의 제1 단부는 공기 정화기(10)에 연결되고, 제2 단부는 흡기관(11)에 연결된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 제어 밸브 수단(2)이 릴레이(15)에 연결되어 있다. 도시된 실시예에서, 릴레이(14)는 동력원(15)에 전기 접속된 제1 접점과 제어 밸브 수단(2)에 전기 접속된 제2 접점을 구비한다. 또한, 릴레이(14)는 스위치(3)에 전기 접속되어 있다. 스위치(3)는 가속 페달(13)이 예정된 거리 "d"로 답입되는 경우에 작동한다. 본 실시예에서, 엔진 속도는 가속 페달(13)이 예정된 거리 "d"로 답입되는 경우에 1000 내지 2000 rpm의 범위 내에서 소정 수치에 도달한다. 동력원(15)은 자동차의 전기 가솔린 펌프일 수도 있다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 제어 밸브 수단(2)은 바이패스관(12)와 결합된 커플러(21), 제어 밸브(22) 및 팬 모터(23)를 구비한다. 제어 밸브(22)는 커플러(21)의 흡기측에 장착된 전자기 밸브일 수도 있다. 제어 밸브(22)는 스템(221)을 구비하며, 상기 스템의 제1 단부에는 커플러(21)의 흡입구(211)를 밀봉하기 위한 플러그(222)가 제공된다. 스템(221)은 또한 자성 단부(223)를 구비한다. 스템(221)의 중간부에는 블록(224)이 마련되며, 상기 블록(224)과 자성 단부(223) 사이에는 탄성 부재(225)가 장착된다. 제어 밸브(22)는 또한 자성 단부(223)에 장착된 조정 부재(226)를 구비하며, 이에 의하면 커플러(21)의 흡입구(211)의 경계를 형성하는 둘레 벽과 플러그(22) 사이에 존재하는 간극을 조정할 수 있다. 팬 모터(23)는 커플러(21)의 배출구(212)에 장착되며, 릴레이(14)의 제3 접점에 전기적으로 접속된다.

도 3을 참조하면, 엔진이 아이들링 또는 저속으로 작동하는 경우에, 제어 밸브(22)의 플러그(222)는 탄성 부재(225)에 의하여 편의(bias)되어, 커플러(21)의 흡입구(211)를 차단한다. 따라서, 공기 정화기(10)로부터 배출된 공기는 도 3에서 화살표로 표시된 바와 같이 드로틀 밸브(111)를 통과한 이후에 흡입관(11)을 통해 매니폴드(16)로 들어간다. 공기가 바이패스관(12)을 통해 매니폴드로 들어가지 않는다. 공연비는 아이들링 및 저속 작동에 최적이며, 이 때의 엔진 속도는 예정된 속도(예를 들면, 1500 rpm)보다 낮다.

도 5를 참조하면, 가속 페달(13)을 예정된 거리 "s"보다 작지 않은 거리로 답입되면, 엔진 속도는 예정된 속도보다 빨라진다. 반면, 가속 페달(13)은 스위치(13)와 접촉하는 위치에 이르러 그 스위치(3)를 작동시킨다. 릴레이(14)의 작동에 의하여 스템(221)의 플러그(222)가 커플러(21)의 휴입구(211)로부터 멀리 이동한다. 따라서, 커플러(21)의 휴입구(211)는 도 4에 도시된 바와 같이 더 이상 차단되지 않는다. 공기가 드로틀(11)을 통해 매니폴드(16)까지 유동하는 것 이외에, 도 4 및 도 5에 화살표로 도시된 바와 같이, 부가적인 공기가 팬 모터(23)의 작동에 의하여 공기 정화기(10)로부터 바이패스관(12)을 통해 매니폴드(16)로 들어간다. 따라서, 엔진 속도가 상승하는 경우에, 공연비는 증가하고, 그 결과 가속 페달(13)의 답입에 신속히 응답하여 보다 높은 동력을 제공한다. 따라서, 엔진의 각 실린더 내부의 압력이 즉시 상승하게 된다. 그러므로, 높은 엔진 속도에서 최적의 공연비를 얻으며, 엔진의 출력이 증가한다.

제어 밸브(22)의 조정 부재(226)를 조절하면, 커플러(21)의 흡입구(211)의 경계를 형성하는 둘레 벽과 스템(221)의 플러그(22) 사이에 존재하는 간극을 조절하여, 커플러(21)의 휴입구(211)를 통과하는 신선한 공기의 양을 제어하며 부가적인 신선한 공기가 과도하게 흡기되는 것을 방지한다.

스위치(3)는 가속 페달(13)에 연결되고 또 그것에 의하여 구동되는 가속 로드(도시 생략)에 의하여 작동될 수 있다. 환언하면, 제어 밸브(22)는 가속 로드가 예정된 거리로 이동하는 경우에 개방된다.

특정 실시예를 도시 및 설명하였지만, 여러 가지 수정 및 변경이 본 고안의 사상 내에서 가능하다. 본 고안의 범위는 청구범위에 의하여 결정된다.

전술한 구성에 따르면, 엔진 속도가 상승하는 경우에, 공연비는 증가하고, 그 결과 가속 페달의 답입에 신속히 응답하여 보다 높은 동력을 제공한다. 따라서, 엔진의 각 실린더 내부의 압력이 즉시 상승하게 되고, 높은 엔진 속도에서 최적의 공연비를 얻으며, 엔진의 출력이 증가한다.

도 1은 본 고안에 따른 엔진용 흡기 시스템의 개략도.

도 2는 본 고안에 따른 흡기 시스템의 보조 흡기 장치의 확대도.

도 3은 엔진이 아이들링 또는 저속으로 작동할 때의 흡기 시스템의 공기 흐름을 도시하는 도 1과 유사한 도면.

도 4는 엔진이 고속으로 작동할 때의 흡기 시스템의 공기 흐름을 도시하는 도 2와 유사한 도면.

도 5는 엔진이 고속으로 작동할 때의 흡기 시스템의 공기 흐름을 도시하는 도 3과 유사한 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

2: 제어 밸브 수단

3: 스위치

10: 공기 정화기

11: 흡기관

12: 바이패스관

13: 가속 페달

14: 릴레이

15: 동력원

16: 흡기 매니폴드

21: 커플러

23: 팬 모터

111: 드로틀 밸브

221: 스템

222: 플러그

Claims (18)

1. 엔진용 보조 흡기 장치로서,

   흡기 매니폴드와 드로틀 사이의 소정 위치에서, 제1 단부가 공기 정화기에 연결되고, 제2 단부가 흡기관에 연결되며, 상기 드로틀은 공기 정화기와 흡기 매니폴드 사이의 흡기관에 장착된, 바이패스관과;

   상기 바이패스관에 장착된 제어 밸브

   를 포함하며, 엔진 속도가 예정된 수치 이하인 경우에, 상기 제어 밸브는 폐쇄되며, 상기 엔진 속도가 예정된 수치와 동일하거나 또는 그 이상인 경우에, 제어 밸브는 개방되어, 부가 공기가 공기 정화기로부터 바이패스관과 제어 밸브를 통해 매니폴드로 들어가는 것인 엔진용 보조 흡기 장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 제어 밸브는 전자기 밸브인 것인 엔진용 보조 흡기 장치.
3. 청구항 1에 있어서, 공기를 매니폴드로 공급하는 팬 모터를 부가적으로 포함하는 것인 엔진용 보조 흡기 장치.
4. 청구항 3에 있어서, 상기 팬 모터는 바이패스관에 장착되는 것인 엔진용 보조 흡기 장치.
5. 청구항 1에 있어서, 상기 제어 밸브는 매니폴드로 들어가는 부가적인 공기의 양을 조정하기 위한 조정 부재를 구비하는 것인 엔진용 보조 흡기 장치.
6. 청구항 1에 있어서, 가속 페달과 제어 밸브 사이에 접속된 스위치를 부가적으로 포함하며, 상기 스위치는 가속 페달이 예정된 거리로 답입되는 경우에 제어 밸브를 개방하도록 작동하는 것인 엔진용 보조 흡기 장치.
7. 청구항 6에 있어서, 상기 스위치와 제어 밸브 사이에 장착된 릴레이를 부가적으로 구비하는 것인 엔진용 보조 흡기 장치.
8. 청구항 7에 있어서, 상기 릴레이에 전기 접속된 동력원을 부가적으로 포함하는 것인 엔진용 보조 흡기 장치.
9. 청구항 1에 있어서, 가속 로드에 인접하여 장착된 스위치를 부가적으로 포함하며, 상기 스위치는 가속 페달이 예정된 거리로 답입되는 경우에 제어 밸브를 개방하도록 작동하는 것인 엔진용 보조 흡기 장치.
10. 엔진용 흡기 시스템으로서,

    공기 정화기와;

    흡기 매니폴드와;

    상기 공기 정화기와 흡기 매니폴드 사이에 장착되고, 드로틀이 내부에 장착된 흡기관과;

    흡기 매니폴드와 드로틀 사이의 소정 위치에서, 제1 단부가 공기 정화기에 연결되고, 제2 단부가 흡기관에 연결되된 바이패스관과;

    상기 바이패스관에 장착된 제어 밸브

    를 포함하며, 엔진 속도가 예정된 수치 이하인 경우에, 상기 제어 밸브는 폐쇄되며, 상기 엔진 속도가 예정된 수치와 동일하거나 또는 그 이상인 경우에, 제어 밸브는 개방되어, 부가 공기가 공기 정화기로부터 바이패스관과 제어 밸브를 통해 매니폴드로 들어가는 것인 엔진용 흡기 시스템.
11. 청구항 10에 있어서, 상기 제어 밸브는 전자기 밸브인 것인 엔진용 흡기 시스템.
12. 청구항 10에 있어서, 공기를 매니폴드로 공급하는 팬 모터를 부가적으로 포함하는 것인 엔진용 흡기 시스템.
13. 청구항 12에 있어서, 상기 팬 모터는 바이패스관에 장착되는 것인 엔진용 흡기 시스템.
14. 청구항 10에 있어서, 상기 제어 밸브는 매니폴드로 들어가는 부가적인 공기의 양을 조정하기 위한 조정 부재를 구비하는 것인 엔진용 흡기 시스템.
15. 청구항 10에 있어서, 가속 페달과 제어 밸브 사이에 접속된 스위치를 부가적으로 포함하며, 상기 스위치는 가속 페달이 예정된 거리로 답입되는 경우에 제어 밸브를 개방하도록 작동하는 것인 엔진용 흡기 시스템.
16. 청구항 15에 있어서, 상기 스위치와 제어 밸브 사이에 장착된 릴레이를 부가적으로 구비하는 것인 엔진용 흡기 시스템.
17. 청구항 16에 있어서, 상기 릴레이에 전기 접속된 동력원을 부가적으로 포함하는 것인 엔진용 흡기 시스템.
18. 청구항 10에 있어서, 가속 로드에 인접하여 장착된 스위치를 부가적으로 포함하며, 상기 스위치는 가속 페달이 예정된 거리로 답입되는 경우에 제어 밸브를 개방하도록 작동하는 것인 엔진용 흡기 시스템.