KR900001677B1 - 배기 매니폴드(exhaust manifold) 장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

배기 매니폴드(exhaust manifold) 장치

제1도는 엔진의 배기 매니폴드(exhaust manifold)상에 장착된 상태로 도시된 적합한 실시예의 배기 매니 폴드 장치(exhaust manifold device)의 사시도.

제2도는 제1도에 도시한 배기 매니폴드 장치의 해드 부분의 분해 사시도.

제3도는 배기 매니폴드 장치의 부분 단면도.

제4도는 본 발명을 구현하는 배기 매니폴드 장치의 개선된 체크 밸브(check valve) 구조르 구성하는 부품의 분해 사시도.

제5도는 매니폴드 압력이 없는 상태일 때 밸브격실, 체크 밸브 조립체, 배기 매니폴드 장치에 밸브격실, 체크 밸브 조립체, 배기 매니폴드 장치에 사용되는 공기 펌프의 구조를 나타낸 확대 단면도.

제6도는 매니폴드 정압력하에서의 조립체의 부품들의 위치를 도시한 제5도와 유사한 도면.

제7도는 매니폴드 부압력하에서 조립체 부품들의 위치를 도시한 제5도와 유사한 도면.

제8도는 본 발명을 구현하는 다른 배기 매니폴드 장치의 헤드 부분의 분해 사시도.

제9도는 제8도에 도시한 장치의 부분 단면도.

제10도는 제9도의 선10-10을 따른 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 배기 매니폴드 장치 12 : 배기 매니폴드

14 : 헤드 16 : 스텝

18 : 열교환기 20 : 핀(fin)

22 : 튜브 26 : 카버

28 : 측벽 30 : 기부

32 : 측벽 34 : 환형통로

36 : 원판부재 38 : 슬로트

40 : 배플부재 42 : 장착부재

44, 46 : 요홈 50 : 중심통로

52 : 고정 장치 54 : 환형 요홈

56, 58 : 플랜지 60 : 원통형부재

62 : 밸브격실 64 : 중심통로

70 : 밸브시트 72, 74, 76 : 밸브

78 : 코일스프링 90 : 슬로트

136 : 원판 137, 138 : 슬로트

144, 145 : 요홈 147, 149 : 통로

본 발명은 내연기관의 부품에 관한 것이며, 특히, 배기 매니폴드 내로 공기를 유입시키기 위해 엔진의 배기 매니폴드에 장착되는 장치에 관한 것이다.

내연기관의 작동 중에 엔진의 실린더 내에서의 폭발에 의해 발생되는 가스는 실린더로부터 본래의 고압 펄스 또는 파형으로 배출되게 된다. 최초의 고압파 및 펄스는 비교적 오래 유지되고, 그 다음에는 짧은 시간동안 고압과 저압 펄스가 교대로 연속된다. 이러한 고압 및 저압파의 반복 연속은 엔진 실린더의 다수의 배기 밸브 중의 하나만 열려도 발생된다. 고압 펄스 중에는 연소물 또는 배기 가스가 엔진 실린더로부터 배출되게 된다. 그러나, 저압 펄스 중에는, 주로 불연성인 배기 가스가 다시 실린더를 역류되게 된다. 이 배기 가스는 배기 밸브가 닫혀질 때 종종 실린더 내에 잔류하여, 다음 과정을 위해 준비된 공기-연료 혼합물을 희석시키게 된다. 공기-연료 혼합물이 많은 양의 불연성 배기 가스로 희석되게 되면, 연속되는 동력행정에서의 실린더 내의 연소를 지연시키게 된다.

저압 펄스 또는 파형 중에 실린더 내로 다시 흡입되는 많은 양의 불연성 배기 가스는 저압 펄스 중에서 배기 매니폴드 내로 공기를 유입시킴으로써 크게 감소시킬 수가 있었다. 이렇게 흡입된 공기는 실린더 내에 잔류하는 불연성 배기 가스를 희석시키게 되고, 불연성 배기 가스의 체적과 치환되게 된다. 따라서, 공기를 유입시킴으로써 탄소 침착을 감소시키고 완전 연소를 증진시켜 엔진의 출력과 효율을 높일 수 있게 된다. 경험상으로 보면, 공기를 유입시키면 이 공기가 내연기관의 탄소를 세척시키는 작용을 하는 것을 알 수 있다.

배기 매니폴드 내로 공기를 유입시키는 상태를 증진시키는 전기한 바와 같은 장치는 당해 업계에서 공지되어 있다. 이러한 장치의 일예로 1969년 7월15일자 공고되고 플린트에게 허여된 미합중국 특허 제 3,455,106호를 들 수 있다. 이 특허에 기재된 장치는 그 내부에 종방향 통로를 갖는 스템(stem) 부분을 포함한다. 스템의 한쪽 단부는 배기 매니폴드에 연결되고, 그 타단은 체크 밸브를 지지한다. 체크 밸브는 밸브시트(valve seat)상에 부유되어 있어 반복되는 고압 및 저압 파형 중에 밸브를 개폐시키는 다수의 밸브부재를 포함한다.

엔진의 배기 시스템에서 형성되는 정압 및 부압 펄스파가 매우 빠르게 변화하기 때문에, 밸브부재의 부유 작동은 상기 장치를 적절히 작동시키기에 충분하고 반응성 및 감수성의 체크 밸브로 되어야만 한다.

예컨데, 회전속도 1800rpm 인 4행정 4실린더의 경우에, 각각의 실린더에 연결된 배기 밸브는 1초에 15번씩 개폐된다. 따라서, 4실린더의 엔진의 경우에는 1초에 60회씩 배기 매니폴드에 부압 및 정압 펄스가 발생된다.

각각의 연속 펄스가 다수의 고압 정점 및 저압 정점을 포함하기 때문에, 체크 밸브 조립체는 엔진이 1800rpm에서 회전할 때 1초에 60회 이상을 작동할 수 있어야만 한다.

미합중국 특허 제 3,455,106호에 기재된 전술한 체크 밸브는 당해 기술에 상당한 진전을 이룩했으나, 본 발명은 이를 더욱 개선시키게 된다. 이후에 상술하겠지만, 본 발명의 매니폴드 장치는 전술한 체크 밸브에 비해 소량의 가동 부분으로 구성된 새롭고 개선된 체크 밸브 구조를 포함하며, 상기 가동 부분은 스프링으로 지지되어 매니폴드 압력이 없을시에 밸브 내에 정확히 위치되어진다.

그러나, 메니폴드 압력, 특히 엔진의 작동에 따른 압력파가 있게 된면, 밸브부재를 지지하는 스프링은 밸브부재를 개폐 위치 사이에서 부유시켜 밸브의 신속한 개폐작용을 중진시킨다. 또한 본 발명의 장치는 배기 압력파에 반응작동되어 체크 밸브가 작동중일 때 그 내부로 공기를 흡입 및 공급하는 펌프 장치를 포함한다.

따라서, 본 발명의 체크 밸브가 전기한 스프링에 의해 적절히 위치하는 소량의 가동 부분만을 포함하기 때문에, 본 발명의 장치는 작동시 마모 정도를 감소시킬 수 있고, 반복되는 정압 및 부압에 신속히 반응하여 종래의 장치보다 더욱 많은 공기를 배기 매니폴드 내로 유입시키게 된다. 또한, 이후에 상술되는 펌프 구조의 특성에 의해, 유입되는 공기의 양을 더욱 증가시킬 수가 있게 된다.

본 발명의 목적은 엔진의 배기 매니폴드에 장착하여 배기 매니폴드 내로 공기를 유입시킬 수 있는 새롭고 개선된 장치를 마련하기 위함이다.

본 발명의 다른 목적은 선행 기술의 체크 밸브에 비해 가동 부분이 적고, 체크 밸브가 작동되기 전 및 작동 중에 밸브부채를 적절히 위치시키는 장치를 포함하는, 새롭고 개선된 체크 밸브를 갖는 장치를 마련하기 위함이다.

본 발명의 또 다른 목적은 체크 밸브가 작동중일 때 이 밸브 내로 공기를 압압 공급하는 펌프를 포함하여, 배기 매니폴드 내로 공급되는 공기의 양을 증가시킬 수 있는 장치를 마련하기 위함이다.

따라서, 본 발명은 엔진의 배기 매니 폴드상에 장착되어 배기 매니폴드 내로 흡입되는 공기의 양을 증가시킬 수 있는 장치를 마련한다. 이 장치는 연속된 통로를 갖고 있고, 배기 매니폴드에 연결되는 스템부분을 포함한다. 중공의 원통형부재를 스템 부분에 연결하여 스템 부분의 통로에 연통되는 밸브격실을 형성한다. 밸브격실 내에는 밸브격실 내로 연장된 코일스프링과, 원통형부재 내에 꼭 맞게 수납되고 코일스프링에 면하는 환형 밸브시트면을 갖는 환형 밸브시트 및 매니폴드 압력이 없을 때에 코일스프링에 의해 환형 밸브면에 대해 압압되도록 배치된 고형원판(solid disc)을 포함하는 밸브부재와, 고형 원판과 코일형 스프링 사이에 위치하여 주기적으로 반복되는 매니폴드 정압 및 부압에 따라 고형 원판이 환형 밸브시트면에 대해 밀봉 계합되고 분리되어지는 이동을 증가시키는, 간극이 형성된 원판을 포함하는 밸브 장치를 위치시킨다. 위 원판들은 원통형부재보다는 직경이 작게 되어 있다. 외부 대기와 연통되어 상당량의 공기를 밸브 장치에 연통시키는 밸브격실은 하우징으로 감싼다. 진동 원판(flutter disc)을 포함하는 공기 펌프를 밸브격실을 가로 지르도록 하우징내에 위치시켜, 매니폴드 압력의 변화에 따라 왕복운동할 수 있도록 배설한다. 따라서, 매니폴드 압력이 정압일 때는, 고형 원판은 환형 밸브시트면에 밀봉 계합되어 밸브를 폐쇄하고, 매니폴드 압력이 부압일 때에는 고형 원판은 환형 밸브시트면으로부터 분리되어 공기를 배기 매니폴드 내로 유입시키며, 이때 진동 원판은 밸브격실을 향하여 탄성적으롤 변위되어 상당량의 공기를 하우징 내로 흡입하여 다은 주기의 매니폴드 압력이 부압일 때 배기 매니폴드 내로 압입시킨다.

이하 첨부도면을 참조로하여 본 발명을 상술한다.

제1도를 참조하여 보면, 본 발명을 구현하는 배기 매니폴드 장치(10)은 내연기관의 배기 매니폴드(12)에 장착된 상태로 도시하였다. 배기 매니폴드 장치(10)은 실린더 수에는 상관없이 2행정 또는 4행정 기관에 공히 사용할 수 있다. 배기 매니폴드 장치(10)은 스템 부분(16)상에서 지지되는 헤드 부분(14)를 포함한다. 스텝부분(16)은 배기 매니폴드(12)에 연결되는 열교환기(18)을 포함한다. 이를 위해, 열교환기(18)은 배기 매니폴드(12)의 나사가 형성된 탭(tap)형 구멍에 체결되는 외부 나사(도시안됨)를 포함한다. 열교환기(18)은 매니폴드(12)로부터 전달되는 열을 발산시키는 다수의 핀(fin)(20)을 포함하여, 헤드 부분이 고열로 가열되는 것을 방지하고 헤드 부분내에 위치하는 체크 밸브 장치가 손상되는 것을 방지한다. 목 부분 또는 튜브(22)는 나사 체결 너트(24)에 의해 열교환기(18)에 연결된다.

제2도 및 3도를 참조하여 보면, 헤드 부분(14)는 환형 측벽(28)을 갖는 캡 또는 카버(26)을 포함함을 볼 수 있다. 카버(26)은 기부(30)상에 수납되어 기부(30)의 위를 향한 환형 측벽(32)와 계합된다. 측벽(32)는 직경 방향으로 대향된 두 개의 호형 요홈(46)을 포함하여, 카버(26)은 기부(30)의 직경보다 약간 큰 직경으로 되어 있다. 따라서, 환형 측벽(28) 및 (32)사이에는 요홈(46)과 연통되는 환형 통로(34)가 마련된다. 이와같은 구성에 의해 카버(26) 및 기부(30)은 대기와 연통되는 하우징을 형성하게 된다.

탄성 원판 부재(36)은 카버(26)과 근접되고 평행한 상태로 하우징을 가로질러 연장된다. 원판부재(36)은 스테인레스 스틸 판이나 또는 탄성 특성을 갖는 다른 재로료 성형한다. 원판(36)에는 그 주연부로부터 중심까지 연장되어, 아래로 향한 배플(baffle) 부재(40)에서 종결되는 슬로트(38)을 마련한다. 상기 배플 부재(40)의 기능은 다음에 설명한다. 원판(36)은 요홈(44)를 갖는 장착부재(42)에 의해 하우징내에 장착된다.

코르크로 성형되는 것이 적합한 장착부재(42)는 그 상부면에 주연부에서 원판부재(36)에 고정되며 또한 기부(30)의 주연부에서 기부의 저면에도 고정되므로, 원판부재(36)을 카버(26)에 근접하여 격설되는 상태로 하우징의 내부로 연장시키게 된다. 장착부재(42)는 환형 측벽(32)로부터 약간 격설되게 위치하여 그 사이에 통로(35)를 형성한다. 장착부재(42)의 요홈(44)는 원판(36)에 형성된 슬로트(38)과 정렬된다.

환형 통로(34)가 요홈(46)과 연통되고, 요홈(46)이 통로(35)에 의해 요홈(44)와 연통되고, 요홈(44)가 사시 슬로트(38)과 연통되기 때문에, 하우징 외부에 있는 공기는 장치의 작동 중에 하우징 내로 흡입될 수 있다. 나아가서, 장치가 작동중 일 때, 장착부 이외의 탄성원판(36)의 잔여 부분은 하우징의 상부에 위치하는 정상위치와 밸브 장치를 향한 아래로 굴곡 된 위치 사이에서 진동하게 되는데, 탄성 디스크(36)이 아래로 굴곡 된 위치에 있게 되면 굴곡된 위치에 의해 형성되는 중간 공간으로부터 소량의 공기가 밸브 장치가 개방될 때 밸브를 통해 부압에 첨가되게 된다. 따라서, 이후에 보다 명백하게 설명하는 바와 같이, 디스크 부재(36)은 체크 밸브가 작동중 일 때 체크 밸브 내로 공기를 공급하는 펌프 역할을 하게 된다.

이제 제5도를 참조하여 보면, 튜브(22)는 중심 통로(50)을 포함하고 있음을 알 수 있다. 환형 고정 장치(52)는 튜브(22)에 결합된다. 고정 장치(52)는 플랜지(56)으로 형성된 외부 환형 요구부(54)를 갖는다. 하우징의 기부(30)과 하우징 내로 연장된 원통형부재(60)의 환형 플랜지(58)은 요국부(54)내에 고정된다. 원통형 부재(60)은 중공형으로 되어 있어, 이후에 상술하는 바와 같이 체크 밸브용 밸브격실(62)를 형성한다.

제5도에서 또한 알 수 있는 바와 같이, 고정 장치(52)는 중심 통로(54)를 포함하는데, 이 통로는 통로(50)과 밸브격실(62)사이를 연통시킨다. 따라서, 밸브격실(62)는 통로(50)과 연통되고 나아가서 배기 매니폴드(12)의 내부와 연통된다.

매니폴드 장치(10)의 체트 밸브 장치는 제4도에 분해 사시도로 도시된 바와 같이 다수의 부품들을 포함한다. 다시 제5도를 같이 참조하여 보면, 체크 밸브 장치는 링형 밸브시트(70), 제1밸브부재(72), 제2밸브부재(74), 제3밸브부재(76) 및 코일스프링(78)을 포함하고 있음을 알 수 있다.

밸브시트(70)은 원통형부재(60)내에 꼭맞게 수납되고 밸브격실(62)내에서 코일스프링(78)에 면하는 환형 밸브시트면(80)을 갖는다. 코일스피링(78)은 튜브(22)의 환형 표면(84)로 지지되어 고정장치(52)의 중심 통로(64)를 통해 밸브격실(62)내로 연장된다. 제5도에서 상세히 알 수 있는 바와 같이, 코일스프링(78)의 마지막 회전부(86)및 (88)은 평면을 이루도록 배치되는데, 이 평면은 환형 밸브시트 표면(80)으로 형성되는 면과도 역시 평행을 이루게 된다. 또한, 코일스프링(78)의 마지막 회전부(88)은 코일스프링의 다른 회전부의 직경보다 크게 한다.

제1밸브부재(72)는 중공상태가 아닌 고형(solid) 상태의 원판형으로 되어 있으며, 스테인레스 스틸로 제작하는 것이 적합하다. 이 밸브부재의 치수는 밸브시트(70)의 환형 밸브시트면(80)의 전체 주연부에 밀봉 결합될 수 있도록 되어 있으나, 밸브격실(62)를 형성하는 원통형부재(60)의 내경 보다는 작게 되어 있다.

제2밸브부재(74)는 제1밸브부재(72)와 동일하며, 제1밸브부재와 마찬가지로 고형 상태의 원판으로 되어 있다. 제2밸브부재(76)은 제1밸브부재(72) 및 제2밸브주재(74) 사이에 위치한다. 제4도에 상세히 도시된 바와 같이, 제3밸브부재(76)은 타공하여 다수의 슬로트(90)이 마련되도록 한다. 제3밸브부재는 6각형으로 되어 있으며, 슬로트(90)은 제3밸브부재(76)의 중심으로부터 그 코너로 향하는 선을 따라 연장된다. 제3밸브부재(76)은 그 최대 직경이 밸브부재(72) 및 (74)에 비해 약간 작게 되어 있다.

코일스프링(78)은 밸브부재(72), (74) 및 (76)을 함께 압압하도록 배설되며, 예컨대 엔진이 정지할 때와 같이 매니폴드 압력이 없을 시에는 제1밸브(72)를 밸브시트(70)의 환형 밸브시트면(80)에 밀봉 결합시키게 된다. 밸브시트(70)은 코일스프링(78)과 협력하여 제1밸브부재(72)에 수도 5.08cm 내지 7.62cm의 수압과 동일한 압력을 작용시킬 수 있도록 원통형부재(60)내로 압입(pressfit)된다. 따라서, 엔진이 정지된 경우에는, 제1밸브부재(72)가 밸브시트(70)의 환형 밸브시트면(80)에 밀봉 결합됨으로써 체크 밸브는 폐쇄되게 한다.

전술한 바와 같이, 엔진 실린더 밸브의 개방으로 야기되는 압력파는 일련의 정의 배기 펄스 또는 압력과 부의 배기 펄스 또는 압력을 발생시킨다. 엔진이 시동된 후에, 정 및 부의 배기 압력의 반복 속도는 코일스프링(78)이 배기 압력 파동을 추종할 수 없을 정도로 빠르게 된다. 따라서, 코일스프링(78)은 엔진이 작동되기 전에 밸브부재(72), (74) 및 (76)은 적절히 위치시키는 역할을 한다. 코일스프링은 또한 엔진의 작동 중에 밸브부재(72), (74) 및 (76)의 이동 거리를 제한하는 역할도 한다. 내연기관은 주로 주행, 공전, 감속 및 전력 구동의 4가지 기본방식으로 작동된다. 감속 시에는 대량의 공기를 매니폴드로 유입시켜야 하나, 전력 구동시에는 그보다는 소량의 공기만이 필요하다. 밸브부재(72), (74) 및 (76)의 이동 거리를 제한하고, 매니폴드 부압의 정도에 따른 양을 변화시킴으로써, 스프링(78)은 자동적으로 본 발명의 장치를 엔진 작동 방식에 맞추게 된다.

이제 제6도를 참조하여 보면, 이는 매니폴드 정압력이 발생할 때의 본 장치의 위치를 도시한 것이다. 여기에서 제1밸브부재(72)는 튜브(22)의 중심 통로(50), 결합 장치(52)의 중심 통로(64) 및 밸브격실(62)를 통해 체크 밸브에 연통되는 매니폴드 정압력에 의해 밸브시트(70)에 밀봉 계합된다.

제2밸브부재(74)의 직경은 원통형부재(60)의 직경보다는 작기 때문에, 유체 배기압은 밸브부재(74) 및 원통형부재(60) 사이를 통과하여 제1밸브부재(72)를 향하게 된다. 또한, 제3밸브부재(76)에 슬로트를 형성하였기 때문에, 배기 매니폴드의 유체 정압은 제1밸브부재(72)의 저면에 직접 힘을 가하여, 제1밸브부재(72)를 밸브시트(70)에 밀봉 계합시키게 된다. 따라서, 제3밸브부재(76)은 슬로트가 형성되어 있음으로 해서 제1밸브부재(72)를 제6도에 도시한 폐쇄 위치와 제7도에 도시한 개방 위치 사이에서 이동시킬 수 있게 된다. 제2밸브부재는 예컨대 일리노이주, 브로드뷰의 내쇼날 벨카나이징 화이버 컴패니에서 발매되는 멜라민(Melamine)과 같은 섬유성 물질로 성형할 수도 있다.

배기 가스의 정압력 다음에는 즉시 전술한 바와 같이 부압력이 연속된다, 부압이 발생되면 제1밸브부재(72)상부의 압력은 제1밸브부재 저부의 압력보다 크게 되어 밸브부재(72)를 밸브시트(70)의 환형 밸브시트면(80)으로부터 격설시킨다. 이러한 상태가 발생되면, 체크 밸브가 개방되고, 공기는 밸브시트(70), 밸브부재(72) 및 (74) 주위, 제3밸브부재(76)의 주위 및 제3밸브부재를 직접 통과하여 유입되어, 튜브(22)의 중심 통로(50)을 통해 매니폴드 내로 집입된다. 또한 제7도에서 알 수 있는 바와 같이, 밸브부재(72), (74) 및 (76)은 밸브부재(74)가 스프링(78)에 계합됨으로해서 상호 접촉된 상태를 유지하게 된다.

이러한 현상은 정압에서 부압으로서 전환이 매우 신속하게 발생되고, 배재(76)내의 슬로트(90)이 배기됨으로써 밸브부재들을 서로 당겨 밸브부재(72)를 밸브시트(80)으로부터 이동시키기 때문이다. 따라서, 배기압이 정압 및 부압 사이에서 변동할 대, 제1밸브부재(72)는 환형 밸브시트면(80)에 밀봉 계합되는 위치와 밸브시트(80)으로부터 격설되는 위치 사이에서 신속히 이동된다.

제3밸브부재(76)은 제1밸브부재(72)를 제6도에 도시한 폐쇄 위치와 제7도에 도시한 개방 위치 사이로 이동시키는 역할을 한다. 제7도에서 알 수 있는 바와 같이, 코일스프링(78)은 밸브격실내로 대략 동일하게 연장된 상태를 유지하게 된다. 이는 코일스프링(78)이 매니폴드 압력의 변동에 신속히 반응할 수 없어 엔진의 작동중에 밸브 벽실(62)내로 서서히 연장되기 때문이다.

전술한 결과로 인해서, 밸브를 개폐시키는 제1밸브부재(72)는 작은 거리를 이동함으로써 밸브를 개폐시킬 수 있기 때문에, 배기 매니폴드 내에서의 압력변동에 대해 대단히 예민한 반응을 나타낼 수 있게 된다.

코일스프링은 전술한 바와 같이 본 발명의 장치를 엔진 작동 방식에 자동적으로 일치시킨다. 예컨대, 매니 폴드 내로 다량의 공기가 흡입되는 감속의 경우에는, 매니폴드에 최대 부압이 형성된다. 따라서, 이때에 코일스프링은 최대한으로 압축되어, 밸브시트(80)과 밸브부재(72)사이에 최대의 이동 거리를 제공하게 된다. 이에 의해 보다 많은 양의 공기가 유입되게 된다.

반대로, 엔진의 전력 구동 시에는 매니폴드에 최저부압이 발생된다. 따라서, 코일스프링(78)은 밸브격실(62)내로 최대로 연장되어, 밸브시트(80)과 밸브부재(72)사이의 최대 이동거리를 제한하여, 적은 양의 공기가 유입되게 한다. 따라서, 코일스프링(78) 및 밸브부내(72), (74) 및 (76)은 매우 예민한 밸브 구조를 제공할 뿐만 아니라, 코일스프링은 또한 코일스프링이 구비된 밸브를 엔진의 다양한 작동 상태에 자동적으로 일치되게 하는 역할을 수행한다.

제1밸브부재(72)가 매니폴드의 정압 및 부압에 따라 개폐될 때, 밸브격실(62) 상부에 위치한 탄성원판(36)은 약간씩 진동하여, 소량의 공기를 제2도 및 제3도를 참조로하여 간략히 설명한 바와 같이 밸브가 개방될 때 밸브격실로 유입시킨다. 밸브시트(70)으로 형성되는 공간내에 잔류하는 공기는 매니폴드 정압시에 밸브부재(72)의 상승 이동에 의해 압압되어 슬로트(38)을 통해 탄성 원판(36) 및 카버(26)사이의 공간으로 유입된다. 매니폴드 부압하에서는 원판(36)이 카버(26)에 대해 변형되지 않은 위치로 탄성 귀환되어, 위의 부가적인 공기를 솔로트(38)을 통해 밸브격실(62)로 분출시키게되며, 이때 공기는 링형 밸브시트(70)내로 연장된 배플(40)에 의해 안내된다. 요약하면, 카버(26) 및 기부(30)으로 형성된 하우징의 일부는 밸브가 개방될 때 매니폴드 내로 유입되는 공기를 저장하는 저장기를 형성하며, 하우징의 일부분내에 저장된 공기의 일부는 밸브가 개방될 때마다 개방된 밸브내로 유입된다. 따라서, 탄성 원판(36)은 밸브가 개방될 때 소량의 부가적인 공기를 밸브내로 유입시키는 ＂키커(kicker)＂ 또는 펌프 역할을 한다. 개방된 밸브 내로 유입되는 공기는 하우징내에서 환형 측벽(28) 및 (32) 사이의 환형 통로를 통해 유동하는 공기와, 장착부재(42)의 요홈(44)를 통해 원판(36)의 슬로트(38)내로 유입되는 공기와 즉시 치환된다.

본 발명의 장치의 펌프 또는 ＂키커＂장치의 부가적인 실시예를 제8내지 10도에 도시하였다. 본 부가적인 실시예의 펌프 장치는 전술한 개선된 체크 밸브장치와 함께 사용하는 것이 적합하다. 제8내지 10도에 도시한 ＂키커＂ 또는 펌프 장치는 직경 방향으로 대향된 1조의 반경방향 슬로트(137) 및 (138)을 갖는 탄성 원판(136)을 포함한다. 슬로트(137) 및 (138)은 원판(136)의 연부로부터 그 중심으로 연장된다. 제8도에 도시한 펌프장치도 또한 제2도에 도시한 장착부재(42)와 동일한 방법으로 제작하는 1조의 장착부재(142) 및 (143)을 포함한다. 이를 위해, 장착부재(142) 및 (143)에는 각각 요홈(144) 및 (145)를 마련하며, 또한 코르크로 성형하는 것이 좋다. 원판(136)과 장착부재(142) 및 (143)은 카버(26) 및 기부(30)으로 형성된 하우징 내에 수납되고, 장착부재(142) 및 (143)은 직경방향으로 대향된 상태로 하우징 내에 위치하고, 원판(136)은 장착부재(142) 및 (143)사이에서 상부 카버(26)에 인접한 상태로 하우징을 가로질러 연장된다. 원판(136)의 슬로트(137) 및 (138)은 장착부재(142) 및 (143)의 요홈(144)의 및 (145)에 각각 정렬되어 위치한다. 부가해서, 슬로트(137) 및 (138)은 기부(30)의 환형측벽(32)내에서 요홈(46)으로부터 대략 90°로 편위된 상태로 위치한다. 제9도에서 알 수 있는 바와 같이, 전술한 실시예에서와 마찬가지로 기부의 환형 측벽(32)와 카버(26)의 측벽(28)사이에는 환형 간격(34)가 마련되고, 장착부재(142), (143)과 환형 측벽(32) 사이에는 통로(147) 및 (149)가 마련된다.

본 장치의 작동중에, 특히 원통형부재(60)내에 배치된 체크 밸부가 정 및 부의 매니폴드 압력에 대응하여 개폐될 때, 원판(136)은 진동 이동을 하여 공기를 개방된 밸브내로 유입시킨다. 하우징 내에서의 압력 파동은 탄성원판(136)을 그 중심 부분에서 진동시켜 공기를 개방된 밸브내로 유입시키게 된다. 밸브가 개방될 때 탄성 원판(136)이 밸브를 향하여 아래로 이동함으로써, 하우징내에 있는 공기, 그 중에서도 특히 요홈(144) 및 (145)내에 있던 공기는 원판(136)의 슬로트(137) 및 (138)을 통해 개방된 밸브내로 유입된다. 밸브가 폐쇄되어 원판(136)이 밸브로부터 멀리 격설되면, 상당향의 공기가 하우징 내로 유입되어 매니폴드내로 이미 유입되었던 공기로 치환되어 하우징내에 공기를 충진시킬 수 있는 체적을 마련하게 된다. 다음에 공기는 환형 통로(34), 요홈(46), 통로(147) 및 (149), 장착부재(142) 및 (143)의 요홈(144) 및 (145)를 통해 하우징내로 유입된다. 따라서, 탄성 원판이 진동하게 되면, 밸브가 개방될 대 상당한 양의 공기가 개방된 밸브를 향해 매니폴드내로 유입되게 되고, 밸브가 폐쇄될 때에는 상당량의 공기가 하우징내로 유입되어 하우징을 충진시키게 된다.

Claims (14)

1. 엔진의 배기 매니폴드(12)상에 장착되어 공기를 배기 매니폴드내로 유입시키는 장치에 있어서, 스템 통로를 가지며 배기 매니폴드에 연결되는 스템부분(16) : 상기 스템 부분(16)에 연결되어 상기 스템 통로와 연통되는 밸브격실(62)를 형성하는 벽 부재들 : 상기 스템 부분(16)으로 지지되며 상기 밸브격실(62)내로 연장된 스프링(78), 상기 스프링(78)로부터 격설되어 상기 밸브격실(62)내에 위치된 밸브시트(70), 상기 스프링(78)로 지지되며 밸브 압력에 대해 압압되어, 상기 스템 부분(16)을 통해 매니폴드(12)로부터 상기 밸브장치로 각각 전달되는 정 및 부의 매니폴드 압에 따라 상기 밸브시트(70)에 접촉 및 분리되도록 배설되어, 매니폴드 부압하에서는 이에 반응하여 공기를 매니폴드(12)내로 유입시키고 매니폴드 정압하에서는 이에 반응하여 폐쇄되도록 되어진, 상기 스프링(78)과 상기 밸브(70) 사이에 위치하는 제1밸브부재(72)를 포함하는 밸브장치 : 커버(26) 및 기부(30)으로 형성되며 대기에 대해 통기되고 상기 스템 통로와 연통되는 하우징 : 및 그 일부는 하우징내에 고정되고 그 잔여 부분은 하우징을 가로질러 연장되며 통상은 밸브격실(62)로부터 격설되어 있고, 상기 잔여 부분은 매니폴드 압력 파동에 따라 밸브격실(62) 상부에서 하우징을 가로지르는 통상적으로 탄성 압압되는 위치와 밸브격실(62)를 향해 아래로 굴곡되는 위치 사이에서 굴곡에 의한 진동 운동을 하여, 상기 잔여 부분이 일련의 순간적이고 반복적으로 그 정상 위치로 귀환할시에 상기 밸브장치의 순간적이고 반복적인 개방중에 아래로 굴곡된 잔여 부분과 하우징의 상부 부분 사이에 있는 축압된 공기를 밸브격실(62)내로 유입시켜 매니폴드 부입에 의한 공기 공급에 부가해서 소량의 공기를 신속하게 공급하도록 하는 탄성 원판(36)으로 구성되는 것을 특징으로하는 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 벽 부재들이 중공형 원통형 부재(60)을 포함하고, 상기 밸브시트(70)은 상기 원통형부재(60)내에 꼭맞게 수납되고, 상기 스프링(78)에 면하는 환형 밸브시트면(80)을 포함하는 링형 부재로 구성되고, 상기 제1밸브부재(72)는 상기 환형 밸브시트면(80)에 밀봉 계합되는 직경으로 되어 있으나 상기 원통형부재(60)의 내경 보다는 작은 직경의 원판으로 되어 있는 것을 특징으로하는 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 스프링(78)이 코일스프링으로 되어 있고, 상기 코일스프링의 양쪽 마지막 회전부(86, 88)은 평행한 평면을 구성하고, 이 평행한 면들은 또한 상기 환형 밸브시트면(80)과도 평행하여 상기 제1밸브부재(72)를 상기 환형 밸브시트면(80)에 대해 정확히 위치시키는 것을 특징으로 하는 장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 제1밸브부재(72)를 지지하는 코일스프링(78)의 마지막 회전부(88)을 상기 코일 스프링의 다른 쪽 마지막 회전부(86)의 직경보다 크게 형성하는 것을 특징으로 하는 장치.
5. 제1항에 있어서, 제2밸브부재(74) 및 제3밸브부재(76)을 또한 포함하고, 상기 제2밸브부재(74)는 상기 스프링(78)에 인접 위치하고, 상기 제3밸브부재(76)은 상기 제1 및 제2밸브부재 사이에 위치하고, 상기 제2 및 제3밸브부재는 상기 밸브격실(62)보다는 작은 치수인 것을 특징으로 하는 장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 제3밸브부재(76)이 다수의 개구를 포함하여 상기 제2밸브부재(72)의 상기 밸브시트(70)에 대한 원근 이동을 증진시키는 것을 특징으로하는 장치.
7. 제5항에 있어서, 상기 제1밸브부재(72)가 고형 원판으로 되어 있고 상기 제3밸브부재(76)은 슬로트(90)이 형성된 원판으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
8. 제7항에 있어서, 상기 제3밸브부재(76)의 최대 직경이 상기 밸브격실(62)의 직경보다는 작은 6각형원판으로 구성되고, 상기 제3밸브부재(76)내의 상기 슬로트(90)은 상기 제3밸브부재(76)의 중심으로부터 반경 방향 외측으로 연장되는 것을 특징으로 하는 장치.
9. 제8항에 있어서, 상기 제3밸브부재(76)을 섬유성 시이트 재료로 성형하는 것을 특징으로 하는장치.
10. 제1항에 있어서, 상기 하우징이 환형측벽(32)를 갖는 기부(30)과, 아래로 향한 환형 측벽(28)을 갖는 상부 커버(26)을 포함하고, 상기 카버(26)의 직경은 상기 기부(30)의 직경보다 크게되어 있어, 상기 측벽(28, 32)들 사이에 상기 하우징을 대기와 연통시키는 환형 간격이 마련되는 것을 특징으로 하는 장치.
11. 제10항에 있어서, 상기 밸브장치 상에서 부유되는 탄성 원판(36)은 펌프 장치를 구성하고 상기 탄성 원판(36)은 매니폴드 압력 변화에 따라 상기 밸브장치에 대해 원근 형식으로 왕복운동을 하도록 배치되어 상기 밸브장치가 개발될 때 상기 밸브장치 내로 공기를 압입시키는 것을 특징으로 하는 장치.
12. 제1항에 있어서, 상기 탄성 원판(36)이 상기 밸브장치를 향한 배플(40)을 포함하여 공기를 상기 밸브장치내로 향하게 하는 것을 특징으로 하는 장치.
13. 제1항에 있어서, 상기 탄성 원판(36)을 장착시키는 장착부재(42)를 또한 포함하고, 상기 탄성 원판(36)은 그 주연부에서부터 상기 배플(40)으로 향한 슬로트(38)을 포함하고, 상기 장착부재(42)는 상기 원판(36)의 슬로트(38)과 정렬된 요홈(44)를 포함하고, 상기 요홈(44) 및 상기 원판 슬로트(38)은 상호 협력하여 공기를 상기 배플(40)으로 향하게하여 상기 밸브장치로 내로 유입시키는 것을 특징으로하는 장치.
14. 제13항에 있어서, 상기 하우징이 또한 상기 벽 부재들을 부분적으로 감싸는 기부(30)을 포함하고, 상기 탄성 원판(36)은 원형으로 되어 있으며, 상기 배플(40)은 상기 탄성 원판(36)의 중심에 위치하고, 상기 장착부채(42)는 상기 탄성 원판(36)을 그 주연부에서 상기 하우징 기부(30)의 주연부에 장착시키도록 위치하여, 상기 배플(40)이 정렬되어지는 상태로 상기 탄성 원판(36)을 상기 밸브장치 상부로 부유시키는 것을 특징으로 하는 장치.

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