KR950009261B1 - 흡기 포오트 장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

흡기 포오트 장치

제1도는 본 발명에 따른 흡기 포오트 장치의 흡기 포오트를 도시하는 설명도.

제2도는 본 발명에 따른 흡기 포오트 장치의 흡기 포오트를 도시하는 설명도.

제3a도 내지 제3c도는 본 발명에 따른 흡기 포오트 장치의 흡기 포오트의 형상을 도시하는 측면도, 평면도 및 사시도.

제4도는 제3b도의 A-A, B-B, C-C, J-D, K-E, L-F, M-G, N-H, ø-I 각각의 단면 형상도.

제5도 내지 제7도는 본 발명의 제1실시예를 도시하는 설명도.

제8도 및 제9도는 본 발명의 제2실시예를 도시하는 설명도.

제10a도 및 제10b도는 본 발명의 제3실시예를 도시하는 설명도.

제11도는 제1실시예와 제2실시예의 변형예를 도시하는 설명도.

제12도 및 제13도는 제1실시예의 다른 개폐 기구를 도시하는 본 발명의 제4실시예를 도시하는 설명도.

제14도 내지 제16도는 제1실시예의 다른 개폐 기구를 표시하는 본 발명의 제5실시예를 도시하는 설명도.

제17도 내지 제19도는 제1실시예의 다른 개폐 기구를 도시하는 본 발명의 제6실시예를 표시하는 설명도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

3 : 실린더 헤드 7 : 흡기 밸브

9 : 흡기 포오트 11 : 흡기 매니폴드

13 : 스트레이트부 15 : 소용돌이부

15a : 소용돌이실 15b : 직선부

17 : 밸브 21a, 21b : 샤프트

25 : 레버 27 : 진공 모터

본 발명은 특수형상의 흡기 포오트와 개폐 밸브를 조합시켜서, 부하에 따라서 연소실내에 도입되는 흡기의 방향을 변경시킬 수 있도록 한 내연기관의 흡기 포오트 장치에 관한 것이다.

내연기관의 연소실내에 흡입되는 공기는 연료와의 혼합이 촉진되도록, 적절한 회수의 선회류(swirl)로 하는 것이 바람직하다. 이 선회류는 일반적으로 소용돌이 형상으로 형성된 흡기 포오트에서 흡입 공기에 지향성을 부여하므로서 얻어지고 있다. 그러나, 기관의 저부하시에는, 선회류의 생성에 의해 연료와의 혼합이 촉진되어, 연소 효율이 향상하나, 충분한 공기의 흡입을 필요로 하는 고부하시에는 소용돌이 형상으로 형성된 흡기 포오트의 형상에 따라 흡기 저항이 크게 되고, 충전 효율이 저하한다는 단점이 생긴다. 거기서, 종래부터, 소용돌이 형상으로 형성된 흡기 포오트와는 별도로 직선형상으로 형성된 별도의 포오트를 설치하여, 거기에 개폐 밸브를 설치하여 선회류가 필요한 저부하시에는 밸브를 폐쇄하여 소용돌이 형상으로 형성된 흡기 포오트만으로 흐르게 하여 선회류를 형성하고, 충분한 공기의 흡입을 필요로 하는 고부하시에는 밸브를 개방하여 직선 형상으로 형상된 별도의 포오트로부터 유입되어 공기량을 확보하고 있다. 또 직선형상으로 형성된 포오트를 별도로 설치하지 않고 한개의 포오트내를 간막이 벽에 의해 소용돌이 형상으로 형성한 통로부분과 직선 형상으로 형성된 통로부분과는 각각 경계되어, 그 직선 통로부분에 개폐 밸브를 설치하여 상기와 같은 제어를 하고 있는 것도 있다.

상기 종래 기술의 설명에 있어서, 별도의 포오트를 설치한 구조에서는 실린더 헤드에 2개의 흡기 포오트를 형성하지 않으면 않되고, 또, 간막이 벽을 설치하는 구조에서는 좁은 포오트내에 간막이 벽을 형성하지 않으면 않되고, 흡기 포오트 전체 구조가 복잡하게 되어 제작이 어렵고, 제작시간, 비용면에서 바람직하지 못하다.

본 발명은 상기 종래의 기술 상황을 감안하여 이루어진 것으로, 흡기 포오트에는 간막이벽 등을 설치하지 않고, 그 형상을 특수한 것으로 함과 동시에, 흡기 포오트의 입구측에 밸브를 설치해, 이 밸브의 조정에 의해 부하에 따른량, 형상의 공기류가 얻어지도록 하고, 그래서 흡기 포오트의 제작의 용이화, 비용의 저렴화 및 고부하시의 성능 향상을 도모하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상기 단점을 개선하기 위해서 제안된 것으로, 내연기관의 연소실에 흡기를 유입하는 흡기 포오트의 흡기 유입 방향을 거쳐 단면 상반부를 형성하는 스트레이트부, 상기 단면 하반부를 형성함과 동시에 흡기 밸브를 감싸는 소용돌이실을 갖는 소용돌이부, 상기 흡기 포오트의 입구 근처에 배치되어서 실질적으로 상반부만을 개폐 작동하는 밸브, 상기 밸브를 부하에 따라서 개폐 제어하는 개폐 기구를 구비한 것을 특징으로 하는 흡기 포오트 장치를 요지로 하는 것이다.

본 발명에 의하면 흡기 포오트를 스트레이트부와 소용돌이부가 일체로 형성된 구조로 함과 동시에 흡기포오트의 입구측 상부에 밸브를 설치해, 이 밸브의 조정에 의해 저부하시에는 흡기 포오트의 소용돌이부에의 유입을 많게 하여 연소실내에 유입하는 흡기에 선회류를 부여하고 고부하시에는 스트레이트부와 소용돌이부에 의해 연소실내에 유입하는 흡기의 유량을 확보한다.

이하 본 발명에 따른 흡기 포오트 장치에 제1실시예를 도면에 따라 상세히 설명한다.

제1도 및 제2도에 도시되어 있는 바와같이 1은 실린더 블록, 2는 실린더 블록(1)내에서 왕복운동하는 피스톤, 3은 실린더 블록(1) 위에 고정된 실린더 헤드, 5는 피스톤(2)과 실린더 헤드(3)와의 사이에 형성된 연소실, 7은 흡기 밸브, 9는 흡기 포오트, 11은 흡기 포오트에 고착된 흡기 매니폴드이다. 또한, 연소실(5)내에는 도시하지 않은 점화전이 배치됨과 동시에 흡기 매니폴드(11)의 상류측에는 흡기 공기량을 제어하는 도시하지 않은 트로틀 밸브가 배치된다. 제3a도 내지 제3c도 및 제4a도 내지 제4i도에 흡기 포오트(9)의 형상을 도해적으로 도시하고 있다. 흡기 포오트(9)는 제3a도 내지 제3c도에 도시하는 거와같이 그 흡기의 흐름에 따르는 단면 상반부에 위치되는 스트레이트부(13)와 단면 하반부에 위치되는 소용돌이부(15)에 의해 이중으로 구성되고 또한 일체로 형성되어져 있다. 스트레이트부(13)는 제3b도에 유로 중심선 a으로 표시되는 바와같이 실린더 헤드(3)의 측면에서 연소실(5)로 향해서 경사짐과 동시에 만곡 형상으로 형성되어, 흡기가 연소실(5)로 위쪽에서 강한 와류를 수반하는 일없이 거의 직접 유입하도록 형성되어져 있다. 또한 소용돌이부(15)는 제3b도에 유로 중심선(b)으로 표시되어 있는 바와같이 흡기 밸브(7)의 둘레에 형성된 소용돌이실(15a)과 상기 소용돌이실(15a)에 접선모양으로 접속된 직선부(15b)로 형성되고, 상기 직선부(15b)로부터 소용돌이실(15a)에 대해서 접선 방향에서 유입함으로써 흡기가 흡입밸브(7)의 주위에서 강한 와류를 일으킨 상태에서 연소실(5)로 선회류로 되어서 유입하도록 형성되어져 있다.

더우기, 흡기 포오트(9)의 단면 형상을 제4a도 내지 제4i도에 따라 제3a도 내지 제3c도와 축(Z), 흡기 밸브(7)의 중심축, 면(Q) 실린더 헤드(3)의 하면을 기준으로하여 설명하면, 입구 부분의 단면 형상은 제4a도에서 한 예로서, 거의 30㎜×30㎜의 사각형 단면으로 성형되고, 스트레이트부(13)와 소용돌이부(15)의 직선부(15b)가 그 단면 상반부와 하반부에 배치되어, 그 하류의 부분도 제4b도 내지 제4(i)도에 도시되는 바와같이 스트레이트부(13)와 소용돌이부(15)의 소용돌이실(15a)과 직선부(15b)가 각각 상반부와 하반부로 형성되고, 흡기 밸브(7)의 근처 부분에서 합류하도록 구성되어 있다.

다음에 상기 흡기 포오트(9)에로의 흡기의 유입을 제어하는 밸브 및 밸브의 개폐 기구에 대해서 제5도 내지 제7도를 기초로 하여 설명한다. 밸브(17)는 흡기 포오트(9)에 연통하도록 실린더 헤드(3)에 설치된 흡기 폴드(11)의 하류단부 근처에 흡기 매니폴드 통로(20) 및 흡기 포오트(9)를 개폐가능하게 배치하고 상기 밸브(17)는 전폐시에 있어서 흡기 포오트(9)의 실질적으로 상반부만을 폐쇄하여, 하반부에 간극(19)이 생기는 모양을 하고 있다. 간극(19)의 높이(ℓ)는 예컨대 5 내지 15㎜정도 혹은 흡기 매니폴드 통로(20) 또는 흡기 포오트(9)의 높이의 1/2 내지 1/6쯤으로 하는 것이 바람직하고, 이 값은 저부하시 특히 아이들시에 실험적으로 연소 효율이 개선되는 결과가 얻어진 스월비 5 부근으로 되도록 설정된다. 여기에서 "스월비"란 실린더 실내에 있어서 1흡기 행정당의 흡기의 선회 회전수를 말한다. 밸브(17)의 개폐 기구는 아래에 설명하는 바와같이 샤프트(21a, 21b), 레버(25), 진공 모터(27)에 의해 형성되어져 있으며, 샤프트(21a, 21b)는 각각 복수개(제6도에 있어서는 4)의 연소실의 각각의 흡기 포오트(9)에 연통하는 흡기 매니폴드 통로(20)를 갖는 흡기 매니폴드(11)의 인접하는 2개의 흡기 매니폴드 통로(20)내에 배치된 밸브(17)의 상단부에 고착되어, 흡기 매니폴드(11)를 관통하여 지지되어져 있다. 이들 샤프트(21a, 21b)는 흡기 매니폴드(11)의 중앙부에서 연결부재(23)에 의해, 연결되어짐과 동시에, 샤프트(21a)의 단부에는 레버(25)가 설치되어져 있다. 또다시 샤프트(21a, 21b)와 밸브(17)와의 결합부분은 흡기 매니폴드(11)의 하류측 단면에 형성된 오목 형상부(22)내에 위치되어 있다. 27은 진공 모터로, 상기 레버(25)에 연결하는 출력 로드(28)가 설치되어진 다이어프램(29)에 의해 2실(31, 33)로 분리되고, 한쪽의 실(31)에는 인장력을 갖는 복귀 스프링(35)이 배치되어서 진공 모터(27)의 하면과 다이어프램(29)을 연결하고, 다른쪽의 실(33)은 흡기 매니폴드 통로(20)와 연통되어져 있으며, 흡기 매니폴드 부압이 작용하도록 구성되어 있다. 복귀 스프링(35)의 인장 작동력은 도시하지 않은 트로틀 밸브의 개폐에 의해 발생하고 있는 흡기 매니폴드 부압이, -100mmHg 내지 -200mmHg 정도로 작동하여 밸브(17)를 전개방 상태로 하는 것이 바람직하고, 고부하시 주행에서 흡기 매니폴드 부압이 작아지면, 복귀 스프링(35)의 스프링력에 의해 개방 작동된다.

제6도에는 밸브(17)의 전개방, 전폐쇄 영역을 표시하는 특성이 도시되어, 전폐쇄와 전개방과의 사이에는 그 사이의 변화 기간을 나타내는 변화역이 도시되어 있다.

다음에 상기 구성에 의한 작동을 설명한다.

기관이 저부하로 운전시에는 흡기 매니폴드 부하가 높고, 이 흡기 매니폴드 부압이 진공 모터(27)의 실(33)로 공급되어서 복귀 스프링(35)의 인장력에 대항하여 다이어프램(29)이 위쪽으로 이동되어, 그와함께 출력 로드(28)가 이동하여 레버(25)를 거쳐서 밸브(17)가 제5도에 도시하는 거와같이 폐쇄 상태로 유지된다. 이에따라, 연소실(5)내에 도입되는 흡기는, 밸브(17)의 하부의 간극(19)을 통해서 흡기 포오트(9)의 하반부에 따라 흘러, 흡기 포오트(9)의 하부에 형성된 소용돌이부(15)에 의해 연소실내에 선회류가 발생한다. 이때의 선회류의 스월비는 거의 5로 설정된다.

또한, 기관이 고부하로 운전되어, 흡기 매니폴드 부압이 낮아져, -100mmHg 내지 -200mmHg의 설정된 임의의 값보다 흡기 매니폴드 부압이 낮아지면, 복귀 스프링(35)의 압축력이 흡기 매니폴드 부압보다 커져, 다이어프램(29)이 하방으로 이동되어 그와 동시에 출력 로드(28)가 이동하여 레버(25)를 거쳐서 밸브(17)가 개방 작동을 시작하고, 흡기 매니폴드 부압의 변화에 따라서 밸브(17)는, 전개방으로 변화하여 전개방 상태로 된다.

이에따라, 연소실(5)내에 도입되는 흡기는, 흡기 포오트(9)의 상부의 스트레이트부(13) 및 하부의 소용돌이부(15)에 따라서 흘러, 흡기 저항이 적어지기 때문에 연소실 내에 충분한 유입 공기량이 공급됨과 동시에 스월비가 저감한다.

다음에 상기 제1실시예의 효과를 설명한다.

이상, 실시예에 따라 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 흡기 포오트 장치에 의하면, 흡기포오트(9)를 스트레이트부(13)와 소용돌이부(15)로 형성되는 일체의 2중 구조로 함과 동시에 흡기 포오트의 입구부에 기관의 부하에 따라서 개폐되는 밸브(17)를 설치하여 구성되므로, 저부하시에는 밸브(17)를 전폐쇄로 함으로써 연소실내에 도입되는 흡기는 밸브(17)의 아래쪽의 간극(19)을 통해 흡기 포오트(9)의 하부를 흘러, 흡기 포오트(9)의 하부의 소용돌이부(15)에 의해 선회류로 되기 때문에 연료와의 혼합이 촉진되어, 연소 효율이 향상하고, 연료비의 향상 및 연소 악화를 초래하는 경향이 있는 EGR 도입시, 또는 인 연소시의 연소의 안정화가 도모된다. 또한, 밸브(17)의 전개방시에는, 종래의 스트레이트 포오트마다의 체적 효율의 확보가 가능해져, 종래의 헬리컬포오트와 같은 체적 효율의 저하에 따른 전개방 출력 성능 저항 등의 결점을 보완하는 것이 가능해지는 효과를 갖는다.

다음으로, 제2실시예를 제8도 및 제9도를 기초로 설명한다.

제1실시예와 동일 부품에는 동일번호를 붙혀 설명을 생략한다. 41은 밸브로, 흡기 매니폴드(40)의 하류단부 근처에 흡기 매니폴드 통로(20) 및 흡기 포오트(9)를 개폐 가능하도록 배치되고, 상기 밸브(17)는 전폐쇄시에 있어서 흡기 포오트(9)의 실질적으로 상반부만을 폐쇄하여, 폐쇄시에는 하부에 간극(43)이 생긴 형상을 갖고 있다. 이 간극(43)은 제1실시예와 동등하게 5 내지 15㎜ 정도 혹은 흡기 매니폴드 통로(20)의 높이의 1/2 내지 1/6정도로 하는 것이 바람직하다.

밸브(17)의 개폐 기구는 제1실시예와 같이 아래에 설명하는 샤프트(45a, 45b), 레버(49), 진공 모터(27)에 의해 형성되고 있다. 45a, 45b는 각각 새프트이며, 제1실시예와 같이 복수개(제9도에 있어서 4)의 연소실 각각의 흡기 포오트(9)에 연통하는 흡기 매니폴드 통로(20)를 갖는 흡기 매니폴드(40)의 인접하는 2개의 흡기 매니폴드 통로(20)내에 배치된 밸브(41)의 상하 방향의 거의 중앙부에 고착되어, 흡기 매니폴드(40)를 관통하여 지지되어 있다. 이들 샤프트(45a, 45b)는 흡기 매니폴드(40)의 중앙부에서 연결부재(47)에 의해 연결됨과 동시에 샤프트(45)의 단부에는 레버(49)가 설치되어져 있다. 레버(49)에는 진공 모터(27)의 출력 로드(28)가 설치되어져 있다.

상기 구성에 의해 제2실시예는 상기 제1실시예와 동일한 작동 및 작용 효과를 갖는다. 또한, 밸브(41)를 지지하는 샤프트(45a, 45b)가 흡기 매니폴드 통로(20)내를 관통하는 구조이기 때문에, 제1실시예와 같이 샤프트(21a, 21b)가 배치되는 위치에 오목 형상부(22)를 설치할 필요가 없고, 흡기 매니폴드의 가공이 용이하며 간단히 제조되는 효과를 갖고 있다.

다음에, 제3실시예를 제10a도 및 제10b도를 기초로 설명한다. 제1실시예와 동일 부품에는 동일번호를 붙여서 설명을 생략한다. 51은 밸브이며, 실린더 헤드(3)에 설치되는 흡기 매니폴드(53)의 흡기 매니폴드 통로(20)내에 수직 방향으로 슬라이드되도록 설치되어져 있다. 51'는 밸브(51)의 개폐를 제어하는 개폐 기구로, 아래에 설명한다. (55)는 다이어프램이며, 밸브(51)의 상부가 접속됨과 동시에, 케이스(57)를 구분하고 있다. 59는 인장력을 갖는 스프링으로, 다이어프램(55)과 케이스(57)의 상면을 연결하고 있다.

61은 케이스(57)의 상면에 형성된 연통 구멍으로 다이어프램(55) 상측실을 대기로 개방하고 있다. 63은 안내홈으로 흡기 매니폴드 통로(20)내에 수직 방향으로 형성되고, 밸브(51)가 상하방향으로 미끄러짐과 동시에 밸브(51)와 안내홈(63)과의 간극(64)에 의해 흡기 매니폴드 통로(20)와 다이어프램(55) 하층실을 연통하고 있다. (65)는 스토퍼로, 안내홈의 하단에 형성되어, 밸브(51)의 미끄럼 하단 위치를 규제한다.

밸브(51)가 하단까지 내려간 전폐쇄 상태에 있어서, 밸브(51)의 하부에는 흡기 포오트(9)의 하반부와 연통하는 간극(67)이 생겨, 이 간극(67)의 크기는 제1실시예와 동등하게 5 내지 15㎜ 정도 혹은 흡기 매니폴드 통로(20)의 높이의 1/2 내지 1/6 정도로 하는 것이 바람직하다.

상기 제3실시예의 구조에 의하면, 저부하시는 흡기 매니폴드(53)내는 부압이 커져, 즉 다이어프램(57) 하측의 부압이 커져, 다이어프램(55)은 스프링(59)의 인장력에 대항해서 끌어내려지고, 밸브(51)는 닫히고, 연소실내 선회류가 발생하고, 또한 고부하시에는, 흡기 매니폴드(53)내는 대기압에 가까워져, 스프링(59)의 스프링력으로 밸브(51)는 상방으로 끌어올려져서, 밸브(51)가 전개방으로 되어, 선회류가 억제된다.

이상 제1실시예, 제2실시예, 제3실시예에 있어서 설명한 밸브 구조에 있어서, 제1실시예의 밸브(17) 및 제2실시예의 밸브(41)는 흡기 매니폴드의 하류 단부가 아니고, 제11a도 및 제11b도에 도시하는 것과같이 실린더 헤드(3)측에 설치하여도 각 실시예와 같은 작용 효과를 갖는다.

이하에 밸브의 개폐기구의 변형예를 설명한다.

먼저, 제1실시예의 밸브(17)의 개폐 기구를 형성하는 진공 모터(27)의 변형예를 제4실시예로서 제12도 및 제13도를 기초로 설명한다. 진공 모터(27)로의 흡기 매니폴드 부압의 공급이 기관의 회전수 및 부하에 의해 제어되는 것이 다를뿐이며 그외는 동일하며, 동일 부품에는 동일번호를 붙여서 설명을 생략한다. 71는 솔레노이드 밸브이며, 흡기 매니폴드 통로(20)와 연통되는 포오트(73)와, 대기 개방되는 포오트(75)와, 진공 모터(27)의 실(33)로 연통하는 포오트(77)를 구비하고, 컴퓨터(79)에서의 신호에 의해 포오트(73)와 포오트(77)와의 연통(제12도중 화살표 P로 표시함)과 포오트(73)와 포오트(75)와의 연통(제12도중 화살표 Q로 표시함)을 바꾸는 삼방 솔레노이드 밸브다. 컴퓨터(79)에는, 기관의 부하 센서 즉 트로를 개방도 센서(81)에서의 신호 및 기관의 회전수 센서(82)에서의 신호가 입력되어서, 그 신호에 따라서 솔레노이드 밸브(71)로 작동신호를 출력한다.

컴퓨터(79)는 예컨대 제13도에 도시하는 특성에 의해 밸브(17)의 전개방, 전폐쇄를 제어하여, 저부하, 저회전역만이 전폐쇄로 하고, 고회전역에서는 전개방으로 한다. 이경우 고회전, 저부하역은 연소에 큰 영향을 주지 않기 때문에 특히 흡기에 강한 스월을 부여할 필요가 없기 때문에 고회전수역을 전개방으로 하는 제어를 행하고 있다. 진공 모터(27)의 복귀 스프링(35)은 제13도에 도시되는 특성도의 전폐쇄 영역에 있어서 흡기 매니폴드 부압에서 다이어프램(29)이 반드시 이동되어져 전폐쇄로 되는 스프링으로 설정된다.

다음에 작동에 대해서 설명한다.

컴퓨터(79)로부터 솔레노이드 밸브(71)로 작동 신호가 입력되면, 포오트(73)와 포오트(77)가 연통되어서 진공 모터(27)의 실(33)에 흡기 매니폴드 부압이 공급되어서, 복귀 스프링(35)의 스프링력에 대항해서 다이어프램(29)이 이동되어져 밸브(17)가 전폐쇄 상태로 유지된다. 또한, 기관의 운전이 제13도의 특성도의 전개방 영역에 있을때는 컴퓨터(79)에서 솔레노이드 밸브(71)로의 작동 신호가 오프로 되어지면, 진공 모터(27)의 실(33)은 대기 개방되어져 복귀 스프링(35)에 의해 밸브(17)는 전개방된다. 이상과 같이 밸브(17)가 기관의 부하와 회전수에 따라서 전개방과 전폐쇄와의 한쪽만이 택일적으로 제어된다.

제4실시예에 의하면, 밸브(17)의 개폐가 기관의 부하와 회전수에 의해서 제어되기 때문에, 부하만에 의해 제어되는 제1실시예 보다도 기관의 운전 상태에 따른 적절한 흡기 스월로 제어되어 연료비, 출력 성능이 향상하는 효과를 갖는다.

또한, 회전수와 부하 신호로부터 기관의 아이들시를 판단하고, 아이들시만이 밸브(17)를 전폐쇄하도록 제어하면, 이 경우에는 아이들 연료비의 개선이 이루어지는 효과를 갖는다.

이상의 개폐기구는 제2실시예의 밸브(41)에 대해서도 똑같이 적용되어 동일한 효과가 얻어진다. 다음에, 제1실시예의 밸브(17)의 개폐 기구를 형성하는 진공 모터(27) 대신에 스텝 모터(91)에 의해 밸브(17)가 연속적으로 개폐 제어되는 제5실시예를 제14도 및 제15도를 기초로 설명한다. 제1실시예와 동일 부품에는 동일번호를 붙여서 설명을 생략한다. 스텝 모터(91)의 출력축(93)은 레버(25)에 연결하여, 출력축(93)의 돌출량이 컴퓨터(95)에 의해 제어된다. 컴퓨터(95)에는 수온 센서(97)에서의 신호, 트로틀 개방도 센서(81)에서의 신호, 기관 회전수 센서(82)에서의 신호가 입력되어, 이것을 원래의 스텝 모터(91)로 출력한다. 예컨대, 아이들시에는 밸브(17)를 전폐쇄로 하여, 40㎞/h 주행시에는 45°개방, 전부하시에는 전개방으로 하는 것과 같은 것이다.

제15도는, 실험적으로 얻어진 어떤 흡기 포오트(9)에 의한 연소실(5)로의 흡기 상태를 도시하는 것으로, 밸브(17)의 전개방 위치로부터 폐쇄 방향으로 θ°로 닫은때의 평균 스월비, 평균 유량 계수, 밸브 10㎜ 리프트시의 유량(ℓ/S)을 표시하고 있으며, 예컨대 θ°가 0° 내지 60°변화하면 평균 스월비는 거의 1 내지 3.5 변화한다. 따라서, 컴퓨터(95)에 의해 기관의 운전 상태를 판단하여, 상기 컴퓨터(95)가 상기 제15도에 도시하는 데이터를 기초로 기관에 가장 알맞는 흡기 상태가 얻어지는 밸브(17)의 개방도 θ°가 되도록 스텝 모터(91)에 작동 신호를 출력함으로써 기관의 운전에 가장 알맞는 흡기 상태가 얻어지는 제어가 행해진다. 따라서, 밸브(17)의 전개방, 전폐쇄의 어떠한 위치가 택일적으로 결정되는 제어 보다도 기관의 운전 상태에 알맞는 밸브의 개폐 제어가 연속적으로 행하여지기 때문에 연소비 향상, 출력 성능 향상이 효과적으로 얻어지는 효과를 갖는다.

또한, 제5실시예의 구조를 제2실시예와 제3실시예의 밸브에도 적용하면, 동일한 효과를 얻을 수 있으며 제15도에는 제3실시예의 밸브(51)의 작동에 적용한 경우의 , 밸브(51)의 변위량에 대한 평균 스월비, 평균 유량계수, 밸브 10㎜ 리프트시의 유량(ℓ/S)과의 관계가 표시되고, 기관의 운전 상태에 따라 가장 알맞는 밸브(51)의 개방도량을 연속적으로 제어할 수가 있다.

다음으로 제1실시예의 밸브(17)의 개폐 기구의 다른 제6실시예를 제17도 내지 제19도에 따라 설명한다. 제1실시예와 동일 부품에는 동일번호를 붙여서 설명을 생략한다. 111은 스프링으로, 일단이 실린더 헤드(3)에 고착된 지지부재(113)에 지지되고, 타단이 레버(25)에 설치되어서, 레버(25)를 끌어당겨서 배치된다. 115는 스토퍼로, 흡기 매니폴드에 고착된 부재로 레버(25)가 맞닿아 밸브(17)를 전폐쇄 상태로 위치 결정을 한다. 상기 스프링(111)의 스프링력은, 제19도에 도시하는 특성으로 되도록 설정한다. 즉, 아이들 운전시에 전폐쇄로 되도록 셋트하여, 1000r.p.m 전부하시의 흡기 유량에 의해 전개방으로 되는 강도로 설정된다.

이하 작동을 설명한다.

기관의 아이들 운전시에는 밸브(17)는 스프링(111)의 스프링력에 의해 인장됨과 동시에 스토퍼(115)에 맞닿아 전폐쇄 위치를 유지하고 있다. 그래서, 기관의 회전수 및 부하의 상승에 의해 흡기 유량이 증대하여, 흡기류에 의한 밸브(17)의 누르는 압력이 상승하여 흡기 유량에 따라서 밸브(17)가 개방 작동되어서, 제19도에 도시하는 경계 특성의 선 즉 100r.p.m 전부하시의 흡기 유량 특성에 의해 결정되는 선에 달하면 전개방 상태로 된다.

따라서, 기관의 흡기 유량에 의한 밸브(17)의 밀어붙이는 힘으로 전폐쇄에서 전개방까지 자동적으로 또한 연속적으로 변화시킬 수가 있어, 스프링(111)의 스프링력을 임의로 설정할뿐 전개방 상태를 임의로 설정할 수 있어 제1실시예와 동일한 효과를 갖는다.

본 발명에 의하면, 흡기 포오트를 스트레이트브와 소용돌이부가 일체로 형성된 구조로함과 동시에, 흡기 포오트의 입구측 상부에 밸브를 설치하고, 이 밸브의 개폐를 조정함으로써 저부하시에는 흡기 포오트의 소용돌이부로의 유입을 많게하여 연소실내에 유입하는 흡기에 스월을 부여하고 연소 효율을 향상하며, 고부하시에는 스트레이트부와 소용돌이부에 의해 연소실내에 유입하는 흡기유량을 확보하여, 선능 저하를 보완하는 효과를 갖는다.

더우기, 흡기 포오트에는 간막이 벽을 설치하지 않고, 그 모양을 특수한 것으로 하여, 일체로 성형됨으로써 흡기 포오트의 제작의 용이화, 코스트의 저렴화가 이루어지는 효과를 갖는다.

Claims (1)

1. 피스톤과 실린더 블럭 상면에 고정된 실린더 헤드 사이에 연소실(5)을 형성하고, 상기 실린더 헤드의 연소실을 형성하는 하면에 설치된 흡기 밸브 시트를 거쳐 연소실내에 흡기가 유입되는 내연기관에 있어서, 상기 실린더 헤드에는 실린더 헤드 측면으로부터 상기 밸브 시트의 중심을 향해 연장하는 흡기 포오트(9)가 설치되고, 상기 흡기 포오트는 흡기 유선에 따라 동시에 실린더 헤드의 상하 방향 단면에 있어서 상반부를 이루는 스트레이트부(13)와, 하반부를 이루는 소용돌이부(15)로 구성되며, 상기 소용돌이부는 직선부(15b)와 소용돌이실(15a)로부터 형성되며, 상기 소용돌이실은 상기 흡기 밸브 시트 근방 위치의 상기 직선부의 외주에 돌출하고, 또한 상기 직선부는 실린더 헤드 하면측에 상기 흡기 밸브 시트를 거쳐 상기 연소실에 연통하여 형성되고, 더우기 상기 스트레이트부만을 실질적으로 개폐하는 밸브(17)를 설치하여, 내연기관의 저부하시에 상기 밸브를 완전 폐쇄 상태로 상기 소용돌이부로 흡기를 유도하도록 제어하는 개폐기구인 진공모터(27)를 구비하는 것을 특징으로 하는 흡기 포오트 장치.

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