KR101511114B1 - 내연기관 흡기 유속 증가장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 내연기관 흡기 유속을 증가시켜 흡기 효율을 높여 주는 장치이며, 결과적으로 내연기관의 연소효율을 증대하여 출력 향상을 얻을 수 있고, 내연기관의 수명 연장과 매연을 저감시키는 효과를 가진다.
Description
본 발명은 내연기관 흡기 유속을 증가 시켜주는 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 입력되는 공기의 유속을 증가시켜 내연기관에 공급함으로써, 단위 시간당 공기 공급량을 증가 시키며, 증가된 유속에 의하여 공기와 연료의 혼합상태를 빠르고 균일하게 만들어 완전 연소를 유도하며, 이에 따른 연비개선과 출력 향상을 얻을 수 있는 장치에 관한 것이다.
잘 알려진 바와 같이, 내연기관의 흡기 효율을 개선하기 위하여 여러 가지 기술들이 적용되어 왔다.
예를 들면, 와류원리를 적용한 제품, 내연기관의 흡기 시스템의 흡입 관통홀을 확장 가공한 제품, 내연기관의 배기 시스템의 배기관 직경을 변경한 제품 등등이 존재하여 왔으나, 대부분 제품들은 내연기관의 특정한 회전속도 영역에서만 성능을 발휘하는 제한된 기능을 나타내었다.
본 발명에 앞서 와류발생 원리를 적용하면서 기존 와류발생 장치의 단점을 극복하고자, 본 출원인에 의해 기 출원된 하기 특허문허들 중, 특허문헌 1의 내연기관 흡기 효율 개선장치(한국등록특허 제10-0981345호)는, 내연기관의 중속 및 저속 회전영역에서 좋은 성능을 나타내었지만, 내연기관의 고속 회전영역에서 성능향상은 있었으나 상대적으로 크지 못한 한계를 가지고 있었다.
상기 기술한 내용과 같이 내연기관의 흡기 효율을 개선시키는 기존 제품들이 성능상 한계를 가지고 있는 원인은, 내연기관의 회전속도가 증가함에 따라 내연기관의 흡기 효율도 같이 증가하며, 이에 따른 흡기 효율을 개선시키는 기존 제품들의 역할이 상대적으로 줄어 들기 때문이다.
즉, 내연기관의 회전 속도가 낮으면 흡기 효율도 낮아지고, 낮아진 흡기 효율에 대하여 기존 제품들이 흡기 효율을 개선시킬 수 있는 여지가 발생하며, 내연기관의 회전 속도가 높아지면 흡기 효율도 높아지게 되며, 높아진 흡기 효율 만큼 기존 제품들의 흡기 효율 개선 능력이 떨어지게 되는 것이다.
이와 같이, 기존 제품은 내연기관의 회전 속도에 따라 흡기 효율을 개선시키는 성능도 반비례적으로 변화되거나, 일부 제품은 내연기관의 회전 속도가 일정 수준 이상 높아지면 오히려 성능을 저하 시키는 결과를 초래하였다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하고자 안출된 것으로서, 그 목적은 내연기관의 흡기 유속 자체를 증가시키는 기술을 적용하여 기존 흡기 효율 개선 제품의 한계를 극복하면서, 내연기관 전 회전속도 영역에서 일정 수준 이상의 흡기 효율 개선을 통하여, 연비개선과 출력 향상을 얻을 수 있는 내연기관 흡기 유속 증가장치를 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 관점에 따르는 내연기관 의 흡기 유속 증가장치는 상기 내연기관의 흡기 시스템의 흡기 다기관과 상기 흡기 다기관에 의해 유도된 공기가 들어가는 복수의 입구를 가지는 실린더 헤드의 사이에 장착되는 고정플레이트와, 상기 고정플레이트의 면과 동일 평면을 이루면서, 내연기관 흡기 시스템의 흡입 공기가 들어가는 실린더 헤드의 입구와 동일하거나 약간 더 크고, 동일한 개수와 동일한 위치인 고정플레이트 내의 관통홀과, 상기 고정플레이트의 면과 동일 평면을 이루면서, 상기 관통홀 내주면의 대각선 방향으로 설치되는 지지대와, 상기 지지대와 일체형이거나 별도로 제작되어 상기 지지대의 가운데를 기준으로 좌우측 중 어느 한쪽 아래쪽으로 치우치거나 양쪽에 치우쳐서 상기 지지대 면과 일정 각도로 경사지도록 설치되는 하나 또는 한 쌍의 흡기 유속 증가부재를 포함하며, 상기 지지대 양쪽에 치우친 한 쌍의 흡기 유속 증가 부재는 서로 마주보고 동일한 각도를 이루도록 형성될 수 있다.
지지대의 양쪽 끝단에 슬릿홈이 더 형성될 수 있다.
또한, 지지대는 고정플레이트의 면과 만나는 양 끝부분을 상기 고정플레이트면과 수직되도록 비틀려진 비틀림부가 더 형성될 수 있다.
흡기 유속 증가부재는 날개부와 상기 지지대와 결합되는 고정부를 포함할 수 있다.
관통홀과, 지지대와, 흡기 유속 증가부재가 동일 평면을 이루는 일체화 된 평판 형태로 제작 된 후, 상기 관통홀과 상기 지지대가 만나는 양쪽 끝 단 부분을 비틀어서 상기 고정플레이트 면과 상기 지지대 면이 수직 방향을 이루게 하고, 상기 흡기 유속 증가부재는 날개부와 상기 지지대와 결합되는 고정부를 포함하며, 상기 고정부와 상기 지지대가 만나는 경계면이 경사지도록 하여, 상기 흡기 유속 증가부재의 날개부가 일정 각도를 형성할 수 있다.
고정플레이트의 일체화된 평판 형태는 두께 0.4~1.5mm 금속 또는 플라스틱 재질로서, 레이져 가공과 절곡에 의하여 제작되거나, 금형 또는 사출에 의하여 제작될 수 있다.
흡기 유속 증가부재의 날개부는 직선 형태이거나, 전체적으로 곡률을 가지거나, 단부측 일부가 곡률을 가지는 곡선 형태일 수 있다.
직선 형태의 흡기 유속 증가부재의 날개부와 지지대 면은 20~35도 사이의 일정 각도를 형성하고, 곡선 형태의 흡기 유속 증가부재의 날개부 끝단 부분과 상기 지지대 면은 20~35도 사이의 일정 각도를 형성할 수 있다.
하나 또는 한 쌍의 흡기 유속 증가부재의 날개부와 인접한 고정부는 지지대의 가운데를 기준으로 좌우측 중 어느 한쪽 하단방향으로 치우치거나 양쪽 하단방향으로 치우쳐서 용접 또는 적합한 접착제에 의하여 고정될 수 있다.
흡기 유속 증가부재는 두께 0.4~1.5mm의 금속이거나 플라스틱 재질로서, 레이져 가공과 절곡에 의하여 제작되거나, 금형 또는 사출에 의하여 제작될 수 있다.
흡기 유속 증가부재의 고정부는 지지대와 견고한 결합을 위하여 꺽쇠 형태로 ㄱ(기역)이나 ㄷ(디긋)이나 ㅁ(미음)의 형상을 가질 수 있다.
고정플레이트 내 관통홀의 내주면에 사선 또는 대각선 방향으로 두 개의 고정홈이 형성되고, 고정플레이트의 평판 두께는 3~5mm 금속 또는 플라스틱 재질로서, 레이져 가공과 절곡에 의하여 제작되거나, 금형 또는 사출에 의하여 제작되며, 흡기 유속 증가부재가 설치된 상기 지지대 양족 끝단이 고정플레이트 내 고정홈에 삽입되어 용접이나 적합한 접착제에 의하여 고정될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 외부의 추가적인 장치에 의하여 강제적으로 흡입 공기 유속을 증가시키는 것이 아니고, 내연기관 자체의 흡입 공기 유속 흐름에 방해되는 요소를 제거함과 동시에 흡입 공기에 직진성을 부여하여 흡기 유속을 증가 시키고, 증가된 유속에 의하여 공기와 연료의 혼합상태를 빠르고 균일하게 만들어 완전 연소를 유도하며, 이에 따른 연비개선과 출력 향상을 얻을 수 있는 효과를 가진다.
도 1은 일반적인 DOHC 엔진의 개별 실린더 헤드에 대한 모델링도이고,
도 2는 도 1의 개별 실린더 헤드의 상면을 절개한 단면도이고,
도 3은 일반적인 DOHC 엔진의 4개의 개별 실린더 헤드로 이루어진 내연기관 흡기 시스템에서 본 발명에 따른 내연기관 흡기 유속 증가장치가 설치되는 위치를 나타내는 개략 사시도이고,
도 4는 본 발명에 따른 내연기관 흡기 유속 증가장치의 작동 원리를 설명하기 위한 도 3의 부분 분리 사시도이고,
도 5는 도 4의 결합 사시도이고,
도 6은 도 5의 정면도이고,
도 7은 일반적인 내연기관 흡기 시스템의 개별 실린더 헤드에 대한 유체해석 결과를 나타내는 개별 실린더 헤드의 정면도이고,
도 8은 도 7의 측면도이고,
도 9는 본 발명에 따른 내연기관 흡기 유속 증가장치의 흡기 유속 증가부재가 장착된 유체해석 결과를 나타내는 개별 실린더 헤드의 정면도이고,
도 10은 도 9의 측면도이고,
도 11는 본 발명 제 1 실시예에 따른 내연기관 흡기 유속 증가장치의 구성을 나타내는 개략도이고,
도 12는 본 발명 제 2 실시예에 따른 내연기관 흡기 유속 증가장치의 구성을 나타내는 개략도이고,
도 13은 본 발명 제 3 실시예에 따른 내연기관 흡기 유속 증가장치의 구성을 나타내는 개략도이고,
도 14는 도 13의 상세도이고,
도 15는 도 14의 내연기관 흡기 유속 증가장치에서 흡기 유속 증가부재가 생략된 개략도이고,
도 16은 도 20의 내연기관 흡기 유속 증가장치에서 흡기 유속 증가부재가 생략된 개략도이고,
도 17은 도 16의 내연기관 흡기 유속 증가장치에서 흡기 유속 증가부재가 생략된 개략도이고,
도 18은 흡기 유속 증가부재의 일예를 나타내는 사시도이고,
도 19는 도 18의 측면도이고,
도 20은 흡기 유속 증가부재의 다른 예를 나타내는 사시도이고,
도 21은 도 20의 측면도이고,
도 22는 도 17에 도 20의 흡기 유속 증가부재가 결합되는 분리 사시도이고,
도 23은 도 22의 결합 사시도이고,
도 24 내지 제 27은 본 발명 내연기관 흡기 유속 증가장치의 제 4 실시예의 구성을 나타내는 공정도이고,
도 28은 본 발명 내연기관 흡기 유속 증가장치에서 지지대가 개별 실린더 헤드에 일체로 설치된 제 5 실시예를 나타내는 사시도이고,
도 29는 도 28의 지지대에 흡기 유속 증가부재가 설치되는 상태를 나타내는 분리 사시도이고,
도 30은 도 29의 결합 사시도이고,
도 31은 본 발명 내연기관 흡기 유속 증가장치에서 지지대가 개별 실린더 헤드에 직접 설치된 제 6 실시예를 나타내는 사시도이고,
도 32는 흡기 유속 증가부재가 설치된 지지대가 도 31의 개별 실린더 헤드에 설치되는 상태를 나타내는 분리 사시도이고,
도 33은 도 32의 결합 사시도이고,
도 34는 또 다른 실시예로서 지지대에 한 쌍의 흡기 유속 증가부재가 설치되어 개별 실린더 헤드에 설치되는 상태를 나타내는 분리 사시도이다.
도 2는 도 1의 개별 실린더 헤드의 상면을 절개한 단면도이고,
도 3은 일반적인 DOHC 엔진의 4개의 개별 실린더 헤드로 이루어진 내연기관 흡기 시스템에서 본 발명에 따른 내연기관 흡기 유속 증가장치가 설치되는 위치를 나타내는 개략 사시도이고,
도 4는 본 발명에 따른 내연기관 흡기 유속 증가장치의 작동 원리를 설명하기 위한 도 3의 부분 분리 사시도이고,
도 5는 도 4의 결합 사시도이고,
도 6은 도 5의 정면도이고,
도 7은 일반적인 내연기관 흡기 시스템의 개별 실린더 헤드에 대한 유체해석 결과를 나타내는 개별 실린더 헤드의 정면도이고,
도 8은 도 7의 측면도이고,
도 9는 본 발명에 따른 내연기관 흡기 유속 증가장치의 흡기 유속 증가부재가 장착된 유체해석 결과를 나타내는 개별 실린더 헤드의 정면도이고,
도 10은 도 9의 측면도이고,
도 11는 본 발명 제 1 실시예에 따른 내연기관 흡기 유속 증가장치의 구성을 나타내는 개략도이고,
도 12는 본 발명 제 2 실시예에 따른 내연기관 흡기 유속 증가장치의 구성을 나타내는 개략도이고,
도 13은 본 발명 제 3 실시예에 따른 내연기관 흡기 유속 증가장치의 구성을 나타내는 개략도이고,
도 14는 도 13의 상세도이고,
도 15는 도 14의 내연기관 흡기 유속 증가장치에서 흡기 유속 증가부재가 생략된 개략도이고,
도 16은 도 20의 내연기관 흡기 유속 증가장치에서 흡기 유속 증가부재가 생략된 개략도이고,
도 17은 도 16의 내연기관 흡기 유속 증가장치에서 흡기 유속 증가부재가 생략된 개략도이고,
도 18은 흡기 유속 증가부재의 일예를 나타내는 사시도이고,
도 19는 도 18의 측면도이고,
도 20은 흡기 유속 증가부재의 다른 예를 나타내는 사시도이고,
도 21은 도 20의 측면도이고,
도 22는 도 17에 도 20의 흡기 유속 증가부재가 결합되는 분리 사시도이고,
도 23은 도 22의 결합 사시도이고,
도 24 내지 제 27은 본 발명 내연기관 흡기 유속 증가장치의 제 4 실시예의 구성을 나타내는 공정도이고,
도 28은 본 발명 내연기관 흡기 유속 증가장치에서 지지대가 개별 실린더 헤드에 일체로 설치된 제 5 실시예를 나타내는 사시도이고,
도 29는 도 28의 지지대에 흡기 유속 증가부재가 설치되는 상태를 나타내는 분리 사시도이고,
도 30은 도 29의 결합 사시도이고,
도 31은 본 발명 내연기관 흡기 유속 증가장치에서 지지대가 개별 실린더 헤드에 직접 설치된 제 6 실시예를 나타내는 사시도이고,
도 32는 흡기 유속 증가부재가 설치된 지지대가 도 31의 개별 실린더 헤드에 설치되는 상태를 나타내는 분리 사시도이고,
도 33은 도 32의 결합 사시도이고,
도 34는 또 다른 실시예로서 지지대에 한 쌍의 흡기 유속 증가부재가 설치되어 개별 실린더 헤드에 설치되는 상태를 나타내는 분리 사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운영자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 또한 도면 중 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조번호를 병기하였다.
도 1은, 일반적인 DOHC엔진(Double Over Head Camshaft Engine) 구조인 실린더 헤드의 개별 실린더 헤드를 모델링한 것으로, 흡입공기가 들어가는 실린더 헤드의 입구(90)와, 흡입공기를 유도하는 실린더 헤드 몸체(91)와, 실린더 헤드 입구(90)까지 흡입 공기를 유도하는 제 1 흡기포트(92)와 제 2 흡기포트(93)로 구성된다.
도 2는, 도 1 일반적인 DOHC엔진(Double Over Head Camshaft Engine) 구조인 실린더 헤드의 개별 실린더 헤드를 모델의 옆면을 절개한 단면도이다.
개별 실린더 헤드 입구(90)에서 부터 제 1 흡기포트(92)와 제 2 흡기포트(93)까지 공기 흐름은, 직진성을 가진 흡입 공기가 가장 효율적으로 실린더 내부에 공기를 공급 할 수 있다.
그러나, 제 1 흡기포트(92)와 제 2 흡기포트(93)에 비하여 상대적으로 면적이 큰 개별 실린더 헤드 몸체(91)는, 제 1 흡기포트(92) 또는 제 2 흡기포트(93)입장에서 보면 흡입공기가 확산되었다가 빨려 들어가는 구조 이거나, 개별 실린더 헤드 몸체(91)가 공기를 순간적으로 충진했다 공급해 주는 일종의 작은 공기 저장 탱크 역할을 한다.
공기 확산이나 순간적인 공기 충진은 흡입 공기의 직진성 입장에서 방해를 받는 요인이며, 이러한 방해 요인을 제거하고 흡입 공기에 직진성을 부여하면, 내연기관의 흡기 효율을 높일 수 있게 된다.
본 발명의 목적을 달성하기 위한 내연기관의 흡기 시스템 내 적합한 위치 조건은, 내연기관의 흡입 공기 유속 변화 폭이 크지 않고 흡입 공기 유속이 비교적 안정적이며 장착이 비교적 용이한 부위이어야 한다.
도 3은 일반적인 DOHC엔진(Double Over Head Camshaft Engine) 구조로 개별 실린더 헤드 4개로 이루어진 내연기관 흡기 시스템과 본 발명의 흡기 유속 증가부재가 장착되는 위치를 나타낸 것이며, 흡입공기를 유도하는 흡기관(100)과, 내연기관이 필요로 하는 공기량을 조절하는 스로틀 바디(101)와, 흡기 공기가 충진 되는 서지탱크(102)와, 충진 된 공기를 유도하는 흡기 다기관(103)과, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 내연기관 흡기 유속 증가장치(150)와, 흡기 다기관(103)에 의하여 유도된 공기가 들어가는 입구(90)가 4개인 실린더 헤드로 구성 되며, 개별 실린더 헤드 본체(91)의 끝단은 각각 두 개의 흡기포트로 분리되며, 제 1 흡기포트(92)와 제 2 흡기포트(93)로 구분된다.
내연기관의 흡기 시스템 유체해석 결과, 전체 흡입공기 흐름에서 발생하는 흡기저항(압력 손실과 흡입 공기 유속 손실)의 대부분은 스로틀 바디(101) 부위이다.
이것은 스로틀 바디(101) 앞 단은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 부위가 아니며, 기 출원 된 상기 특허문헌 1의 내연기관 흡기 효율 개선장치(한국등록특허 제10-0981345호)는 스로틀 바디(101) 바로 후단과 시지탱크(102) 입구에 위치하여 흡기 효율을 개선시켜 주지만, 기 기술한 내용과 같이 내연기관 고속 회전 영역에서 성능 향상이 크지 못한 한계를 가지고 있다.
이에, 흡기 유속 변화 폭이 적고 흐름이 안정적인 흡기 다기관(103) 끝 단과 실린더 헤드의 입구(90) 사이가 본 발명의 목적을 달성하기 위한 적합한 부위이다. 이 이외에 내연기관의 흡기 시스템 내 본 발명의 내연기관 흡기 유속 증가장치(150)를 장착하기 위해서는 제조사에서 제작한 흡기 시스템 내 부품들을 변형 가공해야 하며, 이것은 많은 비용이 소요 될 뿐만 아니라 내연기관의 안전성과 직결 되기 때문에 적합한 부위가 아니다.
도 4는 본 발명의 구체적인 동작 원리를 설명하기 위한 개별 실린더 헤드 한 개와 도 3의 본 발명의 내연기관 흡기 유속 증가장치(150)의 일부로 구성된 분리 사시도이며, 본 발명의 내연기관 흡기 유속 증가장치(150)는 고정플레이트(120)와, 관통홀(121)과, 관통홀(121) 내주면을 가로 지르는 지지대(122)와, 지지재(122)와 일체형이거나 별도 제작된 흡기 유속 증가부재(123)로 구성될 수 있다.
도 5는 도 4의 개별 실린더 헤드 한 개와 도 3의 본 발명의 내연기관 흡기 유속 증가장치(150)의 일부로 구성된 결합 사시도이고, 도 6은 도 5의 개별 실린더 헤드 한 개와 도 3의 본 발명의 내연기관 흡기 유속 증가장치(150)의 일부로 구성된 결합 사시도에 대한 정면도이다.
도 4에서 흡입 공기 흐름은 도 3의 흡기 다기관(103)을 통과한 흡입 공기가 개별 실린더 헤드의 입구(90)를 지나 몸체(91)를 통과하며, 이 흡입 공기 흐름 과정 중 흡기 유속 증가부재(123)에 의하여 개별 실린더 헤드의 몸체(91) 면적 대비 약 50% 정도 공기량이 순간적인 공기 충진이나 공기 확산없이 제 1 흡기포트(92) 방향으로 이동 하게 된다. 이는 제 1 흡기포트(92)로 향하는 전체적인 공기 흐름에 직진성을 부여함과 동시에 유속이 증대하는 결과를 얻게 되며, 제 2 흡기포트(93)로 향하는 공기 흐름도 공기 확산 현상이 제거 되어 흡기 유속 증가부재(123)가 없던 상태보다 공기의 직진성과 유속이 증가 하게 된다.
도 6으로부터 흡기 유속 증가부재(123)가 흡입 공기를 한 쪽 방향으로 변화 시킬 수 있는 구조임을 직관적으로 알 수 있다.
도 7은 도 4의 고정플레이트(120)내의 관통홀(121) 내주면을 가로 지르는 지지대(122)와, 흡기 유속 증가부재(123)가 빠져 있는, 내연기관 흡기 시스템의 개별 실린더 헤드에 대한 유체해석 결과의 정면도이고, 도 8은 도 7의 유체해석 결과 측면도이고, 도 9는 흡기 유속 증가부재(123)가 있는 도 5의 유체해석 결과의 정면도이고, 도 10은 도 5의 흡기 유속 증가부재(123)가 있는 도 5의 유체해석 결과의 측면도이다.
도 7의 제 1 흡기포트(92)와 도 12의 제 1 흡기포트(92)에 대한 공기 흐름을 비교하면, 흡기 유속 증가부재(123)가 적용된 도 8의 제 1 흡기포트(92)의 공기 흐름이 더 빠르고 유량이 많은 것을 확인 할 수 있다. 유체해석 결과 공기 흐름 색상은 녹색 -> 노란색 -> 적색으로 갈수록 유속이 더 빠르게 된다.
도 7의 제 2 흡기포트(93)와 도 9의 제 2 흡기포트(93)에 대한 공기 흐름을 비교하면, 흡기 유속 증가부재(123)가 적용되지 않은 도 7의 제 2 흡기포트(93)이 상대적으로 많은 것처럼 보이지만, 유체해석 결과 측면도인 도 8의 제 2 흡기포트(93)와 도 10의 제 2 흡기포트(93)를 비교하면, 흡기 유속 증가부재(123)가 적용된 도 10의 제 2 흡기포트(93)의 유속이 더 증가 한 것을 확인 할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명의 내연기관 흡기 유속 증가장치는, 내연기관의 전 회전속도 영역에서 흡입 공기의 일정한 유속 증가를 얻을 수 있고, 증가된 유속으로 인하여 시간당 공기 공급량이 증가되고 공기 와 연료의 혼합 상태가 더욱 균일해져, 결과적으로 내연기관의 연소효율을 증대시켜 연비개선 및 출력향상을 달성하게 되는 것이다.
도 11는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 내연기관 흡기 유속 증가장치(150)를 제작하기 위한 기본 형상을 갖고 있는 평판 형태인 플라스틱 또는 금속 재질로서 내연기관의 흡기 시스템에 장착되는 고정플레이트(120)와, 고정플레이트(120)와 동일 평면을 이루면서 내연기관 흡기 시스템의 흡입 공기가 들어가는 실린더 헤드의 입구(90)와 동일한 크기이거나 약간 더 크며, 동일한 개수 및 동일한 위치에 형성된 4개의 관통홀(121)과, 관통홀(121) 내주면의 대각선 방향으로 설치되어 있는 지지대(122)와, 지지대(122) 한쪽 끝단을 가공 절개하여 일체화 된 흡기 유속 증가부재(123)와, 내연기관의 흡기 시스템에 장착 고정 하기 위한 5개의 고정용 홀(124)로 구성 된다.
도 12는 본 발명의 제 2 실시예로서, 도 11의 본 발명에 따른 내연기관 흡기 유속 증가장치(250)를 제작하기 위한 기본 형상을 갖고 있는 평판 형태인 동일한 재질과 동일한 형상 갖고 있으면서, 지지대(222) 양쪽 끝단 가운데 부분에 길이 3~10mm의 슬릿홈(125)이 추가로 있으며, 이 슬릿홈(125)에 의해 지지대(222) 양쪽 끝단에 대한 비틀림 작업이 보다 쉽고 지지대(222)의 비틀림에 대한 변형을 흡수 할 수 있는 구조를 가지고 있다.
도 13은 본 발명의 제 3 실시예로서, 본 발명 내연기관 흡기 유속 증가장치의 대표도이며, 도 13에 도시된 본 발명의 대표적인 내연기관 흡기 유속 증가장치(350)는 레이져 가공 및 프레스나 금형 또는 사출에 의하여 제작되고, 고정플레이트(120)내 관통홀(121)과, 도 11 및 12의 지지대(122)(222)가 만나는 양쪽 끝 부분을 고정플레이트(120)면과 수직되도록 비틀려진 비틀림부(126)가 형성된 지지대(322)와, 이 비틀림부(126)가 형성된 지지대(322)와, 흡기 유속 증가부재(123)가 만나는 부분이 20~35도 사이의 일정 방향과 각도로 경사지도록 형성된다.
도 14는 도면에 대한 이해를 돕고자 도 13의 상세도를 나타낸 것이며, 지지대(322) 양쪽 끝단의 비틀림부(126)는, 흡입 공기 방향에 수직으로 향하고 있으며 삼각형 모양의 면적을 형성하고 있기 때문에, 흡입 공기 방향에 대한 저항으로 작용 할 수 있겠으나, 관통홀(121)을 통과하는 흡입 공기 유속은 도 3의 흡기관(100)으로 유도된 흡입 공기 유속에 비하여 58% 정도 낮기 때문에, 면적에 의한 공기저항은 흡입 공기 전체 흐름에 영향을 미치지 못하며, 유체해석에서도 무시할 만한 결과치가 도출 되었다.
도 15는 도 11의 흡기 유속 증가부재(123)가 빠져 있는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 내연기관 흡기 유속 증가장치(150)를 제작하기 위한 기본 형상을 갖고 있는 평판 형태인 플라스틱 또는 금속 재질로서, 내연기관의 흡기 시스템에 장착되는 고정플레이트(120)와, 고정플레이트(120)와 동일 평면을 이루면서 내연기관의 흡기 시스템의 흡입 공기가 들어가는 실린더 헤드 입구(90)와 동일한 크기이거나 약간 더 크며, 동일한 개수 및 동일한 위치에 형성되는 관통홀(121)과, 관통홀(121) 내주면의 대각선 방향으로 설치되는 지지대(122)와, 내연기관의 흡기 시스템에 장착 고정 하기 위한 고정용 홀(124)로 구성 된다.
도 16은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 내연기관 흡기 유속 증가장치(250)를 제작하기 위한 기본 형상을 갖고 있는 평판 형태인 동일한 재질과 동일한 형상 갖고 있으면서, 지지재(222) 양쪽 끝단의 가운데 부분에 슬릿홈(125)이 추가로 있으며, 이 슬릿홈(125)에 의해 본 발명의 내연기관 흡기 유속 증가장치(250)를 제작하기 위하여 지지대(222) 양쪽 끝단에 대한 비틀림 작업이 보다 쉽고 지지대(222)의 비틀림에 대한 변형을 흡수 할 수 있는 구조를 가지고 있다.
도 17은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 내연기관 흡기 유속 증가장치(350)로서, 흡기 유속 증가부재(123)가 빠져 있는 도 14의 평판 형태를 레이져 가공 및 프레스나 금형 또는 사출에 의하여 제작된 것으로, 도 15의 고정플레이트(120) 내 관통홀(121)과, 지지대(122)가 만나는 양쪽 끝 부분을 고정플레이트(120) 면과 수직되도록 비틀림부(126)가 형성된 지지대(322)로 구성되어 있으며, 흡기 유속 증가부재(123)는 상기 비틀림부(126)가 형성된 지지대(322)에 용접 또는 적합한 접착제로 고정된 후 본 발명의 내연기관 흡기 유속 증가장치(350)가 제작된다.
도 18은 흡기 유속 증가부재(223)의 일 예이며, 금속 또는 플라스틱 재질로서 레이져 가공 및 프레스나 금형 또는 사출에 의하여 제작되고, 이러한 흡기 유속 증가부재(223)를 도 17의 비틀림부(126)가 형성된 지지대(322)에 설치하기 위하여, 도 18에 따른 흡기 유속 증가부재(223)는 고정부(312)와, 전체적으로 곡률을 가지거나 단부측 일부가 곡률을 가지는 곡선 형태이면서 곡선 끝단 부분은 상기 고정부(312)와 일정한 각도로 경사진 날개부(311)로 구성 된다.
도 19는 도 18의 흡기 유속 증가부재(223)의 측면도이며, 이 흡기 유속 증가부재(223)의 날개부(311) 끝단 부분이 고정부(312)와 20~35도 사이의 일정한 각도로 경사져 있다.
도 20은 흡기 유속 증가부재(323)의 다른 예이며, 금속 또는 플라스틱 재질로서 레이져 가공 및 프레스나 금형 또는 사출에 의하여 제작되고, 이러한 흡기 유속 증가부재(323)를 도 17의 비틀림부(126)가 형성된 지지대(322)에 설치하기 위하여, 흡기 유속 증가부재(323)는 고정부(314)와, 직선 형태로 일정한 각도로 경사져 있는 날개부(313)로 구성된다.
도 21은 도 20의 흡기 유속 증가 부재(323)의 측면도이며, 이 흡기 유속 증가부재(323)의 날개부(313)가 고정부(314)와 20~35도 사이의 일정한 각도로 경사져 있다.
도 22는 도 17에 도 20의 흡기 유속 증가부재(323)가 결합되는 본 발명 내연기관 흡기 유속 증가장치(350)의 분리 사시도이고, 도 23은 도 17에 도 20의 흡기 유속 증가부재(323)가 결합된 본 발명 내연기관 흡기 유속 증가장치(350)의 결합 사시도이며, 도면의 이해를 돕고자 도 17의 비틀림부(126)가 형성된 지지대(322)와 도 20의 흡기 유속 증가부재(323)가 설치된 상세도가 추가되었다.
도 24는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 내연기관 흡기 유속 증가장치(450)를 제작하기 위한 기본 형상을 갖고 있는 평판 형태인 플라스틱 또는 금속 재질로서, 내연기관 흡기 시스템에 장착되는 고정플레이트(120)와, 고정플레이트(120)와 동일 평면을 이루면서 내연기관 흡기 시스템의 흡입 공기가 들어가는 실린더 헤드의 입구(90)와 동일하거나 악간 더 크고, 동일한 개수, 동일한 위치로 가공된 관통홀(121)과, 관통홀(121) 내주면에 대각선 방향으로 형성된 한 쌍의 고정홈(127)과, 내연기관 흡기 시스템에 고정시키기 위한 고정용 홀(124)로 구성되어 있으며, 도면에 대한 이해를 돕고자 고정홈(127)의 한쪽에 대한 상세도가 추가되었고, 흡기 유속 증가부재(423)가 부착된 지지대(322) 양쪽 끝단 부분이 상기 고정홈(127)에 삽입되어 용접 또는 적합한 접착제로 고정된 후 본 발명의 내연기관 흡기 유속 증가장치(450)가 제작된다
도 25는 흡기 유속 증가부재(423)의 또 다른 예이며, 플라스틱이나 금속 재질의 평판 형태이고 레이져 가공 및 프레스나 금형 또는 사출에 의하여 제작되며, 지지대(122)와 흡기 유속 증가부재(423)의 고정부가 일체형이며, 지지대(122)와 날개부(410)가 만나는 경계선(411)이 20~35도 사이의 일정 각도로 경사진 부분으로 구성되며, 도면의 이해를 돕고자 경사진 부분에 대한 상세도를 추가 하였다.
도 26은 도 24의 고정플레이트(120)에 도 25의 흡기 유속 증가부재(423)가 부착되는 지지대(122)가 결합되는 분리 사시도이며, 도 27는 도 24의 고정플레이트(120)의 고정홈(127)에 도 25의 흡기 유속 증가부재(423)가 부착된 지지대(122) 양쪽 끝단 부분이 삽입되어 용접이나 적합한 접착제로 고정된 본 발명의 내연기관 흡기 유속 증가장치(450)의 결합 사시도이고, 도면의 이해를 돕고자 도 31의 고정플레이트(120)의 고정홈(127)에 도 25의 흡기 유속 증가부재(423)가 부착된 지지대(122)의 한 쪽 끝단이 삽입되는 상태의 상세도를 추가하였다.
도 28은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 내연기관 흡기 유속 증가장치(550)로서, 내연기관의 개별 실린더 헤드 입구에 도 20 및 도 21에 도시된 흡기 유속 증가부재(323)를 직접 설치하기 위한 개별 실린더 헤드이며, 개별 실린더 헤드 입구(500)와 동일한 평면으로 대각선 방향으로 설치된 일체형 지지대(501)와, 개별 실린더 헤드의 몸체(502)와, 제 1 흡기포트(503)와, 제 2 흡기포트(504)로 구성되며, 도면의 이해를 돕고자 개별 실린더 헤드의 입구면(500)과 지지대(501)가 일체형인 연결 부분의 상세도를 추가하였다.
도 29는 도 28의 지지대(501)가 일체형인 개별 실린더 헤드의 입구(500)와 도 20 및 21의 흡기 유속 증가부재(323)로 구성된 분리 사시도이며, 상기 흡기 유속 증가부재(323)는 날개부(313)와 상기 일체형인 지지대(501)에 흡기 유속 증가부재(323)를 설치하기 위한 고정부(314)로 구성되어 있으며, 도 30은 도 28의 지지대(501)가 일체형인 개별 실린더 헤드와 흡기 유속 증가부재(323)로 구성된 본 발명의 내연기관 흡기 유속 증가장치(550)의 결합 사시도이다.
도 31은 본 발명의 제 6 실시예에 따른 내연기관 흡기 유속 증가장치(650)로서, 내연기관의 개별 실린더 헤드 입구(500)에 도 25에 도시된 흡기 유속 증가부재(423)를 직접 설치하기 위한 내연기관 개별 실린더 헤드이며, 개별 실린더 헤드의 입구(500)와, 실린더 헤드 몸체(502)와, 제 1 흡기포트(503)와, 제 2 흡기포트(504)와, 개별 실린더 헤드의 입구(500)와 동일 평면을 이루면서 개별 실린더 헤드 입구(500)의 내주면에 대각선 방향의 두 개 고정홈(510)으로 구성되며, 도면의 이해를 돕고자 고정홈(510)의 일측에 대한 상세도를 추가하였다.
도 32는 도 43의 고정홈(510)이 있는 내연기관의 개별 실린더 헤드와 도 25의 지지대(122)와 흡기 유속 증가 부재(423)의 날개(410)가 일체형인 같은 형태의 흡기 유속 증가 부재(423)로 구성된 분리 사시도이고, 도면의 이해를 돕고자 상기 흡기 유속 증가 부재의 지지대(122)면과 상기 흡기 유속 증가부재(423)의 날개부(410)면이 일정 각도로 경사진 상세도를 추가하였다.
도 33은 흡기 유속 증가 부재(423)가 부착된 지지대(122) 양쪽 끝단 부분이 도 31의 내연기관의 실린더 헤드의 고정홈(510)에 삽입되어 용접 또는 적합한 접착제로 고정 된 본 발명의 내연기관 흡기 유속 증가장치(650)의 결합 사시도이고, 도면의 이해를 돕고자 상기 내연기관의 개별 실린더 헤드의 고정홈(510)에 상기 흡기 유속 증가부재(423)가 부착된 지지대(122) 양쪽 끝단 중 한쪽 부위가 삽입된 상세도를 추가하였다.
이상의 설명한 바와 같은 실시예들은 지지대의 가운데를 기준으로 좌우측 중 어느 한쪽 아래쪽으로 하나의 흡기 유속 증가부재가 치우친 것을 설명하였지만, 예를 들어 도 34와 같이, 한 쌍의 흡기 유속 증가부재가 지지대의 가운데를 기준으로 양쪽으로 치우쳐서 지지대면과 일정 각도 경사지도록 설치될 수 있다. 이 경우 각각의 흡기 유속 증가부재는 서로 마주보고 지지대면과 동일 각도로 경사지도록 형성될 수 있다.
더구나 구체적으로 도시하여 예시하지는 않았지만, 이러한 한 쌍의 흡기 유속 증가부재가 상기 설명한 실시예들과 다양하게 결합될 수 있음은 물론이므로, 그 상세한 설명은 생략하였다.
직관적으로 보면 흡기 유속 증가부재를 한 쌍으로 하는 것이, 도 4의 실시예와 같이 하나의 흡기 유속 증가부재에 비하여 훨씬 더 좋은 결과를 나타 낼 수 있을 것으로 예상 할 수 있겠으나, 실제 결과는 월등한 차이는 발생 하지 않는다. 이유는, 도 4에서 이미 대부분의 순간적인 공기 충진이나 공기 확산을 제거한 상태이기 때문이다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 내연기관 흡기 유속 증가장치의 바람직한 실시예들에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예들에 한정되지 않는 것이므로, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.그리고, 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서 당해 업계 통상의 지식을 가진 자에 있어서는 다른 많은 변형 및 응용 또한 가능함은 물론이다.
90, 500 : 실린더 헤드 입구 91, 502 : 실린더 헤드 몸체
92, 503 : 제 1 흡기포트 93, 504 : 제 2 흡기포트
100 : 흡기관 101 : 스로틀 바디
102 : 서지 탱크 103 : 흡기 다기관
105 : 흡기구 120 : 고정플레이트
121 : 관통홀 122, 222, 322, 501 : 지지대
123, 223, 323, 423 : 흡기 유속 증가부재
124 : 고정용 홀
125 : 슬릿홈 126 : 비틀림부
127, 510 : 고정홈
150, 250, 350, 450, 550, 650 : 본 발명 내연기관 흡기 유속 증가장치
311, 313, 410 : 날개부 312, 314 : 고정부
510 : 고정홈
92, 503 : 제 1 흡기포트 93, 504 : 제 2 흡기포트
100 : 흡기관 101 : 스로틀 바디
102 : 서지 탱크 103 : 흡기 다기관
105 : 흡기구 120 : 고정플레이트
121 : 관통홀 122, 222, 322, 501 : 지지대
123, 223, 323, 423 : 흡기 유속 증가부재
124 : 고정용 홀
125 : 슬릿홈 126 : 비틀림부
127, 510 : 고정홈
150, 250, 350, 450, 550, 650 : 본 발명 내연기관 흡기 유속 증가장치
311, 313, 410 : 날개부 312, 314 : 고정부
510 : 고정홈
Claims (12)
- 내연기관 흡기 유속 증가장치에 있어서,
상기 내연기관의 흡기 시스템의 흡기 다기관과, 상기 흡기 다기관에 의해 유도된 공기가 들어가는 복수 개의 입구 및 상기 각각의 입구에서 분기된 복수 개의 흡기포트를 가지는 실린더 헤드의 사이에 장착되는 고정플레이트와,
상기 고정플레이트의 면과 동일 평면을 이루면서, 상기 내연기관 흡기 시스템의 흡입 공기가 상기 실린더 헤드의 입구를 통해 들어가도록 상기 실린더 헤드의 각각의 입구의 크기와 동일하거나 크게 형성하되, 상기 실린더 헤드의 입구들과 대응하는 개수와 위치에 형성되는 상기 고정플레이트 내의 관통홀과,
상기 고정플레이트의 면과 동일 평면을 이루면서, 상기 관통홀 내주면의 대각선 방향으로 설치되는 지지대와,
상기 지지대와 일체형이거나 별도로 제작되어 상기 지지대의 가운데를 기준으로 적어도 어느 한쪽으로 치우쳐서 상기 지지대 면과 경사지게 설치되는 흡기 유속 증가부재를 포함하고,
상기 흡기 유속 증가부재는,
날개부와 상기 지지대와 결합되는 고정부를 포함하고,
상기 복수 개의 흡기포트 중 적어도 어느 하나의 흡기포트를 향해 유입되는 공기에 직진성을 부여하는
내연기관 흡기 유속 증가장치.
- 제 1항에 있어서,
상기 지지대의 양쪽 끝단에 슬릿홈이 더 형성된
내연기관 흡기 유속 증가장치.
- 제 1항에 있어서,
상기 지지대는 상기 고정플레이트의 면과 만나는 양 끝부분을 상기 고정플레이트면과 수직되도록 비틀려진 비틀림부가 더 형성되는
내연기관 흡기 유속 증가장치.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 관통홀과, 상기 지지대와, 상기 흡기 유속 증가부재가 동일 평면을 이루는 일체화 된 평판 형태로 제작 된 후,
상기 관통홀과 상기 지지대가 만나는 양쪽 끝 단 부분을 비틀어서 상기 고정플레이트 면과 상기 지지대 면이 수직 방향을 이루게 하고,
상기 고정부와 상기 지지대가 만나는 경계면이 경사지도록 하여, 상기 흡기 유속 증가부재의 날개부가 일정 각도를 형성하는
내연기관 흡기 유속 증가장치.
- 제 5 항에 있어서,
상기 고정플레이트의 일체화된 평판 형태는 두께 0.4~1.5mm 플라스틱 또는 금속 재질로 사출 이나 금형 또는 레이져 가공 및 절곡에 의하여 제작되는
내연기관 흡기 유속 증가장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 흡기 유속 증가부재의 날개부는 직선 형태이거나, 전체적으로 곡률을 가지거나, 단부측 일부가 곡률을 가지는 곡선 형태인
내연기관 흡기 유속 증가장치.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 흡기 유속 증가부재의 날개부와 인접한 고정부는 상기 지지대의 하단방향으로 치우쳐서 용접 또는 접착제에 의하여 고정 되는
내연기관 흡기 유속 증가장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 흡기 유속 증가부재는 두께 0.4~1.5mm의 금속이거나 플라스틱 재질로서, 프레스와 절곡 에 의하여 제작되거나, 금형 또는 사출에 의하여 제작되는
내연기관 흡기 유속 증가장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 흡기 유속 증가부재의 고정부는 상기 지지대와 견고한 결합을 위하여 꺽쇠 형태로 ㄱ(기역)이나 ㄷ(디긋)이나 ㅁ(미음)의 형상을 가지는
내연기관 흡기 유속 증가장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 고정플레이트 내 상기 관통홀의 내주면에 사선 또는 대각선 방향으로 두 개의 고정홈이 형성되고, 상기 고정플레이트의 평판은 금속 또는 플라스틱 재질로서, 레이져 가공이나 금형 또는 사출에 의하여 제작되며,
상기 흡기 유속 증가부재가 설치된 상기 지지대 양쪽 끝단이 상기 고정플레이트 내 고정홈에 삽입되어 용접이나 접착제에 의하여 고정되는
내연기관 흡기 유속 증가장치.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4417562A (en) * | 1981-06-08 | 1983-11-29 | Dalke Arthur E | Carburetor mixture control apparatus |
| US6752124B1 (en) | 2003-04-30 | 2004-06-22 | Chin-Feng Chang | Eddy flow generator to increase horsepower of an internal combustion engine |
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| JP2009236084A (ja) * | 2008-03-28 | 2009-10-15 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の吸気装置およびその製造方法 |
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2012
- 2012-04-23 KR KR20120042152A patent/KR101511114B1/ko not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
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|---|---|
| KR20130119187A (ko) | 2013-10-31 |
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