KR19980035893U - SWIRL Induction Port of Mixer - Google Patents

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유승범
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박병재
현대자동차 주식회사
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    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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Abstract

본 고안은 가솔린 엔진의 연료장치인 흡기다기관에 관한 것으로, 보다 상세하게는 연소실에 유입되는 혼합기에 와류를 유도하여 혼합기가 잘 섞이게 함으로써 엔진의 냉각시에도 연료분사 상태를 양호하게 한 혼합기의 와류(SWIRL)유도 포트에 관한 것이다.The present invention relates to an intake manifold which is a fuel device of a gasoline engine. More specifically, the vortex of a mixer in which the fuel injection is maintained even when the engine is cooled by inducing vortices in the mixer introduced into the combustion chamber to mix the mixture well. SWIRL) induction port.

본 고안에 따른 혼합기의 와류(SWIRL)유도 포트는, 흡기다기관(10)을 구성하는 각각의 흡입관(11) 단부의 양 흡입포트(12) 중, 한 곳의 흡입포트(12) 내에 바이메탈(13)을 설치한 것을 특징으로 하며, 상기 바이메탈(13)의 초기 형태는 만곡되어져 포트(12)의 통로를 반 이상 막고 있는 형태를 이루게 한 것을 특징으로 한다.The vortex (SWIRL) induction port of the mixer according to the present invention is a bimetal 13 in one suction port 12 of both suction ports 12 at each end of each suction pipe 11 constituting the intake manifold 10. ) Is characterized in that the initial shape of the bimetal 13 is curved to form a shape that blocks the passage of the port 12 more than half.

이에 따라 엔진의 콜드(COLD)상태에서는 상기 바이메탈이 포트의 통로를 반 이상 막게 되는 상태를 이루게 되어, 혼합기가 와류를 일으키게 되는 까닭에 그 만큼의 에미션(EMISSON)이 개선되어 연소실에 유입될 수 있으며, 엔진의 핫(HOT)상태에서는 바이메탈이 펴지게 되어 기존 포트로의 역할을 수행하게 되는 효과를 발휘하게 된다.Accordingly, in the cold state of the engine, the bimetal is in a state of blocking the passage of the port more than half, so that the eddy current of the mixer is improved, so that the emission (EMISSON) can be improved and flow into the combustion chamber. In addition, in the hot state of the engine (HOT), the bimetal is unfolded to play the role of serving as an existing port.

Description

혼합기의 와류(SWIRL)유도 포트SWIRL Induction Port of Mixer

본 고안은 가솔린 엔진의 연료장치인 흡기다기관에 관한 것으로, 보다 상세하게는 연소실에 유입되는 혼합기에 와류를 유도하여 혼합기가 잘 섞이게 함으로써 엔진의 냉각시에도 연료분사 상태를 양호하게 한 혼합기의 와류(SWIRL)유도 포트에 관한 것이다.The present invention relates to an intake manifold which is a fuel device of a gasoline engine. More specifically, the vortex of a mixer in which the fuel injection is maintained even when the engine is cooled by inducing vortices in the mixer introduced into the combustion chamber to mix the mixture well. SWIRL) induction port.

자동차의 연료장치는 엔진의 모든 작동조건하에서 요구되는 연료를 분사시켜주기에 충분한 기능과 규정의 압력을 유지시켜주는 역할을 한다.연료탱크 내의 연료는 전기로 구동되는 연료펌프에 의하여 약 2.5kg/㎠의 압력으로 연료여과기를 통하여 연료공급파이프로 공급된다.The vehicle's fuel system is responsible for maintaining the required pressure and function sufficient to inject the required fuel under all operating conditions of the engine. The fuel in the fuel tank is approximately 2.5 kg / It is supplied to the fuel supply pipe through the fuel filter at a pressure of cm 2.

연료공급파이프에서 연료는 인젝터와 연료압력 제어기로 공급된다.In the fuel supply pipe, fuel is supplied to the injector and the fuel pressure controller.

연료압력 제어기는 흡기다기관의 부압정도에 따라 연료의 압력을 조절하여 공급하고 남은 연료는 연료탱크로 되돌아가게 한다.The fuel pressure controller adjusts the pressure of the fuel according to the degree of negative pressure of the intake manifold and supplies the remaining fuel back to the fuel tank.

인젝터에서 ECU의 신호에 의하여 여자되면 인젝터 내부의 니들밸브가 완전히 열려서 각 실린더의 점화순서 순으로 흡기다기관내에 연료를 분사시켜준다.When the injector is excited by the ECU's signal, the needle valve inside the injector is completely opened to inject fuel into the intake manifold in the order of ignition of each cylinder.

연료분사장치의 흡입계통구성은 공기청정기, 공기유량 감지기, 드로틀 보디, 서지탱크, 흡기다기관 등으로 구성된다.The inlet system of the fuel injection device is composed of an air purifier, an air flow detector, a throttle body, a surge tank, an intake manifold, and the like.

특히 전자제어 가솔린 분사장치의 흡입계통의 작동은 공기청정기로 들어온 공기가 공기유량 감지기의 베인을 밀어서 열고 들어와 흡입공기량이 결정되면 드로틀 보디의 열림정도에 따라서 서지탱크로 들어간다.In particular, the operation of the suction system of the electronically controlled gasoline injector pushes the vane of the air flow sensor to open the air flow detector vane, and when the intake air is determined, it enters the surge tank according to the opening degree of the throttle body.

드로틀보디와 공기유량감지기에는 공기의 바이패스 통로가 있고, 각 통로에는 통로의 면적을 바꾸어 바이패스 공기량을 조절하기 위한 조정스크류가 설치되어있다.The throttle body and the air flow sensor have a bypass passage of air, and each passage is provided with an adjusting screw for adjusting the bypass air volume by changing the area of the passage.

공기의 유입량은 드로틀밸브의 열림정도에 따라서 조절되며, 최근에는 엔진이 공회전할 때에는 드로틀밸브의 열림은 ECU에 의해 조절되는 공전속도 조절기 에 의해 조절되는 방식도 있으며 공전속도 조절기는 엔진의 감속시 및 웜업시에도 드로틀밸브의 열림을 조절해준다.The inflow of air is controlled according to the opening degree of the throttle valve. Recently, when the engine is idling, the opening of the throttle valve is also controlled by the idle speed regulator controlled by the ECU. It controls the opening of the throttle valve even when warming up.

여기서 본 고안과 관련된 흡기다기관은 서지탱크에서 보내준 공기와 인젝터에서 분사된 연료가 혼합되어 안개 모양의 혼합기를 각 실린더에 균일하게 분배시켜주는 부분이다.Here, the intake manifold related to the present invention is a part that uniformly distributes the mist-shaped mixer to each cylinder by mixing the air sent from the surge tank and the fuel injected from the injector.

도 1은 종래의 일반적인 흡기다기관을 나타낸다.1 shows a conventional general intake manifold.

도시된 바와 같이 흡기다기관(10)은 실린더 수 만큼의 흡입관(11)으로 이루어지고, 상기 각각의 흡입관(11)의 끝단, 즉 실린더 헤드에 설치된 흡입밸브와 연결되는 부위에는 2개로 갈라지는 포트(12)가 형성되어 있다.As shown, the intake manifold 10 is composed of suction pipes 11 corresponding to the number of cylinders, and is divided into two ports 12 at the end of each suction pipe 11, that is, a portion connected to the suction valve installed in the cylinder head. ) Is formed.

이러한 흡기다기관(10)의 재질은 대부분 알루미늄합금이며 다기관인 상기 흡입관(11)의 직경이 클수록 흡입효율이 증대되나 혼합기의 속도가 낮게 되면 안개 모양의 입자가 관벽에 부착되어 혼합비가 희박해지기 쉽다.The material of the intake manifold 10 is mostly aluminum alloy, and the larger the diameter of the suction pipe 11, which is the manifold, increases the suction efficiency. However, when the speed of the mixer is low, the mist-like particles adhere to the pipe wall, and the mixing ratio tends to be thin. .

실린더의 충진효율을 향상시키기 위해서는 상기 흡기다기관(10)의 내부는 될 수 있는대로 매끄러워야 하며, 다기관의 길이는 각 실린더에 모두 같아야 한다.In order to improve the filling efficiency of the cylinder, the inside of the intake manifold 10 should be as smooth as possible, and the length of the manifold should be the same for each cylinder.

기관이 차가울 때 공기,연료 혼합기를 예열시킬 목적으로 흡기다기관(10)의 집합부에 배기다기관을 볼트로 체결하는 방식이 있으나, 현재는 공기,연료 혼합기 대신에 공기만을 예열시키는 방식이 주로 사용되고 있다.When the engine is cold, there is a method of fastening the exhaust manifold with a bolt in the assembly of the intake manifold 10 for the purpose of preheating the air and fuel mixer. Currently, a method of preheating only the air instead of the air and fuel mixer is mainly used. .

이때 예열장치는 대부분 공기여과기 하우징에 설치된다.The preheater is most often installed in the air filter housing.

밸브는 기관이 차가울때에는 차가운 공기흡입구가 닫리고 더운공기 흡입구가 열려 배기다기관 주위의 따뜻한 공기가 유입되도록 한다.The valve allows the cold air inlet to close and the hot air inlet to open when the engine is cold to allow warm air to flow around the exhaust manifold.

흡입다기관에 유입되는 혼합기의 구비조건은, 무화(안개화)가 좋아야 하고, 관통력이 커야하며, 분포가 골고루 이루어져야 하며, 분산도가 조건에 알맞아야 하며, 분사율이 일정해야 하며, 또한 노즐 유량게수가 정확해야 한다.The mixing condition of the mixer flowing into the intake manifold should be good atomization, large penetration, even distribution, suitable dispersion, constant injection rate, and nozzle flow rate. The numbers must be correct.

그런데 분무된 혼합기는 연소실 내벽에 부딪치면서 연소실 내벽을 따라 흘려내리게 되어 연소실 내에서의 재혼합이 골고루 이루어지지 않게 되는 문제를 야기시키게 된다.However, the sprayed mixer hits the inner wall of the combustion chamber and flows down the inner wall of the combustion chamber, causing a problem that the remixing in the combustion chamber is not evenly performed.

즉 연소실의 중앙으로 튀겨져 연소실내의 압축공기에 골고루 혼합되지 않게 되는 것이다. 특히 엔진의 온도에 따라 그 혼합기의 분사가 차별되어져야 함에도 불구하고 엔진의 냉간시에는 혼합기의 와류가 잘 일어나지 않게 되어 흡입다기관 내에서의 혼합기는 공기와 연료가 고르게 혼합되지 않는 상태에 있게 되는 문제점을 안게 된다.That is, it is splashed to the center of the combustion chamber so that it is not evenly mixed with the compressed air in the combustion chamber. In particular, although the injection of the mixer should be differentiated according to the temperature of the engine, the vortex of the mixer does not occur well when the engine is cold, and the mixer in the intake manifold is in a state where air and fuel are not evenly mixed. Will be embraced.

이럴 경우 연료분무의 구비조건이 달성되지 않게 되어 소망의 폭발행정을 달성할 수 없게 된다.In this case, the conditions for the provision of the fuel spray are not achieved and the desired explosion stroke cannot be achieved.

즉 연료입자는 연소를 완료할 때까지 압축공기 속을 진행할 수 있는 힘이 있어야 하고, 분포가 연소실내에 골고루 이루어져야 함에도 불구하고, 분무된 연료는 연소실 중앙으로 튀겨지지 않고 연소실 내벽에 부딪치면서 연소실내벽을 따라 흘려내리게 되어 연소실내의 압축공기에 골고루 혼합되지 못하게 되는 문제를 야기시키게 된다.In other words, the fuel particles must have the power to proceed in the compressed air until the combustion is completed, and even though the distribution must be evenly distributed in the combustion chamber, the sprayed fuel does not splash into the center of the combustion chamber but hits the interior wall of the combustion chamber, This flows down along, causing a problem that the compressed air in the combustion chamber is not evenly mixed.

연료의 입자가 밀집된 부분에서는 공기가 부족하여 불완전 연소를 일으키게 되므로 분무는 연소실 전체에 알맞게 분포되어야 하는 것이다.In dense parts of the fuel, the air is insufficient to cause incomplete combustion, so the spray should be properly distributed throughout the combustion chamber.

본 고안은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 고안의 목적은 연소실에 유입되는 혼합기에 와류를 유도하여 혼합기가 잘 섞이게 함으로써 엔진의 냉각시에도 연료분사 상태를 양호하게 되도록 한 혼합기의 와류(SWIRL)유도 포트를 제공하는데 있다.The present invention is devised to solve the conventional problems as described above, an object of the present invention is to induce a vortex in the mixer entering the combustion chamber to mix the mixture well so that the fuel injection state is good even when cooling the engine. It is to provide the SWIRL induction port of the mixer.

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 혼합기의 와류(SWIRL)유도 포트는, 흡기다기관을 구성하는 각각의 흡입관 단부의 양 흡입포트 중, 한 곳의 흡입포트 내에 바이메탈을 설치한 것을 특징으로 한다.The vortex (SWIRL) induction port of the mixer according to the present invention for achieving the above object is characterized in that the bimetal is provided in one suction port of the suction port of each suction pipe end constituting the intake manifold.

상기 특징에 의해 엔진의 콜드(COLD)상태에서는 상기 바이메탈이 포트의 통로를 반 이상 막게 되는 상태를 이루게 되고, 이에 따라 좁은 통로를 통과하는 혼합기가 와류를 일으켜 잘 혼합되어진 후 연소실에 유입되어 그 만큼의 에미션(EMISSON)이 개선된다.In the cold state of the engine, the bimetal is in a state of blocking the passage of the port by more than half, and thus the mixer passing through the narrow passage causes vortices to be mixed well and flows into the combustion chamber. EMISSON is improved.

한편 엔진의 핫(HOT)상태에서는 바이메탈이 펴지게 되어 좁아진 포트의 통로를 원래 상태로 복귀시키게 되고, 이에 따라 기존 포트로의 역할을 수행하게 된다.On the other hand, in the hot state of the engine (HOT), the bimetal is expanded to return the passage of the narrowed port to the original state, thereby acting as an existing port.

즉 엔진의 콜드시에 에미션이 저감되는 효과를 발휘하게 된다.In other words, the effect of reducing the emission when the engine is cold is exerted.

도 1은 종래의 흡기다기관을 나타낸 도면,1 is a view showing a conventional intake manifold,

도 2는 본 고안에 따른 흡기다기관의 포트 단면도,Figure 2 is a cross-sectional view of the port of the intake manifold according to the present invention,

도 3은 본 고안에 따른 흡기다기관 포트의 작용 단면도이다.3 is a cross-sectional view of the operation of the intake manifold port according to the present invention.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for the main parts of the drawings

10: 흡기다기관11: 흡입관10: intake manifold 11: suction tube

12: (흡입)포트13: 바이메탈12: (suction) port 13: bimetal

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 고안의 실시예를 상술하면 다음과 같다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 고안에 따른 흡기다기관의 포트 단면도이고, 도 3은 본 고안에 따른 흡기다기관 포트의 작용 단면도이다.2 is a cross-sectional view of the port of the intake manifold according to the present invention, Figure 3 is a cross-sectional view of the action of the intake manifold port according to the present invention.

도시된 바와 같이 본 고안에 따른 혼합기의 와류(SWIRL)유도 포트는, 흡기다기관(10)을 구성하는 각각의 흡입관(11) 단부의 양 흡입포트(12) 중, 한 곳의 흡입포트(12) 내에 바이메탈(13)을 설치한다.As shown, the vortex (SWIRL) induction port of the mixer according to the present invention, one of the suction port 12 of the suction port 12 of the end of each suction pipe 11 constituting the intake manifold 10 The bimetal 13 is installed in the inside.

이때 바이메탈(13)의 초기 형태는 만곡되어져 포트(12)의 통로를 반 이상 막고 있는 형태를 이루게 한다.At this time, the initial shape of the bimetal 13 is curved to form a shape blocking the passage of the port 12 or more.

이러한 구성에 의해 엔진의 콜드(COLD)상태에서는 상기 바이메탈(13)이 포트(12)의 통로를 반 이상 막게 되는 상태를 이루게 되는 것이다.By this configuration, the bimetal 13 is in a state of blocking the passage of the port 12 more than half in the cold (COLD) state of the engine.

이에 따라 바이메탈(13)에 의해 좁아진 포트(1) 통로를 통과하는 혼합기는 상기 바이메탈(13)을 통과하는 즉시 와류를 일으키게 되어 공기와 연료가 재 혼합되어지고, 이러한 혼합기가 연소실에 유입될 경우 그 만큼의 에미션(EMISSON)이 개선되는 것이다.Accordingly, the mixer passing through the passageway of the port 1 narrowed by the bimetal 13 causes vortexing immediately after passing through the bimetal 13, and air and fuel are remixed, and when the mixer enters the combustion chamber, Emissions (EMISSON) is improved.

한편 엔진이 작동되어 핫(HOT)상태를 이루게 되는 경우에는, 바이메탈(13)이 펴지게 되어 좁아졌던 포트(12)의 통로를 원래 상태로 복귀시키게 되고, 이에 따라 기존 포트(12)로의 역할을 수행하게 된다.On the other hand, when the engine is operated to achieve a hot state, the bimetal 13 is extended to return the passage of the narrowed port 12 to its original state, thereby serving as an existing port 12. Will be performed.

즉 엔진의 콜드시에 에미션이 저감되는 효과를 발휘하게 된다.In other words, the effect of reducing the emission when the engine is cold is exerted.

이상에서 설명한 바와 같이 본 고안에 따른 혼합기의 와류(SWIRL)유도 포트는, 흡기다기관을 구성하는 각각의 흡입관 단부의 양 흡입포트 중, 한 곳의 흡입포트 내에 바이메탈을 설치한 구성에 의해, 엔진의 콜드(COLD)상태에서는 상기 바이메탈이 포트의 통로를 반 이상 막게 되는 상태를 이루게 되어, 혼합기가 와류를 일으키게 되는 까닭에 그 만큼의 에미션(EMISSON)이 개선되어 연소실에 유입될 수 있으며, 엔진의 핫(HOT)상태에서는 바이메탈이 펴지게 되어 기존 포트로의 역할을 수행하게 되는 효과를 발휘하게 된다.As described above, the vortex (SWIRL) induction port of the mixer according to the present invention has a configuration in which a bimetal is provided in one suction port among the suction ports at each end of each suction pipe constituting the intake manifold. In the cold state, the bimetal is in a state of blocking the passage of the port more than half, and because the mixer causes vortex, the amount of emission (EMISSON) can be improved and flow into the combustion chamber, In the hot (HOT) state, the bimetal is unfolded to play the role of an existing port.

본 고안은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 고안의 사상과 범위내에서 변형이나 변경할 수 있음은 본 고안이 속하는 분야의 당업자에게는 명백한 것이며, 그러한 변형이나 변경은 첨부한 실용신안등록 청구범위에 속한다 할 것이다.Although the present invention has been described in detail only with respect to the described embodiments, it will be apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains, but it can be modified or changed within the spirit and scope of the present invention. something to do.

Claims (2)

흡기다기관(10)을 구성하는 각각의 흡입관(11) 단부의 양 흡입포트(12) 중, 한 곳의 흡입포트(12) 내에 바이메탈(13)을 설치한 것을 특징으로 하는 혼합기의 와류(SWIRL)유도 포트.Vortex (SWIRL) of the mixer characterized in that a bimetal 13 is provided in one suction port 12 of the suction ports 12 at each end of each suction pipe 11 constituting the intake manifold 10. Induction port. 제 1항에 있어서, 상기 바이메탈(13)의 초기 형태는 만곡되어져 포트(12)의 통로를 반 이상 막고 있는 형태를 이루게 한 것을 특징으로 하는 혼합기의 와류(SWIRL)유도 포트.2. The mixer's vortex (SWIRL) induction pot according to claim 1, characterized in that the initial shape of the bimetal (13) is curved to form a shape that blocks the passage of the port (12) more than half.
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