KR100208854B1

KR100208854B1 - Measuring apparatus of tumble for engine cylinder

Info

Publication number: KR100208854B1
Application number: KR1019950045350A
Authority: KR
Inventors: 최정수
Original assignee: 정몽규; 현대자동차주식회사
Priority date: 1995-11-30
Filing date: 1995-11-30
Publication date: 1999-07-15
Also published as: KR970028496A

Abstract

본 발명은 자동차엔진의 실린더로 유입되는 연료와 공기의 유동상태를 측정함에 있어 연소성능이 최적화를 꾀하기 위하여 텀블(Tumble) 유동을 측정할 수 있도록 하는 엔진 실린더의 텀블유동 측정장치에 관한 것으로, 실린더헤드에 중앙측 유입구가 장착되는 T자형의 실린더라이너와, 상기 실린더라이너의 양측 배출구측에 연결되며, 하니컴구조체와 토크측정센서가 장착된 텀블메터박스와, 상기 텀블메터박스 각각에는 후렉시블호스와 유량계를 차례로 연결하여 실린더헤드를 통해 공기를 빨아들이는 진공펌프 및 상기 텀블메터박스에 장착된 토크측정센서에서 입력된 측정치를 디스플레이하는 토크메터로 구성되어 실린더헤드를 통해 유입된 공기 중 텀블유동량을 측정할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 것이다.The present invention relates to a tumble flow measuring apparatus for an engine cylinder that enables to measure tumble flow in order to optimize combustion performance in measuring the flow of fuel and air flowing into a cylinder of an automobile engine. T-shaped cylinder liner equipped with a central inlet in the head, a tumbler box connected to both outlet sides of the cylinder liner, and equipped with a honeycomb structure and a torque measurement sensor, each of which has a flexible hose and a flow meter. It consists of a vacuum pump that sucks air through the cylinder head by connecting to the torque meter and a torque meter that displays the measured value input from the torque measuring sensor mounted on the tumble meter box to measure the tumble flow of air flowing through the cylinder head. It is characterized in that it is configured to be.

Description

Tumble flow measuring device of engine cylinder

제1도는 본 발명을 설명하기 위한 텀블유동 측정장치의 구성도.1 is a configuration diagram of a tumble flow measurement apparatus for explaining the present invention.

제2도의 (a)(b)도는 실린더헤드를 회전시켜서 텀블의 최대 및 최소치를 찾아 내기 위한 작동상태도.(A) and (b) of FIG. 2 are operating states for finding the maximum and minimum values of the tumble by rotating the cylinder head.

제3도의 (a)(b)도는 종래 실린더헤드에 유입되는 유동을 측정하는 방법을 보인 개략도.Figure 3 (a) (b) is a schematic diagram showing a method for measuring the flow entering the conventional cylinder head.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 실린더라이너 2 : 실린더헤드1 cylinder liner 2 cylinder head

3 : 텀블메터박스 4 : 하니컴구조체3: tumble meter box 4: honeycomb structure

5 : 토크측정센서 6 : 회전축5: Torque measuring sensor 6: Rotating shaft

7 : 토크메터 8 : 후레시블호스7: Torque meter 8: Flexible hose

9 : 유량계 9a : 유량디스플레이유니트9: Flow meter 9a: Flow display unit

10 : 진공메터 11 : 유입구10: vacuum meter 11: inlet

12 : 배출구 21 : 흡기포트12 outlet 21 21 intake port

[산업상 이용 분야][Industrial use]

본 발명은 자동차엔지의 실린더로 유입되는 연료와 공기의 유동상태를 측정함에 있어 연소성능이 최적화를 꾀하기 위하여 텀블(Tumble)유동을 측정할 수 있도록 하는 엔진 실린더의 텀블유동측정장치에 관한 것이다.The present invention relates to a tumble flow measurement apparatus for an engine cylinder that enables to measure tumble flow in order to optimize combustion performance in measuring the flow of fuel and air flowing into a cylinder of an automobile engine.

[종래기술][Private Technology]

일반적으로 자동차 엔진에 있어 실린더에 유입되는 연료 및 공기의 유동은 연소에 상당한 영향을 미치고 있으며, 이에 의하여 종래에는 제3도에서 보듯이 실린더 형상으로 된 모형실린더(100)의 저부측에 하니컴구조체(101)를 내설하고, 이 하니컴구조체(101)의 축(102)에 유동량측정센서(103)를 장설하는 구성으로 실린더에 유입되는 연료의 유동량을 예측하여 왔었다.In general, the flow of fuel and air introduced into a cylinder in an automobile engine has a significant effect on combustion. As a result, as shown in FIG. 3, a honeycomb structure ( 101, and the flow amount of the fuel flowing into the cylinder has been predicted by installing the flow amount measuring sensor 103 on the shaft 102 of the honeycomb structure body 101.

[종래 기술의 문제점][Problems with Prior Art]

그러나 종래와 같은 구조의 유동량측정장치는 수평방향으로 회전하는 스월(Swirl)량의 측정은 가능하지만 수직방향으로 회전하는 텀블(Tumble)량의 측정은 불가하였다.However, in the conventional flow rate measuring device, it is possible to measure the amount of swirl rotating in the horizontal direction, but not the amount of tumble rotating in the vertical direction.

통상 실린더의 흡기포트를 통해 유입되는 공기에 연료가 잘 혼합되게 하기 위하여 공기의 흐름이 소용돌이치도록 하였으며, 그 소용돌이치는 공기의 유동량을 측정하여 연료가 최적의 상태로 혼합되는지를 실험을 통해 측정하는데, 종래와 같이 모형실린더(100)의 내부에 수평상태로 설치된 하니컴구조체(101)는 수직방향으로 하니컴 구멍이 뚫어져 있기 때문에 제3도의 (a)도와 같이 스월작용에 의하여 수평방향으로 회오리치는 흐름은 하니컴구조체(101)의 구멍에 대하여 직각상태를 이루고 있으므로서 구멍으로 빠져나가기 전에 하니컴구조체(101)를 회전시키게 되어 축(102)에 장치한 유동량측정센서(103)가 이를 측정할 수 있었으나, (b)도와 같이 모형실린더(100)내부로 유입되는 공기의 텀블작용에 의하여 수직방향으로 회전하는 흐름은 하니컴구조체(101)의 구멍과 같은 방향이기 때문에 공기의 흐름이 하니컴구조체(101)를 회전시키기 보다는 먼저 구멍으로 빠져나가게 되므로서 텀블유동의 측정이 불가한 문제점이 있어 종래에는 실린더에 유입되는 공기의 텀블유동은 측정하지 못하였다.Usually, the air flow is swirled in order to mix the fuel well with the air flowing through the intake port of the cylinder, and the flow rate of the swirling air is measured to determine whether the fuel is mixed optimally through experiments. As the conventional honeycomb structure 101 installed in the horizontal state inside the model cylinder 100 has a honeycomb hole drilled in a vertical direction, the flow swirling in the horizontal direction by the swirling action as shown in FIG. Since the honeycomb structure 101 is perpendicular to the hole of the honeycomb structure 101, the honeycomb structure 101 is rotated before exiting into the hole, and the flow rate measuring sensor 103 installed on the shaft 102 can measure it. As shown in b), the flow of rotating in the vertical direction by the tumble action of air introduced into the model cylinder 100 is the honeycomb structure 101. Since the air flows out of the hole before the honeycomb structure 101 is rotated because it is in the same direction as the hole of the tumble flow, there is a problem that it is impossible to measure the tumble flow. I couldn't.

[발명이 해결하고자 하는 문제점][Problem to Solve Invention]

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 모형실린더헤드로 유입되는 공기 중 텀블방향으로 회전하면서 유입되는 공기유동을 그대로 놔준채 그 흐름의 방향자체를 직각으로 바꾸어서 하니컴구조체에 대하여 수평방향(하니컴구조체의 원형방향와 같은 방향을 말함)으로 회전하도록 하므로서 하니컴구조체를 회전시킬 수 있도록 하는 구성으로서 실린더 내부로 유입되는 텀블유동량을 측정할 수 있도록 하는데 그 목적이 있는 것이다.The present invention in order to solve the above problems, while rotating in the tumble direction of the air flowing into the model cylinder head while changing the direction of the flow itself at a right angle while leaving the air flow as it is (Honeycomb structure) It is intended to be able to measure the amount of tumble flow flowing into the cylinder as a configuration to rotate the honeycomb structure by rotating in the same direction as the circular direction of the).

[과제를 해결하기 위한 수단][Means for solving the problem]

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 실린더헤드에 중앙측 유입구가 장착되는 T자형의 실린더라이너와;The present invention is a T-shaped cylinder liner is provided with a central inlet in the cylinder head to achieve the above object;

상기 실린더라이너의 양측 배출구측에 연결되며, 하니컴구조체와 토크측정센서가 장착된 텀블메터박스와;A tumble meter box connected to both outlet sides of the cylinder liner and equipped with a honeycomb structure and a torque measurement sensor;

상기 텀블메터박스 각각에는 후렉시블호스와 유량계를 차례로 연결하여 실린더헤드를 통해 공기를 빨아들이는 진공펌프; 및Each of the tumble meter boxes has a vacuum pump for sucking air through the cylinder head by connecting a flexible hose and a flow meter in order; And

상기 텀블메터박스에 장착된 토크측정센서에서 입력된 측정치를 디스플레이하는 토크메터와;A torque meter displaying a measurement value input from a torque measurement sensor mounted on the tumble meter box;

로 구성된것을 특징으로 하고 있다.It is characterized by consisting of.

[실시예]EXAMPLE

본 발명의 실시예를 첨부한 도면에 따라서 상세히 설명하면 다음과 같다.An embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제1도는 본 발명을 설명하기 위한 텀블유동측정장치의 구성도이며,1 is a configuration diagram of a tumble flow measurement apparatus for explaining the present invention,

제2도의 (a)(b)도는 실린더헤드를 회전시켜서 텀블의 최대 및 최소치를 찾아내기 위한 작동상태도로서,(A) and (b) of FIG. 2 are operation state diagrams for finding the maximum and minimum values of the tumble by rotating the cylinder head.

도면부호 1은 본 발명의 요부구성인 T자형의 실린더라이너를 표시하는 것으로, 상기 실린더라이너(1)의 중앙유입구(11)에는 실린더헤드(2)를 보울트로서 체결하기 위한 플렌지(11a)가 형성되어 있다.Reference numeral 1 denotes a T-shaped cylinder liner, which is a main component of the present invention, and a flange 11a for fastening the cylinder head 2 as a bolt is formed at the central inlet 11 of the cylinder liner 1. It is.

상기 실린더라이너(1)의 양측 배출구(12) 각각에는 텀블메터박스(3)가 연결되는데, 상기 텀블메터박스(3)의 내부에는 하니컴구조체(4)와 토크측정센서(5)가 장설되는데, 이들 하니컴구조체와 토크측정센서는 회전축(6)으로 연결되어 하니컴구조체(4)의 회전작동시 회전축(6)의 회전속도를 토크측정센서(5)가 측정할 수 있도록 구성되어 있으며, 상기 토크측정센서(5)의 측정치는 토크메터(7)에 입력되어 디지털방식으로 디스플레이되도록 하였다.A tumble meter box 3 is connected to each of the two outlets 12 of the cylinder liner 1, and a honeycomb structure 4 and a torque measuring sensor 5 are installed inside the tumble meter box 3. The honeycomb structure and the torque measuring sensor are connected to the rotating shaft 6 so that the torque measuring sensor 5 can measure the rotational speed of the rotating shaft 6 during the rotation operation of the honeycomb structure 4, and the torque measurement The measured value of the sensor 5 was input to the torque meter 7 so as to be displayed digitally.

상기 양측 텀블메터박스(3)에는 구부리기 쉬운 후렉시블호스(8)가 연결되어 있으며, 또 후렉시블호스(8)의 타단은 진공펌프(10)에 연결하는데 그 사이에 유량계(9)를 장설하여 실린더라이너(1)로 유입되는 공기의 량을 측정한다.The flexible hose 8, which is easy to bend, is connected to both side tumble meter boxes 3, and the other end of the flexible hose 8 is connected to the vacuum pump 10, and a flow meter 9 is installed therebetween to install a cylinder liner. Measure the amount of air flowing into (1).

상기와 같이 구성된 본 발명으로 실제 실린더내부로 유입되는 공기 중 텀블유동량을 측정하는 과정을 설명하면, 먼저 진공펌프(10)를 가동시켜 실린더헤드(2)를 통해 공기가 흡입되게 하면 공기는 실린더헤드(2)의 흡기포트(21)를 통해 유입되는데, 이때 T자형의 실린더라이너(1)의 중앙유입구(11)와 같은 방향으로서 실제 엔진의 실린더의 경유를 예로 할 때 수직방향으로 회전하면서 유입되는 텀블유동은 내면에 의해 더이상 전진하지 못하고 중앙유입구(11)와는 직각상태로 형성되어 있는 양측 배출구(12)를 향하여 이동하게 되며, 이같이 이동방향만을 바꾸어서 흐르게 되는 텀블유동은 그대로 유지한채 이동하게 되므로서 양측 배출구(12)측에 설치되어 있는 하니컴구조체(4)를 회전시킬 수 있는 흐름을 보유하게 된다.(제1도의 공기흐름을 표시한 화살표부분 참조)Referring to the process of measuring the tumble flow of the air flowing into the actual cylinder in the present invention configured as described above, if the air is sucked through the cylinder head (2) by first operating the vacuum pump 10, the air is the cylinder head (2) flows through the intake port 21, which is the same direction as the central inlet 11 of the T-shaped cylinder liner (1) is introduced while rotating in the vertical direction when taking the case of the actual cylinder of the cylinder, for example The tumble flow is no longer advanced by the inner surface and moves toward both outlets 12 formed at right angles to the central inlet 11. Thus, the tumble flow is changed while changing only the moving direction, so that the tumble flow is moved as it is. It holds the flow which can rotate the honeycomb structure 4 which is provided in the both outlet 12 side. (The arrow part which shows the airflow of FIG. Min see)

상기와 같이 텀블유동의 회전방향은 그대로 한 채 이동방향만 바Rns 상태는 실제 엔진의 실린더에 있어 스월방향과 같은 상태가 되므로서 양측 배출구(12)측과 연결된 텀블메터박스(3)에 장설되어 있는 하니컴구조체(4)를 회전시키면서 빠져나가게 되며, 하니컴구조체(4)의 회전토크는 회전축(6)을 통해 토크측정센서(5)에 입력되고, 그 입력신호는 다시 토크메터(7)로 보내져 디지털 방식으로 디스플레이 되므로서 측정자는 실린더헤드(2)의 흡기포트(21)로 유입되는 공기의 텀블유동량을 확인할 수 있게 되는 것이다.As described above, only the direction of rotation of the tumble flow remains intact, and the Rns state is the same as the swirl direction in the actual cylinder of the engine, and is installed in the tumble meter box 3 connected to both outlet 12 sides. The honeycomb structure 4 is released while rotating, and the rotating torque of the honeycomb structure 4 is input to the torque measuring sensor 5 through the rotation shaft 6, and the input signal is sent to the torque meter 7 again. By being displayed in a digital manner, the measurer can check the tumble flow amount of air flowing into the intake port 21 of the cylinder head 2.

한편, 하니컴구조체(4)를 회전시키면서 빠져나간 공기는 후렉시블호스(8)를 거쳐 유량계(9)를 통과할 때 그 유동량이 유량디스플레이유니트(9a)에 표시되므로서 실린더헤드(2)의 흡기포트(21)로 유입된 공기의 량도 측정할 수 있으므로서 실제 엔진의 실린더에 유입되는 공기의 량에 따른 텀블유동량을 측정할 수 있게 된다.On the other hand, the air flowing out while rotating the honeycomb structure 4 passes through the flexible hose 8 and flows through the flow meter 9 so that the flow rate is displayed on the flow rate display unit 9a and the intake port of the cylinder head 2 Since the amount of air introduced into 21 can be measured, the amount of tumble flow according to the amount of air flowing into the cylinder of the actual engine can be measured.

그리고 실린더라이너(1)에 대하여 실린더헤드(2)의 흡기포트(21)의 장착위치에 따라 텀블유동상태가 달리 나타나므로서 실린더헤드(2)의 장착위치를 회전변경시키면서 측정할 필요가 있는데, 제2도의 (a)도와 같이 두개의 흡기포트(21)가 양측 배출구(12)에 대하여 수평한 상태를 이루고 있을 경우가 텀블유동이 크게 나타나며, (b)도와 같이 일측 배출구측으로 치우쳐 있을 경우에는 텀블유동이 작아지는 것이 실험을 통해 알게 되었는데, 이와같이 실린더헤드(2)를 회전변경시키는 방법으로 텀블유동상태를 측정하여 실제 실린더에서 연소효율을 최적의 상태로 할 수 있는 최적치를 구하여 실제 실린더에 적용하므로서 연소효율의 최적화를 이룰 수 있는 것이다.In addition, since the tumble flow state is different from the cylinder liner 1 depending on the mounting position of the intake port 21 of the cylinder head 2, it is necessary to measure while changing the rotation position of the cylinder head 2, As shown in (a) of FIG. 2, the tumble flow is large when the two intake ports 21 are in a horizontal state with respect to both outlets 12, and as shown in (b), the tumble flow is tumbled. Through experiments, we found that the flow was reduced. By measuring the tumble flow state by rotating the cylinder head 2 in this way, the optimum value to obtain the optimum combustion efficiency in the actual cylinder was obtained and applied to the actual cylinder. Optimization of combustion efficiency can be achieved.

[효과][effect]

본 발명에 의하면 엔진의 실린더에 유입되는 공기에 있어 텀블방향으로 유입되는 공기의 유동량을 측정할 수 있는 측정장치를 제공하므로서 실린더에서 유입되는 공기와 연료가 최적의 혼합비를 미리 예측할 수 있어 연소효율의 극대화를 꾀함과 동시 엔진의 성능개선에 기여할 수 있는 효과를 지닌 새로운 텀블유동 측정장치인 것이다.According to the present invention, by providing a measuring device that can measure the flow amount of the air flowing in the tumble direction in the air flowing into the cylinder of the engine, it is possible to predict the optimum mixing ratio of the air and the fuel flowing in the cylinder in advance to improve the combustion efficiency. It is a new tumble flow measurement device that has the effect of maximizing and contributing to the improvement of engine performance simultaneously.

Claims

A cylinder liner having a central inlet fastened to the cylinder head and a discharge port formed at both sides thereof; A tumble meter box connected to both outlet sides of the cylinder liner and equipped with a honeycomb structure and a torque measurement sensor; Each of the tumble meter boxes has a vacuum pump for sucking air through the cylinder head by connecting a flexible hose and a flow meter in order; And a torque meter displaying a measurement value input from a torque measurement sensor mounted on the tumble meter box. Tumble flow measurement apparatus of the engine cylinder, characterized in that consisting of.

The cylinder liner is a tumble flow measurement apparatus of the engine cylinder, characterized in that the T-shaped round tube.