KR100211566B1 - 실린더내부의 템블유동 촉진장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차 엔진의 피스톤에 관한 것으로서, 특히, 피스톤 표면 일측의 편심위치에 피스톤 하부를 향해 관통된 구멍을 형성하고, 이 구멍을 개방/밀폐하도록 힌지로 고정되는 차단편을 구성하여 피스톤 상승시에는 닫혀져 실린더 내부를 밀폐하고, 피스톤 하강시에는 개방되도록 한 것이다.

이와 같이 함으로서, 피스톤 하강시 구멍을 통해 유입되는 공기에 의해 실린더 내부의 공기유동을 맴돌이형 와류와 같은 템플유동의 발생을 촉진하여 압축된 혼합연료의 점화확산속도 증속 및 연소안정성등 실린더 내부의 연소효율을 향상하도록 한 것이다.

Description

실린더내부의 템블유동 촉진장치

본 발명은 자동차 엔진의 피스톤에 관한 것으로서, 특히, 피스톤 표면 일측의 편심위치에 피스톤 하부를 향해 관통된 구멍을 형성하고, 이 구멍을 개방/밀폐하도록 힌지로 고정되는 차단편을 구성하여 피스톤 상승시에는 닫혀져 실린더 내부를 밀폐하고, 피스톤 하강시에는 개방되도록 하는데 있다.

이와 같이 함으로서, 피스톤 하강시 구멍을 통해 유입되는 공기에 의해 실린더 내부의 공기유동을 맴돌이형 와류와 같은 템플유동의 발생을 촉진하여 압축된 혼합연료의 점화확산속도 증속 및 연소안정성등 실린더 내부의 연소효율을 향상시키는데 그 목적이 있다.

종래는 도 1과 같이 실린더(1)의 상부벽에 공기와 연료가 혼합된 혼합연료가 유입로(2)를 따라 유입되도록 개방되는 흡기밸브(3)와, 유입된 혼합연료가 연소되어 발생된 연소가스를 배기로(4)를 따라 배기되도록 개방되는 배기밸브(5)와, 실린더(1) 내벽을 따라 상/하강하면서 유입된 연료를 압축하는 피스톤(6)으로 구성된다.

이와 같이 구성되어 흡기밸브(3)가 개방되면 연료와 공기가 적절하게 혼합된 혼합연료가 유입되고, 피스톤(6)이 실린더(1) 내벽을 따라 상승되면서 개방된 흡기밸브(3)가 닫혀지며 실린더(1) 내부공간은 주입된 혼합연료만이 존재하는 밀폐상태가 된다.

이후, 피스톤(6)이 정점까지 상승하여 실린더(1) 내부압력이 상승된 상태에서 불꽃점화 되어 폭발되면 피스톤(6)이 하강하면서 엔진의 출력을 발생하게 되고, 연소된 연소가스는 배기밸브(5)가 개방됨에 따라 배기로(4)를 따라 배출된다.

이와 같은 연속동작을 짧은 순간에 각각의 실린더(1) 내부에서 수행하여 엔진의 출력을 발생한다.

한편, 흡기밸브(3)가 개방됨에 따라 혼합연료가 유입되는 유입로(4)는 실린더(1) 내부를 향해 비스듬한 경사각을 유지하며 형성되어 있다.

이러한, 유입로(2)의 구조는 짧은 시간에 순간적으로 유입된 혼합연료가 실린더(1)의 내부공간에서 도 1에서와 같이 맴돌이형 와류를 발생하도록 유도하는 것이다.

이러한 맴돌이형 와류를 템블유동이라 하는데 템블유동은 실린더(1) 내부에서 혼합연료가 활발하게 순환되는 현상으로 혼합연료가 압축된 상태에서 점화될때 점화의 확산속도를 증속하여 혼합연료의 연소효율을 높이는 효과가 있다.

따라서, 템블유동의 급속한 발생을 유도 여부는 점화의 확산속도를 증속하여 혼합연료의 연소효율을 향상시킬 수 있어 연비향상 및 배기가스를 저감하는 효과로 나타난다.

본 발명은 상기한 바와 같은 실린더 내부에서의 템블유동의 발생을 촉진하기 위한 것으로, 피스톤 상부 일측의 편심된 위치에 하부를 향해 관통된 구멍을 형성하고, 이 구멍을 개방/밀폐하도록 힌지로 고정되는 차단편을 구성하는데 있다.

도 1 은 종래 실린더 내부의 구성도.

도 2 는 본 발명으로서, 피스톤의 상/하운동으로 피스톤 내부에서 일이나는 템블유동의 변화를 보인 실린더 내부의 구성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

101 : 실린더 102 : 유입로

103 : 흡기밸브 104 : 배기로

105 : 배기밸브 106 : 피스톤

107 : 구멍 108 : 힌지

109 : 차단편

본 발명인 실린더 내부의 템블유동 촉진장치를 첨부한 도면을 참고로 이하에서 설명한다.

도 2와 같이 실린더(101)의 상부벽에 공기와 연료가 혼합된 혼합연료가 유입로(102)를 따라 유입되도록 개방되는 흡기밸브(103)와, 유입된 혼합연료가 연소되어 발생된 연소가스를 배기로(104)를 따라 배기하도록 개방되는 배기밸브(105)와, 실린더(101) 내벽을 따라 상/하강하면서 유입된 연료를 압축하는 피스톤(106)과, 상기 피스톤(106)상에 실린더(101) 내부공간으로 유입된 혼합연료의 맴돌이형 와류와 같은 템블유동의 발생을 촉진하도록 개방/밀폐하는 공기유입수단으로 구성한다.

또한, 공기유입수단은 피스톤(106) 상부 일측의 편심된 위치에 하부를 향해 관통한 구멍(107)과, 상기 구멍(107)을 개방/밀폐하도록 힌지(108)로 고정한 차단편(109)으로 구성한다.

이와 같이 구성한 본 발명은 종래와 같이 흡기밸브(103)가 개방되면 연료와 공기가 적절하게 혼합된 혼합연료가 유입로(102)를 따라 유입되고, 피스톤(106)이 실린더(101) 내벽을 따라 상승하면서 개방된 흡기밸브(103)가 닫혀지며 실린더(101) 내부공간은 주입된 혼합연료만이 존재하는 밀폐상태가 된다.

이후, 피스톤(106)이 정점까지 상승하여 실린더(101) 내부압력이 상승된 상태에서 불꽃점화 되어 폭발되면 피스톤(106)이 하강되면서 엔진의 출력을 발생하게 되고,연소된 연소가스는 배기밸브(105)가 개방됨에 따라 배기로(104)를 통해 배출된다.

이와 같은 연속동작을 짧은 순간에 각각의 실린더(101) 내부에서 수행하여 엔진의 출력을 발생한다.

한편, 피스톤(106)에 힌지(108)로 고정되어 유동되는 차단편(109)은 피스톤(106) 상승시는 압축행정이 진행되는 단계이므로 실린더(101) 내부공간의 압력상승과 자중에 의해 구멍을 밀폐하고, 폭발행정이 진행되어 하강될시는 급속한 피스톤(106)의 하강속도를 따라가지 못하는 차단편(109)이 힌지(108)를 중심으로 개방되고, 또는, 피스톤(106)이 하강되면서 피스톤(106)의 하부공간이 짧은 순간에 급속한 압력상승으로 차단편(109)을 개방시켜 구멍(107)을 통해 실린더(101) 내부공간으로 공기를 유입한다.

이와 같이 실린더(101) 내부로 유입된 공기는 흡기밸브(103)가 개방되어 유입로(102)을 통해 실린더(101) 내부로 혼합연료가 유입되면서 발생되는 맴돌이형 와류를 향해 편측에서 분사됨에 따라 와류의 유속을 더욱 촉진하는 작용을 하여 활발한 템블유동을 발생시킨다.

이상의 설명에서 알 수 있듯이 본 발명은 피스톤 상부 일측의 편심된 위치에 관통구멍을 형성하고, 이 구멍을 밀폐/개방하도록 힌지로 고정되는 차단편을 구성하여 피스톤 하강시 개방됨에 따라 구멍을 통해 실린더 내부로 유입되는 공기에 의해 실린더 내부의 혼합연료의 맴돌이형 와류와 같은 템블유동의 발생을 촉진한 것이다.

이와 같이 템블유동을 촉진함으로서 압축된 혼합연료가 점화될시 점화의 확산속도를 증속하게 되어 혼합연료의 연소효율을 향상시킬 수 있어 연비향상 및 배기가스를 저감하는 효과를 득할 수 있다.

Claims (2)

1. 실린더(101) 내부공간으로 유입된 혼합연료가 맴돌이 와류와 같은 템블유동의 발생이 촉진되도록 피스톤(106)상에 공기를 유입하도록 개방/밀폐되는 공기유입수단을 형성한 것을 특징으로 하는 실린더 내부의 템블유동 촉진장치
2. 제 1 항에 있어서,

   공기유입수단은 피스톤(106) 상부 일측의 편심된 위치에 하부를 향해 관통한 구멍(107)과,

   상기 구멍(107)을 개방/밀폐하도록 힌지(108)로 고정되는 차단편(109)으로 구성한 것을 특징으로 하는 실린더 내부의 템블유동 촉진장치.