KR100218717B1

KR100218717B1 - Internal combustion engine

Info

Publication number: KR100218717B1
Application number: KR1019950056145A
Authority: KR
Inventors: 윤영대
Original assignee: 정몽규; 현대자동차주식회사
Priority date: 1995-12-26
Filing date: 1995-12-26
Publication date: 1999-09-01
Also published as: KR970044584A

Abstract

본 발명은 흡기행정으로 유입되는 공기와 별도 분사되는 연료가 강한 텀블 유동과 스월 유동으로 혼합됨과 동시에 피스톤이 상승되는 과정에서도 텀블은 물론 강력한 스월 유동이 깨지지 않음으로써, 희박 연소를 구현할 수 있도록 한 내연기관을 제공함에 그 목적이 있다.According to the present invention, the air flowing into the intake stroke and the fuel injected separately are mixed in a strong tumble flow and a swirl flow, and at the same time, a powerful swirl flow is not broken in the process of raising the piston, so that lean combustion can be realized. The purpose is to provide an institution.

이를 실현하기 위하여 연소실의 상면 중앙으로 점화 플러그가 배치되고, 그 양측으로 흡,배기 포트가 형성되며, 실린더의 내부에 피스톤이 상하 슬라이드 가능하게 결합되는 구성을 갖는 내연기관에 있어서, 상기 피스톤의 상면에 경사면이 피스톤의 원주방향을 향하는 돌기부를 형성하고, 이의 돌기부 경사면에 피스톤의 원주방향에 따른 호형의 반원형 안내홈을 형성하며, 상기 안내홈의 상단부가 직선 왕복 운동하는 궤적상의 실린더 상측부에 연료 인젝터를 배치하여 이루어지는 내연기관을 제공한다.In an internal combustion engine having a configuration in which a spark plug is disposed at the center of the upper surface of the combustion chamber, inlet and exhaust ports are formed at both sides thereof, and the piston is slidably coupled to the inside of the cylinder, the upper surface of the piston. The inclined surface is formed in the circumferential direction of the piston, the projection is formed in the inclined surface arc-shaped semi-circular guide grooves along the circumferential direction of the piston, the upper end of the guide groove in the upper cylinder of the trajectory on the trajectory linearly Provided is an internal combustion engine comprising an injector.

Description

An internal combustion engine

제1도는 본 발명에 의한 내연기관의 구성도.1 is a block diagram of an internal combustion engine according to the present invention.

제2도는 본 발명에 적용되는 피스톤의 상면을 도시한 사시도.2 is a perspective view showing an upper surface of a piston applied to the present invention.

제3도는 제1도의 A-A선 단면도.3 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.

제4도는 종래 내연기관의 구성도.4 is a block diagram of a conventional internal combustion engine.

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

1 : 연소실 3 : 점화플러그1: combustion chamber 3: spark plug

5, 7 : 흡,배기포트 9 : 실린더5, 7: intake and exhaust ports 9: cylinder

11 : 피스톤 13 : 돌기부11: piston 13: protrusion

15 : 안내홈 17 : 연료 인젝터15: guide groove 17: fuel injector

본 발명은 내연기관에 관한 것으로서, 상세하게는 흡기행정으로 유입되는 혼합기가 피스톤이 상승되는 과정에서도 텀블(Tumble)은 물론 강력한 스월(Swirl)유동으로 희박 연소를 구현할 수 있도록한 내연기관에 관한 것이다.The present invention relates to an internal combustion engine, and more particularly, to an internal combustion engine in which a mixer flowing into an intake stroke can realize lean combustion with a powerful swirl flow as well as tumble even when a piston is raised. .

잘 알려진 바와 같이, 자동차 엔진에 주로 사용되는 내연기관은 연료와 공기가 혼합된 혼합가스를 연소실로 유입시켜 이를 압축 폭발시킴으로써, 피스톤을 상하 왕복운동시키고, 이 피스톤의 상하 왕복운동을 크랭크 기구로서 회전운동을 변환시켜 회전동력을 얻게 된다.As is well known, an internal combustion engine mainly used in automobile engines introduces a mixed gas of fuel and air into a combustion chamber and compresses and explodes it, thereby reciprocating the piston up and down, and rotating the piston up and down as a crank mechanism. The rotational power is obtained by converting the motion.

이와 같이 혼합기를 연소실에서 연소시켜 동역을 얻는 엔진의 출력은 혼합기의 유동상태에 따라 연소상태가 결정되어 내연기간의 출력을 크게 좌우하게 된다.In this way, the output of the engine that obtains the dynamic range by burning the mixer in the combustion chamber determines the combustion state according to the flow state of the mixer, which greatly influences the output of the internal combustion period.

이러한 점을 고려하여 종래 내연기관의 구성을 살펴보면 제4도에서와 같이, 연소실(101)의 상면 중앙으로 점화 플러그(103)가 배치되고, 그 양측으로 흡,배기 포트(105)(107)가 형성된다.Considering the above, the structure of the conventional internal combustion engine will be described. As shown in FIG. 4, the spark plug 103 is disposed at the center of the upper surface of the combustion chamber 101, and the intake and exhaust ports 105 and 107 are disposed on both sides thereof. Is formed.

그리고 피스톤(109)의 상면에는 흡기밸브(111)의 열림시 피스톤(109)의 상면과 흡기밸브(111)가 충돌하는 것을 방지함은 물론 혼합기의 유동을 안내할 수 있는 요입부(113)가 형성된다.In addition, the upper surface of the piston 109 is provided with a concave portion 113 which prevents the upper surface of the piston 109 from colliding with the intake valve 111 when the intake valve 111 is opened, and guides the flow of the mixer. Is formed.

이에따라 흡기 행정시 흡기포트(105)로 유입되는 흡입공기와 인젝터(115)로부터 분사되는 연료는 흡기포트(105)와 피스톤(109)의 상면 형상에 의하여 연소실 내에서 텀블유동이 이루어지게 된다.Accordingly, the intake air flowing into the intake port 105 during the intake stroke and the fuel injected from the injector 115 are tumbled in the combustion chamber by the top surface of the intake port 105 and the piston 109.

그러나 상기와 같은 연소실 구조에 의하면 혼합기의 압축을 위하여 피스톤(109)이 상승할 때 혼합기의 텀블 유동이 피스톤(109)의 상승으로 깨지게 됨으로써, 혼합기가 정체 앞축된 상태에서 점화가 이루어짐으로써, 그 연소상태가 이상적으로 이루어지지 않아 희박연소를 구현할 수 없다는 문제점이 있다.However, according to the combustion chamber structure as described above, when the piston 109 is raised for the compression of the mixer, the tumble flow of the mixer is broken by the rise of the piston 109, so that the ignition is performed in a state where the mixer is stagnant, and thus the combustion is performed. There is a problem that can not implement lean burn because the state is not ideal.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 흡기행정으로 유입되는 공기와 별도 분사되는 연료가 강한 텀블유동과 스월 유동으로 혼합됨과 동시에 피스톤이 상승되는 과정에서도 텀블은 물론 강력한 스월유동이 깨지지 않음으로써, 희박연소를 구현할 수 있도록 한 내연기관을 제공함에 그 목적이 있다.Therefore, the present invention was invented to solve the above problems, the air flowing into the intake stroke and the fuel injected separately are mixed in a strong tumble flow and swirl flow and at the same time the piston rises, as well as a strong swirl flow The purpose is to provide an internal combustion engine capable of realizing lean combustion by this unbreakable.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 연소실의 상면 중앙으로 점화 플러그가 배치되고, 그 양측으로 흡,배기 포트가 형성되며, 실린더의 내부에 피스톤이 상하 슬라이드 가능하게 결합되는 구성을 갖는 내연기관에 있어서, 상기 피스톤의 상면에 경사면이 피스톤의 원주방향을 향하는 돌기부를 형성하고, 이의 돌기부 경사면에 피스톤의 원주방향에 따른 호형의 반원형 안내홈을 형성하며, 상기 안내홈의 상단부가 직선 왕복 운동하는 궤적상의 실린더 상측부에 연료 인젝터를 배치하여 이루어지는 내연기관을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides an internal combustion engine having a configuration in which a spark plug is disposed at a center of an upper surface of a combustion chamber, inlet and exhaust ports are formed at both sides thereof, and a piston is coupled to the inside of a cylinder so as to be slidable up and down. On the upper surface of the piston, the inclined surface is formed in the projection in the circumferential direction of the piston, the projection is formed on the inclined surface of the arc-shaped semi-circular guide groove in the circumferential direction of the piston, the upper end of the guide groove in the locus An internal combustion engine is provided by arranging a fuel injector in an upper portion of a cylinder.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention will be described in detail.

제1도는 본 발명에 의한 내연기관의 구성도로서, 연소실(1)으 상면 중앙으로 점화 플러그(3)가 배치되고, 그 양측으로 흡,배기 포트(5)(7)가 형성된다.1 is a configuration diagram of an internal combustion engine according to the present invention, in which a spark plug 3 is disposed at the center of an upper surface of a combustion chamber 1, and inlet and exhaust ports 5 and 7 are formed at both sides thereof.

그리고 실린더(9)의 내부에는 피스톤(11)이 상하 슬라이드 가능하게 결합되는 구성을 갖는다.And the inside of the cylinder 9 has the structure which the piston 11 couple | bonds so that up and down is slidable.

이러한 내연기관에 있어서, 본 발명은 상기 피스톤(11)의 상면에 제2도에서와 같이 경사면이 피스톤(11)의 원주방향을 향하는 돌기부(13)를 형성하고, 이의 돌기부(13) 경사면에는 피스톤(11)의 원주방향에 따른 호형의 반원형 안내홈(15)을 형성하였다.In this internal combustion engine, the present invention forms a projection 13 on the inclined surface of the piston 11 in the circumferential direction of the piston 11, as shown in FIG. An arc-shaped semicircular guide groove 15 along the circumferential direction of (11) was formed.

그리고 상기 안내홈(15)의 상단부가 직선 왕복운동하는 궤적상의 실린더(9) 상측부에 연료 인젝터(17)를 배치하였다.And the fuel injector 17 was arrange | positioned on the upper side of the cylinder 9 on the trajectory in which the upper end part of the said guide groove 15 linearly reciprocates.

이에 따라 상기 연료 인젝터(17)는 제3도에서와 같이 실린더(9)에서 일측으로 편심된 상태로 배치되는 것이다.Accordingly, the fuel injector 17 is disposed in an eccentric state in the cylinder 9 as shown in FIG.

이와 같은 내연기관에 의하면 흡기 행정시 흡기포트(5)를 통해 연소실로 유입되는 공기는 흡기포트(5)의 형상에 따라 텀블 유동이 이루어지면서 흡입이 이루어진다.According to such an internal combustion engine, the air flowing into the combustion chamber through the intake port 5 during the intake stroke is inhaled while the tumble flow is made according to the shape of the intake port 5.

그리고 연료의 분사 과정에서는 실린더(9)의 일측으로 편심된 연료 인젝터(17)로부터 연료가 분사되는데, 이의 연료가 돌기부(13)의 경사면으로 형성되는 안내홈(15)으로 분사되는 바, 연료는 안내홈(15)을 따라 강하게 스월을 일으키면서 분사가 이루어지게 되는 것이다.In the fuel injection process, fuel is injected from the fuel injector 17 which is eccentric to one side of the cylinder 9, and the fuel is injected into the guide groove 15 formed by the inclined surface of the protrusion 13. Along with the guide groove (15) will cause a strong swirl while the injection is made.

이에 따라 공기의 텀블 유동과 연료의 스월 유동에 따라 연료는 공기에 골고루 분산 혼합되어지며, 피스톤(11)이 상승되더라도, 피스톤의 상부 형상에 의하여 텀블 유동과 스월 유동이 깨지지 않으면서 압축이 이루어지게 된다.Accordingly, the fuel is evenly dispersed and mixed with the air according to the tumble flow of the air and the swirl flow of the fuel. Even when the piston 11 is raised, the fuel is compressed without breaking the tumble flow and the swirl flow by the upper shape of the piston. do.

이와 같이 혼합기의 텀블과 스월 유동이 이루어지는 상태에서 점화가 이루어짐으로써, 화염전파가 이상적으로 이루어져 희박 연소를 구현할 수 있게 되는 것이다.As such, the ignition is performed in a state where the tumble and swirl flow of the mixer are performed, so that flame propagation is ideally achieved to realize lean combustion.

이상에서와 같이 본 발명은 흡기행정으로 유입되는 공기와 별도 분사되는 연료가 강한 텀블 유동과 스월 유동으로 혼합됨과 동시에 피스톤이 상승되는 과정에서도 텀블은 물론 강력한 스월 유동이 깨지지 않음으로써, 희박 연소를 구현할 수 있는 발명인 것이다.As described above, according to the present invention, the air flowing into the intake stroke and the fuel injected separately are mixed in a strong tumble flow and a swirl flow, and at the same time, a powerful swirl flow is not broken in the process of raising the piston, thereby implementing lean combustion. It is an invention that can be.

Claims

The spark plug 3 is disposed at the center of the upper surface of the combustion chamber 1, and inlet and exhaust ports 5 and 7 are formed at both sides thereof, and the piston 11 is slidably moved up and down inside the cylinder 9. In the internal combustion engine having a combined configuration, the inclined surface is formed on the upper surface of the piston 11 to form a projection 13 in the circumferential direction of the piston 11, the projection 13 of the inclined surface of the circumference of the piston 11 Internal combustion is characterized in that the fuel injector 17 is formed on the upper side of the trajectory upper cylinder (9) in which the upper end of the guide groove (15) linearly reciprocates, forming an arc-shaped semi-circular guide groove (15) in the direction. Agency.

2. The internal combustion engine according to claim 1, wherein the fuel injector (17) is arranged eccentrically to one side from the center of the cylinder (9).