KR100222526B1

KR100222526B1 - 연소실 가변기관

Info

Publication number: KR100222526B1
Application number: KR1019940030914A
Authority: KR
Inventors: 기정도
Original assignee: 정몽규; 현대자동차주식회사
Priority date: 1994-11-23
Filing date: 1994-11-23
Publication date: 1999-10-01
Also published as: KR960018179A

Abstract

연소실의 체적을 변환시킬 수 없으므로 기관의 배기량이 제작과 동시에 일정하게 정하여지므로 기관의 성능이 고정되어 기관의 효율을 극대화할 수 없으므로, 실린더 헤드와, 실린더 어셈블리, 그리고 연소실의 체적변환을 가능케 하기 위하여, 스텝 모터와, 스텝 모터의 축에 일체로 결합된 리이드 스크류와, 지지대, 그리고 이 스텝 모터에 제어신호를 받아 드리는 접점을 포함하는 대단부와; 커넥팅 로드의 길이를 조절하는 대단부의 리이드 스크류가 결합되는 리이드 스크류 홈과, 상기 지지대가 삽입되는 지지대홈으로 이루어진 소단부를 포함하여 이루어져서 길이조절이 가능한 커넥팅 로드를 포함하는 피스턴 어셈블리로 이루어진 연소실 가변기관을 사용함으로써, 기관의 배기량을 변화시킬 수 있고 기관의 효율을 극대화시킬 수 있는 연소실 가변기관.

Description

연소실 가변기관

제1도는 본 발명에 따른 연소실 가변기관의 단면도.

제2(a)도는 제1도의 대단부의 리이드 스크류가 소단부의 리이드 스크류 홈에 완전히 삽입되어 연소실의 체적이 최대일 때의 연소실 가변기관의 상태도.

제2(b)도는 제1도의 대단부의 리이드 스크류가 소단부의 리이드 스크류 홈에서 완전히 인출되어 연소실의 최적이 최소일 때의 연소실 가변기관의 상태도.

제3도는 종래기술에 따른 자동차용 기관의 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

2 : 실린더 헤드 4 : 실린더 어셈블리

6 : 피스턴 어셈블리 8,8a,8b : 연소실

30 : 커넥팅 로드 32 : 크랭크 샤프트

34 : 대단부 36 : 소단부

38 : 접접 40 : 스텝 모터

42 : 리이드 스크류 44 : 지지대

46 : 리이드 스크류 홈 48 : 지지대 홈

50 : 슬립링

[산업상의 이용분야]

본 발명은 자동차용 기관에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 연소실의 체적을 수시로 변화시켜서 기관의 성능을 극대화하는 연소실 가변기관에 관한 것이다.

[종래기술]

기관의 성능에 관한 기본사항으로서 기관의 제원, 효율 및 유효압력 등을 들 수 있으며, 이 기관의 제원에는 배기량과, 압축비, 피스턴 속도, 마력, 회전력, 연료 소비율 등이 있다.

여기서는 배기량에 관해서만 언급하면, 배기량은 피스턴이 실린더 안에서 왕복 운동을 할 때, 피스턴이 하사점에서 상사점으로 이동하는 사이에 배출할 수 있는 용적을 말한다. 이것은 실린더 안에 흡입할 수 있는 양이기도 하므로 기관의 출력과 밀접한 관계가 있다.

다기통 기관에서는 전 실린더의 배기량을 합한 것을 총배기량이라 하며, 총배기량은 단기통의 배기량과 기통수의 적으로 나타낸다.

제3도는 종래기술에 따른 자동차용 기관의 단면도로서, 실린더 헤드(52)와, 실린더 어셈블리(54)와, 피스턴 어셈블리(56), 그리고 실린더 헤드(52)와 피스턴 어셈블리(56)에 의하여 확보되는 공간 연소실(58)을 포함하고 있다.

상기 실린더 헤드(52)에는 에어 크리너(미도시)로부터 제공되는 외기와 인젝터(미도시)로 분사되는 연료에 의하여 생성되는 혼합기를 유입하는 흡기구(60)와, 연소된 폐가스를 배출하는 배기구(62), 그리고 냉각을 위한 물재킷(64)이 형성되어 있고, 이 흡,배기구(60,62)를 단속하는 흡기 밸브(66)와, 배기밸브(68), 그리고 압축된 혼합기를 착하시키는 점화 플러그(70)가 장착되어 있다.

상기 실린더 어셈블리(54)는 상기한 피스턴 어셈블리(56)의 왕복 운동을 가능케 하는 실린더(72)와, 기관을 냉각시키는 냉각수가 순환하는 물재킷(64)과, 이를 포함하여 형성된 하우징(74)으로 구성되어 있다.

상기 피스턴 어셈블리(56)는 연소실(58)에 흡입된 혼합기를 압축시킴과, 폭발력을 직접 받는 피스턴(76)과, 이 피스턴(76)의 왕복운동을 직선운동으로 변환,전달하는 커넥팅 로드(78)와, 이 커넥팅 로드(78)에 의하여 동력을 전달 받아 회전운동을 하는 크랭크 샤프트(80)를 포함하고 있다.

상기 커넥팅 로드(78)는 크랭크 샤프트(80)와 결합하는 대단부(82)와, 피스턴(76)과 핀(84) 결합하는 소단부(86)로 형성되어 있다.

상기와 같이 형성된 기관은, 흡입구(60)로 혼합기를 흡입하고, 연소실에서 피스턴 어셈블리(56)에 의하여 압축되고, 점화 플러그(70)의 착화에 의하여 연소되며, 배기구(62)로 배기가스를 배출한다.

그리고 이 때 발생하는 폭발력은 커넥팅 로드(78)에 의하여 크랭크 샤프트(80)를 회전시킨다.

[본 발명이 해결하려는 문제점]

상기와 같은 종래의 기관에 있어서, 연소실의 체적을 변환시킬 수 없으므로 기관의 배기량이 제작과 동시에 일정하게 정하여진다. 그래서 기관의 성능이 최대 출력이 고정되어 기관의 효율을 극대화할 수 없는 문제점이 있다.

[문제점을 해결하기 위한 수단]

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 기관의 배기량을 변화시켜 기관의 부하에 따라 출력을 낼 수 있게 하여 기관의 효율을 극대화시킬 수 있는 연소실 가변기관을 제공하는 데에 있다.

이를 실현하기 위하여, 본 발명은 실린더 헤드와, 실린더 어셈블리, 그리고 연소실의 체적변환을 가능케 하는 피스턴 어셈블리를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 연소실 가변기관이다.

상기 피스턴 어셈블리는 길이조절이 가능한 커넥팅 로드를 포함함을 특징으로 한다.

상기 커넥팅 로드는 스텝 모터와, 스텝 모터의 축에 일체로 결합된 리이드 스크류와, 지지대, 그리고 이 스텝 모터에 제어신호를 받아 들이는 접점을 포함하는 대단부와;

커넥팅 로드의 길이를 조절하는 대단부의 리이드 스크류가 결합되는 리이드 스크류 홈과, 상기 지지대가 삽입되는 삽입홈으로 이루어진 소단부를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

[작용]

커넥팅로드의 대단부에 내장된 스텝 모터는 전자 제어 장치의 펄스신호에 의하여 작동되며, 이 스텝 모터의 작동은 스텝 모터의 회전축에 일체로 형성되어 있는 리이드 스크류를 회전시킨다.

상기 리이드 스크류의 회전은 이 리이드 스크류와 맞물린 커넥팅 로드의 소단부의 위치를 이동시킨다.

상기 커넥팅 로드 소단부의 위치이동은 피스턴의 상,하사점의 위치를 변화시켜서, 결과적으로 연소실의 체적을 변환시킴므로서 배기량이 달라지게 되어 기관의 성능이 변화된다.

이하 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의하여 보다 상세히 설명한다.

[실시예]

제1도는 본 발명에 따른 연소실 가변기관의 단면도로서, 실린더 헤드(2)와, 실린더 어셈블리(4)와, 피스턴 어셈블리(6), 그리고 실린더 헤드(2)와 피스턴 어셈블리(6)에 의하여 확보되는 공간, 즉 연소실(8)과, 이 연소실(8)의 체적 변화를 제어하는 전자 제어 장치(9)를 포함하고 있다.

상기 실린더 헤드(2)에는 에어 크리너(미도시)로부터 제공되는 외기와 인젝터(미도시)로 분사되는 연료에 의하여 생성되는 혼합기를 유입하는 흡기구(10)와, 연소된 폐가스를 배출하는 배기구(12), 그리고 냉각을 위한 물재킷(14)이 형성되어 있고, 이 흡,배기구(10),(12)를 단속하는 흡기밸브(16)와, 배기밸브(18), 그리고 압축된 혼합기를 착화시키는 점화 플러그(20)가 장착되어 있다.

상기 실린더 어셈블리(4)는 상기한 피스턴 어셈블리(6)의 왕복 운동을 가능케 하는 실린더(24)와, 기관을 냉각시키는 냉각수가 순환하는 물재킷(22)과, 이를 포함하여 형성된 하우징(26)으로 구성되어 있다.

상기 피스턴 어셈블리(6)는 연소실(8)에 흡입된 혼합기를 압축시키고, 폭발력을 직접 받는 피스턴(28)과, 이 피스턴(28)의 왕복운동을 직선운동으로 변환, 전달하는 커넥팅 로드(30)와, 이 커넥팅 로드(30)에 의하여 동력을 전달 받아 회전운동을 하는 크랭크 샤프트(32)를 포함하고 있다.

상기 커넥팅 로드(30)는 길이조절이 가능하도록 대단부(34)와, 소단부(36)으로 구성되어 있다.

상기 커넥팅 로드(30)의 대단부(36)에는 자동 제어 장치의 제어신호를 수신하는 접점(38)과, 이 접점(38)로 수신된 신호에 따라 작동되는 스텝 모터(40)와, 이 스텝 모터(4)의 회전축에 일체로 형성되어서 연동하는 리이드 스크류(42)와, 이 리이드 스크류(42)의 진행에 의하여 움직여지면서 대단부(34)와 소단부(38)를 지지하는 지지대(44)가 형성되어 있다.

그리고 커넥팅 로드(30)의 소단부(36)에는 상기한 대단부(34)에 장착된 스텝 모터(40)의 작동에 따라 움직이는 리이드 스크류(42)를 안내하기 위한 리이드 스크류 홈(46)과, 이 리이드 스크류(42)의 이동에 따라 이동하는 지지대(44)를 안내하기 위한 지지대 홈(48)이 형성되어 있다.

상기한 크랭크 샤프트(32)에는 전자 제어 장치(9)로부터 제공되는 제어신호를 받아들이는 슬립 링(slip ling)(50)이 장착되어 있다.

상기와 같이 형성된 연소실 가변기관에 있어서, 전자 제어 장치는 제어 신호를 크랭크 샤프트의 슬립링(50)으로 송신하고, 이 슬립링(50)에 도달한 제어신호는 크랭크 샤프트(32)와 커넥팅 로드(32)의 상호 회전운동으로 접접(38)에 도달시킨다.

접점(38)에 도달된 제어신호는 스텝 모터(40)에 공급되어 스텝 모터(40)의 작동을 제어한다.

이 스텝 모터(40)의 작동은 대단부(34)에 장착된 리이드 스크류(42)를 회전시키고, 이 리이드 스크류(42)의 회전은 리이드 스크류(42)와 맞물리고 소단부(36)에 형성되어 있는 리이드 스크류 홈(46)을 이동시킨다. 즉 커넥팅 로드(30)의 길이 소단부(36)와 대단부(34)의 총길이를 변화시킨다.

제2도는 이를 도시한 것으로서, A는 대단부(34)의 리이드 스크류(42)가 소단부(36)의 리이드 스크류 홈(46)에 완전히 삽입되어 연소실(8a)의 체적이 최대일 때, 그리고 B는 대단부(34)의 리이드 스크류(42)가 소단부(36)의 리이드 스크류 홈(46)에서 완전히 인출되어 연소실(8b)의 최적이 최소일 때를 나타내고 있다.

이때 리이드 스크류(42)의 회전으로 대단부(34)에 형성되어 있는 지지대(44)는 소단부(36)에 형성되어 있는 지지대 홈(48)을 슬라이드 이동하면서 대단부(34)와 소단부(36)를 지지한다.

상기와 같이 리이드 스크류 홈(46)를 형성한 소단부(36)의 이동은 결과적으로 연소실(8)의 체적을 변화시킨다.

[발명의 효과]

상기 설명한 바와 같이, 커넥팅 로드의 길이를 변화시킴로써 기관의 상,하사점이 이동된다.

그래서 연소실의 체적 변화, 즉 배기량이 변화되므로, 기관의 부하에 따라 기관의 출력을 변화시킬 수 있기 때문에 기관을 효율을 극대화할 수 있다.

Claims

흡기 및 배기포트가 형성된 실린더 헤드와, 상기 실린더 헤드와의 사이에 연소실을 형성하고 실린더가 형성되는 실린더 블록과, 상기 실린더에 왕복 운동하는 피스톤과, 상기 피스톤과 크랭크 샤프트 사이를 연결하는 커넥팅 로드 등을 포함하는 자동차용 기관에 있어서, 상기 커넥팅 로드는 길이조절이 가능하도록, 스텝 모터의 축에 일체로 결합된 리이드 스크류와 지지대 그리고 상기 스텝 모터에 제어신호를 받아들이는 접점을 포함하는 대단부와, 커넥팅 로드의 길이를 조절하는 대단부의 리이드 스크류가 결합되는 리이드 스크류 홈과 지지대가 삽입되는 삽입홈으로 이루어지는 소단부로 구성되어짐을 특징으로 하는 연소실 가변기관.