KR100230864B1 - Apparatus for testing a fuel swirl in engine - Google Patents

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Abstract

본 발명은 엔진의 연료 선회류 실험장치를 개시한다. 개시된 본 발명은, 모터에 벨트(7)로 연결되어 회전되고, 상부면 중앙으로부터 중공부가 형성되며, 상기 중공부 저면 하부에 연소실(11)과 관측창(12)이 순차적으로 형성된 쳄버(1); 상기 쳄버(1)의 중공부 내벽과 이격되어 끼워진 홀더(2); 및 상기 홀더(2)의 상부 중앙으로부터 끼워져, 하단 노즐이 연소실(11)에 진입된 인젝터(3)를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention discloses a fuel swirl flow test apparatus for an engine. The disclosed invention is connected to the motor by a belt (7) is rotated, the hollow portion is formed from the center of the upper surface, the chamber 1 and the combustion chamber 11 and the observation window 12 is formed sequentially in the lower portion of the bottom of the hollow portion ; A holder (2) spaced apart from the inner wall of the hollow part of the chamber (1); And an injector 3 fitted from the upper center of the holder 2 and into which the lower nozzle enters the combustion chamber 11.

Description

엔진의 연료 선회류 실험장치Fuel Swirl Flow Tester of Engine

본 발명은 엔진의 연료 선회류(swirl) 실험장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 인젝터에서 분사되는 연료의 선회류를 여러 조건에 따라 실험하는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for testing fuel swirl flow of an engine, and more particularly, to an apparatus for experimenting swirl flow of fuel injected from an injector according to various conditions.

엔진은 주지된 사실대로, 강제흡입된 공기와 분사되는 연료가 소정 비율로 혼합된 혼합기를 압축, 폭발시켜, 이 폭발력에 의한 힘으로 동력을 발생시키는 것으로서, 혼합기가, 압축, 폭발되는 실린더와, 실린더내의 혼합기를 압축시키고 그 폭발력에 의해 상하이동되는 피스톤과, 혼합기 공급을 위한 장치와, 압축된 혼합기를 점화시키기 위한 장치, 및 연소된 가스를 배출시키기 위한 장치들이 구비되어 있다.As is well known, the engine compresses and explodes a mixer in which forced-intake air and injected fuel are mixed at a predetermined ratio, thereby generating power by the force of the explosive force. A piston is provided which compresses the mixer in the cylinder and is shaken by the explosive force, a device for supplying the mixer, a device for igniting the compressed mixer, and a device for discharging the burned gas.

혼합기 공급장치는 크게 공기를 가제홉입하기 위한 장치와, 연로를 흡기 포트내로 분사시키는 장치로 구성되어 있다.The mixer feeder is largely composed of a device for gauze-feeding air and a device for injecting the fuel into the intake port.

상기와 같이 구성되어서, 공기가 흡기 포트에 강제흡입되면, 분사장치에 의해 연료가 흡기 포트내로 분사되어, 공기와 혼합되어진다. 이렇게 혼합된 혼합기가 연소실로 공급되어, 피스톤에 의해 압축되면서 점화장치에 의해 폭발된다.With the above configuration, when air is forced into the intake port, fuel is injected into the intake port by the injector and mixed with the air. The mixed mixer is supplied to the combustion chamber and is exploded by the ignition device while being compressed by the piston.

한편, 혼합기의 연소 성능에 지대한 영향을 미치는 요인이 분사된 연료의 선회류이다. 즉, 각 엔진 사양에 따라 연료의 선회류가 어느 정도인지에 따라 연소 성능이 좌우된다. 이러한 선회류는 실제 엔진에서는 파악하기가 불가능하므로, 특별히 제작된 실험장치를 이용해서 선회류 실험을 행하게 된다.On the other hand, a significant influence on the combustion performance of the mixer is the swirl flow of injected fuel. That is, the combustion performance depends on the amount of swirl flow of the fuel according to each engine specification. Since such swirl flow cannot be grasped by an actual engine, the swirl flow experiment is performed using a specially designed experimental apparatus.

그러나, 종래에는 연료의 선회류를 발생시키기 위해 압축 공기를 연소실내로 주입시켜 내부 유동을 발생시키도록 되어 있기 때문에, 압축 공기 주입을 위한 설비로 인해서 실험장치의 구조가 매우 복잡해지는 문제점이 있었다.However, in the related art, since the compressed air is injected into the combustion chamber to generate the internal flow in order to generate the swirl flow of the fuel, there is a problem in that the structure of the experimental apparatus becomes very complicated due to the equipment for the compressed air injection.

특히, 종래의 실험장치는 압축 공기에 의한 내부 유동으로 선회류를 발생시키도록 되어 있는 관계로, 선회류의 강약을 정확하게 제어하기가 곤란하다는 문제점을 갖고 있었다.In particular, the conventional experimental apparatus has a problem that it is difficult to accurately control the strength and weakness of the swirl flow, because the swirl flow is generated by the internal flow by the compressed air.

따라서, 본 발명은 종래의 연료 선회류 실험장치로 인해 야기되는 제반 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 연료가 분사되는 연소실 자체를 회전시켜 선회류가 발생되도록 하여, 장치의 구조가 매우 간단해지고, 특히 선회류의 강약을 정확하게 제어가능한 엔진의 연료 선회류 실험장치를 제공하는데 목적이 있다.Therefore, the present invention has been made to solve all the problems caused by the conventional fuel swirl flow experiment apparatus, by rotating the combustion chamber in which the fuel is injected so that swirl flow is generated, the structure of the apparatus is very simple, In particular, it is an object to provide a fuel swirl flow test apparatus for an engine capable of accurately controlling the strength of swirl flow.

제1도는 본 발명에 따른 연료 선회류 실험장치를 나타낸 단면도.1 is a cross-sectional view showing a fuel swirl flow test apparatus according to the present invention.

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

1 : 쳄버 2 : 홀더1: chamber 2: holder

3 : 인젝터 4 : 래버린스 패킹3: injector 4: labyrinth packing

5 : 레이디얼 베어링 6 : 스러스트 베어링5: radial bearing 6: thrust bearing

7 : V 벨트 11 : 연소실7: V belt 11: combustion chamber

12 : 관측창12: observation window

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 모터에 벨트로 연결되어 회전되고, 상부면 중앙으로부터 중공부가 형성되며, 상기 중공부 저면 하부에 연소실과 관측창이 순차적으로 형성된 쳄버; 상기 쳄버의 중공부 내벽과 이격되어 끼워진 홀더; 및 상기 홀더의 상부 중앙으로부터 끼워져, 하단 노즐이 연소실에 진입된 인젝터를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention is connected to the belt by the motor is rotated, the hollow portion is formed from the center of the upper surface, the combustion chamber and the observation window formed in the lower portion of the hollow bottom portion sequentially; A holder spaced apart from the inner wall of the hollow part of the chamber; And an injector fitted from the upper center of the holder, the lower nozzle entering the combustion chamber.

바람직하게는, 상기 홀더의 밑면과 쳄버의 중공부 상부면 사이에 래버린스패킹(labyrinth packing)이 개재된 것을 특징으로 한다.Preferably, the labyrinth packing is interposed between the bottom surface of the holder and the hollow upper surface of the chamber.

상기된 본 발명의 구성에 의하면, 연소실이 구비된 쳄버가 모터에 의해 회전됨에 의해서 연료의 선회류가 발생되게 되므로써, 모터의 회전수를 조절하는 것은 매우 용이하므로, 연료의 선회류 강약을 정확하게 조절할 수가 있게 된다.According to the configuration of the present invention described above, since the rotational flow of the fuel is generated by the rotation of the chamber equipped with the combustion chamber by the motor, it is very easy to adjust the rotational speed of the motor, it is possible to accurately It becomes the number.

[실시예]EXAMPLE

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제1도는 본 발명에 따른 연료 선회류 실험장치를 나타낸 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a fuel swirl flow test apparatus according to the present invention.

참고로, 본 실시예의 구성을 설명함에 있어서, 명세서의 서두에서 설명된 종래의 기술과 동일한 부분에 대해서는 설명의 중복을 피하기 위하여 반복설명은 생략하고 개선된 부분만을 주로하여 설명한다.For reference, in the description of the configuration of the present embodiment, the same parts as in the prior art described at the beginning of the specification will be described mainly by omitting the repeated descriptions in order to avoid duplication of description.

도시된 바와 같이, 원통체 형상의 쳄버(1)는 그 외주에 감겨진 V-벨트(7)로 모터(미도시)에 연결되어 회전된다. 쳄버(1)의 상부면 중앙에는 소정 깊이로 중공부가 형성되고, 이 중공부의 저면 하부에 연소실(11)과 관측창(12)이 순차적으로 형성된다. 관측창(12)에 연소실(11)에서 발생되는 연료 선회류를 촬영하기 위한 카메라(미도시)가 설치된다. 한편, 연소실(11)내에는 연료 분무의 가시화를 위해, 액체인 물이 주입된다. 또한, 연소실(11)의 내벽은 흑색으로 도장시켜서, 흰색의 물과 연료의 선회류가 흑색과 대비되어 보다 선명해지도록 한다.As shown, the cylindrical chamber-shaped chamber 1 is connected to a motor (not shown) by a V-belt 7 wound around its outer circumference and rotated. The hollow part is formed in the center of the upper surface of the chamber 1 to a predetermined depth, and the combustion chamber 11 and the observation window 12 are sequentially formed in the lower part of the bottom surface of this hollow part. A camera (not shown) for photographing the fuel swirl flow generated in the combustion chamber 11 is installed in the observation window 12. On the other hand, water, which is liquid, is injected into the combustion chamber 11 to visualize fuel spray. In addition, the inner wall of the combustion chamber 11 is painted black, so that swirling flows of white water and fuel become clearer as compared with black.

홀더(2)가 쳄버(1)의 중공부에 끼워지는데, 이 홀더(2)는 2개의 레이디얼 베어링(5)과 하나의 스러스트 베어링(6)으로 중공부의 내벽에 지지되어서, 쳄버(1)의 회전운동시 발생되는 수직 응력 및 굽힘 모먼트에 대해 지지를 받게 된다. 홀더(2)의 중앙을 따라 연료 분사를 위한 인젝터(3)가 끼워지고, 이 인젝터(3)의 하단 노즐이 연소실(11)내로 진입된다.The holder 2 is fitted to the hollow part of the chamber 1, which is supported by the inner wall of the hollow part with two radial bearings 5 and one thrust bearing 6, so that the chamber 1 It is supported by the vertical stresses and bending moments generated during the rotational movement. An injector 3 for fuel injection is fitted along the center of the holder 2, and the lower nozzle of the injector 3 enters the combustion chamber 11.

한편, 홀더(2)에 베어링(5,6)으로 지지된 쳄버(1)가 회전되면서 받게 되는 구동저항을 줄이기 위해, 래버린스 패킹(4)이 홀더(2)의 밑면과 중공부의 저면 사이에 끼워진다. 이 래버린스 패킹(4)의 상부면은 홀더(2)의 밑면에 볼트로 체결되고 그 하부면에는 원주선을 따라 2개의 플랜지(41)가 형성된 구조로서, 각 플랜지(41)가 중공부의 저면에 형성된 홈에 끼워지게 된다. 여기서, 래버린스 패킹(4)은 회전체와 비회전체 사이에 개재되어 기체의 누설을 방지하기 위해 사용되는 패킹으로서, 기체가 급격히 팽창하면 압력이 저하되어 그 에너지가 상실되는 원리를 이용한 패킹이다.On the other hand, in order to reduce the driving resistance received when the chamber 1 supported by the bearings 5 and 6 on the holder 2 is rotated, the labyrinth packing 4 is placed between the bottom of the holder 2 and the bottom of the hollow part. Is fitted. The upper surface of the labyrinth packing 4 is bolted to the bottom of the holder 2, and the lower surface of the labyrinth packing 4 is formed with two flanges 41 along the circumference, each flange 41 is the bottom surface of the hollow portion It is fitted in the groove formed in the. Here, the labyrinth packing 4 is a packing interposed between the rotating body and the non-rotating body and used to prevent leakage of gas. When the gas expands rapidly, the pressure decreases and the energy is lost.

이하, 상기와 같이 구성된 본 실시예의 동작을 상세히 설명한다.Hereinafter, the operation of this embodiment configured as described above will be described in detail.

모터의 구동력이 V-벨트(7)을 통해 쳄버(1)로 전달되어, 쳄버(1)가 모터의 설정된 속도로 회전된다. 그리고, 인젝터(3)로부터 연소실(11)내로 연료가 분사되는데, 연소실(11)은 쳄버(1)가 회전하고 있으므로, 그 내부에 주입된 물에 강한 와류가 발생된 상태이다. 따라서, 연소실(11)로 분사된 연료는 물과 함께 회전되므로써, 선회류가 발생된다.The driving force of the motor is transmitted to the chamber 1 through the V-belt 7, so that the chamber 1 is rotated at the set speed of the motor. Then, fuel is injected from the injector 3 into the combustion chamber 11, but since the chamber 1 is rotating, the strong vortex is generated in the water injected therein. Therefore, the fuel injected into the combustion chamber 11 rotates with water, so that swirl flow is generated.

이렇게 발생된 선회류가 관측창(12)에 구비된 카메라로 촬영되는데, 이때 연소실(11)의 내벽은 흑색이므로 백색의 물과 연료가 보다 선명하게 촬영될 수가 있다. 카메라로 촬영된 사진을 보고, 연료 선회류 발달과정을 알 수가 있게 된다.The swirl flow generated in this manner is photographed by a camera provided in the observation window 12. At this time, since the inner wall of the combustion chamber 11 is black, white water and fuel can be photographed more clearly. By looking at the pictures taken with the camera, you can see the development of the fuel swirl flow.

특히, 챔버(1)의 회전수는 실험자 임의대로, 모터를 조절하면 간단하게 조절되므로, 여러 가지 조건하에서 연료 선회류 실험이 가능하다.In particular, since the rotation speed of the chamber 1 is arbitrarily adjusted by the experimenter, simply adjusting the motor enables fuel swirl flow experiments under various conditions.

이와 같이 본 발명에 의하면, 모터 구동에 의해 쳄버(1)를 회전시키는 방식이므로, 쳄버(1)의 회전수를 정확하게 제어할 수가 있으므로, 연료 선회류 실험을 여러 가지 조건하에서 실시할 수가 있고, 아울러 실험 결과도 정확하게 된다.As described above, according to the present invention, since the chamber 1 is rotated by the motor drive, the rotation speed of the chamber 1 can be precisely controlled, and thus, the fuel swirl flow experiment can be carried out under various conditions. The experimental results are also accurate.

따라서, 엔진의 분사 조건, 즉 분사 압력과 분사 방향, 분구경, 및 선회류의 강도를 최적화시킬 수가 있게 되어, 엔진 출력의 향상과 배기가스의 저감 및 연비향상을 실현할 수가 있게 된다.Therefore, the injection conditions of the engine, that is, the injection pressure, the injection direction, the diameter of the nozzle, and the strength of the swirl flow can be optimized, thereby improving the engine output, reducing the exhaust gas, and improving fuel efficiency.

한편, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식응 가진자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.On the other hand, the present invention is not limited to the above-described specific preferred embodiments, and various changes can be made by any person skilled in the art without departing from the gist of the invention claimed in the claims. will be.

Claims (3)

모터에 벨트로 연결되어 회전되고, 상부면 중앙으로부터 중공부가 형성되며, 상기 중공부 저면 하부에 연소실과 관측창이 순차적으로 형성된 쳄버; 상기 쳄버의 중공부 내벽과 이격되어 끼워진 홀더; 및 상기 홀더의 상부 중앙으로부터 끼워져, 하단 노즐이 연소실에 진입된 인젝터를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진의 연료선회류 실험장치.A chamber connected to a motor by a belt and rotating, a hollow portion is formed from a center of an upper surface, and a combustion chamber and an observation window are sequentially formed in a lower portion of the bottom of the hollow portion; A holder spaced apart from an inner wall of the hollow part of the chamber; And an injector fitted from an upper center of the holder and having a lower nozzle entered the combustion chamber. 제1항에 있어서, 상기 홀더의 밑면과 쳄버의 중공부 상부면 사이에 래버린스 패킹이 개재된 것을 특징으로 하는 엔진의 연료 선회류 실험장치.The apparatus of claim 1, wherein labyrinth packing is interposed between the bottom surface of the holder and the hollow upper surface of the chamber. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 연소실내에 연료 분무 가시화를 위한 물이 주입되고, 상기 백색의 물과 연료가 대비되어 카메라로 촬영된 사진이 선명하도록 상기 연소실 내벽이 흑색으로 도장된 것을 특징으로 하는 엔진의 연료 선회류 실험장치.According to claim 1 or 2, wherein water for fuel atomization is injected into the combustion chamber, the inner wall of the combustion chamber is painted black so that the white water and the fuel is contrasted and the photograph taken by the camera is clear. Fuel swirl flow experiment apparatus of the engine.
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