KR100231333B1 - 엔진의 연소실 가변장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엔진의 연소실 가변장치에 관한 것으로, 엔진의 성능은 과급압력을 높이거나 흡기 온도를 높이고 점화시기의 조정에 따라 결정되므로, 엔진의 최적화를 위하여 연소실내의 압축비의 향상은 무엇보다 중요하게 대두되고 있다.

특히, 일반적인 엔진의 경우에는 연소실의 정형화되어 있고 압축비가 일정하나 엔진의 출력향상을 위하여 압축비를 높이는 경우에는 흡입가스가 자연 발화하는 노킹을 발생하여 밸브기구의 손상과 피스톤의 손상을 일으키는 문제점이 있었다.

이에, 본 발명은 예시도면 도 2 내지 도 3 에서와 같이 오일을 공급하여 주는 오일펌프(16)와 공급된 오일의 역류를 방지하여 주는 체크밸브(20)로 구성된 오일공급부(10), 연소실의 상단 실린더헤드(34)에 장착되어 상기 오일공급부(10)에서 공급되는 오일의 유입으로 연소실(30) 체적이 가변되는 작동부(12), 오일팬으로 오일이 복귀되는 작은지름의 관로인 유출구(32)로 구성된 배출부(14)로 이루어진 것이다.

따라서, 본 발명은 엔진의 회전수에 따라 유압이 증가하고 감소함에 따라 압축피스톤은 승하강하여 연소실의 체적이 가변하게 되므로, 전 영역의 엔진의 회전수에 따라 엔진의 압축비는 최적화되어 엔진의 성능이 향상되는 효과가 있다.

Description

엔진의 연소실 가변장치

본 발명은 엔진의 연소실 가변장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 엔진의 연소실을 가변적으로 변화시켜서 엔진의 회전수에 따른 최적의 압축비를 얻을 수 있는 엔진의 연소실 가변장치에 관한 것이다.

일반적으로 엔진은 차량의 동력을 발생시키는 중요한 부분으로, 연소실에서 발생한 열에너지를 기계적 일로 바꾸는 기관이며 피스톤의 직선운동을 회전운동으로 바꾸기 위하여 피스톤과 크랭크축을 커넥팅로드로 연결한 기구로 이루어졌으며, 혼합기를 흡입하고 압축한 다음 점화 연소시켜 연소가스를 배출하는 흡입, 압축, 폭발, 배기의 4단계를 반복하여 동력을 발생시킨다.

예시도면 도 1 은 엔진의 구조를 나타낸 도면으로, 엔진(1)은 그 형식에 따라 여러 가지 형식의 것이 있고, 그 구조는 각각 다른점이 있으나 기본적으로 엔진(1)의 기본구조는 거의 동일하다.

엔진(1)을 대별하면 정지부품과 운동부품과 각종 부속장치로 구분되는데, 엔진(1)의 주요부는 실린더블록(2), 실린더헤드(3), 피스톤 커넥팅로드 어셈블리(4), 크랭크축(5) 및 밸브기구(6) 등으로 구성되어 있다.

따라서, 엔진(1)의 각 실린더블록(2) 안에는 피스톤과 커넥팅로드가 연결된 피스톤 커넥팅로드 어셈블리(4)가 장착되어 있고 커넥팅로드의 하단에는 크랭크축(5)이 연결되어 있어 피스톤이 왕복 운동을 하면, 크랭크축(5)은 회전운동을 하게된다.

또한, 실린더블록(2)의 상부에는 실린더헤드(3)가 있으며, 이 실린더헤드(3)의 하단부는 연소실(7)의 일부가 되며 이 부분에는 캠축에 의해서 구동되는 흡기밸브와 배기밸브가 설치되어 있다.

따라서, 흡기밸브와 배기밸브가 개폐하여 엔진(1)의 연소실(7)내로 혼합기가 흡입되고 피스톤의 작용으로 압축되고 점화플러그(8)에 의해서 점화된 압축공기가 배기가스로 배출되는 것이다.

상술된 바와 같이 엔진(1)의 동력행정은 흡기밸브에서 공급되는 홉합기가 피스톤의 왕복운동으로 연소실에서 압축되고 점화플러그(8)의 스파크에 의해서 폭발하여 연소의 과정을 거치면서 크랭크축(5)으로 동력을 전달시키고 배기밸브로 배기가스가 배출된다.

그러나, 상기한 엔진(1)의 성능은 과급압력을 높이거나 흡기 온도를 높이고 점화시기의 조정에 따라 결정되는 바, 엔진(1)의 최적화를 위하여 연소실(7)내의 압축비의 향상은 무엇보다 중요하게 대두되고 있다.

특히, 일반적인 엔진(1)의 경우에는 연소실(7)의 정형화되어 있어 압축비가 일정하나 엔진(1)의 출력향상을 위하여 압축비를 높이는 경우도 있지만, 이는 흡입가스가 자연 발화하는 노킹을 발생시켜서 밸브기구의 손상과 피스톤의 손상을 일으키는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기한 종래 기술이 지닌 문제점을 해소시키기 위하여 안출된 것으로, 엔진 출력의 변화에 따라 연소실의 체적을 가변적으로 변화시켜서 이에 흡입되는 혼합가스의 압축비를 향상시키고 엔진의 최적화를 이루며 엔진의 출력을 향상시키는 엔진의 연소실 가변장치를 제공하는데 발명의 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 오일펌프에 의해서 오일파이프로 오일이 공급되는 오일공급부와, 실린더헤드의 연소실 상부에 설치되어 엔진의 출력에 따라 상하로 운동하는 압축피스톤과 리턴스프링으로 이루어진 작동부와, 오일이 배출되는 배출구로 구성된 것이다.

따라서, 본 발명은 차량의 속도에 따라 지속적으로 증감하는 엔진의 출력에 의하여 작동하는 오일펌프가 엔진의 상부에 성형된 챔버로 오일을 공급하여 연소실의 체적을 변화시키는 것으로, 엔진의 회전수의 변화에 따라 압축피스톤이 승하강하여 최적의 압축비를 형성시켜서 엔진의 성능을 향상시키는 것이다.

도 1 은 종래 엔진의 구조를 나타낸 개요도,

도 2 는 본 발명에 따른 연소실 가변장치의 구성도,

도 3 은 본 발명에 따른 연소실 가변장치가 장착된 상태를 나타낸 개요도이다.

- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -

10 - 오일공급부, 12 - 작동부,

14 - 배출부, 16 - 오일펌프,

18 - 오일파이프, 20 - 체크밸브,

22 - 챔버, 24 - 리프터,

26 - 리턴스프링, 28 - 압축피스톤,

30 - 연소실, 32 - 유출구,

34 - 실린더헤드.

이하 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거하여 구성과 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 오일을 공급하여 주는 오일펌프(16)와 공급된 오일의 역류를 방지하여 주는 체크밸브(20)로 구성된 오일공급부(10)와, 연소실의 상단 실린더헤드(34)에 장착하되 상기 오일공급부(10)에서 공급되는 오일의 의해서 연소실(30) 체적이 가변되는 작동부(12)와, 오일팬으로 오일이 복귀되는 작은지름의 관로인 유출구(32)로 구성된 배출부(14)로 이루어진 엔진의 연소실 가변장치이다.

예시도면 도 2 는 본 발명에 따른 연소실 가변장치의 구성도이고, 도 3 은 본 발명에 따른 연소실 가변장치가 장착된 상태를 나타낸 개요도로서, 이하 이를 상세히 설명하면 다음과 같다.

상기 오일펌프(16)는 엔진의 오일팬에 장착되며, 작동부(12)로 오일을 공급하여 주기 위하여 오일파이프(18)로 연결되어 있다.

또한, 작동부(12)는 챔버(22)로 공급되는 오일의 압력에 의해서 실린더헤드(34)내로 하강하는 리프터(24)와 일체로 이루어진 압축피스톤(28)이 설치되고, 이를 상승시켜주는 리턴스프링(26)이 삽입되어 있다.

즉, 리프터(24)는 유압에 의해서 하강할 수 있도록 챔버(22)의 하부에 설치되어 있고, 리프터(24)의 하단에 일체로 부착된 압축피스톤(28)은 그 형상이 원통형으로 성형되어 실린더헤드(34)내로 승하강하여 연소실(30)의 체적을 가변시킬 수 있도록 설치되어 있으며, 리턴스프링(26)은 하강된 압축스프링(28)이 복귀될 수 있도록 리프터(24)의 하단에 설치되어 있다.

그리고, 배출구(14)는 상기 챔버(22)의 일측에 형성된 지름이 작은 관로이며, 오일펌프(16)가 설치된 오일팬으로 연결되어 있다.

이하, 본 장치의 작용은 후술되는 바와 같다.

오일펌프(16)는 엔진의 크랭크축에 치합된 구동기어에 의해서 작동하는 것으로, 엔진의 회전수에 대응하는 압축된 오일을 오일파이프(18)를 통하여 챔버(22)로 공급하게 되고, 상기 공급된 오일의 유압에 의해서 리프터(24)와 일체로 성형된 압축피스톤(28)이 하강되는 것이다.

즉, 상기 압축피스톤(28)의 하강으로 엔진의 회전수에 따른 연소실(30)의 체적은 감소하고 여기에 흡입된 혼합가스는 고압축비를 얻을 수 있다.

반면 엔진의 회전수가 감소하면 이에 대응하는 압축된 오일이 오일파이프(18)로 공급되고 이와 동시에 유출구(32)로는 오일이 지속적으로 배출되어 압축피스톤(28)은 오일압의 차이만큼 상승하게 되며, 리턴스프링(26)은 압축피스톤(28)의 상승을 보좌한다.

따라서, 압축피스톤(28)은 상승하여 엔진의 회전수가 감소한 상태의 연소실(30) 체적을 얻게되어 엔진이 최적의 상태에서 연소하여 폭발하는 것이다.

또한, 오일파이프(18)에 설치된 체크밸브(20)는 상기와 같은 엔진의 폭발력에 의해서 압축피스톤(28)이 상승하는 것을 방지하기 위하여 설치된 것으로, 챔버(22)내의 오일이 오일펌프(16)쪽으로 역류하는 것을 방지한다.

상술된 바와 같이 본 발명은 엔진의 회전수에 따라 오일을 공급하여 주는 오일공급부와 연소실의 체적을 가변시켜 주는 압축피스톤과 리턴스프링으로 이루어진 작동부 및 오일이 배출되는 배출부로 이루어진 것으로, 엔진의 회전수에 따라 유압이 증가하고 감소함에 따라 압축피스톤은 승하강하여 연소실의 체적이 가변하게 되므로, 전 영역의 엔진의 회전수에 따라 엔진의 압축비는 최적 화되어 엔진의 성능이 향상되는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 오일을 공급하여 주는 오일펌프(16)와 공급된 오일의 역류를 방지하여 주는 체크밸브(20)로 구성된 오일공급부(10), 연소실의 상단 실린더헤드(34)에 장착되어 상기 오일공급부(10)에서 공급되는 오일의 유입으로 연소실(30) 체적이 가변되는 작동부(12), 오일팬으로 오일이 복귀되는 작은지름의 관로인 유출구(32)로 구성된 배출부(14)로 이루어진 것을 특징으로 하는 엔진의 연소실 가변장치.
2. 제 1 항에 있어서, 작동부(12)는 챔버(22)로 공급되는 오일의 압력에 의해서 실린더헤드(34)내로 하강하는 리프터(24)와 일체로 이루어진 압축피스톤(28)이 설치되고, 이를 상승시켜주는 리턴스프링(26)이 삽입된 것을 특징으로 하는 엔진의 연소실 가변장치.

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