KR100301030B1 - 직분식가솔린엔진의연소실구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 밸브 사이 각이 큰 엔진에 있어서도 연소실과 피스톤 만을 개조함으로서, 흡입되는 공기의 유동저항을 강화시킴과 동시에, 분사된 연료의 혼합비를 향상시켜 연비의 향상을 도모할 수가 있도록 하는 데에 있다.

4밸브 펜트 루프 연소실 형상을 가진 직분식 가솔린 엔진으로, 상기 루프연소실(1)의 중앙에 설치된 점화플러그(2)를 중심으로 흡기포트(10)와 스트레트 포트(20)에 설치되는 밸브(11)(21)의 사이각(α)(α')을 서로 다르게 형성하고, 상기 루프연소실(1) 내면의 경사면(θ)과 피스톤(30)의 상면이 서로 평행하게 설치되며, 상기 피스톤(30)의 한쪽 경사면과 동일한 각도로 오목한 밸브 릴리프(31)가 형성되고, 상기 스트레트 포트(20) 내에 스왈제어밸브(22)가 설치되도록 구성된다.

Description

직분식 가솔린 엔진의 연소실 구조

본 발명은 직분식 가솔린 엔진의 연소실 구조에 관한 것으로, 특히 밸브 사이 각이 큰 엔진에 있어서도 연소실과 피스톤 만을 개조여 스왈 유동을 이용한 희박연소가 가능하도록 한 직분식 가솔린 엔진의 연소실 구조에 관한 것이다.

일반적으로, 흡기메니폴드의 굵기와 길이가 엔진의 토크 특성과 큰 연관이 있다는 것이 경험적으로 이해되고 있었다.

따라서, 고출력 엔진은 흡기메니폴드를 굵게, 짧게 설계하고 있으며, 고회전역의 연료공급에 부족함이 없도록 되어 있었다.

그러나, 흡기메니폴드를 짧고, 굵게 하면 저속으로부터 중속에 걸친 토크가 아무래도 부족하므로, 엔진의 성격이 고회전, 고출력형으로 되어 버린다.

즉, 고회전형 엔진은 확실히 힘은 좋지만, 시가지에서의 저속주행은 아무래도 다루기 어렵기 때문에 고출력 엔진은 일반적이 아니었다.

따라서, 최근의 고출력 엔진은 1 실린더 - 4 밸브를 채용함과 동시에 흡기메니폴드를 저속.중속용과 고회전용으로 나누고 있다.

그러나, 흡기메니폴드는 엔진이 요구하는 공기량을 서지탱크에서 공급하는 중간역활을 한다. 하지만 어느 영역 이상의 회전수(rpm)가 되면 흡입공기량은 엔진이 요구하는 공기량을 공급시켜 주지 못한다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기의 결점을 해소하기 위한 것으로, 밸브 사이 각이 큰 엔진에 있어서도 연소실과 피스톤 만을 개조함으로서, 흡입되는 공기의 유동저항을 강화시킴과 동시에, 분사된 연료의 혼합비를 향상시켜 연비의 향상을 도모할 수 있도록 하는 데에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 4밸브 펜트 루프 연소실 형상을 가진 직분식 가솔린 엔진에 있어서, 상기 루프연소실의 중앙에 설치된 점화플러그를 중심으로 흡기포트와 스트레트 포트에 설치되는 밸브의 사이각을 서로 다르게 형성하고, 상기 루프연소실 내면의 경사면과 피스톤의 상면이 서로 평행하게 설치된 것을 특징으로 한다.

또한 상기 피스톤의 한쪽 경사면과 동일한 각도로 오목한 밸브 릴리프가 형성됨을 특징으로 한다.

또한 상기 스트레트 포트 내에 스왈제어밸브가 설치됨을 특징으로 한다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명의 직분식 가솔린 엔진의 연소실 구조 및 사용상태를 간략하게 나타낸 단면도로서,

도 1a는 압축행정시의 상태를 나타낸 도이고,

도 1b는 압축전의 상태를 나타낸 도이다.

도 2는 스왈제어밸브가 설치된 상태를 나타낸 도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

1 : 연소실 2 : 점화플러그

10 : 흡기포트 11,21 : 밸브

20 : 스트레트 포트 22 : 스왈제어밸브

30 : 피스톤 31 : 밸브 릴리프

본 발명의 실시예를 첨부 도면에 의하여 상세히 설명 하면 다음과 같다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명의 직분식 가솔린 엔진의 연소실 구조 및 사용상태를 간략하게 나타낸 단면도이고, 도 2는 스왈제어밸브가 설치된 상태를 나타낸 도이다.

본 발명은 도 1a 또는 도 1b에서 보는 바와 같이 4밸브 펜트 루프 연소실 형상을 가진 직분식 가솔린 엔진으로, 상기 루프연소실(1)의 중앙에 설치된 점화플러그(2)를 중심으로 흡기포트(10)와 스트레트 포트(20)에 설치되는 밸브(11)(21)의 사이각(α)(α')을 서로 다르게 형성하고, 상기 루프연소실(1) 내면의 경사면(θ)과 피스톤(30)의 상면이 서로 평행하게 설치됨에 그 기술적 구성상의 특징이 부여된다.

이때, 상기 피스톤(30)의 한쪽 경사면과 동일한 각도로 오목한 밸브 릴리프(31)가 형성되고, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 스트레트 포트(20) 내에 스왈제어밸브(22)가 설치된다.

상기와 같은 직분식 가솔린 엔진의 연소실 구조를 더욱 상세하게 설명하면, 종래의 역 텀블 포트 대신에 스트레트 포트(20)를 설치하고, 이 스트레이트 포트 입구에 스왈 제어밸브(22)를 설치함과 동시에 반대쪽 흡기포트(10)에는 강한 스왈(swirl)유동을 발생시키는 구조를 형성한다.

즉, 스왈 유동이 필요한 중.저부하시 상기 스왈제어밸브(22)를 닫아서 흡기포트(10)를 통해 강한 스왈 유동이 생기도록 한다.

이때 스왈은 연소실(1) 중심선에 대해 일정각을 갖고 기울진 공간부(S)에서 강한 스왈 유동성이 생기도록 한다.

또 도 1a에 도시된 바와 같이 피스톤(30)의 상면이 밸브의 사이각(α)(α') 만큼 기울어져 있기 때문에 점화플러그(2) 위치와 연소실(1) 바닥면의 거리가 짧아져서(도 1a의 P점) 인젝트(3)로부터 분사된 연료가 수직방향으로 운동을 하지 않더라도 고압의 분사로 인한 운동에너지와 스왈 유동의 원심력에 의해서 분사된 연료가 공기연료 혼합비를 형성한다.

또한 역 텀블을 이용할 때 사용되는 피스톤을 구형상으로 하는 반면에 피스톤(30)을 연소실의 내벽 경사면과 평행한 경사면을 이루도록 함과 동시에 밸브 릴리프(31)를 형성하여 캐비티 부위를 최소화함으로서, 많은 스키쉬를 도입하더라도 압축비를 최적의 값으로 낮출 수가 있다.

도면 중 4는 배기포트이다.

따라서, 고속주행시 상기 스왈제어밸브(22)를 닫음으로서, 흡기포트로부터 들어오는 혼합가스를 강한 맴돌이(swirl)를 발생시켜 실린더 내에서 잔류하고 있던 배출가스와 혼합시켜 실린더 내의 연소가스 농도를 균일화시키고, 이 균일한 농도의 연료가스는 또 다른 피스톤의 상승에 의해 생기는 맴돌이(squesh)에 의해 한층 교반된 점화를 용이하게 하고, 상기 스왈과 스키쉬에 의해 연료가스가 희박하여도 확실한 점화를 할 수 있도록 함으로서, 배출가스의 청정화를 향상시킴과 동시에 적은 연료로 출력을 향상시킬 수가 있다.

이상과 같이 본 발명은 밸브 사이 각이 큰 엔진에 있어서도 연소실과 피스톤 만을 개조함으로서, 흡입되는 공기의 유동저항을 강화시킴과 동시에, 분사된 연료의 혼합비를 향상시켜 연비의 향상을 도모할 수가 있다.

Claims (1)

1. 4밸브 펜트 루프 연소실 형상을 가진 직분식 가솔린 엔진에 있어서, 상기 루프연소실의 중앙에 설치된 점화플러그를 중심으로 스왈제어밸브를 구비한 스트레트 포트와 흡기포트에 설치되는 밸브의 사이각을 서로 다르게 형성하고, 상기 루프연소실 내면의 경사면과 서로 평행하게 상면이 형성되어 일측 경사면에 오목한 밸브 릴리프가 형성된 피스톤이 설치되는 것을 특징으로 하는 직분식 가솔린 엔진의 연소실 구조.