KR100521533B1 - 흡기 밸브를 이용한 엔진의 연료 분사 구조 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 엔진의 흡기 밸브의 스템부 도중에 연소실을 향해 연료가 뿌려지도록 하기 위한 노즐이 형성되는 엔진의 연료분사구조에 관한 것으로,
연소실의 상부 양측으로 흡기 포트 및 배기 포트가 형성되고, 상기 흡기 포트 및 배기 포트에 밸브 트레인에 의해서 작동되는 흡기 밸브 및 배기 밸브가 각각 장착되는 엔진의 실린더 헤드에 있어서,
상기한 흡기 포트의 일측으로 연료가 통과되기 위한 연료 갤러리가 형성되고,
상기 흡기 포트에 흡기 밸브가 장착될 경우, 상기한 연료 갤러리와 근접되는 흡기 밸브의 스템부 도중에 상기 연료 갤러리와 연통되는 연료유입공이 형성되고, 상기 연료유입공의 하측으로 연소실을 향하는 흡기 포트의 내측으로 연료가 분사되도록 하기 위한 노즐이 관통형성된 것을 특징으로 한다.

Description

흡기 밸브를 이용한 엔진의 연료분사구조{Fuel injecting apparatus of engine}
본 발명은 흡기 밸브를 이용한 엔진의 연료분사구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 엔진의 흡기 밸브의 스템부 도중에 연소실을 향해 연료가 뿌려지도록 하기 위한 노즐이 형성되는 흡기 밸브를 이용한 엔진의 연료분사구조에 관한 것이다.
일반적인 차량의 엔진은 실린더 블럭과 실린더 헤드가 조합되어 피스톤이 왕복운동될 수 있도록 하기 위한 실린더가 형성되고, 실린더 헤드의 하부에 형성된 연소실에서 연료가 연소되는 과정에서 발생되는 압력이 상기한 실린더 내의 피스톤에 전달되고, 상기 피스톤의 왕복운동은 커넥팅 로드를 통하여 회전운동을 변환되어 크랭크 샤프트로 전달되어 구동력이 발생되도록 구성되는 것이다.
도 4는 엔진의 실린더 헤드부를 단면도시한 도면으로서, 상기한 실린더 헤드(10)의 하측에는 산형의 연소실(11)이 형성되고, 상기 실린더 헤드(10)의 양측 외부와 상기 연소실(11)이 관통되는 흡기 포트(12) 및 배기 포트(13)가 상기 연소실(11)의 양측으로 각각 형성된다.
그리고 상기한 흡기 포트(12) 및 배기 포트(13)에는 각각 흡입공기 및 연소가스의 입출입을 단속하기 위한 흡기 밸브(14) 및 배기 밸브(15)가 장착된다. 상기 흡기 밸브(14) 및 배기 밸브(15)는 캠 샤프트(16,17)의 캠에 맞물려 상하이동될 수 있도록 장착되고, 상기 흡기 밸브(14) 및 배기 밸브(15)의 스템부 외주에는 밸브 스프링(18,19)에 의해서 반동될 수 있도록 구성되는 것이다. 도면 중 미장착부호 20은 워터 재킷을 지시하는 것이다.
한편, 상기한 흡기 포트(12)의 일측에는 연소실(11)을 향해서 연료의 분사가 이루어지도록 하기 의한 인젝터(20)가 장착되므로서, 엔진 운전 중에 전자제어장치의 연료 분사 타이밍 제어에 의해서 흡기 포트 내로 연료가 분사되도록 구성된다.
그런데 상기와 같이 연소실 및 흡기 포트의 일측에 부착되는 인젝터에 의해서 엔진 주변의 레이아웃이 복잡하게 되고, 콤팩트(compact)한 엔진의 설계에 한계로 작용하게 될 뿐만 아니라, 인젝터의 정확한 제어를 위한 전자장치가 필요하게 되므로서 엔진 제작비용의 증가 및 전자장치의 잦은 고장발생 등의 문제점이 있었다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 엔진의 흡기 밸브의 스템부 도중에 연소실을 향해 연료가 뿌려지도록 하기 위한 노즐이 형성되는 흡기 밸브를 이용한 엔진의 연료분사구조를 제공하는 데 목적이 있다.
본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로서,
연소실의 상부 양측으로 흡기 포트 및 배기 포트가 형성되고, 상기 흡기 포트 및 배기 포트에 밸브 트레인에 의해서 작동되는 흡기 밸브 및 배기 밸브가 각각 장착되는 엔진의 실린더 헤드에 있어서,
상기한 흡기 포트의 일측으로 연료가 통과되기 위한 연료 갤러리가 형성되고,
상기 흡기 포트에 흡기 밸브가 장착될 경우, 상기한 연료 갤러리와 근접되는 흡기 밸브의 스템부 도중에 상기 연료 갤러리와 연통되는 연료유입공이 형성되고, 상기 연료유입공의 하측으로 연소실을 향하는 흡기 포트의 내측으로 연료가 분사되도록 하기 위한 노즐이 관통형성된 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 의해 구성된 실린더 헤드의 구성 및 작동에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면과 함께 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 의해 구성된 실린더 헤드의 구성도이고, 도 2는 본 발명에 의해 구성된 흡기 밸브의 확대단면도이고, 도 3은 본 발명에 의한 연료분사장치의 작동상태도이다.
도면 중에 표시되는 도면부호 40은 본 발명에 의해 형성된 흡기 밸브를 지시하는 것이고, 도면부호 30은 본 발명이 적용되는 실린더 헤드를 지시하는 것이다.
상기한 실린더 헤드(30)에는 종래의 일반적인 경우와 같이 그 하부에 연소실(31)이 형성되고, 상기 연소실(31)의 양측으로는 흡기 포트(32) 및 배기 포트(33)가 형성되고, 상기 흡기 포트(32) 및 배기 포트(33)에는 각가 흡기 밸브(40) 및 배기 밸브(50)가 장착된다.
특히, 상기한 흡기 밸브(40)의 장착을 위해서 상기 흡기 포트(32)를 지나 연소실(31)로 향하여 관통되는 흡기 밸브 장착공(34)의 일측에는 연료 펌프에서 펌핑된 연료가 통과되도록 하기 위한 연료 갤러리(35)가 관통형성된다.
그리고 상기한 흡기 밸브 장착공(34)에 흡기 밸브(40)가 장착되었을 경우에, 상기 연료 갤러리(35)와 대응되는 위치의 흡기 밸브(40)의 스템부 도중에는 상기한 연료 갤러리(35)를 통과한 연료를 입력받아 상기한 흡기 포트(33) 측으로 안내하기 위한 연료유입공(41)이 형성된다. 특히, 상기한 연료유입공(41)은 엔진의 흡입행정시에 상기 흡기 밸브(40)가 하강될 경우에 상기 연료 갤러리(35)와 연결될 수 있도록 그 입구부(42)의 위치가 설정된다.
상기한 연료유입공(41)의 끝부에는 상기한 흡기 포트(40)의 하부 및 연소실(31)을 향해서 연료유입공(41)으로 입력된 연료가 분사되도록 하기 위한 노즐(43)이 형성된다. 상기한 노즐(43)은 상기 흡기 포트(32)의 하부 및 연소실을 향해 연료가 골고루 퍼질 수 있도록 서로 다른 방향을 향하는 다수의 노즐로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 노즐(43)의 직경은 해당 엔진에 따라서 결정되어진다.
한편, 상기한 흡기 밸브(40)에 형성된 연료유입공(41)의 입구부(42)의 상하측에는 기밀유지를 위한 실링(44)이 각각 형성된다.
그리고 상기한 실린더 헤드(30)에는 종래의 엔진에서와 같이 연소실로의 연료분사를 위한 별도의 인젝터의 장착이 불필요하게 되므로서, 별도의 인젝터 장착공의 형성 및 인젝터의 장착이 생략가능하게 된다.
이상과 같이 형성된 실린더 헤드로 조립된 엔진에서의 연료 인젝션 장치의 작동상태를 설명하면 다음과 같다.
엔진의 시동으로 연료 펌프에서 펌핑된 연료는 상기한 연료 갤러리(35)를 통하여 흡기 밸브(40)에 마련된 연료장착공(41)으로 입력된다. 상기한 연료장착공(41)과 연료 갤러리(35)는 항상 연결된 상태가 유지되는 것이 아니고, 캠 샤프트(36,37)의 동작과 연동하여 피스톤의 흡기 행정시에 상기한 흡기 밸브(40)가 개방되는 시점에서 연결되어 연료가 입력되는 것이다.
상기와 같이 연료장착공(41)으로 입력된 연료는 상기 연료 갤러리(35)로부터 가해지는 연료의 압력에 의해서 상기한 노즐(43)을 통해서 흡기 포트(32)의 하부 및 연소실(31)로 분사된다.
연소실(31)로 분사된 연료는 상기 흡기 포트(32)로 입력되는 공기와 혼합되고, 점화플러그의 불꽂 점화에 의해서 발화되어 연소되어진다.
상기한 실린더 헤드(30)는 종래기술에 의한 실린더 헤드와는 달리 연료분사를 위한 별도의 인젝터가 불필요하게 되고, 종래 엔진의 실린더 헤드에 장착되는 인젝터의 작동은 전자제어에 의해서 이루어지는데 반해서 본 발명에 의한 연료 분사장치는 흡기 밸브(40)의 개폐작동에 따른 기계식 제어로 이루어지므로서, 연료분사장치의 고장을 줄일 수 있게 된다.
이상과 같이 구성되는 본 발명에 의하면, 엔진의 연소실 상부를 형성하는 실린더 헤드의 흡기 포트의 일측에 연료 갤러리가 형성되고, 흡기 밸브의 도중에 상기 연료 갤러리와 연결이 단속되는 연료유입공 및 노즐이 형성되어 종래기술에 의한 인젝터를 대신하도록 하므로서, 전자제어에 의한 인젝터의 생략이 가능하게 되고 엔진의 콤팩트화가 가능하게 되어 엔진의 제작비용이 절감될 뿐만 아니라, 기계식 작동에 의해 고장의 원인이 줄게 되는 등의 커다란 장점이 있는 것이다.
도 1은 본 발명에 의해 구성된 실린더 헤드의 구성도.
도 2는 본 발명에 의해 구성된 흡기 밸브의 확대단면도.
도 3은 본 발명에 의한 연료분사 장치의 작동상태도.
도 4는 종래의 기술을 설명하기 위한 도면.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
30 : 실린더 헤드 31 : 연소실
32 : 흡기 포트 33 : 배기 포트
34 : 흡기 밸브 장착공 35 : 연료 갤러리
36,37 : 캠 샤프트 40 : 흡기 밸브
41 : 연료유입공 42 : 입구부
43 : 노즐 44 : 실링
50 : 밸브 밸브

Claims (3)

  1. 연소실에 흡기 포트 및 배기 포트가 형성되고, 상기 흡기 포트 및 배기 포트에 밸브 트레인에 의해서 작동되는 흡기 밸브 및 배기 밸브가 각각 장착되는 엔진의 실린더 헤드에 있어서,
    상기한 흡기 포트(32)의 일측으로 연료가 통과되기 위한 연료 갤러리(35)가 형성되고,
    상기 흡기 포트(32)에 흡기 밸브(40)가 장착될 경우, 상기한 연료 갤러리(35)와 근접되는 흡기 밸브(40)의 스템부 도중에 상기 연료 갤러리(35)와 연통되는 연료유입공(41)이 형성되고, 상기 연료유입공(41)의 하측으로 연소실(31)을 향하는 흡기 포트(32)의 내측으로 연료가 분사되도록 하기 위한 노즐(43)이 관통형성된 것을 특징으로 하는 흡기 밸브를 이용한 엔진의 연료분사구조.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기한 노즐(43)은 연소실(31)과 근접하는 흡기 포트(32)의 내측을 향해 연료가 고르게 분사되도록 분사각이 서로 다른 복수의 노즐로 형성되는 것을 특징으로 하는 흡기 밸브를 이용한 엔진의 연료분사구조.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기한 흡기 밸브(40)의 연료유입공(41) 입구부(42)의 상측 및 하측의 밸브 스템부 외주에는 연료의 기밀유지를 위한 실링(44)이 형성되는 것을 특징으로 하는 흡기 밸브를 이용한 엔진의 연료분사구조.
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