KR19980028119U - Sohc(single over head cam shaft)직접분사식 가솔린 엔진의 연소실구조 - Google Patents

Sohc(single over head cam shaft)직접분사식 가솔린 엔진의 연소실구조 Download PDF

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Abstract

본 고안은 SOHC(SINGLE OVER HEAD CAM SHAFT) 직접분사식 가솔린 엔진의 연소실구조에 관한 것으로써, 특히 연소실 상부 양측에 형성되어 있는 흡기포트와 배기포트를 서로 엇갈리는 위치상에 형성하여 흡기포트의 일측에는 인젝터를 설치할 수 있는 공간을 형성하고, 배기포트의 일측에는 점화플러그를 설치할 수 있는 공간을 형성하며, 상기 흡기포트는 소용돌이 유동을 형성하는 탄젠티올 포트(TANGENTIAL PORT)로 형성하고, 상기 흡기포트와 점화플러그가 형성되어 있는 연소실의 일측에는 소용돌이 유동을 강화시킬 수 있는 소용돌이 강화돌기를 일체로 형성하며, 상기 연소실 상에는 중심이 오목한 피스톤을 구비하고 있는 SOHC 엔진을 구성하여 주어, 실사용시 분사된 연료가 흡기포트와 소용돌이 강화돌기에 의해 발생된 소용돌이 유동에 의하여 연소실에서 가장 온도가 높은 배기밸브 측으로 지나게 하며 점화 플러그로 유도함으로써, 분사된 연료의 기화를 촉진시키고, 배기밸브측 온도를 낮추어 노킹(KNOCKING) 발생을 억제하며, 안정된 연소가 이루어지도록 하여 줄 수 있어 구조상 직접분사식 엔진용 연료 인젝터의 설치가 불가능하였던 저배기량인 엔진에 속하는 SOHC 엔진에서도 연소실 상으로 흡입포트를 통해 흡입되는 공기에 연료를 직접분사시켜 가장 효과적으로 연소시킬 수 있는 혼합기를 연소실 내에서 생성시킬 수 있도록 하였고, 또한, 이렇듯 생성된 혼합기를 효과적으로 연소시킬 수 있도록 점화플러그 측으로 유도할 수 있도록 하여 체적효율 및 열효율을 향상시켜 출력의 증가를 도모할 수 있도록 하여 결과적으로 본 고안의 기술을 이용하여 제작되는 차량의 부가가치를 향상시켜 차량 전체의 상품성은 물론이고, 신뢰성 등을 향상시켜 줄 수 있도록 한 고안이다.

Description

SOHC(SINGLE OVER HEAD CAM SHAFT) 직접분사식 가솔린 엔진의 연소실구조
본 고안은 SOHC(SINGLE OVER HEAD CAM SHAFT) 직접분사식 가솔린 엔진의 연소실구조에 관한 것으로써, 특히 연소실 상부 양측에 형성되어 있는 흡기포트와 배기포트를 서로 엇갈리는 위치상에 형성하여 흡기포트의 일측에는 인젝터를 설치할 수 있는 공간을 형성하고, 배기포트의 일측에는 점화플러그를 설치할 수 있는 공간을 형성하며, 상기 흡기포트는 소용돌이 유동을 형성하는 탄젠티올 포트(TANGENTIAL PORT)로 형성하고, 상기 흡기포트와 점화플러그가 형성되어 있는 연소실의 일측에는 소용돌이 유동을 강화시킬 수 있는 소용돌이 강화돌기를 일체로 형성하며, 상기 연소실 상에는 중심이 오목한 피스톤을 구비하고 있는 SOHC 엔진을 구성하여 주어, 실사용시 분사된 연료가 흡기포트와 소용돌이 강화돌기에 의해 발생된 소용돌이 유동에 의하여 연소실에서 가장 온도가 높은 배기밸브 측으로 지나게 하며 점화 플러그로 유도함으로써, 분사된 연료의 기화를 촉진시키고, 배기밸브측 온도를 낮추어 노킹(KNOCKING) 발생을 억제하며, 안정된 연소가 이루어지도록 하여 줄 수 있어, 구조상 직접분사식 엔진용 연료 인젝터의 설치가 불가능하였던 저배기량인 엔진에 속하는 SOHC 엔진에서도 연소실 상으로 흡입포트를 통해 흡입되는 공기에 연료를 직접분사시켜 가장 효과적으로 연소시킬 수 있는 혼합기를 연소실 내에서 생성시킬 수 있도록 하였고, 또한, 이렇듯 생성된 혼합기를 효과적으로 연소시킬 수 있도록 점화플러그 측으로 유도할 수 있도록 하여 체적효율 및 열효율을 향상시켜 출력의 증가를 도모할 수 있도록 하여 결과적으로 본 고안의 기술을 이용하여 제작되는 차량의 부가가치를 향상시켜 차량 전체의 상품성은 물론이고, 신뢰성 등을 향상시켜 줄 수 있도록 한 SOHC(SINGLE OVER HEAD CAM SHAFT) 직접분사식 가솔린 엔진의 연소실구조에 관한 것이다.
일반적으로 가솔린 엔진은 실린더 헤드 위에 기밀 유지용 개스킷을 집어 넣고, 실린더와 같이 연소실의 일부를 형성하며, 그 외부에는 밸브기구와 흡기기구 및 배기매니폴드 그리고 점화플러그 등이 장치되어 있다. 이와 같은 구조로 형성되어 있는 실린더 헤드는 밸브배치 및 연소실의 형상이 엔진의 성능에 큰 영향을 미치므로 실사용시 혼합기를 가장 효과적으로 연소시키는 밸브배치와 연소실 형상일 것과 기계적 옥탄가 및 체적효율 등에 좋은 영향을 미칠 수 있도록 하는 조건이 필요하다. 이러한, 필요조건을 감안하여 제작되게 되는 가솔린 엔진은 연소실의 형상과 밸브배치 등에 의해 수개로 분류되고 있는데, 최근에는 엔진의 고성능화에 따라 고효율, 고출력을 얻기 쉽게 오버 헤드 밸브식 또는 I-헤드 타입이 많이 사용되고 있다.
한편, 상기 오버 헤드 밸브식에 해당하는 가솔린 엔진에는 흡, 배기 밸브를 하나의 캠축에 의해 구동시키는 SOHC구조와 흡, 배기에 각각 전용의 캠축을 갖춘 DOHC구조가 있는데, 상기 모든 SOHC구조와 1,800CC 미만의 DOHC 소형 가솔린 엔진에는 흡기 포트의 일정부위 혹은 흡기포트와 연결되는 흡기매니폴드의 일정부위에 설치되어 연소시 연소실로 흡기되는 공기에 연료를 분사시켜 혼합시키는 장치가 설치되어 있는데, 이를 흔히 인젝터라고 일반적으로 칭하고 있으며, 이러한 인젝터는 상기에서도 대략 서술하였지만 이를 더욱 구체적으로 설명하면 흡기포트의 일정부위 혹은 상기 흡기포트와 연결되는 흡기매니폴드의 일정부위에 설치하여 연소시 연소실로 흡기되는 공기에 일정량의 연료를 혼합시켜 연소에 필요한 혼합기로 만들어 주기 위해 설치 제작되는 것이었다.
이와 같이 흡기포트의 일정부위 혹은 상기 흡기포트와 연결되는 흡기매니폴드의 일정부위에 인젝터를 설치하여 연소시 연소실로 흡기되는 공기에 일정량의 연료를 혼합시켜 연소에 필요한 혼합기로 만들어 줄 수 있도록 제작되는 종래의 SOHC(SINGLE OVER HEAD CAM SHAFT) 가솔린 엔진의 연소실 구조는 일반적으로 상부에 대향되는 경사각을 갖는 흡기포트와 배기포트를 양측 중앙 부위에 형성하여 연소실 상부를 형성하고 있는 실린더 헤드가 형성되어 있다.
또한, 상기 상부 양측에 형성되어 있는 흡, 배기포트의 중앙에는 외부로부터 연소실 내부로 점화플러그가 설치되어 있고, 상기 흡, 배기포트 상에는 개폐를 이룰 수 있도록 형성되어 있는 흡, 배기밸브가 각각 구비되어 있으며, 상기 흡기포트와 연결되는 흡기매니폴드의 일정부위에는 내측으로 연료를 공급할 수 있는 인젝터가 설치구성되어 있다.
이와 같이 구성되는 종래의 고안은 상기 흡기포트에 전달되는 공기에 일정량의 연료를 분사하여 혼합기로 만든 후 연소실로 공급하여 점화플러그에 위해 점화되어 이때 발생되는 팽창행정에 의해 연소실 내에 설치되어 있는 피스톤을 상하로 왕복운동을 시킬 수 있도록 한 것이다.
그러나, 이와 같이 구성되어 작동을 이루게 되는 종래의 고안은 상술한 바와 같이 혼합기를 연소실 상으로 유입시키기 이전에 형성할 수 있도록, 상기 흡기포트와 연결되는 흡기매니폴드의 일정부위에 내측으로 연료를 공급할 수 있는 인젝터를 설치구성하여 주어, 실사용시 연소실 내부로 혼합기를 유입시키는 과정에서 다량의 연료가 흡기매니폴드와 흡기포트 내경에 묻게 되어 과다한 연료의 손실을 야기시키는 문제가 있었음은 물론이고, 상기 흡기포트로 부터 연소실 내부로 유입되는 혼합기가 흡기포트의 경사진 형상의 특성에 의해 점화플러그에 직접 도달하지 않고 일정의 체류 및 회동을 거쳐 점화하는 문제가 발생하여 혼합기를 비효과적으로 연소시키는 문제가 야기되었으며, 또한 이러한 문제를 해결하기 위해 상기 SOHC 가솔린 엔진을 적분식 가솔린 엔진으로 변경할 경우 상기 인젝터를 분사노즐 부위가 연소실로 직접 연료를 분사시킬 수 있도록 설치하여야 하는데, 상기 연소실을 구성하고 있는 구조가 어느 일정부위에도 설치를 이룰 수 없는 구조로 형성되어 있어 사실상 변형이 불가능한 문제가 있으므로 결과적으로 이와 같은 여러 가지의 문제가 있는 종래의 기술을 이용하여 제작되는 차량의 부가가치를 저하시켜 차량 전체의 상품성과 신뢰성을 저하시키는 문제가 있는 것이었다.
따라서, 본 고안은 상기와 같은 문제점들을 감안하여 안출한 것으로서, 실사용시 분사된 연료가 흡기포트와 소용돌이 강화돌기에 의해 발생된 소용돌기 유동에 의하여 연소실에서 가장 온도가 높은 배기밸브 측으로 지나게 하며 점화 플러그로 유도함으로써, 분사된 연료의 기화를 촉진시키고, 배기밸브측 온도를 낮추어 노킹(KNOCKING) 발생을 억제하며, 안정된 연소가 이루어지도록 하여 줄 수 있어, 구조상 직접분사식 엔진용 연료 인젝터의 설치가 불가능하였던 저배기량인 엔진에 속하는 SOHC 엔진에서도 연소실 상으로 흡입포트를 통해 흡입되는 공기에 연료를 직접분사시켜 가장 효과적으로 연소시킬 수 있는 혼합기를 연소실 내에서 생성시킬 수 있도록 하였고, 또한, 이렇듯 생성된 혼합기를 효과적으로 연소시킬 수 있도록 점화플러그 측으로 유도할 수 있도록 하여 체적효율 및 열효율을 향상시켜 출력의 증가를 도모할 수 있도록 하여 결과적으로 본 고안의 기술을 이용하여 제작되는 차량의 부가가치를 향상시켜 차량 전체의 상품성은 물론이고, 신뢰성 등을 향상시켜 줄 수 있도록 한 SOHC(SINGLE OVER HEAD CAM SHAFT) 직접분사식 가솔린 엔진의 연소실구조를 제공하는데 그 목적이 있다.
이러한 본 고안의 목적은 SOHC(SINGLE OVER HEAD CAM SHAFT) 가솔린 엔진의 연소실구조에 있어서;
연소실 상부 양측에 형성되어 있는 흡기포트와 배기포트를 서로 엇갈리는 위치상에 형성하여 흡기포트의 일측에는 인젝터를 설치할 수 있는 공간을 형성하고, 배기포트의 일측에는 점화플러그를 설치할 수 있는 공간을 형성하며, 상기 흡기포트는 소용돌이 유동을 형성하는 탄젠티올 포트(TANGENTIAL PORT)로 형성하고, 상기 흡기포트와 점화플러그가 형성되어 있는 연소실의 일측에는 소용돌이 유동을 강화시킬 수 있는 소용돌이 강화돌기를 일체로 형성하며, 상기 연소실 상에는 중심이 오목한 피스톤을 구비하고 있는 SOHC 엔진을 구성하여 주어 달성될 수 있다.
도 1 은 본 고안은 SOHC(SINGLE OVER HEAD CAM SHAFT) 직접분사식 가솔린엔진의 연소실 구조를 나타내는 요부 저면도
도 2 는 본 고안인 도 1 의 A-A선 단면도
도 3 은 본 고안인 도 1 의 B-B선 단면도
도 4 는 본 고안인 SOHC(SINGLE OVER HEAD CAM SHAFT) 직접분사식 가솔린 엔진의 작동상태를 나타내는 요부 저면도
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
100 : SOHC 가솔린 엔진102 : 연소실
104 : 흡기포트106 : 배기포트
108 : 흡기밸브110 : 배기밸브
112 : 인젝터114 : 점화플러그
116 : 소용돌이 강화돌기118 : 피스톤
이하 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 좀더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 1 과 도 2 그리고 도 3 은 본 고안에 따른 바람직한 실시예를 도시한 것으로 종래와 동일 구성은 그 상세한 설명을 생략하며 여기서는 본 고안의 특징만을 설명한다.
도시된 바와 같이 연소실(102) 상부 양측에는 소용돌이 유동을 형성하는 탄젠티올 포트(TANGENTIAL PORT)로 형성된 흡기포트(104)와 배기포트(106)가 서로 엇갈리는 위치상으로 형성되어 있고, 상기 일측에 형성되어 있는 흡기포트(104)의 일측에는 인젝터(112)가 설치되어 있으며, 배기포트(106)의 일측에는 점화플러그(114)가 설치되어 있고, 상기 흡기포트(104)와 점화플러그(114)가 형성되어 있는 연소실(102)의 일측에는 소용돌이를 발생시킬 수 있는 소용돌이 강화돌기(116)가 일체로 형성되어 있으며, 상기 연소실(102) 상에는 중심이 오목한 피스톤(118)을 구비하고 있는 SOHC 가솔린 엔진(100)이 구성되어 있다.
이와 같이 구성된 본 고안은 도 4 에 도시된 바와 같이 상기 SOHC 가솔린 엔진(100)을 연소실(102) 상부 양측에 형성되어 있는 흡기포트(104)와 배기포트(106)를 서로 엇갈리는 위치상에 형성하여 흡기포트(104)의 일측에는 인젝터(112)를 설치할 수 있도록 공간을 형성하고, 배기포트(106)의 일측에도 점화플러그(114)를 설치할 수 있도록 공간을 형성하며, 상기 흡기포트(104)와 점화플러그(114)가 형성되어 있는 연소실(102)의 일측에는 소용돌이를 발생시킬 수 있는 소용돌이 발생돌기(116)를 일체로 구성하여 주어, 실사용시 분사된 연료가 흡기포트(104)와 소용돌이 강화돌기(116)에 의해 발생된 소용돌이 유동에 의하여 연소실(102)에서 가장 온도가 높은 배기밸브(110) 측으로 지나게 하며 점화플러그(114)로 유도함으로써, 분사된 연료의 기화를 촉진시키고, 배기밸브(110)측 온도를 낮추어 노킹(KNOCKING) 발생을 억제하며, 안정된 연소가 이루어지도록 하여 줄 수 있어, 구조상 직접분사식 엔진용 연료 인젝터의 설치가 불가능하였던 저배기량인 엔진에 속하는 SOHC 엔진에서도 연소실 상으로 흡입포트를 통해 흡입되는 공기에 연료를 직접분사 시켜 가장 효과적으로 연소시킬 수 있는 혼합기를 연소실 내에서 생성시킬 수 있도록 하였고, 또한, 이렇듯 생성된 혼합기를 효과적으로 연소시킬 수 있도록 점화플러그측으로 유도할 수 있도록 하여 체적효율 및 열효율을 향상시켜 출력의 증가를 도모할 수 있도록 한 것이다.
따라서 앞에서 설명한 바와 같이 본 고안은 연소실 상부 양측에 형성되어 있는 흡기포트와 배기포트를 서로 엇갈리는 위치상에 형성하여 흡기포트의 일측에는 인젝터를 설치할 수 있는 공간을 형성하고, 배기포트의 일측에는 점화플러그를 설치할 수 있는 공간을 형성하며, 상기 흡기포트와 점화플러그가 형성되어 있는 연소실 일측에는 소용돌이를 발생시킬 수 있는 소용돌이 발생돌기를 일체로 형성하고 있는 SOHC 엔진을 구성하여 주어, 실사용시 분사된 연료가 흡기포트와 소용돌이 강화돌기에 의해 발생된 소용돌이 유동에 의하여 연소실에서 가장 온도가 높은 배기밸브 측으로 지나게 하며 점화 플러그로 유도함으로써, 분사된 연료의 기화를 촉진시키고, 배기밸브측 온도를 낮추어 노킹(KNOCKING) 발생을 억제하며, 안정된 연소가 이루어지도록 하여 줄 수 있어, 구조상 직접분사식 엔진용 연료 인젝터의 설치가 불가능하였던 저배기량인 엔진에 속하는 SOHC 엔진에서도 연소실 상으로 흡입포트를 통해 흡입되는 공기에 연료를 직접분사시켜 가장 효과적으로 연소시킬 수 있는 혼합기를 연소실 내에서 생성시킬 수 있도록 하였고, 또한, 이렇듯 생성된 혼합기를 효과적으로 연소시킬 수 있도록 점화플러그 측으로 유도할 수 있도록 하여 체적효율 및 열효율을 향상시켜 출력의 증가를 도모할 수 있도록 하여 결과적으로 본 고안의 기술을 이용하여 제작되는 차량의 부가가치를 향상시켜 차량 전체의 상품성은 물론이고, 신뢰성 등을 향상시켜 줄 수 있도록 한 효과를 가지게 되는 것이다.

Claims (2)

  1. SOHC(SINGLE OVER HEAD CAM SHAFT) 가솔린 엔진의 연소실구조에 있어서, 연소실(102) 상부 양측에 소용돌이 유동을 형성하는 탄젠티올 포트(TANGENTIAL PORT)로 형성된 흡기포트(104)와 배기포트(106)를 서로 엇갈리는 위치상에 형성하여 흡기포트(104)의 일측에는 인젝터(112)를 설치할 수 있도록 하는 공간을 형성하고, 배기포트(106)의 일측에는 점화플러그(114)를 설치할 수 있도록 하는 공간을 형성하며, 상기 흡기포트(104)와 점화플러그(114)가 형성되어 있는 연소실(102)의 일측에는 소용돌이를 발생시킬 수 있는 소용돌이 강화돌기(116)를 일체로 형성하고 있으며, 상기 연소실(102) 상에는 중심이 오목한 피스톤(118)을 구비하고 있는 SOHC 가솔린 엔진(100)을 구성함을 특징으로 하는 SOHC(SINGLE OVER HEAD CAM SHAFT) 직분식 가솔린 엔진의 연소실구조.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 SOHC 가솔린 엔진(100)은 분사된 연료가 흡기포트(104)와 소용돌이 강화돌기(116)에 의해 발생된 소용돌이 유동에 의하여 연소실(102)에서 가장 온도가 높은 배기밸브(110) 측으로 지나게 하며 점화플러그(114)로 유도함으로써, 분사된 연료의 기화를 촉진시키고, 배기밸브(110)측 온도를 낮추어 노킹(KNOCKING) 발생을 억제하며, 안정된 연소가 이루어지도록 구성함을 특징으로 하는 SOHC(SINGLE OVER HEAD CAM SHAFT) 직분식 가솔린 엔진의 연소실구조.
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