KR19980028121U

KR19980028121U - 자동차용 직분식 가솔린 엔진의 실린더 헤드 구조

Info

Publication number: KR19980028121U
Application number: KR2019960041110U
Authority: KR
Inventors: 이용균
Original assignee: 김영귀; 기아자동차 주식회사
Priority date: 1996-11-21
Filing date: 1996-11-21
Publication date: 1998-08-05

Abstract

본 고안은 자동차용 직분식 가솔린 엔진의 실린더 헤드 구조에 관한 것으로써, 특히 연소실 일측에 형성되어 있는 흡기포트의 내경을 타원형으로 형성하되, 하부가 내경부로 요입형성된 형상으로 형성하고, 흡, 배기 밸브의 중심선을 배기포트 측으로 기울게 형성하여 상기 흡기포트의 하단부위에 인젝터를 연소실 내부로 삽입형성할 수 있도록 설치공간을 구성하여 주어, 실사용시 흡입포트로부터 연소실 내부로 유입되는 유입공기에 연료를 직접분사하여 가장 효과적으로 연소시킬 수 있는 혼합기를 생성할 수 있도록 함은 물론이고, 흡입공기에서 발생시키는 텀블(TUMBLE)유동이 분사연료를 점화플러그 측으로 밀어주어 체적효율 및 열효율을 향상시켜 출력의 증가를 도모할 수 있도록 하므로 결과적으로 본 고안의 기술을 이용하여 생산되는 차량의 부가가치를 향상시켜 차량 전체의 상품성과 신뢰성 등을 향상시켜 줄 수 있도록 한 고안이다.

Description

자동차용 직분식 가솔린 엔진의 실린더 헤드 구조

본 고안은 자동차용 직분식 가솔린 엔진의 실린더 헤드 구조에 관한 것으로써, 특히 연소실 일측에 형성되어 있는 흡기포트의 내경을 타원형으로 형성하되, 하부가 내경부로 요입형성된 형상으로 형성하고, 흡, 배기 밸브의 중심선을 배기포트 측으로 기울게 형성하여 상기 흡기포트의 하단부위에 인젝터를 연소실 내부로 삽입형성할 수 있도록 설치공간을 구성하여 주어, 실사용시 흡입포트로부터 연소실 내부로 유입되는 유입공기에 연료를 직접분사하여 가장 효과적으로 연소시킬 수 있는 혼합기를 생성할 수 있도록 함은 물론이고, 흡입공기에서 발생시키는 텀블(TUMBLE) 유동이 분사연료를 점화플러그 측으로 밀어주어 체적효율 및 열효율을 향상시켜 출력의 증가를 도모할 수 있도록 하므로 결과적으로 본 고안의 기술을 이용하여 생산되는 차량의 부가가치를 향상시켜 차량 전체의 상품성과 신뢰성 등을 향상시켜 줄 수 있도록 한 자동차용 직분식 가솔린 엔진의 실린더 헤드 구조에 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 점화 플러그 등이 장치되어 있다. 이와 같은 구조로 형성되어 있는 실린더 헤드는 밸브배치 및 연소실 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 밸브 배치 등에 의해 수개로 분류되고 있는데, 최근에는 엔진의 고성능화에 따라 고효율, 고출력을 얻기 쉽게 오버 헤드 밸브식 또는 I-헤드 타입이 많이 사용되고 있다.

한편, 이와 같은 가솔린 엔진에는 상기 흡기포트의 일정부위 혹은 상기 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 시술하였지만 이를 더욱 구체적으로 설명하면 흡기포트의 일정부위 혹은 상기 흡기포트와 연결되는 흡기 매니폴드의 일정부위에 설치하여 연소시 연소실로 흡기되는 공기에 일정량의 연료를 혼합시켜 연소에 필요한 혼합기로 만들어 주기 위해 설치 제작되는 것이다.

이와 같이 흡기포트의 일정부위 혹은 상기 흡기포트와 연결되는 흡기매니폴드의 일정부위에 설치되어 연소시 연소실로 흡기되는 공기에 일정량의 연료를 혼합시켜 연소에 필요한 혼합기로 만들어 주기 위해 설치 제작되는 종래의 자동차용 가솔린 엔진의 실린더 헤드 구조는 도 1 과 도 2 에 도시된 바와 같이 전형적인 한 예를 도시하였는 바, 이를 간략히 설명하면 다음과 같다.

도시된 바와 같이 상부에 대향되는 경사각을 갖는 배기포트(16)와 흡기포트(14)를 양측에 형성하여 연소실(28) 상부를 형성하고 있는 실린더 헤드(12)가 형성되어 있다.

또한, 상기 상부 양측에 형성되어 있는 배기포트(16)와 흡기포트(14)의 중앙에는 외부로부터 연소실(28) 내부로 점화플러그(24)가 설치되어 있고, 상기 배기포트(16)와 흡기포트(14) 상에는 개폐를 이룰 수 있도록 형성되어 있는 배기밸브(22)와 흡기밸브(20)가 각각 구비되어 있으며, 상기 흡기포트(14)와 연결되는 흡기매니폴드(18)의 일정부위에는 내측으로 연료를 공급할 수 있는 인젝터(26)가 설치구성되어 있다.

이와 같이 구성되는 종래의 고안은 상기 흡기포트(14)에 전달되는 공기에 일정량의 연료를 분사하여 혼합기로 만든 후 연소실(28)로 공급하여 점화플러그(24)에 위해 점화시켜 이때 발생되는 팽창행정에 의해 연소실(28)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(28) 상으로 유입시키기 이전에 형성할 수 있도록 상기 흡기포트(14)와 연결되는 흡기매니폴드(18)의 일정부위에 내측으로 연료를 공급할 수 있는 인젝터(26)를 설치구성하여 주어, 실사용시 연소실(28) 내부로 혼합기를 유입시키는 과정에서 다량의 연료가 흡기매니폴드(18)와 흡기포트(14) 내경에 묻게되어 과다한 연료의 손실을 야기시키는 문제가 있었음은 물론이고, 상기 흡기포트(14)로 부터 연소실(28) 내부로 유입되는 혼합기가 흡기포트(14)의 경사진 형상의 특성에 의해 점화플러그(24)에 직접 도달하지 않고 일정의 체류 및 회동을 거쳐 점화되는 문제가 발생하여 혼합기를 비효과적으로 연소시키는 문제가 야기되었으며, 또한 이러한 문제를 해결하기 위해 상기 가솔린 엔진을 직분식 가솔린 엔진으로 변경할 경우 상기 인젝터(26)를 분사노즐 부위가 연소실(28)로 직접 연료를 분사시킬 수 있도록 설치하여야 하는데, 도시된 바와 같이 연소실(28)의 어느 일정부위에도 설치를 이룰 수 없는 구조로 형성되어 있어 사실상 변형이 불가능한 문제 등이 있어, 결과적으로 이와 같은 기술을 이용하여 제작되는 차량의 부가가치를 저하시켜 차량 전체의 상품성은 물론이고 신뢰성 등을 저하시키는 문제가 있는 것이었다.

따라서, 본 고안은 상기와 같은 문제점들을 감안하여 안출한 것으로서, 실사용시 흡입포트로부터 연소실 내부로 유입되는 유입공기에 연료를 직접분사하여 가장 효과적으로 연소시킬 수 있는 혼합기를 생성할 수 있도록 함은 물론이고, 흡입공기에서 발생시키는 텀블(TUMBLE)유동이 분사연료를 점화플러그 측으로 밀어주어 체적효율 및 열효율을 향상시켜 출력의 증가를 도모할 수 있도록 하므로 결과적으로 본 고안의 기술을 이용하여 생산되는 차량의 부가가치를 향상시켜 차량 전체의 상품성과 신뢰성 등을 향상시켜 줄 수 있도록 한 자동차용 직분식 가솔린 엔진의 실린더 헤드 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

이러한 본 고안의 목적은 자동차용 가솔린 엔진의 실린더 헤드 구조에 있어서, 연소실 일측에 형성되어 있는 흡기포트의 내경을 타원형으로 형성하되, 하부를 내경부로 요입형성된 형상으로 형성하고, 흡, 배기밸브의 중심선을 배기포트 측으로 기울게 형성하여 상기 흡기포트의 하단부위에 인젝터를 연소실 내부로 삽입형성할 수 있도록 설치공간을 구성하여 주어 달성될 수 있다.

도 1 은 종래의 일반적인 가솔린 엔진의 인젝터 설치상태를 나타내는 요부단면도

도 2 은 종래 고안인 도 1 의 A-A선 단면도

도 3 는 본 고안인 직분식 가솔린 엔진의 인젝터 설치상태를 나타내는 요부단면도

도 4 는 본 고안인 도 2 의 A-A선 단면도

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

100 : 직분식 가솔린 엔진102 : 실린더 헤드

104 : 흡기포트106 : 배기포트

108 : 흡기매니폴드110 : 흡기밸브

112 : 배기밸브114 : 점화플러그

116 : 인젝터118 : 연소실

이하 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 좀더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 3 과 도 4 는 본 고안에 따른 바람직한 실시예를 도시한 것으로 종래와 동일 구성은 그 상세한 설명을 생략하며 여기서는 본 고안의 특징만을 설명한다. 도시된 바와 같이 상부 일측에는 다소 완만한 경사각을 갖는 흡기포트(104)가 형성되어 있고, 타일측에는 상기 흡기포트(104)의 경사각 보다는 다소 급경사각을 갖는 배기포트(106)를 양측에 형성하여 연소실(118) 상부를 형성하고 있는 실린더 헤드(102)가 형성되어 있다.

또한, 상기 상부 양측에 형성되어 있는 배기포트(106)와 흡기포트(104)의 중앙에는 외부로 부터 연소실(118) 내부로 점화플러그(114)가 삽입설치되어 있고, 상기 배기포트(106)와 흡기포트(104) 상에는 개폐를 이룰 수 있도록 형성되어 있는 배기밸브(112)와 흡기밸브(110)가 각각 구비되어 있다.

한편, 상기 연소실(118) 일측에 형성되어 있는 흡기포트(104)의 내경은 타원형으로 형성되어 있되, 하부가 내경부로 요입형성된 형상으로 형성되어 있고, 상기 흡, 배기밸브(110),(112)의 중심선은 배기포트(106) 측으로 기울게 형성되어 있으며, 상기 흡기포트(104)의 하단부위에는 116를 연소실 내부로 삽입형성할 수 있도록 하는 설치공간이 구성되어 있다.

이와 같이 구성되는 본 고안은 상술한 바와 같이 상기 연소실(118) 일측에 형성되어 있는 흡기포트(104)의 내경은 타원형으로 형성되어 있되, 하부가 내경부로 요입 형성된 형상으로 형성되어 있고, 상기 흡, 배기밸브(110),(112)의 중심선은 배기포트(106) 측으로 기울게 형성되어 있으며, 상기 흡기포트(104)의 하단부위에는 인젝터(116)를 연소실 내부로 삽입형성할 수 있도록 하는 설치공간을 형성하여 주어, 실사용시 흡기포트(104)로부터 연소실(118) 내부로 유입되는 유입공기에 연료를 직접분사하여 가장 효과적으로 연소시킬 수 있는 혼합기를 생성할 수 있도록 함은 물론이고, 흡입공기에서 발생시키는 텀블(TUMBLE)유동이 분사연료를 점화플러그 측으로 밀어주어 체적 효율 및 열효율을 향상시켜 출력의 증가를 도모할 수 있도록 한 것이다.

따라서 앞에서 설명한 바와 같이 본 고안은 상기 연소실 일측에 형성되어 있는 흡기포트의 내경을 타원형으로 형성하되, 하부가 내경부로 요입형성된 형상으로 형성하고, 흡, 배기 밸브의 중심선을 배기포트 측으로 기울게 형성하여 상기 흡기포트의 하단부위에 인젝터를 연소실 내부로 삽입형성할 수 있도록 설치공간을 구성하여 주어, 실사용시 흡기포트로부터 연소실 내부로 유입되는 유입공기에 연료를 직접 분사하여 가장 효과적으로 연소시킬 수 있는 혼합기를 생성할 수 있도록 함은 물론이고, 흡입공기에서 발생시키는 텀블(TUMBLE)유동이 분사연료를 점화플러그 측으로 밀어주어 체적효율 및 열효율을 향상시켜 출력의 증가를 도모할 수 있도록 하므로 결과적으로 본 고안의 기술을 이용하여 생산되는 차량의 부가가치를 향상시켜 차량 전체의 상품성과 신뢰성 등을 향상시켜 줄 수 있도록 한 효과를 가지게 되는 것이다.

Claims

자동차용 가솔린 엔진의 실린더 헤드 구조에 있어서,

연소실(118) 일측에 형성되어 있는 흡기포트(104)의 내경을 타원형으로 형성하되, 하부를 내경부로 요입형성된 형상으로 형성하고, 흡, 배기밸브(20),(22)의 중심선을 배기포트(106) 측으로 기울게 형성하며, 상기 흡기포트(104)의 하단부위에 인젝터(116)를 연소실(118) 내부로 삽입형성할 수 있도록 하는 설치공간이 구성됨을 특징으로 하는 자동차용 직분식 가솔린 엔진의 실린더 헤드 구조.