KR19980036828U - 냉각 구조를 갖춘 디젤엔진의 실린더 헤드 어셈블리 - Google Patents
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Abstract
본 고안은 냉각 구조를 갖춘 디젤엔진의 실린더 헤드 어셈블리에 관한 것으로, 특히 주조에 의해 형성되어 내부에 소정의 연소실이 형성된 디젤엔진의 실린더 헤드에 있어서, 상기 실린더 헤드의 연소실 외측면에 밀착되어 감싸지게 실린더 헤드 주조시 함께 냉각수단이 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 본 고안에 따르면 폭발행정시 연소실에 공급된 연료와 공기가 고압에 의해 연소되면서 고온이 발생되고, 이때 발생된 고온을 연소실 외측면에 형성된 냉각수단에 의해 신속하게 냉각시켜 디젤엔진에서 다량이 발생되는 질소산화물을 극소화시켜며 실린더 헤드의 제작에 따른 추가비용 없이 연소실 온도를 저감시켜 보다 높은 엔진의 성능을 향상시켜 제품에 대한 상품성과 신뢰성이 향상될 수 있는 효과를 나타낸다.
Description
본 고안은 냉각 구조를 갖춘 디젤엔진의 실린더 헤드 어셈블리에 관한 것으로, 특히 실린더 헤드 주조시 연소실 외측면에 별도의 냉각수단을 함께 구비하여 연소실의 온도변화에 따라 다량 발생되는 유해가스를 저감시킬 수 있는 냉각 구조를 갖춘 디젤엔진의 실린더 헤드 어셈블리에 관한 것이다.
일반적으로 열기관이란 열 에너지를 기계적인 에너지로 변환시켜 주는 장치이며, 이 열 에너지를 공급하는 방식에 따라 내연 기관과 외연 기관으로 나누어진다.
이중에서 내연 기관은 내부에서 연소가 이루어지며 혼합기 즉, 안개 상태의 연료와 공기(산소)가 섞여 있는 혼합기 자체가 보유하고 있는 화학적 에너지를 연소시켜 열 에너지로 바뀌는 순간에 그 연소 가스가 팽창할 때의 에너지를 기계적인 에너지로 변환시켜 주는 것이다.
상기 흡/배기 포트는 모든 자동차에 이용되고 있는 실린더 헤드 내부에 상호 대응되게 형성되어 있으며, 또 전자 제어식 연료 분사 시스템(EGI)에도 확대 보급되어 있다.
또한 자동차의 배출 가스는 주로 배기 파이프에서 나오는 배기 가스, 기관의 크랭크 케이스에서 나는 블로바이 가스 및 연료 탱크나 기화기 등에서 발생하는 연료 증발 가스가 있다.
상기 배기 가스는 연료가 실린더의 연소실에서 연소한 다음 배기 파이프를 통해 외부로 배출되는 가스를 말하며 배가가스의 성분은 대부분이 폐해가 적은 수증기(H2O), 질소(N2), 탄소가스(CO2)등이나 유해 물질인 1산화탄소(CO), 탄화수소(HC), 질소산화물(NOx) 외에 약간의 납산화물과 탄소 입자 등이 함유되어 있다.
한편 디젤엔진은 공기의 압축하여 고온이 되었을 때 연료를 분사하여 연소시켜 동력을 얻으며 출력의 조절은 연료의 분사량은 증감하여 조절한다.
따라서 전부하의 경우에는 가솔린 기관보다 공연비가 크고 중부하와 경부하의 경우에는 더 커진다.
상기 디젤엔진은 항상 공기가 충분한 상태에서 운전하기 때문에 1산화탄소의 발생량이 가솔린엔진에 비해 극히 적다. 그리고 탄화수소의 발생량은 가솔린엔진과 같으나 작동 온도가 낮고 분사된 연료의 기화 불충분으로 착화, 연소를 하지 못하는 경우에 발생된다.
또한 디젤엔진의 배기가스중 다량 함유된 질소산화물의 발생은 가솔린엔진의 경우와 같으나 연소실의 모양과 연소실 내의 온도에 따라 좌우되며 전부하시에는 연료의 분사량이 많아(분사기간이 길어진다)지므로 공기가 충분한 상태라도 분사 종기(終期)의 연료가 부분적으로 기화가 안되어 액체입자 상태로 고온 노출되어 탄화(炭化)하여 탄소의 작은 입자로 배출되어 검은 연기가 된다.
상기 질소산화물은 NO, NO2, N2O 등의 여러 가지 화합물이 있기 때문에 이것들을 총칭하여 NOx라 한다. 또 질소는 공기의 약 77%를 차지하며 안전된 원소로 간단히 산화하지 않으나 연소실 안의 고온, 고압에서 공기와 접촉, 산화하여 질소산화물이 된다.
상기 엔진이 고온일 때에는 과열 테토네이션, 조기점화 등의 장해가 발생하여 연소 온도가 지나치게 상승하기 때문에 NOx의 발생량이 증가한다.
이러한 질소산화물은 고온 및 고압인 경우에는 증가하고 반대로 저온 및 저압인 경우에는 감소한다. 상기 질소산화물은 인체에 눈에 자극을 주고 패의 기능에 장해를 일으킴과 동시에 광화학 스모그의 주원인이 된다.
그러나, 이러한 종래 디젤엔진은 폭발행정에 의해 공기와 연료가 고압에 의해 함께 연소되고 이때 연소실 내부에 고온이 발생되어 다량의 질소산화물이 발생되고 엔진의 성능이 저하됨과 동시에 대기 중에 많은량의 질소산화물이 배출되어 대기 오염을 가중시키고 환경 위생상 중요한 배기가스의 유해가스가 다량 함유되므로 제품에 대한 상품성과 신뢰성이 저하되는 문제점들이 있었다.
따라서 본 고안은 이러한 종래 기술의 근본적인 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 그 목적은 실린더 헤드 주조시 연소실 외측면에 별도의 냉각수단을 함께 구비하여 연소실의 온도변화에 따라 다량 발생되는 유해가스가 저감될 수 있는 냉각 구조를 갖춘 디젤엔진의 실린더 헤드 어셈블리를 제공하는 데 있다.
도 1은 본 고안에 따른 연소실 외측면에 냉각 구조를 갖춘 디젤엔진의 실린더 헤드의 일부 개략 단면도,
도 2는 본 고안 냉각판의 일부 평단면도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
10 : 실린더 헤드11 : 연소실
20 : 냉각판21 : 냉각돌기
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 고안은 주조에 의해 형성되어 내부에 소정의 연소실이 형성된 디젤엔진의 실린더 헤드에 있어서, 상기 실린더 헤드의 연소실 외측면에 밀착되어 감싸지게 실린더 헤드 주조시 함께 냉각수단이 형성되는 것을 특징으로 하는 냉각 구조를 갖춘 디젤엔진의 실린더 헤드 어셈블리를 제공한다.
여기서 냉각수단은 연소실 외측면에 밀착되도록 감싸져 고정되게 대응형상으로 이루어져 외측에 소정간격을 두고 다수개의 냉각돌기가 돌출된 냉각판으로 형성되어 있다.
상기와 같은 본 고안에 있어서는 폭발행정시 연소실 공급된 연료와 공기가 고압에 의해 연소되면서 고온이 발생되고, 이때 발생된 고온을 연소실 외측면에 형성된 냉각수단에 의해 신속하게 냉각시켜 디젤엔진에서 다량이 발생되는 질소산화물를 극소화시키며 실린더 헤드의 제작에 따른 추가비용 없이 연소실 온도를 저감시켜 보다 높은 엔진의 성능을 향상시켜 제품에 대한 상품성과 신뢰성이 향상될 수 있게 된다.
[실시예]
이하 상기한 바와 같은 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참고하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
첨부된 도 1은 본 고안의 바람직한 일실시예에 따른 연소실 외측면에 냉각 구조를 갖춘 디젤엔진의 실린더 헤드의 일부 개략 단면도이과, 도 2는 본 고안 냉각판의 일부 평단면도를 각각 도시하고 있다.
이로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 고안의 실린더 헤드(10)는 주조에 의해 형성되어 내부에 소정의 연소실(11)이 형성되어 있다.
상기 실린더 헤드(10)의 연소실(11) 외측면에 밀착되어 감싸지게 실린더 헤드(10) 주조시 함께 냉각판(20)이 형성되어 있다.
여기서 냉각판(20)은 연소실(11) 외측면에 밀착되도록 감싸져 고정되게 대응 형상으로 이루어져 외측에 소정간격을 두고 다수개의 냉각돌기(21)가 돌출 형성되어 있다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 고안의 냉각 구조를 갖춘 디젤엔진의 실린더 헤드 어셈블리는 다음과 같이 조립 설치되어 작동된다.
먼저 실리더 헤드(10) 주조시 연소실(11) 외측면에 밀착되어 감싸지게 대응형상의 냉각판(20)을 함께 형성하여 엔진의 폭발행정시 연소실(11) 내부에 공급된 연료와 공기가 고압되어 연소되고 이때 고온이 발생된다.
상기 실린더 헤드(10)에 연소실(11)에 발생된 고온은 다시 연소실(11) 벽면에 전달되고 다시 냉각판(20)에 전달되어 상기 냉각판(20)과 다수개의 냉각돌기(21)가 신속하게 연소실(11)의 온도를 외부로 방열시킨다.
따라서 연소실(11)의 온도가 저감되면 자연적으로 질소산화물의 발생량도 저하되고 적은량의 질소산화물이 대기 중에 다른 배기가스와 함깨 배출된다.
상기와 같이 본 고안에 따르면 폭발행정시 연소실에 공급된 연료와 공기가 고압에 의해 연소되면서 고온이 발생되고, 이때 발생된 고온을 연소실 외측면에 형성된 냉각수단에 의해 신속하게 냉각시켜 디젤엔진에서 다량이 발생되는 질화산화물를 극소화시켜 실린더 헤드의 제작에 따른 추가비용 없이 연소실 온도를 저감시켜 보다 높은 엔진의 성능을 향상시켜 제품에 대한 상품성과 신뢰성이 향상될 수 있는 효과를 나타낸다.
이상에서는 본 고안의 특정의 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 고안은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 고안의 정신을 벗어나지 않는 범위내에서 당해 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
Claims (2)
- 주조에 의해 형성되어 내부에 소정의 연소실이 형성된 디젤엔진의 실린더 헤드에 있어서,상기 실린더 헤드의 연소실 외측면에 밀착되어 감싸지게 실린더 헤드 주조시 함께 냉각수단이 형성되는 것을 특징으로 하는 냉가 구조를 갖춘 디젤엔진의 실린더 헤드 어셈블리.
- 청구항 1에 있어서, 상기 냉각수단은 연소실 외측면에 밀착되도록 감싸져 고정되게 대응형상으로 이루어져 외측에 소정간격을 두고 다수개의 냉각돌기가 돌출된 냉각판으로 형성되는 것을 특징으로 하는 냉각 구조를 갖춘 디젤엔진의 실린더 헤드 어셈블리.
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