KR19980045536U - 자동차 엔진의 연소실 구조 - Google Patents

Abstract

자동차 엔진의 연소실 구조에 관한 것으로서, 특히 스파크 플러그 주위에서 혼합기와 유동을 활성화하고, 농후한 혼합기를 형성하여, 성층 연소를 실현한다. 또한, 희박한 공연비중에서도 안정된 연소가 이루어질 수 있도록 한다.

이를 위하여, 본 고안의 연소실 구조는 흡기 포트(5)를 통해 유입된 공기가 센타쪽으로 오목하게 형성된 경사부(8a, 9a)를 갖는 피스톤(8)과 실린더헤드(9)의 형상에 의해 자연적으로 텀블 유동되고, 실린더헤드의 센타에 설치된 인젝터(4)로부터 분사된 연료가 상기 피스톤의 센타에 형성된 캐버티(8b)로 집중되므로서, 스파크 플러그(6)의 주위에 농후하고 성충화된 혼합기가 형성되도록 한 기술적 구성으로 이루어진다. 따라서, 혼합기의 형성이 촉진되고 성충화되므로서, 희박 연소 엔진을 실현할 수 있다.

Description

자동차 엔진의 연소실 구조

본 고안은 자동차 엔진의 연소실 구조에 관한 것으로서, 특히 흡기 포트를 통하여 유입된 공기가 자연적으로 텀블 유동되고, 연소실의 중앙에서 분사된 연료와 혼합되므로서, 혼합기의 형성이 스파크 플러그 주위에서 성충화되고, 희박 연소가 가능하도록 한 내연기관의 연소실 구조에 관한 것이다.

주지된 바와 같이, 자동차용 엔진은 연소실에서의 연소 효율이 출력에 막대한 영향을 미치게 됨은 물론, 연소 소비율 및 배기가스 성분에 영향을 주게 된다.

즉, 흡기 계통을 통하여 흡입이 이루어진 혼합기는 피스톤의 압출 말기 까지의 짧은 순간에 믹싱(Mixing) 및 압축되고, 스파크 플러그의 점화에 의해 가까운 곳이 먼저 착화되어 그 화염이 점차 전파됨에 따라 폭발적인 연소가 이루어진다.

이와 같은 엔진의 연소 과정은 본질적으로 혼합기의 조성, 압력 및 가스의 유동과 난류에 의해 연소 효율이크게 좌우되는 바, 혼합기 형성이 불량하여 이상 연소가 이루어질 경우에는 엔진의 출력 저하 및 다량의 유해 배기가스 등이 발생된다.

이러한 혼합기의 형성을 고려한 것으로, 근래 주류를 이루는 희박연소 엔진에서는 스파크 플러그의 주위에 농후한 혼합기를 형성하여, 성충연소에 의해 착화 및 화염 전파가 잘 이루어지도록 하고 있다.

이러한 성층연소를 실현하기 위한 종래 공지된 연소실 구조가 도 1에 잘 도시되어 있다. 도시된 엔진의 형태는 직접분사식 가솔린엔진을 가르킨다.

도면을 통하여 알 수 있는 바와 같이, 연소실(1)은 실린더헤드(2)와 피스톤(3)의 사이의 공간으로 형성된다. 인젝터(4)로부터 분사된 연료는 피스톤(3)의 상면에 부딪치고, 흡기 포트(5)를 통해 유입되고 텀블 유동되는 공기와 함께 혼합되어, 압축 행정시 스파크 플러그(6) 주위에 농후한 혼합기를 형성한다.

도면에서의 미설명 부호(7)은 배기 포트를 지칭한다.

상술한 종래 기술의 연소실 구조에 있어서, 공기 및 혼합기의 텀블 현상은 연소실의 일측에 편심되어 형성된 흡기 포트의 형상에 의해, 스파크 플러그 보다 흡기 포트쪽에 농후한 혼합기를 형성하고, 그 텀블 유동이 미약한 문제점이 있다.

이러한 작용에 의해 연소실 전체의 균일한 혼합기 형성은 오히려 방해되고, 스파크 플러그의 점화에 의한 혼합기의 화염전파거리 및 시간이 길어져, 엔진의 이상 연소, 출력 저하를 발생시키며, 유해 배기가스의 발생을 증가시키는 문제점이 있다.

이러한 종래 기술의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 본 고안은 연소실의 중앙에 설치된 스파크 플러그 주위에 고익의 강한 텀블 유동이 형성되고, 그 공기가 연소실의 중앙에서 분사된 연료와 혼합되어 스파크 플러그의 주위에 농후한 혼합기를 형성하므로서, 희박 연소를 실현할 수 있도록 한 자동차 엔진의 연소실 구조를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 자동차 엔진의 연소실을 도시한 단면도.

도 2는 본 고안에 의한 자동차 엔진의 연소실 구조를 도시한 단면도.

도 3은 본 고안에 의한 자동차 엔진의 연소실 구조를 도시한 평면 구성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

4 : 인젝터5 : 흡기 포트

6 : 스파크 플러그8 : 피스톤

8a, 9a : 경사부8b : 캐버티

9 : 실린더헤드10 : 연소실

이하, 상기한 목적을 실현하기 위한 본 고안의 구성 및 작용을 첨부된 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명한다.

도 2는 본 실시예에 관련된 연소실 구조를 보인 것으로서, 자동차 엔진의 단면도이고, 도 3은 본 실시예에 관련된 연소실 구조를 도시한 평면도이다.

본 실시예를 설명함에 있어, 종래 기술에서 인용된 도면과 동일한 본 실시예의 구성에 대해서는 설명의 중복을 피하기 위해 동일 부호를 부여한다.

도면에서의 설명 부호(10)은 연소실을 지칭한다. 연소실(10)은 종래와 마찬가지고, 피스톤(8)이 상사점(TDC)에 위치될 때, 그 피스톤(8)의 상면과 실린더헤드(9)의 저면과의 사이 공간으로 이루어진다.

이러한 연소실(10)에는 신선한 공기가 유입되는 적어도 하나의 흡기 포트(5)와, 적어도 하나의 배기 포트(5)가 형성된다.

여기서, 본 실시예에 의한 연소실(10)은 종래 기술의 문제점을 해소하기 위해, 스파크 플러그(6)의 주위에 농후한 혼합기를 형성하고, 그 스파크 플러그(6)의 주위에서 텀블 유동을 강화하므로서, 희박한 공연비중에서도 안정된 연소가 이루어질 수 있도록 한다.

이를 실현하기 위해, 본 실시예의 연소실(10)을 구성하는 피스톤(8)의 상면과 실린더헤드(9)의 하면은 센타쪽으로 갈수록 점차적으로 오목하게 형성된 경사부(8a, 9a)를 갖는다.

따라서, 상기한 흡기 포트(5)를 통해 유입되는 공기는 센타가 오목하게 형성된 연소실의 형상에 의해, 자연적으로 텀블 유동되고, 스파크 플러그(6)가 설치된 연소실(10)의 센타쪽에서 강화된다.

또한, 피스톤(8)의 상면 센타에는 상기한 경사부(8a)의 경사각 보다 더욱 오목하게 형성된 캐버티(cavith)(8b)가 형성된다. 캐버티(8b)가 형성된 연소실(10)의 센타에는 스파크 플러그(6)가 인접되어 인젝터(4)가 설치된다.

따라서, 실린더헤드(9)의 센타에 설치된 인젝터(4)로부터 분사된 연료는 연소실(10)의 센타에서 강화된 공기의 텀블 유동과 함께, 캐버티(8b)의 형상에 의해, 스파크 플러그(6)가 설치된 연소실(10)의 중앙에 집중되고, 혼합이 활성되며, 혼합기가 성충화된다.

이와 같이 구성된 연소실의 구조에 따라, 연소실(10)에서는 실린더헤드(9)와 피스톤(8)의 경사부(8a, 8b)에 의해 자연적인 텀블 유동이 발생된다.

또한, 상기 공기의 텀블 유동은 스파크 플러그(6)가 설치된 연소실(10)의 센타에 집중되고 강화된다.

이러한 공기의 강화된 텀블 유동은 연소실(10)의 센타에 설치된 인젝터(4)로부터 분사된 연료와 함께 혼합되므로서, 혼합기의 형성을 촉진하고 성충화시킨다. 또한, 이러한 작용은 피스톤(8)의 센타에 형성된 캐버티(8b)에 의해 더욱 향상된다.

따라서, 본 실시예의 연소실(10)은 희박 연소에 가장 효과적인 것으로 알려진 성충연소를 실현하게 된다. 이러한 작용은 혼합기의 연소 특성을 향상시켜, 엔진의 출력을 높이며, 배기가스의 유해 성분을 저감시킨다.

이상에서 설명된 본 고안의 구성 및 작용을 통하여 알 수 있는 바와 같이, 본 고안에 의한 자동차 엔진의 연소실 구조는 스파크 플러그의 주위에 농후하고 활성화된 혼합기를 형성하므로서, 성충 연소를 실현한다. 또한, 희박한 공연비중에서도 안정된 연소가 이루어지도록 한다.

따라서, 본 고안에 의하면 엔진의 연소 특성이 향상되고, 연비 향상, 엔진출력의 향상 및 배기가스의 저감을 실현하는 효과를 얻을 수 있다.

한편, 본 고안은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 실용신안등록 청구의 범위에서 청구하는 본 고안의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.

Claims (3)

1. 피스톤이 상사점에 위치될 때의 피스톤의 상면과 실린더 헤드의 저면과의 사이 공간으로 형성되고, 피스톤의 부압에 의해 흡입된 공기가 인젝터로부터 분사된 연료와 함께 혼합되고, 압축 및 연소되는 자동차 엔진의 연소실에 있어서,

   흡기 포트를 통해 유입된 공기가 센타쪽으로 오목하게 경사 형성된 피스톤과 실린더헤드에 의해 자연적으로 텀블 유동되고, 인젝터에서 분사된 연료가 상기 피스톤의 센타를 향하여 집중되는 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차 엔진의 연소실 구조.
2. 제 1항에 있어서, 상기 피스톤의 센타에는 그 상면의 경사각 보다 더욱 오목하게 캐버티가 형성된 것을 특징으로 하는 자동차 엔진의 연소실 구조.
3. 제 1항에 있어서, 상기 실린더헤드의 센타에는 스파크 플러그와 인젝터가 설치된 것을 특징으로 하는 자동차 엔진의 연소실 구조.