KR19980050235A - Variable compression ratio control device in combustion chamber - Google Patents
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Abstract
본 발명은 실린더 헤드와 피스톤의 사이에 형성되어 혼합기의 연소가 이루어지도록 하되 엔진의 상태에 따라 압축비가 변하도록 하는 연소실의 가변 압축비 제어 장치에 관한 것으로 실린더 헤드에 피스톤을 장착하여 엔진의 상태에 따라 압축비가 달라지도록 하므로서 저속시 필요한 고출력의 압축비가 이루어지도록 하는데 본 발명의 목적이 있다.The present invention relates to a variable compression ratio control device of a combustion chamber which is formed between a cylinder head and a piston to perform a combustion of a mixer but changes a compression ratio according to the state of the engine. It is an object of the present invention to achieve a high power compression ratio required at low speeds by varying the compression ratio.
상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로 본 발명은, 실린더 블록의 내측으로 피스톤이 삽입되고 상부로 실린더 헤드가 결합되어 연소실을 이루는 구조에 있어서, 상기 실린더 헤드(2)의 일측에 장착되어 전기적 신호에 따라 작동되도록 하는 액츄에이터(5)와, 상기 액츄에이터(5)의 작동에 의해 캠축(6a)을 중심으로 일정각도 회전이 되도록 구성되는 캠(6)과, 상기 캠(6)이 회전함에 따라 밸브(8)의 끝단부에 연결되어 연소실(1)의 용적이 가변되도록 하는 피스톤(7)과, 상기 피스톤(7)의 밸브(8) 주위에 끼워져 하부로 이동된 피스톤(7)을 복원시키는 스프링(9)과, 엔진의 저속 및 고속상태를 파악하여 상기 액츄에이터(5)가 작동되도록 하는 전자제어장치(4)의 구성을 특징으로 한다.As a means for achieving the above object, the present invention, in a structure in which a piston is inserted into the cylinder block and the cylinder head is coupled to the upper portion to form a combustion chamber, mounted on one side of the cylinder head (2) to the electrical signal Actuator (5) to be operated according to, the cam (6) configured to rotate a certain angle around the cam shaft (6a) by the operation of the actuator (5), and the valve (6) as the cam (6) rotates 8 is connected to the end of the piston (7) for varying the volume of the combustion chamber (1), and a spring fitted around the valve (8) of the piston (7) to restore the piston (7) moved downward ( 9) and the configuration of the electronic control apparatus 4 which grasps the low and high speeds of the engine to operate the actuator 5.
Description
본 발명은 실린더 헤드와 피스톤의 사이에 형성되어 혼합기의 연소가 이루어지도록 하되 엔진의 상태에 따라 압축비가 변하도록 하는 연소실의 가변 압축비 제어 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a variable compression ratio control apparatus for a combustion chamber which is formed between a cylinder head and a piston to allow the combustion of a mixer to be made but changes the compression ratio according to the state of the engine.
일반적으로 엔진에서 공기와 연료를 혼합시켜 일정한 압축비에서 연소되도록 하여 구동력이 발생되는 부분을 연소실이라 한다.In general, the combustion chamber is a part in which driving force is generated by mixing air and fuel in an engine to be combusted at a constant compression ratio.
상기의 연소실은 통상 피스톤과 실린더 헤드간으로 이루어지는 공간을 일컫는 것으로서 대부분 혼합기를 가장 효율적으로 연소될 수 있도록 하기 위한 구조로 형성하는데 종래의 경우 도 2 에 도시한 것과 같이 실린더 블록(20)의 내벽으로 피스톤(40)이 삽입되도록 하고 그 상부의 내측이 반원형상의 실린더 헤드(30)가 결합되도록 하되 혼합기가 흡입되는 흡기밸브(50)와 연소후 발생하는 배기가스가 배출되도록 하는 배기밸브(60)가 결합되도록 한다.The combustion chamber generally refers to a space formed between the piston and the cylinder head, and is formed in such a way that most of the mixer can be burned most efficiently. In the conventional case, the inner wall of the cylinder block 20 as shown in FIG. The piston 40 is inserted and the inside of the upper portion of the semicircular cylinder head 30 is coupled, but the intake valve 50 into which the mixer is sucked and the exhaust valve 60 to exhaust the exhaust gas generated after combustion are To be combined.
이에 따라 피스톤(40)이 상기 연소실(10)에서 상하로 직선운동을 하면서 상기 실린더 헤드(30)방향으로 혼합기를 압축시키고 폭발행정이 이루어 지도록 하고 있는 것이다.Accordingly, the piston 40 is linearly moved up and down in the combustion chamber 10 to compress the mixer in the direction of the cylinder head 30 so that an explosion stroke is made.
그러나 상기와 같은 구조는 엔진이 저속 및 고속시 일정한 압축비만을 제공하기 때문에 효율적이지 못하고 특히, 많은 출력을 요구하는 저속시에는 압축비가 떨어짐에 따라 강한 출력을 얻기 힘들게 되는 문제점이 지적되고 있다.However, it is pointed out that such a structure is not efficient because the engine provides only a constant compression ratio at low and high speeds, and particularly, at low speeds that require a lot of power, it is difficult to obtain a strong power as the compression ratio drops.
이에 본 발명은 상기한 문제점을 개선시키기 위하여 실린더 헤드에 피스톤을 장착하여 엔진의 상태에 따라 압축비가 달라지도록 하므로서 저속시 필요한 고출력의 압축비가 이루어지도록 하는데 본 발명의 목적이 있다.Accordingly, the present invention is to provide a compression ratio of the high power required at low speed by mounting a piston in the cylinder head to improve the above problems to vary the compression ratio according to the state of the engine.
상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로 본 발명은, 실린더 블록의 내측으로 피스톤이 삽입되고 상부로 실린더 헤드가 결합되어 연소실을 이루는 구조에 있어서, 상기 실린더 헤드의 일측에 장착되어 전기적 신호에 따라 작동되도록 하는 액츄에이터와, 상기 엑츄에이터의 작동에 의해 축을 중심으로 일정각도 회전이 되도록 구성되는 캠과, 상기 캠이 회전함에 따라 축의 끝단부에 연결되어 연소실의 용적이 가변되도록 하는 피스톤과, 상기 피스톤의 축 주위에 끼워져 하부로 이동된 피스톤을 복원시키는 스프링과, 엔진의 저속 및 고속상태를 파악하여 상기 액츄에이터가 작동되도록 하는 전자제어장치의 구성을 특징으로 한다.As a means for achieving the above object, the present invention, in the structure in which the piston is inserted into the cylinder block and the cylinder head is coupled to the upper portion to form a combustion chamber, so as to be mounted on one side of the cylinder head to operate in accordance with the electrical signal An actuator, a cam configured to rotate at an angle about an axis by the operation of the actuator, a piston connected to an end of the shaft as the cam rotates, and a volume of the combustion chamber varying, and a circumference of the piston And a spring for restoring the piston moved to the lower portion and the electronic control device for grasping the low and high speeds of the engine to operate the actuator.
도 1 은 본 발명에 의한 연소실의 가변 압축비 제어 장치를 나타내는 단면도1 is a cross-sectional view showing a variable compression ratio control apparatus of a combustion chamber according to the present invention.
도 2 는 종래 기술2 is a prior art
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1 : 연소실 2 : 실린더 블록1: combustion chamber 2: cylinder block
3 : 실린더 헤드 4 : 전자제어장치3: cylinder head 4: electronic control device
5 : 액츄에이터 6 : 캠5: actuator 6: cam
6a : 캠축 7 : 피스톤6a: camshaft 7: piston
8 : 밸브 9 : 스프링8: valve 9: spring
이를 첨부한 실시예 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 도 1 은 본발명에 의한 연소실의 가변 압축비 제어 장치를 나타내는 단면도이다. 도면중 부호 1 은 연소실이며 부호 2 는 실린더 블록이다.1 is a cross-sectional view showing a variable compression ratio control apparatus of a combustion chamber according to the present invention. In the figure, 1 is a combustion chamber, and 2 is a cylinder block.
실린더 블록(2)으로 메인 피스톤(7)이 결합되고 상부로는 실린더 헤드(2)가 결합되어 연소실(1) 공간을 이루며 상기 실린더 헤드(2)로는 흡기밸브와 배기밸브가 결합되고 혼합기의 압축시 폭발이 가능하도록 스파크 플러그가 결합되어 있다.The main piston 7 is coupled to the cylinder block 2 and the cylinder head 2 is coupled to the upper portion to form a combustion chamber 1 space, and the inlet valve and exhaust valve are coupled to the cylinder head 2 to compress the mixer. The spark plugs are combined to allow explosion in time.
상기한 연소실(1)의 상부에 결합된 실린더 헤드(2)에는 액츄에이터(5)가 결합되어 있으며 전기적 신호가 인가되면 캠축(6a)을 기준으로 일정각도 회전이 가능한 캠(6)이 구성된다.The actuator 5 is coupled to the cylinder head 2 coupled to the upper portion of the combustion chamber 1, and when an electrical signal is applied, a cam 6 capable of rotating at a predetermined angle with respect to the cam shaft 6a is configured.
상기 캠(6)의 하단으로는 밸브(8)가 밀착되어 있고 상기 밸브(8)의 외주면으로는 스프링(9)이 끼워져 밸브(8)와 캠(6)이 항상 밀착될 수 있도록 하며 상기 밸브(8)의 단부로는 피스톤(7)이 연소실(1) 방향으로 개방되어 결합되어 있다.A valve 8 is in close contact with the lower end of the cam 6, and a spring 9 is fitted into the outer circumferential surface of the valve 8 so that the valve 8 and the cam 6 are always in close contact with each other. At the end of (8), the piston (7) is open and engaged in the combustion chamber (1) direction.
또한 차량의 저속이나 고속을 감지하여 연소실(1)의 용적을 가변시킬 수 있도록 전기적 신호를 보내어 액츄에이터(5)를 구동시키는 전자제어장치(4)가 구성되어 있다.Moreover, the electronic control apparatus 4 which drives the actuator 5 by sending an electrical signal so that the volume of the combustion chamber 1 can be changed by sensing the low speed or high speed of a vehicle is comprised.
상기와 같은 구성에 따른 작용을 살펴보면 우선 엔진이 구동되어 아이들 상태일 때 연소실(1)의 용적은 종래와 같다. 그러나 아이들 상태에서 저속으로 변환되어 RPM이 높아지면 연소실(1)에서의 압축비도 높아질 필요가 있다. 왜냐하면 초기에는 많은 힘을 필요로 하기 때문에 출력이 증가되어야만 하며 압축비가 상승되면 강한 폭발행정으로 인하여 출력이 증가될 수 있기 때문이다.Looking at the operation according to the configuration as described above, first, the volume of the combustion chamber (1) when the engine is in the idle state is the same as before. However, when the RPM is increased by changing to a low speed in the idle state, the compression ratio in the combustion chamber 1 also needs to be increased. Because it requires a lot of power initially, the power must be increased, and if the compression ratio is increased, the power can be increased due to the strong explosion stroke.
상기에서와 같이 아이들 상태에서 저속으로 변환되어 높은 출력이 필요할 때 이를 감지하여 전자제어장치(4)는 상기 실린더 헤드(2)에 장착된 액츄에이터(5)로 전기를 인가하여 작동되도록 하게 된다.As described above, when the output is converted to a low speed in the idle state and a high output is required, the electronic controller 4 operates by applying electricity to the actuator 5 mounted on the cylinder head 2.
상기 액츄에이터(5)가 작동되면 캠축(6a)을 기준으로 캠(6)은 회전하면서 밀착되어있는 밸브(8)을 밀게 되고 상기 밸브(8)의 단부에 결합되어 연소실(1)과 개방되어 있는 피스톤(7)은 연소실(1)의 용적이 감소되도록 이동되어 지는 것이다.When the actuator 5 is operated, the cam 6 is pushed against the cam shaft 6a while being pushed to push the valve 8 which is in close contact, and is coupled to the end of the valve 8 to be opened with the combustion chamber 1. The piston 7 is moved so that the volume of the combustion chamber 1 is reduced.
즉, 상기 액츄에이터(5)가 구동되면서 캠(6)을 회전시키고 캠(6)에 의해 밸브(8)의 단부에 결합된 피스톤(7)이 이동되어 연소실(1)의 용적을 감소시키므로 압축비가 상승되어 출력이 상승될 수 있게 되는 것이다.That is, since the actuator 5 is driven to rotate the cam 6 and the piston 7 coupled to the end of the valve 8 by the cam 6 is moved to reduce the volume of the combustion chamber 1, the compression ratio is reduced. It is raised so that the output can be raised.
상기와 같이 고출력을 필요로 하는 저속상태에서 일정기간 압축비를 높여 엔진이 구동되다가 중속으로 변환되면 압축비는 높지 않아도 되기 때문에 전자제어장치(4)는 이를 감지하여 액츄에이터(5)로 공급하던 전원을 중단하게 된다.As described above, when the engine is driven by increasing the compression ratio for a predetermined period in a low speed state requiring high power as described above, the compression ratio does not have to be high, so the electronic controller 4 detects this and stops the power supplied to the actuator 5. Done.
상기 액츄에이터(5)의 전원이 중단되면 피스톤(7)의 밸브(8) 주위로 끼워진 스프링(9)은 밸브(8)을 밀게 되므로 캠(6)이 초기에 회전한 것과 반대로 회전하면서 준비단계로 돌아가는 것이다.When the power supply of the actuator 5 is interrupted, the spring 9 fitted around the valve 8 of the piston 7 pushes the valve 8 so that the cam 6 rotates as opposed to the initial rotation. It is going back.
따라서 연소실(1)의 용적을 저감시키던 피스톤(7)은 밸브(8)과 함께 스프링(9)에 의해 피스톤(7) 헤드 방향으로 이동되어 연소실(1)의 용적은 중속 및 고속에 맞도록 넓어지게 되는 것이다.Therefore, the piston 7, which has reduced the volume of the combustion chamber 1, is moved in the direction of the piston 7 head by the spring 9 together with the valve 8, so that the volume of the combustion chamber 1 is widened to meet the medium speed and the high speed. You lose.
상기와 같은 본 발명에 의하면 아이들상태에서 저속의 상태로 변환시 연소실의 용적을 저감시키므로서 고출력을 얻어 엔진의 부하를 줄일 뿐만 아니라 저속출발시 출력이 향상되는 유용한 발명인 것이다.According to the present invention as described above it is a useful invention that not only reduces the load of the engine to obtain a high output by reducing the volume of the combustion chamber during the conversion from the idle state to the low speed state, but also improves the output at low speed start.
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| KR1019960069029A KR19980050235A (en) | 1996-12-20 | 1996-12-20 | Variable compression ratio control device in combustion chamber |
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|---|---|
| KR (1) | KR19980050235A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9284878B2 (en) | 2012-12-17 | 2016-03-15 | Hyundai Motor Company | Variable compression ratio device and internal combustion engine using the same |
| US9447739B2 (en) | 2013-12-18 | 2016-09-20 | Hyundai Motor Company | Variable compression ratio engine |
| US9470144B2 (en) | 2013-10-16 | 2016-10-18 | Hyundai Motor Company | Variable compression ratio engine |
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1996
- 1996-12-20 KR KR1019960069029A patent/KR19980050235A/en not_active Application Discontinuation
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| US9470144B2 (en) | 2013-10-16 | 2016-10-18 | Hyundai Motor Company | Variable compression ratio engine |
| US9447739B2 (en) | 2013-12-18 | 2016-09-20 | Hyundai Motor Company | Variable compression ratio engine |
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