KR19980054645U - 디젤 엔진의 피스톤 바울 구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 디젤 엔진의 연소실 구조에 관한 것으로서, 피스톤 헤드(1)에 설치된 하트형 바울(2)의 바울 목 부분(3)에 다수의 연소가스 유도용 홈(4)을 형성한 디젤 엔진의 피스톤 바울 구조를 제공하여, 상기 바울 목 부분(3)에 형성된 연소가스 유도용 홈(4)이 분사되는 연료의 바울(2) 내 유입을 원활하게 함과 아울러 연소된 배기가스의 배출을 용이하게 하도록 하므로 엔진의 원활한 연소작용과 배기 효율의 향상에 따른 흡기 효율의 증대를 가져올 수 있어 엔진의 출력 향상을 가져오는 효과를 얻을 수 있다.

Description

디젤 엔진의 피스톤 바울 구조

본 고안은 디젤 엔진에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 디젤 엔진의 피스톤 상측면에 형성되는 바울(bowl)의 구조에 관한 것이다.

일반적으로 엔진은 실린더와 실린더 헤드 및 피스톤으로 이루어지는 연소실에서 연료를 폭발시켜, 상기 피스톤에 직선 운동력을 제공하고, 상기 피스톤은 상기 실린더 내에서 직선 왕복 운동을 하면서 크랭크샤프트에 회전력을 발생시키도록 되어 있다.

상기와 같은 엔진 중 디젤 엔진은 가솔린 엔진과는 달리 고온 고압으로 압축된 공기에 연료를 분사하여, 분사된 연료의 자연 착화에 의해 동력을 얻는 것이다.

따라서, 디젤 엔진에 있어서 연료는 고온의 공기중으로 안개 모양으로 분사되어 기화되고 공기와 혼합된 후, 발화되는 순서를 따라 변화하게 되므로 분사되는 연료의 분사 상태 및 연료와 공기의 혼합 상태는 연소 작용의 양부를 좌우하게 되는 중요한 요소이다.

또한, 디젤 엔진에서는 흡입된 공기를 가압하여 자연 착화시키므로 공기의 압축과정도 엔진의 성능에 중요한 영향을 미치게 된다.

상기와 같은 디젤 엔진의 연소실은 다양한 형식이 있는 바, 상기와 같이 다양한 형식의 연소실 중 직접 분사식의 연소실은 실린더 헤드의 하측면은 거의 평면의 형태를 하고 있고, 피스톤 헤드에 특수한 형태로 오목하게 파진 곳을 연소실로 삼도록 되어 있다.

즉, 도 1에 도시된 바와 같이 실린더 헤드(51)의 하측면과 피스톤 헤드(52)에 형성된 바울(bowl)(53)이 연소실(54)을 형성하는 것이며, 상기와 같이 형성되는 연소실(54)에 연료를 직접 분사하여 연소되도록 하는 것이다.

여기서, 상기 바울(53)의 형상은 엔진의 출력 및 배기 물질에 가장 큰 영향을 주는 인자로서 특히, 상기 도 1에 도시된 'A'부위는 혼합기가 오래 머무를수록 완전연소에 가까워지므로 유리하고, 'B'와 'C'부위는 연소가스가 상기 'A'부위를 이탈하도록 돕는 역할을 하여 적절한 배출성능을 확보할 수 있도록 하는 것이다.

그런데, 도시된 바와 같이 바울(53)의 형상이 하트(HEART)형인 경우에는 바울 목 부분('B'부위)이 바울(53) 내의 연소가스의 유동에 매우 큰 역할을 하게 되는데, 현재의 구조는 단순한 평면의 형태로 가공이 되어 있어 연소가스의 유동에 큰 도움을 주지 못하는 실정이다.

따라서, 본 고안은 상기한 바와 같은 바울 목 부분이 연소실내의 연소가스의 흐름에 원활성을 부여할 수 있도록 하여 연소실의 연소능력을 더욱 향상시킬 수 있도록 하는 디젤 엔진의 피스톤 바울 구조를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 디젤 엔진의 연소실 구조를 도시한 도면,

도 2는 본 고안에 따른 디젤 엔진의 피스톤 바울 구조를 도시한 단면도,

도 3은 도 2의 A-A선 단면도이다.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1: 피스톤 헤드2: 하트형 바울

3: 바울 목 부분4: 연소가스 유도용 홈

5: 피스톤6: 연소실

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 디젤 엔진의 피스톤 바울 구조는 피스톤 헤드에 설치된 하트형 바울의 바울 목 부분에 다수의 연소가스 유도용 홈을 형성한 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

도 2와 도 3은 본 고안에 따른 디젤 엔진의 피스톤 바울 구조를 도시한 것으로서, 피스톤 헤드(1)에 설치된 하트형 바울(2)의 바울 목 부분(3)에 다수의 연소가스 유도용 홈(4)을 형성하였다.

물론, 상기와 같이 형성되는 연소 가스 유도용 홈(4)은 피스톤(5)이 왕복 운동하는 실린더의 중심축을 기준으로 하여 와류를 형성할 수 있도록 나선형으로 형성하여 바울 내에서 와류가 형성되도록 하여 더욱 원활한 연소가스의 유동을 형성할 수도 있다.

상기한 바와 같이 구성된 본 고안의 작용을 설명하면 다음과 같다.

피스톤의 압축과정에서 실린더 헤드의 하측면과 피스톤 헤드(1)에 형성된 하트형 바울(2)에서는 공기가 고온 고압의 상태로 압축되며, 상기와 같은 고온 고압의 압축상태에서 상기 실린더 헤드에 설치된 인젝터에서는 인젝션 펌프로부터 조절되어 제공되는 연료를 분사시킴으로써, 상기 피스톤 헤드 하측면과 상기 피스톤 헤드(1)의 바울(2)이 이루는 연소실(6)내에서 연소될 수 있도록 한다.

상기와 같은 과정중 상기 하트형 바울(2)로 제공되는 연료는 상기 바울 목 부분(3)에 형성된 연소가스 유도용 홈(4)의 유도에 따라 더욱 원활히 바울의 내측으로 유도되어 연소되고, 연소된 가스는 상기 연소가스 유도용 홈(4)의 유도를 받아 배기 행정중 용이하게 배기포트로 향하게 된다.

따라서, 공급되는 연료의 확산 및 연소가 완전 연소에 가깝도록 함과 아울러 배기시에 하트형 바울(2)내에 잔류하는 연소가스의 양을 대폭적으로 저감시킬 수 있도록 하여 엔진의 전반적인 성능의 향상이 이루어지게 된다.

따라서, 본 고안은 바울 목 부분(3)에 형성된 연소가스 유도용 홈(4)이 분사되는 연료의 바울(2) 내 유입을 원활하게 함과 아울러 연소된 배기가스의 배출을 용이하게 하도록 하므로 엔진의 원활한 연소작용과 배기 효율의 향상에 따른 흡기효율의 증대를 가져올 수 있어 엔진의 출력 향상을 가져오는 효과를 얻을 수 있다.

Claims (1)

1. 피스톤 헤드에 설치된 하트형 바울의 바울 목 부분에 다수의 연소가스 유도용 홈을 형성한 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 피스톤 바울 구조.