KR19980055502U - Vortex Generator of Engine - Google Patents

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KR19980055502U
KR19980055502U KR2019960068721U KR19960068721U KR19980055502U KR 19980055502 U KR19980055502 U KR 19980055502U KR 2019960068721 U KR2019960068721 U KR 2019960068721U KR 19960068721 U KR19960068721 U KR 19960068721U KR 19980055502 U KR19980055502 U KR 19980055502U
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engine
vortex generator
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KR2019960068721U
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Korean (ko)
Inventor
임희창
Original Assignee
박병재
현대자동차 주식회사
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B31/00Modifying induction systems for imparting a rotation to the charge in the cylinder
    • F02B31/04Modifying induction systems for imparting a rotation to the charge in the cylinder by means within the induction channel, e.g. deflectors
    • F02B31/06Movable means, e.g. butterfly valves

Abstract

본 고안은 엔진의 와류 발생장치에 관한 것으로서, 흡입포트와 흡기 매니폴드의 경계부위에 연소실 내부로 공기를 난류로 분사시켜 완전연소가스를 배출시킬 수 있도록 공기의 유동에 의해 회전가능한 다수의 날개부가 부착된 고정체로 구성되는 와류 발생기를 설치함으로써, 연소실 내부로 적절하게 혼합된 공기와 연료를 보다 활발하게 분사시킴은 물론 연료의 완전연소가 가능함에 따라 불완전연소가스의 배출을 감소시킬 수 있어 이에 따라 엔진의 출력을 향상시킬 뿐만 아니라, 연비를 절감시킬 수 있다.The present invention relates to a vortex generator of an engine, wherein a plurality of wings rotatable by the flow of air to inject exhaust air into the combustion chamber into the combustion chamber at the boundary between the intake port and the intake manifold to discharge the complete combustion gas By installing a vortex generator composed of a fixed fixture, it is possible to more actively inject the appropriately mixed air and fuel into the combustion chamber and to reduce the emission of incomplete combustion gas as the fuel can be completely burned. Not only does it improve the engine's output, it also saves fuel economy.

Description

엔진의 와류 발생장치Vortex Generator of Engine

본 고안은 엔진의 와류 발생장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 공기와 혼합된 연료를 와류(swirl)로 실린더의 연소실 내부로 분사시켜 연소효율을 증가시킴으로 물론 미완전 배기가스의 배출을 감소시킬 뿐만 아니라, 연비를 절감시킬 수 있도록 한 엔진의 와류 발생장치에 관한 것이다.The present invention relates to a vortex generator of an engine, and more particularly, by injecting fuel mixed with air into the combustion chamber of a cylinder with a vortex to increase combustion efficiency, as well as reducing emissions of incomplete exhaust gas. Rather, it relates to a vortex generator of an engine to reduce fuel consumption.

일반적으로, 실린더 블럭과 실린더 헤드 및 커버로 구성된 엔진은 도1 및 도2에 나타낸 바와같이, 실린더 헤드 상부에 결합된 헤드 커버(10)에는 기화기(도시되지않음)를 통해 공기를 유입시키기 위한 다수의 흡입포트(12)가 장착되고, 흡입포트(12) 일측에는 배기행정후 연소실(14)에서 연소된 배기가스를 외부로 배출시킬 수 있도록 배기포트(16)가 장착되어 있으며, 흡입 및 배기포트(12)(16)의 입구부에는 공기와 혼합된 연료흡입 및 및 배출시 개폐 가능한 흡기밸브(18)와 배기밸브(20)가 각각 설치된다.In general, an engine composed of a cylinder block, a cylinder head, and a cover includes a plurality of engines for introducing air through a carburetor (not shown) to the head cover 10 coupled to the upper portion of the cylinder head, as shown in FIGS. 1 and 2. Suction port 12 is provided, and one side of the suction port 12 is equipped with an exhaust port 16 so as to discharge the exhaust gas combusted in the combustion chamber 14 to the outside after the exhaust stroke. Inlet portions (12) and (16) are provided with intake valves 18 and exhaust valves 20 that can be opened and closed during fuel intake and discharge with air.

그리고, 연소실(14)내에는 상사점에서 하사점으로 수직왕복 이동하면서 연소실(14) 내부로 유입된 연료를 흡입,압축,폭발,배기의 행정을 수행하는 피스톤(22)이 내설된다.In the combustion chamber 14, a piston 22 is installed to suck, compress, explode, and exhaust the fuel introduced into the combustion chamber 14 while vertically reciprocating from the top dead center to the bottom dead center.

이와같이 구성된 종래의 엔진에 있어서는, 헤드 커버(10)에 장착된 흡입포트(12)측으로 공기와 혼합된 연료가 공급되면, 흡입포트(12) 입구부에 장착된 흡기밸브(18)가 열리면서 연소실(14) 내부로 연료가 분사됨과 동시에 흡기밸브(12)가 닫히면서 피스톤(22)이 상사점으로 이동되어 연료를 압축시킨다.In the conventional engine configured as described above, when fuel mixed with air is supplied to the suction port 12 mounted on the head cover 10, the intake valve 18 mounted at the inlet of the suction port 12 opens, and the combustion chamber ( 14) As the fuel is injected into the inside and the intake valve 12 is closed, the piston 22 moves to the top dead center to compress the fuel.

그 후, 해드 커버(10)에 설치된 점화 프러그(도시되지않음)가 점화됨에 따라 연료가 폭발하면서 피스톤(22)을 다시 하사점으로 이동시켜 1스트로크(stroke)를 수행한다. 이때, 배기벌브(16)가 열림에 따라 연소된 배기가스가 배기포트(16)를 따라 외기로 배출된다.Thereafter, as the ignition plug (not shown) installed in the head cover 10 is ignited, the fuel is exploded and the piston 22 is moved back to the bottom dead center to perform one stroke. At this time, the exhaust gas combusted as the exhaust bulb 16 opens is discharged to the outside air along the exhaust port 16.

그러나, 상기와 같이 흡입포트를 통해 연소실 내부로 연료가 분사되었기 때문에 연료와 공기가 적적하게 혼합되지 않음은 물론 배기포트측으로 연료가 분포되지 않아 탄화수소(HC), 일산화탄소(CO), 산화질소(NOx)등의 불완전연소된 배기가스가 배기포트를 통해 외부로 배출되어 대기를 오염시킬 뿐만 아니라, 엔진의 출력을 저하시키고 연비를 상승시키는 문제점이 있었다.However, since the fuel is injected into the combustion chamber through the suction port as described above, the fuel and air are not mixed properly, and the fuel is not distributed to the exhaust port, so that the hydrocarbons (HC), carbon monoxide (CO), and nitrogen oxides (NOx) are not. Incomplete combustion exhaust gas such as) is discharged to the outside through the exhaust port to pollute the air, as well as to reduce the output of the engine and increase fuel economy.

본 고안은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 본 고안은 흡입포트 일측에 서지탱크로 부터 공기를 유입시키는 흡기 매니폴드가 연결되고, 상기 흡기포트와 흡기 매니폴드의 경계부위에는 연소실내에 공기를 난류로 분사시켜 완전연소가스를 배출시킬 수 있도록 와류 발생기가 설치된 것에 의해 달성된다.The present invention is to solve the above problems, the present invention is connected to the intake manifold for introducing air from the surge tank to one side of the suction port, the air in the combustion chamber at the boundary between the intake port and the intake manifold This is achieved by the installation of a vortex generator which can be injected into the turbulence to discharge the complete combustion gas.

본 고안에 따른 와류 발생기는 흡기포트와 흡기 매니폴드 사이에 고정되는 고정체와, 고정체에 회전가능하게 부착된 알루미늄 재질로 제작되는 다수개의 날개부로 구성된 것에 의해 달성된다.The vortex generator according to the present invention is achieved by a fixed body fixed between an intake port and an intake manifold, and a plurality of wings made of aluminum material rotatably attached to the fixed body.

도1은 종래의 엔진을 나타낸 평면도,1 is a plan view showing a conventional engine,

도2는 도1에 나타낸 엔진의 연소실을 나타낸 단면도,2 is a sectional view showing a combustion chamber of the engine shown in FIG. 1;

도3은 본 고안에 따른 엔진의 와류 발생장치를 나타낸 단면도,3 is a cross-sectional view showing a vortex generator of the engine according to the present invention;

도4는 도3에 나타낸 와류 발생장치의 요부를 확대한 사시도이다.4 is an enlarged perspective view of the main portion of the vortex generating device shown in FIG.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

10 : 헤드 커버12,16 : 흡기 및 배기포트10: head cover 12, 16: intake and exhaust ports

14 : 연소실18,20 : 흡기 및 배기밸브14: combustion chamber 18, 20: intake and exhaust valve

18a : 스프링22 : 피스톤18a: Spring 22: Piston

24 : 인젝터26 : 서지탱크24: injector 26: surge tank

28 : 흡기 매니폴드30 : 와류 발생기28: intake manifold 30: vortex generator

32 : 날개부34 : 고정체32: wing portion 34: fixed body

이하, 본 고안에 따른 엔진의 와류 발생장치에 대한 바람직한 일실시예를 첨부도면에 의거하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment of the vortex generator of the engine according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도3은 및 도4는 본 고안에 따른 와류 발생장치를 나타낸 도면으로서, 실린더 헤드 상부에 결합된 헤드 커버(10)에는 흡입포트(12)가 연결되고, 흡입포트(12)의 입구부에는 캡(cam)(도시되지않음)의 연동에 따라 개폐되도록 스프링(18a)이 삽입된 흡기밸브(18)가 설치되어 있으며, 흡입포트(12)에는 고압연료 펌프에서 제공되는 연료를 분사시키기 위해 인젝터(24)가 연통된다.3 and 4 are views showing the vortex generator according to the present invention, the suction port 12 is connected to the head cover 10 coupled to the upper cylinder head, the cap at the inlet of the suction port 12 An intake valve 18 having a spring 18a inserted therein is installed to open and close according to an interlock of a cam (not shown), and the inlet port 12 is provided with an injector for injecting fuel provided from a high pressure fuel pump. 24) is communicated.

또한, 흡입포트(12) 일측에는 서지탱크(26)로 부터 공기를 유입시키기 위한 흡기 매니폴드(28)가 연결되고, 흡입포트(12)와 흡기 매니폴드(28)의 경계부위에는 알루미늄 재질로 된 와류 발생기(30)가 설치되어 있으며 , 와류 발생기(30)는 연소실(14)내에 공기를 난류로 분사시킬 수 있도록 다수개의 날개부(32)가 회전가능하게 고정된 고정체(34)로 구성된다.In addition, an intake manifold 28 for introducing air from the surge tank 26 is connected to one side of the suction port 12, and an aluminum material is formed at the boundary between the suction port 12 and the intake manifold 28. Vortex generator 30 is provided, the vortex generator 30 is composed of a fixed body 34 rotatably fixed to a plurality of wings 32 to inject air into the turbulent flow in the combustion chamber 14 do.

상기와 같이 구성된 본 고안에 와류 발생장치는, 흡기 매니폴드(28)가 장착된 서지탱크(26)로 유입되는 공기에 의해 흡기포트(12)와 흡기 매니폴드(28)의 경계부위에 설치된 와류 발생기(30)의 날개부(32)가 회전하면서 공기를 와류 또는 웨이크(wake)형태로 변환시켜 흡기밸브(12)측으로 분사시킨다. 이때, 인젝터(24)에서 연료가 분사됨에 따라 공기와 연료의 혼합성이 상승된다.The vortex generator according to the present invention configured as described above has a vortex provided at the boundary between the intake port 12 and the intake manifold 28 by the air flowing into the surge tank 26 equipped with the intake manifold 28. As the blade part 32 of the generator 30 rotates, air is converted into a vortex or wake form and injected to the intake valve 12 side. At this time, as the fuel is injected from the injector 24, the mixture of air and fuel is increased.

그 후, 캠의 연동에 의해 흡기밸브(12)가 열림에 따라 연소실(14) 내부로 혼합된 연료가 분사됨과 동시에 흡기밸브(12)가 닫히면서 피스톤(22)이 상사점으로 이동되어 연료를 압축시키고, 점화 프러그가 점화되어 연료를 완전연소시킬 수 있어 불완전연소가스의 배출을 방지하는 것이다.Thereafter, as the intake valve 12 is opened by the interlocking of the cam, the mixed fuel is injected into the combustion chamber 14 and the intake valve 12 is closed to move the piston 22 to the top dead center. It is compressed and the ignition plug can be ignited to completely burn fuel, thus preventing the release of incomplete combustion gases.

이상에서와 같이 본 고안에 따른 엔진의 와류 발생장치에 의하면, 흡입포트와 이에 연결되는 흡기 매니폴드의 경계부위에 서지탱크로 부터 제공된 공기를 연소실내에 난류로 분사시킬 수 있도록 와류 발생기를 설치함으로써, 연소실 내부로 적절하게 혼합된 공기와 연료를 보다 활발하게 분사시킴은 물론 연료의 완전연소가 가능함에 따라 불완전연소가스의 배출을 감소시킬 수 있어 이에 따라 엔진의 출력을 향상시킬 뿐만 아니라, 연비를 절감시킬 수 있다.According to the vortex generator of the engine according to the present invention as described above, by installing a vortex generator to inject turbulent air into the combustion chamber from the surge tank at the boundary of the intake port and the intake manifold connected thereto In addition, it is possible to more actively inject properly mixed air and fuel into the combustion chamber and to reduce the emission of incomplete combustion gas as the fuel can be completely burned, thereby improving the output of the engine and improving fuel economy. Can be saved.

본 고안은 흡입포트와 이에 연결되는 흡기 매니폴드의 경계부위에 서지탱크로부터 제공된 공기를 연소실내에 난류로 분사시킬 수 있도록 와류 발생기를 설치함으로써, 연소실 내부로 적절하게 혼합된 공기와 연료를 보다 활발하게 분사시킴은 물론 연료의 완전연소가 가능함에 따라 탄화수소(HC), 인산화탄소(CO), 산화질소(NOx)등의 불완전연소가스의 배출을 감소시킬 수 있어 이에 따라 엔진의 출력을 향상시킬 뿐만 아니라, 연비를 절감시킬 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, a vortex generator is installed at the boundary between the intake port and the intake manifold connected to the turbulence to inject the air provided from the surge tank into the combustion chamber, whereby the air and fuel properly mixed into the combustion chamber can be more active. In addition to injecting fuel, the fuel can be completely burned, thereby reducing the emission of incomplete combustion gases such as hydrocarbon (HC), carbon phosphate (CO), and nitrogen oxide (NOx), thereby improving engine output. Rather, it has the effect of reducing fuel consumption.

Claims (2)

실린더 헤드 상부에 헤드 커버가 결합되고, 상기 헤드 커버에 공기와 혼합된 연료를 연소실내로 분사시키는 흡입포트가 연결되고, 상기 흡입포트 일측에는 연소된 배기가스를 배출시킬 수 있도록 배기포트가 연결되어 구성된 엔진에 있어서, 상기 흡입포트 일측에 서지탱크로 부터 공기를 유입시키는 흡기 매니폴드가 연결되고 상기 흡입포트와 흡기 매니폴드의 경계부위에는 연소실내에 공기를 난류로 분사시켜 완전연소가스를 배출시킬 수 있도록 와류 발생기가 설치됨을 특징으로 하는 엔진의 와류 발생장치.A head cover is coupled to the upper portion of the cylinder head, and a suction port for injecting fuel mixed with air into the combustion chamber is connected to the head cover, and an exhaust port is connected to one side of the suction port to discharge the combustion exhaust gas. In an engine configured, an intake manifold for introducing air from a surge tank is connected to one side of the intake port, and air is injected into the combustion chamber with turbulent flow at the boundary between the intake port and the intake manifold to discharge the complete combustion gas. Vortex generator of the engine, characterized in that the vortex generator is installed so that. 제 1 항에 있어서, 상기 와류 발생기는,The vortex generator of claim 1, 상기 흡기포트와 흡기 매니폴드 사이에 고정되는 고정체와 상기 고정체에 회전가능하게 부착된 알루미늄 재질로 제작되는 다수개의 날개부로 구성됨을 특징으로 하는 엔진의 와류 발생장치.An apparatus for generating a vortex of an engine, characterized in that it comprises a fixed body fixed between the intake port and the intake manifold and a plurality of wings made of an aluminum material rotatably attached to the fixed body.
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