KR19980068649A - 자동차엔진의 가변압축식 연소실구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차엔진의 가변압축식 연소실구조에 관한 것으로, 실린더블록과 실린더헤드(3)에 의해 생성된 공간으로 혼합기가 연소되는 연소실의 체적이 조정되도록 상기 실린더헤드(3)의 중앙에 내부가 빈 원통인 가이드(3a)를 성형하며 이 가이드(3a)를 상/하 왕복시키는 유동피스톤(7)을 구성하여 크랭크샤프트(5)의 회전수에 따라 유동피스톤(7)을 상/하 왕복시키며 연소실의 체적을 변화시키므로 엔진의 과부하를 방지하여 최적의 상태를 유지하도록 된 것이다.

Description

자동차엔진의 가변압축식 연소실구조

본 발명은 혼합기의 연소와 연소가스의 팽창이 이루어지는 자동차엔진의 가변압축식 연소실구조에 관한 것으로, 특히 크랭크샤프트의 회전수에 따라 연소실의 체적이 변화되므로 엔진에서 발생되는 노킹방지 및 엔진성능을 향상시키도록 된 자동차엔진의 가변압축식 연소실구조에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 엔진은 도 2에 도시된 바와 같이 피스톤(41)이 상/하 유동되는 통로인 실린더(42)가 성형되는 실린더블록(40)과, 이 실린더블록(40)의 상부에 놓여지며 혼합기가 유입되는 유입관로(21)와 배기가스가 배출되는 배출관로(22) 및 상기 유입관로(21)와 배출관로(22)를 개/폐하도록 된 흡/배기밸브(23,24)가 형성되는 실린더헤드(20)가 결합되는 공간에 연소실(30)이 형성되는 바, 이 연소실(30) 내에서 피스톤(41)이 상사점에서 하사점으로 유동하며 혼합기를 흡입하는 흡입행정과, 피스톤(41)이 하사점에서 상사점으로 유동되며 혼합기를 압축하는 압축행정, 이 가압된 혼합기를 연소시키며 이때의 압력으로 상승된 피스톤(41)을 내려 누름으로써 동력을 발생시키는 폭발행정 및, 하사점에 있는 피스톤(41)을 다시 상승시키며 연소가스를 배출관로를 통해 배출하는 배기행정이 연속적으로 진행되어진다.

여기서, 상기 엔진의 출력은 상기 연소실의 체적에 따라 증/감되는 바, 연소실의 압축전 최대용적과 압축후 최소용적의 비로 표시되는 압축바에 따라 좌우된다.

즉, 상기 연소실의 압축비가 증가할수록 엔진출력이 증대된다.

그러나 상기와 같은 연소실의 체적을 일정크기로 감소시켜 압축비를 증가시키므로 엔진의 출력을 상승시킬 때에는 연소실내의 혼합기가 이상연소하게 되므로 실린더 및 연소실내에서 노킹이 발생되어 엔진에 손상이 가는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 상기 엔진의 회전력을 외부로 전달하는 크랭크샤프트의 회전에 따라 연소실의 체적을 변화시키도록 되어 연소실의 압축비를 가변적으로 조종하도록 되므로 엔진에서 발생되는 노킹을 방지하므로 엔진의 성능을 향상시키도록된 자동차엔진의 가변압축식 연소실구조를 제공함에 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 자동차엔진의 가변압축식 연소실구조의 작동상태를 도시한 구성도,

도 2는 종래구조로 자동차엔진의 연소실 구조를 도시한 단면도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1 - 실린더,2 - 피스톤,

3 - 실린더헤드,3a - 가이드,

4 - 흡입밸브,4a - 배기밸브,

5 - 크랭크샤프트,6 - 구동부,

7 - 유동피스톤,8 - 하우징,

9 - 스프링, 10 - 유동플래이트,

10a - 고정플래이트,11 - 체적조절부,

12, 12a - 전원,13 - 콘트롤유닛,

14 - 센서,15 - 제어부,

d - 체적변환구간.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 실린더블록에 형성된 실린더와 이 실린더를 상/하 왕복운동하는 피스톤 및 상기 실린더의 상부를 덮어 연소실을 형성하고 중앙으로 가이드가 성형되며 혼합기가 흡입되는 흡입밸브와 배기가스가 배출되는 배기밸브가 구비되는 실린더헤드로 이루어지는 엔진의 구동부와, 상기 실린더헤드의 가이드를 상/하 왕복하는 유동피스톤과 이 유동피스톤이 가압하는 스프링 및 상기 유동피스톤을 상/하 왕복시키는 전자석인 고정플래이트와 유동플래이트로 이루어지는 체적조절부 및, 상기 고정플래이트와 유동플래이트에 동력을 공급하는 전원과 엔진의 크랭크샤프트의 회전수를 감지하는 센서 및 이 센서의 신호에 따라 전원을 개방시켜 상기 고정플래이트와 유동플래이트를 구동시키는 제어부로 구성된다.

따라서, 상기 센서에 의해 크랭크샤프트의 회전을 감지하여 회전수가 일정크기 이상일때는 상기 고정플래이트와 유동플래이트 사이에 척력이 작용하여 상기 유동피스톤이 연소실을 가압하도록 된다.

이하 본 발명을 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 자동차의 가변압축식 연소실구조의 작동상태를 도시한 구성도로 실린더블록에 성형되는 실린더(1)와 이 실린더(1)를 상/하 왕복하는 피스톤(2) 및 상기 실린더(1)의 상부를 덮어 연소실을 형성하고 중앙으로 일정크기로 개방된 가이드가 성형되며 혼합기가 흡입되는 흡입밸브(4)와 배기가스가 배출되는 배기밸브(4a)가 구비되는 실린더헤드(3)로 이루어지는 엔진의 구동부(6)와, 상기 실린더헤드(3)의 상/하 왕복하는 유동피스톤(7)과 이 유동피스톤(7)에 의해 가압되는 스프링(9) 및 상기 유동피스톤(7)을 상/하 왕복시키는 전자석인 고정플래이트(10a)와 유동플래이트(10)로 이루어지는 체적조절부(11) 및, 상기 고정플래이트(10a)와 유동플래이트에 동력을 공급하는 전원(12,12a)과 엔진의 크랭크샤프트(5)의 회전수를 감지하는 센서(14) 및 이 센서(14)의 신호에 따라 전원(12,12a)을 개방시켜 상기 고정플래이트(10a)와 유동플래이트(10)를 구동시키는 제어부(15)로 구성된다.

여기서, 상기 실린더헤드(3)의 중앙에 형성되는 가이드(3a)는 내부가 빈 원통으로 내부로 유동피스톤(7)이 일정구간 즉, 체적변환구간(d)을 상/하 왕복되는 바, 유동피스톤(7)이 상부로 유동되면 연소실의 체적이 증가되고, 유동피스톤(7)이 하강하여 끝면에 위치되면 연소실의 체적이 최초설계치에 도달하도록 된다.

또한, 상기 체적조절부(11)의 상부플래이트와 하부플래이트는 전자석으로 상기 전원(12,12a)에서 공급되는 전기의 양에 따라 척력을 발생시키도록 되며, 상기 제어부(15)의 콘트롤유닛(13)은 센서(14)에서 감지된 크랭크샤프트(5)의 회전수에 따라 전원(12,12a)에서 발생되는 전류의 양을 조절하도록 된다.

즉, 센서(14)에 의해 감지된 크랭크샤프트(5)의 회전이 고회전일 때는 콘트롤유닛(13)에 의해 전원(12,12a)에서 발생되는 전류의 양을 증가시키도록 되며 이에 따라 상기 고정플래이트(10a) 및 유동플래이트(10) 사이의 척력이 증가되므로 유동피스톤(7)이 하강되고, 상기 크랭크샤프트(5)의 회전수가저회전일때는 고정플래이트(10a)와 유동플래이트(10) 사이의 척력이 감소되므로 유동피스톤(7)이 일정부분 상승하도록 된다.

따라서, 상기 엔진의 구동부(6)에서 노킹이 발생될시는 상기 유동피스톤(7)이 상승되고 상기 크랭크샤프트(5)가 고회전을 유지하도록 되면 유동피스톤(7)이 하강하도록 되므로 엔진의 상태를 최적으로 유지시킬 수 있도록 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면 상기 실린더블록과 실린더헤드에 의해 형성되는 연소실의 체적을 가변적으로 조정하도록 되므로 상기 엔진에 과부하에 따른 노킹 등의 무리가 따를 경우 콘트롤유닛의 제어에 따라 연소실의 체적을 변화시키도록되므로 엔진의 상태를 최적으로 유지시키는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 실린더블록에 형성된 실린더와 이 실린더를 상/하 왕복하는 피스톤 및 상기 실린더의 상부를 덮으며 혼합기가 흡입되는 흡입밸브와 배기가스가 배출되는 배기밸브가 구비되는 실린더헤드로 구성되는 자동차엔진의 가변압축실구조에 있어서,

   상기 실린더헤드(3)에 형성되는 내부가 빈 원통인 가이드(3a)의 내부를 상/하로 왕복하는 유동피스톤(7)과 이 유동피스톤(7)이 가압하는 스프링(9) 및 상기 유동피스톤(7)을 상/하로 왕복시키는 전자석인 고정플래이트(10a)와 유동플래이트(10)로 이루어지는 체적조절부(11)와, 상기 고정플래이트(10a)와 유동플래이트(10)에 동력을 공급하는 전원(12,12a)과 엔진의 크랭크샤프트(5)의 회전수를 감지하는 센서(14) 및 이 센서(14)의 신호에 따라 전원(12,12a)을 개방시켜 상기 고정플래이트(10a)와 유동플래이트(10) 사이의 척력이 발생되도록 하는 콘트롤유닛(13)으로 이루어진 제어부(15)로 구성된 것을 특징으로 하는 자동차엔진의 가변압축식 연소실구조.