KR19990003810A - 흡기 매니폴드 일체형 헤드 커버를 가지는 직접 분사식 가솔린 엔진 - Google Patents

Abstract

본 발명은 흡기 매니폴드 일체형 헤드 커버를 가지는 직접 분사식 가솔린 엔진에 관한 것이다. 본 발명에 따른 흡기 매니폴드 일체형 직접 분사식 가솔린 엔진은 흡기 매니폴드(6)가 헤드 커버(3)에 일체로 형성됨으로써, 조립 공수가 줄어들고, 오일이 흡기 매니폴드로 유입되거나 흡입 공기가 누설되지 않는 장점이 있다.

Description

흡기 매니폴드 일체형 헤드 커버를 가지는 직접 분사식 가솔린 엔진

본 발명은 차량용 직접 분사식 가솔린 엔진에 관한 것으로, 조립 공수가 줄어들고 기밀성이 향상될 수 있도록 된 흡기 매니폴드 일체형 헤드 커버를 가지는 직접 분사식 가솔린 엔진에 관한 것이다.

통상적으로, 차량의 엔진은 연료의 화학적 에너지를 기계적 에너지로 전환하여, 기계적 에너지를 구동 장치로 전달함으로써 차량이 구동될 수 있도록 하는 장치이며, 사용되는 연료에 따라서, 크게 가솔린 엔진과 디젤 엔진으로 구분된다.

가솔린 엔진은 석유 제품 중에서 휘발성이 높은 가솔린을 연료로 사용하는 엔진이다. 공기와 가솔린은 14 대 1 내지 15 대 1의 비율로 기화기에서 혼합되어 혼합기가 형성되고, 이러한 혼합기는 흡기 매니폴드를 통해 엔진의 연소실로 공급되어 압축된 후, 점화 플러그에 의해 점화·연소된다. 이때, 혼합기의 연소 압력에 의해 발생되는 피스톤의 왕복 운동이 크랭크축의 회전 운동으로 전환되는 것에 의하여 엔진의 구동력이 발생된다.

한편, 디젤 엔진은 연소실 내로 공기만 흡입되어 고온·고압으로 압축된 후 실린더 헤드에 설치된 연료 분사기(fuel injector)로부터 연소실 내로 분사되는 연료가 고온의 공기와 혼합되는 것으로 자연 착화되고, 이때, 연소되는 혼합기의 연소 압력에 의해 발생되는 피스톤의 왕복 운동이 크랭크축의 회전 운동으로 전환되는 것에 의하여 엔진의 구동력이 발생된다.

그러나, 상기된 바와 같은 가솔린 엔진은 연료를 기화시키는 장치 및 그 외의 공기의 압축비를 적정하게 유지시키기 위한 주변 부품 등이 실린더 헤드에 설치되어, 구조가 매우 복잡하고, 연소시에 발생되는 열에 의한 부품의 변형 및 열 손실이 많았다. 따라서, 상기와 같은 문제점을 보완하기 위하여, 기존 엔진의 실린더 헤드 부위가 변형된 직접 분사식 가솔린 엔진이 개발되었다. 이러한 직접 분사식 가솔린 엔진은 디젤 엔진에서와 마찬가지로 연료 분사기가 실린더 헤드에 설치되어 있다. 따라서, 연료는 흡입 행정 직전 또는 흡입 행정 중에 연료 분사기로부터 연소실내로 분사되며, 분사된 연료와 흡기 도트를 통해 연소실로 흡입되는 공기가 혼합되어, 혼합기가 연소실 내에 형성된다. 그리고, 압축 행정 말기에서 점화 플러그에 의해 혼합기가 점화·연소되어 엔진의 구동력이 발생된다.

이러한 직접 분사식 가솔린 엔진이 도 1에 도시되어 있다.

도시된 바와 같이, 실린더 블록(1)의 상·부에는 실린더 헤드(2)가 설치되며, 실린더 헤드(2)의 상부에는 헤드 커버(3)가 설치된다. 흡기 밸브(8)를 통해 연소실(4)과 통하는 흡기 포트(5)가 실린더 헤드(2)와 헤드 커버(3)를 관통하여 형성되고, 이 흡기 포트(5)의 상부로 흡기 매니폴드(6)가 연결되고, 흡기 매니폴드(6)는 서지 탱크(7) 와 연결된다. 흡기 밸브(8)는 흡기 포트(5)와 연소실(4) 사이를 개폐하도록 흡기 포트(5)와 연소실(4) 사이에 설치되고, 흡기 밸브(8)에 인접된 실린더 헤드(2)의 일측에는 연료 분사기(9)가 설치된다. 또한, 실린더 헤드(2)의 중앙부 일측에는 점화 플러그(미도시)가 설치되고, 실린더 헤드(2)의 또다른 일측에는 배기 매니폴드에 연결되는 배기 포트(10)가 설치되며, 배기 포트(10)와 연소실(4) 사이에는 그들 사이를 개폐하는 배기 밸브(11)가 설치된다. 도면에서 미설명 부호 12, 13은 흡, 배기 밸브(8,11)를 작동시키기 위한 캠축이다.

상기와 같은 구성을 가지는 직접 분사식 가솔린 엔진은 열효율이 높고, 실린더 헤드의 구조가 간단하며, 엔진의 열에 의한 부품의 변형 및 열손실이 적게 된다.

또한, 부하에 따라 연료 분사기로부터 분사되는 연료량을 제어하여 공연비를 적절하게 조정하는 것에 의해 연비가 향상된다.

그러나, 상기와 같은 종래의 직접 분사식 가솔린 엔진은 헤드 커버와 흡기 매니폴드가 서로 분리되어 있어 조립시 공수가 많이 들고, 헤드 커버의 기밀이 원활하지 않을 경우에는 오일이 흡기 매니폴드로 유입되거나, 흡기 매니폴드와 헤드 커버 사이에서 흡입 공기가 누설되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 흡기 매니폴드가 헤드 커버에 일체로 형성됨으로써, 기밀 효과가 증대되고 조립 공수가 줄어들수 있도록 된 흡기 매니폴드 일체형 헤드 커버를 가지는 직접 분사식 가솔린 엔진을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 직접분사식 가솔린 엔진을 보인 요부 단면도.

도 2는 본 발명에 따른 흡기 매니폴드 일체형 헤드 커버를 가지는 직접 분사식 가솔린 엔진을 보인 요부 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 실린더 블록 2 : 실린더 헤드

3 : 헤드 커버 4 : 연소실

5 : 흡기 포트 6 : 흡기 매니폴드

7 : 서지 탱크 8 : 흡기 밸브

9 : 연료 분사기 10 : 배기 포트

11 : 배기 밸브 12,13 : 캠축

상기와 같은 목적은, 실린더 블록과, 실린더 블록의 하부에 부착되는 크랭크 케이스와, 실린더 블록의 상부에 장착되는 실린더 헤드와, 실린더 헤드의 상부에 설치되는 헤드 커버와, 실린더 블록과 크랭크 케이스 사이에 형성되는 크랭크실에 설치되는 크랭크 축과, 실린더 블록의 실린더에 설치되어 상하 이동되는 피스톤과, 양측단이 각각 크랭크 축 및 피스톤에 연결되어 피스톤의 왕복 운동을 크랭크축의 회전운동으로 전환시키는 커넥팅 로드와, 실린더 헤드의 중앙부 일측에 설치되는 점화 플러그와, 연료를 연소실 내부로 분사하는 연료 분사기와, 실린더 헤드의 또다른 일측에 형성되는 배기 포트와, 배기 포트를 개폐하기 위한 배기 밸브와, 실린더 헤드 및 헤드 커버를 관통하여 형성되는 흡기 포트와, 흡기 포트를 개폐하기 위한 흡기 밸브와, 흡기 밸브 및 배기 밸브를 작동시키기 위하여 헤드 커버에 각각 설치되는 한 쌍의 캠 샤프트 및 일측은 헤드 커버의 흡기 포트와 연결되고, 타측은 서지 탱크에 연결되는 흡기 매니폴드를 포함하는 직접 분사식 가솔린 엔진에 있어서, 상기 흡기 매니폴드는 헤드 커버에 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 본 발명에 따른 흡기 매니폴드 일체형 헤드 커버를 가지는 직접 분사식 가솔린 엔진에 의해 달성된다.

[실시예]

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세하게 설명 한다.

도 2는 본 발명에 따른 흡기 매니폴드 일체형 매니폴드를 가지는 직접 분사식 가솔린 엔진을 보인 요부 단면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 직접 분사식 가솔린 엔진은 실린더 블록(1)과, 실린더 블록(1)의 상부에 설치되는 실린더 헤드(2)와, 실린더 헤드(2)의 상부에 설치되는 헤드 커버(3) 및 실린더 블록(1)의 하부에 설치되어 크랭크실을 형성하는 크랭크 케이스(미도시)를 포함한다.

실린더 헤드(2)와 헤드 커버(3)를 관통하여 흡기 포트(5)가 형성되고, 이 흡기 포트(5)와 연소실(40) 사이를 개폐하기 위해 흡기 밸브(8)가 설치된다. 헤드 커버(3)의 상부에는 흡기·포트(5)와 통하는 흡기 매니폴드(6)가 헤드 커버(3)에 일체로 형성된다. 흡기 매니폴드(6)의 타측에는 서지 탱크(7)가 연결된다. 또한, 흡기 포트(5)에 일정한 실린더 헤드(2)의 일측에는 연료 분사기(9)가 설치된다. 실린더 헤드(2)의 중앙부 일측에는 점화 플러그(미도시)가 설치되며, 실린더 헤드(2)의 또다른 일측에는 배기 매니폴드에 연결되는 배기 포트(10)가 설치된다. 배기 포트(10)와 연소실(4) 사이에는 배기 밸브(11)가 설치된다. 또한, 흡, 배기 밸브(8,11)를 작동시키기 위한 캠축(12,13)이 흡, 배기 밸브(8,11)의 상부에 각각 설치된다.

한편 도시되지는 않았으나, 크랭크실에는 크랭크 축이 설치되고, 실린더에는 피스톤이 상하로 왕복이동 가능하게 설치된다. 그리고, 크랭크 축과 피스톤은 커넥팅 로드에 의해 연결된다.

상기된 바와 같은 본 발명은, 흡기 매니폴드가 헤드 커버에 일체로 형성되므로, 조립시 조립 공수가 줄어들고, 헤드 커버와 흡기 매니폴드 사이의 기밀성이 크게 향상되어 오일이 흡기 매니폴드로 유입되거나, 흡입 공기가 누설되지 않는 장점이있다.

Claims (1)

1. 실린더 블록과, 실린더 블록의 하부에 부착되는 크랭크 케이스와, 실린더 블록의 상부에 장착되는 실린더 헤드와, 실린더 헤드의 상부에 설치되는 헤드 커버와, 실린더 블록과 크랭크 케이스 사이에 형성되는 크랭크실에 설치되는 크랭크 축과, 실린더 블록의 실린더에 설치되어 상하 이동되는 피스톤과, 양측단이 각각 크랭크축 및 피스톤에 연결되어 피스톤의 왕복 운동을 크랭크축의 회전운동으로 전환시키는 커넥팅 로드와, 실린더 헤드의 중앙부 일측에 설치되는 점화 플러그와, 연료를 연소실 내부로 분사하는 연료 분사기와, 실린더 헤드의 또다른 일측에 형성되는 배기 포트와, 배기 포트를 개폐하기 위한 배기 밸브와, 실린더 헤드 및 헤드 커버를 관통하여 형성되는 흡기 포트와, 흡기 포트를 개폐하기 위한 흡기 밸브와, 흡기 밸브 및 배기 밸브를 작동시키기 위하여, 헤드 커버에 각각 설치되는 한 쌍의 캠 샤프트 및 일측은 헤드 커버의 흡기 포트와 연결되고, 타측은 서지 탱크에 연결되는 흡기 매니폴드를 포함하는 직접 분사식 가솔린 엔진에 있어서, 상기 흡기 매니폴드는 헤드 커버에 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 흡기 매니폴드 일체형 헤드 커버를 가지는 직접 분사식 가솔린 엔진.