KR200159872Y1 - 피스톤 데드볼륨의 저감구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 연소실에서 폭발행정시 연소되지 않는 데드볼륨(Dead Volume)에 관한 것으로서 특히 피스톤 데드볼륨의 저감구조에 관한 것으로 이에 본 고안은 피스톤의 상측으로 별도의 링을 구비하여 데드볼륨의 공간을 저감시키므로서 연소능력을 향상시키고 탄화수소의 발생을 억제하여 대기오염을 방지하는데 본 고안의 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로 본 고안은,

실린더 블록의 내부로 삽입되는 피스톤에 있어서,

압축링(6)의 상부로 링홈(7)이 형성되도록 한 피스톤(5)과;

상기 링홈(7)으로 열팽창에 따른 반응을 보이도록 결합되는 바이메탈링(8);

의 구성을 특징으로 한다.

Description

피스톤 데드볼륨의 저감구조

본 고안은 연소실에서 폭발행정시 연소되지 않는 데드볼륨(Dead Volume)에 관한 것으로서 특히 피스톤 데드볼륨의 저감구조에 관한 것이다.

일반적으로 연소실은 상사점에 있는 피스톤 헤드와 실린더 헤드 및 실린더의 사이에 형성되는 공간을 말하며 내부로 혼합가스의 흐름에 와류를 형성하므로서 연료효율을 향상하고, 희박한 연료를 효과적으로 연소시키도록 하는 공간이다.

이러한 연소실은 상기한 혼합기가 피스톤의 왕복운동에 의해 압축 및 폭발행정을 반복하면서 피스톤과 연결된 커넥팅로드가 크랭크 샤프트를 회전시켜 동력을 얻도록 되어 있다.

상기한 종래의 연소실은 제2도에 도시한 것과 같이 실린더 헤드(20)와 실린더 블록(30)이 가스켓을 사이에 두고 체결되며 상기 실린더 블록(30)의 실린더(10) 내부로 피스톤(50)이 삽입되어 형성되는 공간이다.

그러나 상기한 연소실(10)로 흡입된 혼합기는 폭발행정시 무조건 전부 연소되는 것이 아니라 실린더(40)와 피스톤(50)의 압축링(60) 또는 실린더 블록(30)과 실린더 헤드(20)의 사이에 위치한 혼합기는 폭발에 의한 화염의 전파시 이의 영향을 받지 않는 데드볼름(90, Dead Volume)이라는 공간을 형성하는 것이다.

따라서 상기한 바와같이 혼합기가 연소실에서 완전연소되지 않을 경우에는 탄화수소의 발생량이 증가하기 때문에 대기오염이 발생하여 환경에 악영향을 미치게 되는 문제점이 지적되고 있다.

이에 본 고안은 상기한 문제점을 개선시키기 위하여 피스톤의 상측으로 별도의 링을 구비하여 데드볼륨의 공간을 저감시키므로서 연소능력을 향상시키고 탄화수소의 발생을 억제하여 대기오염을 방지하는데 본 고안의 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로 본 고안은, 실린더 블록의 내부로 삽입되는 피스톤에 있어서, 압축링의 상부로 링홈이 형성되도록 한 피스톤과, 상기 링홈으로 열팽창에 따른 반응을 보이도록 결합되는 바이메탈링의 구성을 특징으로 한다.

제1도는 본 고안에 의한 피스톤 데드볼륨의 저감구조를 나타내는 도면

제2도는 종래 기술

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 연소실 2 : 실린더 헤드

3 : 실린더 블록 4 : 실린더

5 : 피스톤 6 : 압축링

7 : 링홈 8 : 바이메탈링

9 : 데드볼륨

이를 첨부한 실시예 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 제1도는 본 고안에 의한 피스톤 데드볼륨의 저감구조를 나타내는 도면이며 도면중 부호 1 은 연소실로서 상부의 실린더 헤드(2)와 하부의 실린더 블록(3) 사이로 가스켓이 끼워져 형성되는 공간이다.

상기 실린더 블록(3)의 내측으로 삽입된 피스톤(5)은 실린더 블록(3)과 실린더 헤드(2)의 사이로 가스켓이 끼워지고 연소실(1)의 밀폐가 이루어지도록 피스톤(5)의 외주면으로 통상 압축링(6)이 끼워지는 상부로 별도의 링홈(7)을 구비하고 그 사이로 열반응 계수가 높은 바이메탈링(8)을 결합하였다.

상기와 같은 구성에 따른 작용을 살펴보면 우선 엔진의 구동에 따라 스타트 모터에서 링기어를 회전시키면 크랭크 샤프트가 회전하면서 상기 피스톤을 상하 왕복운동시키기 시작하게 된다.

이때 상기 연소실(1)의 온도는 시동초기이므로 저온의 상태이다. 그러나 지속적으로 폭발행정이 이루어지면서 엔진의 온도는 점차 고온으로 상승하게 되며 피스톤(5)은 압축링(6)이 연소실(1)의 연소가스 및 혼합기가 크랭크 케이스로 유입되지 않도록 밀폐시킨다.

한편 상기 피스톤(5)의 압축링(6) 상부의 링홈(7)에 끼워진 바이메탈링(8)은 열팽창율이 다른 두 금속판을 마주 붙인 것으로 온도의 변화에 비례하여 상당히 크게 변형하는 성질을 이용하여 서머스텟등 각공 부품에 이용하고 있다.

따라서 상기 엔진이 점차 고온으로 상승되었을 때 상기 바이메탈링(8)은 실린더(4) 방향으로 열팽창하면서 밀착되어지는 것이다.

즉, 상기 연소실(1)이 밀폐되도록 피스톤(5)의 외주면 상부로 끼워진 압축링(6)이 상면의 사이로 데드볼륨(9)이 형성되었으나 상기 바이메타링(8)이 압축링(6)의 상부로 위치하면서 데드볼륨(9) 용적을 저감시키게 되는 것이다.

또한 엔진의 구동이 멈추면 고온의 실린더 블록(3)은 점차 저온으로 되면서 상기 바이메탈링(8)은 실린더(4)에 밀착되었다가 초기상태로 환원되는 것이다.

상기와 같은 구조는 혼합기가 압축되었을 때 스파크 플러그로부터 화염이 전파되어 혼합기 전역으로 이어질 때 종래 피스톤(5)의 압축링 상부 외주면으로 형성되던 데드볼륨(9)이 저감되므로 탄화수소의 발생량이 줄어들고 혼합기의 완전연소를 유도할 수 있는 것이다.

상기와 같은 본 고안에 의하면 기존에 압축링의 상부 공간에 발생하는 데드볼륨을 저감시키므로 미연소가스의 발생량이 줄어들기 때문에 공해가스인 탄화수소의 발생이 줄어들며 연소실에 흡입된 혼합기의 완전연소를 유도하여 엔진의 출력을 향상시킬 수 있는 유용한 고안인 것이다.

Claims (1)

1. 실린더 블록의 내부로 삽입되는 피스톤에 있어서, 압축링(6)의 상부로 링홈(7)이 형성되도록 한 피스톤(5)과, 상기 링홈(7)으로 열팽창에 따른 반응을 보이도록 결합되는 바이메탈링(8)의 구성을 특징으로 하는 피스톤 데드볼륨의 저감구조.