KR200160614Y1 - 자동차용 엔진 - Google Patents

Abstract

본 고안은 종래의 자동차용 밸브기구에서는 밸브수를 늘임으로써 흡기량을 향상시키면 마찰에 의한 기계적 손실 또한 커지므로 이러한 방식으로 엔진 효율을 높이는 것은 한계가 있다는 문제점이 있어서 이를 해결할 목적으로, 흡기 포트(14) 및 배기 포트(16)와 연통하는 연소실(13)을 갖는 엔진블록(10)과, 상기 연소실(13) 및 흡기 포트(14)와 각각 연통하는 제1보조포트(72) 및 제2보조포트(74)를 가지며 상기 엔진블록(10)의 상측에 형성되는 보조 실린더(70)와, 상기 보조 실린더(70)에 삽입 설치되는 보조 피스톤(62)과, 상기 보조 피스톤(62)의 상면과 접촉되며 크랭크축과 연동하는 보조 캠(60)과, 상기 보조 피스톤(62)의 하측에 장착되는 리턴 스프링(64)과, 상기 제2보조포트(74)를 개폐하는 돌기부(54)가 형성되는 흡기 밸브(50)를 포함하는 자동차용 엔진를 제공한다.

Description

자동차용 엔진

본 고안은 자동차용 엔진에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 흡기량을 증대시킴으로써 엔진 출력을 향상시킬 수 있는 자동차용 엔진에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 가솔린 엔진은 크게 나누어 엔진본체, 크랭크기구, 밸브기구, 그리고 혼합기형성기구 등의 4부분과 기타 부속장치로 구성되어 있다. 그리고 디젤엔진은 혼합기형성기구 대신에 연료분사장치가 포함된다.

상기 밸브기구는 혼합기의 흡입시점과 기간, 그리고 연소가스의 배출시점과 기간을 제어하는 역할을 하며, 구조는 캠축의 배치에 따라 사이드 밸브식(SV:side valve type), 오버헤드 밸브식(OHV:over head valve type), 오버헤드 캠샤프트식(OHC:over head camshaft type) 등이 있으며, 일반적으로 오버헤드 밸브식과 오버헤드 캠샤프트식이 많이 사용된다.

상기 밸브기구는 밸브 배치방식과 위치에 따라 다르나 기본적으로 밸브와 밸브스프링, 캠축, 캠기어와 크랭크기어, 로커암 등이 필요하고 밸브 구동방식에 따라 타이밍체인이나 타이밍벨트, 로커암축, 푸시로드, 밸브리프터 등이 추가된다.

종래 오버헤드 캠샤프트식 엔진 및 밸브기구를 도 1을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

밸브 스프링(40)이 외주에 장착된 흡기 밸브(30a)는 로커암(34)의 일단에 접촉되며, 상기 로커암(34)의 타단은 미도시된 크랭크축에 의하여 연동되는 캠(20)에 접촉된다.

그리고 상기 흡기 밸브(30a)의 끝단, 즉 밸브 엔드(32)는 흡기 포트(14)에 설치되어 흡기의 유입 유출을 제어하게 된다.

물론 배기 밸브(30b)의 구성도 상기 흡기 밸브(30a)와 동일하며, 부호 16은 배기 포트를 의미한다.

종래의 자동차용 밸브기구의 작동을 도 1을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

엔진이 작동하면, 미도시된 크랭크축의 구동기어와 직접 맞물리거나 타이밍벨트 또는 체인을 매개체로하여 캠(20)은 크랭크축의 회전에 따라 회전되어 밸브기구를 구동시킨다.

상세히 설명하면, 보통때는 밸브 스프링(40)의 장력에 의하여 흡배기 밸브(30a, 30b)는 닫힌 상태가 된다.

그러나 캠(20)이 회전함에 따라 상기 캠(20)과 접촉되어 있는 로커암(34)도 움직이게 되고, 상기 로커암(34)의 일단은 상기 밸브 스프링(40)의 장력을 이기고 흡배기 밸브(30a, 30b)를 밀어서 흡배기 포트(14, 16)를 개방한다.

한편 상기에서 설명한 종래의 DOHC(Double Over Head Camshaft) 엔진은 1기통당 4개의 밸브(흡배기밸브 각각 2개)를 가진다.

이것은 1기통당 흡기밸브가 1개이고 배기밸브가 1개인 SOHC(Single Over Head Camshaft) 엔진보다 흡기량을 많게하여 엔진의 성능을 높이기 위함이다.

한편 앞에서 설명한 종래의 자동차용 밸브기구에서는 여러 접촉부위에서 마찰이 발생하며, 이 마찰에 의한 동력 손실이 크다.

따라서 밸브수를 늘임으로써 흡기량을 향상시키면 이러한 기계적 손실 또한 커지므로 이러한 방식으로 엔진 효율을 높이는 것은 한계가 있다는 문제점이 있었다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 본 고안의 목적은 밸브수를 늘리지 않으면서 흡기량을 향상시켜 결국 엔진출력을 향상시킬 수 있는 자동차용 엔진을 제공하는 데 있다.

도 1은 종래의 자동차용 엔진을 개략적으로 나타낸 단면도이고,

도 2는 본 고안에 따른 자동차용 엔진을 개략적으로 나타낸 단면도로서, 압축행정시의 상태를 나타낸 것이고,

도 3은 본 고안에 따른 자동차용 엔진을 개략적으로 나타낸 단면도로서, 흡입행정시의 상태를 나타낸 것이다.

(도면의 주요 부분에 대한 부호 설명)

10 : 엔진블록 12 : 피스톤

13 : 연소실 14 : 흡기 포트

16 : 배기 포트 50 : 흡기 밸브

52 : 밸브 엔드 54 : 돌기부

60 : 보조 캠 62 : 보조 피스턴

64 : 리턴 스프링 70 : 보조 실린더

72 : 제1보조포트 74 : 제2보조포트

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 구성을 설명하면 다음과 같다.

본 고안의 특징은 연소실의 상측에 별도의 보조 실린더 및 보조 피스톤을 설치하여 압축 행정시 이곳에 공기를 저장하였다가 흡입 행정시에 흡입 포트를 통하여 유입되는 공기와는 별도로 상기 보조 실린더에 저장된 공기를 추가로 연소실에 공급함으로써 흡기량을 향상시키는 데에 있다.

즉 본 고안에 따른 자동차용 엔진은 흡기 포트 및 배기 포트와 연통하는 연소실을 갖는 엔진블록과, 상기 연소실 및 흡기 포트와 각각 연통하는 제1보조포트 및 제2보조포트를 가지며 상기 엔진블록의 상측에 형성되는 보조 실린더와, 상기 보조 실린더에 삽입 설치되는 보조 피스톤과, 상기 보조 피스톤의 상면과 접촉되며 크랭크축과 연동하는 보조 캠과, 상기 보조 피스톤의 하측에 장착되는 리턴 스프링과, 상기 제2보조포트를 개폐하는 돌기부가 형성되는 흡기 밸브를 포함하여 이루어진다.

상기와 같은 본 고안의 구성에 의하면, 압축 행정시에 공기는제2보조포트를 통하여 보조 실린더에 저장되었다가 흡입 행정시에 저장된 공기가 제1보조포트를 통하여 연소실로 유입되므로 흡기량을 향상시킬 수 있게 된다.

이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부한 도면를 참조하여 설명한다.

본 실시예에서 종래기술과 동일한 구성은 동일 명칭 및 동일 부호를 병기하며 그에 대한 설명은 생략한다.

도 2는 본 고안이 적용되는 실시예를 도시한 단면도로서 이를 참조하여 본 고안에 따른 자동차용 엔진를 설명하면 다음과 같다.

엔진블록(10)에 형성되는 연소실(13)의 상부에는 보조 실린더(70)가 형성되고, 상기 보조 실린더(70)에는 보조 피스톤(62)이 설치된다.

그리고 상기 보조 피스톤(62)의 상면에는 크랭크 축과 연동하는 보조 캠(60)이 접촉되며, 하측에는 리턴 스프링(64)이 설치된다.

상세히 설명하면, 상기 보조 실린더(70)의 하부에는 연소실(13)과 연통하는 제1보조포트(72)가 형성되며, 측면에는 흡기 포트(14)와 연통하는 제2보조포트(74)가 형성된다.

그리고 흡기 밸브(50)의 대략 중간부에는 돌기부(54)가 형성되어, 상기 돌기부(54)가 흡기 밸브(50)의 상승하강에 따라서 상기 제1보조포트(72)를 개폐하게 된다.

상기에서 설명한 본 고안에 따른 실시예의 작용을 도 2 및 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

압축 행정시에는 도 2에서 도시한 바와 같이, 흡기 밸브(50)의 돌기부(54)가 보조 실린더(70)의 제2보조포트(74)를 막지 않은 상태이고, 또한 보조 캠(60)은 보조 피스톤(62)을 누르지 않은 상태가 되므로 리턴 스프링(64)의 탄성력에 의하여 보조 피스톤(62)이 상승하면서 보조 실린더(70)에는 공간이 형성된다.

그러면 흡기 포트(14)의 공기는 상기 제2보조포트(74)를 통하여 상기 보조 실린더(70)에 유입 저장된다.

흡입 행정시에는 도 3에 도시한 바와 같이, 흡기 밸브(50)가 열림과 동시에 보조 캠(60)이 보조 피스톤(62)을 누르며, 이때 제2보조포트(74)는 흡기 밸브(50)의 돌기부(54)에 의하여 닫힌 상태가 된다.

그러면 상기 보조 피스톤(62)은 리턴 스프링(64)의 탄성력을 이기고 하강하면서 압축 행정시에 보조 실린더(70)에 저장된 공기를 제1보조포트(72)를 통하여 연소실(13)에 공급하여줌으로써 결국 흡기량이 증가하고 이에 따라 엔진의 출력이 향상되게 된다.

상기에서 설명한 본 고안에 따른 실시예의 효과를 설명하면 다음과 같다.

위에서 설명한 본 고안에 의하면, 흡기량이 증가하고 이에 따라 엔진의 출력이 향상되게 되므로 자동차의 상품성이 향상된다는 이점이 있다.

상기에서 본 고안은 하나의 실시예만을 설명하였으나, 첨부된 청구범위에서 알 수 있는 바와 같이 본 고안이 속한 분야의 통상의 지식을 가진자는 본 고안의 정신을 벗어나지 않고 변형이 가능하고 이러한 변형은 본 고안의 범위에 속한다는 것을 이해할 것이다.

Claims (1)

1. 흡기 포트(14) 및 배기 포트(16)와 연통하는 연소실(13)을 갖는 엔진블록(10)과;

   상기 연소실(13) 및 흡기 포트(14)와 각각 연통하는 제1보조포트(72) 및 제2보조포트(74)를 가지며 상기 엔진블록(10)의 상측에 형성되는 보조 실린더(70)와;

   상기 보조 실린더(70)에 삽입 설치되는 보조 피스톤(62)과;

   상기 보조 피스톤(62)의 상면과 접촉되며 크랭크축과 연동하는 보조 캠(60)과;

   상기 보조 피스톤(62)의 하측에 장착되는 리턴 스프링(64)과;

   상기 제2보조포트(74)를 개폐하는 돌기부(54)가 형성되는 흡기 밸브(50)를 포함하는 자동차용 엔진.