KR200161420Y1 - 자동차용 엔진연소실의 연료분사장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 자동차용 엔진연소실의 연료분사장치에 관한 것으로써, 특히 상기 엔진의 실린더헤드 소정부위에 연소실 내로 삽입설치되어 있는 점화플러그의 스파크플러그 주위에 직접 연료를 분사공급할 수 있도록 연료인젝터와 연결설치되어 있는 별도의 연료분사장치를 신설하여, 엔진가동시 점화플러그의 착화시기에 착화를 용이하게 이룰 수 있어 농후한 혼합기를 점화플러그 주위에 분포되게 함으로써 착화 안정성과 연소안정성 등을 향상시켜 희박한계를 확대해 줄 수 있도록 하였고, 또한 연소시 나타나는 배출가스인 미연탄화수소 그리고 질소산화물 등의 농도를 크게 저감시켜 줄수 있도록 하여, 효과적인 최소의 연료공급으로 엔진에 최대의 출력을 얻어 낼 수 있으면서도 반면에 연료절감을 이룰 수 있음에 따라 운전자의 경비를 최소화 할 수 있게 되었으며 더불어, 환경보존에 있어서의 적합성을 향상시켜 줄 수 있도록 하여 결과적으로 소정부위에 상술한 바와같은 기능을 하게 되는 연료분사장치를 신설한 엔진을 설치하게 되는 차량전체의 상품성과 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 한 고안이다.

Description

자동차용 엔진연소실의 연료분사장치

본 고안은 자동차용 엔진연소실의 연료분사장치에 관한 것으로써, 특히 상기 엔진의 실린더헤드 소정부위에 연소실 내로 삽입설치되어 있는 점화플러그의 스파크플러그 주위에 직접 연료를 분사공급할 수 있도록 연료인젝터와 연결설치되어 있는 별도의 연료분사장치를 신설하여, 엔진가동시 점화플러그의 착화시기에 착화를 용이하게 이룰 수 있어 농후한 혼합기를 점화플러그 주위에 분포되게 함으로써 착화 안정성과 연소안정성 등을 향상시켜 희박한계를 확대해 줄 수 있도록 하였고, 또한 연소시 나타나는 배출가스인 미연탄화수소 그리고 질소산화물 등의 농도를 크게 저감시켜줄 수 있도록 하여, 효과적인 최소의 연료공급으로 엔진에 최대의 출력을 얻어 낼 수 있으면서도 반면에 연료절감을 이룰 수 있음에 따라 운전자의 경비를 최소화 할 수 있게 되었으며 더불어, 환경보존에 있어서의 적합성을 향상시켜 줄 수 있도록 하여 결과적으로 소정부위에 상술한 바와같은 기능을 하게 되는 연료분사장치를 신설한 엔진을 설치하게 되는 차량전체의 상품성과 신뢰성을 향상 시켜 줄 있도록 한 자동차용 엔진연소실의 연료분사장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차용 엔진의 연소실은 연료를 연소시켜 여기에서 발생하는 열에너지를 운동에너지로 바꾸어 기계적인 일을 할 수 있도록 하는 것인데, 이는 대략 흡입행정, 압축행정, 팽창행정, 배기행정을 순차적으로 이루며 이룰 수 있게 된다.

이와같은 일을 하기 위한 자동차용 엔진의 연소실은 엔진의 소정부위를 형성하고 있는 실린더 헤드에 연소실이 일체로 형성되어 있고, 상기 연소실 외부에는 상기 연소실과 연결설치되는 밸브기구와 흡기 및 배기매니폴드 그리고 점화플러그 등이 설치되어 대략설치되어 구성되어 있는데, 이는, 상기 연료인젝터에 의해 분사되는 연료를 흡기포트에 분사시켜 외부로부터 유입되는 공기와 혼합기로 형성시켜 연소기의 내측으로 전달하고 동시에 피스톤으로 압축행정을 가한 후 상기 점화플러그에 의해 점화연소시키고 이때 발생하는 연소팽창열을 이용하여 상기 연소실 내에 설치되어 있는 피스톤을 하강 및 승강 시키게 하는 직선왕복운동을 이루게 함은 물론 동시에 연소팽창한 가스를 배기포트로 배출하게 하는 기능을 하며 이러한 피스톤의 직선왕복운동을 상기 피스톤과 연결형성되어 있는 커넥팅 로드에 의해 회전동력으로 다시 바꾸어 이것을 엔진구동에 필요한 기계적 에너지로 바꿀 수 있는 작동을 이룰 수 있도록 제작 구성한 것이었다.

이와같은 작동을 이루고자 제작구성되는 종래의 자동차용 엔진의 연소실은 제1도에 도시된 바와같이 전형적인 한 예를 도시하였는 바, 이를 간략히 설명하면 다음과 같다.

도시된 바와같이 소정부위 내측에 일정공간으로 형성되어 있는 연소실(12)을 형성하고 있는 실린더헤드(10)가 형성되어 있다. 또한 상기 연소실(12)의 상부 일측에는 배기밸브(18a)의 밸브헤드(20a) 부위를 통로 소정부위에 삽입위치시켜 개폐를 이룰 수 있도록 하는 배기포트(14)가 형성되어 있고, 타일측에는 흡기밸브(18b)의 밸브헤드(20b) 부위를 통로 소정부위에 삽입위치시켜 개폐를 이룰 수 있도록 하는 흡기포트(16)가 형성되어 있으며, 상기 배기포트(14)와 흡입포트(16)의 사이에는 점화플러그(24)가 스파크 플러그부(26) 부위를 연소실(12) 내측으로 향하게 할 수 있도록 삽입설치되어 있고, 상기 연소실(12)의 내측에는 상하 이동가능하게 형성되어 있는 피스톤(28)이 삽입설치되어 있다.

한편, 상기 배기포트(14)와 흡기포트(116)의 내측 소정부위로 삽입위치되어 있는 배기밸브(18a)와 흡기밸브(18b)의 상부 즉, 밸브스템엔드(22a)(22b) 부위로는 상기 실린더헤드(100)의 상부에 형성되어 있는 캠축(30)의 회동에 의해 작동을 이루게 되는 로커암(32)과 연결설치되어 상기 배기포트(14)와 흡기포트(16)에 형성되어 있는 통로의 개폐를 이룰 수 있도록 형성되어 있고, 상기 흡기포트(16)는 소정부위로 연료인젝터(40)와 연결설치되어 구성되어 있다.

이와같이 구성되는 종래의 고안은 엔진가동시 연료인젝터(40)에 의해 분사되는 연료와 외부로 부터 유입되는 공기로 이루어진 혼합기를 흡기포트(16)에 의해 흡입시켜 연소실(12)의 내측으로 전달을 이루게 되고, 동시에 상기 혼합기를 전달받게 되는 연소실(12)의 내측에 형성되어 있는 피스톤(28)은 상승운동을 하여 흡입한 혼합기를 압축하게 된다. 이때, 배기밸브(18a)와 흡기밸브(18b)는 닫혀 있으므로 혼합기의 압력과 온도는 상승하게 되고, 이러한 상태의 혼합기는 상부 소정부위에 스파크플러그부(26)를 연소실(12) 내측으로 향하도록 설치되어 있는 점화플러그(24)에 의해 점화되게 되어 고압력의 연소팽창가스를 발생시키게 되며, 상기 고압력의 연소팽창가스는 상기 피스톤(28)을 내리 밀음으로써 실제로 엔진 구동에 필요한 동력을 발생시키게 되고, 상기 고압력의 연소팽창가스에 의해 아래로 내려가게 되는 피스톤(28)은 자체적인 힘에 의해 다시 상부로 이동하며 연소팽창한 가스를 배기포트(14)로 배출을 이룰 수 있도록 한 것이다.

그러나 이와같이 구성되는 종래의 고안은 상기 연료인젝터(40)에서 분사시킨 연료와 외부에서 유입되는 공기를 혼합기로 형성시켜 연소실(12) 내부로 유입시켜 주는 흡기포트(16)와 상기 연소실(12) 내부로 유입된 혼합기를 연소시킬 수 있도록 형성되어 있는 점화플러그(24)의 스파크플러그(26)와의 거리가 소정의 거리를 형성하도록 연소실(12) 상부에 형성되어 있어, 희박연소시 상기 연료인젝터(40)에서 분사되는 연료가 외부에서 유입되는 공기와 함께 흡기포트(16)를 통해 연소실(12) 내부로 공급되는 과정 중에 균일화가 일어나므로 스파크플러그부(16)를 통해 점화시키는 시기에 스파크플러그부(16) 주변의 혼합기가 이미 희박한 상태가 되므로 착화의 불안전현상이 초래되는 문제현상이 야기되었고, 그러므로 미연소가 발생하게 되어 연소안정성이 저하되는 문제와 희박한계가 저하되므로 배출유해가스중 미연탄화수소와 질소산화물의 농도가 급격히 증가되는 문제현상등이 야기되어 환경보존에 매우 해로운 영향을 주게 되는 문제와 연비가 높게 들면서도 출력을 효과적으로 얻어 낼 수 없는 비효율적인 문제들이 있는 것이었다.

이러한 문제점들은 결과적으로 이러한 엔진을 설치하게 되는 자동차 전체의 부가가치를 저하시키게 되어 상품성과 신뢰성을 저하시키게 하는 문제가 있는 것이었다.

본 고안은 상기와 같은 문제점들을 감안하여 안출한 것으로서, 실사용시 점화플러그의 착화시기에 착화를 용이하게 이룰 수 있어 농후한 혼합기를 점화플러그 주위에 분포되게 함으로써 착화 안정성과 연소안정성등을 향상시켜 희박한계를 확대해 줄 수 있도록 하였고, 또한 연소시 나타나는 배출가스인 미연탄화수소 그리고 질소산화물 등의 농도를 크게 저감시켜 줄 수 있도록 하여, 효과적인 최소의 연료공급으로 엔진에 최대의 출력을 얻어 낼 수 있으면서도 반면에 연료절감을 이룰 수 있음에 따라 운전자의 경비를 최소화 할 수 있게 되었으며 더불어, 환경보존에 있어서의 적합성을 향상시켜 줄 수 있도록 하여 결과적으로 소정부위에 상술한 바와같은 기능을 하게 되는 혼합기 분사장치를 신설한 엔진을 설치하게되는 차량전체의 부가가치를 향상시키게 되어 상품성과 신뢰성을 향상 시켜 줄 있도록 하는 자동차용 엔진연소실의 연료분사장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

이러한 본 고안의 목적은 소정부위 내측에 일정공간으로 형성되어 있는 연소실을 형성하고 있는 실린더헤드가 형성되어 있고 상기 연소실의 상부양측에는 혼합기의 배기와 흡기를 이룰 수 있도록 하는 배기포트와 흡기포트가 형성되어 있으며, 상기 배기포트와 흡입포트의 사이에는 점화플러그가 스파크플러그 부위를 연소실 내측으로 향하게 할 수 있도록 삽입설치되어 있고, 상기 연소실의 내측에는 상하이동 가능하게 피스톤이 삽입설치되어 있으며, 상기 흡기포트의 소정부위로는 연료인젝터와 연결설치되어 구성되어 있는 자동차용 엔진연소실에 있어서, 상기 엔진의 실린더헤드소정부위에 연소실 내로 삽입설치되어 있는 점화플러그의 스파크플러그 주위에 직접 연료를 분사공급할 수 있도록 연료인젝터와 연결설치되어 있는 별도의 연료분사장치를 신설하여 주어 달성될수 있다.

제1도는 종래 엔진연소실의 구성상태를 나타내는 요부단면도.

제2도는 본 고안인 엔진연소실의 구성상태를 나타내는 요부단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100 : 실린더헤드 102 : 연소실

104 : 배기포트 106 : 흡기포트

108a : 배기밸브 108b : 흡기밸브

110a, b : 밸브헤드 112a, b : 밸브스템엔드

114 : 점화플러그 116 : 스파크플러그부

118 : 피스톤 120 : 캠축

122 : 로커암 130 : 연료분사장치

132 : 연료인젝터 134:분사홀

136 : 밸브

이하 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 좀더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

본 고안은 제2도에 도시된 바와같이 소정부위 내측에 일정공간으로 형성되어 있는 연소실(102)을 형성하고 있는 실린더헤드(100)가 형성되어 있다. 또한 상기 연소실(102)의 상부 일측에는 배기밸브(108a)의 밸브헤드(110a)부위를 통로 소정부위에 삽입위치시켜 개폐를 이룰 수 있도록 하는 배기포트(104)가 형성되어 있고, 타일측에는 흡기밸브(108b)의 밸브헤드(110b)부위를 통로 소정부위에 삽입위치시켜 개폐를 이룰 수 있도록 하는 흡기포트(106)가 형성되어 있으며, 상기 배기포트(104)와 흡입포트(106)의 사이에는 점화플러그(114)가 스파크플러그부(116)를 연소실(102) 내측으로 향하게 할 수 있도록 삽입설치되어 있고, 상기 연소실(102)의 내측에는 상하이동 가능하게 피스톤(118)이 삽입설치되어 있다.

또한 상기 엔진의 실린더헤드(100) 소정부위에는 연소실(102) 내로 삽입설치를 이루고 있는 점화플러그(114)의 스파크플러그부(116) 주위에 직접연료를 분사공급할 수 있도록 연료인젝터(132)와 연결설치되어 있는 별도의 연료분사장치(130)가 형성되어 있다.

한편, 상기 배기포트(104)와 흡기포트(106)의 내측 소정부위로 삽입위치되어 있는 배기밸브(108a)와 흡기밸브(108b)의 상부 즉, 밸브스템엔드(112a)(112b) 부위로는 상기 실린더헤드(100)의 상부에 형성되어 있는 캠축(120)의 회동에 의해 작동을 이루게 되는 로커암(122)과 연결설치되어 상기 배기포트(104)와 흡기포트(106)에 형성되어 있는 통로의 개폐를 이룰수 있도록 형성되어 있고, 상기 연료분사장치(130)는 상기 연소실(102) 상부에 형성되어 있는 스파크플러그부(116)와 거의 인접하도록 연료인젝터(132)와 연결되어 있는 분사홀(134)을 실린더헤드(100)에 형성하고 상기 분사홀(134)의 소정부위로는 상기 캠축(120)의 회동에 의해 작동을 이루게 되는 로커암(122)과 연결설치되어 있는 별도의 밸브(136)를 연결설치하여 주어 분사홀(134)의 개폐를 이룰 수 있도록 구성되어 있다.

이와같이 구성되는 본 고안은 엔진가동시 상기 연료인젝터(132)에 의해 분사되는 연료를 별도의 연료분사장치(130)에 의해 점화플러그(114)의 스파크플러그부(116) 주위에 공급하게 되어 흡기포트(106)에 의해 흡입시켜 연소실(102)의 내측으로 전달되게 되는 공기와 혼합기를 이루게 되고, 동시에 상기 혼합기를 전달받게 되는 연소실(102)의 내측에 형성되어 있는 피스톤(118)은 상승운동을 하여 흡입한 혼합기에 압축을 가하게 된다. 이때, 배기밸브(104)와 흡기밸브(106)는 닫혀 있으므로 혼합기의 압력과 온도는 상승하게 되고, 이러한 상태의 혼합기는 상부 소정부위에 스파크플러그부(116)를 연소실(102) 내측으로 향하도록 설치되어 있는 점화플러그(114)에 의해 점화되게 되어 고압력의 연소팽창가스를 발생시키게 되며, 상기 고압력의 연소팽창가스는 상기 피스톤(118)을 내리 밀음으로써 실제로 엔진 구동에 필요한 동력을 발생시키게 되고, 상기 고압력의 연소팽창가스에 의해 아래로 내려가게 되는 피스톤(118)은 자체적인 힘에 의해 다시 상부로 이동하며 연소팽창한 가스를 배기포트(104)로 배출을 이룰 수 있도록 한 것이다.

이와같은 작동을 이루게 되는 본 고안은 상술한 바와같이 엔진가동시 상기 연료인젝터(132)에 의해 분사되는 연료를 별도의 연료분사장치(130)에 의해 점화플러그(114)의 스파크플러그부(116) 주위에 직접 공급할 수 있도록 형성하여 주어, 스파크플러그부(116)의 착화시기에 농후한 혼합기를 주위에 분포 시킬 수 있도록 하므로 완전한 착화를 이루게 하여 착화 안정성을 향상시켜 줄 수 있도록 함은 물론이고, 희박한계를 향상시켜 줄수 있으므로 배출 유해가스인 미연탄화수소와 질소산화물의 농도를 크게 저감시켜 효과적인 최소의 연료공급으로 엔진에 최대의 출력을 얻어 낼수 있도록 하였으면서도 반면에 연료절감을 이룰 수 있음에 따라 운전자의 경비를 최소화 할 수 있게 하였으며 더불어, 환경보존에 있어서의 적합성을 향상시켜 줄 수 있도록 하여 결과적으로 소정부위에 상술한 바와같은 기능을 하게 되는 혼합기 분사장치를 신설한 엔진을 설치하게 되는 차량전체의 부가가치를 향상시키게 되어 상품성과 신뢰성을 향상 시켜 줄 있도록 한 것이다.

따라서 앞에서 설명한 바와같이 본 고안은 상기 엔진의 실린더헤드소정부위에 연소실 내로 삽입설치되어 있는 점화플러그의 스파크플러그 주위에 직접 연료를 분사공급할 수 있도록 연료인젝터와 연결설치되어 있는 별도의 연료분사장치를 신설하여 주어, 실사용시 점화플러그의 착화시기에 착화를 용이하게 이룰 수 있어 농후한 혼합기를 점화플러그 주위에 분포되게 함으로써 착화 안정성과 연소안정성 등을 향상시켜 희박한계를 확대해 줄수 있도록 하였고, 또한 연소시 나타나는 배출가스인 미연탄화수소 그리고 질소산화물 등의 농도를 크게 저감시켜 줄 수 있도록 하여, 효과적인 최소의 연료공급으로 엔진에 최대의 출력을 얻어 낼 수 있으면서도 반면에 연료절감을 이룰 수 있음에 따라 운전자의 경비를 최소화할 수 있게 되었으며, 환경보존에 있어서의 적합성을 향상시켜 줄 수 있도록 하여 결과적으로 소정부위에 상술한 바와같은 기능을 하게 되는 혼합기 분사장치를 신설한 가솔린 엔진을 설치하게 되는 차량전체의 상품성과 신뢰성을 향상시켜 줄 있도록 한 효과를 가지게 되는 것이다.

Claims (1)

1. 소정부위 내측에 일정공간으로 형성되어 있는 연소실(102)을 형성하고 있는 실린더헤드(100)가 형성되어 있고, 상기 연소실(102)의 상부 양측에는 혼합기의 배기와 흡기를 이룰 수 있도록 하는 배기포트(104)와 흡기포트(106)가 형성되어 있으며, 상기 배기포트(104)와 흡기포트(106)의 사이에는 점화플러그(114)가 스파크플러그부(116)를 연소실(102) 내측으로 향하도록 삽입설치되어 있고, 상기연소실(102)의 내측에는 상, 하 이동 가능하게 피스톤(118)이 삽입설치되어 있으며, 상기 흡기포트(106)의 소정부위로는 연료인젝터(132)와 연결되어 있는 자동차용 엔진연소실에 있어서, 상기 실린데헤드(100)에는 상기 연소실(102)로 삽입 설치된 스파크플러그부(116) 주위에 연료를 직접 분사할 수 있도록 상기 연료인젝터(132)로부터 상기 연소실(102)까지 분사홀(134)이 직접 형성되어 있고, 상기 분사홀(134)의 소정부위로는 상기 캠축(120)의 회동에 의해 작동하는 로커암(122)과 연결된 별도의 밸브(136)를 설치하여 상기 분사홀(134)의 개폐가 가능하도록 한 것을 특징으로 하는 자동차용 엔진연소실의 연료분사장치.