KR200166945Y1 - 디젤 엔진의 연소실 구조 - Google Patents

Abstract

디젤 엔진의 연소실 구조에 있어서, 분사노즐로부터 분사되어 미연소된 연료가 연소실 내면에 웨팅되는 문제점을 해소하고, 연료의 미립화를 달성하여, 엔진의 출력을 높이고, 배기가스의 유해 성분을 저감시키도록 한다. 이를 위하여, 연소실(4)의 내벽에 임펙트 홈(6)을 형성하므로서, 분사노즐(5)로부터 분출된 연료가 충돌되고 다시 연소실쪽으로 반사되도록 한다. 따라서, 미연소된 연료로 인해 발생되는 웨팅이 방지되고, 연료의 미립화가 촉진되며, 연소실에서의 양호한 연소 상태를 보전하여 엔진의 출력을 증대시키고 배기 가스의 유해 성분을 저감시킬 수 있도록 한다.

Description

디젤 엔진의 연소실 구조

본 고안은 디젤 엔진의 연소실 구조에 관한 것으로서, 특히 연소실로 분사된 연료가 그 벽면에 부디쳐 웨팅(Wetting)되고, 그로 인하여 스모크(smoke)가 발생되는 현상을 제거할 수 있도록 한 디젤 엔진의 연소실 구조에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차의 가솔린 엔진은 공기와 연료를 충분히 혼합한 뒤, 그 혼합기를 실린더로 흡입하여 전기 불꽃으로 연소시키는 반면, 디젤 엔진은 소정온도 이상의 압축 공기속에 연료를 분사하여 착화 연소시키도록 구성된다.

이런 까닭으로, 디젤 엔진의 연소실은 분사된 공기와 연료가 잘 혼합되도록 그 구조가 이루어져야 되는바, 이를 위해 디젤 엔진에서는 상기 연소실의 모양을 특수하게 만들어 압축 행정 끝 부분에 강한 와류를 일으키게 하거나, 착화 초기에 발생되는 고압을 이용해서 혼합을 돕게 하는 등의 방법이 고려되고 있다.

이러한 디젤 엔진에 있어서, 직접 분사식을 채용한 디젤 엔진의 연소실 구조가 대한민국 실용신안등록 공보 제90-7815호에 기술되어 있다.

또한, 종래 공지된 것으로서 디젤 엔진의 직접 분사식 연소실 구조가 도1에 잘 도시되어 있다.

도면을 통하여 알 수 있는 바와 같이, 종래에는 피스톤(1)이 실린더(2)의 내부에 자리잡게 되며, 실린더 헤드(3)에는 연소실(4)을 향하여 연료를 분사하는 분사노즐(5)이 피스톤(1)의 중심을 향하여 배치된 구조로 이루어진다.

상기한 연소실(4)은 상기 피스톤(1)의 헤드부에 대략 하트(heart)형으로 특수하게 형성된다.

이와 같이 구성되는 종래 디젤 엔진의 직접 분사식 연소실은, 엔진의 흡입행정시 흡기계를 통해 공기가 흡입되면, 그 공기가 압축행정시 상기 연소실(4)에서 압축됨과 더불어, 흡기 포트와 연소실(4)의 형상으로 인해 소용돌이 즉, 와류 현상을 일으키게 된다.

이러한 상태에서 상기 공기는 분사노즐(5)로부터 상기 연소실(4)의 사방으로 분사되는 연료와 양호한 혼합상태를 이룬 다음, 소정의 착화 온도를 이루어 연소한다.

종래 기술의 직접 분사식 연소실은, 그 구조면에서 피스톤의 형상으로 이루어지는 연소실의 구조가 간단하고 그 표면적이 비교적 적기 때문에, 열의 손실이 적고 열효율이 높다는 특징이 있다.

그러나, 와류실 등을 구비하는 타 방식의 연소실에 비해, 단순히 하트 형상의 연소실에 의해서만 유입 공기를 압축시키기 때문에, 연소실 내의 와류현상이 약하고, 연소실내의 공기 이용률을 떨어뜨리게 되므로서, 연료와 공기와의 혼합률이 저감되는 단점을 갖게 된다.

특히, 종래 기술의 연소실은, 연소실내의 공기 이용율이 나쁘기 때문에, 분사노즐로부터 분사된 연료가 미처 연소되기 전에 연소실 벽면에 부디쳐 웨팅 현상을 초래하게 된다. 또한, 상기한 웨팅 현상은 분사된 연료 액적의 크기를 증대시켜 스모크를 초래하게 된다.

이런 까닭으로, 종래에는 불완전 연소로 인해 엔진의 벽면에 연료가 퇴적되고, 대기중으로 다량의 배기가스가 배출되는 문제점이 있다.

또한, 분사노즐로부터 분사되는 연료의 미립화과 불량하게 되고, 엔진의 출력이 저하되는 문제점이 발생하게 된다.

상술된 종래 기술의 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 본 고안의 목적은 연소실로 분사되는 연료의 미립화를 달성하고 혼합비를 향상시키며, 양호한 연소상태를 보전함과 아울러, 웨팅 현상을 억제하여 엔진의 출력 증대와, 배기가스의 유해성분을 저감시킬 수 있도록 한다.

제 1 도는 일반적인 디젤 엔진의 연소실 구조를 도시한 단면도.

제 2 도는 본 고안에 의한 디젤 엔진의 연소실 구조를 도시한 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 피스톤 2 : 실린더

4 : 연소실 5 : 분사노즐

6 : 임펙트 홈

상기에서 설명된 목적에 따라, 본 고안에 의한 디젤 엔진의 연소실 구조는 분사노즐로부터 분출된 연료가 충돌되고 다시 연소실쪽으로 반사되도록, 연소실의 내벽에 임펙트 홈을 형성한 것을 특징으로 한다.

상기한 임펙트 홈은 연소실의 벽면을 따라 환형으로 형성된다.

따라서, 본 고안에 의하면 압축 및 착화 행정시 분사노즐로부터 분출되어 미연소된 연료가, 상기 임펙트 홈에 부디쳐 다시 연소실쪽으로 반사되면서, 연료의 미립화가 촉진된다.

또한, 본 고안에 의하면 연소실 벽의 웨팅 현상이 방지되고, 그로 인한 스모크가 억제되며, 엔진의 출력이 향상되고, 배기가스의 유해 성분이 억제된다.

이하, 본 고안의 이해를 돕기 위해 첨부된 도면과 더불어 본 고안의 바람직한 실시예를 설명한다.

[실시예]

도 2는 본 실시예에 관련된 디젤 엔진의 연소실 구조를 나타내고 있다.

한편, 종래 기술에서 인용된 도면과 동일한 본 실시예의 구성에 대해서는 동일한 부호를 부여하고, 설명의 중복을 피하기 위해다시 설명하지 않는다.

도면을 통하여 알 수 있는 바와 같이, 본 실시예의 디젤 엔진은, 실린더(2) 내에서 왕복직선 운동되는 피스톤(1)과, 그 피스톤(1)의 헤드부에 하트 형상으로 형성되는 연소실(4)을 보유한다.

또한, 흡기계로부터 유입된 공기를 압축하여 소정의 온도 이상일 때, 분사노즐(5)로부터 고압으로 연료를 분사하므로서, 자기 착화하여 동력이 발생되도록 한다.

상기한 연소실(4)은 하트 형상으로 만들어져 공기의 흡기 행정시 스월 유동되고, 압측 행정시 스월 및 스퀴시가 동시에 발생되도록 하여 연료의 미립화를 향상시킨다.

여기서, 본 실시예에 의한 연소실 구조는, 분사노즐(5)로부터 분사된 연료의 미립화를 촉진함과 동시에, 미연소된 연료가 연소실(4) 벽면에 부디쳐, 다시 연소실의 중심쪽으로 반사되면서, 미립화를 촉진하도록 구성된다.

이를 위하여, 본 실시예의 연소실(4)에는 상기 연료가 충돌되는 임펙트홈(6)이 형성된다. 임펙트 홈(6)은 연소실(4)의 벽면을 따라 환형으로 형성되고, 상기 연료의 반사를 위해 소정의 각도로 경사지게 형성된다.

또한, 본 실시예에 의하면 연소실 벽의 웨팅 현상이 방지되고, 그로 인한 스모크가 억제되며, 엔진의 출력이 향상되고, 배기가스의 유해 성분이 억제된다.

따라서, 본 실시예에 의하면 압축 및 착화 행정시 분사노즐(5)로부터 분출되어 미연소된 연료가, 상기 임펙트 홈(6)에 부디쳐 연소실(4)의 중심부쪽으로 반사되면서, 연료의 미립화가 촉진된다.

또한, 본 고안에 의하면 연소실 벽의 웨팅 현상이 방지되고, 그로 인한 스모크가 억제되며, 엔진의 출력이 향상되고, 배기가스의 유해 성분이 억제된다.

이와 같이 구성된 본 고안의 디젤 엔진에 있어 그 작용은 다음과 같다.

우선, 실린더에 내설된 피스톤(1)이 흡입 행정을 이루게 되면, 흡기계로부터 흡입되는 공기가 그 흡기 포트의 형상에 따라 통상적으로 와류를 형성하게 된다.

이와 같은 상태에서 상기 피스톤(1)이 상승되어 압축 행정이 이루어지면, 상기 연소실(4)에서는 전술한 바 있는 스월 및 스퀴시 현상이 상기 압축 행정말기에 발생하게 된다.

이때, 본 고안에 의한 임펙트 홈(6)은 분사노즐(5)에서 분출된 연료가 미연소된 상태로 충돌될 경우, 그 연료를 미립화 시키면서 연료실(4)의 중심부쪽으로 반사시키게 된다.

이상에서 설명된 바와 같이, 본 고안에 의한 디젤 엔진의 연소실 구조는 종래 기술과 달리, 분사노즐로부터 분사된 연료의 미립화를 촉진함과동시에 미연소된 연료가 연소실 벽면에 부딪히는 웨팅 현상을 실질적으로 방지하게 됨을 알 수 있다.

따라서, 본 고안에 의하면 연소실내로 분사되는 연료 입자가 미세하게 되어 압축 공기와의 착화가 이상적으로 달성되고, 엔진의 출력을 향상시킨다. 또한, 연소 후 배기가스에 포함된 유해 성분을 저감시키게 된다.

한편, 이상에서 설명된 본 고안의 연소실 구조는 상기 실시예에 의한 직접 분사식 연소실에 한정되는 것은 아니며, 예연소실식, 와류실식 및 공기실식등의 연소실 구조에 적용이 가능한 것이다.

한편, 본 고안은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며,

Claims (2)

1. 연소실로 유입된 공기를 압축하고, 분사노즐을 통해 상기 연소실로 연료를 분사하므로서 착화되는 디젤 엔진의 연소실 구조에 있어서, 상기 분사노즐로부터 분출된 연료가 충돌되고, 소정의 각도로 경사지게 형성되어 상기 연료를 다시 연소실쪽으로 반사시키는 임펙트 홈을 구비하여 이루어짐을 특징으로 하는 디젤 엔진의 연소실 구조.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 임펙트 홈은 연소실의 벽면을 따라 환형으로 형성된 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 연소실 구조.