KR200174491Y1 - The structure of combustion chamber for automotive engines - Google Patents
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Abstract
본 고안은 자동차 엔진의 연소실에 관한 것으로서, 특히 스파크 플러그 주위에 농후한 혼합기를 형성하여, 희박한 공연비중에서도 안정된 연소가 이루어질 수 있도록 한다. 엔진의 화염전파기간 및 거리를 축소하고, 연비를 향상시킨다. 이를 위하여, 본 고안은 흡기 포트(5)를 통해 유입된 공기의 텀블 유동이 스파크 플러그(6)가 설치된 센타쪽에 발생되도록, 피스톤(8)의 상면에 보울(9)을 형성한다. 또한, 상기 보울에 흡기 포트를 통하여 유입된 공기의 텀블 유동과 평행한 방향으로 2개의 가이드(11)를 돌출시킨다. 따라서, 공기의 텀블 유동은 스파크 플러그(6)가 설치된 연소실(10)의 센타쪽으로 집중되고, 활성화된다.The present invention relates to a combustion chamber of an automobile engine, in particular, to form a rich mixer around the spark plug, so that stable combustion can be achieved even in a lean air-fuel ratio. Reduce flame propagation period and distance of engine and improve fuel economy. To this end, the present invention forms a bowl 9 on the upper surface of the piston 8 so that a tumble flow of air introduced through the intake port 5 is generated on the center side where the spark plug 6 is installed. In addition, the two guides 11 protrude in a direction parallel to the tumble flow of air introduced into the bowl through the intake port. Therefore, the tumble flow of air is concentrated and activated toward the center of the combustion chamber 10 in which the spark plug 6 is installed.
Description
본 고안은 자동차 엔진의 연소실 구조에 관한 것으로서, 특히 스파크 플러그 주위에서 혼합기를 성층화시켜, 희박 연소가 가능하도록 한 내연기관의 연소실 구조에 관한 것이다.The present invention relates to a combustion chamber structure of an automobile engine, and more particularly, to a combustion chamber structure of an internal combustion engine, in which a mixer is stratified around a spark plug to enable lean combustion.
주지된 바와 같이, 자동자용 엔진은 연소실에서의 연소 효율이 출력에 막대한 영향을 미치게 됨은 물론, 연료 소비율 및 배기가스 성분에 영향을 주게 된다.As is well known, automotive engines not only have a significant effect on the output of the combustion efficiency in the combustion chamber, but also on the fuel consumption rate and the exhaust gas composition.
즉, 흡기 계통을 통하여 흡입이 이루어진 혼합기는 피스톤의 압축 말기 순간에 믹싱(Mixing) 및 압축되고, 스파크 플러그의 점화에 의해 가까운 곳이 먼저 착화되어 그 화염이 점차 전파됨에 따라 폭발적인 연소가 이루어진다.That is, the mixer inhaled through the intake system is mixed and compressed at the end of the compression of the piston, and the explosive combustion is performed as the flame is gradually propagated first by the ignition of the spark plug.
이와 같은 엔진의 연소 과정은 본질적으로 혼합기의 조성, 압력 및 가스의 유동과 난류에 의해 연소 효율이 크게 좌우되는 바, 혼합기 형성이 불량하여 이상 연소가 이루어질 경우에는 엔진의 출력 저하 및 다량의 유해 배기가스 등이 발생된다.The combustion process of such an engine is essentially dependent on the composition of the mixer, the pressure and the flow and turbulent flow of the gas, and the combustion efficiency is poor. Gas or the like is generated.
이러한 혼합기의 형성을 고려한 것으로, 근래 주류를 이루는 희박연소 엔진에서는 스파크 플러그의 주위에 농후한 혼합기를 형성하여, 성층연소에 의해 착화 및 화염 전파가 잘 이루어지도록 하고 있다.In consideration of the formation of such a mixer, in recent years, in the lean combustion engine of the mainstream, a rich mixer is formed around the spark plug, so that ignition and flame propagation are performed well by stratified combustion.
이러한 성층연소를 실현하기 위한 종래 공지된 연소실 구조가 제1도에 잘 도시되어 있다. 도시된 엔진의 형태는 직접분사식 가솔린엔진을 가르킨다.The conventionally known combustion chamber structure for realizing such stratified combustion is well illustrated in FIG. The type of engine shown refers to a direct injection gasoline engine.
도면을 통하여 알 수 있는 바와 같이, 연소실(1)은 실린더헤드(2)와 피스톤(3)의 사이의 공간으로 형성된다. 인젝터(4)로부터 분사된 연료는 피스톤(3)의 상면에 부딪치고, 흡기 포트(5)를 통해 유입되고 텀블 유동되는 공기와 함께 혼합되어, 압축 행정시 스파크 플러그(6) 주위에 농후한 혼합기를 형성한다.As can be seen from the figure, the combustion chamber 1 is formed with a space between the cylinder head 2 and the piston 3. The fuel injected from the injector 4 hits the upper surface of the piston 3 and is mixed with the air flowing in through the intake port 5 and tumbled, so that the rich mixer around the spark plug 6 during the compression stroke. To form.
도면이서의 미설명 부호 (7)은 배기 포트를 지칭한다.Reference numeral 7 in the drawings refers to the exhaust port.
상술한 종래 기술의 연소실 구조에 있어서, 공기 및 혼합기의 텀블 현상은 연소실의 일측에 편심되어 형성된 흡기 포트의 형상에 의해, 스파크 플러그 보다 흡기 포트쪽에 농후한 혼합기를 형성하는 문제점이 있다.In the combustion chamber structure of the prior art described above, the tumble phenomenon of air and the mixer has a problem of forming a thicker mixer on the intake port side than the spark plug due to the shape of the intake port formed eccentrically on one side of the combustion chamber.
이러한 작용에 의해 연소실 전체의 균일한 혼합기 형성은 오히려 방해되고, 스파크 플러그의 점화에 의한 혼합기의 화염전파거리 및 시간이 길어져, 엔진의 이상 연소, 출력 저하를 발생시키며, 유해 배기가스의 발생을 증가시키는 문제점이 있다.Due to this action, uniform mixer formation throughout the combustion chamber is rather hindered, and the flame propagation distance and time of the mixer due to ignition of the spark plug become longer, resulting in abnormal combustion of the engine and output reduction, and generation of harmful exhaust gas. There is a problem.
이러한 종래 기술의 문제졈을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 본 고안은 스파크 플러그 주위에 강한 텀블 및 농후한 혼합기가 형성되도록 유도하여, 엔진의 연소 안정성 및 성층연소에 의한 희박 연소를 실현할 수 있도록 함에 그 목적이 있다.In order to solve this problem of the prior art, the present invention induces the formation of a strong tumble and rich mixer around the spark plug, so that it is possible to realize the combustion stability of the engine and lean combustion by stratified combustion. There is a purpose.
제1도는 일반적인 자동차 엔진의 연소실을 도시한 단면도.1 is a cross-sectional view showing a combustion chamber of a typical automobile engine.
제2도는 본 고안에 의한 자동차 엔진의 연소실 구조를 도시한 단면도.2 is a cross-sectional view showing a combustion chamber structure of an automobile engine according to the present invention.
제3도는 본 고안에 의한 자동차 엔진의 연소실을 구성하는 피스톤을 도시한 사시도.3 is a perspective view showing a piston constituting a combustion chamber of an automobile engine according to the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
4 : 인젝터 5 : 흡기 포트4: injector 5: intake port
6 : 스파크 플러그 8 : 피스톤6: spark plug 8: piston
9 : 보울 10 : 연소실9: bowl 10: combustion chamber
11 : 가이드 12 : 오목부11 guide 12 recessed portion
상술한 목적을 실현하기 위하여, 본 고안은 다음과 같은 수단으로 구성되는 자동차 엔진의 연소실 구조를 제안한다.In order to realize the above object, the present invention proposes a combustion chamber structure of an automobile engine composed of the following means.
즉, 본 고안은 흡기 포트를 통해 유입된 공기의 텀블 그 유동이 강화되고, 그 유동이 스파크 플러그가 설치된 연소실의 센타쪽에서 발생되도록, 피스톤의 상면에 보울(bowl)을 형성하고, 상기 보울에 흡기 포트를 통하여 유입되는 공기의 텀블 유동과 평행한 방향으로 2개의 가이드를 돌출시켜, 공기의 텀블 유동이 스파크 플러그가 설치된 연소실의 센타에서 활성화되도록 하며, 그 연소실로 인젝터를 통해 연료를 분사하므로서 스파크 플러그의 주위에 농후한 혼합기가 형성되도록 한다.That is, the present invention forms a bowl on the upper surface of the piston so that the tumble flow of air introduced through the intake port is enhanced, and the flow is generated at the center side of the combustion chamber in which the spark plug is installed, and the intake air is sucked into the bowl. The two guides are projected in a direction parallel to the tumble flow of air flowing through the port, so that the tumble flow of air is activated at the center of the combustion chamber in which the spark plug is installed, and the spark plug by injecting fuel through the injector into the combustion chamber. Allow a rich mixer to form around.
따라서, 본 고안에 의하면 스파크 플러그의 주위에 농후한 혼합기가 형성되고, 강화된 텀블 유동에 의해 연료의 기화가 촉진되므로서, 성층연소에 의한 희박 연소가 이루어지고, 화염전파기간 및 거리가 축소되어 엔진 출력의 향상과 배기가스의 저감을 실현할 수 있다.Therefore, according to the present invention, a rich mixer is formed around the spark plug, and the vaporization of the fuel is promoted by the enhanced tumble flow, so that lean combustion is caused by stratified combustion, and the flame propagation period and distance are reduced. The engine output can be improved and the exhaust gas can be reduced.
이하, 본 고안의 이해를 돕기 위해 첨부된 도면과 더불어 본 고안의 바람직한 실시예를 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings to assist in understanding the present invention.
[실시예]EXAMPLE
제2도는 본 실시예의 연소실 구조를 보인 것으로서, 자동차 엔진의 단면도이고, 제3도는 본 실시예에 관련된 자동차 엔진의 연소실을 구성하는 피스톤을 도시한 사시도이다.2 is a cross-sectional view of the automobile engine, showing the combustion chamber structure of the present embodiment, and FIG. 3 is a perspective view showing a piston constituting the combustion chamber of the automobile engine according to the present embodiment.
본 실시예를 설명함에 있어, 종래 기술에서 인용된 도면과 동일한 본 실시예의 구성에 대해서는 설명의 중복을 피하기 위해 동일 부호를 부여한다.In the description of the present embodiment, the same reference numerals are given to the structures of the present embodiment that are identical to the drawings cited in the prior art in order to avoid duplication of description.
도면에서의 설명 부호 (10)은 연소실을 지칭한다. 연소실(10)은 종래와 마찬가지로, 피스톤(8)이 상사점(TDC)에 위치될 때, 그 피스톤(8)의 상면과 실린더 헤드(2)의 저면과의 사이 공간으로 이루어진다.Reference numeral 10 in the drawing refers to the combustion chamber. The combustion chamber 10 is made up of a space between the upper surface of the piston 8 and the bottom surface of the cylinder head 2 when the piston 8 is located at the top dead center TDC as in the prior art.
여기서, 본 실시예에 의한 연소실(10)은 종래 기술의 문제점을 해소하기 위해 스파크 플러그(6)의 주위에 농후한 혼합기를 형성하여, 희박한 공연비중에서도 안정된 연소가 이루어질 수 있도록 한다.Here, the combustion chamber 10 according to the present embodiment forms a rich mixer around the spark plug 6 in order to solve the problems of the prior art, so that stable combustion can be achieved even in a lean air-fuel ratio.
이를 실현하기 위해, 연소실(10)을 구성하는 피스톤(8)의 상면에는 흡기 포트(5)로 유입된 공기의 텀블 유동이 스파크 플러그(6) 주위에 집중되도록 하는 보울(9)이 형성된다.In order to realize this, a bowl 9 is formed on the upper surface of the piston 8 constituting the combustion chamber 10 so that the tumble flow of air introduced into the intake port 5 is concentrated around the spark plug 6.
보울(9)의 상면에는 흡기 포트(5)로 유입된 공기의 텀블 유동과 평행한 방향으로 2개의 가이드(11)가 형성된다. 가이드(11)는 흡기의 텀블 유동 방향을 제2도의 화살표와 같이 연소실(10)의 센타쪽으로 유도하고, 활성화시킨다.Two guides 11 are formed on the upper surface of the bowl 9 in a direction parallel to the tumble flow of air introduced into the intake port 5. The guide 11 guides and activates the tumble flow direction of the intake air toward the center of the combustion chamber 10 as shown by the arrow of FIG.
따라서, 인젝터(4)로부터 분사된 연료는 텀블 유동되는 공기와 함께 활성화되고, 스파크 플러그(6)의 주위에 농후한 혼합기를 형성한다.Thus, the fuel injected from the injector 4 is activated together with the tumbled flow of air and forms a thick mixer around the spark plug 6.
또한, 가이드(11)에는 스파크 플러그(6)의 점화시 혼합기의 화염전파를 원활히하기 위해, 보울(9) 중심부의 공간이 확대되도록 오목부(l2)가 형성된다.In addition, in the guide 11, in order to smooth the flame propagation of the mixer when the spark plug 6 is ignited, a recess 1 is formed so that the space at the center of the bowl 9 is enlarged.
상술한 본 실시예의 구성에 따라, 보울(9)의 센타쪽에는 가이드(11)에 의해 안내되고 강화된 텀블 유동이 발생되며, 피스톤(8)의 압측 행정시 인젝터(4)로부터 분사되는 연료가 부딪쳐, 혼합기의 형성이 촉진되며, 스파크 플러그(6)의 주위에 농후한 혼합기가 형성된다.According to the configuration of the present embodiment described above, a tumble flow guided and enhanced by the guide 11 is generated at the center side of the bowl 9, and fuel injected from the injector 4 during the pressure-side stroke of the piston 8 is generated. It bumps up, and formation of a mixer is promoted, and a thick mixer is formed around the spark plug 6.
따라서, 본 실시예의 연소실(10)은 희박 연소의 가장 효과적인 것으로 알려진 성층연소를 실현하게 된다. 이러한 작용은 혼합기의 연소 특성을 향상시켜, 엔진의 출력을 높이며, 배기가스의 유해 성분을 저감시킨다.Thus, the combustion chamber 10 of this embodiment realizes stratified combustion, which is known to be the most effective of lean combustion. This action improves the combustion characteristics of the mixer, increases the output of the engine, and reduces the harmful components of the exhaust gas.
이상에서 설명된 실시예를 통하여 알 수 있는 바와 같이, 본 고안에 의한 자동자 엔진의 연소실은 스파크 플러그의 주위에 농후하고 미립화 된 혼합기를 형성하므로서, 희박한 공연비중에서도 안정된 연소가 이루어지도록 한다.As can be seen through the embodiments described above, the combustion chamber of the automotive engine according to the present invention forms a rich and atomized mixer around the spark plug, so that stable combustion is achieved even in a lean air-fuel ratio.
따라서, 본 고안에 의하면 엔진의 연소 특성이 향상되고, 연비 향상, 엔진 출력의 향상 및 배기가스의 저감을 실현하는 효과를 얻게 된다.Therefore, according to the present invention, the combustion characteristics of the engine are improved, and fuel efficiency, engine output, and exhaust gas are reduced.
한편, 본 고안은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 실용신안등록 청구의 범위에서 청구하는 본 고안의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.On the other hand, the present invention is not limited to the above-described specific preferred embodiment, any person having ordinary knowledge in the field to which the subject innovation belongs without departing from the gist of the subject innovation claimed in the utility model registration claims Modifications may be made.
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Publications (2)
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