KR200174503Y1 - 내연기관의 연소실 구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 내연기관의 실린더 헤드에 형성되는 연소실에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복수개의 흡기포트를 갖는 구조에 있어서, 스파크 플러그와 일직선에 있는 연료분사 주 흡기포트 부위와 스파크 플러그 부위가 다른 포트의 좌면 부위보다 라운드진 홈으로 형성되게 함으로써, 흡입되는 혼합기의 성층점화가 가능하여 효율적인 연소가 이루어지도록 한 내연기관의 연소실 구조에 에 관한 것이다.

본 고안에 따른 내연기관의 연소실 구조는, 복수개의 흡기포트를 갖는 구조의 연소실에 있어서,

주 흡기포트(10) 부위와 스파크 플러그(3) 부위가 다른 흡기포트(11) 및 배기포트(12)의 부위보다 연소실(13)의 상부에 위치되도록 라운드진 홈을 형성하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

이에 따라 흡입되는 혼합기가 성층점화되는 것이 가능하게 되어 연소효율증대, 연비향상, 연소성능향상이 이루어지는 효과가 있다.

Description

내연기관의 연소실 구조

본 고안은 내연기관의 실린더 헤드에 형성되는 연소실에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복수개의 흡기포트를 갖는 구조에 있어서, 스파크 플러그와 일직선에 있는 연료분사 주 흡기포트 부위와 스파크 플러그 부위가 다른 포트의 좌면 부위보다 라운드진 홈으로 형성되게 함으로써, 흡입되는 혼합기의 성층점화가 가능하여 효율적인 연소가 이루어지도록 한 내연기관의 연소실 구조에 에 관한 것이다.

실린더 헤드의 안쪽은 피스톤 및 실린더와 함께 연소실을 형성하고 그 외부에는 흡배기 매니폴드, 밸브기구, 점화 플러그 등을 부착시키는 구조로 되어 있다.

실린더 헤드는 그 밑면이 연소실로 되어 있어, 고온,고압가스에 직접 노출되기 때문에 고온에 대한 강도가 높고 열팽창이 적어야 한다.

연소실의 모양은 밸브의 설치위치에 따라 오버헤드 밸브식, 사이드 밸브식, F 헤드식 등이 있으나 현재는 충전효율이 좋은 오버헤드 밸브식만을 사용하고 있다.

이 방식은 실린더 헤드에 흡배기 밸브기구와 점화플러그 등을 장치하는 것 외에 흡배기통로, 물통로 등이 설치되어 있으므로 그 구조는 복잡하지만 가장 이상적인 형상의 연소실을 얻을 수 있다.

반구형 연소실은 단순한 반구형으로 연소실 체적당 표면적이 작으므로 열손실이 적고, 큰 밸브를 설치할 수 있으며 또 혼합기 및 배개가스 전체의 흐름이 연소실을 가로질러 한 방향으로 흐르기 때문에 밸브시트의 냉각이 잘 된다.

결점으로는 밸브기구 작동이 복잡해지며 압축시 와류를 거의 만들 수 없는 점이다.

욕조형 연소실은 압축와류를 얻기 쉬우며 제작이 간단하기 때문에 일반적으로 많이 사용되고 있다.

결점은 밸브를 크게할 수 없고, 흡배기 구멍의 굴곡이 커지기 때문에 체적효율이 나쁘다.

쐐기형 연소실은 밸브가 수직축에 대하여 기울어져 있기 때문에 흡배기 구멍의 구부러짐이 적어 가스의 유동이 원활해진다.

그리고 쐐기형이기 때문에 와류가 만들어져 고압축비로 만들 수가 있다.

그러나 연소실 체적당의 표면적이 커지기 때문에 연소실이 커지는 결점이 있다.

지붕형 연소실은 연소실의 꼭지각을 90도 정도로 하고 밸브를 기울려서 장치하는 것으로 압축비를 높이기 위하여 피스톤 헤드를 산모양으로 만든다.

이렇게 하면 밸브기구가 크랭크 축 방향으로 나열되므로 간단해지지만, 피스톤 중량이 산모양으로 만든 것 만큼 커져 관성력이 증대되므로 고속회전에는 부적합하다.

최근의 엔진은 고성능화를 위해 체적효율을 한층 높이는데 처음에는 직경이 큰 밸브를 사용했지만 밸브의 직경에도 한도가 있으며 또한 관성중량도 늘어나기 때문에 1실린더당 밸브의 수를 증가하여 효율 향상을 도모한 다밸브형이 사용되고 있다.

이러한 밸브배치 및 연소실 형상은 엔진의 성능에 큰 영향을 미치므로 다음과 같은 조건이 필요하다.

혼합기를 가장 효과적으로 연소시키는 밸브배치와 연소실 형상일 것, 화염전파에 요하는 시간이 짧을 것, 연소실의 표면적이 최소가 되게 해 열손실을 적게 할 것, 흡배기 밸브의 지름 및 통로구멍을 크게하여 흡배기 작용을 원활히 할 것, 압축행정시 혼합기 또는 공기에 와류가 있게 할 것, 가열되기 쉬운 둘출부가 없도록 할 것 등이다.

본 고안은 상기와 같은 조건을 감안하여 안출된 것으로서, 본 고안의 목적은 복수개의 흡기포트를 갖는 구조에 있어서, 스파크 플러그와 일직선에 있는 연료분사 주 흡기포트 부위와 스파크 플러그 부위가 다른 포트의 좌면 부위보다 라운드진 홈으로 형성되게 함으로써, 흡입되는 혼합기의 성층점화가 가능하여 효율적인 연소가 이루어지도록 한 내연기관의 연소실 구조를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 내연기관의 연소실 구조는, 복수개의 흡기포트를 갖는 구조에 있어서, 스파크 플러그와 일직선에 있는 연료분사 주 흡기포트 부위와 스파크 플러그 부위가 다른 포트의 좌면 부위보다 라운드진 홈으로 형성되게 하여 흡입되는 혼합기의 성층점화가 이루어지도록 한 것을 특징으로 한다.

상기 특징에 의해 흡입되는 혼합기가 성층점화되는 것이 가능하게 되고, 이에 따라 연소효율증대, 연비향상, 연소성능향상이 가능하게 된다.

도 1은 본 고안에 따른 연소실 구조의 평면 구성도,

도 2는 도 1의 선 A-A 단면도,

도 3은 도 1의 선 B-B 단면도이다.

＜ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＞

3: 스파크 플러그 4: 연료 인젝터

10,11: 흡기포트 12: 배기포트

13: 연소실

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 고안의 실시예를 상술하면 다음과 같다.

도 1은 본 고안에 따른 연소실 구조의 평면 구성도이고, 도 2는 도 1의 선 A-A 단면도이며, 도 3은 도 1의 선 B-B 단면도이다.

도시된 바와 같이 본 고안에 따른 내연기관의 연소실 구조는, 복수개의 흡기포트를 갖는 구조에 있어서, 스파크 플러그(3)와 일직선에 있는 연료분사 주 흡기포트(10) 부위와 스파크 플러그(3) 부위가 다른 흡기포트(11) 및 배기포트(12)의 부위보다 연소실(13)의 상부에 위치되도록 라운드진 홈으로 형성되게 한다.

상기 연료를 분사시키는 연료 인젝터(4)가 설치된 주 흡기포트(10)는 그 직경이 가장 작게 형성한다.

이러한 연소실 구조는 별도의 밸브시트로 이루게 하였을 경우에도 마찬가지로 한다.

이러한 연소실의 구조에 의해 흡기포트(10)(11)을 통해 분사된 연료와 공기의 혼합기는 주 흡입포트(10)와 스파크 플러그(3)가 설치된 부위의 연소실구조에 의해 성층점화되는 것이 가능하게 된다.

즉 연소실 내의 혼합기의 농후한 부분과 희박한 부분을 만들어 착화하기 쉬운 농후한 부분에 먼저 점화하여 희박한 부분에 전파되도록 하여 완전연소시키는 가장 효과적인 성층점화가 이루어지게 된다.

이에 따라 연소효율이 증대되고, 연비향상이 이루어지며, 나아가 연소성능이 향상된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 고안에 따른 내연기관의 연소실 구조는, 복수개의 흡기포트를 갖는 구조에 있어서, 스파크 플러그와 일직선에 있는 연료분사 주 흡기포트 부위와 스파크 플러그 부위가 다른 포트부위보다 라운드진 홈상에 형성되게 한 연소실의 구조에 의해, 흡입되는 혼합기의 성층점화가 가능하게 되고 이에 따라 연소효율증대, 연비향상, 연소성능향상이 이루어지는 효과가있다.

본 고안은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 고안의 사상과 범위내에서 변형이나 변경할 수 있음은 본 고안이 속하는 분야의 당업자에게는 명백한 것이며, 그러한 변형이나 변경은 첨부한 실용신안등록 청구범위에 속한다 할 것이다.

Claims (3)

1. 복수개의 흡기포트를 갖는 구조의 연소실에 있어서,

   주 흡기포트(10) 부위와 스파크 플러그(3) 부위가 다른 흡기포트(11) 및 배기포트(12)의 부위보다 연소실(13)의 상부에 위치되도록 라운드진 홈을 형성하여 이루어진 것을 특징으로 하는 내연기관의 연소실 구조.
2. 제 1항에 있어서, 상기 연료를 분사시키는 주 흡기포트(10)는 그 직경이 다른 포트에 비해 가장 작게 형성된 것을 특징으로 하는 내연기관의 연소실 구조.
3. 제 1항에 있어서, 상기 연소실 구조는 별도의 밸브시트에 형성한 것을 특징으로 하는 내연기관의 연소실 구조.