KR20040041308A - Combustion chamber apparatus for GDI engine - Google Patents

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KR20040041308A
KR20040041308A KR1020020069512A KR20020069512A KR20040041308A KR 20040041308 A KR20040041308 A KR 20040041308A KR 1020020069512 A KR1020020069512 A KR 1020020069512A KR 20020069512 A KR20020069512 A KR 20020069512A KR 20040041308 A KR20040041308 A KR 20040041308A
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유철호
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현대자동차주식회사
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    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Abstract

PURPOSE: A structure for a combustion chamber of a gasoline direct injection engine is provided to increase combustion efficiency at the whole load area of the engine and decrease the amount of the exhaust gas by mounting a flow guide bowl for strengthening the tumble flow of intake air and a wall guide bowl for guiding the injection of fuel sprayed from an injector to the upside of a piston and forming a split wall and a VCM(Variable Control Module) valve for strengthening the tumble of the intake air to an intake port. CONSTITUTION: In a gasoline direct injection engine(20) comprising intake and exhaust valves mounted to the upper part of a cylinder(23); intake and exhaust ports(24,25) being a passage for intake and exhaust gas; an injector for directly injecting fuel to the upper part of a piston formed at the side of the intake port; and a spark plug disposed to the upper part of the cylinder to ignite sparks, a structure for a combustion chamber of the engine is composed of a split wall(30) for splitting the middle part of the intake port into upper and lower passages(24a,24b) to differently regulate the strength of tumble to the operation range of the engine; a VCM valve(31) for opening and closing the lower passage of the intake port divided by the split wall to the operation range of the engine; and the piston for forming a wall guide bowl to the part colliding with the fuel sprayed from the injector and a flow guide bowl to the part flowing in the intake air at the intake port.

Description

가솔린 직접 분사식 엔진의 연소실 구조{Combustion chamber apparatus for GDI engine}Combustion chamber apparatus for GDI engine

본 발명은 가솔린 직접 분사식 엔진의 연소실 구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 흡기 포트의 도중에 텀블 강화를 위한 스플리트 월과 VCM 기구가 형성되는 가솔린 직접 분사식 엔진에 장착되는 피스톤의 상부면에 인젝터에서 분사된 연료가 충돌되도록 하기 위한 월 가이드 볼과, 흡기의 유동이 강하게 유도되도록 하기 위한 플로우 가이드 볼이 각각 형성된 가솔린 직접 분사식 엔진의 연소실 구조에 관한 것이다.The present invention relates to a combustion chamber structure of a gasoline direct injection engine, and more particularly, injection from an injector to an upper surface of a piston mounted to a gasoline direct injection engine in which a split wall and a VCM mechanism are formed for reinforcing tumble in the middle of an intake port. It relates to a combustion chamber structure of a gasoline direct injection engine each formed with a wall guide ball for causing the fuel to collide, and a flow guide ball for guiding the flow of intake strongly.

가솔린 직접 분사식 엔진(Gasoline Direct Injection Engine)은 고압 인젝터 기술의 발전과 연비향상의 필요성이 증가하면서 개발되기 시작하였으며, 이러한 가솔린 직접 분사식 엔진은 부분부하 운전시 40:1 정도의 초희박운전이 가능한 연소 시스템을 적용하여 연비의 획기적인 향상을 가져온다.Gasoline Direct Injection Engines have been developed with the development of high pressure injector technology and the need for improved fuel economy. These gasoline direct injection engines are capable of ultra-thin operation of 40: 1 ultra-low running at partial load operation. Applying the system brings a dramatic improvement in fuel economy.

이러한 가솔린 직접 분사식 엔진은 도 4에서와 같이, 엔진(10)의 연소실(11)로 강한 텀블을 동반한 흡입공기가 유입되도록 흡기 포트(12)와 연소가스가 배출되기 위한 배기 포트(13)가 마련되고, 연료가 연소실(11)로 직접 분사되도록 하는 인젝터(14)가 흡기 포트(12)의 일측에 형성되고, 상기 인젝터(14)에서 분사된 연료에 불꽃을 발산하여 점화되도록 하는 스파크 플러그(15)가 연소실(11)의 상부에 형성된다. 특히, 피스톤(16)의 상부면에는 흡기의 유동이 강화되도록 하기 위한 볼(17)이 형성된다.As shown in FIG. 4, the gasoline direct injection engine includes an intake port 12 and an exhaust port 13 through which combustion gas is discharged so that intake air with strong tumble flows into the combustion chamber 11 of the engine 10. Injector 14 is provided on one side of the intake port 12, the fuel is injected directly into the combustion chamber 11, the spark plug to ignite by emitting a spark to the fuel injected from the injector 14 ( 15 is formed on top of the combustion chamber 11. In particular, the upper surface of the piston 16 is formed with a ball 17 for enhancing the flow of intake air.

따라서 흡기 포트(12)를 통해 상기한 볼(17)로 도입된 흡기는 볼(17)의 벽면을 타고 그 유동이 강화되며, 인젝터(14)에서 직접 분사된 연료가 볼(17)의 벽면에 충돌하게 되고, 볼(17)의 벽면에 충돌된 연료는 뜨거운 피스톤(16)의 표면에서 기화하고, 상기 볼(17) 내로 유입된 흡기의 강한 유동에 의하여 기화하면서 흡기와 혼합되어서 성층의 혼합기를 형성하게 된다. 이 때, 연소실 전체의 혼합기는 초희박 상태이지만 스파크 플러그 주위에는 성층의 농후한 혼합기가 형성된 상태로 연소가 이루어진다.Therefore, the intake air introduced into the ball 17 through the intake port 12 is intensified in flow through the wall surface of the ball 17, and the fuel injected directly from the injector 14 is applied to the wall surface of the ball 17. The fuel collided with the wall surface of the ball 17 is evaporated at the surface of the hot piston 16 and mixed with the intake while evaporating by the strong flow of the intake air introduced into the ball 17, thereby mixing the stratified mixer. To form. At this time, although the mixer of the whole combustion chamber is ultra-thin, combustion combusts with a rich mixture of stratification formed around the spark plug.

상기와 같이 피스톤(16)의 상부에 형성된 볼(17)의 벽면에 흡기가 부딪치면서 유동이 강화되고, 인젝터(14)를 통해 분사된 연료가 볼(17)의 벽면에 충돌하게 되는데, 이렇게 연료가 분사되는 볼(17)을 가르켜 월 가이드 볼(Wall guide bowl)이라고 한다.As described above, the flow is strengthened as the intake air collides with the wall surface of the ball 17 formed on the upper part of the piston 16, and the fuel injected through the injector 14 collides with the wall surface of the ball 17. The ball 17 is sprayed is called the wall guide bowl (Wall guide bowl).

그런데 상기와 같이 볼 내로 분사된 연료는 피스톤의 벽면에 충돌하게 되므로서 벽면에 충돌하지 않는 연료보다 증발속도가 느리게 된다. 따라서 늦게 증발된 연료의 경우에는 연소에 참여하게 되는 시간이 늦어지므로서 검댕(soot)을 형성하고 탄화수소(HC)의 배출도 증가된다. 특히, 피스톤이 가열되지 않은 냉시동시에는 스모크의 배출이 많아지고, 흡기 포트 만으로 흡기의 유동이 강화하기 때문에 흡기 포트의 저하에 의하여 전부하의 성능저하를 가져오는 문제점이 있었다.However, the fuel injected into the ball as described above will collide with the wall surface of the piston, so that the evaporation rate is slower than the fuel that does not collide with the wall surface. Therefore, in the case of late evaporated fuel, the time to participate in combustion is delayed, soot is formed, and the emission of hydrocarbons (HC) is also increased. In particular, during cold startup without the piston being heated, there is a problem in that smoke is increased and the flow of intake is enhanced only by the intake port, resulting in a decrease in performance of the full load due to a decrease in the intake port.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 흡기 포트의 도중에 텀블 강화를 위한 스플리트 월과 VCM 기구가 형성되는 가솔린 직접 분사식 엔진에 장착되는 피스톤의 상부면에 인젝터에서 분사된 연료가 충돌되도록 하기 위한 월 가이드 볼과, 흡기의 유동이 강하게 유도되도록 하기 위한 플로우 가이드 볼이 각각 형성된 가솔린 직접 분사식 엔진의 연소실 구조를 제공하는데 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, the fuel injected from the injector on the upper surface of the piston mounted on the gasoline direct injection engine is formed in the split wall and the VCM mechanism for tumble reinforcement in the middle of the intake port It is an object of the present invention to provide a combustion chamber structure of a gasoline direct injection engine, each of which has a wall guide ball for causing a collision and a flow guide ball for strongly inducing the flow of intake air.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로서,The present invention as a means for achieving the above object,

실린더의 상부로 흡기 밸브 및 배기 밸브가 장착되며, 흡기 및 배기가스의 유로가 되는 흡기 포트 및 배기 포트가 마련되고, 피스톤의 상부로 연료가 직접 분사되도록 하는 인젝터가 흡기 포트의 일측에 형성되며, 실린더의 상부측에 불꽃점화를 위한 스파크 플러그가 형성되는 가솔린 직접 분사식 엔진에 있어서,An intake valve and an exhaust valve are mounted to an upper portion of the cylinder, an intake port and an exhaust port serving as flow paths of intake and exhaust gas are provided, and an injector for directly injecting fuel into the upper portion of the piston is formed on one side of the intake port. In a gasoline direct injection engine in which a spark plug for spark ignition is formed on an upper side of a cylinder,

엔진의 운전 영역에 따라 흡기의 텀블 강도가 다르게 조절될 수 있도록 흡기 포트의 도중을 상측 유로와 하측 유로로 분할하는 스플리트 월과;A split wall dividing the middle of the intake port into an upper flow passage and a lower flow passage so that the tumble intensity of the intake air can be adjusted differently according to the driving region of the engine;

엔진의 운전영역에 따라 상기 스플리트 월에 의해 분할된 흡기 포트의 하측 유로를 개폐하기 위한 VCM 밸브와;A VCM valve for opening and closing a lower flow path of an intake port divided by the split wall according to an operating region of the engine;

상기한 인젝터에서 분사되는 연료가 충돌하는 부위에 월 가이드 볼이 형성되고, 상기한 흡기 포트에서 흡기가 도입되는 부위에 플로우 가이드 볼이 형성되는 피스톤; 을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.A piston having a wall guide ball formed at a portion where the fuel injected from the injector collides, and a flow guide ball formed at a portion at which intake air is introduced from the intake port; Characterized in that comprises a.

도 1은 본 발명에 의한 가솔린 직접 분사식 엔진의 연소실 구조.1 is a combustion chamber structure of a gasoline direct injection engine according to the present invention.

도 2는 본 발명에 의한 피스톤의 평면도.2 is a plan view of a piston according to the present invention.

도 3은 본 발명에 의한 엔진의 작동상태도.Figure 3 is an operating state of the engine according to the present invention.

도 4는 종래의 기술을 설명하기 위한 도면.4 is a diagram for explaining a conventional technology.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※ Explanation of code for main part of drawing

20 : 엔진 21 : 실린더 블럭20 engine 21 cylinder block

22 : 실린더 헤드 23 : 실린더22: cylinder head 23: cylinder

24 : 흡기 포트 24a : 상측 유로24: intake port 24a: upper flow path

24b : 하측 유로 28 : 인젝터24b: lower side flow path 28: injector

29 : 스파크 플러크 30 : 스플리트 월29: Spark Fleck 30: Split Wall

31 : VCM 밸브 40 : 피스톤31: VCM valve 40: piston

42 : 월 가이드 볼 44 : 플로우 가이드 볼42: Wall Guide Ball 44: Flow Guide Ball

이하, 본 발명에 의해 형성되는 가솔린 직접 분사식 엔진의 연소실 구조 및 작동에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면과 함께 상세하게 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment according to the combustion chamber structure and operation of the gasoline direct injection engine formed by the present invention will be described in detail with the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 의한 가솔린 직접 분사식 엔진의 연소실 구조이고, 도 2는 본 발명에 의한 피스톤의 평면도이고, 도 3은 본 발명에 의한 엔진의 작동상태도이다.1 is a combustion chamber structure of a gasoline direct injection engine according to the present invention, Figure 2 is a plan view of a piston according to the present invention, Figure 3 is an operating state diagram of the engine according to the present invention.

도면 중에 표시되는 도면부호 20은 본 발명에 의한 가솔린 직접 분사식 엔진을 지시하는 것이고, 도면부호 40은 본 발명에 의해 형성되는 피스톤을 지시하는 것이다.Reference numeral 20 shown in the drawings indicates a gasoline direct injection engine according to the present invention, and reference numeral 40 indicates a piston formed by the present invention.

상기한 엔진(20)은 실린더 블럭(21)과 실린더 헤드(22)가 결합되어 실린더(23)가 형성되고, 그 실린더(23) 내부에는 피스톤(40)이 수용된다. 실린더 헤드(22)에는 흡기 포트(24) 및 배기 포트(25)가 형성되고, 각각의 포트(24,25)에는 흡기 밸브(26) 및 배기 밸브(27)가 장착된다. 또한, 연료를 분사하기 위한 인젝터(28)가 흡기 포트(24)의 일측에 그 팁(28a)이 소정 구간 돌출된 채로 장착되고, 불꽃점화를 위한 스파크 플러그(29)가 연소실(23)의 상측에 장착된다.In the engine 20, the cylinder block 21 and the cylinder head 22 are coupled to each other to form a cylinder 23, and the piston 40 is accommodated in the cylinder 23. The inlet port 24 and the exhaust port 25 are formed in the cylinder head 22, and each of the ports 24 and 25 is equipped with an intake valve 26 and an exhaust valve 27. Further, an injector 28 for injecting fuel is mounted on one side of the intake port 24 with its tip 28a protruding a predetermined section, and a spark plug 29 for spark ignition is located above the combustion chamber 23. Is mounted on.

그리고 상기한 엔진(20)은 가솔린 직접 분사식 엔진으로 상기한 흡기 포트(24)의 도중에는 흡기의 텀블 강화를 위한 스플리트 월(30)이 형성되고, 상기 스플리트 월(30)의 흡기 경로를 제어하기 위한 VCM 밸브(31)가 흡기 매니폴드와 흡기 포트(24)의 입구 사이에는 형성된다. 상기 VCM(Variable Control Module) 밸브(31)는 엔진의 운전영역에 따라서 상기 스플리트 월(30)에 의해서 상하로 분할된 흡기 포트(24)의 하측 유로(24b)를 개폐하기 위한 것이다.In addition, the engine 20 is a gasoline direct injection engine, and a split wall 30 is formed in the middle of the intake port 24 to strengthen the tumble of the intake air, and controls the intake path of the split wall 30. A VCM valve 31 is formed between the intake manifold and the inlet of the intake port 24. The VCM (Variable Control Module) valve 31 is for opening and closing the lower flow passage 24b of the intake port 24 divided up and down by the split wall 30 according to the operating region of the engine.

상기한 VCM 밸브(31)는 엔진이 부분부하 영역에서 운전되는 경우에는 하측 유로(24b)가 개방되도록 설정되어 상측 유로(24a) 및 하측 유로(24b)를 통해 흡기가 연소실로 도입되고, 엔진이 전부하 영역에서 운전되는 경우에는 하측 유로(24b)가 폐쇄되도록 설정되어 상측 유로(24a)를 통해서만 흡기가 연소실로 도입되도록 구성된다. 이와 같이 엔진이 전부하 영역일 경우에 상측 유로(24a)를 통해서만 흡기가 연소실로 도입되도록 하는 이유는 흡기의 텀블이 더욱 강화되도록 하기 위한것이다.The VCM valve 31 is set so that the lower flow passage 24b is opened when the engine is operated in the partial load region, and the intake air is introduced into the combustion chamber through the upper flow passage 24a and the lower flow passage 24b. When operating in the full load region, the lower flow passage 24b is set to be closed so that intake air is introduced into the combustion chamber only through the upper flow passage 24a. As such, the reason why the intake air is introduced into the combustion chamber only through the upper flow passage 24a when the engine is in the full load region is to further strengthen the tumble of the intake air.

특히, 상기한 실린더(23)에 수용되는 피스톤(40)의 상부면에는 인젝터(28)에서 분사되는 연료가 충돌되는 부위에 월 가이드 볼(Wall guide bowl,42)이 형성되고, 상기한 흡기 포트(24)에서 흡기가 도입되는 부위에는 플로우 가이드 볼(Flow guide bowl,44)이 형성된다. 즉, 상기한 월 가이드 볼(42)은 흡기 밸브(26) 측에 위치되고, 상기 플로우 가이드 볼(44)은 배기 밸브(27) 측에 위치되는 것이다. 그리고 상기한 월 가이드 볼(42) 및 플로우 가이드 볼(44)이 형성되는 피스톤(40)의 상부면에는 흡기 밸브(26) 및 배기 밸브(27)와의 충돌을 방지하기 위한 밸브 포켓(46)이 형성된다. 또한, 인젝터(28)의 팁(28a)이 위치되는 월 가이드 볼(42)의 일측은 인젝터(28)의 노즐부가 충돌되는 것을 방지하기 위한 홈(48)이 형성된다.In particular, a wall guide bowl 42 is formed at a portion where the fuel injected from the injector 28 collides on the upper surface of the piston 40 accommodated in the cylinder 23. A flow guide bowl 44 is formed at a portion at which intake air is introduced at 24. That is, the wall guide ball 42 is located on the intake valve 26 side, and the flow guide ball 44 is located on the exhaust valve 27 side. In addition, a valve pocket 46 for preventing collision with the intake valve 26 and the exhaust valve 27 is provided on the upper surface of the piston 40 on which the wall guide ball 42 and the flow guide ball 44 are formed. Is formed. In addition, one side of the wall guide ball 42 in which the tip 28a of the injector 28 is positioned is formed with a groove 48 for preventing the nozzle portion of the injector 28 from colliding.

이상과 같이 구성되는 가솔린 직접 분사식 엔진의 작동상태를 설명하면 다음과 같다.Referring to the operating state of the gasoline direct injection engine configured as described above are as follows.

엔진이 시동되어 엔진의 운전영역이 부분부하 상태일 경우에는 상기한 VCM 밸브(31)는 개방된 상태가 되어, 흡기 매니폴드를 통과한 흡기는 흡기 포트(24)의 상측 유로(24a) 및 하측 유로(24b)를 통해서 연소실로 도입된다. 연소실로 도입되는 흡기는 상기한 플로우 가이드 볼(44)에 의해서 텀블이 강화된다.When the engine is started and the operating region of the engine is in a partial load state, the VCM valve 31 is in an open state, and the intake air passing through the intake manifold is at the upper flow path 24a and the lower side of the intake port 24. It introduces into a combustion chamber through the flow path 24b. The intake air introduced into the combustion chamber is strengthened by the flow guide ball 44 described above.

그리고 상기한 인젝터(28)를 통해서 월 가이드 볼(42)로 분사되는 연료는 상기 월 가이드 볼(42)의 벽면을 따라 가면서 기화되고, 기화된 연료는 흡기 포트(24)를 통해 유입된 흡기와 혼합되고, 피스톤(40)의 압축과정에서 스파크 플러그(29)의 불꽃점화에 의해 연소된다.And the fuel injected into the wall guide ball 42 through the injector 28 is vaporized along the wall surface of the wall guide ball 42, the vaporized fuel and the intake air introduced through the intake port 24 It is mixed and burned by spark ignition of the spark plug 29 in the compression process of the piston 40.

한편, 엔진이 운전영역이 전부하 상태일 경우에는 스플리트 월(30)의 초입부에 마련된 VCM 밸브(31)가 폐쇄되어, 흡기 매니폴드를 통과한 흡기는 흡기 포트(24)의 상측 유로(24a)로만 흐르게 된다. 그러면 흡기는 상기 상측 유로(24a)를 통과하면서 강한 텀블 유동을 동반한 채로 연소실로 도입된다. 연소실 내로 강하게 도입된 텀블 유동 중 일부는 배기 쪽을 향하여 흡입과정 동안 실린더 내에서 강하게 회전을 하다가, 압축과정 중에 배기 쪽에 있는 상승하는 플로우 가이드 볼(44)을 따라 텀블 유동이 압축되면서 더욱 더 강하게 회전을 하게 된다.On the other hand, when the engine operation region is in the full load state, the VCM valve 31 provided at the beginning of the split wall 30 is closed, and the intake air passing through the intake manifold (the upper flow path of the intake port 24) Only flow to 24a). The intake air is then introduced into the combustion chamber with strong tumble flow passing through the upper flow passage 24a. Some of the tumble flows strongly introduced into the combustion chamber rotate strongly in the cylinder during the suction process toward the exhaust side, and then rotate more strongly as the tumble flow is compressed along the rising flow guide ball 44 on the exhaust side during the compression process. Will be

이러한 강텀블 유동은 흡기 쪽의 월 가이드 볼(42) 쪽에서 형성된 혼합기의 믹싱과 연소를 촉진하는 역할을 한다. 또한, 배기 쪽으로 넘어오는 혼합기를 스파크 플러그(29) 주위로 집중되게 하는 역할도 한다. 흡기 쪽에 있는 월 가이드 볼(42)은 흡입된 일부 공기에 약한 회전운동을 형성하게 하고 주로 분사된 연료분무를 월 가이드 볼(42)의 벽면을 따라 가면서 기화하여 피스톤 쪽으로 유도되도록 하는 역할을 한다.This strong tumble flow serves to promote mixing and combustion of the mixer formed on the wall guide ball 42 side of the intake side. It also serves to concentrate the mixer that is turned towards the exhaust around the spark plug 29. The wall guide ball 42 on the intake side serves to form a weak rotational motion in some of the inhaled air and vaporize the injected fuel spray along the wall surface of the wall guide ball 42 to guide the piston.

흡기 포트(24)에서 흡입된 강한 텀블을 동반한 흡기는 실린더 내로 직접 분사된 연료와 혼합되고 스파크 플러그(29) 주위에 성층의 혼합기를 형성하여 연료를 연소시키게 된다.Intake with strong tumble sucked from the intake port 24 mixes with fuel injected directly into the cylinder and forms a stratified mixer around the spark plug 29 to combust the fuel.

이상과 같이 흡기는 상기한 플로우 가이드 볼(44)에서 강한 텀블을 형성하게 되므로서 종래의 월 가이드 볼에 비하여 흡기 포트에서 생성되어야 하는 요구 텀블 강도가 작으므로서 흡기 포트(24)에서의 강한 텀블 생성에 의한 펌핑 로스(Pumping loss)가 줄어 든다. 그리고 도입 공기량이 적은 소배기량에서 도입된 공기의 이용율을 높이고 피스톤 볼에 따른 양산 공차(Tolerance)가 적다는 단점을 보완할 수 있다. 또한, 피스톤의 상부면에 월 가이드 볼만이 형성되었던 종래의 기술에서는 연료분무와 유동을 동시에 가이드하였으나, 본 발명에 의한 피스톤(40)의 경우에는 2개의 볼(42,44)이 형성되어, 플로우 가이드 볼(44)은 흡기의 흐름을 가이드하고, 월 가이드 볼(42)은 연료의 분무를 가이드하게 된다.As described above, since the intake air forms a strong tumble in the above-described flow guide ball 44, a strong tumble in the intake port 24 is required because the required tumble strength to be generated in the intake port is smaller than that of the conventional wall guide ball. Pumping loss due to generation is reduced. In addition, it is possible to compensate for the disadvantage of increasing the utilization rate of the introduced air at a small exhaust volume with a small amount of introduced air and having a small production tolerance according to the piston ball. In addition, in the prior art in which only the wall guide ball was formed on the upper surface of the piston, the fuel spray and the flow were simultaneously guided. However, in the case of the piston 40 according to the present invention, two balls 42 and 44 are formed to flow. The guide ball 44 guides the flow of intake air, and the wall guide ball 42 guides the spraying of fuel.

이상과 같이 구성되는 본 발명은 가솔린 직접 분사식 엔진에서 피스톤의 상부면에 흡기의 텀블 유동을 강하게 하기 위한 플로우 가이드 볼과, 인젝터에서 분사되는 연료의 분무를 가이드 하기 위한 월 가이드 볼이 각각 형성되고, 흡기 포트의 도중에 흡기의 텀블을 강하게 하기 위한 스플리트 월과 VCM 밸브가 형성되므로서 엔진의 전부하 영역에서 연소효율이 향상될 뿐만 아니라, 배출가스의 양이 줄어들게 되고, 성층연소의 실현으로 초희박연소가 가능하게 되어 연비가 저감되는 커다란 장점이 있는 것이다.The present invention constituted as described above is provided with a flow guide ball for strengthening the tumble flow of intake on the upper surface of the piston in the gasoline direct injection engine, and a wall guide ball for guiding the spraying of the fuel injected from the injector, The split wall and VCM valve are formed in the middle of the intake port to strengthen the intake tumble, thereby improving combustion efficiency in the full load region of the engine and reducing the amount of exhaust gas. Combustion is possible has the great advantage of reducing fuel consumption.

Claims (4)

실린더의 상부로 흡기 밸브 및 배기 밸브가 장착되며, 흡기 및 배기가스의 유로가 되는 흡기 포트 및 배기 포트가 마련되고, 피스톤의 상부로 연료가 직접 분사되도록 하는 인젝터가 흡기 포트의 일측에 형성되며, 실린더의 상부측에 불꽃점화를 위한 스파크 플러그가 형성되는 가솔린 직접 분사식 엔진에 있어서,An intake valve and an exhaust valve are mounted to an upper portion of the cylinder, an intake port and an exhaust port serving as flow paths of intake and exhaust gas are provided, and an injector for directly injecting fuel into the upper portion of the piston is formed on one side of the intake port. In a gasoline direct injection engine in which a spark plug for spark ignition is formed on an upper side of a cylinder, 엔진(20)의 운전 영역에 따라 흡기의 텀블 강도가 다르게 조절될 수 있도록 흡기 포트(24)의 도중을 상측 유로(24a)와 하측 유로(24b)로 분할하는 스플리트 월(30)과;A split wall 30 for dividing the middle of the intake port 24 into an upper flow passage 24a and a lower flow passage 24b so that the tumble intensity of the intake air can be adjusted differently according to the driving region of the engine 20; 엔진의 운전영역에 따라 상기 스플리트 월(30)에 의해 분할된 흡기 포트(24)의 하측 유로(24b)를 개폐하기 위한 VCM 밸브(31)와;A VCM valve (31) for opening and closing the lower flow passage (24b) of the intake port (24) divided by the split wall (30) according to the operating region of the engine; 상기한 인젝터(28)에서 분사되는 연료가 충돌하는 부위에 월 가이드 볼(42)이 형성되고, 상기한 흡기 포트(24)에서 흡기가 도입되는 부위에 플로우 가이드 볼(44)이 형성되는 피스톤(40); 을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 가솔린 직접 분사식 엔진의 연소실 구조.The piston having a wall guide ball 42 is formed at a site where the fuel injected from the injector 28 collides, and the flow guide ball 44 is formed at a site at which intake air is introduced from the intake port 24 ( 40); Combustion chamber structure of a gasoline direct injection engine comprising a. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기한 월 가이드 볼(42) 및 플로우 가이드 볼(44)이 형성되는 피스톤(40)의 상부면에는 흡기 밸브(26) 및 배기 밸브(27)와 충돌을 방지하기 위한 밸브 포켓(46)이 형성되는 것을 특징으로 하는 가솔린 직접 분사식 엔진의 연소실 구조.On the upper surface of the piston 40 on which the wall guide ball 42 and the flow guide ball 44 are formed, a valve pocket 46 for preventing collision with the intake valve 26 and the exhaust valve 27 is formed. Combustion chamber structure of a gasoline direct injection engine, characterized in that the. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기한 월 가이드 볼(42)의 일측으로는 인젝터(28)의 노즐부와 충돌을 방지하기 위한 홈(48)이 형성되는 것을 특징으로 하는 가솔린 직접 분사식 엔진의 연소실 구조.Combustion chamber structure of a gasoline direct injection engine, characterized in that a groove 48 for preventing a collision with the nozzle portion of the injector 28 is formed at one side of the wall guide ball (42). 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기한 인젝터(28)의 팁(28a)은 실린더(23) 내측으로 소정 구간 돌출된 채로 장착되는 것을 특징으로 하는 가솔린 직접 분사식 엔진의 연소실 구조.The tip (28a) of the injector (28) is a combustion chamber structure of a gasoline direct injection engine, characterized in that the cylinder 23 is mounted while protruding a predetermined section inside.
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