KR20050044099A

KR20050044099A - 엔진의 가변 스월 장치

Info

Publication number: KR20050044099A
Application number: KR1020030078660A
Authority: KR
Inventors: 최인용
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2003-11-07
Filing date: 2003-11-07
Publication date: 2005-05-12
Also published as: KR100535138B1

Abstract

본 발명은 엔진의 흡기포트 유동단면적을 변화시키지 않고 연소실 내에 스월을 형성 및 조절할 수 있도록 함으로써, 엔진의 흡기효율을 저하시키지 않고 가변 스월을 구현하여 엔진의 성능을 더욱 향상시킬 수 있도록 한다.

Description

엔진의 가변 스월 장치{variable swirl apparatus of an engine}

본 발명은 엔진의 가변 스월 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 흡기포트의 유동단면적의 축소 없이 연소실내에 스월을 형성 및 가변시킬 수 있도록 하여, 흡기효율의 저하 없이 스월의 조절이 가능하도록 하는 기술에 관한 것이다.

최근에는 엔진 연소실의 공기 유동을 향상시키기 위해 스월 장치를 채용하고 있는 엔진이 많으며, 엔진의 운전상태에 따라서 스월의 양을 조절할 수 있도록 하고 있는 가변 스월 장치가 사용되고 있다.

그런데, 종래의 가변 스월 장치는 대체로 흡기포트의 면적을 밸브 등으로 조절하여 흡입공기의 유동을 가변시켜서 스월을 형성 및 조절하도록 하는 메커니즘을 가지고 있어서, 상기와 같이 밸브 등으로 흡기포트의 면적을 제한하는 상태 또는 밸브기구의 존재 자체에서 발생하는 흡기포트 유동단면적의 축소로 인하여, 엔진의 흡기효율이 저하되는 문제점을 가지고 있다.

본 발명은 엔진의 흡기포트 유동단면적을 변화시키지 않고 연소실 내에 스월을 형성 및 조절할 수 있도록 함으로써, 엔진의 흡기효율을 저하시키지 않고 가변 스월을 구현하여 엔진의 성능을 더욱 향상시킬 수 있도록 한 엔진의 가변 스월 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 엔진의 가변 스월 장치는 밸브시트 주위로부터 연소실을 향한 경사도가 밸브시트의 주위를 따라 변화하도록 형성된 오프셋챔퍼링과;

상기 오프셋챔퍼링을 회동시키는 회동수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 엔진의 가변 스월 장치의 구성을 설명한 도면으로서, 밸브시트(1) 주위로부터 연소실을 향한 경사도가 밸브시트(1)의 주위를 따라 변화하도록 형성된 오프셋챔퍼링(3)과; 상기 오프셋챔퍼링(3)을 회동시키는 회동수단을 포함하여 구성되어 있다.

즉, 흡기포트(5)의 연소실측 단부에는 밸브시트(1)가 압입되어 있고, 이 밸브시트(1)의 주위에는 상기 오프셋챔퍼링(3)이 상기 밸브시트(1)에 대하여 회동이 가능한 상태로 설치되어 있어서, 엔진ECU가 상기 회동수단을 이용하여 상기 오프셋챔퍼링(3)을 도 2와 도 3에 비교하여 도시한 바와 같이 상기 밸브시트(1)에 대하여 회동시킬 수 있도록 되어 있는 것이다.

상기 오프셋챔퍼링(3)의 경사도는 증가와 감소의 1사이클을 연속적으로 변화하여, 상기 오프셋챔퍼링(3)에 상기 밸브시트(1)의 원주방향을 따라 경사도가 증가하고 감소하는 경사면을 형성하도록 되어 있다.

따라서, 오프셋챔퍼링(3)의 경사면이 도 1에 도시된 바와 같이 일측으로는 완만하고 일측으로는 가파른 상태가 형성되어, 완만한 경사면쪽으로는 공기의 유동이 원활하게 이루어지고, 가파른 경사면 쪽으로는 공기의 유동이 제한 받게 되도록 되어 있다.

본 실시예에서 상기 회동수단은 상기 오프셋챔퍼링(3)에 일체로 형성된 피니언(7)과,상기 피니언(7)에 치합되는 래크(9)와, 상기 래크(9)를 직선 왕복운동시키는 액츄에이터(11)로 구성하였다.

상기 래크(9) 및 액츄에이터(11)는 실린더헤드(15)의 워터자켓 등의 공간을 이용하여 적절하게 설치하도록 한다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

도 4는 연소실내에 스월을 강화시킨 상태를 도시한 것으로서, 상기 오프셋챔퍼링(3)의 완만한 경사면이 흡기포트(5)를 통한 흡입공기의 유동방향을 향하여 맞추어져 있다.

물론, 이와 같은 상태는 엔진ECU가 엔진의 운전상태를 판단하여 스월을 강화시켜야 한다고 판단하고, 상기 액츄에이터(11)를 작동시켜서 래크(9)를 직선이동시킴에 의해 상기 오프셋챔퍼링(3)의 완만한 경사면의 방향을 도 4와 같은 상태로 맞춘 것이다.

따라서, 흡기포트(5)를 통해 연소실로 유입되는 공기는 상기 흡기포트(5)를 빠져나오면서 상기 오프셋챔퍼링(3)의 완만한 경사면을 따라 원활하게 유동하면서, 연소실 내에 강한 스월을 형성하게 된다.

반면, 엔진ECU가 엔진의 운전 상태를 판단한 결과, 스월을 저하시켜야 한다고 결정된 경우에는 역시 상기 액츄에이터(11)를 구동시켜 래크(9)로 하여금 상기 오프셋챔퍼링(3)이 회동되도록 하여 도 5와 같은 상태가 되도록 한다.

도 5와 같은 상태에서는 상기 오프셋챔퍼링(3)의 완만한 경사면이 흡기포트(5)를 통한 흡입공기의 유동반향에 반대방향을 향하고, 대신 가파른 경사면이 흡입공기의 유동방향을 향하도록 되어 있어서, 상기 흡기포트(5)를 빠져 나온 공기는 도시된 바와 같이 상기 오프셋챔퍼링(3)의 가파른 경사면에 부딪혀서 스월의 형성에 장애를 주어 스월을 감소시키게 된다.

상기한 바와 같이 상기 오프셋챔퍼링(3)을 회동시키는 작동에 의해서 연소실내에 스월을 형성 및 조절하도록 하면, 흡기포트(5)를 통해 유입되는 공기의 유동단면적을 축소시키지 않아서 흡기효율이 저하됨이 없이 스월의 생성 및 조절이 가능해진다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 엔진의 흡기포트 유동단면적을 변화시키지 않고 연소실 내에 스월을 형성 및 조절할 수 있도록 함으로써, 엔진의 흡기효율을 저하시키지 않고 가변 스월을 구현하여 엔진의 성능을 더욱 향상시킬 수 있도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 엔진의 가변 스월 장치의 구성을 설명한 도면,

도 2와 도 3은 오프셋챔퍼의 회전작동을 비교하여 도시한 도면,

도 4와 도 5는 본 발명에 따른 엔진의 가변 스월 장치의 작용을 비교하여 설명한 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>

1; 밸브시트 3; 오프셋챔퍼링

5; 흡기포트 7; 피니언

9; 래크 11; 액츄에이터

15; 실린더헤드

Claims

밸브시트 주위로부터 연소실을 향한 경사도가 밸브시트의 주위를 따라 변화하도록 형성된 오프셋챔퍼링과;

상기 오프셋챔퍼링을 회동시키는 회동수단;

을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 엔진의 가변 스월 장치.
제1항에 있어서,

상기 오프셋챔퍼링의 경사도는 증가와 감소의 1사이클을 연속적으로 변화하여, 상기 오프셋챔퍼링에 상기 밸브시트의 원주방향을 따라 경사도가 증가하고 감소하는 경사면을 형성하는 것

을 특징으로 하는 엔진의 가변 스월 장치.
제1항에 있어서, 상기 회동수단은

상기 오프셋챔퍼링에 일체로 형성된 피니언과;

상기 피니언에 치합되는 래크와;

상기 래크를 직선 왕복운동시키는 액츄에이터;

로 구성된 것을 특징으로 하는 엔진의 가변 스월 장치.