KR20060069095A

KR20060069095A - Ｖ8 엔진 구조

Info

Publication number: KR20060069095A
Application number: KR1020040108188A
Authority: KR
Inventors: 박수열
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2004-12-17
Filing date: 2004-12-17
Publication date: 2006-06-21
Anticipated expiration: 2024-12-17
Also published as: KR101092535B1; KR100974600B1; KR20060069214A

Abstract

V8 엔진 구조가 개시된다. 개시된 V8 엔진 구조는, 8개의 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 및 8번 기통이 구비된 V8엔진에 있어서, 상기 1, 2, 4, 5번 기통의 보어의 크기는, 다른 기통의 보어에 대비하여 크게 형성된 것을 그 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 크랭크 축의 균일한 모멘트로 인해 운전 안정성이 향상되고, 기통별 균일한 공연비 제어가 가능하여 배기가스를 저감시킬 수 있는 이점이 있다.

V8 엔진, 기통, 크랭크 축

Description

Ｖ8 엔진 구조{STRUCTURE OF V8 ENGINE}

도 1은 종래의 기술에 따른 V8 엔진 구조의 적용으로 기통별 발생되는 토크 편차를 나타내 보인 그래프.

도 2a 및 도 2b는 기통별 신기 유입을 비교하여 나타내 보인 그래프.

도 3a 및 도 3b는 배기압의 형성 상태와 흡기밸브의 열림 시기를 비교하여 나타내 보인 그래프.

도 4는 본 발명에 따른 V8 엔진 구조를 개략적으로 나타내 보인 사시도.

도 5는 기통간 불균일 해소로 인한 결과를 나타내 보인 표.

도 6은 본 발명에 따른 V8 엔진 구조의 적용으로 기통간 토크 불균일을 해소한 결과를 나타내 보인 그래프.

본 발명은 V8 엔진 구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기통별로 다른 실린더 체적을 갖게 하여 기통으로 유입되는 신기 양의 불균일을 해소하기 위한 V8 엔진 구조에 관한 것이다.

V8 엔진의 경우 1사이클 내에 8개의 실린더가 점화되어야 하고, 또한 크랭크 계의 밸런싱을 유지하기 위해 엔진의 경우 1-2-7-8-4-5-6-3의 점화 순서(Firing Order)를 설정한다.

상기한 바와 같은 점화 순서로 인한 기통간의 배기 간섭으로 3, 6, 7, 8번 실린더가 다른 기통 대비 많은 공기가 유입되고, 이로 인해 전부하에서의 기통간 IMEP(Indicated Mean Effective Pressure) 편차 혹은 부분 부하에서의 기통간 공연비 불일치로 배기가스(Emission) 제어에 어려움이 발생한다.

이하에서 후술하는 해석에 의해 계산된 V8엔진의 기통별로 발생되는 토크(Torque) 편차 및 그 원인을 설명하면 다음과 같다.

도 1에 도시된 바와 같이, 기통별로 발생되는 토크 편차 크고(최대 약 15% 편차), 3, 6, 7, 8 번 기통이 다른 기통에 대비하여 큰 토크를 갖는다. 그리고 후술하는 바와 같이 점화 순서(1-2-7-8-4-5-6-3)에 따른 배기 간섭에 기인하고, 엔진 회전수에 따라 편차 정도의 차이는 있으나 3, 6, 7, 8이 다른 것들에 대비하여 우세함을 나타내는 기조는 유지된다.

도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 좌우 뱅크 모두 기통간 점화 간격은 90, 180, 270도로 동일 뱅크 내 기통간에 불균일 점화가 이루어지고, 좌 뱅크의 경우 7번 실린더에서, 우 뱅크의 경우 6번 실린더에서 초기 흡입 구간에서 원활한 차징 모션(Charging Motion)을 보이며, 이로 인해 여타 기통 대비 높은 체적 효율과 큰 토크를 발생시키다.

또한 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같은 배기압 선도의 경우 4개의 주요 피크(Peak) 점이 나타나며, 이는 각 실린더의 배기밸브 개도 시점과 같다. 3, 6, 7, 8실린더의 경우, 밸브 오버랩(overlap) 구간에서 배기압의 상승이 이루어지지 아니함에 따라 차징에 유리하여 다른 기통에 대비하여 높은 토크를 발생(전부하)시킨다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, V8 엔진의 각 기통마다의 크기를 달리 하여 각 기통으로 유입되는 신기 양의 불균일을 해소 록 한 V8 엔진 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 V8 엔진 구조는, 8개의 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 및 8번 기통이 구비된 V8엔진에 있어서, 상기 1, 2, 4, 5번 기통의 보어의 크기는, 다른 기통의 보어에 대비하여 크게 형성된 것을 그 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1에는 본 발명에 따른 V8 엔진 구조의 구성을 개략적으로 나타낸 사시도가 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 V8 엔진 구조는, 엔진(10)의 엔진블록(10a)에 8개의 보어(11,12,13,14,15,16,17,18)가 구비되어 8개의 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 및 8번 기통이 구비된 것으로, 상기 1, 2, 4, 5번 기통의 보어(11,12,14,15)의 크기는, 다른 기통, 즉 3, 6 ,7, 8번 기통의 보어(13,16,17,18)에 대비하여 크게 형성된다. 그리고 상기 기통의 점화 순서는, 1-2-7-8-4-5-6-3으로 이루어진다.

이를 좀 더 구체적으로 설명하면, 상기 1, 2, 4, 5번 기통은 다른 기통에 대비하여 5% 큰 체적으로 형성되고, 상기 1, 2, 4, 5번 기통의 보어(11,12,14,15)의 크기는 3, 6 ,7, 8번 기통의 보어(13,16,17,18)의 크기에 비해 1.025배가 된다.

즉, 3, 6, 7, 8번 기통의 보어(13,16,17,18) 크기를 B라고 하면, 상기 1, 2, 4, 5번 기통의 보어(11,12,14,15) 크기는 1.025B가 된다.

또한 상기 1, 2, 4, 5번 기통의 흡기밸브 크기는 다른 기통보다 1.025배가 된다.

상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 V8 엔진 구조의 작용을 설명하면 다음과 같다.

도면을 다시 참조하면, 본 발명에 따른 V8 엔진 구조는, 1-2-7-8-4-5-6-3의 점화 순서를 갖는 것으로, 신기의 유입이 불리한 1, 2, 4, 5번 기통의 보어(11,12,14,15)의 크기를 여타 기통의 보어에 대비하여 크게 설계한다.

그리고 신기 유입의 편차가 약 3~8% 정도이므로(각 rpm 별 해석 결과) 이를 실린더 체적에 의해 보상해야 함에 따라 상기 1, 2, 4, 5번 기통을 다른 기통에 대비하여 5% 큰 체적을 갖도록 한다.

따라서 전술한 바와 같이, 상기 3, 6, 7, 8 기통의 보어(13,16,17,18) 크기를 B라고 한다면, 상기 1, 2, 4, 5번 기통의 보어(11,12,14,15) 크기는 1.025B가 된다.

이에 따라 상기 1, 2, 4, 5번 기통의 흡기밸브 크기 또한 다른 기통의 1.025배를 유지해야 한다.

상기한 바와 같이 본 발명은, 기통간 발생하는 토크 편차로 인한 크랭크 축의 불균일한 모멘트 발생 및 배기가스 제어의 문제점을 해소하기 위해, V8 엔진의 각 기통마다의 크기를 달리하였다.

이에 따라 각 기통으로 유입되는 신기 양의 불균일을 해소하였고, 기통간 불균일한 토크 편차 및 공연비 편차 해소시 얻을 수 있는 배기가스, 연료 소비율(토크), 운전 안정성 향상을 이루게 되었다. 이에 대한 결과가 도 5의 표로 나타내 보였다.

그리고 엔진 적용시 나타나는 불균일 토크 편차 해소 계산 결과를 도 6에 나타내 보였다. 도 6에 도시된 바와 같이, 전술한 바 있는 도 1의 종래의 기술 적용에 비해 현저하게 토크 편차가 해소되었음을 알 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 V8 엔진 구조는 다음과 같은 효과를 갖는다.

크랭크 축의 균일한 모멘트로 인해 운전 안정성이 향상되고, 기통별 균일한 공연비 제어가 가능하여 배기가스를 저감시킬 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims

8개의 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 및 8번 기통이 구비된 V8엔진에 있어서,

상기 1, 2, 4, 5번 기통의 보어의 크기는, 다른 기통의 보어에 대비하여 크게 형성된 것을 특징으로 하는 V8 엔진 구조.
제1항에 있어서,

상기 기통의 점화 순서는, 1-2-7-8-4-5-6-3으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 V8 엔진 구조.
제1항에 있어서,

상기 1, 2, 4, 5번 기통은 다른 기통에 대비하여 5% 큰 체적으로 형성된 것을 특징으로 하는 V8 엔진 구조.
제1항에 있어서,

상기 1, 2, 4, 5번 기통의 상기 보어의 크기는 상기 3, 6 ,7, 8번 기통의 상기 보어의 크기에 비해 1.025배가 되는 것을 특징으로 하는 V8 엔진 구조.
제1항에 있어서,

상기 1, 2, 4, 5번 기통의 흡기밸브 크기는 다른 기통보다 1.025배가 되는 것을 특징으로 하는 V8 엔진 구조.