KR20060084293A - Valve seat assembly for internal combustion engine having means for mixing fuel - Google Patents

Valve seat assembly for internal combustion engine having means for mixing fuel Download PDF

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KR20060084293A KR1020050005109A KR20050005109A KR20060084293A KR 20060084293 A KR20060084293 A KR 20060084293A KR 1020050005109 A KR1020050005109 A KR 1020050005109A KR 20050005109 A KR20050005109 A KR 20050005109A KR 20060084293 A KR20060084293 A KR 20060084293A
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Abstract

본 발명은 내연기관의 밸브시트 조립체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 내연기관의 밸브시트에 설치되어 연료와 공기의 혼합을 촉진하는 연료혼합수단을 구비한 밸브시트 조립체에 관한 것이다.The present invention relates to a valve seat assembly of an internal combustion engine, and more particularly, to a valve seat assembly having a fuel mixing means installed on the valve seat of an internal combustion engine to promote mixing of fuel and air.

본 발명에 따른 내연기관용 밸브시트 조립체는, 내연기관의 흡기밸브와 접촉하는 링 형상의 밸브시트와, 내연기관의 흡기관을 통과하여 연소실로 공급되는 연료와 공기를 혼합하기 위하여 상기 밸브시트에 설치된 연료혼합수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.The valve seat assembly for an internal combustion engine according to the present invention includes a ring-shaped valve seat in contact with an intake valve of an internal combustion engine, and installed in the valve seat for mixing fuel and air supplied through the intake pipe of the internal combustion engine to the combustion chamber. It characterized in that it comprises a fuel mixing means.

내연기관, 난류, 와류, 연료혼합, 흡기관, 밸브, 밸브시트.Internal combustion engine, turbulence, vortex, fuel mixture, intake pipe, valve, valve seat.

Description

연료혼합수단을 구비한 내연기관용 밸브시트 조립체{VALVE SEAT ASSEMBLY FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINE HAVING MEANS FOR MIXING FUEL}VALVE SEAT ASSEMBLY FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINE HAVING MEANS FOR MIXING FUEL}

도 1은 종래 기술에 따른 밸브시트가 실린더 헤드에 설치된 상태의 단면도1 is a cross-sectional view of a state in which the valve seat according to the prior art is installed in the cylinder head

도 2는 종래 기술에 따른 베인이 설치된 흡기밸브의 사시도Figure 2 is a perspective view of the intake valve installed vane according to the prior art

도 3은 본 발명에 따른 내연기관용 밸브시트 조립체의 제1실시예의 사시도3 is a perspective view of a first embodiment of a valve seat assembly for an internal combustion engine according to the present invention;

도 4는 도 3의 실시예가 실린더 헤드에 설치된 상태의 단면도4 is a cross-sectional view of the embodiment of FIG. 3 installed in the cylinder head;

도 5는 본 발명에 따른 내연기관용 밸브시트 조립체의 제2실시예의 사시도5 is a perspective view of a second embodiment of a valve seat assembly for an internal combustion engine according to the present invention;

도 6은 본 발명에 따른 내연기관용 밸브시트 조립체의 제3실시예의 사시도6 is a perspective view of a third embodiment of a valve seat assembly for an internal combustion engine according to the present invention;

도 7은 본 발명에 따른 내연기관용 밸브시트 조립체의 제4실시예의 사시도7 is a perspective view of a fourth embodiment of a valve seat assembly for an internal combustion engine according to the present invention;

도 8은 본 발명에 따른 내연기관용 밸브시트 조립체의 제5실시예의 사시도8 is a perspective view of a fifth embodiment of a valve seat assembly for an internal combustion engine according to the present invention;

도 9는 본 발명에 따른 내연기관용 밸브시트 조립체의 제6실시예의 분해사시도9 is an exploded perspective view of a sixth embodiment of a valve seat assembly for an internal combustion engine according to the present invention;

도 10은 본 발명에 따른 내연기관용 밸브시트 조립체의 제7실시예의 분해사시도10 is an exploded perspective view of a seventh embodiment of a valve seat assembly for an internal combustion engine according to the present invention;

도 11은 도 10의 실시예의 결합사시도Figure 11 is a perspective view of the embodiment of Figure 10 combined

도 12는 도 10의 실시예가 실린더 헤드에 설치된 상태의 단면도12 is a cross-sectional view of the embodiment of FIG. 10 installed in the cylinder head;

도 13은 본 발명에 따른 내연기관용 밸브시트 조립체의 제8실시예가 실린더 헤드에 설치된 상태의 단면도13 is a cross-sectional view of an eighth embodiment of the valve seat assembly for an internal combustion engine according to the present invention installed in a cylinder head;

도 14는 본 발명에 따른 내연기관용 밸브시트 조립체의 제9실시예가 실린더 헤드에 설치된 상태의 단면도14 is a cross-sectional view of a ninth embodiment of a valve seat assembly for an internal combustion engine according to the present invention installed in a cylinder head;

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

100 밸브시트 200 지지대100 valve seat 200 support

300 원통부재 300 cylindrical member

본 발명은 내연기관의 밸브시트 조립체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 내연기관의 밸브시트에 설치되어 연료와 공기의 혼합을 촉진하는 연료혼합수단을 구비한 밸브시트 조립체에 관한 것이다.The present invention relates to a valve seat assembly of an internal combustion engine, and more particularly, to a valve seat assembly having a fuel mixing means installed on the valve seat of an internal combustion engine to promote mixing of fuel and air.

도 1은 종래 기술에 따른 내연기관의 실린더 헤드에 밸브시트가 설치된 상태를 도시하는 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a state in which a valve seat is installed in a cylinder head of an internal combustion engine according to the prior art.

밸브시트(10)는 밸브(20)의 밸브페이스(21)가 접촉하는 연소실(30)의 내벽 중 일부분으로서, 밸브페이스(21)와 밀착하여 연소실의 압력이 새는 것을 방지 하는 부분이며 완전한 기밀을 유지하여야 하고 더구나 고온가스에 노출되면서 밸브와 지속적으로 충돌하므로 높은 강도 및 경도를 가져야 한다. 따라서 실린더 헤드(40)의 재질이 알루미늄인 경우는 물론 주철인 경우에도, 실린더 헤드(40)와는 별도로 제작된 링 형상의 밸브시트(10)가 실린더 헤드(40)의 연소실(30)측에 설치되 는 경우가 많다.The valve seat 10 is a part of the inner wall of the combustion chamber 30 to which the valve face 21 of the valve 20 contacts, and is close to the valve face 21 to prevent leakage of the pressure in the combustion chamber. In addition, it must have high strength and hardness because it is constantly hitting the valve while being exposed to hot gas. Therefore, even when the material of the cylinder head 40 is aluminum as well as cast iron, a ring-shaped valve seat 10 manufactured separately from the cylinder head 40 is installed at the combustion chamber 30 side of the cylinder head 40. In many cases.

한편 내연기관에서 연소실에 공급되는 연료와 공기가 잘 혼합될수록 불완전 연소와 노킹이 감소하고 출력이 증가하는 효과가 있다는 것이 널리 알려져 있다. 이를 위하여 흡기 매니폴드 또는 흡기 매니폴드와 에어클리너 사이에 삽입하여 공기 또는 연료와 공기의 혼합기에 난류 또는 와류가 발생하도록 유도하는 스월링 유닛(swirling unit)들이 다양한 형태로 개발되었다. 이와 같은 종래의 스월링 유닛으로는, 중공 원통형상의 하우징의 중공 내부에 설치된 고정베인 또는 하우징의 길이방향을 중심축선으로 하여 회전가능하게 설치된 회전베인을 구비한 것이 있다. 또한 도 2에서 보는 바와 같이 흡기밸브(20)의 밸브페이스(21) 측에 베인(24)을 설치하여 난류 또는 와류 형성을 도모한 예도 있다. 이상에서 미설명된 도면부호 22은 밸브헤드이고 도면부호 23는 밸브스템이다.On the other hand, it is widely known that as the fuel and air supplied to the combustion chamber in the internal combustion engine are mixed well, incomplete combustion and knocking are reduced and the output is increased. To this end, swirling units have been developed in various forms, which are inserted between the intake manifold or the intake manifold and the air cleaner to induce turbulence or vortex in the air or a mixture of fuel and air. Such a conventional swirling unit includes a fixed vane provided inside the hollow of the hollow cylindrical housing or a rotating vane rotatably installed with the longitudinal axis of the housing as the center axis. In addition, as shown in FIG. 2, a vane 24 is provided on the valve face 21 side of the intake valve 20 to achieve turbulence or vortex formation. Reference numeral 22 not described above denotes a valve head and reference numeral 23 denotes a valve stem.

그러나, 종래의 스월링 유닛은 흡기 매니폴드 또는 흡기 매니폴드와 에어클리너 사이에 배치되므로, 스월링 유닛을 통과한 공기가 연료분사장치 또는 연소실에 이르기 전에 관내 마찰에 의해 난류 또는 와류가 대폭 소실된다. 또한 특히 연료분사 노즐이 흡기 매니폴드의 실린더 헤드측 말단에 인접한 내연기관에서는 연료와 공기의 혼합기에 직접 작용하는 것이 아니라 공기의 흐름에만 난류 또는 와류를 형성하므로 연료와 공기의 혼합이라는 목적을 달성하기가 어렵다. 또한 난류 또는 와류 형성을 위한 회전체가 하우징의 중공 내부에 설치되므로 흡기 매니폴드의 단면적이 하우징에 의해 감소하여 공기의 흐름을 방해하는 문제점이 있다. However, since the conventional swirling unit is disposed between the intake manifold or the intake manifold and the air cleaner, turbulent flow or vortex is greatly lost by friction in the tube before the air passing through the swirling unit reaches the fuel injection device or the combustion chamber. . In addition, especially in an internal combustion engine in which the fuel injection nozzle is adjacent to the cylinder head side end of the intake manifold, rather than acting directly on the fuel and air mixer, it forms turbulence or vortex only in the air flow, thereby achieving the purpose of mixing fuel and air. Is difficult. In addition, since the rotor for turbulence or vortex formation is installed inside the hollow of the housing, there is a problem in that the cross-sectional area of the intake manifold is reduced by the housing to hinder the flow of air.                         

한편 흡기밸브의 흡기관측 면에 베인을 설치한 종래의 스월링 유닛은 연료와 공기의 혼합기에 직접 난류 또는 와류를 형성하기 위한 것이긴 하나, 흡기밸브와 함께 왕복운동하는 동안 혼합기의 유동과 동일한 방향으로 움직일 때가 있으며, 이 때에는 혼합기에 형성되는 난류 또는 와류가 충분하지 못하다는 문제점이 있다. 그리고 흡기밸브의 일측면에 설치된 베인은 흡기밸브의 잦은 왕복 운동에 따른 충격 및 연소실로부터 전달된 열에 의해 손상되기 쉽다. 만일 베인이 밸브의 왕복 운동에 따른 충격에 의해 파괴될 경우 내연기관 전체의 작동에 치명적인 영향을 주게 된다.On the other hand, the conventional swirling unit having vanes on the intake pipe side of the intake valve is for forming turbulence or vortex directly in the fuel and air mixer, but in the same direction as the flow of the mixer during the reciprocating motion with the intake valve. There is a problem that the turbulence or vortex formed in the mixer is not enough at this time. And the vanes provided on one side of the intake valve are easily damaged by the shock and the heat transferred from the combustion chamber due to frequent reciprocating motion of the intake valve. If the vane is destroyed by the impact of the reciprocating motion of the valve, it has a fatal effect on the operation of the entire internal combustion engine.

본 발명은 난류 또는 와류를 형성하여 연료와 공기의 혼합기의 혼합을 촉진할 수 있는 내연기관용 밸브시트 조립체를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한 본 발명은 기존의 밸브시트에 연료혼합수단이 설치되어 혼합기의 흐름에 대한 방해를 최소화하면서 난류 또는 와류를 형성할 수 있는 내연기관용 밸브시트 조립체를 제공하는 것을 목적으로 한다. 그리고 본 발명은 밸브의 왕복운동에 따른 충격과 무관하게 혼합기에 난류 또는 와류를 형성할 수 있는 내연기관용 밸브시트 조립체를 제공하는 것을 목적으로 한다.It is an object of the present invention to provide a valve seat assembly for an internal combustion engine that can form turbulent or vortex to facilitate mixing of a fuel and air mixer. In addition, an object of the present invention is to provide a valve seat assembly for an internal combustion engine that can be installed in the existing valve seat fuel mixing means can form turbulent or vortex while minimizing the disturbance of the flow of the mixer. And an object of the present invention is to provide a valve seat assembly for an internal combustion engine capable of forming turbulence or vortex in the mixer irrespective of the impact of the reciprocating motion of the valve.

본 발명에 따른 내연기관용 밸브시트 조립체는, 내연기관의 흡기밸브와 접촉하는 링 형상의 밸브시트와, 내연기관의 흡기관을 통과하여 연소실로 공급되는 연료와 공기를 혼합하기 위하여 상기 밸브시트에 설치된 연료혼합수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.The valve seat assembly for an internal combustion engine according to the present invention includes a ring-shaped valve seat in contact with an intake valve of an internal combustion engine, and installed in the valve seat for mixing fuel and air supplied through the intake pipe of the internal combustion engine to the combustion chamber. It characterized in that it comprises a fuel mixing means.

본 발명에 따른 내연기관용 밸브시트 조립체에 있어서, 상기 연료혼합수단은, 흡기밸브의 밸브스템 측으로 배치되고, 상기 밸브시트로부터 반경방향으로 중심을 향하여 연장된 적어도 하나 이상의 지지대를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이 때 연료와 공기의 혼합을 촉진하기 상기 지지대는 베인 형상인 것이 위해 바람직하다.In the valve seat assembly for an internal combustion engine according to the present invention, the fuel mixing means is arranged on the valve stem side of the intake valve, characterized in that it comprises at least one support extending radially toward the center from the valve seat. . The support is preferably vane in order to facilitate mixing of fuel and air at this time.

또한 본 발명에 따른 내연기관용 밸브시트 조립체의 연료혼합수단은, 상기 지지대에 의해 지지되며 흡기밸브의 밸브스템이 관통되도록 중공이 형성된 원통부재와, 상기 원통부재의 외주면에 고정되고 원통부재의 길이방향에 대해 소정 각도 기울어진 나선형인 적어도 하나 이상의 제1 베인을 더 포함하는 것이 바람직하다.In addition, the fuel mixing means of the valve seat assembly for the internal combustion engine according to the present invention, the cylindrical member is supported by the support and the hollow through the valve stem of the intake valve, and fixed to the outer peripheral surface of the cylindrical member and the longitudinal direction of the cylindrical member It is further preferred to further comprise at least one first vane which is a spiral inclined with respect to the predetermined angle.

그리고 본 발명에 따른 내연기관용 밸브시트 조립체의 연료혼합수단은, 원통 형상이고 내주면이 상기 제1 베인의 끝단과 연결된 보강테를 더 포함할 수 있다. 나아가 상기 연료혼합수단은, 상기 보강테의 외주면과 내주면 중 적어도 어느 한 면에 고정된 제2 베인을 더 포함하는 것이 더욱 바람직하다.And the fuel mixing means of the valve seat assembly for the internal combustion engine according to the present invention may further comprise a reinforcing frame cylindrical shape and the inner peripheral surface is connected to the end of the first vane. Furthermore, the fuel mixing means further includes a second vane fixed to at least one of the outer circumferential surface and the inner circumferential surface of the reinforcing frame.

또한 본 발명에 따른 내연기관용 밸브시트 조립체는, 상기 제1 베인 복수 개가 상기 원통부재의 외주면에 등간격으로 배치된 베인세트 복수 개가 상기 원통부재의 길이방향을 따라 일렬로 배치된 것을 특징으로 한다. 이 때 상기 복수 개의 베인세트 중 어느 하나의 제1 베인은 이웃하는 다른 베인세트의 제1 베인과 서로 다른 각도로 기울어진 것이 바람직하다. 또한 상기 복수 개의 베인세트 중 어느 하나의 제1 베인은 단부에 연료와 공기의 혼합기의 유동방향으로 연장된 연장부를 포함하는 것이 더욱 바람직하다.In addition, the valve seat assembly for an internal combustion engine according to the present invention is characterized in that a plurality of vane sets having a plurality of first vanes disposed at equal intervals on the outer circumferential surface of the cylindrical member are arranged in a line along the longitudinal direction of the cylindrical member. At this time, it is preferable that any one of the vanes of the plurality of vanes is inclined at a different angle from the first vanes of other neighboring vanes. In addition, the first vane of any one of the plurality of vanes set more preferably includes an extension extending in the flow direction of the mixer of fuel and air at the end.

그리고 본 발명에 따른 내연기관용 밸브시트 조립체의 연료혼합수단은, 상기 원통부재의 외주면에 구속되어 회전가능하도록 설치된 허브를 더 포함하고, 상기 제1 베인은 상기 허브의 외주면에 고정된 것을 특징으로 할 수 있다. 이 때 상기 허브는 복수 개가 상기 원통부재의 길이방향을 따라 일렬로 배치된 것이 바람직하다. 또한 상기 복수 개의 허브 중 어느 하나에 고정된 제1 베인은 이웃하는 다른 허브에 고정된 제1 베인과 서로 다른 각도로 기울어진 것이 바람직하다. 그리고 상기 복수 개의 허브 중 어느 하나에 고정된 제1 베인은 단부에 연료와 공기의 혼합기의 유동방향으로 연장된 연장부를 포함하는 것이 바람직하다. 나아가 상기 복수 개의 허브 중 연료와 공기의 혼합기의 유동의 상류측에 위치한 허브는 하류측 일단의 직경이 확장된 확장부를 포함하고, 상기 확장부는 유동의 하류측에 위치한 허브의 상류측 일단을 덮는 것이 허브와 원통부재 사이에 이물질이 침투하는 것을 방지할 수 있으므로 바람직하다.The fuel mixing means of the valve seat assembly for an internal combustion engine according to the present invention further includes a hub that is constrained to the outer circumferential surface of the cylindrical member and is rotatably installed, wherein the first vane is fixed to the outer circumferential surface of the hub. Can be. At this time, it is preferable that the plurality of hubs are arranged in a line along the longitudinal direction of the cylindrical member. In addition, it is preferable that the first vane fixed to any one of the plurality of hubs is inclined at a different angle from the first vane fixed to another neighboring hub. In addition, the first vane fixed to any one of the plurality of hubs preferably includes an extension part extending in a flow direction of the mixer of fuel and air at an end portion thereof. Furthermore, the hub located upstream of the flow of the mixture of fuel and air among the plurality of hubs includes an extension having an extended diameter at the downstream end, and the extension covering an upstream end of the hub located downstream of the flow. It is preferable because foreign matter can be prevented from penetrating between the hub and the cylindrical member.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention will be described in detail.

도 3은 본 발명에 따른 내연기관용 밸브시트 조립체의 제1 실시예의 사시도이고, 도 4는 도 3의 실시예가 실린더 헤드에 설치된 상태의 단면도이다.3 is a perspective view of a first embodiment of a valve seat assembly for an internal combustion engine according to the present invention, and FIG. 4 is a cross-sectional view of the embodiment of FIG. 3 installed in a cylinder head.

본 실시예의 밸브시트 조립체는 밸브시트(100)와, 지지대(200)를 포함한다. 본 실시예에서는 상기 지지대(200)가 연료와 공기를 혼합하기 위한 연료혼합수단이다.The valve seat assembly of the present embodiment includes a valve seat 100 and a support 200. In this embodiment, the support 200 is a fuel mixing means for mixing fuel and air.

밸브시트(100)는 링형상으로서 실린더 헤드의 연소실(30)에서 흡기관(41)이 시작되는 지점에 설치되며 밸브(20)의 밸브페이스(21)가 접촉한다. 지지대(200)는 밸브시트(100)로부터 밸브시트의 중심을 향해 연장된다. 물론 지지대(200)는 밸브(20)의 작동에 영향을 주지 않도록 밸브(20)의 밸브스템(23) 측에 배치된다. 다시말해 지지대는 밸브시트(100)로부터 밸브헤드(22)의 반대편 측, 즉 흡기관(41) 측으로 배치되며 끝단이 밸브스템(23)과 접촉하지 않을 정도로만 연장되어야 한다. 또한 지지대(200)는 직선형 막대 형상으로, 탄성 있는 재질로 만들어져 연료와 공기의 혼합기의 유동에 의한 마찰에 의해 진동할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 나아가 지지대(200)는 연료와 공기의 혼합을 촉진하기 위해 도 3에 도시한 바와 같이 나선형으로 구부러진 베인 형상인 것이 더욱 바람직하다. 지지대(200)가 베인 형상일 경우에는 탄성 재질로 만들어질 필요성이 줄어든다. 또한 상기 지지대(200)는 복수 개 구비되는 것이 바람직하다.The valve seat 100 is ring-shaped and is installed at the point where the intake pipe 41 starts in the combustion chamber 30 of the cylinder head, and the valve face 21 of the valve 20 contacts. The support 200 extends from the valve seat 100 toward the center of the valve seat. Of course, the support 200 is disposed on the valve stem 23 side of the valve 20 so as not to affect the operation of the valve 20. In other words, the support is disposed from the valve seat 100 to the opposite side of the valve head 22, that is, to the intake pipe 41, and extends only so that the end does not contact the valve stem 23. In addition, the support 200 is a straight rod-shaped, it is preferably made of an elastic material to be able to vibrate by friction due to the flow of the fuel and air mixer. Furthermore, the support 200 is more preferably a vane shape bent in a spiral as shown in Figure 3 to promote the mixing of fuel and air. If the support 200 is a vane shape is reduced the need to be made of an elastic material. In addition, the support 200 is preferably provided with a plurality.

도 5는 본 발명에 따른 내연기관용 밸브시트 조립체의 제2 실시예의 사시도이다.5 is a perspective view of a second embodiment of a valve seat assembly for an internal combustion engine according to the present invention.

본 실시예는 앞선 제1실시예에 더하여 원통부재(300)와, 연료혼합용 돌기(510)를 더 포함하고 있다. 즉 본 실시예의 연료혼합수단은 지지대(200)와, 원통부재(300)와, 연료혼합용 돌기(510)를 포함한다.This embodiment further includes a cylindrical member 300 and a fuel mixing protrusion 510 in addition to the first embodiment. In other words, the fuel mixing means of the present embodiment includes a support 200, a cylindrical member 300, and a fuel mixing protrusion 510.

원통부재(300)는 지지대(200)에 의해 지지되며 밸브의 밸브스템이 통과할 수 있도록 중공이 형성된 원통 형상의 부재이다. 따라서 본 실시예의 지지대(200)는 강성 재질인 것이 바람직하다. 연료혼합용 돌기(510)는 상기 원통부재(300)의 외주면으로부터 돌출된 막대로서, 공기와 연료의 혼합기가 통과하면서 유동의 하류에 난류 또는 와류가 형성되도록 한다. 따라서 연료혼합용 돌기(510)는 유동의 저항이 변화됨에 따라 임의로 진동하면서 혼합기의 유동에 난류 또는 와류를 형성할 수 있도록 탄성체로 된 막대인 것이 바람직하다.The cylindrical member 300 is supported by the support 200 and is a cylindrical member formed hollow so that the valve stem of the valve can pass. Therefore, the support 200 of the present embodiment is preferably a rigid material. The fuel mixing protrusion 510 is a rod protruding from the outer circumferential surface of the cylindrical member 300 to allow turbulence or vortex to be formed downstream of the flow while the air and fuel mixture passes. Therefore, the fuel mixture protrusion 510 is preferably a rod made of an elastic body so as to form turbulence or vortex in the flow of the mixer while arbitrarily vibrating as the flow resistance is changed.

도 6은 본 발명에 따른 내연기관용 밸브시트 조립체의 제3 실시예의 사시도이다.6 is a perspective view of a third embodiment of a valve seat assembly for an internal combustion engine according to the present invention.

본 실시예가 앞선 제2 실시예와 다른 점은 연료혼합수단이 제1 베인(520)을 더 포함한다는 것이다. 상기 제1 베인(520)은 원통부재(300)의 외주면으로부터 돌출형성되며, 특히 복수의 제1 베인(520)이 원통부재의 길이방향에 대해 소정 각도 기울어진 나선형으로서 원통부재(300)의 외주면에 등간격으로 배치된 것이 바람직하다. 이하에서는 제1 베인(520) 복수 개가 원통부재(300)의 외주면에 배치된 것을 베인세트라 칭한다.The present embodiment differs from the foregoing second embodiment in that the fuel mixing means further includes a first vane 520. The first vane 520 protrudes from the outer circumferential surface of the cylindrical member 300, and in particular, the plurality of first vanes 520 are spirals inclined at a predetermined angle with respect to the longitudinal direction of the cylindrical member 300. It is preferable to arrange at equal intervals. Hereinafter, a plurality of first vanes 520 is disposed on the outer circumferential surface of the cylindrical member 300 and referred to as vane sets.

도 7은 본 발명에 따른 내연기관용 밸브시트 조립체의 제4 실시예의 사시도이다.7 is a perspective view of a fourth embodiment of a valve seat assembly for an internal combustion engine according to the present invention.

본 실시예가 앞선 제3 실시예와 다른 점은 연료혼합수단이 상기 제3 실시예에서와 같은 복수 개의 제1 베인(520), 즉 베인세트 이외에, 내주면이 상기 복수 개의 제1 베인(520) 각각의 끝단과 연결된 보강테(530)를 더 구비하고 있다는 것이다. 상기 보강테(530)는 제1 베인(520)의 끝단을 지지하여 강도를 보강해준다. 또한 상기 보강테(530)에는 제2 베인(531)이 고정되어 있는 것이 더욱 바람직하다. 상기 제2 베인(530)은 보강테(530)의 내주면 또는 외주면 중 어느 한 면, 또는 내주면과 외주면 모두에 배치될 수 있다. 상기 제2 베인(530)은 보강테(530)와 더불 어 난류 또는 와류의 형성을 더욱 증진시킬 수 있다.The present embodiment differs from the foregoing third embodiment in that the fuel mixing means has a plurality of first vanes 520 as in the third embodiment, that is, a plurality of first vanes 520 having an inner circumferential surface in addition to the vane set. It is further provided with a reinforcing frame 530 connected to the end of the. The reinforcing frame 530 supports the end of the first vane 520 to reinforce the strength. In addition, it is more preferable that the second vane 531 is fixed to the reinforcing frame 530. The second vane 530 may be disposed on any one of the inner circumferential surface or the outer circumferential surface of the reinforcing frame 530, or both the inner circumferential surface and the outer circumferential surface. The second vane 530 may further enhance the formation of turbulence or vortex in addition to the reinforcing frame 530.

도 8은 본 발명에 따른 내연기관용 밸브시트 조립체의 제5 실시예의 사시도이다.8 is a perspective view of a fifth embodiment of a valve seat assembly for an internal combustion engine according to the present invention.

본 실시예가 앞선 제4 실시예와 다른 점은 복수의 베인세트를 구비하고 있다는 점이다. 즉, 제1 베인세트(541)와 제2 베인세트(542)가 원통부재(300)의 길이방향을 따라 일렬로 배치된다. 도 8에는 각 베인세트에 제4 실시예에서와 같이 보강테와 제2 베인이 추가되어 있는 것으로 도시되었으나, 제3 실시예의 베인세트와 같이 보강테가 없는 구조를 선택할 수도 있다. 나아가 본 실시예의 연료혼합수단은 베인세트 대신 제2 실시예에서와 같이 원통부재 외주면에 형성된 연료혼합용 돌기를 구성의 일부분으로 할 수도 있다. 또한 제1 베인세트(541)의 각 제1 베인(520)이 원통부재(300)의 길이방향에 대해 기울어진 각도와 제2 베인세트(542)의 각 제1 베인(521)이 기울어진 각도를 달리하면 각 베인세트를 통과한 혼합기에 더욱 강한 와류를 형성할 수 있다.The present embodiment differs from the fourth embodiment in that it is provided with a plurality of vane sets. That is, the first vane set 541 and the second vane set 542 are arranged in a line along the longitudinal direction of the cylindrical member 300. FIG. 8 illustrates that each vane set has a reinforcing frame and a second vane added as in the fourth embodiment, but a structure without a reinforcing frame may be selected as in the vane set of the third embodiment. Furthermore, the fuel mixing means of this embodiment may have a fuel mixing protrusion formed on the outer circumferential surface of the cylindrical member as part of the configuration instead of the vane set. In addition, the angle of inclination of each of the first vanes 520 of the first vane set 541 with respect to the longitudinal direction of the cylindrical member 300 and the angle of inclination of each of the first vanes 521 of the second vane set 542. By varying, it is possible to form a stronger vortex in the mixer passing through each vane set.

도 9는 본 발명에 따른 내연기관용 밸브시트 조립체의 제6 실시예의 분해사시도이다.9 is an exploded perspective view of a sixth embodiment of a valve seat assembly for an internal combustion engine according to the present invention.

본 실시예가 앞선 실시예들과 다른 점은, 연료혼합수단이 원통부재(300)의 외주면에 구속되어 회전가능하게 설치된 허브(550)를 더 포함하며 상기 허브(550)에 복수의 제1 베인(551)이 결합되어 허브와 함께 회전한다는 것이다. 상기 허브(550)는 적당한 수의 통상적인 베어링(552)을 이용하여 원통부재(300)에 회전가능하게 설치되는 것이 바람직하다. 허브(550)가 회전가능하게 설치되면, 복수의 제1 베인(551)이 원통부재(300)를 중심축으로 하여 회전할 수 있고, 연료와 공기의 혼합기가 제1 베인을 통과할 경우 제1 베인이 회전하지 않는 경우에 비해 혼합기의 유동에 대한 저항이 현저히 감소한다. 따라서 내연기관의 흡입 효율을 크게 저하시키지 않는다.The present embodiment is different from the previous embodiments, the fuel mixing means further comprises a hub 550 rotatably mounted to the outer peripheral surface of the cylindrical member 300 and the plurality of first vanes ( 551 are combined to rotate with the hub. The hub 550 is preferably rotatably installed on the cylindrical member 300 using a suitable number of conventional bearings 552. When the hub 550 is rotatably installed, the plurality of first vanes 551 may rotate around the cylindrical member 300, and the fuel and air mixture may pass through the first vanes when the hub 550 is rotated about the central axis. The resistance to the flow of the mixer is significantly reduced compared to the case where the vanes do not rotate. Therefore, the suction efficiency of the internal combustion engine is not significantly reduced.

도 10은 본 발명에 따른 내연기관용 밸브시트 조립체의 제7 실시예를 나타낸 분해사시도이고, 도 11은 도 10의 실시예의 결합사시도이며, 도 12은 도 10의 실시예가 실린더 헤드에 설치된 상태의 단면도이다.10 is an exploded perspective view showing a seventh embodiment of the valve seat assembly for an internal combustion engine according to the present invention, FIG. 11 is a combined perspective view of the embodiment of FIG. 10, and FIG. 12 is a cross-sectional view of the embodiment of FIG. 10 installed in the cylinder head. to be.

본 실시예의 연료혼합수단은 앞선 제6 실시예와 같이 원통부재(300)에 회전가능하게 설치된 허브(560)와, 상기 허브(560)에 고정된 복수의 제1 베인(561)을 구비한 이외에도, 보강테(562)와 제2 베인(563)을 더 포함한다. 상기 보강테(562)는 앞선 제4 실시예에서와 같이 복수의 제1 베인(561)의 끝단이 내주면에 결합된 원통형상이고, 상기 제2 베인(563) 또한 제4 실시예에서와 같이 상기 보강테(562)의 내주면 또는 외주면 중 어느 하나, 또는 내주면과 외주면 모두에 배치된다. 특히 허브(560)가 베어링(565)에 의해 원통부재(300)에 회전가능하게 결합된 본 실시예에서 보강테(562)의 필요성은 앞선 제4 실시예에 비해 더욱 증대된다. 즉, 실린더헤드(40)의 흡기관(41)으로 공급된 혼합기가 연료혼합수단을 통과하면 복수의 제1 베인(561)에 부딪히면서 연료혼합수단을 회전시키는데, 회전수가 높을수록 원심력과 마찰력의 작용으로 인해 제1 베인(561)의 면을 따라 반경방향으로 이탈하는 혼합기의 양이 증가한다. 이와 같이 이탈된 혼합기는 다른 혼합기의 흐름을 방해하므로 흡기 효율을 저하시키는 원인이 될 수 있다. 보강테(562)는 제1 베인(561) 을 구조적으로 보강하는 이외에 이와 같은 혼합기의 이탈을 억제하는 역할도 한다.The fuel mixing means of this embodiment has a hub 560 rotatably installed in the cylindrical member 300 and a plurality of first vanes 561 fixed to the hub 560 as in the sixth embodiment. It further includes a reinforcing frame 562 and a second vane 563. The reinforcement frame 562 has a cylindrical shape in which the ends of the plurality of first vanes 561 are coupled to the inner circumferential surface as in the fourth embodiment, and the second vanes 563 also have the reinforcement as in the fourth embodiment. It is disposed on either the inner circumferential surface or the outer circumferential surface of the frame 562 or both the inner and outer circumferential surfaces. In particular, in this embodiment where the hub 560 is rotatably coupled to the cylindrical member 300 by the bearing 565, the need for the reinforcement frame 562 is further increased compared to the fourth embodiment. That is, when the mixer supplied to the intake pipe 41 of the cylinder head 40 passes through the fuel mixing means, the fuel mixture means is rotated while hitting the plurality of first vanes 561. The higher the rotation speed, the more the action of the centrifugal force and the frictional force. This increases the amount of mixer leaving radially along the face of the first vane 561. The mixer separated in this way may interfere with the flow of other mixers, which may cause deterioration of the intake efficiency. The reinforcing frame 562 also serves to suppress the separation of the mixer in addition to structurally reinforcing the first vane 561.

도 13은 본 발명에 따른 내연기관용 밸브시트 조립체의 제8 실시예가 실린더 헤드에 설치된 상태의 단면도이다.Fig. 13 is a sectional view of an eighth embodiment of the valve seat assembly for an internal combustion engine according to the present invention installed in a cylinder head.

본 실시예가 앞선 제7 실시예와 다른 점은 원통부재에 회전가능하게 설치된 허브를 복수 개 구비하고 있다는 점이다. 즉, 제1 허브(571)와 제2 허브(572)가 원통부재(300)의 길이방향을 따라 일렬로 배치되어 있다. 각 허브(571, 572)에 고정된 제1 베인, 보강테, 제2 베인은 앞선 제3 실시예 내지 제6 실시예와 같은 구조를 선택적으로 채택할 수 있다. 즉 각 허브(571, 572)에는 제1 베인만이 고정되어 있을 수도 있으며, 제1 베인 이외에 보강테 및 제2 베인이 더 구비되어 있을 수도 있다. 또한 복수의 허브 이외에 제3 실시예에서와 같이 원통부재에 직접 고정된 베인세트를 원통부재의 길이방향을 따라 일렬로 추가하여 배치할 수도 있다. 나아가 제1 허브(571)에 고정된 제1 베인이 원통부재의 길이방향에 대해 기울어진 각도와 제2 허브(572)에 고정된 제1 베인이 기울어진 각도를 달리하면, 제1 허브(571)와 제2 허브(572)의 회전수가 달라지므로 통과하는 혼합기에 보다 강한 난류 또는 와류를 형성할 수 있다. 특히 제1 허브(571)에 고정된 제1 베인이 원통부재(300)의 길이방향에 대해 기울어진 방향과 제2 허브(572)에 고정된 제1 베인이 기울어진 방향을 반대로 하면 두 허브의 회전방향이 반대가 되며 혼합기에 형성되는 난류 또는 와류가 보다 증대된다.The present embodiment differs from the foregoing seventh embodiment in that a plurality of hubs rotatably provided in the cylindrical member are provided. That is, the first hub 571 and the second hub 572 are arranged in a line along the longitudinal direction of the cylindrical member 300. The first vane, the reinforcing frame, and the second vane fixed to the hubs 571 and 572 may selectively adopt the same structure as in the third to sixth embodiments. That is, only the first vane may be fixed to each hub 571 and 572, and a reinforcing frame and a second vane may be further provided in addition to the first vane. In addition to the plurality of hubs, a vane set fixed directly to the cylindrical member may be additionally arranged in a line along the longitudinal direction of the cylindrical member as in the third embodiment. Further, when the first vane fixed to the first hub 571 is inclined with respect to the longitudinal direction of the cylindrical member and the first vane fixed to the second hub 572 is inclined, the first hub 571 And the number of revolutions of the second hub 572 are different, it is possible to form a stronger turbulence or vortex in the mixer to pass through. In particular, when the first vane fixed to the first hub 571 is inclined with respect to the longitudinal direction of the cylindrical member 300 and the first vane fixed to the second hub 572 is inclined, The direction of rotation is reversed and turbulence or vortex formed in the mixer is increased.

도 14는 본 발명에 따른 내연기관용 밸브시트 조립체의 제9 실시예가 실린더 헤드에 설치된 상태의 단면도이다.14 is a sectional view of a ninth embodiment of the valve seat assembly for an internal combustion engine according to the present invention installed in a cylinder head.

본 실시예 또한 앞선 제8 실시예와 같이 복수의 허브(581, 582)를 구비한다. 다만, 제1 허브(581)에 고정된 제1 베인의 형상이 앞선 실시예들과 다르다. 즉, 제1 허브(581)에 고정된 제1 베인은 단부에 연료와 공기의 혼합기의 유동방향을 따라 연장부(581a)가 형성되어 있다. 상기 연장부(581a)는 이웃하는 제2 허브(582)에 고정된 제1 베인의 외측에 위치할 수 있으며, 이 경우 원통부재(300)의 길이방향에 수직한 단면 내에 제1 허브(581)에 고정된 제1 베인의 연장부(581a)와 제2 허브(582)에 고정된 제1 베인이 함께 위치하므로, 혼합기에 보다 강한 난류 또는 와류를 형성할 수 있다. 도시하지는 않았으나 본 실시예의 각 베인세트 또한 상기 제6 실시예와 같은 보강테 및 보강테에 고정된 제2 베인을 더 구비할 수 있다. 또한 본 실시예의 허브들 중 보다 상류측에 위치한 제2 허브(582)의 하류측 끝단에는 그 직경이 확장된 확장부(582a)가 형성되어 있고, 상기 확장부(582a)의 중공 내부로 보다 하류측에 위치한 제1 허브(581)의 상류측 끝단 일부가 삽입되도록 하는 것이 바람직하다. 상류측의 제2 허브(582)에 형성된 확장부(582a)가 하류측의 제1 허브(581)의 상류측 일단부를 덮어주므로 흡기관(41)을 통과하는 혼합기에 포함된 연료 입자 또는 불순물이 제1 허브(581)와 원통부재(300) 사이로 침투하여 제1 허브(581)의 회전마찰을 심화시키는 것을 방지할 수 있기 때문이다.This embodiment also includes a plurality of hubs 581 and 582 as in the eighth embodiment. However, the shape of the first vane fixed to the first hub 581 is different from the above embodiments. That is, the first vane fixed to the first hub 581 has an extension portion 581a formed at an end in the flow direction of the mixer of fuel and air. The extension part 581a may be located outside the first vane fixed to the neighboring second hub 582, in which case the first hub 581 is located in a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the cylindrical member 300. Since the extension 581a of the first vane fixed to and the first vane fixed to the second hub 582 are located together, stronger turbulence or vortex can be formed in the mixer. Although not shown, each vane set of the present embodiment may further include a reinforcing frame and a second vane fixed to the reinforcing frame as in the sixth embodiment. In addition, at the downstream end of the second hub 582 located more upstream of the hubs of the present embodiment, an extension portion 582a having an expanded diameter is formed, and is further downstream into the hollow interior of the extension portion 582a. Preferably, a portion of an upstream end of the first hub 581 positioned on the side is inserted. Since the expanded portion 582a formed in the upstream second hub 582 covers the upstream end of the downstream first hub 581, fuel particles or impurities contained in the mixer passing through the intake pipe 41 are removed. This is because it is possible to prevent deep penetration of the first hub 581 by penetrating between the first hub 581 and the cylindrical member 300.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면 연소실에 가까운 지점인 밸브시트에 연료혼합수단을 설치하여, 공기와 연료의 혼합기의 유동에 와류를 형성하고 연료와 공기가 적절히 혼합된 상태에서 연소실로 진입하도록 한다. 그리고 밸브의 왕복운동에 따른 충격과 무관하게 연소실에서 가까운 지점에서 혼합기에 와류를 형성할 수 있으므로 연료와 공기가 효과적으로 혼합되도록 할 수 있다.As described above, according to the present invention, a fuel mixing means is installed in the valve seat close to the combustion chamber to form a vortex in the flow of the air and fuel mixer, and enter the combustion chamber in a state where the fuel and air are properly mixed. . In addition, since the vortex may be formed in the mixer at a point close to the combustion chamber regardless of the impact of the reciprocating motion of the valve, the fuel and air may be effectively mixed.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 일 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.An embodiment of the present invention described above and illustrated in the drawings should not be construed as limiting the technical spirit of the present invention. The protection scope of the present invention is limited only by the matters described in the claims, and those skilled in the art can change and change the technical idea of the present invention in various forms. Therefore, such improvements and modifications will fall within the protection scope of the present invention, as will be apparent to those skilled in the art.

Claims (14)

내연기관의 흡기밸브와 접촉하는 링 형상의 밸브시트와,A ring-shaped valve seat in contact with the intake valve of the internal combustion engine, 내연기관의 흡기관을 통과하여 연소실로 공급되는 연료와 공기를 혼합하기 위하여 상기 밸브시트에 설치된 연료혼합수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 내연기관용 밸브시트 조립체.And a fuel mixing means installed in the valve seat to mix fuel and air supplied through the intake pipe of the internal combustion engine to the combustion chamber. 제1항에 있어서, 상기 연료혼합수단은,The method of claim 1, wherein the fuel mixing means, 흡기밸브의 밸브스템 측으로 배치되고, 상기 밸브시트로부터 반경방향으로 중심을 향하여 연장된 적어도 하나 이상의 지지대를 포함하는 것을 특징으로 하는 내연기관용 밸브시트 조립체.A valve seat assembly for an internal combustion engine, comprising at least one support disposed on the valve stem side of the intake valve and extending radially toward the center from the valve seat. 제2항에 있어서, 상기 지지대는 베인 형상인 것을 특징으로 하는 내연기관용 밸브시트 조립체.3. The valve seat assembly of claim 2 wherein the support is vane shaped. 제2항에 있어서, 상기 연료혼합수단은,The method of claim 2, wherein the fuel mixing means, 상기 지지대에 의해 지지되며 흡기밸브의 밸브스템이 관통되도록 중공이 형성된 원통부재와,A cylindrical member supported by the support and formed with a hollow so that the valve stem of the intake valve passes therethrough; 상기 원통부재의 외주면에 고정되고 원통부재의 길이방향에 대해 소정 각도 기울어진 나선형인 적어도 하나 이상의 제1 베인을 더 포함하는 것을 특징으로 하 는 내연기관용 밸브시트 조립체.And at least one first vane fixed to an outer circumferential surface of the cylindrical member and spirally inclined at an angle with respect to the longitudinal direction of the cylindrical member. 제4항에 있어서, 상기 연료혼합수단은,The method of claim 4, wherein the fuel mixing means, 원통 형상이고 내주면이 상기 제1 베인의 끝단과 연결된 보강테를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 내연기관용 밸브시트 조립체.And a reinforcing frame having a cylindrical shape and having an inner circumferential surface connected to an end of the first vane. 제5항에 있어서, 상기 연료혼합수단은,The method of claim 5, wherein the fuel mixing means, 상기 보강테의 외주면과 내주면 중 적어도 어느 한 면에 고정된 제2 베인을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 내연기관용 밸브시트 조립체.The valve seat assembly for an internal combustion engine, characterized in that it further comprises a second vane fixed to at least one of the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the reinforcing frame. 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 4 to 6, 상기 제1 베인 복수 개가 상기 원통부재의 외주면에 등간격으로 배치된 베인세트 복수 개가 상기 원통부재의 길이방향을 따라 일렬로 배치된 것을 특징으로 하는 내연기관용 밸브시트 조립체.And a plurality of vane sets in which the plurality of first vanes are disposed at equal intervals on the outer circumferential surface of the cylindrical member, arranged in a line along the longitudinal direction of the cylindrical member. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 복수 개의 베인세트 중 어느 하나의 제1 베인은 이웃하는 다른 베인세트의 제1 베인과 서로 다른 각도로 기울어진 것을 특징으로 하는 내연기관용 밸브시트 조립체.The valve seat assembly for an internal combustion engine, characterized in that the first vane of any one of the plurality of vanes set is inclined at a different angle from the first vanes of other neighboring vanesets. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 복수 개의 베인세트 중 어느 하나의 제1 베인은 단부에 연료와 공기의 혼합기의 유동방향으로 연장된 연장부를 포함하는 것을 특징으로 하는 내연기관용 밸브시트 조립체.The valve seat assembly for an internal combustion engine, wherein the first vane of any one of the plurality of vane sets includes an extension portion extending at an end thereof in a flow direction of the mixer of fuel and air. 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연료혼합수단은,The fuel mixing means according to any one of claims 4 to 6, 상기 원통부재의 외주면에 구속되어 회전가능하도록 설치된 허브를 더 포함하고,Further comprising a hub which is constrained to the outer peripheral surface of the cylindrical member rotatably installed, 상기 제1 베인은 상기 허브의 외주면에 고정된 것을 특징으로 하는 내연기관용 밸브시트 조립체.The first vane is a valve seat assembly for an internal combustion engine, characterized in that fixed to the outer peripheral surface of the hub. 제10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 허브는 복수 개가 상기 원통부재의 길이방향을 따라 일렬로 배치된 것을 특징으로 하는 내연기관용 밸브시트 조립체.The plurality of hubs are valve seat assembly for an internal combustion engine, characterized in that arranged in a row along the longitudinal direction of the cylindrical member. 제11항에 있어서,The method of claim 11, 상기 복수 개의 허브 중 어느 하나에 고정된 제1 베인은 이웃하는 다른 허브에 고정된 제1 베인과 서로 다른 각도로 기울어진 것을 특징으로 하는 내연기관용 밸브시트 조립체.And a first vane fixed to any one of the plurality of hubs is inclined at a different angle from the first vane fixed to another neighboring hub. 제11항에 있어서,The method of claim 11, 상기 복수 개의 허브 중 어느 하나에 고정된 제1 베인은 단부에 연료와 공기의 혼합기의 유동방향으로 연장된 연장부를 포함하는 것을 특징으로 하는 내연기관용 밸브시트 조립체.And a first vane fixed to any one of the plurality of hubs includes an extension extending at an end thereof in a flow direction of the mixer of fuel and air. 제11항에 있어서,The method of claim 11, 상기 복수 개의 허브 중 연료와 공기의 혼합기의 유동의 상류측에 위치한 허브는 하류측 일단의 직경이 확장된 확장부를 포함하고,Among the plurality of hubs, the hub located upstream of the flow of the mixer of fuel and air includes an extension portion of which the diameter of the downstream end is extended; 상기 확장부는 유동의 하류측에 위치한 허브의 상류측 일단을 덮는 것을 특징으로 하는 내연기관용 밸브시트 조립체.And the expansion portion covers an upstream end of the hub located downstream of the flow.
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