KR20080046976A - A piston having a control valve - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 종래의 피스톤 단면 형상을 도시한 도면.1 is a view showing a conventional piston cross-sectional shape.
도 2는 본 발명의 연소압 변화에 따른 압축비 제어밸브가 구성된 피스톤을 도시한 개략도.Figure 2 is a schematic diagram showing a piston configured with a compression ratio control valve according to the combustion pressure change of the present invention.
도 3은 본 발명의 연소압 변화에 따른 압축비 제어밸브가 구성된 피스톤의 분해된 상태를 도시한 개략도.Figure 3 is a schematic diagram showing an exploded state of the piston configured compression ratio control valve according to the combustion pressure change of the present invention.
도 4a와 도 4b는 본 발명의 연소압 변화에 따른 압축비 제어밸브가 구성된 피스톤의 압력에 따른 작동 상태도.Figure 4a and Figure 4b is an operating state according to the pressure of the piston configured compression ratio control valve according to the combustion pressure change of the present invention.
도 5는 엔진 연소압 선도를 도시한 그래프5 is a graph showing the engine combustion pressure diagram.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명 > <Brief description of symbols for the main parts of the drawings>
1 : 피스톤 2 : 커넥팅로드 장착홀1: piston 2: connecting rod mounting hole
10 : 피스톤 11 : 설치홀10: piston 11: mounting hole
12 : 단턱 13 : 나사산12: step 13: thread
14 : 커넥팅로드 장착홀 20 : 인서트14: connecting rod mounting hole 20: insert
30 : 제어밸브 31 : 스프링홈30: control valve 31: spring groove
32 : 단턱 40 : 커버밸브32: step 40: cover valve
41 : 스프링홈 42 : 나사산41: spring groove 42: thread
43 : 제어밸브홈 50 : 밸브스프링43: control valve groove 50: valve spring
S : 스트로크S: Stroke
본 발명은 연소압 변화에 따른 압축비 제어밸브가 구성된 피스톤에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 피스톤에 압축비 제어밸브를 설치하여 아이들링 운전시 실린더 내의 압축비 상승효과를 가지게 하는 연소압 변화에 따른 압축비 제어밸브가 구성된 피스톤에 관한 것이다.The present invention relates to a piston configured with a compression ratio control valve according to a combustion pressure change, and more particularly, a compression ratio control valve according to a combustion pressure change to have a compression ratio increase effect in a cylinder during idling operation by installing a compression ratio control valve in a piston. To a configured piston.
자동차의 경우 에미션(배출가스절감)기술의 강화에 따라 환경오염물질을 최소한으로 배출하도록 하는 것이 바람직한 방향이다.In the case of automobiles, it is desirable to minimize the emission of environmental pollutants in accordance with the enhancement of emission (emission gas reduction) technology.
자동차에서 배출되는 Nox는 질소와 산소의 화합물로서 N₂O 아산화질소 NO 일산화질소 NO₂ 이 산화질소 N₂O₃ 삼산화질소 N₂O 오산화질소 가 있으며 가스체로 존재한다 우리나라 환경보전법에는 NO₂에 대한 환경배출기준과 질소산 화물 탄화수소 산소가 합쳐질 때 발생하는 O₃에 대한 환경기준이 있다. Nox emitted from automobiles is a compound of nitrogen and oxygen. N₂O nitrous oxide NO nitrogen monoxide NO₂ is nitrogen oxide N₂O₃ nitrogen trioxide N₂O nitrogen pentoxide and exists as a gaseous body. There is an environmental standard for O₃, which occurs when P is combined.
이러한 Nox 저감방법으로 EGR(exhaust-gas recirculation)을 적용하거나 분사타이밍을 지각시켜 연소 활성을 억제시키는 것이 일반적인 방법이다.As a method of reducing NOx, it is a general method to suppress combustion activity by applying exhaust-gas recirculation (ERG) or retarding injection timing.
EGR 밸브는 배출가스 재순환 장치로서, 배기가스중 NOx(질소 산화물) 를 줄여주는 역할을 한다. 질소 산화물은 연소실 온도가 높을 때 많이 배출되기 때문에 배출되는 가스를 EGR 밸브를 통해 연소실로 보낸다. 그러면 산소량이 부족한 가스의 유입으로 인해 연료와 공기 흡입량이 줄어 연소실 온도가 내려간다. 따라서 질소 산화물이 줄어들게 된다.The EGR valve is an exhaust gas recirculation device that serves to reduce NOx (nitrogen oxide) in the exhaust gas. Nitrogen oxides are released a lot at high combustion chamber temperatures, so the exhaust gas is sent to the combustion chamber through the EGR valve. This reduces the intake of fuel and air due to the inflow of oxygen-deficient gas, which lowers the combustion chamber temperature. Thus, nitrogen oxides are reduced.
종래에 차들은 대부분 흡기 매니홀드의 압력으로 EGR 밸브를 열고, 즉 알피엠 상승에따라 많이 열린다. 최근에는 EGR 밸브와 솔레노이드 벨브를 연개시켜 산소센서의 피드백 값을 ECU가 읽고 그 값에 따라 솔레노이드 밸브에 전기신호를 보내고 솔레노이드 밸브가 열리면서 EGR 밸브가 작동한다.Traditionally, cars open the EGR valve mostly at the pressure of the intake manifold, i.e. open a lot as the ALPM rises. In recent years, the EGR valve and solenoid valve are opened, and the feedback value of the oxygen sensor is read by the ECU and the electric signal is sent to the solenoid valve according to the value, and the solenoid valve is opened to operate the EGR valve.
그러나 이와 같은 방법은 특히 겨울철 저속 저부하 상태로 장시간 차량이 방치될 경우 연소 미 활성 상태가 지속되어 엔진의 연소 온도가 낮아짐에 따라 초기 정상적인 연소 상태에서 연소 불안정으로 이어져 백연이 발생하는 경우가 발생하고 있다.However, such a method may lead to combustion instability in the initial normal combustion state as the combustion temperature of the engine is lowered and the combustion temperature of the engine is lowered, especially when the vehicle is left for a long time at low speed and low load in the winter. have.
특히 특수 목적차인 활어차의 경우에는 활어를 공급받기 위해 장시간 부도에 대기 상태로 있거나 납품을 기다리는 동안 산소 공급기를 계속 작동시켜야 하기 때문에 엔진이 계속 아이들링 상태로 장시간 지속되어 백연이 발생할 가능성이 매우 크다.Particularly, in the case of live car, which is a special purpose car, it is very likely that white smoke will occur because the engine continues to be idling for a long time because the oxygen supply must be operated while waiting for a long time to receive live fish or waiting for delivery.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 가변 압축 제어 밸브를 두어 아이들 운전상태로 장시간 운전하여도 연소 불량등이 발생하지 않게 하고자 하는 목적이 있다.The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide a variable compression control valve so that a combustion failure does not occur even when operated for a long time in an idle operation state.
미연소에 의한 백연 발생을 방지하여 환경 오염을 방지하고자 하는 목적이 있다.The purpose is to prevent the generation of white smoke due to unburned to prevent environmental pollution.
그리고 연소 활성화에 의한 아이들 연비가 향상되게 하고자 하는 목적이 있다.And the purpose is to improve the idle fuel economy by the combustion activation.
본 발명은 전술한 목적을 달성하기 위하여 피스톤의 전단과 커넥팅로드장착홀이 관통하도록 설치홀이 형성되고, 인서트를 개재하여 제어밸브가 실린더를 향하여 설치홀에 돌출되게 삽입되며, 제어밸브는 설치홀에 고정되는 커버밸브에 설치되는 밸브스프링에 의해 탄력지지되고, 밸브스프링은 스프링압이 아이들 연소압보다 높고 정상 연소압보다 낮게 설정된 것을 사용하는 것을 특징으로 하며, 설치홀의 전단쪽으로 단턱이 형성되고, 설치홀의 후방 벽면에 나사산이 형성되며, 제어밸브의 후단 둘레에 단턱이 형성되고, 제어밸브의 후방에 형성된 스프링홈에 밸브스프링의 일단이 삽입되며, 설치홀의 나사산과 맞물리는 나사산이 외경에 형성된 커버밸브에 스프링홈이 형성되어 밸브스프링의 타단이 삽입되고, 스프링홈의 상부 둘레에 제어밸브홈이 형성되어 제어밸브의 단부가 삽입 안착될 수 있으며, 인서트는 설치홀의 단턱에 닿게 압입되는 것을 특징으로 하는 연소압 변화에 따른 압축비 제어밸브가 구성된 피스톤을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention has an installation hole formed so that the front end of the piston and the connecting rod mounting hole penetrate therethrough, and the control valve is inserted to protrude into the installation hole toward the cylinder through the insert, and the control valve is installed in the installation hole. It is elastically supported by a valve spring installed on the cover valve fixed to the, the valve spring is characterized in that the spring pressure is set higher than the idle combustion pressure and lower than the normal combustion pressure, and the stepped toward the front end of the installation hole, A thread is formed on the rear wall of the installation hole, a step is formed around the rear end of the control valve, one end of the valve spring is inserted into a spring groove formed at the rear of the control valve, and a screw thread engaged with the thread of the installation hole is formed on the outer diameter. A spring groove is formed in the valve so that the other end of the valve spring is inserted, and a control valve groove is formed around the top of the spring groove. Is formed and the end portion of the control valve can be mounted insert, the insert provides a piston the compression ratio control valve in accordance with the combustion pressure changes characterized in that the indentation touches the stepped mounting holes configured.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석하여서는 되지 않고, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.The terms or words used in the present specification and claims should not be interpreted as being limited to the ordinary or dictionary meanings, and the inventors may appropriately define the concept of terms in order to best explain the invention of their own. Based on the principle, it should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention.
도 2는 본 발명의 연소압 변화에 따른 압축비 제어밸브가 구성된 피스톤을 도시한 개략도이고, 도 3은 본 발명의 연소압 변화에 따른 압축비 제어밸브가 구성된 피스톤의 분해된 상태를 도시한 개략도이다.Figure 2 is a schematic diagram showing a piston configured with a compression ratio control valve according to the combustion pressure change of the present invention, Figure 3 is a schematic diagram showing an exploded state of the piston configured with a compression ratio control valve according to the combustion pressure change of the present invention.
도 2와 도 3에서 볼 수 있듯이, 본 발명은 피스톤(10)의 전단과 커넥팅로드장착홀(14)을 관통하는 설치홀(11)이 형성되고, 설치홀에 밸브스프링(50)의 탄성력에 의해 전후 이동하는 제어밸브(30)를 설치하며, 제어밸브(30)는 설치홀(11)과 나사결합되는 커버밸브(40)에 지지되는 밸브스프링(50)에 의해 탄력지지된다.As can be seen in Figures 2 and 3, the present invention is provided with an
상세히 설명하면, 피스톤(10)의 전단과 커넥팅로드장착홀(14)이 관통하도록 설치홀(11)이 형성되고, 인서트(20)를 개재하여 제어밸브(30)가 실린더를 향하여 설치홀(11)에 돌출되게 삽입된다. 제어밸브(30)는 실린더 내의 압력이 낮을 때는 밸브스프링(50)의 탄성력에 의해 실린더 쪽을 돌출되어 실린더 내의 압력을 증가시킨다.In detail, an
제어밸브(30)는 피스톤(10) 연소실 중앙에 위치하여 밸브스프링(50)에 의해 상하운동을 하며 연소실 즉 실린더내의 연소압을 조정하는 것이다. 제어밸브(30)는 실린더 내의 온도가 올라 실린더 내의 압력이 증가하면 제어밸브(30)는 밸브스프링(50)의 탄성력을 극복하며 뒤로 이동하게 되고, 뒤로 이동한 제어밸브(30) 공간만큼 다시 넓어져 원래의 실린더 공간을 확보하게 되므로 아이들링시에만 실린더 내 압력이 증가하고 아이들링이 끝나면 다시 원위치해 내부 압력을 유지하는 것이다.The
그리고 제어밸브(30)는 설치홀(11)의 고정되는 커버밸브(40)에 설치되는 밸브스프링(50)에 의해 탄력지지되고, 밸브스프링(50)은 스프링압이 아이들 연소압보다 높고 정상 연소압보다 낮게 설정된 것을 사용한다.In addition, the
밸브스프링(50)은 밸브커버(40)와 제어밸브(30) 사이에 위치하며, 엔진 정지시 및 아이들링시 제어밸브의 위치를 상사점에 있게 하여 압축비를 높여 연소압을 증대시키며 엔진회전수가 증가되어 연소압이 올라가면 제어밸브(30)에 작용하는 압력으로 인해 제어밸브의 위치를 조정하는 역할을 한다.The
상세 실시예는 피스톤(10)의 설치홀(11) 전단쪽으로 단턱(12)이 형성되어 제어밸브(32) 후단 둘레에 형성되는 단턱(32)과 맞닿게 되어 제어밸브(32)가 실린더 내부 공간으로 완전히 들어가지 않게 한다.In the detailed embodiment, the
설치홀(11)의 후방 벽면에 나사산(13)이 형성되어 설치홀(11)의 나사산(13)과 맞물리는 나사산(42)이 외경에 형성된 커버밸브(40)와 결합된다. 제어밸브(32)의 후방에 형성된 스프링홈(31)에 밸브스프링(50)의 일단이 삽입되고, 커버밸브(40)에 스프링홈(41)이 형성되어 밸브스프링(50)의 타단이 삽입되어 설치홀(11)에 고정된 커버밸브(40)를 지지점으로 제어밸브(32)가 탄력이동한다.A
커버밸브(40)는 스프링홈(41)의 상부 둘레에 제어밸브홈(43)이 형성되어 제어밸브(30)의 단부가 삽입 안착될 수 있게 한다.The
인서트(20)는 설치홀(11)의 단턱(12)에 닿게 압입 설치되어 제어밸브(30)의 습동시 피스톤에 직접 닿지 않게 하여 잦은 접촉으로 인한 피스톤의 내구 신뢰성이 저하되는 것을 방지한다.The
도 4a는 아이들 운전시의 제어밸브 상태를 도시한 것이고, 도 4b는 아이들외의 운전시의 제어밸브 상태를 도시한 것이며, 도 5는 엔진 연소압 선도를 도시한 그래프이다.FIG. 4A shows a control valve state during idle operation, FIG. 4B shows a control valve state during operation other than idle, and FIG. 5 is a graph showing an engine combustion pressure diagram.
아이들운전시는 제어밸브(30) 상면에 미치는 아이들 연소압보다 밸브스프링의 탄성력이 높게 설정되어 스트로크(S)만큼 제어밸브(30)가 상승하여 연소실의 압축비를 상승시킴으로서 아이들 운전시 연소압이 상승하게 되고, 상승된 연소압에 의해 연소가 활성화되어 백연 저감 효과 발생 및 아이들 연비가 개선된다.In the idle operation, the elastic force of the valve spring is set higher than the idle combustion pressure on the upper surface of the
아이들외 운전시에는 엔진 알피엠이 아이들 상태를 지나 올라가면 엔진 연소압이 상승하여 높아진 연소압이 제어밸브 상부에 작용하여 밸브스프링을 스트로크만큼 밀어 내림으로서 정상적인 연소 형태로 전환된다.During the idle operation, when the engine ALMP goes up through the idle state, the engine combustion pressure increases, and the increased combustion pressure acts on the control valve to push the valve spring down by the stroke, thereby converting it into a normal combustion form.
이상과 같이 본 발명은 가변 압축비 제어 밸브에 의해 아이들링 회전시 연소압선도에서 볼 수 있듯이 기존 압축비에 대비하여 2~3 정도 압축비 상승 효과를 얻을 수 있게 때문에 아이들 운전 상태로 장시간 운전시에도 연소 불량등이 발생하 지 않아 백연 발생이 억제되는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, as shown in the combustion pressure diagram when the idling rotates by the variable compression ratio control valve, the combustion ratio can be increased about 2 to 3 in comparison with the existing compression ratio. This does not occur, there is an effect that the generation of white smoke is suppressed.
또한 미연소에 의한 백연 발생이 억제되므로 환경오염이 방지되는 효과가 있다.In addition, the generation of white smoke due to unburned is suppressed, thereby preventing the environmental pollution.
압축비가 상승하므로 연소가 활성화되어 아이들 회전시 연비가 개선되는 효과가 있다.Since the compression ratio is increased, combustion is activated to improve fuel economy during idle rotation.
Claims (3)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2006
- 2006-11-24 KR KR1020060116736A patent/KR20080046976A/en not_active Application Discontinuation
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