KR20080050012A - 엔진의 흡기포트 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 흡기포트 내부를 따라 흐르는 층류성 스월 공기유동에 난류 강도를 더해주어 연소 성능을 향상시킴으로써 엔진의 연소 효율을 높일 수 있도록 된 엔진의 흡기포트 구조에 관한 것이다.

본 발명에 다른 엔진의 흡기포트 구조는, 엔진의 흡기 매니폴드와 연결되어 흡기 매니폴드로부터 공기를 연소실로 안내하도록 실린더 헤드에 형성된 엔진의 흡기포트 구조에 있어서, 상기 흡기포트는 벽면에 공기의 유동방향을 안내하는 공기의 유동방향을 따라 진행할수록 상향되고, 서로 간격이 좁아지는 다수의 가이드가 형성된다.

상기 가이드에 의해서 연소실내로 유입되는 공기의 유동방향이 회전형이 될 수 있게 하고, 그 강도를 증가시켜 연료와 공기 혼합을 잘 되게 함으로써 연소 효율을 높일 수 있고, 이에 따라 엔진의 성능이 향상되어 차량이 연비를 개선할 수 있다.

엔진, 흡기포트, 가이드, 공기 유동

Description

엔진의 흡기포트 구조{Structure of intake port in engine}

도 1은 종래의 기술에 따른 엔진의 흡기포트 구조가 적용된 실린더 헤드를 나타낸 단면도.

도 2는 종래의 기술에 따른 엔진의 흡기포트 구조를 나타낸 사시도.

도 3은 도 2의 흡기 포트에 의한 공기 유동을 나타낸 상태도.

도 4는 본 발명에 따른 엔진의 흡기포트 구조가 적용된 실린더 헤드를 나타낸 사시도.

도 5는 본 발명에 따른 엔진의 흡기포트 구조를 나타낸 사시도.

도 6은 도 5의 흡기 포트에 의한 공기 유동을 나타낸 상태도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 흡기포트 2 : 실린더 헤드

3 : 벽면 4 : 가이드

B : 공기 유동

본 발명은 엔진의 흡기포트 구조에 관한 것으로, 특히 흡기포트 내부를 따라 흐르는 층류성 스월 공기유동에 난류 강도를 더해주어 연소 성능을 향상시킴으로써 엔진의 연소 효율을 높일 수 있도록 된 엔진의 흡기포트 구조에 관한 것이다.

일반적으로 엔진은 실린더 헤드와 실린더 블록으로 구성되고, 내부에 연소실과 실린더실을 구비하고 있다. 상기 실린더 헤드에는 연소실로 통하는 흡기 및 배기포트가 형성되어 있고, 상기 실린더 블록의 실린더실 내에는 피스톤이 직선왕복 운동이 가능하게 설치되어 있다. 따라서 흡기포트를 통해 연소실내로 공급된 혼합기의 폭발에 의한 팽창압력을 피스톤에 전달하도록 된 것이다.

통상적인 실린더 헤드를 도 1을 참조로 설명하면, 상기 실린더 헤드(10)의 연소실(12)의 상부로는 좌우로 경사각을 갖고 배치되는 흡기포트(14)와 배기포트(16)가 각각 형성되고, 이를 개폐시키는 흡기밸브(18)와 배기밸브(20)가 각각 설치된다.

상기한 흡기포트의 형상은 실린더 내에 공급되는 연소가스의 속도와 방향에 큰 관계가 있으며, 따라서 흡기포트의 형상에 따라 연소실내에서 연료의 연소성능이 달라지게 된다. 즉, 흡기포트의 형상에 따라 흡기의 유동상태가 변경되며, 이러한 흡기의 유동에 따라 엔진의 연소성능에 영향을 주는 것이다.

그리고, 상기 흡기포트(14)는 도 2에 도시된 것과 같이, 상기 흡기포트(14)의 내부에는 공기가 회전될 수 있는 공간이 형성되고, 상기 흡기포트(14)의 입구부에 공기가 유입된는 벽면(14a)이 형성된다. 이에 따라 도 3과 같이, 상기 흡기포트(14)의 형상에 따른 공기 유동(A)이 일어나게 된다.

따라서, 흡기 매니폴드(도시되지 않음)로부터 유입되는 유체가 상기 흡기포트(14)를 통해 연소실(12)로 유입되어 연소실내에서 연소된 후, 상기 배기포트(16)를 통해 연소가스가 배기되는 것이다.

한편, 최근 엔진의 성능을 평가하는 가장 중요한 기준의 하나로 유해배기가스 배출량을 들 수 있는데, 이를 저감하는데 가장 중요한 요소 중 하나는 연소성능 향상이다. 엔진의 연소성능을 개선할 수 있는 방법 중 흡기포트(14) 형상(헬리컬형 포트)을 이용하여 연소실(12)내 스월 및 텀블 등의 난류를 형성함으로써 연소실(12)로 유입된 압축 공기와 분사된 연료를 최대한 잘 혼합되도록 하여 미연소되는 연료의 양을 줄이는 것이다.

그러나, 상기 흡기포트(14)의 형상은 공간적 제약으로 일정량 이상 곡률을 주기 어려워 연소실(12)내에서 발생시킬 수 있는 스월의 강도는 극히 제한적이며, 이에 따라 연소 성능의 향상을 통한 엔진의 연소 효율을 높이는데 한계가 있었다.

이에 본 발명은 종래의 흡기포트가 갖는 구조적인 사정을 감안하여 발명된 것으로, 포트 내부를 따라 흐르는 층류성 스월 공기유동에 난류 강도를 더해주어 연소 성능을 향상시킴으로써 엔진의 연소 효율을 높일 수 있도록 된 엔진의 흡기포트 구조를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 엔진의 흡기포트 구조는, 엔진의 흡기 매니폴드와 연결되어 흡기 매니폴드로부터 공기를 연소실로 안내하도록 실린더 헤드에 형성된 엔진의 흡기포트 구조에 있어서, 상기 흡기포트는 벽면에 공기의 유동방향을 안내하는 다수의 가이드가 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 가이드는, 공기의 유동방향을 따라 진행할수록 상향되도록 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 가이드는, 공기의 유동방향을 따라 진행할수록 서로 간격이 좁아지도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명에 따른 엔진의 흡기포트 구조의 바람직한 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 4와 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 엔진의 흡기포트 구조는,엔진의 연소실내로 공기를 유입하는 흡기포트(1)에 공기의 흐름에 난류강도를 증가시킬 수 있도록 다수의 가이드(4)가 형성되도록 한다.

엔진의 흡기 매니폴드와 연결되어 흡기 매니폴드로부터 공기를 연소실로 안내하기 위한 실린더 헤드(2)에 형성되는 흡기포트(1)는 그 벽면(3)에 날개 형상의 가이드(4)가 다수 형성되어 공기의 유동방향을 회전형이 될 수 있게 함으로써 난류 강도를 증가시키도록 한다.

즉, 엔진의 연소실내로 유입되는 압축공기는 상기 흡기포트(1)의 벽면(3)을 따라 포트의 형상대로 흐르게 유동하게 된다.

이러한 점을 감안하여 흡기포트(1) 벽면(3)에 날개 형상의 가이드(4)를 만들어 주어 공기의 유동방향을 회전형이 될 수 있게 하고, 이에 따라 상기 흡기포트(1) 내부의 공기가 갖는 난류 강도를 증가시키게 된다.

그리고, 상기 흡기포트(1)의 벽면(3)에 형성된 상기 가이드(4)의 일 실시예로서, 상기 가이드(4)는 일정 간격을 두고 횡방향으로 배치된다.

상기 가이드(4)는 공기의 유동방향을 따라 상향되도록 한다. 가이드(4)가 상향되도록 함으로써, 흡기포트(1)로 유입된 공기에 텀블(tumble)성의 흐름을 가하게 된다.

또한, 상기 가이드(4)는 입구부 간격보다 출구부 간격을 좁혀 스크류형으로 배치함으로써 상기 흡기포트(1) 내에 유입되는 압축공기의 공기 유동을 강하게 할 수 있다.

한편, 상기 흡기포트(1)의 형상에 따른 공기 유동은 도 5에 도시된 것과 같이, 상기 흡기포트(1)의 관 형상을 따라 유입되는 공기의 공기 유동(B)중 바깥층 즉, 흡기포트 벽면으로 흐르는 층의 유동방향이 가이드(4) 형상에 의해 회전함으로써 연소실내로 유입되는 공기의 난류강도를 증가하게 된다.

그러므로, 상기 흡기포트(1) 내에서 유입되는 압축공기가 벽면(3)의 가이드(4)를 타고 흐르게 됨으로써 가이드(4)의 스크류형 배치를 통해 공기 유동(B)이 강한 난류를 형성하게 된다.

따라서, 상기와 같이 흡기포트(1) 벽면(3)에 형성된 다수의 가이드(4)를 통해 유입되는 공기가 강한 난류를 형성함으로써 엔진의 연소실 내에서의 연료와 공 기 혼합이 잘되어, 연소성능이 향상된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 엔진의 흡기포트 구조에 의하면, 연소실내로 유입되는 압축 공기의 난류 강도를 증가시켜 연료와 공기의 혼합을 잘 되게 함으로써 연소 효율을 높일 수 있고, 이에 따라 엔진의 성능이 향상되어 차량이 연비를 개선할 수 있다.

Claims (3)

1. 엔진의 흡기 매니폴드와 연결되어 흡기 매니폴드로부터 공기를 연소실로 안내하도록 실린더 헤드(2)에 형성된 엔진의 흡기포트(1) 구조에 있어서,

   상기 흡기포트(1)는 벽면(3)에 공기의 유동방향을 안내하는 다수의 가이드(4)가 형성되는 것을 특징으로 하는 엔진의 흡기포트 구조.
2. 제1항에 있어서,

   상기 가이드(4)는, 공기의 유동방향을 따라 진행할수록 상향되도록 형성되는 것을 특징을 하는 엔진의 흡기포트 구조.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 가이드(4)는, 공기의 유동방향을 따라 진행할수록 서로 간격이 좁아지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 엔진의 흡기포트 구조.

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