KR20090063476A - Piston head for gasoline direct injection engine - Google Patents
Piston head for gasoline direct injection engine Download PDFInfo
- Publication number
- KR20090063476A KR20090063476A KR1020070130851A KR20070130851A KR20090063476A KR 20090063476 A KR20090063476 A KR 20090063476A KR 1020070130851 A KR1020070130851 A KR 1020070130851A KR 20070130851 A KR20070130851 A KR 20070130851A KR 20090063476 A KR20090063476 A KR 20090063476A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- piston head
- injector
- gasoline direct
- direct injection
- along
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F3/00—Pistons
- F02F3/26—Pistons having combustion chamber in piston head
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
- F02B23/02—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
- F02B23/06—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
- F02B23/08—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition
- F02B23/10—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition with separate admission of air and fuel into cylinder
- F02B23/104—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition with separate admission of air and fuel into cylinder the injector being placed on a side position of the cylinder
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 가솔린 직접 분사 엔진용 피스톤 헤드에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 연소실 내로 직접 분사된 연료가 연소실 전체로 분산되지 않고 스파크 플러그 근처로 모일 수 있도록 유도하여, 연소 성능을 보다 향상시킴과 더불어 배기가스의 배출을 저감시킬 수 있도록 하는 가솔린 직접 분사 엔진용 피스톤 헤드에 관한 기술이다.The present invention relates to a piston head for a gasoline direct injection engine, and more particularly, to direct fuel injected directly into the combustion chamber to be collected near the spark plug without being dispersed throughout the combustion chamber, thereby improving combustion performance and exhausting. The present invention relates to a piston head for a gasoline direct injection engine that can reduce gas emissions.
일반적으로, 내연 기관에서 피스톤은 엔진의 실린더 내부를 왕복 운동하여 팽창 행정에서 고온 고압의 가스 압력을 받아, 피스톤의 하부에 연결된 커넥팅 로드를 통하여 크랭크샤프트에 동력을 전달하는 엔진의 구성품으로서, 피스톤의 헤드부는 연소실의 일부를 형성한다.Generally, in an internal combustion engine, a piston is a component of an engine that reciprocates inside a cylinder of an engine, receives a gas pressure of high temperature and high pressure in an expansion stroke, and transmits power to the crankshaft through a connecting rod connected to the lower part of the piston. The head portion forms part of the combustion chamber.
상기 연소실은 실린더 헤드와 피스톤 등으로 구성되어 있으며, 연료와 공기의 혼합기를 효율이 우수하고 공해가 없도록 연소시키는 구조이어야 한다.The combustion chamber is composed of a cylinder head, a piston, and the like, and has to be a structure in which a fuel and air mixer is combusted to have high efficiency and no pollution.
상기 연소실의 형상은 밸브 기구, 스파크 플러그의 부착 위치, 냉각방법, 피스톤 헤드의 형상 등에 따라 다르며, 엔진의 성능에 크게 영향을 미친다.The shape of the combustion chamber depends on the valve mechanism, the attachment position of the spark plug, the cooling method, the shape of the piston head, and the like, and greatly affects the performance of the engine.
최근 자동차 엔진의 신기술의 하나로 인젝터로 연소실에 직접 연료를 분사하는 가솔린 직접 분사 엔진(Gasoline Direct Injection Engine)이 도입되고 있는 바, 상기 가솔린 직접 분사 엔진은 기존의 연료 분사 시스템인 포트 분사방식, 즉 흡기 매니폴드에 인젝터로 연료를 분사하여 흡기 매니폴드로 흡입되는 공기와 연료를 혼합한 다음 실린더 헤드의 연소실에 혼합기를 공급하는 방식에 비하여 연소 안전성이 높고 초 희박 상태에서의 연소가 가능한 장점이 있다.Recently, a gasoline direct injection engine, which directly injects fuel into a combustion chamber with an injector, has been introduced as a new technology of an automobile engine. The gasoline direct injection engine is a conventional fuel injection system, which is a port injection method, that is, an intake air. Compared to the method of injecting fuel into the manifold by injecting fuel and mixing the air sucked into the intake manifold and supplying the mixer to the combustion chamber of the cylinder head, the combustion safety is high and the combustion in the ultra lean state is possible.
상기 가솔린 직접 분사 엔진은 연소실에 직접 분사되는 연료가 스파크 플러그 주변에 모일 수 있도록 하는 것이 핵심 기술이며 매우 중요한 바, 이와 같이 연소실에 직접 분사된 연료가 스파크 플러그 주변에 모이도록 하는 것은 연소실의 구조에 의해 좌우되며, 연소실 구조의 하나를 차지하는 피스톤 헤드의 형상 또한 매우 중요하다.The gasoline direct injection engine is a key technology that allows the fuel injected directly into the combustion chamber to be collected around the spark plug, and it is very important to ensure that the fuel injected directly into the combustion chamber is collected around the spark plug. The shape of the piston head, which depends on one of the combustion chamber structures, is also very important.
본 발명은, 피스톤 헤드의 형상을 개선하여 연소실 내로 직접 분사된 연료가 스파크 플러그 근처로 모일 수 있도록 연료의 이동을 유도하는 성능을 한층 더 강화시킴으로써, 연소 성능을 보다 향상시킬 수 있도록 하고 이를 통해 배기가스의 배출을 저감시킬 수 있도록 하는 가솔린 직접 분사 엔진용 피스톤 헤드를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention further improves the combustion performance by improving the shape of the piston head to further induce the movement of fuel so that fuel injected directly into the combustion chamber can be collected near the spark plug. It is an object of the present invention to provide a piston head for a gasoline direct injection engine that can reduce the emission of gas.
상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 피스톤 헤드의 윗면에 인젝터 의 분사방향을 따라 보울이 형성된 가솔린 직접 분사 엔진용 피스톤 헤드에 있어서, 상기 보울은, 상기 피스톤 헤드를 위에서 보았을 때 상기 인젝터의 분사방향을 따라 상기 피스톤 헤드의 중심을 지나는 중심선을 기준으로 양쪽이 서로 대칭적인 원호모양으로 형성됨과 더불어, 상기 중심선을 따라 수직하게 절단한 상기 피스톤 헤드의 단면을 보았을 때 상기 인젝터의 분사방향을 따라 상기 피스톤 헤드의 바깥 테두리에서 상기 피스톤 헤드의 중심을 향하여 점차적으로 깊어지는 각도를 갖도록 형성된 바닥면과; 상기 바닥면과 상기 피스톤 헤드의 윗면을 연결하는 안쪽의 테두리면;을 구비하도록 구성된 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a piston head for a gasoline direct injection engine in which a bowl is formed on an upper surface of a piston head along an injection direction of the injector, wherein the bowl is the injector when the piston head is viewed from above. Both sides of the piston head are formed in an symmetrical arc shape with respect to the center line passing through the center of the piston head along the direction of injection, and when the cross section of the piston head is vertically cut along the center line, the injection direction of the injector is changed. A bottom surface formed to have an angle gradually deeper toward the center of the piston head at an outer edge of the piston head; And an inner rim surface connecting the bottom surface and the top surface of the piston head.
본 발명에 의한 가솔린 직접 분사 엔진용 피스톤 헤드에 의하면, 인젝터를 통해 연소실 내로 직접 분사되는 연료가 보울의 형상에 의해 연소실 전체로 분산되지 않고 스파크 플러그의 근처로 모여들게 됨으로써, 상기 스파크 플러그의 주변은 농후한 혼합기의 성층화가 이루어지게 되고, 이 결과 연소 성능을 보다 향상시킬 수 있게 되며, 아울러 탄화수소(HC)와 같은 배기가스의 배출을 대폭 저감시킬 수 있는 효과가 있다.According to the piston head for a gasoline direct injection engine according to the present invention, the fuel injected directly into the combustion chamber through the injector is gathered near the spark plug without being dispersed throughout the combustion chamber by the shape of the bowl, so that the periphery of the spark plug is rich Stratification of one mixer is achieved, and as a result, combustion performance can be further improved, and the emission of exhaust gas such as hydrocarbon (HC) can be greatly reduced.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described a preferred embodiment of the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이 피스톤에서 피스톤 헤드(10)의 바깥 둘레면에는 다수개의 피스톤 링(20)이 결합되며, 상기 피스톤 헤드(10)의 윗면(11)에는 본 발명 에 따른 보울(13; bowl)이 형성된다.As shown in FIG. 1, a plurality of
상기 피스톤과 함께 연소실을 구성하는 실린더 헤드(30)에는 스파크 플러그(40)와, 연소를 분사하는 인젝터(50) 및 흡,배기포트(60,70)가 구비된다.The
상기 연소실로 돌출된 상기 스파크 플러그(40)의 중앙은 상기 피스톤 헤드(10)의 윗면(11)의 중심(C1)을 향하도록 장착된다.The center of the
따라서, 상기 피스톤 헤드(10)의 윗면(11)에 형성된 본 발명에 따른 보울(13)에 의해, 상기 인젝터(50)로부터 연소실 내로 직접 분사된 연료는 도시된 화살표 M1의 흐름과 같이 상기 스파크 플러그(40)의 근처로 모일 수 있게 그 이동이 유도된다.Therefore, the fuel injected directly from the
이를 달성하기 위한 본 발명에 따른 상기 보울(13)의 형상에 대해서는 도 2와 도 3을 참조하게 자세히 설명한다.The shape of the
상기 보울(13)은 크게 바닥면(13a) 및 안쪽의 테두리면(13b)을 구비하도록 형성된 구성이다.The
먼저, 상기 바닥면(13a)은 도 2와 같이 상기 피스톤 헤드(10)를 위에서 보았을 때, 상기 인젝터(50)의 분사방향(A1)을 따라 상기 피스톤 헤드(10)의 중심(C1)을 지나는 중심선(L1)을 기준으로 양쪽(도 2의 상태에서는 중심선(L1)을 기준으로 상하측에 위치한 부위임)이 서로 대칭적인 원호모양으로 형성된다.First, the
또한, 상기 바닥면(13a)은 상기 중심선(L1)을 따라 수직하게 절단한 상기 피스톤 헤드(10)의 단면을 도 3과 같이 보았을 때, 상기 인젝터(50)의 분사방향(A1)을 따라 상기 피스톤 헤드(10)의 바깥 테두리에서 상기 피스톤 헤드(10)의 중 심(C1)을 향하여 점차적으로 깊어지는 각도(θ1)를 갖도록 형성된다.In addition, when the
여기서, 상기 피스톤 헤드(10)의 윗면(11)과 상기 바닥면(13a)이 이루는 각도(θ1)는 2도(°) 내지 3도(°)로 형성된다.Here, the angle θ1 formed between the
상기 바닥면(13a)은, 상기 인젝터(50)의 분사방향(A1)을 따라서 상기 피스톤 헤드(10)의 중심(C1)을 지나 일정거리로 벗어난 위치가 상기 피스톤 헤드(10)의 윗면(11)으로부터 가장 깊게 형성된 위치(P1)로 형성된다.The
또한, 상기 바닥면(13a)은 그 깊이가 가장 깊게 형성된 상기 위치(P1)에서 상기 중심선(L1)의 양쪽에 위치한 원호모양의 곡률을 따라 갈수록 깊이가 점점 줄어들게 되고 결국은 상기 피스톤 헤드(10)의 윗면(11)과 만나서 동일해지도록 형성된다.In addition, the
한편, 상기 바닥면(13a)이 가장 깊게 형성된 위치(P1)는, 상기 인젝터(50)의 분사방향(A1)을 따라서 상기 피스톤 헤드(10)의 반경(r1)에 대해 0.15배 내지 0.2배의 값으로 상기 피스톤 헤드(10)의 중심(C1)을 지난 위치이다.On the other hand, the position P1 in which the
다음에는, 상기 안쪽의 테두리면(13b)에 대해 설명한다.Next, the
상기 안쪽의 테두리면(13b)은 상기 바닥면(13a)과 상기 피스톤 헤드(10)의 윗면(11)을 연결하는 부위이다.The
여기서, 상기 안쪽의 테두리면(13b)은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 인젝터(50)의 분사방향(A1)을 따라서 상기 바닥면(13a)이 가장 깊게 형성된 위치(P1)와 경사지게 만나는 지점이 상기 피스톤 헤드(10)의 윗면(11)으로부터 가장 높게 돌출된 위치(P2)로 형성된다.2 and 3, the
또한, 상기 안쪽의 테두리면(13b)은 그 높이가 가장 높게 돌출된 상기 위치(P2)에서 상기 중심선(C1)의 양쪽에 위치한 상기 바닥면(13a)과 만날수록 돌출된 높이가 점점 줄어들게 되고 결국은 상기 바닥면(13)과 만나서 동일한 높이가 되도록 형성된다.In addition, the
한편, 상기 바닥면(13a)이 가장 깊게 형성된 위치(P1)에서 상기 안쪽의 테두리면(13b)이 연결되는 부위(모서리부)는, 상기 피스톤 헤드(10)의 반경(r1)에 대해 0.15배 내지 0.17배의 반경(r2)에 해당하는 값으로 곡률지게 형성된다.On the other hand, the portion (edge portion) to which the
여기서, 상기 반경 r2의 값은 상기 중심선(C1)으로부터 멀어지는 방향을 따라 상기 바닥면(13a)과 만날수록 점점 줄어들게 되고 결국은 상기 바닥면(13)과 동일한 평면이 된다.Here, the value of the radius r2 decreases gradually as it meets the
그리고, 상기 피스톤 헤드(10)의 윗면(11)으로부터 가장 높게 돌출된 상기 안쪽의 테두리면(13b)의 위치(P2)에서 상기 인젝터(50)의 분사방향(A1)을 따라 만나는 바깥쪽의 테두리면(15)은, 상기 안쪽의 테두리면(13b)과 90도(°)의 경사각(θ2)을 이루면서 상기 피스톤 헤드(10)의 윗면(11)과 만나도록 형성된다.In addition, an outer edge which meets along the injection direction A1 of the
따라서, 인젝터(50)를 통해 연소실 내로 직접 분사되는 연료는 본 발명 실시예에 따른 보울(13a)의 형상에 의해 연소실 전체로 분산되지 않고 스파크 플러그(40)의 근처로 모여들게 되어 상기 스파크 플러그(40)의 주변은 농후한 혼합기의 성층화가 이루어지게 된다.Therefore, the fuel directly injected into the combustion chamber through the
이에 따라, 본 발명 실시예는 연소 성능을 보다 향상시킬 수 있게 되며, 아울러 탄화수소(HC)와 같은 배기가스의 배출을 대폭 저감시킬 수 있게 된다.Accordingly, embodiments of the present invention can further improve combustion performance, and can also significantly reduce emissions of exhaust gases such as hydrocarbons (HC).
도 1은 피스톤 헤드의 윗면에 본 발명에 따른 보울을 구비한 피스톤이 연소실에 설치된 상태의 단면도,1 is a cross-sectional view of a piston provided with a bowl according to the present invention on the upper surface of the piston head is installed in the combustion chamber,
도 2는 본 발명에 따른 보울을 구비한 피스톤 헤드의 평면도,2 is a plan view of a piston head with a bowl according to the present invention,
도 3은 도 2의 Ⅰ-Ⅰ선 단면도이다.3 is a cross-sectional view taken along the line II of FIG. 2.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
10 - 피스톤 헤드 11 - 윗면10-Piston Head 11-Top
13 - 보울 13a - 바닥면13-Bowl 13a-Bottom
13b - 안쪽의 테두리면 15 - 바깥쪽의 테두리면13b-inside border 15-outside border
50 - 인젝터 A1 - 인젝터의 분사방향50-Injector A1-Injection Direction of Injector
C1 - 피스톤 헤드의 중심C1-center of piston head
L1 - 피스톤 헤드의 중심을 지나는 중심선L1-center line through the center of the piston head
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020070130851A KR100946484B1 (en) | 2007-12-14 | 2007-12-14 | Piston head for gasoline direct injection engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020070130851A KR100946484B1 (en) | 2007-12-14 | 2007-12-14 | Piston head for gasoline direct injection engine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20090063476A true KR20090063476A (en) | 2009-06-18 |
KR100946484B1 KR100946484B1 (en) | 2010-03-10 |
Family
ID=40992439
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020070130851A KR100946484B1 (en) | 2007-12-14 | 2007-12-14 | Piston head for gasoline direct injection engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR100946484B1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103670776A (en) * | 2012-09-25 | 2014-03-26 | 重庆长安汽车股份有限公司 | Supercharging piston of direct injection gasoline engine |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101449304B1 (en) | 2013-06-27 | 2014-10-08 | 현대자동차주식회사 | Method for manufacturing piston of automobile engine |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003106154A (en) | 2001-10-02 | 2003-04-09 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | Cylinder injection type spark ignition internal combustion engine |
JP2004019596A (en) * | 2002-06-18 | 2004-01-22 | Mazda Motor Corp | Spark ignition type direct-injection engine |
JP4232201B2 (en) | 2004-03-25 | 2009-03-04 | マツダ株式会社 | Spark ignition direct injection engine |
JP2006046124A (en) | 2004-08-03 | 2006-02-16 | Nissan Motor Co Ltd | Cylinder direct injection type spark ignition internal combustion engine |
-
2007
- 2007-12-14 KR KR1020070130851A patent/KR100946484B1/en active IP Right Grant
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103670776A (en) * | 2012-09-25 | 2014-03-26 | 重庆长安汽车股份有限公司 | Supercharging piston of direct injection gasoline engine |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR100946484B1 (en) | 2010-03-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9267421B2 (en) | Combustion chamber structure for engine | |
JP4851864B2 (en) | Direct fuel injection diesel engine | |
US8967129B2 (en) | Ducted combustion chamber for direct injection engines and method | |
US6928997B2 (en) | Direct injection engine | |
US10024221B2 (en) | Piston for prechamber-type gas engine and prechamber-type gas engine | |
JP4985412B2 (en) | Reciprocating engine | |
JP2000034925A (en) | Gasoline direct injection engine | |
KR20170070750A (en) | Gasolin-diesel complex combustion engine | |
JP2007113464A (en) | Cylinder direct injection engine | |
JP3906963B2 (en) | Combustion chamber structure of internal combustion engine | |
KR100946484B1 (en) | Piston head for gasoline direct injection engine | |
KR20090064171A (en) | Piston head for gasoline direct injection engine | |
JP2006052666A (en) | Cylinder direct-injection type internal combustion engine | |
US9822729B2 (en) | Engine piston having a notched top land | |
JP3982482B2 (en) | Combustion chamber structure of direct injection internal combustion engine | |
KR19990085898A (en) | Pistons in direct injection gasoline engines | |
JP5782978B2 (en) | Cylinder head and internal combustion engine | |
CN101153568A (en) | Cylinder cover with double sparking plugs | |
JP3775038B2 (en) | In-cylinder injection spark ignition internal combustion engine piston | |
JP2008169695A (en) | Internal combustion engine | |
CN109538369B (en) | Piston and top shape thereof | |
JP2017066904A (en) | Structure of combustion chamber of internal combustion engine | |
US11708786B2 (en) | Auxiliary chamber type internal combustion engine | |
KR20100049934A (en) | Gasoline direct injection engine | |
JP4164587B2 (en) | Internal combustion engine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20130228 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20140227 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20150227 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180227 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190227 Year of fee payment: 10 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20200227 Year of fee payment: 11 |