KR20160115120A - Engine assembly - Google Patents

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KR20160115120A
KR20160115120A KR1020150042187A KR20150042187A KR20160115120A KR 20160115120 A KR20160115120 A KR 20160115120A KR 1020150042187 A KR1020150042187 A KR 1020150042187A KR 20150042187 A KR20150042187 A KR 20150042187A KR 20160115120 A KR20160115120 A KR 20160115120A
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Abstract

The present invention relates to an engine assembly of an internal combustion engine. The engine assembly, according to the present invention, comprises: a cylinder; a piston which reciprocates in the cylinder; a cylinder head which is located on the top of the cylinder; and an injector which is installed in the cylinder head and injects fuel to the inside of the cylinder, wherein the cylinder head comprises an air intake guide channel which is extended from a channel inlet formed on the bottom surface of the cylinder head to a channel outlet formed on the bottom surface of the cylinder head on the inner side of the channel inlet in a radial direction through the cylinder head. Therefore, the present invention improves the mixing rate of sucked air and fuel without an additional component, such as a high-pressure fuel injector and a turbocharger.

Description

엔진 조립체{ENGINE ASSEMBLY}[0001] ENGINE ASSEMBLY [0002]

본 발명은 엔진에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 내연기관의 엔진 조립체에 관한 것이다.The present invention relates to an engine, and more particularly to an engine assembly of an internal combustion engine.

일반적으로 직분사식 디젤엔진은 흡입 행정, 압축 행정, 폭발 행정, 배기 행정으로 이루어지는 4행정 기관이다. 흡입 행정에서 연소실 내부는 산소를 포함한 흡기로 충전된다. 압축 행정에서 피스톤이 상승하면서 연소실 내부가 고압이 되고, 피스톤 이 상사점 부근에 이르면 연료 인젝터로부터 연료가 분무된다. 분무된 연료는 폭발 행정에서 충전된 흡기와 혼합된 후 압축 착화되어 연소됨으로써 피스톤이 하강하여 크랭크축을 회전시킨다. 배기 행정에서는 연소된 가스가 외부로 배출된다. 이때 디젤엔진의 일련의 연소 과정 중에서 가장 중요한 것은 분무된 연료와 충전된 흡기와의 혼합이다. 왜냐하면, 분무된 연료와 흡기가 얼마나 균일하게 혼합되었는가는 연소과정에서 배기가스 생성 및 연소 효율에 지배적인 역할을 하기 때문이다. 연료와 흡기의 혼합도를 높이기 위한 방법으로서, 연료 인젝터의 분사압을 높이거나, 고효율 터보차저를 이용하여 연소실 내부를 고압으로 충전시키는 방법이 제안되었다. 그러나 이러한 방법은 추가적인 부품을 요하기 때문에 엔진의 제조비용을 증가시키는 단점이 있다. Generally, the direct injection type diesel engine is a four-stroke engine composed of an intake stroke, a compression stroke, an explosion stroke, and an exhaust stroke. In the intake stroke, the combustion chamber interior is filled with intake air containing oxygen. When the piston rises in the compression stroke and the inside of the combustion chamber becomes high pressure, the fuel is sprayed from the fuel injector when the piston reaches the top dead center. The sprayed fuel mixes with the intake air charged in the explosion stroke, and is compressed and ignited to burn the piston, thereby rotating the crankshaft. In the exhaust stroke, the burned gas is discharged to the outside. The most important of the series of combustion processes of the diesel engine is the mixing of the injected fuel with the charged intake. This is because the uniform mixing of the injected fuel and the intake air plays a dominant role in the exhaust gas generation and combustion efficiency in the combustion process. As a method for increasing the mixing degree of the fuel and the intake air, a method has been proposed in which the injection pressure of the fuel injector is increased or a high-efficiency turbocharger is used to charge the inside of the combustion chamber at a high pressure. However, this method has the disadvantage of increasing the manufacturing cost of the engine because it requires additional parts.

KRKR 20-1999-00327120-1999-003271 UU

본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 고압의 연료 인젝터나 터보차저와 같은 추가적인 부품 없이 흡기와 연료의 혼합도를 향상시킬 수 있는 엔진 조립체를 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an engine assembly capable of improving intake air-fuel mixture without additional components such as a high-pressure fuel injector or a turbocharger.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은, 실린더; 상기 실린더 내부에서 왕복이동하는 피스톤; 상기 실린더의 상부에 위치하는 실린더 헤드; 및 상기 실린더 헤드에 장착되고, 상기 실린더 내부로 연료를 분사시키는 인젝터를 포함하고, 상기 실린더 헤드는, 상기 실린더 헤드의 하면에 형성되는 채널입구로부터 상기 실린더 헤드의 하면에 형성되고 상기 채널입구보다 반경 방향 내측에 형성되는 채널출구까지 상기 실린더 헤드를 관통하여 연장되는 흡기안내채널을 포함하는 엔진 조립체를 제공할 수 있다.In order to solve the above-mentioned problems, A piston reciprocating within the cylinder; A cylinder head positioned above the cylinder; And an injector mounted on the cylinder head and injecting fuel into the cylinder, wherein the cylinder head is formed on a lower surface of the cylinder head from a channel inlet formed in a lower surface of the cylinder head, And an intake guide channel extending through the cylinder head to an outlet of a channel formed inside the cylinder head.

이때, 상기 채널입구는 상기 채널입구보다 넓은 면적으로 인입하여 형성되는 유도홈의 바닥면에 형성되고, 상기 피스톤의 상면에는 상기 유도홈에 삽입되는 돌출부가 형성될 수 있다.At this time, the channel inlet is formed on the bottom surface of the induction groove formed by drawing in a larger area than the channel inlet, and a protrusion inserted into the induction groove may be formed on the upper surface of the piston.

또한, 상기 흡기안내채널은 상기 채널입구로부터 상기 채널출구로 갈수록 단면적이 감소할 수 있다.In addition, the intake guide channel may have a reduced cross-sectional area from the channel inlet to the channel outlet.

또한, 상기 흡기안내채널은 복수로 구비되고, 상기 인젝터를 중심으로 방사형으로 배치될 수 있다.The plurality of intake guide channels may be disposed radially around the injector.

또한, 상기 돌출부의 상면과 측면 사이의 각도는 90도 내지 100도일 수 있다. 또한, 상기 유도홈의 바닥면과 측면 사이의 각도도 90도 내지 100도일 수 있으며, 상기 유도홈의 상기 바닥면과 상기 측면 사이의 각도는 상기 돌출부의 상기 상면과 상기 측면 사이의 각도 이하일 수 있다.In addition, the angle between the upper surface and the side surface of the protrusion may be 90 degrees to 100 degrees. Further, the angle between the bottom surface and the side surface of the guide groove may be 90 to 100 degrees, and an angle between the bottom surface and the side surface of the guide groove may be equal to or less than an angle between the top surface and the side surface of the projection .

본 발명의 일 실시예에 의하면, 흡기안내채널에 의해 연소실의 가장자리에 위치하는 흡기가 인젝터 주변으로 이동됨으로써 흡기와 연료의 혼합도가 향상되는 효과가 있다.According to an embodiment of the present invention, the intake air positioned at the edge of the combustion chamber by the intake guide channel moves to the periphery of the injector, thereby improving the degree of mixing of the intake air and the fuel.

또한 본 발명의 일 실시예에 의하면, 흡기안내채널의 단면적이 채널입구에서 채널출구로 갈수록 감소됨으로써, 채널출구를 통해 배출되는 흡기가 빠른 속력을 가질 수 있다.Also, according to an embodiment of the present invention, the cross-sectional area of the intake guide channel decreases from the channel inlet to the channel outlet, so that the intake air discharged through the channel outlet can have a high speed.

또한 본 발명의 일 실시예에 의하면, 실린더 헤드에 유도홈이 형성되고, 흡기안내채널의 채널입구가 유도홈의 바닥면에 형성되며, 피스톤의 상면에 유도홈에 삽입되는 돌출부가 형성됨으로써, 흡기가 더욱 원활하게 흡기안내채널로 유입될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a guide groove is formed in the cylinder head, a channel inlet of the intake guide channel is formed on the bottom surface of the guide groove, and a protrusion inserted into the guide groove is formed on the upper surface of the piston, Can be introduced into the intake guide channel more smoothly.

또한 본 발명의 일 실시예에 의하면, 피스톤의 돌출부의 상면과 측면 사이의 각도가 90보다 크게 형성됨으로써, 피스톤의 상승 시 돌출부가 실린더 헤드를 타격하여 손상시키는 것이 방지된다. According to an embodiment of the present invention, the angle between the upper surface and the side surface of the protrusion of the piston is formed larger than 90, thereby preventing the protrusion from damaging the cylinder head when the piston is lifted.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진 조립체의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진 조립체의 실린더 헤드의 저면도이다.
도 3은 도 2의 A-A선에 따른 단면도이다.
도 4 및 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진 조립체에 있어서 압축 행정의 작동 과정을 순차적으로 도시하는 작동상태도이다.
도 6은 도 5의 B부분의 확대도이다.
도 7은 도 6의 C부분의 확대도이다.1 is a perspective view of an engine assembly according to one embodiment of the present invention.
2 is a bottom view of a cylinder head of an engine assembly according to an embodiment of the present invention.
3 is a sectional view taken along the line AA in Fig.
4 and 5 are operational state diagrams sequentially illustrating the operation of the compression stroke in an engine assembly according to an embodiment of the present invention.
6 is an enlarged view of a portion B in Fig.
7 is an enlarged view of a portion C in Fig.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 자세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals are used to designate the same or similar components throughout the drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진 조립체의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진 조립체의 실린더 헤드의 저면도이며, 도 3은 도 2의 A-A선에 따른 단면도이다. 도 4 및 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진 조립체에 있어서 압축 행정의 작동 과정을 순차적으로 도시하는 작동상태도이고, 도 6은 도 5의 B부분의 확대도이며, 도 7은 도 6의 C부분의 확대도이다.FIG. 1 is a perspective view of an engine assembly according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a bottom view of a cylinder head of an engine assembly according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a cross- . 5 is an enlarged view of a portion B of Fig. 5, and Fig. 7 is an enlarged view of an engine assembly according to an embodiment of the present invention. Fig.

도 1 내지 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진 조립체는 실린더(10), 피스톤(20), 실린더 헤드(30), 인젝터(50)를 포함한다.1 to 3, an engine assembly according to an embodiment of the present invention includes a cylinder 10, a piston 20, a cylinder head 30, and an injector 50.

실린더(10)는 엔진 블록에 복수로 형성될 수 있다. 복수의 실린더(10)들은 다양한 형태로 배치될 수 있는데, 직렬 엔진(in-line engine)과 같이 실린더(10)들이 I자로 배열될 수도 있고, V형 엔진(V-type engine)과 같이 실린더(10)들이 V자로 배열될 수도 있으며, 이외에도 다양한 형태로 배열될 수 있다. The cylinders 10 may be formed in a plurality of in the engine block. The plurality of cylinders 10 may be arranged in various forms, such as an in-line engine in which the cylinders 10 are arranged in an I-letter, and a cylinder (not shown) such as a V-type engine 10 may be arranged in a V-shape, or may be arranged in various other forms.

피스톤(20)은 실린더(10)에 삽입된 상태에서 왕복운동하여 연소실 내의 흡기 및 연료를 압축 및 팽창시킨다. 피스톤(20)의 상면에는 인젝터(50)로부터 분사된 연료를 스월(Swirl) 유동 및 스퀴시(Squish) 유동시키기 위한 피스톤 보울(Piston bowl)(28)이 형성될 수 있다. The piston (20) reciprocates while being inserted into the cylinder (10) to compress and expand the intake air and the fuel in the combustion chamber. A piston bowl 28 for swirling and squishing the fuel injected from the injector 50 may be formed on the upper surface of the piston 20.

실린더 헤드(30)는 엔진 블록의 상부에 결합된다. 일반적으로 실린더 헤드(30)는 엔진 블록의 면적 및 평면 형상과 유사한 면적 및 평면 형상을 가지나, 본 설명에서 설명되는 실린더 헤드(30)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 실린더 헤드(30)가 엔진 블록에 결합되면 실린더(10)가 차지하는 면적이 투영되는 부분을 의미한다. 실린더 헤드(30)는 흡기가 유입되는 통로인 흡기 포트(32) 및 배기가스가 배출되는 통로인 배기 포트(34)를 포함할 수 있다. 또한, 실린더 헤드(30)는 흡기안내채널(40)을 가진다. 흡기안내채널(40)에 대해서는 아래에서 자세히 설명한다.The cylinder head 30 is coupled to the top of the engine block. Generally, the cylinder head 30 has an area and a planar shape similar to the area and the planar shape of the engine block, but the cylinder head 30 described in the present description has the cylinder head 30 And the area occupied by the cylinder 10 is projected when it is coupled to the engine block. The cylinder head 30 may include an intake port 32 as a passage through which intake air is introduced and an exhaust port 34 as a passage through which exhaust gas is discharged. In addition, the cylinder head 30 has an intake guide channel 40. The intake guide channel 40 will be described in detail below.

인젝터(50)는 실린더 헤드(30)에 장착되고, 실린더(10) 내부로 연료를 고압으로 분사시킬 수 있다. 인젝터(50)는 실린더 헤드(30)의 중심부에 위치할 수 있다. 인젝터(50)의 단부에는 연료가 분사되는 적어도 하나의 노즐이 형성될 수 있다. 노즐은 필요에 따라 복수로 형성될 수 있으며, 이때 노즐은 인젝터(50)의 둘레를 따라 방사상에 배치될 수 있다. 또한, 노즐들의 직경 및 분사되는 연료의 양은 서로 동일하거나 다를 수 있다.The injector 50 is mounted to the cylinder head 30 and can inject fuel into the cylinder 10 at a high pressure. The injector 50 may be located at the center of the cylinder head 30. [ At the end of the injector 50, at least one nozzle through which fuel is injected may be formed. The nozzles may be formed as a plurality of nozzles as needed, with the nozzles being disposed radially along the periphery of the injector 50. In addition, the diameter of the nozzles and the amount of fuel injected may be the same or different.

흡기안내채널(40)은 채널입구(42) 및 채널출구(44)를 포함하고, 채널입구(42)로부터 채널출구(44)까지 실린더 헤드(30)를 관통하여 형성된다. 흡기안내채널(40)은 실린더 헤드(30)를 통과하는 냉각수 유로, 흡기 밸브 및 배기 밸브와 간섭되지 않고 독립된 유로를 형성한다. 흡기안내채널(40)은 연소실 내에서 인젝터(50)의 노즐로부터 멀리 떨어진 위치에 분포하는 흡기를 폭발 행정 전에 인젝터(50)의 노즐 부근으로 이동시키기 위한 구조이다. 연소실은 실린더(10)의 내주면, 실린더 헤드(30)의 하면 및 피스톤(20)의 상면에 의해 둘러싸인 공간으로 정의될 수 있다. 흡기안내채널(40)의 채널입구(42) 및 채널출구(44)는 실린더 헤드(30)의 하면에 형성되는데, 채널입구(42) 및 유도홈(46)은 실린더 헤드(30)의 가장자리, 바람직하게는 실린더 헤드(30)의 제일 가장자리에 위치할 수 있고, 채널출구(44)는 채널입구(42)보다 반경 방향 내측에 위치할 수 있다. 즉, 인젝터(50)의 노즐로부터 채널입구(42)까지의 거리는 인젝터(50)의 노즐로부터 채널출구(44)까지의 거리보다 멀다. 따라서, 흡기가 채널입구(42)로 유입되어 흡기안내채널(40)을 따라 유동한 후 채널출구(44)를 통해 배출되면 연소실 내에서 인젝터(50)로부터 멀리 떨어진 곳에 분포한 흡기가 인젝터(50) 주변으로 이동할 수 있다. The intake guide channel 40 includes a channel inlet 42 and a channel outlet 44 and is formed through the cylinder head 30 from the channel inlet 42 to the channel outlet 44. The intake guide channel (40) forms an independent flow path without interfering with the cooling water flow passage, the intake valve and the exhaust valve passing through the cylinder head (30). The intake guide channel 40 is a structure for moving the intake air distributed at a position far from the nozzle of the injector 50 in the combustion chamber to the vicinity of the nozzle of the injector 50 before the explosion stroke. The combustion chamber can be defined as a space surrounded by the inner circumferential surface of the cylinder 10, the lower surface of the cylinder head 30, and the upper surface of the piston 20. The channel inlet 42 and the channel outlet 44 of the intake guide channel 40 are formed on the lower surface of the cylinder head 30. The channel inlet 42 and the guide groove 46 are formed at the edges of the cylinder head 30, Preferably at the first edge of the cylinder head 30 and the channel outlet 44 may be located radially inward of the channel inlet 42. That is, the distance from the nozzle of the injector 50 to the channel inlet 42 is longer than the distance from the nozzle of the injector 50 to the channel outlet 44. When the intake air flows into the channel inlet 42 and flows along the intake guide channel 40 and then is discharged through the channel outlet 44, the intake air distributed in the combustion chamber far from the injector 50 is injected into the injector 50 ). ≪ / RTI >

흡기안내채널(40)은 채널입구(42)로부터 채널출구(44)로 갈수록 단면적이 감소할 수 있다. 이에 따라 채널입구(42)를 통해 유입되는 흡기가 흡기안내채널(40)을 통과하면서 속도가 증가하여, 채널출구(44)를 통해 배출될 때는 빠른 속력의 제트 유동을 형성할 수 있다. 채널출구(44)를 통해 배출되는 흡기의 속력이 빠를수록 인젝터(50)에 의해 분사되는 연료와의 혼합도가 증가할 수 있다. 채널출구(44)를 통해 배출되는 흡기가 빠른 속력을 가지기 위해서는 채널출구(44)의 단면적은 채널입구(42)의 단면적보다 훨씬 작은 것이 바람직하다. 예컨대, 채널출구(44)의 직경은 0.5mm 내지 3mm로 형성될 수 있다.The intake guide channel 40 may have a reduced cross-sectional area from the channel inlet 42 to the channel outlet 44. [ Accordingly, when the intake air flowing through the channel inlet 42 passes through the intake guide channel 40, the velocity increases, and when the air is discharged through the channel outlet 44, a jet flow at a high speed can be formed. The faster the speed of the intake air discharged through the channel outlet 44, the greater the degree of mixing with the fuel injected by the injector 50. The cross sectional area of the channel outlet 44 is preferably much smaller than the cross sectional area of the channel inlet 42 in order for the intake air discharged through the channel outlet 44 to have a high speed. For example, the diameter of the channel outlet 44 may be 0.5 mm to 3 mm.

흡기안내채널(40)의 채널입구(42)의 주변에 분포하는 흡기가 흡기안내채널(40)로 유입되는 작용은 주로 피스톤(20)의 상승에 의해 이루어진다. 압축 행정에서 피스톤(20)이 상승하면 연소실 내의 흡기가 압축되기 시작한다. 이때, 연소실의 가장자리에 위치하는 흡기들, 특히 흡기안내채널(40)의 채널입구(42) 근처에 분포하는 흡기들은 연소실 내의 압력에 의해 흡기안내채널(40)로 유입되어 흡기안내채널(40)을 따라 이동한 후 채널출구(44)를 통해 빠져나온다. 따라서, 압축 행정 시 피스톤(20)의 상면이 실린더 헤드(30)의 하면을 타격하여 실린더 헤드(30) 및 피스톤(20)의 손상을 유발하지 않는 범위 내에서, 피스톤(20)의 상면에 있어서 실린더 헤드(30)의 채널입구(42)와 마주하는 부분은 채널입구(42)보다 넓은 면적을 가지는 것이 바람직하고, 채널입구(42)와 최대한 밀착되는 것이 바람직하다.The action of the intake air distributed in the vicinity of the channel inlet 42 of the intake guide channel 40 into the intake guide channel 40 is mainly caused by the rise of the piston 20. [ When the piston 20 rises in the compression stroke, the intake air in the combustion chamber starts to be compressed. At this time, the intake air located at the edge of the combustion chamber, particularly, the intake air distributed in the vicinity of the channel inlet 42 of the intake guide channel 40 flows into the intake guide channel 40 by the pressure in the combustion chamber, And then exits through the channel outlet 44. As shown in FIG. The upper surface of the piston 20 during the compression stroke does not cause damage to the cylinder head 30 and the piston 20 by striking the lower surface of the cylinder head 30. In the upper surface of the piston 20, The portion of the cylinder head 30 facing the channel inlet 42 preferably has a larger area than the channel inlet 42 and is preferably as close as possible to the channel inlet 42.

한편, 채널입구(42) 주변에 분포하는 흡기를 더욱 원활하게 흡기안내채널(40)로 유입시킬 수 있도록, 실린더 헤드(30)의 하면에는 유도홈(46)이 형성되고, 피스톤(20)의 상면에는 상기 유도홈(46)에 삽입되는 돌출부(22)가 형성될 수 있다. 이때, 채널입구(42)는 유도홈(46)과 연결될 수 있는데, 예컨대 채널입구(42)는 유도홈(46)의 바닥면(48)에 형성될 수 있다. 이와는 달리, 채널입구(42)는 유도홈(46)의 측면(47)에 형성될 수도 있고, 유도홈(46)의 바닥면(48)과 측면(47)에 걸쳐 형성될 수도 있다. 또한, 돌출부(22) 및 유도홈(46)은 피스톤 보울(28)의 반경방향 외측에 형성되는 것이 바람직하다. An induction groove 46 is formed on the lower surface of the cylinder head 30 so that the intake air distributed around the channel inlet 42 can flow into the intake guide channel 40 more smoothly. And a protrusion 22 inserted into the guide groove 46 may be formed on the upper surface. At this time, the channel inlet 42 may be connected to the guide groove 46, for example, the channel inlet 42 may be formed on the bottom surface 48 of the guide groove 46. Alternatively, the channel inlet 42 may be formed in the side surface 47 of the guide groove 46 or may be formed in the bottom surface 48 and the side surface 47 of the guide groove 46. It is also preferable that the protruding portion 22 and the guide groove 46 are formed radially outward of the piston bowl 28.

유도홈(46)은 실린더 헤드(30)의 하면에서 상측으로 인입하여 형성되며, 채널입구(42)보다 넓은 면적을 가진다. 채널입구(42)는 유도홈(46)을 통해 연소실과 유체적으로 연통한다. 피스톤(20)의 돌출부(22)는 유도홈(46)의 평면 형상과 부합하는 평면 형상을 가질 수 있다. 압축 행정 시 피스톤(20)의 돌출부(22)는 실린더 헤드(30)의 유도홈(46)에 삽입되고, 이에 따라 유도홈(46) 주변 및 유도홈(46) 내부에 분포하는 흡기는 돌출부(22)에 의해 흡기안내채널(40)로 유입될 수 있다. 이때, 유도홈(46) 내부에 위치하는 흡기가 흡기안내채널(40)로 유입되지 않고 유도홈(46)과 돌출부(22) 사이의 공간으로 빠져나가는 것을 방지하기 위하여, 유도홈(46)의 측면(47)과 돌출부(22)의 측면(23) 사이에는 피스톤(20)의 승강 시 서로 접촉함으로써 파손되는 것을 방지할 수 있을 만큼의 최소한의 틈만이 형성되는 것이 바람직하다. 그런데, 피스톤(20)은 엔진의 구동 과정에서 항상 동일한 궤적을 따라 이동하는 것이 아니기 때문에, 돌출부(22)와 유도홈(46) 사이의 간격이 지나치게 좁을 경우 돌출부(22)가 실린더 헤드(30)를 타격하여 손상을 일으킬 수 있다. 이를 방지하기 위하여 돌출부(22)의 상면(24)과 측면(23) 사이의 각도(θ1)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 90도 내지 100도인 것이 바람직하다. 일례로서, 돌출부(22)의 상면(24)과 측면(23) 사이의 각도(θ1)는 90.5도 내지 95도일 수 있다. 돌출부(22)의 상면(24)과 측면(23) 사이의 각도(θ1)가 90도 이상이면 피스톤(20)의 상승 시 돌출부(22)의 상부 모서리가 유도홈(46)의 하부 모서리를 타격하지 않고 부드럽게 삽입될 수 있다.The guide groove 46 is formed to extend upward from the lower surface of the cylinder head 30 and has a larger area than the channel inlet 42. The channel inlet (42) is in fluid communication with the combustion chamber via an induction groove (46). The projecting portion 22 of the piston 20 may have a planar shape conforming to the planar shape of the guide groove 46. The protrusion 22 of the piston 20 in the compression stroke is inserted into the guide groove 46 of the cylinder head 30 so that the intake air distributed around the guide groove 46 and the guide groove 46 is guided by the protrusion 22 into the intake guide channel (40). At this time, in order to prevent the intake air located in the induction groove 46 from flowing into the space between the induction groove 46 and the protrusion 22 without flowing into the intake guide channel 40, It is preferable that a minimum gap is formed between the side surface 47 and the side surface 23 of the protrusion 22 so as to prevent the piston 20 from being damaged when the piston 20 moves up and down. Since the piston 20 does not always move along the same trajectory in the driving process of the engine, when the distance between the protruding portion 22 and the guide groove 46 is excessively narrow, the protruding portion 22 protrudes from the cylinder head 30, And damage may be caused. In order to prevent this, the angle [theta] 1 between the upper surface 24 and the side surface 23 of the protruding portion 22 is preferably 90 to 100 degrees as shown in FIG. As an example, the angle [theta] 1 between the upper surface 24 and the side surface 23 of the projection 22 may be 90.5 degrees to 95 degrees. When the angle? 1 between the upper surface 24 and the side surface 23 of the protrusion 22 is 90 degrees or more, the upper edge of the protrusion 22 when the piston 20 is lifted hits the lower edge of the guide groove 46 And can be smoothly inserted.

또한, 유도홈(46)의 바닥면(48)과 측면(47) 사이의 각도(θ2) 또한 90도 내지 100도인 것이 바람직하다. 이때, 유도홈(46)의 바닥면(48)과 측면(47) 사이의 각도(θ2)는 돌출부(22)의 상면(24)과 측면(23) 사이의 각도(θ1) 이하인 것이 바람직한데, 유도홈(46)의 바닥면(48)과 측면(47) 사이의 각도(θ2)가 돌출부(22)의 상면(24)과 측면(23) 사이의 각도(θ1) 이하로 형성될 경우 유도홈(46)과 돌출부(22) 사이의 공간이 최소화가 될 수 있어 유도홈(46) 내부에 분포되어 있는 흡기가 최대한 많이 흡기안내채널(40)로 유입될 수 있기 때문이다.It is also preferable that the angle 2 between the bottom surface 48 of the guide groove 46 and the side surface 47 is 90 degrees to 100 degrees. At this time, the angle 2 between the bottom surface 48 and the side surface 47 of the guide groove 46 is preferably equal to or less than the angle? 1 between the top surface 24 and the side surface 23 of the protrusion 22, When the angle 2 between the bottom surface 48 and the side surface 47 of the guide groove 46 is formed to be equal to or less than the angle? 1 between the top surface 24 and the side surface 23 of the projection 22, The space between the guide groove 46 and the protrusion 22 can be minimized so that the intake air distributed in the guide groove 46 can flow into the intake guide channel 40 as much as possible.

또한, 유도홈(46)과 돌출부(22) 사이의 기밀 유지를 위해 돌출부(22)의 하단부와 유도홈(46)의 하단부 사이의 간격은 돌출부(22)의 상단부와 유도홈(46)의 하단부 사이의 간격보다 훨씬 작은 것이 바람직한데, 예컨대, 돌출부(22)의 하단부와 유도홈(46)의 하단부 사이의 간격은 0.01mm 내지 0.05mm일 수 있으며, 돌출부(22)는 아래로 갈수록 폭이 넓어지도록 테이퍼지게 형성될 수 있다. 유도홈(46)의 하단부와 돌출부(22)의 하단부 사이의 간격이 이와 같이 형성되면 엔진 오일에 의해 해당 간격이 메워질 수 있기 때문에 해당 간격을 통해 흡기가 새는 것이 방지될 수 있다. The gap between the lower end of the protruding portion 22 and the lower end of the guide groove 46 for maintaining airtightness between the guide groove 46 and the protruding portion 22 is larger than the upper end of the protruding portion 22 and the lower end portion of the guide groove 46, The distance between the lower end of the protruding portion 22 and the lower end of the guide groove 46 may be 0.01 mm to 0.05 mm and the protruding portion 22 is wider as it goes down As shown in Fig. If the gap between the lower end of the guide groove 46 and the lower end of the protruding portion 22 is formed as described above, the gap can be filled with the engine oil, so that the intake air can be prevented from leaking through the gap.

흡기안내채널(40)은 복수로 형성될 수 있는데, 이때 복수의 흡기안내채널(40)은 인젝터(50)를 중심으로 방사상에 등간격으로 배치될 수 있다. 그러나, 흡기안내채널(40)의 배치 형태 및 흡기안내채널(40)들 간의 간격은 연소실의 형상, 인젝터(50)의 연료 분사 방향 등을 고려하여 다양하게 결정될 수 있다.A plurality of intake guide channels 40 may be formed, and the plurality of intake guide channels 40 may be radially and equally spaced around the injector 50. [ However, the arrangement of the intake guide channel 40 and the interval between the intake guide channels 40 can be variously determined in consideration of the shape of the combustion chamber, the fuel injection direction of the injector 50, and the like.

이하에서는 도 4 및 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진 조립체의 작동 과정을 설명한다.The operation of the engine assembly according to an embodiment of the present invention will now be described with reference to FIGS.

도 4에 도시된 바와 같이, 압축 행정의 초기에는 피스톤(20)의 상면이 실린더 헤드(30)의 하면과 이격된 상태에 있다. 그 후 압축 행정이 진행되면 피스톤(20)이 상승하여 실린더 헤드(30)와 가까워진다. 피스톤(20)이 더욱 상승하면, 도 5에 도시된 바와 같이, 피스톤(20)의 돌출부(22)가 실린더 헤드(30)의 유도홈(46)에 삽입되고, 이에 따라 유도홈(46) 주변 및 유도홈(46) 내에 분포하는 흡기가 압축되어 흡기안내채널(40)로 유입된다. 흡기안내채널(40)로 유입된 흡기는 채널출구(44)로 안내되는데, 이때 흡기안내채널(40)의 단면적이 채널입구(42)로부터 채널출구(44)로 갈수록 감소되기 때문에 흡기가 흡기안내채널(40)을 유동하는 과정에서 속도가 증가한다. 따라서, 채널출구(44)를 통해 배출되는 흡기는 매우 빠른 속도를 가지는 제트 유동을 형성할 수 있다. 이때, 채널출구(44)를 통해 배출되는 흡기는 피스톤(20)의 상승 시 유발되는 스퀴시 유동과 결합하여 인젝터(50) 부근에서 강한 난류를 형성할 수 있다. 스퀴시(squish) 유동은 피스톤(20)이 연소실의 천장면, 다시 말해 실린더 헤드(30)의 하면으로 다가가는 압축과정의 말기에서 일어나는 유동을 말하는데, 피스톤(20)의 상면과 실린더 헤드(30)의 하면 사이의 공간이 급격하게 작아지면서 연소실의 중심방향으로 급격하게 발생하는 흡기의 유동을 일컫는다. 4, at the beginning of the compression stroke, the upper surface of the piston 20 is spaced apart from the lower surface of the cylinder head 30. As shown in Fig. Thereafter, when the compression stroke progresses, the piston 20 ascends and approaches the cylinder head 30. 5, the projecting portion 22 of the piston 20 is inserted into the guide groove 46 of the cylinder head 30, and thereby the periphery of the guide groove 46 And the intake air distributed in the guide groove 46 are compressed and introduced into the intake guide channel 40. The intake air flowing into the intake guide channel 40 is guided to the channel outlet 44. Since the sectional area of the intake guide channel 40 is reduced from the channel inlet 42 to the channel outlet 44 at this time, The velocity increases in the course of flowing through the channel 40. Therefore, the intake air discharged through the channel outlet 44 can form a jet flow having a very high velocity. At this time, the intake air discharged through the channel outlet (44) may combine with the squish flow induced when the piston (20) is lifted to form a strong turbulent flow in the vicinity of the injector (50). The squish flow refers to the flow that takes place at the end of the compression stroke in which the piston 20 approaches the ceiling of the combustion chamber, that is, the lower surface of the cylinder head 30. The upper surface of the piston 20 and the cylinder head 30 ) Of the combustion chamber is sharply reduced and the intake air flow is generated rapidly in the direction of the center of the combustion chamber.

피스톤(20)이 상사점 부근에 이르면 인젝터(50)로부터 고압의 연료가 분사되기 시작한다. 분사된 연료와 채널출구(44)를 통해 고속으로 배출되는 흡기가 서로 부딪히게 되는데, 이때 증가된 난류 강도 때문에 분사된 연료가 작은 액적(droplet)으로 분열되는 속도 및 양이 증가한다. 이와 같이, 채널출구(44)를 통해 고속으로 배출되는 흡기에 의해 인젝터(50)로부터 분사되는 연료가 더욱 잘게 쪼개짐으로써, 연료가 흡기의 혼합도가 증가하고, 이에 따라 연소의 효율이 증가하고 입자상 물질(Particulate Matter)의 생성이 억제될 수 있다. When the piston 20 reaches the vicinity of the top dead center, high-pressure fuel starts to be injected from the injector 50. The injected fuel and the intake air discharged at high speed through the channel outlet 44 collide with each other, whereby the speed and amount at which the injected fuel is divided into small droplets is increased due to the increased turbulence intensity. By thus finely splitting the fuel injected from the injector 50 by the intake air discharged at high speed through the channel outlet 44, the degree of mixture of the fuel and the intake air is increased, thereby increasing the efficiency of combustion, The generation of a substance (Particulate Matter) can be suppressed.

이상과 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진 조립체는 인젝터(50)의 노즐로부터 멀리 떨어져 있는 흡기가 인젝터(50)의 노즐 주변에 위치할 수 있도록 흡기안내채널(40)에 의해 유도되어 위치가 조정되므로, 흡기와 인젝터(50)의 노즐로부터 분사되는 연료의 혼합도가 향상되는 효과가 있다.As described above, the engine assembly according to the embodiment of the present invention is guided by the intake guide channel 40 so that the intake air that is distant from the nozzle of the injector 50 can be positioned around the nozzle of the injector 50, There is an effect that the degree of mixture of the intake air and the fuel injected from the nozzle of the injector 50 is improved.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims. . Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the scope of the present invention but to limit the scope of the technical idea of the present invention. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.

10: 실린더 20: 피스톤
22: 돌출부 30: 실린더 헤드
40: 흡기안내채널 42: 채널입구
44: 채널출구 46: 유도홈
50: 인젝터 10: cylinder 20: piston
22: protrusion 30: cylinder head
40: intake guide channel 42: channel inlet
44: channel outlet 46: guide groove
50: injector

Claims (8)

실린더;
상기 실린더 내부에서 왕복이동하는 피스톤;
상기 실린더의 상부에 위치하는 실린더 헤드; 및
상기 실린더 헤드에 장착되고, 상기 실린더 내부로 연료를 분사시키는 인젝터를 포함하고,
상기 실린더 헤드는,
상기 실린더 헤드의 하면에 형성되는 채널입구로부터 상기 실린더 헤드의 하면에 형성되고 상기 채널입구보다 반경 방향 내측에 형성되는 채널출구까지 상기 실린더 헤드를 관통하여 연장되는 흡기안내채널을 포함하는 엔진 조립체.cylinder;
A piston reciprocating within the cylinder;
A cylinder head positioned above the cylinder; And
And an injector mounted on the cylinder head for injecting fuel into the cylinder,
Wherein the cylinder head comprises:
And an intake guide channel extending through the cylinder head from a channel inlet formed on a lower surface of the cylinder head to a channel outlet formed on a lower surface of the cylinder head and radially inward of the channel inlet. 제1항에 있어서,
상기 채널입구는 상기 채널입구보다 넓은 면적으로 인입하여 형성되는 유도홈에 연결되고,
상기 피스톤의 상면에는 상기 유도홈에 삽입되는 돌출부가 형성되는 엔진 조립체.The method according to claim 1,
Wherein the channel inlet is connected to an induction groove formed by being drawn in a larger area than the channel inlet,
And an upper surface of the piston is formed with a protrusion to be inserted into the guide groove. 제2항에 있어서,
상기 채널입구는 상기 유도홈의 바닥면에 형성되는 엔진 조립체.3. The method of claim 2,
Wherein the channel inlet is formed on a bottom surface of the guide groove. 제2항에 있어서,
상기 돌출부의 상면과 측면 사이의 각도는 90도 이상이고 100도 이하이며,
상기 유도홈의 바닥면과 측면 사이의 각도는 90도 이상이고 100도 이하인 엔진 조립체.3. The method of claim 2,
The angle between the upper surface and the side surface of the projecting portion is 90 degrees or more and 100 degrees or less,
Wherein an angle between a bottom surface and a side surface of the guide groove is 90 degrees or more and 100 degrees or less. 제4항에 있어서,
상기 유도홈의 상기 바닥면과 상기 측면 사이의 각도는 상기 돌출부의 상기 상면과 상기 측면 사이의 각도 이하인 엔진 조립체.5. The method of claim 4,
Wherein an angle between the bottom surface and the side surface of the guide groove is less than or equal to an angle between the top surface and the side surface of the protrusion. 제2항에 있어서,
상기 유도홈 및 상기 돌출부는 상기 피스톤의 피스톤 보울의 반경방향 외측에 형성되는 엔진 조립체.3. The method of claim 2,
Wherein the guide groove and the protrusion are formed radially outward of the piston bowl of the piston. 제1항에 있어서,
상기 흡기안내채널은 상기 채널입구로부터 상기 채널출구로 갈수록 단면적이 감소하는 엔진 조립체.The method according to claim 1,
Wherein the intake guide channel decreases in cross-sectional area from the channel inlet to the channel outlet. 제1항에 있어서,
상기 흡기안내채널은 복수로 구비되고, 상기 인젝터를 중심으로 방사형으로 배치되는 엔진 조립체.The method according to claim 1,
Wherein the plurality of intake guide channels are radially arranged around the injector.
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