KR20190069009A - Engine of variable compression ratio type - Google Patents

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Abstract

The present invention provides a variable compression ratio type engine, performing a variable compression ratio in an engine by changing compression volume of a combustor in accordance with a driving condition of the engine by controlling the flow of oil pressure in engine oil. According to the present invention, the variable compression ratio type engine includes: a cylinder head having a first hydraulic line receiving the oil from an oil gallery inside; a cylinder block installed in the lower part of the cylinder head and having a second hydraulic line connected to the first hydraulic line in a wall enclosing a combustion chamber; a sliding groove formed in the wall along the circumference of the combustion chamber of the cylinder block and having the inner circumference partially connected to the upper part of the combustion chamber, wherein an upper end of the sliding groove is connected to the first hydraulic line and a lower end of the sliding groove is connected to the second hydraulic line; a sliding member installed to slide in a vertical direction along the first hydraulic line and the sliding groove and sliding in the vertical direction in accordance with a line pressure of the first hydraulic line and the second hydraulic line; and a solenoid valve installed in the cylinder head and sliding the sliding member by moving to selectively connect the first hydraulic line to the outside.

Description

압축비 가변형 엔진 {ENGINE OF VARIABLE COMPRESSION RATIO TYPE}[0001] ENGINE OF VARIABLE COMPRESSION RATIO TYPE [0002]

본 발명은 기존의 엔진으로부터 구조 변경을 최소화하면서도, 엔진의 압축비를 가변할 수 있는 압축비 가변형 엔진에 관한 것이다.The present invention relates to a compression ratio variable engine capable of varying a compression ratio of an engine while minimizing a structural change from an existing engine.

일반적으로, 내연기관의 압축비는 내연기관의 압축 행정에서 연소실의 압축 전의 최대 용적과 연소실의 압축 후의 최소 용적비로 나타낸다.Generally, the compression ratio of the internal combustion engine is expressed by the maximum volume before compression of the combustion chamber and the minimum volume ratio after compression of the combustion chamber in the compression stroke of the internal combustion engine.

내연기관의 압축비를 증가시키면 내연기관의 출력이 증대된다. 그러나 내연기관의 압축비가 지나치게 높으면 노킹 현상이 발생하여 내연기관의 출력이 저하될 뿐만 아니라 내연기관의 밸브 혹은 피스톤의 고장 및 내연기관의 과열 등이 발생될 수 있다.When the compression ratio of the internal combustion engine is increased, the output of the internal combustion engine is increased. However, if the compression ratio of the internal combustion engine is excessively high, the knocking phenomenon may occur and the output of the internal combustion engine may be reduced, and the failure of the valve or the piston of the internal combustion engine and the overheating of the internal combustion engine may occur.

내연기관의 압축비는 노킹 현상이 발생되지 않는 적절한 범위 내에서 설정된다. 또한, 내연기관의 부하에 따라 압축비를 적절히 가변시킬 경우, 내연기관의 연비 및 출력을 향상시킬 수 있다. 따라서, 내연기관의 압축비를 가변시키는 가변 압축비(VCR : variable compression ratio) 장치에 대한 다양한 연구가 진행되고 있다.The compression ratio of the internal combustion engine is set within an appropriate range in which knocking does not occur. In addition, when the compression ratio is suitably changed in accordance with the load of the internal combustion engine, the fuel consumption and output of the internal combustion engine can be improved. Accordingly, various studies have been made on a variable compression ratio (VCR) apparatus for varying the compression ratio of the internal combustion engine.

상기 가변 압축비 장치는 내연기관의 부하 상태에 따라 내연기관의 압축비를 가변시키도록 작동된다. 예를 들면, 내연기관이 저부하 운전 상태에 있으면 압축비를 증대시켜 내연기관의 연비를 향상시키고, 내연기관이 고부하 운전 상태에 있으면 압축비를 감소시켜 내연기관의 녹킹을 방지하면서 출력을 향상시키도록 작동된다.The variable compression ratio apparatus is operated to vary the compression ratio of the internal combustion engine in accordance with the load state of the internal combustion engine. For example, when the internal combustion engine is in a low-load operation state, the compression ratio is increased to improve the fuel economy of the internal combustion engine. When the internal combustion engine is in the high-load operation state, the compression ratio is reduced to prevent the internal combustion engine from being knocked, do.

종래의 가변 압축비 장치는 주로 압축 행정에서 연소실의 용적을 가변시키는 방법들을 채택하고 있다. 예를 들면, 압축 행정에서 피스톤의 상사점의 높이를 가변시키거나 혹은 실린더 헤드에 마련한 부연소실의 용적을 증감시키는 방법들이 사용된다.The conventional variable compression ratio apparatus mainly adopts methods of varying the volume of the combustion chamber in the compression stroke. For example, methods of varying the height of the top dead center of the piston in the compression stroke or increasing or decreasing the volume of the sub-combustion chamber provided in the cylinder head are used.

상기 피스톤의 상사점의 높이를 가변시켜 가변 압축비를 구현하는 방식에서는 상기 피스톤과 크랭크 샤프트를 연결하는 커넥팅 로드의 길이를 가변시키는 구조가 주로 적용된다.In a method of varying the height of the top dead center of the piston to realize a variable compression ratio, a structure for varying the length of the connecting rod connecting the piston and the crankshaft is mainly applied.

상기 커넥팅 로드의 길이를 가변시키기 위해 링크 등의 기계적인 요소와, 상기 기계적인 요소를 작동시키도록 유압원 혹은 모터 등의 동력원이 주로 사용된다. 한편, 간단한 구조로 커넥팅 로드의 길이를 가변시켜 효과적인 가변 압축비를 구현할 수 있는 장치가 요구된다.A mechanical element such as a link for varying the length of the connecting rod and a power source such as a hydraulic source or a motor for operating the mechanical element are mainly used. On the other hand, there is a need for an apparatus capable of varying the length of the connecting rod with a simple structure to realize an effective variable compression ratio.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.It should be understood that the foregoing description of the background art is merely for the purpose of promoting an understanding of the background of the present invention and is not to be construed as an admission that the prior art is known to those skilled in the art.

KR10-1999-0005205 AKR10-1999-0005205A KR10-2011-0001511 AKR10-2011-0001511A

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 엔진오일의 유압 흐름을 제어하여 엔진의 운전 조건에 따라 연소실의 압축 체적을 가변함으로써 엔진에서의 가변 압축비를 구현하는 압축비 가변형 엔진을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been proposed in order to solve the above problems and provides a compression ratio variable engine that realizes a variable compression ratio in an engine by controlling a hydraulic flow of engine oil and varying a compression volume of a combustion chamber according to an operation condition of the engine .

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 압축비 가변형 엔진은 내부에 오일갤러리로부터 오일을 공급받는 제1유압라인이 형성된 실린더헤드; 상기 실린더헤드의 하부에 장착되고, 연소실을 감싸는 벽부 내에 상기 제1유압라인과 연통되는 제2유압라인이 형성되도록 마련된 실린더블록; 상기 실린더블록의 연소실 둘레를 따라 벽부 내에 형성되되, 내주면이 상기 연소실 상방 측과 일부 연통되고, 상단부가 상기 제1유압라인과 연통되며, 하단부가 상기 제2유압라인과 연통되도록 형성된 습동홈; 상기 제1유압라인과 습동홈을 따라 상하방향으로 슬라이딩 가능하도록 설치되어, 상기 제1유압라인 및 제2유압라인의 라인압에 따라 상하방향으로 슬라이딩하는 슬라이딩부재; 및 상기 실린더헤드에 구비되고, 상기 제1유압라인을 선택적으로 외부와 연통시키도록 동작함으로써 상기 슬라이딩부재를 슬라이딩시키는 솔레노이드 밸브;를 포함할 수 있다.To achieve the above object, the present invention provides a variable compression ratio engine comprising: a cylinder head having a first hydraulic line for receiving oil from an oil gallery; A cylinder block mounted on a lower portion of the cylinder head and formed in a wall portion surrounding the combustion chamber to form a second hydraulic line communicating with the first hydraulic line; A sliding groove formed in the wall portion around the combustion chamber of the cylinder block, the sliding groove having an inner circumferential surface communicating with an upper side of the combustion chamber, an upper end communicating with the first hydraulic line, and a lower end communicating with the second hydraulic line; A sliding member installed to be slidable in the vertical direction along the first hydraulic line and the sliding groove and sliding in the vertical direction in accordance with the line pressure of the first hydraulic line and the second hydraulic line; And a solenoid valve provided in the cylinder head, the solenoid valve sliding the sliding member by selectively operating the first hydraulic line to communicate with the outside.

상기 제1유압라인은, 상기 오일갤러리로부터 오일을 공급받아 상기 제2유압라인으로 이송시키는 제1유로와, 상기 제1유로로부터 분기되어 상기 습동홈 상단부로 오일을 이송시키는 제2유로로 구성된 것을 특징으로 할 수 있다.The first hydraulic line includes a first flow path for supplying oil from the oil gallery to the second hydraulic line and a second flow path branched from the first flow path for transferring the oil to the upper end of the sliding groove .

상기 슬라이딩부재는, 상기 습동홈에 삽입되어 상기 습동홈을 따라 상하방향으로 이동가능하도록 마련된 가변링;과 직경이 상기 습동홈의 폭보다 짧은 원통 형상으로 형성되어 상기 제2유로에 삽입되고, 상기 제2유로를 따라 상하방향으로 이동하면서 상기 가변링의 상단면과 접촉하도록 마련된 플런저;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 할 수 있다.Wherein the sliding member includes a variable ring inserted in the sliding groove and movable in the up-and-down direction along the sliding groove, a cylindrical ring having a diameter smaller than the width of the sliding groove and inserted in the second passage, And a plunger arranged to contact the upper surface of the variable ring while moving in the vertical direction along the second flow path.

상기 습동홈은 깊이가 상기 가변링의 높이보다 길게 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.The depth of the sliding groove may be longer than the height of the variable ring.

상기 습동홈의 내주면 측에는 바닥면으로부터 상방으로 돌출된 돌출부가 형성되고, 상기 돌출부의 높이는 상기 습동홈의 깊이보다는 짧게 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.A protrusion protruding upward from the bottom surface is formed on the inner circumferential surface side of the sliding groove, and the height of the protrusion is formed to be shorter than the depth of the sliding groove.

상기 가변링의 높이와 돌출부의 높이의 합은 상기 습동홈의 깊이보다 긴 것을 특징으로 할 수 있다.And the sum of the height of the variable ring and the height of the protrusion is longer than the depth of the sliding groove.

상기 가변링의 높이와 상기 플런저의 높이의 합은 상기 습동홈의 깊이보다 긴 것을 특징으로 할 수 있다.And the sum of the height of the variable ring and the height of the plunger is longer than the depth of the sliding groove.

최저압축비를 형성하기 위해 상기 솔레노이드 밸브를 폐쇄제어하거나, 최고압축비를 형성하기 위해 상기 솔레노이드 밸브를 개방제어하는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.And a controller for controlling the solenoid valve to be closed to form a minimum compression ratio or to open the solenoid valve to form a maximum compression ratio.

상기 제1,2유압라인 및 솔레노이드 밸브는 상기 실린더블록에 형성된 다수의 연소실 각각에 설치되도록 다수개로 구비된 것을 특징으로 할 수 있다.The first and second hydraulic lines and the solenoid valves may be provided in a plurality of combustion chambers formed in the cylinder block.

상술한 바와 같은 구조로 이루어진 압축비 가변형 엔진에 따르면, 콘로드 길이 제어를 위해 링크구조가 추가되거나 콘로드를 새로 설계하지 않고, 기존의 엔진 구조의 변경을 최소화하면서도 압축비를 가변할 수 있어, 엔진의 부피, 무게 및 제조비용을 효과적으로 저감할 수 있다.According to the compression ratio variable engine having the above-described structure, the compression ratio can be varied while minimizing changes in the existing engine structure, without adding a link structure or designing a con rod for the control of the cone length, Volume, weight and manufacturing cost can be effectively reduced.

또한, 기통별 압축비 제어가 가능하기 때문에 다양한 운전모드에 따른 최적의 압축비를 구현할 수 있는바, 차량 상품성을 향상시킬 수 있다.In addition, since it is possible to control the compression ratio of each cylinder, it is possible to realize an optimal compression ratio according to various operation modes, thereby improving the commerciality of the vehicle.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 압축비 가변형 엔진의 단면을 도시한 단면도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 실린더블록의 단면을 도시한 사시도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬라이딩부재를 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 실린더블록의 단면을 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a compression ratio variable engine according to an embodiment of the present invention,
2 is a perspective view showing a cross section of a cylinder block according to an embodiment of the present invention,
FIG. 3 illustrates a sliding member according to an embodiment of the present invention. FIG.
4 is a cross-sectional view of a cylinder block according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 압축비 가변형 엔진에 대하여 살펴본다.Hereinafter, a compression ratio variable engine according to a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 압축비 가변형 엔진의 단면을 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a compression ratio variable engine according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 압축비 가변형 엔진은 내부에 오일갤러리(미도시)로부터 오일을 공급받는 제1유압라인(13)이 형성된 실린더헤드(10); 상기 실린더헤드(10)의 하부에 장착되고, 연소실(25)을 감싸는 벽부(23) 내에 상기 제1유압라인(13)과 연통되는 제2유압라인(21)이 형성되도록 마련된 실린더블록(20); 상기 실린더블록(20)의 연소실(25) 둘레를 따라 벽부(23) 내에 형성되되, 내주면이 상기 연소실(25) 상방 측과 일부 연통되고, 상단부가 상기 제1유압라인(13)과 연통되며, 하단부가 상기 제2유압라인(21)과 연통되도록 형성된 습동홈(27); 상기 제1유압라인(13)과 습동홈(27)을 따라 상하방향으로 슬라이딩 가능하도록 설치되어, 상기 제1유압라인(13) 및 제2유압라인(21)의 라인압에 따라 상하방향으로 슬라이딩하는 슬라이딩부재(30); 및 상기 실린더헤드(10)에 구비되고, 상기 제1유압라인(13)을 선택적으로 외부와 연통시키도록 동작함으로써 상기 슬라이딩부재(30)를 슬라이딩시키는 솔레노이드 밸브(40);를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the compression ratio variable engine of the present invention includes a cylinder head 10 having a first hydraulic line 13 for receiving oil from an oil gallery (not shown) therein; A cylinder block 20 mounted on a lower portion of the cylinder head 10 and provided in a wall portion 23 surrounding the combustion chamber 25 to form a second hydraulic line 21 communicating with the first hydraulic line 13, ; The inner circumferential surface communicates with the upper side of the combustion chamber 25 and the upper end communicates with the first hydraulic line 13. The inner circumferential surface of the cylinder block 20 communicates with the outer circumferential surface of the combustion chamber 25, A sliding groove (27) having a lower end communicating with the second hydraulic line (21); And is slidable in the vertical direction along the first hydraulic line 13 and the sliding groove 27 so as to slide in the vertical direction in accordance with the line pressure of the first hydraulic line 13 and the second hydraulic line 21. [ A sliding member (30); And a solenoid valve (40) provided in the cylinder head (10) and sliding the sliding member (30) by selectively operating the first hydraulic line (13) to communicate with the outside.

차량의 엔진은 상기 실린더블록(20) 내부에 형성된 연소실(25)의 상부를 덮는 실린더헤드(10)로 구성된다. 상기 실린더헤드(10)에는 상기 실린더블록(20)의 연소실(25)로 연료와 공기를 주입하는 흡기 및 배기 매니폴드가 형성되도록 마련된다. 상기 실린더블록(20)의 연소실(25) 내부를 따라 피스톤이 상하 왕복운동하면서 4행정 사이클이 수행된다.The engine of the vehicle is constituted by a cylinder head 10 covering an upper portion of a combustion chamber 25 formed in the cylinder block 20. [ The cylinder head 10 is provided with an intake and exhaust manifold for injecting fuel and air into the combustion chamber 25 of the cylinder block 20. A four-stroke cycle is performed while the piston is reciprocating up and down along the inside of the combustion chamber 25 of the cylinder block 20.

본 발명에서 상기 실린더헤드(10)와 실린더블록(20)에는 오일갤러리(미도시)와 연통되어 엔진오일을 유동시키는 제1,2유압라인(13,21)이 각각 형성된다. 즉, 엔진오일이 형성하는 라인압을 이용하여 상기 슬라이딩부재(30)를 상하방향으로 슬라이딩시킴으로써 피스톤이 상사점에 도달했을 때의 연소실(25) 체적을 가변하여 엔진의 압축비를 가변할 수 있다.In the present invention, the cylinder head 10 and the cylinder block 20 are respectively formed with first and second hydraulic lines 13 and 21 communicating with an oil gallery (not shown) to flow engine oil. That is, by sliding the sliding member 30 in the vertical direction using the line pressure formed by the engine oil, the volume of the combustion chamber 25 when the piston reaches the top dead center can be varied to vary the compression ratio of the engine.

상기 실린더블록(20)은 실린더(25)와 이를 감싸도록 형성된 벽부(23)의 구조로 마련된다. 상기 제2유압라인(21)은 벽부(23) 내부에 형성됨으로써, 연소실(25) 내부로 불필요한 엔진오일이 누유되는 것을 방지할 수 있다.The cylinder block 20 has a structure of a cylinder 25 and a wall 23 formed to surround the cylinder 25. The second hydraulic line 21 is formed inside the wall portion 23 to prevent unnecessary engine oil from leaking into the combustion chamber 25.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 실린더블록의 단면을 도시한 사시도이다. 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에서 상기 슬라이딩부재(30)의 상하방향 슬라이딩을 가이드하도록 마련된 습동홈(27)은 벽부(23) 내부에서 연소실(25)의 둘레를 감싸도록 형성된다.2 is a perspective view showing a cross section of a cylinder block according to an embodiment of the present invention. 2, a sliding groove 27 is formed in the wall portion 23 so as to surround the circumference of the combustion chamber 25 to guide the sliding of the sliding member 30 in the vertical direction.

특히, 상기 습동홈(27)은 내주면 일부가 상기 연소실(25)의 상방 측과 연통되도록 마련되기 때문에, 슬라이딩부재(30)가 하방으로 이동되었을 때, 도 1 및 도 2의 오른쪽 연소실과 같이 상기 습동홈(27)이 연소실(25)의 일부가 되어 연소실(25) 체적이 증가하게 되고, 이에 따라 압축비가 저감된다.Particularly, since the sliding groove 27 is provided so that a part of the inner circumferential surface thereof communicates with the upper side of the combustion chamber 25, when the sliding member 30 is moved downward, The sliding groove 27 becomes a part of the combustion chamber 25 and the volume of the combustion chamber 25 increases, thereby reducing the compression ratio.

반대로, 슬라이딩부재(30)가 상방으로 이동되는 경우라면, 도 1 및 도 2의 왼쪽 연소실(25)과 같이 상기 습동홈(27)이 슬라이딩부재(30)에 의해 막혀서 연소실(25) 체적이 감소하게 되고, 이에 따라 압축비는 상승하게 된다.On the contrary, if the sliding member 30 is moved upward, the sliding groove 30 is blocked by the sliding groove 30 like the left combustion chamber 25 of Figs. 1 and 2, and the volume of the combustion chamber 25 is reduced So that the compression ratio is increased.

다시 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에서 엔진의 압축비를 제어하는 수단으로는 상기 솔레노이드 밸브(40)가 사용된다. 상기 솔레노이드 밸브(40)는 제1유압라인(13)과 연결되어 선택적으로 제1유압라인(13)의 오일을 외부로 배출하는 역할을 수행한다.Referring again to FIGS. 1 and 2, the solenoid valve 40 is used as a means for controlling the compression ratio of the engine in the present invention. The solenoid valve 40 is connected to the first hydraulic line 13 and selectively discharges the oil of the first hydraulic line 13 to the outside.

통상적으로 엔진이 시동 온(ON)되면 상시 오일갤러리(미도시)를 통해서 제1,2유압라인(13,21)으로 오일이 공급되는데, 이때 오일은 먼저 실린더헤드(10)에 형성된 제1유압라인(13)으로 공급된 이후, 제2유압라인(21)을 채우도록 흐르게 된다. 따라서, 제1유압라인(13)에 채워지는 오일에 의해 슬라이딩부재(30)가 하방으로 밀려 이동된 다음, 제2유압라인(21)에 오일이 채워지면서 슬라이딩부재(30)가 압력 밸런스를 유지하는 상태로 형성된다. 이렇게 솔레노이드 밸브(40)가 폐쇄되면 엔진의 최저압축비를 구현할 수 있다.Normally, when the engine is turned on, oil is supplied to the first and second hydraulic lines 13 and 21 through an oil gallery (not shown) at all times. At this time, the oil is first supplied to the first hydraulic pressure Line 13, and then flows to fill the second hydraulic line 21. Accordingly, the sliding member 30 is pushed downward by the oil filled in the first hydraulic line 13, and the oil is filled in the second hydraulic line 21, so that the sliding member 30 maintains the pressure balance . Thus, when the solenoid valve 40 is closed, the minimum compression ratio of the engine can be realized.

반대로, 솔레노이드 밸브(40)를 개방하게 되면, 제1유압라인(13)의 오일이 바이패스되기 때문에 슬라이딩부재(30) 상방과 하방 측의 유압밸런스가 무너지면서, 슬라이딩부재(30)가 상방으로 슬라이딩이동하여 엔진의 최고압축비를 구현할 수 있게 된다.On the other hand, when the solenoid valve 40 is opened, since the oil in the first hydraulic line 13 is bypassed, the hydraulic balance between the upper side and the lower side of the sliding member 30 is collapsed and the sliding member 30 is moved upward So that the maximum compression ratio of the engine can be realized.

따라서, 본 발명은 최저압축비를 형성하기 위해 상기 솔레노이드 밸브(40)를 폐쇄 제어하거나, 최고압축비를 형성하기 위해 상기 솔레노이드 밸브(40)를 개방 제어하는 제어부(미도시);를 더 포함하도록 구성될 수 있다.Accordingly, the present invention is further configured to include a control unit (not shown) for controlling the solenoid valve 40 to close or control the solenoid valve 40 to form a minimum compression ratio, or to form a maximum compression ratio .

이때, 제어부는 차량이 환경주행을 요구할 경우에는 최저압축비를 형성하도록 솔레노이드 밸브(40)를 폐쇄하고, 차량이 고출력의 주행을 요구할 경우에는 솔레노이드 밸브(40)를 개방하여 최고압축비를 형성할 수 있다. 이와 같이 다양한 주행모드에 따른 최적의 엔진의 압축비를 제공할 수 있어 차량 상품성을 향상시킬 수 있다.At this time, the control unit closes the solenoid valve 40 so as to form the minimum compression ratio when the vehicle requires environmental driving, and opens the solenoid valve 40 when the vehicle requires high-output driving, thereby forming the maximum compression ratio . As described above, it is possible to provide an optimum compression ratio of the engine according to various driving modes, thereby improving vehicle commerciality.

좀 더 구체적으로 본 발명에서 상기 제1유압라인(13)은, 상기 오일갤러리로부터 오일을 공급받아 상기 제2유압라인(21)으로 이송시키는 제1유로(13a)와, 상기 제1유로(13a)로부터 분기되어 상기 습동홈(27) 상단부로 오일을 이송시키는 제2유로(13b)로 구성될 수 있다.More specifically, in the present invention, the first hydraulic line 13 includes a first hydraulic line 13a for receiving oil from the oil gallery and transferring the oil to the second hydraulic line 21, And a second flow path 13b branched from the upper end of the sliding groove 27 to transfer the oil to the upper end of the sliding groove 27.

상기 슬라이딩부재(30)는, 상기 습동홈(27)에 삽입되어 상기 습동홈(27)을 따라 상하방향으로 이동가능하도록 마련된 가변링(33);과 직경이 상기 습동홈(27)의 폭보다 짧은 원통 형상으로 형성되어 상기 제2유로(13b)에 삽입되고, 상기 제2유로(13b)를 따라 상하방향으로 이동하면서 상기 가변링(33)의 상단면과 접촉하도록 마련된 플런저(35);를 포함하여 구성될 수 있다.The sliding member 30 includes a variable ring 33 inserted in the sliding groove 27 and movable in the vertical direction along the sliding groove 27 and having a diameter larger than the width of the sliding groove 27, A plunger 35 formed in a short cylindrical shape and inserted in the second flow path 13b and contacting the upper end surface of the variable ring 33 while moving in the vertical direction along the second flow path 13b; And the like.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬라이딩부재(30)를 도시한 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이 상기 가변링(33)은 상기 습동홈을 채우는 링 형상으로 구비되어 습동홈을 따라 상하방향으로 슬라이딩 가능하도록 마련된다. 한편, 상기 플런저(35)는 제1유압라인(13)의 제2유로(13b)를 따라 이동하면서 상기 가변링(33)이 상하방향으로 이동하도록 가압하는 역할을 수행한다.3 is a view showing a sliding member 30 according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, the variable ring 33 is provided in a ring shape to fill the sliding groove and is slidable in the vertical direction along the sliding groove. The plunger 35 moves along the second flow path 13b of the first hydraulic line 13 and presses the variable ring 33 so that the variable ring 33 moves upward and downward.

상기 가변링(33)과 플런저(35)는 상술한 바와 같이 별물로 마련될 수도 있으나, 일체로 형성되도록 마련될 수도 있다.The variable ring 33 and the plunger 35 may be formed as a separate member as described above, but may be integrally formed.

여기서, 도 1 내지 도 2의 오른쪽 연소실(25)을 참조하면, 상기 가변링(33)이 습동홈(27)을 따라 하방으로 이동되더라도 상기 플런저(35)가 제2유로(13b)를 지속적으로 막도록 형성됨으로써, 가변링(33) 상방 측의 습동홈(27)으로 오일이 누유되는 것을 막아 연소실(25)의 일부로 사용될 수 있도록 하여 압축비를 저감시킬 수 있다.Here, referring to the right combustion chamber 25 of FIGS. 1 and 2, even if the variable ring 33 is moved downward along the sliding groove 27, the plunger 35 continuously moves the second flow path 13b It is possible to prevent the oil from leaking into the sliding groove 27 on the upper side of the variable ring 33 and to use it as a part of the combustion chamber 25 to reduce the compression ratio.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 실린더블록(20)의 단면을 도시한 단면도이다. 도 4를 참조하면, 더 구체적으로 플런저(35)의 직경은 상기 습동홈(27)의 폭(a)보다 짧거나 같은 원통 형상으로 형성됨으로써 플런저(35) 또한 습동홈(27)을 원활히 슬라이딩할 수 있도록 마련될 수 있다.4 is a cross-sectional view showing a cross section of a cylinder block 20 according to an embodiment of the present invention. 4, the diameter of the plunger 35 is formed to be shorter than or equal to the width a of the sliding groove 27, so that the plunger 35 also slides smoothly on the sliding groove 27 Can be provided.

한편, 상기 습동홈(27)은 깊이(b)가 상기 가변링(33)의 높이(c)보다 길게 형성되는 것이 바람직하다. 따라서, 가변링(33)이 습동홈(27)을 따라 상하방향으로 이동할 수 있는 공간을 확보할 수 있다.The depth (b) of the sliding groove 27 is preferably longer than the height (c) of the variable ring 33. Therefore, it is possible to secure a space in which the variable ring 33 can move up and down along the sliding groove 27.

여기서, 상기 습동홈(27)의 내주면 측에는 바닥면으로부터 상방으로 돌출된 돌출부(29)가 형성되고, 상기 돌출부(29)의 높이(d)는 상기 습동홈(27)의 깊이(b)보다 짧게 형성될 수 있다.A protrusion 29 protruding upward from the bottom surface is formed on the inner circumferential surface of the sliding groove 27. The height d of the protruding portion 29 is shorter than the depth b of the sliding groove 27 .

즉, 상기 돌출부(29)는 습동홈(27)을 따라 가변링(33)이 슬라이딩 가능하게 하면서도 엔진오일이 연소실(25) 내부로 누유되는 것을 방지하는 역할을 수행한다. 다만, 상기 습동홈(27)의 내주면 상방 측은 연소실(25)의 상방 측과 서로 연통되어야 하는바, 돌출부(29) 높이(d)가 습동홈(27)의 깊이(b)보다는 짧게 형성되는 것이 바람직하다.That is, the projecting portion 29 serves to prevent the engine oil from leaking into the combustion chamber 25 while allowing the variable ring 33 to slide along the sliding groove 27. The upper side of the inner circumferential surface of the sliding groove 27 must communicate with the upper side of the combustion chamber 25 and the height d of the protruding portion 29 is formed to be shorter than the depth b of the sliding groove 27 desirable.

따라서, 가변링(33)이 하방으로 슬라이딩될 경우에, 가변링(33)을 기준으로 상방 측의 습동홈(27) 측과 연소실(25)이 연통하여 체적을 확장시킬 수 있다.Therefore, when the variable ring 33 is slid downward, the volume of the upper side sliding groove 27 can be expanded by communicating with the combustion chamber 25 side with respect to the variable ring 33.

한편, 상기 가변링(33)의 높이(c)와 돌출부(29)의 높이(d)의 합(c+d)은 상기 습동홈(27)의 깊이(b)보다 길게 형성될 수 있다. 이를 통해 가변링(33)이 습동홈(27)을 이탈하는 것을 방지할 수 있다.The sum c + d of the height c of the variable ring 33 and the height d of the protrusion 29 may be longer than the depth b of the sliding groove 27. Whereby the variable ring 33 can be prevented from deviating from the sliding groove 27.

또한, 상기 가변링(33)의 높이(c)와 상기 플런저(35)의 높이(e)의 합은 상기 습동홈(27)의 깊이(b)보다 길게 형성될 수 있다. 따라서, 가변링(33)이 하방으로 슬라이딩하더라도 플런저(35)가 제1유압라인으로부터 이탈하는 것을 방지할 수 있다.The sum of the height c of the variable ring 33 and the height e of the plunger 35 may be longer than the depth b of the sliding groove 27. Therefore, even if the variable ring 33 slides downward, it is possible to prevent the plunger 35 from separating from the first hydraulic line.

다시 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에서 상기 제1,2유압라인(13,21) 및 솔레노이드 밸브(40)는 상기 실린더블록(20)에 형성된 다수의 연소실(25) 각각에 설치되도록 다수개로 구비될 수 있다.1 and 2, the first and second hydraulic lines 13 and 21 and the solenoid valve 40 are installed in each of the plurality of combustion chambers 25 formed in the cylinder block 20 May be provided.

즉, 제1,2유압라인(13,21)과 솔레노이드 밸브(40)는 연소실(25)의 개수에 대응되는 개수로 구비되어, 제어부가 각 실린더(25) 별 솔레노이드 밸브(40)를 제어하여 실린더 별 압축비를 서로 다르게 제어할 수 있다.That is, the first and second hydraulic lines 13 and 21 and the solenoid valve 40 are provided in the number corresponding to the number of the combustion chambers 25, and the control unit controls the solenoid valve 40 for each cylinder 25 The compression ratio for each cylinder can be controlled differently.

따라서, 차량의 주행상태에 알맞는 최적의 압축비를 제공하여, 차량의 상품성을 극대화할 수 있다.Therefore, it is possible to maximize the commerciality of the vehicle by providing an optimum compression ratio suited to the running state of the vehicle.

상술한 바와 같은 구조로 이루어진 압축비 가변형 엔진에 따르면, 콘로드 길이 제어를 위해 링크구조가 추가되거나 콘로드를 새로 설계하지 않고, 기존의 엔진 구조의 변경을 최소화하면서도 압축비를 가변할 수 있어, 엔진의 부피, 무게 및 제조비용을 효과적으로 저감할 수 있다.According to the compression ratio variable engine having the above-described structure, the compression ratio can be varied while minimizing changes in the existing engine structure, without adding a link structure or designing a con rod for the control of the cone length, Volume, weight and manufacturing cost can be effectively reduced.

또한, 기통별 압축비 제어가 가능하기 때문에 다양한 운전모드에 따른 최적의 압축비를 구현할 수 있는바, 차량 상품성을 향상시킬 수 있다.In addition, since it is possible to control the compression ratio of each cylinder, it is possible to realize an optimal compression ratio according to various operation modes, thereby improving the commerciality of the vehicle.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to specific embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the following claims It will be apparent to those of ordinary skill in the art.

10: 실린더헤드 13: 제1유압라인
13a: 제1유로 13b: 제2유로
20: 실린더블록 21: 제2유압라인
23: 벽부 25: 연소실
27: 습동홈 29: 돌출부
30: 슬라이딩부재 33: 가변링
35: 플런저 40: 솔레노이드 밸브10: cylinder head 13: first hydraulic line
13a: first flow path 13b: second flow path
20: cylinder block 21: second hydraulic line
23: wall portion 25: combustion chamber
27: sliding groove 29: protrusion
30: sliding member 33: variable ring
35: plunger 40: solenoid valve

Claims (9)

내부에 오일갤러리로부터 오일을 공급받는 제1유압라인이 형성된 실린더헤드;
상기 실린더헤드의 하부에 장착되고, 연소실을 감싸는 벽부 내에 상기 제1유압라인과 연통되는 제2유압라인이 형성되도록 마련된 실린더블록;
상기 실린더블록의 연소실 둘레를 따라 벽부 내에 형성되되, 내주면이 상기 연소실 상방 측과 일부 연통되고, 상단부가 상기 제1유압라인과 연통되며, 하단부가 상기 제2유압라인과 연통되도록 형성된 습동홈;
상기 제1유압라인과 습동홈을 따라 상하방향으로 슬라이딩 가능하도록 설치되어, 상기 제1유압라인 및 제2유압라인의 라인압에 따라 상하방향으로 슬라이딩하는 슬라이딩부재; 및
상기 실린더헤드에 구비되고, 상기 제1유압라인을 선택적으로 외부와 연통시키도록 동작함으로써 상기 슬라이딩부재를 슬라이딩시키는 솔레노이드 밸브;를 포함하는 압축비 가변형 엔진.A cylinder head in which a first hydraulic line for receiving oil from an oil gallery is formed;
A cylinder block mounted on a lower portion of the cylinder head and formed in a wall portion surrounding the combustion chamber to form a second hydraulic line communicating with the first hydraulic line;
A sliding groove formed in the wall portion around the combustion chamber of the cylinder block, the sliding groove having an inner circumferential surface communicating with an upper side of the combustion chamber, an upper end communicating with the first hydraulic line, and a lower end communicating with the second hydraulic line;
A sliding member installed to be slidable in the vertical direction along the first hydraulic line and the sliding groove and sliding in the vertical direction in accordance with the line pressure of the first hydraulic line and the second hydraulic line; And
And a solenoid valve provided in the cylinder head for selectively sliding the first hydraulic line with the outside to thereby slide the sliding member. 청구항 1에 있어서,
상기 제1유압라인은,
상기 오일갤러리로부터 오일을 공급받아 상기 제2유압라인으로 이송시키는 제1유로와, 상기 제1유로로부터 분기되어 상기 습동홈 상단부로 오일을 이송시키는 제2유로로 구성된 것을 특징으로 하는 압축비 가변형 엔진.The method according to claim 1,
Wherein the first hydraulic line
A first flow path for receiving oil from the oil gallery and transferring the oil to the second hydraulic line, and a second flow path branched from the first flow path to transfer the oil to the upper end of the sliding groove. 청구항 2에 있어서,
상기 슬라이딩부재는,
상기 습동홈에 삽입되어 상기 습동홈을 따라 상하방향으로 이동가능하도록 마련된 가변링;과
직경이 상기 습동홈의 폭보다 짧은 원통 형상으로 형성되어 상기 제2유로에 삽입되고, 상기 제2유로를 따라 상하방향으로 이동하면서 상기 가변링의 상단면과 접촉하도록 마련된 플런저;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 압축비 가변형 엔진.The method of claim 2,
The sliding member includes:
A variable ring inserted into the sliding groove and movable in the vertical direction along the sliding groove;
And a plunger formed in a cylindrical shape having a diameter smaller than the width of the sliding groove and inserted in the second flow path and contacting the upper face of the variable ring while moving in the vertical direction along the second flow path Features a variable compression ratio engine. 청구항 3에 있어서,
상기 습동홈은 깊이가 상기 가변링의 높이보다 길게 형성된 것을 특징으로 하는 압축비 가변형 엔진.The method of claim 3,
And the depth of the sliding groove is longer than the height of the variable ring. 청구항 4에 있어서,
상기 습동홈의 내주면 측에는 바닥면으로부터 상방으로 돌출된 돌출부가 형성되고,
상기 돌출부의 높이는 상기 습동홈의 깊이보다는 짧게 형성된 것을 특징으로 하는 압축비 가변형 엔진.The method of claim 4,
A protruding portion protruding upward from the bottom surface is formed on the inner circumferential surface side of the sliding groove,
And the height of the protrusion is formed to be shorter than the depth of the sliding groove. 청구항 5에 있어서,
상기 가변링의 높이와 돌출부의 높이의 합은 상기 습동홈의 깊이보다 긴 것을 특징으로 하는 압축비 가변형 엔진.The method of claim 5,
Wherein the sum of the height of the variable ring and the height of the protrusion is longer than the depth of the sliding groove. 청구항 5에 있어서,
상기 가변링의 높이와 상기 플런저의 높이의 합은 상기 습동홈의 깊이보다 긴 것을 특징으로 하는 압축비 가변형 엔진.The method of claim 5,
Wherein the sum of the height of the variable ring and the height of the plunger is longer than the depth of the sliding groove. 청구항 1에 있어서,
최저압축비를 형성하기 위해 상기 솔레노이드 밸브를 폐쇄제어하거나, 최고압축비를 형성하기 위해 상기 솔레노이드 밸브를 개방제어하는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압축비 가변형 엔진.The method according to claim 1,
Further comprising a control unit for controlling the solenoid valve to be closed to form a minimum compression ratio or to open the solenoid valve to form a maximum compression ratio. 청구항 1에 있어서,
상기 제1,2유압라인 및 솔레노이드 밸브는 상기 실린더블록에 형성된 다수의 연소실 각각에 설치되도록 다수개로 구비된 것을 특징으로 하는 압축비 가변형 엔진.The method according to claim 1,
Wherein the first and second hydraulic lines and the solenoid valve are installed in a plurality of combustion chambers formed in the cylinder block.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05280384A (en) * 1992-03-31 1993-10-26 Isuzu Motors Ltd Diesel engine with variable compression ratio means
KR19990005205A (en) 1997-06-30 1999-01-25 양재신 Natural Gas Vehicle Engines with Variable Compression Ratio
JP2003328797A (en) * 2002-05-15 2003-11-19 Fuji Heavy Ind Ltd Compression ratio variable mechanism and its variable method of engine
KR20110001511A (en) 2009-06-30 2011-01-06 현대자동차주식회사 Variable compression ratio apparatus

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05280384A (en) * 1992-03-31 1993-10-26 Isuzu Motors Ltd Diesel engine with variable compression ratio means
KR19990005205A (en) 1997-06-30 1999-01-25 양재신 Natural Gas Vehicle Engines with Variable Compression Ratio
JP2003328797A (en) * 2002-05-15 2003-11-19 Fuji Heavy Ind Ltd Compression ratio variable mechanism and its variable method of engine
KR20110001511A (en) 2009-06-30 2011-01-06 현대자동차주식회사 Variable compression ratio apparatus

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