KR100218717B1 - 내연기관 - Google Patents

Abstract

본 발명은 흡기행정으로 유입되는 공기와 별도 분사되는 연료가 강한 텀블 유동과 스월 유동으로 혼합됨과 동시에 피스톤이 상승되는 과정에서도 텀블은 물론 강력한 스월 유동이 깨지지 않음으로써, 희박 연소를 구현할 수 있도록 한 내연기관을 제공함에 그 목적이 있다.

이를 실현하기 위하여 연소실의 상면 중앙으로 점화 플러그가 배치되고, 그 양측으로 흡,배기 포트가 형성되며, 실린더의 내부에 피스톤이 상하 슬라이드 가능하게 결합되는 구성을 갖는 내연기관에 있어서, 상기 피스톤의 상면에 경사면이 피스톤의 원주방향을 향하는 돌기부를 형성하고, 이의 돌기부 경사면에 피스톤의 원주방향에 따른 호형의 반원형 안내홈을 형성하며, 상기 안내홈의 상단부가 직선 왕복 운동하는 궤적상의 실린더 상측부에 연료 인젝터를 배치하여 이루어지는 내연기관을 제공한다.

Description

내연기관

제1도는 본 발명에 의한 내연기관의 구성도.

제2도는 본 발명에 적용되는 피스톤의 상면을 도시한 사시도.

제3도는 제1도의 A-A선 단면도.

제4도는 종래 내연기관의 구성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 연소실 3 : 점화플러그

5, 7 : 흡,배기포트 9 : 실린더

11 : 피스톤 13 : 돌기부

15 : 안내홈 17 : 연료 인젝터

본 발명은 내연기관에 관한 것으로서, 상세하게는 흡기행정으로 유입되는 혼합기가 피스톤이 상승되는 과정에서도 텀블(Tumble)은 물론 강력한 스월(Swirl)유동으로 희박 연소를 구현할 수 있도록한 내연기관에 관한 것이다.

잘 알려진 바와 같이, 자동차 엔진에 주로 사용되는 내연기관은 연료와 공기가 혼합된 혼합가스를 연소실로 유입시켜 이를 압축 폭발시킴으로써, 피스톤을 상하 왕복운동시키고, 이 피스톤의 상하 왕복운동을 크랭크 기구로서 회전운동을 변환시켜 회전동력을 얻게 된다.

이와 같이 혼합기를 연소실에서 연소시켜 동역을 얻는 엔진의 출력은 혼합기의 유동상태에 따라 연소상태가 결정되어 내연기간의 출력을 크게 좌우하게 된다.

이러한 점을 고려하여 종래 내연기관의 구성을 살펴보면 제4도에서와 같이, 연소실(101)의 상면 중앙으로 점화 플러그(103)가 배치되고, 그 양측으로 흡,배기 포트(105)(107)가 형성된다.

그리고 피스톤(109)의 상면에는 흡기밸브(111)의 열림시 피스톤(109)의 상면과 흡기밸브(111)가 충돌하는 것을 방지함은 물론 혼합기의 유동을 안내할 수 있는 요입부(113)가 형성된다.

이에따라 흡기 행정시 흡기포트(105)로 유입되는 흡입공기와 인젝터(115)로부터 분사되는 연료는 흡기포트(105)와 피스톤(109)의 상면 형상에 의하여 연소실 내에서 텀블유동이 이루어지게 된다.

그러나 상기와 같은 연소실 구조에 의하면 혼합기의 압축을 위하여 피스톤(109)이 상승할 때 혼합기의 텀블 유동이 피스톤(109)의 상승으로 깨지게 됨으로써, 혼합기가 정체 앞축된 상태에서 점화가 이루어짐으로써, 그 연소상태가 이상적으로 이루어지지 않아 희박연소를 구현할 수 없다는 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 흡기행정으로 유입되는 공기와 별도 분사되는 연료가 강한 텀블유동과 스월 유동으로 혼합됨과 동시에 피스톤이 상승되는 과정에서도 텀블은 물론 강력한 스월유동이 깨지지 않음으로써, 희박연소를 구현할 수 있도록 한 내연기관을 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 연소실의 상면 중앙으로 점화 플러그가 배치되고, 그 양측으로 흡,배기 포트가 형성되며, 실린더의 내부에 피스톤이 상하 슬라이드 가능하게 결합되는 구성을 갖는 내연기관에 있어서, 상기 피스톤의 상면에 경사면이 피스톤의 원주방향을 향하는 돌기부를 형성하고, 이의 돌기부 경사면에 피스톤의 원주방향에 따른 호형의 반원형 안내홈을 형성하며, 상기 안내홈의 상단부가 직선 왕복 운동하는 궤적상의 실린더 상측부에 연료 인젝터를 배치하여 이루어지는 내연기관을 제공한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본 발명에 의한 내연기관의 구성도로서, 연소실(1)으 상면 중앙으로 점화 플러그(3)가 배치되고, 그 양측으로 흡,배기 포트(5)(7)가 형성된다.

그리고 실린더(9)의 내부에는 피스톤(11)이 상하 슬라이드 가능하게 결합되는 구성을 갖는다.

이러한 내연기관에 있어서, 본 발명은 상기 피스톤(11)의 상면에 제2도에서와 같이 경사면이 피스톤(11)의 원주방향을 향하는 돌기부(13)를 형성하고, 이의 돌기부(13) 경사면에는 피스톤(11)의 원주방향에 따른 호형의 반원형 안내홈(15)을 형성하였다.

그리고 상기 안내홈(15)의 상단부가 직선 왕복운동하는 궤적상의 실린더(9) 상측부에 연료 인젝터(17)를 배치하였다.

이에 따라 상기 연료 인젝터(17)는 제3도에서와 같이 실린더(9)에서 일측으로 편심된 상태로 배치되는 것이다.

이와 같은 내연기관에 의하면 흡기 행정시 흡기포트(5)를 통해 연소실로 유입되는 공기는 흡기포트(5)의 형상에 따라 텀블 유동이 이루어지면서 흡입이 이루어진다.

그리고 연료의 분사 과정에서는 실린더(9)의 일측으로 편심된 연료 인젝터(17)로부터 연료가 분사되는데, 이의 연료가 돌기부(13)의 경사면으로 형성되는 안내홈(15)으로 분사되는 바, 연료는 안내홈(15)을 따라 강하게 스월을 일으키면서 분사가 이루어지게 되는 것이다.

이에 따라 공기의 텀블 유동과 연료의 스월 유동에 따라 연료는 공기에 골고루 분산 혼합되어지며, 피스톤(11)이 상승되더라도, 피스톤의 상부 형상에 의하여 텀블 유동과 스월 유동이 깨지지 않으면서 압축이 이루어지게 된다.

이와 같이 혼합기의 텀블과 스월 유동이 이루어지는 상태에서 점화가 이루어짐으로써, 화염전파가 이상적으로 이루어져 희박 연소를 구현할 수 있게 되는 것이다.

이상에서와 같이 본 발명은 흡기행정으로 유입되는 공기와 별도 분사되는 연료가 강한 텀블 유동과 스월 유동으로 혼합됨과 동시에 피스톤이 상승되는 과정에서도 텀블은 물론 강력한 스월 유동이 깨지지 않음으로써, 희박 연소를 구현할 수 있는 발명인 것이다.

Claims (2)

1. 연소실(1)의 상면 중앙으로 점화 플러그(3)가 배치되고, 그 양측으로 흡,배기 포트(5)(7)가 형성되며, 실린더(9)의 내부에 피스톤(11)이 상하 슬라이드 가능하게 결합되는 구성을 갖는 내연기관에 있어서, 상기 피스톤(11)의 상면에 경사면이 피스톤(11)의 원주방향을 향하는 돌기부(13)를 형성하고, 이의 돌기부(13) 경사면에는 피스톤(11)의 원주방향에 따른 호형의 반원형 안내홈(15)을 형성하며, 상기 안내홈(15)의 상단부가 직선 왕복운동하는 궤적상읠 실린더(9) 상측부에 연료 인젝터(17)를 배치함을 특징으로 하는 내연기관.
2. 제1항에 있어서, 연료 인젝터(17)는 실린더(9)의 중심에서 일측으로 편심되어 배치됨을 특징으로 하는 내연기관.