KR20020043097A

KR20020043097A - Piston having rotating body

Info

Publication number: KR20020043097A
Application number: KR1020000072572A
Authority: KR
Inventors: 주현철
Original assignee: 이계안; 현대자동차주식회사; 류정열; 기아자동차주식회사
Priority date: 2000-12-01
Filing date: 2000-12-01
Publication date: 2002-06-08

Abstract

PURPOSE: A piston having a rotating body is provided to improve combustion efficiency of an engine by mixing fuel and air optimally, and to maximize performance by reducing incomplete combustion in exploding with distributing particles of mixed air evenly. CONSTITUTION: Plural aerofoil protrusions are arranged radially in the upper part of a rotating body(10), and an installation hole is formed in the middle of the rotating body. The rotating body is installed in the upper part of a piston(20) with inserting a bolt to the installation hole, and turned conveniently with forming a bearing unit in the lower part of the rotating body. The rotating body turns with flow of fuel and air from an intake port(30) to a combustion chamber during suction stroke, pressure during the explosion stroke, and flow of combustion gas discharged through an exhaust port(32) during the exhaust stroke. Incomplete combustion is prevented, and power is improved with mixing air and fuel optimally.

Description

Piston with rotating body

본 발명은 회전체가 장착된 피스톤에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 상면에 그 중심으로부터 방사상으로 뻗는 날개 형태의 돌기가 다수 형성된 회전체를 피스톤 상면에 회전 가능하도록 장착하고, 상기 회전체를 흡입행정시 흡입되는 연료 및 공기의 유동과, 배기행정시 배출되는 연소가스의 유동과, 폭발행정시 발생되는 폭발압력으로 회전되도록 하여 흡입되는 연료 및 공기가 최적의 혼합기 상태로 혼합되도록 한 회전체가 장착된 피스톤에 관한 것이다.The present invention relates to a piston having a rotating body, and more particularly, a rotating body having a plurality of wing-shaped protrusions extending radially from a center thereof on the upper surface thereof so as to be rotatable on the upper surface of the piston, and the rotating body is suction stroke. It is equipped with a rotor that allows the flow of fuel and air sucked in during the operation, the flow of combustion gas discharged during the exhaust stroke, and the explosive pressure generated during the stroke stroke, so that the sucked fuel and air are mixed in an optimal mixer state. It is about a piston.

피스톤은 실린더 보어 내에서 왕복운동을 하는 부품이며, 연소실에서 발생한 고온, 고압의 폭발압력을 받아 커넥팅 로드를 통해 크랭크축에 회전력을 발생시키는 일을 한다.The piston is a component that reciprocates in the cylinder bore, and generates rotational force on the crankshaft through the connecting rod in response to the explosion pressure of the high temperature and high pressure generated in the combustion chamber.

엔진의 흡입행정시에는 흡기밸브가 열려있는 상태에서 피스톤이 상사점에서 하사점으로 하강하고, 이때 실린더 내부의 압력은 대기압보다 낮아져 흡기포트를 통해 연료와 공기가 흡입된다.In the intake stroke of the engine, the piston descends from the top dead center to the bottom dead center with the intake valve open. At this time, the pressure inside the cylinder is lower than atmospheric pressure and fuel and air are sucked through the intake port.

또한, 엔진의 압축행정시에는 흡기 및 배기밸브가 닫혀있는 상태에서 피스톤이 상승하여 흡입된 연료와 공기가 혼합된 상태로 압축되고, 폭발행정시에는 점화플러그에 의해 혼합기가 점화되어 연소되고 이때 발생된 가스의 압력으로 피스톤이 하강된다.In addition, during the compression stroke of the engine, the piston rises while the intake and exhaust valves are closed, and the compressed fuel and air are compressed.In the explosion stroke, the mixer is ignited and combusted by an ignition plug. The piston is lowered by the pressure of the gas.

이후, 배기행정에서는 배기밸브가 열려있는 상태에서 피스톤이 상승하고, 연소가스가 배기포트를 통해 실린더에서 배출된다.Then, in the exhaust stroke, the piston rises with the exhaust valve open, and the combustion gas is discharged from the cylinder through the exhaust port.

그러나, 종래의 피스톤 운동에 있어서 상기 피스톤은 공기의 유동에 관여하지 않기 때문에 흡입되는 연료와 공기가 짧은 시간내에 최적의 혼합기 상태로 되는 데에는 한계가 있으며, 혼합기들의 입자분포가 균일하지 못하여 폭발행정시 노킹이나 불완전연소 등이 발생되는 문제점이 있었다.However, in the conventional piston movement, since the piston is not involved in the flow of air, there is a limit to the optimum mixing state of the fuel and air sucked in a short time, and the particle distribution of the mixers is not uniform, so that when the explosion stroke There were problems such as knocking or incomplete combustion.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 상면에 그 중심으로부터 방사상으로 뻗는 날개 형태의 돌기가 다수 형성된 회전체를 피스톤 상면에 회전 가능하도록 장착하고, 상기 회전체를 흡입행정시 흡입되는 연료 및 공기의 유동과, 배기행정시 배출되는 연소가스의 유동과, 폭발행정시 발생되는 폭발압력으로 회전되도록 하여 흡입되는 연료 및 공기가 최적의 혼합기 상태로 혼합되도록 한 회전체가 장착된 피스톤을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made in view of the above problems, the upper surface is rotatably mounted to the upper surface of the piston with a plurality of rotors formed in the form of wing-shaped projections extending radially from the center, the suction is sucked in the stroke stroke A piston equipped with a rotor having a flow of fuel and air, a flow of combustion gas discharged during the exhaust stroke, and an explosion pressure generated during an explosion stroke, and allowing the fuel and air to be sucked to be mixed in an optimal mixer state. The purpose is to provide.

도 1은 본 발명에서 회전체를 나타내는 평면도1 is a plan view showing a rotating body in the present invention

도 2는 피스톤에 도 1의 회전체가 장착된 상태로서, 도 1에서 'A-A' 방향의 단면도FIG. 2 is a state in which the rotating body of FIG. 1 is mounted on a piston, and FIG. 1 is a cross-sectional view in the 'A-A' direction.

도 3은 본 발명에 따른 회전체가 장착된 피스톤이 내장된 상태의 실린더를 나타내는 단면도3 is a cross-sectional view showing a cylinder in a state where a piston equipped with a rotating body according to the present invention is incorporated;

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10 : 회전체12 : 익형 돌기10: rotating body 12: airfoil projection

14 : 장착홀16 : 베어링 수단14 mounting hole 16: bearing means

18 : 볼트20 : 피스톤18: bolt 20: piston

30 : 흡기포트32 : 배기포트30: intake port 32: exhaust port

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 따른 회전체가 장착된 피스톤은 상면에 중심으로부터 방사상으로 전개되는 다수의 익형 돌기(12)가 형성되고 하면에 베어링 수단(16)이 구비된 회전판 형태의 회전체(10)가 피스톤(20) 상면에 회전 가능하도록 장착된 것을 특징으로 한다.The piston equipped with the rotating body according to the present invention has a plurality of blade protrusions 12 are radially developed from the center on the upper surface and the rotating body 10 in the form of a rotating plate provided with a bearing means 16 on the lower surface of the piston ( 20) It is characterized in that it is mounted on the upper surface to be rotatable.

특히, 상기 회전체(10)는 흡기행정시 흡기포트(30)에서 연소실 내로 빨려들어오는 연료 및 공기의 유동과, 폭발행정시 폭발압력과, 배기행정시 배기포트(32)를 빠져나가는 연소가스의 유동에 의해 회전되는 것을 특징으로 한다.In particular, the rotor 10 is a flow of fuel and air sucked into the combustion chamber from the intake port 30 during the intake stroke, the explosion pressure during the explosion stroke, the combustion gas exiting the exhaust port 32 during the exhaust stroke It is characterized by being rotated by the flow.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에서 회전체를 나타내는 평면도이고, 도 2는 피스톤에 도 1의 회전체가 장착된 상태로서 도 1에서 'A-A' 방향의 단면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 회전체가 장착된 피스톤이 내장된 상태의 실린더를 나타내는 단면도이다.1 is a plan view showing a rotating body in the present invention, Figure 2 is a cross-sectional view in the direction 'AA' in Figure 1 as a state in which the rotating body of Figure 1 is mounted on the piston, Figure 3 is a rotating body according to the present invention is mounted It is sectional drawing which shows the cylinder of the state in which the piston was built.

이에 도시한 바와 같이, 본 발명에서 회전체(10)는 그 상면에 중심으로부터 방사상으로 전개되는 다수의 익형 돌기(12)가 형성된 회전판의 형태로서, 중앙에 장착홀(14)을 갖는다.As shown in the drawing, in the present invention, the rotating body 10 is in the form of a rotating plate formed with a plurality of airfoils 12 extending radially from the center on its upper surface, and has a mounting hole 14 in the center thereof.

상기 회전체(10)는 상기 장착홀(14)을 관통하는 볼트(18)로써 피스톤(20)의 상면에 회전 가능하도록 장착된다.The rotor 10 is rotatably mounted on the upper surface of the piston 20 by a bolt 18 passing through the mounting hole 14.

또한, 상기 회전체(10) 하면에는 베어링 수단(16)이 구비되어 피스톤(20) 상면에서 상기 회전체(10)가 용이하게 회전될 수 있도록 되어 있다.In addition, a bearing means 16 is provided on the lower surface of the rotating body 10 so that the rotating body 10 can be easily rotated on the upper surface of the piston 20.

즉, 상기 회전체(10)가 상측에서 유동되는 기체에 의해 쉽게 회전될 수 있도록 상기의 익형 돌기(12)는 기체의 유동력을 전달받는 날개의 역할을 하게 되는 것이다.That is, the airfoil projection 12 is to act as a wing receiving the flow force of the gas so that the rotor 10 can be easily rotated by the gas flowing from the upper side.

상기 회전체(10)는 흡기행정시 흡기포트(30)에서 발생하는 흡입력에 의해 연소실 내로 빨려들어오는 연료와 공기의 유동으로 회전되며, 또한 폭발행정시의 폭발압력과 배기행정시 배기포트(32)를 빠져나가는 연소가스의 유동에 의해서도 회전되게 된다.The rotating body 10 is rotated by the flow of fuel and air sucked into the combustion chamber by the suction force generated in the intake port 30 during the intake stroke, and also the explosion pressure during the explosion stroke and the exhaust port 32 during the exhaust stroke It is also rotated by the flow of the combustion gas exiting.

즉, 엔진의 작동중에 상기 회전체(10)는 관성력을 가진채 회전운동을 하게 되는 것이다.That is, while the engine is in operation, the rotating body 10 is rotated with inertial force.

이때, 익형 돌기(12)를 갖는 회전체(10)의 회전관성력으로 흡기포트(30)에서연소실로 흡입되는 연료와 공기는 짧은 시간 내에 최적의 혼합기로 만들어진다.At this time, the fuel and air sucked into the combustion chamber from the intake port 30 by the rotational inertia of the rotor 10 having the airfoil 12 is made of an optimum mixer in a short time.

이와 같이 하여, 흡입되는 연료와 공기는 최적 상태의 혼합기가 되고 혼합기의 입자분포가 균일해짐으로써, 엔진의 폭발행정시 노킹현상이나 불완전연소 등이 저감되고, 동일 연비로 최대의 동력성능을 얻을 수 있게 된다.In this way, the fuel and air to be sucked are a mixer in an optimal state, and the particle distribution of the mixer is uniform, so that knocking phenomenon and incomplete combustion, etc. are reduced during explosion of the engine, and maximum power performance can be obtained at the same fuel economy. Will be.

이상에서 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 회전체가 장착된 피스톤에 의하면 흡기포트에서 흡입되는 연료 및 공기가 최적의 혼합기 상태로 혼합되도록 함으로써, 엔진의 연소효율을 높이고, 혼합기의 입자분포를 균일하게 할 수 있어 폭발행정시 노킹이나 불완전연소를 줄일 수 있으며, 동일 연비로 최대의 동력성능을 얻을 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the piston equipped with the rotating body according to the present invention, the fuel and air sucked from the intake port are mixed in an optimal mixer state, thereby increasing the combustion efficiency of the engine and making the particle distribution of the mixer uniform. It can reduce the knocking or incomplete combustion during the explosion stroke, and has the effect of obtaining the maximum power performance with the same fuel economy.

Claims

On the upper surface, a plurality of airfoils 12 radially developed from the center are formed, and a rotating plate-like rotating body 10 provided with bearing means 16 on the lower surface is rotatably mounted on the upper surface of the piston 20. Piston with rotating body made of.

2. The rotor (10) according to claim 1, wherein the rotor (10) exits the flow of fuel and air sucked into the combustion chamber from the intake port (30) during the intake stroke, the explosion pressure during the explosion stroke, and the exhaust port (32) during the exhaust stroke. A piston equipped with a rotating body, characterized in that rotated by the flow of outgoing combustion gas.