JP5864553B2 - 内燃機関のためのレーザ誘導式外部点火装置 - Google Patents
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Description
これに対し、本発明はレーザ点火プラグの動作をより信頼性の高いものにすることができるという利点を有している。特に、燃焼室窓における堆積物を低減するために本発明による措置が講じられる。このために本発明によれば、内燃機関のためのレーザ点火プラグが、レーザビームを案内、成形及び/又は形成するための少なくとも一つの手段と燃焼室窓とケーシングとを備えており、ケーシングは燃焼室窓の前述の手段が設けられている側とは反対側において、特にケーシングの燃焼室側の端部において、その手段によって案内、成形及び/又は形成されたレーザビームを燃焼室へと通過させる絞りを有している。絞りは燃焼室窓が晒されている条件に影響を及ぼし、それにより燃焼室窓における堆積物の形成が低減され、またレーザ点火プラグの信頼性が総じて改善されている。
n*tan ε=L/(QA/π)1/2;n=2...5
を満たすことによっても明らかにすることができる。
n*tan ν=L/(QA/π)1/2;n=2...5
を満たすことによっても明らかにすることができる。
Claims (23)
- レーザビーム(24)を案内、成形及び/又は形成するための少なくとも一つの手段(26)を備えており、更には燃焼室窓(58)及びケーシング(38)も備えている内燃機関(10)のためのレーザ点火プラグにおいて、
前記ケーシング(38)は前記燃焼室窓(58)の前記手段(26)が設けられている側とは反対側において、前記手段(26)によって案内、成形及び/又は形成された前記レーザビームを燃焼室へと通過させるための絞り(74)を有しており、
前記絞り(74)は、該絞り(74)の内側輪郭(71)が該絞り(74)の前記燃焼室窓(58)側とは反対側の端部において成している第1の外側エッジ(89)と、前記ケーシング(38)自体の輪郭を成している第2の外側エッジ(90)とを有しており、
前記第1の外側エッジ(89)は丸み(91)又は面取り部(92)を有しており、
前記絞り(74)は、前記内側輪郭(71)の前記燃焼室窓(58)側とは反対側の端部において78mm2以下の出口断面積(QBA)を有しており、
前記絞り(74)の内側輪郭(71)は、前記絞り(74)の燃焼室(14)側の端部及び前記絞り(74)の燃焼室(14)側とは反対側の端部の両方から距離を置いている領域において、最大又は最小の断面積(Q X )を備えていることを特徴とする、レーザ点火プラグ。 - レーザビーム(24)を案内、成形及び/又は形成するための少なくとも一つの手段(26)を備えており、更には燃焼室窓(58)及びケーシング(38)も備えている内燃機関(10)のためのレーザ点火プラグにおいて、
前記ケーシング(38)は、前記燃焼室窓(58)の前記手段(26)が設けられている側とは反対側において、前記手段(26)によって案内、成形及び/又は形成された前記レーザビーム(24)を前記ケーシング(38)の燃焼室側の端部(381)に配置されている副室(110)へと通過させるための絞り(74)を有しており、
前記副室(110)の内室(111)と前記副室(110)を包囲する燃焼室との間の流体的な連結を実現する少なくとも一つの送気ポート(120)が設けられており、
前記少なくとも一つの送気ポート(120)は、流体が前記送気ポート(120)を通過して前記副室(110)の前記内室(111)へと流入する際に、前記レーザ点火プラグの長手方向軸に対して測定された45°の最小角度εで前記絞り(74)の内側に流入する流体(F)の流れが生じるように配置及び形成されており、
前記絞り(74)は、該絞り(74)の内側輪郭(71)が該絞り(74)の前記燃焼室窓(58)側とは反対側の端部において成している第1の外側エッジ(89)と、前記ケーシング(38)自体の輪郭を成している第2の外側エッジ(90)とを有しており、
前記第1の外側エッジ(89)は丸み(91)又は面取り部(92)を有しており、
前記絞り(74)は、前記内側輪郭(71)の前記燃焼室窓(58)側とは反対側の端部において78mm 2 以下の出口断面積(Q BA )を有していることを特徴とする、レーザ点火プラグ。 - レーザビーム(24)を案内、成形及び/又は形成するための少なくとも一つの手段(26)を備えており、更には燃焼室窓(58)及びケーシング(38)も備えている内燃機関(10)のためのレーザ点火プラグにおいて、
前記ケーシング(38)は、前記燃焼室窓(58)の前記手段(26)が設けられている側とは反対側において、前記手段(26)によって案内、成形及び/又は形成された前記レーザビーム(24)を前記ケーシング(38)の燃焼室側の端部(381)に配置されている副室(110)へと通過させるための絞り(74)を有しており、
前記副室(110)の内室(111)と前記副室(110)を包囲する燃焼室との間の流体的な連結を実現する少なくとも一つの送気ポート(120)が設けられており、
前記少なくとも一つの送気ポート(120)は、流体が前記送気ポート(120)を通過して前記副室(110)の前記内室(111)へと流入する際に、前記レーザ点火プラグ(100)の長手軸(LA)の方向の成分を有している渦の軸(WB)を中心に回転する少なくとも一つの渦を前記絞り(74)の領域内に有している流体(F)の流れが生じるように配置及び形成されており、
前記絞り(74)は、該絞り(74)の内側輪郭(71)が該絞り(74)の前記燃焼室窓(58)側とは反対側の端部において成している第1の外側エッジ(89)と、前記ケーシング(38)自体の輪郭を成している第2の外側エッジ(90)とを有しており、
前記第1の外側エッジ(89)は丸み(91)又は面取り部(92)を有しており、
前記絞り(74)は、前記内側輪郭(71)の前記燃焼室窓(58)側とは反対側の端部において78mm 2 以下の出口断面積(Q BA )を有していることを特徴とする、レーザ点火プラグ。 - レーザビーム(24)を案内、成形及び/又は形成するための前記手段は受動型Qスイッチ固体レーザである、請求項1乃至3のいずれか一項に記載のレーザ点火プラグ。
- 前記受動型Qスイッチ固体レーザはモノリシックに形成されている、請求項4に記載のレーザ点火プラグ。
- 前記レーザ点火プラグは前記固体レーザを光学的に励起するための装置を備えている、請求項4又は5に記載のレーザ点火プラグ。
- 前記固体レーザを光学的に励起するための前記装置は半導体レーザである、請求項6に記載のレーザ点火プラグ。
- 前記レーザ点火プラグは前記ケーシングによって内燃機関に実装される、請求項1乃至7のいずれか一項に記載のレーザ点火プラグ。
- 前記レーザ点火プラグは、前記ケーシングに含まれるネジを用いることにより、前記ケーシングによって内燃機関に実装される、請求項1乃至8のいずれか一項に記載のレーザ点火プラグ。
- 前記ケーシングは内部スリーブ(62)及び外部スリーブ(64)を備えており、前記外部スリーブ(64)は前記燃焼室(14)に対向する端部に段部(66)を備えており、該段部(66)は前記内部スリーブ(62)に対する前記燃焼室窓(58)の押し付けに使用される、請求項1乃至9のいずれか一項に記載のレーザ点火プラグ。
- 前記ケーシング(38)は該ケーシングの燃焼室側の端部(381)において前記絞り(74)を有している、請求項1乃至10のいずれか一項に記載のレーザ点火プラグ。
- 前記出口断面積(QBA)は19mm2以下である、請求項1乃至11のいずれか一項に記載のレーザ点火プラグ。
- 前記絞り(74)の内側輪郭(71)は、前記絞り(74)の燃焼室(14)側の端部及び前記絞り(74)の燃焼室(14)側とは反対側の端部の両方から距離を置いている領域において、少なくとも一つのエッジ(83)を備えている、請求項1乃至12のいずれか一項に記載のレーザ点火プラグ。
- 前記絞りの長さはLであり、前記絞りの出口断面積はQBAであり、但し、1<L/(4QBA/π)1/2≦10である、請求項1乃至13のいずれか一項に記載のレーザ点火プラグ。
- 前記絞りの長さはLであり、前記絞りの出口断面積はQBAであり、但し、2<L/(4QBA/π)1/2である、請求項1乃至14のいずれか一項に記載のレーザ点火プラグ。
- 絞り(74)とレーザビーム(24)との間の距離(A)は少なくとも前記絞り(74)の内側輪郭(71)の主要部分に沿って4mmを超えない、請求項1乃至15のいずれか一項に記載のレーザ点火プラグ。
- 前記絞り(74)の前記出口断面積は7mm2以下である、請求項1乃至16のいずれか一項に記載のレーザ点火プラグ。
- 前記絞り(74)の前記出口断面積は3mm2以下である、請求項17に記載のレーザ点火プラグ。
- 前記絞り(74)の前記出口断面積は0.05mm2以上である、請求項1乃至18のいずれか一項に記載のレーザ点火プラグ。
- 前記絞り(74)の前記出口断面積は0.4mm2以上である、請求項19に記載のレーザ点火プラグ。
- 前記絞り(74)の前記出口断面積は1mm2以上である、請求項20に記載のレーザ点火プラグ。
- 前記絞り(74)の長さ(L)は4mm以上である、請求項1乃至21のいずれか一項に記載のレーザ点火プラグ。
- 前記絞り(74)の前記長さ(L)は12mm以上である、請求項22に記載のレーザ点火プラグ。
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