KR100803241B1 - 왕복 내연기관 및 그 작동방법 - Google Patents
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Abstract
Description
한쪽의 피스톤 크라운 및 다른 한쪽의 실린더 헤드의 종단면이 실질적으로 루프 형상으로 되어 있고,
각각의 경우에 루프면 중 하나는 상기 가스 흡입 밸브와 연관되며, 상기 루프면 중 다른 하나는 상기 가스 배출 밸브와 연관되고, 상기 실린더 헤드의 루프면의 방위는 상기 피스톤 크라운의 루프면의 방위에 대응되며,
연료 분사 노즐이 상기 가스 흡입 밸브 사이에 배치되고 상기 가스 흡입 포트의 입구 영역 근처에서 실린더 내로 개방되며,
상기 실린더 축에 대하여 측정된, 상기 연료 분사 노즐의 제트 축(jet axis)의 각도는, 상기 가스 흡입 포트의 각도보다 크며,
점화 장치가 상기 실린더 축에 근접한 실린더 헤드에 배치되며,
상기 피스톤 크라운에 트로프-형상 리세스가 제공되며, 상기 트로프-형상 리세스는 트로프 베이스 및 측벽에 의하여 경계를 이루고 있고, 상기 피스톤 크라운의 루프 리지와 교차하고 상기 루프면 양자의 영역을 따라 연장되며,
상기 트로프 베이스는 상기 연료 분사 노즐을 향하여 경사져 있고, 상기 연료 분사 노즐과 대향하는 측면에 상방으로 가파르게 연장되는 벽 영역까지 연장되어 있으며,
상기 트로프 베이스와 상기 측벽 사이의 전이 영역은 그 평면도가 실질적으로 배럴-형상 외형을 가지며, 상기 전이 영역은 양측에서 상기 가스 배출측으로부터 폭이 넓어진 후 상기 가스 흡입측을 향하여 다시 폭이 좁아지며, 상기 전이 영역의 일단부는 가파르게 상방으로 연장되는 벽 영역에 의하여 형성되는 것을 특징으로 하는 왕복 내연기관에 의하여 달성된다.
Claims (13)
- 실린더(1)마다 가스 흡입 밸브(6)를 갖는 적어도 2개의 가스 흡입 포트(3), 가스 배출 밸브(7)를 갖는 적어도 하나의 가스 배출 포트(4) 및 적어도 점화 장치(14), 및 실린더 헤드(2.1)와 피스톤(11)의 크라운(crown)(11.1)에 의하여 형성되는 연소실(1.1)을 가지며, 상기 피스톤(11)은 실린더(1) 내에서 왕복식으로 안내되며, 상기 연소실 내부로 가스 흡입 포트가 실린더 헤드(2.1)면에 대하여 플랫 각도(flat angle)로 열리는, 왕복 내연기관에 있어서,한쪽의 피스톤 크라운(11.1) 및 다른 한쪽의 실린더 헤드(2.1)의 종단면에서 실질적으로 루프(roof)-형상으로 되어 있고,각각의 경우에 루프면 중 하나는 상기 가스 흡입 밸브(6)와 연관되며, 상기 루프면 중 다른 하나는 상기 가스 배출 밸브(7)와 연관되고, 상기 실린더 헤드(2.1)의 루프면의 방위는 상기 피스톤 크라운(11.1)의 루프면의 방위에 대응되며,연료 분사 노즐(8)이 상기 가스 흡입 밸브(6) 사이에 배치되어 상기 가스 흡입 포트(3)의 입구 영역 근처에서 실린더(1) 내로 개방되며,상기 실린더 축(5)에 대하여 측정된, 상기 연료 분사 노즐(8)의 제트 축(jet axis)(9)의 각도는, 상기 가스 흡입 포트의 각도보다 크며,점화 장치(14)가 상기 실린더 축(5)에 근접한 실린더 헤드(2.1)에 배치되며,상기 피스톤 크라운(11.1)에 트로프-형상 리세스(trough-shaped recess)(12)가 제공되며, 상기 트로프-형상 리세스(12)는 트로프 베이스(trough base)(12.1) 및 측벽(16)에 의하여 경계를 이루고 있고, 상기 피스톤 크라운의 루프 리지(roof ridge)(11.2)와 교차하고 상기 루프면 양자의 영역을 따라 연장되며,상기 트로프 베이스(12.1)는 상기 연료 분사 노즐(8)을 향하여 경사져 있고, 상기 연료 분사 노즐(8)과 대향하는 측면에 상방으로 가파르게 연장되는 벽 영역(12.2)까지 연장되어 있으며,상기 트로프 베이스(12.1)와 상기 측벽(16) 사이의 전이 영역(transition zone)(15)은 그 평면도가 실질적으로 배럴-형상 외형(barrel-shaped contour)을 가지며, 상기 전이 영역(15)은 양측에서 상기 가스 배출측(4)으로부터 폭이 넓어진 후 상기 가스 흡입측(3)을 향하여 다시 폭이 좁아지며, 상기 전이 영역의 일단부는 가파르게 상방으로 연장되는 벽 영역(12.2)에 의하여 형성되는 것을 특징으로 하는 왕복 내연기관.
- 제1항에 있어서,상기 트로프 베이스(12.1)는 평면형 표면을 가지며, 배럴-형상 외형을 형성하는 상기 측벽(16)이 상기 트로프 베이스(12.1)를 접시-형상 방식(dish-shaped manner)으로 연결하는 것을 특징으로 하는 왕복 내연기관.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,상기 트로프 형상 리세스(12)의, 상기 가스 배출측(4)과 대면하는, 단부 영역(12.3)은 상기 가스 흡입측(3)과 대면하며 가파른 상기 벽 영역(12.2)에 의하여 경계를 이루는 단부 영역(12.4)보다 폭이 넓은 것을 특징으로 하는 왕복 내연기관.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,상기 두 측면의 상부 경계 형상은 그 평면도가 실질적으로 원형이며, 상기 트로프-형상 리세스의 길이 방향 축에 대하여 측정된, 실질적으로 25°의 각도로 상기 가파른 벽 영역(12.2)까지 연장되며, 상기 두측면의 상부 경계 에지(12.5)는 직선으로 연장되는 것을 특징으로 하는 왕복 내연기관.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,상부 경계 형상의 최대 폭(A)은, 상기 경계 에지(12.5)에 위치된 단부 영역에서 트로프의 폭(B)의 1.8 내지 1.9배일 수 있는 것을 특징으로 하는 왕복 내연기관.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,상기 가스 흡입 포트는 45도 이하의 플랫 각도로 연소실 내로 개방되는 것을 특징으로 하는 왕복 내연기관.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,상기 트로프 베이스(12.1)는 상기 가스 배출측으로부터 상기 가스 흡입측을 향하여 수평에 대하여 실질적으로 12°의 각도(α)로 경사져 있는 것을 특징으로 하는 왕복 내연기관.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,칸막이(partition)가 적어도 하나의 가스 흡입 포트(3)에서 상기 실린더 축(5)을 가로질러 위치되며, 상기 칸막이는 상기 가스 흡입 포트(3)를 상부 서브-포트(sub-port)와 하부 서브-포트로 분리하는 것을 특징으로 하는 왕복 내연기관.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,상기 트로프-형상 베이스(12.1)의, 상기 가스 배출측(4)과 대면하는, 단부 영역(12.3)은 상기 피스톤 크라운의 외측 상부 에지의 높이로부터 시작하여 경사져 있는 것을 특징으로 하는 왕복 내연기관.
- 실린더(1)마다 가스 흡입 밸브(6)를 갖는 적어도 2개의 가스 흡입 포트(3), 가스 배출 밸브(7)를 갖는 적어도 하나의 가스 배출 포트(4) 및 적어도 점화 장치(14), 및 실린더 헤드(2.1)와 피스톤(11)의 크라운(crown)(11.1)에 의하여 형성되는 연소실(1.1)을 가지며, 상기 피스톤(11)은 실린더(1) 내에서 왕복식으로 안내되며, 상기 연소실 내부로 가스 흡입 포트가 실린더 헤드(2.1)면에 대하여 45도 이하의 플랫 각도(flat angle)로 열리는, 왕복 내연기관의 작동 방법에 있어서,한쪽의 피스톤 크라운(11.1) 및 다른 한쪽의 실린더 헤드(2.1)의 종단면에서 실질적으로 루프(roof)-형상으로 되어 있고,각각의 경우에 루프면 중 하나는 상기 가스 흡입 밸브(6)와 연관되며, 상기 루프면 중 다른 하나는 상기 가스 배출 밸브(7)와 연관되고, 상기 실린더 헤드(2.1)의 루프면의 방위는 상기 피스톤 크라운(11.1)의 루프면의 방위에 대응되며,연료 분사 노즐(8)이 상기 가스 흡입 밸브(6) 사이에 배치되어 상기 가스 흡입 포트(3)의 입구 영역 근처에서 실린더(1) 내로 개방되며,상기 실린더 축(5)에 대하여 측정된, 상기 연료 분사 노즐(8)의 제트 축(jet axis)(9)의 각도는, 상기 가스 흡입 포트의 각도보다 크며,점화 장치(14)가 상기 실린더 축(5)에 근접한 실린더 헤드(2.1)에 배치되며,상기 피스톤 크라운(11.1)에 트로프-형상 리세스(trough-shaped recess)(12)가 제공되며, 상기 트로프-형상 리세스(12)는 트로프 베이스(trough base)(12.1) 및 측벽(16)에 의하여 경계를 이루고 있고, 상기 피스톤 크라운의 루프 리지(roof ridge)(11.2)와 교차하고 상기 루프면 양자의 영역을 따라 연장되며,상기 트로프 베이스(12.1)는 상기 연료 분사 노즐(8)을 향하여 경사져 있고, 상기 연료 분사 노즐(8)과 대향하는 측면에 상방으로 가파르게 연장되는 벽 영역(12.2)까지 연장되어 있으며,상기 트로프 베이스(12.1)와 상기 측벽(16) 사이의 전이 영역(transition zone)(15)은 그 평면도가 실질적으로 배럴-형상 외형(barrel-shaped contour)을 가지며, 상기 전이 영역(15)은 상기 가스 배출측(4)으로부터 양측으로 폭이 넓어진 후 상기 가스 흡입측(3)을 향하여 다시 폭이 좁아지며, 상기 전이 영역의 일단부는 가파르게 상방으로 연장되는 벽 영역(12.2)에 의하여 형성되어, 상기 피스톤 크라운의 근처에서, 텀블 흐름이 먼저 흐름 방향을 약간 가로질러 연장되어, 약간 감속되며, 그 다음 다시 강화되어, 가파르게 상방으로 연장되어 있는 벽 영역으로 전이하기 직전에 가속되어, 상기 텀블 흐름에 난류를 부여하는 것을 특징으로 하는 왕복 내연기관의 작동 방법.
- 제10항에 있어서,상기 내연기관은 균질 작동(homogeneous operation)으로 작동되는 것을 특징으로 하는 왕복 내연기관의 작동 방법.
- 제10항에 있어서,상기 내연 기관은 성층 급기 작동(stratified-charge operation)으로 작동되는 것을 특징으로 하는 왕복 내연기관의 작동 방법.
- 제10항에 있어서,연료 제트(13)는, 실질적으로 상기 리세스(12)의 베이스와 직접 접촉하지 않고, 난류 공기 흐름에 의하여 위쪽으로 올려지며, 그 결과 가스 흡입 밸브(6)의 측면에 의하여 점화 장치(14)를 향하여 편향되어, 상기 텀블 흐름에 점화성 혼합물을 형성하여, 점화되는 것을 특징으로 하는 왕복 내연기관의 작동 방법.
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