KR101452149B1 - 가스 엔진의 연료 가스 공급 장치 - Google Patents
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Abstract
흡기 밸브 봉에 마련한 돌출부를 미끄럼운동 가능하게 끼워맞춤하는 슬리브의 내주면에 상기 흡기 밸브 봉의 상기 돌출부의 이동 범위 내에 위치시키고, 해당 흡기 밸브 봉의 이동에 수반하여 개폐되는 연료 가스 분사 구멍을 타원으로 형성함으로써, 흡기 통로로 분사되는 연료 가스의 분사 기간을 길게 하여, 흡기 통로의 급기와의 혼합을 촉진시켜, 연소실 내에서의 연소 효율 향상과 연료 소비율의 개선을 도모하는 것을 목적으로 한다. 흡기 밸브 봉(4)의 외주측을, 축방향을 따라 흘러서 실린더 헤드(1) 내의 흡기 통로(2)에 연료 가스가 공급되는 가스 엔진의 연료 가스 공급 장치로서, 흡기 밸브 봉(4)에 해당 흡기 밸브 봉(4)의 외경보다 크고, 해당 흡기 밸브 봉(4)과 동심으로 평행한 부분을 갖는 돌출부(5)를 미끄럼운동 가능하게 끼워맞춤하는 슬리브(6)의 내주면에 돌출부(5)의 이동에 수반하여 개폐되는 연료 가스 분사 구멍(6a)을 구비하고, 연료 가스 분사 구멍(6a)은 타원으로 형성함과 동시에, 타원의 개구 상하단 범위부를 돌출부(5)의 이동 범위 내에 위치시킨 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 가스 엔진의 연료 가스를 흡기 통로 내에 공급하는 연료 가스의 공급 장치에 관한 것이다.
가스 엔진에 있어서는, 흡기 통로를 흐르는 공기와, 연료 가스를 혼합시키는 일례로서, 가스 공급관에 분사 노즐이 연결되어, 연료 가스가 노즐로부터 급기 매니폴드 내로 분사하도록 구성되어 있는 것이 있다.
그 경우, 흡기 매니폴드 내로 연료 가스의 분사 노즐이 돌출되어 있기 때문에, 흡기 매니폴드 내의 공기류가 교란되어, 흡기의 유통 저항(流通抵抗)이 커지는 경향이 있다.
연료 가스를 흡기 통로에 공급하는 종래의 가스 엔진에서는, 예를 들면 일본 공개 특허 제 1997-268923 호(특허문헌 1)에 개시되어 있는 바와 같이, 가스 분사 노즐이 흡기관을 가로질러서 마련되어 있으므로, 해당 가스 분사 노즐이 흡기의 흐름에 대해 저항이 되어, 실린더 내에의 새로운 공기 또는 연료를 포함한 새로운 공기의 흡입에 필요한 펌핑 일량이 증대하여, 연료 소비율의 증대가 초래된다.
그래서, 일본 특허 제 3653031 호 공보(특허문헌 2)에 있어서, 첨부된 도 1의 (A)에 흡기 밸브 폐지 시 및 흡기 밸브 개방 시를 도시하는 바와 같이, 1은 실린더 헤드, 2는 실린더 헤드(1) 내의 흡기 통로, 3은 흡기 밸브, 4는 흡기 밸브(3)의 흡기 밸브 봉이다. 해당 흡기 밸브 봉(4)에는 흡기 밸브 봉(4)의 직경보다 크고, 흡기 밸브 봉(4)과 동심(同芯)의 흡기 밸브 봉(4)에 평행한 원통면(5a)을 갖는 돌기부(5)가 마련되어 있다. 돌기부(5)의 원통면(5a)은 실린더 헤드(1) 내의 흡기 통로(2)로 돌출하도록 실린더 헤드(1)에 고착된 슬리브(sleeve)(6)에 미끄럼운동 가능하게 끼워맞춤되어 있다.
또한, 도 2의 (B)에 도시하는 바와 같이, 상기 슬리브(6)에는 복수의 연료 가스 분사 구멍(6a)이 마련되어 있다.
그리고, 흡기 밸브 봉(4)의 폐쇄 시에는, 돌기부(5)의 원통면(5a)이 연료 가스 분사 구멍(6a)의 연료 가스 통로(7)측에 있기 때문에, 연료 가스는 연료 가스 분사 구멍(6a)으로부터 흡기 통로(2)로 분사되지 않는다.
한편, 흡기 밸브 봉(4)의 개방 시에는, 돌기부(5)의 원통면(5a)이 연료 가스 분사 구멍(6a)보다 흡기 통로(2)측으로 이동하기 때문에, 연료 가스 통로(7)로부터의 연료 가스는 연료 가스 분사 구멍(6a)으로부터 흡기 통로(2)로 분사되도록 되어 있는 기술이 개시되어 있다.
그런데, 특허문헌 2의 구조에 의하면, 흡기 통로(2)로 분사된 연료 가스는 단시간 동안에 분사되는 경우, 흡기 통로(2) 내에 있어서의 연료 가스와 흡기의 교반(攪拌)이 충분히 이루어지지 않는 경우가 있다.
본 발명은, 이러한 불량을 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 해당 흡기 밸브 봉에 마련된 돌출부를 미끄럼운동 가능하게 끼워맞춤하는 슬리브의 내주면에 상기 흡기 밸브 봉의 상기 돌출부의 이동 범위 내에 위치시키고, 해당 흡기 밸브 봉의 이동에 수반하여 개폐되는 연료 가스 분사 구멍을 타원형으로 형성함으로써, 흡기 통로로 분사되는 연료 가스의 분사 시간을 길게 하여, 흡기 통로를 흘러오는 급기와의 혼합이 촉진되어, 연소실 내에서의 연소 효율이 향상되어, 연료 소비율의 개선을 도모하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 이러한 과제를 해결하기 위해, 흡기 밸브의 개폐에 의한 흡기 밸브 봉의 상하 운동에 의해, 흡기 통로에 연료 가스를 공급하는 가스 엔진의 연료 가스 공급 장치로서,
상기 흡기 밸브 봉의 축방향의 일부에 형성되고, 주변에 비해 외경이 큰 돌출부와,
상기 돌출부가 미끄럼운동 가능하게 끼워맞춤되는 슬리브와,
상기 슬리브에 상기 슬리브의 축방향으로 긴 타원으로 형성되고, 상기 흡기 밸브 봉의 상기 돌출부의 하방으로의 이동에 수반하여 상기 슬리브 내부와 상기 흡기 통로를 연통하는 연료 가스 분사 구멍을 구비하는 것을 특징으로 한다.
이러한 구성에 의해, 연료 가스 분사 구멍을 타원으로 함으로써, 흡기 통로로 분사되는 연료 가스의 분사 시간을 길게 하여, 흡기 통로를 흘러오는 급기와의 혼합이 촉진되어, 연소실 내에서의 연소 효율이 향상되어, 연료 소비율이 개선된다.
또한, 본 발명에 있어서 바람직하게는, 상기 연료 가스 분사 구멍의 타원 상단부 가장자리를 연료 가스 분사 타이밍 진각(進角) 방향으로 이동시키면 좋다.
이러한 구성에 의해, 연료 가스 분사 구멍이 타원이 되어, 연료 가스 분사 개시 초기의 연료 가스 분사량이 적게 되므로, 연료 가스 분사 타이밍 진각 방향으로 이동시키는 것에 의해, 연료 가스 분사 공정 전역에 있어서, 연료 가스 분사량을 확보함과 동시에, 공기와 연료 가스의 교반을 촉진시키는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명에 있어서 바람직하게는, 상기 연료 가스 분사 구멍의 타원은 단부의 반경(R)과, 양단부의 상기 반경(R)의 중심간 길이(H)(타원축간)가 반경(R)<중심간 길이(H)가 되도록 하면 좋다.
이러한 구성에 의해, 연료 가스 분사 구멍의 타원의 길이를 길게 함으로써, 연료 가스의 분사 시간을 길게 하여, 흡기 통로를 흘러오는 급기와의 교반을 촉진시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서 바람직하게는, 상기 연료 가스 분사 구멍의 타원은 단부의 반경(R)과, 양단부의 상기 반경(R)의 중심간 길이(H)(타원축간)의 비(R/H)가 0.2≤R/H≤1.3의 범위가 되도록 하면 좋다.
이러한 구성에 의해, 비가 0.2보다 작아지면 연료 가스의 유통 저항이 커져서, 연료 가스의 공급량의 부족이 생기고, 1.3보다 작아지면 연료 가스의 유통 저항이 작아져서, 연료 가스가 단기간에 흡기관 내에 도입되어, 공기와의 교반이 충분하게 실시되지 않는 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서 바람직하게는, 상기 연료 가스 분사 구멍의 타원 축선(L2)은 상기 슬리브의 축선(L1)에 대해 경사지면 좋다.
이러한 구성에 의해, 흡입 밸브의 상하 방향으로의 작동중에, 흡입 밸브 봉의 돌출부의 외주면과, 연료 가스 분사 구멍의 주연부의 미끄럼접촉 위치가 흡입 밸브 작동중에 둘레 방향으로 변화하므로, 해당 외주면에의 손상, 부분적인 마모 증대를 억제할 수 있다.
해당 흡기 밸브 봉에 마련한 돌출부를 미끄럼운동 가능하게 끼워맞춤하는 슬리브의 내주면에 상기 흡기 밸브 봉의 상기 돌출부의 이동 범위 내에 위치시키고, 해당 흡기 밸브 봉의 이동에 수반하여 개폐되는 연료 가스 분사 구멍을 타원으로 형성함으로써, 흡기 통로로 분사되는 연료 가스의 분사 시간을 길게 하여, 흡기 통로를 흘러오는 급기와의 혼합이 촉진되어, 연소실 내에서의 연소 효율이 향상되어, 연료 소비율의 개선을 도모할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 가스 엔진의 연료 가스 공급 장치의 주요부 구성으로, (A)는 흡기 밸브 폐쇄 시의 개략 단면도, (B)는 흡기 밸브 개방 시의 개략 단면도,
도 2의 (A)는 시간(또는 크랭크각)에 대한 흡배기 밸브의 개구 면적과 연료 가스 분사 구멍의 개구 면적의 관계도, (B)는 흡기 밸브의 돌출부와 슬리브의 연료 가스 분사 구멍의 상대 위치 관계도,
도 3의 (A)는 본 발명에 따른 슬리브의 연료 가스 분사 구멍의 형상도, (B)는 종래 기술의 연료 가스 분사 구멍의 형상도, (C)는 (A)의 Y 화살표에서 바라본 도면, (D)는 (B)의 Z 화살표에서 바라본 도면,
도 4는 본 발명의 연료 가스 분사 구멍의 형상에 의한 시험 결과의 비교도,
도 5는 도 3의 (A)의 F 화살표에서 바라본 도면.
도 2의 (A)는 시간(또는 크랭크각)에 대한 흡배기 밸브의 개구 면적과 연료 가스 분사 구멍의 개구 면적의 관계도, (B)는 흡기 밸브의 돌출부와 슬리브의 연료 가스 분사 구멍의 상대 위치 관계도,
도 3의 (A)는 본 발명에 따른 슬리브의 연료 가스 분사 구멍의 형상도, (B)는 종래 기술의 연료 가스 분사 구멍의 형상도, (C)는 (A)의 Y 화살표에서 바라본 도면, (D)는 (B)의 Z 화살표에서 바라본 도면,
도 4는 본 발명의 연료 가스 분사 구멍의 형상에 의한 시험 결과의 비교도,
도 5는 도 3의 (A)의 F 화살표에서 바라본 도면.
이하에, 본 발명을 도면에 도시한 실시형태를 이용하여 상세하게 설명한다.
다만, 이 실시형태에 기재되어 있는 구성 부품의 치수, 재질, 형상, 그 상대 배치 등은 특별히 특정적인 기재가 없는 한, 본 발명의 범위를 그것에만 한정하는 취지가 아니라, 단순한 설명예에 지나지 않는다.
도 1에 있어서, 1은 실린더 헤드, 2는 실린더 헤드(1) 내의 흡기 통로, 3은 흡기 밸브, 4는 흡기 밸브(3)의 흡기 밸브 봉이다. 해당 흡기 밸브 봉(4)에는 흡기 밸브 봉(4)의 직경보다 크고, 흡기 밸브 봉(4)과 동심의 흡기 밸브 봉(4)에 평행한 원통면(5a)을 갖는 돌기부(5)가 마련되어 있다. 돌기부(5)의 원통면(5a)은 실린더 헤드(1) 내의 흡기 통로(2)로 돌출하도록 실린더 헤드(1)에 고착된 슬리브(6)(통칭;가스 밸브 시트)에 미끄럼운동 가능하게 끼워맞춤되어 있다.
도 1에 있어서의 실시예에서는, 실린더 헤드(1)에 흡기 밸브(3)가 마련되어 있고, 도 1의 (A)에는 흡기 밸브(3)가 폐쇄되어 있는 경우가 도시되고, 도 1의 (B)에는 흡기 밸브(3)가 완전 개방된 경우가 도시되어 있다. 흡기 밸브(3)의 흡기 밸브 봉(4)은 도중에서 절단되어 도시되어 있지만, 실린더 헤드(1)를 관통하여 밸브 구동 장치(도시하지 않음)에 의해 상하 방향으로 왕복 구동되어, 흡기 포트(9)를 개폐한다.
또한, 실린더 헤드(1)에는, 도시하지 않는 배기 밸브가 배치되어 있다. 흡기 밸브(3) 및 배기 밸브는, 도시하지 않는 크랭크축에 타이밍 기어 등에 의해 기계적으로 연결된 도시하지 않는 밸브 구동 장치에 의해서, 소정의 타이밍으로 급배기 포트를 개폐하도록 왕복 구동된다.
또한, 슬리브(6)에 배치되는 연료 가스 분사 구멍(6a)은 흡기 밸브(3)의 돌출부(5)의 미끄럼운동 범위 내에 배치되어 있다.
도 1의 (A)에 도시되는 흡기 밸브(3)의 위치에서는, 연료 가스 분사 구멍(6a)이 폐쇄된 상태이며, 연료 가스 공급로(7)와 흡기 통로(2)는 흡기 밸브(3)의 돌기에 의해 격리되어 있다.
도 1의 (B)에는 흡기 밸브(3)가 완전 개방된 상태이며, 연료 가스 공급로(7)와 흡기 통로(2)는, 흡기 밸브 봉(4)의 외주와 슬리브(6)의 내주의 간극(8) 및, 슬리브(6)의 연료 가스 분사 구멍(6a)을 거쳐서 연통되어, 연료 가스가 연료 가스 분사 구멍(6a)으로부터 흡기 통로(2)로 향하는 방향으로 방사상으로 분사된다.
도 2의 (A)는 시간(또는 크랭크각)에 대한 흡배기 밸브의 개구 면적과 연료 가스 분사 구멍(6a)의 개구 면적의 관계를 나타내고, 도 2의 (B)는 흡기 밸브(3)의 돌기부(5)와 슬리브(6)의 연료 가스 분사 구멍(6a)의 상대 위치 관계를 나타낸다.
도 2의 (A)에 있어서, 배기 밸브 개구 면적(E)과 흡기 밸브 개구 면적(S)이 겹쳐 있는 부분은 흡배기 밸브가 모두 개방되어 있는 오버랩 기간이다.
B는 타원 연료 가스 분사 구멍(6a)의 경우를 나타내고, C가 원형 연료 가스 분사 구멍(6b)의 연료 가스 분사 개시 시기를 나타내며, B', C'는 각각 연료 가스 분사 폐지 시기를 나타내고 있다.
그리고, G(실선)는 타원 연료 가스 분사 구멍(6a)의 개구 면적을 나타내고, J(파선)는 원형 연료 가스 분사 구멍(6b)의 개구 면적을 나타내고 있다. G(실선)의 개구 면적과 J(파선)의 개구 면적은 대략 동일하게 되어 있다.
흡기 밸브 개방 시기(A)는, 도 2의 (B)에 있어서, 흡기 밸브 봉(4)의 돌기부(5)의 시단부(X)가 A 위치에 있고, 도 1에 있어서의 연료 가스 공급로(7)와 흡기 통로(2)는 연통되어 있지 않다.
즉, 연료 가스 분사 구멍(6a)은 폐색(閉塞)되어 있다.
흡기 밸브(3)가 하강하여 시단부(X)가 분사 구멍(6a)의 시단부(B)에 이르면, 도 2의 (A)의 B에 있어서 연료 가스 분사 구멍(6a)이 개방 시작된다. 흡기 밸브(3)가 더욱 하강함에 따라 연료 가스 분사 구멍 개구 면적은 증대하고, 흡기 밸브(3)가 상승으로 바뀌면 개구 면적은 감소로 바뀌고, 시단부(X)가 다시 연료 가스 분사 구멍(6a)의 시단부(B)에 이르면, 도 2의 (A)에 있어서의 B´에서 연료 가스 분사 구멍(6a)은 폐쇄된다.
그리고, 도 3의 (A)에 본원의 일 실시예로서 연료 가스 분사 구멍(6a)의 형상을 도시하고, 도 3의 (B)에 종래 형상을 도시한다.
도 3의 (A)에 도시하는 바와 같이, 연료 가스 분사 구멍(6a)은 슬리브(6)의 축선에 평행한 타원 형상으로 형성되어 있다. 타원 형상은 슬리브(6)의 내측면으로부터 외주면을 따라 경사 하방을 향해서 경사진 연료 가스 분사 구멍(6a)이 8개 형성되어 있다. 연료 가스 분사 구멍(6a)의 8개는 슬리브(6)의 외주를 따라서 대략 균등한 간격으로 배치되어 있다.
도 3의 (B)에 종래의 연료 가스 분사 구멍 형상(6b)을 도시하는 바와 같이, 원 형상의 연료 가스 분사 구멍(6b)으로 되어 있어, 연료 가스의 유통 저항이 적으므로, 연료 가스가 짧은 시간에 많이 분사되는 경향이 있다. 도 2의 (A)에 도시하는 바와 같이, 원형 연료 가스 분사 구멍(6b)의 개구 면적(J)(파선)은 타원 연료 가스 분사 구멍(6a)의 개구 면적(G)(실선)보다 짧은 기간(크랭크 각도)에 개폐 조작이 실행된다.
따라서, 타원 형상의 연료 가스 분사 구멍(6a)의 경우, 시단부(X)가 분사 구멍(6a)의 시단부(B)에 이르는 위치는, 원 형상의 연료 가스 분사 구멍(6b)의 개구 위치에 대해 n만큼 빨라지는 위치(연료 가스 분사 타이밍 진각 방향)에 형성되어 있다. n의 양은 엔진의 사양에 따라 적절하게 결정하면 좋다.
또한, 도 5의 (A)에 도 3의 (A)의 F 화살표를 도시하는 바와 같이, 타원 형상은, 양단의 반경(R)에 대해, 양단의 반경(R) 중심간 거리(타원축간)(H)가 충분히 크게 되어 있다.
다만, 슬리브(6)에 배치되는 연료 가스 분사 구멍(6a)은, 타원의 개구 상하단 범위가 흡기 밸브(3)의 돌출부(5)의 미끄럼운동 범위 내에 배치되어 개폐되는 구조로 되어 있다.
또한, 본 실시형태에서는 도 3의 (A)의 F 화살표를 도 5의 (B)에 도시하는 바와 같이, 타원 형상의 연료 가스 분사 구멍(6a)의 타원 축선(L2)을 슬리브(6)의 축선(L1)에 대해, 경사 각도(θ)를 갖고서 형성해도 좋다.
이 경우, 흡입 밸브(3)의 작동중에, 흡입 밸브 봉(4)의 돌출부(5)의 외주면(5a)과 연료 가스 분사 구멍(6a)의 주연부의 미끄럼접촉 위치가 흡입 밸브 작동 중에 원주 방향으로 변화하므로, 해당 외주면에의 손상, 마모를 억제할 수 있다.
도 4에 연료 가스 분사 구멍(6a)의 형상에 의한 연소 시험 결과의 비교도를 나타낸다.
또한, 일람표의 수치는 실험에 의한 일례를 나타낸 것이다.
도 4에 있어서, NO. 1은 종래의 원 형상, NO. 2는 본 발명의 제 1 예, NO. 3은 본 발명의 제 2 예, NO. 4는 NO. 2를 미러 엔진에 대응시켰을 경우이다.
NO. 1의 종래의 원 형상의 경우는, 연료 가스 분사 구멍 총면적이 1017㎟로 되어 있고, 원 형상이기 때문에 연료 가스의 유량 저항이 작아서, 단기간에 연료 가스가 흡기 통로로 도입되어, 연소실(10) 내에서의 연료 가스의 교반을 충분히 할 수 없었다고 추정되고, 실용상 문제는 없지만, 개선의 여지를 남긴 연소 평가로 되어 있다.
NO. 2는 타원 형상으로 되어 있지만, 양단의 반경(R)에 대해 양단의 반경의 중심간 거리가 R보다 작은 R/H=1.3으로, 연료 가스 분사 구멍 총면적이 1188㎟로 되어 있고, 연료 가스 분사 구멍 총면적은 NO. 1보다 크다.
그러나, 타원으로 하여, 반경(R)을 작게 했으므로, 연료 가스의 유량 저항이 상승한 만큼, 분사 시간이 길어져서, 흡기와의 교반이 진행되어, 대략 만족한 연소가 이루어졌다.
NO.3은 타원 형상으로 되어 있지만, 양단의 반경(R)에 대해 양단의 반경의 중심간 거리가 R보다 큰 R/H=0.2로, 연료 가스 분사 구멍 총면적이 982㎟로 되어 있고, 연료 가스 분사 구멍 총면적은 NO. 1보다 작다.
그러나, 타원으로 하여, 반경(R)을 작게 했으므로, 연료 가스의 유량 저항이 NO. 2에 대해 더욱 상승한 만큼, 분사 시간을 더욱 길게 함으로써, 흡기와의 교반이 충분히 진행되어, 만족한 연소가 이루어졌다.
NO. 4는 NO. 2와 동일한 형상으로 하여, 미러 사이클 엔진에 적용한 내용으로 했을 경우를 시험한 것으로, 흡기 밸브(3)의 개방 시기를 m만큼 늦게 했을 경우를 나타낸 것으로서, 흡기 밸브 개방 기간이 짧아지고, 연료 가스 분사 구멍의 개구 면적이 973㎟(도 4의 십자사선 부분이 폐색)로 되어 필요량의 연료 가스의 공급을 할 수 없었다.
따라서, 슬리브(6)에 배치되는 연료 가스 분사 구멍(6a)은, 흡기 밸브(3)의 돌출부(5)의 미끄럼운동 범위 내에 배치되어 개폐되는 구조이므로, 타원의 R과 중심간 길이(H)(타원축간)는 흡기 밸브(3)의 돌출부(5)의 미끄럼운동 범위에 근거하여 R/H의 비율을 결정하면 좋다.
이상의 결과로부터, 연료 가스 분사 구멍(6a)의 형상을 타원형으로 하여, 흡기관(2) 내에의 연료 가스의 도입 시간을 확보함으로써, 공기와 연료 가스의 교반을 촉진시키는 것에 의해, 최선의 연소를 얻을 수 있어, 연소실 내에서의 연소 효율이 향상되어, 연료 소비율이 개선된다.
(산업상 이용가능성)
연료 가스를 흡기 통로 내에 공급하는 연료 가스의 분사부가 흡기 통로 내로 돌출되지 않도록 하여, 흡기 통로 내를 흐르는 흡기의 유통 저항을 경감시키는 가스 엔진의 연료 가스 공급 장치에 이용하면 좋다
1 : 실린더 헤드 2 : 흡기 통로
3 : 흡기 밸브 4 : 흡기 밸브 봉
5 : 돌출부 6 : 슬리브
7 : 연료 가스 통로 8 : 원통 중공부
9 : 배기 포트 10 : 연소실
5a : 외주면 6a : 연료 가스 분사 구멍
3 : 흡기 밸브 4 : 흡기 밸브 봉
5 : 돌출부 6 : 슬리브
7 : 연료 가스 통로 8 : 원통 중공부
9 : 배기 포트 10 : 연소실
5a : 외주면 6a : 연료 가스 분사 구멍
Claims (5)
- 흡기 밸브의 개폐에 의한 흡기 밸브 봉의 상하 운동에 의해, 흡기 통로에 연료 가스를 공급하는 가스 엔진의 연료 가스 공급 장치에 있어서,
상기 흡기 밸브 봉의 축방향의 일부에 형성되고, 주변에 비해 외경이 큰 돌출부와,
상기 돌출부가 미끄럼운동 가능하게 끼워맞춤되는 슬리브와,
상기 슬리브에 상기 슬리브의 축방향으로 긴 타원으로 형성되고, 상기 흡기 밸브 봉의 상기 돌출부의 하방으로의 이동에 수반하여 상기 슬리브의 내부와 상기 흡기 통로를 연통하는 연료 가스 분사 구멍을 구비하는 것을 특징으로 하는
연료 가스 공급 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 연료 가스 분사 구멍의 타원 상단부 가장자리를 연료 가스 분사 타이밍 진각 방향으로 이동시킨 것을 특징으로 하는
연료 가스 공급 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 연료 가스 분사 구멍의 타원은 단부의 반경(R)과, 양단부의 상기 반경(R)의 중심간 길이(H)(타원축간)가 반경(R)<중심간 길이(H)가 되도록 한 것을 특징으로 하는
연료 가스 공급 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 연료 가스 분사 구멍의 타원은 단부의 반경(R)과, 양단부의 상기 반경(R)의 중심간 길이(H)(타원축간)의 비(R/H)가 0.2≤R/H≤1.3의 범위로 되도록 한 것을 특징으로 하는
연료 가스 공급 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 연료 가스 분사 구멍의 타원 축선(L2)은 상기 슬리브의 축선(L1)에 대해 경사져 있는 것을 특징으로 하는
연료 가스 공급 장치.
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EP3181855B1 (en) * | 2015-12-14 | 2018-08-29 | Caterpillar Energy Solutions GmbH | Pre-chamber of an internal combustion engine |
US10787939B1 (en) * | 2019-04-01 | 2020-09-29 | Cyclazoom, LLC | Poppet valve for internal combustion engine |
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4975918A (ko) * | 1972-11-24 | 1974-07-22 | ||
JPH04303121A (ja) * | 1991-03-30 | 1992-10-27 | Isuzu Motors Ltd | 2ストロークエンジン |
JPH0610672A (ja) * | 1992-06-25 | 1994-01-18 | Isuzu Motors Ltd | 内燃機関 |
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Family Cites Families (16)
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---|---|---|---|---|
DE444722C (de) * | 1927-05-27 | Ehrhardt & Sehmer A G | Verfahren zum Betriebe von doppelt wirkenden Viertaktgasmaschinen | |
GB1007736A (en) * | 1962-07-19 | 1965-10-22 | Walker Mfg Co | Improvements in and relating to internal combustion engines |
JPS5552545U (ko) * | 1978-10-05 | 1980-04-08 | ||
JPS5931139B2 (ja) * | 1978-10-05 | 1984-07-31 | 松下電器産業株式会社 | 磁気記録再生装置 |
JPS5730359U (ko) * | 1980-07-28 | 1982-02-17 | ||
JPS59131575U (ja) * | 1983-02-23 | 1984-09-04 | トヨタ自動車株式会社 | 電子制御機関用燃料噴射弁 |
JPS63191258U (ko) * | 1987-05-29 | 1988-12-09 | ||
JP2619088B2 (ja) * | 1989-12-28 | 1997-06-11 | 株式会社日立製作所 | 燃料噴射装置 |
JPH09268923A (ja) | 1996-04-01 | 1997-10-14 | Mitsubishi Motors Corp | ガスエンジンの燃料供給装置 |
JP3780472B2 (ja) * | 2000-01-27 | 2006-05-31 | 愛三工業株式会社 | 燃料噴射弁 |
DE10052486A1 (de) * | 2000-10-23 | 2002-05-08 | Bosch Gmbh Robert | Brennstoffeinspritzventil |
JP3653031B2 (ja) * | 2001-10-30 | 2005-05-25 | 三菱重工業株式会社 | ガスエンジンのガス燃料供給方法及び装置 |
JP3969247B2 (ja) * | 2001-11-06 | 2007-09-05 | 株式会社デンソー | 燃料噴射弁 |
JP4099075B2 (ja) * | 2002-05-30 | 2008-06-11 | 株式会社日立製作所 | 燃料噴射弁 |
JP2005248841A (ja) * | 2004-03-04 | 2005-09-15 | Toyota Motor Corp | 二次空気供給装置 |
JP4988791B2 (ja) * | 2009-06-18 | 2012-08-01 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 燃料噴射弁 |
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4975918A (ko) * | 1972-11-24 | 1974-07-22 | ||
JPH04303121A (ja) * | 1991-03-30 | 1992-10-27 | Isuzu Motors Ltd | 2ストロークエンジン |
JPH0610672A (ja) * | 1992-06-25 | 1994-01-18 | Isuzu Motors Ltd | 内燃機関 |
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