KR20100066336A - Internal combustion engine - Google Patents

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KR20100066336A
KR20100066336A KR1020090087007A KR20090087007A KR20100066336A KR 20100066336 A KR20100066336 A KR 20100066336A KR 1020090087007 A KR1020090087007 A KR 1020090087007A KR 20090087007 A KR20090087007 A KR 20090087007A KR 20100066336 A KR20100066336 A KR 20100066336A
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ignition
combustion chamber
internal combustion
combustion engine
air mixture
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Application number
KR1020090087007A
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Inventor
인고 빌케
아르민 그라프마이에르
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만 디젤 에스이
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Abstract

PURPOSE: An internal combustion engine with an improved ignition mechanism is provided to activate the igniter at relatively low voltage, thereby extending the service life. CONSTITUTION: An internal combustion engine comprises a piston, a combustion chamber, and an igniter. The combustion chamber is defined by a cylinder head(12). The igniter lights a fuel-air mixture within the combustion chamber and includes one or more electric igniter units(20) and one or more optical igniter units(22). The electric igniter units are projected into the combustion chamber and the optical igniter units focuses light beam(26) on the combustion chamber.

Description

내연기관{INTERNAL COMBUSTION ENGINE}Internal combustion engine {INTERNAL COMBUSTION ENGINE}

본 발명은 기상 연료 공기 혼합물의 연소를 위한 내연기관, 특히 가스 엔진에 관한 것이다.The present invention relates to an internal combustion engine, in particular a gas engine, for the combustion of a gaseous fuel air mixture.

선행 기술에는 가스 엔진의 상이한 점화 방법이 공지되어 있다. 디젤 방법에서, 연소실 내 연료 공기 혼합물의 점화는 고압(파일럿 분사) 하에서 압축된 연료 공기 혼합물 내로 자동 점화식 액체 점화 연료의 분사에 의해 이루어진다. 오토(Otto) 방법에서는 연료 공기 혼합물이 외부 점화된다.Different methods of ignition of gas engines are known in the prior art. In the diesel method, the ignition of the fuel air mixture in the combustion chamber is effected by the injection of the auto-ignition liquid ignition fuel into the compressed fuel air mixture under high pressure (pilot injection). In the Otto method, the fuel air mixture is externally ignited.

오토(Otto) 방법에서는, 전기 점화 장치에 의한 기상 연료 공기 혼합물의 점화(참고: 예컨대 DE 196 24 965 A1, DE 10 2005 050 435 A1) 및 레이저 점화 장치에 의한 기상 연료-가스 혼합물의 점화(참고: DE 10 2007 001 087 A1)가 사용된다. 또한, DE 101 45 944 A1에는 다중 점화 목적을 위해 통합된 레이저 점화 장치를 가진 전기 점화 플러그가 공지되어 있다.In the Otto method, the ignition of the gaseous fuel air mixture by means of an electric igniter (see eg DE 196 24 965 A1, DE 10 2005 050 435 A1) and the ignition of the gaseous fuel-gas mixture by a laser igniter (see : DE 10 2007 001 087 A1) is used. DE 101 45 944 A1 also known electric spark plugs with integrated laser ignition for multiple ignition purposes.

전기 점화 플러그에 의한 급기 혼합물의 점화는 연소실 내의 낮은 압력에 대해 입증된, 바람직한 그리고 확실한 방법이다. 점화 전극의 수명은 연소실 내의 압력이 적절할 때 매우 길다. 그러나, 전극에서 섬락(flashover)을 위해 필요한 전압은 점화 시점에서 급기 혼합물의 밀도에 정비례한다. 상기 밀도가 커질수록, 애벌런시 브레이크다운(avalanche breakdown)을 위한 자유 전자의 수가 커져야 한다. 그러나, 더 높은 전압은 애벌런시 브레이크다운 동안 매우 큰 세기의 전류가 흐른다는 것을 의미한다. 따라서, 점화 플러그의 전극이 연소에 의한 열 부하에 추가해서 더욱 가열된다. 이는 약 22 바아의 실린더 내 평균 유효 작동 압력 PME의 범위에서 점화 플러그의 수명을 최대 약 1,000 시간으로 제한한다.Ignition of the air mixture by the electric spark plug is a proven, preferred and reliable method for low pressure in the combustion chamber. The lifetime of the ignition electrode is very long when the pressure in the combustion chamber is adequate. However, the voltage required for flashover at the electrode is directly proportional to the density of the air supply mixture at the time of ignition. As the density increases, the number of free electrons for avalanche breakdown must increase. However, a higher voltage means that a very high intensity current flows during the avalanche breakdown. Therefore, the electrode of the spark plug is heated further in addition to the heat load by combustion. This limits the lifetime of the spark plugs up to about 1,000 hours in the range of average effective working pressure PME in the cylinder of about 22 bar.

연소실 내 연료 공기 혼합물의 레이저 점화시, 외부로부터 연소실 내로 향한 레이저 빔이 규정된 초점에 포커싱된다. 레이저 점화의 장점은, 점화 장소가 연소실 내에서 거의 임의로 선택될 수 있고 이 방법이 높은 평균 유효 작동 압력에 특히 적합하다는 것이다. 레이저 점화를 위해 필요한 레이저 에너지는 점화될 급기 혼합물의 밀도가 커짐에 따라 현저히 감소하는데, 그 이유는 급기 혼합물 내 분자의 광자 흡수가 상기 밀도에 따라 점점 더 효율적으로 이루어지기 때문이다.Upon laser ignition of the fuel air mixture in the combustion chamber, the laser beam from the outside into the combustion chamber is focused at the defined focal point. The advantage of laser ignition is that the ignition site can be chosen almost arbitrarily in the combustion chamber and this method is particularly suitable for high average effective operating pressures. The laser energy required for laser ignition decreases significantly as the density of the air supply mixture to be ignited increases, because photon absorption of molecules in the air supply mixture is made more and more efficient according to the density.

레이저 점화의 단점은 레이저 장치의 비용, 광학 연소실 유리의 오염 및 그 짧은 수명에 있다. 연소 단계 동안 생기는 잔류물에 의해, 연소실 유리에 침적물이 형성될 수 있다. 이 침적물은 레이저 광의 빔 통과를 방해하고 레이저 광을 흡수하거나 또는 연소실 유리 내로 다시 산란시킨다. 이로 인해, 한편으로는 연소실 내 점화를 위한 레이저 에너지가 사라지고, 다른 한편으로는 연소실 유리의 열 부하가 매우 커진다. 상기 효과는 특히 낮은 급기압에서 매우 두드러지는데, 그 이유는 점화에 필요한 레이저 에너지가 매우 높기 때문이다.The disadvantages of laser ignition are the cost of the laser device, the contamination of the optical combustion chamber glass and its short lifetime. Residues that occur during the combustion step can cause deposits to form in the combustion chamber glass. This deposit interferes with the beam passage of the laser light and either absorbs the laser light or scatters it back into the combustion chamber glass. Due to this, on the one hand the laser energy for ignition in the combustion chamber is lost, and on the other hand the heat load of the combustion chamber glass becomes very large. This effect is very noticeable, especially at low air supply, because the laser energy required for ignition is very high.

본 발명의 과제는 연료 공기 혼합물에 대한 개선된 점화 메커니즘을 가진 내연기관, 및 연료 공기 혼합물에 대한 개선된 점화 방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide an internal combustion engine with an improved ignition mechanism for a fuel air mixture, and an improved ignition method for a fuel air mixture.

상기 과제는 제1 관점에 따라 청구항 1의 특징들을 포함하는 내연기관에 의해 해결된다. 본 발명에 따른 내연기관의 바람직한 실시예들은 종속 청구항들에 제시된다.The problem is solved by an internal combustion engine comprising the features of claim 1 according to the first aspect. Preferred embodiments of the internal combustion engine according to the invention are presented in the dependent claims.

본 발명의 내연기관은 피스톤 및 실린더 헤드에 의해 제한되는 연소실, 및 상기 연소실 내의 연료 공기 혼합물을 점화시키기 위한 점화 장치를 포함한다. 상기 점화 장치는 하나 이상의 전기 점화 장치 및 하나 이상의 광학 점화 장치를 포함한다.The internal combustion engine of the present invention includes a combustion chamber limited by a piston and a cylinder head, and an ignition device for igniting a fuel air mixture in the combustion chamber. The ignition device includes one or more electrical ignition devices and one or more optical ignition devices.

연소실 내 연료 공기 혼합물의 점화를 위해 전기 점화 장치 및 광학 점화 장치가 제공됨으로써, 2개의 시스템의 장점들이 조합되며 그들의 단점들이 최소화됨으로써, 점화 과정이 더 낮은 에너지 비용으로 실시될 수 있고 전기 및 광학 점화 장치의 수명이 연장될 수 있다.By providing an electric ignition device and an optical ignition device for ignition of the fuel air mixture in the combustion chamber, the advantages of the two systems are combined and their disadvantages are minimized, so that the ignition process can be carried out at lower energy costs and the electrical and optical ignition The life of the device can be extended.

본 발명의 실시예에서, 하나 이상의 전기 점화 장치가 연소실 내로 돌출하고, 하나 이상의 광학 점화 장치가 광 빔을 내연기관의 연소실에 포커싱한다.In an embodiment of the invention, one or more electrical ignition devices protrude into the combustion chamber and the one or more optical ignition devices focus the light beam into the combustion chamber of the internal combustion engine.

본 발명의 대안적 실시예에서, 연소실이 예비 챔버와 연결된다. 이 경우, 하나 이상의 전기 점화 장치가 상기 예비 챔버 내로 돌출하며, 하나 이상의 광학 점화 장치가 광 빔을 상기 예비 챔버 내에 포커싱한다.In an alternative embodiment of the invention, the combustion chamber is connected with the preliminary chamber. In this case, at least one electrical ignition device protrudes into the preliminary chamber, and at least one optical ignition device focuses a light beam in the preliminary chamber.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 제어 장치가 제공되고, 상기 제어 장치는 평균 유효 작동 압력 PME가 예정된 한계치보다 낮을 경우 하나 이상의 전기 점화 장치를 작동시키며, 평균 유효 작동 압력 PME가 예정된 한계치보다 클 경우 하나 이상의 광학 점화 장치를 작동시킴으로써, 연소실 내의 연료 공기 혼합물을 점화시킨다. 상기 예정된 한계치는 예컨대 약 12 내지 18 바아의 범위 내에, 바람직하게는 약 14 내지 17 바아의 범위 내에 있고, 더욱 바람직하게는 약 16 바아이다.In a preferred embodiment of the present invention, a control device is provided, wherein the control device activates one or more electric ignition devices when the average effective working pressure PME is lower than a predetermined limit, one when the average effective working pressure PME is larger than a predetermined limit. By operating the above optical ignition apparatus, the fuel air mixture in a combustion chamber is ignited. The predetermined threshold is, for example, in the range of about 12 to 18 bar, preferably in the range of about 14 to 17 bar, and more preferably about 16 bar.

제2 관점에 따라, 상기 과제는 청구항 6의 특징들을 포함하는 내연기관용 점화 방법에 의해 해결된다. 본 발명에 따른 점화 방법의 바람직한 실시예들은 종속 청구항에 제시된다.According to a second aspect, the problem is solved by an ignition method for an internal combustion engine comprising the features of claim 6. Preferred embodiments of the ignition method according to the invention are given in the dependent claims.

본 발명에 따른 내연기관용 점화 방법에서는, 평균 유효 작동 압력 PME가 예정된 한계치보다 작은 경우, 피스톤 및 실린더 헤드에 의해 제한되는 연소실 내의 연료 공기 혼합물을 하나 이상의 전기 점화 장치에 의해 점화하고, 평균 유효 작동 압력 PME가 예정된 한계치보다 큰 경우, 하나 이상의 광학 점화 장치에 의해 점화한다.In the ignition method for an internal combustion engine according to the present invention, when the average effective operating pressure PME is smaller than a predetermined limit, the fuel air mixture in the combustion chamber limited by the piston and the cylinder head is ignited by one or more electric ignition devices, and the average effective operating pressure If the PME is larger than the predetermined limit, it is ignited by one or more optical ignition devices.

본 발명의 점화 방법은 내연기관의 연소실 내의 연료 공기 혼합물의 공지된 전기 스파크 점화와 공지된 광학 점화의 장점들을 조합하고 그들의 단점들을 최소화한다. 낮은 PME 내지 평균 PME에서만 전기 스파크 점화의 사용에 의해, 전기 점화 장치의 수명이 매우 길어질 수 있다. 전기 스파크 점화의 차단 후에, 높은 PME 에서만 광학 점화의 사용에 의해, 작은 에너지를 가진 광학 장치가 사용될 수 있 다. 이러한 광학 장치는 훨씬 더 저렴하다. 또한, 에너지가 적은 광 빔은 연소실 광학 장치의 열 부하를 최소화하기 때문에, 그 수명이 훨씬 연장될 수 있다.The ignition method of the present invention combines the advantages of known electrical spark ignition with known optical ignition of the fuel air mixture in the combustion chamber of the internal combustion engine and minimizes their disadvantages. By the use of electric spark ignition only at low PME to average PME, the life of the electric ignition device can be very long. After the interruption of the electrical spark ignition, by the use of optical ignition only in high PME, optical devices with small energy can be used. Such optical devices are much cheaper. In addition, because the light beam with less energy minimizes the heat load of the combustion chamber optics, its life can be extended even further.

예정된 한계치는 예컨대 약 12 내지 18 바아의 범위 내에, 바람직하게는 약 14 내지 17 바아의 범위 내에 있고, 더욱 바람직하게는 약 16 바아이다.The predetermined threshold is, for example, in the range of about 12 to 18 bar, preferably in the range of about 14 to 17 bar, more preferably about 16 bar.

본 발명의 실시예에서, 연료 공기 혼합물은 내연기관의 연소실 내에서 점화된다.In an embodiment of the invention, the fuel air mixture is ignited in the combustion chamber of the internal combustion engine.

본 발명의 대안적 실시예에서, 연료 공기 혼합물은 내연기관의 연소실에 연결된 예비 챔버 내에서 점화된다.In an alternative embodiment of the invention, the fuel air mixture is ignited in a prechamber connected to the combustion chamber of the internal combustion engine.

본 발명은 특히 가스 엔진에서 기상 연료 공기 혼합물의 점화를 위해 바람직하게 사용될 수 있다. 그러나, 기본적으로 본 발명에 따른 내연기관 구성 및 점화 방법은 액체 연료를 점화하는 가솔린 엔진 및 디젤 엔진에도 사용될 수 있다.The invention can be preferably used for ignition of gaseous fuel air mixtures, especially in gas engines. Basically, however, the internal combustion engine construction and the ignition method according to the invention can also be used in gasoline engines and diesel engines that ignite liquid fuel.

본 발명의 상기 및 다른 특징들 및 장점들은 첨부한 도면을 참고로 하는 하기의 바람직한 실시예의 설명에 의해 더 양호하게 이해될 것이다.The above and other features and advantages of the present invention will be better understood from the following description of the preferred embodiments with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 의해, 연료 공기 혼합물에 대한 개선된 점화 메커니즘을 가진 내연기관, 및 연료 공기 혼합물에 대한 개선된 점화 방법이 제공된다.The present invention provides an internal combustion engine with an improved ignition mechanism for a fuel air mixture, and an improved ignition method for a fuel air mixture.

본 발명은 이하에서 가스 엔진의 실시예로 설명된다. 연료 공기 혼합물은 이 경우 기체 연료 및 공기를 포함한다. 상기 기체 연료는 예컨대 천연 가스와 같은 가연성 가스이다.The invention is described below as an embodiment of a gas engine. The fuel air mixture in this case comprises gaseous fuel and air. The gaseous fuel is a combustible gas such as, for example, natural gas.

그러나, 본 발명은 연료 공기 혼합물이 예컨대 가솔린과 같은 가연성 액체 및 예컨대 연료 미스트 형태의 공기를 포함하는, 가솔린 엔진 및 디젤 엔진에도 기본적으로 사용될 수 있다. 또한, 본 발명은 공기를 포함하지 않는 다른 가연성 가스, 예컨대 수소와 산소의 혼합물, 또는 공기를 포함하지 않고 가스와 액체를 포함하는 가연성 혼합물의 점화에도 적합하다. 본 발명의 범주에서 "연료 공기 혼합물"은 상기 모든 변형예를 포함한다.However, the present invention can also be used basically in gasoline engines and diesel engines, where the fuel air mixture comprises combustible liquids such as gasoline and air in the form of fuel mist, for example. The invention is also suitable for ignition of other combustible gases which do not contain air, such as mixtures of hydrogen and oxygen, or combustible mixtures which do not contain air and which comprise gas and liquid. "Fuel air mixture" in the context of the present invention includes all such variations.

이하, 도 1을 참고로, 본 발명의 내연기관의 제 1 실시예가 설명된다.1, a first embodiment of an internal combustion engine of the present invention will be described.

내연기관은 공지된 방식으로 피스톤(10) 및 실린더 헤드(12)에 의해 제한된 연소실(14)을 포함하며, 상기 연소실에서 기상 연료 공기 혼합물이 연소됨으로써 일을 한다.The internal combustion engine comprises a combustion chamber 14 constrained by the piston 10 and the cylinder head 12 in a known manner, which works by burning the gaseous fuel air mixture in the combustion chamber.

기상 연료 공기 혼합물의 점화는 도 1의 실시예에서 연소실(14)에서 직접 이루어진다. 이를 위해, 연소실(14) 내로 돌출하는 점화 플러그 형태의 전기 점화 장치(20)가 제공된다. 또한, 레이저 점화 장치 형태의 광학 점화 장치(22)가 제공되며, 상기 광학 점화 장치는 레이저 빔(26)을 발생시키기 위한 레이저 장치(24), 및 연소실 윈도우(30)를 통해 연소실(14) 내로 레이저 빔(26)을 포커싱하기 위한 렌즈 장치(28)를 포함한다.Ignition of the gaseous fuel air mixture takes place directly in the combustion chamber 14 in the embodiment of FIG. 1. For this purpose, an electric ignition device 20 in the form of a spark plug protruding into the combustion chamber 14 is provided. Also provided is an optical ignition device 22 in the form of a laser ignition device, which is introduced into the combustion chamber 14 through a laser device 24 for generating a laser beam 26, and a combustion chamber window 30. And a lens arrangement 28 for focusing the laser beam 26.

도 1의 실시예에서, 레이저 점화 장치(22)의 초점(32)은 전기 점화 플러그(20)의 전극 근처에 있다. 물론, 레이저 빔(26)은 기본적으로 연소실(14) 내의 거의 임의의 장소에 포커싱될 수 있다.In the embodiment of FIG. 1, the focal point 32 of the laser ignition device 22 is near the electrode of the electrical spark plug 20. Of course, the laser beam 26 can basically be focused in almost any place within the combustion chamber 14.

도 1의 실시예에서는, 하나의 전기 점화 장치(20) 및 하나의 광학 점화 장 치(22)가 제공된다. 물론, 다수의 전기 점화 장치(20) 및/또는 다수의 광학 점화 장치가 내연기관의 연소실(14)에 배치될 수 있다.In the embodiment of FIG. 1, one electrical ignition device 20 and one optical ignition device 22 are provided. Of course, a plurality of electrical ignition devices 20 and / or a plurality of optical ignition devices can be arranged in the combustion chamber 14 of the internal combustion engine.

도 1의 실시예에서, 광학 점화 장치(22)는 레이저 점화 장치로서 레이저 빔(26)을 발생시키기 위한 레이저 장치(24)를 포함한다. 기본적으로, 에너지가 풍부한 다른 광 빔을 가진 다른 광학 점화 장치도 가능하다.In the embodiment of FIG. 1, the optical ignition device 22 includes a laser device 24 for generating a laser beam 26 as a laser ignition device. Basically, other optical ignition devices with other energy-rich light beams are possible.

하나 이상의 전기 점화 장치(20) 및 하나 이상의 광학 점화 장치(22)는 제어 장치(34)에 의해 제어된다. 상기 제어 장치(34)는, 평균 유효 작동 압력 PME가 예정된 한계치보다 작으면 연소실(14) 내의 기상 연료 공기 혼합물이 전기 점화 장치(20)에 의해 점화되고, 평균 유효 작동 압력 PME가 예정된 한계치보다 크면 광학 점화 장치(22)에 의해 점화되도록, 2개의 점화 장치들(20, 22)을 제어한다. 상기 예정된 한계치는 예컨대 약 12 내지 18 바아의 범위, 바람직하게는 약 14 내지 17 바아의 범위 내에 있고, 더 바람직하게는 약 16 바아이다.One or more electrical ignition devices 20 and one or more optical ignition devices 22 are controlled by a control device 34. The control device 34 provides that the gaseous fuel air mixture in the combustion chamber 14 is ignited by the electric ignition device 20 if the average effective operating pressure PME is less than the predetermined limit and the average effective operating pressure PME is greater than the predetermined limit. The two ignition devices 20, 22 are controlled to be ignited by the optical ignition device 22. The predetermined threshold is, for example, in the range of about 12 to 18 bar, preferably in the range of about 14 to 17 bar, more preferably about 16 bar.

전기 점화 장치(20)가 낮은 작동 압력 내지 적절한 작동 압력 PME에서만 사용되기 때문에, 상기 점화 장치는 비교적 낮은 전압으로 작동될 수 있어서, 그 수명이 현저히 길어질 수 있다. 유사하게, 연소실 유리(30)의 수명도 현저히 길어질 수 있는데, 그 이유는 레이저 점화 장치(22)가 높은 작동 압력 PME에서만 사용되므로 에너지가 적은 레이저 빔이 연소실에서의 점화 과정을 위해 충분하기 때문이다. 전기 점화 플러그(20) 및 레이저 점화 장치(22)에 더 적은 에너지가 필요하기 때문에, 더 경제적인 부품이 사용될 수 있고 작동 비용이 감소한다.Since the electric ignition device 20 is only used at low to moderate operating pressure PME, the ignition device can be operated at a relatively low voltage, so that its life can be significantly longer. Similarly, the lifetime of the combustion chamber glass 30 can also be significantly longer, since a low energy laser beam is sufficient for the ignition process in the combustion chamber since the laser ignition device 22 is only used at high operating pressure PME. . Since less energy is needed for the electrical spark plug 20 and the laser ignition device 22, more economical components can be used and the operating cost is reduced.

도 2를 참고로, 내연기관의 제2 실시예가 설명된다. 제1 실시예에서와 동일 한 또는 유사한 부품들은 동일한 도면 번호로 표시된다.2, a second embodiment of an internal combustion engine is described. The same or similar parts as in the first embodiment are denoted by the same reference numerals.

제 2 실시예는 기상 연료 공기 혼합물의 점화가 연소실(14) 자체에서 이루어지는 것이 아니라, 연소실(14)과 연결된, 실린더 헤드(12) 내 예비 챔버(36) 내에서 이루어진다는 점에서, 상기 제1 실시예와 다르다.The second embodiment is characterized in that the ignition of the gaseous fuel air mixture is not in the combustion chamber 14 itself, but in the preliminary chamber 36 in the cylinder head 12, which is connected to the combustion chamber 14. It differs from an Example.

이를 위해, 점화 장치들(20, 22)은, 전기 점화 플러그(20)가 예비 챔버(36) 내로 돌출하고 레이저 장치(22)에 의해 발생되는 레이저 빔(26)의 초점(32)이 예비 챔버(38) 내에 놓이도록, 배치된다. 제1 실시예에 비해, 추가로 레이저 장치(24)에 의해 발생된 레이저 빔(26)을 예비 챔버(36) 내로 입사시키기 위한 예비 챔버 윈도우(38)가 제공된다.To this end, the ignition devices 20, 22 have a prechamber chamber in which the electrical spark plug 20 protrudes into the preliminary chamber 36 and the focal point 32 of the laser beam 26 generated by the laser device 22. Disposed to lie within 38. In comparison with the first embodiment, a preliminary chamber window 38 for injecting the laser beam 26 generated by the laser device 24 into the preliminary chamber 36 is provided.

나머지 특징들 및 변형 가능성들은 도 1의 실시예의 특징들 및 변형 가능성들에 상응한다. 또한, 이 실시예에 의해 상기 제 1 실시예에 의해 얻어진 것과 동일한 장점들이 얻어진다.The remaining features and variations correspond to the features and variations in the embodiment of FIG. 1. Also, by this embodiment, the same advantages as those obtained by the first embodiment are obtained.

본 발명은 연소실(14), 전기 점화 장치(20) 및 광학 점화 장치(22)의 특별한 구성에 제한되지 않는다.The present invention is not limited to the special configurations of the combustion chamber 14, the electric ignition device 20 and the optical ignition device 22.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 내연기관의 개략적인 부분 단면도.1 is a schematic partial sectional view of an internal combustion engine according to a first embodiment of the present invention;

도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 내연기관의 개략적인 부분 단면도.2 is a schematic partial sectional view of an internal combustion engine according to a second embodiment of the present invention;

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

10 : 피스톤 12 : 실린더 헤드 10: piston 12: cylinder head

14 : 연소실 16 : 피스톤 헤드14 combustion chamber 16 piston head

18 : 리세스 18: recess

20 : 전기 점화 장치(점화 플러그)20: electric ignition device (ignition plug)

22 : 광학 점화 장치(레이저 점화 장치)22: optical ignition device (laser ignition device)

24 : 레이저 장치 26 : 레이저 빔24: laser device 26: laser beam

28 : 렌즈 장치 30 : 연소실 윈도우28 lens unit 30 combustion chamber window

32 : 레이저 빔의 초점 34 : 제어 장치32: focus of the laser beam 34: control device

36 : 예비 챔버 38 : 예비 챔버 윈도우36: preliminary chamber 38: preliminary chamber window

Claims (9)

피스톤(10) 및 실린더 헤드(12)에 의해 제한되는 연소실(14), 및 상기 연소실(14) 내의 연료 공기 혼합물을 점화시키기 위한 점화 장치(20, 22)를 포함하는 내연기관에 있어서, In an internal combustion engine comprising a combustion chamber (14) limited by a piston (10) and a cylinder head (12), and an ignition device (20, 22) for igniting a fuel air mixture in the combustion chamber (14), 상기 점화 장치(20, 22)는 하나 이상의 전기 점화 장치(20) 및 하나 이상의 광학 점화 장치(22)를 포함하는 것을 특징으로 하는 내연기관.The ignition device (20, 22) is characterized in that it comprises at least one electric ignition device (20) and at least one optical ignition device (22). 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 전기 점화 장치(20)는 상기 연소실(14) 내로 돌출하고, 상기 하나 이상의 광학 점화 장치(22)는 광 빔(26)을 상기 연소실(14)에 포커싱하는 것을 특징으로 하는 내연기관.The apparatus of claim 1, wherein the one or more electrical ignition devices 20 protrude into the combustion chamber 14, and the one or more optical ignition devices 22 focus the light beam 26 on the combustion chamber 14. Internal combustion engine characterized by the above. 제1항에 있어서, 상기 연소실(14)은 예비 챔버(36)에 연결되고, 상기 하나 이상의 전기 점화 장치(20)는 상기 예비 챔버(36) 내로 돌출하고, 상기 하나 이상의 광학 점화 장치(22)는 광 빔(26)을 상기 예비 챔버(36)에 포커싱하는 것을 특징으로 하는 내연기관.The combustion chamber (14) of claim 1, wherein the combustion chamber (14) is connected to a preliminary chamber (36), the one or more electrical ignition devices (20) protrude into the preliminary chamber (36), and the one or more optical ignition devices (22). Internal combustion engine, characterized in that for focusing the light beam (26) on the preliminary chamber (36). 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 제어 장치(34)가 제공되고, 상기 제어 장치는 평균 유효 작동 압력 PME가 예정된 한계치보다 작은 경우 상기 하나 이상의 전기 점화 장치(20)를 작동시키고, 평균 유효 작동 압력 PME가 예정된 한계 치보다 큰 경우 상기 하나 이상의 광학 점화 장치(22)를 작동시킴으로써, 상기 연소실(14) 내의 상기 연료 공기 혼합물을 점화시키는 것을 특징으로 하는 내연기관.A control device 34 is provided, wherein the control device activates the at least one electric ignition device 20 when the average effective working pressure PME is less than a predetermined limit. And igniting the fuel air mixture in the combustion chamber (14) by operating the at least one optical ignition device (22) when the average effective operating pressure PME is greater than a predetermined limit value. 제4항에 있어서, 상기 예정된 한계치는 약 12 내지 18 바아의 범위 내에 놓이는 것을 특징으로 하는 내연기관.5. The internal combustion engine of claim 4, wherein the predetermined limit lies in the range of about 12 to 18 bar. 내연기관용 점화 방법으로서, As an ignition method for an internal combustion engine, 평균 유효 작동 압력 PME가 예정된 한계치보다 작은 경우 피스톤(10) 및 실린더 헤드(12)에 의해 제한되는 연소실(14) 내의 연료 공기 혼합물을 하나 이상의 전기 점화 장치(20)에 의해 점화하고, 평균 유효 작동 압력 PME가 예정된 한계치보다 큰 경우 하나 이상의 광학 점화 장치(22)에 의해 점화되는 내연기관용 점화 방법. If the average effective operating pressure PME is less than the predetermined limit, the fuel air mixture in the combustion chamber 14, which is limited by the piston 10 and the cylinder head 12, is ignited by one or more electric ignition devices 20, and the average effective operation An ignition method for an internal combustion engine that is ignited by one or more optical ignition devices when the pressure PME is greater than a predetermined limit. 제6항에 있어서, 상기 예정된 한계치는 약 12 내지 18 바아의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 내연기관용 점화 방법.7. The method of claim 6, wherein said predetermined limit is in the range of about 12 to 18 bar. 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 연료 공기 혼합물은 상기 내연기관의 상기 연소실(14) 내에서 점화되는 것을 특징으로 하는 내연기관용 점화 방법.The method of claim 6 or 7, wherein the fuel air mixture is ignited in the combustion chamber (14) of the internal combustion engine. 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 연료 공기 혼합물은 상기 내연기관의 상기 연소실(14)과 연결된 예비 챔버(36) 내에서 점화되는 것을 특징으로 하는 내연기관용 점화 방법.8. The method of claim 6 or 7, wherein the fuel air mixture is ignited in a preliminary chamber (36) connected to the combustion chamber (14) of the internal combustion engine.
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