KR20100110713A - Internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 청구항 제1항의 전제부에 따른 내연 기관에 관한 것이다.The present invention relates to an internal combustion engine according to the preamble of
DE 102 17 996 A1에는 메인 연소실 및 이 메인 연소실로부터 분리된 예비 연소실을 포함하는 기상 연료용 내연 기관이 공지되어 있다. 예비 연소실은 적어도 하나의 개구를 통해 메인 연소실과 연결된다. 연소 가스를 예비 연소실 내로 제공하기 위해, 연소 가스-라인에 연결된 연소 가스 노즐이 예비 연소실 내로 삽입된다. 이 경우 연소 가스가 예비 연소실 내에 있는 희박 연소 가스-공기-혼합물과 혼합되어 상기 연소 가스-공기-혼합물이 농후해진다. 농후해진 연소 가스-공기-혼합물을 점화하여 최종적으로 메인 연소실 내에 있는 연소 가스-공기-혼합물을 점화하기 위해, 예비 연소실 내로 점화 장치가 돌출한다.In DE 102 17 996 A1 is known an internal combustion engine for gaseous fuel comprising a main combustion chamber and a preliminary combustion chamber separated from the main combustion chamber. The preliminary combustion chamber is connected with the main combustion chamber through at least one opening. In order to provide the combustion gas into the preliminary combustion chamber, a combustion gas nozzle connected to the combustion gas-line is inserted into the preliminary combustion chamber. In this case, the combustion gas is mixed with the lean combustion gas-air-mixture in the preliminary combustion chamber to enrich the combustion gas-air-mixture. An ignition device projects into the preliminary combustion chamber to ignite the enriched combustion gas-air-mixture and finally ignite the combustion gas-air-mixture in the main combustion chamber.
이러한 내연 기관의 점화 장치는 작동시 고온에 노출된다. 점화 장치의 조기 마모를 방지하여 그 수명을 연장하기 위해, 종래 기술에 공지되어 있는 내연 기관의 경우 점화 장치가 냉각된다. 구체적으로, 연소 가스 노즐에 의해 예비 연소실 내로 제공되는 비교적 찬 연소 가스가 선행 연소 사이클로부터 생긴, 예비 연소실에 있는 비교적 뜨거운 배기 가스와 혼합되며, 이로써 예비 연소실에 있는 배기 가스-공기-혼합물과, 연소 가스 노즐에 의해 각각의 예비 연소실 내로 제공되는 연소 가스와의 혼합물의 온도로 인해 각각의 점화 장치가 냉각된다.The ignition device of such an internal combustion engine is exposed to high temperatures during operation. In order to prevent premature wear of the ignition device and extend its life, the ignition device is cooled in the case of internal combustion engines known in the art. Specifically, the relatively cold combustion gas provided by the combustion gas nozzle into the preliminary combustion chamber is mixed with the relatively hot exhaust gas in the preliminary combustion chamber resulting from the preceding combustion cycle, whereby the exhaust gas-air-mixture in the preliminary combustion chamber and the combustion Each ignition device is cooled due to the temperature of the mixture with the combustion gases provided by the gas nozzles into the respective preliminary combustion chambers.
그러나, 이것에 의해서는 점화 장치의 제한된 냉각만이 보장되므로, 내연 기관은 점화 장치의 더 효율적인 냉각을 필요로 한다.However, this ensures only limited cooling of the ignition device, so that the internal combustion engine needs more efficient cooling of the ignition device.
본 발명의 과제는 새로운 방식의 내연 기관을 제공하는 것이다. The problem of the present invention is to provide a new type of internal combustion engine.
상기 과제는 청구항 제1항에 따른 내연 기관에 의해 해결된다. 본 발명에 따라, 연소 가스 노즐은 연소 가스 노즐에 의해 연소실 내로 제공되는 연소 가스 제트가 점화 장치를 향하도록 연소실 내로 삽입된다.The problem is solved by an internal combustion engine according to
본 발명에 따른 내연 기관에서, 연소 가스 노즐은 연소 가스 노즐에 의해 각각의 연소실 내로 제공되는 연료 제트가 점화 장치를 향하도록 각각의 연소실 내로 삽입된다. 이로써, 점화 장치의 강제 냉각이 이루어지고, 이러한 점화 장치의 강제 냉각이 연소실 내에 있는 연소 가스-공기-혼합물과, 연소 가스 노즐에 의해 제공되는 연소 가스와의 혼합에 의해 생기는 대류 냉각 효과를 지원한다. 이로써, 점화 장치의 온도 부하가 훨씬 감소되고, 이는 점화 장치의 수명을 연장한다. 따라서, 내연 기관의 유지 보수 주기가 훨씬 더 길어진다.In the internal combustion engine according to the invention, combustion gas nozzles are inserted into each combustion chamber such that fuel jets provided by the combustion gas nozzles into each combustion chamber face the ignition device. In this way, forced cooling of the ignition device is achieved, and this forced cooling of the ignition device supports the convective cooling effect caused by the mixing of the combustion gas-air-mixture in the combustion chamber with the combustion gas provided by the combustion gas nozzle. . As a result, the temperature load of the ignition device is much reduced, which extends the life of the ignition device. Thus, the maintenance cycle of the internal combustion engine is much longer.
본 발명의 바람직한 실시예는 종속 청구항 및 하기 설명에 제시된다. 본 발명의 실시예는 도면을 참조로 더 자세히 설명되지만 이것에 제한되는 것은 아니다.Preferred embodiments of the invention are set forth in the dependent claims and the description below. Embodiments of the present invention are described in more detail with reference to the drawings, but are not limited thereto.
본 발명에 따라, 새로운 방식의 내연 기관이 제공될 수 있다.According to the invention, a new type of internal combustion engine can be provided.
도 1에는 바람직하게는 오토(Otto)-가스 엔진으로서 구현되는 본 발명에 따 른 내연 기관, 구체적으로는 내연 기관의 메인 연소실(2)을 한정하는 실린더 헤드(1)의 영역의 바람직한 실시예가 개략적으로 도시된다. 도 1에 따라, 내연 기관의 실린더 헤드(1)에는, 실린더 헤드(1) 내로 바람직하게는 나사 결합되는 인서트(3)가 고정되며, 인서트(3)는 예비 연소실(4)을 한정하고, 예비 연소실은 메인 연소실(2)로부터 분리되어 있고 적어도 하나의 개구(5)를 통해 상기 메인 연소실과 연결된다. 1 schematically shows a preferred embodiment of the region of the
예비 연소실(4) 내로 점화 장치(6)가 돌출하고, 이 점화 장치는 바람직하게는 적어도 하나의 점화 전극을 포함하고 점화 플러그로서 형성된다. 도시되지 않은 연소 가스-라인에 연결된 연소 가스 노즐(7)에 의해 예비 연소실(4) 내로 연소 가스가 분사될 수 있고, 연소 가스 노즐(7)에 의해 예비 연소실(4) 내로 분사되는 연소 가스가 예비 연소실(4) 내에 있는 희박 연소 가스-공기-배기 가스 혼합물과 혼합되어 희박 연소 가스-공기-배기 가스 혼합물이 농후해진다. 점화 장치는 예비 연소실(4) 내의 농후해진 연소 가스-공기-혼합물의 점화에 사용된다. An
본 발명에 따라, 예비 연소실(4)을 한정하는 인서트(3)에 연소 가스 노즐(7)의 할당 배치는, 연소 가스 노즐(7)에 의해 예비 연소실(4) 내로 제공되는 연소 가스 제트(8)가 점화 장치(6)를 향하도록 연소 가스 노즐(7)이 예비 연소실(4) 내로 삽입되게 이루어진다. According to the invention, the arrangement of the
연소 가스 노즐(7)에 의해 예비 연소실(4) 내로 제공되는 연소 가스 제트(8)는 점화 장치(6), 바람직하게는 점화 장치(6)의 전극, 및 인서트(3)에 대한 점화 장치(6)의 시트로 직접 흘러간다.The
본 발명에 따른 내연 기관에서는, 예비 연소실(4) 내로 돌출하는 점화 장치(6)가 효과적으로 냉각되며, 구체적으로는, 연소 가스 노즐(7)에 의해 예비 연소실(4) 내로 제공되는 비교적 찬 연소 가스와, 예비 연소실(4) 내에 있는 비교적 뜨거운 희박 연소 가스-배기 가스-공기-혼합물이 혼합됨으로써, 그리고 연소 가스 노즐(7)이 본 발명에 따라 배치되어 비교적 찬 연소 가스가 점화 장치(6)로 흘러감으로써 효과적인 냉각이 이루어지고, 따라서, 점화 장치(6), 특히 점화 장치(6)의 전극, 및 인서트(3)에 대한 점화 장치 시트의 효과적인 강제 대류 냉각이 이루어진다.In the internal combustion engine according to the invention, the
도 1에 따라, 예비 연소실(4)을 한정하는 인서트(3)의 약 90°만큼 서로 오프셋된 벽 부분들에 점화 장치(6) 및 연소 가스 노즐(7)이 할당 배치되고, 이로써, 연소 가스 노즐(7)에 의해 예비 연소실(4) 내로 제공되는 연소 가스 제트(8)의 메인 연장 방향이 점화 장치(6)의 메인 연장 방향에 대해 거의 수직으로 연장한다.According to FIG. 1, the
본 발명에 따른 내연 기관에서는, 점화 장치들의 냉각을 위해, 연소 가스 노즐에 의해 연소실 내로 제공되는 연소 가스 제트 및 연소 가스 유동이 이용된다. 연소 가스 제트가 냉각하려는 각각의 점화 장치를 향하므로, 연소 가스가 상기 점화 장치로 흘러가고, 이로써, 점화 장치의 효과적인 강제 대류 냉각이 이루어진다. 점화 장치로의 연소 가스의 흐름이 내연 기관의 소위 크랭크 각의 180°까지 조절될 수 있다. 본 발명에 따라, 비교적 차가운 연소 가스 제트가 점화 장치로 의도된 대로 흘러감으로써, 점화 장치의 효과적인 냉각이 이루어지고, 이러한 점화 장치의 효과적인 냉각은 비교적 찬 연소 가스와 연소실 내에 있는 비교적 뜨거운 연 소 가스-배기 가스-공기-혼합물과의 혼합으로부터 형성된 냉각을 지원한다. 이로써, 점화 장치의 온도 부하가 현저히 감소된다. 따라서, 최종적으로 점화 장치의 수명이 길어질 수 있다.In the internal combustion engine according to the invention, the combustion gas jet and the combustion gas flow provided by the combustion gas nozzle into the combustion chamber are used for cooling the ignition devices. As the combustion gas jet is directed to each ignition device to be cooled, combustion gas flows into the ignition device, thereby achieving effective forced convective cooling of the ignition device. The flow of combustion gas to the ignition device can be adjusted to 180 ° of the so-called crank angle of the internal combustion engine. According to the invention, a relatively cold combustion gas jet flows as intended into the ignition device, whereby an effective cooling of the ignition device is achieved, and the effective cooling of this ignition device is a relatively cold combustion gas and a relatively hot combustion gas in the combustion chamber. -Support cooling formed from mixing with the exhaust gas-air-mixture. As a result, the temperature load of the ignition device is significantly reduced. Therefore, the lifetime of the ignition device can be lengthened finally.
연소 가스 노즐(7)에 의해 예비 연소실(4) 내로 제공되는 연소 가스 제트(8)가 점화 장치(6)로 직접 흘러가는 것이 바람직하지만, 연소 가스 노즐(7)에 의해 예비 연소실(4) 내로 제공되는 연소 가스 제트(8)가 스치는 방식으로 또는 간접적으로, 예컨대 유입 안내 벽을 통해 점화 장치(6)로 흘러가는 것도 가능하다.The
도 1은 본 발명에 따른 내연 기관의 부분의 개략도. 1 is a schematic view of part of an internal combustion engine according to the invention;
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
1 : 실린더 헤드1: cylinder head
2 : 메인 연소실2: main combustion chamber
3 : 인서트3: Insert
4 : 예비 연소실4: preliminary combustion chamber
5 : 개구5: opening
6 : 점화 장치6: ignition device
7 : 연소 가스 노즐7: combustion gas nozzle
8 : 연소 가스 제트8: combustion gas jet
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