KR20120113731A - 내연 피스톤 엔진 조립체 - Google Patents

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KR20120113731A KR1020127015431A KR20127015431A KR20120113731A KR 20120113731 A KR20120113731 A KR 20120113731A KR 1020127015431 A KR1020127015431 A KR 1020127015431A KR 20127015431 A KR20127015431 A KR 20127015431A KR 20120113731 A KR20120113731 A KR 20120113731A
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Abstract

본 발명은 피스톤 엔진에 관한 것이며, 이 피스톤 엔진은 적어도 하나의 실린더 (12), 그리고 적어도 하나의 입구 밸브 (18) 및 적어도 하나의 배기 밸브 (20) 가 제공되는 실린더와 관련되어 구성되는 실린더 헤드 (16), 및 실린더 내에서 상사점 (TDC) 과 하사점 (BDC) 사이에서 이동 가능하게 구성되는 피스톤 (14) 을 포함하며, 피스톤 (14) 에 그의 길이방향 축선에 대하여 회전 대칭인 정상 표면이 제공되는 보울 (142) 이 제공된다. 보울 (142) 은 중간 구역 (143), 그리고 보울의 깊이가 피스톤 (14) 의 주변을 향하여 증가하도록 각도 (D) 로 피스톤의 주변을 향하여 방사상으로 뻗어있는 원뿔 구역 (144) 을 방사상으로 중간 구역 이후에 포함하고 밸브에는 밸브 에지 (182) 의 림으로 형성되는 평면으로부터 밸브의 스템에 대향하는 방향으로 뻗어있는 연장부 (181, 201) 를 포함하는 바닥 표면이 제공된다.

Description

내연 피스톤 엔진 조립체{INTERNAL COMBUSTION PISTON ENGINE ASSEMBLY}
본 발명은 내연 피스톤 엔진 조립체에 관한 것이며, 이 내연 피스톤 엔진 조립체는 적어도 하나의 실린더, 적어도 하나의 입구 밸브와 적어도 하나의 배기 밸브가 제공되는 실린더와 관련되어 구성되는 실린더 헤드, 및 실린더 내에서 상사점과 하사점 사이에서 이동 가능하게 구성되는 피스톤을 포함하며, 보울 (bowl) 이 피스톤의 길이방향 중앙 축선에 대하여 회전 대칭인 정상 표면이 제공되는 피스톤의 정상부에 구성되고, 이 보울은 중간 구역, 그리고 보울의 깊이가 피스톤의 주변 구역을 향하여 증가하도록 피스톤의 주변 구역을 향하여 방사상으로 뻗어있는 실질적으로 원뿔형 구역을 포함하고 주변 구역은 보울의 바닥부보다 더 높은 정상 표면을 갖는다.
내연기관의 피스톤이 연료의 연소를 통하여 방출되는 에너지를 피스톤 핀을 통하여 커넥팅 로드 그리고 또한 크랭크 메카니즘에 전달한다. 피스톤은 피스톤 링에 의하여 엔진의 실린더에 밀봉되어 에너지의 전달은 불필요한 손실 없이 발생하게 된다. 내연기관의 연소 챔버가 부분적으로는 피스톤의 상부 부분, 실린더 라이너 그리고 부분적으로는 실린더 헤드에 의해 규정된다. 이 영역은 상당한 열 응력을 받는다. 실린더의 길이방향으로 뻗어있고 피스톤 링 아래에 위치된 피스톤의 벽은 피스톤의 운동을 안내하고 윤활 표면의 역할을 한다. 현대의 압축기 과급 엔진 (compressor charged engines) 에서 피스톤은 더욱 더 많은 요구 사항을 받고 있다.
피스톤은 일 단부에서 핀에 의해 피스톤에 연결되고 대형 단부 베어링에 의해 크랭크 섀프트에 연결되는 커넥팅 로드에 의해 엔진의 크랭크 섀프트에 연결된다. 엔진의 주요 구조적 요인은 보어/스트로크 비, 로드 길이/스트로크 비이다. 중요한 기능적 특징은 다른 것들 가운데 압축비, 밸브 타이밍, 회전 속도, 슈퍼차징 (supercharging) 및 연료 공급 문제이다.
압축 점화 내연기관의 연료의 연소 및 기계적 작업으로의 연료의 에너지 전환은 다양한 요인에 의해 영향을 받으며, 이들의 일부는 공정 관련적인 반면 다른 요인은 엔진의 기계적 구조와 관련된다. 압축 점화 엔진의 연소 공정은 연소 챔버의 형상에 의해 크게 영향을 받는다. 따라서 피스톤의 상부 부분의 형상이 엔진의 성능에 매우 중요하다.
피스톤의 정상부에 구성되는 회전 대칭인 보울을 설명하는 수 많은 명세서가 종래 기술에 있다. 예컨대 US 특허 6,732,703, 6,966,294 및 7,210,448 은 이러한 종류의 피스톤의 상부 부분의 형상을 나타낸다. 상기 언급된 특허는 배기 가스 뿐만 아니라 윤활유로의 피스톤 링에 걸친 그을음 이동에 연관된 환경적 문제의 최근 요구에 관한 문제를 다룬다. 이들은 주로 피스톤 정상부의 형상 및 피스톤과 연료 주입기 사이의 상호 작동에 관한 것이며, 피스톤 보울의 형상과 주입 스프레이 각도는 스프레이 플룸 (plume) 이 주입기 오리피스를 빠져나간 이후, 특정한 방법으로 나쁜 영향을 받고 피스톤 보울 표면과 접촉하는 것을 야기한다. 본 특허의 주요 사안은 방출 제어 그리고 특히 NOx 방출물이다.
압축비는 엔진의 성능에 큰 영향을 갖는다. 엔진의 압축비는 피스톤의 정상부가 실린더 헤드에 가깝게 되는 것을 허락함으로써 증가될 수 있다. 피스톤 정상부의 상승에 대한 제한은 특히 엔진의 배기 및 흡기 스트로크 사이에 연소 공간의 소기가 수행될 때 가스 교환 밸브에 대한 간극이다.
종래 기술에서 피스톤 정상부 (밸브 포켓) 안에 밸브를 위한 공간을 제공하는 것이 공지되어 있으며 이 공간은 밸브가 그 안에 끼워지기에 충분한 크기이다. 공간 주위에서 피스톤 정상부는 압축률을 증가시키기 위해 더 높게 상승될 수 있다. 밸브 공간의 에지, 즉 포켓과 같이 이러한 불연속적 스팟은 밸브 주위의 소기 가스 흐름을 제한하여 가스의 교환이 충분히 이뤄지지 않게 한다. 피스톤의 연소 공간에서의 소용돌이 형성을 제한하는 이러한 불연속적 스팟은 연소 공정에 영향을 미친다.
이러한 포켓은 또한 실린더의 가스 소용돌이를 방지하고 이는 더 높은 방출물을 갖는 열화된 연소를 초래한다. 또한 이러한 밸브 포켓이 사용될 때 피스톤 정상부에 고온 스팟의 형성이 일반적이다.
예컨대 문헌 JP 2007309176 은 밸브를 위한 공간이 각각의 밸브의 위치에서 제공되는 피스톤 정상부를 나타낸다. 이러한 경우 공간은 실질적으로는 밸브의 형상과 일치하지만 피스톤의 정상 표면은 밸브 공간에 의해 야기되는 불연속에 의해 더 이상 회전 대칭이지 않다.
이제 압축 점화 4 스트로크 엔진의 작업 및 구조를 더 개발할 필요가 생겨나서 더욱 더 개선된 성능의 엔진이 제공될 수 있게 될 수 있다.
본 발명의 특별한 목적은 압축비가 엔진의 성능 및 연소 공정을 절충하지 않으면서 증가되는 압축 점화 4 스트로크 엔진을 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 목적은 연료 주입 노즐의 제조 방법을 제공하는 것이며 이 방법은 실행하기 간단하고 이 방법에 의해 고압 연료 주입기가 제조될 수 있다.
본 발명의 목적은 실질적으로 내연 피스톤 엔진 조립체에 의해 충족되며, 이 내연 피스톤 엔진 조립체는 적어도 하나의 실린더, 적어도 하나의 입구 밸브와 적어도 하나의 배기 밸브가 제공되는 실린더와 관련되어 구성되는 실린더 헤드, 실린더 내에서 상사점과 하사점 사이에서 이동 가능하게 구성되는 피스톤을 포함하며, 보울이 피스톤의 길이방향 중앙 축선에 대하여 회전 대칭인 정상 표면이 제공되는 피스톤의 정상부에 구성되고, 이 보울은 중간 구역, 그리고 보울의 깊이가 피스톤의 주변 구역을 향하여 증가하도록 피스톤의 주변 구역을 향하여 방사상으로 뻗어있는 실질적으로 원뿔형 구역을 포함하고 주변 구역은 보울의 바닥부보다 더 높은 정상 표면을 갖는다. 본 발명은 각각의 밸브에 밸브 디스크 에지의 림에 의해 형성되는 평면으로부터 밸브의 스템 (stem) 에 대향하는 방향으로 뻗어있는 연장부를 포함하는 바닥 표면이 제공되어 조립체에서 이 연장부가 피스톤의 보울과 실린더 헤드 사이의 공간 안으로 끼워지는 것을 특징으로 한다.
이는 따라서 연소 공간의 보강된 흐름 특성과 함께 증가된 압축비를 얻는 것에 의해 증가된 엔진 효율을 갖는 것을 가능하게 한다.
실시형태에 따르면 밸브에는 볼록한 표면을 갖는 바닥 표면이 제공되어 이 볼록한 표면은 피스톤 정상부의 원뿔형 구역의 회전 대칭인 피스톤 정상 표면을 향하도록 구성된다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면 밸브의 바닥 표면은 피스톤 정상부의 원뿔형 구역에서 피스톤의 정상부의 형상과 일치한다.
피스톤 보울은 바람직하게는 각각의 방사상의 위치에서 회전 대칭인 깊이를 가지며 매끄럽고 연속적인 표면을 형성한다.
피스톤을 향하는 밸브의 바닥 표면의 연장부는 밸브의 폐쇄된 위치에서 실린더 헤드의 레벨로부터 피스톤의 정상부를 향하여 뻗어있도록 구성된다.
본 발명의 실시형태에 따르면 밸브의 길이방향 축선은 피스톤의 길이방향 축선과 나란하다.
본 발명의 다른 실시형태에 따르면 밸브의 길이방향 축선은 피스톤의 길이방향 축선에 대하여 각도를 이루고 즉 밸브의 길이방향 축선은 피스톤의 길이방향 축선에 대하여 기울어져 있다.
압축 용적은 회전 대칭인 피스톤 정상부 보울 그리고 실린더 헤드 표면에 의해 규정되고 압축 용적은 연소를 보강하기 위해 실린더 헤드의 레벨로부터 뻗어있는 밸브의 볼록한 바닥 표면에 의해 국부적으로 제한된다.
본 발명의 실시형태에 따르면 실린더 헤드에는 적어도 제 1 연료 공급 오리피스와 제 2 연료 공급 오리피스를 갖는 적어도 하나의 연료 주입 노즐이 제공되고 제 1 연료 공급 오리피스는 피스톤의 길이방향 축선에 대하여 제 1 각도로 배향되고 제 2 연료 공급 오리피스는 피스톤의 길이방향 축선에 대하여 제 2 각도로 배향된다. 또한, 제 1 연료 공급 오리피스는 밸브의 볼록한 표면의 방향으로 연료 젯을 배향하도록 구성되고 제 2 연료 공급 오리피스는 밸브의 볼록한 표면의 방향을 지나는 연료 젯을 배향하도록 구성된다.
추가적으로 밸브의 바닥 표면의 연장부는 밸브의 중심 영역의 두께를 증가시키고, 이는 밸브 디스크의 강도를 증가시킨다. 또한 실린더에서 나가고 실린더로 들어오는 가스 흐름은 디스크의 보강에 의해 사실상 영향을 받지 않는다. 추가적으로 밸브의 수명은 더 길어지는데 밸브가 최소 두께로 줄어들기 전에 연소될 더 많은 재료가 밸브의 중심 영역에 있다는 사실 때문이다.
이후에, 본 발명은 첨부된 대표적인, 개략도를 참조하여 설명될 것이다.
도 1 은 본 발명의 실시형태에 따른 피스톤 엔진의 실린더의 부분을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2 는 위에서 본 실린더 내의 피스톤의 정상부를 나타내는 도면이다.
도 3 은 본 발명의 다른 실시형태를 나타내는 도면이다.
도 4 는 본 발명의 또 다른 실시형태를 나타내는 도면이다.
도 1 은 피스톤 엔진의 부분을 개략적으로 나타내는 도면이다. 실린더 (12), 실린더 헤드 (16) 및 실린더 (12) 에 구성된 피스톤 (14) 을 포함하는 조립체가 나타나 있다. 실린더 헤드 (16) 에는 적어도 하나의 입구 밸브 (18) 및 적어도 하나의 배기 밸브 (20) 가 제공되지만, 통상적으로는 실린더 헤드 (16) 안에 구성되는 2 개의 각각의 타입의 밸브가 있다. 피스톤 (14) 은 피스톤 엔진의 작업 동안 실린더 (12) 에서 왕복하도록 구성된다. 실린더 헤드 (16) 와 관련되어 구성되는 적어도 하나의 연료 주입 노즐 (22) 이 또한 있다.
피스톤 (14) 의 정상부에는 보울 (142) 이 제공된다. 피스톤의 보울은 실린더 (12) 의 보어 및 피스톤 (14) 의 공통 길이방향 중앙 축선에 대하여 실질적으로 회전 대칭이다.
피스톤 (14) 은 그의 상사점 (TDC) 과 하사점 (BDC) 사이에서 이동 가능하게 실린더에 구성된다. 상사점에서의 피스톤의 위치는 실선으로 나타나 있고 하사점에서의 위치는 파선으로 나타나 있다. 상사점 (TDC) 과 하사점 (BDC) 사이의 그의 운동에서 피스톤 (14) 에 의해 스윕되는 용적은 변위 용적 (Vd) 이고 그의 상사점 (TDC) 에서 피스톤 위에 남아있는 용적은 간극 용적 (Vc) 이다. 따라서 압축비 (CR) 는 (Vd + Vc)/Vc 이다. 결국 피스톤의 보울 (142) 은 중간 구역 (143), 그리고 피스톤의 주변을 향하여 방사상으로 뻗어있는 원뿔 구역 (144) 을 포함한다. 원뿔 구역은 피스톤 정상부의 중간 구역을 방사상으로 둘러싼다. 원뿔 구역은 보울의 깊이가 피스톤 (14) 의 주변을 향하여 증가하도록 각도 (
Figure pct00001
) 로 하방으로 배향된다. 원뿔 구역 (144) 은 밸브의 바닥 표면이 향하는 표면의 기능을 한다. 피스톤 (14) 의 정상부에는 또한 보울의 바닥부보다 더 높은 정상 표면을 갖는 주변 구역 (146) 이 제공된다. 이러한 내용에서 "더 높은" 그리고 "하방으로" 등의 용어는 길이방향 중앙 축선 (12') 에 대한 위치를 의미한다.
이제, 각각의 밸브 (18, 20) 에는 밸브 에지 (182) 의 림에 의해 형성되는 평면으로부터 밸브의 스템에 대향하는 방향으로 뻗어있는 연장부 (181, 201) 를 포함하는 바닥 표면이 제공된다. 실제로 이는 하방으로 피스톤 (14) 의 정상부를 향하는 것을 의미한다. 도 1 에서 연장부는 볼록한 표면 (181, 201) 을 형성하고 이 표면은 피스톤 보울의 연속적인 정상 표면을 향하도록 구성된다. 볼록한 표면의 실제 형상은 특별한 적용에 따라 변할 수 있다. 피스톤 보울 (142) 은 유리한 실시형태에 따라 회전 대칭이고 연속적인 즉 연속적으로 회전 대칭이다. 실제로 이는 보울 (142) 표면이 별개의 밸브 포켓과 같은 어떠한 실질적인 불연속적인 위치를 포함하지 않도록 구성되는 것을 의미한다. 다시 말하면 보울 (142) 표면은 실질적인 불연속적인 위치가 없이 구성된다. 연속적인 보울의 정상 표면은 특히, 밸브 포켓과 같은 밸브를 위한 특수한 공동이 없지만, 보울의 형상은 또한 밸브를 위해 요구되는 공간으로서의 기능을 하는 것을 의미한다.
조립체에서 밸브의 하방으로 뻗어있는 표면 (181) 과 보울의 연속적인 표면의 조합은 피스톤이 상사점 위치에서 실린더 헤드 (16) 에 일반적으로 더 가깝게 되도록 구성하는 것을 가능하게 한다. 조립체에서 연장부 (181, 201) 가 피스톤 (14) 의 보울과 실린더 헤드 (16) 사이의 공간에 끼워지도록 연장부 (181, 201) 는 구성된다. 따라서 간극 용적 (Vc) 은 더 작게 남아있다. 동시적으로 조립체는 연소 공간의 적절한 흐름 특성을 유지하기 위해 매끄러운 피스톤 표면을 제공한다. 더 작은 간극 용적 (Vc) 은 압축비를 증가시킨다. 이는 밸브 포켓을 사용하지 않으면서 그리고 피스톤 정상부를 가격하는 밸브의 위험 없이 밸브를 미세하게 개방함으로써 소기 작업을 제공하는 가능성을 가지며 더 높은 압축비를 유지하는 것을 또한 가능하게 한다. 이는 연소 공간에서 가스의 실질적으로 방해받지 않은 소용돌이의 형성에 의해 효율적인 연소를 위한 유리한 사항을 제공한다.
따라서 중간 구역 (143), 그리고 보울의 깊이가 피스톤 (14) 의 주변을 향하여 증가하도록 각도 (
Figure pct00002
) 로 피스톤의 주변을 향하여 방사상으로 뻗어있는 원뿔 구역 (144) 을 갖는 피스톤 보울 (142) 그리고 밸브 에지 (182) 의 림이 되도록 형성된 평면으로부터 밸브의 스템에 대향하는 방향으로 뻗어있는 연장부 (181, 201) 를 포함하는 바닥 표면이 제공되는 밸브가 서로 상호 작동하도록 구성되는 조립체에 의해 얻어지는 조합된 효과가 엔진의 더 높은 효율과 함께 연료의 보강된 연소를 제공한다.
각도 (
Figure pct00003
) 는 피스톤 정상부의 원뿔형 구역 (144) 의 일반적인 배향을 나타내고 각도는 통상적으로 일정하지 않다는 것이 이해되어야 한다. 밸브의 연장부 (181, 201) 는 밸브와 동일한 재료로 구성될 수 있다. 솔리드 구조일 수 있거나 또는 내측에 공동을 포함할 수 있어서 연장부 및 밸브 디스크는 중공 구조를 형성한다. 공동은 밸브의 열 및/또는 강도 특성에 효과를 갖도록 특수한 물질로 채워질 수 있다.
도 2 에 위에서 본 실린더 (12) 내의 피스톤 (14) 의 정상부가 나타나 있다. 또한 피스톤 위의 밸브 (18, 20)(파선) 가 도 2 에 나타나 있다. 연료 주입 노즐 (22) 에 연료 주입 오리피스 (24) 가 제공된다. 본 발명의 실시형태에 따르면 연료 주입 노즐에 제공되는 적어도 2 개의 세트의 오리피스 (24.1, 24.2) 가 있다. 각각의 세트의 오리피스의 오리피스의 실제 개수는 변할 수 있다. 제 1 세트의 주입 오리피스 (24.1) 는 밸브에 의해 커버되는 영역 외측인 섹터 (D1) 로 실질적으로 배향된다. 다시 말하면 제 1 세트의 주입 오리피스 (24.1) 는 연료 젯이 실질적으로 2 개의 인접한 밸브 사이를 지나도록 배향된다.
제 2 세트의 주입 오리피스 (24.2) 는 밸브에 의해 커버되는 영역 내측인 섹터 (D2) 로 실질적으로 배향된다. 다시 말하면 제 2 세트의 주입 오리피스 (24.2) 는 연료 젯이 실질적으로 밸브의 연장부 (181, 201) 아래를 지나도록 배향된다. 주입 오리피스를 위한 제 1 및 제 2 세트는 피스톤 (14) 및 실린더 (12) 의 길이방향 축선 (12') 에 대하여 바람직하게는 상이한 각도로 배향된다.
도 3 에 본 발명의 다른 실시형태가 나타나 있고 이 실시형태에서 밸브 (18) 의 연장부 (181) 의 단면과 볼록한 표면 밸브인 피스톤 보울 (142) 의 연속적인 정상 표면의 단면은 서로 대응하는 형태를 갖는 카운터 표면을 형성한다. 또한 이 실시형태에서 보울 (142) 의 정상 표면은 회전 대칭이다. 여기서, 피스톤은 실린더 헤드에 상당히 가깝게 될 수 있고 상당히 작은 간극 용적 (Vc) 을 제공한다. 도 3 으로부터 밸브 (18) 의 하방으로 뻗어있는 표면 (181) 이 피스톤의 주변 구역 (146) 의 정상 표면 아래의 거리 (17) 로 뻗어있는 것을 또한 볼 수 있다.
도 4 에 본 발명의 또 다른 실시형태가 나타나 있다. 이 실시형태에서 밸브는 피스톤 (14) 및 실린더 (12) 의 길이방향 축선 (12') 에 대하여 비스듬하다. 중간 구역 (143) 은 피스톤의 주변 구역보다 더 높고, 실린더 헤드는 각각 더 높은 중간 구역을 갖도록 형성된다. 연료 주입 노즐 (22) 은 실린더 헤드의 중간 구역에 구성된다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면 밸브의 볼록한 표면 (181, 201) 은 밸브의 중심 축선 (18', 20') 에 대하여 회전 대칭이다.
본 발명은 여기서 현재가장 바람직한 실시형태인 것으로 고려되는 것과 관련하여 실시예로서 설명되었지만, 본 발명은 기재된 실시형태로 제한되는 것이 아니라, 첨부된 청구항에 규정된 것과 같이, 본 발명의 범위 내에 포함되는 몇몇의 다른 분야, 특징의 수정 또는 다양한 조합을 커버하도록 의도되는 것이 이해되어야 한다. 상기 어떠한 실시형태와 관련하여 언급된 세부 사항은 이러한 조합이 기술적으로 있을 수 있을 때 다른 실시형태와 관련하여 사용될 수 있다.

Claims (10)

  1. 내연 피스톤 엔진 조립체로서, 적어도 하나의 실린더 (12), 적어도 하나의 입구 밸브 (18) 와 적어도 하나의 배기 밸브 (20) 가 제공되는 실린더와 관련되어 구성되는 실린더 헤드 (16), 및 실린더 내에서 상사점 (TDC) 과 하사점 (BDC) 사이에서 이동 가능하게 구성되는 피스톤 (14) 을 포함하며, 보울 (142) 이 피스톤의 길이방향 중앙 축선 (12') 에 대하여 회전 대칭인 정상 표면이 제공되는 피스톤 (14) 의 정상부에 구성되고, 이 보울 (142) 은 중간 구역 (143), 그리고 보울의 깊이가 피스톤 (14) 의 주변 구역을 향하여 증가하도록 피스톤의 주변 구역을 향하여 방사상으로 뻗어있는 실질적으로 원뿔형 구역 (144) 을 포함하고 주변 구역은 보울의 바닥부보다 더 높은 정상 표면을 갖는 내연 피스톤 엔진 조립체에 있어서, 상기 각각의 밸브에 밸브 디스크 에지 (182) 의 림에 의해 형성되는 평면으로부터 밸브의 스템에 대향하는 방향으로 뻗어있는 연장부 (181, 201) 를 포함하는 바닥 표면이 제공되어 조립체에서 연장부 (181, 201) 가 피스톤 (14) 의 보울의 회전 대칭인 정상 표면과 실린더 헤드 (16) 사이의 공간 안으로 끼워지는 것을 특징으로 하는 내연 피스톤 엔진 조립체.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 밸브에는 볼록한 표면 (181, 201) 을 갖는 바닥 표면이 제공되어 볼록한 표면은 피스톤 정상부의 원뿔형 구역의 회전 대칭인 피스톤 (14) 정상 표면을 향하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 내연 피스톤 엔진 조립체.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 밸브의 바닥 표면은 피스톤 정상부의 원뿔형 구역에서 피스톤의 정상부 (14) 의 형상과 일치하는 것을 특징으로 하는 내연 피스톤 엔진 조립체.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 피스톤 보울의 표면은 각각의 방사상의 위치에서 회전 대칭인 깊이를 갖는 것을 특징으로 하는 내연 피스톤 엔진 조립체.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 밸브 (18) 의 연장부 (181) 는 피스톤의 주변 구역 (146) 의 정상 표면 아래의 거리 (17) 로 뻗어있는 것을 특징으로 하는 내연 피스톤 엔진 조립체.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피스톤 (14) 을 향하는 밸브의 바닥 표면은 밸브의 폐쇄된 위치에서 실린더 헤드 (16) 의 레벨로부터 피스톤 (14) 의 정상부를 향하여 뻗어있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 내연 피스톤 엔진 조립체.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밸브 길이방향 축선은 피스톤 (14) 의 길이방향 축선과 나란한 것을 특징으로 하는 내연 피스톤 엔진 조립체.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밸브 길이방향 축선은 피스톤 (14) 의 길이방향 축선에 대하여 기울어진 것을 특징으로 하는 내연 피스톤 엔진 조립체.
  9. 제 4 항에 있어서, 상기 실린더의 압축 용적은 연속적으로 회전 대칭인 피스톤 정상부 보울 및 실린더 헤드 (16) 표면에 의해 규정되고, 상기 압축 용적은 연소를 보강하기 위해 실린더 헤드 (16) 의 레벨로부터 뻗어있는 밸브의 볼록한 바닥 표면에 의해 국부적으로 제한되는 것을 특징으로 하는 내연 피스톤 엔진 조립체.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 실린더 헤드 (16) 에는 적어도 제 1 연료 공급 오리피스 (24.1) 와 제 2 연료 공급 오리피스 (24.2) 를 갖는 적어도 하나의 연료 주입 노즐 (22) 이 제공되고 제 1 연료 공급 오리피스는 피스톤 (14) 의 길이방향 축선에 대하여 제 1 각도로 배향되고 제 2 연료 공급 오리피스는 피스톤 (14) 의 길이방향 축선에 대하여 제 2 각도로 배향되며, 상기 제 1 연료 공급 오리피스는 밸브의 볼록한 표면의 방향으로 연료 젯을 배향하도록 구성되고 제 2 연료 공급 오리피스는 밸브의 볼록한 표면의 방향을 지나는 연료 젯을 배향하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 내연 피스톤 엔진 조립체.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190064447A (ko) * 2017-11-30 2019-06-10 만 에너지 솔루션즈 에스이 내연 기관의 밸브-피스톤 시스템 및 내연 기관

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103670575B (zh) * 2012-08-30 2016-06-08 上海高斯通船舶配件有限公司 用于大功率燃气发动机的气阀及其制备方法
US9328693B2 (en) * 2013-07-17 2016-05-03 Electro-Motive Diesel, Inc. Piston, engine and operating method for reduced production of particulate matter
DE102014013503A1 (de) * 2014-09-11 2016-03-17 Man Truck & Bus Ag Ventil für einen Verbrennungsmotor
JP7106972B2 (ja) * 2018-05-08 2022-07-27 トヨタ自動車株式会社 内燃機関のシリンダヘッド
US10774782B2 (en) * 2018-06-07 2020-09-15 Caterpillar Inc. Piston design for flow re-direction

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5363820A (en) * 1992-08-27 1994-11-15 Man Nutzfahrzeuge Ag Combustion chamber for air compressing, self-igniting internal combustion engines
JPH084534A (ja) * 1994-06-16 1996-01-09 Hino Motors Ltd ディーゼルエンジンの燃焼室
JP2007309176A (ja) * 2006-05-17 2007-11-29 Toyota Motor Corp 内燃機関

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7210448B2 (en) 2002-06-11 2007-05-01 Cummins, Inc. Internal combustion engine producing low emissions
US6732703B2 (en) 2002-06-11 2004-05-11 Cummins Inc. Internal combustion engine producing low emissions
CN1332126C (zh) * 2004-08-31 2007-08-15 侯德洋 自适应性可控热预混合直喷式柴油机燃烧系统与方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5363820A (en) * 1992-08-27 1994-11-15 Man Nutzfahrzeuge Ag Combustion chamber for air compressing, self-igniting internal combustion engines
JPH084534A (ja) * 1994-06-16 1996-01-09 Hino Motors Ltd ディーゼルエンジンの燃焼室
JP2007309176A (ja) * 2006-05-17 2007-11-29 Toyota Motor Corp 内燃機関

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190064447A (ko) * 2017-11-30 2019-06-10 만 에너지 솔루션즈 에스이 내연 기관의 밸브-피스톤 시스템 및 내연 기관

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