KR20230104626A - 가이드 핀을 갖는 밸브 - Google Patents
가이드 핀을 갖는 밸브 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20230104626A KR20230104626A KR1020237016459A KR20237016459A KR20230104626A KR 20230104626 A KR20230104626 A KR 20230104626A KR 1020237016459 A KR1020237016459 A KR 1020237016459A KR 20237016459 A KR20237016459 A KR 20237016459A KR 20230104626 A KR20230104626 A KR 20230104626A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- valve
- duct
- lamination
- chamber
- stud
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B19/00—Engines characterised by precombustion chambers
- F02B19/10—Engines characterised by precombustion chambers with fuel introduced partly into pre-combustion chamber, and partly into cylinder
- F02B19/1004—Engines characterised by precombustion chambers with fuel introduced partly into pre-combustion chamber, and partly into cylinder details of combustion chamber, e.g. mounting arrangements
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B19/00—Engines characterised by precombustion chambers
- F02B19/02—Engines characterised by precombustion chambers the chamber being periodically isolated from its cylinder
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B19/00—Engines characterised by precombustion chambers
- F02B19/10—Engines characterised by precombustion chambers with fuel introduced partly into pre-combustion chamber, and partly into cylinder
- F02B19/1019—Engines characterised by precombustion chambers with fuel introduced partly into pre-combustion chamber, and partly into cylinder with only one pre-combustion chamber
- F02B19/1023—Engines characterised by precombustion chambers with fuel introduced partly into pre-combustion chamber, and partly into cylinder with only one pre-combustion chamber pre-combustion chamber and cylinder being fed with fuel-air mixture(s)
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B19/00—Engines characterised by precombustion chambers
- F02B19/10—Engines characterised by precombustion chambers with fuel introduced partly into pre-combustion chamber, and partly into cylinder
- F02B19/1019—Engines characterised by precombustion chambers with fuel introduced partly into pre-combustion chamber, and partly into cylinder with only one pre-combustion chamber
- F02B19/109—Engines characterised by precombustion chambers with fuel introduced partly into pre-combustion chamber, and partly into cylinder with only one pre-combustion chamber with injection of a fuel-air mixture into the pre-combustion chamber by means of a pump, e.g. two-cycle engines
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B19/00—Engines characterised by precombustion chambers
- F02B19/12—Engines characterised by precombustion chambers with positive ignition
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B19/00—Engines characterised by precombustion chambers
- F02B19/16—Chamber shapes or constructions not specific to sub-groups F02B19/02 - F02B19/10
- F02B19/18—Transfer passages between chamber and cylinder
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M51/00—Fuel-injection apparatus characterised by being operated electrically
- F02M51/06—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle
- F02M51/061—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means
- F02M51/0625—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures
- F02M51/0635—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures having a plate-shaped or undulated armature not entering the winding
- F02M51/0642—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures having a plate-shaped or undulated armature not entering the winding the armature having a valve attached thereto
- F02M51/0646—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures having a plate-shaped or undulated armature not entering the winding the armature having a valve attached thereto the valve being a short body, e.g. sphere or cube
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M57/00—Fuel-injectors combined or associated with other devices
- F02M57/06—Fuel-injectors combined or associated with other devices the devices being sparking plugs
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
- F02P13/00—Sparking plugs structurally combined with other parts of internal-combustion engines
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
- Lift Valve (AREA)
- Portable Nailing Machines And Staplers (AREA)
- External Artificial Organs (AREA)
- Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
- Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Abstract
핀(50)에 의해 배향되는 밸브는 계층화 채널(7)에 수용되는 주 밸브 몸체(8)를 포함하고, 몸체(8)는 계층화 공동(4)을 연소 챔버(5)로부터 격리시키기 위해 채널 밀봉 시트(11) 상에 안착될 수 있는 축방향 밀봉 면(10)을 노출시키고, 몸체 (8)는 또한 주연 센터링 표면(12), 챔버 측 상의 밸브 정지부(14) 상에 안착될 수 있는 축방향 개방 면(13), 및 축방향 개방 면(13)으로부터 나오는 적어도 하나의 가이드 핀(15)을 갖고, 핀(15)은 계층화 채널(7)에 단단히 부착된 축방향 가이드 구멍(17) 내에서 활주할 수 있다.
Description
본 발명은 2019년 8월 16일자로 공개되고 본 출원인의 소유인 특허 FR 3,061,743호의 대상인 밸브를 갖는 점화 프리챔버(ignition prechamber)의 개선인 가이드 스터드 밸브에 관한 것이다.
본 발명에 따른 가이드 스터드 밸브는 특허 FR 3,061,743호에 따른 밸브 점화 프리챔버의 주요 개선들과 호환가능하며, 상기 개선들은 몇몇 특허 출원의 대상이었다.
상기 개선들 중에서, 2020년 3월 13일자로 공개된 프랑스 특허 출원 제3,085,718호의 대상인 "valve magnetic return device", 또는 2019년 5월 13일자로 제1904961호로 출원된 프랑스 특허 출원의 "ignition insert with active prechamber", 또는 2020년 2월 14일자의 프랑스 특허 출원 제2001508호의 대상인 "reverse combustion direction valve ignition prechamber"에 유의할 수 있다.
모든 이들 특허 및 특허 출원은, 그들이 - 최신 기술에 따른 대부분의 토치 점화 장치에서 하는 바와 같이 - 내연 기관의 실린더 헤드 내에 배열된 라미네이션 공동(lamination cavity)에 의해 형성된 점화 프리챔버를 제공하는 것을 공통적으로 갖는다.
상기 특허, 특허 출원, 및 장치에 의해 사용되는 전략은 특히 앵글로색슨(Anglo-Saxon) 용어로서 "난류성(Turbulent) 제트 점화"로 알려져 있다.
상기 특허 및 특허 출원에 따르면, 라미네이션 공동은 한편으로, 라미네이션 덕트에 의해 내연 기관의 연소 챔버에 연결되고, 다른 한편으로, 압축 수단에 의해 이전에 가압된 파일럿 장약(pilot load)을 상기 공동으로 주입할 수 있는 라미네이션 인젝터를 수용하며, 상기 장약은 스파크에 의해 쉽게 가연성인 산화제-연료 혼합물로 구성된다.
연소 챔버는 이어서, 희석되지 않거나, 공기 또는 재순환 배기 가스로 희석될 수 있는 주 장약을 수용하며, 희석은 특히 내연 기관의 에너지 효율을 최대화하는 것을 가능하게 한다는 점에 유의한다.
본 출원인의 소유인 상기 특허 및 특허 출원은, 라미네이션 덕트가 상기 덕트를 폐쇄하기 위해 라미네이션 밸브가 안착될 수 있는 밸브 폐쇄 시트를 나타낸다는 점에서 종래 기술의 상태와 상이하다. 그렇게 함에 있어서, 상기 밸브는 라미네이션 공동을 내연 기관의 연소 챔버로부터 격리시킨다.
다른 한편, 프랑스 특허 출원 제3,085,718호에 개시된 바와 같이 상기 밸브가 상기 시트로부터 멀리 이동되어 챔버-측 밸브 정지부 상에 직접 또는 감쇠 챔버를 통해 안착될 때, 상기 밸브는 라미네이션 덕트와 함께, 토치 점화 프리챔버를 형성하고, 이는 동시에, 가스 토출 오리피스들을 통해, 한편으로 라미네이션 공동과 연통하고, 다른 한편으로 연소 챔버와 연통한다.
이러한 특정 구성은 주 장약의 특성 및 조성이 무엇이든, 라미네이션 공동에서 완벽하게 가연성인 파일럿 장약을 구성하는 것을 가능하게 한다.
실제로, 파일럿 장약의 조성, 압력 및 온도는 주 장약의 것과 근본적으로 상이할 수 있다.
이는, 최신 기술에 따르면, 점화되기 어려운 가스 혼합물이 주 장약을 형성하는 경우, 상기 혼합물이 또한 - 부분적으로 그리고 부적절하게 혼합됨으로써 - 점화 프리챔버 내에서 파일럿 장약을 형성하는 것을 암시하는, "개방" 토치 점화 프리챔버 - 즉, 라미네이션 밸브가 없음 - 의 주 단점들 중 하나를 피할 수 있게 한다.
따라서, 파일럿 장약은, 주 장약의 발화가 높은 점화력(ignition power)을 필요로 함에 따라 높은 점화력을 전달하지 않을 수 있다.
반대로, 주 장약이 상기 장약의 연소가 주 챔버에서 과도하게 높은 압력 구배 및 노이즈를 생성하는 것을 방지하기 위해 낮은 점화력을 필요로 하는 다소 희석된 큰 반응성인 혼합물로 형성되는 경우, 파일럿 장약은 그것이 주 장약을 구성하는 혼합물로 부분적으로 형성되기 때문에 에너지가 너무 크다.
다시 말하면, 라미네이션 덕트를 폐쇄하기 위한 라미네이션 밸브가 없으면, 파일럿 장약은 반드시 주 장약을 구성하는 혼합물의 일부로 형성된다. 이러한 조건 하에서, 파일럿 장약은 주 장약의 점화 및 연소 민감성의 일부를 이어받고, 이는 필요에 반하는 것이다.
실제로, 주 장약의 반응성이 낮을수록, 파일럿 장약이 더 강력해야 한다. 반대로, 주 장약이 더 쉽고 신속하게 연소될수록, 상기 주 장약의 너무 빠른 연소를 피하기 위해 파일럿 장약은 더 작은 에너지를 가져야 한다.
이는 특허 FR 3,061,743호의 밸브 점화 프리챔버가 자율 토치 점화 장치를 형성하는 이유이며, 이의 출력은 이를 수용하는 내연 기관의 효율성, 오염 방출물 및 음향 반출 사이의 최상의 절충안을 찾기 위해 자유롭게 조정될 수 있다.
이에 대해 설명하면, 특허 FR 3,061,743호에 제시된 도면 및 그의 다양한 개선으로부터, 라미네이션 밸브가 정상적으로 진입하여 그의 밸브 폐쇄 시트와 접촉할 때 그것이 겪는 충격에도 불구하고 균열되지 않도록 충분한 두께를 가져야 한다는 것을 알 수 있다.
상기 밸브가 그것이 수용되어 있는 라미네이션 덕트 내에서 재밍(jamming)되는 것을 방지하기 위해, 상기 밸브는 그의 중량이 과도하게 되는 것을 감수하면서 매우 두꺼워야 하거나, 상기 밸브는 원통형 주연부가 아니라 절두 구형(truncated-spherical) 주연부를 가져야 하며, 이는 라미네이션 덕트에 대해 그의 배향이 무엇이든 그의 하우징 내에서의 상기 밸브의 재밍을 방지하기 위함이다.
프랑스 특허 출원 제1904961호에 나타낸 바와 같이 절두 구형 프로파일을 갖는 밸브의 단점은, 상기 밸브가 - 그것이 라미네이션 덕트를 개방하기 위해 가스의 압력의 영향 하에서 개방될 때 - 그것을 수용하는 라미네이션 덕트에 대해 틸팅될 수 있고, 그것이 협력하는 밸브 폐쇄 시트에 더 이상 평행하게 유지되지 않을 수 있다는 것이다.
라미네이션 밸브의 틸팅은, 상기 밸브가 프랑스 특허 출원 제3,085,718호에 개시된 바와 같이 자기장에 의해 그의 밸브 폐쇄 시트로 복귀되는 경우 더욱 더 중요하다.
실제로, 이러한 특정 맥락에서, 상기 밸브가 자기장에 의해 복귀될 때, 그것이 협력하는 밸브 폐쇄 시트로부터의 상기 밸브의 분리는 두 단계로 일어난다.
제1 단계에서, 가스의 압력 하에서, 상기 밸브는 하나의 면에서만 분리되는데, 이는 그것이 상기 압력에 대해 상기 밸브 상의 자기장에 의해 가해지는 토크를 초과하는 것만이 문제이기 때문이다. 상기 분리에 필요한 노력은 낮은 세기를 갖는다.
제2 단계에서, 라미네이션 밸브는 이미 틸팅되어 있어서, 가스 압력은, 상기 밸브가 밸브 폐쇄 시트에 더 평행한 자세를 채택하면서 밸브 폐쇄 시트로부터 완전히 분리되도록, 상기 밸브 상의 자기장에 의해 가해지는 폐쇄 인력에 대항하여야 한다. 이러한 제2 분리에 필요한 힘은 제1 분리에 필요한 것보다 몇 배 더 크다.
상기로부터 이해될 수 있는 바와 같이, 프랑스 특허 출원 제3,085,718호에 제안된 바와 같이 라미네이션 밸브가 자기장에 의해 그의 밸브 폐쇄 시트로 복귀되는 경우 - 이는 실질적으로 필수적임 -, 그리고 상기 밸브가 그의 하우징 내에 고착되는 것을 방지하기 위해 상기 밸브가 절두 구형 주연부를 갖는 한, 상기 밸브는 큰 각도에서만 틸팅될 수 있다.
이러한 틸팅의 첫 번째 단점은, 그것이 모든 가스 토출 오리피스들을 동시에 그리고 동일한 방식으로, 즉 서로 동일하게 언커버(uncover)하지 않는다는 것이다.
결과적으로, 한편으로, 고온 가스로 구성된 점화 토치들은 토치 점화 프리챔버를 통해 주 챔버 내에 동시에 방출되지 않고, 다른 한편으로, 상기 토치들은 모두 열적 및 공기 역학적 출력의 관점 그리고 물리화학적 반응성의 관점 둘 모두에서 주 장약을 점화하기 위한 동일한 성향(propensity)을 갖지 않는다.
토치들의 서로에 대한 이러한 이중 거동 불균질성은 주 챔버에서 주 장약의 연소의 균질성을 심각하게 손상시킨다.
상기 불균질성은 노킹, 즉 내연 기관을 손상시킬 수 있는 주 장약의 비정상적인 연소를 생성할 수 있다. 또한, 상기 불균질성은 상기 장약의 신속한 연소를 뒤따르는 느린 주 장약 연소로 순환 분산(cyclic dispersion)을 불가피하게 생성하며, 그 반대도 마찬가지이다.
상기 순환 분산은 에너지 효율 및 상기 엔진의 진동-음향 거동에 해로운 것이다.
본 명세서에서 해당 라미네이션 밸브의 의도하지 않은 틸팅은 상기 밸브가 개방될 때 발생할 뿐만 아니라, 그것이 폐쇄될 때, 즉 상기 밸브가 그것이 협력하는 밸브 폐쇄 시트 상에 다시 안착하게 될 때에도 발생한다.
라미네이션 밸브의 폐쇄 시의 일시적 분산은, 한편으로 이러한 틸팅으로부터, 그리고 다른 한편으로 상기 밸브와 밸브 폐쇄 시트 사이의 누출 실패로부터 초래되고, 상기 실패는 주 챔버로부터 라미네이션 공동으로의 가스의 바람직하지 않은 통과에 의해 표현된다.
상기 통과는 하나의 사이클에서 다른 사이클로 라미네이션 공동 내의 파일럿 장약의 연소의 개시 및 진행의 큰 변동으로 이어질 수 있으며, 이는 상기 파일럿 장약이 - 하나의 사이클에서 다른 사이클로 - 주 장약으로부터 다소의 가스를 포함하기 때문이다.
상기 연소 변동은 주 챔버에서의 토치의 방출을 하나의 사이클로부터 다른 사이클로 다소 조기에, 다소 강력하게, 다소 고온으로, 그리고 다소 반응성으로 초래한다. 이는 하나의 사이클로부터 다른 사이클로의 불안정한 주 장약의 연소를 만들고, 다시 내연 기관의 에너지 효율 및 진동-음향 거동의 손상을 초래한다.
배향 및 밀봉에 있어서의 밸브의 불규칙한 거동의 다른 유해한 결과는 상기 밸브의 높은 평형 온도이다. 실제로, 상기 밸브가 그것이 협력하는 밸브 폐쇄 시트 상에 불량하게 안착되기 때문에, 상기 밸브는 또한 상기 시트와의 접촉에서 불량하게 냉각된다.
결과적으로, 작동 시, 라미네이션 밸브는 그것이 수용되는 라미네이션 덕트 내에서의 상기 밸브의 재밍으로 - 열 팽창에 의해 - 이어질 수 있는 과도한 온도에 도달할 수 있다.
특히, 특허 FR 3,061,743호에 따른 밸브 점화 프리챔버의 라미네이션 밸브의 이러한 다양한 거동 문제를 해결하기 위해, 본 발명에 따른 가이드 스터드 밸브는 유리하게는, 상기 특허에 기술된 라미네이션 밸브 및 그의 개선을 대체하며, 상기 스터드 밸브는 그것이 협력하는 밸브 폐쇄 시트에 대해 - 라미네이션 덕트 내의 그의 이동 경로 전체에 대해 - 대략 평행하게 유지된다.
특히, 이는 본 발명에 따른 가이드 스터드 밸브로부터 다음과 같이 초래된다:
또한, 라미네이션 밸브를 대체함으로써, 본 발명에 따른 안내 스터드 밸브는 유리하게는, 그를 수용하는 라미네이션 덕트 내에서 상기 스터드 밸브의 기계적 재밍의 임의의 위험을 방지함으로써, 그리고 상기 밸브 및 상기 덕트의 연마성 마모를 제한함으로써, 전체로서 특허 FR 3,061,743호에 따른 밸브 점화 프리챔버의 내구성 및 강건성을 증가시킨다.
또한, 본 발명에 따른 가이드 스터드 밸브는 프랑스 특허 출원 제3,085,718호에 기술된 감쇠 챔버의 작동의 더 양호한 이점을 취하고 그를 최적화한다.
본 발명에 따른 가이드 스터드 밸브는 특허 FR 제3,061,743호에 따른 밸브 점화 프리챔버에 적용될 수 있을 뿐만 아니라, 상기 밸브의 특성 및 기능성을 유리하게 이용할 수 있는 개념 및 원리와 유사한 임의의 다른 응용예에도 적용될 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
연소 챔버를 커버하는 내연 기관 실린더 헤드 내에 배열된 밸브 점화 프리챔버를 위한 배향형 밸브로서, 이 프리챔버는 점화 수단 및 적어도 하나의 라미네이션 인젝터가 나오는 라미네이션 공동을 포함하고, 상기 공동은 적어도 하나의 가스 토출 오리피스를 통해 라미네이션 공동을 연소 챔버와 관련하여 배치하는 토치 점화 프리챔버를 밸브와 함께 형성할 수 있도록 하기 위해 상기 밸브를 수용하는 라미네이션 덕트에 의해 연소 챔버에 연결되고, 상기 밸브는:
밸브 주 몸체 상에 배열되고, 상기 덕트를 폐쇄하고 연소 챔버의 라미네이션 공동을 격리시키기 위해 라미네이션 덕트의 덕트 폐쇄 시트 상에 전체적으로 또는 부분적으로 안착될 수 있는 폐쇄 축방향 면;
폐쇄 축방향 면의 반대편의 밸브 주 몸체 상에 배열되고, 폐쇄 축방향 면이 덕트 폐쇄 시트 상에 안착되지 않을 때, 라미네이션 덕트 내에 배열된 챔버-측 밸브 정지부 상에 안착될 수 있는 개방 축방향 면;
챔버-측 밸브 정지부 내에 또는 그 근처에 배열되고 작은 반경방향 유극을 갖고 배향 스터드가 수용되는 적어도 하나의 가이드 축방향 오리피스 - 상기 스터드는 결코 완전히 나오지 않으면서 상기 오리피스 내에서 종방향으로 활주할 수 있음 -;
및, 라미네이션 덕트, 개방 축방향 면 및 챔버-측 밸브 정지부에 의해 형성되고, 폐쇄 축방향 면이 덕트 폐쇄 시트 상에 안착될 때 그의 체적이 최대이고, 개방 축방향 면이 챔버-측 밸브 정지부 상에 안착될 때 그의 체적이 최소인 밸브 감쇠 챔버를 포함한다.
본 발명에 따른 배향형 밸브(oriented valve)는 가이드 축방향 오리피스를 포함하고, 가이드 축방향 오리피스는 밸브 감쇠 챔버와 연소 챔버를 연결시키도록 라미네이션 덕트를 통과하여, 가스가 배향 스터드와 가이드 축방향 오리피스 사이에 남겨진 작은 반경방향 유극을 통해 상기 챔버들 사이에서 유동할 수 있게 한다.
본 발명에 따른 배향형 밸브는 적어도 하나의 가스 스로틀링 오리피스를 포함하고, 적어도 하나의 가스 스로틀링 오리피스는 밸브 감쇠 챔버와 연소 챔버를 연결시켜, 가스가 상기 오리피스를 통해 상기 챔버들 사이에서 유동할 수 있게 한다.
본 발명에 따른 배향형 밸브는 원추형 프로파일을 갖는 센터링 주연 표면을 포함한다.
본 발명에 따른 배향형 밸브는 라미네이션 덕트 내에 그리고 덕트 폐쇄 시트의 근처에 배열된 적어도 하나의 가스 토출 슬롯을 통해 토치 점화 프리챔버에 연결된 가스 토출 오리피스를 포함한다.
본 발명에 따른 배향형 밸브는 폐쇄 자기장 소스에 의해 라미네이션 공동의 방향으로 끌어당겨지는 밸브 주 몸체 및/또는 배향 스터드를 포함한다.
본 발명에 따른 배향형 밸브는 자기장을 생성하는 적어도 하나의 폐쇄 영구 자석으로 구성된 폐쇄 자기장 소스를 포함하며, 자기장은 자기장 조종 코일(magnetic field piloting coil)에 의해 조종 코일 코어에 유도된 각각의 반대편 또는 매칭 자기장에 대항하거나 그에 의해 증폭될 수 있다.
본 발명에 따른 배향형 밸브는 개방 자기장 소스에 의해 챔버-측 밸브 정지부를 향해 끌어당겨지는 밸브 주 몸체 및/또는 배향 스터드로 구성된다.
본 발명에 따른 배향형 밸브는 가이드 축방향 오리피스의 입구에 배열된 감쇠 카운터보어와 협력하는 감쇠 견부를 갖는 배향 스터드를 포함하며, 상기 카운터보어는 밸브 감쇠 챔버에서 나온다.
본 발명에 따른 배향형 밸브는 적어도 하나의 감압 덕트에 의해 연소 챔버에 직접 또는 간접적으로 연결되는 감쇠 카운터보어를 포함한다.
본 발명에 따른 배향형 밸브는 덕트 폐쇄 시트가 배열되는 직접 장착형 비자기 슬리브를 포함하는 라미네이션 덕트를 포함한다.
완전하지 않은 예로서 제공되는 첨부된 도면의 하기 설명은 본 발명, 이의 특징들, 및 그것이 제공할 수 있는 잠재적 이점들의 양호한 이해를 제공할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 가이드 스터드 밸브의 확대 개략 단면도이며, 상기 밸브는 개방 축방향 면이 챔버-측 밸브 정지부 상에 안착되도록 라미네이션 덕트 내에서 "개방"위치에 있고, 상기 밸브는 가스 토출 오리피스를 통해 연소 챔버와 관련하여 라미네이션 공동을 배치하는 토치 점화 프리챔버를 라미네이션 덕트와 함께 형성한다.
도 2는 본 발명에 따른 그리고 도 1에 도시된 변형예에 따른 가이드 스터드 밸브의 확대 개략 단면도이며, 상기 밸브는 상기 밸브의 폐쇄 축방향 면이 덕트 폐쇄 시트 상에 안착되고 라미네이션 공동이 더 이상 연소 챔버와 연통하지 않도록 라미네이션 덕트 내에서 "폐쇄"위치에 있다.
도 3은 프랑스 특허 출원 제1904961호에 기재된 바와 같은 활성 프리챔버를 갖는 점화 삽입체에 의해 본 발명에 따른 가이드 스터드 밸브를 수용하도록 설계될 수 있는 바와 같은 내연 기관의 실린더 헤드의 개략 단면도이고, 상기 밸브는 프랑스 특허 출원 제3,085,718호의 대상인 밸브 자기 복귀 장치에 의해 폐쇄되도록 복귀되고, 라미네이션 공동 내로 나오는 라미네이션 인젝터는 2019년 11월 29일의 프랑스 특허 출원 제1913528호의 대상인 캠 유압 주입 시스템의 일부이고, 라미네이션 공동은 발명의 명칭이 "Reverse combustion direction valve ignition prechamber"인 프랑스 특허 출원 제20 01508호에 제공된 바와 같은 인버터 인클로저를 수용한다.
도 4는 본 발명에 따른 그리고 도 3에 도시된 변형예 및 환경에 따른, 그러나 내연 기관 실린더 헤드가 없는, 가이드 스터드 밸브의 3차원 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 그리고 도 3에 도시된 변형예 및 환경에 따른, 그러나 내연 기관 실린더 헤드가 없는, 가이드 스터드 밸브의 3차원 분해도이다.
도 6은, 프랑스 특허 출원 제1904961호에 기재된 바와 같은 활성 프리챔버를 갖는 점화 삽입체에 의해 본 발명에 따른 가이드 스터드 밸브를 수용하도록 설계될 수 있는 바와 같은 내연 기관의 실린더 헤드의 개략 단면도이고, 상기 밸브는 폐쇄 영구자석에 의해 생성된 자기장에 의해 폐쇄되도록 복귀되고; 상기 자기장은 자기장 조종 코일에 의해 조종 코일 코어에 유도된 각각의 반대 또는 매칭 자기장에 대항하거나 그에 의해 증폭될 수 있다.
도 7은 본 발명에 따른 가이드 스터드 밸브의 변형예의 확대 개략 단면도로서, 이에 따르면, 상기 밸브는 가이드 축방향 오리피스의 입구에 배열된 감쇠 카운터보어와 협력하는 감쇠 견부를 수용하고, 밸브 주 몸체는 비자기 프리챔버 노우즈(nose)와 일체형인 환형 개방 영구 자석에 의해 챔버-측 밸브 정지부를 향해 끌어당겨지고, 상기 밸브는 라미네이션 덕트와 함께 토치 점화 프리챔버를 형성하도록 "개방" 위치에 있다.
도 8은 본 발명에 따른 그리고 도 7에 도시된 변형예에 따른 가이드 스터드 밸브의 확대 개략 단면도이며, 상기 밸브는 상기 밸브의 폐쇄 축방향 면이 덕트 폐쇄 시트 상에 안착되고 라미네이션 공동이 더 이상 연소 챔버와 연통하지 않도록 라미네이션 덕트 내에서 "폐쇄" 위치에 있다.
본 발명에 따른 가이드 스터드 밸브(50), 그의 구성요소의 다양한 세부사항, 변형예, 및 액세서리가 도 1 내지 도 8에 도시되어 있다.
도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 스터드-배향형 밸브(50)는 주로, 도 3 및 도 6에 도시된 바와 같이 내연 기관 실린더 헤드(2) 내에 배열될 수 있는 밸브 점화 프리챔버(1)를 위해 제공되며, 상기 실린더 헤드는 연소 챔버(3)를 덮고 있다.
도 1 내지 도 4 및 도 6 내지 도 8에서, 밸브 점화 프리챔버(1)는 도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 점화 수단(5) 및 적어도 하나의 라미네이션 인젝터(6)가 나오는 라미네이션 공동(4)을 포함한다는 점에 유의한다.
도 1 내지 도 4 및 도 6 내지 도 8에서 볼 수 있는 바와 같이, 라미네이션 공동(4)은 라미네이션 덕트(7)에 의해 연소 챔버(3)에 연결되고, 라미네이션 덕트(7)는 본 발명에 따른 가이드 스터드 밸브(50)를 수용하여, 상기 밸브(50)가 "개방" 위치에 있을 때 상기 밸브(50)와 함께 - 도 1 및 도 7에 명확하게 도시되어 있는 바와 같이 - 토치 점화 프리챔버(9)를 형성할 수 있게 된다.
도 1 및 도 7은 실제로, 토치 점화 프리챔버(9)가 적어도 하나의 가스 토출 오리피스(16)를 통해 라미네이션 공동(6)을 연소 챔버(5)에 연결한다는 것을 도시한다.
도 1 내지 도 8에서, 본 발명에 따른 가이드 스터드 밸브(50)는 라미네이션 덕트(7) 내에서 작은 유극을 갖고 수용된 밸브 주 몸체(8)를 포함한다는 것을 알 수 있다.
본 발명에 따른 가이드 스터드 밸브(50)의 도시되지 않은 변형예로서, 밸브 주 몸체(8)는 그것이 그의 종방향 축을 중심으로 회전하는 것을 방지하는 인덱싱 스터드를 포함할 수 있다.
특히, 밸브(50)의 주연부에 개구들(도시되지 않음)이 제공되는 경우, 그러한 스터드가 제공될 수 있으며, 개구들 각각은 밸브(50)의 폐쇄 축방향 면(10)이 라미네이션 덕트(7)의 덕트 폐쇄 시트(11)로부터 멀어지게 이동할 때 가스 토출 개구(16)를 개방한다.
특히 도 1, 도 2, 도 7 및 도 8에서, 본 발명에 따른 가이드 스터드 밸브(50)는 밸브 주 몸체(8) 상에 배열된 폐쇄 축방향 면(10)을 갖고, 이는 그의 표면 상에, 가스를 가스 토출 오리피스(16)로 채널링하기 위한 적어도 하나의 유동 채널을, 본 발명에 따른 가이드 스터드 밸브(50)의 도시되지 않은 실시예에 따라, 수용할 수 있다는 것을 알 수 있다.
도 2 및 도 8에 도시된 바와 같이, 폐쇄 축방향 면은, 상기 덕트(7)를 밀봉하고 라미네이션 공동(4)을 연소 챔버(5)로부터 격리시키기 위해, 라미네이션 덕트(7)의 덕트 폐쇄 시트(11) 상에, 전체적으로 또는 부분적으로, 안착될 수 있다.
도시되지 않은 변형예에 따라, 폐쇄 축방향 면(10)은 유리하게는, 라미네이션 덕트(7)와 토치 점화 프리챔버(9) 사이의 가스(19)의 유동을 촉진하는 공기역학적 돔을 가질 수 있으며, 그러한 돔은 본 출원인의 소유인 특허 FR 3,061,743호에 제공된 것과 유사하다.
도 1 내지 도 8은, 본 발명에 따른 가이드 스터드 밸브(50)가 밸브 주 몸체(8)의 주연부에 배열된 적어도 하나의 센터링 주연 표면(12)을 포함하며, 상기 표면(12)은 상기 덕트(7) 내에 상기 몸체(8)를 센터링하기 위해 라미네이션 덕트(7)의 내부 벽과 접촉할 수 있는 것을 도시한다.
센터링 주연 표면(12)은 모따기, 스트립 또는 스포크에 의해 폐쇄 축방향 면(10) 및/또는 개방 축방향 면(13)에 유리하게 연결될 수 있으며, 이는 밸브 주 몸체(8)와 그것을 수용하는 라미네이션 덕트(7) 사이의 과도한 접촉 압력을 피하기 위해 제공된다는 점에 유의한다.
도 1 내지 도 8에서, 본 발명에 따른 가이드 스터드 밸브(50)는 개방 축방향 면(13)을 갖고, 이는 폐쇄 축방향 면(10)의 반대편의 밸브 주 몸체(8) 상에 배열되고, 폐쇄 축방향 면(10)이 덕트 폐쇄 시트(11) 상에 안착되지 않을 때, 라미네이션 덕트(7) 내에 배열된 챔버-측 밸브 정지부(14) 상에 안착될 수 있다는 점에 유의한다.
도 1 내지 도 8은, 본 발명에 따른 가이드 스터드 밸브(50)가, 밸브 주 몸체(8)에 견고하게 부착되고 개방 축방향 면(13)으로부터 돌출되는 적어도 하나의 배향 스터드(15)를 갖는 것을 명확하게 도시한다.
도 1, 도 2, 도 5, 도 7 및 도 8에서, 본 발명에 따른 가이드 스터드 밸브(50)는, 챔버-측 정지 밸브(14) 내에 또는 그 근처에 배열되고 배향 스터드(15)가 작은 반경방향 유극을 갖고 내부에 수용되는 적어도 하나의 가이드 축방향 오리피스(17)를 포함하고, 상기 스터드(15)가 결코 전체적으로 나오지 않으면서 상기 오리피스(17) 내에서 종방향으로 활주할 수 있다는 것을 명백히 알 수 있다.
유리하게는, 본 발명에 따른 가이드 스터드 밸브(50)는 "DLC(Diamond Like Coating)"와 같은, 낮은 마찰 계수를 갖고 연마성 마모에 대한 저항성을 갖는 재료로 또는 "이온본드(Ionbond) 90"과 같은 물리적 증착으로 전체적으로 또는 부분적으로 코팅될 수 있고, 상기 밸브(50)와 접촉하는 라미네이션 덕트(7)의 내부 표면은 예를 들어 화학 니켈로 전체적으로 또는 부분적으로 코팅된다는 것에 유의해야 한다.
특히 도 2 및 도 7에서, 본 발명에 따른 가이드 스터드 밸브(50) 상에서, 라미네이션 덕트(7), 개방 축방향 면(13) 및 챔버-측 밸브 정지부(14)가 밸브 감쇠 챔버(18)를 형성하는데, 이의 체적은 폐쇄 축방향 면(10)이 덕트 폐쇄 시트(11) 상에 안착될 때 최대이고, 개방 축방향 면(13)이 챔버-측 밸브 정지부(14) 상에 안착될 때 최소인 것을 볼 수 있다.
본 발명에 따른 가이드 스터드 밸브(50)의 도시되지 않은 특정 실시예에 따라, 개방 축방향 면(13)이 상기 정지부(14) 상에 안착될 때 밸브 감쇠 챔버(18)의 잔류 체적이 증가되도록 포켓이 챔버-측 밸브 정지부(14)의 표면 상에 배열될 수 있다는 점에 유의해야 한다.
도 1 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 가이드 축방향 오리피스(17)는 유리하게는 밸브 감쇠 챔버(18)와 연소 챔버(3)를 연결시키도록 라미네이션 덕트(7)를 바로 관통하여 통과하여, 가스(19)가 배향 스터드(15)와 가이드 축방향 오리피스(17) 사이에 남겨진 작은 반경방향 유극을 통해 상기 챔버들(18, 3) 사이에서 순환할 수 있게 할 수 있다.
도 1 내지 도 5에서, 적어도 하나의 가스 스로틀링 오리피스(20)는 밸브 감쇠 챔버(18)와 연소 챔버(3)를 연결시켜, 가스(19)가 상기 오리피스(20)를 통해 상기 챔버들(18, 3) 사이에서 유동할 수 있게 할 수 있는 것이 도시되었다.
도 1 및 도 2에서는, 본 발명에 따른 가이드 스터드 밸브(50)의 센터링 주연 표면(12)이 밸브 주 몸체(8)를 라미네이션 덕트(7)에 대해 실질적으로 자체적으로 배향되게 하도록 원추형 프로파일(21)을 가질 수 있으며, 이는 폐쇄 축방향 면(10)이 그것이 협력하는 덕트 폐쇄 시트(11) 상에 평평하게 놓일 수 있음을 보장하도록 제공되는 것이 도시되었다.
도 5에서 명확하게 볼 수 있는 바와 같이, 가스 토출 오리피스(16)는 라미네이션 덕트(7) 내에 그리고 덕트 폐쇄 시트(11)의 근처에 배열된 적어도 하나의 가스 토출 슬롯(22)을 통해 토치 점화 프리챔버(9)에 연결될 수 있다.
유리하게는, 상기 슬롯(22)은 라미네이션 덕트(7)를 통해 라미네이션 공동(4)으로부터 나오는 고온 가스(19)를 채널링하여, 한편으로, 상기 가스가 가스 토출 오리피스(16)를 통해 연소 챔버(3) 내로 토출되기 전에, 특히 상기 덕트(7)와의 접촉으로 가능한 적게 냉각되게 하고, 다른 한편으로, 상기 가스(19)의 유동이 용이하게 되게 한다.
도 3 내지 도 5에서, 본 발명에 따른 가이드 스터드 밸브(50)의 밸브 주 몸체(8) 및/또는 배향 스터드(15)는 2020년 3월 13일자로 공개된 프랑스 특허 출원 번호 제3,085,718호의 대상인 밸브 자기 복귀 장치에 의해 제공된 예에 따라, 폐쇄 영구 자석(24) 또는 전도성 와이어의 코어일 수 있는 폐쇄 자기장 소스(23)에 의해 라미네이션 공동(4)의 방향으로 끌어당겨질 수 있다는 것이 도시되었다.
이 경우에, 밸브 주 몸체(8)는 바람직하게는 그리고 주로 강철, 스테인리스 등과 같은 자기 재료로 제조되어야 한다.
도 3 내지 도 6에서, 폐쇄 자기장 소스(23)는 자기장을 생성하는 적어도 하나의 폐쇄 영구 자석(24)으로 구성될 수 있는 것이 명백히 도시되었다.
그러나, 도 6에서, 상기 영구 자석(24)에 의해 생성된 자기장은 자기장 조종 코일(38)에 의해 조종 코일 코어(37)에 유도된 각각의 반대 또는 매칭 자기장에 대항하거나 그에 의해 증폭될 수 있으며, 상기 코일(38)을 통해 유동하는 전류는 계산기(39)에 의해 제어가능하다는 것이 도시되었다.
본 발명에 따른 가이드 스터드 밸브(50)의 이러한 특정 구성에 따르면, 자기장 조종 코일(38)은 그를 통해 흐르는 전류의 세기 및 방향에 따라, 폐쇄 영구 자석(24)에 의해 생성된 덕트 폐쇄 시트(11) 상의 가이드 스터드 밸브(50)의 자기 복귀를 무효화하거나, 상기 자기 복귀를 보강하거나, 내연 기관의 크랭크샤프트의 회전의 몇 도로부터 수 초 또는 심지어 수 분의 범위에 이르는 시간 스케일에 걸쳐 상기 자기 복귀의 강도를 변경할 수 있다.
도 6에서, 조종 코일 코어(37)는, 상기 코어(37)의 적절한 냉각에 기여하기 위해, 상기 코어(37)와 상기 코어(37)가 수용되는 부품 사이에 열 브리지를 생성하는 적어도 하나의 냉각 링(40)을 그의 주연부에서 포함할 수 있다는 것을 알 수 있다.
도 6에서 알 수 있는 바와 같이, 조종 코일 코어(37)는 활성 프리챔버 점화 삽입체(42) 상에 직접 지지되는 자기 지지 수단(41)을 포함할 수 있어서, 이러한 목적을 위해 내연 기관 실린더 헤드(2) 내에서 상기 삽입체(42)를 유지하는 삽입체 클램핑 수단(43)을 통과한다.
도 7 및 도 8은 밸브 주 몸체(8) 및/또는 배향 스터드(15)가 비자기 프리챔버 노우즈(34)와 일체형인 환형 개방 영구 자석(45)일 수 있는 개방 자기장 소스(44)에 의해 챔버-측 밸브 정지부(14)를 향해 끌어당겨질 수 있음을 도시한다.
상기 자석(45)은 고온, 충격, 및 부식을 견디기 위해 자체로 알려진 재료인, "AlNiCo"로 제조될 수 있다.
본 발명에 따른 가이드 스터드 밸브(50)의 이러한 특정 구성은 유리하게는 도 6에 도시된 것과 조합될 수 있으며, 여기서 폐쇄 영구 자석(24)은 밸브 주 몸체(8) 및/또는 배향 스터드(15)를 라미네이션 공동(4)의 방향으로 끌어당기고; 상기 영구 자석(24)의 자기장은 자기장 조종 코일(38)에 의해 조종 코일 코어(37)에 유도된 각각의 반대 또는 매칭 자기장에 의해 제어되거나 증폭될 수 있고; 상기 코일(38)을 통과하는 전류는 계산기(39)에 의해 제어될 수 있다.
수단의 이러한 조합은 특히, 폐쇄 영구 자석(24), 개방 영구 자석(45) 및 자기장 조종 코일(38)에 의해 각각 생성된 자기장들이 가이드 스터드 밸브(50)를 밸브 시트(11) 상에 또는 챔버-측 밸브 정지부(14) 상에 가압하는 경향을 갖는 상기 밸브(50)의 레벨에서의 자기장을 초래하는지 여부에 따라 가이드 스터드 밸브(50)를 동적으로 개방 또는 폐쇄하는 것을 가능하게 한다.
변형예로서, 가이드 스터드 밸브(50)는 폐쇄 영구 자석(24) 및/또는 자기장 조종 코일(38)에 의해 생성된 자기장에 의해 끌어당겨지거나 반발되도록 자체적으로 영구적으로 자화될 수 있다.
이러한 목적을 위해, 상기 밸브(50)는 영구 자석을 포함하거나, 상기 밸브(50)의 표면들 중 임의의 표면에 부착되거나, 그 내측에 전체적으로 또는 부분적으로 통합될 수 있다.
도 6 내지 도 8에 도시된 본 발명에 따른 가이드 스터드 밸브(50)의 특정 변형예에 따르면, 배향 스터드(15)는 가이드 축방향 오리피스(17)의 입구에 배열된 감쇠 카운터보어(47)와 협력하는 감쇠 견부(46)를 가질 수 있고, 상기 카운터보어(47)는 밸브 감쇠 챔버(18)에서 나오고, 상기 견부(46) 및 카운터보어(47)의 상대 위치는, 가이드 스터드 밸브(50)가 덕트 감쇠 시트(11)로부터 챔버-측 밸브 정지부(14)까지의 그의 이동 시에 소정 거리를 이동했을 때, 감쇠 견부(46)가 감쇠 카운터보어(47)의 레벨로 오게 되어, 밸브 감쇠 챔버(18) 내에 수용된 가스가 배향 스터드(15)와 가이드 축방향 오리피스(17) 사이에 남아 있는 반경방향 유극을 통해 연소 챔버(3)로 가기 위해 남겨진 통로를 제한하도록 제공되어 있다.
감쇠 카운터보어(47)는 챔버-측 밸브 정지부(14)와 혼동될 수 있거나 심지어 돌기에 의해 대체될 수 있다는 점에 유의한다.
도 6 내지 도 8에서, 감쇠 카운터보어(47)는 적어도 하나의 감압 덕트(48)에 의해 연소 챔버(3)에 직접 또는 간접적으로 연결될 수 있고, 가이드 스터드 밸브(50)가 덕트 폐쇄 시트(11)로부터 챔버-측 밸브 정지부(14)를 향해 이동하는 동안 감쇠 견부(46)가 감쇠 카운터보어(47)의 레벨에 아직 도달되지 않은 한, 상기 감압 덕트(48)를 통해 밸브 감쇠 챔버(18)에 수용된 가스가 연소 챔버(3)를 향해 자유롭게 이동할 수 있는 것으로 도시되었다.
도 6 내지 도 8에서, 라미네이션 덕트(7)는 덕트 폐쇄 시트(11)가 배열되는 직접 장착형 비자기 슬리브(26)를 포함할 수 있고; 상기 슬리브(26)는 라미네이션 덕트(7)에 의해 형성된 가스 토출 튜브(25) 주위에 프레팅(fretting)되어 장착될 수 있는 것으로 도시되었다.
이 경우에, 직접 장착형 비자기 슬리브(26)는 유리하게는, 고온에서 높은 기계적 특성을 갖는 재료인 "인코넬(Inconel)"로 제조될 수 있다.
도 7 및 도 8에서, 직접 장착형 비자기 슬리브(26) 상에 배열된 덕트 폐쇄 시트(11)와 가스 토출 튜브(25)의 단부 사이에 약간의 축방향 오프셋이 제공될 수 있으며, 상기 오프셋은 상기 튜브(25)와 폐쇄 축방향 면(10) 사이에 압력이 오게 하여, 라미네이션 공동(4) 내에 수용된 가스의 압력에 의한 가이드 스터드 밸브(50)의 개방을 용이하게 하는 것에 유의한다.
발명의 작동:
본 발명에 따른 가이드 스터드 밸브(50)의 작동은 도 1 내지 도 8의 도면으로부터 용이하게 이해된다.
도 1, 도 2, 도 7 및 도 8에서, 라미네이션 덕트(7)는 비제한적인 예로서, 적어도 3개의 별개의 부분으로 제조되는 것에 유의한다.
첫째로, 상기 덕트(7)는 자성 재료, 이 경우에 높은 투자율 및 낮은 잔류 자기(magnetic remanence)를 갖는 스테인리스강으로 제조된 가스 토출 튜브(25)를 포함하며, 상기 튜브(25)는 도 1 내지 도 5에서 덕트 폐쇄 시트(11)를 수용한다.
둘째로, 라미네이션 덕트(7)는 예를 들어 구리 또는"인코넬"로 제조되고 가스 토출 튜브(25) 상에 프레팅되어 장착되는 직접 장착형 비자기 슬리브(26)를 포함한다. 도 6 내지 도 8에 도시된 변형예에 따르면, 직접 장착형 비자기 슬리브(26)는 덕트 폐쇄 시트(11)를 수용하고 가스 토출 튜브(25)를 수용하지 않으며, 따라서 도 1 내지 도 5에 도시된 것과 반대이다.
마지막으로 셋째로, 라미네이션 덕트(7)는 높은 연마 저항을 갖는 마찰 방지 재료로 코팅되거나 코팅되지 않은, 구리 또는 스테인리스강으로 제조된 비자기 프리챔버 노우즈(34)를 포함한다. 상기 노우즈(34)는 가스 토출 튜브(25) 및 직접 장착형 비자기 슬리브(26) 양쪽에 걸쳐 프레팅되어 장착된다. 또한, 상기 노우즈(34)는 작은 유극을 갖고 가이드 스터드 밸브(50)를 수용하고 챔버-측 밸브 정지부(14)를 수용한다.
특히 도 2, 도 7 및 도 8에서 볼 수 있는 바와 같이, 비자기 프리챔버 노우즈(34)는 가이드 스터드 밸브(50)와 함께, 밸브 감쇠 챔버(18)를 형성하고, 밸브 감쇠 챔버(18)는 한편으로, 배향 스터드(15)와 가이드 축방향 오리피스(17) 사이에 남겨진 작은 반경방향 유극에 의해 형성된 간극을 통해, 그리고 다른 한편으로, 그리고 도 1 내지 도 5에 도시된 구성만을 따르면, 가스 스로틀링 오리피스(20)를 통해 연소 챔버(3)에 연결된다.
도 1, 도 2, 도 7 및 도 8로부터 명백한 바와 같이, 배향 스터드(15)는 결코 완전히 나오지 않으면서 가이드 축방향 오리피스(17) 내에서 종방향으로 활주할 수 있다.
배향 스터드(15)와 가이드 축방향 오리피스(17) 사이에 남겨진 유극은, 가이드 스터드 밸브(50)가 가스 토출 튜브(25)와 덕트 폐쇄 시트(11) 사이의 임의의 비-수직성을 보상하기에, 즉 폐쇄 축방향 면(10)이 그의 전체 표면에 걸쳐 상기 시트(11)와 완전히 접촉할 수 있음을 보장하기에 충분할 정도로 틸팅되는 것을 허용하도록 계산되었다.
가이드 스터드 밸브(50)의 약간의 틸팅은, 센터링 주연 표면(12) 상에 그리고 폐쇄 축방향 면(10)의 근처에 위치된 매우 짧은 축방향 길이의 주연 접촉 라인만이 라미네이션 덕트(7)의 내부 벽 - 이는 이 경우에, 비자기 프리챔버 노우즈(34)의 내부 벽이 됨 - 과 실제로 접촉한다는 점에서 가능하다.
도 1 및 도 2에서, 본 발명에 따른 가이드 스터드 밸브(50)의 설계의 예로서, 밸브 주 몸체(8)의 주연부에 배열된 센터링 주연 표면(12)은 상기 몸체(8)가 라미네이션 덕트(7)에 대해 실질적으로 배향되도록 하기 위해 원추형 프로파일(21)을 갖고, 이는 상기 원추형 프로파일(21)이 그의 전체 높이에 걸쳐 비자기 프리챔버 노우즈(34)의 내부 벽과 결코 접촉하지 않는 상태인 것에 유의할 수 있다.
따라서, 센터링 주연 표면(12)의 원추형 프로파일(21)의 상부 부분 - 즉, 가장 큰 직경 - 만이 비자기 프리챔버 노우즈(34)의 내부 벽과 접촉하게 될 수 있으며, 상기 프로파일(21)의 나머지 표면은 단순히 상기 벽에 다소 근접하게 접근하면서 상기 벽에 결코 접촉하지 않는다.
도 7 및 도 8은 이어서, 센터링 주연 표면(12)이 그의 주연 접촉 라인에서 절두 구형 프로파일을 갖는 반면, 센터링 주연 표면(12)의 나머지는 순수하게 원통형인 것을 도시한다.
도 1 및 도 7에서, 가이드 스터드 밸브(50)는 "개방" 위치에 도시되었고, 밸브 주 몸체(8) 상에 배열된 폐쇄 축방향 면(10)은 그것이 협력하는 덕트 폐쇄 시트(11)로부터 멀리 떨어져 있고, 한편 개방 축방향 면(13)은 라미네이션 덕트(7) 내에 그리고 더 정밀하게는 상기 덕트(7)를 부분적으로 형성하는 비자기 프리챔버 노우즈(34) 내에 배열된 챔버-측 밸브 정지부(14) 상에 안착되거나 그에 매우 근접한다.
"개방" 위치에 있는 경우, 가이드 스터드 밸브(50)는 라미네이션 덕트(7)와 함께 환형 형상의 토치 점화 프리챔버(9)를 형성하고, 상기 프리챔버(9)는 한편으로 라미네이션 공동(4)과 연통하고, 다른 한편으로 가스 토출 오리피스(16)를 통해 연소 챔버(3)와 연통한다는 점에 유의한다.
가이드 스터드 밸브(50)의 "개방" 위치는 라미네이션 공동(4) 내의 우세한 가스의 압력이 연소 챔버(3) 내의 우세한 것보다 더 큰 경우에 발생한다.
이러한 상황은 주로 라미네이션 인젝터(6)에 의해 라미네이션 공동(4) 내로 이전에 도입된 파일럿 장약(31)의 수단(5)에 의한 점화로부터 생성되며, 상기 파일럿 장약(31)은 도 3 및 도 6에 도시된 바와 같이 압축 수단(30) - 이는 이러한 경우에, 유형이 무엇이든 여기에서 라미네이션 압축기(32)로 형성됨 - 에 의해 이전에 가압된 고도로 가연성인 공기-연료 혼합물(AF)로 구성된다.
도 3 내지 도 6에서, 점화 수단(5)은 단지 그 자체로 알려진 스파크 플러그(33)일 뿐이라는 것에 유의할 수 있다.
도 2 및 도 8은 "폐쇄" 위치에서의 가이드 스터드 밸브(50)를 도시하며, 밸브 주 몸체(8) 상에 배열된 폐쇄 축방향 면(10)은 그것이 협력하는 덕트 폐쇄 시트(11)와 접촉하고, 한편 개방 축방향 면(13)은 챔버-측 밸브 정지부(14)로부터 멀리 있다.
도 1, 도 2, 도 7 및 도 8로부터 용이하게 추론될 수 있는 바와 같이, "개방" 위치로부터 "폐쇄" 위치로 이동하기 위해, 가이드 스터드 밸브(50)는 배향 스터드(15)에 의해 라미네이션 덕트(7)의 축에 대략 수직으로 유지되도록 강제되었다.
도 1 및 도 2에 도시된 원추형 프로파일(21) 또는 도 7 및 도 8에 도시된 센터링 주연 표면(12)의 순수하게 원통형인 부분이, 상기 주연 표면(12)이 폐쇄 축방향 면(10)에 근접하게 위치된 낮은 축방향 높이의 주연 접촉 라인 상에서만 비자기 프리챔버 노우즈(34)의 내부 벽과 접촉하지 않게 되는 것을 암시하는 경우, 그의 부분에 대한 배향 스터드(15)는 연소 챔버(3) 내로의 가이드 축방향 오리피스(17)의 출구에서만 가이드 축방향 오리피스(17)와 접촉하게 된다는 점에 유의해야 한다.
따라서, 최대 축방향 거리가 가이드 스터드 밸브(50)와 라미네이션 덕트(7)와의 2개의 접촉 지점들 사이에 남겨지며, 이는 상기 밸브(50)가 브레이싱(bracing)에 의해 상기 덕트(7) 내에서 재밍될 위험을 피하게 한다.
가이드 스터드 밸브(50)의 각도 안정성을 보강하기 위해, 도 5에서 유리하게는, 밸브(18)의 감쇠 챔버가 챔버-측 밸브 정지부(14)의 표면 위에 분포된 3개의 가스 스로틀링 오리피스(20)에 의해 연소 챔버(3)에 연결되는 것으로 도시되었다.
이러한 특정 구성은, 특히 가이드 스터드 밸브(50)의 개방 시 개방 축방향 면(13)이 상기 정지부(14)로부터 단지 몇 백분의 1 밀리미터에 도달될 때, 상기 정지부(14)에 대해 가능한 한 평행한 자세를 채택하도록 개방 축방향 면(13)을 강제한다.
상기로부터, "밸브 점화 프리챔버" 및 그의 다양한 개선에 관한 특허 FR 제3,061,743호에 설명된 바와 같이 대체하는 라미네이션 밸브와는 달리, 가이드 스터드 밸브(50)는 그것이 협력하는 라미네이션 덕트(7) 내에서 브레이싱에 의해 재밍될 수 없다는 것이 이해된다.
또한, 상기 스터드 밸브(50)는, "Ignition insert with active prechamber"에 관한 프랑스 특허 출원 제1904961호에 기재된 바와 같은 라미네이션 밸브와는 달리 더 이상 제어되지 않은 방식으로 배향되지 않을 수 있으며, 라미네이션 밸브의 주연부는 그의 하우징에서 그의 재밍을 피하기 위해 절두 구형이다.
본 발명에 따른 가이드 스터드 밸브(50)의 특정 구성의 결과로서, 상기 밸브(50)는 덕트 폐쇄 시트(11)와 그것이 협력하는 챔버-측 밸브 정지부(14) 사이에서 병진하면서, 그의 전체 스트로크 동안 라미네이션 덕트(7)의 축에 대략 수직으로 유지되거나, 또는 적어도 단지 - 예를 들어 그리고 선택된 초기 유극 및 포함된 다양한 부품들의 상대 온도들에 따라 - 최대 1도만큼 틸팅될 수 있다.
상기의 결과로서, 고온 가스 토치들은 실제로 토치 점화 프리챔버(9)에 의해 연소 챔버(3) 내로 동시에 방출되고, 상기 토치들은 비슷한 조성, 온도, 기하학적 구조 및 출력을 갖는다.
본 발명에 따른 가이드 스터드 밸브(50)가 제공된 밸브 점화 프리챔버(1)를 수용하는 내연 기관의 연소 챔버(3) 내로 방출된 점화 토치들의 이러한 균질성은 특히 상기 모터의 노킹과 관련하여 높은 에너지 효율, 큰 안정성 및 최적의 안전을 보장한다.
가이드 스터드 밸브(50)가 덕트 폐쇄 시트(11)의 방향으로 이동하든 챔버-측 밸브 정지부(14)의 방향으로 이동하든 관계없이, 라미네이션 덕트(7)의 축에 수직인 그의 2개의 축을 따른 상기 밸브(50)의 배향의 안정성도 또한 상기 밸브(50)에 의한 상기 라미네이션 덕트(7)의 최적의 폐쇄를 보장하는 것을 가능하게 한다.
용어 "최적의 폐쇄"는, 폐쇄 축방향 면(10)과 덕트 폐쇄 시트(11) 사이에 명확한 접촉이 신속하게 확립되며, 이는 연소 챔버(3) 내에 수용된 가스(19)가 라미네이션 덕트(7)를 통해 라미네이션 공동(4) 내로 진입하는 것을 방지한다는 것을 의미한다.
실제로, 전체적으로 가이드 스터드 밸브(50) 상의 배향 스터드(15)에 의해 부과되는 배향 안내는 가이드 스터드 밸브가 도입부에 설명된 바와 같이 두 단계로 개방되고 폐쇄되는 것을 방지한다.
결과적으로, 도 3 내지 도 5에 도시된 폐쇄 자기장 소스(23) - 이 경우에, 폐쇄 영구 자석(24) - 에 의해 생성된 자기장에 의한 가이드 스터드 밸브(50) 상에 가해진 분리력만이 덕트 폐쇄 시트(11) 상의 상기 밸브(50)의 밀착 접촉을 위한 그리고 이러한 밸브를 이러한 시트로부터 분리하기 위한 힘을 결정한다.
본 발명에 따른 가이드 스터드 밸브(50)의 특정 구성 때문에, 토크가 상기 밸브(50) 상에 가해지는 경우에 시트 상의 밀착 접촉 또는 분리 동안 더 이상 상기 자기장이 개입하지 않고 - 또는 실제로 더 이상 개입하지 않음 -, 이는 상기 토크에 대항하는 힘이 시트 상의 밀착 접촉을 위한 자기장에 대항하는 데 요구된 세기에 비해 매우 낮은 세기를 갖기 때문에 유익하다.
그러나, 연소 챔버(3)에 수용된 가스(19)가 라미네이션 공동(4)으로 진입하는 것을 방지하는 것은, 라미네이션 공동(4) 내에 수용된 파일럿 장약(31)을 그대로 유지하는 것을 가능하게 하는데, 이는 상기 장약(31)과 연소 챔버(3) 내에 수용된 주 장약(27)의 임의의 혼합을 방지함으로써 가능하게 되고; 후자의 장약(27)은 공기 또는 재순환 배기 가스로 크게 희석될 수 있다.
파일럿 장약(31)의 무결성을 유지하는 것은 특히 라미네이션 공동(4) 내에서 파일럿 장약(31)의 양호한 연소 안정성을 보장하고, 결과적으로 내연 기관의 양호한 안정성을 보장하며, 이는 내연 기관의 최상의 가능한 효율에 대한 중요한 조건이다.
가이드 스터드 밸브(50)의 간단한 폐쇄는 또한, 가이드 스터드 밸브(50)의 냉각이 덕트 폐쇄 시트(11) 상에서 최적화되게 하고, 상기 밸브(50)와 상기 시트(11) 사이에 남겨진 임의의 가스 블레이드(19)가 상기 밸브(50)에 의해 상기 시트(11)로 전달되는 열의 양을 감소시킬 가능성이 있다.
이러한 간단한 폐쇄는 또한, 본 발명에 따른 가이드 스터드 밸브(50)의 냉각을 최적화하는 데 있어서 유일한 것은 아니다.
실제로, 센터링 주연 표면(12)의 원추형 프로파일(21), 또는 경우에 따라 순수하게 원통형인 프로파일(21)은 상기 표면(12)과 비자기 프리챔버 노우즈(34)의 내부 벽 사이에 작은 평균 유극을 남기며, 다른 무엇보다도, 프랑스 특허 출원 제1904961호에 기재된 바와 같은 절두 구형 라미네이션 밸브에 의해 남겨진 것보다 더 큰 표면적을 남긴다.
밸브 감쇠 챔버(18)의 적절한 기능을 유리하게 하는 가이드 스터드 밸브(50)의 더 양호한 밀봉에 더하여, 상기 원추형 프로파일(21)과 비자기 프리챔버 노우즈(34) 사이에 남겨진 이러한 더 양호한 반경방향 근접성 및 이러한 더 넓은 표면은 상기 밸브(50)에 의한 상기 노우즈(34)로의 열전달을 촉진시키며, 상기 노우즈(34)는 상기 밸브(50)보다 더 냉각된다.
유리하게는, 가스 토출 오리피스(16)는 라미네이션 덕트(7)를 구성하는 직접 장착형 비자기 슬리브(26) 내에 그리고 덕트 폐쇄 시트(11)의 근처에 배열된 가스 토출 슬롯(22)을 통해 토치 점화 프리챔버(9)에 연결된다는 것에 - 특히 도 5에서 - 유의해야 한다.
상기 가스(19)가 상기 덕트(7)와의 접촉 시 가능한 한 적게 냉각되고 그의 유동이 용이해지도록 라미네이션 덕트(7)를 통해 라미네이션 공동(4)으로부터 고온 가스(19)를 채널링하는 이점에 더하여, 상기 슬롯(22)은 폐쇄 축방향 면(10)에 근접하여 더 큰 냉각 표면이 존재하게 하고, 상기 표면은 상기 면(10)을 향한다.
따라서, 이러한 근접한 냉각 표면은 또한 본 발명에 따른 가이드 스터드 밸브(50)의 냉각을 촉진한다.
도 3 내지 도 5에서 알 수 있는 바와 같이, 스파크 플러그(33)는, 발명의 명칭이 "Valve ginding prechamber with reversed direction of combustion"인 프랑스 특허 출원 제2001508호에 설명된 바와 같이, 스파크 플러그(12)와 일체형인 인버터 인클로저(28)를 구비하며, 상기 인클로저(28)는 프라이밍 장약을 수용한다.
도 3 및 도 4에서, 인버터 인클로저(28)와 일체형인 접지 전극(35)은 스파크 플러그(33)의 중심 전극(36)을 향하는 돌출 이리듐 패드(29)로 구성되고, 상기 중심 전극(36)도 또한 이리듐으로 제조된다는 것에 유의해야 한다.
또한, 이러한 경우에, 인버터 인클로저(28)의 주연부를 향해 강하게 오프셋된 3개의 주 토출 노즐은 인버터 인클로저(28)를 라미네이션 공동(4)의 내부와 연결시키고, 상기 3개의 노즐은 그들의 소형화로 인하여 도면 상에서 거의 보이지 않는다.
본 발명에 따른 가이드 스터드 밸브(50)의 변형예가 도 6에 도시되어 있는데, 이에 따르면, 폐쇄 자기장의 소스(23)는 자기장을 생성하는 폐쇄 영구 자석(24)이고, 이 자기장은 계산기(39)에 의해 세기가 제어되는 전류가 통과하는 자기장 조종 코일(38)에 의해 조종 코일 코어(37)에 유도된 각각의 반대 또는 매칭 자기장에 대항하거나 그에 의해 증폭될 수 있다.
유리하게는, 조종 코일 코어(37)는 높은 투자율 및 낮은 잔류 자기를 갖는 재료로 제조될 수 있다.
본 발명에 따른 가이드 스터드 밸브(50)의 이러한 특정 구성에 따르면, 자기장 조종 코일(38)은 그를 통과하는 전류의 세기 및 방향에 따라, 폐쇄 영구 자석(24)에 의해 생성된 덕트 폐쇄 시트(11) 상의 가이드 스터드 밸브(50)의 자기 복귀를 무효화하거나, 상기 자기 복귀를 보강하거나, 내연 기관의 크랭크샤프트의 회전의 몇 도로부터 수 초 또는 심지어 수 분의 범위에 이를 수 있는 다소 긴 시간 스케일에서 상기 복귀의 파워를 변경할 수 있다.
본 발명에 따른 가이드 스터드 밸브(50)의 자기 복귀의 동적 조종은, 특히, 라미네이션 공동(4) 내에 수용된 파일럿 장약(31)의 연소 후에 상기 밸브의 개방 동안 상기 밸브(50)의 임의의 잔류 브레이싱(residual bracing)을 피하는 것을 가능하게 한다.
실제로, 배향 스터드(15)가 가이드 스터드 밸브(50)의 틸팅 - 상기 틸팅은 상기 밸브(50)상의 자기장에 의해 가해진 토크로부터 생성됨 - 에 대항하는 경우, 자기장 조종 코일(38)에 의한 상기 자기장의 제거는 상기 틸팅의 바로 그 소스를 무효화한다.
이를 위해, 계산기(39)는 상기 밸브(50)가 파일럿 장약(31)의 연소의 영향 하에 개방되기 전에 가이드 스터드 밸브(50)의 자기 복귀를 수백 마이크로초 억제할 수 있다.
일단 점화 토치가 토치 점화 프리챔버(9)에 의해 연소 챔버(3) 내에 방출되면, 계산기(39)는 가이드 스터드 밸브(50)의 자기 복귀를 복원하여 가이드 스터드 밸브(50)를 더 적은 충격으로 덕트 폐쇄 시트(11)와 다시 접촉하게 할 수 있다.
본 발명에 따른 가이드 스터드 밸브(50)의 복귀를 위한 자기장을 조종하기 위한 이러한 전략은 상기 밸브(50) 및 그것이 작은 유극을 갖고 수용되는 라미네이션 덕트(7)의 연마성 마모를 크게 감소시키는 것을 가능하게 한다.
또한, 가이드 스터드 밸브(50)의 복귀를 위한 자기장을 조종하는 것은, 라미네이션 공동(4)이 라미네이션 인젝터(6)를 통해 산화제-연료 혼합물(AF)로 더 이상 충전되지 않고 가스 토출 오리피스(16)를 통해 충전되게 함으로써 저온에서 내연 기관의 냉간 시동을 보장하는 것을 가능하게 한다.
이 경우에, 가이드 스터드 밸브(50)는 라미네이션 공동(4)을 충전하기 위해 상기 엔진의 압축 동안 개방된 상태로 남아 있다.
그러한 압축 동안, 라미네이션 공동(4) 내의 압력이 상기 공동(4) 내에 수용된 산화제-연료 혼합물(AF)의 재응축 한계에 도달할 때, 가이드 스터드 밸브(50)는 계산기(39)에 의해 폐쇄 상태로 강제되며, 이는 혼합물의 완벽한 연소를 보장하고 매우 낮은 온도에서 점화 프리챔버로 엔진을 시작하는 것의 어려움 또는 심지어 불가능성에 대한 효율적인 해결책을 제공한다.
가이드 스터드 밸브(50)의 복귀를 위한 자기장의 조종은 또한 2개의 충전 사이에서 라미네이션 공동(4)의 비움을 최적화하는 것을 허용하여, 이전 사이클로부터의 잔류 연도 가스의 양을 최소화하고 상기 공동(4) 내의 파일럿 장약(31)의 연소를 개선한다.
실제로, 일단 점화 토치가 가스 토출 오리피스(16)를 통해 연소 챔버(3) 내로 방출되면, 라미네이션 공동(4) 내의 압력이 가장 낮은 그 시간에 가이드 스터드 밸브(50)의 폐쇄를 강제하는 것이 예상된 결과를 달성하도록 허용한다.
도 7 및 도 8은 가이드 스터드 밸브(50)를 챔버-측 밸브 정지부(14)의 방향으로 끌어당기기 위해 본 발명에 따라 제공될 수 있는 개방 영구 자석(45)을 도시한다.
상기 자석(45)은 폐쇄 영구 자석(24) 및 자기장 조종 코일(38)과 협력한다. 상기 자석(45)은 상기 가이드 스터드 밸브(50)의 폐쇄가 적절한 대로 덕트 폐쇄 시트(11) 상에 강제되도록 허용하지만, 그것은 경우에 따라, 상기 밸브(50)의 개방이 챔버-측 밸브 정지부(14)의 방향으로 강제되도록 허용한다.
따라서, 계산기(39)는 자기장 조종 코일(38)을 통해, 가이드 스터드 밸브(50)의 레벨에서 폐쇄 영구 자석(24)에 의해 생성된 폐쇄 영구 자석(24)의 자기장을 중화시킬 수 있다.
이 경우에, 개방 영구 자석(45)에 의해 생성된 자기장만이 가이드 스터드 밸브(50)에서 유지되고, 가이드 스터드 밸브(50)는 챔버-측 밸브 정지부(14)의 방향으로 끌어당겨진다.
반대로, 계산기(39)는 자기장 조종 코일(38)에서 순환하는 전류의 세기 및 방향에 따라, 폐쇄 영구 자석(24)에 의해 가이드 스터드 밸브(50)의 레벨에서 생성된 자기장이 작용하게 하거나 이러한 자기장을 보강하게 할 수 있다.
폐쇄 영구 자석(24)에 의해 생성된 자기장은 개방 영구 자석(45)에 의해 생성된 것보다 가이드 스터드 밸브(50)의 레벨에서 당연히 더 강하기 때문에, 전류가 자기장 조종 코일(38)에서 순환하지 않는 경우, 상기 밸브(50)는 덕트 폐쇄 시트(11)의 방향으로 당겨진다.
계산기(39)는 유리하게는, 자기장 조종 코일(38)을 통해 폐쇄 영구 자석(24) 또는 개방 영구 자석(45)의 길항적 자기장들 중 하나 또는 다른 것의 이점을 제공할 수 있으며, 이는 가이드 스터드 밸브(50)가 덕트 폐쇄 시트(11)의 방향으로 이동하거나, 챔버-측 밸브 정지부(14)의 방향으로 이동하도록 필요에 따라 강제하기 위해 제공된다는 것이 쉽게 이해된다.
계산기(39)에 의해 관리되는 가이드 스터드 밸브(50)의 이러한 "풀-푸시(pull-push)" 기능은 특히, 상기 밸브(50)가 막힘을 겪는 경우 상기 밸브(50)를 잠금해제하거나, 특히 중력이 플랫 피스톤 엔진에 도움이 되지 않는 경우 그것을 강제로 개방시키거나, 모든 상황 하에서 라미네이션 공동(4)의 충전 및 비우기를 최적화하는 것을 가능하게 한다.
도 7 및 도 8에서, 배향 스터드(15)는 가이드 축방향 오리피스(17)의 입구에 배열된 감쇠 카운터보어(47)와 협력하는 감쇠 견부(46)를 포함하고, 상기 카운터보어(47)는 밸브 감쇠 챔버(18) 내로 개방되는 것에 유의한다.
본 발명에 따른 가이드 스터드 밸브(50)의 이러한 특정 구성은 가이드 스터드 밸브(50)가 그의 스트로크의 제1 부분을 챔버-측 밸브 정지부(14)를 향해 이동하게 하면서 밸브 감쇠 챔버(18)에 의해 가능한 한 적게 제동되게 한다.
실제로, 감쇠 견부(46)가 감쇠 카운터보어(47)의 레벨에 도달되지 않은 한, 밸브 감쇠 챔버(18) 내에 수용된 가스는, 상기 견부(46)와 상기 카운터보어(47) 사이에 남겨진 유극을 통해, 이어서 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같은 감압 덕트(48)를 통해, 연소 챔버(3)의 방향으로 밸브 감쇠 챔버(18)에서 매우 자유롭게 빠져나갈 수 있다.
감쇠 견부(46)가 감쇠 카운터보어(47)의 레벨에 도달될 때, 가스는 이에 따라 형성된 통로 제한에 의해 강하게 라미네이팅되어, 챔버-측 밸브 정지부(14)를 향한 그의 스트로크의 제2 부분 동안, 가이드 스터드 밸브(50)가 제동되게 하고, 이는 이에 대응하여, 개방 축방향 면(13)과 챔버-측 밸브 정지부(14) 사이에서 발생할 수 있는 임의의 충격의 파워를 감소시킨다.
따라서, 본 발명에 따른 가이드 스터드 밸브(50)의 이러한 특정 구성은 가이드 스터드 밸브(50)에 더 긴 서비스 시간을 제공한다.
방금 설명된 본 발명에 따른 가이드 스터드 밸브(50)의 예시적인 실시예는 비제한적이라는 것에 유의하여야 한다.
실제로, 본 발명에 따른 가이드 스터드 밸브(50)는 내연 기관 이외의 영역에도 적용될 수 있다. 상기 밸브(50)는 예를 들어, 가스 네일러(gas nailer), 화기(firearm), 또는 최상의 가능한 효율로 파일럿 장약에 의한 주 장약의 발화를 필요로 하는 임의의 장치에 적용될 수 있다.
본 발명에 따른 가이드 스터드 밸브(50)의 가능성은 방금 설명되었던 응용예로 제한되지 않고, 또한 위의 설명은 단지 예로서 주어지고, 어떠한 방식으로도 본 발명의 분야를 제한하지 않으며, 설명된 실행의 세부사항을 임의의 다른 등가물로 대체함으로써 발명의 분야로부터 벗어나지 않을 것임을 이해하여야 한다.
Claims (11)
- 연소 챔버(3)를 커버하는 내연 기관 실린더 헤드(2) 내에 배열된 밸브 점화 프리챔버(valve ignition prechamber)(1)를 위한 배향형 밸브(oriented valve)(50)로서, 상기 프리챔버(1)는 점화 수단(5) 및 적어도 하나의 라미네이션 인젝터(6)가 나오는 라미네이션 공동(4)을 포함하고, 상기 공동(4)은 적어도 하나의 가스 토출 오리피스(16)에 의해 라미네이션 공동(6)과 연소 챔버(5)를 연결시키는 토치 점화 프리챔버(9)를 상기 밸브(50)와 함께 형성할 수 있도록 하기 위해 상기 밸브(50)를 수용하는 라미네이션 덕트(7)에 의해 상기 연소 챔버(3)에 연결되고, 상기 배향형 밸브는:
상기 라미네이션 덕트(7) 내에 작은 유극을 갖고 수용된 밸브 주 몸체(8);
상기 밸브 주 몸체(8) 상에 배열되고, 상기 덕트(7)를 폐쇄하고 상기 라미네이션 공동(4)을 상기 연소 챔버(5)로부터 격리시키기 위해 상기 라미네이션 덕트(7)가 나타나는 덕트 폐쇄 시트(11) 상에 전체적으로 또는 부분적으로 안착될 수 있는 폐쇄 축방향 면(10);
상기 밸브 주 몸체(8)의 주연부에 위치된 적어도 하나의 센터링 주연 표면(12) - 상기 표면(12)은 상기 덕트(7) 내에 상기 몸체(8)를 센터링시키기 위해 상기 라미네이션 덕트(7)의 내부 벽과 접촉할 수 있음 -;
상기 폐쇄 축방향 면(10)의 반대편의 상기 밸브 주 몸체(8) 상에 배열되고, 상기 폐쇄 축방향 면(10)이 상기 덕트 폐쇄 시트(11) 상에 안착되지 않을 때, 상기 라미네이션 덕트(7) 내에 배열된 챔버-측 밸브 정지부(14) 상에 지지될 수 있는 개방 축방향 면(13);
상기 밸브 주 몸체(8)에 견고하게 고정되고 상기 개방 축방향 면(13)으로부터 돌출되는 적어도 하나의 배향 스터드(15);
상기 챔버-측 밸브 정지부(14) 내에 또는 그 근처에 배열되고 작은 반경방향 유극을 갖고 배향 스터드(15)가 수용되는 적어도 하나의 가이드 축방향 오리피스(17) - 상기 스터드(15)는 결코 완전히 나오지 않으면서 상기 오리피스(17) 내에서 종방향으로 활주할 수 있음 -;
및, 상기 라미네이션 덕트(7), 상기 개방 축방향 면(13) 및 상기 챔버-측 밸브 정지부(14)에 의해 형성되고, 상기 폐쇄 축방향 면(10)이 상기 덕트 폐쇄 시트(11) 상에 안착될 때 그의 체적이 최대이고, 상기 개방 축방향 면(13)이 상기 챔버-측 밸브 정지부(14) 상에 안착될 때 그의 체적이 최소인 밸브 감쇠 챔버(18)를 포함하는 것을 특징으로 하는 배향형 밸브. - 제1항에 있어서, 상기 가이드 축방향 오리피스(17)는 상기 밸브 감쇠 챔버(18)와 상기 연소 챔버(3)를 연결시키도록 상기 라미네이션 덕트(7)를 바로 관통하여 통과하여, 가스(19)가 상기 배향 스터드(15)와 상기 가이드 축방향 오리피스(17) 사이에 남겨진 상기 작은 반경방향 유극을 통해 상기 챔버들(18, 3) 사이에서 순환할 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 배향형 밸브.
- 제1항에 있어서, 적어도 하나의 가스 스로틀링 오리피스(20)는 상기 밸브 감쇠 챔버(18)와 상기 연소 챔버(3)를 연결시켜, 가스(19)가 상기 오리피스(20)를 통해 상기 챔버들(18, 3) 사이에서 유동할 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 배향형 밸브.
- 제1항에 있어서, 상기 센터링 주연 표면(12)은 원추형 프로파일(21)을 갖는 것을 특징으로 하는 배향형 밸브.
- 제1항에 있어서, 상기 가스 토출 오리피스(16)는 상기 라미네이션 덕트(7) 내에 그리고 상기 덕트 폐쇄 시트(11)의 근처에 배열된 적어도 하나의 가스 토출 슬롯(22)에 의해 상기 토치 점화 프리챔버(9)에 연결되는 것을 특징으로 하는 배향형 밸브.
- 제1항에 있어서, 상기 밸브 주 몸체(8) 및/또는 상기 배향 스터드(15)는 폐쇄 자기장 소스(23)에 의해 상기 라미네이션 공동(4)을 향해 끌어당겨지는 것을 특징으로 하는 배향형 밸브.
- 제6항에 있어서, 상기 폐쇄 자기장 소스(23)는 자기장을 생성하는 적어도 하나의 폐쇄 영구 자석(24)으로 구성되고; 상기 자기장은 자기장 조종 코일(38)에 의해 조종 코일 코어(37) 내에 유도된 각각의 반대 또는 매칭 자기장에 대항하거나 그에 의해 증폭될 수 있는 것을 특징으로 하는 배향형 밸브.
- 제1항에 있어서, 상기 밸브 주 몸체(8) 및/또는 상기 배향 스터드(15)는 개방 자기장 소스(44)에 의해 상기 챔버-측 밸브 정지부(14)를 향해 끌어당겨지는 것을 특징으로 하는 배향형 밸브.
- 제2항에 있어서, 상기 배향 스터드(15)는 상기 가이드 축방향 오리피스(17)의 입구에 배열된 감쇠 카운터보어(47)와 협력하는 감쇠 견부(46)를 포함하고, 상기 카운터보어(47)는 상기 밸브 감쇠 챔버(18) 내로 개방되는 것을 특징으로 하는 배향형 밸브.
- 제9항에 있어서, 상기 감쇠 카운터보어(47)는 적어도 하나의 감압 덕트(48)에 의해 상기 연소 챔버(3)에 직접 또는 간접적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 배향형 밸브.
- 제1항에 있어서, 상기 라미네이션 덕트(7)는 상기 덕트 폐쇄 시트(11)가 배열되는 직접 장착형 비자기 슬리브(26)를 포함하는 것을 특징으로 하는 배향형 밸브.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR2010667A FR3115323B1 (fr) | 2020-10-16 | 2020-10-16 | clapet à téton de guidage |
FRFR2010667 | 2020-10-16 | ||
PCT/FR2021/051669 WO2022079367A1 (fr) | 2020-10-16 | 2021-09-28 | Clapet a teton de guidage |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20230104626A true KR20230104626A (ko) | 2023-07-10 |
Family
ID=74045767
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020237016459A KR20230104626A (ko) | 2020-10-16 | 2021-09-28 | 가이드 핀을 갖는 밸브 |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP4229284A1 (ko) |
JP (1) | JP2023546393A (ko) |
KR (1) | KR20230104626A (ko) |
CN (1) | CN116472400A (ko) |
AU (1) | AU2021362753A1 (ko) |
CA (1) | CA3195332A1 (ko) |
FR (1) | FR3115323B1 (ko) |
WO (1) | WO2022079367A1 (ko) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR3145016A1 (fr) | 2023-01-16 | 2024-07-19 | Vianney Rabhi | INSERT DE FRICTION POUR CLAPET orienté |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3604292A (en) | 1968-02-08 | 1971-09-14 | Riken Seiki Kk | Bolt and nut fastening device |
US3710764A (en) * | 1971-02-26 | 1973-01-16 | Sevald W | Ignition apparatus |
FR3060222B1 (fr) * | 2016-12-09 | 2019-05-17 | Vianney Rabhi | Bougie d'allumage a electrode-navette |
FR3061743B1 (fr) | 2017-01-12 | 2019-08-16 | Vianney Rabhi | Prechambre d'allumage a clapet |
FR3085718B1 (fr) | 2018-09-10 | 2021-06-25 | Vianney Rabhi | Dispositif de rappel magnetique de clapet |
-
2020
- 2020-10-16 FR FR2010667A patent/FR3115323B1/fr active Active
-
2021
- 2021-09-28 JP JP2023522496A patent/JP2023546393A/ja active Pending
- 2021-09-28 EP EP21798080.4A patent/EP4229284A1/fr active Pending
- 2021-09-28 CA CA3195332A patent/CA3195332A1/en active Pending
- 2021-09-28 CN CN202180078366.9A patent/CN116472400A/zh active Pending
- 2021-09-28 WO PCT/FR2021/051669 patent/WO2022079367A1/fr active Application Filing
- 2021-09-28 AU AU2021362753A patent/AU2021362753A1/en active Pending
- 2021-09-28 KR KR1020237016459A patent/KR20230104626A/ko unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CA3195332A1 (en) | 2022-04-21 |
CN116472400A (zh) | 2023-07-21 |
FR3115323B1 (fr) | 2023-05-12 |
AU2021362753A9 (en) | 2024-09-12 |
AU2021362753A1 (en) | 2023-06-22 |
FR3115323A1 (fr) | 2022-04-22 |
EP4229284A1 (fr) | 2023-08-23 |
WO2022079367A1 (fr) | 2022-04-21 |
JP2023546393A (ja) | 2023-11-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9816430B2 (en) | Pre-combustion-chamber type gas engine | |
JP2974774B2 (ja) | 弁部材用の球を有する燃料噴射弁 | |
US6000628A (en) | Fuel injector having differential piston for pressurizing fuel | |
US20200362750A1 (en) | Ignition insert with an active pre-chamber | |
EP1602821A1 (en) | Fuel injection valve | |
US5791374A (en) | Check valve for the pre-combustion chamber of an internal combustion engine | |
US10890133B2 (en) | Magnetic valve recoil device | |
CN112654773B (zh) | 电磁阀复位装置 | |
KR20230104626A (ko) | 가이드 핀을 갖는 밸브 | |
CN109215933A (zh) | 具有液压阻尼的燃料泵螺线管 | |
CN108691637B (zh) | 内燃机 | |
US10221810B2 (en) | Directly injecting gas valve | |
CN116940756A (zh) | 用于喷入气体的喷射器 | |
KR20030007944A (ko) | 연료 분사 밸브 | |
JP2002357169A (ja) | 燃料噴射装置 | |
US11867114B2 (en) | Guide stud valve | |
EP3061963A1 (en) | Valve assembly with a guide element | |
AU2020276402A1 (en) | Ignition insert with active prechamber | |
JP4350128B2 (ja) | パルス・デトネーション・エンジン | |
CN116568919A (zh) | 用于将气态燃料送入尤其是直喷入内燃机燃烧室的喷射器以及燃气发动机 | |
CN110612390B (zh) | 用于计量流体的阀 | |
ES2229014T3 (es) | Inyector de combustible para motor de combustion interna. | |
EP1482170A1 (en) | Injection nozzle with an improved injection function and method for producing an injection nozzle | |
US20240167436A1 (en) | Gaseous fuel injector | |
JP2008240535A (ja) | ポペット弁による既燃ガスの制御装置 |