KR850001649B1 - 분사 및 혼합물 조성방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

분사 및 혼합물 조성방법

제1도는 내연기관의 연소실 반경에 대한 연소실내에서 회전하는 연소용 공기의 속도 관계를 보여주는 그래프.

제2도는 주연료 분무가 일정한 자유 분사거리를 가질때 연소용 공기속으로 분사된 연료의 밀도분포를 보여주기 위해 연소실의 절반부를 길이방향으로 절단한 단면도.

제2a도는 연소실이 제2도 보다 큰 직경을 가지며, 연료가 두개의 분무에 의해 분사되도록 된 제2도와 유사한 단면도.

제3도는 연료가 단지 하나의 분무구멍을 통해분사 되어지는 본 발명에 따른 연소실을 구비한 피스톤의 상부를 길이 방향으로 절단한 단면도.

제4도는 제3도에 따른 피스톤의 평면도.

제5도는 연료가 두개의 분무구멍을 통해 분사되어지는 제3도에 도시한 피스톤을 길이방향으로 절단한 단면도.

제6도는 제5도에 따른 피스톤의 평면도.

제7도는 본 발명에 따라 제안된 이상적인 형태의 연소실을 구비한 피스톤의 상부를 길이방향으로 절단한 단면도.

본 발명은 피스톤의 상부에 회전 대칭형의 연소실이 제공되고, 이 연소실의 길이방향 축둘레를 회전시키면서 연소용 공기를 상기 연소실속에 공급함과 동시에 연소실림 영역에서 실린더 헤드에 설치된 연료분사기에 의해 연소실의 길이 방향축에 대해 경사진 각도로 연소용 공기의 회전하고 있는 방향에 연료를 분사하도록 구성된 공기 압축식 내연기관에 적용되는 분사 및 혼합물 조성방법에 관한 것이다.

공기 압축 직접 분사식 내연기관의 경우에 있어서, 여러해에 걸쳐 다수의 분사 및 혼합물 조성방법들이 개발되어 왔지만, 이들 방법들은 다소의 장점 및 단점들을 가지고 있었다. 이들중 대부분은 결점이 많았기 때문에 잠깐 사용된 뒤 포기되므로써 현재의 당해업계에서는 단지 몇개의 고전적인 분사 방법들만이 적절한 것으로서 간주되고 있다.

예를들어, 이들 방법들중 하나는 연소실 개구에 대해 중심적으로 또는 거의 중심적으로 배치된 노즐을 통해 복수의 분무, 적어도 세개 이상의 분무형태로 반경방향 외향을 향해 연소실속에 함유된 연소용 공기속으로 연료가 분사되도록 되어 있다. 이러한 연소용 공기는 유입시에 조절된 소용돌이류를 발생시키지 않거나 또는 거의 발생시키지 않으며, 주로 수축된 부분을 갖는 연소실에서나 또는 오메가 자 형태로 된 연소실에서 조차도 스쿼시(squish) 효과에 의해서만 난류가 생성된다. 이러한 스쿼시난류속으로 복수의 분무로서 연료를 분사하면 다소의 양호한 혼합물을 만들수가 있지만, 조절되지 않은 유동상태하에서 밖에 연소가 행해지지 않는다. 이 방법의 또 다른 결점으로서는 초기 점화후에 충격적이고 요란한 연소가 일어난다는 것이다. 이것은 연료 방울들이 압축 공기에 접하여 체류하는 시간이 짧아 많은 연료방울들이 충분히 가열 및 증발되지 못하기 때문이다. 일반적으로, 이러한 종류의 내연기관에 있어서는 전부하 범위에서의 압력(dp) 상승이 크랭크 각도당 6내지 8바(bar)의 비윤로 작정되었다. 부분 부하 범위에서, dp/dα의 비는 8바/크랭크 각도 보다 크거나 적어도 같게 되어, 이 때문에 디젤기관에 핀킹(pinking)과 같은 잘 알려진 현상이 일어나게 된다.

종래의 내연기관은 어느 것도 배기 가스규제에 대한 적합 능력이 중간 정도에 지나지 않으며, 연료소비율도 양호하지 않다. 왜냐하면, 유동손실이 비교적 높고 최적 상태로 연료의 혼합물이 조정되지 않기 때문이다. 시동중은 물론 저속 및 저부하에서, 연료는 연료의 짧은 분사 길이 때문에 연소실벽상에 거의 수직으로 충돌하게 되므로써, 불쾌한 냄새를 내고 눈에 자극을 주는 가스를 발생한다. 이 때문에 미연소 탄화수소의 방출량이 많아진다(스위치 연방공화국 특허 명세서 제175433호 참조).

다른 공지의 연료 분사 방법에 있어서는 연소실로 유입하는 연소용 공기에 대해 연소실의 길이 방향축을 중심으로 하여 비교적 균일한 회전운등이 부여된다. 또한, 연소실에 대해 중심적으로 배치된 노즐로부터 반경 외향으로 공기 유동을 가로질러 연장하는 복수의 분무들에 의해 연료가 분사된다. 연소실은 대부분 얕게 형성되며 연소실림에 거의 수측된 부분을 갖지 않는다.

이러한 형태의 내연기관의 경우도 또한 초기 점화후에 충격적이고 요란한 연소가 일어난다. 왜냐하면,점화시에 이미대단히 많은 양의 점화 가능한 혼합물이 연소실내에 존재하고 있기 때문이다. 일반적으로 압력 상승비는 처음에 기술한 방법의 경우에서와 마찬가지로, 전 부하범위에서

내지 8바/크랭크각도 부분하 범위에서

바/크랭크 각도로 되므로서, 디젤기관에서의 핀킹문제는 제거되지 않는다. 연료와 연소용 공기를 더욱 강렬하게 조절하여 혼합시키는 것이 가능하기 때문에, 배기 가스 규제에 대한적합성은 비교적 양호하다. 또한, 공기 소용돌이의 발생과 연소실림에서의 적은 스쿼시 유등 손실로 인해전체유등손실이 극히 적게 발생되었기 때문에, 연료효율과 연료 소비상태는 양호하다고 할 수 있다. 공기 소용돌이가 비교적 약하므로, 연소실벽에서의 열전계손실로 비교적 낮은 것으로 간주할 수 있다. 그러나 시동중은 물론 저속 및 저부하 범위에서는 작동중에, 전술한 방법의 경우에서와 마찬가지로 동일한 결점들이 발생된다.

그밖에 수축된 목부를 가진 회전체 형태의 연소실을 피스톤 상부에 형성하고, 연소실림에 축방향으로 배치된 노즐에 의해 경사진 각도로 연료를 연소실에 분사하도록 구성된 내연기관도 독일특허명세서 제964647호 또는 제969826호에 의해 공지되어 있다. 그러나, 이것도 조절된 공기 유동이 제공되지 않고 연료와 연소용 공기를 혼합시키기 위해 노즐에 의해 스쿼시 유등과 분무화가 일어 나도록 되어 있기 때문에, 상술한 바와 같은 동일한 결점이 발생된다.

연료의 벽침전 방법은 일반적으로 구별될 수 있는 분사 및 혼합물 조성 방법들에 포함된다(독일 특허명세서 제865683호 참조). 이 방법의 경우, 수축된 연소실림을 갖는 구형 연소실이 사용되며, 연소실에 대해 편심으로 배치된 노즐에 의해 하나 또는 그 이상의 분무로서 연소실벽상에 연료가 적용되고, 그곳에서 연료는 운동 에너지와 연소실내의 공기 소용돌이에 의해 얇은 막으로서 산포되도록 되어 있다. 특히, 연료는 고은의 연소실벽 때문에 증발되어 연소용 공기와 밀접하게 혼합된다.

초기 점화가 이루어진 뒤에, 부가의 연료가 벽으로부터 연속적으로 증발되는 것에 의해 부드럽고 조용한 연소가 이루어진다. 이것은 전부하에서 dp/dα의 값이 3내지 4바/크랭크 각도로 얻어진다는 사실에 의해 입증된다. 부분 부하의 경우, 이 값은 더욱 저하되므로서 핀킹의 발생이 방지된다.

강렬한 혼합물 조성에 의해 배기 가스 규제에 대한 적합성이 양호해지고 연료 효율이 높아졌지만, (직접 분사식 내연기관의 경우보다 50%정도 강한) 높은 공기 소용돌이와 연소실림에서의 스쿼시 난류때문에 비교적 큰 유등손실이 일어나게 된다. 더우기, 공기 소용돌이가 강렬하기 때문에 연소실벽, 특히 수축된 목부 지역에서의 열손실이 크고, 그로 인해 상기 수축된 목부지역과 실린더 헤드가 받는 열응력이 대단히 높게 된다.

연소실벽이 여전히 차거나 또는 비교적 찬시등중은 물론 저속 및 저부하 범위에 있어서, 연소실 벽상에 침전된 연료가 불충분하게 증발되므로서, 불쾌한 냄새를 내는 배기 가스의 발생과 미연소 탄화수소의 방출을 초래하는 불완전 연소가 이루어진다. 그러나, 독일 특허 명세서 제2038048호에서 제안된 바와 같이 연료의 긴 자유분무를 사용하여도 이러한 결점들을 완전히 극복하지는 못하였다. 따라서, 본 발명의 목적은 상술한 종래 공지의 방법들에서 발생되는 결점들을 제거함과 동시에 그들 공지의 방법들이 갖는 특징을 조합시킨 분사 및 혼합물 조성방법을 제공하는데 있다. 즉, 본 발명이 적용된 내연기관은 상온 상태에서도 고온으로 가열된 상태에서도 부드럽고 조용하게 작동되며, 배기가스에 의한 오염이 적고, 배기가스 규제에 대한 적합성이 양호함과 동시에 연료의 효율이 우수하도록 되어 있다.

본 발명에 따라, 이러한 목적은 연료 분사노즐에 설치된 분무구멍을 적절하게 설계함과 동시에 분무구멍에 충분한 압력을 부가하는 것에 의해 기관의 전체 속도 및 그 부하범위에서 노즐로부터 분사된 연료분무의 각 연료방울이 미세하게 분무화되고, 전체 연료 분무가 연소실벽으로부터 연소실 반경의 약 1/3에해당하는 곳까지 연소실의 기하학적 형상이 적합하도록 연소실속에 유입된 뒤 산산이 분쇄되고, 연소실속에서 회전하는 연소용 공기의 속도 및 밀도분포에 적합한 상태하에서 연료가 분사되게 해주므로서 달성된다.

이와같이, 연료 분사 노즐의 분무구멍을 적절히 설계하는 것에 의해 연료가 분사 노즐로부터 방출될때, 연료의 분무는 가능한한 미세하게 분무화된 방울들로 분사될 수가 있으며, 이것에 의해 기관의 전체 속도 및 그 부하범위에서 분무구멍의 압력을 가능한한 일정하게 그리고 비교적 높은 수준으로 유지할 수가 있다. 이를 위한 수단은 공지되어 있다. 분무 형태가 미세한 연료 방울은 연소실벽에 침전됨이 없이 공기소용돌이에 의해 더욱 쉽게 유입되어 충분한 증발온도까지 상승되고, 최종적으로 연소용 공기와 혼합된다.

연료 분무를 산산이 분쇄시킴과 동시에 연소실의 기하학적 형상에 부합되게 해주는 것에 의해 궁극적으로 연소용 공기와의 친밀한 혼합 및 연소용 공기내에서의 균일한 분포가 이루어지므로서, 연소실의 중앙 부분만이 거의 연료가 존재하지 않는 상태로 되어 연소가스가 연소실로부터 방출되기전에 연소 가스를 위한 공간을 제공할 수가 있게 된다. 이에 따라, 연료와 공기의 혼합물이 배기 가스로부터 분리되는 조절된 연소를 확보할 수가 있다. 연소실속에서 회전하고 있는 연소용공기의 속도 및 밀도 분포에 적함한 상태하에서 연료가 분사되므로서, 거의 이상적인 상태이서 연료를 연소용 공기에 분포시킬 수 있게 된다.

연소용 공기와 혼합되기전에 연소용 공기속에서 적어도 부분적으로 증발된 상태로 연료를 분포하도록된 본 발명에 따른 방법으로 인해, 기관의 전 작동 범위에서 양호한 성능을 얻을 수가 있고, 시동의 어려움은 발생하지 않게 된다. 전 부하에서 dp/dα의 비는 3.5내지 4/바/크랭크 각도이며, 이것은 연소가 부드럽게 진행된다는 것을 의미한다. 부분 부하에서도 이 값은 증가되지 않기 때문에, 디젤 핀킹은 발생되지 않는다. 또한, 조절된 상태에서 연소가 진행되므로서, 연료 소비 상태는 양호하게 되고 유등 손실과 열손실이 적어지게 된다.

더우기, 분사된 연료분무 또는 주 연료 분무의 중심선이 평면도로서 볼때 연소실 직경의 0.6내지 0.7배 정도되는 직경을 가진 원에 대해접선을 형성하도록 얕은 컵(Cup)형의 연소실속으로 연료를 공급해주고, 상기 연료분무의 중심선을 투영도로서 볼 때 이 중심선이 연소실의 길이방향축에 대해 40°내지 50°의 각도 범위에서 경사져 연장되며, 두개의 구멍을 가진 분사 노즐이 사용될 경우에는 최대 35°내지 50°의 각도 범위에서 경사져 연장된다는 것이 본 발명에 따른 방법의 다른 실시상태로서 제안되었다.

수축부가 없는 얕은 컵형의 연소실을 사용하는 것에 의해 본 발명에 따른 방법을 대단히 양호하게 충족시킬 수가 있고, 스쿼시 난류와 그에 따른 유동손실의 발생을 억제할 수가 있으며, 연소실이 열적으로 과부하된 상태 즉 과열된 상태로 되는 것을 방지할 수가 있다.

공기 소용돌이에 의해 유입되는 주 연료 분무의 자유 분사 거리가 연소실 직경의 0.8배보다 크거나 또는 같게 설계되는 것이 바람직하며, 이것에 의해 연소는 매우 부드럽게 발생함과 동시에 연료 분무의 전체 분무 원추각을 35°와 45°사이의 범위내에 설계할 수가 있다.

최종적으로, 흡기 밸브가 완전히 개방되고 축방행 평균 피스톤 속도가 10m/sec인 상태에 있을때, (피스톤 직경의 0.7배리에 상당하는) 기준 직경에서 측정한 실린더내의 연소용 공기의 회전 주파수가 130내지 155Hz의 범위내에 있고, 과충진된 내연기관의 경우에는 140내지 165Hz의 범위내에 있다는 것이 본 발명에 따른 방법의 또 다른 실시 상태로서 제안되었다.

다음에, 본 발명에 따른 방법을 수행하기 위한 장치에 대해 설명하면, 연소실 직경에 대한 피스톤 직경의 비는 0.44와 0.5사의의 범위에 있고, 연소실 깊이에 대한 연소실 직경의 비는 0.55내지 0.63의 범위에 있으며, 연소실의길이 방향축에 대해 4°내지 7°의 각도로 연소실벽을 일정하게 경사지게 하는 것에 의해 연소실 직경은 납작한 연소실 바닥쪽을 향해 최대 직경까지 증가하도록 되어 있다. 또한, 연소실벽으로부터 연소실 바닥까지의 변이는 연소실 직경에 대해 0.2내지 0.25의 비율을 갖는 반경에 의해 이루어지는 것이 바람직하다.

이러한 종류의 연소실은, 다른 형상의 것이 사용될 수도 있지만, 상술한 방식으로 연료를 삼차원적으로 분포시키기에 적합하다는 것이 발견되었다. 연료 분사노즐내에 설치된 분무 구멍의 수는 연소실의 형상과 크기에 크게 좌우되므로, 특정수로 한정할 필요는 없다. 예를들어, 필요한 분사압력과 필요한 분무의 분쇄나 본무화를 확보하는 것이 가능한 단일 구멍의 노즐이 사용된다면, 본 발명에 따라 분무 구멍 길길이에 대한 분무 구멍 직경의 비는 0.55와 0.75사이의 범위에 있게 된다. 연소실의 형상 또는 다른 이유들을 고려하여, 두개의 구멍을 가진 노즐이나 복수 구멍의 노즐을 사용하는 것이 필요한 경우에, 분무 구멍의 단면적의 비가 4 : 1내지 2 : 1의 범위에 있는 하나의 주 연료 분무와 하나 이상의 보조 연료 분무가 형성되도록 분무 구멍의 단면적을 설계하고, 35°내지 45°의 전체 분무 원추각도중 약 5°내지 10°가 보조 연료 분무에 의해 형성되는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명의 실시예를 도시한 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

제1도를 참조하면, 횡좌표(I)는 중심(X) (연소실의 길이 방향축)으로부터 연소실벽까지 연장하는 연소실 반경(r_B)을 나타내며, 종좌료(3)는 연소실내에서 회전하는 연소용 공기의 원주 속도(V)를 나타낸다. 도시된 곡선(4)으로부터 알 수 있는 바와같이, 연소실벽(2)에서는 원주속도는 직접적인 마찰로 인해 0이 되며 연소 중심(X)에서의 원주 속도는 설명할 필요도 없이 0이 된다. 최대 원주 속도(V_max)는 연소실 반경(r_B)의 약 0.6내지 0.7배에 해당되는 연소실 중심(X)으로부터의 거리 (r_W)에서 발생된다. 회전하는 연소용 공기의 최대 밀도는 적어도 V_max와 연소실벽 사이에서 발생하며, 그러므로 분사된 연료량은 V_max와 그 다음의 범위내에서 그 최대치에 도달하게 된다. 이것은 V_max에서 분사된 연료가 원심력에 의해 연소실벽쪽을 향한 방향으로 약간 편향되기 때문에 거의 자동적으로 일어난다. 그러나, 이러한 형태의 연료분사에 있어서 결정적인 요인은 연료 방울들이 시동시부터 미세하게 분무화되어서 연소실벽(2)에 대해 강제로 침전되지 않는다는 것이다. 이것을 성취하기 위해서, 단일 구멍을 가진 노즐의 경우에 있어서 분무 구멍길이에 대한 분무구멍 직경의 비는 0.55내지 0.75사이의 범위내에서 선택되며, 분무구멍에서의 압력은 기관의 모든 작동 범위들에서 거의 일정하고 충분히 높게 유지되어야만 한다.

제2도에 도시한 연소실의 절반부에는 분사된 연료가 혼합물 조성단계동안에 단일의 연료 분무의 미세한 분무화 및 분쇄에 의해 어떻게 분배되어지는가를 개략적으로 도시하였다. 중심의 둘레, 즉 연소실(6)의 길이 방향축(X)주위에는 실제로 연소용 공기만을 포함하거나 또는 연소후의 연소된 가스들을 각각 포함하는 지역(6a)이 형성된다. 이 지역(6a)은 연소실 반경(r_B)의 약 1/3정도되는 반경(r_n)을 갖는원에 의해 한정된다. 연료 방울(5)들은 연소실(6)의 나머지 지역(6b)내에 분배되며, 분배 형태는 연소실의 기하학적 형상에 완전하게 조화된다. 그러나, 연소실(6)의 길이방향축(X)으로부터 r_W의 거리에 위치되는 지역은 예외이다. 왜냐하면, 그 지역은 연소용 공기의 최대 원주속도가 존재하는 곳이며, 또한 연소실벽(2)쪽을 향해 인접하여 가장 큰 밀도를 갖는다. 따라서, 더욱 많은 연료가 이 지역속으로 분사되는 것이 명백하므로, 도면에 도시된 바와같은 연료 분배가 얻어질 것이다.

만약 연료가 얕은 연소실이나 또는 비교적 큰 반경(r_B)을 가진 연소실속으로 분사된다면, 제2a도에 도시된 바와 같이 주 연료 분무외에 하나 또는 다수의 보조 분무들을 제공하는 것이 바람직하다. 이러한 것을 제외하고는, 제2도에서와 같은 동일한 형태의 혼합물 조성이 얻어질 것이다.

제3도 및 제4도에는 피스톤(7)내에 제공된 연소실(6)속으로의 연료분사가 단지 하나의 연료 분무로써 어떻게 이루어지는가가 개략적으로 도시되어 있다. 공기 소용돌이는 화살표(8)에 의해 표시된다. 연료분무의 방향, 즉 분무 중심선의 방향은 참조번호 9로 표시되며 제2도에 따른 연료 분무(9)의 분무문화는 단지접선(9a)으로 개략적으로 도시된다. 연료분무(9)의 중심선은 연료분무가 완전히 분해될때까지 분무구멍(10)으로부터 연소실 바닥(11)에 근접한 지점으로 침투되며, 연소실직경(D_B)의 0.6내지 0.7배 정도되는 직경을 가진 원(12)에 대해 접선을 형성하여야 한다는 것이 중요하게 생각되어야 할 문제이다. 연료 분무(9)의 중심선을 제4도에서 Z방향으로 부터 투영으로 그린다면, 제3도에 도시된 바와같이 연소실의 길이 방향축(X)에 대해 40°내지 50°의 각도(δ)를 두고 연장되는 선(9b)이 얻어진다. 이 투영선(9b)의 길이는 적어도 연소실 직경(D_B)의 0.8배가 된다. 최종적으로, 개략적으로 도시된 연료 분무(9)의 전체분무 원추각도(α)는 35°내지 45°사이로 된다.

제5도 및 제6도는 주연료 분무(13)와 보조 연료 분무(14)를 각각 발생시키는 두 개의 분무구멍(10,10a)을 가진 노즐을 통해 연료 분사가 이루어진다는 것을 제외하고는 제3도 및 제4도에서와 같은 동일한 연소실(6)을 도시하고 있다. 분무구멍(10,10a)의 횡단면적들은 4 : 1내지 2 : 1의 비율로 되며, 보조 분무(14)에 의해 형성되는 약 5°내지 10°의 분무 각도를 포함하여 전체 분무 각도(α)는 35°내지 45°사이로 된다. 주연료분무(13) 및 보조연료 분무(14)의 중심선들을 제6도에서 Z 방향으로부터 투영으로 그린다면, 제5도에 도시된 바와같이 연소실의 길이방향 축(X)에 대해 40°내지 50°의 각도(δ₁)와 35°내지 45°의 각도(δ₂)를 갖고 경사져 있는선(13b,14b)들이 얻어진다. 원(12)(연소실 직경 (D_B)의 0.6내지 0.7배의 직경을 갖는)에 대해 접선을 이루지 않는 보조 분무(14)의 중심선은 주연료분무 보다 적은 침투력을 갖는 것이 명백하며, 그 분사범위에서 연소용 공기의 원주속도 및 밀도로 주연료 분무에서 보다 낮기 때문에 사실상 주연료 분무와 같이 길게 될 필요가 없다.

연소실을 다시 도시한 제7도는 본 발명에 따른 연소실이 가져야 할 칫수에 대한 일반적인 관계를 제공하기 위한 것이다. 이것은 본 방법이 그러한 연소실에 대해 특히 적합하기 때문에 필요하다고 생각된다. 연소실(6)은 대체로 컵형태이며 피스톤(7)의 상부에 위치된다. 피스톤 직경(D_K)에 대해 연소실 직경(D_B)의 비는0.44와 0.5사이에 있으며, 이때 직경 D_B는 연소실 림(15)에서의 연소실 직경을 나타낸다. 또한, 전체 연소길이는(T)연 소실 직경(D_B)에 대해 0.55내지 0.63사이의 예정된 비율을 갖는다. 연소실바닥(11)은 전반적으로 수평으로 되어 있다. 연소실벽(2)은 연소실 바닥(11)쪽을 향한 방향에서 4°내지 7°의 각(Ψ)도로 외향으로 일정하게 경사지도록 연소실의 길이방향축(X)에 대해 경사지므로서, 실제로 최대연소실직경(D)이 연소실 바닥(11) 근처에서 얻어진다. 마지막으로, 연소실벽(2)으로부터 연소실바닥(11)까지의 변이는 연소실 직경(D_B)에 대해 0.2내지 0.25의 비율을 갖는 반경(R)에 의해 이루어진다.

이를 요약하면, 각 칫수들 사이의 관계는 다음의 공식으로 간단히 나타낼 수 있을 것이다.

D_B/D_K=0.44내지 0.5

T/D_B=0.55내지 0.63

Ψ =4°내지 7°

R/D_B=0.2내지=0.25

Claims (1)

1. 피스톤의 상부에 회전 대칭형의 연소실이 제공되고, 이 연소실의 길이 방향 축 둘레를 회전시키면서 연소용 공기를 상기 연소실속에 공급함과 동시에 연소실 림 영역에서 실린더 헤드에 설치된 연료 분사기에 의해 연소실의 길이 방향축에 대해 경사진 각도로 연소용 공기의 회전하고 있는 방향에 연료를 분사하도록 구성된 공기 압축식 내연기관에 적용되는 분사 및 혼합물 조성방법에 있어서,

   연료 분사 노즐에 설치된 분무구멍(10)을 적절히 설계함과 동시에 분무구멍 (10)에 충분한 압력을 부가하여 연소실반경(r_B)의 약 1/3정도되는 반경(r_n)을 가진 원에 의해 한정되는 연소실(6)의 중앙부분에 연료가 존재하지 않는 지역(6a)을 형성해줌과 동시에 연료 분무(9)의 각 연료 방울들이 기관의 전 작동범위에 걸쳐 미세하게 분무화되게 해주고, 분사된 전체 연료 분무(9)가 연소실벽(2)으로부터 연소실반경(r_B)의 약 1/3에 해당하는 곳까지 연소실의 형상에 적합하도록 연소실(6)속에 유입된 뒤 산산히 분쇄되게 해주고, 분쇄된 연료분무(9)의 중심선이 연소실위에서 평면도로서 볼때 연소실직경(D_B)의 0.6내지 0.7배 정도되는 직경을 가진 원(12)에 대해 접선을 형성함과 동시이 투영도로서 볼때 연소실(6)의 길이방향축(X)에 대해 40°내지 50°의 각도(δ)로 경사져 연장되도록 연료를 연소실속에 유입시켜주는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 분사 및 혼합물 조성방법.

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