KR870000253B1 - 토오치 점화식 가솔린 연기관 - Google Patents

토오치 점화식 가솔린 연기관 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

토오치 점화식 가솔린 연기관
제1, 2도는 본 발명의 제1실시예를 표시한 것으로서,
제1도는 본 발명 기관두부의 종단면도,
제2도는 제1의 II-II선 횡단면도,
제3-6도는 본 발명의 제2실시예를 표시한 것으로서,
제3도는 제 1도와 같은 종단면도,
제4도는 제3도의 IV-IV선 횡단면도,
제5도는 제3의 V-V선 부분 단면도,
제6도는 피스톤의 측단면도,
제7도는 피스톤의 평면도,
제8, 9도는 본 발명의 제3실시예를 표시한 것으로서,
제8도는 제 1 도와 같이 종단면도,
제9도는 제8도의 XI-XI선 단면도.
제10도는 본 발명의 제4실시예를 표시한 것으로서, 실린더 헤드 연소실부 저면도,
제11도는 본 발명의 제5실시예를 표시한 것으로서, 실린더헤드의 연소실부 저면도,
본 발명은 혼합기가 공급되는 주. 부연소실(主. 副燃'撓室)을 구비하고 부연소실에 생성되는 연소화염을 토오치(torch) 노즐을 통해 주연소실내에 분사하고, 이에 의하여 주연소실내의 혼합기를 착화연소시키도록한 토오지 점화식 가솔린 내연기관에 관한 것이다.
앞서, 본 출원인은 배기가스중의 COㆍHCㆍNOx 등의 유해성분을 가급적 저감하는 동시에 연료소비율을 대폭으로 개선한 특수한 구조를 갖는 토오지 점화식 가솔린 내연기관을 제안하여 실용에 제공하여 왔으나, 특히 최근에는 유해성분의 발생저각에 더하여 연료소비율의 개선과 기관본래의 출력성능을 향상시킨 고성능 가솔린 내연기관의 개발이 요청되고 있다.
그런데 대체로 가솔린 내연기관에서는 열효율을 높여서 연료소비율 및 출력향상을 도모하는 기술수단으로서 기관의 압축비를 높이는 것이 유효하다는 것이 알려져 있으나, 압축비를 높이면 노킹(knocking)(이상연소)의 발성이 현저하게 되어 오히려 출력저하를 가져오게 되고 압축비를 높이는 데에도 스스로 한계가 있다.
그런데 노킹의 발생원인은 혼합기의 화염전파에 의한 최종연소부, 즉 말단가스의 매우 급격한 연소에 의한 것이라고 대체로 일컬어지며 이 노킹을 억제하는 수단으로서는 예컨데,
1. 연소가스의 온도, 압력을 낮게하는 것,
2. 연소실벽, 특히 말단가스 부분의 냉각을 촉진하는 것,
3. 화염속도를 증대하고 연소속도를 빨리하는 것,
4. 화염전파의 거리를 단축하는 것,
등이 알려져 있으나, 전기한 토오치 점화식 가솔린 내연기관이 비교적 노킹을 발생시키지 않는다는 점에서 우수하다는 특성을 가지고 있는 것도 알려져 있다.
예를들면, 본 출원인에 의한 일본 특개소 54-129208호는 내연기관을 표시하였으나, 다음에 기술하는 이유에 의하여 아직 개선의 여지가 있다.
그래서 본 발명은 이미 제안되어 있는 토오치 점화식 가솔린 내연기관의 전기특성을 살리고, 거기에 다시 구조상의 개량을 가하므로써 노킹을 억제하면서 압축비를 높여 HC,CO,NOx 등의 유해성분의 발생저감과 함께 연료소비율의 향상과 출력성능의 향상을 도모하였으며, 또 연소음의 저감을 도모하고 조용하고 경쾌하며, 원활한 운전을 가능케한 고성능 토오치 점화식 가솔린 내연기관을 제공하는 것을 주목적으로 하는것이다.
본 출원의 발명자들은 연구, 실험을 거듭한 결과, 토오치 점화식 가솔린 내연기관이 그 본래의 특성인 유해성분의 생성저감을 하등 손상함이 없이 노킹의 발생을 억제하여 압축비를 높이고, 연료소비율과 출력의 향상을 꾀하고 그위에 연소음의 저감을 도모하는데는,
1. 주연소실의 소형화,
2. 주토오치 노즐 및 부노즐의 구조,
3. 부연소실내의 점화 플러그 전극의 위치,
가 서로 관계하고 이들의 관계가 중요한 요인이 되는 것을 구명하였다.
따라서 본 발명에 의하면 실린더헤드에 나사로 장착되는 점화플러그의 전극을 주ㆍ부연소실을 연통하는 주토오치 노즐의 부연소실측 개구단의 근방에 배치하는 것이 제안된다.
이에 따라 기관의 압축행정의 종료 가까이에서 점화플러그가 점화하며는 부연소실안에서의 주토오치노즐의 개구단 부근의 혼합기가 우선 착화하고 그 연소화염은 주토오치노즐을 거쳐서 주연소실안으로 분출하여 그 실내의 혼합기를 착화연소함과 동시에 부연소실속의 혼합기에도 전파하여 이것을 착화연소한다. 그런고로 주부연소실안의 압력차가 적어지고 주토오치노즐을 통과하여 주연소실에 분출하는 토오치프레임의 속도의 극단적인 상승이 방지된다.
또 주연소실로는 부연소실이 있어서의 주토오치노즐 개구단 근방의 연소화염이 최초로 분출하고 이어서 부연소실속의 연소화염이 분출하기 때문에 토오치프레임은 미연소의 혼합기를 포함치 않은 기연소가스 토오치프레임이 된다.
이 때문에 주연소실안의 혼합기는 격심한 난조를 수반하지 않고 착화연소되어지기 때문에 연소음의 발생 그리고 노킹의 발생이 억제된다. 이 주토오치노즐 개구단 근방에서의 점화플러그의 점화에 의하여 결과적으로 주연소실안의 압력 및 온도상승이 억제되게 되어서 압축비율을 높이면서도 노킹을 효과적으로 억제할 수 있고 또 연소음의 발생도 억제할 수가 있다.
또한, 본 발명의 다른 측면에 의하면 주연소실을 실린더에 접합하는 피스톤의 상면 중앙부에 형성된 횡단면이 대체로 긴 원형상의 피스톤측 요부와, 실린더헤드의 하면중앙부에 퍼스톤측 요부와 대응하여 형성된 횡단면이 대체로 긴원형상의 헤드측요부를 지니도록 형성하고 그 연소실에 있어서 주흡기 밸브입구와 배기밸브입구를 헤드측요부의 한쪽이 그 장축방향에 따라서 개구시키도록 하는 것이 제안된다.
이 구성에 의하여 주연소실에 있어서의 주된 연소부분이 대단히 콤팩트하게 형성할 수 있게 되며, 또 주흡기밸브, 배기밸브의 효과적인 배치와 상응하여 주연소실의 압력, 온도의 저하, 연소시간의 단축, 화염전파시간의 단염전파시간의 단축이라고 하는 노킹억제요인을 충족할 수가 있다.
따라서 상기한 소기의 목적을 달성할 수가 있는 것이다.
한편, 먼저 본 출원인이 제안한 일본 특개소 54-129208호이 개시된 장치는, 점화플러그의 전극을 주토오치노즐의 부연소실측 개구단으로부터 떨어진 위치에 배치하고 있으며 따라서 주토오치 노즐로부터 주연소실에 분출되는 토오치프레임을 기연소가스토 오치프레임으로하는데 있어 불충분하며, 또 피스톤 윗면과 실린더헤드 아래면에 대응하는 횡단면이 긴원형상의 요부를 각각 설치하여 주연소실의 주체부분의 콤팩트화를 도모하는데 관하여 아무런 개시가 없다.
이하, 제1, 2도에 의하여 본 발명의 제1실시예에 대하여 설명하면 4사이클로 다기통의 가솔린 내연기관의 기관본체(E)는 실린더블록(1)과, 그 위에 가스킷(3)을 개재하여 중합 결착되는 실린더헤드(2)를 구비하고 실린더블록(1)에 형성되는 실린더(4)내를 피스톤(5)이 접동하고, 또 실린더헤드(2)에는 피스톤(5)의 상면과 함께 주연소실(M)을 형성하는 헤드측요부(6)와 그의 한쪽 상방에 격벽을 사이에 두고 부연소실(A)이 형성된다. 주연소실(M)을 형성하는 상기요부(6)의 한쪽에는 주흡기밸브입구(7)가 개구되고, 이 주흡기밸브입구(7)에는 실린더헤드(2)에 형성되는 주흡기포오트(8)가 연통되고 그 주흡기포오트(8)는 주기화기(9)등의 주흡기계에 연통된다. 주 기화기(9)는 비교적 희박한 공연비의 혼합기를 생성하도록 조성된다.
상기한 주 흡기밸브입구(7)은 실린더헤드(2)에 밸브가이드(11)를 개재하여 접동 가능하게 설치되는 주흡기밸브(10)에 의하여 개폐되도록 되어있고, 이 주 흡기밸브(10)에 의하여 개폐되도록 되어되고, 그 개방시에 주기화기(9)에 의하여 생성된 비교적희박한 혼합기가 주연소실(M)내에 흡입된다.
제2도에 예시한 것처럼 주연소실(M)에는 주 흡기밸브입구(7)와 병렬하여 배기밸브입구(12)가 개구되고, 이 배기밸브입구(12)는, 실린더헤드(2)이 형성한 배기포오트(13)에 연통되어 있다.
배기밸브입구(12)는 배기밸브(14)에 의하여 개폐되도록 되어 있으며, 이 배기밸브(14)는 전기한 주흡기밸브(10)와 같이 실린더헤드(2)에 상하 접동이 자유스럽게 지지되어 공지의 가동밸브기구에 의하여 개폐작동된다.
상기 부연소실(A)에는 그 상면에 부흡기밸브입구(15)가 개구되었으며, 그 부흡기밸브입구(15)이 실린더헤드(2)에 형성되는 부흡기포오트(16)가 연통되고, 이 부흡기포오트(16)는 부기화기(17) 등의 부흡기계통에 연통된다. 부기화기(17)는 비교적 농후한 공연비의 혼합기를 생성하도록 조정된다.
부연소실(A)의 상방에 있어서 실린더헤드(2)에는 밸브유지체(18)가 다시 붙이게 되어, 이 밸브유지체(18)에는 부연소실(A)과 부흡기포오트(16)와를 연통하는 연통로(19)가 형성됨과 동시에 전기한 부흡기밸브입구(15)를 개폐하는 부 흡기밸브(20)가 상하로 접동가능하게 지지되어 있고, 이 부 흡기밸브(20)는 종래 공지의 동변기구에 의하여 개폐작동되도록 되어 있고, 그 개변시에 부기화기(17)에 의하여 생성된 비교적 농후한 혼합기가 부흡기포오트(16)를 통해서 부연소실내(A)에 흡입된다.
상기한 부연소실(A)은 그 하면이 구면상(球面狀)을 한 원통상으로 형성되고, 그 축선 ℓ1-ℓ1은 상방에서 하방으로 향하여 실린더(4)의 종축선 L-L와 교차방향으로 경사하고 있다.
부연소실(A)의 하방에는 그 한쪽으로 치우쳐서 플러그 장착용의 나사구멍(22)과 이 구멍(22)에 연통하는 플러그실(23)이 형성되고, 상기한 나사구멍(22)에 나사붙이기한 점화플러그(P)의 전극(24)이 전기한 플러그실(23)내에 임하고 있고 상기 플러그실(23)은 부연소실(A)의 저부에 연통되고 있다.
실린더헤드(2)의 주연소실(M)과 부연소실(A)을 떼어놓는 격벽에는 상단이 상기한 플러그실(23)을 통하여 부연소실(A)내 저부에 연통하고 하단이 주연소실(M)에 연통하는 1개의 주 토오치노즐(25)이 천설되고 이주토오치노즐은 부연소실(A)의 구면상의 저면에 대하여 대략 접선방향을 향해있고 또 주토오치노즐(25의 하단은, 주연소실(M)의 주호흡기밸브입구(7) 및 배기밸브입구(12)가 존재하지 않는 측에 있어서, 그들의 중간부전방으로 개구하고 있고, 주연소실(M)의 대략 중앙부에 지향하고 있다.
또 주토오치노즐(25)의 부연소실(A)측 개구단의 투영면내에 점화플러그(P)의 전극(24)이 위치하고 있다. 주 토오치노즐(25)은 플러그실(23)측의 직선부(25a)와 주연소실(M)측을 향하여 넓게 연장되는데 이퍼부(25b)로 되어 있고 그들 직산부(25a)와 테이퍼부(25b)와의 경계부(25c)는 부연소실(A)측으로 치우쳐있다.
상기한 1개의 주토오치노즐(25)에서 3개의 부노즐(26)이 방사상으로 분기되어 있고, 그들 부노즐(26)의 단부는 주연소실(M)에 개구되어 있다.
상기한 3개의 부노즐(26)의 주 토오치노즐(25) 및 주연소실(M)에 대한 상대위치를 더욱 상세하게 기술하면, 상기 3개의 부노즐(26)은 주 토오치노즐(25)보다도 작은 직경으로 형성되고 그들의 부노즐(26)의 분기부는 상기한 직선부(25a)와 테이퍼부(25b)의 경계부(25c)부근에 있고 또 그들의 주연소실(M)측 개구단은 주연소실(M)의 주변부에 있다.
다음에 본 발명의 제1,2도에 도시한 제 1 실시예의 작용에 대하여 설명하면 지금기관이 운전되면, 그 흡입행정에 있어서 주연소실(M)내에 는 주기화기(9)에서 비교적 희박한 혼합기가 흡입되고, 또 부연소실(A)내에는 주기화기(17)에 서 비교적 희박한 혼합기가 흡입된다.
그리고 기관의 압축행정의 종료가까이서 점화플러그(P)의 점화에 의하여 먼저 부연소실(A)내의 농후(濃厚) 혼합기에 착화하고, 이것에 의하여 생성되는 연소화염이 주토오치노즐(25)을 통하여 주연소실(M)의 중앙부로 분출하고, 주연소실(M)의 희박혼합기를 착화연소한다.
주토오치노즐(25)을 통하여 주연소실(M)내로 분출하는 연소화염은 에젝터 효과에 의하여 부노즐(26)내의 압력을 강하시키고 다시 주연소실내(M)의 혼합기의 연소에의 그실(M)내의 압력상승에 의하여 부노즐(26)의 주연소실(M)측 개구단 근방의 미연혼합기를 이 부노즐(26)을 통해서 주 토오치노즐(25)내로 흡입 환류시킨다.
이 흡인환류작용은 상술한 노킹억제 요인인 주연소실(M)내의 압력 및 온도상승을 억제하게 되고, 이결과 압축비를 높여도 연소압력 및 온도상승이 억제되므로 노킹이 효과적으로 억제된다.
또 상기한 환류작용은 주연소실(M)의 미연혼합기릍 재연소시키는 것이므로 CO,HC의 발생을 저감시킬 수가 있다.
또 주 토오치노즐(25)의 주연소실(M)측 개구단도이 실(M)의 중앙부에 지향시키므로써 다른 노킹 억제요인인 화염전파거리의 단축도 가능하게 되요, 상술한 흡인 환류작용과 상승적(相乘的)으로 노킹이 억제된다.
또한 부연소실(A)내에는 흡입 행정시에 농후혼합기가 유입되고, 압축 행정시에 주연소실(M)내의 희박(希薄) 혼합기가 유입 압축되어서, 혼합기의 큰 교란이 생긴다.
이 경우 부연소실(A)축의 주 토오치노즐(25)의 연통부(23)에 플러그실(P)을 설치하고, 거기에 점화플러그(P)의 전극(24)이 배치되어 있으므로 점화플러그(P)가 점화되면, 플러그실(23)내의 혼합기에 접착되며 그 연소화염은 교란이 큰 부연소실(A)이 전파되고, 다시 주 연소실(M)에도 전파된다.
부연소실(A)내에 전파한 화염에 의하여 농후혼합기는 연소하고, 이 실(A)내의 압력에 상승하여 토오치화염은 주연소실(M)내에 분출하여, 이 실(M)내의 혼합기를 연소한다.
이때 주 토오치노즐(25)을 통하는 염화은, 미연의 농후 혼합기를 거의 포함하지 않고 그위에 앞서 플러그실(23)에서 주연소실(M)내에 전파한 화염을 뒤쫓는 것처럼 주연소실(M)내에 분출하므로, 주연소실(M)의 혼합기의 연소는 교란을 발생시키지 않는 거침없는 연소가되어, 주연소실(M)내의 연소의 교란에 기인하는 연소음의 발생이 대폭으로 저감되고, 또 토킹의 발생도 억제된다.
제3-5도에는 본 발명의 제2의 실시예가 표시된다. 이 실시예에서는, 주연소실(M)의 형상 및 주토오치노즐(25) 및 부노즐(26)의 방위 및 수에 있어서, 상기 제1실시예와 상이하며, 이 제2실시예에서는 주연소실(M)을 한층더 소형화 할 수 있다.
이하에 그 구체적인 구조에 대하여 설명하면, 피스톤(5)의 상면 중앙부에는 횡단면이 장원형이고 또한 종단면이 원호상의 피스톤측 요부(凹部)(271)와 그 주위에 평단부(272)가 형성되고, 한편 실린더헤드(2)의 하면에는 상기 피스톤측요부(271)와 대면하는 종단면이 원호상의 헤드측요부(61)와, 상기 평단부(272)에 대면하는 평단부(62)가 형성되고, 상기 피스톤(5)의 요부(271)와 평단부(272) 및 실린더헤드(2)의 요부(61)와 평단부(62)로 주연소실(M)이 형성되고, 제1도에 표시한 바와같이 피스톤(5)이 상사점(上死點) 혹은 그근방에 있을때 그들 2개의 요부(61),(271)에 의하여 횡단면이 대략 장원형 또는 종단면이 방수형의 주연소실(M)의 주체부가 형성되고, 다시 서로 대면하는 평단부(62),(272)로 좁은 공간(29)이 형성된다.
실린더헤드(2)의 주연소실(M)과 부연소실(A)과를 격리하는 격벽에는 상단이 상기 플러그실(23)을 통하여 부연소실(A) 내저부에 연통하고, 하단이 주연소실(M)에 연통하는 2개의 주토오치노즐(25)이 천설되고, 그들 2개의 주토오치노즐(25)의 주연소실(M)측 단부는 주흡기밸브(10)와 배기밸브(14)의 바로 아래에 개구되고, 또 2개의 주토오치노즐(25)은 상방으로 올라감에 따라 점차 접근해서 그 부연소실(A)측 단부가 그부연소실(A)과 플러그실(23)에 걸쳐서 개구된다.
주토오치노즐(25)의 축선 ℓ2-ℓ2는 점화플러그(P)의 축선 ℓ3-ℓ3의 상방으로 지향된다.
그리고 점화플러그(P)의 전극(24)은, 주 토오치노즐(25)의 부연소실(A)측 개구만의 투영면적에서 벗어난 위치에 있다.
주토오치노즐(25)은 플러그실(23)측의 직선부(25a)와, 주연소실(M)측을 향해서 넓게 연장되는 테이퍼부(25b)로 되어있고, 그들 직선부(25a)와 테이퍼부(25b)의 경 계부(25c)는 부연소실(A)측으로 치우쳐 있다.
전기 2개의 주토오치노즐(25)에서는 각기 1개의 부노즐(26)이 분기되어 있으며, 그들의 부노즐(26)의 하단은 상기 좁은 공간(29)에 개구된다.
부노즐(26)은 주토오치노즐(25)보다도 작은 직경으로 형성되고, 그들의 부노즐(26)의 분기부는 전기 직선부(25a)와 테이퍼부(25b)의 경계부(25c) 부근에 있다.
그런데 이 제2실시예에서는 피스톤(5)의 상면중앙부와 실린더헤드(2)의 상면중앙부로 형성되는 주연소실(M)의 주된 연소부분의 용적이 현저하게 소형화 됨과 동시에 2개의 주토오치노즐(25)에서의 화염은, 각각 주연소실(M)의 주흡기밸브입구(7)와 배기밸브입구(12)의 하방에 향해서 분출하여 재빠르게 그 실(M)내의 희박 혼합기를 연소시킬 수가 있다.
그리고 전기 주연소실(M)과 주토오치노즐(25)의 방위와 수에 의하여 화염전파거리를 단축하고, 다시 전기 제1실시예와 같이 부노즐(26)의 존재에 의하여 다른 노킹의 억제요인인, 혼합기의 온도, 압력이 저하되어서 상승적으로 노킹이 억제된다.
그리고 이 제2실시예에서는 주토오치노즐(25)의 부연소실(A)측 개구단의 투영면적이 점화플러그(P)의 전극(24)에서 벗어난 위치에 있으므로, 기관의 압축행정에서 주연소실(M)에서 주토오치노즐(25)에 유입하는 기압희박 혼합기에 의하여 적극(24)의 주위에 형성되는 화염핵(核)이 꺼질 염려가 없다.
제8,9도에는 본 발명의 제3실시예가 표시된다. 이 제3실시예는 상기 제2실시예에 있어서 2개의 주토오치노즐(25)의 방위가 약간 상위하다.
즉, 주토오치노즐(25)의 부연소실(A)측 개구단이 점화플러그(P)의 전극(24)측을 향하여 있고, 그 전극(24)이 주토오치노즐(25)의 부연소실(A)측 개구단의 투영면내에 위치하고 있다.
이 제3실시예에서는 피스톤(5)의 상승하는 압축행정에서 주연소실(M)내의 가압희박혼합기의 일부는 주토오치노즐(25)을 통하여 부연소실(A)내로 분출하는데 그때 그 혼합기는 점화플러그(P)의 전극(24)을 다소나마 냉각시키고 또 청소할수가 있다.
제10도에는 본 발명의 제4실시예가 표시된다.
이 제4실시예는 실린더헤드(2)에 형성되는 요부(61)과 피스톤(5)으로 형성되는 소형화된 주연소실(M)을 중앙이 진폭한 부분(28),(28')을 갖는 횡단면 누에고치모양으로 형성한 것으로 그 길이 방향의 한쪽의 반부에 주흡기변(10)이 또 다른쪽의 반부에 배기밸브(14)가 배치된다.
주 토오치노즐(25)은 1개로 되어있고 그 주연소실(M)측 개구단은 횡단면이 누에고치모양 연소실(M)의 길이방향의 중앙이고, 또 상기 주흡기밸브(10), 배기밸브(14)의 중간부전방으로 개구된다.
또 주토오치노즐(25)에서는 3개의 부노즐(26)이 분기되고 그것들은 주연소실(M)의 주변부에 개구된다.
제11도에는 본 발명의 제5실시예가 표시된다.
이 제5실시예는 전기 제4실예에 있어서 주토오치노즐(25), 부노즐(26)의 수 및방위를 약간 변경한 것으로서 2개의 주토오치노즐(25)이, 횡단면이 누에고치모양의 주열소실(M)의 길이방향 양측에 주흡기벨브(10)및 배기밸브(14)의 바로 아래를 향해서 개구하고, 또 이 주토오치노즐(25)에서는 각각 1개의 부노즐(26)이 분기되어 그것들은 주열소실(M)의 주변부에 개구된다.
이상의 실시예에서는 주연소실(M)에 희박 혼합기를 공급하는 경우를 설명하였으나, 주연소설(M)에는 통상의 가솔린 내연기관에 공급되는 혼합기의 공연비와 같은 정도의 공연비의 혼합기를 공급하록 도하여도 좋다.
이상의 실시예에 의하여 분명한 바와같이 본 발명에 의하면 주연소실과 부연소실과를 주토오치노즐로 연통하고, 그 주토오치노즐에서 부노즐을 분기하고, 이 부노즐을 주연소실에 연통하였으므로 부연소실내의 농후 혼합기의 착화에 의하여 얻을수 있는 연소화염은, 에젝터효과에 의하여 부노즐내의 압력을 강하시키고, 또 주연소실내의 혼합기의 연소에 의한 주연소실내의 압력상승에 의하여 부노즐의 주연소실측 개구단근방의 미연혼합기를 주토오치노즐내로 흡입 환류시킬 수가 있고, 따라서 주연소실내의 압력, 온도의 저하를 달성할 수가 있고, 노킹을 효과적으로 억제하고, 그결과 압축비를 높이는 것이 가능하게 되어 출력성능의 대폭적인 향상을 도모할 수가 있고, 전체로서 HC, CO, NOx 등의 유해성분의 발생을 저감하고, 연료소비율을 향상시키고, 그위에 고출력을 얻을 수 있는 고성능의 토오치점확식 가솔린 내연기관을 얻을 수 있다.
그리고, 주토오치노즐의 부연소실측 개구단근방에 플러그의 전극을 배치하였으므로 미연의 농후 혼합기를 거의 함유하지 않은 연소화염을, 이미 주연소실내로 전파한 화염을 뒤따라가도록 분출시킬 수가 있고, 주연소실에서는 교란이 없고 거침없이 혼합기의 연소를 가능케하여 연소음의 발생을 대폭적으로 저감할 수가있다.
또 본 발명에 의하면, 횡단면이 대략 장원형의 피스톤측 중앙부에 형성한 요부와, 그 요부에 대응하는 동일하게 횡단면이 대략 장원형의 실린더 헤드축의 중앙부에 형성한 요부에 의하여 주연소실의 주체부를 구성하여, 주연소실의 주된 연소부분을 극히 소형적으로 형성하고, 그위에 그 횡단면이 대략 장원형의 주연소실의 장축방향에 따라서 주흡기밸브와 배기밸브를 배치하였으므로 주연소실의 압력, 온도의 저하, 연소시간의 단축, 화염전파거리의 단축이란 노킹억제요인을 만족시킬수가 있고, 압축비를 더욱 높일수가 있고 한층 더 출력과 연료소비율의 향상을 도모할 수가 있다.
더우기, 본 발명에 의하면 주연소실과 부연소실틀 주토오치노즐로서 연동하고, 횡단면이 대략 장원형의 피스톤측 중앙부에 형성한 요부와, 그 요부에 대응하는 동일하게 횡단면이 장원형의 실린더헤드측의 중앙부에 형성한 요부에 의하여 주연소실의 주체부를 구성하고, 주연소실의 주된 연소부분을 극히 소량으로 형성하고, 그위에 그 횡단면이 거의 장원형의 주연소실의 장축방향에 따라서 주흡기밸브와 배기밸브를 배치하였으므로, 연소시간의 단축, 화염전파 거리의 단축이란 노킹억제요인을 만족시킬 수가 있고, 압축비를 더욱 높일 수가 있고, 더한층 출력과 연료소비율의 향상을 도모할 수가 있다.
또 본 발명에 의하면, 부연소실의 저부에 이 실에연 통하여 플러그실을 설치하고, 주토오치노즐의 부연소실측 개구단에 근접하여 상기 플러그 실내에 점화플러그의 전극을 배치하였으므로 미연의 농후혼합기를 거의 함유하지 않은 연소화염을 이미 주연소실내에 전파한 화염을 뒤쫓도록 분출시킬 수가 있고, 주연소실내에서는 교란이 없고 거침없는 희박혼합기의 연소를 연소를 가능케하여 연소음의 발생을 대폭으로 저감할 수가 있다.
다시 본 발명에 의하면, 주연소실과 부연소실을 연통하는 주토오치노즐에서 부노즐을 분기하고, 이 부노즐을 주연소실에 연통하였으므로, 부연소실내의 농후 혼합기의 착화에 의하여 얻을 수 있는 연소화염은 에젝터효과에 의하여 부노즐내의 압력을 강하시키고, 또 주연소실내의 혼합기의 연소에 의한 주연소실내의 압력상승에 의하여 부노즐의 주연소실 측 개구단근방의 미연소혼합기를 주토요치노즐내로 흡입환류시킬 수있고, 따라서 연소시간의 단축, 화염전파 거리의 단축외에, 주연소실내의 압력, 온도의 저하를 달성할 수가 있고, 노킹을 더한층 효과적으로 억제하여 압축비를 높이는 일이 가능하여 출력성능의 대폭적인 향상을 도모할 수 있다.

Claims (29)

  1. 실린더내에 설치되는 피스톤의 상면과 실린더 헤드하면에 형성되는 요부로된 주연소실과 그 주연소실(M)에 혼합기를 공급하는 수단과, 실린더 헤드내에 주연소실과 격벽을 사이에 두고 형성되는 부연소실과 그 부연소실(A)에 혼합기를 공급하는 수단과 주연소실의 요부 한쪽에 개구되는 주흡기밸브 및 배기밸브에 의하여 각각 개폐되는 주흡기밸브 입구 및 배기밸브 입구와 격벽에 천설되어 주ㆍ부연소실을 연통하는 주토오치노즐과 이 주토오치노즐에서 분기되어, 주연소실에 개구하는 부노즐과 실린더헤드에 나착된 점화플러그로된 토오치점화식 가솔린 내연기관에 있어서, 상기 토오치플러그(P)의 전극(24)을 주토오치노즐(25)의 부연소실(A)측 개구단 근방에 배치한 것을 특징으로 하는 토오치 점화식 가솔린 내연기관.
  2. 제1항에 있어서, 상기 주토오치노즐(25)과 부연소실(A)의 저부와의 연통부에 팽출되는 플러그실(23)에 점화플러그(P)의 전극(24)을 배치하여서된 토오치 점화식 가솔린 내연기관.
  3. 제1항이 있어서, 상기 주토오치노즐(25)의 부연소실(A)측 개구단은 플러그실(23)과 통연하여서 된 토오치 점화식 가솔린 내연기관.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 주토오치노즐(25)의 부연소실(A)축 개구단은 그 실(A)의 구면상 저면의 접선방향으로 개구하고, 주연소실(M)축 단부를 주흡기밸브입구(7)와 배기밸브입구(12)로 대향하는 축의 요부(6)에 개구하고, 부연소실(A)에 연통하는 직선부(25a)와, 그 직선부(25a)에서 주연소실(M)로 향해서 넓게 연장되고, 이 주연소실(M)에 연통하는 데이퍼부(25b)로된 토오치 점화식 가솔린 내연기관.
  5. 제1항에 있어서, 상기 부노즐(26)은 주토오치노즐(25)보다도 작은 직경으로 형성되어서, 이 노즐(25)의 직선부(25a)와 테이퍼부(25b)의 경계부(25c) 근방에 대략 직각으로 분기되고, 그 타단을 주연소실(M)의 주토오치 노즐(25)의 개구축상벽면의 실린더(4) 벽근방에 개구하여서 된 토오치 점화식 가솔린 내연과관.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 주연소실(M)과 부연소실(A)를 연통하는 1개의 주토오치 노즐(25)은 주연소실(M)축 개구단을 이 실(M)의 중앙부로 지향시키고, 각 밑단이 주연소실(M)이 연통하는 복수개의 부노즐(26)을 방사상으로 분기시켜서 된 토오치 점화식 가솔린 내연기관.
  7. 제1항 또는 제4항에 있어서, 상기 주연소실(M)과 부연소실(A)을 연통하는 2개의 주토오치 노즐(25)은 일단은 긱각 독립하여 부연소실(A)에 연통시켜, 타단의 한쪽은 주흡기밸브(10)의 하방에 다른쪽은 배기밸브(14)의 하방으르 지향시켜서 각각 주연소실(M)에 연통시키고 각각 1개의 부노즐(26)을 분기시켜서 된 토오치 점화식 가솔린 내연기관.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 점화플러그(P)의 전극(24)을 주토오치 노즐(25)의 부연소실(A)축 개구단의 투영면의에 위치시켜서 된 토오치 점화식 가솔린 내연기관.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 점화플러그(P)의 전극(24)을 주토오치 노즐(25)의 부연소실(A)축 개구단의 투영면내에 위치시켜서 된 토오치 점화식 가솔린 내연기관.
  10. 제1항에 있어서, 상기 주연소실(M)에 혼합기를 공급하는 수단은 주기화기(9)인 토오치 점화식 가솔린 내연기관.
  11. 제1항에 있어서, 상기 부연소실(A)에 혼합기를 공급하는 수단은 부기화기(17)인 토오치 점화식 가솔린 내연기관.
  12. 실린더내에 접합되는 피스톤의 상면과 실린더 헤드하면에 형성되는 요부로된 주연소실과 그 주연소실에 혼합기를 공급하는 주기화기와 실린더헤드내에 전기 주연소실과 격벽을 사이에 두고 형성되는 부연소실과 그 부연소실에 혼합기를 공급하는 부기화기와, 실린더헤드 하면에 개구되는 주흡기 밸브입구 및 배기밸브입구와, 주흡기밸브입구 및 화배밸브입구를 개폐하는 주흡기밸브 및 배기밸브와 격벽에 천설되어 한쪽을부연소실에 연통되며, 또 한쪽을 주연소실에 연통되는 주오치노즐과 이 주토오치노즐에서 분기되어, 주연소실에 개구하는 부노즐과 실린더헤드에 나착되는 점화플러그로된 토오치 점화식 가솔린 내연기관에 있어서, 상기 주연소실(M)을 피스톤(5)의 상면중앙부에 형성되고, 횡단면이 대략 장원형상의 피스톤 축 요부(271)와 실린더헤드(2)의 하면중앙부에 형성되어 요부(271)에 대용하는 횡단면이 대략 장원형상의 헤드축요부(61)로서 형성되어 주흡기밸브입구(7) 및 배기밸브입구(12)를 헤드축요부(61)의 한쪽에 그 장축방향을 따라 개구하고 점화플러그(P)의 전극(24)을 주토오치노즐(25)의 부연소실(A)측 개구단 근방에 배치한 것을 특징으로 하는 토오치 점화식 가솔린 내연기관.
  13. 제11항에 있어서, 상기 주연소실(M)은 그 장축방향에 따라 실린더헤드(2)의 일측에 개구하는 주흡기밸브입구(7)와 배기밸브입구(12)의 장축방향에 잘룩한 부분(28)을 가진 토오치 점화식 가솔린 내연기관.
  14. 제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 부노즐(26)의 주연소실(M)측 개구단은 피스톤(5)과 실린더헤드(2)로서 형성되는 좁은 공간(29)에 개구하여서된 토오치 점화식 가솔린 내연기관.
  15. 실린더에 접합하는 피스톤의 상면과 실린더헤드 하면에 형성되는 요부로 된 주연소실과, 실린더 헤드내에 주연소실과 격벽으로 떨어져서 형성되는 부연소실과 주연소실 및 부연소실에 혼합기를 공급하는 주기화기와 실린린더헤드의 하면에 개구되는 주흡기밸브입구 및 배기밸브입구와 주흡기밸브입구 및 배기밸브구를 각각 개폐하는 주흡기밸브 및 배기밸브와, 격벽에 천설되어 한쪽을 부연소실에, 또 한쪽을 주연소실에 연통되는 주토오치노즐과, 부연소실에 부착하게한 점화플러그로 된 토오치 점화식 가솔린 내연기관에 있어서, 상기 피스톤(5)의 상면의 중앙부에 횡단면 장원형상의 요부(271)를, 그 주위에 평단부(272)를 형성함과 동시에, 실린더헤드(2)의 하면에 요부(271)에 대면하여 동일한 횡단면 장원형상의 요부(61)와 평단부(272)에 평행한 평단부(62)를 형성하고, 주흡기밸브입구(72) 및 배기밸브입구(12)를 헤요드측부(61)의 한쪽에 그 장축 방향에 따라 개구한 것을 특징으로 하는 토오치 점화식 가솔린 내연기관.
  16. 제14항에 있어서, 상기 헤드측요부(61) 및 피스톤측 요부(271)는 그것들의 횡단면의 장축방향중앙부에 형성한 잘룩한 부분(28),(28')의 양측의 헤드측 요부(61)에 주흡기밸브입구(7)와 배기밸브입기(12)를 배설하여서 된 토오치 점화식 가솔린 내연기관.
  17. 제14항 또는 제15항에 있어서, 상기 주토오치 노즐(25)과 부연소실(A)의 저부와의 연통부에 팽출 형성한 플러그실(23)에 점화플러그(P)의 전극(24)을 배치하여서된 토오치 점화식 가솔린 내연기관.
  18. 제14항에 있어서, 상기 주토오치노즐(25)의 부연소실(A)측 개구단은 플러그실(23)에 연통하여서 된 토오치 점화식 가솔린 내연기관.
  19. 제14항에 있어서, 상기 주토오치노즐(25)은 부연소실(A)측 단부를 이 실(A)의 구면상 지면의 접선방향으로 개구하고, 주연소실(M)측 단부를 흡기밸브입구(7)와 배기밸브입구(12)에 대향하는 측의 헤드측요부(61)에 개구하고, 부연소실(A)이 연통하는 직선부(25a)와 그 직선부(25a)에서 주연소실(M)을 향해서 넓게 연장되어 있는 이 주연소실(M)을 연통하는 태이퍼부(25b)로 형성된 토오치 점화식 가솔린 내연기관.
  20. 제14항에 있어서, 상기 주연소실(M)과 부연소실(A)을 연통하는 1개의 주토오치노즐(25)은 그 주연소실(M)측 개구단을 이 실(M)의 중앙부에 지향시켜서된 토오치 점화식 가솔린 내연기관.
  21. 제14항 또는 제19항에 있어서, 상기 주연소실(M)과 부연소실(A)를 연통하는 복수개의 주토오치노즐(25)은 일단은 각각 독립하여 부연소실(A)에 연통시키고, 타단의 어느 한쪽은 주흡기밸브(10)의 하방에, 그 타방은 배기밸브(14)의 하방에 각각 지향시켜서 주연소실(M)에 연통하여서 된 토오치 점화식 가솔린 내연기관.
  22. 실린더에 접합하는 피스톤의 상면과, 실린더 헤드하면에 형성되는 요부로된 주연소실과, 실린더헤드내에 주연소실과 격벽을 사이에 두고 형성되는 부연소실과 실린더 헤드하면에 개구되는 주흡기밸브구 및 배기밸브구와, 주흡기밸브구, 및 배기밸브구를 각각 개폐하는 주흡기밸브 및 배기밸브와, 격벽에 천설되어 한쪽을 부연소실에 연통되며, 또 한쪽을 주연소실에 연통되는 주토오치노즐과, 부연소실의 저부에, 이 실에 연통하여 설치되는 플러그실과, 실린더헤드에 장착되는 점화플러그로 된 토오치 점화식 가솔린 내연기관에 있어서, 상기 피스톤(5)의 상면의 중앙부에 횡단면이 장원형상의 요부(271)를, 그 주위에 평탄부(272)를 형성함과 동시에, 실린더헤드(2)의 하면에 요부(271)에 대면하여 동일하게 횡단면이 장원형상의 요부(61)와 평탄부(272)와 평행한 평탄부(62)를 형성하고, 주흡기밸브입구(7) 및 배기밸브입구(12)를 헤드측 요부(61)의 한쪽에 그 장축방향에 따라 개구하고, 토오치노즐(25)의 한쪽을 부연소실(A)의 저부에 연통하여, 점화플러그(7)의 전극(24)을 주토오치노즐(25)의 부연소실(A)측 개구쪽에 근접하여 플러그실(23)내에 설치한 것을 특징으로 하는 토오치 점화식 가솔린 내연기관.
  23. 21항에 있어서, 상기 점화플러그(P)의 전극(24)을 주토오치노즐(25)의 부연소실(A)측 개구단의 투영면외에 위치시켜서 된 토오치 점화식 가솔린 내연기관.
  24. 제21항에 있어서, 상기 점화플러그(P)의 전극(24)을 주토오치노즐(25)의 부연소실(A)측 개구단에 투영면내에 위치시켜서 된 토오치 점화식 가솔린 내연기관.
  25. 실린더에 접합하는 피스톤의 상면과 실린더헤드하면에 형성하는 요부를 된 주연소실과, 실린더헤드내에 주연소실과 격벽을 사이에 두고 형성되는 부연소실과 전기 실린더헤드의 하면에 개구되는 주흡기밸브구 및 배기밸브구와 주흡기밸브구 및 배기밸브를 각각 개폐하는 주흡기밸브 및 배기밸브를, 격벽에 천설되어 한쪽을 부연소실에 연통되며 또 한쪽을 주연소실에 연통되는 주토오치노즐과 이 주토오노즐에서 분기되어,주연소실에 개구하는 부노즐과 부연소실에 부착시킨 점화플러그로 된, 토오치 점화식 가솔린 내연기관에 있어서 상기 피스톤(5)의 상면의 중앙부에 횡단면 장원형상의 요부(271)를 그 주위에 평탄부(272)를 형성함과 동시에, 실린더헤드(2)의 하면에 요부(271)에 대면하여 동일하게 횡단면이 장원형상의 요부(61)와 평탄부(272)와 평행한 평탄부(62)를 형성하고 주흡기밸브입구(7) 및 배기밸브입구(12)를 헤드측 요부(61)의 한쪽에 그 장축방향에 따라 개구하여, 주토오치노즐(25)의 한쪽을 부연소실(A)의 저부에 연통한 것을 특징으로 하는 토오치 점화식 가솔린 내연기관.
  26. 제24항에 있어서, 상기 부노즐(26)은 주토오오치노즐(25)보다도 작은 직경으로 형성되고, 주토오치노즐(25)의 축선방향의 중간점에서 부연소실(A) 가까이에 두고, 그 축선방향에서 대략 직각으로 분기되고 그 타단을 실린더헤드(2) 하면과 피스톤(5)의 상면의 대향 평탄부(272),(62)로 형성되는 실린더(4) 벽근방의 좁은 공간(29)에 개구하여서 된 토오치 점화식 가솔린 내연기관.
  27. 제24항 또는 제25항에 있어서, 상기 주연소실(M)과 부연소실(A)을 연통하는 1개의 주토오치노즐(25)은 주연소실(M)축 개구단을 이 실(M)의 중앙부로 지향시키고, 각 일단을 주연소실(M)을 연통한 복수개의 부노즐(26)을 방사상으로 분기하여서 된 토오치 점화식 가솔린 내연기관.
  28. 제24항 또는 제25항에 있어서, 상기 주연소실(M)과 부연소실(A)을 연통하여 복수개의 주토오치노즐(25)은 일단을 각각 독립하여 부연소실(
    Figure kpo00001
    )에 연통시키고, 타단의 어느 한쪽을 주흡기밸브(10)의 하방에 다른 쪽을 배기밸브(14)의 하방으로 각기 지향시키고 각각 1개의 부노즐(26)을 분기하여서 된 토오치 절화식 가솔린 내연기관.
  29. 실린더에 접함하는 피스톤의 상면과 실린더 헤드하면에 형성되는 요부로된 주연소실과 실린더헤드내에 주연소실과 격벽을 사이에 두고 형성되는 부연소실과, 주연소실에 이론공연비보다 희박한 혼합기를 공급하는 주기화기와, 부연소실에 이론 공연비보다 농후한 혼합기를 공급하는 부기화기와 실린더헤드의 하면에 개구하되는 주흡기밸브입구 및 배기밸브입구와 ; 주흡기밸브입구 및 배기밸브입구를 각각 개폐하는 주흡기밸브 및 배기밸브와 ; 부연소실에 개구되는 부흡기밸브입구와 이 부흡기밸브입구를 개폐하는 부흡기밸브와 ; 격벽에 천설되어 한쪽을 부연소실에 또 한쪽을 주연소실에 연통되는 주토오치노즐과, 부연소실에 부착시킨 점화플러그로 된, 토오치 점화식 가솔린 내연기관에 있어서, 상기 피스톤(5)의 상면의 중앙부에 횡단면이 장원형상의 요부(271)를 그 주위에 평탄부(272)를 형성함과 동시에 실린더헤드(2)의 하면이 요부(271)에 대면하여 동일하게 횡단면장원형상(61)과 평탄부(272)와 평행한 평탄부(62)를 형성하여, 주흡기밸브구(7) 및 배기밸브구(12)를 헤드측요부(61)의 한쪽에 그장축방향에 따라 개구한 것을 특징으로 하는 토오치 점화식 가솔린 내연기관.
KR8203265A 1981-07-23 1982-07-21 토오치 점화식 가솔린 연기관 KR870000253B1 (ko)

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JP56115542A JPS5818514A (ja) 1981-07-23 1981-07-23 ト−チ点火式ガソリン内燃機関
JP56-120828 1981-08-01
JP56120828A JPS5823217A (ja) 1981-08-01 1981-08-01 ト−チ点火式ガソリン内燃機関

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