KR920006541B1 - 공기압식 내연기관의 불꽃 점화 장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

공기압식 내연기관의 불꽃 점화 장치

제1도는 본 발명에 따른 불꽃 점화 장치에 대한 수직 절단면도의 일부.

제2도는 제1도의 II-II선으로 절단한 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 피스톤 2 : 실린더 헤드

3 : 연소실 4 : 연소 공기의 회전 방향

5, 6 : 곡선부 7 : 연소실 바닥

8 : 노즐 9 : 제트

11 : 점화장치 12 : 연소공기의 회전방향

13 : 중심 전극 D_B: 연소실의 최대직경

DK : 피스톤 직경 T_B: 연소실 깊이

본 발명은 제트 침적 방법으로 연료를 직접 분사시키는 공기 압축식 내연 기관의 불꽃 점화 장치에 관한 것으로서, 유입된 공기에 주입된 연료제트의 방향으로 회전 운동이 부여됨으로서 피스톤에 형성되어 있는 회전체형 연소실 벽의 연료 대부분이 공기와 함께 혼합되어 증기 상태로 연소실 벽에서 점점 제거되고, 연소실 가장자리 근방의 실린더 헤드에 분사 노즐이 위치하여 있으며, 분사노즐 반대쪽에 위치한 점화 장치는 연소실의 피스톤 상단 사점(死點)으로 침투되어 있는 불꽃 점화 장치에 관한 것이다.

이러한 종류의 내연 기관은 독일연방공화국 특허 제1,576,020호에 발표되어 있다. 주로 연소실벽에 연료가 침적됨으로서 혼합물의 형성이 일어나는 내연 기관의 경우에는 연소실 내의 공기 운동이 두가지 의미를 갖는다. 첫째, 공기의 운동이 효과적이고 신속하게 연소실 벽에 침적된 연료를 제거시켜 주어야 하머, 둘째, 제거시킨후 연료와 공기를 혼합시켜 줄 수 있어야 한다.

두가지 현상에 의한 공기의 운동이 야기된다. 흡입 행정중에 시작되는 연소실의 길이축을 중심으로 한 연소를 위한 공기의 회전과 압축 행정중에 공기가 연소실로 흐름에 따라 야기되는 스퀴시(squish)흐름이 그것이다. 분명히 연소실벽에 분사된 연료를 제거시키기 위해서는 연소실의 축을 중심으로 대칭인 공기흐름이 적합하다. 이러한 흐름은 연소 과정이나 팽창에 의한 가스의 움직임에 의해 중지되지 않기 때문에 공기 운동의 높은 속도와 오랜 지속 시간을 보장할 수가 있다. 반면에 스퀴시 흐름이 너무 강렬하면 그 효과는 불리한 것으로 나타났다. 피스톤이 상부 사점에 도달하게 됨에 따라 스퀴시 흐름의 속도 즉 연소실 벽 근방에서 연소실 구멍을 향한 소용돌이 성분 흐름이 피스톤의 연소실로 공급되는 장입물의 운동에 의해 가속되는 단순한 회오리 흐름의 속도 즉 수평면에 있어서의 접속 성분보다 더 급속히 가속되는 경향이 있기 때문에 결과적으로 벽근방에서 그 흐름의 방향은 피스톤 행정에 대해 더 폭넓게 변화하는 경향이 있다. 불꽃 점화식 내연 기관의 경우에는 시간은 물론 착화에 대해서도 불꽃 연락과 혼합물 공급이 일치되어야 할 필요가 있기 때문에, 점화한계내에서 불꽃 연락의 불꽃 간극에 있어 연료증기의 농도를 유지시키는 문제 만큼이나 심각한 문제를 노출시키게 된다. 분사노즐과 점화 장치가 서로 반대쪽에 위치하게 되면 전극을 연소실 내부로 비교적 깊숙히 침투시켜 가장 양호한 혼합물이 존재하는 지점에서 불꽃이 일어나게 할 필요성을 느끼게 된다. 또한 전극이 있는 연소실 벽에 보(weir)를 설치하거나 유입홈에 의해 연료 피막을 흐르도록 함으로서 전극부근에 일정량의 연료가 집적 되도록 하겠다는 제안도 있었다.

연소실 벽의 적도에 인접한 지역의 피막으로부터 연료의 증발을 유지시켜주는 회오리 흐름의 선회운동에 의해 실제로 전극의 불꽃 간극을 바로 이부분에 위치하도록 할 필요가 있다. 지금까지 사용된 넓은 구형의 연소실인 경우에 기관의 설계에 따라 전극의 길이는 20 내지 25㎜사이를 취하게 된다.

그러나 이러한 전극의 길이는 전극의 신뢰성과 그 수명에 있어서 심각한 단점을 내재하고 있다. 무엇보다도 유체흐름에 의한 일시적인 열응력과 진동에 의해 전극이 깨어질 위험이 있고 피스톤 크라운과 실린더헤드 사이의 좁은 간격에 의해 작업면에 손상를 입히게 되고 긍극적으로 기관을 파괴하기까지 한다. 전극의 길이에 의해 일어나는 다른 단점은 온도의 영향에 다른 변형이 일어날 수 있어 높은 압축에 요구되는 0.1내지 0.5㎜의 좁은 전극 간격을 유지시키기가 불가능하게 된다. 긴 전극의 표면에 대한 단면적의 바람직하지 못한 비율과 혼합물 공급의 불확실성(흐름의 변화)에 따라 요구되는 비교적 높은 점화에너지에 의해 불필요하게 차량의 사용 간격을 단축시켜야 하는 높은 연소률이 일어나게 된다.

또한 연소실벽에 보(weir)나 또는 유입홈을 설치하는 것은 부차적인 기계 가공을 수반하기 때문에 피스톤의 제작 비용이 증대되는 단점이 있다. 더구나 연료에 포함된 오염물질이 연소실벽에 석출 및 침적되어그 두께가 점점 커지게 됨으로서 확실한 점화가 더이상 보장되지 않을 정도로 보나 유입홈의 형태가 변화하기 때문에 장시간동안 완벽하게 점화된 연료를 사용한다고 하더라도 그 효과가 제한을 받거나 무효가 되어버린다.

실제로 내부효율과 배기가스의 성질에 대하여 필요하고 선택된 16 내지 18에 달하는 높은 압출율과 비교적 작은 연소실의 직경에 비추어 볼때 밸브때문에 점화플러그는 실린더 중심에서 일정거리만큼 치우쳐 위치해야 하고 반면에 층상장입은 전극이 연소실의 원주상에 설치되는 것을 요구하기 때문에 초기의 종전기술에서와 같이 점화플러그는 일반적으로 편심되어 배열되어 있다. 비교적 작은 연소실 직경과 연소실을 점화플러그에 가깝도록 하기 위해서는 특히 긴 노즐 유입부를 필요로 하게 되어 공기회전과의 간섭이 불가피하게 되므로서 결과적으로 점화의 어려움이 야기된다.

비교적 작은 연소실 직경 또는 보다 정확히 말해서 연소실 개구의 직경이 비교적 작음으로서 흡열부로서 작용하는 피스톤 아래까지 비교적 긴 흐름 경로와 함께 일어나는 현저한 스퀴시흐름에 의해 연소실의 가장자리에 높은 열응력을 야기시키는 단점을 수반하게 된다. 또한 밸브 브리지도 스퀴시 흐름에 의해 높은 열에 노출되게 된다.

본 발명의 목적은 연소실 벽 부근에서 폭 넓게 변화하는 흐름을 동질화시키고, 점화 장치의 마모를 격감시키며, 연료 혼합물의 극히 확실한 점화와 최적 연소를 수행케 하여 설계상의 다른 복잡성이 없이 모든 작동 조건하에서 엔진의 성능을 양호하게 함으로서 상기한 결함과 악영향을 완화 또는 제거시키기 위한 것이다.

본 발명에 따르면 단면에서 볼때 연소실의 측벽은 두개의 곡선으로 형성되어 있고, 두 곡선은 서로 연결되어 있으며, 연소실의 작은 개구로부터 최대직경에까지 연장된 작은 곡률반경의 제1곡선과 연소실의 편평한 바닥까지 연장되어 있는 큰 곡률 반경의 제2곡선이 그것이고, 연실의 최대 직경은 피스톤 직경의 0.5내지 0.7배로서 피스톤 크라운에서 출발하여 연소실 깊이의 0.3 내지 0.4배에 해당하는 깊이에 위치하며, 연소실 측벽의 작은 곡률반경은 0.2 내지 0.3 T_B의 길이이고, 큰 곡률 반경은 0.5 내지 0.75 T_B의 길이이며, 연소실의 최대직경대 연소실 개구 직경의 비는 0.85 내지 0.95 사이이고, 연소실 개구의 높이는 0.1 내지 0.15 T_B사이의 범위이다.

본 발명에 따른 연소실의 형상으로 인해 다음 사실이 가능해진다. 연소실의 최대직경 부분의 현저항 곡률에 의해 지금까지 보다 어떤 특정부위에 연료 증기의 농축현상이 더욱 집중적으로 일어난다. 이 특정부위는 연소실개구 부근이다. 결과적으로 전극이 짧은 경우에도 점화성 혼합물의 만족스러운 공급이 보장된다. 따라서 지금까지 몇개의 봉전극으로 사용된 나사형 점화플러그가 극히 짧아짐으로서 피스톤의 사점으로부터의 침투 깊이도 12㎜ 이하로 할수 있으며 승용차용 오토(otto)사이클 기관에 사용된 것과 같이 고리모양의 전극으로 사용된 종래의 점화플러그도 사용될 수 있다. 글로우 플러그(glow plug)의 사용도 불가능하지는 않다.

연소실의 최대직경이 증가되고 연소실의 깊이에 비해 연소실개구의 직경이 증가됨으로서 나머지 피스톤크라운 면적 즉 스퀴시 흐름의 발생에 중요한 방사상의 경로가 감소된다. 따라서 벽근방의 흐름이 정상적으로 되는 것을 떠나서 스쿼시 흐름의 속도가 낮아지므로 피스톤 링의 면적이 짧아지고 밸브브리지의 그것도 낮아지므로 연소실의 열응력도 감소된다. 연소실의 직경이 커지게 됨으로서, 겸험상 피스톤 크라운과 실린더 헤드사이의 신선한 공기중 연소에 왑력하게 참가하지 못하는 비율이 줄어듬으로서 공기의 사용이 개선되는 장점도 있다. 결국 연소실이 커짐으로서 점화플러그 반대쪽 연소실 개구의 측면이 분사노즐에 보다 가깝게 되어 피스톤의 유입부가 짧아지거나 또는 제거된다.

연소실의 직경이 큰 부분에 연료증기/공기 혼합물의 농도가 높게 되므로서 그곳에 존재하는 불꽃 간극에 점화성 혼합물의 순조로운 공급이 용이하게 됨으로서 예를들어 불꽃 간극의 바로 직전에 액체 연료를 안내하는 유입홈을 사용할 필요성이 없어진다. 결과적으로 원주상의 적층장입이 개선됨으로서 연료 증기농도가 국부적으로 높게되어 이온화 에너지와 불꽃 지속에 비례하는 점화에너지가 줄어든다.

전술한 바와같이 연소실 개구로부터 연소실의 최대 직경까지의 거리가 짧음으로서 단지 짧은 전극이 필요하게 된다. 이러한 짧은 전극을 사용함으로서 그들이 온도가 낮은 위치에 있게 됨은 물론 공기 운동의 영향이 적어지므로 그 유효수명이 연장되는 장점이 있다. 또한 실린더의 온도와 압력 결국, 불꽃 전극이 열에 노출됨으로 인한 높은 연소율에 악영향을 끼치지 않고 압축률은 예를들어 본 예의 경우 18이상까지 상승시킬 수가 있다.

본 발명의 연소실은 특히 불꽃 점화기관의 경우에 바람직하다. 왜냐하면 불꽃점화를 필요로하는 연료(예를들면, 메타놀)는 다이젤연료에 비해 비등점이 낮고 그 비등 특성도 양호하지 못하기 때문이며, 결과적으로 혼합물의 형성속도에 관한 효과를 고려하면 직경이 대단히 작은 구형의 연소실에 비해 연소실의 직경이 최대인 부분에서의 공기 순환이 둔화되는 것은 보상된다. 그러나 디이젤 연료를 사용하는 기관에서도 본 발명에 따른 연소실을 설계함으로서 기존의 구형 연소실에 수반되는 분사 노즐을 위한 긴 유입 리세스와 높은 열응력을 방지할 수 있는 잇점이 있다.

본 발명을 더욱 발전시키면 연소실 바닥의 가운데 부분에 종래와 같은 방법으로 돔(dome)형 돌출부를 형성시킬 수도 있다. 결과적으로 편평한 연소실 바닥에 존재하는 공기가 벽에서부터 시작되는 연소에 더욱 접근하게 된다.

연소실의 얕은 깊이와 또는 보다 큰 직경 또는 연소실 개구의 직경이 큼으로 인해서 연료제트의 주입각도는 보다 작아야 한다. 실린더 축에 수직한 면에서 연료제트는 측에 수직한 면과 10 내지 15도의 각도를 이룬다. 연료 분사는 사점 암에서 거의 30°의 크랭크각도로 시작된다. 즉 분사초기에는 피스톤 크라운에 연료가 침적되지 않도록 하며, 피스톤의 사점위치에서 연소실 벽에 연료제트가 충돌하는 지점은 연소실의 하부에서 너무 낮지 않도록 다시말해서 연소실의 최대직경 아래쪽으로 너무 먼 거리에 충돌하지 않도록 한다. 피스톤의 사점에서 연소실벽에 연료가 충돌하는 지점은 피스톤 크라운 아랫쪽으로 연소실 깊이의 40 내지 60퍼센트에 해당하는 지점이 바람직하다.

공기회전 방향에서 알수 있는 바와같이, 기하학적인 연료제트는 연소실에 침투되어 있는 점화 장치 바로앞의 연소실벽에 충돌하게 된다. 양호한 점화성 혼합물을 얻기 위해서 또는 연료제트의 충돌 지점을 전극부분에 충분히 가깝게 하기 위해서는 연소실의 길이축에 수직한면에 투영된 연료제트의 충돌점과 점화장치의 중심이 이루는 부채꼴각도가 15 내지 45도를 이루는 것이 편리하다.

따라서, 본 발명의 배경, 그 작용 그리고 효과를 기술해 보면 다음과 같다.

점화 플러그는 밸브 때문에 실린더 중심에서 일정한 간격을 두고 배치하여야 하지만, 충부하 원리로 인하여 연소실 주변에 놓아야 하기 때문에, 점화 플러그를 연소실에 편심으로 배치하려면, 내측 효율과 폐기가스의 점에 있어서 필요하고, 실제로 실현되는 16 내지 18의 높은 압축율과 비교적 작은 연소실직경이 필요하였다.

비교적 작은 연소실 직경과 연소실의 점화 플러그 쪽으로의 변위는 상당히 긴 노즐을 필요로하고, 이는 회오리 흐름을 방해할뿐 아니라, 점화를 어렵게 한다.

비교적 작은 연소실 직경은 이로 인하여 발생하는 강한 스퀴시 흐름이 열을 감소시키고 피스톤 링까지의 비교적 긴 행정과 결부되어 연소실 가장자리에 높은 온도 부하를 초래한다는 또 다른 단점이 있다. 밸브 플랜지도 스쿼시 흐름으로 인하여 열을 받게 된다.

본 발명의 과제는 다음에 제기하는 작용상이 약점을 경감 또는 완전히 제거하는 것이다.

1) 유동방향, 2 : 유입관, 3 : 평행 절단면을 가진 긴 전극, 4) 높은 점화 에너지, 5) 긴 노즐, 6) 연소실벽 및 밸브 플랜지에 대한 높은 온도부하.

본 발명에 의하여 먼저 다수의 전극이 제공되어 있는 종래의 나사조임식 점화 플러그의 전극길이는 대폭적으로 단축시켜서 그 길이를 10㎜ 이하로 하거나, Rkw 오토 모터에 통상적으로 사용하는 점화 플러그를 고리모양 전극과 함께 사용하는 것을 제안하였다.

이러한 변경사항이 제기능을 발휘하게 하기 위한 전제는 종전에 최적한 것으로 보았던 연료분사의 위치를 약간 가파르게 변경하는 것이다. 회전수 및 하중범위 등에 있어서의 기능 보장에 관한 모든 요구 조건을 총족시키려면 이제까지의 시험대 작업만으로는 불충분하다. 이것은 연소실을 변경하는 동시에, 전술한 요건도 총족시켜야만 비로서 가능하다.

새로운 피스톤연소실은 다음의 3가지 요건을 충족시킨다.

1. 연료증기는 종래보다 더 강한 회오리흐름의 순환작용에 의하여 특정구역 내에 집중되어야 한다. 이 요건은 본 발명에 의하여 연소실벽을 직경이 가장 큰 부분에서 크게 구부러지게 하여 달성한다.

2. 연소실의 적도 영역내에 있는 이러한 구역은 여기로부터 점화능력이 있는 혼합물이 짧은 전극에 확실히 공급될 수 있을만큼 연소실 개구에 가깝게 있어야 한다.

3. 스퀴시 흐름을 상부 사점 근방에서 감속시키려면, 부분적으로나마 체적이 동일한 때에는 자외선 굴절을 더 크게 함으로써, 회전체로서 형성된 연소실의 가장 큰 직경이 연소실 깊이에 비하여 종래보더 더 큰값을 가져야 한다.

이러한 연소실은 토러스 조각들로 구성되어 있다. 이에 대하여 자체 점화연료용의 종래의 연소실은 구형으로 형성되어 있다. 그러나, 여기에서 필요한 적도직경을 가진 구형면이 너무 작은 곡률만을 가지며, 연소실 개구와의 작은 간격은 통상적인 혼합물형성 및 기화 과정에서 필요한 수축부의 순환작용을 실제적으로 없어지게 만든다.

본 발명의 또 다른 구성시에는 이미 공지된 바와같이, 연소실 속에 존재하는 공기를 그 벽에서 시작하는 연소에 더 근접시킬 수 있도록 연소실 바닥을 볼록하게 만들었다.

설명을 통하여 쉽게 알수 있고, 설명된 모터에서도 증명되는 바와같이, 전술한 형상에 의하여 앞에서 말한 모든 단점들이 경감 또는 제거되었다.

더욱이 상기 유동방향, 긴 노즐 및, 연소실 벽과 밸브 플랜지에 대한 높은 온도부하에 대하여는, 나머지의 피스톤 저면과 스퀴시 흐름을 형성하는데 중요한 방사상 행정길이가 연소실의 확대에 의하여 단축된다. 이에 결부되어 흐름이 벽 근방에서 진정되는 것 이외에, 스쿼시 흐름의 속도를 감소시킴으로서, 피스톤 링부분에 더가깝게 있게 되어 자연적으로 작아진 연소실 개구와 밸브 플랜지의 열부하도 감소된다.

연소실직경의 확대는 본 발명에 의하여 연소에 불충분 하게 협력하는 피스톤 저부와 실린더 헤드 사이의 신선한 공기의 비율이 작아지기 때문에 공기 이용도가 높아진다는 장점도 있다.

끝으로, 연소실의 확대에 의하여 점화 플러그와 대향하여 있는 연소실개구 측면이 노즐에 더 가까이 놓이게 되고, 이에 의하여 피스톤내의 노즐 슈 나우프를 짧게 하거나 빼버릴 수 있다.

유입관 및 긴전극에 대하여는, 증기와 공기의 혼합물이 연소실적도에 인접된 구역내로 집중됨으로써 그주변에 있는 불꽃 간극내에 점화성 혼합물이 지장없이 공급되고, 이는 불꽃간극 앞으로 액체연료를 안내하는 유입관의 사용이 필요없게 된다.

이에 의하여 달성되는 주변 총전성층의 개선은 이에 의하여 국소적인 연료증기 집중이 높아지고, 이것은 이온화 전압과 이와 유사한 이유로 점화 지속시간에 비례하기 때문에, 필요한 점화 에너지를 감소시킬 수있다.

높은 점화에너지에 대하여는, 연소실 적도와 연소실에 있는 연료증기/공기 혼합물이 연료실개구에서 비교적 가깝게 있기 때문에, 짧은 전극만이 필요하다. 이러한 방법으로 고리모양 전극이 달린 Pkw-점화 불꽃플러그에 의하여서도 지장없이 조작할 수 있다.

전술한 바와같이, 짧은 전극은 더 냉각된 상태로 머물러 있기 때문에 정지시간이 더 길다는 장점이 있다. 이러한 사실에 의하여, 이와 결부된 실린도내의 온도 및 압력수준과 점화플러그 전극의 발열로 인하여 과도하게 높은 배소율을 감소할 필요없이, 농축 비를 종래의 18이상으로 높일 수 있다.

디이젤연료로 운전하는데 필요한 연소실의 형태를 구형에서 벗어나게 한 것은 이물점화식 모터의 경우에는 매우 유리하다. 즉, 이물점화에 필요한 연료는 디이젤연료보다 비등점이나, 비등경과가 낮고, 매우 작은직경의 구형 연소실에 비하여 적도 근방에서의 회오리 흐름의 감속이 혼합물 형성의 속도에 대한 그 효과로 연소 및 소비상의 손실 없이 보상될 수 있다.

설명된 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

도면에서 알수 있는 바와같이 수축된 연소실 개구(3a)를 갖춘 연소실(3)은 피스톤(1)의 바닥(1a)의 중심에 위치해 있다. 액체 연료는 실린더 헤드(2)의 중심에서 벗어난 위치에 있는 노즐(8)를 통해 분사되며, 단 한개의 제트(9)로서 연소공기의 회전방행(12)으로 연소실에 분사된다. 분사시키는 타이밍은 작동 조건과 연료의 종류(비등점과 점화성)에 적합하게 선택한다. 피스톤이 상부 사점에 도달할때 연료제트가 연소실벽(4)에 충돌하는 지점은 연소실의 최대직경(9a) 아랫쪽이다. 분사노즐(8)의 연료방사점(8a)은 연소실 개구 가장자리 근방에 위치한다.

연료 방사구(8a)의 반대쪽 지점의 피스톤 크라운(1a) 또는 연소실 벽(4)에 피스톤(1)이 상부 사점에 위치하게 될때 실린더 헤드(2)에 배치되는 점화장치(11)가 침투하고 있는 리세스(10)가 형성되어 있다. 예를들어 점화장치는 몇개의 봉전극으로 구성되며, 본 예에서는 중심전극(13)과 중심전극 주위에 배치된 세개의 전극(14a, 14b, 14c)으로 구성되어 있다. 이러한 봉 전극 형태는 혼합비가 높은 때에도 고정 시간이 길고 이로 인하여 생기는 연소온도가 높은 장점이 있다. 따라서 이러한 고도의 혼합비는 효율을 증대시키게 된다. 그러나 점화 장치는 승용차의 오토사이클엔진에 일반적으로 사용되는 고리형 전극으로 된 점화플러그 형태를 취할 수도 있다. 글로우플러그도 사용할 수 있다.

본 발명에 따르면 연소실(3)의 측벽(4)은 서로 연결된 두개의 곡선(5,6)으로 형성되고, 수축된 연소실 개구(3a)에서 연소실의 최대직경(D_B)아랫쪽으로 뻗어있는 작은 곡률반경(R_l)의 제1곡선과 편평한 연소실 바닥으로 뻗어있는 큰 곡률 반경(R₂)의 제2곡선이며, 연소실 바닥(7)의 중심부에 돔(dome)형 돌출부를 형성시켜 줄수도 있다. 그 수평면에 곡선(5, 6)의 중심(5a, 6a)이 위치하여 있는 연소실의 최대직경은 피스톤직경(Dk)의 0.5 내지 0.7배이며, 피스톤 크라운(1a)에서 측정하여 연소실 깊이(T_B)의 0.3 내지 0.4배에 해당하는 깊이(t_D)에 위치한다. 연소실측벽(4)의 작은 곡률반경(R_l)은 0.2 내지 0.3 T_B이며, 큰 곡률(R₂)은 0.5 내지 0.75 T_B이다. 끝으로 수축된 연소실 개구(3a)의 직경(d_H)은 0.85 내지 0.95 D_B이고, 개구의 벽높이는 0.1 내지 0.15 T_B이다.

피스톤(1)의 상부 사점에서 연소실벽(4)에 연료제트(9)가 충돌하는 지점(9a)은 피스톤 크라운(1a)아랫쪽으로 연소실 깊이의 40 내지 60퍼센트의 거리(a)에 있다. 연소실 축(X)에 수직한 편상에 투영된 충돌지점은 점화장치(11)의 중심전극(13)의 중심부와 15 내지 45도의 부채끌 각(α)을 형성한다.

제2도는 측면상에서 연료제트(9)가 실린더축에 수직한 면과 이루는 각(β)을 실크기로 도시한 것으로서, 직선(15)은 실린더 축(X)에 수직한 면을 나타내며, 길이(16)는 연료제트의 방사점(8a)에서 실린더 축(X)방향으로 연료 충돌점(9a)까지의 거리를 나타낸다.

제2도에서 알수 있는 바와같이, 설계상에 있어서 연료제트 방사점(8a)과 점화장치가 직경상에서 반드시 반대방향에 설치될 필요는 없다. 그러나 방사점(8c)은 연료실 중심(사점)에 대해 약간 볏어날 수도 있다. 또한 설계상의 몇가지 이유로 인해서 실린더 중심과 점화장치간의 거리가 중심에 설치된 연소실의 경우보다 약간 커야 한다면 연소실을 중심에서 약간 벗어나게 설치할 수도 있다. 본 예의 경우에는 연소실의 직경이보다 크기 때문에 유입부를 제거시킬 수도 있다.

Claims (6)

1. 제트로서 연료를 직접 분사시키며, 유입된 공기에 주입된 연료제트의 방향으로 회전 운동이 부여됨으로서 피스톤에 형성되어 있는 회전체형 연소실 벽의 연료 대부분이 공기와 함께 혼합되어 증기상태로 연소실벽에서 점점 제거되고, 연소실 가장자리 근방의 실린더 헤드에 분사 노즐이 위치하여 있으며, 분사 노즐반대쪽에 위치한 점화장치는 연소실의 피스톤 상단 사점으로 침투되어 있는, 공기압축식 내연기관의 불꽃점화장치에 있어서, 측면에서 볼때 연소실(3)의 측벽(4)은 서로 연결된 두개의 곡선(5,6)으로 되어 있으며, 작은 곡률반경(R_l)의 제1곡선(5)은 수축된 연소실 개구(3a)에서 연소실의 최대 직경(D_B)부까지 뻗어 있고, 큰 곡률반경(R₂)의 제2곡선(6)은 아랫쪽으로 뻗어 연소실의 평탄한 바닥(7)에 연결되어 있으며, 연소실의 최대 직경(D_B)은 피스톤 직경(D_K)의 0.5 내지 0.7배이고, 최대 직경부는 피스톤 크라운(1a)에서 측정하여 연소실 깊이(t_B)의 0.3 내지 0.4배에 해당하는 깊이(T_D)에 위치하며, 연소실 측벽(4)의 작은 곡률반경(R_l)은 0.2 내지 0.3 T_B이고, 큰 곡률반경(R₂)은 0.5 내지 0.75 T_B이며, 연소실의 최대 직경(D_B)에 대한 연소실 개구 직경(dh)의 비는 0.85 내지 0.95이고, 연소실 개구(3a)의 벽 높이(t_H)는 0.1 내지 0.15 T_B사이인 것을 특징으로 하는 공기압식 내연 기관의 불꽃 점화 장치.
2. 제1항에 있어서, 연료제트(9)는 실린더축(X)에 수직한 면과 10 내지 15도의 각(β)을 이루며, 피스톤(1)의 상부 사점에서 연소실벽(4)에 기하학적 연료제트(9)의 충돌지점(9a)은 피스톤 크라운(1a) 아래쪽으로 연소실 깊이(T_B)의 40 내지 60퍼센트의 거리(a)인 것을 특징을 하는 공기압식 내연 기관의 불꽃 점화장치.
3. 제1항에 있어서, 연소실의 실린더축(X)과 수직한 면상에 투영된 연료제트 충돌지점(9a)과 점화장치(11)의 중심이 이루는 부채꼴 각(α)이 15 내지 45도인 것을 특징으로 하는 공기압식 내연기관의 불꽃 점화장치.
4. 제1항에 있어서, 점화장치는 서로 평행한 봉전극으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 공기압식 내연기관의 불꽃 점화 장치.
5. 제1항 또는 제4항에 있어서, 점화장치(1))의 한극을 형성하는 봉전극(14)은 다른극을 형성하는 봉전극(13)을 둘러싸고 있는 다수의 전극(14a, 14b, 14c)으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 공기압식 내연기관의 불꽃 점화 장치.
6. 제1항에 있어서, 피스톤(1)의 상부 사점 위치에서 연소실(3)에 투영된 점화 장치의 길이는 12㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 공기압식 내연기관의 불꽃 점화 장치.

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