KR101208053B1 - Internal combustion engine with double piston head - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 더블 피스톤헤드를 구비한 내연기관에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 실린더블록의 상하에 피스톤헤드가 왕복 운동할 수 있도록 결합되어 교차로 왕복 운동하는 더블 피스톤헤드를 구비한 내연기관에 관한 것이다.The present invention relates to an internal combustion engine having a double piston head, and more particularly, to an internal combustion engine having a double piston head coupled to reciprocally move the piston head above and below the cylinder block to reciprocate in cross direction.
일반적으로 내연기관(內燃機關)은 연료와 공기 등의 산화제를 연소실에서 연소시켜 에너지를 얻는 기관으로서, 연소실에서 연소되는 연료와 산화제의 발열반응으로 인해 높은 온도와 압력의 기체가 생성되어 피스톤을 상하 왕복운동시키고, 이 피스톤의 상하 왕복운동을 크랭크 기구로서 회전운동을 변환시켜 회전동력을 얻게 된다.In general, an internal combustion engine is an engine that obtains energy by burning an oxidant such as fuel and air in a combustion chamber. An exothermic reaction between a fuel and an oxidant combusted in a combustion chamber generates a gas of high temperature and pressure, thereby raising and lowering the piston. The piston is reciprocated, and the up and down reciprocation of the piston is converted into a crank mechanism to convert the rotational motion to obtain rotational power.
이러한 내연기관은 행정의 수에 따라 2행정 기관과 4행정 기관으로 구분된다.These internal combustion engines are divided into two-stroke engines and four-stroke engines according to the number of administrations.
상기 2행정 기관은 피스톤의 2행정, 즉 한 번 왕복에 한 사이클을 끝내는 기관으로 피스톤의 매 두 번의 행정마다 폭발 혹은 강한 왕복운동이 일어난다.The two-stroke engine is a two-stroke engine of the piston, that is, an engine that finishes one cycle in one round trip. The explosion or strong reciprocating motion occurs every two strokes of the piston.
상기 4행정 기관은 피스톤의 두 왕복, 곧 4행정으로 흡입?압축?폭발?배기(排氣)의 전 동작을 끝내는 내연기관으로, 피스톤이 처음에는 밖으로 이동했다가 공기와 연료가 혼합되면 다시 안으로 밀려올라 가서 혼합물을 압축시키고 혼합물이 팽창되면서 다시 밀려나왔다가 마지막으로 가스를 배출하기 위해 안으로 이동하는 과정을 반복한다.The four-stroke engine is an internal combustion engine that completes the entire operation of the suction, compression, explosion, and exhaust in two reciprocating, four stroke strokes of the piston. They are pushed back to compress the mixture, pushed back as the mixture expands and finally moved back in to release the gas.
즉, 상기 흡입은 연료와 산화제(예를 들어 공기)를 실린더 안으로 흡입하는 행정이고, 압축은 실린더 안의 연료와 산화제의 혼합물을 피스톤에 의해 압축하는 행정이며, 폭발은 연료와 산화제의 혼합물을 전기방전에 의해 점화하여 급격한 발열반응을 일으켜서 발생하는 기체의 팽창으로 기관을 움직이는 힘을 얻는 행정이며, 배기는 반응이 완료된 기체를 기관 밖으로 내보내는 행정이다.That is, the suction is a stroke for sucking fuel and oxidant (for example air) into the cylinder, the compression is a stroke for compressing a mixture of fuel and oxidant in the cylinder by a piston, and the explosion is an electrical discharge of the mixture of fuel and oxidant. The stroke is a stroke that obtains the force to move the engine by the expansion of the gas generated by igniting by a rapid exothermic reaction, and the exhaust is a stroke that discharges the completed gas out of the engine.
상기한 4행정 기관의 종래 구조는 실린더 블록의 내부에 커넥팅 로드에 의하여 크랭크축과 연결되는 피스톤이 삽입되고, 상기 실린더 블록의 상측에는 흡기 포트와 흡기 밸브 및 배기 포트와 배기 밸브를 구비하며, 상기 흡기 포트 측에는 점화 플러그가 결합된 구조이다.In the conventional structure of the four-stroke engine, a piston connected to the crankshaft by a connecting rod is inserted into the cylinder block, and the upper side of the cylinder block includes an intake port, an intake valve, an exhaust port, and an exhaust valve. The spark plug is coupled to the intake port side.
그런데 종래의 4행정 기관은 1번의 폭발 행정으로 2회전을 시킴으로써 2번째 회전에 대한 힘의 전달과 동력의 효율성이 떨어지는 문제점이 있었다.However, the conventional four-stroke engine has a problem in that the power transmission and power efficiency for the second rotation is reduced by making two revolutions in one explosion stroke.
또한, 흡입?압축?폭발?배기의 4행정의 루트가 차례로 진행되어 한 사이클이 이루어지는 시간이 길어지고 따라서 폭발이 이루어지는 시간 간격도 늘어나 단시간에 큰 힘을 요구하는 엔진에는 적용할 수 없는 문제점이 있었다.
In addition, the four-stroke route of intake, compression, explosion, and exhaust proceeds one by one, resulting in a longer cycle time, and thus an increase in the time interval between explosions, which is not applicable to engines requiring large power in a short time. .
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 흡입?압축?폭발?배기의 4행정으로 이루어지는 1 사이클의 시간을 줄이고 폭발이 이루어지는 시간 간격을 단축함으로써 동력을 빠르게 전달할 수 있는 더블 피스톤헤드를 구비한 내연기관을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and a double piston head capable of delivering power quickly by reducing the time of one cycle consisting of four strokes of suction, compression, explosion, and exhaust and shortening the time interval at which the explosion takes place is provided. The purpose is to provide an internal combustion engine.
본 발명의 또 다른 목적은 빠른 동력 전달로 단시간에 큰 힘을 요구하는 엔진이나 엔진이 탑재된 차량에 대하여 큰 효과를 볼 수 있는 더블 피스톤헤드를 구비한 내연기관을 제공하는데 있다.Still another object of the present invention is to provide an internal combustion engine having a double piston head which can have a great effect on an engine or a vehicle equipped with an engine that requires a large force in a short time due to rapid power transmission.
본 발명의 또 다른 목적은 한 번의 폭발로 2회전을 시킬 때 생기는 동력손실을 최소화할 수 있는 더블 피스톤헤드를 구비한 내연기관을 제공하는데 있다.Still another object of the present invention is to provide an internal combustion engine having a double piston head capable of minimizing power loss caused by two revolutions in one explosion.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 더블 피스톤헤드를 구비한 내연기관은, 공기와 연료가 혼합된 혼합기체가 연소되는 연소실이 내부에 형성되고, 측면의 서로 다른 높이에 흡기포트와 배기포트가 형성되는 실린더블록;In order to achieve the above object, an internal combustion engine having a double piston head according to the present invention has a combustion chamber in which a mixed gas in which air and fuel are mixed is formed therein, and an intake port and an exhaust port are formed at different heights of the side surfaces. Cylinder block is formed;
상기 연소실을 왕복 운동할 수 있도록 실린더블록의 상부와 하부에 결합되어 교차로 왕복 운동하는 제1피스톤헤드와 제2피스톤헤드; 및First and second piston heads coupled to upper and lower portions of the cylinder block so as to reciprocate the combustion chamber and reciprocating in cross direction; And
상기 흡기포트와 배기포트에 각각 장착되어 흡기포트와 배기포트를 개방하거나 폐쇄하는 흡기밸브와 배기밸브를 포함하여 구성된다.And an intake valve and an exhaust valve mounted to the intake port and the exhaust port, respectively, to open or close the intake port and the exhaust port.
상술한 과제의 해결 수단에 의하면, 흡입?압축?폭발?배기의 4행정으로 이루어지는 1 사이클의 시간을 줄이고 폭발이 이루어지는 시간 간격을 단축함으로써 동력을 빠르게 전달할 수 있고, 또 빠른 동력 전달로 단시간에 큰 힘을 요구하는 엔진이나 엔진이 탑재된 차량에 대하여 큰 효과를 볼 수 있으며, 공회전을 상쇄시킴으로써 에너지 손실을 최소화할 수 있다.According to the above-mentioned means for solving the problems, the power can be transmitted quickly by reducing the time of one cycle consisting of four strokes of intake, compression, explosion and exhaust, and shortening the time interval at which the explosion takes place, and also the large power in a short time due to the fast power transmission. This can be a great effect on engines that require power or on vehicles with engines, and can minimize energy losses by offsetting idle.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 더블 피스톤헤드를 구비한 내연기관의 단면도이다.
도 2a 내지 도 2d는 도 1에 나타낸 내연기관의 작동관계 설명도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 더블 피스톤헤드를 구비한 내연기관의 단면도이다.
도 4a 내지 도 4e는 도 3에 나타낸 내연기관의 작동관계 설명도이다.1 is a cross-sectional view of an internal combustion engine having a double piston head according to an embodiment of the present invention.
2A to 2D are explanatory views of the operation relationship of the internal combustion engine shown in FIG.
3 is a cross-sectional view of an internal combustion engine having a double piston head according to another embodiment of the present invention.
4A to 4E are diagrams illustrating the operation relationship of the internal combustion engine shown in FIG. 3.
이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참고로 그 구성 및 작용을 설명하기로 한다.Hereinafter, the configuration and operation of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도면들 중 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호 및 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.It should be noted that the same elements among the drawings are denoted by the same reference numerals and symbols as much as possible even though they are shown in different drawings. In the following description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
In addition, when a part is said to "include" a certain component, this means that it may further include other components, except to exclude other components unless otherwise stated.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 더블 피스톤헤드를 구비한 내연기관의 단면도로서, 단위 실린더유닛이 1개인 내연기관의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of an internal combustion engine having a double piston head according to an embodiment of the present invention, which is a cross-sectional view of an internal combustion engine having one unit cylinder unit.
도 1에 도시된 바와 같이 단위 실린더유닛(100)은 실린더블록(110), 제1,2피스톤헤드(120,130), 흡기밸브(140), 배기밸브(150), 점화플러그(160), 커넥팅로드(170), 크랭크(180)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 1, the
상기 실린더블록(110)은 전체적으로 원통 형상을 이루어 연료가 연소되는 공간 즉, 연소실(112)을 형성하여 공기와 연료가 혼합된 혼합기체가 연소되어 폭발 행정이 진행된다.The
동시에 실린더블록(110)은 제1,2피스톤헤드(120,130)의 상하 왕복운동을 가이드 하는 것으로, 실린더블록(110)의 내부에는 제1,2피스톤헤드(120,130)가 상하 왕복운동 가능하게 결합되고 그 피스톤헤드(120,130)에는 커넥팅로드(170)의 일단이 연결되며, 이 커넥팅로드(170)의 타단에는 크랭크(180)가 결합됨에 따라, 제1,2피스톤헤드(120,130)의 상하 왕복운동이 커넥팅로드(170)에 의해 전달되어 크랭크축(182)을 회전시킴에 따라 회전동력을 발생시키게 된다.At the same time, the
상기 제1,2피스톤헤드(120,130)는 상기 실린더블록(110)의 상하에 상하 왕복운동이 가능하게 결합되어 교차로 피스톤 운동을 행한다.The first and
상기 제1,2피스톤(120,130)의 외주에는 오일링홈을 환상형으로 요설하고 이 오일링홈에 통상의 오일링(122,132)을 끼워주어서 오일링(122,132)의 외주연이 연소실(112)을 이루는 실린더블록(110)의 내주면에 밀접되어 밀폐된다.The outer circumference of the first and
상기 실린더블록(110)의 측면에는 상측에 흡기포트(114)를, 하측에 배기포트(116)를 형성하고, 상기 흡기포트(114)와 배기포트(116)를 개방하거나 폐쇄할 수 있도록 각각에 흡기밸브(140)와 배기밸브(150)가 장착된다.On the side of the
이때 흡입 행정과 배기 행정 시간을 단축할 수 있도록 흡기포트(114)와 배기포트(116)를 2개 이상(도면에서는 2개) 형성하고, 각각에 흡기밸브(140)와 배기밸브(150)가 장착된다.At this time, two or
상기 흡기포트(114)는 제1피스톤헤드(120)가 상승하여 상사점에 위치할 때 제1피스톤헤드(120)의 하면보다 낮은 위치의 실린더블록(110) 측면에 형성되고, 배기포트(116)는 제2피스톤헤드(130)가 하강하여 하사점에 위치할 때 제2피스톤헤드(130)의 상면보다 높은 위치의 실린더블록(110) 측면에 형성되며, 흡기포트(114)와 배기포트(116) 사이에 제2피스톤헤드(130)의 상승한계선(L1)과 제1피스톤헤드(120)의 하한한계선(L2)이 형성된다.The
그리고 상기 흡기포트(114)에는 연소실(112)과 연통되는 점화플러그(160)가 장착되어 혼합 기체를 연소하는 폭발 행정시 불꽃 방전을 일으킨다.In addition, the
상기 점화플러그(160)는 엔진의 연료가 디젤인 경우에 점화플러그 없이도 착화가 가능하므로 구비하지 않아도 된다.
The
도 2a 내지 도 2d는 도 1에 나타낸 내연기관의 작동관계 설명도이다.2A to 2D are explanatory views of the operation relationship of the internal combustion engine shown in FIG.
먼저, 도 2a에 도시된 바와 같이, 흡입 행정이 이루어지는 경우에는 제2피스톤헤드(130)가 하사점에 위치하고 배기밸브(150)가 배기포트(116)를 폐쇄한 상태에서, 제1피스톤헤드(120)가 상승하고 흡기밸브(140)가 흡기포트(114)를 개방하여 공기와 연료의 혼합 기체는 양측의 흡기포트(114)를 통하여 연소실(112)로 빠르게 흡입된다.First, as shown in FIG. 2A, when the suction stroke is performed, the first piston head (1) is disposed in a state where the
다음으로, 도 2b에 도시된 바와 같이 압축 행정이 이루어지는 경우에는 제1피스톤헤드(120)가 상사점에 위치하고, 흡기밸브(140)가 흡기포트(114)를, 배기밸브(150)가 배기포트(116)를 모두 폐쇄한 상태에서, 하사점에 위치되어 있던 제2피스톤헤드(130)가 상승하는 것에 의해 연소실(112) 내부의 혼합 기체는 압축된다.Next, when the compression stroke is performed as shown in FIG. 2B, the
다음으로, 도 2c에 도시된 바와 같이 폭발 행정이 이루어지는 데 점화플러그(160)에 의하여 혼합 기체가 점화되면서 급격히 연소하여 연소실(112)의 압력을 상승하는 것에 의해 제2피스톤헤드(130)에 하강하는 힘을 가하게 되고 이때 힘이 커넥팅로드(170)를 통하여 크랭크축(182)에 전달되어 제2피스톤헤드(130)의 왕복운동은 회전운동으로 변환된다.Next, as shown in FIG. 2C, the explosion stroke is performed, and the mixed gas is ignited by the
마지막으로 도 2d에 도시된 바와 같이 배기 행정이 이루어지는 경우에는 제2피스톤헤드(130)가 하사점에 위치하고 흡기밸브(140)가 흡기포트(114)를 폐쇄한 상태에서, 제1피스톤헤드(120)가 하강하고 배기밸브(150)가 배기포트(116)를 개방하여 혼합 기체의 연소로 인하여 발생된 가스가 양측의 배기포트(116)를 통하여 실린더블록(110)의 외부로 빠르게 배출된다.Lastly, as shown in FIG. 2D, when the exhaust stroke is performed, the
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도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 더블 피스톤헤드를 구비한 내연기관의 단면도로서, 도 1에 나타낸 단위 실린더유닛이 5개인 5기통 내연기관의 단면도이다.3 is a cross-sectional view of an internal combustion engine having a double piston head according to another embodiment of the present invention, which is a cross-sectional view of a five-cylinder internal combustion engine having five unit cylinder units shown in FIG.
이하에서 흡입과 배기 행정시에 왕복 운동하는 피스톤헤드는 제1피스톤헤드(120,220)라 하고, 압축과 팽창 행정시에 왕복 운동하는 피스톤헤드는 제2피스톤헤드(130,220)라 하며, 설명에 대한 이해를 돕기 위해 홀수 번째 단위 실린더유닛은 도면부호를 100으로, 짝수 번째 단위 실린더유닛은 도면부호를 200으로 한다.Hereinafter, the piston head reciprocating in the intake and exhaust stroke is called the first piston head (120,220), and the piston head reciprocating in the compression and expansion stroke is called the second piston head (130,220), understanding of the description In order to assist the odd-numbered unit cylinder unit is denoted by the
도 3에 도시된 바와 같이 도 1에 나타낸 단위 실린더유닛 5개가 나란히 병설되되, 홀수 번째와 짝수 번째 단위 실린더유닛(100,200)의 실린더블록(110,210)은 서로 상하의 위치가 바뀌어 홀수의 실린더블록(110)에는 상부에 제1피스톤헤드(120)가, 하부에 제2피스톤헤드(130)가 상하 왕복운동 가능하게 결합되고, 짝수의 실린더블록(210)에는 상부에 제2피스톤헤드(230)가, 하부에 제1피스톤헤드(220)가 상하 왕복운동 가능하게 결합된다.As shown in FIG. 3, five unit cylinder units shown in FIG. 1 are arranged side by side, and the
상기 홀수의 실린더블록(110)에는 측면 상부에 흡기포트(114)가, 측면 하부에 배기포트(116)가 형성되고, 짝수의 실린더블록(210)에는 측면 상부에 배기포트(216)가, 측면 하부에 흡기포트(214)가 형성되며, 흡기포트(114,214)에는 점화플러그(160,260)가 장착된다.The
상기 점화플러그(160,260)는 엔진의 연료가 디젤인 경우에 점화플러그 없이도 착화가 가능하므로 구비하지 않아도 된다.
The spark plugs 160 and 260 may be ignited even without the spark plug when the fuel of the engine is diesel.
도 4a 내지 도 4e는 도 3에 나타낸 내연기관의 작동관계 설명도이다.4A to 4E are diagrams illustrating the operation relationship of the internal combustion engine shown in FIG. 3.
먼저, 도 4a에 도시된 바와 같이 제1실린더유닛(100a) 실린더블록(110)에서 점화가 이루어지는 경우에, 제1,2피스톤헤드(120,130)가 모두 상사점에 위치하고 흡기밸브(140)와 배기밸브(150)가 흡기포트(114)와 배기포트(116)를 모두 폐쇄한 상태에서 점화플러그(160)에 의하여 압축된 혼합 기체가 점화된다.First, when ignition occurs in the
이와 동시에 제2실린더유닛(200a)의 실린더블록(210)에서 압축 행정이 이루어지는데 제1피스톤헤드(220)가 하사점에 위치하고 흡기밸브(240)와 배기밸브(250)가 흡기포트(214)와 배기포트(216)를 모두 폐쇄한 상태에서, 제2피스톤헤드(230)가 하강하는 것에 의해 연소실(212) 내부의 혼합 기체는 압축된다.At the same time, a compression stroke is performed in the cylinder block 210 of the
또한, 제3실린더유닛(100b)의 실린더블록(110)에서 흡입 행정이 이루어지는데, 제2피스톤헤드(130)가 하사점에 위치하고 배기밸브(150)가 배기포트(116)를 폐쇄한 상태에서 제1피스톤헤드(120)가 상승하고 흡기밸브(140)가 흡기포트(114)를 개방하여, 공기와 연료의 혼합 기체는 양측의 흡기포트(114)를 통하여 연소실(112)로 빠르게 흡입된다.In addition, the suction stroke is performed in the
또한, 제4실린더유닛(200b)의 실린더블록(210)에서 배기 행정이 이루어지는데, 제2피스톤헤드(230)가 상사점에 위치하고 흡기밸브(240)가 흡기포트(214)를 폐쇄한 상태에서 제1피스톤헤드(220)가 상승하고 배기밸브(250)가 배기포트(216)를 개방하여, 이전 폭발 행정에서 혼합 기체의 연소로 인하여 발생된 가스가 양측의 배기포트(216)를 통하여 실린더블록(210)의 외부로 빠르게 배출된다.In addition, the exhaust stroke is performed in the cylinder block 210 of the
그리고 제5실린더유닛(100c)의 실린더블록(110)에서 폭발 행정이 이루어지는데, 제1피스톤헤드(120)가 상사점에 위치하고 흡기밸브(140)와 배기밸브(150)가 흡기포트(114)와 배기포트(116)를 모두 폐쇄한 상태에서, 혼합 기체가 연소하면서 연소실(112)의 압력을 상승시켜 상사점에 위치되어 있던 제2피스톤헤드(130)에 하강하는 힘을 가하게 되어 하강한다.In addition, an explosion stroke is performed in the
이와 같은 제5실린더유닛(100c)의 폭발 행정에 따른 제2피스톤헤드(130)의 하강하는 힘에 의해 상술한 제2실린더유닛(200a)의 압축 행정, 제3실린더유닛(100b)의 흡입 행정, 제4실린더유닛(200b)의 배기 행정이 이루어진다.
The above-described compression stroke of the
다음 도 4b에 도시된 바와 같이 제1실린더유닛(100a)의 실린더블록(110)에서 폭발 행정이 이루어지는데, 제1피스톤헤드(120)가 상사점에 위치하고 흡기밸브(140)와 배기밸브(150)가 흡기포트(114)와 배기포트(116)를 모두 폐쇄한 상태에서, 혼합 기체가 연소하면서 연소실(112)의 압력을 상승시켜 상사점에 위치되어 있던 제2피스톤헤드(130)에 하강하는 힘을 가하게 되어 하강한다.Next, as shown in FIG. 4B, an explosion stroke is performed in the
이와 같은 제1실린더유닛(100a)의 폭발 행정에 따른 제2피스톤헤드(130)의 하강하는 힘에 의해 후술하는 제3실린더유닛(100b)의 압축 행정, 제4실린더유닛(200b)의 흡입 행정, 제5실린더유닛(100c)의 배기 행정이 이루어진다.The compression stroke of the
이와 동시에 제2실린더유닛(100b)의 실린더블록(210)에서 점화가 이루어지는데, 제1,2피스톤헤드(220,230)가 모두 하사점에 위치하고 흡기밸브(240)와 배기밸브(250)가 흡기포트(214)와 배기포트(216)를 모두 폐쇄한 상태에서, 점화플러그(260)에 의하여 압축된 혼합 기체가 점화된다.At the same time, the ignition occurs in the cylinder block 210 of the
또한, 제3실린더유닛(100b)의 실린더블록(110)에서 압축 행정이 이루어지는데, 제1피스톤헤드(120)가 상사점에 위치하고 흡기밸브(140)와 배기밸브(150)가 흡기포트(114)와 배기포트(116)를 모두 폐쇄한 상태에서 제2피스톤헤드(130)가 상승하는 것에 의해 연소실(112) 내부의 혼합 기체는 압축된다.In addition, a compression stroke is performed in the
또한, 제4실린더유닛(200b)의 실린더블록(210)에서 흡입 행정이 이루어지는데, 제2피스톤헤드(230)가 상사점에 위치하고 배기밸브(250)가 배기포트(216)를 폐쇄한 상태에서 제1피스톤헤드(220)가 하강하고 흡기밸브(240)가 흡기포트(214)를 개방하여, 공기와 연료의 혼합 기체는 양측의 흡기포트(214)를 통하여 연소실(210)로 빠르게 흡입된다.In addition, the suction stroke is performed in the cylinder block 210 of the
그리고 제5실린더유닛(100c)의 실린더블록(110)에서 배기 행정이 이루어지는데, 제2피스톤헤드(130)가 하사점에 위치하고 흡기밸브(140)가 흡기포트(114)를 폐쇄한 상태에서 제1피스톤헤드(120)가 하강하고 배기밸브(150)가 배기포트(116)를 개방하여, 이전 폭발 행정에서 혼합 기체의 연소로 인하여 발생된 가스가 양측의 배기포트(116)를 통하여 실린더블록(110)의 외부로 빠르게 배출된다.
And the exhaust stroke is performed in the
다음 도 4c에 도시된 바와 같이 제1실린더유닛(100a)의 실린더블록(110)에서 배기 행정이 이루어지는데, 제2피스톤헤드(130)가 하사점에 위치하고 흡기밸브(140)가 흡기포트(114)를 폐쇄한 상태에서 제1피스톤헤드(120)가 하강하고 배기밸브(150)가 배기포트(116)를 개방하여, 이전 폭발 행정에서 혼합 기체의 연소로 인하여 발생된 가스가 양측의 배기포트(116)를 통하여 실린더블록(110)의 외부로 빠르게 배출된다.Next, as illustrated in FIG. 4C, an exhaust stroke is performed in the
이와 동시에 제2실린더유닛(200a)의 실린더블록(210)에서 폭발 행정이 이루어지는데, 제1피스톤헤드(220)가 하사점에 위치하고 흡기밸브(240)와 배기밸브(250)가 흡기포트(214)와 배기포트(216)를 모두 폐쇄한 상태에서, 혼합 기체가 연소하면서 연소실(212)의 압력을 상승시켜 하사점에 위치되어 있던 제2피스톤헤드(230)에 상승하는 힘을 가하게 되어 상승한다.At the same time, an explosion stroke is performed in the cylinder block 210 of the
이와 같은 제2실린더유닛(200a)의 폭발 행정에 따른 제2피스톤헤드(230)의 상승하는 힘에 의해 전술한 제1실린더유닛(100a)의 배기 행정과 후술하는 제4실린더유닛(200b)의 압축 행정, 제5실린더유닛(100c)의 흡입 행정이 이루어진다.The above-described exhaust stroke of the
또한, 제3실린더유닛(100b)의 실린더블록(110)에서 점화가 이루어지는데, 제1,2피스톤헤드(120,130)가 모두 상사점에 위치하고 흡기밸브(140)와 배기밸브(150)가 흡기포트(114)와 배기포트(116)를 모두 폐쇄한 상태에서 점화플러그(160)에 의하여 압축된 혼합 기체가 점화된다.In addition, the ignition occurs in the
또한, 제4실린더유닛(200b)의 실린더블록(210)에서 압축 행정이 이루어지는데, 제1피스톤헤드(220)가 하사점에 위치하고 흡기밸브(240)와 배기밸브(250))가 흡기포트(214)와 배기포트(216)를 모두 폐쇄한 상태에서 제2피스톤헤드(230)가 하강하는 것에 의해 연소실(212) 내부의 혼합 기체는 압축된다.In addition, a compression stroke is performed in the cylinder block 210 of the
그리고 제5실린더유닛(100c)의 실린더블록(110)에서 흡입 행정이 이루어지는데, 제2피스톤헤드(130)가 하사점에 위치하고 배기밸브(150)가 배기포트(116)를 폐쇄한 상태에서 제1피스톤헤드(120)가 상승하고 흡기밸브(140)가 흡기포트(114)를 개방하여, 공기와 연료의 혼합 기체는 양측의 흡기포트(114)를 통하여 연소실로 빠르게 흡입된다.
In addition, the suction stroke is performed in the
다음 도 4d에 도시된 바와 같이 제1실린더유닛(100a)의 실린더블록(110)에서 흡입 행정이 이루어지는데, 제2피스톤헤드(130)가 하사점에 위치하고 배기밸브(150)가 배기포트(116)를 폐쇄한 상태에서 제1피스톤헤드(120)가 상승하고 흡기밸브(140)가 흡기포트(114)를 개방하여, 공기와 연료의 혼합 기체는 양측의 흡기포트(114)를 통하여 연소실로 빠르게 흡입된다.Next, as shown in FIG. 4D, the suction stroke is performed in the
이와 동시에 제2실린더유닛(200a)의 실린더블록(210)에서 배기 행정이 이루어지는데, 제2피스톤헤드(230)가 상사점에 위치하고 흡기밸브(240)가 흡기포트(214)를 폐쇄한 상태에서 제1피스톤헤드(220)가 상승하고 배기밸브(250)가 배기포트(216)를 개방하여, 이전 폭발 행정에서 혼합 기체의 연소로 인하여 발생된 가스가 양측의 배기포트(216)를 통하여 실린더블록(210)의 외부로 빠르게 배출된다.At the same time, the exhaust stroke is performed in the cylinder block 210 of the
또한, 제3실린더유닛(100b)의 실린더블록(110)에서 폭발 행정이 이루어지는데, 제1피스톤헤드(120)가 상사점에 위치하고 흡기밸브(140)와 배기밸브(150)가 흡기포트(114)와 배기포트(116)를 모두 폐쇄한 상태에서, 혼합 기체가 연소하면서 연소실의 압력을 상승시켜 상사점에 위치되어 있던 제2피스톤헤드(130)에 하강하는 힘을 가하게 되어 하강한다.In addition, an explosion stroke is performed in the
이와 같은 제3실린더유닛(100b)의 폭발 행정에 따른 제2피스톤헤드(130)의 하강하는 힘에 의해 전술한 제1실린더유닛(100a)의 흡입 행정 및 제2실린더유닛(200a)의 배기 행정과 후술하는 제5실린더유닛(100c)의 압축 행정이 이루어진다.The suction stroke of the
또한, 제4실린더유닛(200b)의 실린더블록(210)에서 점화가 이루어지는데, 제1,2피스톤헤드(220,230)가 모두 하사점에 위치하고 흡기밸브(240)와 배기밸브(250)가 흡기포트(214)와 배기포트(216)를 모두 폐쇄한 상태에서, 점화플러그(260)에 의하여 압축된 혼합 기체가 점화된다.In addition, the ignition occurs in the cylinder block 210 of the
그리고 제5실린더유닛(100c)의 실린더블록(110)에서 압축 행정이 이루어지는데, 제1피스톤헤드(120)가 상사점에 위치하고 흡기밸브(140)와 배기밸브(150)가 흡기포트(114)와 배기포트(116)를 모두 폐쇄한 상태에서 제2피스톤헤드(130)가 상승하는 것에 의해 연소실(112) 내부의 혼합 기체는 압축된다.
And the compression stroke is made in the
마지막으로 도 4e에 도시된 바와 같이, 제1실린더유닛(100a)의 실린더블록(110)에서 압축 행정이 이루어지는데, 제1피스톤헤드(120)가 상사점에 위치하고 흡기밸브(140)와 배기밸브(150)가 흡기포트(114)와 배기포트(116)를 모두 폐쇄한 상태에서 제2피스톤헤드(130)가 상승하는 것에 의해 연소실(112) 내부의 혼합 기체는 압축된다.Finally, as shown in Figure 4e, the compression stroke is made in the
이와 동시에 제2실린더유닛(200a)의 실린더블록(210)에서 흡입 행정이 이루어지는데, 제2피스톤헤드(230)가 상사점에 위치하고 배기밸브(250)가 배기포트(216)를 폐쇄한 상태에서 제1피스톤헤드(220)가 하강하고 흡기밸브(240)가 흡기포트(214)를 개방하여, 공기와 연료의 혼합 기체는 양측의 흡기포트(214)를 통하여 연소실(212)로 빠르게 흡입된다.At the same time, the suction stroke is performed in the cylinder block 210 of the
또한, 제3실린더유닛(100b)의 실린더블록(110)에서 배기 행정이 이루어지는데, 제2피스톤헤드(130)가 하사점에 위치하고 흡기밸브(140)가 흡기포트(114)를 폐쇄한 상태에서 제1피스톤헤드(120)가 하강하고 배기밸브(150)가 배기포트(116)를 개방하여, 이전 폭발 행정에서 혼합 기체의 연소로 인하여 발생된 가스가 양측의 배기포트(116)를 통하여 실린더블록(110)의 외부로 빠르게 배출된다.In addition, the exhaust stroke is performed in the
또한, 제4실린더유닛(200b)의 실린더블록(210)에서 폭발 행정이 이루어지는데, 제1피스톤헤드(220)가 하사점에 위치하고 흡기밸브(240)와 배기밸브(250)가 흡기포트(214)와 배기포트(216)를 모두 폐쇄한 상태에서 혼합 기체가 연소하면서 연소실(212)의 압력을 상승시켜 하사점에 위치되어 있던 제2피스톤헤드(230)에 상승하는 힘을 가하게 되어 상승한다.In addition, an explosion stroke is performed in the cylinder block 210 of the
이와 같은 제4실린더유닛(200b)의 폭발 행정에 따른 제2피스톤헤드(230)의 상승하는 힘에 의해 전술한 제1실린더유닛(100a)의 압축 행정, 제2실린더유닛(200a)의 흡입 행정, 제3실린더유닛(100b)의 배기 행정이 이루어진다.The above-described compression stroke of the
그리고 제5실린더유닛(100c)의 실린더블록(110)에서 점화가 이루어지는데, 제1,2피스톤헤드(120,130)가 모두 상사점에 위치하고 흡기밸브(140)와 배기밸브(150)가 흡기포트(144)와 배기포트(116)를 모두 폐쇄한 상태에서 점화플러그(160)에 의하여 압축된 혼합 기체가 점화된다.
And the ignition occurs in the
이와 같이 다수의 실린더유닛 중 어느 한 실린더유닛의 폭발 행정에서 비롯된 힘이 다른 실린더유닛의 흡입 행정, 압축 행정, 배기 행정에 이용되므로 공회전을 상쇄시킬 수 있고 이를 통해 에너지 손실을 최소화할 수 있는 것이다.As such, the force resulting from the explosion stroke of one cylinder unit of the plurality of cylinder units is used for the suction stroke, the compression stroke, and the exhaust stroke of the other cylinder unit, so that idling can be canceled and energy loss can be minimized through this.
이상에서 가솔린 연료와 같이 점화플러그(160,260)가 구비된 엔진을 예를 들어 설명하였으나, 디젤 연료인 경우에는 점화플러그 없이도 착화가 가능하므로 디젤 엔진에서는 점화플러그를 구비하지 않아도 된다.Although the engine having the spark plugs 160 and 260, such as gasoline fuel, has been described above, for example, in the case of diesel fuel, since the ignition can be performed without the spark plug, the diesel engine does not have to have the spark plug.
100,200: 단위 실린더유닛 110,210: 실린더유닛
114,214: 흡기포트 116,216: 배기포트
120,220: 제1피스톤헤드 130,230: 제2피스톤헤드
140,240: 흡기밸브 150,250: 배기밸브
160,260: 점화플러그 170,270: 커넥팅로드
180: 크랭크100,200: cylinder unit 110,210: cylinder unit
114,214: intake port 116,216: exhaust port
120,220: first piston head 130,230: second piston head
140,240: intake valve 150,250: exhaust valve
160,260: spark plug 170,270: connecting rod
180: crank
Claims (8)
상기 연소실을 왕복 운동할 수 있도록 실린더블록의 상부와 하부에 결합되어 교차로 왕복 운동하는 제1피스톤 헤드와 제2피스톤 헤드;
상기 흡기포트와 상기 배기포트에 각각 장착되어 상기 흡기포트와 상기 배기포트를 개방하거나 폐쇄하는 흡기밸브와 배기밸브; 및
상기 연소실에 연통하는 상기 흡기포트에 장착되어 압축된 혼합기체를 점화하는 점화플러그로 이루어진 단위 실린더 유닛을 포함하고,
상기 단위 실린더 유닛은,
상기 제1피스톤 헤드가 상사점에 도달하는 순간 상기 흡기밸브가 열리면서 상기 연소실 내로 혼합기체를 흡입하는 흡입행정을 수행하고,
상기 제1피스톤 헤드가 상사점에 위치하는 동안 상기 제2피스톤 헤드가 상승하여 상기 연소실 내의 혼합기체를 압축하는 압축행정을 수행하고,
상기 제1피스톤 헤드가 상사점에 위치하고 상기 제2피스톤 헤드가 상승한계선에 접근하는 순간 점화플러그를 작동시켜 혼합기체를 연소시키는 점화 및 폭발행정을 수행하고,
상기 제2피스톤 헤드가 하사점까지 내려오는 순간 상기 배기밸브가 열리고 상기 제1피스톤 헤드가 하강하면서 상기 연소실 내의 연소가스를 배기하는 배기행정을 수행하는 것을 특징으로 하는 더블 피스톤 헤드를 구비한 내연기관.A cylinder block having a combustion chamber in which a mixed gas mixed with air and fuel is combusted, and an intake port and an exhaust port are formed at different heights of side surfaces;
A first piston head and a second piston head coupled to an upper portion and a lower portion of a cylinder block so as to reciprocate the combustion chamber and reciprocating in cross direction;
An intake valve and an exhaust valve mounted to the intake port and the exhaust port, respectively, to open or close the intake port and the exhaust port; And
A unit cylinder unit comprising an ignition plug mounted on the intake port communicating with the combustion chamber to ignite the compressed mixed gas,
The unit cylinder unit,
At the moment when the first piston head reaches the top dead center, the intake valve is opened to perform a suction stroke to suck the mixed gas into the combustion chamber.
While the first piston head is located at the top dead center, the second piston head is raised to perform a compression stroke to compress the mixed gas in the combustion chamber,
When the first piston head is located at the top dead center and the second piston head approaches the upper limit line, the ignition plug is operated to perform an ignition and explosion stroke to combust the mixed gas,
An internal combustion engine having a double piston head configured to exhaust the combustion gas in the combustion chamber while the exhaust valve is opened and the first piston head descends as soon as the second piston head descends to the bottom dead center. .
상기 흡기포트와 상기 배기포트 중 어느 하나의 포트는 제1피스톤 헤드가 상사점에 위치할 때 상기 제1피스톤 헤드의 하면보다 낮은 위치의 실린더블록 측면에 형성되고, 다른 하나의 포트는 상기 제2피스톤 헤드가 하사점에 위치할 때 상기 제2피스톤 헤드의 상면보다 높은 위치의 실린더블록 측면에 형성되며,
상기 제1피스톤 헤드는 상기 흡기포트와 상기 배기포트 사이의 하강 한계선까지 하강하고, 상기 제2피스톤 헤드는 상기 흡기포트와 상기 배기포트 사이의 상승 한계선까지 상승하는 것을 특징으로 하는 더블 피스톤헤드를 구비한 내연기관.The method of claim 1,
Any one of the intake port and the exhaust port is formed on the side of the cylinder block lower than the lower surface of the first piston head when the first piston head is located at the top dead center, the other port is the second port When the piston head is located at the bottom dead center is formed on the cylinder block side of the position higher than the upper surface of the second piston head,
The first piston head is lowered to the lower limit line between the intake port and the exhaust port, the second piston head is provided with a double piston head, characterized in that the rising limit line between the intake port and the exhaust port One internal combustion engine.
상기 흡기포트와 상기 배기포트는 2개 이상 형성되어 흡입 행정과 배기 행정의 시간이 단축되는 것을 특징으로 하는 더블 피스톤헤드를 구비한 내연기관.The method of claim 1,
The internal combustion engine having a double piston head, characterized in that the intake port and the exhaust port is formed in two or more to shorten the time of the intake stroke and exhaust stroke.
상기 단위 실린더유닛이 5개 병설되어 이루어지되, 홀수 번째 단위 실린더유닛의 실린더블록과 짝수 번째 단위 실린더유닛의 실린더블록은 서로 상하가 바뀐 것을 특징으로 하는 더블 피스톤헤드를 구비한 내연기관.The method of claim 1,
The unit cylinder unit is made of five parallel, the cylinder block of the odd number unit cylinder unit and the cylinder block of the even number unit cylinder unit is an internal combustion engine having a double piston head, characterized in that the upper and lower sides.
상기 단위 실린더유닛 각각은 흡입 행정, 압축 행정, 점화 및 폭발 행정, 배기 행정을 수행하되, 5개의 단위 실린더유닛이 순차적으로 행하는 것을 특징으로 하는 더블 피스톤헤드를 구비한 내연기관.The method of claim 5,
Each of the unit cylinder units performs an intake stroke, a compression stroke, an ignition and an explosion stroke, an exhaust stroke, and five unit cylinder units are sequentially performed.
상기 5개의 단위 실린더유닛 중 어느 한 단위 실린더유닛의 폭발 행정에서 발생하는 힘은 다른 단위 실린더유닛의 흡입 행정, 압축 행정, 배기 행정에 이용되는 것을 특징으로 하는 더블 피스톤헤드를 구비한 내연기관.The method according to claim 6,
An internal combustion engine having a double piston head, wherein the force generated in the explosion stroke of one of the five cylinder units is used for the suction stroke, the compression stroke, and the exhaust stroke of the other cylinder unit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020120033050A KR101208053B1 (en) | 2012-03-30 | 2012-03-30 | Internal combustion engine with double piston head |
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KR1020120033050A KR101208053B1 (en) | 2012-03-30 | 2012-03-30 | Internal combustion engine with double piston head |
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ID=47906854
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KR1020120033050A KR101208053B1 (en) | 2012-03-30 | 2012-03-30 | Internal combustion engine with double piston head |
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KR (1) | KR101208053B1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN107850000A (en) * | 2015-06-05 | 2018-03-27 | 阿凯提兹动力公司 | Cylinder for opposed piston engine |
Citations (2)
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US20070028866A1 (en) * | 2005-08-04 | 2007-02-08 | Lindsay Maurice E | Internal combustion engine |
JP2007327370A (en) | 2006-06-06 | 2007-12-20 | Yuzo Terai | Opposed piston type two cycle engine |
-
2012
- 2012-03-30 KR KR1020120033050A patent/KR101208053B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
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US20070028866A1 (en) * | 2005-08-04 | 2007-02-08 | Lindsay Maurice E | Internal combustion engine |
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