KR100270903B1

KR100270903B1 - 차량의 엔진

Info

Publication number: KR100270903B1
Application number: KR1019960063775A
Authority: KR
Inventors: 박완교
Original assignee: 정몽규; 현대자동차주식회사
Priority date: 1996-12-10
Filing date: 1996-12-10
Publication date: 2000-11-01
Also published as: KR19980045582A

Abstract

본 발명은 차량의 엔진에 관한 것으로, 실린더 블록(10) 상, 하 각각의 실린더(20) 내측에 피스톤(22)을 설치하고, 상,하측 실린더(20)의 사이에 주축(Main Shaft)(30)을 내설하며, 주축(30)에 크랭크 축 역할을 행하는 주회전판(40)을 일정각도의 기울기로 설치하고, 피스톤 로드(24)의 끝단을 주회전판(40)에 면접시켜 피스톤(22)의 왕복운동을 주회전판(40)이 회전운동으로 변환시킬 수 있게 설치한다.

주축(30)의 일 끝단에 플라이 휠(60)을 설치하고, 주축(30)의 타 끝단, 즉 실린더 헤드(26)부에 캠 축의 역할을 행하는 밸브 구동판(70)을 설치하며, 밸브 구동판(50)에 양각된 밸브 구동 프로파일(52)을 형성하고, 밸브 구동 프로파일(52)을 따라 흡,배기 밸브(56)(57)가 개폐되도록 설치함으로써, 엔진의 구조를 단순화시키고, 엔진의 행정을 차량의 좌 우 또는 전 후로 발생시켜 차량의 진동을 저감시킬 수 있는 것이다.

Description

차량의 엔진

본 발명은 차량의 엔진에 관한 것으로, 특히 엔진의 구조를 단순화시킴으로써, 엔진의 무게를 저감시켜 연비를 향상함과 아울러 엔진 생산원가를 절감하고, 엔진의 행정을 차량의 좌 우 또는 전 후로 발생시켜 차량의 진동을 저감시킬 수 있도록 한 차량의 엔진에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 엔진은, 기관본체, 윤활장치, 연료장치, 흡배기장치, 기동장치로 구성되며, 기관본체는 공기와 연료를 혼합하여 동력을 발생시키는 부분으로 엔진의 심장부라 일컫는 것으로, 이하 기관본치를 중심으로 차량의 엔진에 대하여 설명하기로 한다.

엔진의 기관본체는, 실린더(Cylinder), 실린더 헤드(Cylinder Head), 크랭크 케이스(Crank Case), 피스톤 커넥팅 로드 어셈블리(Piston Connecting Rod Assembly), 크랭크 축(Corank Shaft), 플라이 휠(Fly Wheel), 엔진 베어링(Engine Bearing), 밸브 및 밸브 기구(Valve δ Valve Mechanism)로 구성되며, 엔진의 각 실린더 안에는 피스톤과 커넥팅 로드가 연결된 피스톤 커넥팅 로드 어셈블리가 설치되고, 커넥팅 로드의 다른 한쪽 끝은 크랭크 축에 연결되어 있어 피스톤이 왕복운동을 하면 크랭크 축은 회전운동을 행한다.

그리고, 실린더 상부에는 실린더 헤드가 설치되어 있고, 실린더 헤드의 내측에 연소실(Combustion Chamber)이 형성되어 있으며, 실린더 헤드의 연소실 형성부에 흡기 밸브(Intake Valve)와 배기 밸브(Exhaust Valve)가 설치되어 있고, 흡, 배기 밸브는 캠 축(Cam Shaft)에 의해 구동되며, 흡기구와 배기구를 개폐하여 실린더 내에 혼합기를 흡입하고 연소가스를 배출시킨다.

엔진 베어링은 이들 기구의 섭동면이나 회전 부분에 설치되어 엔진이 작동할때의 마찰을 감소시키는 일을 행한다.

상기에서 크랭크 축은 각 실린더의 동력행정에서 얻어진 피스톤의 직선운동을 케넥팅 로드를 거쳐 회전운동으로 바꾸어 엔진의 출력으로서 외부에 전달하고, 동시에 흡기 압축 배기의 각 행정에서 역으로 피스톤에 운동을 전달하는 중요한 회전축이며, 크랭크 축의 형식은 실린더 수 실린더 배열, 메인 베어링 저어널의 수, 점화 순서에 따라 다르다.

그러나, 상기된 바와 같은 종래의 엔진에 의하면, 피스톤의 직선운동을 회전운동으로 변환하는 크랭크 축과 실린더 헤드의 흡, 배기 밸브를 구동시키기 위한 캠 축의 구조가 복잡하여 생산원가를 증가시킴은 물론 무게가 중량이어서 연비를 증가시키는 문제점이 있었다.

또한, 엔진의 행정이 실린더 수와 실린더 배열에 따라 각 실린더가 위상차를 갖고 설치되므로 차량의 진동이 크게 발생하는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은, 엔진의 구조를 단순화시키고 엔진의 무게를 저감시켜 연비를 향상함과 아울러 엔진 생산원가를 절감하며, 엔진의 행정을 차량의 좌우 또는 전후로 발생시켜 차량의 진동을 저감시킬 수 있는 차량의 엔진을 제공함에 있다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여, 실린더 블록 내측의 상, 하에 실린더를 내설하고, 각각의 실린더에 피스톤을 설치하며, 피스톤의 하부에 피스톤 로드를 고정, 설치하고, 상, 하측 실린더의 사이에 주축(Main Shaft)을 내설하며, 주축에 크랭크 축 역할을 행하는 주회전판을 일정각도의 기울기로 설치하고, 피스톤 로드의 끝단을 주회전판에 면접시켜 피스톤의 왕복운동을 주회전판이 회전운동으로 변환시킬 수 있게 설치한다.

주축의 일 끝단에 플라이휠을 설치하고, 주축의 타끝단, 즉 실린더 헤드부에 캠 축의 역할을 행하는 밸브 구동판을 설치하며, 밸브 구동판에 양각된 밸브 구동 프로파일(ValVe Drive Profile)을 형성하고, 밸브 구동 프로파일을 따라 흡, 배기 매니 폴드의 흡,배기 밸브가 개폐되도록 설치하여 구성한 것이 특징이다.

제1도는 본 발명에 의한 엔진의 구성 예시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 실린더 블록 12 : 워터 재킷

20 : 실린더 22 : 피스톤

24 : 피스톤 로드 26 : 실린더 헤드

30 : 주축 40 : 주회전판

50 : 밸브 구동판 52 : 밸브 구동 프로파일

54 : 흡기 매니폴드 55 : 배기 밸브

56 : 흡기 밸브 57 : 배기 밸브

60 : 플라이 휠 70 : 워터 펌프

이하, 본 발명에 의한 차량의 엔진을 첨부도면에 도시한 실시예에 따라서 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본 발명에 의한 엔진의 구성 예시도로서, 이에 도시한 바와 같이, 본 발명에 의한 차량의 엔진은 실린더 블록(10) 내측의 상, 하에 실린더(20)를 내설하고, 각각의 실린더(20) 내측에 피스톤(22)을 설치하며, 피스톤(22)의 하부에 피스톤 로드(24)를 고정, 설치하고, 상, 하측 실린더(20)의 사이에 주축(Main Shaft)(30)을 내설하며, 주축(30)에 크랭크 축 역할을 행하는 주회전판(40)을 일정각도의 기울기로 설치하고, 피스톤 로드(24)의 끝단을 주회전판(40)에 면접시켜 피스톤(22)의 왕복운동을 주회전판(40)이 회전운동으로 변환시킬 수 있게 설치한다. 여기서, 상기 주회전판(40)과 피스톤 로드는(24) 상기 피스톤 로드(24) 끝단에 설치된 베어링에 의해 접촉되는 구조를 취하고 있다.

주 축(30)의 일 끝단에 플라이 휠(60)을 설치하고, 주축(30)의 타 끝단, 즉 실린더 헤드(26)부에 캠 축의 역할을 행하는 밸브 구동판(50)을 설치하며, 밸브 구동판(50)에 양각된 밸브 구동 프로파일(Valve Drive Profile)(52)을 형성하고, 밸브 구동 프로파일(52)을 따라 흡, 배기 매니폴드(54)(55)의 흡,배기 밸브(56)(57)가 개폐되도록 설치하여 구성한 것이다.

상기 주회전판(40)의 동력을 밸브 구동판(50), 플라이 휠(60)에 전달시켜 주도록 설치하고, 피스톤(22)의 동력을 기울어진 주회전판(40)이 회전력으로 바꾸어 주며, 주회전판(40)에 연결된 주축(30)이 회전하여 플라이 휠(60)과 밸브 구동판(50)을 회전시킬 수 있게 설치한 것이다.

상기 주축(30)에 설치한 워터 펌프(70)로 실린더 블록(10)의 워터 재킷(12)에 냉각수를 순환시킴이 바람직하다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 의한 차량의 엔진의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

제1도에 도시한 바와 같이, 실린더 블록(10)의 실린더(20)안에는 피스톤(22)과 피스톤 로드(24)가 연결된 피스톤 어셈블리가 설치되고, 피스톤 로드(24)의 끝단에 크랭크 축을 대신하는 주회전판(40)이 면접되어 있으며, 주회전판(40)에 주축(30)연결되어 있어서, 피스톤(22)이 왕복운동을 행하면 주회전판(40)은 회전운동을 행하게 되고, 주회전판(40)의 회전력이 주축(30)을 회전시키게 되는 것이다. 즉, 시동이 걸리게 되면 상기 주회전판(40)이 일정방향으로 회전하기 시작하게 되는 바, 상기 주회전판(40)에 베어링에 의해 접촉되는 상기 피스톤 로드(24) 및 피스톤(22)이 왕복운동을 시작하게 된다. 제1도에는 상부 피스톤이 플라이 휠(70)로부터 가장 먼 위치에 위치한 상태이고, 상기 주회전판(40)이 180도 회전하게 되면 하부의 피스톤이 플라이 휠(70)로부터 가장 먼 위치에 위치하게 되는 것이다. 물론, 이때, 주축(30)이 함께 회전되고, 주축(30)의 회전에 따라 플라이 휠(60) 및 밸브 구동판(50)도 동일한 방향과 동일한 속도로 회전하게 된다.

그리고, 실린더(20) 상부에는 실린더 헤드(26)가 설치되고, 실린더 헤드(26)의 내측에 연소실이 형성되며, 실린더 헤드(26)의 연소실 형성부에 흡기 밸브(56)와 배기 밸브(57)가 설치되고, 흡, 배기 밸브(56)(57)는 밸브 구동판(50)에 의해 구동되는 것이다.

즉, 밸브 구동판(50)은 주회전판(40)에 의해 회전하는 주축(30)에 연결되어 있어, 주축(30)의 회전과 함께 밸브 구동판(50)이 회전하고, 밸브 구동판(50)에 제1도에 해칭으로 나타낸 양각된 밸브 구동 프로파일(52)에 흡, 배기 밸브(56)(57)가 면접되어 흡기 매니 폴드(54)와 배기 매니 폴드(55)로의 흡, 배기구를 개폐하여 실린더(20) 내에 혼합기를 흡입하고, 연소가스를 배출시키는 것이다.

이와 같이, 피스톤(22)의 왕복운동을 기울어진 주회전판(40)이 회전력으로 바꾸고 주회전판(40)은 주축(30)을 회전하여 플라이 휠(60)과 밸브 구동판(50)을 회전시켜 주며 밸브 구동판(50)에 양각된 밸브 구동 프로파일(52)을 따라 흡,배기 밸브(56)(57)의 개폐가 이루어져 엔진을 작동시킴으로써 주회전판(40)이 크랭크 축의 역할을 행하고, 밸브 구동판(50)이 캠 축의 역할을 행하며, 주회전판(40)의 동력을 밸브 구동판(50), 플라이 휠(60)에 전달시켜 주는 주축(30)에 전달시키는 것이다.

물론, 도시되어 있지는 않지만 상기 주축(30)을 연장시켜 워터 펌프, 기타 밸트류에 연결하여 동력을 전달할 수도 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 차량의 엔진에 의하면, 피스톤(22)의 왕복운동을 기울어진 주회전판(40)이 회전력으로 바꾸고, 주회전판(40)은 주축(30)을 회전하여 플라이 휠(60)과 밸브 구동판(50)을 회전시켜 주며, 밸브 구동판(50)에 양각된 밸브 구동 프로파일(52)을 따라 흡,배기 밸브(56)(57)의 개폐가 이루어져 엔진을 작동시킴으로써, 엔진의 구조가 단순해지고 엔진의 무게를 저감시켜 연비를 향상함과 아울러 엔진 생산원가를 절감하고, 엔진 행정이 차량의 좌, 우 또는, 전, 후로 발생하게 되므로 진동이 저감되는 효과를 갖는다.

Claims

두 개의 실린더가 형성된 실린더 블록과, 상기 각각의 실린더 내부에 설치되는 피스톤 및 피스톤 로드와, 상기 각각의 피스톤 로드 끝단에 설치된 베어링과, 상기 두 개의 실린더 전체에 일정각도 기울어지게 설치되고 상기 베어링과 접촉하여 상기 두 개의 피스톤의 왕복운동에 따라 회전되는 주회전판과, 상기 주회전판의 중앙부에 관통하여 고정되고 일단이 상기 실린더 블록의 외부로 관통하여 상기 주회전판과 함께 회전되는 주축과 상기 주축의 일단에 연결되어 상기 주축과 동일하게 회전되는 플라이 휠과, 상기 주축의 타단에 연결되어 상기 주축과 함께 회전되고 양각이 형성되어 상기 각각의 실린더에 형성된 흡배기 매니폴드의 흡배기 밸브를 개폐하는 밸브 구동판으로 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 엔진.