KR100301387B1 - 2행정왕복내연기관 - Google Patents

Abstract

내연기관은 피스톤(8)이 움직일 수 있도록 안내되는 최소한 하나의 실린더(5)를 가진다. 피스톤은 동력전달기구(14,16)를 통하여 엔진하우징(3)내에 지지된 크랭크샤프트(2)와 동작가능하게 연결된 피스톤로드(12)를 가진다. 동력전달기구는 피스톤로드(12)에 연결되어 크랭크샤프트(2)에 횡으로 배설되는 빔모양 부재와, 크랭크샤프트의 크랭크핀(20)상에 지지되고, 슬라이드웨이에 대향하여 배설되는 슬라이드블록(16)으로 구성된다. 빔모양 부재(14)는 하우징내의 안내면(23)상에 지지된다.

Description

2행정 왕복내연기관

제1도는 본 발명의 2행정 왕복내연기관의 수직단면도.

제2도는 크랭크핀의 최저 위치에서의 빔모양 부재의 단면도.

제3도는 제1도의 III-III선 수평단면도.

본 발명은 하우징내에 배설되고, 동력전달기구를 통하여 하우징내에 지지된 크랭크샤프트와 동작가능하게 연결된 피스톤로드를 가지는 피스톤이 이동가능하게 안내되는 최소한 하나의 실린더를 가지는 2행정 왕복내연기관에 관한 것이다.

이 종류의 내연기관에 있어서, 동력전달기구는 피스톤로드에 연결된 크로스헤드와 힌지에 의하여 크로스헤드에 연결된 연결로드 및 크랭크샤프트상의 크랭크핀으로 각각 구성된다. 공간적인 이유 때문에, 이러한 구조는 내연기관의 구조적 높이를 직접 결정하는 연결로드의 길이를 최소 길이로 하여야 한다. 엔진이 선박에 설치되어 선박을 구동하거나, 또는 엔진이 발전실내에서 발전기를 구동하는 경우, 내연기관의 높이는 설치되는 공간의 높이에 영향을 주기 때문에, 이 높이는 비교적 크고 불리하다.

본 발명의 목적은 구조적으로 간단한 수단으로 그 구조적 높이가 감소되도록, 전술한 종류의 내연기관을 개량하는 것이다.

본 발명에 의하면, 이러한 문제를 해결하기 위하여, 동력전달기구는 피스톤 로드에 연결되고, 크랭크샤프트에 횡으로 배설되고, 또한 크랭크샤프트쪽으로 커브진 슬라이드웨이를 가지는 빔모양 부재와, 크랭크샤프트의 크랭크핀상에 지지되어 슬라이드웨어에 대향하여 배설되는 슬라이드블록으로 구성되고, 빔모양 부재는 하우징내에 있는 안내면상에 지지된다.

이러한 구조를 통하여, 동력전달기구는 크랭크핀 및 크로스헤드와의 힌지연결에 지금까지 필요했던 연결로드를 제거한다. 연결로드의 제거를 통하여, 내연기관의 구조적 높이는 피스톤의 행정의 약 50%만큼 감소되며, 그것은 내연기관의 설치의 장소에서 공간의 높이에 대하여 특히 유효한 이점을 가진다. 내연기관의 구조적 높이가 증가되지 않고, 크랭크핀의 중심과 반경의 중심과의 거리의 지수에 대한 실린더구멍의 비율을 변화시키는 것은 슬라이드웨이의 반경의 자유로운 선택을 통하여 더욱 가능해진다. 결국, 슬라이드웨이의 반경의 자유로운 선택을 통하여, 내연기관의 동작특성은 즉 반경이 작아짐으로써, 즉 유용한 행정을 증가시킴으로써 연료소비의 저감에 의하여, 그리고 반경이 더 커짐으로써 2차 모멘트의 감소에 의하여 최적화될 수 있을 것이다.

다음에, 본 발명의 일실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제1도에 있어서, 저속의 디젤구조의 2행정 왕복내연기관은 크랭크샤프트(2)가 회전할 수 있도록 지지된 기판(1)을 가진다. 기판(1)위에는 크랭크샤프트의 방향으로 차례로 배열된 페데스탈로 구성된 엔진하우징(3)이 통상의 방법으로 놓인다. 엔진하우징(3) 위에는 그 상부가 실린더블록(4)으로부터 돌출하는 실린더라이너(5)가 배열된 실린더블록(4)이 설치된다. 실린더라이너(5)는 다수의 볼트(7)에 의하여 실린더블록(4)에 연결된 실린더헤드(6)에 의하여 제1도의 상부가 닫혀 있다. 실린더라이너(5)내에서는 피스톤(8)이 상하로 움직이도록 안내되며, 엔소실(8′)이 피스톤(8)의 상면과 실린더헤드(6)사이에 형성된다. 실린더블록내에는 엔진하우징(3)상에 설치된 배기수취부(10)로부터 배기가 흐르는 배기실(9)이 형성된다. 배기실(9)의 영역에서 실린더라이너(5)는 그 주위에 배설된 슬롯(11)을 가지며, 피스톤(8)이 하사점의 영역으로 이동할 때, 즉 피스톤(8)의 상면이 슬롯(11) 아래에 놓일 때, 배기실(9)로부터 이를 통하여 실린더라이너(5)내로 배기가 흐른다. 실린더헤드(6)의 중심에는 상세히 도시되지 않은 배기밸브가 배설되고, 이와 같이 내연기관은 길이방향배기로 동작한다. 또한, 다수의 인젝터밸브가 실린더헤드(6)내에 설치되고, 이를 통하여 피스톤(8)이 상사점의 영역에서 움직이고 있을 때 연료가 연소실(8′)내에서 고압에 도달한다. 엔진이 가지는 실린더의 수에 따라서 다수의 실린더블록(4)이 하우징(3)상에 차례로 배열된다.

피스톤(8)은 제1도에서 엔진하우징(3)내로 하향으로 연장되는 피스톤로드(12)에 연결된다. 실린더블록(4)으로부터 엔진하우징(3)으로의 천이에서, 피스톤로드(12)는 배기실(9)로부터 엔진하우징으로 둘러싸인 공간내로 배기의 누출을 방지하는 글랜드(gland)(13)로 포위된다. 상세히 도시하지 않은 방법으로, 피스톤로드(12)의 하단은 크랭크샤프트(2)에 횡으로 배설되는 빔모양 부재(14)에 스크류로 고정된다. 크랭크샤프트(2)의 다음의 부재(14)의 아래쪽에는, 원호의 형상으로 크랭크샤프트쪽으로 커브진 슬라이드웨이(15)를 그 외측에 형성하는 플랜지(14′)가 형성된다. 이 슬라이드웨이(15)를 향하여, 크랭크샤프트(2)의 크랭크핀(20)위에 지지되고, 이 핀의 중심선의 높이주위로 분리된 슬라이드블록(16)이 놓인다.

제2도에 나타낸 바와 같이, 슬라이드블록(16)은 양쪽 위에서 플랜지(14′)를 포용한다. 부재(14)의 폭은 그 운동중에 웨브(17)사이 및 크랭크샤프트(2)사이의 그 아래에 갈 수 있도록 치수가 정해진다. 빔모양 부재(14)는 그 상부영역에서 빔모양 부재에 힌지되고, 엔진하우징(3)(제3도)내의 안내면(23)에 대향하여 지지하는 4개의 슬라이드슈(22)가 설치된다. 슬라이드슈(22)는 그 운동중에 하우징(3)내에서 부재(14)를 안내하며, 운동시스템, 즉 “피스톤(8), 피스톤로드(12), 빔모양 부재(14)”로부터 엔진하우징상의 안내면(23)으로 횡방향 힘을 전달한다.

슬라이드웨이(15)의 원호의 중심 M(제1도와 같이 또한 반경 R의 중심임)은 피스톤로드(12)의 수직방향축(12′)상에 놓인다. 또한, 제1도에 있어서, 크랭크핀(20)의 중심축과 중심 M 사이의 거리 L와 실린더라이너(5)의 구멍의 직경 B이 도시되어 있다. 반경 R의 변화에 따라서 슬라이드웨이(15)의 곡율을 통하여, 내연기관의 구조적 높이가 변경되지 않고도 비율 B/L을 변화시킬 수 있다. 이미 설명한 바와 같이, 반경 R을 감소함으로써 내연기관의 연료소모가 감소될 수 있을 것이다. 반경 R을 증가시키는 것은 매우 큰 반경에서 제로로 되기까지 하는 2차 모멘트를 감소시킨다.

제1도에 나타낸 피스톤(8)의 위치에 있어서, 그것은 연소실(8′)내로 주입된 연료의 점화 후에 상사점 바로 아래에 놓인다. 이와 같이 함으로써, 연소실내의 상승하는 압력은 피스톤(8)에 의하여 피스톤로드(12)와 부재(14)를 통하여 슬라이드블록(16)으로 전달됨으로써, 크랭크샤프트(2)가 시계방향으로 회전되도록 한다. 이 운동중에, 슬라이드블록(16)은 크랭크핀(20)의 중심이 직경 H로 나타낸 원주상의 가장 먼 우측 점에 도달될 때까지 제1도의 우측으로 슬라이드웨이(15)에 따라서 이동한다. 직경 H은 피스톤(12)의 행정과 동일하다. 크랭크샤프트(2)의 이어지는 더 일층의 회전중에, 슬라이드블록(16)은 하사점을 통하여 이동하도록 함에 있어서, 점이 원 H상에서 좌측으로 가장 먼 밖으로까지 좌측으로 슬라이드웨이(15)에 따라서 천이된다. 원 H상에서 좌측으로 가장 밖의 점으로 부터 슬라이드블록(16)은 다음에 상사점을 통과하도록 함에 있어서 우측으로 천이된다.

제1도에 있어서, 보조안내베어링(25)도 역시 슬라이드슈(22)아래에 빔모양부재(14)에 맞추어지고, 마찬가지로 하우징(3)상의 안내면(23)에 대향하여 놓인다. 보조안내베어링(25)은 피스톤로드(12)를 가지는 피스톤(8)이 떼어내어져서 내연기관이 다른 피스톤과 계속 동작하게 되면 동작하게 된다. 그 때, 이들은 빔모양 부재(14)를 지지한다.

전술한 실시예와는 달리, 보조안내베어링(25)도 역시 슬라이드슈(22) 위의 부재(14)상에 배치될 수 있을 것이다. 슬라이드슈(22)를 제1도에 나타낸 것보다 더 낮게 부재(14)에 힌지하는 것도 또한 가능하다.

또한, 전술한 실시예와는 달리, 슬라이드블록(16)에 의한 플랜지(14′)의 횡적 결합대신에 크랭크핀(20) 아래를 이동하며 그 아래쪽에 의하여 슬라이드블록(16)에 대향하여 놓이는 슬라이드웨이(15)와 평행인 슬라이드웨이가 설치되도록 구성할 수 있을 것이다. 그러면, 또 다른 슬라이드웨이가 후자의 단부에 맞추어진 웨브에 의하여 빔모양 부재에 견고하게 연결된다.

Claims (5)

1. 하우징내에 배설되고 동력전달기구를 통하여 하우징내에 지지된 크랭크샤프트(2)와 동작가능하게 연결된 피스톤로드(12)를 가지는 피스톤(8)이 이동가능하게 안내되는 최소한 하나의 실린더를 가지며, 상기 동력전달기구는 피스톤로드(12)에 연결되고 크랭크샤프트(12)에 횡으로 배설되며 또한 크랭크샤프트쪽으로 커브진 슬라이드웨이(15)를 가지는 빔모양 부재(14)와, 크랭크샤프트(12)의 크랭크핀(20)상에 지지되어 슬라이드웨이(15)에 대향하여 배설되는 슬라이드블록(16)으로 구성되고, 상기 빔모양 부재(14)는 하우징내에 있는 안내면(22,23)상에 지지되는 2행정 왕복내연기관에 있어서, 상기 슬라이드웨이(15)는 크랭크샤프트(2)측으로 볼록하게 만곡된 원호 형상으로 이루어지고, 상기 슬라이드웨이의 원호 중심(M)은 상기 피스톤 로드(12)의 수직축(12′)상에 놓이는 것을 특징으로 하는 2행정 왕복내연기관.
2. 제1항에 있어서, 슬라이드슈는 상기 빔모양 부재에 힌지되어 상기 안내면에 대향하여 지지되는 것을 특징으로 하는 2행정 왕복내연기관.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 빔모양 부재는 그 운동중에 상기 크랭크핀의 웨브 사이에 그 아래까지 내려가도록 치수가 정해지는 것을 특징으로 하는 2행정 왕복내연기관.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 빔모양 부재는 상기 슬라이드웨이의 영역에서 상기 슬라이드블록이 옆에서 포용하는 플랜지를 형성하는 것을 특징으로 하는 2행정 왕복내연기관.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 빔모양 부재상에 보조안내베어링에 배설되어, 상기 안내면에 대향하여 지지하는 것을 특징으로 하는 2행정 왕복내연기관.