KR101581994B1 - 개선된 2행정 내연기관 - Google Patents

개선된 2행정 내연기관 Download PDF

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Abstract

2행정 내연기관은 적어도 한 세트의 제1 및 제2 실린더 쌍을 포함한다. 내연기관은 공기 또는 공기/연료 혼합물 유입관을 포함하되, 상기 유입관은 제1 및 제2 실린더의 제1 및 제2 유입구로 각각 연장된 유입 유로들로 분기된다. 밸브가 공기 또는 공기/연료 혼합물이 유입 유로들로 전달되는 것을 제어한다. 내연기관의 일 실시형태에서는, 바이패스 밸브를 구비한 바이패스 유로가 실린더 쌍의 유입구들 사이로 연장된다.

Description

개선된 2행정 내연기관{IMPROVEMENTS IN TWO-STROKE ENGINES}
본 발명은 2행정 내연기관에 관한 것으로, 특히 쌍기통(twin or paired cylinder) 2행정 내연기관의 스로틀 제어 및 효율 증가에 관한 것이다.
유사한 변위 4행정 내연기관에 비해 비교적 높은 동력 대 중량비와 더 적은 가동 부품을 포함하는 통상의 2행정 내연기관의 이점은, 연소 시 연소 오일의 고유의 오염 및 이와 연관된 고가의 롤러 베어링을 포함하는 전손식 윤활(total loss lubrication)의 단점에 의해 상쇄된다.
2행정 내연기관은 일반적으로 가압 윤활 시스템을 사용할 수 없고, 실린더 내부에서 피스톤의 윤활이 가능하도록 오일을 공기/연료 혼합물에 추가한다.
그러므로, 2행정 내연기관은 오일을 연소시키며, 이는 추가 오염의 원인이 된다. 가압 윤활 시스템의 결여로 인해, 더 저렴하고 더 단순한 슬리퍼 베어링과 달리, 오일/연료 혼합물 내에서 작동할 수 있는 커넥팅 로드들, 및 크랭크샤프트 상의 롤러 베어링들이 필요하다. 이는 고가의 무거운 크랭크샤프트가 롤러 베어링들의 주위에 조립되는 것을 요구한다.
또한, 가솔린 내연기관은 일반적으로 스로틀 및 아이들 상태인 경우 연료 효율성을 잃게 되는데, 이는 피스톤이 스로틀 밸브 하류에서 부분 진공을 형성함에 따라, 내연기관이 상승 행정(up-stroke)에서 피스톤의 "펌핑" 작용을 극복하기 위한 작업을 수행해야 하기 때문이다. 이는 통상 펌핑 손실로 지칭된다.
피스톤 쌍이 180°떨어져 배치된(피스톤 쌍 중 하나의 피스톤이 상사점(TDC)에, 다른 하나의 피스톤이 하사점(BDC)에 배치됨) 쌍기통 내연기관에서, 유입 나비 밸브 하류의 진공에 의한 펌핑 손실은 내연기관의 연료 경제성에 부정적인 영향을 미치며, 상기 내연기관은 이러한 손실을 극복하기 위한 작업을 수행해야 한다.
아울러, 2행정 유도 사이클에서 체크 밸브 또는 일방향 밸브로 사용되는 일반적인 리드 밸브(reed valve)가 유도 중에 압력차에 의해 개방되기 위해서는 극복해야 하는 인장 저항이 있다. 이는 저항 및 그에 따른 유동을 증가시키고, 효율을 감소시키며, 펌핑 손실에도 기여한다. 더욱이, 대용량 리드 밸브 블록은 유도 포트의 상당한 횡단면 변화를 필요로 하여, 충전 속도의 변화를 초래하고, 이후 충전, 유동, 동력, 효율, 램 효과(ram-effect), 및 경제성을 저감한다. 반대로, 전술한 피벗 밸브는 이러한 극복해야 하는 인장 하중이 없고, 유입구의 횡단면적의 더 높은 일관성을 유지하여, 유동 속도 및 개선된 램 효과를 유지한다.
본 발명의 목적은 전술한 단점들 중 일부를 해결하거나 적어도 개선하는 것이다.
본 명세서에서, "포함하는"이라는 용어(및 그 문법적 변형)는 "~으로만 이루어진"의 배타적인 의미가 아니라, "가진" 또는 "구비한"의 포괄적인 의미로 사용된다.
본 발명의 배경 기술 부분의 선행 기술에 대한 전술한 논의는, 그 안에 기재된 모든 정보가 인용 가능한 선행 기술이거나 또는 임의의 국가의 당해 기술분야의 숙련자들의 보통의 일반적인 지식의 일부임을 용인하는 것은 아니다.
본 발명의 첫 번째 개괄적인 형태에서는, 적어도 한 세트의 제1 및 제2 실린더 쌍; 및 상기 제1 및 제2 실린더의 제1 및 제2 유입구로 각각 연장된 제1 및 제2 유입 유로로 분기된 공기 또는 공기/연료 혼합물 유입관을 포함하며, 상기 제1 및 제2 유입 유로를 통과하는 공기 또는 공기/연료 유동이 상기 유입관의 상기 분기점과 인접하게 위치하는 유입 밸브들에 의해 제어되는 것인 2행정 내연기관에서, 바이패스 유로가 상기 제1 및 제2 실린더의 제1 및 제2 유입구 사이로 연장되며, 상기 바이패스 유로에는, 상기 내연기관의 조작자에 의해 상기 바이패스 유로의 완전 개방 위치 및 완전 폐쇄 위치 사이에서 작동 가능한 바이패스 밸브가 구비되는 것을 특징으로 하는 2행정 내연기관을 제공한다.
바람직하게, 상기 제1 및 제2 유입 유로를 각각 통과하는 적어도 공기의 유동이 상기 유도 밸브들에 의해 제어되며, 상기 각각의 유입 유로의 각각의 유도 밸브는, 상기 유도 밸브들 중 제1 유도 밸브의 폐쇄 동작이 상기 유도 밸브들 중 제2 유도 밸브의 개방 동작에 의해 보완되도록, 협력하여 작동하도록 배치된다.
본 발명의 다른 개괄적인 형태에서는, 적어도 한 세트의 제1 및 제2 실린더 쌍; 및 상기 제1 및 제2 실린더의 제1 및 제2 유입구로 각각 연장된 유입 유로들로 분기된 공기 또는 공기/연료 혼합물 유입관을 포함하는 2행정 내연기관에서, 상기 내연기관은 상기 유입관의 분기점에 위치하는 2리프 피벗 밸브를 포함하고, 상기 2리프 피벗 밸브는 2개의 견고하게 상호 연결된 리프를 구비하고, 상기 제1 실린더의 피스톤이 하사점(BDC)에서 상사점(TDC)으로 이동함에 따라 상기 2리프 피벗 밸브의 제1 리프가 상기 제1 유입 유로를 개방하도록, 상기 2리프 피벗 밸브는 교대로 피벗하고, 상기 피벗 밸브의 제2 리프는 상기 제2 실린더의 피스톤이 TDC에서 BDC로 이동함에 따라 상기 제2 유입 유로를 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 내연기관을 제공한다.
바람직하게, 상기 내연기관은 상기 제1 및 제2 실린더의 상기 제1 및 제2 유입구 사이로 연장된 바이패스 유로를 더 포함하고, 상기 바이패스 유로에는, 상기 내연기관의 조작자에 의해 상기 바이패스 유로의 완전 개방 위치 및 완전 폐쇄 위치 사이에서 작동 가능한 바이패스 밸브가 구비된다.
바람직하게, 적어도 한 세트의 제1 및 제2 실린더 쌍의 제1 및 제2 피스톤은 공통 크랭크샤프트 상에서 작동하며, 각각의 커넥팅 로드에 의해 상기 공통 크랭크샤프트의 제1 및 제2 저널에 피벗 연결된다.
바람직하게, 상기 제1 및 제2 실린더 각각은 별개의 크랭크케이스를 구비한다.
본 발명의 또 다른 개괄적인 형태에서는, 적어도 한 세트의 제1 및 제2 실린더 쌍; 및 상기 제1 및 제2 실린더의 제1 및 제2 유입구로 각각 연장된 제1 및 제2 유입 유로로 분기된 공기 또는 공기/연료 혼합물 유입관을 포함하는 2행정 내연기관에서, 상기 내연기관은 상기 유입관의 상기 분기점에 위치하는 2리프 피벗 밸브를 포함하되, 상기 2리프 피벗 밸브는, 상기 피벗 밸브의 제1 리프가 상기 제1 및 제2 유입 유로 중 하나의 유입 유로를 폐쇄하는 동안, 상기 피벗 밸브의 제2 리프가 상기 제1 및 제2 유입 유로 중 다른 하나의 유입 유로를 개방하도록, 교대로 피벗하는 것을 특징으로 하고, 바이패스 유로가 상기 제1 및 제2 유입구 사이로 연장되며, 상기 바이패스 유로에는, 상기 내연기관의 사용자에 의해 상기 바이패스 유로의 완전 개방 위치 및 완전 폐쇄 위치 사이에서 작동 가능한 바이패스 밸브가 구비되는 것을 더 특징으로 하는 2행정 내연기관을 제공한다.
바람직하게, 상기 적어도 한 세트의 제1 및 제2 실린더 쌍의 제1 및 제2 피스톤 각각은 상기 각각의 실린더의 BDC 및 TDC 사이에서 교대로 왕복 운동하고, 상기 피스톤들은, 상기 피스톤들 중 제1 피스톤이 TDC에 있으면 제2 피스톤이 BDC에 있도록, 180°배치된다.
바람직하게, 상기 제1 및 제2 실린더는 공통 크랭크케이스를 공유하며, 각각이 고정 분리판에 의해 상부 및 하부 실린더 영역으로 나누어지고, 제1 및 제2 피스톤은 상기 각각의 상부 실린더 영역의 TDC 및 BDC 사이에서 왕복 운동한다.
바람직하게, 상기 제1 및 제2 피스톤 각각은 각각의 상부 실린더 영역을 압축실 및 연소실로 나누며, 상기 압축실은 상기 피스톤의 하측 및 상기 각각의 고정 분리판 사이에 위치한다.
바람직하게, 기둥이 상기 각각의 피스톤의 하측에서 연장되며 상기 고정 분리판의 중앙 개구를 관통하고, 상기 기둥의 하단은 상기 하부 실린더 영역에서 왕복 운동하는 원판 또는 슬리퍼 형상의 부재에 연결되고, 상기 원판 또는 슬리퍼 형상의 부재의 하측에는, 커넥팅 로드의 제1 단부에 연결되는 거전 부재(gudgeon element)가 구비되며, 상기 커넥팅 로드의 제2 단부는 상기 공통 크랭크샤프트의 저널에 연결된다.
바람직하게, 상기 실린더의 피스톤이 TDC를 향해 이동함에 따라 상기 실린더의 상기 압축실로 유도된 공기 또는 공기/연료 혼합물의 충전량(charge)은 이후 전달 포트를 통해 상기 실린더의 상기 각각의 연소실로 적어도 부분적으로 전달된다.
바람직하게, 상기 압축실로 유도된 공기 또는 공기/연료 혼합물의 상기 충전량은, 상기 바이패스 밸브가 상기 바이패스 유로를 폐쇄하는 위치에 있는 경우, 최대 충전량이다.
바람직하게, 상기 바이패스 밸브가 부분적으로 또는 완전히 개방된 경우, 상기 바이패스 유로는 공기 또는 공기/연료 혼합물이 상기 제1 실린더의 상기 압축실 및 상기 제2 실린더의 상기 압축실 사이에서 전달될 수 있게 한다.
바람직하게, 개방되거나 부분적으로 개방된 바이패스 밸브는, 대응하는 실린더의 상기 피스톤이 BDC를 향해 이동하는 경우, 상기 압축실 및 상기 대응하는 유입 유로의 압력 완화를 초래하고, 상기 피벗 밸브는 상기 바이패스 밸브에 의해 초래된 완화 정도에 비례하여 반응한다.
바람직하게, 상기 피벗 밸브는, 상기 대응하는 실린더의 상기 피스톤이 BDC를 향해 이동하는 경우 상기 하나의 유입 유로를 필연적으로 완전 폐쇄는 아니지만 폐쇄하려는 경향, 및 상기 다른 하나의 유입 유로를 필연적으로 완전 개방은 아니지만 개방하려는 경향을 취한다.
바람직하게, 상기 바이패스 유로가 완전히 또는 부분적으로 개방된 경우, 압축용 공기 또는 공기/연료 혼합물의 약화된 충전량이 상기 연소실로 전달되고, 상기 충전량은 상기 최대 충전량으로부터 감소하며, 상기 약화된 충전량은 더 느리고 감소된 동력 행정 및 감소된 rpm과 동력 출력으로 이어진다.
바람직하게, 상기 바이패스 밸브가 완전히 개방된 경우, 상기 내연기관을 아이들 상태로 유지하기에 충분한 공기 또는 공기/연료 혼합물을 상기 연소실에 전달하도록, 상기 바이패스 밸브, 상기 제1 및 제2 유입 유로, 상기 피벗 밸브, 및 상기 유입관의 크기가 결정된다.
바람직하게, 상기 공기 또는 공기/연료 혼합물의 상기 충전량은 단지 공기의 충전량이고, 상기 제1 및 제2 연소실 각각은 정확히 계량된 체적의 연료를 운반하기 위해 연료 주입기를 구비하며, 상기 체적은 상기 바이패스 밸브의 상태에 비례한다.
본 발명의 또 다른 개괄적인 형태에서는, 적어도 한 세트의 제1 및 제2 실린더 쌍을 구비한 2행정 내연기관의 rpm 및 동력 출력을 제어하는 제어 방법에서, 상기 제1 실린더의 유입구 및 상기 제2 실린더의 유입구 사이로 연장된 바이패스 유로의 완전 개방 위치 및 완전 폐쇄 위치 사이에서 바이패스 밸브를 작동시키는 단계로, 상기 내연기관은 상기 바이패스 밸브가 상기 바이패스 유로를 완전히 폐쇄한 경우 최대 동력 출력으로 작동하고, 상기 바이패스 밸브가 상기 바이패스 유로를 완전히 개방한 경우 아이들 상태로 작동하는 단계를 포함하는 제어 방법을 제공한다.
바람직하게, 상기 제1 및 제2 실린더의 상기 각각의 유입구는 유입 유로와 연통되고, 상기 유입 유로는 공기 또는 공기/연료 유입관의 분기점으로부터 연장되며 상기 제1 및 제2 유입구로 각각 연장된다.
바람직하게, 상기 분기점에 위치하는 2리프 피벗 밸브는 상기 바이패스 밸브의 위치에 응답하고, 상기 바이패스 밸브가 완전히 폐쇄된 경우 상기 각각의 유입 유로를 교대로 완전히 또는 부분적으로 개폐하며, 상기 바이패스 밸브가 완전히 또는 부분적으로 개방된 경우 상기 유입 유로들을 교대로 완전히 또는 부분적으로 개방하거나 폐쇄한다.
본 발명의 또 다른 개괄적인 형태에서는, 2행정 내연기관의 제1 및 제2 실린더 쌍으로 유도되는 공기 또는 공기/연료 혼합물을 제어하는 제어 방법에서, 상기 내연기관의 유입관의 분기점에 2리프 피벗 밸브를 제공하는 단계로, 상기 2리프 피벗 밸브의 리프들은 견고하게 상호 연결되며 분기점의 각도와 대략 동일한 각도로 서로 배치되고, 각각의 유입 유로는 상기 분기점으로부터 상기 실린더 쌍의 각각의 유입 포트로 연장되는 단계를 포함하는 제어 방법을 제공한다.
바람직하게, 상기 분기점에 위치하는 상기 2리프 피벗 밸브는 바이패스 밸브의 위치에 응답하며, 상기 바이패스 밸브는 상기 제1 실린더의 상기 유입구 및 상기 제2 실린더의 상기 유입구 사이로 연장된 바이패스 유로 내에 위치하고, 상기 내연기관은 상기 바이패스 밸브가 상기 바이패스 유로를 완전히 폐쇄한 경우 최대 동력 출력으로 작동하며, 상기 바이패스 밸브가 상기 바이패스 유로를 완전히 개방한 경우 아이들 상태로 작동하고, 상기 피벗 밸브는 상기 바이패스 밸브가 완전히 폐쇄된 경우 상기 각각의 유입 유로를 교대로 완전히 또는 부분적으로 개폐하며, 상기 바이패스 밸브가 완전히 또는 부분적으로 개방된 경우 상기 유입 유로들을 교대로 부분적으로 개폐한다.
이하에서는 본 발명의 실시형태들이 첨부 도면을 참조하여 설명될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 피벗 밸브가 장착된 2행정 내연기관의 한 세트의 제1 및 제2 실린더 쌍의 제1 바람직한 실시형태의 개략적인 측단면도이다.
도 2는 유도 체크 밸브 및 바이패스 유로/바이패스 밸브를 구비한 도 1의 2행정 내연기관의 개략적인 측단면도이다.
도 3은 도 1의 피벗 밸브가 장착된 도 2의 내연기관의 개략적인 측단면도이다.
도 4는 바이패스 밸브가 완전 폐쇄 위치에 있는 본 발명에 따른 쌍기통 2행정 내연기관의 다른 바람직한 실시형태의 개략적인 측단면도이다.
도 5는 바이패스 밸브가 완전 개방 위치에 있는 도 4의 내연기관의 다른 측단면도이다.
본 명세서에서, "쌍기통 2행정 내연기관"이라는 용어는, 협력하는 쌍으로 직렬 배치된 적어도 하나, 아마도 다수의 실린더를 구비한 2기통 내연기관(들)을 가리킨다.
또한, 본 명세서에서, "상사점" 및 "하사점"이라는 용어는 실린더 내의 내연기관 피스톤 행정의 상단 및 하단을 가리키며, 일반적으로 각각 TDC 및 BDC의 약자로 나타낸다.
제1 바람직한 실시형태
본 발명의 제1 바람직한 실시형태에서, 도 1을 참조하면, 쌍기통 2행정 내연기관(10)은 적어도 한 쌍의 실린더(12, 14)를 포함하고, 상기 실린더들은 공통 크랭크샤프트(16)를 공유하지만, 큰 단부 저널들(18, 20)은 별개의 크랭크케이스(22, 24) 내에서 작동한다. 크랭크샤프트 저널들(18, 20)은, 제1 피스톤(26)이 상사점(TDC)에 있으면 제2 피스톤(28)이 하사점(BDC)에 있도록, 서로 180°오프셋된다.
당해 기술분야에 잘 알려진 바와 같이, 피스톤들(26, 28)은 배기구(34, 36)의 개방을 제어하는 스커트부(30, 32)를 각각 구비한다. 또한, 당해 기술분야에 잘 알려진 바와 같이, 각각의 피스톤이 TDC에서 BDC를 향해 이동함에 따라, 전달 포트(미도시)는, 먼저 피스톤 아래의 각각의 크랭크케이스(22, 24)로 유도된 기체가 피스톤 위의 연소실(27, 29)로 각각 전달될 수 있게 한다.
본 배치에서는, 공기 또는 공기/연료 혼합물이 공통 유입관(38)으로부터 두 실린더(12, 14)로 공급되고, 상기 공통 유입관은 제1 및 제2 실린더(12, 14)의 유입구(44, 46)로 각각 이어진 두 유로(40, 42)로 분기된다. 또한, 당해 기술분야에서 일반적인 바와 같이, 나비 밸브(48)가 유입관(38)에 구비되어, 상기 관을 통과하는 공기 또는 공기/연료 혼합물의 유동을 조절한다.
그러나, 본 발명의 이러한 바람직한 실시형태에서는, 유입관(38)에서 가용한 공기 또는 공기/연료 혼합물을 분기된 유로들(40, 42)로 유도하는 과정이 단일 부재, 즉 유입관(38)의 분기점에 위치하는 2리프 피벗 밸브(50)에 의해 제어된다. 피벗 밸브(50)의 리프들(52, 54)은 리드 밸브의 리프들과 유사하며 일정한 가요성을 갖지만, 이 경우에는, 2개의 리프들(52, 54)이 견고하게 상호 연결되고, 분기점의 각도와 대략 동일한 각도로 서로 고정되며, 분기점에 견고하게 장착된 피벗축(56)을 중심으로 자유롭게 피벗 운동한다. 일반적으로 사용되는 스프링 리드 밸브와 달리, 피벗 밸브(50)의 이동은 스프링 인장에 의한 저항을 받지 않는다. 도 1에서 확인할 수 있는 바와 같이, 제1 유로(40)의 리프(52)가 폐쇄 위치에 있도록 피벗 밸브(50)가 회전하는 경우, 제2 유로(42)의 리프(54)는 완전 개방 위치로 회전된다.
피벗 밸브(50)의 피벗 운동은 유입관(38) 및 분기된 유입 유로들(40, 42)에서 얻어지는 순환 압력차에 의해 유도된다. 도 1을 참조하면, 커넥팅 로드(49) 상의 화살표로 나타낸 바와 같이, 제2 실린더(14)의 제2 피스톤(28)이 TDC를 향해 이동 중인 경우, 피스톤(28) 아래의 제2 실린더 크랭크케이스(24)에 부분 진공이 형성됨을 이해할 것이다. 그러므로, 리프(54)에 흡입력이 가해지고, 그에 따라 피벗 밸브(50)가 회전하여 공기 또는 공기/연료 혼합물의 유입을 위해 유입 유로(42)를 개방하도록 강제된다. 피벗 밸브(50)의 이러한 피벗 운동은, 제1 피스톤(26)이 동시에 BDC를 향해 이동함에 따라 제1 피스톤의 아래에 형성되는 압력 증가의 도움을 받는다. 이는 유입 유로(40)의 압력을 증가시키고, 그에 따라 리프(52)에 압력을 가하여, 도 1에 도시된 바와 같이, 유입 유로(40)를 폐쇄하는 위치로 리프를 강제한다.
본 발명의 피벗 밸브(50)는 자유롭게 피벗 운동함으로써, 피스톤이 TDC를 향해 이동하는 중인 실린더의 크랭크케이스 내로 신선한 공기 또는 공기/연료 혼합물을 효율적으로 유도할 수 있는 동시에, 실린더 쌍 중 다른 하나의 피스톤이 BDC를 향해 이동함에 따라, 상기 피스톤의 아래로부터 전달 포트(미도시)를 통해 연소실로 공기 또는 공기/연료 혼합물을 효율적으로 전달할 수 있다. 단일부재형 2리프 피벗 밸브의 리프들(52, 54)은, 유입관(38)을 통한 유입 속도가 역류를 극복할 정도로 충분히 높은 경우, 높은 rpm에서 둘 다 적어도 부분적으로 개방된 상태로 유지될 수 있도록, 가요성을 가진다.
제2 바람직한 실시형태
도 2를 참조하면(유사 특징부들을 '100'을 추가한 유사 번호로 나타냄), 쌍기통 2행정 내연기관(110)의 이러한 배치에서, 내연기관은 실린더들(112, 114), 피스톤들(126, 128), 및 공통 크랭크샤프트(116)를 포함한다. 상기 제1 바람직한 실시형태에서와 같이, 180°떨어져 배치된 크랭크샤프트 저널들(118, 120)이 별개의 크랭크케이스들(122, 124) 내에서 작동한다.
또한, 종전과 같이, 공기 또는 공기/연료 혼합물이 공통 유입관(138)을 통해 제1 및 제2 실린더(112, 114)로 공급되고, 상기 공통 유입관 역시 제1 및 제2 실린더의 유입구들(144, 146)로 이어진 유입 유로들(140, 142)로 각각 분기된다.
그러나, 본 실시형태에서는, 바이패스 유로(160)가 제1 실린더(122)의 유입구(144) 및 제2 실린더(114)의 유입구(146) 사이에 구비된다. 바이패스 밸브(162)가 바이패스 유로(160)의 중간점에 위치하며, 내연기관의 조작자의 제어 하에 도 2에 도시된 완전 개방 위치로부터 완전 폐쇄 위치로 유로(160)를 통과하는 유체 유동을 제한하도록 구성된다. 바람직하게, 바이패스 밸브(162)는 도 2에 도시된 바와 같이 회전 밸브이다.
이 경우, 분기된 유입 유로들(140, 142)을 통과하는 공기 또는 공기/연료 혼합물의 유동은 당해 기술분야에 알려진 바와 같이 2개의 리드 밸브들 또는 다른 유도 밸브들(164, 166)에 의해 제어되고, 상기 밸브들은 분기점(168) 아래의 각각의 유입 유로 내에 위치한다. 분기점 위에는 유입관(138) 내에 도시된 나비 밸브가 없음을 주목한다.
(실제로, 나비 밸브는 스로틀 제어가 아닌 아이들 설정의 목적으로 유입관 내에 구비될 수 있다. 이러한 매우 느린 내연기관의 아이들 속도를 초과하면, 이러한 나비 밸브가 완전히 개방될 것이며, 내연기관의 속도 및 동력은 분기점 상류의 나비 밸브 또는 어떤 다른 스로틀 배치에 의해서가 아닌 바이패스 밸브에 의해서만 제어될 것이다.)
상기 제1 바람직한 실시형태에서 설명된 바와 같이, 피스톤들(126, 128)이 통상의 방식으로 TDC 및 BDC 사이의 이동에 의해 리드 밸브들에서 양압 및 부압을 교대로 유도함에 따라, 리드 밸브들(164, 166)의 개폐는 2개의 유입 유로(140, 142)에서 각각 얻어진 압력차에 응답한다.
그러나, 이러한 압력차는 이제 바이패스 밸브(162)의 위치에 의해 가감된다. 바이패스 밸브(162)가 완전히 폐쇄되면, 리드 밸브들(164, 166)에 작용하는 압력이 상기 제1 바람직한 실시형태에서 설명된 바와 동일함을 이해할 것이다. 그러므로, 각각의 유입 유로의 리드 밸브는 대응하는 피스톤의 TDC를 향한 이동에 의해 부압이 유도되면 개방된다. 다른 유입 유로의 리드 밸브는 폐쇄 위치로 디폴트되고, 이는 대응하는 피스톤의 BDC를 향한 이동에 의한 유입 유로의 양압의 도움을 받는다.
유입관(138) 내에 스로틀 제어식 나비 밸브가 존재하지 않으므로, 바이패스 밸브(162)의 완전 폐쇄 위치는, 내연기관이 공기 또는 공기/연료의 최대 유동을 받아 완전한 "스로틀" 상태 및 최대 동력으로 작동하는 것에 상응한다. 바이패스 밸브(162)가 완전 폐쇄 위치에서 완전 개방 위치를 향해 회전함에 따라, 대향하는 크랭크케이스 공극들에서 교대로 압축 및 감압된 공기 또는 공기/연료 혼합물은 바이패스 밸브(162)의 개방 정도에 비례하여 공극들 사이에서 "단락(short-circuit)"되거나 수평 이송될 수 있다. 이는 각각의 크랭크케이스의 압력차가 유입관(138)에서 얻어진 압력보다 더 크기 때문이다.
따라서, 바이패스 밸브(162)를 개방한 효과에 의하면, 유입 유로들(140, 142)의 리드 밸브들(164, 166)에서 양압 및 부압을 가감함으로써, 공기 또는 공기/연료 혼합물을 각각의 크랭크케이스(122, 124)로, 최종적으로는 각각의 연소실(127, 129)로 유도하는 것을 감소시킨다. 바이패스 밸브(162)가 완전히 개방된 경우, 내연기관은 아이들 상태로 작동한다.
그러므로, 바이패스 밸브(162)는 통상의 나비 스로틀을 대신하는 내연기관용 스로틀로 작동한다.
이러한 배치에 의해, 아이들, 순항(cruise), 및 시내 주행과 같은 부분-스로틀 조건에서, 종래의 나비 스로틀 하류에 부분 진공을 유지할 때 발생된 펌핑 손실을 현저히 제거한다. 종래의 나비 제어식 배치에서는 내연기관이 이러한 펌핑 손실의 극복을 위한 작업을 수행하고 연료를 사용해야 했기 때문에, 위와 같은 배치는 내연기관의 효율성 및 경제성에 기여한다.
제3 바람직한 실시형태
본 발명에 따른 제3 바람직한 실시형태에서, 도 3을 참조하면(대응하는 특징부들을 '200'을 추가한 유사 번호로 나타냄), 쌍기통 실린더들(212, 214)의 배치, 분리된 크랭크케이스들(222, 224), 및 공통 유입관(238)으로부터 유입구들(244, 246)로 연장되는 분기된 유입 유로들(240, 242)은 상기 제1 및 제2 실시형태에 대해 설명된 바와 같다. 이 실시형태에서도 역시, 바이패스 유로(260)가 두 실린더(212, 214)의 유입구들(244, 246) 사이로 연장되며, 종래의 나비 밸브를 대체하는 바이패스 밸브(262) 역시 구비된다.
그러나, 이 실시형태에서는, 제2 실시형태의 리드 밸브들 또는 유사한 유도 밸브들이 상기 제1 실시형태에서 설명된 바와 같은 단일부재형 2리프 피벗 밸브(250)로 대체된다. 피벗 밸브는 이전에 설명된 바와 같이 유입 유로들(240, 242)에서 얻어진 압력차에 반응하지만, 이러한 압력차는 이제 바이패스 유로(260) 내에서 바이패스 밸브(262)에 의해 제공되는 제한 정도에 따라 좌우된다. 바이패스 밸브(262)가 완전히 폐쇄된 경우, 피벗 밸브(262)는 이전에 설명된 방식으로 작동하여, TDC로 이동하는 피스톤에 대응하는 리프는 완전 또는 부분 개방 위치로 흡인되고, 다른 리프는 다른 피스톤이 BDC를 향해 이동함에 따라 유로를 폐쇄하거나 부분적으로 폐쇄한다.
그러나, 바이패스 밸브(262)가 완전히 개방되면, TDC를 향해 이동하는 피스톤에 의해 유도된 흡인이 감소되어, 어떤 리프도 유로를 완전히 폐쇄하진 않지만, 연소 사이클을 아이들 상태로 유지하기 위해, TDC를 향해 이동하는 피스톤에 의해 공기 또는 공기/연료 혼합물의 충분한 충전량이 여전히 유도될 것이다. 따라서, TDC를 향해 이동하는 피스톤에 의해 얻어진 충전량은 바이패스 밸브(262)의 개방 정도의 함수이고, 따라서 내연기관의 동력 출력을 결정한다. 또한, 전술한 바와 같이, 실제로 나비 밸브는 내연기관의 아이들 조절의 목적으로만 구비될 수 있다.
제4 바람직한 실시형태
본 발명의 또 다른 바람직한 실시형태에서, 도 4 및 도 5를 참조하면, 2행정 내연기관(310)은 다시 적어도 한 세트의 실린더 쌍(312, 314)을 포함하지만, 이 경우에는, 실린더들이 공통 크랭크샤프트(316)뿐만 아니라 공통 크랭크케이스(322)도 공유한다. 피스톤들(326, 328)은 180°로 작동하며, 그에 따라 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 실린더(312)의 제1 피스톤(326)이 BDC에 있으면, 제2 실린더(314)의 제2 피스톤(328)이 TDC에 있다.
본 실시형태에서, 실린더들(312, 314) 각각은 고정 분리판(313, 315)에 의해 상부 및 하부 실린더 영역으로 나누어지고, 제1 및 제2 피스톤(326, 328) 각각은 각각의 고정 분리판(313, 315) 및 각각의 실린더의 상부 사이에서 왕복 운동한다. 그러므로, 각각의 피스톤은 상부 실린더 영역을, 피스톤 위의 연소실(327, 329), 및 고정 분리판(313, 315)과 피스톤 하측 사이의 유도실(317, 319)로 각각 나눈다. 환상 웰이 하부 실린더 영역을 둘러싸며, 상기 환상 웰은 피스톤이 BDC로 하강함에 따라 피스톤 스커트부(330)를 수용할 정도의 충분한 깊이를 가진다.
기둥들(331, 333)이 각각의 피스톤의 하측으로부터 연장되고, 각각의 분리판(313, 315)의 중앙 개구를 관통한다. 이러한 기둥(331, 333)의 하단은, 분리판 아래의 하부 실린더 영역(339, 341)에서 안내된 통기형 원판 또는 슬리퍼 형상의 부재(335, 337)에 연결된다. 이러한 원판 부재(335, 337)의 하측에는, 커넥팅 로드(347, 349)의 제1 단부에 연결되는 거전 부재(343, 345)가 구비된다. 이후, 커넥팅 로드의 제2 단부는 공통 크랭크샤프트(316)의 저널(351, 353)에 관례적으로 연결된다.
각각의 실린더(312, 314)는 그 압축실(321, 323)에서 연소실(327, 329)로의 기체 전달을 위한 연통을 제공하는 전달 포트(355, 357)를 각각 포함한다.
상기 제2 및 제3 실시형태에 대해 설명된 바와 같이, 본 발명의 제4 실시형태도 실린더 쌍(312, 314)의 유입구들(344, 346) 사이의 바이패스 유로(360)에 의해 유입구들(344, 346) 간의 연통을 제공한다. 전술한 바와 같이, 바이패스 밸브(362)가 바이패스 유로(360) 내에 위치하고, 도 4에 도시된 완전 폐쇄 위치 및 도 5에 도시된 완전 개방 위치 사이에서 조절 가능하며, 내연기관의 사용자에 의해 제어된다. 이 실시형태에서도, 바이패스 밸브(362)는 전술한 바와 같이 종래의 공기 또는 공기/연료 유입 나비 밸브의 기능을 대체하며 스로틀로 작동하면서, 내연기관의 동력출력을 제어한다.
전술한 실시형태들에 대하여, 공통 공기 또는 공기/연료 유입관(338)은 실린더 유입구들(344, 346)로 각각 이어진 유입 유로들(340, 342)로 분기된다. 마찬가지로, 밸브 시스템이 유입 유로(338)의 분기점에 위치하거나 이와 인접하게 위치하고, 유입구들(344, 346)로 연장된 유입 유로들(340, 342) 각각을 위해 밸브를 포함한다. 이러한 밸브들은 상기 제2 실시형태에 대해 설명된 바와 같이 리드 밸브 또는 기타 주지의 유도 밸브의 형태를 취할 수 있지만, 제1 및 제3 실시형태에서 이미 설명되고 도 5에 도시된 바와 같은 단일부재형 2리프 피벗 밸브(350)를 선택적으로 포함한다.
피벗 밸브(350)의 리프들(352, 354)은, 리프(352)가 제1 실린더(312)의 유입구(344)로 이어진 유입 유로(340)를 폐쇄하면 다른 리프(354)가 제2 실린더(314)의 유입 유로(342)의 완전 개방 위치를 취하도록, 서로에 대해 고정된다.
작동 - 전체 동력( full power )
바이패스 밸브(362)가 도 4에 도시된 완전 폐쇄 위치에 있는 경우에 있어서, 도 4 및 도 5에 도시된 상기 제4 실시형태의 내연기관(310)의 사이클이 이하에 설명될 것이다.
도 4에 도시된 바와 같이 제2 실린더(314)의 사이클을 고려하면, 제2 피스톤(328)이 TDC를 향해 이동함에 따라, 공기(또는 공기/연료 혼합물)의 충전량이 먼저 압축실(323)로 유도된다. 상승하는 피스톤(328)에 의해 형성된 부분 진공으로 인해, 피벗 밸브(350)의 제2 리프(354)가 개방되어, 충전량이 공통 유입관(338)으로부터 유입 경로(342)를 통해 제2 실린더(314)의 유입구(346)를 경유하여 압축실(323)로 흐를 수 있게 된다.
동시에, BDC로 이동하는 제1 피스톤(326)에 의해 제1 압축실(321)에 형성된 양압으로 인해, 피벗 밸브(350)의 제1 리프(352)가 폐쇄 위치로 강제된다는 것을 주목한다. 제2 피스톤(328)의 동력 하강 행정 및 제1 피스톤(326)의 상승 행정에서는, 피벗 밸브(350)의 배치가 역으로 되어, 제2 유입 유로(342)가 폐쇄되며 제1 유입 유로(340)가 개방된다.
이후, 제2 피스톤(328)이 BDC를 향해 이동함에 따라, 제2 압축실(323)의 공기(또는 공기/연료 혼합물)의 충전량이 전달 포트(357)를 통해 연소실(329)로 전달된다. 피벗 밸브 리프(354)가 제2 유입 유로(342)를 폐쇄하였고, 바이패스 밸브(362) 또한 폐쇄되기 때문에, 먼저 압축실(323)로 유도되는 공기 또는 공기/연료 혼합물의 전달이 이루어진다.
제2 피스톤(328)이 TDC를 향해 이동함에 따라, 공기(또는 공기/연료 혼합물)이 제2 연소실(329)에서 압축되고, 이후 점화 및 제2 피스톤(328)의 동력 하강 행정이 이루어진다.
전술한 바와 같은 동일한 과정이 180°지연된 제1 실린더(326)에서도 이루어짐은 물론이다.
전술한 사이클에서는, 유도된 공기(또는 공기/연료 혼합물)의 체적 조절이 없고, 다시 말하면 공기 또는 공기/연료 혼합물의 유도된 유동의 제한이 없고(유입관, 유입 유로, 유입구의 크기 결정에 의해 제공된 제한은 제외함), 유도된 충전량이 최대임을 주목한다. 그러므로, 바이패스 밸브(362)가 완전히 폐쇄된 이러한 배치에서, 내연기관은 전체 동력으로 작동한다.
작동 - 부분 동력 및 아이들( part power and idle )
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바이패스 밸브(362)가 부분적으로 또는 완전히 개방된 경우, 공기 또는 공기/연료 혼합물은 두 실린더(312, 314)의 두 압축실(321, 323) 사이에서 전달될 수 있다. 따라서, 예컨대 제1 피스톤(326)이 동력 하강 행정을 수행하는 경우, 제1 압축실(321)의 공기 또는 공기/연료 혼합물의 단지 일부만이 전달 포트(355)를 통해 제1 연소실(327)로 강제된다. 적어도 일부, 즉 바이패스 밸브(362)의 개방 정도에 따라 좌우되는 체적은, 이제 제2 피스톤(328)의 TDC를 향한 상승으로 인한 부분 진공압 하에서, 제2 실린더(314)의 압축실(323)로 가로질러 전달될 수 있다. 개방되거나 부분적으로 개방된 바이패스 밸브는 피스톤들의 정반대의 작동들과 교대로 일어나는 쌍기통 실린더들의 고압 및 저압 충전의 "단락"에 알맞은 조건을 초래한다.
유입관(338)을 제1 유입구(344)에 연결하는 제1 유입 유로(340) 및 제1 압축실(321)의 압력 완화로 인해, 피벗 밸브(350)는 바이패스 밸브(362)에 의해 제공된 완화 정도에 비례하여 반응한다. 내연기관의 제1 실린더(312)측의 압력은 감소되었어도, 제1 피스톤(326)이 BDC를 향해 하강하고 제2 피스톤(328)이 TDC를 향해 상승하는 동안, 제2 실린더(314)측의 압력보다 더 클 것이고, 그에 따라 피벗 밸브(350)는 제1 유입 유로(340)를 완전히는 아니더라도 폐쇄하려는 경향, 및 제2 유입 유로(342)를 완전히는 아니더라도 개방하려는 경향을 취할 것이다. 피벗 밸브의 리프들은 함께 견고하게 결합되어 있지만 일정한 가요성을 가지므로, 유로의 개폐에 있어서 일정한 지연(some leads and lags)을 가능하게 한다.
이러한 순서는 피벗 밸브(350)의 위치가 역으로 된 제2 실린더(328)에 대해 다시 반복된다.
(압력 완화 효과가 전술한 제2 및 제3 바람직한 실시형태의 배치에도 적용됨을 이해할 것이다. 이러한 배치에서는, 제1 및 제2 크랭크케이스 사이에서, 유도된 공기 또는 공기/연료 혼합물을 바이패스 유로를 통해 전달하면, 유입 유로들에서 얻어지는 압력이 감소한다.)
첫 번째 효과에 의하면, 공기 또는 공기/연료 혼합물의 약화된 충전량이 연소실 내의 압축에 사용 가능하여, 더 느리고 감소된 동력 행정 및 감소된 rpm과 동력 출력으로 이어진다. 바이패스 밸브(362)가 완전히 개방된 경우, 내연기관을 아이들 상태로 유지하기에 충분한 공기 또는 공기/연료 혼합물을 연소실에 전달하도록, 바이패스 밸브(362), 제1 및 제2 유입 유로(340, 342), 및 피벗 밸브(350)의 크기가 결정된다.
두 번째 효과에 의하면, 피스톤들이 폐쇄된 나비 밸브를 "흡인"함에 따라, 종래 내연기관에서 피스톤들의 "펌핑" 작용을 극복하기 위해 필요한 작업이 사실상 제거되어, 경제성 및 효율성의 개선을 가져온다.
그러므로, 전술한 실시형태의 특징부들의 조합은 많은 이점을 제공한다.
첫 번째로, 쌍기통 실린더들의 유입구들 사이에서 작동하는 바이패스 밸브 및 바이패스 유로는, 바이패스 밸브가 부분 동력에 대해 부분적으로 개방되고 아이들 상태로 완전히 개방되는 경우 압력차를 저감하여, 연료 경제성을 개선한다.
두 번째로, 제4 바람직한 실시형태에서와 같이 크랭크케이스로부터 격리된 압축실의 제공은 완전 가압 윤활 시스템의 가능성을 제공하며, 내연기관의 수명을 늘리고, 메인 및 커넥팅 로드 저널 베어링을 위해 더 간단하고 더 저렴한 슬리퍼 베어링의 사용을 가능하게 한다.
세 번째로, 바람직한 배치에서, 유입관(338) 및 유입 유로들(340, 342)은 압축실 및 연소실로 공기만을 공급한다. 바이패스 밸브(362)의 상태에 비례하여 정확히 계량된 연료가 연소실(327, 328)로 직접 주입에 의해 도입되어, 연료 사용 및 오염을 현저히 줄인다.
제4 바람직한 실시형태의 특징부들의 조합에서 발생된 다른 이점은 배기를 초래하는 윤활유의 연소 및 오일/가솔린 혼합의 제거를 포함하며, 이는 가압 윤활 시스템을 가능하게 하고, 슬리퍼 베어링들을 구비한 일체형 크랭크샤프트를 허용하며, 크랭크케이스 밀봉의 필요성을 없애고, 캠샤프트, 밸브, 또는 스프링을 필요로 하지 않으며, 디젤 구성의 가능성 역시 제공한다.
전술한 각각의 실시형태에서, 공통 크랭크케이스 및 크랭크샤프트를 구비한 V-4, V-6, V-8, 및 기타 다수의 V기통 내연기관을 형성하기 위해, 쌍기통 실린더 쌍들이 직렬로 배치될 수 있음은 물론이다. 쌍기통 실린더들이 V형으로 배치될 필요는 없다. 각 쌍의 실린더들은 수평방향으로 대향하거나, 반경방향으로 위치할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 일부 실시형태만을 설명하였고, 본 발명의 범주를 벗어남 없이, 당해 기술분야의 숙련자들에게 명백한 수정이 이루어질 수 있다.

Claims (18)

  1. 적어도 한 세트의 제1 및 제2 실린더 쌍; 및 상기 제1 및 제2 실린더의 제1 및 제2 유입구로 각각 연장된 유입 유로들로 분기된 공기 또는 공기/연료 혼합물 유입관을 포함하는 2행정 내연기관에서,
    상기 내연기관은 상기 유입관의 분기점에 위치하는 2리프 피벗 밸브를 포함하고, 상기 2리프 피벗 밸브는 2개의 견고하게 상호 연결된 리프를 구비하고, 상기 제1 실린더의 피스톤이 하사점(BDC)에서 상사점(TDC)으로 이동함에 따라 상기 2리프 피벗 밸브의 제1 리프가 상기 제1 유입 유로를 개방하도록, 상기 2리프 피벗 밸브는 교대로 피벗하고, 상기 피벗 밸브의 제2 리프는 상기 제2 실린더의 피스톤이 TDC에서 BDC로 이동함에 따라 상기 제2 유입 유로를 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 내연기관.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 내연기관은 상기 제1 및 제2 실린더의 상기 제1 및 제2 유입구 사이로 연장된 바이패스 유로를 더 포함하고, 상기 바이패스 유로에는, 상기 바이패스 유로의 완전 개방 위치 및 완전 폐쇄 위치 사이에서 상기 내연기관의 조작자에 의해 작동 가능한 바이패스 밸브가 구비되는 것을 특징으로 하는 내연기관.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 적어도 한 세트의 제1 및 제2 실린더 쌍의 제1 및 제2 피스톤은 공통 크랭크샤프트 상에서 작동하며, 각각의 커넥팅 로드에 의해 상기 공통 크랭크샤프트의 제1 및 제2 저널에 피벗 연결되는 것을 특징으로 하는 내연기관.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 실린더 각각은 별개의 크랭크케이스를 구비하는 것을 특징으로 하는 내연기관.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 적어도 한 세트의 제1 및 제2 실린더 쌍의 제1 및 제2 피스톤 각각은 상기 각각의 실린더의 BDC 및 TDC 사이에서 교대로 왕복 운동하고, 상기 피스톤들은, 상기 피스톤들 중 제1 피스톤이 TDC에 있으면 제2 피스톤이 BDC에 있도록, 180°로 배치되는 것을 특징으로 하는 내연기관.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 실린더는 공통 크랭크케이스를 공유하며, 상기 제1 및 제2 실린더 각각은 고정 분리판에 의해 상부 및 하부 실린더 영역으로 나누어지고, 제1 및 제2 피스톤은 상기 각각의 상부 실린더 영역의 TDC 및 BDC 사이에서 왕복 운동하는 것을 특징으로 하는 내연기관.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 피스톤 각각은 각각의 상부 실린더 영역을 압축실 및 연소실로 나누며, 상기 압축실은 상기 피스톤의 하측과 상기 각각의 고정 분리판의 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 내연기관.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 각각의 피스톤의 하측으로부터는 기둥이 연장되며, 상기 기둥은 상기 고정 분리판의 중앙 개구를 관통하고, 상기 기둥의 하단은 상기 하부 실린더 영역에서 왕복 운동하는 원판 또는 슬리퍼 형상의 부재에 연결되고, 상기 원판 또는 슬리퍼 형상의 부재의 하측에는, 커넥팅 로드의 제1 단부에 연결되는 거전(gudgeon) 부재가 구비되며, 상기 커넥팅 로드의 제2 단부는 공통 크랭크샤프트의 저널에 연결되는 것을 특징으로 하는 내연기관.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 실린더의 피스톤이 TDC를 향해 이동함에 따라 상기 실린더의 압축실로 유도된 공기 또는 공기/연료 혼합물의 충전량은 이후 전달 포트를 통해 상기 실린더의 상기 각각의 연소실로 적어도 부분적으로 전달되는 것을 특징으로 하는 내연기관.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 압축실로 유도된 공기 또는 공기/연료 혼합물의 상기 충전량은, 상기 바이패스 밸브가 상기 바이패스 유로를 폐쇄하는 위치에 있는 경우, 최대 충전량인 것을 특징으로 하는 내연기관.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 바이패스 밸브가 부분적으로 또는 완전히 개방된 경우, 상기 바이패스 유로는 공기 또는 공기/연료 혼합물이 상기 제1 실린더의 상기 압축실 및 상기 제2 실린더의 상기 압축실 사이에서 전달될 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 내연기관.
  12. 제11항에 있어서,
    개방되거나 부분적으로 개방된 바이패스 밸브는, 대응하는 실린더의 상기 피스톤이 BDC를 향해 이동하는 경우, 상기 압축실 및 상기 유입 유로의 압력 완화를 초래하고, 상기 피벗 밸브는 상기 바이패스 밸브에 의해 초래된 완화 정도에 비례하여 반응하는 것을 특징으로 하는 내연기관.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 피벗 밸브는, 상기 대응하는 실린더의 상기 피스톤이 BDC를 향해 이동하는 경우 상기 제1 유입 유로를 필연적으로 완전폐쇄는 아니지만 폐쇄하려는 경향, 및 상기 제2 유입 유로를 필연적으로 완전개방은 아니지만 개방하려는 경향을 취하는 것을 특징으로 하는 내연기관.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 바이패스 유로가 완전히 또는 부분적으로 개방된 경우, 압축용 공기 또는 공기/연료 혼합물의 약화된 충전량이 상기 연소실로 전달되고, 상기 충전량은 최대 충전량으로부터 감소하며, 상기 약화된 충전량은 더 느리고 감소된 동력 행정 및 감소된 rpm과 동력 출력으로 이어지는 것을 특징으로 하는 내연기관.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 바이패스 밸브가 완전히 개방된 경우, 상기 내연기관을 아이들 상태로 유지하기에 충분한 공기 또는 공기/연료 혼합물을 상기 연소실에 전달하도록, 상기 바이패스 밸브, 상기 제1 및 제2 유입 유로, 상기 피벗 밸브, 및 상기 유입관의 크기가 결정되는 것을 특징으로 하는 내연기관.
  16. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 공기 또는 공기/연료 혼합물의 충전량은 단지 공기의 충전량이고, 상기 제1 및 제2 연소실 각각은 정확히 계량된 체적의 연료를 운반하기 위해 연료 주입기를 구비하며, 상기 체적은 상기 바이패스 밸브의 상태에 비례하는 것을 특징으로 하는 내연기관.
  17. 2행정 내연기관의 제1 및 제2 실린더 쌍으로 유도되는 공기 또는 공기/연료 혼합물을 제어하는 제어 방법에서,
    상기 내연기관의 유입관의 분기점에 피벗형 2리프 피벗 밸브를 제공하는 단계로, 상기 2리프 피벗 밸브의 리프들은 견고하게 상호 연결되며 분기점의 각도와 대략 동일한 각도로 서로 배치되고, 각각의 유입 유로는 상기 분기점으로부터 상기 실린더 쌍의 각각의 유입 포트로 연장되는 단계를 포함하는 제어 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 분기점에 위치하는 상기 2리프 피벗 밸브는 바이패스 밸브의 위치에 응답하며, 상기 바이패스 밸브는 상기 제1 실린더의 유입구 및 상기 제2 실린더의 유입구 사이로 연장된 바이패스 유로 내에 위치하고, 상기 내연기관은 상기 바이패스 밸브가 상기 바이패스 유로를 완전히 폐쇄한 경우 최대 동력 출력으로 작동하며, 상기 바이패스 밸브가 상기 바이패스 유로를 완전히 개방한 경우 아이들 상태로 작동하고, 상기 피벗 밸브는 상기 바이패스 밸브가 완전히 폐쇄된 경우 상기 각각의 유입 유로를 교대로 완전히 개방하고 완전히 패쇄하며, 상기 바이패스 밸브가 완전히 또는 부분적으로 개방된 경우 상기 유입 유로들을 교대로 부분적으로 개바하고 부분적으로 폐쇄하는 것인 제어 방법.
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