KR101617477B1 - 가변 용량 챔버를 가진 엔진 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 엔진에 따르면,
상기 엔진은:
-챔버(3)를 형성하도록 구성되는 실린더(2)를 포함하며;
-제 1 피스톤(4)을 포함하고, 상기 제 1 피스톤(4)과 상기 실린더(2)는 제 1 상대 왕복 운동을 하며;
-출력 샤프트(8)를 포함하고;
-제 2 피스톤(14)을 포함하며, 상기 제 2 피스톤(14)과 상기 실린더(2)는 제 2 상대 왕복 운동을 하고, 상기 출력 샤프트(8)는 상기 제 1 및 제 2 피스톤(4, 14)에 동축으로 장착되며;
-상기 제 1 상대 왕복 운동을 상기 출력 샤프트(8)의 회전 운동으로 변환시키는 제 1 변환 수단을 포함하고, 상기 제 1 변환 수단은 한편으로는 제 1 안내 경로(9)를 포함하고 다른 한편으로는 상기 제 1 안내 경로(9)를 따라 이동하도록 설계된 제 1 안내 요소(10)를 포함하며;
-제 1 안내 경로(9)의 위치를 조절하기 위한 제 1 조절 부재(5)를 포함한다.

Description

가변 용량 챔버를 가진 엔진{ENGINE WITH A VARIABLE VOLUME CHAMBER}
본 발명은 일반적으로 엔진의 기술 분야, 특히 (예를 들어, 챔버 내에서 작동유가 압축되고 팽창됨으로써) 엔진의 작동이 챔버의 용량의 변화에 따르는 엔진에 관한 것으로서, 이러한 엔진들은, 예를 들어, (자동차, 오토바이, 항공기 또는 보트와 같은) 차량을 추진시키고 (산업용 또는 농업용) 기계를 작동시키도록 사용될 수 있는 기계적 에너지를 공급하거나, 혹은 심지어 전기발전기 설정 타입과 같은 에너지 변환 장치에 기계적 에너지를 공급할 수 있다.
보다 구체적으로, 본 발명은 세 개의 구성요소: 실린더, 제 1 피스톤 및 회전식 출력 샤프트 중 하나 이상의 구성요소를 포함하는 엔진에 관한 것으로서, 상기 실린더는 용량이 최소값과 최대값 사이에서 변하는 챔버의 경계를 정하며, 상기 제 1 피스톤도 상기 챔버의 경계를 정하고, 상기 제 1 피스톤과 상기 실린더는 상기 챔버의 용량이 변함에 따라 제 1 상대 왕복 운동을 하도록 설계된다.
기계적 에너지를 수용 시스템(자동차, 기계 또는 그 외의 다른 것들)에 공급하는 가변 용량 챔버를 가진 엔진이 오랫동안 널리 알려져 왔는데, 자동차에 장착되도록 사용되는 내연기관(또는 "폭발 엔진")은 이러한 작동 원리에 바탕을 둔다.
이러한 폭발 엔진의 구조는 일반적으로 실린더 헤드에 의해 실린더의 상측 부분에서 밀봉되는 실린더를 사용하는 것에 따른다. 실린더와 실린더 헤드는 연소 챔버를 형성하며, 상기 연소 챔버는 연소 챔버 내에서 발생되는 연소 사이클로 인해 압력 변화에 따른 왕복 운동(reciprocating movement)에 의해 실린더 내에서 슬라이딩 이동하는 피스톤의 행정에 의해 그 용량이 정해진다. 피스톤은 연결 로드(connecting rod)에 의해 크랭크샤프트에 연결되어 피스톤의 직선 병진 운동을 크랭크샤프트의 회전 운동으로 변환시킨다.
상기 공지된 엔진 구조는 통상 만족스럽지만 몇몇 심각한 결점을 제공한다. 특히, 상기 공지된 엔진들은 상대적으로 중량이며 피스톤과 출력 샤프트(output shaft) 사이에서 힘을 전달하고 회수하기 위해 복잡한 기계적 및 기구학적 체인을 가진다. 이는 명백히 에너지 효율의 손실과 잠재적인 고장 요인을 지니고 있으며, 증가되는 안정성 또는 비용을 감소시키려는 추세에 역행한다. 게다가, 이러한 공지된 엔진들은 상당한 이동체를 나타내는 다수의 이동 부분들을 포함하며, 이에 따라 효율성 문제와 안정성 문제를 야기할 것이다. 또한, 이러한 공지된 엔진들은 상대적으로 무겁고 부피가 커서, 차량 내에, 주로, 승용차 타입의 자동차 내에 장착하는 것은 대개 차량에서 엔진의 무게중심을 정확히 위치시키는데 관하여 문제가 있는 것으로 입증될 수도 있다. 또한, 이러한 공지된 엔진의 효율성은 엔진의 다양한 사용 모드에서 최적이지 못하여, 연료가 낭비될 수 있다. 이 문제를 해결하기 위하여, 엔진의 응력 정도(stress level)에 따라 연소 챔버의 용량을 결정하는 것이 제안되어 왔다.
이런 방식으로 개선되어 연소 챔버의 용량을 다이내믹 방식으로 조절하는 폭발 엔진들은 일반적으로 연소 챔버 내의 공기/연료 혼합물의 압축률이 챔버 용량에 변함에 따라 "가변 압축률 엔진" 또는 "VCR(Variable Compression Ratio) 엔진"으로서 설계된다. 따라서 가변 압축 엔진은 종래 폭발 엔진에 비해 효율성을 최적화시키고 천공(pinking)과 같은 바람직하지 못한 현상이 나타나는 것을 방지하거나 (또는 적어도 최소화)시킬 수 있게 한다. 하지만, 상기 공지된 가변 압축 엔진도 종래 폭발 엔진과 같이 위에서 언급한 결점들도 지니고 있다. 이러한 공지된 VCR 엔진에서, 피스톤의 행정을 조절하기 위해 복잡한 기계 시스템을 구현함으로써 통상 가변 압축률 챔버가 형성되기 때문에 상기 결점들이 더 강조되기도 하는데, 이에 따라 엔진 전체의 무게를 증가시키고 안정성에 영향을 미칠 뿐만 아니라 바람직하지 못한 진동 현상과 소음 현상을 야기할 수도 있다. 또한, 이러한 공지된 VCR 엔진을 산업적으로 이용하는 것은 난해하여, 상기 엔진의 비용이 현저하게 증가되게 한다.
본 발명의 목적은 위에서 언급한 다양한 결점들을 해결하며 최적의 효율성을 지니고 엔진의 구조가 특히 간단하고 경량이며 안정적인 새로운 엔진을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 특히 소형이고 강도있는 구성을 가진 신규 엔진을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 특히 간단한 디자인을 지니고 있고 제조하기 쉬운 신규 엔진을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 제작하는데 비용이 저렴한 신규 엔진을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 엔진 작동이 기본적이고 입증된 기계 원리들에 따르는 신규 엔진을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 엔진 구성이 바람직하지 못한 진동 현상과 소음 현상이 발생하는 것을 특히 제한하는 신규 엔진을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 엔진의 이동 부분들의 개수가 최소이고 상당한 흡입부 및/또는 배기구를 얻을 수 있는 신규 엔진을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 최소한의 상이한 부분들을 구현하는 신규 엔진을 제공하는 데 있다.
위에서 언급한 본 발명의 목적들은 세 개의 구성요소: 실린더, 제 1 피스톤 및 회전식 출력 샤프트 중 하나 이상의 구성요소를 포함하는 엔진을 사용하여 구현되는데, 상기 실린더는 용량이 최소값과 최대값 사이에서 변하는 챔버의 경계를 정하며, 상기 제 1 피스톤도 상기 챔버의 경계를 정하고, 상기 제 1 피스톤과 상기 실린더는 상기 챔버의 용량이 변함에 따라 제 1 상대 왕복 운동을 하도록 설계되며,
상기 엔진은:
-상기 챔버의 용량의 경계를 정하는 제 2 피스톤을 추가로 포함하며, 상기 제 2 피스톤과 상기 실린더는 상기 챔버의 용량이 변함에 따라 제 2 상대 왕복 운동을 하도록 설계되고, 상기 출력 샤프트는 상기 제 1 및 제 2 피스톤에 동축으로 장착되며;
-상기 제 1 상대 왕복 운동을 상기 출력 샤프트의 회전 운동으로 변환시키는 제 1 변환 수단을 추가로 포함하고, 상기 제 1 변환 수단은, 한편으로는, 상기 세 구성요소들 중 한 구성요소와 결합된 실질적으로 물결 형태의 제 1 안내 경로를 포함하고, 다른 한편으로는, 상기 제 1 안내 경로를 따라 이동할 수 있도록 설계되고 상기 세 구성요소들들 중 그 외의 다른 구성요소와 결합된 제 1 안내 요소를 포함하며;
-상기 구성요소(들)가 결합되는 구성요소(들)에 대한 제 1 안내 요소의 위치 및/또는 제 1 안내 경로의 위치를 조절하기 위하여 제 1 조절 부재를 추가로 포함하며, 챔버의 용량의 최소값 및/또는 최대값이 조절된다.
본 발명의 그 외의 목적과 이점들은 단지 예시의 목적으로 주어졌으며 비-제한적인 예들로서 첨부된 도면을 참조하여 하기에 기술된 상세한 설명을 읽음으로써 자명하게 될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 대표 엔진의 한 부분을 도식적으로 도시한 횡단면도이다.
도 2는 도 1의 구성 원리에 상응하며 본 발명에 따른 대표 연소 엔진의 한 횡단면을 도식적으로 도시한 측면도이다.
도 3은 엔진 실린더 내에 있는 도 2의 엔진을 예시한 투시도이다.
도 4는 도 2와 도 3의 엔진의 설계 세부사항을 예시한 투시도이다.
본 발명은 엔진 즉 기계적 일(mechanical work)을 공급할 수 있는 장치에 관한 것으로서, 이 엔진은, 특히, 예를 들어, 자동차, 오토바이, 항공기 또는 보트와 같은 차량을 추진시키거나, 또는 심지어 기계(기계-공구, 공공 토목 공사 기계, 농업용 기계, 펌프, 압축기) 또는 발전기와 같은 에너지 변환 장치를 작동하도록 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 엔진(1)은 내연기관("폭발 엔진") 즉 엔진 내부에서 예를 들어 가솔린과 같은 탄화수소계 연료와 작동유(working fluid)를 함유하는 연료를 연소시켜 기계적 에너지를 생성할 수 있는 엔진으로 이루어지는 것이 바람직하다.
하지만 본 발명은 연소 엔진에만 제한되지 않으며 엔진 작동이 연료의 연소에 좌우되는 엔진에 관한 것일 수도 있는데, 만약 이 경우라면 예를 들어 압축공기 엔진과 같은 엔진에 관한 것일 수도 있다.
본 발명에 따른 엔진(1)은 다음 세 개의 구성요소들: 실린더(2), 제 1 피스톤(4) 및 회전식 출력 샤프트(8) 중 하나 이상의 구성요소를 포함한다.
상기 실린더(2)는 용량(volume)이 최소값과 최대값 사이에서 변하는 챔버(3)의 경계를 정한다. 유리하게 그리고 공지된 방식으로, 상기 챔버(3)의 용량은 엔진(1)의 작동 동안 주기적으로 변하고 이에 따라 상기 챔버(3)의 용량은 챔버 용량의 최소값으로부터 최대값까지 교대로 변경되고 연속적으로 변경되며 그 반대도 가능하다.
도면에서 예시된 것과 같이, 엔진(1)이 내연기관인 경우에서, 챔버(3)는 상기 챔버(3) 내에서 연소되도록 하는 작동유를 수용하도록 설계된 연소 챔버를 형성한다. 따라서 이 경우 작동유는 가연성의 유체이며 공기와 증발된 연료의 혼합물로 구성된 가스에 의해 형성되는 것이 선호된다. 이 가스는 챔버(3) 내에서 신속하게 연소 특히 폭발(또는 심지어 보다 구체적으로는 연소 또는 폭파)되려 한다. 예를 들어, 이 연료는 오일 파생물(oil derivative)로 구성될 수 있지만, 본 발명은 어느 특정 작동유에만 제한되지 않다는 것을 이해해야 한다. 따라서, 도면에서 예시되고 공지된 방식으로 예시된 예에서, 연소 현상(그 결과 작동유가 팽창함)으로 인해, 챔버(3) 내에 존재하는 작동유의 용량을 변경시킴으로써, 챔버(3)의 용량이 가변적이 된다.
도면에서 예시된 것과 같이, 예를 들어, 중공 튜브의 형태인 실린더(2)는 종방향 연장축(X-X')을 가진 직사각형 형태가 바람직하다. 도면에서 예시된 것처럼, 상기 실린더(2)는 실질적으로 원형 단면을 가지는 것이 유리하다. 하지만, 본 발명의 사상을 벗어나지 않고서도, 상기 실린더(2)가 비-원형 단면, 예를 들어, 다각형 단면을 가지는 것으로 고려하는 것도 가능하다. 상기 실린더(2)의 내부벽(20)은 도면에서 예시된 구체예에서는 챔버(3)를 형성한다. (도면에서 예시된 예에서와 같이) 엔진(1)이 내연기관이며 따라서 챔버(3)가 연소 챔버를 형성하는 경우, 챔버(3) 내에서 연료의 연소로부터 야기되는 열응력과 기계적 응력을 극복하기 위하여, 상기 실린더(2)는 가령, 예를 들어, 주조 강 또는 알루미늄 합금 종의 금속 재료와 같이 높은 기계적 저항성과 열 저항성을 가진 재료로 제조되는 것이 바람직하다.
또한 제 1 피스톤(4)은 챔버(3)의 용량을 정하며, 상기 제 1 피스톤(4)과 실린더(2)는 챔버(3)의 용량이 변경됨으로써 제 1 상대 왕복 운동을 하도록 설계된다. 달리 말하면, 본 발명은 하기 구성 형상들 중 하나 또는 그 외의 다른 형상이 된다.
-"형상(configuration) A": 실린더(2)는 고정(정지)되어 있는데, 여기서 제 1 피스톤(4)은 상기 실린더(2)에 대해서 왕복 운동(교대 운동)에 의해 변위될 수 있도록 실린더(2)에 대해 이동하도록 장착된다.
-"형상(configuration) B": 제 1 피스톤(4)은 고정(정지)되어 있는데, 여기서 상기 실린더(2)는 상기 제 1 피스톤(4)에 대해서 왕복 운동(교대 운동)에 의해 변위될 수 있도록 제 1 피스톤(4)에 대해 이동하도록 장착된다.
도면에 예시되고 "형상 A"에 해당하는 바람직한 예에서, 제 1 피스톤(4)은 챔버(3)의 가변 용량으로 인한 왕복 운동에 따라 실린더(2) 내에서 슬라이딩 이동하도록 설계된다. 따라서 제 1 피스톤(4)은 실린더(2) 내로 삽입되고, 가스가 새지 않게 상기 실린더(2)의 내부벽(20)과의 접촉 상태를 영구히 유지하면서 축(X-X')을 따라 실린더(2) 내로 슬라이딩 이동될 수 있도록 실린더(2)의 내부벽(20)에 대해 밀봉 방식으로 스레드 구성된다. "형상 A"가 특히 선호되는데, 이는 "형상 A"가 엔진(1)을 쉽게 설치할 수 있게 하고 일반적으로 "형상 B"보다 제조하기에 더 안정적이고 더 용이한 것으로 입증되었기 때문이다. 실린더(2)의 내부벽(20)과 제 1 피스톤(4) 사이는, 예를 들어 종래 기술에서 실시된, 입증되고 잘 알려진 기술적인 해결방안을 채택하고 재활용하여 해당 업계의 당업자에게 공지된 임의의 수단으로, 가스가 새지 않는 방식으로 접촉 상태를 유지할 수 있다.
제 1 피스톤(4)은 챔버(3)의 경계를 정하는 헤드(4A)를 가지는 것이 유리하다.
상기 헤드(4A)는 실린더(2)의 내부 수평 단면을 보완하는 수평 단면을 가지는 것이 바람직한데, 이 단면은 도면에 예시된 것처럼 원형의 단면인 것이 바람직하다. 제 1 피스톤(4)은 상기 헤드(4A)의 주변에서 상기 헤드(4A)의 주변으로부터 연장되는 스커트(4B)를 포함한다. 상기 제 1 피스톤(4)은 종방향 연장축(Y-Y')을 가지는 것이 유리하며, 이 종방향 연장축은 상기 제 1 피스톤(4)의 헤드(4A)의 수평 단면에 대해 대칭인 축에 해당한다. 도 2에 예시된 것과 같이, 제 1 피스톤(4)이 실린더(2) 내에서 상기 제 1 피스톤의 기능 위치에 장착될 때 제 1 피스톤(4)의 종방향 연장축(Y-Y')은 실린더(2)의 연장축(X-X')과 조합되는 것이 유리하다. "형상 A"의 "부-형상(sub-configuration) A1"에 해당하는, 도면에 예시된 본 발명의 바람직한 구체예에 따르면, 제 1 피스톤(4)은 오직 축방향에서의 병진 운동에 따라 실린더(2) 내에서 슬라이딩 이동되도록 설계되는데, 이는 즉, 상기 제 1 피스톤(4)이 자체적으로 회전하지 않고도 축(X-X')에 대해 평행하게, 종방향 병진 운동을 통해 이동될 수 있도록 하기 위하여, 상기 제 1 피스톤(4)이 실린더(2)에 대해 안내되도록 설계된다는 의미이다. 달리 말하면, 제 1 피스톤(4)은 이 경우 슬라이더 링크에 의해 실린더(2)에 기계적으로 연결된다. 이와 같이 실린더(2) 내에서 오직 병진 운동만으로 제 1 피스톤(4)이 축방향으로 안내되는 것은 종래 기술의 엔진들에서 나타나는 슬리브에 대한 피스톤의 이른 마모 문제와 진동 문제를 제한할 뿐만 아니라 동일한 엔진에서 나타나는 힘의 손실 문제를 제한하는 것을 가능하게 한다. 이러한 문제점들은 대개 종래 기술에서 피스톤이 실린더 내에서 직접 안내되지 않고 하중을 받고 있는 피스톤 운동 동안 편심적으로 작동하는 링크연결장치에 의해 간접적으로 안내된다는 사실로부터 비롯된다.
물론, 제 1 피스톤과 실린더(2) 사이에 이러한 슬라이더 링크를 형성하기 위하여 해당 업계의 당업자에게 잘 알려진 다수의 기계적 가능성이 존재한다.
도면에 예시된 구체예에서, 실질적으로 오직 직선의 병진 운동에 따라서 제 1 피스톤(4)을 실린더(2) 내에서 슬라이딩 이동할 수 있게 하는 상기 슬라이더 링크는, 제 1 피스톤(4) 상에 장착된 하나 이상의 슬라이더 블록(4C)과 실린더(2) 내에 형성되고 상기 실린더(2)의 종방향 연장축(X-X')에 대해 대략 평행하게 연장되는 상응하는 슬라이더(2A)가 서로 협력함으로써 형성된다. 제 1 피스톤(4)이 실린더(2)에 대해 균형있게 안내하게 하기 위하여, 제 1 피스톤(4)에는 피스톤의 대칭인 축(Y-Y')에 대해 피스톤 상에서 직경 방향으로 맞은편에 위치된 두 개의 슬라이더 블록이 제공된다. 슬라이더 블록/슬라이더의 접촉을 증가시키기 위하여, 특히 엔진의 효율을 저해하는 마찰 효과를 제한하기 위하여, 각각의 슬라이더 블록은 샤프트(400C) 상에 장착된 롤러(40C)를 포함하는 것이 유리하고, 차례로 상기 샤프트(400C)는 스커트(4B)를 통해 제공된 오리피스 내에 장착되며, 이에 따라 상기 샤프트(400C)는 제 1 피스톤(4)의 연장축(X-X')에 대해 실질적으로 반경 방향으로 연장된다. 각각의 롤러(40C)는 상응하는 슬라이더(2A) 내에서 구르도록 설계되며, 상기 슬라이더(2A)는, 도면에 예시된 것처럼, 상기 내부벽(20)의 표면 상에서, 상응하는 롤러를 향하고 실린더(2)의 내부벽(20) 내에 형성된 직선 홈으로 구성되는 것이 유리하다.
하지만, 본 발명은 실린더(2) 내에서 슬라이더 링크에 따라 장착된 제 1 피스톤(4)을 실시하는 것에만 제한되지 않는다. 예를 들어, 본 발명의 범위를 벗어나지 않고서 제 1 피스톤(4)이 피스톤 왕복 운동 동안 피스톤의 축(Y-Y') 주위로 자체적으로 회전하게 하는 것을 고려하는 것도 가능하며, 이에 따라 이 경우에서는 실린더(2) 내에서의 제 1 피스톤(4)의 운동은 오직 축방향의 병진 운동이 아니라 나선형의 병진 운동("부-형상 A2")이다.
또한, "형상 B"의 경우에서, 제 1 피스톤(4)에 대해 실린더(2)의 직선 왕복 운동("부-형상 B1") 또는 회전 왕복 운동("부-형상 B2")을 제공하는 것도 가능하다.
위에서 고려된 다양한 형상들은 하기 표 1에서 요약된다.
형상 부-형상 실린더의 운동 제 1 피스톤의 운동
A
 A1 없음(실린더 고정) 직선 왕복 운동
A2 없음(실린더 고정) 회전 왕복 운동
B
 B1 직선 왕복 운동 없음(제 1 피스톤 고정)
B2 회전 왕복 운동 없음(제 1 피스톤 고정)
회전식 출력 샤프트(8)는 직선형이며 상기 출력 샤프트(8)가 그 주위로 회전하도록 설계된 종축(Z-Z')을 따라 연장되는 것이 바람직하다.
상기 출력 샤프트(8)는 제 1 피스톤(4)에 동축으로 장착되는 것이 바람직하며, 이에 따라 축(X-X', Y-Y' 및 Z-Z')들은 조합되는 것이 유리하다. 도면에 예시된 것과 같이, 상기 출력 샤프트(8)는 제 1 피스톤(4)을 관통하는, 즉 제 1 피스톤(4)이 상기 출력 샤프트(8) 상으로 스레드 구성되는 것이 바람직하다. 이를 위하여, 제 1 피스톤(4)에는 출력 샤프트(8)가 관통하는 오리피스가 제공되는데, 제 1 피스톤(4)과 출력 샤프트(8) 사이의 경계면은 가스가 새지 않고 타이트한 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 엔진(1)은 초기 상대 왕복 운동을 출력 샤프트(8)의 회전 운동으로, 보다 바람직하게는, 단일의 회전 방향으로 출력 샤프트(8)의 연속 회전 운동으로 변환하는 제 1 변환 수단을 가진다.
상기 제 1 변환 수단은, 한편으로는, 상기 세 구성요소(실린더(2), 제 1 피스톤(4) 또는 출력 샤프트(8)) 중 한 구성요소와 결합된 실질적으로 물결 형태의 제 1 안내 경로(9)를 포함하고, 다른 한편으로는, 상기 제 1 안내 경로(9)를 따라 이동할 수 있도록 설계되고 상기 세 구성요소들 중 그 외의 다른 구성요소와 결합된 제 1 안내 요소(10)를 포함한다. 따라서 본 발명은 구성상 다수의 변형예들에 대해서도 기술되는데, 그 중 주된 변형예들이 밑의 표 2에 요약된다.
본 발명의 부-형상
(표 1 참조)		 본 발명의 변형예 제 1 안내 경로가 결합되는 구성요소 제 1 안내 요소가 결합되는 구성요소
A1 A11 출력 샤프트 제 1 피스톤
A1 A12 제 1 피스톤 출력 샤프트
A2 A21 실린더 제 1 피스톤
A2 A22 제 1 피스톤 실린더
B1 B11 실린더 출력 샤프트
B1 B12 출력 샤프트 실린더
B2 B21 실린더 제 1 피스톤
B2 B22 제 1 피스톤 실린더
제 1 안내 경로(9)와 제 1 안내 요소(10) 사이의 협력은 상호적인 것이 바람직하며, 이는 즉 상기 제 1 안내 경로(9)와 제 1 안내 요소(10) 사이의 협력이 피스톤(4)/실린더(2)의 상대 왕복 운동을 출력 샤프트(8)의 회전 운동으로 변환시킬 수 있게 할 뿐만 아니라 출력 샤프트(8)의 회전 운동을 피스톤(4)/실린더(2)의 상대 왕복 운동으로 변환시킬 수 있게 한다는 의미이다.
도면에 예시된 예는 위의 표 2 중 A11 변형예에 해당한다. 이 변형예에서, 출력 샤프트(8)는 제 1 피스톤(4)을 통해 형성된 중앙 오리피스 내로 약간 스레드 구성되어, 제 1 피스톤(4)이 상기 출력 샤프트(8)와 가스가 새지 않게 타이트한 접촉상태를 유지하면서 제 1 피스톤(4)이 출력 샤프트(8)를 따라 슬라이딩 이동될 수 있게 하여, 이에 따라 출력 샤프트(8)와 제 1 피스톤(4) 사이의 경계면을 통해 챔버(3)의 내부와 외부 간의 어떠한 소통도 차단된다. 제 1 안내 경로(9)는 출력 샤프트에 결합되지만, 제 1 안내 요소(10)는 제 1 피스톤(4)에 결합된다.
도면에 예시된 본 발명에 따른 엔진(1)의 A11 변형예는 다음의 일반 원리에 따라 작동된다:
-(공기/기화 연료 혼합물 타입의) 폭발 혼합물의 폭파 사이클을 통해 얻어진 챔버(3) 내의 압력 변형에 의해 제 1 피스톤(4)이 직선으로 왕복 운동하게 하며, 이 제 1 피스톤(4)은 오직 병진 운동을 수행한다.
-차례로, 제 1 피스폰(4)은 출력 샤프트(8)를 회전가능하게 구동시키고, 이 출력 샤프트(8)는 구동되어야 하는 물품, 가령, 예를 들어 자동차의 휠들에 연결될 수 있도록 하는 엔진 샤프트를 구성한다.
이러한 디자인은 종래 기술에서와 같이 서로 다른 작동축들을 따라 힘 피드백(force feedback)을 구현하는 것을 차단하지만 그 대신 제 1 피스톤(4)의 작동이 출력 샤프트(8)에 직접 전달되게 한다. 달리 말하면, 제 1 피스톤(4)은 직접 출력 샤프트(8)를 회전하게 하여 엔진(1)을 특히 소형으로 만들고, 따라서 엔진(1)은 차량의 섀시에 쉽게 통합될 수 있다. 또한 이러한 디자인은 실질적으로 엔진(1)의 종방향 특성으로 인해 차량의 무게중심을 개선하기 쉬워서, 이에 따라 엔진(1)이 차량의 대칭축에 따라 위치될 수 있도록 한다. 제 1 피스톤(4)에 의해 출력 샤프트(8)의 직접 구동과 동축 구동으로 인해, 출력 샤프트(8)에게 가해지는 뒤틀림 효과(twisting effect)가 종래 기술의 엔진의 연결 로드에 의해서 크랭크샤프트 상에 가해지는 뒤틀림 효과에 비해 대부분 최소화된다.
제 1 안내 경로(9)가 실질적으로 사인(sine) 곡선 형태를 가지는 것이 유리하다. 보다 구체적으로는, 도면에 예시된 예에서, 제 1 안내 경로(9)는 환형의 프로파일에 따라 출력 샤프트(8)의 종방향 연장축(Z-Z') 주위로 연장된다.
제 1 안내 경로(9)가 제 1 홈을 포함하는 반면, 제 1 안내 요소(10)는 제 1 피스톤(4)으로부터 돌출하는 제 1 핑거를 포함하고 상기 제 1 홈에 결합되는 것이 바람직하다. 제 1 안내 요소(10)는 동일한 제 1 홈과 결합되고 축(Y-Y')에 대해 직경 방향으로 맞은편에 위치된 두 개의 핑거를 포함하는 것이 바람직하다. 제 1 안내 요소(10)와 제 1 홈 사이의 접촉을 개선하기 위하여, 제 1 핑거는 스커트(4B)를 통해 형성된 오리피스 내에 장착된 샤프트 상에서 회전하도록 장착된 롤러(10A)를포함하는 것이 바람직하며, 이에 따라 상기 샤프트는 제 1 피스톤(4)의 연장축(X-X')에 대해 실질적으로 반경 방향으로 연장된다. 이 샤프트는 롤러(40C)가 그 위에 장착된 샤프트(400C)에 상응하는 것이 바람직하다. 상기 특히 간단하면서도 안정성 있는 구체예에서, 롤러(10A)는 스커트(4B) 내부에서 샤프트(400C) 상에 장착되어 상응하는 사인 곡선 형태의 홈에 결합되나, 롤러(40C)는 스커트(4B) 외부에서 동일한 샤프트(400C) 상에 장착되어 상응하는 직선 홈(2A)에 결합된다. 본 발명에 따르면, 엔진(1)은 구성요소(들)가 결합되는 구성요소(들)에 대한 제 1 안내 요소(10)의 위치 및/또는 제 1 안내 경로(9)의 위치를 조절하기 위하여 제 1 조절 부재(5)를 포함하며 챔버(3)의 용량의 최소값 및/또는 최대값이 조절된다.
따라서 본 발명은 대안의 부-변형예들에 대해서도 기술되는데, 이들은 하기 표 3에 언급된다.
변형예
(표 2 참조)		 부-변형예 위치(들)가 조절 부재(5)에 의해 조절되는 수단 조절 부재(5)에 의해 설정된 챔버의 용량 값
A11 A111 제1 안내 경로 최소값 및 최대값
A11 A112 제1 안내 경로 최소값
A11 A113 제1 안내 경로 최대값
A11 A114 제 1 안내 요소 최소값 및 최대값
A11 A115 제 1 안내 요소 최소값
A11 A116 제 1 안내 요소 최대값
A11 A117 제 1 안내 경로 및
제 1 안내 요소		 최소값 및 최대값
A11 A118 제 1 안내 경로 및
제 1 안내 요소		 최소값
A11 A119 제 1 안내 경로 및
제 1 안내 요소		 최대값
A12 A121 제 1 안내 경로 최소값 및 최대값
A12 A122 제 1 안내 경로 최소값
A12 A123 제 1 안내 경로 최대값
A12 A124 제 1 안내 요소 최소값 및 최대값
A12 A125 제 1 안내 요소 최소값
A12 A126 제 1 안내 요소 최대값
A12 A127 제 1 안내 경로 및
제 1 안내 요소		 최소값 및 최대값
A12 A128 제 1 안내 경로 및
제 1 안내 요소		 최소값
A12 A129 제 1 안내 경로 및
제 1 안내 요소		 최대값
A21 A211 제 1 안내 경로 최소값 및 최대값
A21 A212 제 1 안내 경로 최소값
A21 A213 제 1 안내 경로 최대값
A21 A214 제 1 안내 요소 최소값 및 최대값
A21 A215 제 1 안내 요소 최소값
A21 A216 제 1 안내 요소 최대값
A21 A217 제 1 안내 경로 및
제 1 안내 요소		 최소값 및 최대값
A21 A218 제 1 안내 경로 및
제 1 안내 요소		 최소값
A21 A219 제 1 안내 경로 및
제 1 안내 요소		 최대값
A22 A221 제 1 안내 경로 최소값 및 최대값
A22 A222 제 1 안내 경로 최소값
A22 A223 제 1 안내 경로 최대값
A22 A224 제 1 안내 요소 최소값 및 최대값
A22 A225 제 1 안내 요소 최소값
A22 A226 제 1 안내 요소 최대값
A22 A227 제 1 안내 경로 및
제 1 안내 요소		 최소값 및 최대값
A22 A228 제 1 안내 경로 및
제 1 안내 요소		 최소값
A22 A229 제 1 안내 경로 및
제 1 안내 요소		 최대값
B11 B111 제 1 안내 경로 최소값 및 최대값
B11 B112 제 1 안내 경로 최소값
B11 B113 제 1 안내 경로 최대값
B11 B114 제 1 안내 요소 최소값 및 최대값
B11 B115 제 1 안내 요소 최소값
B11 B116 제 1 안내 요소 최대값
B11 B117 제 1 안내 경로 및
제 1 안내 요소		 최소값 및 최대값
B11 B118 제 1 안내 경로 및
제 1 안내 요소		 최소값
B11 B119 제 1 안내 경로 및
제 1 안내 요소		 최대값
B12 B121 제 1 안내 경로 최소값 및 최대값
B12 B122 제 1 안내 경로 최소값
B12 B123 제 1 안내 경로 최대값
B12 B124 제 1 안내 요소 최소값 및 최대값
B12 B125 제 1 안내 요소 최소값
B12 B126 제 1 안내 요소 최대값
B12 B127 제 1 안내 경로 및
제 1 안내 요소		 최소값 및 최대값
B12 B128 제 1 안내 경로 및
제 1 안내 요소		 최소값
B12 B129 제 1 안내 경로 및
제 1 안내 요소		 최대값
B21 B211 제 1 안내 경로 최소값 및 최대값
B21 B212 제 1 안내 경로 최소값
B21 B213 제 1 안내 경로 최대값
B21 B214 제 1 안내 요소 최소값 및 최대값
B21 B215 제 1 안내 요소 최소값
B21 B216 제 1 안내 요소 최대값
B21 B217 제 1 안내 경로 및
제 1 안내 요소		 최소값 및 최대값
B21 B218 제 1 안내 경로 및
제 1 안내 요소		 최소값
B21 B219 제 1 안내 경로 및
제 1 안내 요소		 최대값
B22 B221 제 1 안내 경로 최소값 및 최대값
B22 B222 제 1 안내 경로 최소값
B22 B223 제 1 안내 경로 최대값
B22 B224 제 1 안내 요소 최소값 및 최대값
B22 B225 제 1 안내 요소 최소값
B22 B226 제 1 안내 요소 최대값
B22 B227 제 1 안내 경로 및
제 1 안내 요소		 최소값 및 최대값
B22 B228 제 1 안내 경로 및
제 1 안내 요소		 최소값
B22 B229 제 1 안내 경로 및
제 1 안내 요소		 최대값
따라서 본 발명은 챔버(3)의 용량을 조절하기 위해 안내 경로(9) 및/또는 안내 요소(10)의 위치를 조절하는 사상에 좌우되며, 이에 따라 압축률을 설정하는 것이 가능하다. 이렇게 해서, 본 발명은 특히 간단하고 소형이며 안정성 있는 구조를 가지며 가변 압축률을 가진 엔진(1)을 얻는 것이 가능하다. 특히, 제 1 안내 경로(9) 및/또는 제 1 안내 요소(10)의 위치에 직접 작용하는 것은, 압축률을 정확하게 조절하고 심지어 엔진(1)이 작동하는 동안에도 압축률을 정확하게 조절하기 위해 특히 간단하고 효율적인 기술적 수단임이 입증되어 왔다.
도면에서 예시된 대표 구체예는 A111 부-변형예에 해당한다(위의 표 3을 참조하라). 이 부-변형예에 따르면, 제 1 조절 부재(5)는 출력 샤프트(8)에 대한 제 1 안내 경로(9)의 위치를 조절하도록 설계되는데, 이는 제 1 안내 경로가 출력 샤프트(8)에 대해 이동가능하면서, 제 1 피스톤(4)의 운동(변환된 운동)을 출력 샤프트(8)에 전달하기 위해 출력 샤프트(8)에 부착되는 것을 의미한다.
상기 A111 부-변형예에 따르면, 제 1 안내 요소(10)는 제 1 안내 요소를 지지하는 구성요소 즉 제 1 피스톤(4)에 대해 제자리에 고정된다. 이 A111 부-변형예에 따르면, 제 1 안내 경로(9)의 위치가 출력 샤프트(8)에 대해 조절될 수 있게 함으로써, 상기 조절 부재(5)는 챔버(3)의 용량의 최소값과 최대값 모두를 조절할 수 있게 한다. 실제로, 상기 A111 부-변형예에서, 제 1 피스톤(4)은 중앙 위치 주위로 (제 1 안내 경로(9) 형태에 의해 제공된) 미리 결정된 진폭(amplitude)을 가진 왕복 운동을 수행한다. 이 경우, 상기 조절 부재(5)는 이 중앙 위치를 이동시키도록 설계되는데, 이는 제 1 피스톤(4)의 왕복 행정을 오프셋 시키고 따라서 챔버(3)의 용량의 최소값과 최대값을 동시에 변경시키도록 더해진다. 하지만, 본 발명은 이러한 작동 모드에만 제한되지 않으며 예를 들어 최소값 또는 최대값을 일정하게 유지시키기 위하여 제 1 안내 경로(9) (및/또는 제 1 안내 요소(10))의 변위(displacement)를 적절한 시기에 제공함으로써 조절 부재(5)가 챔버(3)의 용량의 오직 최소값에만 또는 오직 최대값에만 작용하는 것이라고 고려하는 것도 가능하다.
(A111 부-변형예에 해당하는) 도면에 예시된 구체예에서, 제 1 조절 부재(5)는 출력 샤프트(8)를 따라 출력 샤프트(8) 위로 슬라이딩 이동하도록 장착된 제 1 조절 부분(6)을 포함하는 것이 유리하며(도 4에서 예시됨), 상기 제 1 조절 부분(6)은 제 1 안내 경로(9)를 지탱한다. 상기 제 1 조절 부분(6)은 축(W-W')을 따라 종방향으로 연장되는 슬리브(6A) 형태를 가지는 것이 유리하다. 상기 슬리브(6A)는 출력 샤프트(8) 상으로 스레드 구성되며 출력 샤프트(8)에 동축 구성되고 이에 따라 축(X-X', Y-Y', Z-Z' 및 W-W')들은 실질적으로 조합된다. 상기 슬리브(6A)는 출력 샤프트(8) 위에서 오직 축방향 병진 운동에 따라서 안내되고, 이는 출력 샤프트(8)와 슬리브(6A)가 슬라이더 타입의 기계적 링크장치에 의해 연결되는 것을 말한다. 이를 위해, 상기 슬리브(6A)에는 예를 들어 직사각형 홀(7)이 제공되는데, 이 직사각형 홀(7)은 출력 샤프트(8)로부터 반경 방향으로 돌출하고 출력 샤프트(8) 상에 직접 고정된 핀(17)과 협력한다. 상기 핀(17)은 상기 직사각형 홀(7) 내에 수용되며 이에 따라 상기 핀(17)과 직사각형 홀(7) 사이의 협력에 따라 출력 샤프트(8) 상에서 슬리브(6A)의 병진 운동이 안내된다. 따라서, 왕복 행정의 진폭이 직사각형 홀(7)의 길이에 상응하는 왕복 행정에 따라 슬리브(6A)는 출력 샤프트(8) 상에서 슬라이딩 이동할 수 있다. 직사각형 홀(7)의 길이는 챔버(3)의 용량의 최소값과 최대값을 위해 원하는 조절 범위에 따라 결정된다.
도면에 예시된 바람직한 구체예(A111 부-변형예)에 따르면, 제 1 조절 부재(5)는, 한편으로는, 실린더(2)에 고정되고 출력 샤프트(8)에 동축 구성된 스레드 구성식 웰(18)을 포함하고, 다른 한편으로는, 단부들 중 제 1 단부에서 제 1 조절 부분(6)에 부착된 스레드 구성식 튜브(19)를 포함하며, 상기 스레드 구성식 튜브(19)는 실린더(2)에 대해 고정되어 장착되는 출력 샤프트(8)에 대해 제 1 조절 부분(6)의 위치를 변경시키기 위해 상기 스레드 구성식 웰(18) 내에서 조여지고 풀어질 수 있다. 보다 구체적으로는, 상기 스레드 구성식 튜브(19)는 축(Y-Y') 주위로 출력 샤프트(8)에 대해 자유로이 회전할 있도록 하기 위해 상기 출력 샤프트(8) 상에서 동축으로 스레드 구성된다. 이를 위해, 상기 스레드 구성식 튜브(19)에는, 제 1 조절 부분(6)에 부착된 상기 튜브의 단부를 향해, 상기 스레드 구성식 튜브(19)와 슬리브(6A) 사이에 연결을 제공하는 니들 롤러 스러스트 베어링(19A)이 제공되는 것이 바람직하다.
상기 스레드 구성식 튜브(19)를 스레드 구성식 웰(18) 내에 조이고/푸는 것을 조절하기 위하여, 슬리브(6A)에 부착된 제 1 단부 맞은편에 있는, 스레드 구성식 튜브(19)의 제 2 단부에는 상기 스레드 구성식 튜브(19)가 회전되게 하기 위하여 톱니형 휠(19B)이 제공된다. 이 톱니형 휠(19B)도 기계적 및/또는 전기적 컨트롤 시스템(도면에서는 도시되지 않음)에 의해 회전되게 하도록 설계된다. 이 컨트롤 시스템은 예를 들어 상기 톱니형 휠(19B)과 맞물린 기어가 제공된 전기 모터를 포함할 수 있다. 대안으로, 상기 컨트롤 시스템은 출력 샤프트(8)로부터 컨트롤 시스템의 운동에너지를 직접 끌어쓸 수 있다. 특히 주목할 만한 한 구체예에서는, 본 엔진(1)은 상기 톱니형 휠(19B)을 위해 상기 컨트롤 시스템을 조작하기 위한 모듈을 포함하며, 상기 조작 모듈은, 주로 엔진(1)의 토크, 속도 및 효율을 최적화시키기 위하여 엔진(1)의 응력 및/또는 속도에 따라 (챔버(3)의 용량의 최소값 및/또는 최대값을 조절함으로써) 압축률을 자동적으로, 연속적으로 그리고 영구히 조절하도록 설계되는 것이 바람직하다. 이를 위하여, 상기 조작 모듈은 엔진(1)의 순간 작동에 관한 정보를 수집하는 센서들과, 및 제 1 안내 경로(9)의 위치를 변경하고 이에 따라 엔진(1)의 압축률을 변경하기 위해, 상기 정보를 처리하여 톱니형 휠(19B)을 한 방향 또는 그 외의 다른 방향으로 회전시키는 명령을 컨트롤 시스템에 내리는 컴퓨터(마이크로프로세서)를 포함하는 것이 바람직하다. 따라서 상기 컴퓨터는 엔진이 가속되는 시점에서 압축률을 크게 올리도록 프로그램될 수 있으며, 이에 따라 엔진(1)은 상당히 큰 토크를 제공하고, 고속에서 토크를 복원하기 위해 압축률을 감소시킨다.
본 발명에 따른 엔진(1)은 챔버(3)의 용량을 정하는 제 2 피스톤(14)을 포함하며, 상기 제 2 피스톤(14)과 실린더(2)는 챔버(3)의 용량이 변함에 따라 제 2 상대 왕복 운동을 하도록 설계된다. 이 경우, 도면에서 예시된 것과 같이, 엔진(1)은 제 1 및 제 2 피스톤(4, 14)은 축방향으로 슬라이딩 이동하도록 내부에 장착되는 실린더(2)를 포함하는 것이 바람직하다. 도면에 예시된 상기 특별히 바람직한 구체예에서, 챔버(3)는 실린더(2) 내에서 제 1 및 제 2 피스톤(4, 14)을 분리하는 틈새 공간에 의해 형성되는 것이 바람직하다.
달리 말하면, 상기 챔버(3)는 이 경우 상기 피스톤(4, 14)들 사이에서 실린더(2) 내부에 위치된 가변 용량의 자유 공간에 해당한다. 도면에 예시된 것과 같이, 제 1 및 제 2 피스톤(4, 14)은 실린더(2) 내에서 서로 맞은편에 장착되는 것이 유리하며, 이는 즉 상기 피스톤(4, 14)들의 각각의 헤드(4A, 14A)는 서로를 향한다. 따라서 챔버(3)는 제 1 및 제 2 피스톤(4, 14)의 헤드(4A, 14A)에 의해 경계가 정해지는 공간으로 축방향으로 연장되고, 상기 피스톤(4, 14)의 상기 헤드(4A, 14A) 사이에서 연장되는 실린더(2)의 내부벽(20)에 의해 반경 방향으로 연장된다. 따라서, 챔버(3)는 제 1 및 제 2 피스톤(4, 14)의 상대 위치에 따른 가변 용량을 가진다. 도면에 예시된 것과 같이, 제 1 피스톤(4)과 제 2 피스톤(14)은 실린더(이 경우 고정되었음) 내에서 서로 반대로 왕복 운동함으로써 이동할 수 있도록 설계되는 것이 유리하며, 이에 따라 상기 피스톤(4, 14)은 서로를 향해 이동하고 실질적으로 이와 동시에 서로로부터 멀어지도록 이동(이 경우 제 1 왕복 운동과 제 2 왕복 운동을 서로 반대임)한다. 달리 말하면, 제 1 피스톤(4)과 제 2 피스톤(14)은 축(X-X')에 대해 수직인, 챔버(3)의 중앙 평면에 대해 대칭으로 변위될 수 있다. 도면에 예시된 바람직한 구체예에서, 각각의 피스톤(4, 14)은 실린더(2) 내에서 독립적으로 변위될 수 있도록 즉 그 외의 피스톤(14, 4)에 무관하게 변위될 수 있도록 설계된다. 제 2 피스톤(14)은 제 1 피스톤(4)과 동일한 것이 바람직하며 상기 제 2 피스톤(14)은 엔진(1) 내에서 동일하게 제 1 피스톤(4)에 장착된다. 도면에 예시된 상기 유리한 구체예에서, 따라서 출력 샤프트(8)는 제 2 피스톤(14)에 동축으로 장착되며, 상기 출력 샤프트(8)와 제 2 피스톤(14)은 제 2 피스톤(14)의 운동을 출력 샤프트(8)의 회전 운동으로 변환하기 위해 협력한다. 이를 위하여, 엔진(1)은 상기 제 2 상대 왕복 운동을 출력 샤프트(8)의 회전 운동으로 변환시키는 제 2 변환 수단을 포함한다.
상기 제 2 변환 수단은, 한편으로는, 하기 세 요소들: 실린더(2), 출력 샤프트(8) 및 제 2 피스톤(14) 중 한 요소에 결합된 실질적으로 물결 형태의 제 2 안내 경로(15)를 포함하고, 다른 한편으로는, 상기 제 2 안내 경로(15)를 따라 이동할 수 있도록 설계되고 상기 세 요소들 중 그 외의 다른 요소에 결합된 제 2 안내 요소(16)를 포함한다. 상기 엔진(1)은 요소(들)가 결합된 요소(들)에 대한 제 2 안내 요소(16)의 위치 및 또는 제 2 안내 경로(15)의 위치를 조절하기 위하여 제 2 부재(50)를 포함하며, 챔버(3)의 용량의 최소값 및/또는 최대값이 조절되는 것이 유리하다. 도면에 예시된 특히 바람직한 대표 구체예에서, 엔진(1)은 챔버(3)의 중앙 평면에 대한 전체적인 대칭면 즉 챔버(3)의 중심을 관통하고 실린더(2)의 종방향 연장축(X-X')에 대해 수직인 평면을 가진다.
이는, 특히, 제 2 피스톤(14), 제 2 안내 경로(15), 제 2 안내 요소(16) 및 제 2 조절 부재(50)에 관한 모든 구조적인 내용들이 각각 제 1 피스톤(4), 제 1 안내 경로(9), 제 1 안내 요소(10) 및 제 1 조절 부재(5)에 관한 모든 구조적인 내용들에 일치하는 것을 의미한다. 이는, 두 피스톤(4, 14)에 의해 경계가 정해지는 챔버(3) 및 제 1 조절 부재(5)와 바람직하게는 제 2 조절 부재(50)를 조합하기에 특히 유리한 것으로 입증되어 왔는데, 상기 두 피스톤(4, 14)은 상기 두 피스톤(4, 14)의 서로 반대인 왕복 운동을 출력 샤프트(8)의 연속 회전 운동으로 변환하도록 협력하며 정반대로 작동하는 것이 바람직하며, 상기 제 1 조절 부재 및 제 2 조절 부재(50)는 챔버(3)의 가용 용량과 이에 따라 압축률에 함께 작용한다.
실제로, 조절가능한 왕복 행정을 가진 두 피스톤이 존재함으로써, 압축률을 조절하기 위해 피스톤(4, 14)에 개별적으로 작용시켜 압축률을 정밀하게 조절하는 것을 가능하게 한다.
또한 동일한 챔버(3)를 구성하기 위해 두 피스톤(4, 14)을 실시하는 것은 피스톤(4, 14)에 대칭으로 작용시켜 두 피스톤의 행정을 많이 변경시키지 않고 광범위한 압축률 변경 폭으로부터 이점을 가지게 하는데, 이는 각각의 피스톤이 압축률을 절반만큼 변경시키기 때문이다.
또한 본 발명은 본 발명에 따른 엔진(1)이 장착된 자동차 타입의 차량과 같은 것에 관한 것이다.
본 발명은 엔진의 디자인, 구성 및 용도에 있어서 산업상 이용가능하다.

Claims (11)

  1. 세 개의 구성요소인 실린더(2), 제 1 피스톤(4) 및 회전식 출력 샤프트(8)를 포함하고, 상기 실린더(2)는 용량이 최소값과 최대값 사이에서 변하는 챔버(3)의 경계를 정하며, 상기 제 1 피스톤(4)도 챔버(3)의 경계를 정하고, 상기 제 1 피스톤(4)과 실린더(2)는 상기 챔버(3)의 용량이 변함에 따라 제 1 상대 왕복 운동을 하도록 구성된 엔진(1)에 있어서,
    상기 엔진(1)은:
    - 상기 챔버(3)의 용량의 경계를 정하는 제 2 피스톤(14)을 추가로 포함하며, 상기 제 2 피스톤(14)과 실린더(2)는 상기 챔버(3)의 용량이 변함에 따라 제 2 상대 왕복 운동을 하도록 구성되고, 상기 출력 샤프트(8)는 상기 제 1 및 제 2 피스톤(4, 14)에 동축으로 장착되며;
    - 상기 제 1 상대 왕복 운동을 출력 샤프트(8)의 회전 운동으로 변환시키는 제 1 변환 수단을 추가로 포함하고, 상기 제 1 변환 수단은, 한편으로는, 상기 세 구성요소(2, 4, 8) 중 한 구성요소와 결합된 물결 형태의 제 1 안내 경로(9)를 포함하고, 다른 한편으로는, 상기 제 1 안내 경로(9)를 따라 이동할 수 있도록 구성되고 상기 세 구성요소(2, 4, 8)들 중 그 외의 다른 구성요소와 결합된 제 1 안내 요소(10)를 포함하며;
    - 상기 구성요소(들)가 결합되는 세 구성요소(들)(2, 4, 8)에 대한 제 1 안내 요소(10)의 위치 및/또는 제 1 안내 경로(9)의 위치를 조절하기 위하여 제 1 조절 부재(5)를 추가로 포함하며, 챔버(3)의 용량의 최소값 및/또는 최대값이 조절되는 엔진(1).
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 안내 경로(9)는 상기 출력 샤프트(8)에 결합되는 반면, 상기 제 1 안내 요소(10)는 상기 제 1 피스톤(4)에 결합되는 것을 특징으로 하는 엔진(1).
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 제 1 안내 경로(9)는 제 1 홈을 포함하는 반면, 상기 제 1 안내 요소(10)는 상기 제 1 홈에 결합된 제 1 핑거를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진(1).
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 조절 부재(5)는 상기 출력 샤프트(8)를 따라 상기 출력 샤프트(8) 위로 슬라이딩 이동하도록 장착된 제 1 조절 부분(6)을 포함하며, 상기 제 1 조절 부분(6)은 상기 제 1 안내 경로(9)를 지탱하는 것을 특징으로 하는 엔진(1).
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제 1 조절 부재(5)는, 한편으로는, 상기 실린더(2)에 고정되고 상기 출력 샤프트(8)에 동축 구성된 스레드 구성식 웰(18)을 포함하고, 다른 한편으로는, 단부들 중 제 1 단부에서 상기 제 1 조절 부분(6)에 부착된 스레드 구성식 튜브(19)를 포함하며, 상기 스레드 구성식 튜브(19)는 상기 실린더(2)에 대해 고정되어 장착되는 출력 샤프트(8)에 대해 상기 제 1 조절 부분(6)의 위치를 변경시키기 위해 상기 스레드 구성식 웰(18) 내에서 조여지고 풀어지는 것을 특징으로 하는 엔진(1).
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 스레드 구성식 튜브(19)의 제 2 단부에는 상기 스레드 구성식 튜브(19)가 회전되게 하기 위하여 톱니형 휠(19B)이 제공되는 것을 특징으로 하는 엔진(1).
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 챔버(3)는 상기 실린더(2) 내에서 상기 제 1 및 제 2 피스톤(4, 14)을 분리하는 틈새 공간에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 엔진(1).
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 상대 왕복 운동과 제 2 상대 왕복 운동은 서로 반대이며, 상기 제 1 및 제 2 피스톤(4, 14)은 서로를 향해 이동하고 이와 동시에 서로로부터 멀어지도록 이동하는 것을 특징으로 하는 엔진(1).
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 엔진(1)은 상기 제 2 상대 왕복 운동을 상기 출력 샤프트(8)의 회전 운동으로 변환시키는 제 2 변환 수단을 포함하며, 상기 제 2 변환 수단은, 한편으로는, 세 요소들인 실린더(2), 출력 샤프트(8) 및 제 2 피스톤(14) 중 한 요소에 결합된 물결 형태의 제 2 안내 경로(15)를 포함하고, 다른 한편으로는, 상기 제 2 안내 경로(15)를 따라 이동할 수 있도록 구성되고 상기 세 요소(2, 8, 14)들 중 그 외의 다른 요소에 결합된 제 2 안내 요소(16)를 포함하며, 또한 상기 엔진(1)은 상기 요소들이 결합되는 세 요소(들)(2, 8, 14)에 대한 제 2 안내 요소(16)의 위치 및/또는 제 2 안내 경로(15)의 위치를 조절하기 위하여 제 2 조절 부재(50)를 포함하며, 챔버(3)의 용량의 최소값 및/또는 최대값이 조절되는 것을 특징으로 하는 엔진(1).
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 엔진(1)은 내연기관을 구성하며, 상기 챔버(3)는 상기 챔버(3) 내에서 연소되는 작용유를 수용하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 엔진(1).
  11. 제 1항에 따른 엔진(1)이 장착된 차량.
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