KR101783750B1 - Solid cam type engine - Google Patents
Solid cam type engine Download PDFInfo
- Publication number
- KR101783750B1 KR101783750B1 KR1020150130551A KR20150130551A KR101783750B1 KR 101783750 B1 KR101783750 B1 KR 101783750B1 KR 1020150130551 A KR1020150130551 A KR 1020150130551A KR 20150130551 A KR20150130551 A KR 20150130551A KR 101783750 B1 KR101783750 B1 KR 101783750B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- cam
- combustion chamber
- piston
- guide
- intake
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B75/00—Other engines
- F02B75/32—Engines characterised by connections between pistons and main shafts and not specific to preceding main groups
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B25/00—Engines characterised by using fresh charge for scavenging cylinders
- F02B25/02—Engines characterised by using fresh charge for scavenging cylinders using unidirectional scavenging
- F02B25/04—Engines having ports both in cylinder head and in cylinder wall near bottom of piston stroke
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B25/00—Engines characterised by using fresh charge for scavenging cylinders
- F02B25/02—Engines characterised by using fresh charge for scavenging cylinders using unidirectional scavenging
- F02B25/08—Engines with oppositely-moving reciprocating working pistons
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B31/00—Modifying induction systems for imparting a rotation to the charge in the cylinder
- F02B31/04—Modifying induction systems for imparting a rotation to the charge in the cylinder by means within the induction channel, e.g. deflectors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B75/00—Other engines
- F02B75/26—Engines with cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main-shaft axis; Engines with cylinder axes arranged substantially tangentially to a circle centred on main-shaft axis
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B75/00—Other engines
- F02B75/28—Engines with two or more pistons reciprocating within same cylinder or within essentially coaxial cylinders
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B75/00—Other engines
- F02B75/28—Engines with two or more pistons reciprocating within same cylinder or within essentially coaxial cylinders
- F02B75/30—Engines with two or more pistons reciprocating within same cylinder or within essentially coaxial cylinders with one working piston sliding inside another
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Abstract
본 발명은 양단에서 연소실(38)을 형성하기 위한 실린더헤드(2)와, 상기 실런더헤드 내부에 위치하여 연소실(38)의 흡배기를 위한 실린더라이너(12)와, 상기 실린더라이너(12) 내부에 위치하여 연소실(38)의 연소과정에 의해 교차 대향하는 구조로 직선 왕복운동하는 내,외측피스톤(32)(34)과, 상기 내측피스톤(32)의 좌우 직선 왕복운동을 안내하는 커넥팅로드(42)와, 회전가능하게 설치되며, 평면상 싸인곡선을 형성하도록 빙둘러 싸인홈(22)을 형성하는 입체캠(20)과, 내,외측피스톤(32)(34)이 커넥팅로드(42) 상에서 좌우로 직선 왕복운동을 함에 따라 입체캠(20)에 형성된 싸인홈(22)을 따라 이동하면서 입체캠(20)을 회전시키는 가이드롤러와, 회전하는 입체캠(20)의 회전력을 캠기어(52)를 통해 회전축(54)으로 출력하기 위한 캠하우징(26)을 포함하여 구성하여서, 내,외측피스톤(32)(34)이 교차 대향구조로 직선 왕복운동을 함에 따라 진동이 상쇄되어 엔진의 떨림 및 진동에 의한 소음을 줄일 수 있는 효과가 있고, 측압이 발생하지 않아 효율과 연비가 높은 것이며, 구조가 단순함에 따라 다운사이징에 유리하여 제조원가가 줄일 수 있는 효과가 있다.A cylinder liner (12) for an intake and exhaust of a combustion chamber (38), which is located inside the cylinder liner head, and a cylinder liner An inner and outer pistons 32 and 34 that are reciprocated in a linearly reciprocating structure by a combustion process of the combustion chamber 38 and a connecting rod 36 that guides a reciprocating linear motion of the inner piston 32 And the inner and outer pistons 32 and 34 are rotatably mounted on the connecting rod 42. The three-dimensional cam 20 rotatably supports the three-dimensional cam 20 and forms the ice- A guide roller that rotates the stereoscopic cam 20 while moving along the sine groove 22 formed in the stereoscopic cam 20 as it reciprocates linearly in the left and right direction, And a cam housing (26) for outputting the rotation of the rotating shaft (54) The side pistons 32 and 34 perform a linear reciprocating motion in a reciprocating structure so that the vibration is canceled to reduce the noise caused by the vibration and vibration of the engine and the side pressure is not generated, , The structure is simple, which is advantageous for downsizing, and the manufacturing cost can be reduced.
Description
본 발명은 입체캠식 엔진에 관한 것으로, 특히 교차대향 구조에 의해 진동이 없고 피스톤의 측압이 발생하지 않아 효율과 연비가 높은 입체캠식 엔진에 관한 것이다.The present invention relates to a three-dimensional cam-type engine, and more particularly, to a three-dimensional cam-type engine that has no vibration due to a cross-over structure and does not generate a side pressure of a piston,
일반적으로 열에너지를 기계에너지로 변환시키는 열기관 중에서도 기관의 내부에서 연소가 이루어져 그 연소가스가 팽창할때 발생하는 열에너지를 이용하여 기계적인 일로 변환시키는 동력원으로 피스톤 왕복형 엔진이 있다.In general, there is a piston reciprocating engine as a power source for converting heat energy into mechanical energy by using heat energy generated when the combustion gas is expanded in the inside of the engine, among the heat engines that convert thermal energy into mechanical energy.
피스톤 왕복형 엔진은 실린더 내에서 직선 왕복운동하는 피스톤의 왕복운동이 커넥팅로드 및 크랭크 축에 전달되고, 이때 커넥팅로드와 크랭크 축의 상대운동에 의해 직선 왕복운동이 회전운동으로 변환되는 구조로 구성된다.In the piston reciprocating engine, the reciprocating motion of the piston reciprocating linearly in the cylinder is transmitted to the connecting rod and the crankshaft. At this time, the linear reciprocating motion is converted into rotational motion by the relative movement of the connecting rod and the crankshaft.
그러나 이러한 종래의 피스톤 왕복형 엔진은 커넥팅로드에 의해 피스톤이 측방향 외력을 받고, 그 측방향 외력에 의해 실린더에 측압이 발생되어 피스톤의 왕복운동시 마찰손실이 발생하고 그로 인해 마모가 발생되는 문제점이 있다.However, in such a conventional piston reciprocating engine, since the piston receives a lateral external force by the connecting rod, a side pressure is generated in the cylinder by the lateral external force thereof, and a frictional loss occurs in reciprocating motion of the piston, .
또한, 피스톤의 왕복운동시 진동이 많이 발생하여 고속회전시 엔진이 심하게 떨리게 되며, 그로 인한 진동소음도 많이 발생하게 된다.In addition, when the reciprocating motion of the piston causes a lot of vibration, the engine is vigorously trembled during high-speed rotation, resulting in a large amount of vibration noise.
상기의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 피스톤의 왕복운동시 발생하는 측압을 제거하여 마찰손실과 마모를 줄이면서 피스톤 운동에 의한 엔진의 진동을 줄일 수 있는 입체캠식 엔진을 제공하는데에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a three-dimensional cam-type engine capable of reducing vibration caused by piston motion while reducing friction loss and wear by eliminating a side pressure generated in reciprocating motion of the piston.
또한, 본 발명은 종래의 피스톤 왕복형 엔진에 비해 구조를 간단히 하면서도 효율과 연비를 높일 수 있는 입체캠식 엔진을 제공하는데에 있다.It is another object of the present invention to provide a three-dimensional cam-type engine capable of improving the efficiency and fuel economy while simplifying the structure as compared with the conventional piston reciprocating engine.
따라서 본 발명은 양단에서 연소실(38)을 형성하기 위한 실린더헤드(2)와, 상기 실런더헤드 내부에 위치하여 연소실(38)의 흡배기를 위한 실린더라이너(12)와, 상기 실린더라이너(12) 내부에 위치하여 연소실(38)의 연소과정에 의해 교차 대향하는 구조로 직선 왕복운동하는 내,외측피스톤(32)(34)과, 상기 내측피스톤(32)의 좌우 직선 왕복운동을 안내하는 커넥팅로드(42)와, 회전가능하게 설치되며, 평면상 싸인곡선을 형성하도록 빙둘러 싸인홈(22)을 형성하는 입체캠(20)과, 내,외측피스톤(32)(34)이 좌우로 직선 왕복운동을 함에 따라 입체캠(20)에 형성된 싸인홈(22)을 따라 이동하면서 입체캠(20)을 회전시키는 가이드롤러(40a)(40b)와, 회전하는 입체캠(20)의 회전력을 캠기어(52)를 통해 회전축(54)으로 출력하기 위한 캠하우징(26)을 포함하여 구성하며, 내측피스톤(32)과 가이드롤러(40a)의 몸체와, 외측피스톤(34), 커넥팅로드(42), 가이드롤러(40b)의 몸체가 연소실(38)을 두고 서로 반대방향으로 운동하는 교차대향구조를 가짐에 따라 진동이 상쇄되게 구성함을 특징으로 한다.The
본 발명은 내측피스톤과 외측피스톤이 교차 대향구조로 직선 왕복운동을 함에 따라 진동이 상쇄되어 엔진의 떨림 및 진동에 의한 소음을 줄일 수 있는 효과가 있다.In the present invention, since the inner piston and the outer piston perform a linear reciprocating motion in a crossing-facing manner, the vibration is canceled, thereby reducing noise caused by vibration and vibration of the engine.
또한, 본 발명은 내,외측피스톤이 직선으로 왕복운동을 함에 따라 측압이 발생하지 않아 효율과 연비가 높은 것이며, 그에 따라 연료에 엔진오일을 첨가하지 않아도 되어 친환경적이다.In addition, since the inner and outer pistons reciprocate in a straight line, the side pressure does not occur and the efficiency and the fuel economy are high. Therefore, the engine oil is not added to the fuel, thereby being eco-friendly.
또한, 흡배기 밸브를 따로 구비하지 않아도 되어 구조가 단순함에 따라 다운사이징에 유리하여 제조원가가 줄어들며, 흡배기가 와류에 의해 이루어짐에 따라 완전연소 및 빠른 연소가 가능하여 효율이 좋은 것이다.In addition, since it is not necessary to provide a separate intake and exhaust valve, the structure is simple, which is advantageous for downsizing, and the manufacturing cost is reduced. As the intake and exhaust device is made by vortex, complete combustion and fast combustion are possible.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 입체캠식 엔진의 구성을 보여주는 사시 구성도,
도 2는 도 1의 단면 구성도,
도 3 내지 도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 입체캠식 엔진의 내부구성을 보여주기 위한 도면,
도 14a 내지 도 14b는 본 발명의 실시 예에 따른 입체캠의 회전구성을 설명하는 도면,1 is a perspective view showing a configuration of a three-dimensional cam type engine according to an embodiment of the present invention,
Fig. 2 is a cross-sectional view of Fig. 1,
FIGS. 3 to 13 are diagrams illustrating an internal configuration of a three-dimensional cam type engine according to an embodiment of the present invention;
FIGS. 14A to 14B are views for explaining a rotation configuration of a three-dimensional cam according to an embodiment of the present invention;
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 입체캠식 엔진의 구성을 설명한다.Hereinafter, the configuration of a three-dimensional cam type engine according to a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
설명에 앞서 본 발명의 입체캠식 엔진(100)은 2행정 구조로 이루어진 것으로, 다종연료의 사용이 가능하도록 변형이 가능한 것이다.Prior to the description, the three-dimensional
도 1 내지 도 3는 본 발명의 입체캠식 엔진(100)의 전체 구성을 설명하는 것이다.1 to 3 illustrate the entire configuration of the stereoscopic-
본 발명의 입체캠식 엔진(100)은 양단에서 연소실(38)을 형성하기 위한 실린더헤드(2)와, 상기 실린더헤드(2) 내부에 위치하여 연소실(38)의 흡배기를 위한 실린더라이너(12)와, 상기 실린더라이너(12) 내부에 위치하여 연소실(38)의 연소과정에 의해 교차 대향하는 구조로 직선 왕복운동하는 내,외측피스톤(32)(34)과, 상기 내,외측피스톤(32)(34)의 좌우 직선 왕복운동을 안내하는 커넥팅로드(42)와, 회전가능하게 설치되며, 평면상 싸인곡선을 형성하도록 빙둘러 싸인홈(22)을 형성하는 입체캠(20)과, 내,외측피스톤(32)(34)이 커넥팅로드(42) 상에서 좌우로 직선 왕복운동을 함에 따라 입체캠(20)에 형성된 싸인홈(22)을 따라 이동하면서 입체캠(20)을 회전시키는 가이드롤러(40a)(40b)와, 회전하는 입체캠(20)의 회전력을 캠기어(52)를 통해 회전축(54)으로 출력하기 위한 캠하우징(26)을 포함하여 구성하여 구성한다.The three-dimensional
도 3을 참조하면, 상기 실린더헤드(2)는 입체캠식 엔진(100)의 구동을 위한 연소실(38)을 형성하는 것이며, 연소과정에서 필요한 흡기와 배기가 가능한 구조로 이루어진다.Referring to FIG. 3, the
또한, 일측에는 연소실(38)의 혼합기(공기+연료)를 연소하기 위한 점화플러그(10)를 설치할 수 있으며, 후술하는 내,외측피스톤(32)(34)에 의한 연소실(38)의 압축시 혼합기를 연소시키게 된다.An
본 발명의 바람직한 실시 예로서, 입체캠식 엔진(100)은 가솔린 엔진에 사용될 수 있으며, 필요에 따라 연소실(38)에 높은 압축비를 주어 자연발화하는 방식의 디젤엔진에도 적용할 수 있다.As a preferred embodiment of the present invention, the three-dimensional
디젤엔진에 적용할 경우 상기 점화플러그(10)는 연료분사용 인젝터(미도시)로 대체되어 설치될 수 있다.When applied to a diesel engine, the
실린더헤드(2)에는 각각 흡기통로(4)와 배기통로(6)가 외측으로 설치되어 연소과정에 필요한 흡기와 배기가 이루어질 수 있도록 하며, 바람직한 실시 예로서, 흡기통로(4)에는 리드밸브(8)를 설치하여 연소실(38)의 정부피에 맞는 혼합기가 공급될 수 있도록 하는 것이 좋다.The
리드밸브(8)는 흡기통로(4)의 일단에 위치하여 내,외측피스톤(32)(34)에 의한 연소실(38)의 압축시에는 외측피스톤(34)가 이동한 만큼 체적이 늘어나고 음압이 되어 흡기통로(4)로 공급되는 혼합기가 리드밸브(8)을 통해 외측피스톤(34)의 바깥쪽으로 들어오게 된다.The
연소 후에는 외측피스톤(34)이 밀려나면서 압력에 의해 리드밸브(8)를 밀어 닫힌상태가 되어 혼합기가 실린더흡기구(14)를 통해 연소실(38) 내부로 공급됨과 함께 연소가스가 배기통로(6)를 통해 배출되게 한다.After the combustion, the
즉, 외측피스톤(34)의 외측에 별도의 기계적 밸브를 설치하지 않고 리드밸브(8)를 적용함에 따라 기계적 구성이 간단하면서도 정량을 실린더로 강제공급하는 유니플로 소기(uni-flow scavenging)방식으로 작동하게 된다.In other words, by applying the
회전하는 캠하우징(26)의 외측 가장자리에는 출력을 위한 캠기어(52)가 고정설치되어 있어 입체캠(20)의 회전력을 회전축(54)으로 전달하게 된다.A
또한, 캠하우징(26)에 설치된 캠기어(52)를 대체하여 마그네트(미도시)를 부착하고 그 바깥에 발전코일을 넣어 무진동, 고효율의 컴팩트한 엔진 발전기를 제작할 수도 있다.In addition, a magnet (not shown) may be attached in place of the
도 4는 도 3의 구성에서 실린더헤드(2)를 분리한 상태의 도면으로, 내,외측피스톤(32)(34)이 고속으로 왕복운동하는 연소실(38)의 내벽은 고온이고 마모가 심하게 발생함에 따라 실린더라이너(12)를 설치하여 내열, 내마모성을 유지하게 된다.Fig. 4 is a view showing the state in which the
상기 실린더라이너(12)는 피스톤의 소재에 따라 주철이나 알루미늄 재질일 수 있다.The
본 발명에서는 실린더라이너(12)의 양측에 각각 실린더흡기구(14)와 실린더배기구(16)를 형성하되, 흡기와 배기가 와류에 의해 이루어질 수 있도록 실린더흡,배기구(14)(16)가 연소실(38) 내측으로 경사지도록 경사면(18)을 형성한다.In the present invention, the
실린더흡기구(14)를 통해 와류로 유입되는 혼합기는 연소실(38) 내부에 빠르게 공급될 수 있으며, 연소실(38) 내부에 혼합기가 빠르게 공급되어 채워짐에 따라 연소가스 역시 실린더배기구(16)를 통해 와류로 빠르게 배출될 수 있고 소기가 확실하여 다음 행정의 연소시 완전연소나 빠른 연소가 이루어질 수 있어 효율적인 것이다.The mixer that is introduced into the vortex through the
양단에 위치한 실린더라이너(12) 사이에는 내,외측피스톤(32)(34)의 직선 왕복운동에 의해 회전하는 입체캠(20)의 회전력을 회전축(54)으로 전달하기 위한 캠기어(52)가 체결되는 캠하우징(26)이 설치되며, 상기 캠하우징(26)과 캠기어(52)는 체결부(56)를 통해 체결고정한다.A
상기 캠하우징(26)의 외측에는 내부의 입체캠(20)과 함께 회전할 수 있도록 다수의 체결볼트(46)와 체결핀(48)으로 체결고정할 수 있다.The outer periphery of the
도 5는 실린더라이너(12)와 캠하우징(26)을 분리한 내부구성을 보여주는 것으로, 본 발명에서는 연소실(38)이 위치하는 곳에 커넥팅로드(42)의 가이드축을 따라 서로 교차 대향구조로 직선 왕복운동하는 내측피스톤(32)과 외측피스톤(34)이 설치된다.5 shows an internal structure in which the
본 발명의 실시 예로서 내측피스톤(32)은 가이드롤러(40a)와, 외측피스톤(34)은 커넥팅로드(42), 가이드롤러(40b)와 각각 하나의 몸체를 이루어 직선 왕복운동하게 된다.The
이러한 직선 왕복운동은 질량과 이동속도가 같으면서 서로 교차하게 반대방향으로 직선 왕복운동을 반복함에 따라 진동이 상쇄되며, 이는 입체캠식 엔진(100)의 진동이 줄어드는 것으로, 진동의 감소로 인해 입체캠식 엔진(100)의 소음도 줄어들게 된다.In this linear reciprocating motion, the vibration is canceled by repeating the linear reciprocating motion in the opposite direction crossing each other at the same mass and moving speed. This is because the vibration of the three-dimensional
본 발명의 실시 예로서, 입체캠식 엔진(100)은 좌우 두 개의 연소실(38)을 구비함에 따라 하나의 연소실(38)을 형성하기 위한 구성이 좌우로 한 쌍이 대칭으로 배치된다.As an embodiment of the present invention, the three-dimensional
따라서 혼합기의 연소를 위한 내,외측피스톤(32)(34)도 좌우로 한 쌍이 설치되며, 한 쌍의 내,외측피스톤(32)(34) 사이에는 내,외측피스톤(32)(34)의 직선 왕복운동에 의해 회전하는 입체캠(20)이 설치되며, 실시 예로서 입체캠(20)이 회전가능할 수 있도록 베어링이 설치될 수 있다.Therefore, the inner and
도 6을 참조하면, 본 발명의 입체캠(20)은 심부에 관통로(24)를 형성한 통체로서, 측면을 따라 빙둘러서 싸인홈(22)을 형성한다.Referring to Fig. 6, the three-
상기 싸인홈(22)은 가이드롤러(40a)(40b)가 이동할 수 있는 공간이며, 내측피스톤(32)이 직선 왕복운동함에 따라 가이드롤러(40a)(40b)가 싸인홈(22)을 타고 이동하면서 입체캠(20)이 회전할 수 있는 구조이다.The
본 발명의 실시 예로서, 상기 가이드롤러(40a)(40b)는 한 쌍을 이루어 설치될 수 있으며, 한 쌍으로 가이드롤러(40a)(40b)를 설치하면 강도가 높아져 고속작동시 휨이 발생하지 않아 안정적인 회전력을 출력할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the
또한, 내,외측피스톤(32)(34)의 직선 왕복운동과 함께 좌우로 이동을 반복하는 가이드롤러(40a)(40b)가 서로 입체캠(20)의 싸인홈(22)을 타고 한 방향으로만 회전할 수 있도록 한다.The
상기에서 설명하였듯이 입체캠(20)은 회전할 수 있는 구조로 설치되어 있으며, 외면에는 캠하우징(26)과 체결하여 고정하기 위한 다수의 체결공(50)을 형성한다.As described above, the three-
상기 입체캠(20)의 내부에는 도 7에서와 같이 가이드롤러(40a)(40b)의 이동을 안내하는 가이드프레임(28)이 관통로(24)를 따라 삽입되어 설치되며, 상기 가이드프레임(28)에는 가이드롤러(40a)(40b)의 개수와 맞는 가이드홈(30)을 적어도 하나 이상 형성하며, 바람직하게는 수직 한 쌍, 수평 한 쌍의 가이드홈(30)을 형성할 수 있다.7, a
본 발명의 실시 예로서, 가이드롤러(40a)(40b) 중 내측의 가이드롤러(40a)(40b)는 가이드프레임(28)의 가이드홈(30)을 타고 이동하며, 외측의 가이드롤러(40a)(40b)는 입체캠(20)의 싸인홈(22)을 타고 이동하게 된다.The
본 발명의 바람직한 실시 예로서 서로 수직으로 교차하는 가이드롤러(40a)(40b)를 설치함에 따라 가이드프레임(28)에 4개의 가이드홈(30)을 형성하는 것이 좋으며, 상기 가이드홈(30)은 내측의 가이드롤러(40a)(40b)가 직선상으로만 움직일 수 있도록 하여 입체캠(20)이 회전할 수 있도록 지지(반력)역할을 하게 된다.As a preferred embodiment of the present invention, four
도 8은 입체캠(20)이 1회전 하는 동안 가이드롤러(40a)(40b)가 싸인홈(22)을 타고 이동하는 궤도를 평면상으로 보여주는 도면으로, 본 발명의 실시 예로서 좌우에 각각 연소실(38)을 구비함에 따라 입체캠(20)이 90°를 회전할 때마다 혼합기의 1회 연소가 일어난다.Fig. 8 is a plan view showing a trajectory in which the guide rollers 40a and 40b move along the
즉, 입체캠(20)이 1회전 할 때 좌우의 연소실(38)에서 각각 2번의 연소, 총 4연소가 일어남에 따라 엔진무게당 마력비가 우수한 것이다.That is, when the three-
정확하게는, 일측의 연소실(38)에서 연소가 발생하여 내측피스톤(32)과 외측피스톤(34)이 서로 반대방향으로 밀려나 이동함에 따라 수평 가이드롤러(40a)와 수직가이드롤러(40b)가 반대방향으로 이동하게 되며, 상기 수평 가이드롤러(40a)와 수직 가이드롤러(40b)는 직선상으로 이동하지만 입체캠(20)의 싸인홈(22)을 타고 이동함에 따라 입체캠(20)이 회전하게 되는 것이다.Accurately, as combustion occurs in one
이러한 한 번의 연소에 의해 가이드롤러(40a)(40b)가 이동하면서 입체캠(20)이 90°회전하게 되며, 총 4번의 연소에 의해 입체캠(20)이 1회전하는 것이다.As the
도 9 내지 도 13을 참조하여 본 발명의 내,외측피스톤(32)(34)과 가이드롤러(40a)(40b)의 작동구성을 설명한다.The operation configuration of the inner and
도 9는 내,외측피스톤(32)(34)과 가이드롤러(40a)(40b) 및 이를 지지하는 커넥팅로드(42)의 결합구성을 보여주는 사시도이고, 도 10은 도 9의 일부 절개 사시도이다.9 is a perspective view showing a combined structure of the inner and
이를 참조하여 설명하면, 본 발명은 커넥팅로드(42)를 기준으로 좌우측에 내,외측피스톤(32)(34)이 각각 한 쌍이 설치된다.Referring to the drawings, the present invention is provided with a pair of inner and
또한, 커넥팅로드(42)를 기준으로 수직방향으로 교차되게 가이드롤러(40a)(40b)를 설치하는 구조이며, 내측피스톤(32)에 고정된 가이드롤러(40a)는 커넥팅로드(42)의 심부에 형성된 작동공간부(44a) 상에서 좌우로 이동하게 된다.The
본 발명의 입체캠식 엔진(100)은 2행정 구조임에도 연료에 엔진오일을 혼합하지 않아도 되는 친환경적인 엔진임에 따라 외측피스톤(34)의 마찰면에 엔진오일을 공급하기 위한 별도의 오일공급통로(60)를 커넥팅로드(42)의 심부에 형성한다.Since the three-dimensional
상기 오일공급통로(60)는 공급되는 엔진오일은 연료와 분리되어 공급되는 것으로, 오일공급통로(60)를 통해 엔진오일을 외측피스톤(34)으로 이동시키며, 외측피스톤(34)에는 오일공급통로(60)를 통해 공급된 엔진오일을 외측피스톤(34)의 마찰면에 공급하기 위해 적어도 하나 이상의 오일홈(62)을 방사상으로 형성한다.The
본 발명의 실시 예로서 상기 오일홈(62)은 오일공급통로(60)와 연통되어 있으며, 오일공급통로(60)를 통해 공급된 엔진오일이 방사상으로 형성된 오일홈(62)을 통해 외측피스톤(34)의 마찰면에 공급될 수 있는 것이다.The
도 11 내지 12를 참조하여 내측피스톤(32)과 수평으로 설치된 가이드롤러(40a)의 결합구성을 설명하면, 내측피스톤(32)에는 가이드롤러(40a)를 고정설치하기 위해 다수의 끼움공(36)을 형성한다.The
상기 끼움공(36)에는 수평방향으로 각각 가이드롤러(40a)가 고정설치되며, 그로 인해 연소실(38)의 연소에 의한 내측피스톤(32)의 이동시에 가이드롤러(40a)가 함께 이동하게 된다.A
본 발명에서는 상기 내측피스톤(32)을 양단에 대칭되게 배치하고 각각의 내측피스톤(32)에 형성된 끼움공(36)을 통해 가이드롤러(40a)를 끼움설치하여 양단의 내측피스톤(32)이 함께 이동할 수 있도록 가이드롤러(40a)에 의해 결합한다.The
다음으로, 도 13을 참조하여 외측피스톤(34)과 수직으로 설치된 가이드롤러(40b)의 설치구성을 설명하면, 커넥팅로드(42)의 양단에는 외측피스톤(34)이 고정설치되고 수평 가이드롤러(40a)가 이동하는 작동공간부(44a)를 기준으로 상하부에는 수직 가이드롤러(40b)가 고정설치된다.13, an
이때, 수직 가이드롤러(40b)는 수평 가이드롤러(40a)가 작동공간부(44a)에서 이동할 수 있도록 상하로 나뉘어져 분리설치되며, 별도의 샤프트나 볼트체결에 의해 커넥팅로드(42)에 설치될 수 있다.At this time, the
또한, 양측에 위치한 내측피스톤(32)이 결합하여 이동공간부(44b)를 형성하며, 상기 이동공간부(44b)는 작동공간부(44a)와 서로 직교하게 위치하여 외측피스톤(34)을 따라 직선왕복운동하는 가이드롤러(40b)가 이동하기 위한 공간을 형성하게 된다.In addition, the
도 14a 내지 도 14b는 연소실(38)의 연소에 의한 내,외측피스톤(32)(34)의 작동과 그에 따른 입체캠(20)의 회전구성을 설명하는 도면이다.Figs. 14A to 14B are views for explaining the operation of the inner and
설명의 편의를 위해 도면을 기준으로 좌우로 구분하며, 2행정 엔진의 작동구성 및 도면에 도시되지 않은 구성에 대해서는 설명을 생략하기로 한다.For convenience of explanation, the left and right sides are divided on the basis of the drawing, and a description of the operation configuration of the two-stroke engine and the configuration not shown in the drawings will be omitted.
먼저, 도 14a를 참고하면 우측의 연소실(38)에서 압축에 의한 연소가 일어나면 폭발력에 의해 내측피스톤(32)은 좌측으로, 외측피스톤(34)은 우측으로 밀려나게 된다.First, referring to FIG. 14A, when combustion by compression occurs in the
본 발명의 실시 예로서 입체캠(20)의 위치는 고정된 상태임에 따라 우측의 내측피스톤(32)이 좌측으로 밀려나면서 좌측의 내측피스톤(32)은 좌측으로 밀려나게 되며, 우측의 외측피스톤(34) 역시 우측으로 밀려나면서 반대편의 외측피스톤(34)을 우측으로 당기게 된다.As the position of the
즉, 좌측의 내측피스톤(32)은 좌측으로 밀려나고 외측피스톤(34)은 우측으로 당겨짐에 따라 연소실(38)이 압축되며(도 14b의 상태), 이때 점화플러그(10)에 의해 혼합기를 연소시키게 된다.That is, as the left
도 14b는 우측 연소실(38)에서의 연소로 인해 내,외측피스톤(32)(34)이 밀려나면서 좌측의 연소실(38)이 압축되어진 상태를 보여주는 것으로, 이는 우측의 연소실(38)에서 1회 연소가 발생하여 입체캠(20)이 90°회전한 상태이다.14B shows a state in which the left and
또한, 도 14b에서 다시 좌측 연소실(38)에서 연소가 발생하면 상기와 같은 과정을 반복하게 되며, 이러한 연소과정을 2회 반복(4연소)하게 되면 입체캠(20)이 1회전하며, 이를 고속으로 반복하여 입체캠(20)이 연속으로 회전함에 따라 이러한 회전력을 캠기어(52)를 통해 회전축(54)에 전달하여 출력하게 된다.14B, when the combustion is generated in the
상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시할 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위 및 그 특허청구범위와 균등한 것에 의해 정해 져야 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. Therefore, the scope of the present invention should not be limited by the described embodiments, but should be determined by the scope of claims and equivalents thereof.
(2)-- 실린더헤드 (4)-- 흡기통로
(6)-- 배기통로 (8)-- 리드밸브
(10)-- 점화플러그 (12)-- 실린더라이너
(14)-- 실린더흡기구 (16)-- 실린더배기구
(18)-- 경사면 (20)-- 입체캠
(22)-- 싸인홈 (24)-- 관통로
(26)-- 캠하우징 (28)-- 가이드프레임
(30)-- 가이드홈 (32)-- 내측피스톤
(34)-- 외측피스톤 (36)-- 끼움공
(38)-- 연소실 (40a)(40b)-- 가이드롤러
(42)-- 커넥팅로드 (44a)-- 작동공간부
(44b)-- 이동공간부 (46)-- 체결볼트
(48)-- 체결핀 (50)-- 체결공
(52)-- 캠기어 (54)-- 회전축
(56)-- 체결부 (58)-- 가이드축
(60)-- 오일공급통로 (62)-- 오일홈
(100)-- 입체캠식 엔진(2) - cylinder head (4) - intake passage
(6) - exhaust path (8) - reed valve
(10) - spark plug (12) - cylinder liner
(14) - Cylinder intake (16) - Cylinder exhaust
(18) - slope (20) - stereoscopic cam
(22) -signed groove (24) -through hole
(26) - cam housing (28) - guide frame
(30) - Guide groove (32) - Inner piston
(34) - Outer piston (36) - Insertion ball
(38) - combustion chamber (40a) (40b) - guide roller
(42) - connecting rod (44a) - operating space part
(44b) - moving space part (46) - fastening bolt
(48) - fastening pin (50) - fastening hole
(52) -cam gear (54) -rotation shaft
(56) - fastening portion (58) - guide shaft
(60) - oil supply passage (62) - oil groove
(100) - stereoscopic cam engine
Claims (5)
상기 실린더헤드(2) 내부에 위치하여 연소실(38)의 흡배기를 위한 실린더라이너(12)가 형성되되, 상기 실린더라이너(12)에는 연소실(38)의 흡배기를 위한 실린더흡,배기구(14)(16)를 다수 형성하며, 상기 연소실(38)의 흡,배기시 한 방향 와류가 이루어질 수 있도록 실린더흡,배기구(14)(16)의 입출구에 각각 경사면(18)이 형성되고,
상기 실린더라이너(12) 내부에 위치하여 연소실(38)의 연소과정에 의해 교차 대향하는 구조로 직선 왕복운동하는 내,외측피스톤(32)(34)과,
직선 왕복운동하는 내,외측피스톤(32)(34)에 의해 회전가능하게 설치되며, 평면상 싸인곡선을 형성하도록 빙둘러 싸인홈(22)을 형성하는 입체캠(20)이 형성되되,
상기 내,외측피스톤(32)(34)이 좌우로 직선 왕복운동을 함에 따라 입체캠(20)에 형성된 싸인홈(22) 상에서 좌우 왕복운동하면서 입체캠(20)을 회전시키는 한 쌍의 가이드롤러(40a)(40b)와,
상기 입체캠(20)의 내부에는 가이드롤러(40a)(40b)의 이동을 안내하도록 입체캠(20)에 형성된 관통로(24)에 삽입설치되고 가이드롤러(40a)(40b)의 좌우 왕복운동을 안내하는 4개의 가이드홈(30)이 형성되는 가이드프레임(28)이 구성되며,
상기 내측피스톤(32)의 좌우 직선 왕복운동을 안내하는 커넥팅로드(42)가 형성되되,
상기 커넥팅로드(42)에는 내측피스톤(32)의 끼움공(36)에 고정설치된 가이드롤러(40a)가 직선 왕복운동하는 작동공간부(44a)가 형성되고, 내측피스톤(32)에는 외측피스톤(34)을 따라 가이드롤러(40b)가 직선 왕복운동하는 이동공간부(44b)가 형성되며, 상기 작동공간부(44a)와 이동공간부(44b)가 서로 직교하도록 설치되며,
상기 커넥팅로드(42)의 심부에는 오일공급통로(60)이 형성되고, 외측피스톤(34)에는 상기 오일공급통로(60)와 연통되어 엔진오일을 외측피스톤(34)의 마찰면에 공급하기 위해 방사상으로 형성된 오일홈(62)이 형성되며,
회전하는 입체캠(20)의 회전력을 캠기어(52)를 통해 회전축(54)으로 출력하기 위한 캠하우징(26)을 포함하여 구성하며,
내측피스톤(32)과 가이드롤러(40a)의 몸체와, 외측피스톤(34), 커넥팅로드(42), 가이드롤러(40b)의 몸체가 연소실(38)을 두고 서로 반대방향으로 운동하는 교차대향구조를 가짐에 따라 진동이 상쇄되게 구성함을 특징으로 하는 입체캠식 엔진.
A cylinder head 2 for forming a combustion chamber 38 at both ends,
A cylinder liner 12 for the intake and exhaust of the combustion chamber 38 is formed inside the cylinder head 2. The cylinder liner 12 is provided with a cylinder intake and exhaust port 14 for the intake and exhaust of the combustion chamber 38 16 and a slope 18 is formed at the inlet and outlet of the cylinder intake and exhaust ports 14 and 16 so that the combustion chamber 38 can vortify in one direction at the time of intake and exhaust,
Inner and outer pistons 32 and 34 located in the cylinder liner 12 and reciprocatingly reciprocating in a combustion process of the combustion chamber 38,
A three-dimensional cam (20) rotatably installed by inner and outer pistons (32, 34) reciprocating linearly and forming grooves (22) surrounded by ice to form a plane sine curve is formed,
A pair of guide rollers 32 and 33 for rotating the three-dimensional cam 20 while reciprocating right and left on the sine groove 22 formed in the three-dimensional cam 20 as the inner and outer pistons 32 and 34 linearly reciprocate right and left, (40a) and (40b)
The stereoscopic cam 20 is inserted into a through hole 24 formed in the stereoscopic cam 20 so as to guide the movement of the guide rollers 40a and 40b and is reciprocated in the left and right reciprocating motion of the guide rollers 40a and 40b And a guide frame 28 in which four guide grooves 30 for guiding the guide grooves 30 are formed,
A connecting rod (42) for guiding the reciprocating motion of the inner piston (32) in the left and right direction is formed,
The connecting rod 42 is formed with a working space portion 44a in which the guide roller 40a fixed to the fitting hole 36 of the inner piston 32 linearly reciprocates and the inner piston 32 is provided with an outer piston A moving space portion 44b in which the guide roller 40b linearly reciprocates along the guide passage 34a and 34a is formed and the operation space portion 44a and the movement space portion 44b are installed so as to be perpendicular to each other,
An oil supply passage 60 is formed in the deep portion of the connecting rod 42 and an outer piston 34 is connected to the oil supply passage 60 to supply the engine oil to the friction surface of the outer piston 34 A radially formed oil groove 62 is formed,
And a cam housing (26) for outputting the rotational force of the rotating three-dimensional cam (20) through a cam gear (52) to a rotational shaft (54)
The body of the inner piston 32 and the guide roller 40a and the bodies of the outer piston 34, the connecting rod 42 and the guide roller 40b move in opposite directions with the combustion chamber 38 being opposed to each other. So that the vibration is canceled.
상기 실린더헤드(2)의 일측에는 흡기통로(4)를 설치하되, 상기 흡기통로(4)를 통해 리드밸브(8)을 거쳐 공급되는 혼합기를 외측피스톤(34)의 외측에 모아두었다가 외측피스톤(34)이 바깥쪽으로 움직일 때 연소실(38)로 공급될 수 있도록 공간을 두어 기계적 밸브구성없이 정량을 실린더로 강제공급하는 유니플로식 소기(uni-flow scavenging) 구조를 갖도록 구성함을 특징으로 하는 입체캠식 엔진.
The method according to claim 1,
An intake passage 4 is provided at one side of the cylinder head 2 and a mixer supplied via a reed valve 8 through the intake passage 4 is arranged outside the outer piston 34 to be connected to an outer piston Flow scavenging structure for forcibly supplying a predetermined amount to a cylinder without providing a mechanical valve structure by providing a space for supplying the gas to the combustion chamber 38 when the gas-liquid separator 34 is moved outward. Cam engine.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020150130551A KR101783750B1 (en) | 2015-09-15 | 2015-09-15 | Solid cam type engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020150130551A KR101783750B1 (en) | 2015-09-15 | 2015-09-15 | Solid cam type engine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20170032755A KR20170032755A (en) | 2017-03-23 |
KR101783750B1 true KR101783750B1 (en) | 2017-10-10 |
Family
ID=58496218
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020150130551A KR101783750B1 (en) | 2015-09-15 | 2015-09-15 | Solid cam type engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101783750B1 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108252818A (en) * | 2018-01-19 | 2018-07-06 | 马保臣 | The power plant of piston apparatus and the application piston apparatus |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100475813B1 (en) * | 2002-06-17 | 2005-03-10 | 현대자동차주식회사 | Cooling and lubrication apparatus for piston |
CN101975110A (en) * | 2010-10-08 | 2011-02-16 | 舒锦海 | Gear transmission (OPOC-Opposed Pistons Opposed Cylinders) internal-combustion engine |
KR101236433B1 (en) * | 2011-11-07 | 2013-02-22 | 김진섭 | Solid cam type engine |
-
2015
- 2015-09-15 KR KR1020150130551A patent/KR101783750B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100475813B1 (en) * | 2002-06-17 | 2005-03-10 | 현대자동차주식회사 | Cooling and lubrication apparatus for piston |
CN101975110A (en) * | 2010-10-08 | 2011-02-16 | 舒锦海 | Gear transmission (OPOC-Opposed Pistons Opposed Cylinders) internal-combustion engine |
KR101236433B1 (en) * | 2011-11-07 | 2013-02-22 | 김진섭 | Solid cam type engine |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20170032755A (en) | 2017-03-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101318114B1 (en) | Rotary piston internal combustion engine | |
JP5904686B2 (en) | Variable stroke mechanism for internal combustion engines | |
KR102108605B1 (en) | Internal combustion engine | |
US20120192829A1 (en) | Crankless engine | |
KR101783750B1 (en) | Solid cam type engine | |
JP2008516142A (en) | V-twin structure having an assembly in the field of rotating machinery | |
US20040149122A1 (en) | Crankless internal combustion engine | |
JP2018087575A (en) | Polygonal vibrating piston engine | |
US7621254B2 (en) | Internal combustion engine with toroidal cylinders | |
CN101270688B (en) | Piston rotor internal combustion engine | |
US20190063307A1 (en) | Apparatus with a butterfly mechanism incorporated therein | |
JP5010742B2 (en) | Piston machine | |
JP6754603B2 (en) | Opposed piston engine | |
US5517952A (en) | Rotating shuttle engines with integral valving | |
JP3204412U (en) | Cam-driven reciprocating engine | |
US7455038B2 (en) | Rotary mechanical field assembly | |
WO2013051303A1 (en) | Three-output-shaft internal combustion engine | |
US6883489B2 (en) | Rotational engine | |
JP2008038885A (en) | Scotch yoke type gasoline engine with compression chambers | |
US7188598B2 (en) | Rotary mechanical field assembly | |
JP3172366B2 (en) | Cam type engine | |
CN103573408A (en) | Reciprocating type double-piston acting internal combustion engine | |
EP3708770A1 (en) | Internal combustion engine with opposed pistons and a central drive shaft | |
KR20110114915A (en) | Double four-stroke internalcombustion engine | |
CN101852089A (en) | Cylinder and piston co-rotating type engine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |