KR200173722Y1 - 과급형 내연엔진 - Google Patents

Abstract

본 고안은 크랭크블록에 흡배기밸브에 의해 개폐되는 흡배기구를 갖추고, 이 배기구를 흡기매니폴드와 연통되도록 하여 1사이클을 완료하는 과정에서 발생하는 크랭크실의 흡배출력을 이용하여 대기의 공기를 크랭크실을 통해 흡기매니폴드로 공급하는 것을 목적으로 한 과급형 내연엔진에 관한 것으로서, 상기 목적을 실현하기 위한 본 고안은 다수개의 실린더를 갖춘 실린더블록의 하부에 실린더와 연통하는 크랭크실을 갖춘 크랭크블록이 장착되는 것에 있어서, 상기 크랭크블록(20)의 크랭크실(21)들은 격벽(29)에 의해 상호간에 밀폐되도록 함과 함께 이 밀폐된 크랭크실(21)들 각각은 실린더(11)를 상하로 왕복하여 1싸이클을 이루는 과정에서 흡입밸브(25)와 배기밸브(27)의 단속에 따라 개폐되는 흡입구(26)와 배기구(28)를 갖추고, 이 배기구(28)는 유도관(31)에 의해 실린더(11)와 연통하는 흡기매니폴드로 연통되도록 설치하며, 상기 유도관(31)의 경로에는 배기구(28)를 통해 배기되는 공기를 모아두는 집관실(30)을 설치한 것을 특징적 구성으로 한다.

Description

과급형 내연엔진{.}

본 고안은 1사이클을 완료하는 과정에서 발생하는 크랭크실의 흡배출력을 이용하여 대기의 공기를 크랭크실로 경유하여 흡기매니폴드로 유도되도록 하는 과급형 내연엔진에 관한 것이다.

일반적으로 내연엔진은 피스톤의 왕복운동에 따라 발생하는 열에너지를 운동에너지로 바꾸어 기계적인 일을 하게하는 것이다.

상기 기능을 갖는 내연엔진은 한정된 자원을 보다 효과적으로 활용하기 위하여 재질과 구조적으로 부품수를 줄여 경량화로 나아가면서, 동일 중량에 대해 연비가 낮으면서 출력을 효과적으로 발생해야하는 과제를 갖고 있다. 즉, 모든 내연엔진은 동일배기량으로 최대의 큰 출력을 얻으면서도 반면에 운전경비는 가장 적게들어야 하는 상반된 목적을 갖는 것이다.

따라서 이러한 목적을 실현하기 위한 일 방편으로 내연엔진에 과급장치를 장착하여 동일배기량에 대해 최대의 큰 출력과 저연비를 실현하였다.

그러나 종래의 내연엔진에 장착한 과급장치는 실린더 내에 강제적인 공기의 공급에 따라 공기펌프를 적용함으로서, 별도의 구조물에 의해 구조적으로 복잡해지는 문제점이 있었다.

아울러 강제적인 공기의 공급에 대해 연소후의 배기의 불균형으로 열효율이 저하되는 문제점이 있었다.

또한 강제적인 공기의 공급으로 소음이 발생하는 문제점이 있었다.

본 고안은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 본 고안의 목 적은 크랭크블록에 흡배기밸브에 의해 개폐되는 흡배기구를 갖추고, 이 배기구를 흡기매니폴드와 연통되도록 하여 1사이클을 완료하는 과정에서 발생하는 크랭크실의 흡배출력을 이용하여 대기의 공기를 크랭크실을 통해 흡기매니폴드로 공급하는 과급형 내연엔진을 제공하는데 있다.

상기 목적을 실현하기 위한 본 고안은 다수개의 실린더를 갖춘 실린더블록의 하부에 실린더와 연통하는 크랭크실을 갖춘 크랭크블록이 장착되는 것에 있어서, 상기 크랭크블록의 크랭크실들은 격벽에 의해 상호간에 밀폐되도록 함과 함께 이 밀폐된 크랭크실들 각각은 실린더를 상하로 왕복하여 1싸이클을 이루는 과정에서 흡입밸브와 배기밸브의 단속에 따라 개폐되는 흡입구와 배기구를 갖추고, 이 배기구는 유도관에 의해 실린더와 연통하는 흡기매니폴드로 연통되도록 설치하며, 상기 유도관의 경로에는 배기구를 통해 배기되는 공기를 모아두는 집관실을 설치한 것을 특징적 구성으로 한다.

도1과 도2는 본 고안에 의한 4기통 4행정사이클 엔진 본체의 구성 및 1싸이클의 작동 상태를 나탄낸 단면도,

도3과 도4는 본 고안의 내연엔진에 적용한 과급수단의 구성 및 작동 상태를 을 나타낸 크랭크실의 측단면도,

도5는 도3의 과급수단에 적용한 집관실의 외부 구성을 나타낸 사시도.

＊ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ＊

10 : 실린더블록 11 : 실린더

12 : 피스톤 20 : 크랭크블록

21 : 크랭크실 22 : 커넥팅로드

23 : 크랭크 24 : 크랭크축

25 : 흡기밸브 26 : 흡입구

27 : 배기밸브 28 : 배기구

30 : 집관실 31 : 유도관

이하, 본 고안의 실시예를 첨부한 도면 도1 내지 도5를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도면에서 본 고안은 4개의 실린더(11)를 갖춘 실린더블록(10)과, 4개의 실린더(11)와 연통하는 크랭크실(21)을 갖춘 크랭크블록(20)과, 상기 크랭크블록(20)에 연통되도록 설치되는 본 고안에 적용한 과급수단과. 과급수단에 의해 크랭크실(21)과 연통되는 흡기매니폴드의 구성을 제공한다.

상기 실린더(11)에는 피스톤(12)이 있으며 커넥팅로드(22)의 한 부분이 연결 되어 있다. 커넥팅로드(22)의 다른 끝은 크랭크축(24)에 구비한 크랭크(23)에 회전 자유롭게 장치되어 있고, 피스톤(12)이 왕복운동을 하면 크랭크축(24)이 회전운동을 한다.

그리고 과급수단은 크랭크블록(20)의 크랭크실(21)들은 격벽(29)에 의해 상호간에 밀폐된다. 그리고 이 밀폐된 크랭크실(21)들 각각은 실린더(11)를 상하로 왕복하여 1싸이클을 이루는 과정에서 흡입밸브(25)와 배기밸브(27)의 단속에 따라 개폐되는 흡입구(26)와 배기구(28)를 갖추고 있다. 또한 이 배기구(28)는 유도관(31)에 의해 실린더(11)와 연통하는 흡기매니폴드로 연통되도록 설치하며, 상기 유도관(31)의 경로에는 배기구(28)를 통해 배기되는 공기를 모아두는 집관실(30)을 설치하여 구성된다.

상기 흡입밸브(25)는 크랭크실(21)의 내측에 설치되고, 배기밸브(27)는 크랭크실(21) 외측에 설치되어 피스톤(12)의 승강에 따라 발생하는 크랭크실(21)의 흡출력에 따라 개폐되도록 한다. 아울러 이러한 공기의 압출력에 의해 개폐되는 흡배기밸브(25)(27)의 구성은 통상의 구성으로 그에 대한 상세한 도시는 생략한다.

또한 집관실(30)은 배기구(28)들을 수용하여 플랜지(32)로 면접된 상태로 나사(33)로 체결된다.

그리고 본 고안의 실시예에서 실린더블록(10)의 상부에 장착되어 연소실을 이루는 실린더헤드의 구성과, 이 실린더헤드에 장착되는 흡배기수단, 점화수단을 포함한 주변구성은 통상의 구성으로 생략한다.

한편 본 고안에 실시예에 적용한 엔진은 4기통 4행정사이클엔진을 적용하였 으나, 이에 한정하는 것은 아니다.

상기 구성에 의한 본 고안의 실시예를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

우선 본 고안의 내연엔진은 피스톤(12)들의 승강에 따라 실린더(11)내에 혼합기가 흡입-압축-팽창-배기를 이루는 1사이클을 이루게된다.

도1과 도2에서와 같이 4기통 4행정 사이클엔진은 중앙의 2개 피스톤(12) 대해 양측의 2개 피스톤(12)이 역방향의 운동운동을 수행한다. 즉, 중앙의 2개 피스톤(12)이 하강하면, 크랭크축(24)으로 연결된 양측의 2개의 피스톤(12)은 크랭크(23)와 커넥팅로드(22)의 회전에 의해 상승한다.

이때 피스톤(12)의 하강은 1사이클의 수행과정에서 흡입행정과 ,팽창행정에 해당하고, 피스톤(12)의 상승은 압축과 배기행정에 해당한다.

이러한 일련의 사이클 과정에서 본 고안에 적용한 과급수단은 피스톤(12)의 하강에 의해 이에 해당하는 크랭크실(21)의 흡입밸브(25)가 작동하여 흡입구(26)를 열게되고, 피스톤(12)의 상승에 의해 흡입구(26)를 닫게됨과 함께 배기밸브(27)가 작동하여 배기구(28)를 열게된다.

즉, 도3에서 같이 피스톤(12)이 하강하면, 크랭크실(21)의 배기구(28)는 배기밸브(27)에 의해 닫힌 상태로 흡입밸브(25)가 작동하여 흡입구(26)가 열리게 된다. 이에 공기가 크랭크실(21)로 흡입된다.

이후 도4에서와 같이 피스톤(12)이 상승하면, 크랭크실(21)의 흡입구(26)는 닫힌 상태로 배기밸브(27)가 작동하여 배기구(28)가 열리게 된다. 이에 크랭크실(21)에 흡입된 공기는 배기구(28)를 통해 집관실(30)에 모아진다.

집관실(30)에 모아진 공기는 유도관(31)과 흡기매니폴드를 통해 실린더(11)내부로 유도된다.

이에 실린더(11)에는 실린더(11) 용적에 대해 그 이상의 공기가 주입되는 과급효과를 이루게된다.

본 고안은 별도의 과급장치를 배제한 상태로 크랭크실의 흡배출력을 이용하여 엔진 외부의 공기를 실린더에 공급함으로써, 구조적으로 간단함은 물론 과급기능에 의한 동일배기량에 대해 최대의 큰 출력과 저연비를 실현하는 효과가 있다.

그리고 본 고안은 강제적인 과급방식을 배제함으로서, 과급효과에 대한 저소음을 실현하는 잇점도 있는 유용한 고안이다.

Claims (1)

1. 다수개의 실린더를 갖춘 실린더블록의 하부에 실린더와 연통하는 크랭크실을 갖춘 크랭크블록이 장착되는 것에 있어서,

   상기 크랭크블록(20)의 크랭크실(21)들은 격벽(29)에 의해 상호간에 밀폐되도록 함과 함께 이 밀폐된 크랭크실(21)들 각각은 실린더(11)를 상하로 왕복하여 1싸이클을 이루는 과정에서 흡입밸브(25)와 배기밸브(27)의 단속에 따라 개폐되는 흡입구(26)와 배기구(28)를 갖추고,

   이 배기구(28)는 유도관(31)에 의해 실린더(11)와 연통하는 흡기매니폴드로 연통되도록 설치하며,

   상기 유도관(31)의 경로에는 배기구(28)를 통해 배기되는 공기를 모아두는 집관실(30)을 설치한 구성을 특징으로하는 과급형 내연엔진.