KR20020008555A - Engine - Google Patents

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KR20020008555A
KR20020008555A KR1020000042065A KR20000042065A KR20020008555A KR 20020008555 A KR20020008555 A KR 20020008555A KR 1020000042065 A KR1020000042065 A KR 1020000042065A KR 20000042065 A KR20000042065 A KR 20000042065A KR 20020008555 A KR20020008555 A KR 20020008555A
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조철승
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Abstract

PURPOSE: An engine using compressed air as a power medium is provided to improve the air compression efficiency by improving the shape of an exhaust cam and properly controlling the opening time of an exhaust valve. CONSTITUTION: A pneumatic engine uses a secondary battery(B) as a power supply. A motor(36) is electrically connected to the secondary battery. The motor is connected with a compressor(34) via a belt. By driving the compressor, compressed air is generated. The compressor is connected through a pipeline(42) of an engine body(32), and the compressed air is supplied into a cylinder. Upon suction of the high pressure compressed air, a piston lifts up and down. Then, an exhaust valve is opened and air is discharged to the atmosphere. One time explosive power is obtained while a crankshaft(10) rotates one time. Therefore, the action of an 8-cylinder engine is obtained by a 4-cylinder engine.

Description

압축공기를 동력매체로 하는 엔진{ENGINE}Engines using compressed air as a power medium {ENGINE}

본 발명은 공압식 엔진에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배기캠의 형상 및 장착위치를 개선하므로써 배기효율을 향상시켜 엔진의 출력을 높일 수 있는 공압식 엔진에 관한 것이다.The present invention relates to a pneumatic engine, and more particularly to a pneumatic engine that can improve the output of the engine by improving the exhaust efficiency by improving the shape and mounting position of the exhaust cam.

일반적으로 엔진에는 내연기관과 전기를 사용하는 동력원이 있는데, 내연기관은 가솔린이나 디이젤등을 연소시켜 폭발력을 얻음으로써 엔진구동에 필요한 동력을 얻어내고 있기 때문에 연료의 소모와 더불어 배기가스에 의한 대기오염문제가 사회문제로 대두되고 있는 실정이다.In general, the engine has a power source that uses an internal combustion engine and electricity. Since the internal combustion engine obtains the power required to drive the engine by burning gasoline or diesel to obtain explosive power, air pollution caused by exhaust gas and exhaust gas is consumed. The problem is becoming a social problem.

그런데 전기를 사용하는 동력원은 내연기관이 갖는 문제점을 해소할 수 있는 반면에 고출력을 얻는 것이 어려워 실용단계에 이르지 못하고 있다.By the way, the power source using the electricity can solve the problems of the internal combustion engine, while it is difficult to obtain a high power, it has not reached the practical stage.

따라서, 새로운 동력원으로 공압를 이용한 엔진의 연구가 활발히 진행되고 있는 추세이다.Therefore, research on engines using pneumatics as a new power source is actively being conducted.

이러한 공압식 엔진은 본 출원인이 "압축공기를 동력 매체로 하는 엔진"이라는 명칭으로 1993년 3월 4일 출원하여 등록된 특허 103915호에 개시되었다.Such pneumatic engines are disclosed in patent 103915, filed March 4, 1993, filed by Applicant under the name "Engine Compressed Air as a Power Medium".

상기 특허발명에 따른 공압식 엔진은 배터리의 전원에 의하여 모터가 구동하고, 이 구동력이 컴프레셔를 구동시켜 압축공기를 생성하며, 이 압축공기는 실린더내로 흡입되면서 피스톤을 밀어 크랭크축을 회전시키게 된다.In the pneumatic engine according to the present invention, the motor is driven by the power of the battery, and the driving force drives the compressor to generate compressed air, which is sucked into the cylinder to push the piston to rotate the crankshaft.

이러한 작용과 동시에 크랭크 축이 회전함에 의해 캠축이 회전하면서 흡배기밸브를 개폐 작동시켜 압축공기의 흡입 및 배출이 원활히 이루어지게 된다. 이때, 캠축의 흡기캠과 배기캠은 크랭크축이 1회전 완료할 때 각각의 실린더에 장착된 흡배기 밸브를 1회씩 개폐 작동시키게 된다.Simultaneously with this action, as the camshaft rotates, the camshaft rotates to open and close the intake / exhaust valve to smoothly inhale and discharge the compressed air. At this time, the intake cam and the exhaust cam of the camshaft open and close the intake and exhaust valves mounted on the respective cylinders once the crankshaft is completed.

따라서, 4기통 기관으로 8기통 기관이 하는 일량을 하게 되는데, 이것은 결국 크랭크축을 회전시키는데 작용하므로 자동차가 주행하는 필요한 동력을 크게 할 수 있다.Thus, the four-cylinder engine does what the eight-cylinder engine does, which in turn acts to rotate the crankshaft, thus increasing the power required to drive the car.

그러나, 상기 공압식 엔진에 장착되는 배기캠은 원형 플레이트이며, 상기 원형 플레이트의 양측면이 서로 나란하게 절단된 형상이다. 따라서, 상기 형상을 갖는 배기캠이 구동하는 경우, 상기 배기밸브가 조기에 열리므로써 공기의 압축효율이 저하되는 문제점이 있다.However, the exhaust cam mounted on the pneumatic engine is a circular plate, and both sides of the circular plate are cut parallel to each other. Therefore, when the exhaust cam having the above shape is driven, the exhaust valve is opened early, thereby deteriorating the compression efficiency of air.

따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 배기캠의 형상을 개선하므로써 배기밸브의 개방시간을 적절하게 조절하여 공기의 압축효율을 향상시킬 수 있는 공압식 엔진을 제공하는데 있다.Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a pneumatic engine capable of improving the compression efficiency of air by appropriately adjusting the opening time of the exhaust valve by improving the shape of the exhaust cam. To provide.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공압식 엔진의 본체만을 보여주는 일부 절개사시도.1 is a partial cutaway perspective view showing only the body of a pneumatic engine according to a preferred embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공압식 엔진의 구조를 보여주는 개략도.2 is a schematic view showing the structure of a pneumatic engine according to a preferred embodiment of the present invention.

도 3은 도 1에 도시된 공압식 엔진에 장착되는 크랭크축을 보여주는 사시도.3 is a perspective view showing a crankshaft mounted to the pneumatic engine shown in FIG.

도 4는 도 1에 도시된 공압식 4행정 엔진에 장착되는 캠축을 보여주는 정면도.4 is a front view showing a camshaft mounted to the pneumatic four-stroke engine shown in FIG.

도 5의 (a) 내지 (d)는 도 4에 도시된 복수개의 흡기캠의 위치관계를 보여주는 정면도.5 (a) to (d) are front views showing the positional relationship of the plurality of intake cams shown in FIG.

도 6의 (a) 내지 (d)는 도 4에 도시된 복수개의 배기캠의 위치관계를 보여주는 정면도.6 (a) to (d) are front views showing the positional relationship of the plurality of exhaust cams shown in FIG.

도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공압식 3행정 엔진에 장착되는 캠축을 보여주는 정면도.7 is a front view showing a camshaft mounted to a pneumatic three-stroke engine according to a preferred embodiment of the present invention.

도 8의 (a) 내지 (d)는 도 7에 도시된 복수개의 흡기캠의 위치관계를 보여주는 정면도.8 (a) to (d) are front views showing the positional relationship of the plurality of intake cams shown in FIG.

도 9의 (a) 내지 (d)는 도 7에 도시된 복수개의 배기캠의 위치관계를 보여주는 정면도.9 (a) to 9 (d) are front views showing the positional relationship of the plurality of exhaust cams shown in FIG.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 공압식 엔진을 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a pneumatic engine according to an embodiment of the present invention.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공압식 엔진의 본체만을 보여주는 일부 절개 사시도이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공압식 엔진의구조를 보여주는 개략도이다.1 is a partial cutaway perspective view showing only a main body of a pneumatic engine according to a preferred embodiment of the present invention, Figure 2 is a schematic diagram showing the structure of a pneumatic engine according to a preferred embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이, 실린더 블록(2)은 4개이상의 실린더(6)를 일체로 주조한 블록구조로 이루어진다.As shown, the cylinder block 2 has a block structure in which four or more cylinders 6 are integrally cast.

상기 실린더 블록(2)의 하부에는 엔진의 각 마찰부위 윤활을 위한 오일을 수용하는 오일 팬(4)이 장착된다.The lower portion of the cylinder block (2) is equipped with an oil pan (4) for accommodating oil for lubrication of each friction portion of the engine.

상기 실린더 블록(2)의 내측에 형성되는 다수개의 실린더(6)에는 각각 피스톤(8)이 상하로 왕복운동이 가능한 상태로 설치되는데, 상기 피스톤(8)들은 크랭크축(10)과 컨넥팅 로드(12)로 연결되어 피스톤(8)의 직선운동을 크랭크축(10)의 회전운동으로 변환시킨다.A plurality of cylinders 6 formed inside the cylinder block 2 are installed in a state in which a piston 8 can reciprocate up and down, respectively, and the pistons 8 have a crank shaft 10 and a connecting rod. It is connected to (12) to convert the linear movement of the piston (8) to the rotational movement of the crankshaft (10).

또한, 상기 실린더(6)의 상부에는 실린더 헤드(14)가 결합되며, 상기 실린더 헤드(14)에는 다수개의 로커아암(16)이 연결된 로커아암 샤프트(18)가 설치된다.In addition, a cylinder head 14 is coupled to an upper portion of the cylinder 6, and a rocker arm shaft 18 to which a plurality of rocker arms 16 are connected is installed at the cylinder head 14.

상기 로커 아암(16)들은 각각 흡배기 밸브(20)의 스템상단부와 접촉하여 밸브를 개폐시킬 수 있는 구조로 되어 있다.The rocker arms 16 are in contact with the upper end of the stem of the intake and exhaust valve 20 to open and close the valve.

상기 크랭크축(10)은 로커아암(16)을 작동시키는 흡배기 캠(22)들이 설치된 캠축(24)과 타이밍 밸트(26)로 전동 가능하게 연결되고 있는데, 이들 축(10,24)의 일단부에 설치된 타이밍 기어는 1:2의 회전비를 갖는 잇수를 가짐으로써 크랭크축(10)이 2회전할 때 캠축(24)이 1회전하도록 되어 있다.The crankshaft 10 is connected to the camshaft 24 provided with the intake and exhaust cams 22 for operating the rocker arm 16 and the timing belt 26 so that the crankshaft 10 can be electrically driven. The timing gear provided in the inner side has a number of teeth having a rotation ratio of 1: 2 so that the cam shaft 24 rotates once when the crankshaft 10 rotates two times.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공압식 엔진은 전원으로서 2차 전지(B)를 사용하며, 상기 2차 전지(B)에 전동기(36)가 전기적으로 연결되어 구동된다. 그리고, 상기 전동기(36)는 컴프레셔(34)와 벨트로 연결되므로써 상기 컴프레셔(34)를 구동시키므로써 압축공기를 발생한다. 상기 컴프레셔(34)는 기관본체(32)의 관로(42)를 통하여 연결되므로써 압축공기를 실린더(6)의 내부로 공급한다.As shown in FIG. 2, a pneumatic engine according to a preferred embodiment of the present invention uses a secondary battery B as a power source, and an electric motor 36 is electrically connected to the secondary battery B to be driven. . The electric motor 36 is connected to the compressor 34 by a belt to drive the compressor 34 to generate compressed air. The compressor 34 is connected through the conduit 42 of the engine body 32 to supply the compressed air into the cylinder 6.

상기 관로(42)에는 엔진의 가속페달에 연동하여 개폐작용을 하므로써 컴프레셔(34)에서 발생된 압축공기가 실린더(6) 내로 유입될 때, 그 양을 가감시킬 수 있는 장치가 설치된다.The conduit 42 is provided with a device capable of adding or subtracting the amount of compressed air generated in the compressor 34 when the compressed air generated in the compressor 34 flows into the cylinder 6 by interlocking with the accelerator pedal of the engine.

상기 엔진을 가동시킨 공기는 기관본체(32)의 배기메니폴드의 관로(48)를 통하여 대기중으로 방출될 수 있는 구조이다.The air that started the engine is a structure that can be discharged to the atmosphere through the conduit 48 of the exhaust manifold of the engine main body (32).

도 3은 도 1에 도시된 공압식 엔진에 장착되는 크랭크축을 보여주는 사시도이다.3 is a perspective view showing a crankshaft mounted to the pneumatic engine shown in FIG.

도시된 바와 같이, 크랭크축(10)의 크랭크핀(50,52,54,56)은 서로 90°방향으로 배치된다. 즉, 1 번 실린더의 피스톤이 연결되는 크랭크 핀(50)과 3번 실린더의 피스톤이 연결되는 크랭크핀(54)과 4번 실린더의 피스톤이 연결되는 크랭크핀(56)과 2번 실린더의 피스톤이 연결되는 크랭크핀(52)이 시계방향으로 서로 90°의 각도를 이룬다.As shown, the crank pins 50, 52, 54, 56 of the crankshaft 10 are arranged in a 90 ° direction to each other. That is, the crank pin 50 to which the piston of cylinder 1 is connected, the crank pin 54 to which the piston of cylinder 3 is connected, and the crank pin 56 to which the piston of cylinder 4 is connected, and the piston of cylinder 2 are The crank pins 52 which are connected form an angle of 90 ° to each other in a clockwise direction.

상기 크랭크 축(10)은 밸런스 웨이트와 축 저어널이 종래의 것과 동일하거나 유사한 형상을 갖는다.The crankshaft 10 has a balance weight and shaft journal in the same or similar shape as the conventional one.

도 4는 도 1에 도시된 공압식 4행정 엔진에 장착되는 캠축을 보여주는 정면도이다.4 is a front view showing a camshaft mounted to the pneumatic four-stroke engine shown in FIG.

상기 캠축(24)은 일정한 간격을 띄우고 흡기캠(62,64,66,68)과배기캠(70,72,74,76)이 2개 1조로 위치하고 있다.The camshaft 24 is spaced at regular intervals, and the intake cams 62, 64, 66, 68 and the exhaust cams 70, 72, 74, 76 are positioned in two sets.

상기 흡기캠(62,64,66,68)들은 각각 2개의 로브를 갖고 있는데, 이들은 서로 대칭방향에 돌출 형성된다. 따라서, 흡기캠(62,64,66,68)들의 로브의 개수는 8개가 되는데, 이들은 각각 45도로 배치된다.The intake cams 62, 64, 66 and 68 each have two lobes, which protrude in a symmetrical direction from each other. Thus, the number of lobes of the intake cams 62, 64, 66, 68 is eight, which are arranged at 45 degrees each.

즉, 제5도에 도시된 바와 같이, 1번 실린더와 관계하는 흡기캠(62)이 도면에서 보아 상하에 로브가 위치하게 되면, 3번 실린더와 관계하는 흡기캠(62)의 로브는 흡기캠의 로브위치에서 45도 기울어진 각도로 위치하고, 4번 실린더와 관계하는 흡기캠(68)의 로브는 3번 실린더와 관계하는 흡기캠(66)의 위치에서 다시 45도 기울어진 각도로 위치하여, 2번 실린더와 관계하는 흡기캠(64)의 로브는 4번 실린더와 관계하는 흡기캠(68)의 위치에서 45도 기울어진 위치에 있게 된다.That is, as shown in FIG. 5, when the intake cam 62 associated with cylinder 1 is positioned up and down in the drawing, the lobe of the intake cam 62 associated with cylinder 3 is the intake cam. At an angle of inclination of 45 degrees from the lobe position of, and the lobe of the intake cam 68 associated with cylinder 4 is positioned at an angle of inclination again 45 degrees from the position of the intake cam 66 associated with cylinder 3, The lobe of the intake cam 64 relative to cylinder 2 is at a position inclined 45 degrees from the position of the intake cam 68 relative to cylinder 4.

그리고 상기한 배기캠들은 제6도에 도시한 바와 같다.The exhaust cams are as shown in FIG.

이러한 구조의 배기캠들은 제1,3,4,2 실린더에 관계하는 순서로 각각 45씩 기울어진 자세로 배치된다.Exhaust cams of this structure are arranged in an inclined position by 45 in order relative to the first, third, fourth and second cylinders.

이와같이 이루어지는 본 발명의 엔진은 우선 2차전지(B)의 전원으로 전동기(36)가 구동하고 컴프레셔(34)가 작동하므로써 압축공기가 생성된다.In the engine of the present invention thus constructed, first, the electric motor 36 is driven by the power supply of the secondary battery B, and the compressor 34 is operated to generate compressed air.

이때, 컴프레셔(34)에서 생성된 압축공기의 압력이 높아지면서 이 압축공기가 관로(42)를 통하여 실린더(6) 내로 유입되도록 한다.At this time, as the pressure of the compressed air generated by the compressor 34 is increased, the compressed air is introduced into the cylinder 6 through the conduit 42.

실린더(6) 내로 압축공기가 유입되기 위해서는 흡기밸브가 열림상태로 있어야 하는데, 4기통 기관의 경우 어느 하나의 피스톤이 상사점이 있고, 다른 하나의 피스톤은 하사점, 그리고 다른 2개의 피스톤은 상사점과 하사점의 사이에 각각 위치하게 되므로 상사점에 위치한 피스톤이 설치된 실린더(6)에서 흡기작용이 이루어질 수 있다.The intake valve must be open to allow compressed air to flow into the cylinder (6). For four-cylinder engines, one piston has a top dead center, the other one has a bottom dead center, and the other two pistons have a top dead center. Since it is located between and the bottom dead center, respectively, the intake action can be made in the cylinder (6) provided with a piston located in the top dead center.

설명의 편의를 위하여 1번 실린더의 피스톤이 상사점에 위치하고 있다면, 4행정 기관에서의 폭발 순서는 1,3,4,2의 실린더 순으로 이루어지게 되므로 1번 실린더(6)로 압축공기가 유입될 것이다.For convenience of explanation, if the piston of cylinder 1 is located at the top dead center, the explosive sequence in the four-stroke engine is made in the order of cylinders 1, 3, 4, 2, so compressed air flows into cylinder 1 Will be.

이때, 크랭크축(10)의 크랭크핀(50,52,54,56)은 제3도에 도시된 바와 같이 12시 방향에 위치하게 되고, 캠축(24)의 흡기캠(62)은 로커아암을 푸싱하여 흡기밸브를 열림상태로 하게 되며, 다른 크랭크핀(50,52,54,56)들은 각각 90도 방향으로 위치하여 있게된다.At this time, the crank pins (50, 52, 54, 56) of the crank shaft 10 is located at 12 o'clock, as shown in Figure 3, the intake cam 62 of the cam shaft 24 is the rocker arm By pushing, the intake valve is opened, and the other crank pins 50, 52, 54, and 56 are positioned in the 90 degree directions, respectively.

제7도는 크랭크축(10)의 크랭크핀(50,52,54,56)들이 상기한 위치에서 각각 있을때의 작용관계를 나타내는 표인데, 여기서 1번 실린더에 관계하는 크랭크핀에 연결된 피스톤이 하강하면서 흡입을 시작하게 되면, 3번 실린더에 관계하는 크랭크핀(54)에 연결된 피스톤은 배기말기의 행정에 해당하고, 4번 실린더에 관계하는 크랭크핀(56)에 연결된 피스톤은 배기중기의 행정에 해당하며, 2번 실린더에 관계하는 크랭크핀(52)에 연결된 피스톤은 배기초기의 행정에 각각 해당한다.7 is a table showing the working relationship when the crank pins (50, 52, 54, 56) of the crankshaft 10 is in the above position, respectively, where the piston connected to the crank pin associated with the cylinder 1 is lowered When the suction starts, the piston connected to the crank pin 54 related to cylinder 3 corresponds to the end of the exhaust, and the piston connected to the crank pin 56 related to cylinder 4 corresponds to the stroke of the exhaust. And, the piston connected to the crank pin 52 associated with the second cylinder corresponds to the stroke of the exhaust initial stage, respectively.

이때, 1 번 실린더에 관계하는 피스톤은 크랭크축(10)이 180도 회전하면서 하사점 까지 완전히 내려와 흡기행정이 완료되면서 다시 크랭크축(10)이 180도 회전을 시작하면 피스톤은 다시 상승하게 되므로 배기행정이 이루어진다.At this time, the piston related to the first cylinder, the crankshaft 10 is rotated 180 degrees completely down to the bottom dead center, the intake stroke is completed, and when the crankshaft 10 starts to rotate 180 degrees again, the piston is raised again, exhaust Administration takes place.

이러한 작용이 반복되어 모든 실린더에서 이루어지게 되는데, 본 발명에 의한 엔진은 크랭크 축이 720도 회전을 완료하면 캠축(24)은 360도 회전하면서 각각흡배기 밸브를 2회씩 개폐시키게 된다.This operation is repeated in all the cylinders, the engine according to the present invention when the crankshaft completes the rotation of 720 degrees cam shaft 24 is rotated 360 degrees while opening and closing the intake and exhaust valves twice.

상기한 일련의 작동은 제7도에 도시한 표와 같이 1, 3, 4, 2 실린더에서 흡입행정과 배기행정이 이루어지므로 결국 크랭크 축(10) 1회전에 1번의 폭발행정이 얻어지는 결과가 된다.In the series of operations described above, the intake stroke and the exhaust stroke are performed in one, three, four, and two cylinders as shown in the table of FIG. 7, resulting in one explosion stroke per one revolution of the crankshaft 10.

이것은 본 발명에 의한 캠축에 의해 실현될 수 있는데, 이하 캠축의 작동상태를 설명한다.This can be realized by the camshaft according to the present invention, which describes the operating state of the camshaft.

상기한 1번 실린더의 흡기밸브에 관계하는 흡기캠(62)은 흡입행정에서 제5도 (A)에 도시한 바와 같은 위치를 갖게 된다.The intake cam 62 associated with the intake valve of cylinder 1 described above has a position as shown in FIG. 5A in the intake stroke.

그리고 3번 실린더에 관계하는 흡기캠(66)은 제5도 (B)에 도시한 바와 같이 위치하고, 4번 실린더에 관계하는 흡기캠(68)은 제5도 (C)에 도시한 바와 같이, 그리고 2번 실린더에 관계하는 흡기캠(64)은 제5도 (D)에 도시한 바와 같은 위치가 된다.And the intake cam 66 related to the 3rd cylinder is located as shown in FIG. 5 (B), and the intake cam 68 related to the 4th cylinder is shown in FIG. 5 (C), The intake cam 64 associated with the second cylinder is in the position as shown in FIG. 5 (D).

제4도에 도시한 표는 흡배기 밸브를 개폐하는 흡배기캠(62....76)의 작용관계를 설명하기 위한 것으로서, 1번 실린더에 관계하는 흡기캠(62)이 제5도 (A)에 도시한 바와 같이 있으므로 흡기밸브는 열림상태로 있게 되는데, 로브의 최첨단 돌출부위가 로커아암과 접촉하고 있는 상태에서는 흡기중기 행정이므로 캠축(24)이 22.5°를 회전하게 되면 흡기행정이 완료되면서 압축공기의 실린더 유입이 완료된다.The table shown in FIG. 4 is for explaining the working relationship of the intake and exhaust cams 62... 76 opening and closing the intake and exhaust valves, and the intake cam 62 associated with the first cylinder is shown in FIG. As shown in FIG. 1, the intake valve is in an open state. In the state in which the lobe's most advanced protrusion is in contact with the rocker arm, the intake middle stroke is performed. When the camshaft 24 rotates 22.5 °, the intake stroke is compressed. The cylinder flow of air is completed.

이때 유입되는 압축공기에 의해 피스톤은 하강하면서 크랭크 축(10)을 회전 운동시키게 되는데, 이러한 피스톤의 하강은 캠축(24)이 1회전하는 동안 2번이 이루어지고 2번의 상승작용이 이루어지게 된다.At this time, the piston is lowered by the incoming compressed air while rotating the crankshaft 10, the lowering of the piston is made twice while the cam shaft 24 is rotated one time and two synergism is made.

즉 캠축(24)의 흡기캠들은 45°의 각도만큼 열려있고, 135°각도만큼 닫혀져 캠축(24)이 1회전하는 동안 각각 2번씩 개폐작용을 하게된다.That is, the intake cams of the camshaft 24 are opened by an angle of 45 ° and closed by an angle of 135 ° so that the camshaft 24 is opened and closed twice each during the rotation of the camshaft 24.

그리고 제7도 3행정 배기캠(90, 92, 94)들은 60°의 각도로 캠축회전이 이루어지며, 흡기캠(80, 82, 84)들은 순차적으로 열려진 후 약 18°의 캠축회전을 이루면서 닫힘 작용을 하게된다.In addition, the camshaft rotation of the three-stroke exhaust cams 90, 92, and 94 is performed at an angle of 60 °, and the intake cams 80, 82, and 84 are sequentially opened, and are closed while forming a camshaft of about 18 °. It works.

흡기캠은 제8도 배기캠은 제9도에 의한다.The intake cam is of FIG. 8 and the exhaust cam is of FIG.

한편, 4행정 배기캠(70, 72, 74, 76)들은 45°의 각도로 캠축 회전이 이루어지며, 흡기캠(62, 64, 66, 68)들이 순차적으로 열려진 후 약 11°의 캠축회전이 이루어지면서 닫힘 작용을 하게된다.On the other hand, the four-stroke exhaust cam (70, 72, 74, 76) is rotated camshaft at an angle of 45 °, cam shaft rotation of about 11 ° after the intake cams (62, 64, 66, 68) are opened sequentially It is made close.

따라서 1개의 실린더(6)내에는 고압의 압축공기가 흡입되면서 피스톤이 하강하고 상승하면서 배기밸브가 열려져 대기로 방출되는데, 이때 다른 실린더에서 동일한 방식으로 흡입 및 배기작용이 이루어져 크랭크 축(10)이 1회전하는 동안에 1회의 폭발동력을 얻을 수 있게 된다.Therefore, in one cylinder 6, the high pressure compressed air is sucked in, and the piston descends and rises, and the exhaust valve is opened to be discharged into the atmosphere. One explosion power is gained during each revolution.

따라서 본 발명에 의한 엔진은 종래의 내연기관이 크랭크 축 2회전에 1회의 폭발동력을 얻을 수 있는데 반하여, 크랭크 축 1회의 회전으로 1회의 폭발동력을 얻을 수 있기 때문에 종래의 4기통 기관이 8기통 기관과 같은 작용을 할 수 있게된다.Therefore, in the engine according to the present invention, the conventional internal combustion engine can obtain one explosion power in two revolutions of the crankshaft, whereas the conventional four-cylinder engine can obtain eight explosions in one revolution of the crankshaft. Can work like an organ.

이와 같이 본 발명에 의한 엔진은 크랭크 축 1회전에 대하여 1회의 가동동력을 얻을 수 있기 때문에 엔진의 맥동현상을 최소화할 수 있음은 물론 엔진의 출력을 높일 수 있으므로 전기 엔진이 갖는 저출력의 문제점을 해소할 수 있다.As described above, the engine according to the present invention can obtain one operating power for one revolution of the crankshaft, thereby minimizing the pulsation of the engine and increasing the output of the engine. can do.

게다가 본 발명에 의한 엔진은 연료를 사용하지 않기 때문에 연료절약 측면에서 상당히 경제적이라 할 수 있으며, 연료가 연소함에 의해 발생되는 배기가스내의 유해물질로 인하여 제기되는 대기오염 문제를 완전히 해소할 수 있다.In addition, since the engine according to the present invention does not use fuel, it can be considerably economical in terms of fuel saving, and can completely solve the air pollution problem caused by the harmful substances in the exhaust gas generated by combustion of the fuel.

또한 이러한 공압식 엔진은 열이 발생하지 않기 때문에 냉각수단을 필요로 하지 않고 유해물질을 정화하기 위한 촉매컨버터와 같은 수단을 부가하지 않아도 되므로 엔진 전체의 구조를 간단히 할 수 있는 구조적인 이점도 있다. 그리고, 2차전지를 사용하므로써 전원공급효율을 향상시킨다. 또한, 배기캠의 형상을 개선하므로써 배기효율을 향상시킨 장점이 있다.In addition, since the pneumatic engine does not generate heat, it does not require a cooling means and does not need to add a means such as a catalytic converter for purifying harmful substances. Therefore, there is a structural advantage to simplify the structure of the entire engine. In addition, the use of secondary batteries improves the power supply efficiency. In addition, there is an advantage of improving the exhaust efficiency by improving the shape of the exhaust cam.

Claims (6)

2차전지에 의해 구동하는 전동기와, 이 전동기의 구동력을 전달받아 대기를 흡입 압축하는 압축공기 발생수단과, 상기한 압축공기 발생수단의 출구측과 연결되는 흡기매니폴드와, 상기한 흡기매니폴드와 연동 설치되는 실린더를 포함하여 이루어지는 실린더 블록과, 상기한 실린더 내측으로 이동 가능하게 위치하는 피스톤의 직선운동을 회전운동으로 변환하기 위하여 컨넥팅 로드로 연결되는 크랭크축과, 상기한 크랭크축과 벨트 또는 체인구동하여 흡배기밸브를 개폐시키는 캠축을 포함하여 구성되는 공압식 엔진.An electric motor driven by a secondary battery, compressed air generating means for sucking and compressing the atmosphere by receiving the driving force of the electric motor, an intake manifold connected to the outlet side of the compressed air generating means, and the intake manifold described above A cylinder block comprising a cylinder interlocked with the crank shaft, a crank shaft connected by a connecting rod to convert a linear movement of a piston movably located inside the cylinder into a rotational movement, and the crank shaft and the belt. Or a camshaft for opening and closing the intake and exhaust valves by chain driving. 제 1항에 있어서, 크랭크축은 1번 실린더의 피스톤과 연결되는 크랭크 핀과, 3번 실린더의 크랭크 핀과 연결되는 크랭크 핀, 그리고 4번 실린더의 크랭크 핀, 그리고 2번 실린더의 피스톤과 연결되는 크랭크 핀의 각도가 순차적으로 90°의 각도로 배치됨을 특징으로 하는 공압식 엔진.The crankshaft of claim 1, wherein the crankshaft has a crank pin connected to a piston of cylinder 1, a crank pin connected to a crank pin of cylinder 3, a crank pin of cylinder 4, and a crank connected to a piston of cylinder 2. Pneumatic engine, characterized in that the angle of the pin is sequentially arranged at an angle of 90 °. 제 1항에 있어서, 캠축은 대칭방향에 각각 로브가 형성되는 흡기캠과, 대칭방향에 배기밸브를 개방하는 개방부가 형성되는 배기캠을 포함하여 이루어지는 공압식 엔진.The pneumatic engine according to claim 1, wherein the camshaft comprises an intake cam each having a lobe formed in the symmetrical direction, and an exhaust cam having an opening for opening the exhaust valve in the symmetrical direction. 제 1항에 있어서, 크랭크 축 1회전에 1회의 압축공기가 흡입되어 폭발행정으로 작용됨을 특징으로 하는 공압식 엔진.The pneumatic engine according to claim 1, wherein one compressed air is sucked in one revolution of the crankshaft to act as an explosion stroke. 제 1항에 있어서, 배기캠들은 약 60°의 각도를 이루고, 흡기캠들은 약 18°의 각도를 이루어서 캠축회전을 하는 것을 특징으로 하는 홀수행정 공압식 엔진.The odd stroke pneumatic engine of claim 1, wherein the exhaust cams are at an angle of about 60 ° and the intake cams are rotated at an angle of about 18 °. 제 1항에 있어서, 배기캠들은 약 45°의 각도를 이루고, 흡기캠들은 약 11°의 각도를 이루어서 캠축회전을 하는 것을 특징으로 하는 짝수행정 공압식 엔진.The even stroke pneumatic engine of claim 1, wherein the exhaust cams are at an angle of about 45 ° and the intake cams are rotated at an angle of about 11 °.
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