KR20100007183A - 가변 압축비 장치 및 이를 이용한 엔진 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 연소실 내의 혼합기의 압축비를 엔진의 운전 상태에 따라 가변시키는 가변 압축비 장치 및 이를 이용한 엔진에 관한 것이다.
본 발명의 실시예들에 따른 가변 압축비 장치는, 혼합기의 연소력을 피스톤으로부터 전달 받아 실린더 블록 사이에 장착된 크랭크 샤프트를 회전시키는 엔진에 장착되어 있으며, 상기 엔진의 운전 상태에 따라 상기 크랭크 샤프트의 장착 높이를 변화시킴으로써 상기 혼합기의 압축비를 변경하도록 되어 있을 수 있다.
압축비(compression ratio), 행정(stroke)

Description

가변 압축비 장치 및 이를 이용한 엔진{VARIABLE COMPRESSION APPARATUS AND ENGINE USING THE SAME}
본 발명은 가변 압축비 장치 및 이를 이용한 엔진에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 연소실 내의 혼합기의 압축비를 엔진의 운전 상태에 따라 가변시키는 가변 압축비 장치 및 이를 이용한 엔진에 관한 것이다.
일반적으로 열기관의 열효율은 압축비가 높으면 증가되며, 스파크 점화기관의 경우 일정 수준까지 점화시기를 진각하면 열효율이 증가된다. 그러나, 스파크 점화기관은 높은 압축비에서 점화시기를 진각하면 이상 연소가 발생하여, 엔진 손상을 가져올 수 있으므로 점화시기 진각에 한계가 있고, 이에 의해 출력 저하를 감수해야 한다.
가변 압축비(variable compression ratio; VCR) 장치는 혼합기의 압축비를 엔진의 운전 상태에 따라 변화시키는 장치이다. 가변 압축비 장치에 따르면, 엔진의 저부하 운전 상태(low load condition)에서는 혼합기의 압축비를 높여 연비를 향상시키고 엔진의 고부하 운전 상태(high load condition)에서는 혼합기의 압축비를 낮추어 녹킹의 발생을 방지하고 엔진 출력을 향상시킨다.
현재 디젤엔진의 경우, 강화된 배기가스 규제에 맞추기 위하여 피스톤 연소실의 볼륨을 크게 하여 압축비를 감소시킴으로써 저온 연소를 구현하고 있다. 그러나, 압축비 감소에 따라 냉시동 성능이 악화되기 때문에 글로우 시스템을 세라믹 재질로 제작하여 그 강성을 강화하고 상기 글로우 시스템을 제어하는 별도의 제어 유닛을 추가함으로써 제작 비용이 상승하였다.
또한, 압축비가 고정되어 있으므로 다양한 운전 상태에 따른 최적의 압축비를 구현하기가 불가능하였다.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 엔진의 운전 상태에 따라 혼합기의 압축비를 가변시킴으로써 연비와 출력을 향상시키는 가변 압축비 장치 및 이를 이용한 엔진을 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예들에 따른 가변 압축비 장치는, 혼합기의 연소력을 피스톤으로부터 전달 받아 실린더 블록 사이에 장착된 크랭크 샤프트를 회전시키는 엔진에 장착되어 있으며, 상기 엔진의 운전 상태에 따라 상기 크랭크 샤프트의 장착 높이를 변화시킴으로써 상기 혼합기의 압축비를 변경하도록 되어 있을 수 있다.
상기 가변 압축비 장치는, 엔진의 운전 상태에 따른 유압을 공급 받는 작동 실린더; 그리고 상기 작동 실린더 내에 장착되어 유압에 의하여 상기 크랭크 샤프트의 장착높이를 변화시키는 작동 피스톤;을 포함할 수 있다.
상기 가변 압축비 장치는 상기 유압에 대항하는 탄성력을 제공하는 탄성부재; 그리고 상기 탄성부재의 탄성력을 크랭크 샤프트에 전달하는 상부 피스톤;을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 가변 압축비 장치에서, 상기 실린더 블록에는 중공의 실린더 형상의 베어링이 장착되어 있으며, 상기 크랭크 샤프트는 상기 베어 링에 회전 가능하게 삽입되어 있을 수 있다.
상기 상부 피스톤과 상기 작동 피스톤에는 각각 상, 하부 롤러가 회전 가능하게 장착되어 있으며, 상기 상, 하부 롤러는 각각 상기 베어링에 형성된 상, 하부 관통홀을 통하여 상기 크랭크 샤프트에 회전 가능하도록 접촉되어 있을 수 있다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 가변 압축비 장치에서, 상기 실린더 블록에는 상, 하로 이동 가능한 지지체가 장착되어 있으며, 상기 크랭크 샤프트는 상기 지지체에 회전 가능하게 삽입되어 상기 지지체와 함께 상하로 움직이게 되어 있을 수 있다.
상기 작동 피스톤은 상기 지지체의 하면에 접촉되어 있고 상기 상부 피스톤은 상기 지지체의 상면에 접촉되어 있어 서로 대항하는 유압과 탄성력을 상기 지지체에 작용할 수 있다.
상기 지지체와 상기 크랭크 샤프트 사이에는 베어링이 개재되어 있을 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 가변 압축비 장치를 이용한 엔진은, 혼합기의 폭발력을 전달 받는 피스톤; 상기 피스톤으로부터 혼합기의 폭발력을 커넥팅 로드를 통하여 전달 받아 회전하는 크랭크 샤프트; 상기 혼합기의 압축비를 변경시키는 가변 압축비 장치; 상기 가변 압축비 장치에 공급되는 유압을 발생하는 오일 펌프; 그리고 상기 엔진의 운전 상태에 따라 상기 오일 펌프에서 발생되는 유압을 조절하는 제어부;를 포함하되, 상기 가변 압축비 장치는 본 발명의 실시예들에 따른 가변 압축비 장치일 수 있다.
상기 제어부는 엔진의 운전 상태가 설정된 운전 조건을 만족하는 경우 혼합기의 압축비가 최대가 되도록 유압을 조절할 수 있다.
상기 제어부는 엔진의 운전 상태가 설정된 운전 조건을 만족하지 않는 경우 엔진의 운전 상태에 따른 혼합기의 압축비가 되도록 유압을 조절할 수 있다.
상기 설정된 운전 조건은 냉각수 온도가 설정 온도 이하이고 엔진 속력이 설정된 속력 이하인 경우 만족될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 가변 압축비 장치 및 이를 이용한 엔진에 의하면, 엔진의 운전 상태에 따라 혼합기의 압축비를 조절할 수 있으므로 연비와 출력이 향상된다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 가변 압축비 장치의 구성도이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 가변 압축비 장치의 측면 단면도이며, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 가변 압축비 장치의 작동을 보인 개략도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 가변 압축비 장치(100)는 엔진(1; 도 6 참조)의 운전 상태에 따라 크랭크 샤프트(30)의 장 착 높이(h)를 변화시킨다.
엔진(1)은 실린더 헤드(H)과 실린더 블록(B)을 포함하며, 실린더 블록(B)은 상부 실린더 블록(10)과 하부 실린더 블록(15)을 포함한다. 상기 실린더 헤드(H)에는 점화 장치(도시하지 않음), 흡기 밸브(도시하지 않음), 배기 밸브(도시하지 않음), 그리고 밸브 개폐 장치가 장착되어 있다.
또한, 상기 엔진(1)의 내부에는 실린더(도시하지 않음)가 형성되어 있으며, 상기 실린더의 내부에는 피스톤(20)이 삽입되어 상기 실린더와 피스톤(20) 사이에 연소실(도시하지 않음)을 형성한다.
상기 연소실은 흡기 매니폴드(도시하지 않음)에 연결되어 혼합기를 공급 받으며 배기 매니폴드(도시하지 않음)에 연결되어 연소된 혼합기를 외부로 배출한다.
상기 피스톤(20)에는 커넥팅 로드(25)의 일단이 회전 가능하게 연결되어 있고, 상기 커넥팅 로드의 타단에는 크랭크 샤프트(30)가 편심되어 회전 가능하게 연결되어 있다. 따라서, 피스톤(20)으로부터 커넥팅 로드(25)에 전달된 혼합기의 폭발력은 크랭크 샤프트(30)에 전달되어 크랭크 샤프트(30)를 회전시키게 된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 크랭크 샤프트(30)는 상부 실린더 블록(10)과 하부 실린더 블록(15)의 결합 부위에 장착되어 있다. 실린더 블록(B)에는 크랭크 샤프트(30)의 회전 시 발생하는 마찰을 줄이기 위하여 중공의 실린더 형상인 베어링(70, 75)이 장착되어 있으며, 상기 크랭크 샤프트(30)는 상기 베어링(70, 75)의 내부에 회전 가능하게 삽입되어 있다. 상기 베어링(70, 75)의 단면은 수직축이 수평보다 긴 타원 형상으로 되어 있어 크랭크 샤프트(30)가 상기 베어링(70, 75) 내에서 상하로 움직일 수 있도록 되어 있다. 도 2에는 상부 베어링(70)과 하부 베어링(75)이 별개로 제작되어 결합된 것을 예시하였으나 상부 베어링(70)과 하부 베어링(75)을 일체로 제작할 수도 있다. 또한, 상기 상부 베어링(70)의 상부에는 상부 관통홀(80; 도 3 참조)이 형성되어 있으며 하부 베어링(75)의 하부에는 하부 관통홀(85; 도 3 참조)이 형성되어 있다.
또한, 상기 실린더 블록(B)의 내부에는 가변 압축비 장치(100)가 내장되어 있다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 가변 압축비 장치(100)는 작동 실린더(35), 작동 피스톤(40), 하부 롤러(45), 장착홈(50), 탄성부재(55), 상부 피스톤(60), 그리고 상부 롤러(65)를 포함한다.
작동 실린더(35)는 하부 실린더 블록(15)에 형성되어 있으며, 오일 펌프(220; 도 6 참조)에 연결되어 유압을 공급 받는다.
작동 피스톤(40)은 상기 작동 실린더(35) 내부에 장착되어 있으며, 유압을 받아 상기 작동 실린더(35) 내에서 위, 아래로 움직인다. 상기 작동 피스톤(40)에는 하부 롤러(45)가 핀(42) 등의 결합 수단으로 회전 가능하게 결합되어 있다.
하부 롤러(45)는 작동 피스톤(40)과 크랭크 샤프트(30)에 발생하는 마찰력을 줄이기 위한 것으로, 상기 하부 롤러(45)의 외주면은 상기 하부 관통홀(85)을 관통하여 상기 크랭크 샤프트(30)에 접촉되어 있다. 따라서, 크랭크 샤프트(30)가 회전하는 경우 상기 하부 롤러(45)도 회전함으로써 마찰 손실을 줄인다.
장착홈(50)은 상부 실린더 블록(10)에 형성되어 있다.
상부 피스톤(60)은 상기 장착홈(50) 내부에 장착되어 있다. 상기 상부 피스톤(60)과 상기 장착홈(50) 사이에는 탄성부재(55)가 개재되어 있으며, 상기 탄성부재(55)는 상기 상부 피스톤(60)에 항시 도면에서 하방향으로 탄성력을 가한다. 따라서, 상기 상부 피스톤(60)은 상기 탄성력과 상기 유압에 의하여 상기 장착홈(50) 내에서 상하로 움직인다. 또한, 상기 상부 피스톤(60)에는 상부 롤러(65)가 핀(62) 등의 결합 수단으로 회전 가능하게 결합되어 있다.
상부 롤러(65)는 상부 피스톤(60)과 크랭크 샤프트(30)에 발생하는 마찰력을 줄이기 위한 것으로, 상기 상부 롤러(65)의 외주면은 상기 상부 관통홀(80)을 관통하여 상기 크랭크 샤프트(30)에 접촉되어 있다. 따라서, 크랭크 샤프트(30)가 회전 하는 경우 상기 상부 롤러(65)도 회전함으로써 마찰 손실을 줄인다.
엔진(1)이 고압축비 영역에서 작동하는 경우, 유압이 상기 작동 실린더(35)에 공급된다. 이 경우, 유압은 작동 피스톤(40)과 하부 롤러(45)를 통해 크랭크 샤프트(30)를 설정된 높이(d; 도 2 참조)만큼 들어올려 고압축비를 구현한다. 상기 설정된 높이(d)는 연료량과 엔진 속력에 따라 미리 설정된다(도 7 참조).
엔진(1)이 저압축비 영역에서 작동하는 경우, 유압은 작동 실린더(35)로부터 복귀한다. 이 경우, 탄성부재(55)의 탄성력이 상부 피스톤(60)과 상부 롤러(65)를 통해 크랭크 샤프트(30)를 아래로 움직여 저압축비를 구현한다.
이하, 도 4 및 도 5를 참고로, 본 발명의 제2 실시예에 따른 가변 압축 장치를 상세히 설명한다. 본 발명의 제2 실시예에 따른 가변 압축 장치는 본 발명의 제1 실시예에 따른 가변 압축 장치와 유사하다. 따라서, 동일한 구성 요소에 동일한 부호를 사용하며 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 가변 압축비 장치의 측면 단면도이고, 도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 가변 압축비 장치의 구성도이다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상부 실린더 블록(10)과 하부 실린더 블록(15)의 결합 부위에는 지지체 장착부(115)가 설치되어 있으며, 상기 지지체 장착부(115) 내부에는 지지체(105, 110)가 장착되어 있다. 상기 지지체(105, 110)의 높이(l1)는 상기 지지체 장착부(115)의 높이(l2)보다 작아 상기 지지체(105, 100)는 상기 지지체 장착부(115) 내부에서 상하로 움직일 수 있다. 도 4에는 상부 지지체(105)와 하부 지지체(110)가 별개로 제작되어 결합된 것을 예시하였으나 상부 지지체(105)와 하부 지지체(110)를 일체로 제작할 수도 있다.
상기 지지체(105, 110) 내부에는 크랭크 샤프트(30)의 회전 시 발생하는 마찰을 줄이기 위한 중공의 실린더 형상인 베어링(70, 75)이 장착되어 있으며, 상기 크랭크 샤프트(30)는 상기 베어링(70, 75)의 내부에 회전 가능하게 삽입되어 있다. 상기 베어링(70, 75)의 단면은 원형이다. 앞에서 언급한 바와 같이, 상기 상부 베어링(70)과 하부 베어링(75)은 별개로 제작되어 결합될 수도 있고, 일체로 제작될 수도 있다.
상기 지지체 장착부(115)의 하단에는 작동 실린더(35)가 형성되어 오일 펌프(220)로부터 유압을 공급 받으며, 상기 작동 실린더(35)의 내부에는 작동 피스톤(40)이 장착되어 상하로 움직인다. 상기 작동 피스톤(40)의 상면은 상기 하부 지 지체(110)의 하면에 접촉되어 있다.
상기 지지체 장착부(115)의 상단에는 탄성부재 장착홈(120)이 형성되어 있으며, 상기 탄성부재 장착홈(120)에는 탄성부재(55)가 장착되어 있다. 상기 탄성부재(55)의 하단은 상기 상부 지지체(105)의 상면에 접촉되어 상기 상부 지지체(105)에 탄성력을 제공한다.
엔진(1)이 고압축비 영역에서 작동하는 경우, 유압이 상기 작동 실린더(35)에 공급된다. 이 경우, 유압은 작동 피스톤(40)과 하부 지지체(110)를 통해 크랭크 샤프트(30)를 설정된 높이(d; 도 2 참조)만큼 들어올려 고압축비를 구현한다.
엔진(1)이 저압축비 영역에서 작동하는 경우, 유압은 작동 실린더(35)로부터 복귀한다. 이 경우, 탄성부재(55)의 탄성력이 상부 지지체(115)를 통해 크랭크 샤프트(30)를 아래로 움직여 저압축비를 구현한다.
이하, 도 6을 참고로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 엔진을 상세히 설명한다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 가변 압축비 장치를 이용한 엔진의 개략도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 가변 압축비 장치를 이용한 엔진(1)은 실린더 헤드(H)와 실린더 블록(B) 내부에 장착된 피스톤(20), 커넥팅 로드(25), 크랭크 샤프트(30)는 통상적인 피스톤, 커넥팅 로드, 크랭크 샤프트와 동일하다. 또한, 가변 압축비 장치(100)는 본 발명의 실시예들에 따른 가변 압축비 장치(100)이다.
또한, 상기 엔진(1)은 오일 팬(210), 오일 펌프(220), 제어부(300), 그리고센서들(240, 310, 320)을 포함한다.
오일 팬(210)은 실린더 블록(B)의 하부에 구비되어 있으며, 상기 오일 팬(210)에는 오일이 저장되어 엔진(1)의 윤활 및 냉각 작용을 한다.
오일 펌프(220)는 흡입 라인(260)을 통하여 오일 팬(210)에 저장된 오일을 공급 받아 목표 유압을 형성하고, 형성된 유압을 공급 라인(250)을 통하여 작동 실린더(35)에 공급한다. 상기 공급 라인(250) 상에는 유압을 측정하는 압력 센서(240)가 장착되어 있다. 상기 목표 유압은 제어부(300)에 의하여 결정되며, 도 7에 도시된 바와 같이, 연료량과 엔진 속력에 따른 목표 유압이 상기 제어부(300)에 저장되어 있다.
또한, 상기 오일 펌프(220)와 흡입 라인(260) 사이에는 릴리프 라인(270)이 연결되어 있어 오일 펌프(220)에서 형성된 과다 유압을 배출한다. 상기 릴리프 라인(270) 상에는 릴리프 밸브(230)가 장착되어 릴리프 라인(270)를 열거나 닫는다.
상기 작동 실린더(35)의 일측과 상기 오일 팬(210) 사이에는 리턴 라인(280)이 연결되어 작동 실린더(35)에 공급된 오일을 오일 팬(210)으로 리턴시킨다. 상기 리턴 라인(280) 상에는 차단 밸브(290)가 장착되어 오일의 리턴을 제어한다.
제어부(300)는 엔진 속도 센서(320)에 전기적으로 연결되어 엔진 속도에 관한 정보를 전달 받으며, 온도 센서(310)에 전기적으로 연결되어 수온에 관한 정보를 전달 받고, 압력 센서(240)에 전기적으로 연결되어 오일 펌프(220)에서 형성된 유압에 관한 정보를 전달 받고, 연료량 센서(330)에 전기적으로 연결되어 엔진(1)에 공급되는 연료량에 관한 정보를 전달 받는다.
또한, 제어부(300)는 오일 펌프(220)와 차단 밸브(290)에 전기적으로 연결되어 있으며, 상기 정보들을 기초로 오일 펌프(220)와 차단 밸브(290)의 작동을 제어한다.
이하, 도 8을 참조로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 엔진의 작동을 상세히 설명한다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 가변 압축비 장치를 이용한 엔진의 작동을 보인 흐름도이다.
엔진(1)이 작동하는 경우, 제어부(300)는 각 센서들(240, 310, 320)의 측정값으로부터 엔진(1)의 운전 상태를 검출하고(S410), 검출된 엔진(1)의 운전 상태가 설정된 운전 조건을 만족하는지 판단한다(S420). 상기 설정된 운전 조건은 냉각수 온도가 설정 온도 이하이고 엔진 속력이 설정된 속력 이하인 경우 만족되는 것으로 할 수 있다. 상기 설정 온도와 설정된 속력은 당업자가 임의로 결정할 수 있으며, 상기 설정 온도는 15℃이고 설정된 속력은 200rpm으로 할 수 있다.
만일 상기 S420 단계에서 엔진(1)의 운전 상태가 설정된 운전 조건을 만족하면, 상기 제어부(300)는 최대 압축비가 되도록 오일 펌프(220)를 제어하여 목표 유압을 형성한다.
만일 상기 S420 단계에서 엔진(1)의 운전 상태가 설정된 운전 조건을 만족하 지 않으면, 상기 제어부(300)는 엔진(1)의 운전 상태에 따른 압축비를 계산한다(S440).
그 후, 상기 제어부(300)는 계산된 압축비에 도달하도록 오일 펌프(220)를 제어하여 목표 유압을 형성한다(S450).
한편, 상기 S410 단계부터 S450 단계는 엔진(1)이 작동되는 동안에는 반복하여 수행된다.
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 가변 압축비 장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 가변 압축비 장치의 측면 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 가변 압축비 장치의 작동을 보인 개략도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 가변 압축비 장치의 측면 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 가변 압축비 장치의 구성도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 가변 압축비 장치를 이용한 엔진의 개략도이다.
도 7은 연료량과 엔진 속력에 따른 유압을 도시한 맵의 일 예이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 가변 압축비 장치를 이용한 엔진의 작동을 보인 흐름도이다.

Claims (13)

  1. 혼합기의 연소력을 피스톤으로부터 전달 받아 실린더 블록 사이에 장착된 크랭크 샤프트를 회전시키는 엔진에 장착되어 있는 가변 압축비 장치에 있어서,
    상기 가변 압축비 장치는 상기 엔진의 운전 상태에 따라 상기 크랭크 샤프트의 장착 높이를 변화시킴으로써 상기 혼합기의 압축비를 변경하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 가변 압축비 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 가변 압축비 장치는,
    엔진의 운전 상태에 따른 유압을 공급 받는 작동 실린더; 그리고
    상기 작동 실린더 내에 장착되어 유압에 의하여 상기 크랭크 샤프트의 장착높이를 변화시키는 작동 피스톤;
    을 포함하는 가변 압축비 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 유압에 대항하는 탄성력을 제공하는 탄성부재; 그리고
    상기 탄성부재의 탄성력을 크랭크 샤프트에 전달하는 상부 피스톤;
    을 더 포함하는 가변 압축비 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 실린더 블록에는 중공의 실린더 형상의 베어링이 장착되어 있으며,
    상기 크랭크 샤프트는 상기 베어링에 회전 가능하게 삽입되어 있는 것을 특징으로 하는 가변 압축비 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 상부 피스톤과 상기 작동 피스톤에는 각각 상, 하부 롤러가 회전 가능하게 장착되어 있으며,
    상기 상, 하부 롤러는 각각 상기 베어링에 형성된 상, 하부 관통홀을 통하여 상기 크랭크 샤프트에 회전 가능하도록 접촉되어 있는 것을 특징으로 하는 가변 압축비 장치.
  6. 제 2항에 있어서,
    상기 가변 압축비 장치는 상기 유압에 대항하는 탄성력을 제공하는 탄성부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 압축비 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 실린더 블록에는 상, 하로 이동 가능한 지지체가 장착되어 있으며,
    상기 크랭크 샤프트는 상기 지지체에 회전 가능하게 삽입되어 상기 지지체와함께 상하로 움직이게 되어 있는 것을 특징으로 하는 가변 압축비 장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 작동 피스톤은 상기 지지체의 하면에 접촉되어 있고 상기 탄성부재는 상기 지지체의 상면에 접촉되어 있어 서로 대항하는 유압과 탄성력을 상기 지지체에 작용하는 것을 특징으로 하는 가변 압축비 장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 지지체와 상기 크랭크 샤프트 사이에는 베어링이 개재되어 있는 것을 특징으로 하는 가변 압축비 장치.
  10. 혼합기의 폭발력을 전달 받는 피스톤;
    상기 피스톤으로부터 혼합기의 폭발력을 커넥팅 로드를 통하여 전달 받아 회전하는 크랭크 샤프트;
    상기 혼합기의 압축비를 변경시키는 가변 압축비 장치;
    상기 가변 압축비 장치에 공급되는 유압을 발생하는 오일 펌프; 그리고
    상기 엔진의 운전 상태에 따라 상기 오일 펌프에서 발생되는 유압을 조절하는 제어부;
    를 포함하되,
    상기 가변 압축비 장치는 제1항에 기재된 가변 압축비 장치인 것을 특징으로하는 엔진.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 제어부는 엔진의 운전 상태가 설정된 운전 조건을 만족하는 경우 혼합기의 압축비가 최대가 되도록 유압을 조절하는 것을 특징으로 하는 엔진.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 제어부는 엔진의 운전 상태가 설정된 운전 조건을 만족하지 않는 경우 엔진의 운전 상태에 따른 혼합기의 압축비가 되도록 유압을 조절하는 것을 특징으로 하는 엔진.
  13. 제 11항 또는 제 12항에 있어서,
    상기 설정된 운전 조건은 냉각수 온도가 설정 온도 이하이고 엔진 속력이 설정된 속력 이하인 경우 만족되는 것을 특징으로 하는 엔진.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT518647B1 (de) * 2016-09-20 2017-12-15 Avl List Gmbh Brennkraftmaschine
CN109404130B (zh) * 2018-12-12 2021-07-16 中国北方发动机研究所(天津) 一种变行程液压装置

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4738230A (en) * 1986-03-13 1988-04-19 Johnson Kenneth A Variable compression ratio control
JPH0772515B2 (ja) * 1987-07-30 1995-08-02 トヨタ自動車株式会社 可変圧縮比内燃機関の制御装置
US5025757A (en) * 1990-09-13 1991-06-25 Larsen Gregory J Reciprocating piston engine with a varying compression ratio
US5146884A (en) * 1990-11-26 1992-09-15 Merkel Ronald F Engine with an offset crankshaft
US5201287A (en) * 1992-08-03 1993-04-13 Blish Nelson A Variable stroke internal combustion engine
US5724935A (en) * 1996-01-11 1998-03-10 Routery; Edward E. Reciprocating piston assembly
KR100230055B1 (ko) 1997-06-30 1999-11-15 김태구 가변 압축비를 갖는 천연가스차량용 엔진
US6242282B1 (en) * 1999-10-04 2001-06-05 General Electric Company Circuit chip package and fabrication method
US6386153B1 (en) * 2000-10-18 2002-05-14 Ford Global Technologies, Inc. Variable compression ratio connecting rod locking mechanism II
US7055469B2 (en) * 2003-02-18 2006-06-06 Caterpillar Inc Combustion engine variable compression ratio apparatus and method
US6990933B2 (en) * 2003-07-02 2006-01-31 Joseph E. Casterline Hydraulic control system for a variable compression ratio internal combustion engine
JP4229867B2 (ja) * 2004-03-31 2009-02-25 本田技研工業株式会社 圧縮比可変機構を備える内燃機関を備える動力装置

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