KR20110114915A - Double four-stroke internalcombustion engine - Google Patents

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KR20110114915A KR1020100034299A KR20100034299A KR20110114915A KR 20110114915 A KR20110114915 A KR 20110114915A KR 1020100034299 A KR1020100034299 A KR 1020100034299A KR 20100034299 A KR20100034299 A KR 20100034299A KR 20110114915 A KR20110114915 A KR 20110114915A
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현대위아 주식회사
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Abstract

본 발명에 따르면, 적어도 하나의 실린더 보어가 형성되는 실린더 블럭; 각 실린더 보어 상에 한 쌍식 대칭되게 왕복 운동할 수 있도록 삽입 배치되는 복수의 피스톤; 상기 실린더 블럭의 양측에 각각 배치되어 한 쌍의 피스톤과 각각 대응되어 축회전 가능하게 구비되는 한 쌍의 크랭크샤프트; 및 상기 피스톤과 상기 크랭크샤프트 사이에 배치되어 상기 피스톤의 왕복 운동을 상기 크랭크샤프트의 회전 운동으로 변환시키는 커넥팅로드;를 포함하는 더블 4행정 엔진이 제공된다.
이에 의하면, 동일 배기량에 각 피스톤의 이동거리를 줄임으로써 크랭크샤프트의 고속회전이 가능하게 되어 엔진 출력을 높일 수 있다.According to the invention, the cylinder block is formed at least one cylinder bore; A plurality of pistons inserted and disposed to reciprocate in pairwise symmetry on each cylinder bore; A pair of crankshafts disposed on both sides of the cylinder block, the pair of crankshafts corresponding to the pair of pistons, respectively; And a connecting rod disposed between the piston and the crankshaft to convert the reciprocating motion of the piston into the rotational motion of the crankshaft.
According to this, high speed rotation of a crankshaft becomes possible by reducing the moving distance of each piston in the same displacement, and can raise an engine output.

Description

더블 4행정 엔진 {DOUBLE FOUR-STROKE INTERNALCOMBUSTION ENGINE}Double Four Stroke Engine {DOUBLE FOUR-STROKE INTERNALCOMBUSTION ENGINE}

본 발명은 혼합기체의 흡입, 압축, 폭발, 배기 행정이 단일의 실린더 보어 내에서 대칭적으로 실시되어 기계적 에너지를 발생시키는 더블 4행정 엔진에 관한 것이다.
The present invention relates to a double four-stroke engine in which the intake, compression, explosion, and exhaust stroke of a mixed gas is carried out symmetrically in a single cylinder bore to generate mechanical energy.

일반적으로 엔진은 흡/배기장치가 결합되는 실린더헤드와, 상기 실린더헤드가 결합되는 실린더블럭과, 상기 실린더블럭에 형성된 실린더 보어에 슬라이딩 결합되는 피스톤, 상기 피스톤과 크랭크 사프트의 사이에 개재되어 피스톤의 직선 운동을 크랭크 샤프트의 회전운동으로 변환시키는 커넥팅로드를 포함하는 구성이다.In general, an engine includes a cylinder head coupled to an intake / exhaust device, a cylinder block coupled to the cylinder head, a piston slidingly coupled to a cylinder bore formed in the cylinder block, and interposed between the piston and the crank shaft. It is a configuration including a connecting rod for converting a linear motion into a rotational motion of the crankshaft.

이러한 엔진 중에서도 실린더블록이 수평 상에서 서로 마주보도록 배치되는 수평 대향형 엔진은 낮은 무게중심과 더불어, 피스톤의 대칭적인 움직임으로 진동을 상쇄시킬 수 있다는 점에서 차량 동특성을 향상시킬 수 있다.Among such engines, horizontally opposed engines in which cylinder blocks are disposed to face each other on a horizontal surface can improve vehicle dynamics in that a low center of gravity and a symmetrical movement of a piston can cancel vibration.

구체적으로, 도 1을 참조하면, 종래 기술에 따른 수평 대향형 엔진은 적어도 하나의 실린더 보어(11)가 형성된 실린더 블럭(10)이 수평상에서 마주하도록 배치되며, 상기 각각의 실린더 보어(11)에 피스톤(12)이 슬라이딩 왕복 운동할 수 있도록 일대일 삽입되어 이루어진다.Specifically, referring to FIG. 1, in a horizontally opposed engine according to the related art, a cylinder block 10 having at least one cylinder bore 11 is disposed to face each other in a horizontal direction, and each cylinder bore 11 may be disposed on the cylinder bore 11. One-to-one insertion is made so that the piston 12 can slide reciprocately.

상기의 구성에 의하면, 종래의 수평 대향형 엔진은 실린더 보어(11) 내부로 흡입된 혼합기체를 연소/폭발시키고, 상기 혼합기체의 폭발력에 의해 운동하는 상기 피스톤(12)의 직선 운동이 커넥팅로드(14)에 의해 크랭크샤프트(13)의 회전운동으로 변환되어 기계적 에너지를 발생시키게 된다.According to the above configuration, the conventional horizontally opposed engine burns / explodes the mixed gas sucked into the cylinder bore 11, and the linear motion of the piston 12 moving by the explosive force of the mixed gas is connected to the connecting rod. It is converted by 14 to the rotational movement of the crankshaft 13 to generate mechanical energy.

이와 같이 종래의 수평대향형 엔진은 흡입, 압축, 폭발, 배기의 4행정을 1싸이클로 하여 구동이 된다.As described above, the conventional horizontally opposed engine is driven with one cycle of four strokes of intake, compression, explosion, and exhaust.

그런데, 상기의 구성에 의한 종래의 수평 대향형 엔진은 실린더 헤드 및 흡/배기장치가 상기 실린더 블록의 양측으로 각각 배치되어 구조적으로 복잡하게 됨은 물론, 차량의 레이아웃이 불리하게 되며, 기존의 직립형 엔진에 비해 엔진의 출력이 상대적으로 떨어지는 문제가 있다.
However, in the conventional horizontally opposed engine according to the above-described configuration, the cylinder head and the intake / exhaust apparatus are arranged on both sides of the cylinder block, thereby making the structure complicated, and the layout of the vehicle becomes disadvantageous, and the conventional upright engine Compared with the problem, the output of the engine is relatively low.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 종래의 수평 대향형 엔진의 장점은 물론, 차량의 레이아웃을 개선함과 아울러, 엔진 출력을 향상시킬 수 있는 더블 4행정 엔진을 제공하는데 그 목적이 있다.
The present invention has been made to solve the above problems, to provide a double four-stroke engine that can improve the engine output, as well as improve the layout of the vehicle, as well as the advantages of the conventional horizontally opposed engine. There is this.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따른 더블 4행정 엔진은,Double four-stroke engine according to an aspect of the present invention to achieve the above object,

적어도 하나의 실린더 보어가 형성되는 실린더 블럭; 각 실린더 보어 상에 한 쌍식 대칭되게 왕복 운동할 수 있도록 삽입 배치되는 복수의 피스톤; 상기 실린더 블럭의 양측에 각각 배치되어 한 쌍의 피스톤과 각각 대응되어 축회전 가능하게 구비되는 한 쌍의 크랭크샤프트; 및 상기 피스톤과 상기 크랭크샤프트 사이에 배치되어 상기 피스톤의 왕복 운동을 상기 크랭크샤프트의 회전 운동으로 변환시키는 커넥팅로드;를 포함하여 구성된다.A cylinder block in which at least one cylinder bore is formed; A plurality of pistons inserted and disposed to reciprocate in pairwise symmetry on each cylinder bore; A pair of crankshafts disposed on both sides of the cylinder block, the pair of crankshafts corresponding to the pair of pistons, respectively; And a connecting rod disposed between the piston and the crankshaft to convert the reciprocating motion of the piston into a rotational motion of the crankshaft.

여기서, 상기 한 쌍의 크랭크샤프트는, 회전 중심이 되는 크랭크저어널과, 상기 크랭크저어널의 중심으로부터 벗어난 위치에 배치되어 상기 커넥팅로드가 연결되는 크랭크핀과, 일측이 상기 크랭크핀의 양단이 연결되며 타측이 상기 크랭크저어널과 연결되어 상기 커넥팅로드의 회전밸런스를 유지시키는 밸런스웨이트를 각각 구비하는 것을 특징으로 한다.Here, the pair of crankshafts, the crank journal to be the center of rotation, the crank pin is disposed at a position away from the center of the crank journal is connected to the connecting rod, one side is connected to both ends of the crank pin The other side is connected to the crank journal, characterized in that each having a balance weight for maintaining the rotational balance of the connecting rod.

또한, 상기 한 쌍의 크랭크샤프트의 밸런스웨이트는, 상기 한 쌍의 피스톤이 서로 대칭되게 왕복 운동 가능하도록 180도 위상차를 갖도록 배치되는 것을 특징으로 한다.In addition, the balance weights of the pair of crankshafts are characterized in that the pair of pistons are arranged to have a 180 degree phase difference so as to be able to reciprocate symmetrically with each other.

또한, 본 발명은, 상기 한 쌍의 크랭크샤프트가 서로 대칭회전 가능하도록 상기 크랭크저어널의 일단에 각각 연동결합되는 한 쌍의 스프로켓과, 상기 스프로켓의 외주면에 맞물림되어 회전가능하게 구비되는 체인을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
The present invention further includes a pair of sprockets interlocked with one end of the crank journal so that the pair of crankshafts can be symmetrically rotated with each other, and a chain that is rotatably engaged with an outer circumferential surface of the sprocket. It is characterized by including.

전술한 바와 같이 본 발명에 따른 더블 4행정 엔진에 의하면, 동일 배기량에 각 피스톤의 이동거리를 줄임으로써 크랭크샤프트의 고속회전이 가능하게 되어 엔진 출력을 높일 수 있다.As described above, according to the double four-stroke engine according to the present invention, by reducing the moving distance of each piston at the same displacement, high-speed rotation of the crankshaft is possible, thereby increasing the engine output.

또, 각 크랭크샤프트를 서로 다른 동력원으로 활용할 수 있으며, 단일의 헤드유닛이 사용되어 설계자유도를 높일 수 있는 장점이 있다.
In addition, each crankshaft can be utilized as a different power source, there is an advantage that can increase the design freedom by using a single head unit.

도 1은 종래의 수평 대향형 엔진을 나타내 보인 사시도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 더블 4행정 엔진을 나타내 보인 사시도,
도 3은 도 2의 요부도, 및
도 4는 도 3의 'A'부분 확대도이다.1 is a perspective view showing a conventional horizontally opposed engine,
Figure 2 is a perspective view showing a double four-stroke engine according to an embodiment of the present invention,
3 is a main view of FIG. 2, and
4 is an enlarged view of a portion 'A' of FIG. 3.

이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 일 실시예에 따른 더블 4행정 엔진에 대해 상세하게 살펴본다.Hereinafter, a double 4-stroke engine according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Prior to this, terms or words used in the present specification and claims should not be construed as being limited to the common or dictionary meanings, and the inventors should properly explain the concept of terms in order to best explain their own invention. Based on the principle that can be defined, it should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들은 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are only the most preferred embodiments of the present invention, and not all of the technical ideas of the present invention are described. Therefore, It should be understood that various equivalents and modifications may be present.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 더블 4행정 엔진은 4기통을 나타낸 것으로, 실린더 블럭(110)과, 복수의 피스톤(120)과, 한 쌍의 크랭크샤프트(130) 및 각 피스톤(120)과 결합되는 복수의 커넥팅로드(140)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 2 and FIG. 3, the double four-stroke engine according to an embodiment of the present invention shows four cylinders, a cylinder block 110, a plurality of pistons 120, and a pair of crankshafts ( 130 and a plurality of connecting rods 140 coupled to each piston 120 is configured.

여기서, 상기 실린더 블럭(110)은 복수의 실린더 보어(111)가 각각 나란히 구획된 구조로서 그 상측에 실린더 헤드, 흡/배기장치가 일체로 형성된 단일의 헤드유닛(170)이 결합되어 이루어진다.Here, the cylinder block 110 is a structure in which a plurality of cylinder bores 111 are partitioned side by side, each of which consists of a single head unit 170 having a cylinder head and an intake / exhaust device integrally formed thereon.

또한, 상기 복수의 피스톤(120)은 한 쌍씩 각 실린더 보어(111) 상에서 대칭되게 왕복 운동할 수 있도록 서로 대응되게 삽입 배치되며, 각각의 커넥팅로드(140)에 의해 후술할 크랭크샤프트(130)의 크랭크핀(132)과 연결된다.In addition, the plurality of pistons 120 are inserted and arranged to correspond to each other so as to symmetrically reciprocate on each cylinder bore one by one pair, the crankshaft 130 to be described later by each connecting rod 140 It is connected to the crank pin 132.

또한, 상기 한 쌍의 크랭크샤프트(130)는 상기 실린더 블럭(110)의 양측에 각각 배치되어 복수의 피스톤(120)들과 각각 대응되어 축회전 가능하게 구비된다.In addition, the pair of crankshafts 130 are disposed on both sides of the cylinder block 110 and correspond to the plurality of pistons 120, respectively, to be axially rotatable.

구체적으로, 상기 한 쌍의 크랭크샤프트(130)는 도 4에 도시된 바와 같이, 회전 중심이 되는 크랭크저어널(131)과, 상기 크랭크저어널(131)의 중심으로부터 벗어난 위치에 배치되어 상기 커넥팅로드(140)가 연결되는 크랭크핀(132)과, 일측이 상기 크랭크핀(132)의 양단이 연결되며 타측이 상기 크랭크저어널(131)과 연결되어 상기 커넥팅로드(140)의 회전밸런스를 유지시키는 밸런스웨이트(133)를 각각 구비한 것을 특징으로 한다.Specifically, as shown in FIG. 4, the pair of crankshafts 130 is disposed at a position away from the center of the crank journal 131 and the crank journal 131 as the center of rotation. The crank pin 132 to which the rod 140 is connected, and one end is connected to both ends of the crank pin 132 and the other side is connected to the crank journal 131 to maintain the rotating balance of the connecting rod 140 It is characterized in that each provided with a balance weight 133.

여기서, 상기 한 쌍의 크랭크샤프트(130)의 밸런스웨이트(133)는 상기 복수의 피스톤(120)이 서로 대칭되게 왕복 운동 가능하도록 180도 위상차를 갖도록 배치됨이 바람직하다.Here, the balance weights 133 of the pair of crankshafts 130 are preferably arranged to have a 180 degree phase difference so that the plurality of pistons 120 can reciprocate symmetrically with each other.

또한, 상기 커넥팅로드(140)는 그 일단이 상기 피스톤(120)과 핀(도시 생략)으로 연결되고, 그 타단은 크랭크샤프트(13)의 크랭크핀(도시 생략)으로 상호 연동가능하게 설치된 구조이다.In addition, one end of the connecting rod 140 is connected to the piston 120 and a pin (not shown), and the other end thereof is configured to be interoperable with a crank pin (not shown) of the crankshaft 13. .

이에 의해, 상기 커넥팅로드(140)는 상기 피스톤(120)과 상기 크랭크샤프트(130) 사이에서 상기 피스톤(120)의 왕복 운동을 상기 크랭크샤프트(130)의 회전 운동으로 변환시킬 수 있게 된다.As a result, the connecting rod 140 may convert the reciprocating motion of the piston 120 into the rotational motion of the crankshaft 130 between the piston 120 and the crankshaft 130.

아울러, 본 발명은 상기 한 쌍의 크랭크샤프트(130)가 서로 대칭회전 가능하도록 상기 크랭크저어널(131)의 일단에 각각 연동결합되는 한 쌍의 스프로켓(150)과, 상기 스프로켓(150)의 외주면에 맞물림되어 회전가능하게 구비되는 체인(160)을 더 포함할 수 있다.In addition, the present invention is a pair of sprockets 150 which are interlocked with one end of the crank journal 131 so that the pair of crankshafts 130 can be symmetrically rotated with each other, and the outer circumferential surface of the sprocket 150 It may further include a chain 160 that is engaged with the rotatable.

상기 스프로켓(150)의 외주면에는 톱니(도면부호 미도시)가 형성되며, 상기 체인(160)의 내측이 상기 톱니와 대응되게 형성되어 맞물림 가능하게 된다.A sprocket (not shown) is formed on an outer circumferential surface of the sprocket 150, and the inner side of the chain 160 is formed to correspond to the sprocket so as to be engaged.

따라서, 상기한 한 쌍의 스프로켓(150)과 체인(160)을 통해 상기 한 쌍의 크랭크샤프트(130)의 회전 방향은 시계 또는 반시계 방향 중 어느 한쪽으로 선택될 수 있다.Therefore, the rotational direction of the pair of crankshafts 130 through the pair of sprockets 150 and the chain 160 may be selected in either a clockwise or counterclockwise direction.

상술한 바에 의한 본 발명의 더블 4행정 엔진은 각 실린더 블록(110)의 실린더 보어(111) 내부로 혼합기체가 흡입되면, 압축, 폭발, 배기로 이어지는 일련의 싸이클이 반복 실시하게 된다.In the double four-stroke engine of the present invention as described above, when the mixed gas is sucked into the cylinder bore 111 of each cylinder block 110, a series of cycles leading to compression, explosion, and exhaust is repeated.

특히, 각 실린더 보어(111) 내부의 한 쌍의 피스톤(120)은 서로 대칭적으로 움직여 상기 한 쌍의 크랭크샤프트(130)를 대향되게 작동시킴으로써 진동을 상쇄시키며, 따라서 차량의 동특성을 향상시킬 수 있다.In particular, the pair of pistons 120 inside each cylinder bore 111 move symmetrically with each other to cancel the vibration by operating the pair of crankshafts 130 oppositely, thus improving the dynamic characteristics of the vehicle. have.

이에 의하면, 본 발명은 동일 배기량에 각 피스톤(120)의 이동거리를 줄임으로써 크랭크샤프트(130)의 고속회전이 가능하게 되어 엔진 출력을 높일 수 있다.According to the present invention, the high speed rotation of the crankshaft 130 is possible by reducing the moving distance of each piston 120 at the same displacement, thereby increasing the engine output.

또, 각 크랭크샤프트(130)를 서로 다른 동력원으로 활용할 수 있으며, 단일의 헤드유닛(170)이 사용되어 설계자유도를 높일 수 있는 장점이 있다.In addition, each crankshaft 130 may be utilized as a different power source, a single head unit 170 is used to increase the design freedom.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나 이에 한정되지 않으며, 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.As described above, although the present invention has been described by way of limited embodiments and drawings, the present invention is not limited thereto, and it should be understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention relates, Of course, various modifications and variations can be made within the equivalent range.

Claims (4)

적어도 하나의 실린더 보어(111)가 형성되는 실린더 블럭(110);
각 실린더 보어(111) 상에 한 쌍식 대칭되게 왕복 운동할 수 있도록 삽입 배치되는 복수의 피스톤(120);
상기 실린더 블럭(110)의 양측에 각각 배치되어 한 쌍의 피스톤(120)과 각각 대응되어 축회전 가능하게 구비되는 한 쌍의 크랭크샤프트(130); 및
상기 피스톤(120)과 상기 크랭크샤프트(130) 사이에 배치되어 상기 피스톤(120)의 왕복 운동을 상기 크랭크샤프트(130)의 회전 운동으로 변환시키는 커넥팅로드(140);
를 포함하는 더블 4행정 엔진.A cylinder block 110 in which at least one cylinder bore 111 is formed;
A plurality of pistons 120 which are inserted into each cylinder bore 111 so as to be reciprocated in a pairwise symmetrical manner;
A pair of crankshafts 130 disposed on both sides of the cylinder block 110 so as to correspond to the pair of pistons 120, respectively; And
A connecting rod (140) disposed between the piston (120) and the crankshaft (130) to convert the reciprocating motion of the piston (120) into a rotational motion of the crankshaft (130);
Double four stroke engine comprising a. 제 1항에 있어서, 상기 한 쌍의 크랭크샤프트(130)는,
회전 중심이 되는 크랭크저어널(131)과,
상기 크랭크저어널(131)의 중심으로부터 벗어난 위치에 배치되어 상기 커넥팅로드(140)가 연결되는 크랭크핀(132)과,
일측이 상기 크랭크핀(132)의 양단이 연결되며 타측이 상기 크랭크저어널(131)과 연결되어 상기 커넥팅로드(140)의 회전밸런스를 유지시키는 밸런스웨이트(133)를 각각 구비하는 것을 특징으로 하는 더블 4행정 엔진.The method of claim 1, wherein the pair of crankshafts 130,
Crank journal 131 to be the center of rotation,
A crank pin 132 disposed at a position away from the center of the crank journal 131 to which the connecting rod 140 is connected;
One end is connected to both ends of the crank pin 132, the other side is connected to the crank journal 131, characterized in that each having a balance weight 133 for maintaining the rotational balance of the connecting rod 140 Double four stroke engine. 제 2항에 있어서, 상기 한 쌍의 크랭크샤프트(130)의 밸런스웨이트(133)는,
상기 한 쌍의 피스톤(120)이 서로 대칭되게 왕복 운동 가능하도록 180도 위상차를 갖도록 배치되는 것을 특징으로 하는 더블 4행정 엔진.The balance weight 133 of the pair of crankshafts 130,
Double four-stroke engine, characterized in that the pair of piston 120 is disposed to have a phase difference of 180 degrees to reciprocate symmetrically with each other. 제 2항에 있어서,
상기 한 쌍의 크랭크샤프트(130)가 서로 대칭회전 가능하도록 상기 크랭크저어널(131)의 일단에 각각 연동결합되는 한 쌍의 스프로켓(150)과,
상기 스프로켓(150)의 외주면에 맞물림되어 회전가능하게 구비되는 체인(160)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 더블 4행정 엔진.The method of claim 2,
A pair of sprockets 150 interlocked with one end of the crank journal 131 so that the pair of crankshafts 130 can be symmetrically rotated with each other;
Double stroke 4-stroke engine, characterized in that it further comprises a chain (160) rotatably coupled to the outer peripheral surface of the sprocket (150).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103498728A (en) * 2013-09-06 2014-01-08 陈良昌 Coupling engine with opposed piston cylinder blocks

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