KR20120033359A - 2-행정 엔진 - Google Patents

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매튜 티. 라일리
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그레일 엔진 테크놀로지스, 아이엔씨.
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Abstract

본 발명에 따른 2-행정 엔진(10)은 크랭크실 (12)을 통해 외부 공기 유입 포트로부터 연장되는 복수의 흡기 통로(40a, 40b)를 가지며 상기 크랭크실(12) 내에 공기와 오일 증기로부터 흡기 공기량이 분리된다. 상기 피스톤(44)은 상기 피스톤(44)이 왕복운동할 때 크랭크실 흡기 통로(40a, 40b) 내에 텔레스코프식으로 형성되어 달려 있는 하나 또는 그 이상의 상응하는 유입 튜브(48a, 48b)를 가진다. 모든 흡기 공기는 상기 통로(40a, 40b)를 통해 운동하며 크랭크실 용적의 나머지 부분으로부터 분리된다. 유입 공기량이 피스톤 크라운(54) 내의 동심 포핏 밸브(52)를 통과하여 연소 챔버(58) 내에 유입된다. 종래의 직접 분사 또는 포트 분사에 의해 연료가 공급되며 하나 또는 그 이상의 종래의 스파크 플러그에 의해 점화된다. 배출물은 실린더 헤드(18) 내에 있는 포핏 밸브(60)를 통해 배출되고, 크랭크샤프트가 구동하는 캠(62)으로부터 푸시로드(66)와 로커 암(68)에 의해 포핏 밸브(60)가 작동된다.

Description

2-행정 엔진{TWO-STROKE ENGINE}
본 발명은 일반적으로 내연기관에 관한 것으로서, 좀더 구체적으로는, 오일이 흡기 공기량과 혼합되는 것을 방지하는 내부 구조를 가진 2-행정 왕복 내연기관에 관한 것이다.
왕복식 내연기관은 엔진의 상대적 크기 및 파워 출력용 중량, 연료 효율성, 및 작동의 용이성으로 인해 오랜 기간 동안 유도식 발전소(motive power plant)에 있어서 핵심이 되어 왔다. 하지만, 이러한 엔진들은 단점을 가진다. 예를 들어, 크랭크샤프트가 매번 회전할 때마다 파워 스트로크의 효율성으로 인해 크기와 중량에 비해 상대적으로 높은 파워 출력을 생성하기 위하여, 피스톤의 업스트로크(upstroke) 동안 사이클의 배출 및 압축 부분(portion)들이 발생하고 피스톤의 다운스트로크(downstroke) 동안 파워 스트로크 및 흡기 스트로크가 발생하는 2-행정 엔진이 잘 알려져 있다.하지만, 이러한 엔진들은, 종래의 4-행정(오토 사이클) 엔진에서와 같이, 각각 자체 스트로크를 가지는 사이클의 4개의 유일 상(phase)이 분리되지 않기 때문에, 연료 소모와 배출물이 발생하는 문제가 고려됨으로써 역사적으로 상대적으로 비효율적이다.
2-행정 엔진이 가지는 또 다른 문제점은 이러한 엔진들은 통상 초기에 흡기량을 크랭크실 내로 끌어당겨, 파워 스트로크 상에서 피스톤의 다운스크로크가 크랭크실을 압축시켜 흡기량이 추후의 파워 스트로크를 위해 실린더 내에 들어가게 한다. 본질적으로 크랭크실은 계속 공기로 채워지기 때문에, 4-행정 엔진을 윤활할 때 사용되는 종래의 오일이 채워진 크랭크실은 2-행정 엔진을 윤활할 때에는 사용될 수 없다. 이에 따라, 오일은 재연료 공급 동안 연료와 혼합되거나 또는 2-행정 엔진을 사용하는 작동 동안 엔진 내로 오일이 주입된다. 이에 따라, 두 경우 모두, 엔진을 통과하고, 파워를 생성하기 위해 연소되며, 배출물로서 엔진으로부터 통과할 때 공기-연료 혼합물이 오일로 오염된다.
엔진의 배출물을 줄이기 위해 현재 필요한 사항은, 대부분의 경우 이러한 엔진 작동 원리를 사용하지도 않고도 중량에 대해 이러한 엔진의 상대적으로 높은 파워 출력으로 인해, 엔진이 장착되어 있는 차량의 중량을 바람직하게 줄일 수 있는 데 있다.
따라서, 위에서 언급한 문제점들을 해결하는 2-행정 엔진이 바람직하다.
2-행정 엔진은 크랭크실 용적(crankcase volume)으로부터 흡기량(intake charge)을 분리시키기 위한 시스템을 포함하는데, 이에 따라 윤활유로 상기 흡기량을 오염시키지 않는다. 사전-압축 챔버 또는 흡기 칼럼이 실린더와 크랭크실에 대해 외부에 제공된다. 리드 밸브(reed valve)가 흡기 칼럼 내로 유입되는 공기흐름을 조절하기 위해 상기 흡기 칼럼에 대해 유입부에 위치된다. 하나 또는 그 이상의 흡기 통로(intake passage)가 흡기 칼럼을 따라 연장되며 엔진의 크랭크실 내에 있는 상응하는 크랭크실 전달 통로들과 소통한다. 상기 크랭크실 전달 통로는 크랭크실 전달 통로 내에 있는 텔레스코프(telescope)와 엔진의 피스톤으로부터 늘어져 있는(depend) 피스톤 전달 통로들과 소통한다. 따라서, 모든 흡기 가스들은 항상 오일 증기(oil vapor)와 크랭크실로부터 완전히 분리된다.
동심의 포핏 밸브(concentric poppet valve)가 피스톤 크라운(piston crown) 내에 위치된다. 흡기 공기량은 피스톤 크라운에 있는 흡기 밸브가 개방될 때 흡기 통로들로부터 크랭크실과 피스톤 전달 통로들을 통해 연소 챔버 내로 흘러간다. 엔진에 전달되기 전에 연료와 오일이 흡기량에 첨가되지 않기 때문에, 연소 챔버 내에 직접 연료를 전달하기 위해 종래의 직접 연료 분사법(direct fuel injection)이 사용된다. 대안으로, 엔진의 흡기 포트(들)에 연료를 전달하기 위해 포트 연료 분사법(port fuel injection)이 제공될 수도 있다. 연료와 공기 혼합물을 점화시켜 파워를 발생시키기 위해 하나 또는 그 이상의 종래의 스파크 플러그가 사용된다. 상기 엔진은, 엔진이 압축 점화 작동을 위해 형성되고 설계된 경우, 일단 초기 점화가 발생되고 나면 디젤(diesel)로서 작동될 수 있다.
파워 스트로크 후에, 사용된 혼합물을 배출시키기 위해 실린더 헤드(cylinder head) 내에 포핏 배출 밸브(poppet exhaust valve)가 제공된다. 상기 포핏 배출 밸브는 로커 암(rocker arm) 및 푸시로드(pushrod)에 의해 작동된다. 상기 푸시로드는 종래 기술에서 통상적으로 수행되는 것과 같이 크랭크샤프트가 회전함으로써 구동되는 캠(cam)에 의해 작동된다. 원할 때에, 크랭크샤프트로부터의 메커니즘에 의해 구동된 오버헤드 캠(overhead cam)에 의해 대안의 배출 밸브 작동법이 제공될 수도 있다.
대부분의 도면들에서 도시된 엔진은 단일 실린더의 공냉식 엔진이다. 하지만, 본 명세서에 기술된 작동 원리는 다중-실린더의 수냉식 엔진으로도 적용될 수 있으며, 이는 청구되고 있는 본 발명의 범위 내에 있다.
본 발명의 상기 특징들과 그 외의 다른 특징들은 하기 상세한 설명과 도면들을 더 읽어봄으로써 더욱 명백해 질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 2-행정 엔진의 좌측 입면도로서, 전체적인 형상을 도시하고 있다.
도 2는 도 1의 2-행정 엔진의 상부 평면도로서, 대료적인 스파크 플러그와 연료 분사 형상을 도시하고 있다.
도 3은 도 1의 라인 3-3을 따라 절단한 단면도이다.
도 4a는 도 2의 라인 4A-4A를 따라 절단한 단면도로서, 엔진은 상사점에서 피스톤과 함께 도시된다.
도 4b는 도 2의 라인 4B-4B를 따라 절단한 단면도이다.
도 5a는 도 1의 엔진의 한 단면을 도시한 우측 입면도로서, 이 도면은 도 4a와 유사하지만 도 4a와 4b에 도시된 위치로부터 크랭크샤프트가 45° 회전한 채로 도시된다.
도 5b는 도 1의 엔진의 한 단면을 도시한 후방 입면도로서, 이 도면은 도 4b와 유사하지만 도 4a와 4b에 도시된 위치로부터 크랭크샤프트가 45° 회전한 채로 도시된다.
도 6a는 도 1의 엔진의 한 단면을 도시한 우측 입면도로서, 이 도면은 도 4a와 유사하지만 도 4a와 4b에 도시된 위치로부터 크랭크샤프트가 90° 회전한 채로 도시된다.
도 6b는 도 1의 엔진의 한 단면을 도시한 후방 입면도로서, 이 도면은 도 4b와 유사하지만 도 4a와 4b에 도시된 위치로부터 크랭크샤프트가 90° 회전한 채로 도시된다.
도 7a는 도 1의 엔진의 한 단면을 도시한 우측 입면도로서, 이 도면은 도 4a와 유사하지만 도 4a와 4b에 도시된 위치로부터 크랭크샤프트가 135° 회전한 채로 도시된다.
도 7b는 도 1의 엔진의 한 단면을 도시한 후방 입면도로서, 이 도면은 도 4b와 유사하지만 도 4a와 4b에 도시된 위치로부터 크랭크샤프트가 135° 회전한 채로 도시된다.
도 8a는 도 1의 엔진의 한 단면을 도시한 우측 입면도로서, 이 도면은 도 4a와 유사하지만 도 4a와 4b에 도시된 위치로부터 크랭크샤프트가 180° 회전한 채로 즉 피스톤이 하사점에 있는 상태로 도시된다.
도 8b는 도 1의 엔진의 한 단면을 도시한 후방 입면도로서, 이 도면은 도 4b와 유사하지만 도 4a와 4b에 도시된 위치로부터 크랭크샤프트가 180° 회전한 채로 즉 피스톤이 하사점에 있는 상태로 도시된다.
도 9a는 도 1의 엔진의 한 단면을 도시한 우측 입면도로서, 이 도면은 도 4a와 유사하지만 도 4a와 4b에 도시된 위치로부터 크랭크샤프트가 225° 회전한 채로 도시된다.
도 9b는 도 1의 엔진의 한 단면을 도시한 후방 입면도로서, 이 도면은 도 4b와 유사하지만 도 4a와 4b에 도시된 위치로부터 크랭크샤프트가 225° 회전한 채로 도시된다.
도 10a는 도 1의 엔진의 한 단면을 도시한 우측 입면도로서, 이 도면은 도 4a와 유사하지만 도 4a와 4b에 도시된 위치로부터 크랭크샤프트가 270° 회전한 채로 도시된다.
도 10b는 도 1의 엔진의 한 단면을 도시한 후방 입면도로서, 이 도면은 도 4b와 유사하지만 도 4a와 4b에 도시된 위치로부터 크랭크샤프트가 270° 회전한 채로 도시된다.
도 11a는 도 1의 엔진의 한 단면을 도시한 우측 입면도로서, 이 도면은 도 4a와 유사하지만 도 4a와 4b에 도시된 위치로부터 크랭크샤프트가 315° 회전한 채로 도시된다.
도 11b는 도 1의 엔진의 한 단면을 도시한 후방 입면도로서, 이 도면은 도 4b와 유사하지만 도 4a와 4b에 도시된 위치로부터 크랭크샤프트가 315° 회전한 채로 도시된다.
도 12는 다수의 수냉식 실린더를 가진 본 발명에 따른 2-행정 엔진의 대안의 구체예를 도시한 우측 투시도이다.
비슷한 도면부호들은 첨부된 도면들을 통해 일정한 상응하는 특징부들을 나타낸다.
본 발명에 따른 2-행정 엔진은 크랭크실(크랭크실) 내의 공기와 오일 증기로부터 흡기 공기량(intake air charge)을 분리하여 이에 따라 종래의 2-행정 엔진에 비해 상대적으로 청결하게 작동되는 엔진을 제공하는 내부 구조를 가진다. 도 1은 대표적인 공냉식 단일 실린더 엔진의 구체예(10)를 도시한 외부 좌측 입면도이며, 도 2 내지 11은 엔진(10)의 또 다른 외부 및 내부 도면들이다.
엔진(10)은 내부에 배열된 크랭크샤프트(14)를 가진 크랭크실(12)을 포함한다. 실린더(16)가 크랭크실(12)로부터 연장된다. 상기 실린더(16)는 상부에 실린더 헤드(18)를 포함한다. 상기 실린더 헤드(18)는 내부에 연료 분사기(22)(직접 또는 포트)와 하나 이상의 스파크 플러그(20)를 위해 제공된다. 상기 실린더 헤드(18)는 도 2에 도시된 것과 같이 다수의 스파크 플러그(20)를 포함할 수 있다.
실린더(16)의 좌측을 따라 외부적으로 흡기 칼럼(intake column)(24)이 연장된다. 상기 흡기 칼럼(24)은 (도 4a 내지 11b에 도시된 것과 같이) 내부 유체 용적(30) 또는 크랭크실 챔버와 소통하고 크랭크실(12)과 결합된 맞은편 베이스(28)와 실린더 헤드(16)에 인접한 유입 단부(26)를 가지며, 상기 흡기 칼럼(24)은 내부에 흡기 용적(32)을 형성한다. 하나 이상의, 바람직하게는 2개의 외부 흡기 통로(튜브 등)(34a 및 34b)가 흡기 칼럼(24)에 인접하고 실린더(16)를 따라 연장된다. 상기 2개의 외부 통로(34a, 34b)는 흡기 플리넘(plenum) 또는 공기 박스(36)를 통해 흡기 칼럼(24)의 유입 단부(26)와 소통하는 유입 단부들을 가진다. 외부 통로(34a, 34b)의 서로 맞은편 베이스(38a, 38b)는 크랭크실(12) 내로 연장되고 각각 크랭크실 흡기 통로(40a 및 40b)와 소통하는데, 크랭크실(12)의 내부 용적(30) 또는 챔버 내의 연소 가스, 오일, 또는 그 외의 다른 유체들로부터 내부의 흡기 용적(42a, 42b)와 분리시키도록 사용된다. 각각의 크랭크실 흡기 통로(40a, 40b)는 크랭크실(12)의 내부로부터 상부 방향으로 연장되며 실린더(16)의 내부의 하측 부분 내로 들어가고 실린더(16)의 축에 대해 평행한 상측 부분들을 가진다.
피스톤(44)이 실린더(16) 내에서 왕복운동을 하며 통상적인 연결 로드(46)를 통해 크랭크샤프트의 크랭크 드로우에 기계적으로 연결된다. 상기 피스톤(44)은 하나 이상의 피스톤 유입 통로, 바람직하게는 복수의 피스톤 유입 통로(48a 및 48b)를 포함한다. 상기 피스톤 유입 통로(48a, 48b)의 개수는 내부 크랭크실 흡기 통로(40a, 40b)의 수에 일치하며, 엔진 작동 동안 피스톤(44)이 실린더(16) 내에서 왕복운동을 할 때 각각의 크랭크실 유입 통로(40a, 40b) 내에서 짧아진다(telescope). 피스톤 유입 통로(48a, 48b)는 각각 중공 구조로 구성되며 각각 흡기 용적(50a 및 50b)를 형성하는데, 크랭크실 유입 통로(40a, 40b)의 흡기 용적(42a, 42b)은 엔진 작동 동안 본질적으로 연속 흐름으로 피스톤 유입 통로(48a, 48b)의 흡기 용적(50a, 50b)과 소통한다. 따라서, 고정된 크랭크실 유입 통로(40a 및 40b)와 짝을 이루고 텔레스코프식 피스톤 유입 통로(48a 및 48b)가 분리되고 내부 크랭크실 용적(30)으로부터 각각의 유입 용적(42a, 42b 및 50a, 50b)을 밀봉하여 엔진 작동 동안 크랭크실 내부 용적(30)으로부터 오일 증기를 가진 유입 공기량이 오염되는 것이 방지되는 것을 볼 수 있을 것이다.
도 4a 내지 11b는 엔진의 작동 동안 엔진(10)의 일련의 진행 도면을 제공하는데, 도 a와 b의 각각의 세트는 크랭크샤프트(14)가 시계방향으로 매번 45°씩 회전하는 엔진(10)의 내부 구성요소들의 진행 위치들을 도시하고 있다. 크랭크샤프트(14)에 대한 캠(62)(밑에서 더 논의될 것임)의 시간(timing)을 조절하고 스파크 점화 엔진에 대해 점화 시간을 조절함으로써 엔진이 반대로 반시계 방향으로 회전하도록 작동될 수도 있음을 유의해야 할 것이다. 피스톤(44)은 크라운(54) 내에 동심의 포핏(poppet) 흡기 밸브(52)를 포함하며, 상기 흡기 밸브(52)는 각각의 피스톤 흡기 통로(48a, 48b)와 소통하고 피스톤(44)을 통해 연장되는 개방 포트와 밀폐 포트(56a 및 56b)와 왕복운동을 한다. 상기 흡기 밸브(52)는 엔진 작동 동안 유입 통로 용적(42a, 42b, 50a, 및 50b), 및 상부 실린더와 연소 챔버(58) 사이의 차압(differential pressure)에 의해 주로 작동되지만, 종래의 리턴 스프링(도시되지 않음)이 필요 시에 피스톤(44) 내의 흡기 밸브 스템 주위에 장착될 수 있다. 흡기 밸브(52)의 작동이 크랭크실과 상부 실린더 사이의 차압에 좌우되기 때문에, 흡기 밸브(52)를 위해 어떠한 기계적 시간 메커니즘도 제공되지 않는다. 따라서, 흡기 밸브(52)는 엔진의 회전 방향에 상관없이 적절하게 작동된다.
실린더 헤드(18)를 통해 동심의(concentrically) 포핏 배출 밸브(60)가 장착된다. 상기 배출 밸브(60)는 크랭크샤프트(14) 상에서 캠(62)에 의해 작동되며, 상기 캠(62)은 차례대로 푸시로드(66)와 왕복운동을 수행하는 태핏(64)을 주기적으로 구동시킨다. 상기 푸시로드(66)는 엔진 작동 동안 필요할 때마다 주기적으로 배출 밸브(60)와 왕복운동하기 위해 실린더 헤드(18) 상에서 로커 암(68)을 작동시킨다. 대안으로, 배출 밸브를 작동시키기 위해 그 외의 다른 메커니즘도 사용될 수 있는데 즉 크랭크샤프트 등으로부터 회전식 샤프트에 의해 오버헤드 캠이 구동된다. 또한, 엔진의 속도와 파워 출력에 따라 원할 때마다 밸브 시간을 조절하기 위해 그 외의 다른 종래의 수단(기계식, 전자식, 공압식 등)이 사용될 수도 있다.
피스톤(44)이 상사점에 있을 때 즉 크랭크샤프트(14)의 크랭크 드로우가 최대 높이에 있을 때, 도 4a 및 4b에 도시된 것과 같이 사이클이 시작된다. 이 지점에서, 효율적인 작동을 위해 연소 챔버(58) 내의 압력을 최대화하기 위하여 흡기 밸브(52)와 배출 밸브(60)는 둘 다 닫힌다. 실린더(16) 내에서 피스톤(44)이 올라가면 피스톤(44)이 피스톤 유입 통로(48a, 48b)를 상부 방향으로 들어올리기 때문에 유입 통로(40a, 40b 및 48a, 48b) 내의 내부 용적(42a, 42b, 50a, 및 50b)이 최대가 된다.
또한, 이에 따라 크랭크실(12) 내의 유체 용적(30)도 최대가 되어, 흡기 칼럼(24)의 내부 용적(32)으로부터 공기를 하부 방향으로 끌어내린다(draw). 흡기 칼럼(24) 내의 상기 공기의 주기적 운동(cyclic movement)을 최소화하기 위하여, 크랭크실(12)의 내부 유체 용적(30)은, 도 4a, 5a, 6a 등에 도시된 것과 같이, 중실 구조의(solid) 용적 제한 필러(70)를 사용하여 가능한 크랭크실(12)을 채움으로써 최소화된다. 상기 필러(70)는 엔진(10)의 금속 크랭크실(12)과 똑같은 재료로 제조될 필요는 없지만, 크랭크실(12)의 내부 용적(30)과 함께 흡기 칼럼(24)으로부터 공기가 전후로 전달되는 것을 최소화하기 위하여 크랭크실(12)의 내부 유체 용적(30)을 제한하는 한, 원하는 대로 경량의 플라스틱 재료로 제조될 수 있다. 내부 크랭크실 흡기 통로(40a 및 40b)의 하측 부분들 및, 크랭크 드로우 상에서 연결 로드(46)의 하측 단부가 편심적으로 회전하기(eccentric rotation) 위해 충분한 공간(sufficient room)이 남아있다.
흡기 칼럼(24)의 용적(32) 내의 공기가 엔진 작동의 각각의 사이클 동안 앞뒤로 밀어낼 때 크랭크실 용적(30)으로부터 나온 공기는 피스톤의 업스트로크(upstroke) 동안 크랭크실 용적 내로 다시 끌어내리기 전에 피스톤(44)의 다운스트로크(downstoroke) 동안 흡기 칼럼(24) 내로 상부 방향으로 밀어지는 것을 볼 수 있을 것이다. 크랭크실 공기 또는 가스가 흡기 공기량과 실제로 혼합되는 것은 엔진(10)의 사이클 작동이 빠르기 때문에 최소가 된다. 하지만, 이렇게 혼합되는 것은 흡기 칼럼(24) 내의 흡기 공기량 부분과 크랭크실(12)의 공기 용적(30)을 분리시키기 위해 흡기 칼럼(24) 내에 슬라이딩 이동하고 부유하는 플런저 또는 세퍼레이터(72)를 장착함으로써 추가로 최소화될 수 있다. 상기 부유 세퍼레이터(72)는 흡기 칼럼(24) 내에서 상부 및 하부 방향으로 슬라이딩 이동되어, 엔진(10)의 각각의 사이클 작동 동안, 흡기 칼럼(24)의 상측 부분 내에 있는 공기(흡기 플리넘(36)을 통해 외부 흡기 통로(34a 및 34b) 내에 있는 유입 공기와 소통하는)와 크랭크실 내에 있는 공기 용적(30)을 분리시킨다. 도 4b에서, 피스톤(44)은 최대 높이에 있으며, 이에 따라 부유 세퍼레이터(72)는 흡기 칼럼(24) 내의 최하측 지점까지 하부 방향으로 끌어 내려진다. 피스톤(44)이 내려가기 시작하고 크랭크실(12) 내의 공기를 흡기 칼럼(24)의 하측 부분 내로 다시 밀어내기 때문에 압력이 다시 증가하기 전에, 흡기 칼럼(24)의 상부 용적(32) 내의 압력은 이 지점에서 일시적으로 안정화된다. 이에 따라, 흡기 플리넘(36) 내의 유입 밸브(74)(예를 들어, 탄소섬유로 만든 가요성의 리드-타입 밸브 등)가 닫힌다. 도 4b 내지 11b에서 단면도로서 도시된 것과 같이, 상대적으로 얇은 브레이스(76)가 상기 흡기 플리넘(36)의 스로트(throat)를 가로질러 연장되어, 닫히는 동안 유입 밸브(74)의 과도한 운동이 제한된다. 이 브레이스(76)는 본질적으로 도 2의 상부 평면도에서 전체적으로 도시되어 있다.
도 5a 및 5b는 도 4a 및 4b에 도시된 지점으로부터 크랭크샤프트(14)가 시계 방향으로 45° 회전된 지점에서 엔진의 작동을 도시하며, 피스톤(44)은 실린더(16)의 상부에서 연소 압력으로 인해 하부를 향한 운동을 시작했다. 배출 밸브(60)는 캠(62)의 방향으로 인해 이 지점에서 닫혀 있고, 피스톤 크라운(54) 내의 흡기 밸브(52)도 흡기 칼럼(24)의 하측 부분과 크랭크실 용적(30) 내의 압력에 비해 실린더(16)의 상측 부분과 연소 챔버(58) 내의 상대적으로 높은 압력으로 인해 닫혀 있다. 하지만, 피스톤(44)이 내려가서 크랭크실(12)과 실린더(16)의 하측 부분 내의 내부 용적(30)이 줄어들며 이에 따라 크랭크실에 함유되어 있는 공기가 흡기 칼럼(24)의 하측 부분 내로 다시 돌아가게 하는 것을 볼 수 있을 것이다. 이에 따라, 흡기 칼럼(24) 내의 부유 세퍼레이터(72)가 올라가기 시작하게 되고, 흡기 칼럼(24)의 상측 부분 내의 압력과 텔레스코프식 크랭스실 튜브 또는 통로(40a, 40b) 및 피스톤 튜브 또는 통로(48a, 48b) 내의 압력이 증가하여 흡기 플리넘(36) 내의 리드 밸브(74)가 주변 외부 압력에 대해 닫히도록 유지된다.
도 6a 및 6b에서, 크랭크샤프트(14)가 도 4a 및 4b에 도시된 초기 상사점으로부터 90° 회전된 상태로 도시되어 있다. 연소 압력은 피스톤(44)을 실린더(16) 내에서 계속하여 하부 방향으로 밀어내며, 배출 밸브(60)와 흡기 밸브(52)는 닫힌 상태로 유지된다. 피스톤(44)이 내려갈 때 크랭스킷(12) 내의 용적(30)이 지속적으로 감소하여, 부유 세퍼레이터(72)를 유입 칼럼(24)의 유입 단부(26)를 향해 더 가도록 밀어낸다. 텔레스코프식으로 접혀지는 크랭크실 튜브 또는 통로(40a, 40b) 및 피스톤 튜브 또는 통로(48a, 48b) 내의 용적이 줄어들면, 유입 칼럼(24)의 상측 부분 내의 압력이 증가되어 리드 흡기 밸브(74)가 닫힌 상태로 유지되지만, 부유 세퍼레이터(72) 하부와 크랭크실 내의 용적(30)은 상기 튜브 또는 통로(40a, 40b, 48a, 및 48b) 내의 용적보다 적어도 약간 더 커서, 이에 따라 부유 세퍼레이터(72)가 유입 칼럼(24) 내에서 다소 올라가게 한다.
도 7a 및 7b는 크랭크샤프트(14)가 도 4a 및 4b에 도시된 상사점 위치로부터 약 135° 시계 방향으로 회전된 엔진(10) 사이클을 도시하고 있다. 캠(62)의 로브(lobe)가 태핏(64)을 올리기 시작하도록 주위로 회전되지 않았기 때문에 배출 밸브(60)는 닫힌 상태로 유지된다. 피스톤(44)이 계속하여 다운스트로크를 지속할 때 실린더 내의 팽창 용적으로 인해 실린더(16) 내의 압력이 떨어지기는 하지만, 흡기 밸브(52)도 닫힌 상태로 유지되며 실린더 내의 압력은 여전히 외부 환경과 크랭크실(12) 내에 함유되어 있는 압력보다 위에 유지된다. 피스톤(44)이 계속하여 다운스트로크를 지속하고 크랭크실(12) 내의 용적(30)이 계속하여 줄어들면, 크랭크실(12) 내의 압력은 부유 세퍼레이터(72)를 유입 칼럼(24) 내에서 더 높이 밀어올린다. 이에 따라 리드 흡기 밸브(74)가 닫힌 상태로 유지된다.
도 8a 및 8b는 피스톤(44)이 하사점에 도달할 때 즉 크랭크샤프트(14)가 도 4a 및 4b에 도시된 상사점 위치로부터 180° 회전되었을 때 엔진(10)의 내부 구성요소들의 위치를 도시하고 있다. 캠(62)의 로브가 태핏(64)을 올리기 시작하는 지점까지 회전되며, 이에 따라 배출 밸브 트레인(exhaust valve train)을 작동시켜 배출 밸브(60)를 개방시키고 실린더(16) 내의 잔여 압력을 완화시키는(relieve) 것을 볼 수 있을 것이다. 이 지점에서, 크랭크실(12) 내의 내부 용적(30)은 최소화되며 이에 따라 크랭크실(12) 내에 최대 압력이 생성된다. 이에 따라 부유 세퍼레이터(72)가 유입 칼럼(24) 내에서 최대 높이에 오게 되며, 따라서 리드 흡기 밸브(74) 하부에 있는 칼럼(24)의 상측 단부에서 상기 용적이 최소화된다. 상기 피스톤(44) 운동의 최하측 지점으로 인해 텔레스코프식으로 접혀지는 유입 통로(40a, 40b, 48a, 및 48b) 내의 용적이 최소가 되며, 유입 칼럼(24)의 내부 용적의 상측 부분과 소통하여, 특히 배출 밸브(60)가 개방되지 않기 때문에 상기 통로 내의 압력이 실린더(16) 내의 압력보다 더 높은 압력까지 추가로 증가된다. 유입 통로(40a, 40b, 48a, 및 48b) 내의 축적 압력 및 개방된 배출 밸브(60)로 인해 실린더(16) 내의 거의 외부 압력 사이의 압력차는 피스톤 크라운(54) 내의 흡기 밸브(52)가 개방되게 하고, 신선한 흡기 공기량이 실린더(16) 내로 흐를 수 있게 한다. 피스톤(44)을 통해 연장되는 포트(56a 및 56b)는 피스톤을 통해 직경 방향의 수직 평면에 배열되지 않는 것이 바람직하지만, 피스톤(44)의 중심으로부터 멀어지는 몇몇 각도로 상부를 향해 연장되고 내부 방향으로 연장되는 것이 더 바람직하다. 이에 따라 유입 공기량이 내부 실린더 벽에 의해 제한되기 때문에 상기 공기량은 실린더(16)의 내부 주위로 소용돌이치고(swirling) 또는 나선형으로 흐르게 된다(spiraling). 상기 유입 공기량의 소용돌이 또는 나선형 유동은 피스톤(44)을 통해 포트(56a, 56b)의 방향에 따라 시계 방향 또는 반시계방향 중 한 방향이 될 수 있다. 흡기 공기량이 실린더(16) 내에 유입될 때 배출 밸브(60)가 개방되기 때문에, 상기 흡기 공기량은 사이클에서 추후의 연소를 위해 실린더(16) 내에 함유된 공기량의 불순물(adulteration)을 제거하기 위해 실린더(16)로부터 배출되는 공기량을 배출하는데(expelling) 일조한다.
도 9a 및 9b에서, 크랭크샤프트(14)는 도 4a 및 4b의 초기 상사점 위치로부터 약 225° 회전되며 피스톤(44)은 실린더(16) 내에서 상부 방향으로의 운동을 시작한다. 캠(62)의 로브는 태핏 또는 리프터(lifter)(64)가 떨어지도록 하기에 충분히 회전되지 않으며, 이에 따라 배출 밸브(60)는 적어도 약간은 개방된 상태로 유지된다. 피스톤 유입 통로(48a, 48b) 및 크랭크실 유입 통로(40a, 40b) 내의 상대적으로 작은 용적(42a, 42b, 50a, 및 50b)으로 인해 이 통로들 내에서 상대적으로 높은 압력이 유지되며 이에 따라 더 많은 흡기 공기가 피스톤 크라운(54) 내에 있는 개방 흡기 밸브(52)를 통해 실린더(16) 내로 유입되게 한다. 하지만, 유입 튜브 또는 통로(40a, 40b, 48a, 및 48b) 내의 압력은 크랭크실(12) 내의 상대적으로 높은 압력으로 인해 흡기 칼럼(24)의 상측 부분 내의 줄어든 용적과 상기 줄어든 용적으로 인해 상대적으로 높은 상태로 유지되어 흡기 칼럼(24) 내에서 부유 세퍼레이터(72)를 상부 방향으로 밀어내며 이에 따라 계속 흡기 리드 밸브(74)가 닫힌 상태로 유지된다.
도 10a 및 10b는 크랭크샤프트(14)가 약 270°로 회전되거나 또는 도 4a 및 4b에 도시된 초기 상사점 위치로부터 시계 방향으로 3/4바퀴 회전된 지점에 있는 엔진(10)을 도시한다. 상기 사이클 지점에서, 캠(62)의 로브는 태핏 또는 리프터(64)를 지나 회전되어 배출 밸브(60)가 닫힐 수 있게 한다. 배출 밸브(60)가 닫히면, 실린더(16) 내의 피스톤(44)의 상부 방향으로의 운동과 함께, 피스톤 크라운(54) 내에서 흡기 밸브(52)가 닫히게 된다. 이에 따라, 추후 연소 이벤트(combustion event) 및 파워 스트로크(power stroke)를 위해, 이제 닫힌 실린더 내에서 신선한 공기량의 압축이 개시된다(initiated). 피스톤 유입 튜브 또는 통로(48a, 48b)는 각각의 고정된 크랭크실 유입 튜브 또는 통로(40a 및 40b)로부터 연장되어 이에 따라 내부에서 용적(42a, 42b 및 50a, 50b)을 증가시킨다. 이는 흡기 칼럼(24)의 상측 부분 내의 압력이 줄어들게 한다. 상기 흡기 칼럼(24) 안의 내부 압력은 상기 올라가는 피스톤(44)으로 인해 크랭크실(12) 내에서 압력이 강하하고 이제 증가하는 용적으로 인해 흡기 칼럼(24) 내에서 하부 방향으로 끌어당겨진 부유 세퍼레이터(72)로 인해 추가로 감소된다. 이에 따라, 유입 칼럼(24)의 상측 부분 내의 압력은 주변 공기 압력을 가진 주변보다 더 낮은 수준으로 줄어들어, 도 10b에 일반적으로 도시된 것과 같이, 유입 리드 밸브(74)를 개방하게 한다.
마지막으로, 도 11a 및 11b는 크랭크샤프트(14)가 도 4a 및 4b의 상사점 위치로부터 시계 방향으로 315° 돌아간 지점으로 회전될 때 엔진(10)의 내부 구성요소들의 위치를 도시한다. 이 지점에서, 배출 밸브(60)와 흡기 밸브(52)는 둘 다 닫힌 상태로 유지되며, 이에 따라 그 후의 연료 분사 및 점화를 위해 실린더(16)의 상부에서 신선한 흡기 공기량을 추가로 압축한다. 크랭크실(12) 내의 용적(30)은 증가되며, 이에 따라 부유 세퍼레이터(72)는 유입 칼럼(24)에서 하부 방향으로 끌어 내려진다. 이에 따라 흡기 칼럼(24)의 상측 부분 내의 용적은 증가하고 이에 상응하게 내부의 압력은 줄어든다. 이와 동시에, 텔레스코프식 피스톤 유입 튜브(48a, 48b)는 고정된 크랭크실 유입 튜브(40a, 40b)로부터 추가로 끌어 당겨져서, 이에 따라 내부의 용적(42a, 42b, 50a, 및 50b)이 팽창하여 튜브 내에서 압력이 추가로 줄어든다. 유입 칼럼(24)의 상측 부분과 튜브 또는 통로(40a, 40b, 48a, 및 48b) 내의 상기 상대적으로 낮은 압력의 결과로서, 도 11b에 일반적으로 도시된 것과 같이, 흡기 리드 밸브(74)가 끌어 당겨져서 추가로 개방된다. 이 지점 바로 뒤에서, 바람직하게는 약간 앞의 지점에서, 피스톤(44)은 다시 상사점에 도달하며, 연료가 분사기(22)를 통해 주입되며 스파크 플러그(들)(20)(도 2)에 의해 점화가 개시되어, 2-행정 작동 사이클이 새로이 시작된다.
이에 따라, 2-행정 엔진(10), 및 크랭크실 가스로부터 흡기량의 동일하거나 유사한 분리과정을 이용하는 그 외의 다른 엔진 구체예들이, 종래의 2-행정 엔진에서 발생하는 것과 같이 크랭크실로부터 오일 증기와 유입 공기량이 오염되는 것이 본질적으로 제거되는 내연력발전소(internal combustion power plant)에 제공되는 것을 볼 수 있을 것이다. 위에서 기술된 엔진(10)은 공냉식의 단일 실린더 엔진으로서 기술된다. 하지만, 본 명세서에 기술된 작동 원리는 그 외의 다른 다양한 엔진 형상에도 적용될 수 있음을 볼 수 있을 것이다.
예를 들어, 도 12는 단일 크랭크실(112)을 가지며 각각의 실린더(116)가 액체 냉각을 제공하기 위해 주위에서 워터 재킷(water jacket)을 사용하는 다중-실린더 인라인 엔진(110)을 도시한다. 액체 냉각을 사용하는 단일 실린더 엔진 뿐만 아니라 공냉식 다중-실린더 엔진도 본 흡기 시스템을 사용할 수 있는 것은 자명하다. 도 12에 도시된 엔진(110)이 4개의 인라인 실린더로서 도시되었지만, 그 외의 다른 실린더 배열, 가령, 예를 들어, V자형, 수평으로 서로 맞은편에 있는 형태, 반경 방향 등의 실린더가 위에서 추가로 기술된 시스템을 사용하여 구성될 수 있음은 명백할 것이다.
크랭크실 내의 오염된 가스로부터 유입 공기량을 분리하는 시스템은 지금까지 다중-실린더 2-행정 엔진에서 보유하기에 어려운 또 다른 이점들을 제공한다. 종래의 다중-실린더 2-행정 엔진은 각각의 실린더와 상응하는 크랭크실 내의 용적들이 서로 분리될 필요가 있다. 이는 피스톤이 파워 스트로크에서 내려갈 때 크랭크실 내의 유입 공기량이 초기에 압축되기 때문이다. 크랭크실 내의 단일 용적은 이러한 초기 압축을 제공하지 않을 것이며, 피스톤이 균형상태에 있는 엔진(balanced engine) 내에서 사이클 내에 있는 다양한 지점들에 있을 때 크랭크실 내의 공기량은 실린더 내에서 상이한 시간에서 왕복운동할 때 다양한 피스톤 밑에서 앞뒤로 흐르거나 또는 요동(pulsse)되지는 않을 것이다. 크랭크실 내의 가변 용적으로부터 유입하는 흡기 공기량을 분리하는 신규한 유입 시스템에 의해, 다중-실린더 2-행정 엔진(110)은 이러한 문제를 해결한다.
도 1 내지 11b의 엔진(10)이 다중 스파크 플러그로 도시되었지만, 원할 시에, 엔진은 2-행정 압축 점화(디젤) 원리를 사용하여 작동하도록 구성될 수 있다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 이러한 엔진은 시동을 위해 도 2에서 엔진(10)과 함께 도시된 다중 스파크 플러그보다는 오직 단일의 예열 플러그(glow plug)를 필요로 할 것이다. 이에 따라, 2-행정 엔진(10)과 그 외의 다른 구체예들은 다수의 상이한 분야와 작동 환경에서 광범위하게 적용되기에 적합할 수 있다.
본 발명이 위에서 기술된 구체예들에만 제한되지 않고 하기 청구항들의 범위 내에 있는 모든 구체예들과 임의의 구체예들을 포함한다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (20)

  1. 2-행정 엔진에 있어서,
    상기 엔진은:
    - 내부에 유체 용적을 형성하는 크랭크실을 포함하고;
    - 상기 크랭크실 내에 배열된 크랭크샤프트를 포함하며;
    - 상기 크랭크실로부터 연장되는 하나 이상의 실린더를 포함하고;
    - 상기 실린더 내에 배열된 피스톤을 포함하며, 상기 피스톤은 상기 크랭크샤프트에 기계적으로 연결되고;
    - 상기 크랭크실 내에 배열된 하나 이상의 흡기 통로를 포함하며, 상기 흡기 통로는 내부에 흡기 용적을 가지고;
    - 상기 피스톤으로부터 달려 있는(depending) 하나 이상의 피스톤 유입 통로를 포함하며, 상기 피스톤 유입 통로는 내부에 흡기 용적을 가지고, 상기 피스톤 유입 통로는 상기 흡기 통로와 텔레스코프식으로 구성되며(telescoping), 상기 흡기 통로와 피스톤 유입 통로는 상기 크랭크실의 용적으로부터 내부에 흡기 용적들을 밀봉하는 2-행정 엔진.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 엔진은, 추가로:
    - 상기 크랭크실과 실린더에 외부적으로 배열된 흡기 칼럼(intake column)을 포함하고, 상기 흡기 칼럼은 상기 크랭크실과 소통하는 베이스, 상기 베이스의 맞은편에 있는 유입 단부, 및 내부에 흡기 칼럼 용적을 가지며;
    - 상기 흡기 칼럼 내에 배열된 자유 부유 세퍼레이터를 포함하고, 상기 세퍼레이터는 상기 흡기 칼럼 용적을 상기 세퍼레이터와 유입 단부 사이의 제 1 부분과 상기 세퍼레이터와 크랭크실 사이의 제 2 부분으로 분리시키며, 상기 세퍼레이터는 상기 흡기 칼럼의 제 1 부분과 제 2 부분이 서로 혼합되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 2-행정 엔진.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 피스톤은 크라운(crown)을 가지며,
    상기 2-행정 엔진은, 추가로:
    - 상기 실린더 상부에 배열된 실린더 헤드;
    - 상기 피스톤의 크라운 내에 동심적으로 배열된 포핏 흡기 밸브; 및
    - 상기 실린더 헤드 내에 동심적으로 배열된 포핏 배출 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 2-행정 엔진.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 2-행정 엔진은 상기 크랭크실 용적의 일부분 내에 배열된 중실 구조의(solid) 유체 용적 제한 필러(filler)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 2-행정 엔진.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 2-행정 엔진은 추가로:
    - 상기 크랭크샤프트 위에 배열된 배출 캠을 포함하고:
    - 상기 실린더 상부에 배열된 실린더 헤드를 포함하며;
    - 상기 실린더 헤드와 배출 캠 사이에서 연장되는 푸시로드를 포함하고;
    - 상기 실린더 헤드 위에 배열된 로커 암을 포함하며, 상기 로커 암은 상기 푸시로드와 기계적으로 소통하고;
    - 상기 실린더 헤드 내에 동심적으로 배열된 포핏 배출 밸브를 포함하며, 상기 포핏 배출 밸브는 상기 로커 암과 기계적으로 소통하는 것을 특징으로 하는 2-행정 엔진.
  6. 제 1 항에 있어서,
    복수의 실린더가 상기 크랭크실로부터 연장되는 것을 특징으로 하는 2-행정 엔진.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 엔진은 하나 이상의 실린더 주위에 배열된 냉각제 재킷(coolant jacket)을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 2-행정 엔진.
  8. 2-행정 엔진에 있어서,
    상기 엔진은:
    - 내부에 유체 용적을 형성하는 크랭크실을 포함하고;
    - 상기 크랭크실 내에 배열된 크랭크샤프트를 포함하며;
    - 상기 크랭크실로부터 연장되는 하나 이상의 실린더를 포함하고;
    - 상기 실린더 내에 배열된 피스톤을 포함하며, 상기 피스톤은 상기 크랭크샤프트에 기계적으로 연결되고;
    - 상기 크랭크실과 실린더에 외부적으로 배열된 흡기 칼럼을 포함하고, 상기 흡기 칼럼은 상기 크랭크실과 소통하는 베이스, 상기 베이스의 맞은편에 있는 유입 단부, 및 내부에 흡기 칼럼 용적을 가지며;
    - 상기 흡기 칼럼 내에 배열된 자유 부유 세퍼레이터를 포함하고, 상기 세퍼레이터는 상기 흡기 칼럼 용적을 상기 세퍼레이터와 유입 단부 사이의 제 1 부분과 상기 세퍼레이터와 크랭크실 사이의 제 2 부분으로 분리시키며, 상기 세퍼레이터는 상기 흡기 칼럼의 제 1 부분과 제 2 부분이 서로 혼합되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 2-행정 엔진.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 엔진은, 추가로:
    - 상기 크랭크실 내에 배열된 하나 이상의 흡기 통로를 포함하며, 상기 흡기 통로는 내부에 흡기 용적을 가지고;
    - 상기 피스톤으로부터 달려 있는 하나 이상의 피스톤 유입 통로를 포함하며, 상기 피스톤 유입 통로는 내부에 흡기 용적을 가지고, 상기 피스톤 유입 통로는 상기 흡기 통로와 텔레스코프식으로 구성되며, 상기 흡기 통로와 피스톤 유입 통로는 상기 크랭크실의 용적으로부터 내부에 흡기 용적들을 밀봉하는 것을 특징으로 하는 2-행정 엔진.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 피스톤은 크라운을 가지며,
    상기 2-행정 엔진은, 추가로:
    - 상기 실린더 상부에 배열된 실린더 헤드;
    - 상기 피스톤의 크라운 내에 동심적으로 배열된 포핏 흡기 밸브; 및
    - 상기 실린더 헤드 내에 동심적으로 배열된 포핏 배출 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 2-행정 엔진.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 2-행정 엔진은 상기 크랭크실 용적의 일부분 내에 배열된 중실 구조의 유체 용적 제한 필러를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 2-행정 엔진.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 2-행정 엔진은 추가로:
    - 상기 크랭크샤프트 위에 배열된 배출 캠을 포함하고:
    - 상기 실린더 상부에 배열된 실린더 헤드를 포함하며;
    - 상기 실린더 헤드와 배출 캠 사이에서 연장되는 푸시로드를 포함하고;
    - 상기 실린더 헤드 위에 배열된 로커 암을 포함하며, 상기 로커 암은 상기 푸시로드와 기계적으로 소통하고;
    - 상기 실린더 헤드 내에 동심적으로 배열된 포핏 배출 밸브를 포함하며, 상기 포핏 배출 밸브는 상기 로커 암과 기계적으로 소통하는 것을 특징으로 하는 2-행정 엔진.
  13. 제 8 항에 있어서,
    복수의 실린더가 상기 크랭크실로부터 연장되는 것을 특징으로 하는 2-행정 엔진.
  14. 제 8 항에 있어서,
    상기 엔진은 하나 이상의 실린더 주위에 배열된 냉각제 재킷을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 2-행정 엔진.
  15. 2-행정 엔진에 있어서,
    상기 엔진은:
    - 내부에 유체 용적을 형성하는 크랭크실을 포함하고;
    - 상기 크랭크실 내에 배열된 크랭크샤프트를 포함하며;
    - 상기 크랭크실로부터 연장되는 하나 이상의 실린더를 포함하고;
    - 상기 실린더 상부에 배열된 실린더 헤드를 포함하며;
    - 상기 실린더 내에 배열된 피스톤을 포함하고, 상기 피스톤은 상기 크랭크샤프트에 기계적으로 연결되며, 상기 피스톤은 크라운을 포함하고;
    - 상기 피스톤의 상기 크라운 내에 동심적으로 배열된 포핏 흡기 밸브를 포함하며;
    - 상기 실린더 헤드 내에 동심적으로 배열된 포핏 배출 밸브를 포함하는 2-행정 엔진.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 엔진은, 추가로:
    - 상기 크랭크실 내에 배열된 하나 이상의 흡기 통로를 포함하며, 상기 흡기 통로는 내부에 흡기 용적을 가지고;
    - 상기 피스톤으로부터 달려 있는 하나 이상의 피스톤 유입 통로를 포함하며, 상기 피스톤 유입 통로는 내부에 흡기 용적을 가지고, 상기 피스톤 유입 통로는 상기 흡기 통로와 텔레스코프식으로 구성되며, 상기 흡기 통로와 피스톤 유입 통로는 상기 크랭크실의 용적으로부터 내부에 흡기 용적들을 밀봉하는 것을 특징으로 하는 2-행정 엔진.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 엔진은, 추가로:
    - 상기 크랭크실과 실린더에 외부적으로 배열된 흡기 칼럼을 포함하고, 상기 흡기 칼럼은 상기 크랭크실과 소통하는 베이스, 상기 베이스의 맞은편에 있는 유입 단부, 및 내부에 흡기 칼럼 용적을 가지며;
    - 상기 흡기 칼럼 내에 배열된 자유 부유 세퍼레이터를 포함하고, 상기 세퍼레이터는 상기 흡기 칼럼 용적을 상기 세퍼레이터와 유입 단부 사이의 제 1 부분과 상기 세퍼레이터와 크랭크실 사이의 제 2 부분으로 분리시키며, 상기 세퍼레이터는 상기 흡기 칼럼의 제 1 부분과 제 2 부분이 서로 혼합되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 2-행정 엔진.
  18. 제 15 항에 있어서,
    상기 2-행정 엔진은 상기 크랭크실 용적의 일부분 내에 배열된 중실 구조의 유체 용적 제한 필러를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 2-행정 엔진.
  19. 제 15 항에 있어서,
    상기 2-행정 엔진은 추가로:
    - 상기 크랭크샤프트 위에 배열된 배출 캠을 포함하고:
    - 상기 실린더 상부에 배열된 실린더 헤드를 포함하며;
    - 상기 실린더 헤드와 배출 캠 사이에서 연장되는 푸시로드를 포함하고;
    - 상기 실린더 헤드 위에 배열된 로커 암을 포함하며, 상기 로커 암은 상기 푸시로드와 기계적으로 소통하고;
    - 상기 실린더 헤드 내에 동심적으로 배열된 포핏 배출 밸브를 포함하며, 상기 포핏 배출 밸브는 상기 로커 암과 기계적으로 소통하는 것을 특징으로 하는 2-행정 엔진.
  20. 제 15 항에 있어서,
    상기 엔진은 크랭크실로부터 연장되는 복수의 실린더를 가진 단일 크랭크실, 및 복수의 실린더 주위에 배열된 냉각제 재킷을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 2-행정 엔진.
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