KR20190126385A - 내연기관 - Google Patents

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KR20190126385A
KR20190126385A KR1020197029897A KR20197029897A KR20190126385A KR 20190126385 A KR20190126385 A KR 20190126385A KR 1020197029897 A KR1020197029897 A KR 1020197029897A KR 20197029897 A KR20197029897 A KR 20197029897A KR 20190126385 A KR20190126385 A KR 20190126385A
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엘리엇 파윅
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인핸스드 에너지 에피션시 엔터프라이즈 리미티드
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Abstract

압축 점화 내연기관(1)은 실린더(2), 실린더(2) 내에 왕복운동 가능하게 수용되는 피스톤(3), 실린더에 대해 회전 가능하게 장착된 한 쌍의 역회전 크랭크샤프트(4, 5), 각각의 크랭크샤프트(4, 5)의 크랭크 저널(41, 51)에 연결된 제 1 단부(61, 71)와 피스톤(3)에 연결된 제 2 단부(62, 72)를 각각 구비한 한 쌍의 연결 로드(6, 7)를 포함한다. 크랭크샤프트(4, 5)를 향한 제 1 방향으로의 피스톤(3)의 행정은 각각의 크랭크샤프트(4, 5)가 제 1 각도만큼 회전하게 하고 제 1 방향의 반대 방향인 제 2 방향의 피스톤 행정은 각각의 크랭크샤프트(4,5)가 제 1 각도와 다른 제 2 각도(β-α)만큼 회전하게 하도록 상기 내연기관(1)이 구성된다.

Description

내연기관
본 발명은 일반적으로 내연기관에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 배타적이지 않지만, 본 발명은 트윈 크랭크 장치를 갖는 내연기관에 관한 것이다.
내연기관은 잘 알려져 있으며 일반적으로 차량, 장비 및 기타 휴대용 또는 고정 기계의 주, 보조 또는 백업 전원으로 사용된다. 종래의 내연기관은 피스톤 실린더 내에 왕복운동 가능하게 수용된 피스톤을 포함한다. 피스톤 실린더는 피스톤 실린더에 그리고 실린더로부터 가스 및 연료를 각각 분사 및 배출하기 위해 그 일 단부에 입구 및 배기 밸브를 갖는다. 전형적으로, 단일 연결 로드는 크랭크샤프트의 회전축으로부터 오프셋된 위치에서 각각의 피스톤을 단일 크랭크샤프트에 연결함으로써, 피스톤 실린더를 따라 피스톤의 왕복운동을 크랭크샤프트의 회전 운동으로 전환시킨다. 크랭크샤프트는 회전 운동으로부터 동력을 끌어 당기는 부하, 예를 들어, 차량의 구동 트레인에 결합된다.
피스톤과 연결 로드 사이의 각도의 정도가 증가함에 따라, 이들 사이에 가해지는 힘은 실린더 벽에 대해 지탱하는 피스톤에서 발생한다는 것이 관찰되었다. 이 '측면 추력'은 마찰을 발생시키고 엔진 효율을 크게 줄일 수 있다. 이 효과는 피스톤 실린더 내에서 그리고 피스톤에 작용하는 압력이 가장 큰 압축 점화 엔진에서 가장 현저하다.
내연기관 분야, 특히 엔진 효율을 높이기 위해 많은 연구가 진행되어 왔다. 제안된 한 가지 접근법은 소위 '트윈 크랭크' 장치라는 두 개의 크랭크샤프트를 사용하는 것이다. 이 설계의 목적은 상술한 측면 추력의 단점을 극복하는 것이다. 이러한 트윈 크랭크 제안은 피스톤 중심선의 각각의 측면에 각각 위치된 한 쌍의 크랭크샤프트를 포함한다. 한 쌍의 연결 로드가 제공되며, 각각의 단부는 그 단부 중 하나에서 크랭크샤프트 중 각각의 하나에 연결되고, 다른 단부에서 공통 피스톤에 연결된다.
트윈 크랭크 장치를 사용하면 피스톤의 측면 추력과 그로 인한 마찰 손실을 줄일 수 있다고 제안되었다. 예를 들어, US5682844는 각각의 크랭크샤프트의 회전축과 피스톤의 중심선 사이의 오프셋을 갖는 모터 사이클 엔진을 제안한다. US229788은 엔진의 동력 행정 동안 연결 로드가 피스톤의 점화된 연료 충전에 의해 발생된 힘보다 큰 총 힘을 생성할 수 있게 하는 공동 작용 부품의 조합을 갖는 이중 크랭크샤프트 엔진을 개시하고 있다.
현재까지 제안된 설계는 종래의 내연기관에 존재하는 측면 추력으로 인한 마찰을 감소시킬 수 있지만, 그와 같은 장치로 인해 다른 유해한 영향이 초래되어 상업적 구현을 방해하고 있는 것으로 여겨진다.
따라서, 본 발명의 제 1 비-배타적 목적은 공지된 설계의 문제점을 극복하거나 적어도 완화시키는 트윈 크랭크 내연기관을 제공하는 것이다. 본 발명의 보다 일반적인 비-배타적인 목적은 개선된 트윈 크랭크 내연기관을 제공하는 것이다.
따라서, 본 발명의 제 1 양태는 내연기관, 압축 점화 내연기관을 제공하고, 상기 내연기관은 실린더, 실린더 내에 왕복운동 가능하게 수용되는 피스톤, 한 쌍의 크랭크샤프트들, 크랭크샤프트들 중 각각의 크랭크샤프트에 연결된, 예를 들어, 크랭크 저널에 의해 피봇식으로 연결된 제 1 단부와, 피스톤에 연결된, 예를 들어, 피스톤 커넥터에 의해 피봇식으로 연결된 2 단부를 각각 갖는 한 쌍의 연결 로드들을 포함하고, 엔진은 예를 들어, 크랭크샤프트들을 향하는 제 1 방향으로의 피스톤 행정이 각각의 크랭크샤프트가 제 1 각도만큼 회전하게 하고 예를 들어, 상기 제 1 방향과 반대인 제 2 방향으로의 피스톤 행정이 각각의 크랭크샤프트가 예를 들어, 제 1 각도와 다른 제 2 각도만큼 회전하게 하도록 구성된다.
출원인은 트윈 크랭크 엔진이 상향 및 하향 행정 사이에 비대칭 관계를 제공하며, 이는 특정 엔진 구성의 효율을 향상시키는데 사용될 수 있음을 관찰하였다. 보다 구체적으로, 종래의 내연기관과 비교할 때, 크랭크샤프트의 회전축과 피스톤의 중심선 사이의 오프셋을 신중하게 선택함으로써 작업 출력이 최적화될 수 있다. 상향 및 하향 행정 동안 크랭크샤프트 회전 사이의 비대칭은 엔진 사이클로 전달되어 유도/동력 행정에 대한 크랭크샤프트의 각도 변위가 압축/배기 행정의 각도 변위와 다르다.
이러한 비대칭은 압축 점화 엔진에서 특히 유리한 것으로 여겨진다. 실시예들에서, 엔진은 디젤 또는 바이오디젤 연료 또는 심지어 제트 연료, 항공 터빈 연료 또는 임의의 다른 적절한 연료를 사용하여 구동되도록 작동 가능하거나 구성될 수 있다. 엔진은 디젤 또는 바이오디젤 엔진을 포함할 수 있다.
그러나, 내연기관이 스파크 점화 엔진을 포함하는 것이 또한 예상된다. 엔진은 휘발유, 가솔린 또는 자동차 가스(LPG), 메탄올, 에탄올, 바이오에탄올, 압축 천연 가스(CNG), 수소 또는 니트로메탄과 같은 임의의 다른 적합한 연료를 사용하는 것으로 확인되도록 작동 가능하거나 구성될 수 있다. 엔진은 휘발유 또는 가솔린 엔진을 포함할 수 있다.
실시예들에서, 내연기관은 예를 들어, 가스 팽창 엔진, 증기 기관을 포함할 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 오프셋(offset)은 실린더의 중심축과 그 내부에서 왕복하는 피스톤에 수직하는 방향의 거리를 의미한다. 예를 들어, 엔진은 크랭크샤프트 오프셋을 포함할 수 있으며, 이는 크랭크샤프트 또는 각 크랭크샤프트의 회전축과 실린더 및/또는 피스톤의 중심축 또는 투영된 중심선 사이의 오프셋으로 기술될 수 있다. 이 오프셋은 중심축 또는 투영된 중심선에 수직인 방향의 거리에 대응한다.
유사하게, 엔진은 피스톤 연결 오프셋을 포함할 수 있으며, 이는 피스톤 연결 또는 각 피스톤 연결부와 실린더 및/또는 피스톤의 중심축 또는 투영된 중심선 사이의 오프셋으로 기술될 수 있다. 이 오프셋은 또한 중심축 또는 투영된 중심선에 수직인 방향의 거리에 대응한다.
또한, 엔진은 유효 크랭크샤프트 오프셋을 포함할 수 있으며, 이는 크랭크샤프트 오프셋과 피스톤 연결 오프셋 사이의 차이에 대응할 수 있다. 따라서, 유효 크랭크샤프트 오프셋의 다른 정의는 크랭크샤프트 또는 각 크랭크샤프트의 회전축과 그 연결 로드(즉, 이에 연결된 연결 로드)가 연결된 피스톤 커넥터 사이의 오프셋으로 기술된다는 것이다.
크랭크샤프트는 예를 들어, 실린더에 대해 회전 가능하게 장착될 수 있고, 바람직하게는 반대 방향으로 회전하거나 역회전될 수 있다. 크랭크샤프트는 역회전 크랭크샤프트를 포함할 수 있다. 크랭크샤프트는 그들과 연결 로드 사이의 연결부가 제 1 방향으로 행정의 초기 부분 동안 및/또는 제 2 방향으로 행정의 최종 부분 동안 수렴하도록 회전할 수 있다. 크랭크샤프트는 그들과 연결 로드 사이의 연결부가 제 1 방향으로 행정의 최종 부분 동안 및/또는 제 2 방향으로 행정의 초기 부분 동안 분기되도록 회전할 수 있다.
제 2 각도는 제 1 각도보다 18 내지 50도, 예를 들어, 제 1 각도보다 20 내지 48도, 24 내지 44도 또는 26 내지 42도 더 작을 수 있다. 바람직하게는, 제 2 각도는 제 1 각도보다 28 내지 40도, 예를 들어, 30 내지 38도 더 작다. 보다 바람직하게는, 제 2 각도는 제 1 각도보다 32 내지 36도, 예를 들어, 제 1 각도보다 약 33 내지 35도 또는 약 34도 더 작다.
피스톤은 상사점 위치와 하사점 위치 사이에서 움직일 수 있다. 피스톤의 상사점 위치와 하사점 위치는 피스톤 상사점 위치와 하사점 위치를 포함할 수 있다. 상사점 위치는 피스톤이 최상 위치에 있거나 피스톤이 크랭크샤프트로부터 가장 먼 위치에 있는 위치에 대응할 수 있다. 하사점 위치는 피스톤이 최저 위치에 있거나 피스톤이 크랭크샤프트에 최인접 위치에 있는 위치에 대응할 수 있다.
제 1 방향은 하향 행정을 포함하거나 피스톤 상사점 위치로부터 멀어지는 이동에 대응할 수 있다. 제 2 방향은 상향 행정을 포함하거나 피스톤 하사점 위치로부터 멀어지는 이동에 대응할 수 있다. 제 1 방향으로의 행정의 초기 부분은 상사점 위치로부터의 이동을 포함할 수 있고 및/또는 제 2 방향으로의 행정의 초기 부분은 하사점 위치로부터의 이동을 포함할 수 있다. 제 1 방향으로의 행정의 최종 부분은 하사점 위치로의 이동을 포함할 수 있고 및/또는 제 2 방향으로의 행정의 최종 부분은 상사점 위치로의 이동을 포함할 수 있다.
제 1 각도는 상사점 위치로부터 하사점 위치로의 피스톤의 이동에 대응하는 크랭크샤프트의 각도 회전일 수 있다. 제 2 각도는 하사점 위치로부터 상사점 위치까지의 피스톤의 이동에 대응하는 크랭크샤프트의 각도 회전일 수 있다.
크랭크샤프트들 중 적어도 하나는 최상, 더 높은, 홈, 0도, 0 또는 크랭크샤프트 상사점 위치를 포함할 수 있는, 제 1 위치를 포함할 수 있다. 크랭크샤프트들 중 적어도 하나는 최저, 더 낮은, 180도 또는 크랭크샤프트 하사점 위치를 포함할 수 있는, 제 2 위치를 포함할 수 있다. 제 1 위치는 크랭크샤프트와 연결 로드 사이의 연결이 최상, 홈, 0도 또는 제로 위치에 있을 때 크랭크샤프트의 위치 또는 배향을 포함하거나 이에 대응할 수 있다. 제 2 위치는 크랭크샤프트와 연결 로드 사이의 연결이 최하 또는 180도 위치에 있을 때 크랭크샤프트의 위치 또는 배향을 포함하거나 이에 대응할 수 있다.
각각의 연결 로드의 제 1 단부는 각각의 크랭크샤프트의 크랭크 저널에 연결될 수 있다. 엔진은 크랭크샤프트 스로 반경을 포함할 수 있으며, 이는 예를 들어, 크랭크샤프트 또는 각 크랭크샤프트의 회전축과 크랭크 저널 또는 연결 로드와의 연결부 사이의 거리만큼을 포함하거나 그 사이에 있을 수 있다.
엔진은 유효 크랭크샤프트 오프셋이 크랭크샤프트 스로 반경의 1.4 내지 1.9 배가 되도록 구성될 수 있다. 엔진은 크랭크샤프트 오프셋이 크랭크샤프트 스로 반경과 피스톤 연결 오프셋의 합의 1.4 내지 1.9 배가 되도록 구성될 수 있다. 대안적으로, 이들 비율 중 하나는 1.5 내지 1.8 또는 1.6 내지 1.7 또는 약 1.65일 수 있다.
바람직하게는, 크랭크샤프트와 피스톤 사이의 임의의 힘의 측면 추력 성분은 그 중심선 또는 수직 성분 이하이다. 이는 예를 들어, 피스톤 및 실린더의 중심선에 대한 연결 로드 방향이 45°를 초과하지 않도록 함으로써 달성될 수 있다.
엔진은 연결 로드와 크랭크샤프트 사이의 축 또는 연결 로드와 피스톤 사이에서 연결부에 대한 축 또는 연결부로부터 연장되는 직선의 길이에 의해 형성된 유효 연결 로드 길이를 포함할 수 있다. .
실시예에서, 유효 연결 로드 길이는 C≥ 1.4142 x(E + R)로 정의되며, 여기서 C는 유효 연결 로드 길이이고, R은 크랭크샤프트 스로 반경이고, E는 유효 크랭크샤프트 오프셋이다. 실시예에서, C≥1.5x(E + R) 또는 심지어 C≥1.6x(E + R).
실시예에서, 예를 들어, C = 1.4142 x(E + R)인 경우, 제 1 각도와의 차이는 다음 식과 같다 :
Figure pct00001
여기서:
R은 크랭크샤프트 스로 반경;
C는 연결 로드를 통해 연결된 각 크랭크 저널과 피스톤 커넥터 사이의 거리;
E는 유효 크랭크샤프트 오프셋이다.
엔진은 제 1 및 제 2 피스톤 커넥터를 포함할 수 있다. 한 쌍의 크랭크샤프트는 제 1 및 제 2 크랭크샤프트를 포함할 수 있고 및/또는 한 쌍의 연결 로드는 제 1 및 제 2 연결 로드를 포함할 수 있다. 제 1 연결 로드는 그 제 1 단부에서 제 1 크랭크샤프트, 예를 들어, 크랭크 저널에 연결될 수 있고 및/또는 그 제 2 단부에서 피스톤, 예를 들어, 제 1 피스톤 커넥터에 연결될 수 있다. 제 2 연결 로드는 그 제 2 단부에서 제 2 크랭크샤프트, 예를 들어 그 크랭크 저널에 연결될 수 있고 및/또는 그 제 2 단부에서 피스톤, 예를 들어, 제 2 피스톤 커넥터에 연결될 수 있다.
제 1 크랭크샤프트는 피스톤의 제 1 측에 있을 수 있고 및/또는 제 2 크랭크샤프트는 피스톤의 제 2 측에 있을 수 있다. 일부 실시예에서, 제 1 피스톤 커넥터는 피스톤의 제 1 측에 있고 제 2 피스톤 커넥터는 피스톤의 제 2 측에 있다. 다른 실시예에서, 제 1 및 제 2 피스톤 커넥터는 동축 및/또는 피스톤의 중심선과 교차한다. 일부 실시예에서, 연결 로드 중 하나는 예를 들어, 포크형 단부, 예를 들어, 포크형 소단부 및/또는 한 쌍의 반대 링 또는 부싱을 포함한다. 다른 연결 로드는 포크형 단부의 반대 링 또는 부싱 사이의 예를 들어, 포크형 단부에 의해서 수용되거나 또는 수용가능한 예를 들어, 소단부 및/또는 링 또는 부싱을 포함할 수 있다. 연결 로드는 예를 들어, 제 1 및 제 2 피스톤 커넥터가 동축이고 및/또는 피스톤의 중심선과 교차하도록 포크 및 블레이드 장치를 포함하거나 형성할 수 있다.
엔진은 크랭크케이스 및/또는 베어링 캐리어를 포함할 수 있으며, 이는 크랭크케이스에 장착될 수 있고 및/또는 크랭크케이스와 다른 재료를 포함하거나 이로 구성될 수 있다. 베어링 캐리어는 하나 이상의, 예를 들어, 베어링 또는 예를 들어, 각각의 베어링을 수용하기 위한 한 쌍의 리셉터클을 가질 수 있다. 실시예에서, 베어링 캐리어는 크랭크샤프트들 중 하나가 장착되는 베어링을 각각 수용하는 한 쌍의 리셉터클을 갖는다.
엔진 또는 베어링 캐리어는 윤활제 포트를 포함할 수 있으며, 이는 예를 들어, 베어링 또는 베어링들에 윤활유를 도입하기 위한 리셉터클 중 하나 또는 둘 다와 관련될 수 있다. 실시예들에서, 엔진 또는 베어링 캐리어는 베어링들, 예를 들어 각각의 베어링에 윤활제를 도입하기 위해 각각의 리셉터클과 관련된 윤활제 포트를 포함한다.
엔진은 크랭크샤프트들 중 하나 또는 각각의 하나에 연결되거나 결합된 단부를 각각 갖는 또는 적어도 하나의 한 쌍의 출력 샤프트를 포함할 수 있다. 대안적으로, 엔진은 양자 크랭크샤프트들에 연결된 출력 샤프트를 포함할 수 있다.
엔진은 실린더에 공기 및/또는 연료를 도입하기 위한 예를 들어, 입구 밸브를 포함할 수 있다. 엔진은 실린더에서 가스를 배출하기 위한 예를 들어, 배기 밸브를 포함할 수 있다. 엔진은 피스톤이 상사점 위치에 도달하기 전에 입구 밸브가 15 도와 25도 사이, 예를 들어, 18 도와 22도 사이, 예를 들어 약 20도에서 개방되도록 구성될 수 있다. 엔진은 피스톤이 하사점 위치에 도달한 후에 입구 밸브가 40도 내지 50도 사이, 예를 들어 약 45도에서 폐쇄되도록 구성될 수 있다. 엔진은 피스톤이 하사점 위치에 도달하기 전에 배기 밸브가 40 도와 50도 사이, 예를 들어 약 45도에서 개방되도록 구성될 수 있다. 엔진은 피스톤이 상사점 위치에 도달한 후에, 배기 밸브가 15 도와 25도 사이, 예를 들어, 약 20도에서 폐쇄되도록 구성될 수 있다.
전술한 입구 및 배기 밸브의 개방 및 폐쇄 위치는 크랭크샤프트 최상부, 상부, 홈, 0도, 제로 또는 크랭크샤프트 상사점 위치 및/또는 크랭크샤프트 최하부, 하부, 180도 또는 크랭크샤프트 하사점 위치와 관련하여 대안적으로 표현될 수 있다. 피스톤이 상사점 위치 및 하사점 위치에 있을 때 이러한 위치는 크랭크샤프트 위치에 의존할 것임이 이해될 것이다.
일부 실시예에서, 크랭크샤프트는 하나 이상의, 예를 들어, 둘 이상의 또는 복수의 서로 맞물리는 기어에 의해 서로 연결된다. 엔진은 제 1 기어를 포함할 수 있으며, 이는 크랭크샤프트들 중 하나, 예를 들어, 제 1 크랭크샤프트와 함께 회전하기 위해 결합 또는 고정 또는 장착될 수 있다. 엔진은 제 2 기어를 포함할 수 있으며, 이는 크랭크샤프트들 중 다른 하나, 예를 들어, 제 2 크랭크샤프트와 함께 회전하기 위해 결합 또는 고정 또는 장착될 수 있다. 엔진은 제 1 및 제 2 기어를 함께 연결하는 하나 이상의 추가 기어를 포함할 수 있다. 기어들, 예를 들어, 서로 맞물리는 기어들 또는 제 1, 제 2 및 추가 기어들은 크랭크샤프트의 회전을 동기화시키도록 작동되거나 구성될 수 있다.
엔진은 크랭크샤프트 안정화 또는 동기화 수단을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 크랭크샤프트는 예를 들어, 타이밍 벨트, 예를 들어, 양면 타이밍 벨트에 의해 함께 결합된다. 크랭크샤프트 동기화 수단은 서로에 대해 제 1 및 제 2 크랭크샤프트 각각의 이동 또는 회전을 동기화시키도록 구성되거나 배열될 수 있다.
엔진은 제 1 기어를 포함할 수 있으며, 이는 크랭크샤프트들 중 하나, 예를 들어, 제 1 크랭크샤프트와의 회전을 위해 결합 또는 고정되거나 장착될 수 있다. 엔진은 제 2 기어를 포함할 수 있으며, 이는 크랭크샤프트들 중 다른 하나, 예를 들어, 제 2 크랭크샤프트와의 회전을 위해 결합 또는 고정되거나 장착될 수 있다. 엔진은 적어도 하나의 인장 풀리를 포함할 수 있으며, 이는 함께 회전하기 위해 엔진에 결합 또는 고정되거나 장착된 인장 기어를 포함할 수 있다.
엔진은 제 1 인장 풀리를 포함할 수 있고, 이는 크랭크샤프트 위에 예를 들어, 크랭크샤프트의 회전축과 교차하는 평면의 제 1 측 상에 위치할 수 있다. 엔진은 제 2 인장 풀리를 포함할 수 있고, 이는 크랭크샤프트 밑에 예를 들어, 크랭크샤프트의 회전축과 교차하는 평면의 제 2 측 상에 위치할 수 있다. 제 1 인장 풀리는 함께 회전하도록 그에 결합되거나 고정되거나 장착된 제 1 인장 기어를 포함할 수 있다. 제 2 인장 풀리는 함께 회전하도록 그에 결합되거나 고정되거나 장착된 제 2 인장 기어를 포함할 수 있다. 타이밍 벨트는 각각의 제 1 및 제 2 기어 주위를 적어도 부분적으로 그리고 상기 또는 각각의 인장 기어 주위에 예를 들어, 각각의 제 1 및 제 2 인장 기어 주위를 적어도 부분적으로 통과할 수 있다. 타이밍 벨트는 크랭크샤프트의 회전을 동기화시키도록 구성될 수 있다.
엔진은 캠샤프트 안정화 또는 동기화 수단을 포함할 수 있다. 캠샤프트 안정화 또는 동기화 수단은 타이밍 벨트를 포함하거나 타이밍 벨트에 의해 제공될 수 있다. 엔진은 캠샤프트 구동 풀리를 포함할 수 있으며, 이는 함께 회전하도록 결합되거나 고정되거나 장착된 기어를 포함할 수 있다. 타이밍 벨트는, 예를 들어, 캠샤프트 및 제 1 및 제 2 크랭크샤프트의 회전을 동기화시키기 위해 캠샤프트 구동 풀리 또는 기어 주위를 적어도 부분적으로 통과할 수 있다.
타이밍 벨트의 제 1 측은 제 1 기어와 결합하거나 맞물릴 수 있고, 타이밍 벨트의 제 2 측은 제 2 기어와 결합하거나 맞물릴 수 있다. 대안적으로, 양면 타이밍 벨트의 제 1 측은 제 2 기어와 맞물릴 수 있고 타이밍 벨트의 제 2 측은 제 1 기어와 맞물릴 수 있다.
엔진은 피스톤 안정화 또는 동기화 수단을 포함할 수 있으며, 이는 조립체를 포함할 수 있다. 피스톤 안정화 또는 동기화 수단은 실린더 내에서 피스톤의 요동을 억제하도록 구성되거나 배열될 수 있다. 피스톤 안정화 또는 동기화 수단은 연결 로드에 의해 작용하는 비대칭 힘을 완화, 균형을 이루거나 또는 수용하도록 구성되거나 배열될 수 있다. 피스톤 안정화 또는 동기화 수단은 피스톤에 대해 및/또는 서로에 대해 제 1 및 제 2 연결 부재 각각의 이동 또는 회전을 동기화시키도록 구성되거나 배열될 수 있다. 피스톤 안정화 또는 동기화 수단은 사용시 제 1 및 제 2 연결 로드의 제 2 단부의 서로에 대한 이동이 제한되도록 배열될 수 있다.
제 1 연결 로드는 예를 들어, 제 2 단부에 또는 상기 제 2 단부에 인접한 제 1 결합 수단을 포함할 수 있고 및/또는 제 2 연결 로드는 예를 들어, 제 2 단부에 또는 상기 제 2 단부에 인접한 제 2 결합 수단을 포함할 수 있다. 제 1 및 제 2 결합 수단은 피스톤 안정화 또는 동기화 수단을 제공하기 위해 협력하거나 맞물릴 수 있다.
일부 실시예에서, 피스톤 안정화 또는 동기화 수단은 협력 톱니 또는 기어 톱니를 포함한다. 예를 들어, 제 1 및 제 2 결합 수단은 각각 톱니 세트를 포함할 수 있다. 톱니 세트는 서로 맞물리도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 피스톤 안정화 또는 동기화 수단은 제 1 및 제 2 연결 로드를 상호 연결하는 편향 수단 또는 편향기, 예를 들어, 탄성 편향 수단 또는 편향기를 포함한다. 편향 수단 또는 편향기는 비틀림 스프링을 포함할 수 있다.
제 1 연결 로드는 제 1 유지 핀 또는 페그(이하 핀)를 포함할 수 있고 제 2 연결 로드는 제 2 유지 핀 또는 페그(이하 핀)를 포함할 수 있다. 사용시, 탄성 편향 수단은 제 1 유지 핀과 제 2 유지 핀 사이에서 장력으로 유지될 수 있다.
일부 실시예에서, 피스톤 안정화 또는 동기화 수단은 짐벌 또는 너클, 예를 들어, 짐벌 또는 너클 부재 또는 하우징을 포함할 수 있다. 제 1 및 제 2 연결 로드 중 적어도 하나 또는 각각의 제 2 단부는 짐벌 또는 너클에 예를 들어, 피봇식으로 또는 회전 가능하게 연결 또는 장착될 수 있다. 짐벌 또는 너클은 예를 들어, 피스톤에 또는 피스톤 상에 또는 피스톤 내에 또는 적어도 부분적으로 장착되거나 또는 예를 들어, 피봇식으로 또는 회전 가능하게 장착될 수 있다. 짐벌 또는 너클은 피스톤 내에 예를 들어, 그 공동 내에 적어도 부분적으로 수용될 수 있다. 짐벌 또는 너클은 사용시 그 회전이 피스톤 회전과 적어도 부분적으로 독립적이도록 구성될 수 있다.
연결 로드와 짐벌 또는 너클 사이의 연결, 예를 들어, 그 회전축 및 피스톤에 대한 짐벌 또는 너클의 회전축은 삼각 측량되거나 삼각 측량 배열을 형성할 수 있다. 대안적으로, 연결 로드와 짐벌 또는 너클 사이의 연결, 예를 들어, 그 회전축과 피스톤에 대한 짐벌 또는 너클의 회전축은 삼각 측량되거나 동일한 평면에 놓일 수 있다.
짐벌 또는 너클은 피스톤과 협력하여 실린더 내에서 피스톤의 요동을 방지할 수 있다. 짐벌 또는 너클은 피스톤과 협력하여 연결 로드에 의해 작용하는 비대칭 힘을 완화, 균형을 이루거나 또는 수용할 수 있다. 짐벌 또는 너클은 연결 로드에 의해 가해진 비대칭 힘이 피스톤으로 전달되는 것을 방지하기 위해 피스톤과 협력할 수 있다.
본 발명의 다른 양태는 크랭크케이스 및 크랭크케이스에 장착된 베어링 캐리어를 포함하는 내연기관을 제공하고, 상기 베어링 캐리어는 크랭크케이스와 다른 재료로 형성되고 회전 샤프트 또는 회전 샤프트가 장착된 베어링을 수용하기 위한 하나 이상의 리셉터클을 갖는다.
회전 샤프트는 엔진의 크랭크샤프트를 포함할 수 있다. 엔진은 2 개의 크랭크샤프트를 포함할 수 있다. 엔진은 크랭크샤프트 중 각각의 하나, 예를 들어, 그 크랭크 저널에 연결된 제 1 단부와 엔진의 피스톤 예를 들어, 피스톤 커넥터에 의해서 연결된 제 2 단부를 각각 갖는 한 쌍의 연결 로드를 포함할 수 있다. 엔진은 제 1 방향 예를 들어, 크랭크샤프트를 향하는 피스톤 행정이 각각의 크랭크샤프트가 제 1 각도만큼 회전하게 하고 및/또는 제 2 방향, 예를 들어, 제 1 방향과 반대인, 피스톤 행정이 각각의 크랭크샤프트가 예를 들어, 제 1 각도와 상이한 제 2 각도만큼 회전하게 하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 다른 양태는 피스톤, 피스톤 내에 적어도 부분적으로 피봇식으로 수용된 짐벌 또는 너클 및 너클 부재에 피봇식으로 장착된 한 쌍의 연결 로드를 포함하는 피스톤 안정화 조립체를 제공하여, 연결 로드에 의해 작용하는 비대칭 힘을 완화시킨다.
본 발명의 다른 양태는 상술한 바와 같은 엔진을 포함하는 발전기를 제공한다.
본 발명의 다른 양태는 상술한 바와 같은 엔진을 포함하는 차량을 제공한다. 차량은 예를 들어, 육상 차량, 예를 들어, 자동차, 수상 차량, 예를 들어, 보트 또는 선박, 또는 항공기, 예를 들어, 비행기, 비행선 또는 제플린(zeppelin)을 포함할 수 있다.
의심의 여지를 없애기 위해, 여기에 설명된 특징들 중 어느 것도 본 발명의 임의의 양태에 동일하게 적용된다. 본 출원의 범위 내에서, 이전 단락들, 청구항들 및/또는 다음의 설명 및 도면들, 특히 개별 특징들에서 제시된 다양한 양태들, 실시예들, 예들 및 대안들이 독립적으로 또는 조합하여 취해질 수 있다는 것이 명확하게 의도된다. 즉, 임의의 실시예의 모든 실시예 및/또는 특징은 이러한 특징이 호환되지 않는 한 임의의 방식 및/또는 조합으로 결합될 수 있다. 의심의 여지를 없애기 위해, "할 수 있는", "및/또는", "예를 들어", "예컨대"라는 용어 및 본원에 사용된 임의의 유사한 용어는 상술한 임의의 특징이 제시되는 것이 필요하지 않도록 비제한적으로 해석되어야 한다. 실제로, 선택적인 특징의 임의의 조합은 이들이 명백하게 청구되는지 여부에 관계없이 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 명백하게 구상된다. 출원인은 그에 따라 원래 제출된 청구범위를 변경하거나 새로운 청구범위를 제출할 권리를 보유하며, 이 권리는 원래 제출된 청구범위를 비록 그 방식으로 원래 청구되지 않았을지라도 임의의 다른 청구범위의 특징에 따라 및/또는 다른 청구범위를 포함하도록 보정할 권리를 포함한다.
본 발명의 실시예는 이제 첨부 도면을 참조하여 단지 예로서 설명될 것이다.
도 1은 피스톤이 상사점 위치에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 내연기관의 개략도이다.
도 2는 피스톤이 하사점 위치에 도시된 도 1과 유사한 개략도이다.
도 3은 상사점 위치에 도시된 피스톤이 상사점 위치에 도시된 피스톤과 겹쳐진 도 1 및 도 2와 유사한 개략도이다.
도 4는 피스톤이 연결 로드와 피스톤 중심선 사이의 최대 각도에 대응하는 중간 위치에 도시된 도 1 내지 도 3과 유사한 개략도이다.
도 5는 도 1 내지 도 4의 엔진의 베어링 캐리어의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진에서 사용하기 위한 피스톤 안정화 기구의 개략도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진에 사용하기 위한 대안적인 피스톤 안정화 기구의 개략도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진에 사용하기 위한 다른 대안적인 피스톤 안정화 기구를 통한 단면도이다.
도 9는 도 8의 피스톤 안정화 기구의 개략도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 캠샤프트 동기화 수단의 개략도이다.
이제 도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 실시예의 압축 점화 엔진인 내연기관(1)이 도시되어 있다. 엔진(1)은 일반적인 방식으로 피스톤 실린더(2) 및 실린더(2) 내에 왕복운동 가능하게 수용되는 피스톤(3)을 포함한다. 당업자라면 이해할 수 있는 바와 같이, 본 발명의 내연기관(1)은 종래의 내연기관과 유사한 작동 원리를 따르며, 여기에서는 명시적으로 설명하지 않을 것이다.
본 발명에 따르면, 엔진(1)은 피스톤(3) 및 실린더(2)의 각각의 측에 각각 제 1 크랭크샤프트(4) 및 제 2 크랭크샤프트(5)를 포함한다. 보다 구체적으로, 제 1 크랭크샤프트(4)는 피스톤(3)의 제 1 측에 있고 제 2 크랭크샤프트(5)는 제 2 측에 있다. 엔진(1)은 또한 크랭크샤프트(4, 5) 각각의 크랭크 저널(41, 51)에 연결된 제 1 단부(61, 71) 및 피스톤(3)에 연결된 제 2 단부(62, 72)를 각각 갖는 제 1 연결 로드(6) 및 제 2 연결 로드(7)를 포함한다. 엔진(1)의 배열은 제 1 크랭크샤프트(4)와 관련된 조립체의 기하학적 구조가 제 2 크랭크샤프트(5)와 관련된 조립체에 의해 효과적으로 경면대칭되도록 대칭이다.
본 실시예에서 실린더(2)는 실린더 헤드(21), 측벽(22) 및 피스톤(3)을 수용하기 위한 개방 단부(23)를 갖는 실질적으로 원통형인 공동을 형성한다. 피스톤(3)은 실린더 헤드(21), 측벽(22) 및 피스톤(3)의 상부 표면(31)이 연소실(24)을 형성하도록 실린더 헤드(21)의 반대편 상부 표면(31)을 갖는다. 연소실(24)의 체적은 피스톤 실린더(2)를 따른 피스톤(3)의 위치에 따라 변한다. 피스톤(3) 및 실린더(2)의 공통 중심선은 피스톤(3)의 왕복 축에 대응하는 피스톤 중심선(X)을 정의하도록 투영된다.
피스톤(3)은 또한 실질적으로 원통형이며, 피스톤 중심선(X) 또는 왕복 축에 대해 일반적으로 수직으로 배치된 한 쌍의 피스톤 핀(34, 35)을 수용하는 한 쌍의 핀 수용 개구(32, 33)를 갖는다. 각각의 각각의 핀 수용 개구(32, 33)는 피스톤 중심선(X)의 각 측과 등거리에 위치되고 피스톤 중심선(X)의 각 측에 위치된다. 보다 구체적으로, 제 1 핀 수용 개구(32)는 피스톤(3)의 제 1 측에 있고 제 1 피스톤 핀(34)을 수용하며, 제 2 핀 수용 개구(33)는 피스톤(3)의 제 2 측에 있고 제 2 피스톤 핀(35)을 수용한다. 피스톤 연결 오프셋(P)은 각 핀 수용 개구(34, 35)의 중심축과 피스톤 중심선(X) 사이의 오프셋에 의해 형성된다. .
한 쌍의 크랭크샤프트(4, 5)는 각각 주요 베어링(42, 52)을 포함하고, 엔진(1)의 작동 중에 각 크랭크 저널(41, 51)이 이동하는 경로는 원형 경로(44, 54)로 도시되어 있다. 원형 경로(44, 54)의 반경은 크랭크 스로 반경(R)에 대응한다. 크랭크샤프트(4, 5)는 기어들(미도시)을 맞물림에 의해 함께 결합되어 크랭크샤프트(4, 5)가 불균일하게 분배되는 하중을 피하기 위해 동기화된 상태를 유지한다. 본 실시예에서 엔진(1)은 크랭크샤프트(4, 5)가 화살표(43, 53)로 표시된 바와 역회전하도록 구성된다.
전술한 바와 같이, 크랭크샤프트(4, 5)는 피스톤 중심선(X)의 각 측에 등거리로 위치된다. 크랭크샤프트 오프셋(A)은 각각의 주요 베어링(42, 52)의 중심축 또는 각 크랭크샤프트(4, 5)의 회전축 및 피스톤 중심선(X) 사이의 거리에 의해 형성된다. 유효 크랭크샤프트 오프셋(E)은 각각의 피스톤 핀(34, 35)의 중심축과 각각의 주요 베어링(42, 52)의 중심축 사이의 오프셋에 의해 형성된다. 유효 오프셋(E)은 또한 크랭크샤프트 오프셋(A)과 피스톤 핀 오프셋(P)의 차이로 설명될 수 있다.
일부 실시예에서, 엔진(1)으로부터의 동력 전달은 각각의 크랭크샤프트(4, 5)로부터의 출력을 한 쌍의 출력 샤프트들(미도시) 중 각각의 하나에 연결 또는 결합함으로써 전달된다. 다른 실시예에서, 한 쌍의 크랭크샤프트(4, 5)는 공통 출력 샤프트(미도시)에 연결되고, 이는 다시 단일 출력 샤프트(미도시)에 연결된다.
제 1 연결 로드(6)는 제 1 단부(61)에서 제 1 크랭크샤프트(4)의 크랭크 저널(41)에 그리고 제 2 단부(62)에서 제 1 피스톤 핀(34)에 회전 가능하게 연결된다. 제 2 연결 로드(7)는 제 1 단부(71)에서 제 2 크랭크 저널(51)에 그리고 제 2 단부(72)에서 제 2 피스톤 핀(35)에 회전 가능하게 연결된다. 따라서, 각각의 연결 로드(6, 7)는 이들이 엔진(1)의 작동 중에 그 길이를 따라 임의의 지점에서 서로 교차하지 않도록 피스톤 중심선(X)의 각각의 측 상에 있다. 각각의 연결 로드(6, 7)는 각각의 크랭크 저널(41, 51)의 회전축과 각각의 피스톤 핀(34, 35)의 중심축 사이의 거리에 의해 형성된 길이(C)를 갖는다.
출원인은 엔진(1)의 효율적인 작동을 위해 피스톤 핀 오프셋(P)이 피스톤 중심선(X)과 크랭크 저널(41, 51) 사이에서 최인접 위치에서 설명된 거리보다 작은 것이 중요하다는 것을 관찰하였다. 이는 가해진 힘 하의 피스톤(3)이 삼각 구조로지지되는 것을 보장한다.
크랭크샤프트(4, 5) 각각은 크랭크샤프트 상사점 위치 및 크랭크샤프트 하사점 위치를 갖는다. 크랭크샤프트 상사점 위치는 크랭크 저널(41, 51)이 최상부 또는 홈 위치에 있을 때 크랭크샤프트(4, 5)의 위치에 대응한다. 크랭크샤프트 하사점 위치는 크랭크 저널(41, 51)이 최하부 또는 180도 위치에 있을 때 크랭크샤프트(4, 5)의 위치에 대응한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 크랭크 저널(41, 51)이 크랭크샤프트 상사점 위치를 초과하는 각도(α)에 있을 때 피스톤 상사점 위치가 발생한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 크랭크 저널(41, 51)이 크랭크샤프트 하사점 위치를 초과하는 각도(β)에 있을 때 피스톤 하사점 위치가 발생한다.
도 3은 도 1의 구성에 중첩된 도 2의 구성을 갖는 내연기관(1)을 도시한다. 도시된 바와 같이, 피스톤이 피스톤 상사점 위치로부터 피스톤 하사점 위치로 이동하는데 필요한 크랭크샤프트(4, 5)의 각 회전은 피스톤이 피스톤 하사점 위치로부터 피스톤 상사점 위치로 이동하는데 필요한 크랭크샤프트(4, 5)의 각 회전보다 크다. 따라서, 비대칭 정도(δ)는 크랭크샤프트 회전에서의 이러한 차이(β-α)에 의해 형성된다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 비대칭 정도(δ)가 엔진(1)의 효율을 향상시킬 수 있는 기회를 제공한다는 사실을 기초로 한다. 상술한 구성의 비대칭 정도(δ)는 유효 크랭크샤프트 오프셋(E)을 변경함으로써 제어될 수 있다. 본 발명에 있어서, 동일한 피스톤(3)에 연결된 각각의 연결 로드(6, 7)를 갖는 2 개의 크랭크샤프트(4, 5)를 포함하면, 비대칭 정도(δ)가 엔진(1)에 부여될 수 있고, 다르게는 단일 크랭크샤프트 장치로부터 발생하는 측면 추력의 유해한 영향에 대응할 수 있다.
엔진(1)의 비대칭 정도(δ)를 증가시키면, 피스톤이 상사점 위치로부터 하사점 위치로 이동하는데 필요한 크랭크샤프트(4, 5)의 각도 변위가 증가한다. 대조적으로, 엔진(1)의 비대칭 정도(δ)를 증가시키면, 피스톤이 하사점 위치로부터 상사점 위치로 이동하는데 필요한 크랭크샤프트(4, 5)의 각도 변위가 감소된다. 당업자는 엔진(1)의 비대칭 정도(δ)가 하사점 위치로부터 상사점 위치로의 업 행정과 비교하여 상사점 위치로부터 하사점 위치로의 피스톤(3)의 다운 행정 동안 크랭크샤프트(4, 5)의 회전 정도 사이에서 2δ의 차이를 초래한다는 것을 이해할 것이다.
4 행정 사이클에서, 이 비대칭 정도(δ)는 압축 및 배기 행정과 비교하여 연장되는 유도 및 전력 행정을 초래한다. 임의의 특정 이론에 구속되기를 원하지 않지만, 유도 행정을 연장시키면 체적 충전이 개선되는 반면, 동력 행정을 연장하면 더 많은 에너지가 유용한 작업으로서 피스톤(3)으로 전달될 수 있는 것으로 여겨진다. 압축 및 배기 행정을 단축시키면 또한 피스톤(3) 및 밸브(미도시)를 지나 누출을 감소시키는 것으로 여겨진다.
효율을 최적화하면서, 엔진(1)에 비대칭 정도(δ)를 부여하는 것은 지금까지 인식되지 않았거나 이해되지 않은 설계 파라미터들 사이의 상호 작용과 관련된다. 본 출원인은 엔진(1)의 상술한 성능 개선이 엔진(1)의 비대칭 정도(δ)가 9 내지 25 도인 경우에 특히 유리하다는 것을 관찰하였다. 디젤 엔진에서, 엔진(1)의 비대칭 정도(δ)는 보다 바람직하게는 14 내지 20도, 가장 바람직하게는 16 내지 18도, 예를 들어, 약 17도이다. 17 도의 비대칭은 대칭 엔진 구성과 비교하여 약 10 %의 유도 및 동력 행정 증가를 제공하는 것으로 추정된다. 이는 결과적으로, 크랭크샤프트(4, 5)의 주어진 회전 속도에 대해 피스톤(3)의 다운 행정이 피스톤의 업 행정보다 20 % 더 길게 한다.
이제 도 4를 참조하면, 각각의 연결 로드(6, 7)와 피스톤 중심선(X) 사이에 연결 로드 각도(φ)가 기술되어 있다. 연결 로드 각도(φ)가 45°를 초과하면, 피스톤 중심선(X)에 수직으로 작용하는 피스톤(3)의 힘의 성분은 피스톤 중심선(X)을 따라 작용하는 힘의 성분보다 클 것이다. 이는 피스톤(3)과 피스톤 실린더 측벽(22) 사이의 증가된 측면 추력으로 인해 엔진 효율에 악영향을 미치므로 φ≤ 45°인 것이 중요하다.
연결 로드 길이(C), 크랭크 스로 반경(R) 및 φ≤45°에 대한 유효 크랭크샤프트 오프셋(E) 사이의 관계는 다음과 같이 정의할 수 있다:
C ≥ 1.4142(E + R) (1)
또한 φ≤45°의 경우 비대칭 정도(δ)는 다음 공식을 사용하여 계산할 수 있다:
Figure pct00002
당업자는 비대칭 정도(δ)가 유사한 원리를 사용하여 임의의 주어진 엔진 기하학적 형태에 대해 계산될 수 있음을 상기 예로부터 이해할 것이다.
출원인은 또한 크랭크 스로 반경(R)과 유효 크랭크샤프트 오프셋(E) 사이의 관계가 유리하게는 다음 식에 의해 정의될 수 있다고 결정하였다 :
E = F x R (3)
유효 오프셋 계수(F)는 1.65이다. 그러나, 바람직하게는 유효 크랭크샤프트 오프셋 계수(F)는 1.4 내지 1.9, 보다 바람직하게는 1.5 내지 1.8, 가장 바람직하게는 1.6 내지 1.7이다.
일례에서, 크랭크 스로 반경(R)은 38mm이다. 따라서, 식 3으로부터 유효 크랭크샤프트 오프셋(E)은 62.7mm이다. 식 1을 사용하려면 적어도 142.41 mm의 유효 연결 로드 길이(C)가 필요하다. 유효 연결 로드 길이(C)가 142.41mm인 경우, 식 2를 사용하면 16.56°의 비대칭 정도(δ)가 제공된다.
당업자는 상술한 예에 대한 몇 가지 변형이 예상된다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 다음은 본 발명에 따른 예시적인 엔진(1)의 설계 파라미터를 제공한다:
[표]
Figure pct00003
사용 시에 그리고 동력 행정을 사용하는 동안, 연소실(24) 내의 가스 팽창으로부터의 입력 힘이 피스톤(3)에 작용한다. 이 힘은 피스톤(3)의 상부 표면(31)에 작용하여 다운 행정을 구동시킨다. 힘은 피스톤 핀(34, 35)을 통해 피스톤(3)으로부터 연결 로드(6, 7)로 전달되고, 그로부터 크랭크 저널(41, 51) 및 크랭크샤프트(4, 5)로 전달된다. 힘의 전달은 크랭크샤프트(4, 5)가 실질적으로 대칭적으로 그리고 각각의 주요 베어링(42, 52)에 대하여 반대 방향으로 회전하게 한다.
크랭크샤프트(4, 5)가 회전함에 따라, 크랭크 저널(41, 51)은 원(44, 54)에 의해 정의된 경로를 따른다. 피스톤(3) 상의 각각의 연결 로드(6, 7)에 의한 반응력은 그 대칭성 및 맞물림 기어(미도시)로 인해 균형을 이룬다. 피스톤(3)은 상사점 위치로부터 하사점 위치로 피스톤 실린더(2)를 따라 이동하고 크랭크샤프트(4, 5)는 180°+ δ에 대응하는 제 1 각도를 통해 회전한다. 상술한 특정 실시예에서, 제 1 각도는 196.56°이다.
배기 행정 동안, 크랭크샤프트(4, 5)의 운동량은 피스톤(3)을 하사점 위치로부터 상사점 위치로 구동시킨다. 이 이동은 180°-δ에 대응하는 제 2 각도를 통한 크랭크샤프트의 회전에 대응한다. 상술한 특정 실시예에서, 제 1 각도는 163.44°이다.
이제 도 5를 참조하면, 도 1 내지 도 4의 엔진(1)의 크랭크케이스(미도시)에 장착된 베어링 캐리어(8)가 도시되어 있다. 베어링 캐리어(8)는 본체(9)와 한 쌍의 베어링 캡(10)(그중 하나만 도시됨)을 갖는다. 베어링 캐리어(8)는 크랭크케이스(미도시)와 다른 재료로 형성된다. 본 실시예에서, 크랭크샤프트(4, 5)는 강철로 형성되고, 크랭크케이스(미도시)는 알루미늄 합금으로 형성되고 베어링 캐리어(8)는 강철로 형성된다. 베어링 캐리어(8)는 크랭크케이스의 알루미늄 합금과 강철 크랭크샤프트(4, 5) 사이의 상이한 열 팽창의 영향을 완화시키도록 설계된다.
본체(9)는 직육면체이며, 한 쌍의 이격된 반원형 절개 부(91)를 갖는다. 각각의 반원형 절개 부(91)는 크랭크샤프트들(4, 5) 중 하나가 회전가능하게 장착되는 각각의 베어링(42, 52)을 수용하도록 크기 및 치수가 정해진다. 본체(9)는 또한 절개 부들(91) 중 하나와 각각 교통하는 한 쌍의 윤활 포트(92)를 포함한다. 본체(9)는 반원 절개 부들(91)의 각각의 어느 한 측에 위치된 한 쌍의 나사 베어링 캡 장착 구멍(93), 베어링 캐리어(8)를 엔진(1)의 크랭크케이스(미도시)에 고정하기 위한 외부 장착 구멍(94) 및 다월 핀 구멍(95)을 추가로 포함한다. 다월 핀 구멍(95)은 크랭크케이스(미도시)에 대해서 본체(9)를 위치시키기 위해 다월 핀을 수용하도록 구성되고 외부 장착 구멍(94)은 베어링 캐리어(8)와 크랭크케이스(미도시) 사이의 차등 열 팽창을 수용하기 위해 베어링 캐리어(8)의 이동을 허용하도록 단면이 타원형이다.
베어링 캡(10)은 반원형이고, 본체(9)의 반원형 절개 부(91)와 협동하여 그 사이에 베어링(42, 52)을 포획하도록 구성된다. 각각의 베어링 캡(10)은 또한 그 한 측으로부터 수직으로 돌출하는 한 쌍의 장착 플랜지(11)를 포함한다. 각각의 장착 플랜지(11)는 베어링 캡 장착 구멍(93)을 나사 체결하여 베어링 캡(10)이 본체(9)에 부착될 수 있도록 나사 또는 볼트(미도시)를 수용하기 위해 관통 연장되는 개구(12)를 갖는다.
사용시, 크랭크샤프트(4, 5)의 주요 베어링(42, 52)은 베어링 캡(10)과 반원형 절개 부(91) 사이에 포획된다. 각각의 윤활제 포트(92)는 윤활제 공급부(미도시)와 주요 베어링(42, 52) 사이에 유체 연결부를 형성하여 윤활이 적용될 수 있게 한다.
본 실시예에서, 본체(9)의 하부 표면은 고도로 연마되고 윤활제 포트(92)는 크랭크케이스에서 주요 오일 통로의 포트와 정렬된다. 결과적으로, 베어링 캐리어(8)와 크랭크케이스(미도시) 사이의 차등 열 팽창을 수용하기 위한 베어링 캐리어(8)의 이동은 결과적으로 적은 양의 누출을 유도하여, 반대 표면을 윤활시킨다. 그러나, 크랭크케이스(미도시)의 주요 오일 통로의 포트와 정렬되는 윤활제 포트(92) 사이의 연결부는 본체(9)의 하부 표면 또는 크랭크케이스(미도시)의 홈에 수용된 O-링에 의해 시일될 수 있는 것으로 생각된다. 이러한 실시예에서, 가스켓(미도시)은 본체(9)의 반대면과 크랭크케이스(미도시) 사이에 제공될 수 있다.
이제 도 6을 참조하면, 상술한 엔진(1)과 유사한 구성이 도시되어 있으며, 여기서 이전 도면의 특징과 유사한 특징은 유사한 도면부호로 표시되며 더 이상 설명하지 않을 것이다. 이 배열은 연결 로드(6, 7)에 의해 작용하는 비대칭 힘을 균형화함으로써 실린더(2) 내에서 피스톤(3)의 요동을 방지하기 위해 피스톤 안정화 기구(100)가 제공된다는 점에서 이전 도면의 것과 다르다.
각각의 연결 로드(6, 7)는 각각의 피스톤 핀(34, 35)을 둘러싸는 각각의 베어링(63, 73)(단순함을 위해 베어링 표면으로 도시됨)을 갖는다. 베어링(63, 73)은 각각의 베어링 쉘(64, 74)에 의해 둘러싸여 있다. 본 실시예에서, 피스톤 안정화 기구(100)는 각각의 베어링 쉘(64, 74)의 외부 표면 상에 형성되고 외부 표면으로부터 돌출된 한 세트의 톱니(165, 175)(단지 그 일부는 간략화를 위해 도시됨)의 형태를 취한다. 톱니(165, 175)는 피스톤(3)이 왕복운동할 때 한 쌍의 연결 로드(6, 7)의 각각의 제 2 단부(62, 72)가 서로에 대해 회전함에 따라 맞물리도록 구성된다.
서로 맞물리는 톱니(165, 175)는 피스톤(3)이 왕복운동할 때 한 쌍의 연결 로드(6, 7)가 서로에 대해 이동할 수 있는 정도를 제한한다. 이것은 특히 엔진의 동력 행정 중의 사용에 관련된다. 연소실(미도시) 내의 가스의 팽창으로부터 피스톤(3)에 작용하는 임의의 불균형 힘은 각각의 피스톤 핀(34, 35)을 통해 연결 로드(6, 7)로 전달될 것이다. 서로 맞물리는 톱니(165, 175)는 피스톤(3)의 균형을 맞추고 실린더(미도시) 내에서 피스톤(3)의 요동 가능성을 감소시킨다.
이제 도 7을 참조하면, 도 6의 기구(100)와 유사한 피스톤 안정화 기구(200)가 도시되는데, 여기서 유사한 특징들은 유사한 도면부호로 표시되며 더 이상 설명되지 않을 것이다. 본 실시예에서, 제 1 연결 로드(6)는 제 2 단부(62)로부터 이격된 위치에서 그로부터 돌출된 핀(266)을 갖고, 제 2 연결 로드(7)는 제 2 단부(72)로부터 이격된 위치에서 그로부터 돌출된 핀(276)을 갖는다.
본 실시예의 피스톤 안정화 기구(200)는 본 실시예에서 스프링(280) 형태의 탄성 편향 수단의 형태를 취한다. 스프링(280)은 제 1 연결 로드(6)의 핀(266) 주위에 후크된 제 1 단부(281), 제 2 연결 로드(7)의 핀(276) 주위에 후크결합된 제 2 단부(282) 및 제 1 피스톤 핀(34)과 제 2 피스톤 핀(35) 각각 주위의 한 쌍의 중앙 권선을 가진다. 스프링(280)은 각각의 연결 로드(6, 7)에 비틀림 힘을 가하여 이들을 분리시킨다.
사용 시에 그리고 연소실 내의 가스의 팽창으로부터 또는 다른 수단에 의해 피스톤(3)에 작용하는 불균형 힘이 발생하는 경우, 스프링(280)은 피스톤(3)이 실린더(미도시) 내에서 피스톤(3)의 요동을 완화하도록 균형을 잡는데 도움을 줄 것이다.
도 7이 피스톤 핀(34, 35) 주위에 감긴 스프링(280)을 도시하지만, 이는 반드시 그럴 필요는 없음이 이해될 것이다. 대신에, 스프링(280)은 베어링 쉘(64, 74) 주위에 감기거나 또는 연결 로드(6, 7)의 베어링 쉘(64, 74) 또는 제 2 단부(62, 72)에서 특정 홀딩 립 또는 형성부에 감길 수 있다. 또한, 스프링(280)은 임의의 적합한 탄성 편향 수단으로 대체될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
이제 도 8 및 도 9를 참조하면, 도 6의 기구(100)과 유사한 피스톤 안정화 기구(300)가 도시되며, 여기서 유사한 특징들은 유사한 도면부호로 표시되며 더 이상 설명되지 않을 것이다. 본 실시예에 따른 피스톤 안정화 기구(300)는 피스톤(303)의 공동(336) 내에 수용된 짐벌 또는 너클 하우징(310)을 포함한다. 하우징(310)은 각각의 연결 로드(6, 7)의 제 2 단부(62, 72) 및 피스톤 핀(34, 35)을 둘러싸고 부분적으로 캡슐화한다.
하우징(310)은 각각의 연결 로드(6, 7)의 제 2 단부(62, 72)를 수용하기 위한 슬롯(311)과 상기 슬롯(311)에 직교하고 교차하는 한 쌍의 이격된 제 2 보어(312a, 312b)를 갖는다. 보어(312a, 312b)는 연결 로드(6, 7)의 제 2 단부(62, 72)가 제 1 슬롯(311) 내에 수용되면 각각의 피스톤 핀(34, 35)을 수용하도록 배열된다.
하우징(310)은 피스톤 핀(34, 35) 및 베어링(63, 73)이 윤활될 수 있도록 상부 표면을 통해 그리고 제 1 및 제 2 슬롯(311, 312a, 312b)과 유체 교통하는 한 쌍의 이격된 윤활제 포트(313)를 갖는다. 피스톤(303)은 공동(336)을 형성하는 내부 표면으로부터 돌출하는 로딩 립(337)을 포함한다. 로딩 립(337)은 하우징(310)이 공동(336)에 들어갈 수 있는 정도를 제한하도록 구성된다.
피스톤 안정화 기구(300)는 하우징(310)의 반대 측 상에 위치된 한 쌍의 차축(315)을 포함한다. 본 실시예에서 피스톤(303)은 측벽을 통해 연장되고 공동(336)과 교통하는 한 쌍의 차축 개구(338)를 갖는다. 차축(315)은 차축 개구(338)를 통해 삽입되고 그 안에 수축 끼워 맞춤된다.
피스톤 안정화 기구(300)는 또한 차축 개구(38)와 차축(315) 사이에 위치된 각각의 차축(315)마다 하나씩 한 쌍의 베어링(316)을 포함한다. 차축(315)은 피스톤(303) 내에 피스톤 안정화 기구(300)를 유지하고 그것이 공통 축을 중심으로 피스톤(303)에 대해 회전하게 한다. 차축(315)은 또한 피스톤(303)으로부터 연결 로드(6, 7)로 에너지를 전달한다.
사용 시, 피스톤 안정화 기구(300) 내에 위치한 연결 로드(6, 7)의 단부(62, 72)와 피스톤(303) 내에 위치한 전체 조립체와 함께, 연결 로드(6, 7) 사이의 불균형은 피스톤 안정화 기구(300)를 통해서 피스톤(303)에 힘을 전달한다. 하우징(310)이 차축(315)을 중심으로 피스톤(303)에 대해 자유롭게 회전할 때, 임의의 불균형 한 힘으로 인해 피스톤 안정화 기구(300)가 피스톤(303)에 대해 회전하게 되고 따라서 피스톤(303)은 균형을 유지한다.
이제 도 10을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 크랭크샤프트 동기화 기구(400)가 도시되어 있고, 도 1 내지 도 9의 것과 유사한 도면부호는 유사한 특징을 나타낸다. 크랭크샤프트 동기화 기구(400)는 타이밍 벨트(401)의 제 1 측(411) 및 제 2 측(421) 모두에 톱니(411a, 421a)를 갖는 양면 타이밍 벨트(401)를 갖는다.
제 1 및 제 2 크랭크샤프트(4, 5)는 이전 실시예에서와 같이 각각의 주요 베어링(42, 52)을 갖는다. 제 1 크랭크샤프트(4)는 그와 함께 회전하도록 장착된 제 1 기어(402)를 가지며, 이는 타이밍 벨트(401)의 제 1 측(411) 상의 기어 톱니(411a)와 협력하고 본 실시예에서 시계 방향(412)으로 회전하도록 구성된다. 제 2 크랭크샤프트(5)는 그와 함께 회전하도록 장착된 제 2 기어(403)를 가지며, 이는 타이밍 벨트(401)의 제 2 측(421) 상의 기어 톱니(421a)와 협력하고 본 실시예에서 반시계 방향(413)으로 회전하도록 구성된다. 따라서, 제 1 크랭크샤프트(4, 5) 및 그들의 각각의 기어(402, 403)는 역회전하도록 구성된다.
동기화 기구(400)는 제 1 및 제 2 크랭크샤프트(4, 5)의 회전축과 교차하는 평면의 하부 측 아래에 위치된 회전 중심을 갖는 제 1 인장 풀리(404)를 포함한다. 제 1 인장 풀리(404)는 타이밍 벨트(401)의 제 2 측(421) 상의 톱니(421a)와 맞물리도록 구성된 제 1 인장 기어(424)를 형성하는 기어식 외부 표면을 가지며 반시계 방향(414)으로 회전하도록 구성된다.
동기화 기구(400)는 또한 제 1 및 제 2 크랭크샤프트(4, 5)의 회전축과 제 1 인장 풀리(404)의 회전축을 교차하는 평면의 상부에 위치된 회전 중심을 갖는 제 2 및 제 3 인장 풀리(405, 406)를 포함한다. 본 실시예에서, 제 2 인장 풀리(405)는 타이밍 벨트(401)의 제 2 측(421) 상의 톱니(421a)와 맞물리도록 구성된 제 2 인장 기어(425)를 형성하는 기어식 외부 표면을 가지며 반시계 방향으로 회전하도록 구성된다. 제 3 인장 풀리(406)는 타이밍 벨트(401)의 제 1 측(411) 상의 톱니(411a)와 맞물리도록 구성된 제 3 인장 기어(426)를 형성하는 기어식 외부 표면을 가지며 시계 방향(416)으로 회전하도록 구성된다.
동기화 기구(400)는 또한 크랭크샤프트(4, 5) 위에 위치되는 회전 중심을 갖는 캠샤프트 구동 풀리(407)를 포함한다. 캠샤프트 구동 풀리(407)는 타이밍 벨트(401)의 제 2 측(421) 상의 톱니(421a)와 상호 맞물리도록 구성된 캠샤프트 기어(427)를 형성하는 기어식 외부 표면을 가지며 반시계 방향(417)으로 회전하도록 구성된다.
사용 시에, 타이밍 벨트(401)는 제 1 및 제 2 기어(402, 403) 및 캠샤프트 기어(427) 모두와의 결합에 의해 서로에 대해 크랭크샤프트(4, 5) 사이 및 또한 크랭크샤프트(4, 5)와 캠샤프트 구동 풀리(407) 사이의 동기화를 유지한다.
캠샤프트 구동 풀리(407)가 반시계 방향으로 회전하지만, 이는 반드시 그럴 필요는 없다. 대신에, 캠샤프트 구동 풀리(407)는 제 1 기어(402)의 시계 방향 회전 및 제 2 기어(403)의 반시계 방향 회전을 유지하면서 시계 방향으로 회전할 수 있다. 당업자는 타이밍 벨트(401)의 제 2 측(421) 상의 톱니(421a)가 캠샤프트 기어(427) 및 제 1 기어(402)와 모두 맞물리고 타이밍 벨트(401)의 제 1 측(411) 상의 톱니(411a)가 제 2 기어(403)와 맞물리도록 이러한 경우에 크랭크샤프트 동기화 기구(400)를 재구성함으로써 달성될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 인장 풀리들(404, 405 및 406)은 또한 그러한 재구성을 수용하도록 재구성될 필요가 있을 것이다.
크랭크샤프트(4, 5)와 캠샤프트 구동 풀리(407) 모두를 동기화시키도록 구성된 크랭크샤프트 동기화 기구를 갖는 대신에, 크랭크샤프트 동기화 기구는 크랭크샤프트(4, 5)의 회전만을 동기화시킬 수 있음을 이해할 것이다. 그러한 경우에, 제 1 및 제 2 크랭크샤프트(4, 5)의 회전축과 교차하는 평면의 일측의 회전 중심을 갖는 하나 이상의 인장 풀리와 제 1 및 제 2 크랭크샤프트(4, 5)의 회전축과 교차하는 평면의 다른 측의 회전 중심을 갖는 하나 이상의 추가 인장 풀리가 존재할 수 있다. 대안적으로, 타이밍 벨트(401)는 또한 당업자에게 이해될 바와 같이 하나 이상의 주변 장치(미도시)를 구동할 수 있다.
당업자는 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 몇 가지 변형이 예상된다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 피스톤 실린더(2) 및 피스톤(3)의 단면 형상은 타원형 또는 복잡한 다각형과 같은 임의의 적합한 형상일 수 있다. 또한, 상술한 특징 및/또는 첨부 도면에 도시된 특징의 임의의 수의 조합은 종래 기술에 비해 명백한 이점을 제공하고 따라서 본원에 기술된 본 발명의 범위 내에 있다는 것을 당업자는 이해할 것이다.

Claims (27)

  1. 압축 점화 내연기관으로서,
    실린더;
    상기 실린더 내에 왕복운동 가능하게 수용된 피스톤; 및
    상기 실린더에 대해 회전 가능하게 장착된 한 쌍의 역회전 크랭크샤프트들; 및
    상기 크랭크샤프트들 각각의 크랭크 저널에 연결된 제 1 단부 및 피스톤 커넥터에 의해 상기 피스톤에 연결된 제 2 단부를 각각 갖는 한 쌍의 연결 로드들을 포함하고,
    상기 내연기관은 상기 크랭크샤프트들을 향한 제 1 방향의 피스톤 행정이 각각의 크랭크샤프트가 제 1 각도만큼 회전하게 하고 상기 제 1 방향과 반대인 제 2 방향의 피스톤 행정이 각각의 크랭크샤프트가 상기 제 1 각도와 다른 제 2 각도만큼 회전하게 하도록 구성되는, 압축 점화 내연기관.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 각도는 상기 제 1 각도보다 20 내지 48도 작은, 압축 점화 내연기관.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 각도는 상기 제 1 각도보다 26 내지 42도 작은, 압축 점화 내연기관.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2 각도는 상기 제 1 각도보다 32 내지 36도 작은, 압축 점화 내연기관.
  5. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    각각의 크랭크샤프트의 회전축과 그 크랭크 저널 사이에 형성된 크랭크샤프트 스로 반경(crankshaft throw radius); 및
    각각의 크랭크샤프트의 회전축과 그 연결 로드가 연결되는 상기 피스톤 커넥터 사이의 오프셋에 의해 형성된 유효 크랭크샤프트 오프셋을 포함하고,
    상기 유효 크랭크샤프트 오프셋은 상기 크랭크샤프트 스로 반경의 1.4 내지 1.9 배인, 압축 점화 내연기관.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 유효 크랭크샤프트 오프셋은 상기 크랭크샤프트 스로 반경의 1.6 내지 1.7 배인, 압축 점화 내연기관.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    각각의 연결 로드는 상기 크랭크 저널 및 상기 크랭크 저널과 연결된 상기 피스톤 커넥터 사이에 형성된 유효 연결 로드 길이(C)를 포함하고, 상기 유효 연결 로드 길이는 C≥ 1.4142 x(E+R)으로 규정되고, 여기서 R은 상기 크랭크샤프트 스로 반경이고 E는 상기 유효 크랭크샤프트 오프셋인, 압축 점화 내연기관.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제 1 및 제 2 피스톤 커넥터를 포함하고, 상기 한 쌍의 크랭크샤프트들은 제 1 및 제 2 크랭크샤프트를 포함하고, 상기 한 쌍의 연결 로드들은 제 1 및 제 2 연결 로드를 포함하고, 상기 제 1 연결 로드는 그 제 1 단부에서 상기 제 1 크랭크샤프트의 크랭크 저널에 연결되고 그 제 2 단부에서 상기 제 1 피스톤 커넥터에 연결되고, 제 2 연결 로드는 그 제 1 단부에서 상기 제 2 크랭크샤프트의 크랭크 저널에 연결되고 그 제 2 단부에서 상기 제 2 피스톤 커넥터에 연결되는, 압축 점화 내연기관.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 크랭크샤프트 및 상기 제 1 피스톤 커넥터는 모두 상기 피스톤의 제 1 측에 있고, 상기 제 2 크랭크샤프트 및 상기 제 2 피스톤 커넥터는 모두 상기 피스톤의 제 2 측에 있는, 압축 점화 내연기관.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 연결 로드들에 의해 작용하는 비대칭 힘들을 균형화함으로써 상기 실린더 내에서 상기 피스톤의 요동을 억제하도록 구성된 피스톤 안정화 수단을 포함하는, 압축 점화 내연기관.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 연결 로드는 그 제 2 단부에 또는 상기 제 2 단부에 인접한 제 1 결합 수단을 포함하고, 상기 제 2 연결 로드는 그 제 2 단부에 또는 상기 제 2 단부에 인접한 제 2 결합 수단을 포함하고, 상기 제 2 결합 수단은 상기 피스톤 안정화 수단을 제공하기 위해 상기 제 1 결합 수단과 협력하거나 상호 결합하는, 압축 점화 내연기관.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 결합 수단은 각각 한 세트의 톱니를 포함하는, 압축 점화 내연기관.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 피스톤 안정화 수단은 상기 제 1 및 제 2 연결 로드를 상호 연결하고 상기 제 1 및 제 2 연결 로드의 회전이 서로에 대해 균형을 이루도록 구성되는 탄성 편향 수단을 포함하는, 압축 점화 내연기관.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 피스톤 안정화 수단은 상기 제 1 및 제 2 연결 로드 각각의 제 2 단부가 피봇식으로 연결되는 짐벌 또는 너클을 포함하고, 상기 짐벌 또는 너클은 상기 피스톤에 피봇식으로 장착되거나 적어도 부분적으로 상기 피스톤 내에 피봇식으로 장착되어서, 그 회전은 적어도 부분적으로 상기 피스톤 회전과 독립적인, 압축 점화 내연기관.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 연결 로드들과 상기 짐벌 또는 너클 사이의 연결부와 상기 피스톤에 대한 상기 짐벌 또는 너클의 회전축은 삼각 배열을 형성하는, 압축 점화 내연기관.
  16. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 크랭크샤프트는 상기 피스톤의 제 1 측에 있고, 상기 제 2 크랭크샤프트는 상기 피스톤의 제 2 측에 있으며, 상기 제 1 및 제 2 피스톤 커넥터는 동축방향이며 상기 피스톤의 중심선과 교차하는, 압축 점화 내연기관.
  17. 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    크랭크케이스 및 상기 크랭크케이스에 장착된 베어링 캐리어를 더 포함하고, 상기 베어링 캐리어는 상기 크랭크케이스와 다른 재료로 형성되고, 한 쌍의 크랭크샤프트들 중 하나가 장착되는 베어링을 각각 수용하는 한 쌍의 리셉터클들을 갖는, 압축 점화 내연기관.
  18. 제 11 항에 있어서,
    상기 베어링 캐리어는 윤활제를 상기 베어링들에 도입하기 위해 각각의 리셉터클과 관련된 윤활제 포트를 포함하는, 압축 점화 내연기관.
  19. 제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 크랭크샤프트들 각각에 각각 연결된 단부를 갖는 한 쌍의 출력 샤프트들을 포함하는, 압축 점화 내연기관.
  20. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    양자 크랭크샤프트들에 결합된 출력 샤프트를 포함하는, 압축 점화 내연기관.
  21. 제 1 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
    공기 및/또는 연료를 상기 실린더 내로 도입하기 위한 입구 밸브 및 상기 실린더로부터 가스를 배기하기 위한 배기 밸브를 포함하고, 상기 피스톤이 상사점 위치에 도달하기 전에 상기 입구 밸브가 15도 내지 25도 사이에서 개방되고 상기 피스톤이 하사점 위치에 도달한 후에 상기 입구 밸브가 40도 내지 50도 사이에서 폐쇄되고 상기 피스톤이 상기 하사점 위치에 도달하기 전에 상기 배기 밸브가 40도 내지 50도 사이에서 개방되고 상기 피스톤이 상기 상사점 위치에 도달한 후에 상기 배기 밸브가 15도 내지 25도 사이에서 폐쇄되도록 상기 내연기관이 구성되는, 압축 점화 내연기관.
  22. 제 1 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 크랭크샤프트들은 상호 맞물리는 기어들에 의해 함께 결합되는, 압축 점화 내연기관.
  23. 제 1 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 크랭크샤프트들은 양면 타이밍 벨트에 의해 함께 결합되는, 압축 점화 내연기관.
  24. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 크랭크샤프트들 중 하나와 함께 회전하도록 장착된 제 1 기어, 다른 크랭크샤프트와 함께 회전하도록 장착된 제 2 기어 및 상기 제 1 및 제 2 기어를 함께 연결하여, 그들의 회전을 동기화하는 적어도 하나의 추가 기어를 포함하는, 압축 점화 내연기관.
  25. 제 1 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 따른 디젤 내연기관.
  26. 제 1 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 따른 내연기관을 포함하는 발전기.
  27. 제 1 항 내지 제 26 항 중 어느 한 항에 따른 내연기관을 포함하는 차량.
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