KR20240072189A - 로터리 엔진 - Google Patents

Abstract

로터리 엔진은 배출구(1), 흡입구(2), 스로트(3), 피스톤(4), 엔진 몸체(5), 셔터(6), 샤프트(7), 로터(8)를 포함하는 적어도 하나의 파워 출력 장치를 포함하고, 상기 로터(8)는 엔진 출력 샤프트(7)에 단단히 연결되고, 상기 로터(8)는 상기 엔진 몸체(5)에 정밀하게 매칭되며, 정밀하게 밀봉되고, 상기 피스톤(4)은 상기 로터(8)에 고정되고, 상기 엔진 몸체(5)에 정밀하게 매칭되며, 정밀하게 밀봉되고, 상기 피스톤(4)은 배출구(1)를 갖는 작동 챔버를 나누고, 상기 로터를 구동시키고, 상기 셔터(6)는 정확한 개방/닫힘 시간을 확실히 하도록, 샤프트에 의해 차례로 구동되는 타이머 벨트에 의해 구동되고, 상기 셔터(6)가 휴지 위치에 있을 때, 상기 피스톤(4)이 상기 스로트를 통과하여 1 사이클을 마치고 다음 사이클을 시작할 수 있고; 상기 셔터(6)가 스로트(3) 위치에 있을 때, 상기 셔터(6)는 엔진 몸체(5), 로터(8) 및 피스톤(4)과 함께 작동하여 밀봉된 작동 챔버를 형성하는 것을 특징으로 하는 로터리 엔진.

Description

로터리 엔진

본 발명은 내연기관에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 2 회전으로 1 사이클을 완료하는 기존의 4-행정(흡기; 압축; 연소; 배기) 엔진과 비교하여, 본 발명은 2-행정(흡기; 연소)만 가지며 1 회전으로 1 사이클을 완료하여 파워 손실을 줄이고 연비를 향상시킬 수 있는 로터리 엔진에 관한 것이다.

여기 내용은 웹사이트 내용이다: 4-행정 엔진은 가장 일반적인 유형의 내연 기관이며, 다양한 분야에서 사용된다. 4-행정 엔진은 피스톤의 2 사이클(또는 4개의 피스톤 행정)마다 1개의 파워 행정을 제공한다. 4-행정 엔진의 애니메이션과 아래 프로세스에 대한 추가 설명이 있다.

1. 흡기 행정: 피스톤이 아래쪽 하단으로 이동하고, 이는 연료-공기 혼합물이 챔버로 들어갈 수 있도록 부피를 증가시킨다.

2. 압축 행정: 흡기 밸브가 닫히고, 피스톤이 챔버 위쪽 상단으로 이동한다. 이는 연료-공기 혼합물을 압축한다. 이러한 행정이 끝나면, 스파크 플러그가 압축된 연료에 연소를 시작하는 데 필요한 활성화 에너지를 제공한다.

3. 파워 행정: 연료가 연소의 끝 단계에 도달함에 따라, 탄화수소 연소로부터 방출되는 열이 압력을 증가시켜, 가스가 피스톤을 아래쪽으로 가압하고 파워 출력을 생성한다.

4. 배기 행정: 피스톤이 하단에 도달하면, 배기 밸브가 개방된다. 남은 배기 가스는 피스톤이 다시 위쪽으로 이동함에 따라, 피스톤에 의해 밀려 나온다. 이러한 가솔린 엔진의 열 효율은 차량의 모델 및 디자인에 따라 달라진다. 그러나, 일반적으로, 가솔린 엔진은 연료(화학적 에너지)의 20%를 기계적 에너지로 변환한다.

인터넷 웹사이트 내용 끝.

파워 행정만 유용하고, 나머지 3개 행정은 저항을 극복하기 위해 관성 플라이휠이나 다른 실린더의 파워 행정을 필요하기 때문에, 연료 효율이 제한된다.

기존 엔진의 경우, 연료 연소(파워 행정, a에서 b까지)가 일어나면, 고압으로 인해 피스톤을 아래쪽으로 가압하고, 그 다음 커넥터를 가압하여 크랭크 샤프트가 회전 구동시킨다. 그러나, 힘이 크랭크 샤프트와 수직이 아니기 때문에, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 많은 파워 손실이 발생한다.

도 3 및 도 4는 로터리 엔진의 단순화된 개략도를 도시한다.

본 발명의 엔진은 다음과 같은 부품을 갖는다:

1. 배출구, 항상 개방됨

2. 흡입구, 타이머 벨트에 의해 제어됨

3. 스로트, 이는 닫힘 위치에 있을 때, 셔터(6)를 정지시킴

4. 피스톤, 이는 로터(8)에 고정되고, 엔진 몸체(5) 및 로터(8)에 정밀하게 매칭됨.

5. 엔진 몸체

6. 셔터, 이는 타이머 벨트에 의해 구동되는, 닫힘 위치(스로트 위치) 및 개방 위치(휴지 위치)의 2개 위치를 가짐

7. 샤프트

8. 로터, 이는 셔터가 닫힘 위치(스로트 위치)에 있고/흡기 밸브가 닫혀 있을 때, 8(로터) & 6(셔터) & 4(피스톤) & 5(엔진 몸체)가 폐쇄된 작동 챔버을 형성하고, 여기서 연소가 발생하고, 피스톤을 가압하여, 로터가 빨간색 화살표 방향으로 회전하도록 구동한다.

도 1 및 도 2는 힘이 크랭크 샤프트와 수직이 아니기 때문에, 많은 파워 손실이 발생하는 것을 도시하는 도면이다.
도 3 및 도 4는 로터리 엔진의 단순화된 개략도를 도시한다.

본 발명은 다음과 같은 두 가지 방법으로 연료 효율을 향상시키려고 한다.

1. 4-행정을 2-행정으로 줄인다.

2, 힘이 샤프트에 항상 수직이 되도록 보장한다.

이러한 엔진이 어떻게 작동하는지 이해하기 위해, 정상 작동 중의 한 사이클을 선택한다.

1 단계: 도 5부터 시작한다. 이때 피스톤은 셔터 런어웨이 영역을 막 통과하고, 셔터는 닫힐 준비되어 있고(이는 셔터가 스로트 위치로 변함을 의미함), 흡입 밸브가 개방되고, 압축 공기가 채워진다. 셔터가 닫힌 후(스로트 위치에서), 원자화된(atomized) 연료로 공기를 채운다.

2 단계: 도 6에 도시된 바와 같이, 흡입 밸브가 닫히고, 연소가 시작되고, 연료가 연소되고, 작동 챔버 내부의 압력이 상승하고, 피스톤을 가압하여 로터가 회전하도록 구성되고, 파워 행정이 시작된다.

3 단계: 파워 행정이 끝날 때, 작동 챔버 내부의 압력은 배기 압력보다 훨씬 높지 않으며, 피스톤은 도 7과 같은 위치로 이동하고, 이 때 흡입 밸브는 닫힌 상태로 유지되고, 셔터는 피스톤이 통과하도록 개방될 준비되어 있다.

4 단계: 도8에 도시된 바와 같이, 셔터가 개방되고, 휴지 위치에서, 흡입 밸브는 닫힌 상태로 유지되고, 피스톤은 스로트를 통과하여 1 단계로 간다.

본 발명의 장점

1. 간단하지만 신뢰할 수 있다.

2. 힘은 회전 반경에 항상 수직이며, 이는 더 많은 파워 출력을 의미하고, 1 회전으로 한 사이클을 완료하며, 이는 더 많은 효율성을 의미한다.

3. 더 큰 파워를 얻기 쉬우므로, 기존 엔진은 항상 크랭크샤프트 반경과 파워의 균형을 맞춰야 한다.

4. 챔버 벽에 횡력(side force)이 없기 때문에, 기존 엔진보다 더 부드럽게 작동하며, 이는 소음이 적고 발열이 적지만 수명이 길어짐을 의미한다.

어려움들

어려움은 밀봉하는 것이다. 잘 밀봉하려면 두 가지 위치가 필요하다.

1. 스로트 위치에서 셔터와 로터 사이; 2. 로터를 갖는 엔진 몸체와 피스톤 사이.

해결 방법은 다음과 같다;

l. 작동 챔버 밀봉의 레이아웃. 도 9는 또 다른 레이아웃을 도시하며, 모양은 엔지니어링에 따라 다르다.

2. 이전에는 움직이는 부품을 고정된(stable) 부품에 정밀하게 매칭시키는 것이 어려웠지만, 지금은 CNC가 있다.

3. 해당 부품에 대해 서로 다른 확장 비율 재료를 선택한다. 엔진 몸체와 셔터는 더 작지만, 로터와 피스톤은 더 큰 것이 좋다. 엔진이 가열되면, 로터와 피스톤이 엔진 몸체와 셔터보다 약간 더 크게 팽창한다. 짧은 시간이 지나면, 모든 접촉 영역이 서로 매우 정밀하게 매칭된다. 위에서 언급한 바와 같이, 본 발명의 엔진은 횡력이 없어서, 오랫동안 정밀하게 매칭될 것이다.

4. 로터/피스톤에 패턴을 새기는(carve) 것도 밀봉을 위한 또 다른 좋은 방법이다. 짧은 시간이 지나면, 탄소 침전물, 금속 부스러기(shavings) 및 윤활유가 이러한 패턴으로 축적되어, 밀봉처럼 된다.

Claims (6)

1. 로터리 엔진으로서,
   배출구(1), 흡입구(2), 스로트(3), 피스톤(4), 엔진 몸체(5), 셔터(6), 샤프트(7), 로터(8), 도시되지 않은 보조 장치를 포함하는 적어도 하나의 파워 출력 장치를 포함하고;
   상기 로터(8)는 엔진 출력 샤프트(7)에 단단히 연결되고;
   상기 로터(8)는 상기 엔진 몸체(5)에 정밀하게 매칭되며, 정밀하게 밀봉되고;
   상기 피스톤(4)은 상기 로터(8)에 고정되고, 상기 엔진 몸체(5)에 정밀하게 매칭되며, 정밀하게 밀봉되고, 상기 피스톤(4)은 배출구(1)를 갖는 작동 챔버(셔터/로터/엔진 몸체/피스톤에 의해 형성됨)를 나누고, 상기 로터가 회전하도록 구동시키는 기능을 하고,
   상기 셔터(6)는 정확한 개방/닫힘 시간을 확실히 하도록, 샤프트에 의해 차례로 구동되는 타이머 벨트에 의해 구동되고, 상기 셔터(6)가 휴지 위치에 있을 때, 상기 피스톤(4)이 스로트를 통과하여 1 사이클을 마치고 다음 사이클을 시작할 수 있고; 상기 셔터가 스로트(3) 위치에 있을 때, 상기 셔터는 엔진 몸체(5), 로터(8) 및 피스톤(4)과 함께 작동하여 밀봉된 작동 챔버를 형성하는 것을 특징으로 하는 로터리 엔진.
2. 상기 로터(8)가 작동 챔버의 일부이고, 셔터(6), 피스톤(4) 및 엔진 몸체(5)와 함께 작동 챔버를 형성하고, 내부에서 연료가 연소될 때, 피스톤을 밀어내어 로터(8)가 회전하도록 구동시는 것을 특징으로 하는 로터리 엔진.
3. 단지 1개의 파워 출력 장치가 존재할 때, 상기 로터가 플라이휠 역할을 하는 것을 특징으로 로터리 엔진.
4. 1 회전 시 1 사이클을 완료하는 것을 특징으로 하는 로터리 엔진.
5. 힘이 항상 회전 반경에 수직이고, 이는 최대 파워 출력을 보장하는 것을 특징으로 하는 로터리 엔진.
6. 작동 챔버 내부의 매질이 터빈과 마찬가지로 증기 또는 물일 수도 있는 것을 특징으로 하는 로터리 엔진.