KR20250130092A - 전자석을 이용한 고효율 전기엔진 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자석을 이용한 고효율 전기엔진에 관한 것으로, 상세하게는 첫째로, 일반 엔진의 피스톤상단에 영구자석을 부착하고 이에 맞대어 전자석을 설치하고, 이 전자석과 연결된 IGBT(절연게이트타입 바이폴라 트랜지스터)에 각 피스톤의 상사점 신호가 오면, IGBT게이트를 작동시켜서 동시에 전자석 코일에 강한 전류를 일순간 흐르게 하여 피스톤상단에 부착한 영구자석의 극과 같은 극의 전자석이 되게 함으로써 같은 극의 척력작용에 의해 피스톤이 왕복운동을 하여 커넥팅로드를 통해 크랭크축을 회전시킴으로써 크랭크축과 연결되어 있는 여러 기기들을 작동케 하는 피스톤과 전자석을 이용한 고효율 전기엔진에 관한 것과 둘째로, 원형 회전체의 원주상에 일정한 개수의 영구자석을 부착하고 이와 대응하여 전자석을 설치하여 회전체가 회전할 때 영구자석이 전자석과 연결된 IGBT에 전자석과 맞닿는 시점의 신호가 오면 IGBT게이트를 작동시켜서 동시에 전자석 코일에 강한 전류를 일순간 흐르게 하여 원형회전체 원주상에 부착한 영구자석과 같은 극의 전자석이 되게 함으로써 같은 극의 척력작용에 의해 원형회전체가 회전하게 함으로써 회전축과 연결되어 있는 여러 기기들을 작동케 하는 원형회전체와 전자석을 이용한 고효율 전기엔진에 관한 것이다.

Description

전자석을 이용한 고효율 전기엔진{high efficiency Electric engine using electromagnets}

본 발명은 전자석을 이용한 고효율 전기엔진에 관한 것으로, 상세하게는 첫째로, 일반 엔진의 피스톤상단에 영구자석을 부착하고 이와 맞대어 전자석을 설치하고, 이 전자석과 연결된 IGBT(절연게이트타입 바이폴라 트랜지스터)에 각 피스톤의 상사점 신호가 오면, IGBT게이트를 작동시켜서 동시에 전자석 코일에 강한 전류를 일순간 흐르게 하여 피스톤상단에 부착한 영구자석의 극과 같은 극의 전자석이 되게 함으로써 같은 극의 척력작용에 의해 피스톤이 왕복운동을 하여 커넥팅로드를 통해 크랭크축을 회전시킴으로써 크랭크축과 연결되어 있는 여러 기기들을 작동케 하는 피스톤과 전자석을 이용한 고효율 전기엔진에 관한 것이다.

둘째로, 원형 회전체의 원주상에 일정한 개수의 영구자석을 부착하고 이와 대응하여 전자석을 설치하여 회전체가 회전할 때 영구자석이 전자석과 연결된 IGBT(절연게이트타입 바이폴라 트랜지스터)에 전자석과 맞닿는 시점의 신호가 오면 IGBT게이트를 작동시켜서 동시에 전자석 코일에 강한 전류를 일순간 흐르게 하여 회전체 원주상에 부착한 영구자석의 극과 같은 극의 전자석이 되게 함으로써 같은 극의 척력작용에 의해 회전체가 회전하게 됨으로써 회전축과 연결되어 있는 여러 기기들을 작동케 하는 회전체와 전자석을 이용한 고효율 전기엔진에 관한 것이다.

내연기관 자동차의 심장, 엔진 이야기

자동차를 움직이는 데는 엔진(engine)의 역할이 큽니다. 엔진으로 연료가 주입되면 연료는 엔진 안에서 폭발하면서 순식간에 연소됩니다. 폭발하는 힘으로 피스톤을 밀어내고 피스톤과 연결된 축이 회전하면서 축과 연결된 바퀴에 힘이 전달되어 자동차가 움직입니다. 지금부터 엔진의 구성요소부터 엔진의 구동원리, 실린더를 배열하는 구조에 따라 다양한 엔진 종류에 대해 알아보겠습니다.

엔진의 구성요소는 엔진의 종류에 따라 다르지만, 기본적인 구성요소인 실린더, 밸브, 피스톤, 크랭크 샤프트, 커넥팅로드 등은 같습니다.

실린더(cylinder)는 피스톤의 상하 또는 좌우 왕복운동으로 혼합기체가 들어오고 빠져나가며 압축과 폭발이 일어나는 빈 원통형 공간입니다. 실린더가 들어갈 자리의 쇳덩어리 부품을 실린더 블록이라고 합니다. 밸브(valve)는 실린더 위에서 열고 닫히며 혼합기를 흡입하거나 폭발한 뒤 남은 배기가스의 배출을 조절하고 폭발 과정 중 실린더의 밀폐를 유지합니다. 흡기밸브는 혼합기의 유입을 조절하고, 배기밸브는 배기가스의 배출을 조절합니다.

피스톤(piston)은 실린더 안에서 왕복 직선운동을 하면서, 실린더 안에서 생긴 혼합기의 폭발력을 크랭크샤프트(crankshaft)로 전달합니다. 받은 힘으로 회전하는 크랭크샤프트가 전달하는 힘을 다시 실린더로 이어 압력을 가합니다. 이와 같이 피스톤은 실린더 안에서 공기를 압축시켜주는 역할을 합니다. 피스톤에는 3개의 링이 있습니다. 위에2개는 압력유실을 막아주는 압력링, 밑에 한 개는 실린더 내부벽에 묻은 오일을 긁어내려주는 역할을 합니다. 피스톤은 커넥팅로드라는 베어링이 달린 기둥과 연결이 되어 크랭크축으로 힘을 전달합니다.

크랭크샤프트는 피스톤의 왕복 직선운동을 회전운동으로 바꾸는 축입니다. 회전축에 수평으로 엇갈린 축 여러 개를 묶어놓은 것이며, 커넥팅 로드의 움직임은 크랭크샤프트의 회전축 중심과 엇갈린 축 중심의 거리만큼으로 제한됩니다. 실린더 개수에 따라 회전축 중심을 기준으로 한 엇갈린 축의 배치각도가 다릅니다. 커넥팅로드(connecting rod)는 피스톤과 크랭크샤프트를 연결하는 막대입니다. 길이가 고정되어 있기 때문에 피스톤과 크랭크샤프트 사이에 힘을 전달하며 두 부품 사이의 움직임을 구속하는 역할도 합니다.

이 밖에 엔진이 회전할 때 발생하는 마찰력에 의한 동력의 손실을 줄이기 위해 엔진에 윤활유를 공급하는 윤활장치와 엔진에 발생한 열을 흡수해 엔진 온도를 일정하게 유지시켜 주는 냉각장치가 있습니다.

엔진의 작동 원리

엔진의 작동 방식을 알아보기 전에 ‘행정’이라는 것을 알아야 합니다. 피스톤이 한 번 올라가거나 내려가는 것을 ‘1행정’이라고 합니다. 가장 대표적인 방식은 4행정 방식이며, 2행정, 5행정, 6행정 방식도 있습니다. 예를 들어 2행정 방식은 피스톤이 한 번 왕복하는 동안 즉, 2행정하는 동안 한 주기가 끝납니다. 4행정 방식은 흡입, 압축, 폭발, 배기를 반복합니다.

1. 흡입 : 두 밸브가 닫혀 있고 피스톤이 가장 위에 있는 상태에서 시작합니다. 피스톤이 아래로 내려가면서 흡입밸브가 열려 혼합기체가 실린더 안으로 주입됩니다. 그리고 피스톤이 아래로 내려가면서 흡입밸브가 닫히고 흡입이 끝납니다.

2. 압축 : 플라이휠의 회전운동으로 피스톤이 다시 위로 올라가면서 주입된 혼합기체를 압축합니다. 압축된 혼합기체는 부피가 줄어들며 밀도가 높아져 폭발력이 강해집니다.

3. 폭발 : 피스톤이 맨 위에서 불꽃방전을 일으켜 밀도가 높아진 혼합기체가 순간적으로 연소됩니다. 연소되면서 생기는 폭발로 피스톤을 밀어 내립니다. 여기서 연소 기체의 열에너지가 플라이휠의 회전운동 에너지로 바뀝니다. 피스톤이 아래로 내려가는 동안 실린더 안에는 배기가스가 남습니다.

4. 배기 : 플라이휠의 회전운동에 따라 아래로 내려간 피스톤이 다시 올라올 때 배기밸브가 열리면서 연소기체를 밖으로 내보냅니다. 피스톤이 맨 위로 올라갔을 때 배기밸브가 닫히고 흡기밸브가 열리면서 흡입 과정이 다시 시작됩니다.

간단하게 말하자면 엔진의 실린더에 연료를 흡입하여 폭발시킨 힘으로 피스톤을 밀어내고 밀려난 피스톤이 축을 회전시켜 그 힘이 바퀴에 전달되어 자동차가 움직이는 것입니다.(비특허문헌 1)

크랭크축(crankshaft)이란 증기기관이나 내연기관 등에서 피스톤의 왕복운동을 회전운동으로 바꾸는 기능을 하는 축이다. 영어로 크랭크샤프트(crankshaft)라고 한다.

1. 개요: 크랭크축은 크랭크와 연결되어 왕복운동과 회전운동 간의 변환을 수행하는 기계 요소이다. 내연기관에서 크랭크축은 실린더 블록의 아래쪽 반원 부분에 메인 저널 베어링의 상반부가 설치되고, 하반기는 엔진 블록에 볼트로 설치되는 베어링 캡으로 지지가 된다. 크랭크축은 동력 행정에서 얻은 피스톤의 동력을 회전운동으로 바꾸어 엔진의 출력을 외부로 전달하고 흡입, 압축, 배기 행정에서는 피스톤에 운동을 전달한다. 크랭크축은 큰 하중을 받으면서 고속 회전을 하므로 강도나 강성이 충분하고 내마멸성이 크며 정적 및 동적평형이 잡혀 원활하게 회전되어야 한다. 크랭크축 형상은 실린더 수, 메인 베어링 수,행정의 크기, 실린더 배열, 점화 순서에 의해 정해진다.

2. 기능 : 1) 커넥팅-롯드로부터 전달되는 힘을 회전 토크로 변환시킨다.

2) 회전 토크의 대부분을 플라이휠을 통하여 클러치에 전달한다.

3) 동력 행정 이 외의 행정에서는 역으로 피스톤에 운동을 전달한다.

4) 회전 토크의 일부를 이용하여 밸브 기구, 오일펌프, 배전기, 발전기, 그리고 형식에 따라서는 연료공급장치와 냉각 펌프 등을 구동시킨다.

3. 조건 : 커넥팅로드와 피스톤은 크랭크축에 의해 행정마다 가속과 감속을 교대로 반복한다. 따라서 크랭크축에는 큰 가속력이 및 원심력이 작용한다. 여러 종류의 힘이 작용하기 때문에 크랭크축에는 휨과 비틀림이 발생하고 또 회전 진동의 영향을 받는다. 그리고 마찰 부분 즉, 저널들은 추가로 마멸되게 된다. 크랭크축은 이와 같은 가혹한 부하 조건을 감당하기 위해 충분한 기계적 강도와 동적 및 정적인 평형, 내피로성, 내마멸성, 그리고 탄성이 있어야 한다.

4. 재료 : 재료는 합금강 또는 질화강, 구상흑연주철 등이 주로 사용된다. 크랭크축은 무엇보다도 내피로성과 내마멸성이 있어야 한다. 강을 재료로 하는 크랭크축은 형타 단조 방식으로 제작되므로 기계적 강도가 우수하다. 반면에 구상흑연주철을 재료로 하는 경우엔 진동 흡수성이 우수하다. 최근에는 엔진의 고속화 경향으로 피스톤 행정과 실린더 안지름 비가 적어지는 단 행정 엔진으로 제작함으로 인해 메인 저널과 크랭크 핀의 중심거리가 짧고 크랭크축의 강성이 높은 것이 요구된다.

5. 구조 :구조는 일체식과 조립식이 있고 자동차용은 주로 일체식을 사용한다. 크랭크축의 회전중심을 형성하는 축 부분을 메인 저널, 커넥팅로드 대단부와 결합하는 부분을 크랭크 핀, 메인 저널과 크랭크 핀을 연결하는 부분을 크랭크 암이라고 한다. 그리고 환전 평형을 유지하기 위해 크랭크 암에 둔 평형추 등으로 되어 있다. 크랭크축 앞 끝에는 캠축 구동용의 타이밍 기어 또는 타이밍 벨트 구동용 스프로킷과 물 펌프 및 발전기 구동을 위한 크랭크축 풀리가 설치되어 있으며, 뒤쪽에는 플라이휠 설치를 위한 플랜지와 변속기 입력축 지지용 파일럿 베어링을 끼우는 구멍이 있다. 내부에는 커넥팅로드 베어링으로 기관 오일을 공급하기 위한 오일 구멍 및 오일 통로가 있고, 크랭크 케이스의 오일 누출을 방지하기 위한 오일 실을 두고 있다.

1) 메인 저널 : 크랭크축의 회전중심을 형성하는 축 부분으로 블록에 직접 장착된다.

2) 크랭크 핀 저널 : 커넥팅로드 대단부와 결합하는 부분으로 피스톤의 왕복 에너지를 전달받는다.

3) 크랭크 암 : 크랭크축의 메인 저널과 핀 저널을 연결하는 부분이다.

4) 평형 추 : 크랭크축의 평형을 유지하기 위한 부분이다.

6. 4실린더형

직렬 4기통 기관의 크랭크축에서는 메인 저널의 수가 3개 또는 5개이나 현재는 5개가 대부분이다. 5-메인-저널 형식은 크랭크 핀의 양쪽에 각각 메인 베어링이 설치되므로 휨 토크를 적게 받는다. 따라서 3-메인-저널 형식에 비해 크랭크축을 가늘게 제작해도 되므로, 그만큼 진동이 적고, 정숙 운전이 가능하게 된다. 크랭크 핀의 정렬 상태는 1번과 4번, 2번과 3번 크랭크 핀이 같은 위상이 되도록 정렬하는 방식인 좌수식과 4개의 크랭크 핀 모두를 일직선상에 정렬하는 방식인 우수식이 있다. 전자가 주로 많이 사용된다. 크랭크 핀은 180˚의 위상차를 지니고 있다. 직렬 4실린더 기관은 제1번 피스톤이 하강 행정을 하면 제4번 피스톤도 하강 행정을 하고, 제2번과 제3번 피스톤은 상승행정을 한다. 따라서 제1번의 피스톤이 흡입행정을 하게 되면 제4번 피스톤은 폭발행정을 한다. 이때 제2번 피스톤이 압축행정을 하게 되면 제3번 피스톤은 배기 행정을 한다. 이에 따라 4개 실린더가 크랭크축 720도 회전하여 1 사이클을 완성한다.

7. 6실린더형

직렬형 6실린더 크랭크축에서는 메인 저널이 대부분 7개이다. 크랭크 핀은 1번과 6번, 2번과 5번, 3번과 4번이 같은 위상에 있으며, 크랭크 풀리 쪽에서 보았을 때 3번과 4번의 크랭크 핀이 좌측에 있는 형식을 좌수식, 우측에 있는 형식을 우수식이라 한다. 각각은 120˚의 위상차를 지니고 있다. 점화 순서가 1-5-3-6-2-4인 우수식 크랭크축에서는 제1번 피스톤이 폭발행정을 시작한다면 제6번 피스톤은 흡입행정을 시작한다. 제5번 피스톤은 압축행정의 중간 정도이며, 제2번 피스톤은 배기 행정의 중간이 된다. 이때 제3번 피스톤은 흡입행정의 끝 부분이며, 제4번 피스톤은 폭발행정의 끝 부분에 위치한다.(비특허문헌 2)

인터넷검색 https://tago.kr/story/engine.htm, 작성자 : 김서현, 2021년 2월 18일 인터넷검색 http://wiki.hash.kr/index.php/크랭크축 2022년 11월 18일 (금) 13:06에 편집

본 발명은 영구자석과 전자석을 이용하여 피스톤이 왕복운동을 하게 함으로써 크랭크축에 연결되어 있는 여러 기기들을 작동케 하는 피스톤과 전자석을 이용하는 전기엔진을 만들고자 한다.

또한 본 발명은 영구자석과 전자석을 이용하여 회전체를 회전하게 함으로써 회전축과 연결되어 있는 여러 기기들을 작동케 하는 회전체와 전자석을 이용하는 전기엔진을 만들고자 한다.

본 발명은 일반 엔진의 피스톤상단에 영구자석을 부착하고 이와 맞대어 전자석을 설치하고, 이 전자석과 연결된 IGBT(절연게이트타입 바이폴라 트랜지스터)에 각 피스톤의 상사점 신호가 오면, IGBT게이트를 작동시켜서 동시에 전자석 코일에 강한 전류를 일순간 흐르게 하여 피스톤상단에 부착한 영구자석과 같은 극의 전자석이 되게 함으로써 같은 극의 척력작용에 의해 피스톤이 왕복운동을 하여 커넥팅로드를 통해 크랭크축을 회전시킴으로써 크랭크축과 연결되어 있는 여러 기기들을 작동케 하는 피스톤과 전자석을 이용한 고효율 전기엔진이 된다.

또한 본 발명은 원형 회전체의 원주상에 일정한 개수의 영구자석을 부착하고 이와 대응해 전자석을 설치하여 회전체가 회전할 때 영구자석이 전자석과 연결된 IGBT(절연게이트타입 바이폴라 트랜지스터)에 전자석과 맞닿는 시점의 신호가 오면, IGBT게이트를 작동시켜서 동시에 전자석 코일에 강한 전류를 일순간 흐르게 하여 회전체 원주상에 부착한 영구자석과 같은 극의 전자석이 되게 함으로써 같은 극의 척력작용에 의해 회전체가 회전하게 됨으로써 회전축과 연결되어 있는 여러 기기들을 작동케 하는 회전체와 전자석을 이용한 고효율 전기엔진이 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 기존 엔진들이 화석연료를 사용하여 이산화탄소배출로 인한 공해 및 대기오염으로 몸살을 안고 있는 현시대에 탄소제로 및 친환경 전자석 전기엔진이 된다.

본 발명은 기존 화석연료의 엔진의 실린더와 피스톤 사이를 밀착시켜 왕복운동을 할 필요가 없기 때문에 마찰력과 마찰력으로 인한 에너지 손실이 없어 매우 효율적인 엔진이 된다.

본 발명은 그 구조나 발전원리가 매우 간단하고 단순하기 때문에 실제 제작이 용이하고, 기존 화석연료의 엔진을 본 발명의 엔진으로 개조하여 사용하게 함으로써 친환경적이며 매우 경제적이다.

도 1(a)는 본 발명의 실시 예1)의 피스톤과 전자석을 이용한 전기엔진의 기본 구조이며 (a) (b) (C) (d)는 피스톤왕복운동의 과정을 설명하는 설명도이다.
도 2(a)는 본 발명의 실시 예2)의 원형회전체와 전자석을 이용한 고효율 전기엔진의 내부 단면도이며, (b)는 하우징결합 단면도이다.

본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 서술하는 실시예로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 구성 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 다소 과장되어진 것이다.

또한, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

다음은 상기와 같은 발명은 종래 기술을 바탕으로 이루어져 있기 때문에, 이를 본 발명의 필수구성요소로 설명한다.

먼저 본 발명에 사용되는 전자석 피스톤에 대해 설명한다.

도 1(a)는 본 발명의 실시 예1)의 피스톤과 전자석을 이용한 전기엔진의 기본 구조이며, (a) (b) (C) (d)는 피스톤왕복운동의 과정을 설명하는 설명도로, 본 발명의 전기엔진의 작동 방식을 알아보기 전에 ‘행정’이라는 것을 알아보면, 피스톤이 한 번 올라가거나 내려가는 것을 ‘1행정’이라고 한다. 일반 화석연료의 가장 대표적인 방식은 4행정 방식이며, 4행정 방식은 흡입, 압축, 폭발, 배기를 반복한다. 하지만 본 발명은 흡입과 압축의 행정이 필요 없이 피스톤이 (a)→ (b)→ (C)→ (d)와 같이 상하로 왕복하는 동안 즉, 2행정 하는 동안 한 주기가 끝난다.

도 1(a)에서와 같이 피스톤(10)의 헤드부분에 영구자석(12)을 부착하고, 피스톤의 상사점에서 거의 밀착되게 전자석(13)을 설치하여 고정시킨다. 그리고 전자석과 연결된 IGBT(14)에 도 1(a)와 같이 각 피스톤의 상사점 신호가 오면 IGBT게이트를 ON시켜서 전자석을 생성하여 상사점 위치에 있는 피스톤(10)을 밀어내주면 피스톤(10)이 도 2(b)와 같이 아래로 내려가며, 크랭크축(11)의 회전관성에 의해 다시 도 1(C)와 같이 위로 피스톤(10)이 올라가게 되어 계속 피스톤이 상하왕복운동을 하여 커넥팅로드를 통해 크랭크축을 회전시킴으로써 크랭크축(11)에 연결되어 있는 여러 기기들을 작동케 하는 전자석을 이용한 고효율 전기엔진이 된다.

여기서 실린더의 기통수가 많으면 많을수록 보다 강한 회전력을 발생시켜내는 전자석을 이용한 고효율 전기엔진이 된다.

도 2(a)는 본 발명의 실시 예2)의 원형회전체와 전자석을 이용한 고효율 전기엔진의 내부 단면도이며, (b)는 하우징(23)결합 단면도로, 회전자인 원형 회전체(20)의 원주상에 3개의 영구자석(12)을 부착한 것으로 각 영구자석(12)에 대응하여 각각 고정자(22)에 전자석(13)을 설치하고 고정자(22)를 가운데 하우징(23-1)에 고정시키고, 도 2(b)에서와 같이 중간몸통하우징(23-2)과 앞뒤하우징판(23-3, 23-4)을 체결구(27)를 통해 볼트(25)와 너트(26)로 연결시킨다. 그리고 회전축(21)은 앞뒤하우징판(23-3, 23-4)에 베어링(24)을 끼워 넣어 연결시킨다. 원형회전체(20)가 회전할 때 회전체의 영구자석(12)이 전자석과 연결된 IGBT(14)에 전자석(13)과 맞닿는 시점의 신호가 오면, IGBT게이트를 작동시켜서 동시에 전자석 코일에 강한 전류를 일순간 흐르게 하여 회전체 원주상에 부착한 영구자석(12)과 같은 극의 전자석(13)이 되게 함으로써 같은 극의 척력작용에 의해 회전체(20)가 회전하게 함으로써 회전축(21)과 연결되어 있는 여러 기기들을 작동케 하는 원형회전체와 전자석을 이용한 고효율 전기엔진이 된다.

이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 형상과 구조를 갖는 "링코어 코일 권선 고효율 영구자석 발전기"를 위주로 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 피스톤
11 : 크랭크축
12 : 영구자석
13 : 전자석
14 : IGBT
20 : 회전자회전판
21 : 회전축
22 : 고정자
23 : 하우징
23-1 : 가운데하우징
23-2 : 몸통중간하우징
23-3 : 앞하우징판
23-4 : 뒤하우징판
24 : 베어링
25 : 볼트
26 : 너트
27 : 체결구

Claims (2)

1. 일반 엔진의 피스톤상단에 영구자석을 부착하고 이와 맞대어 전자석을 설치하고, 이 전자석과 연결된 IGBT(절연게이트타입 바이폴라 트랜지스터)에 각 피스톤의 상사점 신호가 오면, IGBT게이트를 작동시켜서 동시에 전자석 코일에 강한 전류를 일순간 흐르게 하여 피스톤상단에 부착한 영구자석과 같은 극의 전자석이 되게 함으로써 같은 극의 척력작용에 의해 피스톤이 왕복운동을 하여 커넥팅로드를 통해 크랭크축을 회전시킴으로써 크랭크축과 연결되어 있는 여러 기기들을 작동케 하는 것을 특징으로 하는 피스톤과 전자석을 이용한 고효율 전기엔진
   
2. 원형 회전체의 원주상에 일정한 개수의 영구자석을 부착하고 이와 대응해 전자석을 설치하여 회전체가 회전할 때 영구자석이 전자석과 연결된 IGBT(절연게이트타입 바이폴라 트랜지스터)에 전자석과 맞닿는 시점의 신호가 오면, IGBT게이트를 작동시켜서 동시에 전자석 코일에 강한 전류를 일순간 흐르게 하여 회전체 원주상에 부착한 영구자석과 같은 극의 전자석이 되게 함으로써 같은 극의 척력작용에 의해 회전체가 회전하게 됨으로써 회전축과 연결되어 있는 여러 기기들을 작동케 하는 것을 특징으로 하는 원형회전체와 전자석을 이용한 고효율 전기엔진