KR890001267Y1 - 2사이클 엔진 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

2사이클 엔진

제1도-제26도는 본 고안의 한실시예를 보여주는 것으로,

제1도는 실린더 블록의 단면도.

제2도는 실린더 내면의 전개도.

제3도는 A규격엔진의 배기구의 정면도.

제4도는 A규격엔진의 배기구의 단면도.

제5도는 B규격엔진의 배기구의 단면도.

제6도는 운전시간의 경과에 따라 배기구의 폐색율을 나타내는 특성도.

제7도(a)-(c)는 스텐다아드 엔진의 카아본의 성장상태를 보여주는 설명도.

제8도(a)-(e)는 A규격엔진의 카아본의 성장상태를 보여주는 설명도.

제9도(a)-(e)는 B규격엔진의 카아본의 성장상태를 보여주는 설명도.

제10도는 오목홈의 위치와 부착카아본의 선단각도와의 관계를 설명하기 위한 단면도.

제11도는 오목홈의 위치를 바꾸었을 때의 구멍 폐색율과 부착카아본의 선단각도와의 관계를 보여주는 설명도.

제12도는 40시간 운전후의 A규격엔진의 배기구의 정면도.

제13도는 제12도중 XIII-XIII 선에 잇따른 단면도.

제14도는 제12도중 XIV-XIV 선에 잇따른 단면도.

제15도는 제12도중 XV-XV 선에 잇따른 단면도.

제16도는 제12도중 XVI-XVI 선에 잇따른 단면도.

제17도는 40시간 운전한 다음의 B규격엔진의 배기구의 정면도.

제18도는 제17도중 XVIII-XVIII 선에 잇따른 단면도.

제19도는 제17도중 XIX-XIX 선에 잇따른 단면도.

제20도는 제17도중 XX-XX 선에 잇따른 단면도.

제21도는 제17도중 XXI-XXI 선에 잇따른 단면도.

제22도는 스탠다아드 엔진의 배기구의 정면도.

제23도는 제22도중 XXIII-XXIII 선에 잇따른 단면도.

제24도는 제22도중 XXIV-XXIV 선에 잇따른 단면도.

제25도는 제22도중 XXV-XXV 선에 잇따른 단면도.

제26도는 제22도중 XXVI-XXVI 선에 잇따른 단면도.

제27도는 오목홈의 번형예를 보여주는 정면도.

제28도는-제30도는 각기 오목홈의 단면형상의 변형예를 보여주는 단면도.

제31도는 또 다른 실시예의 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

2 : 실린더 4 : 배기구

6 : 배기통로 8,8′ : 오목홈

61 : 오목단부

본 고안은 2사이클 엔진의 배기구에 관한 것이다.

일반적으로 2사이클 엔진은 피스톤의 왕복운동에 의하여 실린더 내면의 흡기구, 소기구 및 배기구의 개폐를 제어하는 것으로 피스톤이 상승함에 따라서 흡기구에서 크랭크실내에 흡입된 신선한 공기는 피스톤이 하강함에 따라 압축되어서 소기통로를 전하여 소기구에서 연소실내에 유입하게 되며 이 연소실내의 연소가스를 배기구에서 배출하게끔 되어있다. 그런데. 이런 종류의 2사이클 엔진에서는 신선한 공기속의 엔진오일이 함유되어 있으므로 이 오일분량도 연소후에 배기구를 통하여 배출된다. 이 때문에 배기구의 실린더내에 위치한 개구연부에는 상기한 오일분량의 일부가 부착한다. 이 경우 배기구는 고온고압의 연소가스에 직접 막히게 되므로 상기한 부착된 오일분량이 가열되어서 카아본화하여 쌓일 수 있다.

이 카아본 운전시간의 경과에 따라서 서서히 성장하며 더나아가서는 배기구의 개구면적을 크게 감소시키게 된다. 이 결과, 배기효율이 현저히 나빠지고 출력이 저하함과 동시에 연료소비율등에 나쁜 영향을 미치게 하는 요인이 되는 등의 짜임새가 좋지 않다.

본 고안은 이와같은 사정에 따라 이루어놓은 것으로서, 그 목적으로 하는 바는 배기구에서의 카아본이 퇴적하는 것을 방지할수 있고, 배기구의 개구면적의 감소를 장기간에 걸쳐서 최소한으로 억제할 수 있는 2사이클 엔진을 제공하려 하는 것이다.

즉, 본 고안은 상기한 목적을 달성하기 위하여 배기통로에 있어서의 배기구의 바로 뒤의 벽면의 적어도 일부에 상기한 배기구의 개구주연에 따라 카아본 퇴적방지부를 오목홈 또는 오목단부로 형성하여 이 배기구에 카아본을 부착하기 어렵게 함과 동시에 예컨데 부착하였을 경우에도 카아본의 두께가 얇아지고, 이 카아본의 강도를 저하시켜서 탈락을 촉진하게 하도록한 것을 특징으로 하는 것이다.

다음에 본 고안의 한 실시예를 제1도-제26도에 따라 설명한다.

도면속의(1)은 실린더블록이며, 이 실린더블록(1)내에는 실린더(2)가 형성되어 있다. 실린더(2)의 내주면에는 부 소기구(3)가 개설되어 있음과 동시에, 이 부 소기구(3)와 대향하는 위치에 배기구(4)가 개설되어 있다.

그리고 부 소기구(3) 및 배기구(4)는 각기 실린더블록(1)내에 마련한 부 소기통로(5) 및 배기통로(6)에 연통되어 있다. 또 실린더(2) 내주면에는 부 소기구(3)와 배기구(4)와의 사이에 위치하여 주 소기구(7)(7)가 개설되어 있으며, 이들 주 소기구(7)(7)는 실린더블록(1) 내의 소기통로(도시없음)를 개재하여 도시하지 않은 크랭크실내와 연통한다.

더우기 이들 부 소기구(3), 배기구(4) 및 주 소기구(7),(7)는 도시하지 않은 피스톤에 의하여 개폐하도록 되어 있다.

그런데 상기한 배기구(4)는 제2도에서 보는 바와같이 실린더(2)의 둘레방향으로 대략 장방형상을 이루고 있고, 그 개구상연은 위쪽으로 경사지게 하여서 개구중앙의 높이가 높게 형성되어 있다.

그리고 배기통로(6)에 있어서의 배기구(4)에 연결되는 부분의 벽면에는 실린더(2)의 둘레방향에 따른 양측으로 위치한 카아본 퇴적방지부를 단면원호상(斷面圓弧狀)의 오목홈(8),(8)이 형성되어 있다. 이 실시예에 있어서의 오목홈(8),(8)은 그 한쪽 개구연부가 실린더(2) 내에 대면하는 배기구(4)의 양쪽연부에 대략 45°의 각도를 가지고 이어져 있으며, 이 때문에 배기구(4)의 양쪽연부는 예각으로 뾰족한 에지형의 각부(9),(9)로 형성되어 있다. 또 오목홈(8),(8)의 다른쪽 개구연부는 단면원호상으로 굽어져 있으며, 이 곡성부(10)는 매끄러운 곡선을 이루어서 배기통로 (6) 내면에는 연속되어 있다. 그리고 이와같은 구성에 의하면 배기구(4)의 바로 뒤의 배기통로(6)의 벽면에 카아본 퇴적방지부를 오목홈(8),(8)으로 형성하고, 배기구(4)의 양측연부를 에지형으로 뾰족한 각부(9),(9)로서 존재하므로 연소가스속에 함유되는 오일분량이 채류하기 어렵게 되고, 카아본 퇴적의 요인이 되는 오일분량의 부착은 방지할 수 있다. 또한 장시간 고부하(高負荷)운전을 계속하면 배기구(4)의 주위가 고온으로 되므로 배기구(4)에 카아본이 퇴적하는 것을 피할 수 없으나, 각부(9),(9)는 뾰족하므로 여기에 퇴적하려하는 카아본은 부착면적이 극단적으로 작아지고 카아본 그 자체의 두께가 얇아진다. 이 결과, 카아본의 부착강도가 저하하여 연소가스의 배기압력등에 따라서 꺾여지기 쉽게되며 연소가스속으로 비산된다.

이때문에 카아본은 운전시간의 경과에 따라서 어느정도의 크기까지는 성장하지만 그로부터 이후에는 꺾여서 배기구(4)로부터 제거되므로 상기한 오일분량이 부착하기 어려워짐과 동시에 배기구(4)의 개구면적이 감소한다던가 개구형상이 변화하는 것을 장기간에 걸쳐서 최소한으로 억제할 수 있다. 더우기, 이 사실은 본 고안자들의 실시한 실험에 의하여 명백하게 되었으며, 다음에 이 실험결과에 대하여 제4-제26를 첨가하여 설명한다.

우선, 본 고안의 이해를 돕기 위하여 다음과 같은 실험을 하였다. 즉, 배기구(4)에서 배기통로(6)가 있는 그대로 직선으로 연속하는 스탠다아드의 엔진을 40시간 인전하고 운전시간의 경과에 잇따른 배기구(4)의 폐색 상태의 추이를 조사하였던바, 제6도중 선 A에 나타낸 바와같은 결과를 얻을 수 있었다.

이 제6도에서는 개구를 폐색한 상태를 운전전의 배기구(4)의 개구면적을 S₁, 운전후의 배기구(4)의 개구면적을 S₂라고 하였을때, S₁-S₂/S₁×100(%)로 나타낼 수 있는 개구폐색율을 사용하여 평가하고 있으며 운전개시로부터 10시간 경과한 시점에서의 카아본의 부착상태를 제7(a)에 마찬가지로 20시간 경과한 시점에서의 부착상태를 제7도(b)에, 그리고 25시간 경과한 시점에서의 부착상태를 제7도(c)에 각각 나타낸다.

이들 양도면으로 부터도 알 수 있는 바와같이 스탠다아드 엔진에서는 카아본은 시간의 경과와 동시에 오로지 성장만을 하게 되고, 배기구(4)의 개구면적이 현저하게 감소하고 있다는 것을 알 수 있다.

다음에 배기통로(6)에 있어서의 배기구(4)에 이어지는 주면에 카아본퇴적방지부를 오목홈(8),(8)으로 형성한 엔진을 준비하여 오목홈(8),(8)이 미치는 영향에 대하여 조사하였다.

이 실험에서 오목홈(8),(8)을 상기한 실시예와 마찬가지로 마련한 A규격의 엔진과 제5도에 나타낸 바와같이 곡성부(10)가 없는 카아본퇴적방지부를 오목홈(8) ,(8)을 설비한 B규격엔진과를 준비하였다. 그리고 이들 양 엔진을 40시간 운전하고 각각의 운전시간의 경과에 따른 배기구(4)의 폐색상태의 추이를 조사하였던바 제6도에 나타낸 바와 같은 결과를 얻었다.

이 제6도속의 선 B는 A규격엔진의 개구폐색율, 선 C는 B규격엔진의 구멍폐색율을 나타내고 있으며, 운전개시로부터 10시간, 20시간, 25시간, 30시간 및 40시간 경과한 시점에서의 A규격엔진의 카아본 부착상태를 제8도(a)-(e)에 그리고 B규격엔진의 카아본부착상태를 제9도(a)-(e)에 이 순서로 나타낸다.

이들 양 도면으로 부터도 명백한 바와같이 카아본퇴적방지부를 오목홈(8), (8) 그렇지 않으면 (8'),(8')로 마련하면 카아본의 퇴적은 확인할 수 있다고 하지만, 그 부착량은 스탠다아드 엔진에 비하여 특별히 적으며 또한 폐색율의 증가비율로 작아진다는 것을 판명하였다.

따라서 카아본퇴적방지부를 오목홈(8),(8) 그렇지 않으면(8'),(8')로 형성하여 배기구(4)의 양측 개구연부를 예각(9),(9)으로 하면 여기에 카아본의 요인으로 되는 연소가스속의 오일분량이 부착하기 어렵게 되고, 이 사실에 따라 카아본의 성장도 억제되고 있다는 것을 알 수 있다.

한편, 이들 A, B규격엔진이라 하더라도 운전시간의 경과에 따라서 개구폐색율은 서서히 증대하는 경향이 있으나, 개구폐색율을 어떤값까지 이르렀을 시점에서 역으로 감소한다는 것이 명백하게 되었으므로, 그 이유에 대하여 검토를 가하였다. 즉, A, B규격엔진의 배기구(4)에 부착한 카아본의 형상을 조사하였던 결과, 스탠다아드의 엔진에 비교하여 살두께가 얇고, 또한 배기구(4) 내에 대면하는 선단이 뾰족하다는 것을 발견하였다.

이 때문에 본 고안자는 제10도와 같이 카아본 퇴적방지부를 오목홈(8),(8) 및 (8'),(8')로 하여 그 위치 L를 배기구(4)에서 멀어져 갔을 경우에 카아본의 형상이 어떻게 변화하는가를 실험하고 제11도에 나타낸 것과 같은 결과를 얻었다.

이 제11도는 운전개시후 20시간 경과한 시점에서의 구멍폐색율 및 배기구(4)에 부착한 카아본의 선단각도θ를 나타내고 있다.

이 제11도에서 카아본 퇴적방지부의 오목홈(8),(8) 및 (8'),(8')가 배기구 (4)에 다시 말하여 실린더(2)내면에 접근할 수록 구멍폐색율이 저하하여 또 카아본의 선단각도(θ)도 작아진다는 것을 확인할 수 있다. 따라서 이상과 같은 사실로 부터 배기구(4)의 개구연부를 예각으로 뾰족하게 할수록 여기에 부착하는 카아본의 선단각도(θ)를 작게할 수 있으며, 이와같이 카아본이 전체적으로 뾰족하여지면 카아본의 두께가 감소하므로 부착강도가 저하하여 이 결과 카아본이 어느정도의 크기까지 성장하면 연소가스의 배기압력등에 따라 꺾이기 쉬워지는 것이라고 추적할 수 있다. 따라서 배기구(4)의 개구연부를 날카롭게 뾰족하게 할수록 카아본이 부착하였을 경우에도 이 카아본의 탈락제거를 촉진시킬 수 있으며, 이 때문에 배기구(4)의 개구면적의 감소라거나 개구형상의 변화를 장기간에 걸쳐 최소한으로 억제할 수 있는 것이다.

이상의 사실로부터 카아본퇴적방지부의 오목홈(8),(8) 및 (8'),(8')는 배기구 (4)의 개구주연에 가급적 근접한 위치에 설치하는 것이 바람직하다. 나아가서 본 고안자는 A규격엔진의 편이, B규격엔진에 비하여 카아본의 부착량이 적다는 사실에 착안하여 그 원인에 대하여 규명하였던 바 다음과 같은 사실을 발견하였다. 즉, A,B규격의 엔진을 40시간 운전한 다음 제12도 및 제17도에 나타낸 바와같이 각각의 배기구(4) 및 (4)의 4개소를 절단하고 각각의 카아본의 부착상태를 조사하였다.

제13도-제16도는 A규격엔진의 카아본의 부착상태를 보여주고 있으며, 제18-제21도는 B규격엔진의 카아본 부착상태를 보여주는 것이다. 이들 각 도면으로 부터도 알 수 있는 바와같이 B규격엔진에서는 40시간 경과한 다음에 오목홈(8),(8)이 거의 카아본으로 파묻혀 있음에 대하여 A규격엔진에서는 카아본의 부착은 확인할 수 있다고 하여도 그 부착량은 특별히 감소하고 있다.

이 확고한 메카니즘은 판명하고 있지 않으나, 카아본퇴적방지부의 오목홈(8) ,(8)과 (8'),(8') 형상의 차이는 곡성부(10)가 있느냐, 없느냐에 불과한 것으로, 이곡성부(10)에 의한 영향도 생각할 수 있다. 즉, 오목홈(8),(8)의 출구측인 다른쪽 개구연부가 매끈한 곡선을 이루면서 배기통로(6)의 내면으로 이어져 있으면, 이 오목홈(8),(8)내에 체류하려 하는 오일분량이 배기의 압력등에 따라서 용이하게 밖으로 들어내어져서 여기에 체류하기 어렵게 되는 때문이라는 것을 알 수 있다. 따라서 상기 오목홈(8),(8)을 형성함에 있어서는 오목홈(8),(8)의 다른쪽 개구연부에 곡성부(10)를 마련하는 것이 바람직하다.

더우기 상술한 카아본퇴적방지부의 오목홈(8),(8)의 효과와도 관련하지만 이들 오목홈(8),(8)을 배기구(4)의 양측연부에 설치한 것은 다음 이유 때문이다. 즉 제7도(a)-(c)에 나타내어 있는 바와같이 스탠다아드의 엔진에서는 특징적으로 배기구(4)의 양측연부에 카아본이 많이 부착하여 여기에서 개구주연에 잇따라서 성장하기 시작하는 것을 확인할 수 있다. 이것은 배기구(4)를 실린더(2)의 지름방향으로 전단하였을 경우 제22도-제26도에 나타낸 바와같이 배기통로(6)에 이어지는 배기구 (4)의 내면과 실린더(2)의 내면과가 이루는 각도가 배기구(4)의 양측연부에서 가장크므로 상술한 바와같이 카아본의 부착쪽(선단각도)가 커지고 이 결과 카아본의 성장이 현저하다고 생각되며 따라서 이 배기구(4)의 적어도 양측연부를 날카롭게 뾰족하게 하면 카아본의 초기부착을 억제할 수 있으며, 이에 수반하여 카아본의 성장도 최소한으로 방지할 수 있다고 생각하였기 때문이다.

더우기 본 고안을 실시함에 있어서는 배기구의 개구연부는 반듯이 예각으로 뾰족하게할 필요는 없고 카아본퇴적방지부의 오목홈을 배기구에서 1-2cm정도 떼어서 설치하며 개구연부를 좁게 하여도 좋다. 이 경우에 있어서도 카아본의 부착면적이 감소하므로 상기한 제11도로 부터도 명백한 바와같이 스탠다아드 엔진에 비하여 비교적 효과가 있다는 것을 알 수 있다. 또 상술한 실시예에서는 오목홈을 배기구(4)의 실린더의 둘레방향에서 떨어진 양측연부에 설치하고, 이 배기구(4)의 양측연부만을 날카로운 뾰족한 각부로 하였으나, 예컨데, 제27도에 나타내는 바와같이 배기구(4)의 둘레방향으로 연속하여 오목홈(21)을 마련하여 배기구의 개구주연 전체를 예각으로 뾰족하게 하여도 좋다.

나아가서 카아본퇴적방지부에 대한 오목홈을 형상도 상기한 실시예에 제약받게 되는 것은 아니고 제28도 및 제29도에 나타내는 바와같이 카아본퇴적방지부의 형상을 오목홈(31) 또는 (41)로 한다거나 혹은 제30도에 나타낸 바와같이 배기통로 (6)를 오목홈(51)으로 하여도 좋다. 또 상술한 실시예에서는 배기통로의 벽면에 오목홈을 마련하였으나 제31도에서 보는 바와같이 배기구(4) 바로 뒤의 배기통로(6)의 지름(ℓ)를 배기구(4)의 높이 h보다도 크게 형성하여 배기구(4)의 바로 뒤에 이 배기구(4)의 둘레방향으로 잇따라서 단계상의 카아본퇴적방지부를 오목단부(61)로 형성하여도 좋다.

이와같이 하여도 배기구(4)의 개구주연이 좁게 되어 직선부분이 극단적으로 적어지므로 이 배기구에 카아본이 부착하기 어렵게 되고 상기한 오목홈을 마련하였을 경우와 마찬가지 효과를 얻을 수 있다.

또 실린더내에 슬리이브를 압입한 엔진에서는 이 슬리이브에 개설된 배기구에 뾰족한 각부를 마련한다는 것은 두말할것없다. 나아가서 배기구의 개구형상도 상기한 실시예에 특정하는 것은 아니고 획득하려 하는 엔진성능에 따라서 적당히 설정할 수 있다는 것은 더 말할것 없다.

이상에서 상술한 본 고안은 실린더의 내주면에 배기통로에 이어지는 배기구를 마련하고 상기한 배기통로에 있어서의 배기구 바로 다음의 적어도 일부에 상기한 배기구의 개구주연에 잇따라 형성한 카아본퇴적방지부를 오목홈 또는 오목단부로 마련한 2사이클 엔진이다. 이것에 따르면 배기구를 연소가스가 통과할때, 이 가스속에 함유하게 되는 오일분량이 배기구의 개구연부에 채류하기 어렵게 되고 카아본이 퇴적하는 요인으로 되는 오일분량의 부착을 방지할 수 있다.

또한 운전시간이 경과하면 배기구에 카아본의 부착을 확인할수 있다고 하지만 이 배기구의 개구주연은 뾰족하거나 좁게 되어 있으므로 카아본의 부착면적이 적어지고 생성한 카아본의 두께가 극단적으로 얇아진다.

이 때문에 카아본의 부착강도가 저하하고 카아본은 어느정도의 크기까지는 성장하지만 그로 부터 이후에는 배기압력등의 영향에 따라 꺾어져서 배기구로 부터 제거되므로 카아본의 탈락이 촉진다. 따라서 상기한 오일분량이 부착하기 어렵게 된다는 사실과 어울려서 배기구의 개구면적의 감소라거나 개구형상의 변화를 장기간에 걸쳐서 최소한으로 억제할 수 있으며, 엔진성능의 저하를 확실히 방지할 수 있다.

또 이 구조에 의하면 배기구의 개구형상은 하등 변경되는 일은 없으므로 배기타이밍의 세팅등을 대폭적으로 바꿀필요도 없고 엔진성능에 영향이 생길 염려도 없는 등의 뛰어난 효과를 이루었다.

Claims (3)

1. 실린더(2)의 내주면에 배기통로(6)에 이어지는 배기구(4)를 마련한 2사이클 엔진에 있어서 상기한 배기통로(6)에서의 배기구(4) 바로 뒤의 벽면의 일부에, 상기 배기구(4)의 개구주연에 잇따라 카아본퇴적방지부를 오목홈(8)으로 형성하고, 이 오목홈(8)의 개구주연을 배기구(4)의 개구연부를 90°이하의 각도를 갖고 연속하게 하는 것을 특징으로 하는 2사이클 엔진.
2. 제1항에 있어서, 상기 배기구(4)의 개구연부를 예각으로 뾰족한 각부로 한것을 특징으로 하는 2사이클 엔진.
3. 제1항에 있어서, 상기 배기구(4)의 개구주연에 잇따라 카아본퇴적방지부를 오목단부(16)로 형성한 것을 특징으로 하는 2사이클 엔진.