KR960003679B1 - 내연기관(內燃機關) - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

내연기관(內燃機關)

제1도는 본 발명에 관계되는 내연기관의 일실시예를 보이는 종단정면도이다.

제2도는 제1도의 경우의 종단측면도이다.

제3도는 제1도에서 커넥팅 로드를 장착한 상태를 보이는 원형 프레임체의 사시도이다.

제4도는 제1도에 있어서 출력축에 수전체(受轉體)를 장착한 상태를 보이는 사시도이다.

제5도는 제1도에 있어서 소치차(小齒車)를 장착한 상태를 보이는, 축받이의 사시도이다.

제6도는 제1도의 경우의 커넥팅 로드의 장착설정상태를 보이는 설명도이다.

제7도는 제6도의 경우의 커넥팅 로드의 장착설정에 따른 각각의 회전궤적을 보이는 설명도이다.

제8도는 종래의 내연기관을 개략적으로 보이는 설명도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 실린더 2 : 피스턴

4 : 커넥팅 로드 5 : 출력축

a : 내연기관 b : 크랭크수단

8 : 원형 프레임체 9 : 수전체(受轉體)

11 : 대치차(大齒車) 12 : 소치차(小齒車)

16 : 크랭크케이스 17 : 축받이

본 발명은, 회전효율을 높인 레시프로케이팅 엔진 등의 내연기관에 관한 것이다.

종래, 레시프러케이팅 엔진 등에 사용되는 내연기관에 있어서, 실린더내에 송기된 연료는, 피스턴의 상승과 함께 압축되 고압이 되고, 피스턴의 상사점에 있어 점화되어, 그 폭발에 의해 시프턴을 하강시켜 출력축에 큰 회전력을 전달하는 것이다.

그러나, 제8도에 있어서, 상사점에 있는 피스턴(30)에 대하여 크랭크(31)도 상서점에 있고, 피스턴(30)과 크랭크(31)를 접속한 커넥팅 로드(32)와의 축선은 일직선 x상에 위치하므로, 전기한 연소실 내에서 발생한 폭발력은 커넥팅 로드(32)를 거쳐 크랭크샤프트(33)에 대하여 곧장 아래로 걸리게 되기 때문에 회전손실을 일으켜, 그 폭발력이 출력축에 충분히 전달될 수가 없다.

따라서, 어떤 일정한 엔진회전을 올리지 않으면, 필요로 하는 회전력을 얻을 수 없는 것이어서 필연적으로 연료소비가 증대하는 것이었다.

본 발명은, 전기한 문제점을 해결하기 위하여 행해진 것으로, 커넥팅 로드의 타단부에 있어서 원형 프레임체를 편심으로 축지지시키어, 이 원형 프레임체 내에 수전체(受轉體)를 회전자재하게 삽입하고, 이 수전체의 외면에 출력축을 편심으로 고착함과 동시에, 원형 프레임체에 내설한 대치차와, 전기 축받이에 고착시킨 소치차와를 교합시킴에 의해, 연소실 내의 폭발력을 유효하게 출력축에 전달하여 고효율로 고출력의 회전을 어을 수 있는 내연기관을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

전기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 수단은, 실린더와 이 실린더를 왕복하는 피스턴과, 이 피스턴에 일단부를 연결한 커넥팅 로드와, 그 커넥팅 로드의 타단부에 접속하여 출력축에 회전동작을 하게하는 크랭크수단과를 가지는 내연기관에 있어서, 전기 크랭크수단은, 전기 커넥팅 로드의 타단부에 있어서 편심으로 축지시킨 원형 프레임체와, 그 원형 프레임체 내에 회전자재하게 삽입한 원반형상의 수전체와, 크랭크케이스 내에 마련한 축받이에 지지시키고, 이 수전체의 외면에 편신으로 고착시킨 출력축과, 전기 원형 프레임체에 내설한 대치차와, 이 대치차에 교합되어 전기 축받이에 고착시킨 소치차와로 이루어지고, 전기 피스턴의 상사점시에, 원형 프레임체에 장착한 커넥팅 로드의 타단부에 있어서의 축받이부가, 원형 프레임체에 있어서 피스턴 강하 회전방향에 위치하도록 지지시킨, 내연기관의 구성에 있다.

전기와 같이 구성되는 본 발명은 이하에 기술하는 작용을 다한다.

실린더에 있어서의 연소실내에 연료가 삽입되면, 피스턴은 하강하여 그의 하사점에서 상승하여 연료의 압축행정에 들어가고, 피스턴 상사점에 있어서 점화되고 연료가 폭발하여 곧바로 내려가는 압력을 피스턴 상면에 주므로, 그의 왕복운동이 출력측에 대하여 회전동작으로 전달된다.

이때, 폭발압력은 피스턴으로부터 커넥팅 로드를 거쳐 그의 타단부의 지축에 전달돼 원형 프레임체를 회전하는 것인데, 피스턴 상사점시는 원형 프레임체에 장착한 커넥팅 로드의 타단부에 있어서의 축부가, 원형프레임에 있어서의 피스턴이 하강하는 때 회전방향에 위치하도록 축지지시켜 있어서, 고효율의 회전력이 얻어진다.

그리고, 원형 프레임체의 회전은, 이 원형 프레임체에 삽입되어 출력축에 대하여 편심의 상태로 장착한 수전체가, 출력축을 중심으로 하여 원형 프레임체 내를 슬라이딩하면서 회전한다.

그러나, 전기 원형 프레임체는, 크랭크케이스 내의 축받이에 고정된 소치차가, 그 원형 프레임체에 내설한 대치차에 교합되 있어서, 그의 회전은, 전기 소치차의 외주를 따르면서 행해져서, 출력축의 회전동작으로 된다.

[실시예]

다음에 본 발명에 관련하는 내연기관의 실시의 일례를 도면을 토대로 하여 설명한다.

제1도∼제2도에 있어서 A는 레시프러케이팅 엔진 등의 내연기관으로서, 실린더(1)와, 이 실린더(1) 내를 왕복운동하는 피스턴(2)과, 이 피스턴(2)에 일단부를 핀(3)으로 연결한 커넥팅 로드(4)와, 그 커넥팅 로드(4)의 타단부에 접속하여 출력축(5)에 회전동작을 하게 하는 크랭크수단 b와로 이루어지는 것으로, 전기 실린더(1)에 관계되는 상부의 실린더 헤드(6) 내에는 연소실(7)이 마련되는 일반적인 레시프러케이팅 타이프의 것을 나타낸다.

내연기관 A에 있어서 신규의 구성은 전기한 크랭크수단 b로서, 이 구성은 원형 프레임체(8), 수전체(9), 출력축(5), 대치차(11) 및 소치차(12)로 이루어진다.

그리하여, 전기한 원형 프레임체(8)는 원통형상으로 형성되 있어, 커넥팅 로드(4)의 타단부에 있어서 그의 측면에 있어서의 편심위치, 즉 크랭크 상태로 지지축(13)에 의해 연결하고 있다.

전기한 수전체(9)는, 원형 프레임체(8)와 동심상태의 원반형상으로 형성하여, 그의 외주 가장자리를 원형프레임체(8)내의 환상 요감부(凹嵌部)(14)에, 스러스트 베어링(15)를 통해 회전자재하게 끼워맞춘 것으로, 실린더(1)에 관계되는 크랭크케이스(16)내에 마련한 축받이(17)에 지지시킨 출력축(5)에, 그 단부에 이 수전체(9)의 외면에 편심시켜서 고착하고 있다.

따라서, 원형 프레임체(8)는, 축받이(17)에 회전자재하게 마련된 출력축(5)에 요감부(14)에의 수전체(9)의 끼워맞춤에 의해 회전자재하게 장착되 있는 것이며, 그의 장착상태는, 제1도에 보이는 바와 같이, 그 원형프레임체(8)의 중심 세로 기선 p에서 q의 거리만큼 오프셋되 마련되 있으며, 이 위치에 있어서, 커넥팅 로드(4)는 수직으로 세워 설치하고, 또, 커넥팅 로드(4)의 상부에 축지지된 피스턴(2)은 상사점에 위치하는 것이다.

오프셋 양 q는 원형 프레임체(8)의 중심점 o와 커넥팅 로드(4)의 지지축(13) 중심을 잇는 장착선 r의 각도에 따라 설정되는 것으로, 이 각도는 45°이상 90°미만이고, 바람직하기는 50°∼75°가 이상적이다.

또, 전기한 각도의 설정은, 제6도에 보이는 바와 같이, 대치차(11)와 소치차(12)가 그의 최하부에 있어 교함하도록 위치한 때에 있어서 행해진다.

그리고, 전기한 설정각도는, 제7도에 있어서, 커넥팅 로드(4)의 지지축(13)의 회전궤적이 나타내는 바와 같이, 실선에 의해 표시되는 45°포인트 궤적은, 크랭크 형상의 원형 프레임체(8)의 상사점 Y위치를 통과하여 10°정도 회전한 때, 피스턴(2)이 상사점으로 되기 때문에, 원형 프레임체(8)의 중심 세로 기선 p부근에 가까워, 피스턴(2) 면에 걸리는 연소폭발의 곧바로 내려가는 압력은 충분한 회전력으로 되기는 어렵다.

또, 같은 그림에 있어 가상선에 의해 표시되는 65°포인트 궤적은, 움직임의 부드럽기가 다소 모자라는 데가 있기는 해도, 피스턴 상사점 Y 위치가 원형 프레임체(8)의 상사점 위치에서 떨어져 있어, 피스턴(2)면에 걸리는 연소폭발의 곧바로 내려가는 압력은 유효한 회전력으로 된다.

또한, 같은 그림에 있어 점선에 의해 표시되는 90°포인트 궤적은, 원형 프레임체(8)의 중심 세로 기선 p를 끼고 대칭적인 하트형으로 되어, 피스턴 상사점 Y 위치가 일 스트로크에 있어서 두번 생기기 때문에, 채용하는 것은 부적당하다.

전기한 대치차(11)는, 원형 프레임체(8)내에 있어서 일체적으로 새겨 만들어져 있고, 이 대치차(11)에, 축받이(17)에 고착된 고정의 소치차(2)가 교합되어, 고정된 소치차(12)를 중심으로 해서 대치차(12)가 회전하는 것이고, 이들 및 소치차(11,12)는 그의 치차비를 2 : 1로 설정하고 있다.

또한, 제1도에 있어 (18)은, 원형 프레임체(8)의 외주에 있어서의 일부에 마련한 밸런스웨이트로, 그 원형 프레임체(8)가 발생하는 회전력의 원활화를 꾀한다.

또, 전기한 크랭크수단 b는, 1기통에 있어서, 제2도에 보이는 바와 같이, 커넥팅 로드(4)를 끼고 그의 전후에 대칭적으로 마련하는 것이 바람직한 것이고, 또한, 이 수단 b는, 다기통의 내연기관에 채용할 수 있음은 물론이다.

전기와 같이 구성되는 본 발명 실시예의 내연기관 A는, 실린더(1)에 있어서의 연소실(7)내에 연료가 삽입되면, 피스턴(2)은 하강하고 그의 하사점에서 상승하며, 연료의 압축행정에 들어가서, 피스턴(2)의 상사점에 있어서 점화되며, 이에 의해 연료가 폭발하여 곧바로 내려가는 압력을 피스턴(2) 상면에 전달하기 때문에, 그의 왕복동작이 출력축(5)에 대해서 회전동작으로 하여 전달된다.

이때, 폭발압력은, 하강하는 피스턴(2)의 축(3)에 장착한 커넥팅 로드(4)를 거쳐, 그의 타단부의 지지축(13)에 전달되어 원형 프레임체(8)를 회전시킨다.

또, 피스턴(2)의 상사점시는, 제1도에 보이는 바와 같이, 커넥팅 로드(4)를 장착한 원형 프레임체(8)의 축(13)부는, 원형 프레임체(8)의 중심 세로 기선 p에서 q의 거리만큼 오프셋되 마련되어 있기 때문에, 피스턴(2)의 최고압축시에는 그 축(13) 위치가, 원형 프레임체(8)의 중심 세로 기선 p에서 회전방향에 대하여 경과하고 있기 때문에, 피스턴(2)의 강하는 즉각 원형 프레임체(8)를 회전하는 힘이 주어진다.

그리하여, 이 원형 프레임체(8)의 회전은, 그 원형 프레임체(8)내에 끼워맞춰진 수전체(9)에 전해지고, 그 수전체(9)의 요감부(14)내의 회전에 의해서, 이 수전체(9)에 편심의 상태로 장착된 출력축(5)에 회전력을 전달한다.

한편, 이 원형 프레임체(8)는, 크랭크케이스(16)내의 축받이(17)에 고정된 소치차(12)가, 그 원형 프레임체(8)에 내설한 대치차(11)에 교합되 있어, 그의 회전은, 전기 소치차(12)를 중심으로 해서 이 외주를 따르면서 출력축(5)의 회전동작으로 된다.

전술한 바와 같이 구성되는 본 발명은, 피스턴의 상사점시에, 원형 프레임체에 장착한 커넥팅 로드의 타단부에 있어서의 축부가, 원형 프레임체에 있어서 피스턴의 강하 회전방향에 위치하도록 축지지시킨 것이기 때문에, 피스턴 상면에 걸리는 연소실의 폭발력은 즉각 출력축의 회전력으로 되어, 내연기관의 토크력의 증대와 연비 향상이 됨과 동시에, 엔진의 저속회전에 있어 안정출력이 얻어지는 특유의 효과를 올리는 것이다.

Claims (1)

1. 실린더와, 이 실린더내를 왕복운동하는 피스턴과, 이 피스턴에 일단부를 연결한 커넥팅 로드와, 그 커넥팅 로드의 타단부에 접속하여 출력축에 회전운동을 하게 하는 크랭크수단과를 가지는 내연기관에 있어서, 전기 크랭크수단은, 전기 커넥팅 로드의 타단부에 있어서 편심으로 축지지시킨 원형 프레임체와, 그 원형 프레임체 내에 회전자재하게 끼워맞춘 원반형상의 수전체와, 크랭크케이스 내에 마련한 축받이에 지지시키고, 이 수전체의 외면에 편신으로 고착시킨 출력축과, 전기 원형 프레임체에 내설한 대치차와, 이 대치차에 교합하여 전기 축받이에 고착된 소치차와로 이루어져, 전기 피스턴의 상사점시에, 원형 프레임체에 장착한 커넥팅 로드의 타단부에 있어서의 축부가, 원형 프레임인체에 있어서 피스턴 강하 회전방향에 위치하도록 축지지시킨 것을 특징으로 하는 내연기관.