WO2017052207A1 - Two-stroke-cycle internal combustion engine supplying air using air compressing device outside engine - Google Patents

Two-stroke-cycle internal combustion engine supplying air using air compressing device outside engine Download PDF

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WO2017052207A1
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engine
cylinder
air supply
combustion chamber
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조주혁
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조주혁
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    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the technique of inducing stratified lean combustion in a cylinder is to precisely control the amount of air supplied to the cylinder and the flow of air to form a stable and efficient stratification.
  • the structural characteristics of the existing static cycle engine as described above there is a limit in precisely controlling the amount and flow of air supplied to the engine.
  • Patent Document 0001 Republic of Korea Patent Publication 2009-0111272
  • a two-stroke one cycle internal combustion engine includes an engine unit for generating power; A combustion unit provided with compressed air and burning of fuel; And an air compression unit generating compressed air and providing the compressed air to the combustion unit and the engine unit.
  • an internal combustion engine comprising:
  • the fuel injection device includes a fuel supply nozzle installed in the air supply pipe, and has a configuration and structure for supplying fuel into the air supply pipe using the principle of a venturi tube.
  • the angle ⁇ is comprised between 30 ° and 60 °.
  • the piston is configured to generate power by pushing the piston at its top dead center toward the bottom dead center by rotating the crankshaft by the expansion pressure of the combustion gas combusted in the combustion chamber.
  • Fuel consumption is reduced compared to the output performance by realizing lean burning in all areas from low load to high load of the engine.
  • the internal combustion engine according to the present invention maintains the advantages of the existing two-stroke engine while escaping the structural limitations of the existing two-stroke engine, thereby precisely controlling the amount of air supplied from the air compressor outside the engine and the flow of air. It is an engine that can improve the efficiency and output of engines by more than four strokes by realizing stable and efficient stratified lean burning during combustion. It is possible to simultaneously improve the performance of these engines, reduce the weight of engines, and realize the ideal combustion system. There are two administrative agencies.
  • FIG. 1 is a view showing the configuration and structure of a gasoline internal combustion engine according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 2a to 2g is a schematic diagram illustrating the operating principle of the gasoline internal combustion engine according to the present invention.
  • Figure 4 shows the change of the working fluid according to the rotation angle of the crank arm.
  • Figure 5 (A) is a view illustrating the operating principle of the moment when the air supply is started in the gasoline internal combustion engine having a direct-supply air compressor according to an embodiment of the present invention
  • Figure 5 (B) is the pressure balance after completing the air supply It is a drawing explaining the principle of operation at a point in time.
  • FIG. 6 is a view showing the configuration and structure of a gasoline internal combustion engine having an indirectly supplied compressed air chamber according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a view showing the structure of the engine unit of the gasoline internal combustion engine according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of one embodiment of a fuel supply device using a venturi tube.
  • the gasoline internal combustion engine includes an engine part 100 that generates power largely, an air compression part 300 that generates compressed air, and a combustion part 200 in which fuel is burned.
  • each part may have some of the functions of another part, and does not necessarily have an exclusive relationship. That is, even in the engine unit 100, combustion of fuel may occur or compressed air may be generated.
  • the engine unit 100 includes a cylinder 110, a piston 120, a connecting rod 130, a crank arm 140, a head 160, a crank shaft 150, an exhaust port 170, and an exhaust valve ( 180).
  • One end of the connecting rod 130 is connected to the lower side of the piston 120, and one end of the crank arm 140 is connected to the other end of the connecting rod 130, and a crank shaft ( 150 is connected.
  • the up and down reciprocating motion of the piston 120 in the cylinder 110 is converted into the rotational motion of the crank shaft 150 by the connecting rod 130 and the crank arm 140. Meanwhile, the crank arm 140 rotates about the crank shaft 150.
  • FIG. 1 The configuration of the cylinder 110, the piston 120, the connecting rod 130, the crank arm 140, and the crankshaft 150 is shown in FIG. 1, the specific configuration and operation of which is performed in a general internal combustion engine. As it is known, it is omitted.
  • the head 160 of the upper end of the cylinder 110 is provided with an exhaust port 170 for exhausting the gas inside the cylinder to the outside.
  • the exhaust port 170 is provided with an exhaust valve 180 to open and close the exhaust port 170. Since the position of the exhaust port 170 is provided at an upper position of the cylinder 110, it is preferable that the position of the exhaust port 170 is higher than the position when the piston 120 reaches the top dead center.
  • combustion unit 200 will be described.
  • the combustion unit 200 may include a combustion chamber 210, an air supply port 220, an air supply valve 230, an opening 250, a fuel injection device, and a spark plug 260.
  • the air supply port 220 is formed in the middle portion in the height direction of the combustion chamber 210, the direction through which the air supply 220 is tangential to the circumference of the side of the combustion chamber 210, It may be a direction inclined by a predetermined angle in the direction.
  • An air supply valve 230 is disposed in the air supply 220 to open and close the air supply 220. Accordingly, the air supply timing can be adjusted. Opening and closing of the air supply valve 230 may also be appropriately made by a predetermined cam driven by a rotational force supplied from the crank shaft 150 of the engine unit 100. Since the configuration and operation of the cam are well known, a description thereof will be omitted.
  • the air supply port 220 is connected to the air supply pipe 240.
  • the air supply pipe 240 connects the air supply port 220 and the compressed air outlet 380 of the air compression unit 300 so that the compressed air generated in the air compression unit 300 is provided into the combustion chamber 210. do.
  • the air supply pipe 240 is in the tangential direction with respect to the cross section of the combustion chamber 210, like the air supply port 220, it may be connected inclined at a predetermined angle in the upward direction.
  • the air supply valve 230 may be mounted to the air supply pipe 240 and inserted into the air supply pipe 220.
  • the air compressed from the air compression unit 300 is supplied to the combustion chamber 210 configured as described above through the air supply port 220, the air flowing into the combustion chamber 210 forms a vortex on the wall of the combustion chamber 210 while forming a vortex. If the upstream of the combustion chamber 210 is blocked at the upper part of the combustion chamber 210, it is pushed by the air which is continuously supplied to form a downward airflow in the direction of the cylinder 110, and then is supplied into the cylinder 110 through the opening 250.
  • a fuel injector 270 is provided at a suitable location of the combustion chamber 210.
  • the fuel injector 270 injects fuel into the combustion chamber 210 to supply fuel to the combustion chamber 210.
  • the air compression unit 300 separately provided outside the engine unit 100 may have an embodiment in which the crankshaft of the engine unit 100 is connected or driven in series, or in addition, an electric motor. Or other turbochargers or other components, or may be configured to drive a combination of these mechanisms.
  • the configuration of the air compression unit 300 having the reciprocating piston type system illustrated above is similar to that of the engine unit 100. That is, the air compression unit 300 includes a second cylinder 310, a second piston 320, a second connecting rod 330, a second crank shaft 350, a second crank arm 340, and an intake port 360. ), An intake valve 370, and a compressed air outlet 380.
  • the second piston 320 compresses air by reciprocating motion, and functions as an air compression piston for compressing air inside the second cylinder 310. Accordingly, the compressed air is supplied to the combustion chamber 210 through the air supply pipe 240 and the air supply pipe 220.
  • the second crank arm 340 and the crank arm 140 rotate with each other at the same period, the second crank arm 340 has a predetermined angle angle ⁇ in the rotational direction with respect to the crank arm 140. Rotate with it. That is, the second crank arm 340 rotates ahead of the crank arm 140 by the angle ⁇ .
  • the value of the angle ⁇ may have a range of 30 to 60 °.
  • the second piston 320 has the same period as the piston 120 and reciprocates in the vertical direction, but the second piston 320 is located at a top dead center earlier by the angle ⁇ than the piston 120. Can be reached. That is, since the second crank arm 340 is rotated ahead of the crank arm 140 by an angle angle ⁇ , when the crank arm 140 is at a position between the top dead center angles ⁇ , the second crank arm 340 is in the top dead center position.
  • the upper portion of the second cylinder 310 is provided with a compressed air outlet 380 for supplying the compressed air in the second cylinder 310 to the outside.
  • the position of the compressed air outlet 380 is provided at the upper position of the second cylinder 310, it is preferably above the position when the second piston 320 reaches the top dead center.
  • the indirect feeding scheme is as shown in FIG. 6 in its schematic structure.
  • the indirect feed type is connected to the crankshaft 150 of the engine unit 100 in series or in parallel with an air compressor 302 'driven by an electric motor or an air compressor 302' 'driven by an electric motor, or other turbocharger 302'.
  • '' Or other air supercharger, or a compressed air chamber that is supplied with compressed air provided by an air compression device that drives two or more of these devices and has a volume several times or more than that of the combustion chamber 210 ( Compressed air is charged in the compressed air chamber (304) to maintain a constant pressure, and the air filled in the compressed air chamber (304) is supplied to the combustion chamber (210) of the engine through the air supply pipe (240) and the air supply port (220). It is a way to feed.
  • the air compressor is continuously operated while the engine is running so that compressed air is continuously supplied to the compressed air chamber 304 so that the compressed air chamber 304 is always filled with compressed air at a predetermined pressure in the engine.
  • the compressed air supplied to the compressed air chamber 304 is bypassed by the automatic control device through the bypass path and compressed
  • the supply of air can be suspended or the air compressor driven by the electric motor can be temporarily stopped by the automatic control device to maintain the preset air pressure at all times.
  • FIG. 5A is a view of a time point at which supply of compressed air to a combustion chamber 210 is started from a direct supply air compressor 302, and FIG. 5B is an angle between the piston 120 and the top dead center.
  • is reached, that is, when the pressure balance point of the internal combustion engine according to the present invention is reached, the air supply valve 230 is closed and the supply of compressed air is stopped.
  • the separate air compression unit 300 outside the engine unit 100 introduced in the present invention or the air compression means constituting the same may be various, but such an air compression means has a structure, operation principle, and usage. Since it is a well-known mechanism, it does not belong to the scope of the present invention, but this mechanism is one component included in the configuration of the entire internal combustion engine according to the present invention. In the description of the present invention, for the sake of convenience, this is referred to as the “air compression unit 300”.
  • the direct supply air compressor 302 or the indirect supply air compressor 304 is referred to as an 'air compressor 300' without being shown in a separate drawing.
  • the exhaust valve 180 is closed at the time point at which exhaust gas of the combustion gas remaining in the combustion chamber 210 and the cylinder 110 is completed.
  • the air supply unit 220 is removed from the air compressor 300 after the exhaust valve is closed. Air supplied to the combustion chamber 210 is introduced into the cylinder 110 through the opening 250 and continuously filled in the cylinder 110.
  • the air supply valve 230 of the engine unit 100 is closed by closing the air supply valve 230 at the moment when the piston 120 and the crank arm 140 reach an angle ⁇ before the top dead center.
  • the second piston 320 of the direct supply air compression unit 300 is located at the top dead center as described above.
  • the pressure of the air in the combustion chamber 210 according to the present invention is theoretically the same as the pressure of the packed air in the cylinder 110, and in the present invention, this point is referred to as the 'pressure balance point'.
  • the air filled in the cylinder 110 at this pressure balance point is air supplied from the moment of opening the air supply valve 230 to the middle of the air supply process, and the air supply thereafter. Air supplied into the combustion chamber 210 until the moment of closing the valve 230 forms a vortex flowing at a high speed in the combustion chamber 210.
  • the structure of the combustion chamber 210 having a jar shape and the arrangement of the air supply 220 may further contribute to the formation of such vortices.
  • the compressed air is filled in the cylinder 110 of the engine unit 100, the air in the combustion chamber 210 and the air in the cylinder 110 form separate layers. This is called a "separable layer" in the present invention.
  • the mixer which is injected and formed by the vortex flowing at high speed in the combustion chamber 210 is composed of the combustion chamber 210 To form a vortex that flows at high speed within
  • the piston 120 of the engine unit 100 reaches the top dead center by continuing the compression stroke while the crank arm 140 further rotates the rotation angle ⁇ at the pressure balance point. .
  • the internal combustion engine according to the present invention forms a vortex in the combustion chamber 210 at high speed until the crank arm 140 rotates further by the rotation angle ' ⁇ ' from the pressure balance point to reach a top dead center.
  • the flowing mixer and the filling air in which the fuel is not mixed in the cylinder 110 form each separable layer.
  • This separable layer is a core and original technology of the internal combustion engine according to the present invention, and the separable layer is formed from the crank arm of the engine part 100 after closing the air supply valve 230 at the pressure balance point of the engine part 100.
  • 140 is realized by the structure of the present invention configured to further rotate by rotation angle ⁇ to reach top dead center.
  • the internal combustion engine according to the present invention completes one cycle.
  • the internal combustion engine according to the present invention escapes the air supply and scavenging method of the existing static cycle 2 stroke engine which supplies air compressed by crankcase intake-compression into the cylinder of the engine, and is separately provided outside the engine unit 100.
  • the air compressed at high pressure by the compression unit 300 is supplied into the combustion unit 200 and the cylinder 110 of the engine unit 100 separately formed in the head 160 on the upper end of the cylinder 110 of the engine unit 100. Introduced a new concept of 'air supply and scavenging method by the air compression unit 300'.
  • the internal combustion engine according to the present invention adopts this new concept of air supply and scavenging method to realize an air supply system that precisely controls the amount of air and the flow of air by supplying air in the compression stroke process.
  • the combustion chamber 210 of the combustion unit 200 installed in the head 160 on the upper end of the cylinder 110 of the engine unit 100 is compressed from the air compression unit 300 to high pressure.
  • the supplied air is supplied to the combustion chamber 210 through the air supply port 220, the air that is supplied flows into the combustion chamber 210 at a high flow rate and flows at a high speed in a constant direction along a predetermined path in the combustion chamber 210. That is, it has a structure that leads to the formation of a swirl or tumble.
  • the combustion chamber 210 structure is to form an ideal stratification in the engine by precisely controlling the amount and flow of air flowing into the combustion chamber 210 at high speed, the structure of the combustion chamber 210, and the air supply (
  • the mechanical design of the position of 220, the size of the cross-sectional area, and the air supply direction can be realized.
  • the shape of the combustion chamber 210, the position of the air supply unit 220, and the air supply direction indicate the flow direction (swirl or tumble) of the vortex formed in the combustion chamber 210, and the size and the cross-sectional area of the air supply unit 220
  • the amount and flow rate of air introduced into the combustion chamber 210 is determined.
  • lean combustion is a combustion method in which fuel is combusted while excess air is supplied in excess of the absolute amount of air required for combustion of a certain amount of fuel, and lean combustion is a specific heat ratio and volumetric efficiency. It is a combustion method introduced to reduce the generation of harmful gases by improving the thermal efficiency and output performance of the internal combustion engine, improving the fuel efficiency of the internal combustion engine by reducing the consumption of fuel, and further lowering the maximum temperature of the combustion gas.
  • the mixer having a stratified layer in the combustion chamber 210 is supplied through the air supply unit 220 from the air compression unit 300 at an appropriate time before or after the pressure balance point of the engine unit 100 to the combustion chamber 210 at a high speed. It is formed by injecting fuel into the fuel injector 270 to the incoming air. At this time, the mixer is formed by controlling the amount of fuel injected in consideration of the flow rate and the amount of air flowing into the combustion chamber 210 to form a theoretical air-fuel ratio or rich air-fuel ratio.
  • the fuel injection time is shortened by delaying the injection time of the fuel so that the mixer forms a stratification only in a part of the space around the spark plug 260 located above the combustion chamber 210.
  • the mixing time is formed in most of the space of the combustion chamber 210 by prolonging the fuel supply time by advancing the injection time of the fuel. Therefore, in the combustion chamber 210 in all sections from the low / medium speed low load region of the engine section 100 to the rapid acceleration or high load region, a mixer having a theoretical air fuel ratio or a rich air-fuel ratio is formed.
  • the filling air in the cylinder 110 is a separable layer of only the air in which the fuel is not mixed, and this filling air is the air which is additionally supplied in addition to the absolute amount of air required for combustion of the fuel.
  • the pressure of the combustion gas rapidly expanding due to the instantaneous combustion is absorbed by the filling air in the cylinder 110 through the openings 250 to act as a buffer so that the pressure is lowered. Accordingly, in the engine according to the present invention, knocking generated in the combustion chamber 210 may be prevented as the unburned mixer causes spontaneous combustion by the pressure of the rapidly expanding combustion gas.
  • the filling air layer without fuel is occupied in the vicinity of the so-called end-zone where the knocking occurs in the existing gasoline engine or the exhaust valve 180 where the hot spot may occur, it provides a condition for knocking to occur. Nor do.
  • knocking does not occur even when the pressure in the combustion chamber 210 increases, so knocking is performed even when combustion proceeds at the theoretical air-fuel ratio or the rich air-fuel ratio under a high compression ratio due to the supercharging of air in the rapid acceleration high load region. It is possible to realize safe and efficient lean burn without occurrence.
  • the supercharged air is controlled by the turbocharger or the air supercharger interlocked with the crankshaft 150 of the engine unit 100 in proportion to the rotational speed of the engine and the degree of load.
  • the internal combustion engine according to the present invention realizes a complete and efficient separation layer, and realizes ideal stratified lean burn in all operating regions of the engine, whether low, medium or low speed, or high acceleration, high load. It completes the structure of the 2-stroke 1 cycle internal combustion engine which can raise, improve fuel economy, and reduce the harmful component of exhaust gas.
  • the number of cylinders 110 of the engine portion 100 is reduced by the number of air compression units 300 to be attached.
  • the case of replacing the existing four-cylinder four-stroke engine that is most commonly mounted on a vehicle with the two-stroke engine according to the present invention with the reciprocating piston type air compression unit 300 is one example. 4 cylinders are reduced to two, and two direct-supply air compressors are attached instead. In this case, the air compression unit 300 may be simply attached to the second crank arm 340 connected in series or in parallel with the crank shaft 150 of the engine unit 100.
  • All four cylinders of the four-stroke engine require high-quality materials and a robust construction to withstand the high temperatures and pressures generated by the combustion-expansion stroke, and each cylinder also requires a water jacket for cooling.
  • each cylinder requires a fuel supply device such as a spark plug and a fuel injector required to perform four strokes, as well as intake and exhaust valves and various accessory driving mechanisms.
  • These high-quality materials and some parts are very expensive. . Therefore, the size and weight of the engine is inevitably increased, and the manufacturing cost is very high.
  • the internal combustion engine according to the present invention not only eliminates all the defects of the existing two administration engines while maintaining the advantages of the existing two administration engines, but also realizes the most complete and efficient stratified lean burn, thereby achieving the efficiency and output of the engine.
  • an ideal two-stroke engine with improved performance and reducing the number of cylinders in four strokes to half of the four-stroke engine, the engine is dramatically smaller and lighter, and the engine manufacturing cost is greatly reduced.
  • the description of the embodiment described above relates to an embodiment mainly applied to a gasoline internal combustion engine using gasoline
  • the diesel engine immediately You can switch to In this case, it has a form similar to the combustion chamber type or vortex chamber type of existing diesel engines. In this case, therefore, the engine may be designed by adjusting only the compression ratio of the engine.
  • Figure 7 is a view showing the shape of the engine unit 100 and the combustion unit 200 of the two-stroke one-cycle gasoline internal combustion engine of the air supply system by the air compression mechanism outside the engine unit of another form according to the present invention. .
  • the position of the combustion chamber 210 is spaced horizontally away from the center of the cylinder 110 and has a position biased to one side.
  • the lower curved surface 162 is formed on the lower surface of the head 160 at the upper end, and the lower curved surface 122 is formed on the upper surface of the piston 120.
  • the combustion chamber 210 is spaced apart from the center of the cylinder 110 to one side.
  • the biased position is preferably opposite to the position where the exhaust port 170 and the exhaust valve 180 are disposed as shown in FIG. 7.
  • a lower curved surface 162 is formed on the lower surface of the head 160 with respect to the point where the combustion chamber 210 is disposed.
  • the downward curved surface 162 has a shape of descending downward while drawing a gentle curve therefrom with the position of the combustion chamber 210 as a peak. In other words, it may be understood that the thickness of the head 160 gradually increases.
  • a second downward curved surface 122 is formed on the top surface of the cylinder 110 to correspond to the shape of the downward curved surface 162.
  • the second downward curved surface 122 has a shape corresponding to the shape of the downward curved surface 162 and forms a gentle curve from the portion corresponding to the position of the combustion chamber 210 and descends downward in a gentle curve therefrom.
  • the cylinder 120 has a protrusion 124 formed at a point corresponding to the position of the combustion chamber 210 and the depression 126 gradually recessed from the protrusion 124 around the protrusion 124. Will be formed. In other words, it may be understood that the thickness of the piston 120 is gradually thinned.
  • air flowing into the cylinder 110 from the opening 250 of the combustion chamber 210 is the second downward curved surface 122 of the upper end of the piston 120. While meeting with the protrusion 124 of the natural flow is biased to the point where the exhaust port 170 is located. Therefore, the air flowing into the cylinder 110 pushes the combustion gas in the cylinder 110 toward the exhaust port 170, thereby improving the exhaust effect.
  • the two-stroke one-cycle diesel internal combustion engine of the air supply method by the air compression mechanism outside the engine unit having the present embodiment may have a form except for the spark plug 260.

Abstract

The present invention relates to a two-stroke-cycle internal combustion engine. More specifically, disclosed is a new two-stroke-cycle internal combustion engine that carries out air supply and scavenging using a separate air compressing device outside the engine, instead of the air supply-scavenging structure of an existing two-stroke-cycle internal combustion engine. According to the present invention, it is possible to stably and efficiently realize stratified lean burn by more accurately and completely controlling the amount and flow of air to be supplied into the engine according to the present invention, thereby enhancing the output capability and efficiency of the engine and reducing the emission of harmful gas, such as nitrogen oxide (NOx), carbon monoxide (CO), carbon dioxide (CO2), blow-by gas, and the like, as well as the consumption of fuel. At the same time, by making the engine light and compact, it is possible to reduce the volume and weight of the engine and to reduce the manufacturing and operating costs of the engine.

Description

기관부 외부의 공기 압축 기구에 의한 급기 방식의 2 행정 1 사이클 내연기관2-stroke 1 cycle internal combustion engine of the air supply method by the air compression mechanism outside the engine part
본 발명은 2 행정 1 사이클 내연기관에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기존의 2 행정 1 사이클 내연기관의 급기-소기 구조에 대한 고정관념의 틀을 벗어나 기관 외부의 별도의 공기 압축 기구에 의한 급기-소기 방식을 도입한 신개념의 2 행정 1 사이클 내연기관의 구성에 관한 발명으로, 기관에 공급되는 공기의 양과 공기의 유동을 보다 정밀하고 완벽하게 제어하여 안정적이고 효율적인 성층 희박연소(Stratified Lean Burn)를 실현함으로써 기관의 출력 성능과 효율을 증대하고 연료 소비량은 물론 질소 산화물(NOx), 일산화탄소(CO), 이산화탄소(CO2) 및 미연소 가스(HC) 등의 유해가스 배출도 저감하며, 동시에 기관을 소형·경량화 함으로써 기관의 체적과 중량을 줄이고 기관의 제조비용과 운전비용도 절감하는 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a two-stroke one-cycle internal combustion engine, and more specifically, to an air supply of a conventional two-stroke one-cycle internal combustion engine, out of the stereotype of the air-scavenging structure, by a separate air compression mechanism outside the engine. The invention relates to the construction of a new concept two-stroke, one-cycle internal combustion engine that adopts the scavenging method.This method provides stable and efficient stratified lean burn by precisely and completely controlling the amount of air supplied to the engine and the flow of air. This increases the engine's output performance and efficiency, reduces fuel consumption and reduces emissions of harmful gases such as nitrogen oxides (NOx), carbon monoxide (CO), carbon dioxide (CO 2 ) and unburned gas (HC). By miniaturization and weight reduction, the present invention relates to a technology that reduces the volume and weight of an engine and also reduces the manufacturing and operating costs of the engine.
현재 자동차 제조사들이 당면하고 있는 현안은 현재 40%에도 미치지 못하고 있는 가솔린 엔진의 열효율을 높이고 연비를 향상하는 등 기관의 효율과 성능을 높이는 문제와 날로 엄격해 지는 자동차 주요 소비국들의 배기가스 규제에 대처하기 위하여 NOx, CO, CO2 및 HC 등의 유해가스 배출을 저감하는 문제를 해결하는 것이다. The current challenges facing automakers are increasing the efficiency and performance of engines, such as improving gas efficiency and fuel efficiency of gasoline engines, which are currently less than 40%. To solve the problem of reducing the emission of harmful gases such as NOx, CO, CO 2 and HC.
이러한 문제들을 해결하기 위하여 현재 대부분의 자동차 제조사들이 시도하고 있는 기술개발의 방향은 연료소비를 줄이고 엔진의 열효율을 높이면서 동시에 유해 배기가스를 줄일 수 있도록 희박연소(Lean Burn) 시스템을 개선한 효율적인 엔진에 관한 기술의 개발이나 엔진의 배기량을 줄이고 이로 인하여 낮아진 출력을 직분사와 터보차저 등에 의한 과급으로 보충하여 엔진의 소형·경량화를 도모하는 방향으로 진행되고 있다.In order to solve these problems, the direction of technology development that most automobile manufacturers are currently attempting is an efficient engine that improves a lean burn system to reduce fuel consumption, improve engine thermal efficiency and reduce harmful emissions. In order to reduce the engine displacement and reduce the output of the engine, the reduced output is supplemented with supercharging by direct injection, a turbocharger, etc., and the engine is made smaller and lighter.
가솔린 기관에 공기를 과잉으로 공급하여 연료를 연소시키는 희박연소는 비열비와 체적효율을 향상하여 기관의 열효율과 출력성능을 높이고, 연료의 소비량을 줄여서 기관의 연비를 향상하며, 또한 최고 연소 온도가 낮아 NOx를 감소시키고 동시에 완전연소로 인한 CO 및 HC의 발생도 저감하므로, 이 분야는 바람직한 기술개발의 방향이다.The lean combustion, which supplies fuel to the gasoline engine with excess air to burn fuel, improves the specific heat ratio and volumetric efficiency, thereby improving the engine's thermal efficiency and output performance, and reducing the fuel consumption, improving the engine's fuel efficiency, and the maximum combustion temperature. Low NOx and, at the same time, the generation of CO and HC due to complete combustion, this field is the direction of desirable technology development.
기존의 왕복 피스톤식 내연기관은 피스톤이 고속으로 왕복운동을 하면서 제한된 체적의 실린더 내에서 공기의 흡기-압축 행정을 거쳐 연료의 연소로 동력을 발생하는 정적(定積) 사이클 기관(Otto Cycle Engine)으로, 이 기관은 2 행정 1 사이클 내연기관(이하 ‘2 행정기관’이라 함)이든 4 행정 1 사이클 내연기관(이하 ‘4 행정기관’이라 함)이든 연소 행정에 필요한 공기의 흡기(또는 소기·급기)-압축 행정을 제한된 체적의 실린더 내에서 제한된 시간 내에 고속으로 왕복운동을 하는 피스톤에 의해 발생하는 압력 변화에 의존해야 하는 구조적 특성을 가지고 있다.Conventional reciprocating piston type internal combustion engines have a static cycle engine in which the piston reciprocates at high speed and generates power by combustion of fuel through an intake-compression stroke of air in a limited volume cylinder. For example, this engine is a two-stroke, one-cycle internal combustion engine (hereinafter referred to as the "two-stroke engine") or four-stroke, one-cycle internal combustion engine (hereinafter referred to as the "four-stroke engine"). Air supply)-has a structural characteristic that the compression stroke must be dependent on the pressure change generated by the piston reciprocating at high speed within a limited time in a limited volume cylinder.
기존의 가솔린 기관의 효율을 높이기 위해 실린더 내에 성층 희박연소를 유도하는 기술은 실린더 내에 공급되는 공기의 양과 공기의 유동을 정밀하게 제어하여 안정되고 효율적인 성층을 형성하는 것이 관건이다. 그러나 위와 같은 기존의 정적 사이클 기관의 구조적 특성 때문에, 기관에 공급되는 공기의 양과 유동을 정밀하게 제어하는 데에는 한계가 있다.In order to increase the efficiency of existing gasoline engines, the technique of inducing stratified lean combustion in a cylinder is to precisely control the amount of air supplied to the cylinder and the flow of air to form a stable and efficient stratification. However, due to the structural characteristics of the existing static cycle engine as described above, there is a limit in precisely controlling the amount and flow of air supplied to the engine.
기존의 4 행정기관에서는 흡기 행정에서 흡기 밸브의 작동이나 흡기포트의 구조 및 기타 보조기구와 복잡한 제어장치에 의존하여 실린더 내에 스월(swirl) 또는 텀블(tumble) 등 와류가 형성되도록 유도하여 혼합기의 성층을 형성하는 것은 가능하다. 그러나 바로 기관의 하사점에 이르러 다시 압축행정이 진행되면, 압축행정에 의해 실린더 내의 공기의 밀도가 증가되고 이에 따라 공기의 점성도 함께 증가하기 때문에, 유동하는 공기 간에, 또는 유동하는 공기와 실린더 벽면, 실린더 헤드, 그리고 피스톤 헤드 간에 마찰이 발생한다. The existing four-stroke engine relies on the operation of the intake valve, the structure of the intake port, and other auxiliary devices and complicated controls in the intake stroke to induce vortices such as swirls or tumbles in the cylinder to form the stratification of the mixer. It is possible to form However, when the compression stroke proceeds immediately to the bottom dead center of the engine, the compression stroke increases the density of the air in the cylinder and thus increases the viscosity of the air, and thus, between the flowing air or the flowing air and the cylinder wall, Friction occurs between the cylinder head and the piston head.
이렇게 발생하는 마찰에 의해 흡기 행정에서 형성된 와류는 유동 속도가 느려지고 흡기 과정에서 형성된 성층도 일부가 와해되므로, 이상적인 성층 형성은 실현되기 어렵다. 특히 실린더에서 흡기행정이 없이 크랭크 실 압축방식 등에 의해 급기된 공기를 곧바로 압축하는 기존의 2 행정기관에서는 실린더 내에 성층을 형성하는 것 자체도 거의 불가능하다.Since the vortices formed in the intake stroke due to the friction generated in this way slow the flow rate and some of the strata formed in the intake process are broken, the ideal stratification is difficult to be realized. In particular, in the existing two-stroke engine that directly compresses the air supplied by the crank seal compression method without the intake stroke in the cylinder, it is almost impossible to form a stratification in the cylinder itself.
최근에는 고압 분사식 GDI 엔진의 개발로 압축행정 후기에 고압 연료 분사장치에 의해 연소실에 연료를 직접 분사하여 비교적 용이하게 희박연소를 실현하고 있다. 그러나 희박연소 시에는 연소속도가 떨어져서 출력성능이 저하되므로, 희박연소는 모든 운전영역에서 적용되지 않고 저속이나 정속운전 등 저부하 영역에서만 적용되며, 엔진의 힘이 필요한 급가속이나 고부하 영역에서는 일반 엔진과 다름없이 흡기행정에서 이론 공연비 혹은 그 이상의 농후한 공연비로 연료를 공급하여 연료를 연소시킴으로써 출력성능과 토크를 향상시킨다. Recently, due to the development of a high-pressure injection type GDI engine, lean combustion is relatively easily realized by directly injecting fuel into the combustion chamber by a high-pressure fuel injector in the latter stage of the compression stroke. However, in lean burn, the combustion speed is lowered, so the output performance is lowered. Therefore, lean burn is not applied in all operating areas, but only in low load areas such as low speed and constant speed operation. Likewise, in the intake stroke, the fuel is combusted by supplying fuel at the theoretical air-fuel ratio or richer air-fuel ratio, thereby improving output performance and torque.
한편, 기존의 4 행정기관에서 1개의 실린더에서 1회의 유효일(1회의 연소-팽창 행정)을 발생하기 위해서는 크랭크축이 2회전을 해야 하기 때문에, 크랭크축 1회전에 1회의 유효일이 발생하기 위해서는 2개의 실린더가 필요하다. 그러나 기존의 2 행정기관은 1개의 실린더만으로 크랭크축 1회전에 1회의 유효일을 발생하기 때문에, 동일한 행정체적의 실린더를 기준으로 하면, 2 행정기관의 1개의 실린더는 4 행정기관의 2개의 실린더와 이론상 동일한 출력을 낼 수 있다. 따라서 현재 자동차에 가장 흔히 탑재되는 4 실린더 4 행정기관을 2 행정기관으로 대체할 경우, 각 기관의 실린더의 행정체적이 동일하다면, 2 행정기관은 2개의 실린더 기관만 가지고도 4 실린더 4 행정기관과 이론상으로 동일한 출력을 낼 수 있어 자동차에 탑재되는 엔진을 대폭적으로 소형·경량화할 수 있다. On the other hand, in order to generate one effective date (one combustion-expansion stroke) in one cylinder in the existing four-stroke engine, the crankshaft must make two revolutions. Cylinders required However, since existing two-stroke engines generate one effective date per crankshaft revolution with only one cylinder, one cylinder of two-stroke engines is equal to two cylinders of four-stroke engines. In theory, you can get the same output. Therefore, when replacing the four-cylinder four-stroke engines most commonly installed in automobiles with two-stroke engines, if the stroke volume of each cylinder is the same, the two-stroke engine has four-cylinder four-stroke engines with only two-cylinder engines. Theoretically, the same output can be produced, making it possible to significantly reduce the size and weight of an engine mounted in an automobile.
그러나 기존의 2 행정기관은 흡·배기공이 동시에 열려있는 시간이 길므로 유효 일 행정 거리가 짧고, 신기손실이 많아 평균유효압을 높이고 기관의 열효율을 향상하기 어려우며, 소기과정에서 연료 일부가 소기공을 통해 그냥 방출되어 버리므로 연료 소비량도 많다. 또한 기관의 윤활에도 문제가 많아 배기가스에 윤활유의 연소로 인한 유해성분도 많이 생기는 등의 결함이 있기 때문에, 기존의 2 행정기관을 차량에 탑재할 수 없는 것이 기존의 2 행정기관이 가지고 있는 가장 큰 약점이다.However, the existing two-stroke engines have a long opening time for both intake and exhaust holes, so the effective working stroke is short, and there are many new air losses, so it is difficult to increase the average effective pressure and improve the thermal efficiency of the engine. It is just released through the fuel consumption. In addition, there are many problems in lubrication of the engine, and there are defects such as the generation of harmful components due to the combustion of lubricating oil in the exhaust gas, so that the existing two-stroke engine cannot be mounted on a vehicle. It is a weak point.
이와 같은 기존의 2 행정기관의 결함은 불완전한 공기의 급기 시스템에 기인하는 것으로, 이러한 기존의 2 행정기관의 공기 공급 시스템을 개선하여 2 행정기관의 급기-소기-압축행정 과정에서 기관에 공급되는 공기의 양과 공기의 유동을 정밀하게 제어할 수 있으면 이상적인 2 행정기관의 구현이 가능하다. 그러나 이러한 기존의 2 행정기관의 결함은 정적 사이클 기관의 구조적 특성상 불가피하게 발생하는 현상이기 때문에, 이러한 결함을 개선하기 위해서는 기존의 정적 사이클 내연기관의 기본적인 구성에 대한 고정관념을 탈피하여 새로운 구조의 공기공급 시스템을 도입하는 발상의 전환이 필요하다.The defect of the existing two-stroke engine is due to an incomplete air supply system. The air supply system of the two-stroke engine is improved by improving the air supply system of the two-stroke engine. The precise control of the amount and flow of air makes it possible to implement an ideal two-stroke engine. However, since the defect of the existing two-stroke engine is inevitably occurring due to the structural characteristics of the static cycle engine, in order to improve the defect, the air of the new structure is removed from the stereotype of the basic configuration of the existing static cycle internal combustion engine. There is a need for a shift in the idea of introducing a supply system.
[선행기술문헌][Preceding technical literature]
[특허문헌][Patent Documents]
(특허문헌 0001) 대한민국 공개 특허공보 2009-0111272(Patent Document 0001) Republic of Korea Patent Publication 2009-0111272
본 발명은 상기한 바와 같은 기존의 2 행정기관의 결함을 해결함으로써 현재 차량에 탑재되는 4 행정기관을 2 행정기관으로 대체하기 위하여 안출된 것으로서, 기존의 2 행정기관이 채택하고 있는 ‘피스톤의 왕복운동에 의해 발생하는 압력 차를 이용한 공기의 크랭크 실 흡기-압축 방식’ 등에 의하여 기관의 실린더에 공기를 공급하는 소기·급기 구조를 배제하고, 대신에 기관의 크랭크 축과 직렬 또는 병렬로 연결되어 구동하거나, 전기로 구동되는 전동 모터나 기타 터보 차저 등 다른 동력으로 구동하는 공기압축기, 또는 이런 기구들을 병합하여 구동하는 기관 외부의 별도의 공기압축 기구에 의해 압축된 공기를 기관의 실린더 헤드에 별도로 설치된 연소실에 급기하는 공기 공급 시스템을 도입함으로써, 기관의 실린더 내에 공급되는 공기의 양과 공기의 유동을 정밀하게 제어하여 이상적인 성층 희박연소를 실현할 수 있는 2 행정 1 싸이클 기관의 구성을 구현하는 데 목적이 있다.The present invention has been devised to replace the four administrative engines currently mounted on a vehicle with two administrative engines by resolving the deficiencies of the existing two administrative engines as described above. Crank seal intake-compression method of the air using the pressure difference generated by the movement, etc., excluding the scavenging and air supply structure for supplying air to the cylinder of the engine, and instead connected and driven in series or parallel with the crank shaft of the engine. Air compressors driven by other power, such as electrically driven electric motors or other turbochargers, or by separate air compressors external to the engine which drive these devices in a separate manner. By introducing an air supply system for supplying the combustion chamber, the amount of air supplied into the engine cylinder The goal is to implement a two-stroke, one-cycle engine that can precisely control the flow of air to achieve ideal stratified lean burns.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 2 행정 1 사이클 내연기관은, 동력을 생성하는 기관부; 압축 공기를 제공받고 연료의 연소가 이루어지는 연소부; 및 압축 공기를 생성하여 상기 연소부 및 기관부에 제공하는 공기 압축부; 를 포함하는 내연기관으로서,According to an embodiment of the present invention for achieving the above object, a two-stroke one cycle internal combustion engine includes an engine unit for generating power; A combustion unit provided with compressed air and burning of fuel; And an air compression unit generating compressed air and providing the compressed air to the combustion unit and the engine unit. As an internal combustion engine comprising:
상기 기관부는, 소정의 내부 공간을 갖는 실린더; 상기 실린더의 상단에 마련되는 헤드; 상기 실린더의 내부 공간에서 상하 방향으로 상사점과 하사점 사이에서 왕복 운동하는 피스톤; 을 포함하며, The engine unit may include a cylinder having a predetermined internal space; A head provided at an upper end of the cylinder; A piston reciprocating between a top dead center and a bottom dead center in an up and down direction in an inner space of the cylinder; Including;
상기 연소부는, 상기 실린더의 상기 헤드에 배치되며, 일정한 체적을 갖되 가장 넓은 횡단면 부분의 직경이 상기 실린더의 내경(Bore) 보다 작고 입구가 밑으로 향하여 상하 역전된 항아리형 형태로 구성되며 상기 실린더의 내부 공간과 별도의 공간으로 형성되는 연소실; 상기 연소실의 하부 및 상기 실린더의 상부에 위치하며 상기 연소실의 가장 넓은 부분의 횡단면의 직경보다 작으며 상기 실린더 내경(Bore)의 2분의 1 이하의 크기의 내경을 가지며, 상기 실린더의 중심의 위치에서 상기 연소실의 내부 공간과 상기 실린더의 내부 공간이 연통하며 상기 연소실 내부 공간과 상기 실린더 내부 공간이 하나의 공간을 형성하도록 개방된 개방구; 상기 연소실의 일 측에 형성되며, 압축 공기가 상기 연소실 내부로 공급되도록 개방된 급기구; 상기 급기구에 배치되며 상기 급기구를 개폐하는 급기 밸브; 상기 급기구와 연결되되 상기 연소실의 측면 둘레에 대해 접선 방향이며 상방향으로 경사지게 연결되어 상기 공기 압축부로부터 압축 공기를 공급받는 급기관; 상기 연소실 내부에 연료를 분사하도록 마련되는 연료 분사 장치; 를 포함한다.The combustion unit is disposed in the head of the cylinder, has a constant volume, the diameter of the widest cross-section portion is smaller than the inner diameter (Bore) of the cylinder and is configured in a jar shape inverted up and down with the inlet downwards, A combustion chamber formed as an interior space and a separate space; Located in the lower part of the combustion chamber and in the upper part of the cylinder and having an inner diameter smaller than the diameter of the cross section of the widest part of the combustion chamber and less than one-half the diameter of the cylinder Bore, the position of the center of the cylinder An opening that communicates with the inner space of the combustion chamber and the inner space of the cylinder and is open such that the inner space of the combustion chamber and the inner space of the cylinder form one space; An air supply port formed at one side of the combustion chamber and opened to supply compressed air into the combustion chamber; An air supply valve disposed on the air supply port to open and close the air supply port; An air supply pipe connected to the air supply port, the air supply pipe being tangential to the circumference of the combustion chamber and inclined upwardly to receive compressed air from the air compression unit; A fuel injection device provided to inject fuel into the combustion chamber; It includes.
바람직하게는, 상기 기관부는, 일단이 상기 피스톤과 연결되는 커넥팅 로드; 상기 실린더의 하부에 마련되며 회전하는 크랭크 축; 일단이 상기 커넥팅 로드의 타단과 연결되고 타단이 상기 크랭크 축과 연결되어 상기 크랭크 축을 중심으로 회전하며, 상기 커넥팅 로드의 운동을 회전 운동으로 변환하는 크랭크 암; 상기 실린더의 상기 헤드에 배치되며 상기 실린더의 내부 공간의 기체를 배기시키는 배기구; 상기 배기구에 배치되어 상기 배기구를 개폐하는 배기 밸브; 를 더 포함한다.Preferably, the engine unit, one end of the connecting rod is connected to the piston; A crank shaft provided at a lower portion of the cylinder and rotating; A crank arm having one end connected to the other end of the connecting rod and the other end connected to the crank shaft to rotate about the crank shaft, and converting the movement of the connecting rod into rotational movement; An exhaust port disposed in the head of the cylinder and configured to exhaust gas in an inner space of the cylinder; An exhaust valve disposed at the exhaust port to open and close the exhaust port; It further includes.
바람직하게는, 상기 공기 압축부는, 상기 기관부의 크랭크 축과 직렬, 또는 병렬로 연결되어 상기 기관부에서 발생하는 동력을 이용하여 구동하는 왕복 피스톤식 공기 압축 장치에 의해 공기를 압축시켜서 압축된 공기를 상기 급기관과 급기구를 통해 상기 연소실에 직접 공급하는 직접 공급식 공기 압축기; 및 공기를 압축시키는 공기 압축 장치, 및 상기 공기 압축 장치와 연결되어 압축 공기를 제공받아 저장하며 소정의 압력을 유지하도록 하는 압축 공기실을 포함하며, 상기 압축 공기실은 상기 급기관 및 급기구를 통하여 상기 연소실 내에 압축 공기를 공급하는 간접 공급식 공기 압축기; 중 적어도 하나를 포함한다.Preferably, the air compression unit is connected to the crank shaft of the engine unit in series or parallel to the air compressed by the reciprocating piston-type air compression device driven by the power generated in the engine unit to compress the air A directly supplied air compressor supplying the combustion chamber directly through the air supply pipe and the air supply port; And a compressed air chamber connected to the air compressor to receive and store compressed air, and to maintain a predetermined pressure. The compressed air chamber is provided through the air supply pipe and the air supply port. An indirectly supplied air compressor for supplying compressed air into the combustion chamber; At least one of the.
바람직하게는, 상기 직접 공급식 공기 압축기는, 소정의 내부 공간을 갖는 제2 실린더; 상기 제2 실린더 내부에서 상하 방향으로 왕복 운동하는 제2 피스톤; 일단이 상기 제2 피스톤과 연결되는 제2 커넥팅 로드; 상기 제2 실린더의 하부에 마련되는 회전하는 제2 크랭크 축; 일단이 상기 제2 커넥팅 로드의 타단과 연결되고 타단이 상기 제2 크랭크 축과 연결되어 상기 제2 크랭크 축을 중심으로 회전하며, 상기 제2 커넥팅 로드의 운동을 회전 운동으로 변환하는 제2 크랭크 암; 상기 제2 실린더의 상단에 구비되어 상기 제2 실린더의 내부 공간에 공기가 급기되도록 하는 흡기 밸브; 및 상기 제2 실린더의 상단에 구비되어 상기 제2 실린더 내부에서 압축된 압축 공기를 배출하도록 하는 압축공기 배출구; 를 포함하며, 상기 연소부의 상기 급기구와 상기 압축공기 배출구는 상기 급기관을 통해 연결된다.Preferably, the direct feed air compressor, the second cylinder having a predetermined internal space; A second piston reciprocating upward and downward in the second cylinder; A second connecting rod having one end connected to the second piston; A rotating second crankshaft provided below the second cylinder; A second crank arm, one end of which is connected to the other end of the second connecting rod and the other end of which is connected to the second crank shaft to rotate about the second crank shaft, and converts a motion of the second connecting rod into a rotational motion; An intake valve provided at an upper end of the second cylinder to supply air to an inner space of the second cylinder; And a compressed air outlet provided at an upper end of the second cylinder to discharge compressed air compressed in the second cylinder. It includes, The air supply port and the compressed air outlet of the combustion unit is connected through the air supply pipe.
바람직하게는, 상기 크랭크 축과 상기 제2 크랭크 축은, 서로 직렬 또는 병렬로 연결되어 함께 회전운동을 하여, 상기 크랭크 암과 상기 제2 크랭크 암이 동일한 주기로 회전하며 상기 피스톤과 상기 제2 피스톤이 동일한 주기로 왕복 운동하되, 상기 제2 크랭크 암은 상기 크랭크 암에 대해서 상기 및 제2 크랭크 축의 회전 방향으로 소정의 사이각 θ를 갖고 회전하여, 상기 제2 크랭크 암이 상기 크랭크 암보다 상기 사이각 θ만큼 선행 회전하고, 상기 제2 피스톤이 상기 피스톤보다 사이각 θ만큼 먼저 상사점에 도달하되, 상기 사이각 θ는, 30° 내지 60°로 구성된다.Preferably, the crankshaft and the second crankshaft are connected in series or in parallel to each other to rotate together, such that the crank arm and the second crank arm rotate in the same period and the piston and the second piston are the same. Reciprocating in a cycle, wherein the second crank arm is rotated with respect to the crank arm in a direction of rotation of the second crank axis with a predetermined angle θ such that the second crank arm is rotated by the angle θ more than the crank arm. It rotates ahead and the said 2nd piston reaches top dead center earlier by the said angle (theta) than the said piston, The said angle (theta) consists of 30 degrees-60 degrees.
바람직하게는, 상기 기관부는, 상기 크랭크 축의 회전에 의해서 구동하는 캠; 을 더 포함하며, 상기 급기 밸브의 개폐 및 상기 배기 밸브의 개폐는, 상기 캠에 의해 조절된다.Preferably, the engine unit, the cam driven by the rotation of the crank shaft; Further comprising, opening and closing of the air supply valve and opening and closing of the exhaust valve, is adjusted by the cam.
바람직하게는, 상기 연소실은, 상기 실린더의 중심으로부터 수평 방향으로 이격되어 상기 실린더의 상기 헤드의 일 측에 치우쳐서 배치되며, 상기 실린더의 상기 헤드의 하면에는 상기 연소실이 배치된 부분을 중심으로 하향 곡면이 형성되고, 상기 피스톤의 상면에는 상기 연소실이 배치된 위치에 대응하는 부분을 중심으로 하여 상기 실린더의 상기 헤드에 형성된 상기 하향 곡면에 부합하는 제2 하향 곡면이 형성된다.Preferably, the combustion chamber is spaced apart from the center of the cylinder in a horizontal direction and disposed on one side of the head of the cylinder, the lower surface of the lower surface of the head of the cylinder around the portion where the combustion chamber is disposed And a second downward curved surface corresponding to the downward curved surface formed on the head of the cylinder with a portion corresponding to the position where the combustion chamber is disposed on the upper surface of the piston.
바람직하게는, 상기 연소실의 위치는, 상기 배기구가 형성된 위치에 대해서 반대측 방향으로 치우친 위치를 갖는다.Preferably, the position of the combustion chamber has a position biased in a direction opposite to the position where the exhaust port is formed.
바람직하게는, 상기 연소부는, 상기 연소실 내부의 연료를 점화시키는 점화 플러그;를 더 포함한다.Preferably, the combustion unit further includes a spark plug for igniting fuel in the combustion chamber.
바람직하게는, 상기 피스톤이 하사점으로부터 상사점으로 상승 운동을 하는 배기 과정에서 상기 연소실의 상기 급기 밸브를 열어 상기 공기 압축부로부터 압축 공기를 상기 급기관과 급기구를 통해 상기 연소실 내에 공급하는 구성과 구조를 갖는다.Preferably, the piston is configured to open the air supply valve of the combustion chamber and supply compressed air from the air compression unit to the combustion chamber through the air supply pipe and the air supply in the exhaust process in which the piston moves upward from the bottom dead center to the top dead center. And have a structure.
바람직하게는, 상기 급기구를 통해 상기 연소실 내로 급기되는 압축 공기가 상기 연소실 내로 유입되면서 상기 연소실 내에 잔존하는 전 행정에서 발생한 연소 가스를 상기 개방구를 통해 상기 실린더실 내로 밀어내고, 이어 계속하여 공급되는 압축 공기가 상기 실린더실 내로 유입되면서 상기 실린더실 내에 잔존하는 전 행정에서 발생한 잔존 연소 가스를 상기 배기구를 통해 배출하는 배기에 기여하는 구성과 구조를 갖는다.Preferably, as the compressed air supplied into the combustion chamber through the air supply port flows into the combustion chamber, the combustion gas generated in the entire stroke remaining in the combustion chamber is pushed into the cylinder chamber through the opening and then continuously supplied. Compressed air is introduced into the cylinder chamber and has a configuration and structure that contributes to the exhaust gas exhausting the remaining combustion gas generated in the entire stroke remaining in the cylinder chamber through the exhaust port.
바람직하게는, 상기 공기 압축부로부터 상기 급기구를 통하여 상기 연소실 내에 압축 공기의 급기가 진행되는 과정에서 상기 배기 밸브를 닫는다.Preferably, the exhaust valve is closed in the process of supplying compressed air into the combustion chamber from the air compression unit through the air supply port.
바람직하게는, 상기 배기 밸브를 닫고 상기 급기구를 통하여 상기 연소실 내에 압축 공기가 급기되는 과정에서 상기 연소실 내에 상기 연료 분사기로부터 연료를 분사하는 구성과 구조를 갖는다.Preferably, it has a configuration and structure in which the fuel is injected from the fuel injector into the combustion chamber in the process of closing the exhaust valve and supplying compressed air into the combustion chamber through the air supply port.
바람직하게는, 상기 연료 분사 장치는 상기 급기관 내에 설치된 연료 공급 노즐을 포함하며, 벤츄리 튜브의 원리를 이용해서 상기 급기관 내에 연료를 공급하는 구성과 구조를 갖는다.Preferably, the fuel injection device includes a fuel supply nozzle installed in the air supply pipe, and has a configuration and structure for supplying fuel into the air supply pipe using the principle of a venturi tube.
바람직하게는, 상기 피스톤이 상사점에 도달하기 전, 상기 피스톤이 상사점에 도달한 시점의 상기 크랭크 암의 위치에 대해서 상기 크랭크 암의 위치가 사이각 θ를 가진 시점에 상기 급기 밸브를 닫는 구성과 구조를 갖는다.Preferably, before the piston reaches the top dead center, the air supply valve is closed when the position of the crank arm has an angle θ with respect to the position of the crank arm when the piston reaches the top dead center. And have a structure.
바람직하게는, 상기 사이각 θ는 30° 내지 60°로 구성된다.Preferably, the angle θ is comprised between 30 ° and 60 °.
바람직하게는, 상기 연소부는, 상기 연소실 내부의 연료를 점화시키는 점화 플러그;를 더 포함하며, 상기 피스톤의 상사점에서 상기 연소실 내의 혼합기를 상기 점화 플러그로 점화하여 연료의 연소로 발생한 연소 가스의 급격한 팽창으로 압력이 높아진 연소 가스가 상기 개방구를 통하여 상기 실린더실 내로 분출되어 상기 실린더 내의 충진 공기와 섞이게 되도록 구성된다.Preferably, the combustion unit further includes a spark plug for igniting the fuel in the combustion chamber, and at the top dead center of the piston, the mixer in the combustion chamber is ignited by the spark plug to abruptly generate combustion gas. Combustion gas, which has risen in pressure due to expansion, is ejected through the opening into the cylinder chamber and mixed with the filling air in the cylinder.
바람직하게는, 상기 연소실 내에서 연소된 연소 가스의 팽창 압력에 의해 상사점에 있는 상기 피스톤을 하사점을 향해 밀어내어 상기 크랭크 축을 회전시킴으로써 동력을 발생하도록 하게 구성된다.Preferably, the piston is configured to generate power by pushing the piston at its top dead center toward the bottom dead center by rotating the crankshaft by the expansion pressure of the combustion gas combusted in the combustion chamber.
본 발명에 의한 내연기관은 기관부 외에 공기 압축부, 연소부를 가짐으로써, 분리성층 희박연소를 구현하며, 아래와 같은 효과를 갖는다.The internal combustion engine according to the present invention has an air compression unit and a combustion unit in addition to the engine unit to implement separation layer lean combustion, and has the following effects.
① 4 행정기관을 2 행정기관으로 대체하여 실린더 수를 반으로 줄일 수 있기 때문에 기관을 대폭적으로 소형·경량화 하여 기관의 제조원가는 물론 기관의 운전비용도 절감한다. ① Since the number of cylinders can be reduced by half by replacing the four-stroke engine with two-stroke engines, the engine is significantly smaller and lighter, reducing the manufacturing cost of the engine and operating costs of the engine.
② 연료의 연소에 의해 발생하는 고온, 고압의 연소가스는 급속히 팽창하면서 실린더 내에 성층을 형성하고 있는 충진공기와 섞이게 되므로, 고온의 연소가스는 충진공기에 고온의 열을 전달하여 충진공기를 팽창하게 함으로써 팽창으로 발생한 압력을 피스톤을 밀어내는 유효일에 기여하게 하여 기관의 열효율을 제고한다.② The high-temperature and high-pressure combustion gas generated by the combustion of the fuel is rapidly expanded and mixed with the filling air forming the stratification in the cylinder. Therefore, the high-temperature combustion gas transfers the high temperature heat to the filling air to expand the filling air. As a result, the pressure generated by the expansion contributes to the effective date for pushing the piston, thereby improving the thermal efficiency of the engine.
③ 연소에 의해 발생한 고온·고압의 연소 가스는 상대적으로 낮은 압력의 충진공기와 섞이게 됨으로써 순간적으로 체적이 증가하여 연소가스의 압력이 저하되면서 연소 가스의 온도 자체가 저하될 뿐만 아니라, 동시에 연소 가스가 가지고 있는 열을 충진공기에 전달함으로써 연소 가스의 온도도 저하된다. 따라서 실린더 외부에 열을 전열하여 발생하는 냉각손실을 저감한다.③ The combustion gas of high temperature and high pressure generated by the combustion is mixed with the relatively low pressure packed air, and the volume increases instantaneously, the pressure of the combustion gas is lowered and the temperature of the combustion gas itself is lowered. The temperature of the combustion gas is also lowered by transferring the heat it has to the packed air. Therefore, cooling loss caused by heat transfer outside the cylinder is reduced.
④ 공기 과급에 의한 높은 압력 하에서의 연소 시에도 노킹이 발생하지 않으므로, 상당한 수준의 과급이 가능하여 기관의 열효율과 출력성능을 향상할 수 있다.④ Since knocking does not occur even when burning under high pressure by air charging, it is possible to increase the engine's thermal efficiency and output performance.
⑤ 연소 가스의 압력과 온도가 저하됨에 따라 연료의 연소로 인한 고압·고온에 의해 발생하는 NOx의 발생을 저감 할 수 있다.⑤ As the pressure and temperature of the combustion gas decrease, the generation of NOx generated by high pressure and high temperature due to the combustion of fuel can be reduced.
⑥ 과급에 의해 충분한 공기를 공급하여 완전연소를 유도함으로써 CO 및 HC의 발생을 저하시킨다.⑥ Reduces the generation of CO and HC by supplying sufficient air by charging to induce complete combustion.
⑦ 연료 소비의 저감에 따라 CO2의 발생도 줄일 수 있다.⑦ Reduction of fuel consumption can reduce CO 2 emissions.
⑧ 엔진의 저부하 영역에서 고부하 영역에 이르기까지 모든 영역에서 희박연소를 실현함에 따라 출력성능 대비 연료 소비량을 저감한다.⑧ Fuel consumption is reduced compared to the output performance by realizing lean burning in all areas from low load to high load of the engine.
이와 같이 본 발명에 의한 내연기관은 기존의 2 행정기관의 장점을 유지하면서 기존의 2 행정기관의 구조적 한계를 탈피하여 기관 외부의 공기압축기로부터 급기되는 공기의 양과 공기의 유동을 정밀하게 제어하여 연료의 연소시 안정적이고 효율적인 성층 희박연소를 실현함으로써 기관의 효율과 출력을 4 행정기관 이상으로 제고할 수 있는 기관으로, 이러한 기관의 성능의 향상과 기관의 소형경량화, 그리고 이상적인 연소 시스템을 동시에 실현할 수 있는 2 행정기관이다.As described above, the internal combustion engine according to the present invention maintains the advantages of the existing two-stroke engine while escaping the structural limitations of the existing two-stroke engine, thereby precisely controlling the amount of air supplied from the air compressor outside the engine and the flow of air. It is an engine that can improve the efficiency and output of engines by more than four strokes by realizing stable and efficient stratified lean burning during combustion. It is possible to simultaneously improve the performance of these engines, reduce the weight of engines, and realize the ideal combustion system. There are two administrative agencies.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가솔린 내연기관의 구성과 구조를 나타낸 도면이다.1 is a view showing the configuration and structure of a gasoline internal combustion engine according to an embodiment of the present invention.
도 2a 부터 도 2g는 본 발명에 의한 가솔린 내연기관의 작동 원리를 설명한 약도이다.Figure 2a to 2g is a schematic diagram illustrating the operating principle of the gasoline internal combustion engine according to the present invention.
도 3의 (A)는 연소실의 형상이 항아리일 때, 연소부의 횡단면도이며, 도 3의 (B)는 연소부의 종단면도이다.Fig. 3A is a cross sectional view of the combustion section when the shape of the combustion chamber is a jar, and Fig. 3B is a longitudinal sectional view of the combustion section.
도 4는 크랭크 암의 회전 각도에 따른 작동유체의 변화 과정을 표시한 것이다.Figure 4 shows the change of the working fluid according to the rotation angle of the crank arm.
도 5의 (A)는 본 발명의 일 실시예에 따른 직접 공급식 공기 압축부를 갖는 가솔린 내연기관에서 급기를 시작한 순간의 작동 원리를 설명한 도면이고, 도 5의 (B)는 급기를 마친 압력평형점 시점에서의 작동 원리를 설명한 도면이다.Figure 5 (A) is a view illustrating the operating principle of the moment when the air supply is started in the gasoline internal combustion engine having a direct-supply air compressor according to an embodiment of the present invention, Figure 5 (B) is the pressure balance after completing the air supply It is a drawing explaining the principle of operation at a point in time.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라서 간접 공급식 압축 공기실을 갖는 가솔린 내연기관의 구성과 구조를 나타낸 도면이다.6 is a view showing the configuration and structure of a gasoline internal combustion engine having an indirectly supplied compressed air chamber according to an embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 가솔린 내연기관의 기관부의 구조를 나타낸 도면이다.7 is a view showing the structure of the engine unit of the gasoline internal combustion engine according to an embodiment of the present invention.
도 8은 벤츄리 튜브를 이용한 연료 공급 장치의 일 실시예의 단면도이다.8 is a cross-sectional view of one embodiment of a fuel supply device using a venturi tube.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 가솔린 내연기관의 실시예를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an embodiment of a preferred gasoline internal combustion engine of the present invention with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 의한 가솔린 내연기관은, 크게 동력을 생성하는 기관부(100), 압축 공기를 생성하는 공기 압축부(300), 및 연료의 연소가 이루어지는 연소부(200)를 포함하여 구성된다. 여기서, 각각의 부분은 다른 부분의 기능을 일부 가질 수 있으며, 반드시 배타적인 관계를 갖는 것은 아니다. 즉, 기관부(100) 내에서도 연료의 연소가 이루어지거나 압축 공기가 생성될 수 있다.The gasoline internal combustion engine according to the present invention includes an engine part 100 that generates power largely, an air compression part 300 that generates compressed air, and a combustion part 200 in which fuel is burned. Here, each part may have some of the functions of another part, and does not necessarily have an exclusive relationship. That is, even in the engine unit 100, combustion of fuel may occur or compressed air may be generated.
먼저, 기관부(100)는 실린더(110), 피스톤(120), 커넥팅 로드(130), 크랭크 암(140), 헤드(160), 크랭크 축(150), 배기구(170), 및 배기 밸브(180)를 포함한다.First, the engine unit 100 includes a cylinder 110, a piston 120, a connecting rod 130, a crank arm 140, a head 160, a crank shaft 150, an exhaust port 170, and an exhaust valve ( 180).
실린더(110)는 내부에 공간을 가져서 피스톤(110)이 실린더(110)의 내부 공간 내에 위치하여 상하 방향으로 왕복 운동하도록 구성된다. 실린더(110)의 상단에는 후술하는 연소부(300), 배기구(170), 및 배기 밸브(180)가 배치되도록 하는 헤드(160)가 마련된다.The cylinder 110 is configured to have a space therein so that the piston 110 is located in the internal space of the cylinder 110 and reciprocates in the up and down direction. At the upper end of the cylinder 110, a head 160 for disposing a combustion unit 300, an exhaust port 170, and an exhaust valve 180 to be described later is provided.
피스톤(120)의 하방향으로는 커넥팅 로드(130)의 일단이 연결되며, 커넥팅 로드(130)의 타단에는 크랭크 암(140)의 일단이 연결되고, 크랭크 암(140)의 타단에는 크랭크 축(150)이 연결된다. 실린더(110) 내부의 상기 피스톤(120)의 상하 방향 왕복 운동은, 상기 커넥팅 로드(130), 상기 크랭크 암(140)에 의해서 상기 크랭크 축(150)의 회전 운동으로 변환된다. 한편, 크랭크 암(140)은 상기 크랭크 축(150)을 중심으로 회전한다.One end of the connecting rod 130 is connected to the lower side of the piston 120, and one end of the crank arm 140 is connected to the other end of the connecting rod 130, and a crank shaft ( 150 is connected. The up and down reciprocating motion of the piston 120 in the cylinder 110 is converted into the rotational motion of the crank shaft 150 by the connecting rod 130 and the crank arm 140. Meanwhile, the crank arm 140 rotates about the crank shaft 150.
실린더(110), 피스톤(120), 커넥팅 로드(130), 크랭크 암(140), 및 크랭크 축(150)의 구성은 도 1에 도시된 바를 참조하며, 그 구체적인 구성 및 작동은 일반적인 내연기관에서 알려진 바와 같으므로 생략한다.The configuration of the cylinder 110, the piston 120, the connecting rod 130, the crank arm 140, and the crankshaft 150 is shown in FIG. 1, the specific configuration and operation of which is performed in a general internal combustion engine. As it is known, it is omitted.
실린더(110)의 상단의 헤드(160)에는 상기 실린더 내부의 기체를 외부로 배기시키도록 하는 배기구(170)가 마련된다. 아울러, 상기 배기구(170)에는 상기 배기구(170)를 개폐하도록 하는 배기 밸브(180)가 마련된다. 상기 배기구(170)의 위치는 상기 실린더(110)의 상부 위치에 마련됨으로써, 상기 피스톤(120)이 상사점에 도달하였을 때의 위치보다 상부임이 바람직하다. The head 160 of the upper end of the cylinder 110 is provided with an exhaust port 170 for exhausting the gas inside the cylinder to the outside. In addition, the exhaust port 170 is provided with an exhaust valve 180 to open and close the exhaust port 170. Since the position of the exhaust port 170 is provided at an upper position of the cylinder 110, it is preferable that the position of the exhaust port 170 is higher than the position when the piston 120 reaches the top dead center.
배기구(170)는 두 개 이상이 마련될 수 있으며, 각각의 배기구(170)에는 각각의 배기구(170)를 개폐하도록 하는 각각의 배기밸브(180)가 마련될 수 있다.Two or more exhaust ports 170 may be provided, and each exhaust port 170 may be provided with a respective exhaust valve 180 to open and close each exhaust port 170.
배기 밸브(180)의 작동은 상기 크랭크 축(150)의 회전과 연계될 수 있다. 즉, 상기 크랭크 축(150)의 회전에 의해서 구동하는 캠이 마련되며, 상기 캠에 의해서 상기 배기 밸브(180)의 개폐가 주기적으로 이루어질 수 있다. 상기 크랭크 축(150), 상기 캠 및 상기 배기 밸브(180)의 구체적인 작동에 대해서도 일반적인 내연기관에서 알려진 바와 같으므로 생략한다.Operation of the exhaust valve 180 may be associated with rotation of the crankshaft 150. That is, a cam driven by the rotation of the crankshaft 150 is provided, and the opening and closing of the exhaust valve 180 may be periodically performed by the cam. Specific operations of the crankshaft 150, the cam and the exhaust valve 180 are also omitted since they are known in the general internal combustion engine.
이하에서는 연소부(200)에 대해 설명한다.Hereinafter, the combustion unit 200 will be described.
연소부(200)는 연소실(210), 급기구(220), 급기 밸브(230), 개방구(250), 연료 분사 장치, 및 점화 플러그(260)를 포함하여 구성될 수 있다. The combustion unit 200 may include a combustion chamber 210, an air supply port 220, an air supply valve 230, an opening 250, a fuel injection device, and a spark plug 260.
연소실(210)은 상기 실린더(110)의 상단부, 즉 헤드(160) 부분에 마련된다. 아울러, 그 위치는 실린더(110)의 중앙 또는 후술하는 바와 같이 중앙을 벗어난 적절한 위치에 마련될 수 있다. 연소실(210)은 구형, 항아리형, 계란형, 원통형, 또는 기타 이와 유사한 형태를 갖고, 일정한 체적을 가지며 상기 실린더의 내부 공간과 별도의 공간으로 구성된다. The combustion chamber 210 is provided at the upper end of the cylinder 110, that is, the head 160. In addition, the position may be provided at the center of the cylinder 110 or at an appropriate position off the center as described below. The combustion chamber 210 has a spherical shape, a jar shape, an egg shape, a cylindrical shape, or the like, and has a constant volume and is composed of a space separate from the inner space of the cylinder.
상기 연소실(210)에는 압축 공기가 상기 연소실(210)의 내부로 공급되도록 개방된 급기구(220)가 형성된다. 급기구(220)는 공기 압축부(300)에서 공급되는 고압의 압축 공기가 연소실(210) 내에 고속으로 유입될 수 있도록 그 단면적이 가능한 한 작은 구경과 형상을 갖도록 형성된다.The combustion chamber 210 is provided with an air supply port 220 opened to supply compressed air into the combustion chamber 210. The air supply port 220 is formed to have a diameter and shape as small as possible in cross section so that the high pressure compressed air supplied from the air compression unit 300 can be introduced into the combustion chamber 210 at high speed.
이때, 바람직하게는, 급기구(220)는 연소실(210)의 높이 방향으로 중간 부분에 형성되되, 급기구(220)가 관통된 방향은 연소실(210)의 측면 둘레에 대해 접선 방향이며, 상방향으로 소정 각도 경사진 방향일 수 있다. At this time, Preferably, the air supply port 220 is formed in the middle portion in the height direction of the combustion chamber 210, the direction through which the air supply 220 is tangential to the circumference of the side of the combustion chamber 210, It may be a direction inclined by a predetermined angle in the direction.
일 예로, 바람직하게는, 도 3의 (A) 및 (B)에 도시된 바와 같이, 연소실(210)이 거꾸로 세워진 항아리 형태로 구성되어 입구가 밑으로 향한 형태를 가질 수 있다. 이때, 연소실(210)의 가장 넓은 부분의 횡단면의 직경이 실린더(110)의 내경(Bore) 보다 작을 수 있다. 상기 급기구(220)는 상기 항아리 형태의 중간 부분, 즉 배 부분에 형성되되 그 횡단면인 원형에 대해 접선방향, 또는 그에 인접한 방향으로 관통되고, 상방향으로 경사지게 형성될 수 있다.For example, preferably, as shown in (A) and (B) of FIG. 3, the combustion chamber 210 may be configured in an upside down jar shape to have an inlet facing downward. At this time, the diameter of the cross section of the widest portion of the combustion chamber 210 may be smaller than the inner diameter (Bore) of the cylinder (110). The air supply port 220 may be formed in the middle portion of the jar shape, that is, the belly portion, penetrating in a tangential direction to or adjacent to the circular cross section thereof, and may be inclined upward.
상기 급기구(220)에는 급기 밸브(230)가 배치되어 상기 급기구(220)를 개폐하도록 한다. 이에 따라서, 급기 시기가 조절될 수 있다. 급기 밸브(230)의 개폐 또한 기관부(100)의 크랭크 축(150)으로부터 공급되는 회전력에 의해 구동되는 소정의 캠에 의해서 적절하게 이루어질 수 있다. 상기 캠에 대해서도 그 구성 및 작동이 널리 알려져 있는 바, 그 구동 방법 및 구조에 대해서는 설명을 생략한다.An air supply valve 230 is disposed in the air supply 220 to open and close the air supply 220. Accordingly, the air supply timing can be adjusted. Opening and closing of the air supply valve 230 may also be appropriately made by a predetermined cam driven by a rotational force supplied from the crank shaft 150 of the engine unit 100. Since the configuration and operation of the cam are well known, a description thereof will be omitted.
상기 급기구(220)는 급기관(240)과 연결된다. 상기 급기관(240)은 상기 급기구(220)와 공기 압축부(300)의 압축공기 배출구(380)를 연결하여 공기 압축부(300)에서 생성된 압축 공기가 연소실(210) 내부로 제공되도록 한다. 한편, 급기관(240)은 상기 급기구(220)와 같이, 연소실(210)의 단면에 대해 접선 방향이며, 상방향으로 소정 각도 경사지게 연결될 수 있다. 아울러, 상기 급기 밸브(230)는 상기 급기관(240)에 장착되어 상기 급기구(220)에 삽입되는 구성을 가질 수 있다. The air supply port 220 is connected to the air supply pipe 240. The air supply pipe 240 connects the air supply port 220 and the compressed air outlet 380 of the air compression unit 300 so that the compressed air generated in the air compression unit 300 is provided into the combustion chamber 210. do. On the other hand, the air supply pipe 240 is in the tangential direction with respect to the cross section of the combustion chamber 210, like the air supply port 220, it may be connected inclined at a predetermined angle in the upward direction. In addition, the air supply valve 230 may be mounted to the air supply pipe 240 and inserted into the air supply pipe 220.
상기 연소실(210)의 하부에는 개방구(250)가 형성된다. 상기 개방구(250)를 통해서 상기 연소실(210) 내부의 공간이 개방됨으로써 상기 연소실(210) 내부의 공간이 실린더의 내부 공간과 연통된다. 즉, 개방구(250)를 통해 연소실(210) 내부의 공간과 실린더의 내부 공간이 하나의 공간으로 연결되어 공기나 연소 가스가 자유로이 내왕할 수 있다. 바람직하게는, 개방구(250)의 직경은 연소실(210)의 가장 넓은 부분의 직경보다 작고, 실린더(110)의 내경(Bore)의 2분의 1 이하의 크기일 수 있다. 또한, 개방구(250)의 위치는 실린더(110)의 중심의 위치일 수 있다.An opening 250 is formed below the combustion chamber 210. The space inside the combustion chamber 210 is opened through the opening 250 so that the space inside the combustion chamber 210 communicates with the internal space of the cylinder. That is, the space inside the combustion chamber 210 and the inside space of the cylinder are connected to one space through the opening 250, so that air or combustion gas can freely flow therein. Preferably, the diameter of the opening 250 is smaller than the diameter of the widest portion of the combustion chamber 210, and may be less than half the diameter of the bore of the cylinder (110). In addition, the position of the opening 250 may be a position of the center of the cylinder (110).
이와 같이 구성된 연소실(210)에 공기 압축부(300)로부터 압축된 공기가 급기구(220)를 통하여 급기되면, 연소실(210)로 유입되는 공기는 연소실(210) 벽면을 타고 와류를 형성하면서 연소실(210) 상부로 올라갔다가 연소실(210) 상부에서 막히게 되면 계속 급기되는 공기에 밀려나면서 실린더(110) 방향으로 하향 기류를 형성하고 이어 개방구(250)를 통하여 실린더(110) 내에 공급된다.When the air compressed from the air compression unit 300 is supplied to the combustion chamber 210 configured as described above through the air supply port 220, the air flowing into the combustion chamber 210 forms a vortex on the wall of the combustion chamber 210 while forming a vortex. If the upstream of the combustion chamber 210 is blocked at the upper part of the combustion chamber 210, it is pushed by the air which is continuously supplied to form a downward airflow in the direction of the cylinder 110, and then is supplied into the cylinder 110 through the opening 250.
연소실(210) 내부에는 연료를 점화시킬 수 있도록 점화 플러그(260)가 연소실(210)의 상층부 중앙 부분에 마련될 수 있다. 점화 플러그(260)는 스파크를 발생시켜 연소실(210) 내부의 연료를 점화시킬 수 있다. In the combustion chamber 210, a spark plug 260 may be provided at a central portion of the upper layer of the combustion chamber 210 to ignite fuel. The spark plug 260 may generate a spark to ignite the fuel inside the combustion chamber 210.
연소실(210)의 적절한 위치에는 연료 분사기(270)가 구비된다. 연료 분사기(270)는 연료를 연소실(210) 내부로 분사하여 연소실(210) 내부에 연료가 공급되도록 한다.A fuel injector 270 is provided at a suitable location of the combustion chamber 210. The fuel injector 270 injects fuel into the combustion chamber 210 to supply fuel to the combustion chamber 210.
한편, 본 발명에 의한 내연기관에서 연료를 공급하는 방법도 두 가지가 있을 수 있다. 그 하나는 기존의 가솔린 기관에서 사용하는 연료 분사기(270)를 사용하는 방법이고, 또 하나의 방법은 급기관(240)에 연료 공급 노즐을 설치하여 급기관(240)을 벤츄리 튜브로 이용하는 방법이다. 이러한 벤츄리 튜브를 이용한 방법을 사용할 경우, 상기와 같이 연료 분사기(270) 대신에, 도 8과 같은 연료 공급 장치(280)가 마련된다. 이러한 연료 공급 장치(280)는, 도 8에 도시한 실시예와 같이 급기관(240) 중간 부분에 삽입되며, 압축 공기가 급기관(240) 내를 고속으로 통과하는 과정에서 발생하는 외부 기압과 급기관 내의 압력 차이 및 연료 노즐(283) 부근에 형성되는 진공 상태를 이용하여 연료관(281)을 통하여 공급되는 연료를 니들 밸브(282) 등의 작동에 의해 급기관(240)을 통과하는 공기에 공급하는 방식이다. 이 두 가지 방법도 매우 잘 알려진 방법으로, 본 발명의 도면과 설명에서는 편의상 상기와 같이 연료 분사기(270)를 사용하는 방법으로 도시하고 기술되었다.On the other hand, there may be two methods for supplying fuel in the internal combustion engine according to the present invention. One method is to use a fuel injector 270 used in a conventional gasoline engine, and another method is to install a fuel supply nozzle in the air supply pipe 240 to use the air supply pipe 240 as a venturi tube. . When using the method using the venturi tube, a fuel supply device 280 as shown in FIG. 8 is provided instead of the fuel injector 270 as described above. Such a fuel supply device 280 is inserted into the middle of the air supply pipe 240 as shown in the embodiment shown in FIG. 8, and the external air pressure generated in the process of passing compressed air at high speed through the air supply pipe 240. Air passing through the air supply pipe 240 by the needle valve 282 or the like to supply fuel supplied through the fuel pipe 281 using a pressure difference in the air supply pipe and a vacuum formed near the fuel nozzle 283. It is a way to feed. These two methods are also very well known, and are shown and described in the drawings and description of the present invention as a method of using the fuel injector 270 as described above for convenience.
이하에서는 공기 압축부(300)에 대해서 설명한다.Hereinafter, the air compression unit 300 will be described.
본 발명에서 기관부(100) 외부에 별도로 마련되는 공기 압축부(300)는, 기관부(100)의 크랭크축과 직렬 또는 병렬로 연결되어 구동하는 실시 형태를 가질 수 있으며, 그 외에, 전동 모터나 기타 터보 차저 등 다른 동력으로 구동하거나, 또는 이런 기구들을 병합해서 구동하는 구성을 가질 수 있다. In the present invention, the air compression unit 300 separately provided outside the engine unit 100 may have an embodiment in which the crankshaft of the engine unit 100 is connected or driven in series, or in addition, an electric motor. Or other turbochargers or other components, or may be configured to drive a combination of these mechanisms.
이에 따라서, 공기 압축부(300)는, 압축된 공기를 후술하는 연소부(200)에 공급하는 기구로서, 직접 공급식과 간접 공급식의 두 가지 방식을 가질 수 있다.Accordingly, the air compressor 300 is a mechanism for supplying the compressed air to the combustion unit 200 which will be described later, and may have two methods, a direct supply type and an indirect supply type.
직접 공급식 공기 압축기는 그 개략적인 구조가 도 5의 (A) 및 (B)에 도시된 바와 같다. 직접 공급식 공기 압축기는 기관부(100)의 크랭크 축(150)과 직렬 또는 병렬로 연결되어 크랭크 축(150)의 회전력으로 구동하는 공기 압축기에 의해 압축되는 공기를 급기관(240)과 급기구(220)를 통하여 연소실(210)에 직접 공급하는 방식이다. 이러한 직접 공급식 중, 본 발명에 의한 내연기관에서 채택될 수 있는 바람직한 직접 공급식 중 하나는 후술하는 왕복 피스톤 방식 공기 압축부(300)에 의한 공기의 공급 방식이다. The schematic diagram of the direct-supply air compressor is as shown in Figs. 5A and 5B. The direct supply air compressor is connected to the crank shaft 150 of the engine unit 100 in series or in parallel to supply air compressed by the air compressor driven by the rotational force of the crank shaft 150 and the air supply pipe 240 and It is a method of supplying directly to the combustion chamber 210 through the 220. Among these direct feeds, one of the preferred direct feeds that may be adopted in the internal combustion engine according to the present invention is a supply method of air by the reciprocating piston type air compression unit 300 described later.
위에서 예시한 왕복 피스톤식의 방식을 갖는 공기 압축부(300)의 구성은 상기 기관부(100)의 구성과 유사하다. 즉, 공기 압축부(300)는 제2 실린더(310), 제2 피스톤(320), 제2 커넥팅 로드(330), 제2 크랭크 축(350), 제2 크랭크 암(340), 흡기구(360), 흡기 밸브(370), 및 압축공기 배출구(380)를 포함한다.The configuration of the air compression unit 300 having the reciprocating piston type system illustrated above is similar to that of the engine unit 100. That is, the air compression unit 300 includes a second cylinder 310, a second piston 320, a second connecting rod 330, a second crank shaft 350, a second crank arm 340, and an intake port 360. ), An intake valve 370, and a compressed air outlet 380.
제2 실린더(310)는 내부에 공간을 가져서 제2 피스톤(320)이 제2 실린더(310)의 내부 공간 내에 위치하여 상하 방향으로 왕복 운동하도록 구성된다. The second cylinder 310 is configured to have a space therein so that the second piston 320 is located in the inner space of the second cylinder 310 and reciprocates in the vertical direction.
상기 제2 피스톤(320)은 왕복운동에 의해 공기를 압축하여, 제2 실린더(310) 내부의 공기를 압축시키는 공기 압축 피스톤으로 기능한다. 이에 따라서, 급기관(240)과 급기구(220)를 통해 연소실(210)에 압축된 공기를 공급한다.The second piston 320 compresses air by reciprocating motion, and functions as an air compression piston for compressing air inside the second cylinder 310. Accordingly, the compressed air is supplied to the combustion chamber 210 through the air supply pipe 240 and the air supply pipe 220.
제2 피스톤(320)의 하방향으로는 제2 커넥팅 로드(330)의 일단이 연결되며, 제2 커넥팅 로드(330)의 타단에는 제2 크랭크 암(340)의 일단이 연결되고, 제2 크랭크 암(340)의 타단에는 제2 크랭크 축(350)이 연결된다. 상기 크랭크축(150)과 함께 구동하는 상기 제2 크랭크 축(350)의 회전 운동은, 상기 제2 크랭크 암(340), 상기 제2 커넥팅 로드(330)에 의해서 상기 제2 실린더(310) 내부의 상기 제2 피스톤(320)의 상하 방향 왕복 운동으로 변환된다. 한편, 제2 크랭크 암(340)은 상기 제2 크랭크 축(350)을 중심으로 회전한다.One end of the second connecting rod 330 is connected downwardly of the second piston 320, and one end of the second crank arm 340 is connected to the other end of the second connecting rod 330, and the second crank The second crank shaft 350 is connected to the other end of the arm 340. The rotational movement of the second crankshaft 350 driven together with the crankshaft 150 is inside the second cylinder 310 by the second crank arm 340 and the second connecting rod 330. Is converted into a vertical reciprocating motion of the second piston 320. Meanwhile, the second crank arm 340 rotates about the second crank shaft 350.
상기 제2 실린더(310), 제2 피스톤(320), 제2 커넥팅 로드(330), 제2 크랭크 암(340), 및 제2 크랭크 축(350)의 구성 및 작동은 상기 기관부(100)의 상기 실린더(110), 피스톤(120), 커넥팅 로드(130), 크랭크 암(140), 및 크랭크 축(150)의 구성 및 작동과 유사할 수 있다. 즉, 일반적인 내연기관의 기관부(100)의 작동과 같다.Configuration and operation of the second cylinder 310, the second piston 320, the second connecting rod 330, the second crank arm 340, and the second crank shaft 350 may be performed in the engine unit 100. It may be similar to the configuration and operation of the cylinder 110, the piston 120, the connecting rod 130, the crank arm 140, and the crank shaft 150. That is, the operation of the engine unit 100 of the general internal combustion engine.
이때, 상기 크랭크 축(150)과 상기 제2 크랭크 축(350)은 서로 연결되어 함께 회전할 수 있다. 즉, 상기 크랭크 축(150)과 상기 제2 크랭크축(350)은 동일한 주기로 회전하며, 따라서 상기 크랭크 암(140) 및 상기 제2크랭크 암(340) 또한 동일한 주기로 회전하고, 상기 피스톤(120)과 상기 제2피스톤(320)도 동일한 주기로 왕복 운동할 수 있다. 상기 크랭크 축(150)과 상기 제2 크랭크 축(350)의 연결 방식은 직렬, 또는 병렬일 수 있으며, 구체적인 연결 구성 방식은 한정하지 아니한다.In this case, the crank shaft 150 and the second crank shaft 350 may be connected to each other and rotate together. That is, the crankshaft 150 and the second crankshaft 350 rotates at the same period, so that the crank arm 140 and the second crank arm 340 also rotate in the same period, the piston 120 And the second piston 320 may also reciprocate in the same cycle. The crank shaft 150 and the second crank shaft 350 may be connected in series or in parallel, and a specific connection configuration method is not limited thereto.
이때, 상기 제2 크랭크 암(340)과 상기 크랭크 암(140)은 서로 동일 주기로 회전하되, 상기 제2 크랭크 암(340)은 상기 크랭크 암(140)에 대해서 회전 방향으로 소정의 사이각 θ을 갖고 회전한다. 즉, 상기 제2 크랭크 암(340)은 상기 크랭크 암(140)보다 상기 사이각 θ만큼 선행(先行) 회전한다. 여기서, 상기 사이각 θ의 값은 30 내지 60°의 범위를 가질 수 있다. In this case, the second crank arm 340 and the crank arm 140 rotate with each other at the same period, the second crank arm 340 has a predetermined angle angle θ in the rotational direction with respect to the crank arm 140. Rotate with it. That is, the second crank arm 340 rotates ahead of the crank arm 140 by the angle θ. Here, the value of the angle θ may have a range of 30 to 60 °.
이에 따라서, 상기 제2 피스톤(320)은 상기 피스톤(120)과 같은 주기를 가지며 상하 방향으로 왕복 운동하되, 상기 제2 피스톤(320)은 상기 피스톤(120)보다 사이각 θ만큼 먼저 상사점에 도달할 수 있다. 즉, 상기 제2 크랭크 암(340)이 상기 크랭크 암(140)보다 사이각 θ만큼 선행 회전하므로, 상기 크랭크 암(140)이 상사점 전 사이각 θ의 위치에 있을 때, 상기 제2 크랭크 암(340)은 상사점의 위치에 있게 된다.Accordingly, the second piston 320 has the same period as the piston 120 and reciprocates in the vertical direction, but the second piston 320 is located at a top dead center earlier by the angle θ than the piston 120. Can be reached. That is, since the second crank arm 340 is rotated ahead of the crank arm 140 by an angle angle θ, when the crank arm 140 is at a position between the top dead center angles θ, the second crank arm 340 is in the top dead center position.
상기 제2 실린더(310)의 상단에는 상기 제2 실린더(310)의 내부에 공기를 공급시키는 흡기구(360)가 마련되며, 상기 흡기구(360)를 개폐하는 흡기 밸브(370)가 구비된다.An intake port 360 for supplying air into the second cylinder 310 is provided at an upper end of the second cylinder 310, and an intake valve 370 is provided to open and close the intake port 360.
상기 흡기 밸브(370)의 작동은 상기 제2 크랭크 축(350)의 회전과 연계될 수 있다. 즉, 상기 제2 크랭크 축(350)의 회전에 의해서 구동하는 캠이 마련되며, 상기 캠에 의해서 상기 배기 밸브(180)의 개폐가 주기적으로 이루어질 수 있다. 상기 제2 크랭크 축(350), 상기 캠 및 상기 배기 밸브(180)의 구체적인 작동에 대해서도 일반적인 내연기관에서 알려진 바와 같으므로 생략한다.Operation of the intake valve 370 may be associated with rotation of the second crankshaft 350. That is, a cam driven by the rotation of the second crank shaft 350 is provided, and the opening and closing of the exhaust valve 180 may be periodically performed by the cam. Specific operations of the second crank shaft 350, the cam and the exhaust valve 180 are also omitted since they are known in a general internal combustion engine.
아울러, 제2 실린더(310)의 상부에는 상기 제2 실린더(310) 내부에서 압축된 공기를 외부로 공급하도록 하는 압축공기 배출구(380)가 마련된다. 상기 압축공기 배출구(380)의 위치는 상기 제2 실린더(310)의 상부 위치에 마련됨으로써, 상기 제2 피스톤(320)이 상사점에 도달하였을 때의 위치보다 상부임이 바람직하다.In addition, the upper portion of the second cylinder 310 is provided with a compressed air outlet 380 for supplying the compressed air in the second cylinder 310 to the outside. The position of the compressed air outlet 380 is provided at the upper position of the second cylinder 310, it is preferably above the position when the second piston 320 reaches the top dead center.
이 기구는 그 구조가 간단하여 고도의 기술이 없어도 쉽게 제작할 수 있고 그 제조비용도 저렴하다. 이러한 구조를 갖는 공기 압축부(300)는 기관부(100)의 크랭크 축(150)과 직렬 또는 병렬로 연결되어 기관부(100)의 크랭크 축(150)이 발생하는 회전력으로 함께 구동하여 제2 피스톤(320)이 상사점을 향하여 상행 운동을 하면서 제2 실린더(310) 내의 공기를 압축하고, 압축되는 공기를 급기관(240)과 급기구(220)를 통하여 연소실(210)에 직접 공급하는 구성을 갖는다. 이러한 직접 공급식의 경우, 손쉬운 결합 및 부착이 달성될 수 있다.The device is simple in structure and can be easily manufactured without high technology, and its manufacturing cost is low. The air compression unit 300 having such a structure is connected to the crank shaft 150 of the engine unit 100 in series or in parallel to drive together with the rotational force generated by the crank shaft 150 of the engine unit 100 to the second The piston 320 compresses the air in the second cylinder 310 while moving upward toward the top dead center, and directly supplies the compressed air to the combustion chamber 210 through the air supply pipe 240 and the air supply pipe 220. Has a configuration. In the case of such a direct feed, easy coupling and attachment can be achieved.
간접 공급식은 그 개략적인 구조가 도 6에 도시된 바와 같다. 간접 공급식은 기관부(100)의 크랭크 축(150)과 직렬 또는 병렬로 연결되어 구동하는 공기 압축기(302') 또는 전동 모터로 구동하는 공기 압축기(302''), 또는 기타 터보 차저(302''')나 기타 공기 과급기, 또는 이런 기구들 중 둘 이상을 병합하여 구동하는 공기 압축 장치로부터 제공되는 압축 공기를 공급받아 일단 연소실(210)체적의 수 배 또는 그 이상의 체적을 갖는 압축 공기실(Compressed Air Chamber)(304)에 일정한 압력을 유지하도록 압축 공기를 충진하고, 이 압축 공기실(304)에 충진된 공기를 급기관(240)과 급기구(220)를 통하여 기관의 연소실(210)에 공급하는 방식이다. The indirect feeding scheme is as shown in FIG. 6 in its schematic structure. The indirect feed type is connected to the crankshaft 150 of the engine unit 100 in series or in parallel with an air compressor 302 'driven by an electric motor or an air compressor 302' 'driven by an electric motor, or other turbocharger 302'. '') Or other air supercharger, or a compressed air chamber that is supplied with compressed air provided by an air compression device that drives two or more of these devices and has a volume several times or more than that of the combustion chamber 210 ( Compressed air is charged in the compressed air chamber (304) to maintain a constant pressure, and the air filled in the compressed air chamber (304) is supplied to the combustion chamber (210) of the engine through the air supply pipe (240) and the air supply port (220). It is a way to feed.
간접 공급식에 있어서, 상기 공기 압축기는 기관이 가동하는 동안 지속적으로 가동하여 항상 압축 공기실(304)에 기관에 기 설정된 압력의 압축 공기가 충진 되도록 압축 공기를 압축 공기실(304)에 지속적으로 공급하여 충진하며, 압축 공기실(304)에 충진된 공기의 압력이 이미 설정된 기준을 지나 높아지는 경우, 압축 공기실(304)에 공급되는 압축 공기를 자동 제어 장치에 의해 우회 경로를 통해 우회시켜서 압축 공기의 공급을 일시 중단하거나, 전동 모터로 구동하는 공기 압축 장치를 자동 제어 장치에 의해 일시적으로 가동을 정지하여 기 설정된 공기 압력을 항상 유지하도록 할 수 있다.In the indirect supply type, the air compressor is continuously operated while the engine is running so that compressed air is continuously supplied to the compressed air chamber 304 so that the compressed air chamber 304 is always filled with compressed air at a predetermined pressure in the engine. When supplying and filling, and the pressure of the air filled in the compressed air chamber 304 becomes higher than the already set standard, the compressed air supplied to the compressed air chamber 304 is bypassed by the automatic control device through the bypass path and compressed The supply of air can be suspended or the air compressor driven by the electric motor can be temporarily stopped by the automatic control device to maintain the preset air pressure at all times.
공기 압축부(300)로부터 압축된 공기를 연소실(210)에 공급하는 시기는 피스톤(120)의 하사점 부근에서 배기 밸브(180)을 열어 연소실(210)과 실린더(110) 내에 있는 고압의 연소 가스를 배출한 이후 연소실(210)과 실린더(110) 내의 압력이 급격히 감소하는 시점이며, 압축된 공기의 공급을 중단하는 시기는, 피스톤(120)이 상사점에 이르기 전이되, 피스톤(120)이 상사점에 이를 때의 크랭크 암의(140) 위치와 상기 크랭크 암(140)의 위치가 사이각 θ를 갖는 시점(편의상 “피스톤(120)이 상사점 전 사이각 θ에 이른 지점”이라 한다.)으로, 그 이유에 대해서는 아래에서 상술한다. The timing of supplying the compressed air from the air compression unit 300 to the combustion chamber 210 is to open the exhaust valve 180 near the bottom dead center of the piston 120 to burn the high pressure in the combustion chamber 210 and the cylinder 110. After discharging the gas, the pressure in the combustion chamber 210 and the cylinder 110 decreases rapidly, and when the supply of compressed air is stopped, the piston 120 transitions to a top dead center, and the piston 120 The point of time where the position of the crank arm 140 and the position of the crank arm 140 has an angle θ (the point where the piston 120 reaches the angle θ before the top dead center for convenience) is referred to as the top dead center. The reason for this is as follows.
도 5의 (A)는 직접 공급식 공기 압축기(302)로부터 연소실(210)에 압축공기의 공급을 시작하는 시점의 도면이며, 도 5의 (B)는 피스톤(120)이 상사점 전 사이각 θ에 이르렀을 때, 즉 본 발명에 의한 내연기관의 압력평형점에 도달했을 때 급기 밸브(230)을 닫고 압축공기의 공급을 중지하는 시점의 도면이다.FIG. 5A is a view of a time point at which supply of compressed air to a combustion chamber 210 is started from a direct supply air compressor 302, and FIG. 5B is an angle between the piston 120 and the top dead center. When θ is reached, that is, when the pressure balance point of the internal combustion engine according to the present invention is reached, the air supply valve 230 is closed and the supply of compressed air is stopped.
본 발명에서 도입하는 기관부(100) 외부의 별도의 공기 압축부(300)나 이를 구성하는 공기 압축 수단은 여러 종류가 있을 수 있으나, 이러한 공기압축 수단은 그 구조와 작동원리 및 사용용도 등이 널리 알려진 기구이기 때문에 본 발명의 범위에 속하지 않지만, 이 기구는 본 발명에 의한 내연기관 전체의 구성에 포함되는 하나의 구성요소이다. 본 발명에 관한 설명에서는 편의상 이를 통틀어 ‘공기 압축부(300)’라 한다. The separate air compression unit 300 outside the engine unit 100 introduced in the present invention or the air compression means constituting the same may be various, but such an air compression means has a structure, operation principle, and usage. Since it is a well-known mechanism, it does not belong to the scope of the present invention, but this mechanism is one component included in the configuration of the entire internal combustion engine according to the present invention. In the description of the present invention, for the sake of convenience, this is referred to as the “air compression unit 300”.
이하에서는 본 발명에 의한 가솔린 내연기관의 구동을 설명한다. 각각의 설명은 도 2a 내지 도 2g 및 도 4를 참조한다. 이 도면에서는 직접 공급식 공기 압축기(302)나 간접 공급식 공기 압축기(304)를 별도의 도면으로 표시하지 않고 '공기 압축부(300)'로 표기하였다.Hereinafter, the driving of the gasoline internal combustion engine according to the present invention will be described. Each description refers to FIGS. 2A-2G and 4. In this figure, the direct supply air compressor 302 or the indirect supply air compressor 304 is referred to as an 'air compressor 300' without being shown in a separate drawing.
먼저, 도 2a와 같이, 기관부(100)의 피스톤(120)의 하사점 또는 그 부근에서 배기 밸브(180)를 열어 전 행정에서 발생한 연소가스의 배기를 시작하면, 배기구(170)를 통하여 고압의 연소 가스가 배출되어 연소실(210)과 실린더(110) 내의 압력이 급격히 감소한다. First, as shown in FIG. 2A, when the exhaust valve 180 is opened at the bottom dead center of the piston 120 of the engine unit 100 or the vicinity thereof, exhaust of the combustion gas generated in the previous stroke is started. Combustion gas is discharged so that the pressure in the combustion chamber 210 and the cylinder 110 decreases rapidly.
이어서, 도 2b와 같이, 피스톤(120)이 상행운동을 하여 기관부(100)의 배기가 진행되는 동안 적절한 시기에 급기 밸브(230)를 열면, 연소가스의 배기로 인하여 압력이 낮아진 연소실(210)과 실린더(110) 내에 높은 압력으로 압축된 공기가 공기 압축부(300)로부터 급기구(220)를 통하여 연소실(210) 내에 급기된다. 이때 공기 압축부(300)에서 이미 높은 압력으로 압축되어 급기되는 공기는 빠른 유속으로 연소실(210) 내에 유입되면서 상대적으로 낮은 압력의 연소실(210) 내에 고속으로 유동하는 와류를 형성하면서 연소실(210) 상부로 상승하였다가 연소실(210) 상부에 막히면서 다시 하강 기류를 형성하게 되며, 이 하강기류는 동시에 연소실(210) 내에 남아있는 연소가스를 개방구(250)를 통하여 실린더(110)로 밀어낸다. 이어 계속하여 연소실(210)로 급기되는 공기는 다시 개방구(250)를 통해 실린더(110) 내로 유입되어 실린더(110) 내부에 잔존하는 연소가스를 배기구(170)로 밀어내는 소기에 기여한다. Subsequently, as shown in FIG. 2B, when the air supply valve 230 is opened at an appropriate time while the piston 120 moves upward and the exhaust of the engine unit 100 is in progress, the combustion chamber 210 is lowered due to the exhaust of the combustion gas. ) And the air compressed at high pressure in the cylinder 110 are supplied into the combustion chamber 210 from the air compression unit 300 through the air supply unit 220. At this time, the air compressed by the high pressure in the air compression unit 300 is supplied into the combustion chamber 210 at a high flow rate and forms a vortex flowing at a high speed in the combustion chamber 210 at a relatively low pressure while the combustion chamber 210 is formed. Ascending to the upper portion is blocked by the upper portion of the combustion chamber 210 again to form a downdraft, which simultaneously pushes the combustion gas remaining in the combustion chamber 210 to the cylinder 110 through the opening (250). Subsequently, air that is continuously supplied to the combustion chamber 210 again flows into the cylinder 110 through the opening 250, thereby contributing to scavenging the combustion gas remaining in the cylinder 110 to the exhaust port 170.
도 2c와 같이, 배기 밸브(180)는 연소실(210)과 실린더(110) 내에 잔존하는 연소가스의 소기가 완료되는 시점에 닫는다. 이때 실린더(110) 내에는 잔존 연소가스가 배기구(170)를 통하여 배출되어 그 압력이 많이 저하되어있으므로, 도 2d와 같이, 배기밸브가 닫힌 이후 공기 압축부(300)로부터 급기구(220)를 통하여 연소실(210)에 공급되는 공기는 개방구(250)를 통해 실린더(110) 내에 유입되어 실린더(110) 내에 계속해서 충진된다. As shown in FIG. 2C, the exhaust valve 180 is closed at the time point at which exhaust gas of the combustion gas remaining in the combustion chamber 210 and the cylinder 110 is completed. At this time, since the remaining combustion gas is discharged through the exhaust port 170 in the cylinder 110, and the pressure thereof is greatly reduced, as shown in FIG. 2D, the air supply unit 220 is removed from the air compressor 300 after the exhaust valve is closed. Air supplied to the combustion chamber 210 is introduced into the cylinder 110 through the opening 250 and continuously filled in the cylinder 110.
한편, 배기 밸브(180)가 닫히는 순간부터 피스톤(120)은 상사점을 향하여 계속하여 운동하면서 실린더(110) 내에서는 연소실(210)로부터 개방구(250)를 통하여 유입되는 공기를 압축하는 압축행정이 진행되지만, 공기 압축부(300)의 제2 실린더(310) 내에 압축된 공기의 압력은 실린더(110)와 연소실(210) 내의 공기의 압력보다 훨씬 높기 때문에, 압축부(300)로부터 급기구(220)를 통하여 급기되는 공기는 실린더(110) 내에 계속하여 충진된다. 따라서 실린더(110) 내에서는 배기 밸브(180)가 닫히는 순간부터 공기의 충진과 충진된 공기를 압축하는 압축 행정이 병행하여 진행된다. 이 때 실린더 내에서 압축되는 공기를 본 발명에서는 ‘충진공기’라 한다.On the other hand, from the moment the exhaust valve 180 is closed, the piston 120 continues to move toward the top dead center, and the compression stroke compresses the air flowing in through the opening 250 from the combustion chamber 210 in the cylinder 110. Although it proceeds, since the pressure of the air compressed in the second cylinder 310 of the air compression unit 300 is much higher than the pressure of the air in the cylinder 110 and the combustion chamber 210, the air supply from the compression unit 300 Air supplied through the 220 is continuously filled in the cylinder 110. Therefore, in the cylinder 110, the filling stroke of the air and the compression stroke for compressing the filled air proceed in parallel from the moment when the exhaust valve 180 is closed. At this time, the air compressed in the cylinder is referred to as 'filling air' in the present invention.
이어, 도 2e와 같이, 피스톤(120) 및 크랭크 암(140)이 상사점 전 사이각 θ에 이르는 순간 기관부(100)의 급기 밸브(230)를 닫아 급기를 마친다. 여기서, 피스톤(120)이 상사점 전 사이각 θ에 이르는 순간, 직접 공급식 공기 압축부(300)의 제2 피스톤(320)은 상사점에 위치함은 위에서 설명한 바와 같다. 이 시점에서 본 발명에 의한 연소실(210) 내의 공기의 압력은 실린더(110) 내의 충진 공기의 압력과 이론적으로는 같아지며, 본 발명에서는 이 시점을 ‘압력평형점’이라 한다. Subsequently, as shown in FIG. 2E, the air supply valve 230 of the engine unit 100 is closed by closing the air supply valve 230 at the moment when the piston 120 and the crank arm 140 reach an angle θ before the top dead center. Here, as soon as the piston 120 reaches the angle θ before the top dead center, the second piston 320 of the direct supply air compression unit 300 is located at the top dead center as described above. At this point, the pressure of the air in the combustion chamber 210 according to the present invention is theoretically the same as the pressure of the packed air in the cylinder 110, and in the present invention, this point is referred to as the 'pressure balance point'.
상기 압력평형점에서 급기 밸브(230)를 닫으면, 이 압력평형점에서 실린더(110) 내에 충진된 공기는 급기 밸브(230)를 여는 순간부터 급기 과정의 중반부까지 급기된 공기이고, 그 이후부터 급기 밸브(230)를 닫는 순간까지 연소실(210) 내로 급기되는 공기는 연소실(210) 내에 고속으로 유동하는 와류를 형성하고 있다. 특히, 항아리 형상을 갖는 연소실(210)의 구조, 급기구(220)의 배치 구조는 이러한 와류 형성에 더욱 기여할 수 있다. 아울러, 기관부(100)의 실린더(110) 내에는 압축된 공기가 충진되어 있으므로, 연소실(210) 내부의 공기와 실린더(110) 내부의 공기가 각각 분리된 성층을 형성한다. 이를 본 발명에서는 '분리성층'이라고 한다.When the air supply valve 230 is closed at the pressure balance point, the air filled in the cylinder 110 at this pressure balance point is air supplied from the moment of opening the air supply valve 230 to the middle of the air supply process, and the air supply thereafter. Air supplied into the combustion chamber 210 until the moment of closing the valve 230 forms a vortex flowing at a high speed in the combustion chamber 210. In particular, the structure of the combustion chamber 210 having a jar shape and the arrangement of the air supply 220 may further contribute to the formation of such vortices. In addition, since the compressed air is filled in the cylinder 110 of the engine unit 100, the air in the combustion chamber 210 and the air in the cylinder 110 form separate layers. This is called a "separable layer" in the present invention.
한편, 도 2d와 같이, 기관부(100)가 압력평형점에 도달하는 시점 또는 그 직전 적절한 시기에 연료 분사기(270)에 의해 연소실(210) 내에 연료를 분사하면, 분사되는 연료는 연소실(210) 내에서 고속으로 유동하는 공기의 와류와 골고루 섞이면서 기화되어 혼합기를 조성한다.On the other hand, as shown in FIG. 2D, when the engine unit 100 injects fuel into the combustion chamber 210 by the fuel injector 270 at the time when the engine equilibrium point reaches the pressure balance point or just before, the injected fuel is the combustion chamber 210. The mixture is vaporized, evenly mixing with the vortex of air flowing at high speed in the cavity.
연료 분사기(270)에 의해 연료를 분사하는 시점은 내연기관의 부하 정도에 따라 급기 중반부 이후 적절한 시기가 되기 때문에, 연소실(210) 내에서 고속으로 유동하는 와류에 분사되어 조성되는 혼합기는 연소실(210) 내에서 고속으로 유동하는 와류를 형성한다.Since the timing of injecting fuel by the fuel injector 270 is a suitable time after the mid-supply of air depending on the load of the internal combustion engine, the mixer which is injected and formed by the vortex flowing at high speed in the combustion chamber 210 is composed of the combustion chamber 210 To form a vortex that flows at high speed within
도 2e와 같이, 이 압력평형점으로부터 기관부(100)의 피스톤(120)은 압력평형점에서 크랭크 암(140)이 회전각 θ를 더 회전하는 동안 압축행정을 계속하여 상사점에 도달하게 된다. As shown in FIG. 2E, from the pressure balance point, the piston 120 of the engine unit 100 reaches the top dead center by continuing the compression stroke while the crank arm 140 further rotates the rotation angle θ at the pressure balance point. .
압력평형점에서 계속해서 상사점을 향하여 운동하는 기관부(100)의 피스톤(120)은 실린더(110) 내의 공기를 더욱 압축하여 실린더(110) 내의 압력이 더욱 높아지면서 실린더(110) 내의 압축공기 일부를 개방구(250)를 통해 연소실(210) 내로 밀어 넣기 때문에, 크랭크 암(140)이 상사점에 달하는 시점까지 연료-공기 혼합기는 실린더(110) 내로 유입되지 못하고 고속으로 유동하는 와류를 형성한 상태에서 연소실(210) 내에 갇혀있게 된다.The piston 120 of the engine unit 100 continuously moving toward the top dead center at the pressure equilibrium point further compresses the air in the cylinder 110, so that the pressure in the cylinder 110 becomes higher and thus the compressed air in the cylinder 110. Since some are pushed into the combustion chamber 210 through the opening 250, the fuel-air mixer does not enter the cylinder 110 and forms a vortex that flows at high speed until the crank arm 140 reaches top dead center. In one state it is trapped in the combustion chamber (210).
즉, 압력평형점 이후 기관부(100)의 크랭크 암(140)은 회전각 θ만큼 더 회전하여 상사점에 도달하기 때문에, 압력평형점에서 크랭크 암(140) 회전각 θ만큼 더 기관의 상사점을 향하여 상행운동을 하는 피스톤(120)에 의해 실린더(110) 내의 충진 공기는 더욱 압축되어 그 압력이 높아지게 된다. 따라서 충진공기는 개방구(250)를 통하여 연소실(210) 내로 밀려 들어가게 되므로 연소실(210) 내에 와류를 형성하고 있는 혼합기의 분리성층은 실린더(110) 내로 유입되지 못하고 연소실(210) 내에 갇혀 있게 된다. 즉, 상기 혼합기는 연소실(210) 내부에서 고속으로 유동하게 된다.That is, since the crank arm 140 of the engine unit 100 after the pressure balance point reaches a top dead center by further rotating by the rotation angle θ, the top dead center of the engine further by the rotation angle θ of the crank arm 140 at the pressure balance point. The filling air in the cylinder 110 is further compressed by the piston 120 which moves upward toward the pressure thereof, thereby increasing the pressure. Therefore, the filling air is pushed into the combustion chamber 210 through the opening 250, so that the separating layer of the mixer forming the vortex in the combustion chamber 210 is not introduced into the cylinder 110 and is trapped in the combustion chamber 210. . That is, the mixer flows at a high speed in the combustion chamber 210.
본 발명에 의한 내연기관은 이러한 현상을 이용하여 점화 플러그(260)에 의해 점화가 이루어지는 시점까지 연소실(210) 내에는 연료와 공기의 혼합기가, 그리고 실린더(110) 내에는 연료가 섞이지 않은 충진공기가 각각 분리된 분리성층을 형성하도록 유도한다. The internal combustion engine according to the present invention utilizes this phenomenon to provide a mixture of fuel and air in the combustion chamber 210 and a fuel mixture in the cylinder 110 until the ignition is performed by the spark plug 260. Induces each to form a separate separable layer.
위에 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 내연기관은 압력평형점으로부터 크랭크 암(140)이 회전각 ‘θ’만큼 더 회전하여 상사점에 도달할 때까지 연소실(210) 내에는 와류를 형성하면서 고속으로 유동하는 혼합기가, 그리고 실린더(110) 내에는 연료가 혼합되지 않은 충진공기가 각각의 분리성층을 형성하는 것을 특징으로 한다. 이 분리성층은 본 발명에 의한 내연기관의 핵심적이고 독창적인 기술로서, 이 분리성층은 기관부(100)의 압력평형점에서 급기 밸브(230)를 닫은 이후부터 기관부(100)의 크랭크 암(140)이 회전각 θ만큼 더 회전하여 상사점에 도달하도록 구성된 본 발명의 구조에 의해 실현된다. As described above, the internal combustion engine according to the present invention forms a vortex in the combustion chamber 210 at high speed until the crank arm 140 rotates further by the rotation angle 'θ' from the pressure balance point to reach a top dead center. The flowing mixer and the filling air in which the fuel is not mixed in the cylinder 110 form each separable layer. This separable layer is a core and original technology of the internal combustion engine according to the present invention, and the separable layer is formed from the crank arm of the engine part 100 after closing the air supply valve 230 at the pressure balance point of the engine part 100. 140 is realized by the structure of the present invention configured to further rotate by rotation angle θ to reach top dead center.
이상과 같은 분리성층의 형성을 유도하는 것은 본 발명에 의한 내연기관에서 이상적인 성층 희박연소를 실현하기 위한 것이다.Inducing the formation of the above-mentioned separation layer is for realizing the ideal stratified lean burn in the internal combustion engine according to the present invention.
이어서, 도 2f와 같이, 연소실(210)에서 고속으로 유동하는 혼합기는 상사점 또는 상사점 직전에 점화 플러그(260)에 의해 점화되며, 도 2g와 같이, 연료의 연소에 의해 발생하는 고압의 연소 가스는 팽창행정을 하여 동력을 발생한다.Subsequently, as shown in FIG. 2F, the mixer flowing at high speed in the combustion chamber 210 is ignited by the spark plug 260 immediately before the top dead center or the top dead center, and as shown in FIG. 2G, the high pressure combustion generated by the combustion of the fuel is performed. The gas generates an expansion stroke to generate power.
이상과 같은 진행으로 본 발명에 의한 내연기관은 1 사이클을 완료한다.As described above, the internal combustion engine according to the present invention completes one cycle.
본 발명에 의한 내연기관은 크랭크실 흡기-압축 등에 의해 압축된 공기를 기관의 실린더 내에 공급하는 기존의 정적 싸이클 2 행정기관의 급기·소기 방식을 탈피하여, 기관부(100) 외부에 별도로 마련된 공기 압축부(300)에 의해 고압으로 압축된 공기를 기관부(100)의 실린더(110) 상단의 헤드(160)에 별도로 만들어진 연소부(200)와 기관부(100)의 실린더(110) 내에 공급하는 신개념의 ‘공기 압축부(300)에 의한 급기·소기 방식’을 도입하였다.The internal combustion engine according to the present invention escapes the air supply and scavenging method of the existing static cycle 2 stroke engine which supplies air compressed by crankcase intake-compression into the cylinder of the engine, and is separately provided outside the engine unit 100. The air compressed at high pressure by the compression unit 300 is supplied into the combustion unit 200 and the cylinder 110 of the engine unit 100 separately formed in the head 160 on the upper end of the cylinder 110 of the engine unit 100. Introduced a new concept of 'air supply and scavenging method by the air compression unit 300'.
기존의 정적 싸이클 기관에서는 공기의 압축행정 과정에서 연료의 연소에 필요한 공기의 양과 공기의 유동을 제어하는 것은 불가능하다. 그러나 본 발명에 의한 내연기관에서는 이러한 신개념의 급기·소기 방식을 채택하여 압축행정 과정에서 공기를 공급함으로써 공기의 양과 공기의 유동을 정밀하게 제어하는 공기 공급 시스템을 실현하였다.In the existing static cycle engine, it is not possible to control the amount of air and the flow of air required for combustion of fuel during the compression stroke of the air. However, the internal combustion engine according to the present invention adopts this new concept of air supply and scavenging method to realize an air supply system that precisely controls the amount of air and the flow of air by supplying air in the compression stroke process.
또한, 본 발명에 의한 내연기관에서 기관부(100)의 실린더(110) 상단의 헤드(160)에 설치되는 연소부(200)의 연소실(210)은, 공기 압축부(300)로부터 고압으로 압축된 공기가 급기구(220)를 통하여 연소실(210)에 급기되면, 급기되는 공기가 빠른 유속으로 연소실(210) 내로 유입되면서 연소실(210) 내에서 일정한 경로를 따라 일정한 방향으로 고속으로 유동하는 와류, 즉 스월(swirl) 이나 텀블(tumble)을 형성하도록 유도하는 구조를 갖는다. In addition, in the internal combustion engine according to the present invention, the combustion chamber 210 of the combustion unit 200 installed in the head 160 on the upper end of the cylinder 110 of the engine unit 100 is compressed from the air compression unit 300 to high pressure. When the supplied air is supplied to the combustion chamber 210 through the air supply port 220, the air that is supplied flows into the combustion chamber 210 at a high flow rate and flows at a high speed in a constant direction along a predetermined path in the combustion chamber 210. That is, it has a structure that leads to the formation of a swirl or tumble.
이러한 연소실(210) 구조는 연소실(210) 내에 고속으로 유입되는 공기의 양과 흐름을 정밀하게 제어함으로써 기관 내에 이상적인 성층을 형성하도록 하기 위한 것으로, 이러한 구조는 연소실(210)의 형상, 및 급기구(220)의 위치와 단면적의 크기, 그리고 급기 방향 등에 대한 기계적인 설계에 의해 실현이 가능하다. 연소실(210)의 형태와 급기구(220)의 위치, 그리고 급기 방향은 연소실(210)에서 형성되는 와류의 유동 방향(스월 또는 텀블)을, 그리고 급기구(220)의 형태와 단면적의 크기는 연소실(210) 내로 유입되는 공기의 양과 유속을 결정짓는다. The combustion chamber 210 structure is to form an ideal stratification in the engine by precisely controlling the amount and flow of air flowing into the combustion chamber 210 at high speed, the structure of the combustion chamber 210, and the air supply ( The mechanical design of the position of 220, the size of the cross-sectional area, and the air supply direction can be realized. The shape of the combustion chamber 210, the position of the air supply unit 220, and the air supply direction indicate the flow direction (swirl or tumble) of the vortex formed in the combustion chamber 210, and the size and the cross-sectional area of the air supply unit 220 The amount and flow rate of air introduced into the combustion chamber 210 is determined.
이러한 연소실(210) 구조에 의해 본 발명에 의한 2 행정기관에서는 기존의 4 행정기관에서 채택하고 있는 복잡한 기구와 제어장치 없이 기관 구조의 기계적인 설계만으로 급기되는 공기의 흐름을 완벽하게 제어하여 이상적인 성층의 형성을 유도할 수 있으며, 따라서 그 제조비용도 큰 폭으로 절감할 수 있다.Due to the combustion chamber 210 structure, the two-stroke engine according to the present invention has an ideal stratification by completely controlling the flow of air supplied only by the mechanical design of the engine structure without the complicated mechanism and control device adopted by the existing four-stroke engine. It can lead to the formation of, and thus the manufacturing cost can be significantly reduced.
상기 설명한 분리성층의 형성에 의한 효과를 종래 기술과 비교하여 설명하면 아래와 같다.The effect of the formation of the above-described separation layer is described below in comparison with the prior art.
기존의 내연기관, 특히 가솔린 기관에서 희박연소는 일정량의 연료의 연소에 필요한 공기의 절대량 보다 많은 공기가 과잉으로 공급된 가운데 연료의 연소가 이루어지게 하는 연소 방식으로, 희박연소는 비열비와 체적효율을 향상하여 내연기관의 열효율과 출력성능을 높이고, 연료의 소비량을 줄여서 내연기관의 연비를 향상하며, 나아가 연소가스의 최고온도를 낮춤으로써 유해가스의 발생을 저감할 목적으로 도입되는 연소 방식이다. In conventional internal combustion engines, especially gasoline engines, lean combustion is a combustion method in which fuel is combusted while excess air is supplied in excess of the absolute amount of air required for combustion of a certain amount of fuel, and lean combustion is a specific heat ratio and volumetric efficiency. It is a combustion method introduced to reduce the generation of harmful gases by improving the thermal efficiency and output performance of the internal combustion engine, improving the fuel efficiency of the internal combustion engine by reducing the consumption of fuel, and further lowering the maximum temperature of the combustion gas.
그러나 공기의 과잉 공급으로 혼합기의 공연비가 이론 공연비보다 희박해 지면, 점화 플러그 주변의 혼합기의 단위 체적 당 연료 입자의 밀도가 낮아져서 점화 플러그에 의한 확실한 착화가 용이하지 않다. 따라서 기존의 가솔린 기관에서는 희박연소 시에는 점화 플러그 주변에 이론 공연비나 농후한 공연비의 혼합기가, 그리고 그 외곽에 희박한 공연비의 혼합기가 성층을 형성하도록 유도하여 안전한 착화가 이루어지도록 한다. However, when the air-fuel ratio of the mixer becomes thinner than the theoretical air-fuel ratio due to the excessive supply of air, the density of fuel particles per unit volume of the mixer around the spark plug is lowered, so that the ignition of the spark plug is not easy to ignite. Therefore, in the existing gasoline engine, when lean burning, a mixture of theoretical or rich air-fuel ratios around the spark plug and a mixture of lean air-fuel ratios around the spark plug are induced to form a stratified layer, so that safe ignition is achieved.
기존의 가솔린 기관의 희박연소에서 점화 플러그 주변에 성층을 형성한 이론 공연비의 혼합기는 빠른 화염전파에 의해 순간적으로 연소되지만, 그 외곽에 성층을 형성하고 있는 희박한 공연비의 혼합기는 단위체적 당 연료의 밀도가 낮기 때문에 화염전파가 지연되어 연소가 불안정하고 엔진의 출력도 저하된다.In conventional gasoline engine lean combustion, the theoretical air-fuel mixture that forms a stratification around the spark plug is instantaneously combusted by rapid flame propagation, while the lean air-fuel mixture that forms the stratification outside the density of fuel per unit volume. Because of the low flame propagation, combustion is unstable and the output of the engine is reduced.
따라서 기존의 희박연소 엔진에서는 모든 운전영역에서 희박연소로 운전되지 않고 저ㆍ중속 저부하 영역에서만 희박연소로 운전되며, 엔진의 힘이 필요한 급가속이나 고부하 영역에서는 엔진의 조건을 변경하여 일반 가솔린 엔진과 같이 흡기 과정에서 연료를 공급하여 이론 공연비 혹은 그 이상의 농후한 공연비로 연료를 연소시킨다.Therefore, in conventional lean burn engines, it is not operated as lean burn in all operating areas, but is operated as lean burn only in low and medium speed low load areas, and in general gasoline engines by changing the engine conditions in rapid acceleration or high load areas where engine power is required. Fuel is supplied at the intake process as described above to burn the fuel at a rich air-fuel ratio or higher.
반면에 기존의 가솔린 기관에서 이론 공연비나 농후 공연비에서 연소할 경우 과급에 의해 과잉의 공기를 공급하면, 이 경우도 일반적인 희박연소의 개념이지만, 연소실 내에는 공기의 과잉 공급으로 압력이 높아져 있기 때문에, 연소로 인하여 급격히 팽창하는 연소 가스의 압력에 의해 노킹이 발생한다. On the other hand, if the existing gasoline engine burns at the theoretical or rich air-fuel ratio and supplies excess air by supercharging, this is also a general lean combustion concept, but since the pressure is increased due to the excessive supply of air in the combustion chamber, Knocking occurs due to the pressure of the combustion gas which expands rapidly due to combustion.
이러한 양립될 수 없는 현상은 기존의 정적 싸이클 기관의 구조적 특성에 따라 발생하는 피할 수 없는 현상이다. This incompatible phenomenon is an unavoidable phenomenon caused by the structural characteristics of the existing static cycle engine.
본 발명에서는, 이러한 기존의 가솔린 기관의 구조적 한계를 탈피하여 저ㆍ중속 저부하 영역으로부터 급가속 고부하 영역에 이르는 전 구간에서 안정적이고 효율적인 희박연소를 실현하는 방안으로서, 본 발명에서는 앞에서 상술한 분리성층에 의한 희박연소 방식이 제시된다.In the present invention, to overcome the structural limitations of the conventional gasoline engine to realize a stable and efficient lean burn in the entire section from the low, medium speed low load region to the rapid acceleration high load region, in the present invention, the separation layer described above. The lean burn method is proposed.
본 발명에 의한 내연기관에서 분리성층에 의한 희박연소는, 연소실(210) 내에는 고속으로 유동하는 와류를 형성하고 있는 혼합기가 위치하며, 그리고 기관부(100)의 실린더(110) 내에는 연료가 혼합되지 않은 충진 공기가 각각 분리된 성층을 형성하고 있는 가운데 이루어진다.In the internal combustion engine according to the present invention, the lean combustion by the separating layer is located in the combustion chamber 210 where a vortex flowing at high speed is located, and fuel is contained in the cylinder 110 of the engine unit 100. Unmixed filling air is made in the form of separate strata.
연소실(210) 내에 성층을 형성한 혼합기는 기관부(100)의 압력평형점 또는 그 이전의 적절한 시기에 공기 압축부(300)로부터 급기구(220)를 통하여 급기되어 고속으로 연소실(210)로 유입되는 공기에 연료 분사기(270)로 연료를 분사하여 조성된다. 이때 연소실(210)로 유입되는 공기의 유속과 양을 고려하여 분사되는 연료의 양을 제어함으로써 조성되는 혼합기가 이론 공연비 또는 농후 공연비를 조성하도록 한다. The mixer having a stratified layer in the combustion chamber 210 is supplied through the air supply unit 220 from the air compression unit 300 at an appropriate time before or after the pressure balance point of the engine unit 100 to the combustion chamber 210 at a high speed. It is formed by injecting fuel into the fuel injector 270 to the incoming air. At this time, the mixer is formed by controlling the amount of fuel injected in consideration of the flow rate and the amount of air flowing into the combustion chamber 210 to form a theoretical air-fuel ratio or rich air-fuel ratio.
기관부(100)의 저ㆍ중속 저부하 영역에서는 연료의 분사 시점을 늦춰 연료의 공급 시간을 짧게 함으로써 혼합기가 연소실(210) 상부에 위치한 점화플러그(260) 주변의 일부 공간에만 성층을 형성하도록 하며, 급가속이나 고부하 영역에서는 연료의 분사 시점을 앞당겨서 연료의 공급 시간을 길게 함으로써 연소실(210) 공간 대부분에 혼합기가 성층을 형성하도록 한다. 따라서 기관부(100)의 저ㆍ중속 저부하 영역으로부터 급가속이나 고부하 영역에 이르는 전 구간에서 연소실(210) 내에는 이론 공연비 또는 그 이상의 농후한 공연비의 혼합기가 조성된다. In the low / medium speed low load region of the engine unit 100, the fuel injection time is shortened by delaying the injection time of the fuel so that the mixer forms a stratification only in a part of the space around the spark plug 260 located above the combustion chamber 210. For example, in the rapid acceleration or high load region, the mixing time is formed in most of the space of the combustion chamber 210 by prolonging the fuel supply time by advancing the injection time of the fuel. Therefore, in the combustion chamber 210 in all sections from the low / medium speed low load region of the engine section 100 to the rapid acceleration or high load region, a mixer having a theoretical air fuel ratio or a rich air-fuel ratio is formed.
빠른 화염전파에 의해 진행되는 순간적인 연소는 연소가스의 급격한 팽창을 유발하여 내연기관의 출력성능을 제고하는 매우 중요한 요소다. 혼합기의 이론 공연비는 이러한 순간연소에 의해 가장 효율적인 출력성능을 실현할 수 있는 공기와 연료의 혼합비다. Instantaneous combustion by rapid flame propagation is a very important factor to increase the output performance of internal combustion engine by causing rapid expansion of combustion gas. The theoretical air-fuel ratio of a mixer is a mixture of air and fuel that can achieve the most efficient output performance by such instantaneous combustion.
점화 플러그(260)에 의해 혼합기에 점화가 이루어지면, 연료의 연소는 내경이 작고 협소한 연소실(210)의 공간 내에서 이루어진다. 따라서 점화에 의해 화염이 발생하면, 실린더(110)의 보어(Bore; 실린더 직경) 전체에 화염을 전파해야 하는 기존의 내연기관에 비해 화염전파 거리가 짧고, 또한 정상적인 화염 전파 속도에 고속으로 와류를 형성하며 유동하는 혼합기의 유동 속도가 더해지기 때문에, 본 발명에 의한 내연기관에서는 매우 빠른 속도로 순간연소가 진행된다.When the mixer is ignited by the spark plug 260, combustion of the fuel occurs in the space of the combustion chamber 210 having a small inner diameter and narrowness. Therefore, when the flame is generated by ignition, the flame propagation distance is shorter than that of the conventional internal combustion engine that must propagate the flame to the entire bore (cylinder diameter) of the cylinder 110, and the vortex flows at a high speed at the normal flame propagation speed. Since the flow rate of the mixer that forms and flows is added, instantaneous combustion proceeds at a very high speed in the internal combustion engine according to the present invention.
한편, 실린더(110) 내에의 충진공기는 연료가 혼합되지 않은 공기만의 분리성층으로, 이 충진공기는 연료의 연소에 필요한 절대량의 공기 이외에 추가로 과잉 공급된 공기이다.On the other hand, the filling air in the cylinder 110 is a separable layer of only the air in which the fuel is not mixed, and this filling air is the air which is additionally supplied in addition to the absolute amount of air required for combustion of the fuel.
본 발명에 의한 내연기관에서는 순간연소로 인하여 급격히 팽창하는 연소 가스의 압력을 개방구(250)를 통하여 실린더(110) 내에 있는 충진공기가 흡수하여 완충 역할을 하기 때문에 그 압력이 저하된다. 따라서 본 발명에 의한 기관에서는 급격히 팽창하는 연소 가스의 압력에 의해 미연소 혼합기가 자연발화를 일으킴에 따라 연소실(210) 내에서 발생하는 노킹을 방지할 수 있다. 또한 기존의 가솔린 기관에서 노킹이 발생하는 소위 엔드 존(end-zone)이나 열점이 발생할 수 있는 배기 밸브(180) 부근에는 연료가 혼합되지 않은 충진공기층이 차지하고 있으므로, 노킹이 발생할 수 있는 여건을 제공하지도 않는다. In the internal combustion engine according to the present invention, the pressure of the combustion gas rapidly expanding due to the instantaneous combustion is absorbed by the filling air in the cylinder 110 through the openings 250 to act as a buffer so that the pressure is lowered. Accordingly, in the engine according to the present invention, knocking generated in the combustion chamber 210 may be prevented as the unburned mixer causes spontaneous combustion by the pressure of the rapidly expanding combustion gas. In addition, since the filling air layer without fuel is occupied in the vicinity of the so-called end-zone where the knocking occurs in the existing gasoline engine or the exhaust valve 180 where the hot spot may occur, it provides a condition for knocking to occur. Nor do.
따라서 본 발명에 의한 내연기관에서는 연소실(210) 내의 압력이 높아져도 노킹이 발생하지 않으므로, 급가속 고부하 영역에서 공기의 과급으로 인한 높은 압축비 하에서 이론 공연비 또는 농후 공연비로 연소가 진행되는 경우에도 노킹이 발생하지 않으면서도 안전하고 효율적인 희박연소를 실현할 수 있다. 과급되는 공기는 터보 차저나 기관부(100)의 크랭크 축(150)과 연동하는 공기 과급기에 의하여 기관의 회전수와 부하 정도에 비례하여 과급량을 조절한다.Therefore, in the internal combustion engine according to the present invention, knocking does not occur even when the pressure in the combustion chamber 210 increases, so knocking is performed even when combustion proceeds at the theoretical air-fuel ratio or the rich air-fuel ratio under a high compression ratio due to the supercharging of air in the rapid acceleration high load region. It is possible to realize safe and efficient lean burn without occurrence. The supercharged air is controlled by the turbocharger or the air supercharger interlocked with the crankshaft 150 of the engine unit 100 in proportion to the rotational speed of the engine and the degree of load.
이상과 같이 본 발명에 의한 내연기관에서는 완전하고 효율적인 분리성층을 실현하여 저ㆍ중속 저부하 영역이든 급가속 고부하 영역이든 기관의 모든 운전 영역에서 이상적인 성층 희박연소를 실현함으로써 기관의 출력성능과 열효율을 높이고 연비를 향상하며, 또한 배기 가스의 유해성분을 저감할 수 있는 2 행정 1 싸이클 내연기관의 구성을 완성한다. As described above, the internal combustion engine according to the present invention realizes a complete and efficient separation layer, and realizes ideal stratified lean burn in all operating regions of the engine, whether low, medium or low speed, or high acceleration, high load. It completes the structure of the 2-stroke 1 cycle internal combustion engine which can raise, improve fuel economy, and reduce the harmful component of exhaust gas.
본 발명에 의한 2 행정기관을 동일한 행정체적을 가진 기존의 4 행정기관과 비교할 경우, 부착되는 공기 압축부(300)의 수만큼 기관부(100)의 실린더(110) 수가 줄어든다.When the two-stroke engine according to the present invention is compared with the existing four-stroke engine having the same stroke volume, the number of cylinders 110 of the engine portion 100 is reduced by the number of air compression units 300 to be attached.
현재 자동차에 가장 흔하게 탑재되는 기존의 4 실린더 4 행정기관을 왕복 피스톤식 공기 압축부(300)를 부착한 본 발명에 의한 2 행정기관으로 대체하는 경우를 하나의 예로 들면, 이 경우는 4 행정기관의 4개의 실린더가 2개로 줄어들고, 그 대신에 2개의 직접 공급식 공기압축기를 부착하는 경우가 된다. 이 경우 공기 압축부(300)는 기관부(100)의 크랭크 축(150)과 직렬 또는 병렬로 연결된 제2 크랭크 암(340)에 간단히 부착하여 연결할 수 있다.As an example, the case of replacing the existing four-cylinder four-stroke engine that is most commonly mounted on a vehicle with the two-stroke engine according to the present invention with the reciprocating piston type air compression unit 300 is one example. 4 cylinders are reduced to two, and two direct-supply air compressors are attached instead. In this case, the air compression unit 300 may be simply attached to the second crank arm 340 connected in series or in parallel with the crank shaft 150 of the engine unit 100.
4 행정기관의 4개의 실린더는 모두 연소-팽창 행정에 의해 발생하는 고온·고압에 견딜 수 있는 고급의 재질과 견고한 구조가 필요하고, 또한 각 실린더 마다 냉각을 위한 물 재킷을 필요로 한다. 또한 각 실린더 마다 4 행정의 수행에 필요로 하는 점화 플러그와 연료 분사기 등 연료 공급장치는 물론, 흡기 및 배기 밸브를 비롯하여 각종 부속 구동기구 등을 필요로 하며, 이러한 고급 재질과 일부 부품은 매우 고가이다. 따라서 기관의 크기와 중량이 커질 수밖에 없고, 그 제조비용도 매우 높다. All four cylinders of the four-stroke engine require high-quality materials and a robust construction to withstand the high temperatures and pressures generated by the combustion-expansion stroke, and each cylinder also requires a water jacket for cooling. In addition, each cylinder requires a fuel supply device such as a spark plug and a fuel injector required to perform four strokes, as well as intake and exhaust valves and various accessory driving mechanisms. These high-quality materials and some parts are very expensive. . Therefore, the size and weight of the engine is inevitably increased, and the manufacturing cost is very high.
이에 비하면 본 발명의 공기 압축부(300)에서 사용하는 왕복 피스톤식 공기 압축부(300)는 흡기 밸브(370)를 제외하고는 이와 같은 4 행정기관의 구성에 필수 불가결의 구성 요소들이 모두 필요가 없기 때문에 그 체적과 중량이 작고, 또한 그 작동원리와 구조도 매우 단순하기 때문에, 그 제조비용도 저렴하다.In comparison, the reciprocating piston type air compression unit 300 used in the air compression unit 300 of the present invention, except for the intake valve 370, all the indispensable components of the four-stroke engine is necessary. Since its volume and weight are small, and its operation principle and structure are very simple, its manufacturing cost is low.
이 경우, 4 행정기관에서 4개의 실린더 중 2개의 실린더를 제거함으로써 줄어드는 기관의 체적과 중량은 2개의 공기압축기를 부착함으로써 늘어나는 기관의 체적과 중량에 비해 획기적인 체적과 중량의 감소 효과를 초래하며, 또한 이에 따라 내연기관의 제조비용도 대폭적으로 절감할 수 있다.In this case, the volume and weight of the engine reduced by removing two of the four cylinders from four stroke engines result in a significant volume and weight reduction effect compared to the volume and weight of the engine increased by attaching two air compressors. In addition, the manufacturing cost of the internal combustion engine can also be significantly reduced.
이상과 같이 본 발명에 의한 내연기관은 기존의 2 행정기관의 장점을 유지하면서 기존의 2 행정기관이 가지고 있는 결함을 모두 제거했을 뿐만 아니라 가장 완전하고 효율적인 성층 희박연소를 실현함으로써 기관의 효율과 출력성능을 제고한 이상적인 2 행정기관의 구성을 구현하고, 기관의 실린더 수를 4 행정기관의 반으로 줄임으로써 획기적인 기관의 소형ㆍ경량화를 실현하고 기관의 제조 원가도 대폭적으로 절감한다. As described above, the internal combustion engine according to the present invention not only eliminates all the defects of the existing two administration engines while maintaining the advantages of the existing two administration engines, but also realizes the most complete and efficient stratified lean burn, thereby achieving the efficiency and output of the engine. By implementing an ideal two-stroke engine with improved performance and reducing the number of cylinders in four strokes to half of the four-stroke engine, the engine is dramatically smaller and lighter, and the engine manufacturing cost is greatly reduced.
한편, 상기 설명한 실시 형태에 관한 설명은 주로 가솔린을 사용하는 가솔린 내연기관에 적용되는 실시 형태에 관한 것으로서, 상기 실시 형태에서, 연소부(200)에서 점화 플러그(260)를 제거하면, 바로 디젤기관으로 전환할 수 있다. 이 경우는 기존의 디젤기관의 부연소실식이나 와류실식과 유사한 형태를 가지게 된다. 따라서 이 경우는 기관의 압축비만 조정하여 기관을 설계하면 된다.On the other hand, the description of the embodiment described above relates to an embodiment mainly applied to a gasoline internal combustion engine using gasoline, in the embodiment, if the spark plug 260 is removed from the combustion unit 200, the diesel engine immediately You can switch to In this case, it has a form similar to the combustion chamber type or vortex chamber type of existing diesel engines. In this case, therefore, the engine may be designed by adjusting only the compression ratio of the engine.
한편, 도 7은 본 발명에 의한 다른 형태의 기관부 외부의 공기 압축 기구에 의한 급기 방식의 2 행정 1 싸이클 가솔린 내연 기관의 기관부(100) 및 연소부(200)의 형태를 도시한 도면이다.On the other hand, Figure 7 is a view showing the shape of the engine unit 100 and the combustion unit 200 of the two-stroke one-cycle gasoline internal combustion engine of the air supply system by the air compression mechanism outside the engine unit of another form according to the present invention. .
도 7에 따른 실시 형태에 의하면, 다른 모든 구성 및 작동은 위에서 설명한 바와 동일하나, 연소실(210)의 위치가 상기 실린더(110)의 중심으로부터 수평 방향으로 이격되어 일 측으로 치우친 위치를 가지며, 실린더(110) 상단의 헤드(160)의 하면에 하향 곡면(162)이 형성되고, 피스톤(120)의 상면에는 제2 하향 곡면(122)이 형성된 점이 상이하다.According to the embodiment according to FIG. 7, all other configurations and operations are the same as described above, but the position of the combustion chamber 210 is spaced horizontally away from the center of the cylinder 110 and has a position biased to one side. The lower curved surface 162 is formed on the lower surface of the head 160 at the upper end, and the lower curved surface 122 is formed on the upper surface of the piston 120.
먼저, 연소실(210)은 실린더(110)의 중심으로부터 이격되어 일측으로 치우쳐 위치한다. 이때, 치우친 위치는 도 7에 도시된 바와 같이 배기구(170) 및 배기 밸브(180)가 배치된 위치에 대해 반대편 측이 바람직하다.First, the combustion chamber 210 is spaced apart from the center of the cylinder 110 to one side. In this case, the biased position is preferably opposite to the position where the exhaust port 170 and the exhaust valve 180 are disposed as shown in FIG. 7.
아울러, 상기 헤드(160)의 하면에는 상기 연소실(210)이 배치된 지점을 중심으로 하여 하향 곡면(162)이 형성된다. 하향 곡면(162)은 상기 연소실(210)의 위치를 정점으로 하여 그로부터 완만한 곡선을 그리며 하방향으로 하강하는 형태를 갖는다. 달리 설명하면 헤드(160)의 두께가 차츰 두꺼워지는 것으로 이해될 수도 있다.In addition, a lower curved surface 162 is formed on the lower surface of the head 160 with respect to the point where the combustion chamber 210 is disposed. The downward curved surface 162 has a shape of descending downward while drawing a gentle curve therefrom with the position of the combustion chamber 210 as a peak. In other words, it may be understood that the thickness of the head 160 gradually increases.
아울러, 상기 실린더(110)의 상면에는 상기 하향 곡면(162)의 형상에 대응하여 제2 하향 곡면(122)이 형성된다. 제2 하향 곡면(122)은 상기 하향 곡면(162)의 형상에 부합하는 형상을 가지며, 상기 연소실(210)의 위치와 대응하는 부분을 정점으로 하여 그로부터 완만한 곡선을 그리며 하방향으로 하강하는 형태를 갖는다. 이에 따라서, 상기 실린더(120)에는 상기 연소실(210)의 위치와 대응하는 지점에 돌출부(124)가 형성되며 상기 돌출부(124)의 주변에 상기 돌출부(124)로부터 차츰 함몰되는 함몰부(126)가 형성되게 된다. 달리 설명하면 피스톤(120)의 두께가 차츰 얇아지는 것으로 이해될 수도 있다.In addition, a second downward curved surface 122 is formed on the top surface of the cylinder 110 to correspond to the shape of the downward curved surface 162. The second downward curved surface 122 has a shape corresponding to the shape of the downward curved surface 162 and forms a gentle curve from the portion corresponding to the position of the combustion chamber 210 and descends downward in a gentle curve therefrom. Has Accordingly, the cylinder 120 has a protrusion 124 formed at a point corresponding to the position of the combustion chamber 210 and the depression 126 gradually recessed from the protrusion 124 around the protrusion 124. Will be formed. In other words, it may be understood that the thickness of the piston 120 is gradually thinned.
이러한 구성을 가짐에 따라서, 도 7의 화살표로 표시된 바와 같이, 연소실(210)의 개방구(250)로부터 실린더(110) 내로 유입되는 공기가 피스톤(120)의 상단의 제2 하향 곡면(122)의 돌출부(124)와 만나면서 자연스럽게 배기구(170)가 위치한 지점으로 치우쳐 흐르게 된다. 따라서, 실린더(110) 내로 유입되는 공기가 실린더(110) 내의 연소 가스를 배기구(170) 쪽으로 밀어내어 배기 효과가 향상된다.With such a configuration, as indicated by the arrow in FIG. 7, air flowing into the cylinder 110 from the opening 250 of the combustion chamber 210 is the second downward curved surface 122 of the upper end of the piston 120. While meeting with the protrusion 124 of the natural flow is biased to the point where the exhaust port 170 is located. Therefore, the air flowing into the cylinder 110 pushes the combustion gas in the cylinder 110 toward the exhaust port 170, thereby improving the exhaust effect.
본 실시 형태를 갖는 기관부 외부의 공기 압축 기구에 의한 급기 방식의 2 행정 1 싸이클 디젤 내연기관은 상기 설명한 바와 같이 점화 플러그(260)만을 제외한 형태가 될 수 있다.As described above, the two-stroke one-cycle diesel internal combustion engine of the air supply method by the air compression mechanism outside the engine unit having the present embodiment may have a form except for the spark plug 260.
이상에서는 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 고안의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해 되어져서는 안될 것이다.Although the preferred embodiments have been illustrated and described above, the present invention is not limited to the above-described specific embodiments, and the general knowledge in the art to which the present invention pertains without departing from the spirit of the invention as claimed in the claims. Various modifications can be made by the person who owns them, as well as such modifications should not be understood individually from the technical idea or prospect of the present invention.
[부호의 설명][Description of the code]
100: 기관부100: engine part
110: 실린더110: cylinder
120: 피스톤120: piston
122: 제2 하향 곡면122: second downward curved surface
124: 돌출부124: protrusion
126: 함몰부126: depression
130: 커넥팅 로드130: connecting rod
140: 크랭크 암140: crank arm
150: 크랭크 축150: crankshaft
160: 헤드160: head
162: 하향 곡면162: Downward Surface
170: 배기구170: air vent
180: 배기 밸브180: exhaust valve
200: 연소부200: combustion unit
210: 연소실210: combustion chamber
220: 급기구220: air supply
230: 급기 밸브230: air supply valve
240: 급기관240: air supply pipe
250: 개방구250: opening
260: 점화 플러그260: spark plug
270: 연료 분사기270 fuel injector
280: 벤츄리 튜브를 이용한 연료 공급 장치280: fuel supply device using a venturi tube
281: 연료관281: fuel pipe
282: 니들 밸브282: needle valve
283: 연료 노즐283: fuel nozzle
300: 공기 압축부300: air compression unit
302: 직접 공급식 공기 압축기302: direct supply air compressor
302': 기관 구동의 간접 공급식 공기 압축기302 ': engine driven indirectly fed air compressor
302'': 전동 모터 구동식 공기 압축기302 '': electric motor driven air compressor
302''': 터보 차저(Turbo Charger)302 '' ': Turbo Charger
304: 압축 공기실304: compressed air chamber
310: 제2 실린더310: second cylinder
320: 제2 피스톤320: second piston
330: 제2 커넥팅 로드330: second connecting rod
340: 제2 크랭크 암340: second crank arm
350: 제2 크랭크 축350: second crankshaft
360: 흡기구360: intake vent
370: 흡기 밸브370: intake valve
380: 압축공기 배출구380: compressed air outlet

Claims (18)

  1. 동력을 생성하는 기관부; An engine unit for generating power;
    압축 공기를 제공받고 연료의 연소가 이루어지는 연소부; 및A combustion unit provided with compressed air and burning of fuel; And
    압축 공기를 생성하여 상기 연소부 및 기관부에 제공하는 공기 압축부; 를 포함하는 내연기관으로서,An air compressor for generating compressed air and providing the compressed air to the combustion unit and the engine unit; As an internal combustion engine comprising:
    상기 기관부는,The engine unit,
    소정의 내부 공간을 갖는 실린더;A cylinder having a predetermined internal space;
    상기 실린더의 상단에 마련되는 헤드;A head provided at an upper end of the cylinder;
    상기 실린더의 내부 공간에서 상하 방향으로 상사점과 하사점 사이에서 왕복 운동하는 피스톤; 을 포함하며, A piston reciprocating between a top dead center and a bottom dead center in an up and down direction in an inner space of the cylinder; Including;
    상기 연소부는,The combustion unit,
    상기 실린더의 상기 헤드에 배치되며, 일정한 체적을 갖되 가장 넓은 횡단면 부분의 직경이 상기 실린더의 내경(Bore) 보다 작고 입구가 밑으로 향하여 상하 역전된 항아리형 형태로 구성되며 상기 실린더의 내부 공간과 별도의 공간으로 형성되는 연소실; Disposed in the head of the cylinder, having a constant volume, the diameter of the widest cross-section portion is smaller than the bore of the cylinder, and is configured in a jar shape inverted up and down with the inlet downward, and is separate from the inner space of the cylinder. Combustion chamber formed in the space of;
    상기 연소실의 하부 및 상기 실린더의 상부에 위치하며 상기 연소실의 가장 넓은 부분의 횡단면의 직경보다 작으며 상기 실린더 내경(Bore)의 2분의 1 이하의 크기의 내경을 가지며, 상기 연소실의 내부 공간과 상기 실린더의 내부 공간이 연통하며 상기 연소실 내부 공간과 상기 실린더 내부 공간이 하나의 공간을 형성하도록 개방된 개방구;It is located in the lower part of the combustion chamber and the upper part of the cylinder and is smaller than the diameter of the cross section of the widest part of the combustion chamber and has an internal diameter of less than half the diameter of the cylinder (Bore), An opening that communicates with the inner space of the cylinder and is open such that the combustion chamber internal space and the cylinder internal space form one space;
    상기 연소실의 일 측에 형성되며, 압축 공기가 상기 연소실 내부로 공급되도록 개방된 급기구;An air supply port formed at one side of the combustion chamber and opened to supply compressed air into the combustion chamber;
    상기 급기구에 배치되며 상기 급기구를 개폐하는 급기 밸브;An air supply valve disposed on the air supply port to open and close the air supply port;
    상기 급기구와 연결되되 상기 연소실의 측면 둘레에 대해 접선 방향이며 상방향으로 경사지게 연결되어 상기 공기 압축부로부터 압축 공기를 공급받는 급기관; An air supply pipe connected to the air supply port, the air supply pipe being tangential to the circumference of the combustion chamber and inclined upwardly to receive compressed air from the air compression unit;
    상기 연소실 내부에 연료를 분사하도록 마련되는 연료 분사 장치; 를 포함하는 기관부 외부의 공기 압축 기구에 의한 급기 방식의 2 행정 1 싸이클 내연기관.A fuel injection device provided to inject fuel into the combustion chamber; 2 stroke 1 cycle internal combustion engine of the air supply system by the air compression mechanism outside the engine unit including a.
  2. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 기관부는,The engine unit,
    일단이 상기 피스톤과 연결되는 커넥팅 로드;A connecting rod having one end connected to the piston;
    상기 실린더의 하부에 마련되며 회전하는 크랭크 축;A crank shaft provided at a lower portion of the cylinder and rotating;
    일단이 상기 커넥팅 로드의 타단과 연결되고 타단이 상기 크랭크 축과 연결되어 상기 크랭크 축을 중심으로 회전하며, 상기 커넥팅 로드의 운동을 회전 운동으로 변환하는 크랭크 암;A crank arm having one end connected to the other end of the connecting rod and the other end connected to the crank shaft to rotate about the crank shaft, and converting the movement of the connecting rod into rotational movement;
    상기 실린더의 상기 헤드에 배치되며 상기 실린더의 내부 공간의 기체를 배기시키는 배기구;An exhaust port disposed in the head of the cylinder and configured to exhaust gas in an inner space of the cylinder;
    상기 배기구에 배치되어 상기 배기구를 개폐하는 배기 밸브; 를 더 포함하는 기관부 외부의 공기 압축 기구에 의한 급기 방식의 2 행정 1 싸이클 내연기관. An exhaust valve disposed at the exhaust port to open and close the exhaust port; 2 stroke 1 cycle internal combustion engine of the air supply method by the air compression mechanism outside the engine unit further comprising.
  3. 제 1항에 있어서The method of claim 1
    상기 공기 압축부는,The air compression unit,
    상기 기관부의 크랭크 축과 직렬, 또는 병렬로 연결되어 상기 기관부에서 발생하는 동력을 이용하여 구동하는 왕복 피스톤식 공기 압축 장치에 의해 공기를 압축시켜서 압축된 공기를 상기 급기관과 급기구를 통해 상기 연소실에 직접 공급하는 직접 공급식 공기 압축기; 및The compressed air is compressed by a reciprocating piston type air compressor connected to the crank shaft of the engine unit in series or in parallel and driven by using the power generated in the engine unit. A direct feed air compressor supplying the combustion chamber directly; And
    공기를 압축시키는 공기 압축 장치, 및 상기 공기 압축 장치와 연결되어 압축 공기를 제공받아 저장하며 소정의 압력을 유지하도록 하는 압축 공기실을 포함하며, 상기 압축 공기실은 상기 급기관 및 급기구를 통하여 상기 연소실 내에 압축 공기를 공급하는 간접 공급식 공기 압축기; 중 적어도 하나를 포함하는 기관부 외부의 공기 압축 기구에 의한 급기 방식의 2 행정 1 싸이클 내연기관.An air compression device for compressing air, and a compressed air chamber connected with the air compression device to receive and store compressed air and maintain a predetermined pressure, wherein the compressed air chamber is connected to the air supply pipe through the air supply pipe and the air supply port. An indirectly supplied air compressor for supplying compressed air into the combustion chamber; 2 stroke 1 cycle internal combustion engine of the air supply method by the air compression mechanism outside the engine part containing at least one of the following.
  4. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein
    상기 직접 공급식 공기 압축기는,The direct supply air compressor,
    소정의 내부 공간을 갖는 제2 실린더;A second cylinder having a predetermined inner space;
    상기 제2 실린더 내부에서 상하 방향으로 왕복 운동하는 제2 피스톤;A second piston reciprocating upward and downward in the second cylinder;
    일단이 상기 제2 피스톤과 연결되는 제2 커넥팅 로드;A second connecting rod having one end connected to the second piston;
    상기 제2 실린더의 하부에 마련되는 회전하는 제2 크랭크 축;A rotating second crankshaft provided below the second cylinder;
    일단이 상기 제2 커넥팅 로드의 타단과 연결되고 타단이 상기 제2 크랭크 축과 연결되어 상기 제2 크랭크 축을 중심으로 회전하며, 상기 제2 커넥팅 로드의 운동을 회전 운동으로 변환하는 제2 크랭크 암;A second crank arm, one end of which is connected to the other end of the second connecting rod and the other end of which is connected to the second crank shaft to rotate about the second crank shaft, and converts a motion of the second connecting rod into a rotational motion;
    상기 제2 실린더의 상단에 구비되어 상기 제2 실린더의 내부 공간에 공기가 급기되도록 하는 흡기 밸브; 및An intake valve provided at an upper end of the second cylinder to supply air to an inner space of the second cylinder; And
    상기 제2 실린더의 상단에 구비되어 상기 제2 실린더 내부에서 압축된 압축 공기를 배출하도록 하는 압축공기 배출구; 를 포함하며,A compressed air outlet provided at an upper end of the second cylinder to discharge compressed air compressed in the second cylinder; Including;
    상기 연소부의 상기 급기구와 상기 압축공기 배출구는 상기 급기관을 통해 연결되는 기관부 외부의 공기 압축 기구에 의한 급기 방식의 2 행정 1 싸이클 내연기관.The two-stage one cycle internal combustion engine of the air supply method by the air compression mechanism outside the engine unit is connected to the air supply and the compressed air outlet of the combustion unit through the air supply.
  5. 제 4 항에 있어서, The method of claim 4, wherein
    상기 크랭크 축과 상기 제2 크랭크 축은,The crank shaft and the second crank shaft,
    서로 직렬 또는 병렬로 연결되어 함께 회전운동을 하여,Connected in series or in parallel with each other to rotate together,
    상기 크랭크 암과 상기 제2 크랭크 암이 동일한 주기로 회전하며 상기 피스톤과 상기 제2 피스톤이 동일한 주기로 왕복 운동하되,The crank arm and the second crank arm rotate in the same cycle and the piston and the second piston reciprocate in the same cycle,
    상기 제2 크랭크 암은 상기 크랭크 암에 대해서 상기 및 제2 크랭크 축의 회전 방향으로 소정의 사이각 θ를 갖고 회전하여, The second crank arm is rotated with a predetermined angle θ in the rotational direction of the and the second crank axis with respect to the crank arm,
    상기 제2 크랭크 암이 상기 크랭크 암보다 상기 사이각 θ만큼 선행 회전하고, 상기 제2 피스톤이 상기 피스톤보다 사이각 θ만큼 먼저 상사점에 도달하되,Wherein the second crank arm rotates ahead of the crank arm by the angle θ and the second piston reaches a top dead center before the piston by the angle θ,
    상기 사이각 θ는,The angle θ is,
    30° 내지 60°인 기관부 외부의 공기 압축 기구에 의한 급기 방식의 2 행정 1 싸이클 내연기관.2 stroke 1 cycle internal combustion engine of the air supply system by the air compression mechanism outside the engine part which is 30 to 60 degrees.
  6. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2,
    상기 기관부는,The engine part,
    상기 크랭크 축의 회전에 의해서 구동하는 캠; 을 더 포함하며,A cam driven by the rotation of the crankshaft; More,
    상기 급기 밸브의 개폐 및 상기 배기 밸브의 개폐는,Opening and closing of the air supply valve and opening and closing of the exhaust valve,
    상기 캠에 의해 조절되는 기관부 외부의 공기 압축 기구에 의한 급기 방식의 2 행정 1 싸이클 내연기관.2 stroke 1 cycle internal combustion engine of the air supply system by the air compression mechanism outside the engine part adjusted by the said cam.
  7. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2,
    상기 연소실은,The combustion chamber,
    상기 실린더의 중심으로부터 수평 방향으로 이격되어 상기 실린더의 상기 헤드의 일 측에 치우쳐서 배치되며,Spaced apart from the center of the cylinder in a horizontal direction and is disposed on one side of the head of the cylinder,
    상기 실린더의 상기 헤드의 하면에는 상기 연소실이 배치된 부분을 중심으로 하향 곡면이 형성되고,On the lower surface of the head of the cylinder is formed a downward curved surface centering the portion where the combustion chamber is disposed,
    상기 피스톤의 상면에는.On the upper surface of the piston.
    상기 연소실이 배치된 위치에 대응하는 부분을 중심으로 하여 상기 실린더의 상기 헤드에 형성된 상기 하향 곡면에 부합하는 제2 하향 곡면이 형성된 기관부 외부의 공기 압축 기구에 의한 급기 방식의 2 행정 1 싸이클 내연기관.2 stroke 1 cycle internal combustion of the air supply method by the air compression mechanism outside the engine part in which the 2nd downward curved surface corresponding to the downward curved surface formed in the said head of the cylinder centered on the part corresponding to the position where the said combustion chamber was arrange | positioned Agency.
  8. 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein
    상기 연소실의 위치는,The position of the combustion chamber,
    상기 배기구가 형성된 위치에 대해서 반대측 방향으로 치우친 위치인 기관부 외부의 공기 압축 기구에 의한 급기 방식의 2 행정 1 싸이클 내연기관.A two-stroke one-cycle internal combustion engine of the air supply method by an air compression mechanism outside the engine portion, which is a position biased in a direction opposite to the position where the exhaust port is formed.
  9. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 연소부는,The combustion unit,
    상기 연소실 내부의 연료를 점화시키는 점화 플러그;를 더 포함하는 기관부 외부의 공기 압축 기구에 의한 급기 방식의 2 행정 1 내연기관.And a spark plug for igniting fuel in the combustion chamber. 2 stroke 1 internal combustion engine of an air supply method by an air compression mechanism outside the engine unit.
  10. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1,
    상기 피스톤이 하사점으로부터 상사점으로 상승 운동을 하는 배기 과정에서 상기 연소실의 상기 급기 밸브를 열어 상기 공기 압축부로부터 압축 공기를 상기 급기관과 급기구를 통해 상기 연소실 내에 공급하는 구성과 구조를 특징으로 하는 기관부 외부의 공기 압축 기구에 의한 급기 방식의 2 행정 1 싸이클 내연기관. And a configuration and structure for opening the air supply valve of the combustion chamber to supply compressed air from the air compression unit to the combustion chamber through the air supply pipe and the air supply in the exhaust process in which the piston moves upward from the bottom dead center to the top dead center. 2 stroke 1 cycle internal combustion engine of the air supply system by the air compression mechanism external to the engine part.
  11. 제 10 항에 있어서, The method of claim 10,
    상기 급기구를 통해 상기 연소실 내로 급기되는 압축 공기가 상기 연소실 내로 유입되면서 상기 연소실 내에 잔존하는 전 행정에서 발생한 연소 가스를 상기 개방구를 통해 상기 실린더실 내로 밀어내고, 이어 계속하여 공급되는 압축 공기가 상기 실린더실 내로 유입되면서 상기 실린더실 내에 잔존하는 전 행정에서 발생한 잔존 연소 가스를 상기 배기구를 통해 배출하는 배기에 기여하는 구성과 구조를 특징으로 하는 기관부 외부의 공기 압축 기구에 의한 급기 방식의 2 행정 1 싸이클 내연기관.As the compressed air supplied into the combustion chamber through the air supply port flows into the combustion chamber, the combustion gas generated in the entire stroke remaining in the combustion chamber is pushed into the cylinder chamber through the opening, and then the compressed air continuously supplied is 2 of the air supply method by the air compression mechanism outside the engine unit, characterized in that the configuration and structure that contributes to the exhaust gas discharged through the exhaust port of the remaining combustion gas generated in the entire stroke remaining in the cylinder chamber while flowing into the cylinder chamber. Stroke 1 cycle internal combustion engine.
  12. 제 11 항에 있어서, The method of claim 11,
    상기 공기 압축부로부터 상기 급기구를 통하여 상기 연소실 내에 압축 공기의 급기가 진행되는 과정에서 상기 배기 밸브를 닫는 것을 특징으로 하는 기관부 외부의 공기 압축 기구에 의한 급기 방식의 2 행정 1 싸이클 내연기관.And the exhaust valve is closed in the process of supplying compressed air into the combustion chamber from the air compression section through the air supply section.
  13. 제 12 항에 있어서, The method of claim 12,
    상기 배기 밸브를 닫고 상기 급기구를 통하여 상기 연소실 내에 압축 공기가 급기되는 과정에서 상기 연소실 내에 상기 연료 분사기로부터 연료를 분사하는 구성과 구조를 특징으로 하는 기관부 외부의 공기 압축 기구에 의한 급기 방식의 2 행정 1 싸이클 내연기관.The air supply mechanism by the air compression mechanism outside the engine unit, characterized in that the configuration and structure for injecting fuel from the fuel injector in the combustion chamber in the process of closing the exhaust valve and the compressed air is supplied to the combustion chamber through the air supply. 2 stroke 1 cycle internal combustion engine.
  14. 제 13 항에 있어서, The method of claim 13,
    상기 연료 분사 장치는 상기 급기관 내에 설치된 연료 공급 노즐을 포함하며, 벤츄리 튜브의 원리를 이용해서 상기 급기관 내에 연료를 공급하는 구성과 구조를 특징으로 하는 기관부 외부의 공기 압축 기구에 의한 급기 방식의 2 행정 1 싸이클 내연기관.The fuel injection device includes a fuel supply nozzle installed in the air supply pipe, and the air supply mechanism by the air compression mechanism outside the engine unit, characterized in that the structure and structure for supplying fuel to the air supply pipe using the principle of the venturi tube. 2 stroke 1 cycle internal combustion engine.
  15. 제 13 항에 있어서, The method of claim 13,
    상기 피스톤이 상사점에 도달하기 전, 상기 피스톤이 상사점에 도달한 시점의 상기 크랭크 암의 위치에 대해서 상기 크랭크 암의 위치가 사이각 θ를 가진 시점에 상기 급기 밸브를 닫는 구성과 구조를 특징으로 하는 기관부 외부의 공기 압축 기구에 의한 급기 방식의 2 행정 1 싸이클 내연기관.Before the piston reaches the top dead center, the configuration and structure for closing the air supply valve when the position of the crank arm with the angle angle θ relative to the position of the crank arm when the piston reaches the top dead center 2 stroke 1 cycle internal combustion engine of the air supply system by the air compression mechanism external to the engine part.
  16. 제 15 항에 있어서, The method of claim 15,
    위 사이각 θ는 30° 내지 60°인 구성과 구조를 특징으로 하는 기관부 외부의 공기 압축 기구에 의한 급기 방식의 2 행정 1 싸이클 내연기관. The above-mentioned angle θ is a two-stroke one-cycle internal combustion engine of the air supply method by the air compression mechanism outside the engine, characterized in that the configuration and structure is 30 ° to 60 °.
  17. 제 16 항에 있어서, The method of claim 16,
    상기 연소부는,The combustion unit,
    상기 연소실 내부의 연료를 점화시키는 점화 플러그;를 더 포함하며,And a spark plug for igniting fuel in the combustion chamber.
    상기 피스톤의 상사점에서 상기 연소실 내의 혼합기를 상기 점화 플러그로 점화하여 연료의 연소로 발생한 연소 가스의 급격한 팽창으로 압력이 높아진 연소 가스가 상기 개방구를 통하여 상기 실린더실 내로 분출되어 상기 실린더 내의 충진 공기와 섞이게 되는 구성과 구조를 특징으로 하는 기관부 외부의 공기 압축 기구에 의한 급기 방식의 2 행정 1 싸이클 내연기관. At the top dead center of the piston, a combustion gas whose pressure is increased due to the rapid expansion of the combustion gas generated by the combustion of fuel by igniting the mixer in the combustion chamber with the spark plug is injected into the cylinder chamber through the opening to fill the air in the cylinder. 2 stroke 1 cycle internal combustion engine of the air supply method by the air compression mechanism outside the engine part characterized by the structure and structure mixed with the engine.
  18. 제 17 항에 있어서, The method of claim 17,
    상기 연소실 내에서 연소된 연소 가스의 팽창 압력에 의해 상사점에 있는 상기 피스톤을 하사점을 향해 밀어내어 상기 크랭크 축을 회전시킴으로써 동력을 발생하도록 하는 구성과 구조를 특징으로 하는 기관부 외부의 공기 압축 기구에 의한 급기 방식의 2 행정 1 싸이클 내연기관.An air compression mechanism outside the engine unit, characterized by a configuration and a structure that generate power by pushing the piston at the top dead center toward the bottom dead center by the expansion pressure of the combustion gas combusted in the combustion chamber and rotating the crank shaft 2 stroke 1 cycle internal combustion engine of air supply system by means of.
PCT/KR2016/010552 2015-09-22 2016-09-22 Two-stroke-cycle internal combustion engine supplying air using air compressing device outside engine WO2017052207A1 (en)

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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR940001929B1 (en) * 1985-07-19 1994-03-11 오비탈 엔진 캄파니 프로프라이어터리 리미티드 Timing of fuel injected engines
KR970703481A (en) * 1995-03-28 1997-07-03 츠카하라 시게히사 Internal injection type internal combustion engine
JP2001020745A (en) * 1999-07-05 2001-01-23 Honda Motor Co Ltd Combustion control method and combustion control device for spark ignition internal combustion engine
JP2001227368A (en) * 2000-02-16 2001-08-24 信也 ▲高▼原 Piston type internal combustion engine
JP2013505396A (en) * 2009-09-23 2013-02-14 グリーン エンジン コンサルティング エス.アール.エル. Split cycle engine

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR940001929B1 (en) * 1985-07-19 1994-03-11 오비탈 엔진 캄파니 프로프라이어터리 리미티드 Timing of fuel injected engines
KR970703481A (en) * 1995-03-28 1997-07-03 츠카하라 시게히사 Internal injection type internal combustion engine
JP2001020745A (en) * 1999-07-05 2001-01-23 Honda Motor Co Ltd Combustion control method and combustion control device for spark ignition internal combustion engine
JP2001227368A (en) * 2000-02-16 2001-08-24 信也 ▲高▼原 Piston type internal combustion engine
JP2013505396A (en) * 2009-09-23 2013-02-14 グリーン エンジン コンサルティング エス.アール.エル. Split cycle engine

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