KR101197307B1 - Crankless engine - Google Patents
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Abstract
본 발명의 실시예는 크랭크리스 엔진에 관한 것으로서, 크랭크와 커넥팅 로드, 타이밍 체인(밸트) 등이 없이 엔진의 무게와 크기를 줄일 수 있고, 두 개의 피스톤을 서로 마주보게 배치하여 엔진의 진동을 감소시킬 수 있으며, 엔진의 폭발 행정 순간부터 피스톤의 직선운동을 바로 회전운동으로 변환하는 특징이 있다.Embodiment of the present invention relates to a crankless engine, it is possible to reduce the weight and size of the engine without the crank, the connecting rod, the timing chain (belt), and to reduce the vibration of the engine by placing two pistons facing each other From the moment of the explosion stroke of the engine, it is characterized by converting the linear movement of the piston directly into the rotational movement.
Description
본 발명은 크랭크리스 엔진에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 크랭크와 커넥팅 로드없이 엔진의 무게와 크기를 감소시킬 수 있고, 두 개의 피스톤을 서로 마주보게 배치하여 엔진의 진동을 상쇄시킬 수 있으며, 엔진의 효율을 현저히 향상시킬 수 있는 크랭크리스 엔진에 관한 것이다.
The present invention relates to a crankless engine, and more particularly, it is possible to reduce the weight and size of the engine without a crank and connecting rod, and to arrange two pistons facing each other to offset the vibration of the engine, A crankless engine that can significantly improve efficiency.
일반적으로 엔진은 열에너지를 기계적인 일로 바꾸는 장치로써, 운송기계나 산업기계의 동력원으로 사용되고 있다. 엔진이 열에너지를 기계적인 일로 바꾸기 위해서는 작동물질이 필요하다. 즉, 가솔린 엔진에서는 가솔린과 공기가 혼합된 연료 가스 및 그 연료 가스의 연소시 발생되는 연소 가스를 작동물질로 이용한다. 그리고, 디젤기관에서는 디젤유와 공기가 혼합된 연료 가스 및 그 연료 가스의 연소시 발생되는 연소 가스를 작동물질로 이용한다. 또한, 증기기관에서는 물과 수증기를 작동물질로 이용한다. In general, the engine is a device that converts thermal energy into mechanical work, and is used as a power source for transportation and industrial machinery. In order for the engine to convert thermal energy into mechanical work, a working material is needed. That is, in a gasoline engine, a fuel gas mixed with gasoline and air and a combustion gas generated when the fuel gas is burned are used as working materials. In the diesel engine, a fuel gas mixed with diesel oil and air and a combustion gas generated when the fuel gas is combusted are used as working materials. In addition, steam and steam use water and steam as working materials.
한편, 왕복 피스톤 엔진은 실린더와 피스톤으로 형성되어 있으며, 최근에는 자동차, 압축기, 발전기, 배 등에 널리 사용되고 있다. 이러한 왕복 피스톤 엔진은 연료 가스의 폭발 에너지를 피스톤과 크랭크의 기계적인 일로 바꾸는 내연 기관이다. 즉, 왕복 피스톤 엔진은 크랭크와 커넥팅 로드를 이용하여 피스톤의 직선 왕복 운동을 크랭크의 회전운동으로 바꿀 수 있다. On the other hand, the reciprocating piston engine is formed of a cylinder and a piston, and recently has been widely used in automobiles, compressors, generators, ships, and the like. This reciprocating piston engine is an internal combustion engine that converts the explosion energy of fuel gas into mechanical work of the piston and the crank. That is, the reciprocating piston engine can convert the linear reciprocating motion of the piston into the rotational motion of the crank using the crank and the connecting rod.
하지만, 종래의 왕복 피스톤 엔진은, 크랭크와 커넥팅 로드의 무게가 매우 무겁기 때문에 엔진의 무게를 줄이는 데 한계가 있으며, 크랭크와 커넥팅 로드의 외형도 매우 크기 때문에 엔진의 외형을 감소시키는 데 한계가 있다. 따라서, 종래의 왕복 피스톤 엔진은 무거운 중량 및 큰 외형으로 인하여 엔진의 효율과 성능을 향상시키는 것이 매우 어렵다. 뿐만 아니라, 왕복 피스톤 엔진은 설치 공간의 확보도 어려운 단점이 있다.However, the conventional reciprocating piston engine has a limitation in reducing the weight of the engine because the weight of the crank and the connecting rod is very heavy, and the outer shape of the crank and the connecting rod is also very large, there is a limit in reducing the appearance of the engine. Therefore, the conventional reciprocating piston engine is very difficult to improve the efficiency and performance of the engine due to the heavy weight and large appearance. In addition, the reciprocating piston engine has a disadvantage that it is difficult to secure the installation space.
또한, 종래의 왕복 피스톤 엔진은 크랭크와 커넥팅 로드 및 피스톤의 연결 구조로 인하여 엔진의 각종 성능 인자를 설계 변경하는 것이 거의 불가능하다. 예를 들면, 최대 압축 압력, 최대 압축 시점, 연료 폭발 시점, 피스톤의 상사점과 하사점의 위치, 피스톤의 이동 속도 등이 있다. 따라서, 종래의 왕복 피스톤 엔진은 엔진의 효율과 성능을 향상시킬 수 있는 수단이 매우 제한적인 실정이다. In addition, in the conventional reciprocating piston engine, due to the connection structure of the crank, the connecting rod and the piston, it is almost impossible to design and change various performance factors of the engine. For example, the maximum compression pressure, the maximum compression time, the fuel explosion time, the position of the top dead center and the bottom dead center of the piston, the moving speed of the piston, and the like. Therefore, the conventional reciprocating piston engine is a very limited situation that can improve the efficiency and performance of the engine.
또한, 종래의 왕복 피스톤 엔진은 흡기밸브와 배기밸브의 개폐시점 및 개폐시간 등을 변경하는 것도 한계가 있다. 최근의 왕복 피스톤 엔진은 주행 환경에 따라 흡기밸브와 배기밸브의 작동 시점을 일부 조정하고 있지만, 그 조정 범위는 매우 협소한 것이 사실이다. 따라서, 왕복 피스톤 엔진의 흡기 성능과 배기 성능을 주행 환경에 따라 최적화시키는 데에 한계가 있다In addition, the conventional reciprocating piston engine also has a limitation in changing the opening and closing time, opening and closing time of the intake valve and exhaust valve. Recent reciprocating piston engines adjust some of the operation timings of the intake valve and the exhaust valve according to the driving environment, but the range of adjustment is very narrow. Therefore, there is a limit in optimizing the intake performance and exhaust performance of the reciprocating piston engine according to the driving environment.
특히, 최근에는 에너지의 고갈, 연료비의 상승, 환경 오염, 각종 규제와 협약 등과 같은 다양한 이유로 인하여 효율과 성능이 우수한 엔진의 필요성이 더욱 증가되는 추세이다.
In particular, in recent years, the need for an engine with excellent efficiency and performance is increasing due to various reasons such as energy depletion, fuel cost increase, environmental pollution, and various regulations and agreements.
본 발명의 실시예는 크랭크와 커넥팅 로드를 생략함으로써, 엔진의 무게와 크기를 현저하게 감소시킬 수 있고, 엔진의 효율과 성능을 향상시킬 수 있는 크랭크리스 엔진을 제공한다.Embodiment of the present invention provides a crankless engine that can significantly reduce the weight and size of the engine, and improve the efficiency and performance of the engine by omitting the crank and the connecting rod.
또한, 본 발명의 실시예는 두 개의 피스톤을 마주보게 배치하고 두 개의 피스톤을 반대 방향으로 작동시킴으로써, 엔진의 구동시 발생되는 진동을 서로 상쇄시켜 엔진의 진동 성능을 향상시킬 수 있는 크랭크리스 엔진을 제공한다.In addition, an embodiment of the present invention is to provide a crankless engine that can improve the vibration performance of the engine by offsetting the vibration generated when the engine is driven by operating the two pistons facing each other and the two pistons in the opposite direction to provide.
또한, 본 발명의 실시예는 최대 압축 시점, 최대 압축 압력, 밸브의 개폐 시점과 개폐 시간, 피스톤의 상사점과 하사점 높이를 조절하고, 피스톤의 이송 속도 등을 간편하게 조절하여 엔진의 효율과 성능을 극대화시킬 수 있는 폭발 순간부터 직선운동력이 회전력으로 전환할 수 있게 고안된 가이드라인 홀부를 가진 크랭크리스 엔진을 제공한다.
In addition, the embodiment of the present invention adjusts the maximum compression time, maximum compression pressure, opening and closing time and opening time of the valve, the top dead center and bottom dead center height of the piston, and simply adjust the feed speed of the piston, etc., the efficiency and performance of the engine It provides a crankless engine with a guide hole designed to convert linear motion into rotational force from the moment of explosion to maximize the pressure.
본 발명의 일실시예에 따르면, 흡기 밸브와 배기 밸브가 배치되는 흡배기부가 중간에 형성된 실린더, 상기 실린더의 일측에 왕복 이동 가능하게 구비된 제1 피스톤, 상기 흡배기부를 중심으로 상기 제1 피스톤과 대향되게 배치되도록 상기 실린더의 타측에 왕복 이동 가능하게 구비된 제2 피스톤, 상기 흡배기부에 구비되고 상기 실린더와 상기 제1 피스톤 및 상기 제2 피스톤의 사이에 형성된 작동 공간이 최소의 크기로 형성될 때 상기 작동 공간의 내부에서 연료를 폭발시키는 연료폭발장치, 및 상기 실린더와 평행하게 배치되고 상기 제1 피스톤과 상기 제2 피스톤의 왕복 이동시 상기 제1 피스톤과 상기 제2 피스톤의 이동력에 의해 회전되는 회전 드럼을 포함하는 크랭크리스 엔진을 제공한다.According to an embodiment of the present invention, a cylinder having an intake and exhaust portion in which an intake valve and an exhaust valve are disposed is formed in the middle, a first piston provided to reciprocate on one side of the cylinder, and the intake and exhaust portion facing the first piston. A second piston provided on the other side of the cylinder so as to be reciprocated so as to be disposed so as to be reciprocally moved, and an operating space provided between the cylinder and the first piston and the second piston is formed to a minimum size A fuel explosion device for exploding fuel in the working space, and disposed in parallel with the cylinder and rotated by a moving force of the first piston and the second piston during reciprocating movement of the first piston and the second piston; It provides a crankless engine comprising a rotating drum.
즉, 상기 제1 피스톤과 상기 제2 피스톤은, 상기 흡배기부를 중심으로 상기 단일 실린더의 내부에 서로 마주보게 배치되며, 상기 흡배기부를 향해 동시에 이동되거나 또는 상기 흡배기부에서 멀어지는 서로 반대 방향으로 동시에 이동된다. 상기와 같이 크랭크리스 엔진은 상기 제1 피스톤과 상기 제2 피스톤에 의해 발생된 폭발 진동을 서로 상쇄시키는 구조로 형성될 수 있다. 따라서, 상기 크랭크리스 엔진의 진동 설계가 생략될 수 있고, 상기 크랭크리스 엔진의 진동으로 인한 시스템의 악영향도 방지될 수 있다. That is, the first piston and the second piston are disposed to face each other inside the single cylinder with respect to the intake and exhaust portion, and are simultaneously moved toward the intake or exhaust portion or simultaneously in the opposite directions away from the intake and exhaust portion. . As described above, the crankless engine may be formed to have a structure in which explosion vibrations generated by the first piston and the second piston cancel each other. Thus, the vibration design of the crankless engine can be omitted, and adverse effects of the system due to the vibration of the crankless engine can also be prevented.
또한, 상기 크랭크리스 엔진은 상기 제1 피스톤과 상기 제2 피스톤의 직선 운동 에너지를 상기 회전 드럼의 회전 운동 에너지로 직접 변환시키는 구조로 형성된다. 따라서, 상기 크랭크리스 엔진에서는 기존의 왕복 피스톤 엔진에서 사용되는 크랭크와 커넥팅 로드가 생략될 수 있다.In addition, the crankless engine is formed of a structure for directly converting the linear kinetic energy of the first piston and the second piston into the rotational kinetic energy of the rotary drum. Therefore, the crank and the connecting rod used in the conventional reciprocating piston engine can be omitted in the crankless engine.
상기 제1 피스톤과 상기 제2 피스톤에는 상기 회전 드럼을 향해 돌출된 가이드 돌기가 형성될 수 있다. 상기 실린더의 일측과 타측에는 상기 가이드 돌기가 이동 가능하게 관통되는 가이드 홀부가 형성될 수 있다. 상기 회전 드럼의 일측과 타측에는 상기 제1 피스톤과 상기 제2 피스톤의 이동력을 상기 회전 드럼의 회전력으로 전환시킬 수 있도록 상기 가이드 돌기의 단부가 이동 가능하게 삽입되는 가이드 홈부가 형성될 수 있다. 따라서, 상기 제1 피스톤과 상기 제2 피스톤은 상기 가이드 돌기와 상기 가이드 홈부에 의해 상기 회전 드럼에 직접 연결될 수 있다.Guide protrusions protruding toward the rotating drum may be formed in the first piston and the second piston. One side and the other side of the cylinder may be formed with a guide hole through which the guide protrusion is movable. One side and the other side of the rotary drum may be formed with a guide groove portion is inserted into the end of the guide protrusion to be movable so as to convert the movement force of the first piston and the second piston to the rotational force of the rotary drum. Accordingly, the first piston and the second piston may be directly connected to the rotating drum by the guide protrusion and the guide groove.
상기 제1 피스톤 및 상기 제2 피스톤은 상기 제1 피스톤과 상기 제2 피스톤의 이동시 상기 작동 공간에 상기 가이드 홀부가 노출되지 않는 형상으로 형성될 수 있다. 즉, 상기 작동 공간의 밀폐된 상태는 상기 크랭크리스 엔진의 구동시 상기 실린더, 상기 제1 피스톤, 및 상기 제2 피스톤에 의해 항상 유지될 수 있다.The first piston and the second piston may be formed in a shape such that the guide hole is not exposed in the working space when the first piston and the second piston move. That is, the closed state of the working space can be always maintained by the cylinder, the first piston, and the second piston when the crankless engine is driven.
상기 가이드 돌기는 상기 피스톤의 외주에 원주 방향을 따라 복수개가 임의의 각도로 이격되게 형성될 수 있다. 상기 가이드 홀부는 상기 가이드 돌기들과 대향되는 위치에 복수개가 형성될 수 있다. 하지만, 상기 회전 드럼의 상기 가이드 홈부에는 상기 가이드 돌기들 중 어느 하나만이 삽입될 수 있다.The guide protrusion may be formed on the outer circumference of the piston to be spaced apart at any angle along the circumferential direction. A plurality of guide holes may be formed at positions opposite to the guide protrusions. However, only one of the guide protrusions may be inserted into the guide groove of the rotating drum.
상기 가이드 홀부는 상기 제1 피스톤 및 상기 제2 피스톤의 이동을 안내할 수 있도록 상기 제1 피스톤 및 상기 제2 피스톤의 이동 방향을 따라 상기 가이드 돌기의 두께와 동일한 폭으로 길게 형성될 수 있다. 따라서, 상기 가이드 돌기들과 상기 가이드 홀부들은, 상기 제1 피스톤 및 상기 제2 피스톤의 이동을 안내하는 기능을 수행할 뿐만 아니라 상기 실린더에 상기 제1 피스톤 및 상기 제2 피스톤을 안정적으로 지지하는 기능도 수행할 수 있다.The guide hole may be formed to have a length equal to the thickness of the guide protrusion along the moving direction of the first piston and the second piston so as to guide the movement of the first piston and the second piston. Therefore, the guide protrusions and the guide hole portions not only perform the function of guiding movement of the first piston and the second piston, but also stably support the first piston and the second piston in the cylinder. Function can also be performed.
상기 가이드 홈부는 상기 제1 피스톤과 상기 제2 피스톤의 왕복 이동시 상기 가이드 돌기가 상기 회전 드럼을 회전시킬 수 있도록 상기 회전 드럼의 외주에 원주 방향을 따라 정현파(sine wave) 또는 변형 정현파 중 적어도 하나의 폐곡선 형상으로 형성될 수 있다. 상기 변형 정현파는 피스톤이 폭발순간부터 직선운동력을 회전력으로 전환시키기 위하여 상기 정현파의 일부를 변형시킨 파형이다. 따라서, 상기 제1 피스톤과 상기 제2 피스톤이 상기 실린더를 따라 왕복 이동되면, 상기 가이드 돌기의 이동력이 상기 가이드 홈부의 경사진 측면에 작용될 수 있고, 상기 가이드 홈부의 측면에 작용된 힘의 분력에 의하여 상기 회전 드럼은 일방향으로 회전될 수 있다. 특히, 상기 가이드 홈부가 정현파로 형성되면, 상기 제1 피스톤과 상기 제2 피스톤이 기존의 왕복 피스톤 엔진과 동일 유사한 패턴으로 이동될 수 있다.The guide groove may include at least one of a sine wave or a modified sinusoidal wave in a circumferential direction on an outer circumference of the rotating drum such that the guide protrusion rotates the rotating drum when the first piston and the second piston reciprocate. It may be formed in a closed curve shape. The modified sinusoidal wave is a waveform in which a part of the sinusoidal wave is deformed so that the piston converts the linear motion force into the rotational force from the moment of explosion. Therefore, when the first piston and the second piston is reciprocated along the cylinder, the moving force of the guide protrusion can be applied to the inclined side of the guide groove portion, the force of the force acting on the side of the guide groove portion The rotating drum may be rotated in one direction by the component force. In particular, when the guide groove is formed in a sine wave, the first piston and the second piston can be moved in the same pattern as the conventional reciprocating piston engine.
상기 가이드 돌기의 단부는 상기 크랭크리스 엔진의 1사이클 작동시 단수개의 1사이클 가이드 홈부를 따라 이동될 수 있다. 그리고, 상기 가이드 홈부는 상기 회전 드럼의 외주에 원주 방향을 따라 복수개의 1사이클 가이드 홈부들을 연결한 형상으로 형성될 수 있다. 따라서, 상기 크랭크리스 엔진은 상기 회전 드럼의 한번 회전시 복수의 작동 사이클을 실시하게 된다. 즉, 상기 가이드 홈부의 형상을 조절하면, 상기 크랭크리스 엔진의 1사이클당 회전되는 상기 회전 드럼의 회전수를 변경할 수 있다.The end of the guide protrusion may be moved along a single one-cycle guide groove in one cycle operation of the crankless engine. The guide groove may be formed in a shape in which a plurality of one cycle guide grooves are connected to the outer circumference of the rotating drum along the circumferential direction. Thus, the crankless engine performs a plurality of operating cycles in one rotation of the rotating drum. That is, by adjusting the shape of the guide groove, it is possible to change the rotational speed of the rotating drum rotated per cycle of the crankless engine.
상기와 다르게, 상기 가이드 홈부는 상기 크랭크리스 엔진의 1사이클 작동시 상기 회전 드럼이 한번 이상 회전되도록 형성될 수도 있다. 하지만, 상기 회전 드럼이 상기 크랭크리스 엔진의 1사이클 작동시 한번 이상 회전되면, 상기 회전 드럼의 직경이 매우 작아질 뿐만 아니라 상기 회전 드럼의 회전 속도가 너무 빠를 수 있다.Unlike the above, the guide groove may be formed so that the rotating drum is rotated more than once in one cycle of operation of the crankless engine. However, if the rotating drum is rotated more than once in one cycle of operation of the crankless engine, the diameter of the rotating drum may be very small and the rotational speed of the rotating drum may be too fast.
상기 가이드 홈부의 변곡부들은 상기 제1 피스톤와 상기 제2 피스톤의 이동 방향이 신속하게 변환되도록 정현파의 변곡부보다 좁은 범위에서 큰 곡률로 각각 형성될 수 있다. 상기 제1 피스톤와 상기 제2 피스톤의 이동 방향을 변환시키는 변곡부는 정현파 또는 변형 정현파의 폐곡선에서 상하로 볼록한 부분으로써, 상기 제1 피스톤 및 상기 제2 피스톤의 상사점과 하사점에 해당된다. The inflection portions of the guide groove portion may be formed with a larger curvature in a narrower range than the inflection portion of the sinusoidal wave so that the moving directions of the first piston and the second piston are quickly converted. The inflection portion for changing the direction of movement of the first piston and the second piston is a convex up and down in the closed curve of the sinusoidal wave or the modified sinusoidal wave, and corresponds to the top dead center and the bottom dead center of the first piston and the second piston.
여기서, 정현파의 변곡부들은 작은 곡률로 매우 완만한 곡선 형상으로 형성되므로, 상기 제1 피스톤 및 상기 제2 피스톤은 이동 방향을 변경하는 구간에서 매우 느린 속도로 이동될 수 있고, 그 결과 상기 제1 피스톤 및 상기 제2 피스톤의 이동 방향이 변경되는 시간도 증가될 수 있다. 그러므로, 상기 제1 피스톤 및 상기 제2 피스톤은 단위 시간당 왕복 이동되는 빈도가 감소되어 사용 효율이 저하될 수 있다. Here, since the inflection portions of the sinusoidal wave are formed in a very gentle curved shape with a small curvature, the first piston and the second piston can be moved at a very slow speed in a section in which the moving direction is changed, and as a result, the first piston The time at which the direction of movement of the piston and the second piston is changed can also be increased. Therefore, the frequency of the reciprocating movement of the first piston and the second piston per unit time is reduced, thereby reducing the use efficiency.
반면에, 본 실시예에서는 가이드 홈부의 변곡부들이 큰 곡률로 급격한 곡선 형상으로 형성되므로, 상기 제1 피스톤 및 상기 제2 피스톤은 이동 방향을 변경하는 구간(상 / 하사점 구간)에서 매우 빠른 속도로 이동될 수 있고, 그 결과 상기 제1 피스톤 및 상기 제2 피스톤의 이동 방향이 변경되는 시간도 단축될 수 있다. 그러므로, 상기 제1 피스톤 및 상기 제2 피스톤은 단위 시간당 왕복 이동되는 빈도가 상대적으로 증가되어 피스톤의 사용 효율이 향상될 수 있으며, 상기 크랭크리스 엔진의 1사이클 주기도 단축될 수 있다.On the other hand, in the present embodiment, since the curved portions of the guide grooves are formed to have a sharp curvature with a large curvature, the first piston and the second piston have a very high speed in the section of changing the moving direction (upper / lower dead center section). The movement time of the first piston and the second piston can be shortened as a result. Therefore, the frequency of the reciprocating movement of the first piston and the second piston per unit time is relatively increased, thereby improving the use efficiency of the piston, and also shortening one cycle period of the crankless engine.
상기 크랭크리스 엔진은 4행정 1사이클 기관이면, 상기 가이드 홈부의 변곡부들은 흡입행정에서 상기 작동 공간을 최대로 형성시킴과 아울러 배기행정에서 상기 작동 공간을 최소로 형성시키도록 서로 다른 위치에 각각 형성될 수 있다. 즉, 상기 가이드 홈부의 변곡부들 중 흡입행정의 하사점에 해당하는 변곡부의 위치를 상기 흡배기부에서 더 멀게 배치할 수 있고, 상기 가이드 홈부의 변곡부들 중 배기행정의 상사점에 해당하는 변곡부의 위치를 상기 흡배기부에 더 가깝게 배치할 수 있다. If the crankless engine is a four-stroke, one-cycle engine, the bent portions of the guide grooves are formed at different positions to maximize the operating space at the suction stroke and to minimize the operating space at the exhaust stroke. Can be. That is, the position of the inflection portion corresponding to the bottom dead center of the suction stroke among the inflection portions of the guide groove portion may be disposed farther from the intake and exhaust portion, and the position of the inflection portion corresponding to the top dead center of the exhaust stroke among the inflection portions of the guide groove portion. May be disposed closer to the intake and exhaust section.
따라서, 상기 작동 공간은 흡입행정에서 최대로 증가되므로, 연료 또는 공기의 흡입량이 증가되어 흡입 효율이 향상될 수 있다. 상기 흡입량의 증가는 압축행정에서 최대 압축 압력을 증가시킬 수 있기 때문에 엔진 효율이 증가될 수 있다. 또한, 상기 작동 공간은 배기행정에서 최소로 감소되므로, 배기 가스의 잔류량이 감소되어 배기 효율이 향상될 수 있다. Therefore, since the working space is increased to the maximum in the suction stroke, the suction amount of fuel or air can be increased to improve the suction efficiency. The increase in the intake can increase the maximum compression pressure in the compression stroke, so the engine efficiency can be increased. In addition, since the working space is reduced to a minimum in the exhaust stroke, the residual amount of exhaust gas can be reduced to improve the exhaust efficiency.
상기 가이드 홈부는 상기 연료폭발장치의 작동 시점에서 상기 가이드 돌기와 접촉되는 면의 접선 및 상기 가이드 돌기의 이동 방향 사이에 형성된 각도가 0도 내지 50도를 형성하도록 형성될 수 있다. 물론, 상기 가이드 돌기와 접촉되는 면의 접선 및 상기 가이드 돌기의 이동 방향 사이에 형성된 각도는 엔진의 설계 조건 및 상황에 따라 50도 내지 90도로도 형성될 수 있다. 하지만, 상기 가이드 돌기의 이동 방향과 상기 가이드 홈부의 접선 사이에 형성되는 각도가 90도에 가깝게 형성되면, 상기 가이드 홈부가 상기 가이드 돌기의 이동을 방해할 가능성이 있다. 반면에, 상기 가이드 돌기의 이동 방향과 상기 가이드 홈부의 접선 사이에 형성된 각도가 0도에 가깝게 형성되면, 상기 연료폭발장치의 작동시 상기 가이드 돌기가 높은 속도로 상기 가이드 홈부를 따라 원활하게 이동될 수 있다.The guide groove portion may be formed such that an angle formed between a tangent of a surface contacting the guide protrusion and a moving direction of the guide protrusion at an operating time of the fuel explosion device forms 0 degrees to 50 degrees. Of course, the angle formed between the tangent of the surface in contact with the guide protrusion and the direction of movement of the guide protrusion may be formed at 50 degrees to 90 degrees according to the design conditions and circumstances of the engine. However, if the angle formed between the direction of movement of the guide protrusion and the tangent of the guide groove is formed to be close to 90 degrees, there is a possibility that the guide groove portion interferes with the movement of the guide protrusion. On the other hand, if the angle formed between the direction of movement of the guide protrusion and the tangent of the guide groove is formed to be close to 0 degrees, the guide protrusion may be smoothly moved along the guide groove at a high speed during operation of the fuel explosion device. Can be.
상기 흡배기부는 내부가 중공된 형상으로 형성될 수 있다. 상기 흡배기부의 내부는 상기 실린더의 단면적보다 작은 단면적으로 형성될 수 있다. 그렇기 때문에, 상기 작동 공간의 불필요한 증대가 방지될 수 있고, 상기 제1 피스톤 및 상기 제2 피스톤에 의한 최대 압축 압력도 증가될 수 있다.The intake and exhaust unit may be formed in a hollow shape. The inside of the intake and exhaust unit may be formed in a cross-sectional area smaller than the cross-sectional area of the cylinder. As such, an unnecessary increase in the working space can be prevented, and the maximum compression pressure by the first piston and the second piston can also be increased.
상기 연료폭발장치는 상기 작동 공간의 크기가 최소인 시점에서 상기 작동 공간의 내부로 연료 가스를 분사하는 연료분사기구를 구비할 수 있다. 여기서, 상기 작동 공간의 크기가 최소인 시점에서는 상기 작동 공간 내의 공기가 상기 연료 가스를 자연 착화시키는 온도로 압축될 수 있다. 상기와 다르게, 상기 연료폭발장치는 상기 작동 공간의 크기가 최소인 시점에 상기 작동 공간 내의 연료 가스를 점화시키는 연료점화기구를 구비할 수도 있다. 여기서, 상기 작동 공간의 크기가 최소인 시점에서는 상기 작동 공간 내의 연료 가스와 공기가 상기 연료 가스를 완전 연소시키는 압력으로 압축될 수 있다. The fuel explosion device may include a fuel injection mechanism for injecting fuel gas into the working space when the size of the working space is minimum. Here, when the size of the working space is minimum, air in the working space may be compressed to a temperature for spontaneous ignition of the fuel gas. Unlike the above, the fuel explosion apparatus may include a fuel ignition mechanism for igniting fuel gas in the working space when the size of the working space is minimum. Here, when the size of the working space is minimum, fuel gas and air in the working space may be compressed to a pressure for completely burning the fuel gas.
상기 회전 드럼은 내부가 중공된 형상으로 형성될 수 있다. 상기 회전 드럼의 내부에는 상기 회전 드럼의 회전력을 변속시킨 후 외부로 출력하는 변속출력부가 구비될 수 있다. 즉, 상기 변속출력부는 상기 회전 드럼의 회전력을 원하는 속도로 가속 또는 감속시켜 상기 회전 드럼의 외부로 출력시키는 변속 기구이다. 예를 들면, 상기 변속출력부는 상기 회전 드럼의 회전력을 감속시키는 유성 기어 세트로 형성될 수 있다. 하지만, 상기 변속출력부는 상기 유성 기어 세트에 한정되는 것은 아니며, 상기 회전 드럼의 회전력을 가감속할 수 있는 다양한 구조의 변속 기구가 사용될 수 있다.The rotating drum may be formed in a hollow shape. Inside the rotary drum may be provided with a shift output unit for outputting to the outside after shifting the rotational force of the rotary drum. That is, the speed change output unit is a speed change mechanism for accelerating or decelerating the rotational force of the rotary drum at a desired speed and outputting it to the outside of the rotary drum. For example, the transmission output unit may be formed of a planetary gear set for reducing the rotational force of the rotary drum. However, the shift output unit is not limited to the planetary gear set, and a shift mechanism having various structures capable of accelerating and decelerating the rotational force of the rotating drum may be used.
또한, 상기 회전 드럼은 상기 가이드 홈부의 위치를 변경시킬 수 있도록 축방향으로 길이 조절이 가능하게 형성될 수 있다. 상기와 같이 회전 드럼의 길이가 축방향으로 조절되면, 상기 가이드 홈부의 위치가 변경되기 때문에 상기 제1 피스톤과 상기 제2 피스톤의 위치도 변경될 수 있다. 예를 들면, 상기 회전 드럼의 길이가 짧아지면, 상기 제1 피스톤과 상기 제2 피스톤 사이의 간격이 감소되므로 상기 작동 공간의 크기가 감소될 수 있다. 반면에, 상기 회전 드럼의 길이가 늘어나면, 상기 제1 피스톤과 상기 제2 피스톤 사이의 간격이 증가되므로 상기 작동 공간의 크기가 증대될 수 있다. 따라서, 상기 회전 드럼의 길이를 조정함으로써 상기 크랭크리스 엔진의 성능을 효과적으로 변경할 수 있다.In addition, the rotary drum may be formed to be adjustable in the axial direction to change the position of the guide groove. When the length of the rotating drum is adjusted in the axial direction as described above, the position of the first piston and the second piston may also be changed because the position of the guide groove is changed. For example, if the length of the rotating drum is shortened, the size of the working space can be reduced because the distance between the first piston and the second piston is reduced. On the other hand, when the length of the rotating drum is increased, the distance between the first piston and the second piston is increased, the size of the working space can be increased. Therefore, the performance of the crankless engine can be effectively changed by adjusting the length of the rotary drum.
상기 실린더는 상기 회전 드럼의 외주에 원주 방향을 따라 복수개가 임의의 간격으로 서로 이격되게 배치될 수 있다. 따라서, 상기 제1 피스톤과 상기 제2 피스톤 및 상기 연료폭발장치는 상기 실린더들에 각각 구비될 수 있다. 이와 같이 실린더들과 제1 피스톤들 및 제2 피스톤들이 단수개의 회전 드럼에 함께 배치되므로, 상기 회전 드럼이 공용으로 사용될 수 있고, 외형의 크기가 상대적으로 크게 증대되지 않으면서 엔진의 기통수가 증가될 수 있다.The cylinders may be arranged on the outer circumference of the rotating drum to be spaced apart from each other at random intervals along the circumferential direction. Therefore, the first piston, the second piston and the fuel explosion device may be provided in the cylinders, respectively. Since the cylinders, the first pistons and the second pistons are arranged together in a single rotating drum, the rotating drum can be used in common, and the number of cylinders of the engine can be increased without increasing the size of the appearance relatively large. Can be.
상기 가이드 홈부는 상기 실린더들과 동일한 개수로 형성될 수 있다. 그리고, 상기 회전 드럼에는 상기 가이드 홈부들이 원주 방향을 따라 서로 연결된 형상으로 형성될 수 있다. 그러면, 상기 제1 피스톤들과 상기 제2 피스톤들은 위치와 상관없이 모두 동일한 행정을 수행하게 된다. The guide groove may be formed in the same number as the cylinders. In addition, the guide grooves may be formed in the rotating drum in a shape connected to each other along the circumferential direction. Then, the first pistons and the second pistons all perform the same stroke regardless of the position.
상기와 다르게, 상기 가이드 홈부는 상기 실린더들의 개수보다 많거나 적은 개수로 형성될 수 있다. 그리고, 상기 회전 드럼에는 상기 가이드 홈부들이 원주 방향을 따라 서로 연결된 형상으로 형성될 수 있다. 그러면, 상기 제1 피스톤들과 상기 제2 피스톤들은 위치에 따라 서로 다른 행정을 수행하게 된다.Unlike the above, the guide groove portion may be formed in more or less than the number of the cylinder. In addition, the guide grooves may be formed in the rotating drum in a shape connected to each other along the circumferential direction. Then, the first pistons and the second pistons perform different strokes according to their positions.
상기와 같은 실린더들은 상기 회전 드럼의 길이 방향을 따라 복수의 위치에 각각 구비될 수 있다. 그리고, 상기 가이드홈부들은 상기 실린더들과 대응되는 상기 회전 드럼의 외주에 각각 형성될 수 있다. 즉, 상기 실린더들과 상기 제1 피스톤들 및 상기 제2 피스톤들이 상기 회전 드럼의 길이 방향으로 서로 이격되는 위치에 배치될 수 있기 때문에, 엔진의 기통수가 간단히 증가될 수 있다.Such cylinders may be provided at a plurality of positions along the longitudinal direction of the rotating drum, respectively. The guide grooves may be formed on the outer circumference of the rotating drum corresponding to the cylinders, respectively. That is, since the cylinders, the first pistons and the second pistons can be disposed at positions spaced apart from each other in the longitudinal direction of the rotating drum, the number of cylinders of the engine can be simply increased.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 흡기 밸브와 배기 밸브가 배치되는 흡배기부가 일측에 형성된 실린더, 상기 실린더의 타측에 왕복 이동 가능하게 구비된 피스톤, 상기 흡배기부에 구비되고 상기 피스톤과 상기 실린더 사이에 형성된 작동 공간이 최소의 크기로 형성될 때 상기 작동 공간의 내부에서 연료를 폭발시키는 연료폭발장치, 및 상기 실린더와 평행하게 배치되고 상기 피스톤이 왕복 이동됨에 따라 적어도 하나의 상기 피스톤의 이동력에 의해 회전되는 회전 드럼을 포함하는 크랭크리스 엔진을 제공한다. On the other hand, according to another embodiment of the present invention, a cylinder formed on one side of the intake and exhaust valve disposed intake valve and exhaust valve, a piston provided on the other side of the cylinder to be reciprocated, the intake and exhaust portion provided in the piston and the cylinder A fuel explosion device for exploding fuel in the interior of the working space when the working space formed therebetween is formed to a minimum size, and a moving force of at least one of the pistons as disposed in parallel with the cylinder and reciprocating of the piston; It provides a crankless engine comprising a rotating drum rotated by.
즉, 전술한 본 발명의 일실시예에 따른 크랭크리스 엔진과 비교하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 크랭크리스 엔진은 실린더에 단수개의 피스톤이 구비된 점이 상이하지만, 그 이외의 구성은 본 발명의 일실시예와 동일 유사하게 구성될 수 있다. 또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 크랭크리스 엔진은 단수개 또는 두 개의 피스톤을 실린더에 배치한 것으로 설명하고 있지만, 그에 한정된 것은 아니며 엔진의 설계 조건 및 상황에 따라 세 개 이상의 피스톤을 실린더에 배치할 수도 있다.That is, compared with the crankless engine according to the embodiment of the present invention described above, the crankless engine according to another embodiment of the present invention is different from the point that the number of pistons provided in the cylinder, other than the configuration of the present invention It can be configured similarly to one embodiment of the. In addition, the crankless engine according to another embodiment of the present invention is described as having a single number or two pistons arranged in the cylinder, but is not limited thereto, and three or more pistons are arranged in the cylinder according to the engine design conditions and circumstances. You may.
본 발명의 실시예에 따른 크랭크리스 엔진은, 상기 실린더 또는 엔진 케이스에 배치되고 상기 회전 드럼의 회전 각도에 따라 상기 배기밸브와 상기 흡기밸브의 개폐를 조절하는 밸브개폐장치를 더 포함할 수 있다. 즉, 상기 밸브개폐장치는 상기 회전 드럼의 회전력을 이용하여 상기 배기밸브와 상기 흡기밸브를 자동적으로 개폐시킬 수 있다. 따라서, 기존의 왕복 피스톤 엔진에서 사용되는 타이밍 밸트 및 캠축 등이 생략될 수 있다. The crankless engine according to the embodiment of the present invention may further include a valve opening and closing device arranged on the cylinder or the engine case and controlling opening and closing of the exhaust valve and the intake valve according to the rotation angle of the rotary drum. That is, the valve opening and closing device may automatically open and close the exhaust valve and the intake valve by using the rotational force of the rotary drum. Therefore, the timing belt and camshaft used in the conventional reciprocating piston engine can be omitted.
상기 밸브개폐장치는, 상기 회전 드럼의 외주에 돌출된 드럼돌기부, 상기 실린더의 외부 또는 상기 엔진 케이스에 회전 가능하게 구비되고 상기 배기밸브의 단부 또는 상기 흡기밸브의 단부에 일측이 배치된 밸브개폐부, 및 상기 밸브개폐부의 타측과 상기 드럼돌기부 사이에 구비되고 상기 회전 드럼의 회전시 상기 밸브개폐부를 회전시켜 상기 흡기밸브 또는 상기 배기밸브를 개폐시키는 개폐조절부를 구비할 수 있다. The valve opening and closing device may include a drum protrusion protruding from an outer circumference of the rotating drum, a valve opening part rotatably provided at an outside of the cylinder or the engine case, and disposed at one end of the exhaust valve or at an end of the intake valve, And an opening / closing control part provided between the other side of the valve opening and closing part and the drum protrusion part to open and close the intake valve or the exhaust valve by rotating the valve opening and closing part when the rotating drum is rotated.
상기 밸브개폐부 또는 상기 개폐조절부 중 적어도 하나는 상기 흡기밸브와 상기 배기밸브의 개폐시점을 조절할 수 있도록 상기 실린더 또는 상기 엔진 케이스에 위치의 변경이 가능하게 배치될 수 있다. 그러므로, 상기 크랭크리스 엔진의 장시간 사용시 상기 흡기밸브와 상기 배기밸브의 타이밍에 오차가 발생된 경우, 상기 흡기밸브와 상기 배기밸브의 타이밍은 상기 밸브개폐부의 회전축의 위치를 조절하는 간단한 방법만으로 적절하게 조정될 수 있다.At least one of the valve opening and closing part or the opening / closing control part may be disposed to change the position of the cylinder or the engine case so as to adjust the opening and closing time of the intake valve and the exhaust valve. Therefore, when an error occurs in the timing of the intake valve and the exhaust valve during long time use of the crankless engine, the timing of the intake valve and the exhaust valve is appropriately controlled by a simple method of simply adjusting the position of the rotation shaft of the valve opening and closing portion. Can be adjusted.
상기 드럼돌기부는 상기 회전 드럼의 서로 다른 위치에 배치된 흡기용 드럼돌기부 및 배기용 드럼돌기부로 형성될 수 있다. 이때, 상기 흡기용 드럼돌기부 및 상기 배기용 드럼돌기부는 상기 회전 드럼의 외주에 원주 방향을 따라 복수개가 형성될 수 있다. 즉, 상기 흡기밸브는 상기 흡기용 드럼돌기부에 의해 개폐될 수 있고, 상기 배기밸브는 상기 배기용 드럼돌기부에 의해 개폐될 수 있다.The drum protrusion may be formed of an intake drum protrusion and an exhaust drum protrusion disposed at different positions of the rotary drum. At this time, the intake drum projection portion and the exhaust drum projection portion may be formed in a plurality along the circumferential direction on the outer circumference of the rotary drum. That is, the intake valve may be opened and closed by the intake drum protrusion, and the exhaust valve may be opened and closed by the exhaust drum protrusion.
상기 개폐조절부는 상기 회전 드럼의 회전시 상기 드럼돌기부가 형성된 상기 회전 드럼의 외주에 단부가 이동 가능하게 접촉되도록 상기 밸브개폐부의 타측에 돌출된 개폐조절돌기로 형성될 수 있다. 즉, 상기 개폐조절돌기는 상기 회전 드럼의 회전시 상기 드럼돌기부에 의해 상기 회전 드럼의 반경 방향으로 회전될 수 있고, 상기 밸브개폐부는 상기 개폐조절돌기와 함께 회전될 수 있다. The opening and closing control unit may be formed of an opening and closing control protrusion protruding to the other side of the valve opening and closing part so that the end is movably contacted to the outer circumference of the rotating drum formed with the drum protrusion when the rotating drum is rotated. That is, the opening and closing adjustment protrusion may be rotated in the radial direction of the rotating drum by the drum protrusion when the rotating drum is rotated, and the valve opening and closing portion may be rotated together with the opening and closing adjustment protrusion.
또는 상기 개폐조절부는, 상기 밸브개폐부와 상기 회전 드럼 사이에 배치된 이동가이드, 및 상기 이동가이드에 이동 가능하게 구비되고 상기 밸브개폐부의 타측 및 상기 회전 드럼의 외주에 양단이 배치된 개폐조절로드로 형성될 수 있다. 즉, 상기 개폐조절로드는 상기 회전 드럼의 회전시 상기 드럼돌기부에 의해 상기 이동가이드를 따라 상기 회전 드럼의 반경 방향으로 이동될 수 있고, 상기 밸브개폐부는 상기 개폐조절로드에 의해 회전될 수 있다. Alternatively, the opening and closing control unit, the movement guide disposed between the valve opening and closing portion and the rotary drum, and the movable guide is provided to be movable, the other end of the valve opening and closing portion and the opening and closing adjustment rod is disposed on the outer periphery of the rotary drum Can be formed. That is, the opening and closing adjustment rod may be moved in the radial direction of the rotating drum along the movement guide by the drum protrusion when the rotating drum is rotated, the valve opening and closing portion may be rotated by the opening and closing adjustment rod.
한편 상기와 다르게, 상기 드럼돌기부는 상기 회전 드럼의 서로 다른 위치에 배치된 흡기용 드럼돌기부 및 배기용 드럼돌기부로 형성될 수 있다. 이때, 상기 흡기용 드럼돌기부 및 상기 배기용 드럼돌기부는 상기 회전 드럼의 외주에 원주 방향을 따라 기어 형상으로 형성될 수 있다. 즉, 상기 흡기밸브는 상기 흡기용 드럼돌기부에 의해 개폐될 수 있고, 상기 배기밸브는 상기 배기용 드럼돌기부에 의해 개폐될 수 있다. Meanwhile, unlike the above, the drum protrusion may be formed of an intake drum protrusion and an exhaust drum protrusion disposed at different positions of the rotary drum. In this case, the intake drum protrusion and the exhaust drum protrusion may be formed in a gear shape along the circumferential direction on the outer circumference of the rotating drum. That is, the intake valve may be opened and closed by the intake drum protrusion, and the exhaust valve may be opened and closed by the exhaust drum protrusion.
상기 개폐조절부는, 상기 드럼돌기부에 결합된 캠기어, 및 상기 캠기어의 회전축에 구비되고 상기 밸브개폐부의 타측에 슬라이딩 가능하게 접촉된 개폐조절캠으로 형성될 수 있다. 즉, 상기 캠기어는 상기 회전 드럼의 회전시 상기 드럼돌기부와 함께 회전될 수 있고, 상기 개폐조절캠은 상기 캠기어와 함께 회전될 수 있으며, 상기 밸브개폐부는 상기 개폐조절캠에 의해 회전될 수 있다.
The opening and closing control unit may be formed of a cam gear coupled to the drum protrusion, and an opening and closing control cam provided on the rotating shaft of the cam gear and slidably contacting the other side of the valve opening and closing part. That is, the cam gear may be rotated together with the drum protrusion when the rotating drum is rotated, the opening and closing adjustment cam may be rotated together with the cam gear, and the valve opening and closing portion may be rotated by the opening and closing adjustment cam. have.
본 발명의 실시예에 따른 크랭크리스 엔진은, 크랭크와 커넥팅 로드를 생략하여 엔진의 무게와 크기를 현저하게 감소시킬 수 있다. 뿐만 아니라, 본 발명의 크랭크리스 엔진은 무게와 크기가 감소됨에 따라 엔진의 효율과 성능을 향상시킬 수 있다.In the crankless engine according to the embodiment of the present invention, the weight and size of the engine can be significantly reduced by omitting the crank and the connecting rod. In addition, the crankless engine of the present invention can improve the efficiency and performance of the engine as the weight and size are reduced.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 크랭크리스 엔진은, 두 개의 피스톤을 마주보게 배치하여 엔진의 구동시 발생되는 진동을 서로 상쇄시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 크랭크리스 엔진은 진동의 발생량을 현저하게 감소시킬 수 있고, 그로 인하여 진동 설계의 필요성 및 진동의 악영향을 감소시킬 수 있다. In addition, the crankless engine according to the embodiment of the present invention may be arranged to face two pistons to cancel each other vibration generated when the engine is driven. Therefore, the crankless engine of the present invention can significantly reduce the amount of vibration generated, thereby reducing the necessity of the vibration design and the adverse effect of the vibration.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 크랭크리스 엔진은, 회전 드럼에 변형 정현파 형상으로 형성된 가이드 홀부를 형성하여 폭발순간부터 직선운동을 회전력으로 전환할 수 있으며, 이러한 간단한 설계 변경만으로 엔진의 성능과 효율을 향상시킬 수 있다. 즉, 본 발명의 크랭크리스 엔진은 가이드 홈부의 형상을 변경시켜 엔진의 최대 압축 시점 및 최대 압축 압력, 밸브의 개폐 시점과 개폐 시간, 피스톤의 상사점과 하사점, 및 피스톤의 이송 속도 등을 간편하게 조절할 수 있다. In addition, the crankless engine according to an embodiment of the present invention, by forming a guide hole formed in the shape of a modified sinusoidal wave in the rotating drum, it is possible to convert the linear motion to the rotational force from the moment of explosion, the performance and efficiency of the engine only with a simple design change Can improve. That is, the crankless engine of the present invention changes the shape of the guide groove to easily change the maximum compression time and the maximum compression pressure of the engine, the opening and closing time of the valve and the opening and closing time, the top dead center and the bottom dead center of the piston, and the feed speed of the piston. I can regulate it.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 크랭크리스 엔진은, 단수개의 회전 드럼에 실린더들과 제1 피스톤들 및 제2 피스톤들을 배치할 수 있어 엔진의 기통수를 간편하게 증감시킬 수 있다. 뿐만 아니라, 본 발명의 크랭크리스 엔진은 실린더들과 제1 피스톤들 및 제2 피스톤들의 개수와 상관없이 단수개의 회전 드럼만 사용되므로, 기통수의 증가로 인한 엔진 외형의 크기 변화가 작기 때문에 고출력 엔진을 상대적으로 매우 작게 형성할 수 있다.
In addition, the crankless engine according to the embodiment of the present invention can arrange the cylinders, the first pistons and the second pistons in a single rotating drum to increase or decrease the number of cylinders of the engine. In addition, since the crankless engine of the present invention uses only a single rotating drum irrespective of the number of cylinders, first pistons and second pistons, a high-power engine because the change in the size of the engine appearance due to the increase in the number of cylinders is small. Can be made relatively small.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 크랭크리스 엔진이 도시된 정면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 I-I선에 따른 단면을 나타낸 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 실린더의 가이드 홀부를 나타낸 도면이다.
도 4 내지 도 7은 도 1에 도시된 크랭크리스 엔진의 흡입행정, 압축행정, 팽창행정, 및 배기행정을 각각 나타낸 작동 상태도이다.
도 8 내지 도 12는 도 1에 도시된 가이드 홈부의 다양한 예를 회전 드럼이 펼쳐진 형상으로 각각 나타낸 도면이다.
도 13은 도 2에 도시된 밸브개폐장치의 일예를 나타낸 작동 상태도이다.
도 14 내지 도 16는 도 13에 도시된 밸브개폐장치의 다른 예를 각각 나타낸 작동 상태도이다.
도 17은 본 발명의 다른 실시예에 따른 크랭크리스 엔진이 도시된 정면도이다.
도 18은 도 17에 도시된 크랭크리스 엔진의 단면을 나타낸 도면이다.
도 19는 본 발명의 다른 실시예에서 실린더의 개수에 따른 가이드 홈부의 다양한 구조를 나타낸 개략도이다.
도 20은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 크랭크리스 엔진이 도시된 정면도이다.
도 21은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 크랭크리스 엔진이 도시된 정면도이다.1 is a front view showing a crankless engine according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II of FIG. 1.
3 is a view showing a guide hole of the cylinder shown in FIG.
4 to 7 are operation state diagrams showing the intake stroke, the compression stroke, the expansion stroke, and the exhaust stroke of the crankless engine shown in FIG. 1, respectively.
8 to 12 are views illustrating various examples of the guide groove illustrated in FIG. 1 in a form in which the rotating drum is unfolded.
13 is an operating state diagram showing an example of the valve opening and closing device shown in FIG.
14 to 16 are each an operational state diagram showing another example of the valve opening and closing device shown in FIG.
17 is a front view showing a crankless engine according to another embodiment of the present invention.
18 is a cross-sectional view of the crankless engine shown in FIG. 17.
19 is a schematic view showing various structures of guide grooves according to the number of cylinders in another embodiment of the present invention.
20 is a front view showing a crankless engine according to another embodiment of the present invention.
21 is a front view showing a crankless engine according to another embodiment of the present invention.
이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다. Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to or limited by the embodiments. Like reference symbols in the drawings denote like elements.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 크랭크리스 엔진이 도시된 정면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 I-I선에 따른 단면을 나타낸 도면이며, 도 3은 도 1에 도시된 실린더의 가이드 홀부를 나타낸 도면이다. 1 is a front view showing a crankless engine according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a cross-sectional view taken along the line II shown in Figure 1, Figure 3 is a guide hole of the cylinder shown in Figure 1 It is a figure which shows a part.
도 1를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 크랭크리스 엔진(100)는 실린더(110), 제1 피스톤(120), 제2 피스톤(130), 연료폭발장치(140), 회전 드럼(150), 및 밸브개폐장치(160)를 포함한다. 여기서, 실린더(110)와 제1 피스톤(120) 및 제2 피스톤(130)의 내부에는 작동 공간(S)이 형성된다. 작동 공간(S)은 연료와 공기를 수용하는 공간이다. 작동 공간(S)은 제1 피스톤(120)과 제2 피스톤(130)의 이동됨에 따라 체적이 변화될 수 있다. Referring to FIG. 1, the
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 실린더(110)는 내부가 중공된 통 형상의 부재이다. 실린더(110)의 좌측부와 우측부에는 제1 피스톤(120)과 제2 피스톤(130)이 좌우방향으로 이동 가능하게 배치될 수 있다. 실린더(110)의 중간부에는 흡기밸브(114)와 배기밸브(116)가 배치되는 흡배기부(112)가 형성될 수 있다.1 and 2, the
흡배기부(112)는 내부가 중공된 형상으로 형성될 수 있다. 흡배기부(112)의 내부는 실린더(110)의 내부 단면적보다 작은 단면적으로 형성될 수 있다. 왜냐하면, 흡배기부(112)의 내부 공간으로 인한 작동 공간(S)의 불필요한 증대가 방지될 수 있기 때문이다. 따라서, 제1 피스톤(120) 및 제2 피스톤(130)에 의한 작동 공간(S)의 최대 압축 압력도 증가될 수 있다.The intake and
흡기밸브(114)와 배기밸브(116)는 흡배기부(112)에 단수개 또는 복수개가 다양한 위치에 배치될 수있다. 이하, 본 실시예에서는 흡배기부(112)의 전면에 두 개의 흡기밸브(114)가 배치되고 흡배기부(112)의 후면에 두 개의 배기밸브(116)가 배치된 것으로 설명한다.The
도 1 내지 도 3를 참조하면, 상기 제1 피스톤(120)은 실린더(110)의 좌측부에 왕복 이동 가능하게 구비될 수 있고, 상기 제2 피스톤(130)은 실린더(110)의 우측부에 왕복 이동 가능하게 구비될 수 있다. 제1 피스톤(120)과 제2 피스톤(130)은 실린더(110)의 흡배기부(112)를 중심으로 좌우 대칭되게 배치될 수 있고, 크랭크리스 엔진(100)의 작동시 서로 대칭되는 방향으로 동작될 수 있다. 즉, 제1 피스톤(120)과 제2 피스톤(130)은 흡배기부(112)를 중심으로 서로 마주보게 배치될 수 있으며, 흡배기부(112)를 향해 동시에 이동되거나 또는 흡배기부(112)에서 멀어지는 방향으로 동시에 이동될 수 있다. 1 to 3, the
따라서, 제1 피스톤(120)에서 발생된 진동과 제2 피스톤(130)에서 발생된 진동은 서로 반대 방향이므로, 제1 피스톤(120)과 제2 피스톤(130)의 진동은 서로 상쇄될 수 있다. 이와 같이 크랭크리스 엔진(100)은 제1 피스톤(120)과 제2 피스톤(130)의 진동을 서로 상쇄시키는 구조로 형성되므로, 진동으로 인한 설계의 어려움이 크게 저하될 수 있고, 진동으로 인한 엔진의 악영향도 방지될 수 있다. Therefore, since the vibration generated from the
제1 피스톤(120)과 제2 피스톤(130)의 외주에는 가이드 돌기(122)(132)가 반경방향으로 돌출되게 형성될 수 있다. 가이드 돌기(122)(132)는 제1 피스톤(120)과 제2 피스톤(130)의 외주에 원주 방향을 따라 복수개가 임의의 각도로 이격되게 형성될 수 있다. 이하, 본 실시예에서는 제1 피스톤(120)과 제2 피스톤(130)의 외주에 두 개의 가이드 돌기(122)(132)가 형성된 것으로 설명한다.
그리고, 실린더(110)의 좌측부와 우측부에는 가이드 돌기(122)(132)들이 이동 가능하게 관통되는 가이드 홀부(118)들이 각각 형성될 수 있다. 가이드 홀부(118)들은 가이드 돌기(122)(132)들과 대향되는 위치에 복수개가 형성될 수 있다. 이와 같은 가이드 홀부(118)들은 제1 피스톤(120) 및 제2 피스톤(130)의 이동 방향을 따라 가이드 돌기(122)(132)의 두께와 동일한 폭으로 길게 형성될 수 있다. 따라서, 가이드 돌기(122)(132)들과 가이드 홀부(118)들은, 제1 피스톤(120) 및 제2 피스톤(130)의 이동을 안내하는 기능을 수행할 뿐만 아니라, 실린더(110)에 제1 피스톤(120) 및 제2 피스톤(130)을 안정적으로 지지하는 기능도 수행할 수 있다.In addition, guide holes 118 through which guide
제1 피스톤(120) 및 제2 피스톤(130)은 크랭크리스 엔진(100)의 구동시 제1 피스톤(120)과 제2 피스톤(130)의 사이로 가이드 홀부(118)를 노출시키지 않도록 형성될 수 있다. 즉, 제1 피스톤(120)과 제2 피스톤(130)의 사이로 가이드 홀부(118)의 일부라도 노출되면, 작동 공간(S)의 밀폐 상태가 파괴되어 크랭크리스 엔진(100)의 성능과 효율이 크게 감소되기 때문이다. 따라서, 제1 피스톤(120)과 제2 피스톤(130)의 형상은 크랭크리스 엔진(100)의 구동시 작동 공간(S)의 밀폐 상태를 항상 유지하는 방향으로 설계될 수 있다.The
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 연료폭발장치(140)는 작동 공간(S)이 최소의 크기로 형성될 때 작동 공간의 내부에서 연료를 폭발시키는 장치이다. 연료폭발장치(140)는 흡배기부(112)에 구비될 수 있다. 하지만, 연료폭발장치(140)의 개수와 위치는 본 실시예에 한정된 것은 아니며, 필요에 따라 실린더(110)의 다양한 위치에 단수개 또는 복수개가 배치될 수 있다.1 and 2, the
만약, 크랭크리스 엔진(100)이 디젤 엔진이면, 연료폭발장치(140)는 작동 공간(S)의 크기가 최소인 시점에서 작동 공간(S)의 내부로 연료 가스를 분사하는 연료분사기구(미도시)를 구비할 수 있다. 작동 공간(S)의 크기가 최소인 시점에서는 제1 피스톤(120)과 제2 피스톤(130)이 연료 가스를 자연 착화시키는 온도로 작동 공간(S) 내의 공기를 압축시킬 수 있다. If the
또는, 크랭크리스 엔진(100)이 가솔린 엔진이면, 연료폭발장치(140)는 작동 공간(S)의 크기가 최소인 시점에 작동 공간(S) 내의 연료 가스를 점화시키는 연료점화기구를 구비할 수 있다. 작동 공간(S)의 크기가 최소인 시점에서는 제1 피스톤(120)과 제2 피스톤(130)이 연료 가스를 완전 연소시키는 압력으로 작동 공간(S) 내의 공기를 압축시킬 수 있다. Alternatively, if the
이하, 본 실시예에서는 크랭크리스 엔진(100)이 가솔린 엔진이고, 연료폭발장치가 연료점화기구를 포함하는 것으로 설명한다. 또한, 본 실시예에서는 크랭크리스 엔진(100)이 흡입행정, 압축행정, 팽창행정, 배기행정으로 이루어진 4행정 1사이클 기관인 것으로 설명한다.In the present embodiment, the
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 회전 드럼(150)은 크랭크리스 엔진(100)의 구동시 제1 피스톤(120)과 제2 피스톤(130)의 직선 운동 에너지를 전달받아 회전 운동 에너지로 전환하는 장치이다. 따라서, 본 실시예의 크랭크리스 엔진(100)에서는 기존의 왕복 피스톤 엔진에서 사용되는 크랭크의 역할을 회전 드럼(150)이 수행하므로 크랭크와 커넥팅 로드가 생략될 수 있다.1 and 2, the
회전 드럼(150)은 실린더(110)와 근접한 위치에서 실린더(110)와 평행하게 배치될 수 있다. 회전 드럼(150)의 좌측부와 우측부에는 가이드 홀부(118)를 관통한 가이드 돌기(122)(132)의 단부가 이동 가능하게 삽입되는 가이드 홈부(152)가 형성될 수 있다. 가이드 홈부(152)에는 제1 피스톤(120)과 제2 피스톤(130)의 가이드 돌기(122)(132)들 중 어느 하나만이 삽입될 수 있다. 따라서, 제1 피스톤(120)과 제2 피스톤(130)은 가이드 돌기(122)(132)와 가이드 홈부(152)를 통해 회전 드럼(150)에 직접 연결된 구조이다.The
한편, 회전 드럼(150)은 내부가 중공된 통 형상으로 형성될 수 있다. 회전 드럼(150)의 내부에는 회전 드럼(150)의 회전력(F)을 변속시킨 후 외부로 출력하는 변속출력부(154)가 구비될 수 있다. 즉, 변속출력부(154)는 회전 드럼(150)의 회전력(F)을 원하는 속도로 가속 또는 감속시는 변속 기구이다.On the other hand, the
예를 들면, 변속출력부(154)는 회전 드럼(150)의 회전력(F)을 감속시키는 유성 기어 세트로 형성될 수 있다. 즉, 회전 드럼(150)의 내주에 링기어(154a)가 장착될 수 있고, 회전 드럼(150)의 중공부 중심에 선기어(154b)가 장착될 수 있으며, 링기어(154a)와 선기어(154b) 사이에 복수개의 유성기어(154c)들이 배치될 수 있다. 링기어(154a)는 회전 드럼(150)과 동일한 속도로 회전될 수 있고, 유성기어(154c)들은 캐리어(미도시)에 의해 서로 연결된 상태이다. 따라서, 선기어(154b)와 유성기어(154c)들 중 어느 하나를 고정하고 선기어(154b)와 유성기어(154c)들 중 다른 하나를 출력축(156)과 연결하면, 출력축(156)으로 출력되는 회전력(F)은 링기어(154a)보다 작은 회전 속도를 가질 수 있다. For example, the speed
하지만, 변속출력부(154)는 유성 기어 세트에 한정되는 것은 아니며, 회전 드럼(150)의 회전력(F)을 가감속할 수 있는 다양한 구조의 변속 기구가 사용될 수 있다.
However, the
도 4 내지 도 7은 도 1에 도시된 크랭크리스 엔진의 흡입행정, 압축행정, 팽창행정, 및 배기행정을 각각 나타낸 작동 상태도이다. 도 8 내지 도 12는 도 1에 도시된 가이드 홈부의 다양한 예를 회전 드럼이 펼쳐진 형상으로 각각 나타낸 도면이다.4 to 7 are operation state diagrams showing the intake stroke, the compression stroke, the expansion stroke, and the exhaust stroke of the crankless engine shown in FIG. 1, respectively. 8 to 12 are views illustrating various examples of the guide groove illustrated in FIG. 1 in a form in which the rotating drum is unfolded.
도 4 내지 도 8를 참조하면, 본 실시예의 가이드 홈부(152)는 제1 피스톤(120)과 제2 피스톤(130)의 이동력을 회전 드럼(150)의 회전력(F)으로 원활하게 전환시킬 수 있는 형상으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 가이드 홈부(152)는 회전 드럼(150)의 외주에 원주 방향을 따라 정현파(sine wave) 또는 변형 정현파 중 적어도 하나의 폐곡선 형상으로 형성될 수 있다. 변형 정현파는 정현파의 일부를 변형시킨 파형이다. 4 to 8, the
도 8에 도시된 바와 같이, 가이드 홈부(152)가 정현파로 형성되면, 제1 피스톤(120)과 제2 피스톤(130)은 기존의 왕복 피스톤 엔진과 동일 유사한 패턴으로 이동될 수 있고, 기존의 왕복 피스톤 엔진과 동일 유사한 행정으로 동작될 수 있다. 그리고, 제1 피스톤(120)과 제2 피스톤(130)이 실린더(110)를 따라 왕복 이동되면, 가이드 돌기(122)(132)가 가이드 홈부(152)를 따라 이동될 수 있고, 가이드 돌기(122)(132)의 이동력은 가이드 홈부(152)의 경사진 측면에 작용될 수 있다. 이와 같이 가이드 홈부(152)의 측면에 작용된 힘의 분력에 의하여 회전 드럼(150)이 회전될 수 있다. As illustrated in FIG. 8, when the
가이드 홈부(152)는 도 8에 도시된 바와 같이, 회전 드럼(150)의 외주에 원주 방향을 따라 1사이클 가이드 홈부(152a)들을 서로 연결한 형상으로 형성될 수 있다. 여기서, 1사이클 가이드 홈부(152a)는 크랭크리스 엔진(100)의 1사이클 작동시 가이드 돌기(122)(132)의 단부가 이동되는 경로에 대응하는 가이드 홈부에 해당된다. 상기와 같이 가이드 홈부(152)가 복수개의 1사이클 가이드 홈부(152a)들을 연결한 구조로 형성되면, 회전 드럼(150)의 한번 회전시 크랭크리스 엔진(100)은 복수의 작동 사이클을 실시할 수 있다. 따라서, 가이드 홈부(152)을 형성하는 1사이클 가이드 홈부(152a)의 개수를 조절하면, 크랭크리스 엔진(100)의 1 작동사이클당 회전되는 회전 드럼(150)의 회전수가 변경될 수 있다.As illustrated in FIG. 8, the
상기와 다르게, 가이드 홈부(152)는 크랭크리스 엔진(100)의 1사이클 작동시 회전 드럼(150)이 한번 이상 회전되도록 형성될 수도 있다. 하지만, 크랭크리스 엔진(100)의 1사이클 작동시 회전 드럼(150)이 한번 이상 회전되면, 회전 드럼(150)의 직경이 매우 작아져야만 하며, 회전 드럼(150)의 회전 속도도 필요 이상으로 너무 빨라지게 된다. 이하, 본 실시예에서는 회전 드럼(150)의 한번 회전시 크랭크리스 엔진(100)에 의해 복수의 작동 사이클이 실시되는 형상으로 가이드 홈부(152)가 형성된 것으로 설명한다. Unlike the above, the
한편, 도 9에는 가이드 홈부(152)의 다른 예가 도시되어 있다. 도 9를 참조하면, 가이드 홈부(152)의 변곡부(H1)(H2)(H3)(H4)들은 정현파의 변곡부(H1)(H2)(H3)(H4)보다 좁은 범위에서 큰 곡률로 각각 형성될 수 있다. 변곡부(H1)(H2)(H3)(H4)들은 제1 피스톤(120)와 제2 피스톤(130)의 이동 방향이 변환되는 부위이다. 즉, 변곡부(H1)(H2)(H3)(H4)들은 상하로 볼록한 부분에 해당되며, 제1 피스톤(120) 및 제2 피스톤(130)의 상사점(TDC)과 하사점(BDC)에 대응된다. 제1 피스톤(120) 및 제2 피스톤(130)의 상사점(TDC)은 제1 피스톤(120) 및 제2 피스톤(130)을 흡배기부(112)에 가장 가깝게 이동된 위치이며, 제1 피스톤(120) 및 제2 피스톤(130)의 하사점(BDC)은 제1 피스톤(120) 및 제2 피스톤(130)을 흡배기부(112)에 가장 멀리 이동된 위치이다. 9 illustrates another example of the
도 8에 도시된 가이드 홈부(152)의 변곡부(H1)(H2)(H3)(H4)들은 작은 곡률로 매우 완만한 곡선 형상으로 형성된다. 따라서, 제1 피스톤(120) 및 제2 피스톤(130)은 매우 느린 속도로 이동 방향이 변경될 수 있다. 그 결과, 제1 피스톤(120) 및 제2 피스톤(130)의 이동 방향이 변경되는 시간(G2)도 크게 증가되므로, 제1 피스톤(120) 및 제2 피스톤(130)의 사용 효율이 감소될 수 있다. The inflection portions H1, H2, H3, and H4 of the
반면에, 도 9에 도시된 가이드 홈부(152)의 변곡부(H1)(H2)(H3)(H4)들은 큰 곡률로 급격한 곡선 형상으로 형성된다. 따라서, 제1 피스톤(120) 및 제2 피스톤(130)은 매우 빠른 속도로 이동 방향이 변경될 수 있다. 그 결과, 제1 피스톤(120) 및 제2 피스톤(130)의 이동 방향이 변경되는 시간(G1)도 소정 시간(G2-G1)만큼 단축되므로, 제1 피스톤(120) 및 제2 피스톤(130)의 단위 시간당 이동 횟수가 증가되어 제1 피스톤(120) 및 제2 피스톤(130)의 사용 빈도가 증가될 수 있다. 또한 도 9에 도시된 바와 같이, 크랭크리스 엔진(100)의 1사이클 주기(H1~H5)도 ‘(G2-G1)*4’만큼 단축될 수 있다. 구체적으로 설명하면, H1~H2의 구간, H2~H3의 구간, H3~H4의 구간, 및 H4~H5의 구간에서 ‘G2-G1’ 만큼의 시간이 각각 단축되므로, H5의 개시 시점도 종래보다 ‘(G2-G1)*4’만큼 단축될 수 있다.On the other hand, the inflection portions H1, H2, H3, and H4 of the
또한, 도 10에는 가이드 홈부(152)의 또 다른 예가 도시되어 있다. 도 10을 참조하면, 가이드 홈부(152)의 변곡부(H1)(H2)(H3)(H4)들이 서로 다른 위치에 각각 형성될 수 있다. 즉, 배기행정(C)과 흡입행정(D) 사이에 형성된 변곡부(H3)는 압축행정(A)과 팽창행정(B) 사이에 형성된 변곡부(H1)보다 상사점(TDC) 방향으로 더 높게 형성될 수 있고, 흡입행정(D)과 압축행정(A)사이에 형성된 변곡부(H4)는 팽창행정(B)과 배기행정(C) 사이에 형성된 변곡부(H2)보다 하사점(BDC) 방향으로 더 낮게 형성될 수 있다. 10 shows another example of the
상기 배기행정(C)의 상사점에 해당되는 변곡부(H3)가 더 높게 형성되면, 그 높이 차이만큼 배기가스의 완전 배기가 구현되므로 엔진의 배기 효율이 향상될 수 있다. 또한, 상기 흡입행정(D)의 하사점에 해당되는 변곡부(H4)가 더 낮게 형성되면, 그 높이 차이만큼 연료 가스의 흡입량이 증가되므로 엔진의 흡기 효율이 향상될 수 있다. 특히, 흡입행정(D)에서 연료 흡입량의 증가는 압축행정(A)에서 최대 압축 압력을 증가시키므로, 연료 가스의 완전 연소가 구현되어 엔진 효율이 향상될 수 있다. When the inflection portion H3 corresponding to the top dead center of the exhaust stroke C is formed higher, the exhaust efficiency of the engine can be improved since the exhaust gas is completely exhausted by the height difference. In addition, when the inflection portion H4 corresponding to the bottom dead center of the intake stroke D is formed lower, the intake efficiency of the fuel gas may be increased by the height difference, and thus the intake efficiency of the engine may be improved. In particular, since the increase in the fuel intake in the intake stroke (D) increases the maximum compression pressure in the compression stroke (A), complete combustion of the fuel gas can be implemented to improve engine efficiency.
또한, 도 11에는 가이드 홈부(152)의 또 다른 예가 도시되어 있다. 도 11을 참조하면, 가이드 홈부(152)의 변곡부(H1)(H2)(H3)(H4)들은 도 8에 도시된 가이드 홈부(152)와 동일 유사하게 각각 형성될 수 있다. 하지만, 도 11의 가이드 홈부(152)는 연료폭발장치(140)의 작동 시점(E)(E′)에서 가이드 홈부(152)의 접선(T1)과 가이드 돌기(122)(132)의 이동 방향(T2) 사이에 형성된 각도(θ)가 0도 내지 50도를 형성하도록 형성될 수 있다. 물론, 연료폭발장치(140)의 작동 시점(E)(E′)에서 가이드 홈부(152)의 접선(T1)과 가이드 돌기(122)(132)의 이동 방향(T2) 사이에 형성된 각도(θ)는 엔진의 설계 조건 및 상황에 따라 0도 내지 90도로 형성될 수 있다. 하지만, 가이드 홈부(152)의 접선(T1)과 가이드 돌기(122)(132)의 이동 방향(T2) 사이에 형성된 각도(θ)가 90도에 가깝게 형성되면, 가이드 홈부(152)가 가이드 돌기(122)(132)의 이동을 방해할 가능성이 있다. 따라서, 본 실시예에서는 가이드 홈부(152)의 접선(T1)과 가이드 돌기(122)(132)의 이동 방향(T2) 사이에 형성된 각도(θ)가 0도에 가깝게 형성된 것으로 설명한다.11 shows another example of the
이와 같이 연료폭발장치(140)의 작동 시점(E)(E′)에서 가이드 돌기(122)(132)의 이동 방향(T2)과 가이드 홈부(152)의 접선(T1) 사이에 형성되는 각도(θ)가 0도 내지 50도로 형성되면, 가이드 돌기(122)(132)가 가이드 홈부(152)를 따라 높은 속도로 원활하게 이동되므로 엔진의 효율이 향상될 수 있다. 특히, 연료폭발장치(140)의 작동 시점(E′)에서 가이드 홈부(152)의 접선(T1) 및 가이드 돌기(122)(132)의 이동 방향(T2) 사이에 형성된 각도가 0도로 형성되면, 제1 피스톤(120)과 제2 피스톤(130)의 직선 이동력은 회전 드럼(150)의 회전력으로 모두 전환될 수 있다.As such, the angle formed between the direction T2 of the
또한, 도 12에는 가이드 홈부(152)의 또 다른 예가 도시되어 있다. 도 12의 가이드 홈부(152)는 전술한 도 9 내지 도 11의 가이드 홈부가 구비하고 있는 특징을 모두 포함하고 있다. 즉 도 9의 가이드 홈부와 같이, 가이드 홈부(152)의 변곡부(H1)(H2)(H3)(H4)는 좁은 범위에서 큰 곡률로 각각 형성될 수 있다. 그리고 도 10의 가이드 홈부와 같이, 배기행정(C)과 흡입행정(D) 사이에 형성된 변곡부(H3)는 압축행정(A)과 팽창행정(B) 사이에 형성된 변곡부(H1)보다 상사점(TDC) 방향으로 더 높게 형성될 수 있고, 흡입행정(D)과 압축행정(A)사이에 형성된 변곡부(H4)는 팽창행정(B)과 배기행정(C) 사이에 형성된 변곡부(H2)보다 하사점(BDC) 방향으로 더 낮게 형성될 수 있다. 또한 도 11의 가이드 홈부와 같이, 연료폭발장치(140)의 작동 시점(E)(E′)에서 가이드 홈부(152)의 접선(T1)과 가이드 돌기(122)(132)의 이동 방향(T2) 사이에 형성된 각도(θ)가 0도 내지 50도를 형성하도록 형성될 수 있다.12 illustrates another example of the
이하, 본 실시예에서는 도 8과 도 12에 도시된 가이드 홈부(152)들 중에서 도 12에 도시된 가이드 홈부(152)가 회전 드럼(150)에 형성된 것으로 설명한다. 또한, 도 12에 도시된 가이드 홈부(152)는 연료폭발장치(140)의 작동 시점(E)에서 가이드 홈부(152)의 접선(T1) 및 가이드 돌기(122)(132)의 이동 방향(T2) 사이에 형성된 각도(θ)가 45도로 형성된 것으로 설명한다. 하지만, 도 12에 도시된 가이드 홈부(152)는 크랭크리스 엔진(100)의 설계 조건 및 상황에 따라 연료폭발장치(140)의 작동 시점(E′)에서 가이드 홈부(152)의 접선 및 가이드 돌기(122)(132)의 이동 방향 사이에 형성된 각도가 0도로 형성될 수도 있다.
Hereinafter, in the present exemplary embodiment, the
도 13은 도 1에 도시된 밸브개폐장치의 일예를 나타낸 작동 상태도이고, 도 14 내지 도 16은 도 13에 도시된 밸브개폐장치의 다른 예를 각각 나타낸 작동 상태도이다.13 is an operating state diagram showing an example of the valve opening and closing device shown in Figure 1, Figures 14 to 16 is an operating state diagram showing another example of the valve opening and closing device shown in FIG.
도 2와 도 3 및 도 13을 참조하면, 상기 밸브개폐장치(160)는 회전 드럼(150)의 회전 각도에 따라 배기밸브(116)와 흡기밸브(114)의 개폐를 조절하는 장치이다. 밸브개폐장치(160)는 회전 드럼(150)의 회전력(F)을 이용하여 배기밸브(116)와 흡기밸브(114)를 적정 시점에 자동적으로 개폐시킬 수 있다. 따라서, 기존의 왕복 피스톤 엔진에서 사용되는 타이밍 밸트 및 캠축 등이 생략될 수 있다. 2, 3 and 13, the valve opening and
밸브개폐장치(160)는 실린더(110)의 외주에 배치될 수 있다. 하지만, 밸브개폐장치(160)은 크랭크리스 엔진(100)의 설계 조건 및 상황에 따라 움직이지 않는 다른 부품에 배치될 수도 있다. 예를 들면, 밸브개폐장치(160)는 실린더(110)와 회전 드럼(150)를 내부에 수용하게 있는 엔진 케이스(미도시)에 배치될 수도 있지만, 본 실시예에서는 그에 대한 설명은 생략하기로 한다. The valve opening and
이러한 밸브개폐장치는 드럼돌기부(162), 밸브개폐부(164), 및 개폐조절부(166)를 구비할 수 있다.The valve opening and closing device may include a
상기 드럼돌기부(162)는 회전 드럼(150)의 외주에 돌출된 돌기이다. 드럼돌기부(162)는 회전 드럼(150)의 서로 다른 위치에 배치된 흡기용 드럼돌기부(162a) 및 배기용 드럼돌기부(162b)로 형성될 수 있다. 흡기용 드럼돌기부(162a) 및 배기용 드럼돌기부(162b)는 회전 드럼(150)의 외주에 원주 방향을 따라 복수개가 형성될 수 있다. 또한, 흡기용 드럼돌기부(162a) 및 배기용 드럼돌기부(162b)는 흡기밸브(114)와 배기밸브(116)의 개폐 시점에 따라 회전 드럼(150)의 원주 방향으로 서로 다른 위치에 형성될 수 있다. 또한, 흡기용 드럼돌기부(162a) 및 배기용 드럼돌기부(162b)는 회전 드럼(150)의 원주 방향으로 위치를 조절할 수 있도록 회전 드럼(150)에 구비될 수 있다. 이와 같이 흡기용 드럼돌기부(162a) 및 배기용 드럼돌기부(162b)의 위치를 조정하면, 밸브의 개폐 시점 및 개폐 유지 기간을 자유롭게 조절할 수 있다.The
상기 밸브개폐부(164)는 배기밸브(116)의 단부 또는 흡기밸브(114)의 단부에 일측이 배치되어 배기밸브(116) 또는 흡기밸브(114)를 개폐시키는 부재이다. 밸브개폐부(164)는 실린더(110)의 외부 또는 엔진 케이스에 힌지 구조로 회전 가능하게 구비될 수 있다. 밸브개폐부(164)는, 흡기밸브(114)를 개폐시키는 흡기용 밸브개폐부(164a), 및 배기밸브(116)를 개폐시키는 배기용 밸브개폐부(164b)로 형성될 수 있다.The valve opening /
밸브개폐부(164)의 회전축(168)은 흡기밸브(114)와 배기밸브(116)의 개폐시점을 선택적으로 조절할 수 있도록 크랭크리스 엔진(100)의 엔진 케이스(미도시) 또는 실린더(110)에 위치의 조정이 가능하게 배치될 수 있다. 이러한 밸브개폐부(164)의 위치는 회전 드럼(150)의 외주를 따라 변경될 수 있다. 따라서, 크랭크리스 엔진(100)의 장시간 사용시 흡기밸브(114)와 배기밸브(116)의 타이밍이 어긋나는 경우, 밸브개폐부(164)의 회전축(168)의 위치를 변경하여 흡기밸브(114)와 배기밸브(116)의 타이밍을 간단히 조정할 수 있다.The
예를 들면, 실린더(110)에 회전축(168)을 지지하는 브래킷(169)이 돌출되게 형성될 수 있고, 회전축(168)이 관통되는 홀(169a)이 브래킷(169)에 회전 드럼(150)의 외주면과 동일 유사한 방향으로 길게 형성될 수 있으며, 이 홀의 특정 위치에 회전축(168)의 위치를 체결하는 체결 기구(168a)가 브래킷(169)과 회전축(168)에 구비될 수 있다. 물론 전술한 바와 같이, 흡기용 드럼돌기부(162a) 및 배기용 드럼돌기부(162b)의 위치를 회전 드럼(150)의 원주 방향으로 함께 변경함으로써, 흡기밸브(114)와 배기밸브(116)의 타이밍을 더욱 자유롭게 조정할 수도 있다. For example, a
상기 개폐조절부(166)는 회전 드럼(150)의 회전시 드럼돌기부(162)에 의해 밸브개폐부(164)를 회전시켜 흡기밸브(114) 또는 배기밸브(116)를 개폐시키는 부재이다. 개폐조절부(166)는 밸브개폐부(164)의 타측에서 회전 드럼(150)의 외주로 돌출된 개폐조절돌기(166)로 형성될 수 있다. The opening and
개폐조절돌기(166)는 밸브개폐부(164)의 타측에 일체로 형성될 수 있다. 개폐조절돌기(166)의 단부는 회전 드럼(150)의 외주에 접촉 또는 근접된 상태이며, 회전 드럼(150)의 회전시 드럼돌기부(162)를 타고 넘어가면서 밸브개폐부(164)를 회전시킬 수 있다. 이와 같은 개폐조절돌기(166)는, 흡기용 밸브개폐부(164a)의 타측에 형성되어 흡기용 드럼돌기부(162a)와 간섭되는 흡기용 개폐조절돌기(166a), 및 배기용 밸브개폐부(164b)의 타측에 형성되어 배기용 드럼돌기부(162b)와 간섭되는 배기용 개폐조절돌기(166b)로 형성될 수 있다. The opening and
한편, 도 14에는 밸브개폐장치(560)의 다른 예가 도시되어 있다. 도 14를 참조하면, 밸브개폐장치(560)는 드럼돌기부(162), 밸브개폐부(164), 개폐조절부(166), 및 위치조절부(562)를 구비할 수 있다. 즉, 도 13에 도시된 밸브개폐장치(160)와 비교하면, 도 14의 밸브개폐장치(560)는 도 13의 브래킷(169)과 체결 기구(168a)를 생략한 대신에 위치조절부(562)를 배치한 점이 상이하다. 따라서, 이하에서는 위치조절부(562)에 대해서만 설명하고, 그 이외의 구성에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.On the other hand, Figure 14 shows another example of the valve opening and
예를 들면, 위치조절부(562)는 이동블록(564), 고정브래킷(566), 조절나사(568)로 구성될 수 있다. 즉, 이동블록(564)은 회전 드럼(150)의 외주와 동일 유사한 방향으로 엔진 케이스에 이동 가능하게 구비될 수 있고, 고정브래킷(566)은 이동블록(564)과 소정 거리 이격된 위치의 엔진 케이스에 고정될 수 있으며, 조절나사(568)는 이동블록(564)에 단부가 접하도록 고정브래킷(566)에 이동 가능하게 체결될 수 있다. 이때, 이동블록(564)은 조절나사(568)를 향해 탄성적으로 지지될 수 있으며, 밸브개폐부(164)의 회전축(168)이 회전 가능하게 배치될 수 있다. 따라서, 조절나사(568)를 회전시키면, 조절나사(568)의 위치 변화에 따라 이동블록(564)의 위치가 이동되므로 밸브개폐부(164)의 위치도 조절될 수 있다.For example, the
하지만, 위치조절부(562)의 구성은 전술한 구성에 한정되는 것은 아니며, 엔진의 설계 조건 및 상황에 따라 다양한 구성이 적용될 수 있다. 일예로, 액츄에이터 또는 전동 모터를 이용하여 밸브개폐부(164)의 위치를 조절할 수도 있다.However, the configuration of the
또한, 도 15에는 밸브개폐장치(260)의 또 다른 예가 도시되어 있다. 도 15를 참조하면, 밸브개폐장치(260)는 드럼돌기부(162), 밸브개폐부(164), 개폐조절부(266), 및 위치조절부(562)를 구비할 수 있다. 즉, 도 14에 도시된 밸브개폐장치(560)와 비교하면, 도 15의 밸브개폐장치(260)는 개폐조절부(266)의 구성이 상이하다. 따라서, 이하에서는 개폐조절부(266)에 대해서만 설명하고, 그 이외의 구성에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.In addition, another example of the valve opening and
도 15에 도시된 개폐조절부(266)는, 밸브개폐부(164)와 회전 드럼(150) 사이에 배치된 이동가이드(267), 및 이동가이드(267)에 이동 가능하게 구비되고 밸브개폐부(164)의 타측 및 회전 드럼(150)의 외주에 양단이 배치된 개폐조절로드(268)로 형성될 수 있다. 이동가이드(267)는 내부에 중공부가 형성된 원통 형상으로 형성될 수 있다. 이동가이드(267)의 중공부에는 개폐조절로드(268)의 중간 부위가 회전 드럼(150)의 반경 방향으로 이동 가능하게 배치될 수 있다. 이와 같은 이동가이드(267)는 위치조절부(562)의 이동블록(564)에 구비될 수 있다. 개폐조절부(266)는 흡기용 밸브개폐부(164a)와 흡기용 드럼돌기부(162a) 사이에 배치된 흡기용 개폐조절부, 및 배기용 밸브개폐부(164b)와 배기용 드럼돌기부(162b) 사이에 배치된 배기용 개폐조절부로 형성될 수 있다.The opening /
또한, 도 16에는 밸브개폐장치(360)의 또 다른 예가 도시되어 있다. 도 16을 참조하면, 도 16에 도시된 밸브개폐장치(360)는 드럼돌기부(362), 밸브개폐부(164), 개폐조절부(366), 및 위치조절부(562)를 구비할 수 있다. 즉, 도 14에 도시된 밸브개폐장치(560)와 비교하면, 도 16의 밸브개폐장치(360)는 드럼돌기부(362)와 개폐조절부(366)의 구성이 상이하다. 따라서, 이하에서는 드럼돌기부(362)와 개폐조절부(366)에 대해서만 설명하고, 그 이외의 구성에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.16 shows another example of the valve opening and
도 16에 도시된 드럼돌기부(362)는 회전 드럼(150)의 외주에 원주 방향을 따라 기어 형상으로 형성될 수 있다. 한편, 본 실시예에서는 단수개의 드럼돌기부(362)를 두 개의 개폐조절부(366)가 공용하는 것으로 설명하지만, 필요에 따라 두 개의 개폐조절부(366)에 대응하는 두 개의 드럼돌기부(362)를 형성할 수 있다.The
도 16에 도시된 개폐조절부(366)는, 드럼돌기부(362)에 결합된 캠기어(367), 및 캠기어(367)의 회전축(168)에 구비되고 밸브개폐부(164)의 타측에 슬라이딩 가능하게 접촉된 개폐조절캠(368)으로 형성될 수 있다. 캠기어(367)는 회전 드럼(150)의 회전시 드럼돌기부(362)와 함께 회전될 수 있다. 개폐조절캠(368)은 캠기어(367)와 함께 회전되어 밸브개폐부(164)를 회전시킬 수 있다. 이와 같은 캠기어(367)과 개폐조절캠(368)의 회전축은 위치조절부(562)의 이동블록(564)에 회전 가능하게 구비될 수 있다. 개폐조절부(366)는 흡기용 밸브개폐부(164a)와 흡기용 드럼돌기부(162a) 사이에 배치된 흡기용 개폐조절부, 및 배기용 밸브개폐부(164b)와 배기용 드럼돌기부(162b) 사이에 배치된 배기용 개폐조절부로 형성될 수 있다.The opening /
또한, 본 실시예의 밸브개폐장치는 흡기밸브(114)와 배기밸브(116)를 솔레노이드 밸브로 구성하여 엔진의 회전 속도에 따른 전자 제어 방식으로 밸브의 작동 타이밍을 조정할 수도 있다. 뿐만 아니라, 밸브개폐부(164) 및 개폐조절부(266)(366)의 위치를 조절하는 방식도 전술한 예들에 한정되는 것은 아니며, 설계 조건 및 상황에 따라 다양한 방식이 적용될 수 있다.
In addition, the valve opening and closing apparatus of the present embodiment may be configured by the
도 17는 본 발명의 다른 실시예에 따른 크랭크리스 엔진이 도시된 정면도이고, 도 18은 도 17에 도시된 크랭크리스 엔진의 단면을 나타낸 도면이다. 그리고, 도 19는 본 발명의 다른 실시예에서 실린더의 개수에 따른 가이드 홈부의 다양한 구조를 나타낸 개략도이다. 도 17 내지 도 19에서 도 1과 도 2에 도시된 참조부호와 동일 유사한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다. 이하에서는 도 1과 도 2에 도시된 크랭크리스 엔진(100)과 상이한 점을 중심으로 서술하도록 한다. 17 is a front view illustrating a crankless engine according to another embodiment of the present invention, and FIG. 18 is a cross-sectional view of the crankless engine illustrated in FIG. 17. And, Figure 19 is a schematic diagram showing various structures of the guide groove portion according to the number of cylinders in another embodiment of the present invention. 17-19, the same reference numerals as those shown in Figs. 1 and 2 denote the same members. Hereinafter, descriptions will be made focusing on differences from the
도 17 및 도 19를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 크랭크리스 엔진(400)이 도 1과 도 2에 도시된 크랭크리스 엔진(100)과 상이한 점은, 실린더(110), 제1 피스톤(120), 제2 피스톤(130), 연료폭발장치(140) 및 밸브개폐장치(160)를 포함하는 엔진 본체(410)(412)(414)(416)가 단수개의 회전 드럼(150)에 복수개가 배치된다는 점이 상이하다. 17 and 19, the
즉, 엔진 본체(410)(412)(414)(416)들은 회전 드럼(150)의 외주에 원주 방향을 따라 임의의 간격으로 서로 이격되게 배치될 수 있다. 엔진 본체(410)(412)(414)(416)들은 단수개의 회전 드럼(150)에 모두 배치되는 구조이므로, 회전 드럼(150)이 공용으로 사용될 수 있고, 그로 인하여 엔진의 기통수가 증가되더라도 엔진의 외형 크기가 상대적으로 크게 증대되지 않을 수 있다. That is, the
상기와 같은 엔진 본체(410)(412)(414)(416)들은 회전 드럼(150)의 길이 방향을 따라 복수의 위치에 각각 구비될 수 있다. 엔진 본체(410)(412)(414)(416)들이 회전 드럼(150)의 길이 방향으로 서로 이격되는 위치에 배치되면, 가이드 홈부(152)들도 회전 드럼(150)의 길이 방향으로 서로 이격되는 위치에 각각 형성될 수 있다. 뿐만 아니라, 회전 드럼(150)의 길이를 증가시키는 구조 변경만으로, 엔진의 기통수가 간단히 증가될 수 있다.The
가이드 홈부(152)는 엔진 본체(410)(412)(414)(416)들과 동일한 개수로 형성될 수 있다. 복수개의 가이드 홈부(152)들은 회전 드럼(150)에 원주 방향을 따라 서로 연결된 형상으로 형성될 수 있다. 상기와 같이 가이드 홈부(152)들이 형성되면, 엔진 본체(410)(412)(414)(416)들은 위치와 상관없이 모두 동일한 행정을 수행하게 된다.The
한편 상기와 다르게, 가이드 홈부(152)는 엔진 본체(410)(412)(414)(416)들의 개수보다 많거나 적은 개수로 형성될 수 있다. 복수개의 가이드 홈부(152)들은 회전 드럼(150)에 원주 방향을 따라 서로 연결된 형상으로 형성될 수 있다. 상기와 같이 가이드 홈부(152)들이 형성되면, 엔진 본체(410)(412)(414)(416)들은 위치에 따라 서로 다른 행정을 수행하게 된다. 따라서, 크랭크리스 엔진(400)이 복수개의 기통수로 형성된 경우, 각각의 엔진 본체(410)(412)(414)(416)들이 서로 다른 시점에 회전력(F)을 발생하므로 크랭크리스 엔진(400)의 출력을 보다 연속적으로 확보할 수 있다. On the other hand, unlike the above, the
도 19을 참조하여 보다 상세하게 설명하면, 도 19에는 엔진 본체(410)(412)(414)(416)들과 가이드 홈부(152)들의 개수에 따른 크랭크리스 엔진(400)의 구성이 개략적으로 도시되어 있다.19, the configuration of the crankless
도 19의 (a)(b)(c)와 같이, 엔진 본체(410)(412)(414)(416)들과 가이드 홈부(152)들의 개수가 동일하면, 엔진 본체(410)(412)(414)(416)들은 모두 동일한 행정을 수행하게 된다. 하지만, 도 19의 (i)와 같이, 엔진 본체(410)(412)들과 가이드 홈부(152)들의 개수가 동일하되, 엔진 본체(410)(412)들이 서로 다른 각도로 이격되게 배치되면, 엔진 본체(410)(412)들은 서로 다른 행정을 수행하게 된다.
As shown in (a) (b) (c) of FIG. 19, if the number of the
그리고, 도 19의 (d)(e)(f)와 같이, 엔진 본체(410)(412)(414)(416)들의 개수가 가이드 홈부(152)들의 개수보다 한 개가 많으면, 엔진 본체(410)(412)(414)(416)들은 서로 다른 행정을 수행하게 된다. 또한, 도 19의 (g)(h)와 같이, 엔진 본체(410)(412)(414)들의 개수가 가이드 홈부(152)들의 개수보다 한 개가 적으면, 엔진 본체(410)(412)(414)들은 서로 다른 행정을 수행하게 된다. And, as shown in (d) (e) (f) of FIG. 19, if the number of the
상기한 바와 같이 엔진 본체(410)(412)(414)(416)들과 가이드 홈부(152)들의 개수가 동일하지 않으면(도 19(d)~도 19(h)), 엔진 본체(410)(412)(414)(416)들이 서로 다른 행정을 순차적으로 실시할 수 있기 때문에 엔진 본체(410)(412)(414)(416)들과 가이드 홈부(152)들의 개수가 동일한 경우(도 19(a)~도 19(c))보다 바람직하다. As described above, if the number of the engine
또한, 엔진 본체(410)(412)들과 가이드 홈부(152)들의 개수가 동일한 경우라도 엔진 본체(410)(412)들이 서로 다른 각도로 이격되게 배치되면(도 19(d)~도 19(h)), 엔진 본체(410)(412)(414)(416)들이 서로 다른 행정을 순차적으로 실시할 수 있다. 따라서, 엔진 본체(410)(412)들의 배치 위치가 엔진의 설계 조건 및 상황에 따라 한쪽으로 편심되게 배치될 수 있으므로, 엔진의 설계 자유도가 향상될 수 있다. In addition, even when the number of the
또한, 엔진 본체(410)(412)(414)(416)들의 개수가 가이드 홈부(152)들의 개수보다 한 개가 많은 경우(도 19(d)~도 19(f)) 및 엔진 본체(410)(412)(414)(416)들의 개수가 가이드 홈부(152)들의 개수보다 한 개가 많은 경우(도 19(g)~도 19(h))는 엔진 본체(410)(412)(414)(416)들이 서로 다른 행정을 순차적으로 실시하므로 양자는 동일 유사한 엔진의 성능을 낼 수 있다. 하지만, 엔진 본체(410)(412)(414)(416)들의 개수가 가이드 홈부(152)들의 개수보다 한 개가 많은 경우(도 19(d)~도 19(f))가 상대적으로 제작하기 간편한 이점이 있다.
In addition, when the number of the
상기와 같이 구성된 본 발명의 일실시예에 따른 크랭크리스 엔진(100)의 작동을 살펴보면 다음과 같다. Looking at the operation of the crankless
크랭크리스 엔진(100)은 흡입행정(D), 압축행정(A), 팽창행정(B), 및 배기행정(C)의 4행정을 반복적으로 실행한다.The
도 4 및 도 12를 참조하면, 흡입행정(D)에서는 제1 피스톤(120)이 좌측으로 이동되고, 제2 피스톤(130)이 우측으로 이동된다. 그리고, 흡기밸브(114)는 개방된 상태이고, 배기밸브(116)는 폐쇄된 상태이다. 4 and 12, in the suction stroke D, the
이때, 제1 피스톤(120)과 제2 피스톤(130)은 흡배기부(112)에서 멀어지는 방향으로 하사점(BDC))보다 더 멀리 이동되므로, 작동 공간(S)의 크기는 최대가 된다. 따라서, 흡기밸브(114)를 통해 흡입되는 연료 가스의 흡입량이 크게 증가되므로, 크랭크리스 엔진(100)의 흡입 효율이 향상될 수 있다.At this time, since the
도 5 및 도 12를 참조하면, 상기 압축행정(A)에서는 제1 피스톤(120)이 우측으로 이동되고, 제2 피스톤(130)이 좌측으로 이동된다. 그리고, 흡기밸브(114)와 배기밸브(116)는 모두 폐쇄된 상태이다. 5 and 12, in the compression stroke A, the
이때, 흡입행정(D)에서 흡입된 연료 가스의 흡입량이 증가된 상태이므로, 압축행정(A)에서 압축되는 연료 가스의 증가로 최대 압축 압력이 향상될 수 있다. 따라서, 연료 가스의 연소시 연료 가스의 완전 연소가 구현될 수 있다.In this case, since the suction amount of the fuel gas sucked in the suction stroke D is increased, the maximum compression pressure may be improved by increasing the fuel gas compressed in the compression stroke A. FIG. Thus, complete combustion of the fuel gas can be realized upon combustion of the fuel gas.
도 6 및 도 12을 참조하면, 상기 팽창행정(B)에서는 제1 피스톤(120)이 좌측으로 이동되고, 제2 피스톤(130)이 우측으로 이동된다. 그리고, 흡기밸브(114)와 배기밸브(116)는 폐쇄된 상태이다. 이때, 연료 가스의 폭발력은 제1 피스톤(120)과 제2 피스톤(130)으로 모두 전달될 수 있다. 6 and 12, in the expansion stroke B, the
한편, 팽창행정(B)의 초기에는 작동 공간(S)의 크기가 최소로 작아지는 시점(E)에서 약간 지연된 시점에서 연료폭발장치(140)를 작동시켜 작동 공간(S) 내의 연료 가스를 폭발시킨다. 연료폭발장치(140)의 작동 시점(E)을 약간 지연시키는 이유는, 가이드 홈부(152)의 변곡부(H1)의 정점에서 약간 이동된 후 연료폭발장치(140)을 작동시키는 것이 유리하기 때문이다.On the other hand, at the initial stage of the expansion stroke B, the
도 6 및 도 13을 참조하면, 상기 배기행정(C)에서는 제1 피스톤(120)이 우측으로 이동되고, 제2 피스톤(130)이 좌측으로 이동된다. 그리고, 흡기밸브(114)는 폐쇄된 상태이고, 배기밸브(116)는 개방된 상태이다.6 and 13, in the exhaust stroke C, the
이때, 제1 피스톤(120)과 제2 피스톤(130)은 흡배기부(112)에 가까워지는 방향으로 상사점(TDC)보다 더 멀리 이동되므로, 작동 공간(S)의 크기는 최소가 된다. 따라서, 배기밸브(116)를 통해 배기되는 배기 가스의 잔류량이 크게 감소되므로, 크랭크리스 엔진(100)의 배기 효율이 향상될 수 있다.
At this time, since the
도 20은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 크랭크리스 엔진이 도시된 정면도이다. 도 20에서 도 1 내지 도 13에 도시된 참조부호와 동일 유사한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다. 이하에서는 도 1 내지 도 13에 도시된 크랭크리스 엔진(100)와 상이한 점을 중심으로 서술하도록 한다. 20 is a front view showing a crankless engine according to another embodiment of the present invention. In Fig. 20, the same reference numerals as those shown in Figs. 1 to 13 denote the same members. Hereinafter, descriptions will be made mainly on points different from the
도 20에 도시된 크랭크리스 엔진(600)이 도 1 내지 도 13에 도시된 크랭크리스 엔진(100)과 상이한 점은, 회전 드럼(150)의 길이 조절이 가능하다는 점이 상이하다.The
예를 들면, 회전 드럼(150)은, 회전 드럼(150)의 축방향으로 분리된 본체부(650)(652)(654)들, 본체부(650)(652)(654)들을 회전 방향으로 구속함과 아울러 본체부(650)(652)(654)들을 회전 드럼(150)의 축방향으로 이동 가능하게 결합시키는 결합부(656), 및 본체부(650)(652)(654)들을 회전 드럼(150)의 축방향으로 구속하는 체결부(658)를 구비할 수 있다. For example, the
여기서, 본 실시예에서는 회전 드럼(150)의 좌측과 우측에 배치된 본체부(650)(652)(654)들이 좌우 방향으로 이동 가능하도록 3개의 본체부(650)(652)(654)로 구성되나, 이에 한정된 것은 아니며 설계 조건 및 상황에 따라 2개, 4개, 5개 등의 본체부로 구성하는 것도 가능하다.Here, in the present embodiment, the
그리고, 결합부(656)는, 본체부(650)(652)(654)들 중 어느 하나의 측면에 돌출되게 형성된 결합 돌기(656a), 및 본체부(650)(652)(654)들 중 결합 돌기(656a)와 대응되는 다른 하나의 측면에 형성된 결합홈(656b)를 포함할 수 있다. 결합 돌기(656a)는 본체부(650)(652)(654)의 측면에서 원통 형상으로 돌출될 수 있다. 결합 돌기(656a)의 외주면에는 회전 드럼(150)의 축방향으로 길게 형성된 기어가 원주 방향으로 복수개가 형성될 수 있다. 결합홈(656b)은 본체부(650)(652)(654)의 측면에 결합 돌기(656a)가 삽입 가능한 형상으로 형성될 수 있다. 결합홈(656b)의 내주면에는 결합 돌기(656a)의 기어들과 결합되도록 회전 드럼(150)의 축방향으로 길게 형성된 기어가 원주 방향으로 복수개가 형성될 수 있다. 따라서, 회전 드럼(150)은 결합 돌기(656a)와 결합홈(656b)의 결합 부위를 중심으로 좌우 방향으로 벌어지거나 좁혀질 수 있다. 하지만, 결합부(656)는 전술한 결합 돌기(656a)와 결합홈(656b)에 한정되는 것은 아니며, 설계 조건 및 상황에 따라 본체부(650)(652)(654)들을 회전 드럼(150)의 축방향으로 이동 가능하게 결합시키는 다양한 구조가 적용될 수 있다.In addition, the
또한, 체결부(658)는, 본체부(650)(652)(654)들에 각각 서로 대향되게 형성된 체결플랜지(658a)들, 및 상기 체결플랜지(658a)들에 체결되어 본체부(650)(652)(654)들을 고정하는 체결부재(658b)를 포함할 수 있다. 하지만, 체결부(658)는 체결플랜지(658a)와 체결부재(658b)에 한정되는 것은 아니며, 설계 조건 및 상황에 따라 다양한 체결 구조가 적용될 수 있다.In addition, the
상기와 같이 회전 드럼(150)의 길이가 축방향으로 조절되면, 가이드 홈부(152)의 위치가 변경되기 때문에 제1 피스톤(120)과 제2 피스톤(130)의 위치도 변경될 수 있다. 즉, 회전 드럼(150)의 길이가 짧아지면, 제1 피스톤(120)과 제2 피스톤(130) 사이의 간격이 감소되므로 작동 공간(S)의 크기가 감소될 수 있다. 반면에, 회전 드럼(150)의 길이가 늘어나면, 제1 피스톤(120)과 제2 피스톤(130) 사이의 간격이 증가되므로 작동 공간(S)의 크기가 증대될 수 있다. 따라서, 회전 드럼(150)의 길이를 조정함으로써 크랭크리스 엔진의 성능을 효과적으로 변경할 수 있다.
When the length of the
도 21은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 크랭크리스 엔진이 도시된 정면도이다. 도 21에서 도 1 내지 도 13에 도시된 참조부호와 동일 유사한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다. 이하에서는 도 1 내지 도 13에 도시된 크랭크리스 엔진(100)와 상이한 점을 중심으로 서술하도록 한다. 21 is a front view showing a crankless engine according to another embodiment of the present invention. In Fig. 21, the same reference numerals as those shown in Figs. 1 to 13 denote the same members. Hereinafter, descriptions will be made mainly on points different from the
도 20에 도시된 크랭크리스 엔진(700)이 도 1 내지 도 13에 도시된 크랭크리스 엔진(100)과 상이한 점은, 회전 드럼(150)에 단수개의 실린더(710)와 피스톤(720)만이 구비된다는 점이 상이하다. The
따라서, 도 20의 크랭크리스 엔진(700)은 도 1 내지 도 13의 크랭크리스 엔진(100)과 달리 두 개의 피스톤(120)(130)을 사용할 필요성이 없는 소형 엔진에 적용될 수 있다.
Accordingly, the
이상과 같이 본 발명의 일실시예에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
As described above, one embodiment of the present invention has been described by specific embodiments, such as specific components, and limited embodiments and drawings, but this is only provided to help a more general understanding of the present invention. The present invention is not limited thereto, and various modifications and variations can be made by those skilled in the art to which the present invention pertains. Therefore, the spirit of the present invention should not be limited to the described embodiments, and all of the equivalents and equivalents of the claims, as well as the following claims, will fall within the scope of the present invention. .
100, 400, 600, 700: 크랭크리스 엔진
110, 710: 실린더
120: 제1 피스톤
130: 제2 피스톤
140: 연료폭발장치
150: 회전 드럼
160, 260, 360: 밸브개폐장치
410, 412, 414, 416: 엔진 본체100, 400, 600, 700: crankless engine
110, 710: cylinder
120: first piston
130: second piston
140: fuel explosion device
150: rotating drum
160, 260, 360: valve opening and closing device
410, 412, 414, 416: engine body
Claims (23)
상기 실린더의 일측에 왕복 이동 가능하게 구비된 제1 피스톤;
상기 흡배기부를 중심으로 상기 제1 피스톤과 동일한 축선 상에서 서로 대향되게 배치되도록 상기 실린더의 타측에 왕복 이동 가능하게 구비된 제2 피스톤;
상기 흡배기부에 구비되고, 상기 실린더와 상기 제1 피스톤 및 상기 제2 피스톤의 사이에 형성된 작동 공간이 최소의 크기로 형성될 때 상기 작동 공간의 내부에서 연료를 폭발시키는 연료폭발장치; 및
상기 실린더와 평행하게 배치되고, 상기 제1 피스톤과 상기 제2 피스톤의 왕복 이동시 상기 제1 피스톤과 상기 제2 피스톤의 이동력에 의해 회전되는 회전 드럼;를 포함하고,
상기 제1 피스톤과 상기 제2 피스톤은 상기 작동 공간을 동시에 압축시키거나 팽창시킬 수 있도록 상기 실린더를 따라 서로 반대 방향으로 구동되며,
상기 제1 피스톤과 상기 제2 피스톤에는 상기 회전 드럼을 향해 돌출된 가이드 돌기가 형성되고, 상기 실린더의 일측과 타측에는 상기 가이드 돌기가 이동 가능하게 관통되는 가이드 홀부가 형성되며, 상기 회전 드럼의 일측과 타측에는 상기 제1 피스톤과 상기 제2 피스톤의 서로 반대로 움직이는 이동력을 상기 회전 드럼의 회전력으로 전환시킬 수 있도록 상기 가이드 돌기의 단부가 이동 가능하게 삽입되는 가이드 홈부가 형성되고,
상기 가이드 홈부는 상기 제1 피스톤과 상기 제2 피스톤의 왕복 이동시 상기 가이드 돌기가 상기 회전 드럼을 회전시킬 수 있도록 상기 회전 드럼의 외주에 원주 방향을 따라 정현파 또는 변형 정현파 중 적어도 하나의 폐곡선 형상으로 형성되며,
상기 가이드 홈부의 변곡부들은 상기 제1 피스톤와 상기 제2 피스톤의 이동 방향이 신속하게 변환되도록 정현파의 변곡부보다 좁은 범위에서 큰 곡률로 각각 형성된 크랭크리스 엔진.
A cylinder having an intake and exhaust portion disposed between the intake valve and the exhaust valve;
A first piston provided on one side of the cylinder to reciprocate;
A second piston provided on the other side of the cylinder to be reciprocated so as to face each other on the same axis as the first piston with respect to the intake and exhaust unit;
A fuel explosion device which is provided in the intake and exhaust unit and explodes fuel in the working space when the working space formed between the cylinder, the first piston and the second piston is formed to a minimum size; And
And a rotating drum disposed in parallel with the cylinder and rotated by a moving force of the first piston and the second piston during the reciprocating movement of the first piston and the second piston.
The first piston and the second piston are driven in opposite directions along the cylinder to simultaneously compress or expand the working space,
Guide protrusions protruding toward the rotating drum are formed on the first piston and the second piston, and guide holes are formed on one side and the other side of the cylinder to move the guide protrusions, and one side of the rotating drum. And the other side is formed with a guide groove that is inserted into the end of the guide projection to be movable so as to convert the movement force of the first piston and the second piston opposite to each other rotational force,
The guide groove has a closed curve shape of at least one of a sinusoidal wave or a modified sinusoidal wave in a circumferential direction on an outer circumference of the rotary drum so that the guide protrusion rotates the rotary drum when the first piston and the second piston reciprocate. ,
The crankless engine of each of the guide grooves is formed with a larger curvature in a narrower range than that of the sinusoidal wave so that the moving directions of the first piston and the second piston are quickly changed.
흡기 밸브와 배기 밸브가 배치되는 흡배기부가 중간에 형성된 실린더;
상기 실린더의 일측에 왕복 이동 가능하게 구비된 제1 피스톤;
상기 흡배기부를 중심으로 상기 제1 피스톤과 동일한 축선 상에서 서로 대향되게 배치되도록 상기 실린더의 타측에 왕복 이동 가능하게 구비된 제2 피스톤;
상기 흡배기부에 구비되고, 상기 실린더와 상기 제1 피스톤 및 상기 제2 피스톤의 사이에 형성된 작동 공간이 최소의 크기로 형성될 때 상기 작동 공간의 내부에서 연료를 폭발시키는 연료폭발장치; 및
상기 실린더와 평행하게 배치되고, 상기 제1 피스톤과 상기 제2 피스톤의 왕복 이동시 상기 제1 피스톤과 상기 제2 피스톤의 이동력에 의해 회전되는 회전 드럼;를 포함하고,
상기 제1 피스톤과 상기 제2 피스톤은 상기 작동 공간을 동시에 압축시키거나 팽창시킬 수 있도록 상기 실린더를 따라 서로 반대 방향으로 구동되며,
상기 제1 피스톤과 상기 제2 피스톤에는 상기 회전 드럼을 향해 돌출된 가이드 돌기가 형성되고, 상기 실린더의 일측과 타측에는 상기 가이드 돌기가 이동 가능하게 관통되는 가이드 홀부가 형성되며, 상기 회전 드럼의 일측과 타측에는 상기 제1 피스톤과 상기 제2 피스톤의 이동력을 상기 회전 드럼의 회전력으로 전환시킬 수 있도록 상기 가이드 돌기의 단부가 이동 가능하게 삽입되는 가이드 홈부가 형성되고,
상기 가이드 홈부는 상기 제1 피스톤과 상기 제2 피스톤의 왕복 이동시 상기 가이드 돌기가 상기 회전 드럼을 회전시킬 수 있도록 상기 회전 드럼의 외주에 원주 방향을 따라 정현파 또는 변형 정현파 중 적어도 하나의 폐곡선 형상으로 형성되며,
상기 가이드 홈부의 변곡부들은 흡입행정에서 상기 작동 공간을 최대로 형성시킴과 아울러 배기행정에서 상기 작동 공간을 최소로 형성시키도록 서로 다른 위치에 각각 형성되는 크랭크리스 엔진.
In a crankless engine formed of a four-stroke, one-cycle engine,
A cylinder having an intake and exhaust portion disposed between the intake valve and the exhaust valve;
A first piston provided on one side of the cylinder to reciprocate;
A second piston provided on the other side of the cylinder to be reciprocated so as to face each other on the same axis as the first piston with respect to the intake and exhaust unit;
A fuel explosion device which is provided in the intake and exhaust unit and explodes fuel in the working space when the working space formed between the cylinder, the first piston and the second piston is formed to a minimum size; And
And a rotating drum disposed in parallel with the cylinder and rotated by a moving force of the first piston and the second piston during the reciprocating movement of the first piston and the second piston.
The first piston and the second piston are driven in opposite directions along the cylinder to simultaneously compress or expand the working space,
Guide protrusions protruding toward the rotating drum are formed on the first piston and the second piston, and guide holes are formed on one side and the other side of the cylinder to move the guide protrusions, and one side of the rotating drum. And the other side is formed with a guide groove for inserting the end of the guide projection to be movable so as to convert the movement force of the first piston and the second piston to the rotational force of the rotary drum,
The guide groove has a closed curve shape of at least one of a sinusoidal wave or a modified sinusoidal wave in a circumferential direction on an outer circumference of the rotary drum so that the guide protrusion rotates the rotary drum when the first piston and the second piston reciprocate. ,
The crankless engine of the guide groove portion is formed in different positions so as to form the operating space to the maximum in the intake stroke to the maximum, and to minimize the operating space in the exhaust stroke.
상기 실린더의 일측에 왕복 이동 가능하게 구비된 제1 피스톤;
상기 흡배기부를 중심으로 상기 제1 피스톤과 동일한 축선 상에서 서로 대향되게 배치되도록 상기 실린더의 타측에 왕복 이동 가능하게 구비된 제2 피스톤;
상기 흡배기부에 구비되고, 상기 실린더와 상기 제1 피스톤 및 상기 제2 피스톤의 사이에 형성된 작동 공간이 최소의 크기로 형성될 때 상기 작동 공간의 내부에서 연료를 폭발시키는 연료폭발장치; 및
상기 실린더와 평행하게 배치되고, 상기 제1 피스톤과 상기 제2 피스톤의 왕복 이동시 상기 제1 피스톤과 상기 제2 피스톤의 이동력에 의해 회전되는 회전 드럼;를 포함하고,
상기 제1 피스톤과 상기 제2 피스톤은 상기 작동 공간을 동시에 압축시키거나 팽창시킬 수 있도록 상기 실린더를 따라 서로 반대 방향으로 구동되며,
상기 제1 피스톤과 상기 제2 피스톤에는 상기 회전 드럼을 향해 돌출된 가이드 돌기가 형성되고, 상기 실린더의 일측과 타측에는 상기 가이드 돌기가 이동 가능하게 관통되는 가이드 홀부가 형성되며, 상기 회전 드럼의 일측과 타측에는 상기 제1 피스톤과 상기 제2 피스톤의 이동력을 상기 회전 드럼의 회전력으로 전환시킬 수 있도록 상기 가이드 돌기의 단부가 이동 가능하게 삽입되는 가이드 홈부가 형성되고,
상기 가이드 홈부는 상기 제1 피스톤과 상기 제2 피스톤의 왕복 이동시 상기 가이드 돌기가 상기 회전 드럼을 회전시킬 수 있도록 상기 회전 드럼의 외주에 원주 방향을 따라 정현파 또는 변형 정현파 중 적어도 하나의 폐곡선 형상으로 형성되며,
상기 가이드 홈부는 상기 연료폭발장치의 작동 시점에서 상기 가이드 돌기와 접촉되는 면의 접선 및 상기 가이드 돌기의 이동 방향 사이의 각도가 0도 내지 50도를 형성하도록 형성된 크랭크리스 엔진.
A cylinder having an intake and exhaust portion disposed between the intake valve and the exhaust valve;
A first piston provided on one side of the cylinder to reciprocate;
A second piston provided on the other side of the cylinder to be reciprocated so as to face each other on the same axis as the first piston with respect to the intake and exhaust unit;
A fuel explosion device which is provided in the intake and exhaust unit and explodes fuel in the working space when the working space formed between the cylinder, the first piston and the second piston is formed to a minimum size; And
And a rotating drum disposed in parallel with the cylinder and rotated by a moving force of the first piston and the second piston during the reciprocating movement of the first piston and the second piston.
The first piston and the second piston are driven in opposite directions along the cylinder to simultaneously compress or expand the working space,
Guide protrusions protruding toward the rotating drum are formed on the first piston and the second piston, and guide holes are formed on one side and the other side of the cylinder to move the guide protrusions, and one side of the rotating drum. And the other side is formed with a guide groove for inserting the end of the guide projection to be movable so as to convert the movement force of the first piston and the second piston to the rotational force of the rotary drum,
The guide groove has a closed curve shape of at least one of a sinusoidal wave or a modified sinusoidal wave in a circumferential direction on an outer circumference of the rotary drum so that the guide protrusion rotates the rotary drum when the first piston and the second piston reciprocate. ,
And the guide groove portion is formed such that an angle between a tangent of a surface contacting the guide protrusion and a moving direction of the guide protrusion at an operating time of the fuel explosion device forms 0 to 50 degrees.
상기 가이드 돌기는 상기 피스톤의 외주에 원주 방향을 따라 복수개가 임의의 각도로 이격되게 형성되며,
상기 가이드 홀부는 상기 가이드 돌기들과 대향되는 위치에 복수개가 형성된 크랭크리스 엔진.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The guide protrusion is formed in the circumferential direction on the outer circumference of the piston is spaced apart at an arbitrary angle,
And a plurality of guide holes formed in a position opposite to the guide protrusions.
상기 가이드 돌기의 단부는 상기 크랭크리스 엔진의 1사이클 작동시 단수개의 1사이클 가이드 홈부를 따라 이동되며,
상기 가이드 홈부는 상기 회전 드럼의 외주에 원주 방향을 따라 복수개의 1사이클 가이드 홈부를 연결한 형상으로 형성된 크랭크리스 엔진.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The end of the guide projection is moved along the number of single cycle guide groove in the single cycle operation of the crankless engine,
The guide groove portion is a crankless engine formed in the shape of connecting a plurality of one cycle guide groove portion in the circumferential direction on the outer circumference of the rotary drum.
상기 흡배기부는 내부가 중공된 형상으로 형성되고,
상기 흡배기부의 내부는 상기 실린더의 단면적보다 작은 단면적으로 형성된 크랭크리스 엔진.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The intake and exhaust unit is formed in a hollow shape,
The inside of the intake and exhaust unit is a crankless engine formed with a cross-sectional area smaller than the cross-sectional area of the cylinder.
상기 연료폭발장치는 상기 작동 공간의 크기가 최소인 시점에서 상기 작동 공간의 내부로 연료 가스를 분사하는 연료분사기구를 구비하고,
상기 작동 공간의 크기가 최소인 시점에서는 상기 작동 공간 내의 공기가 상기 연료 가스를 자연 착화시키는 온도로 압축되는 크랭크리스 엔진.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The fuel explosion device includes a fuel injection mechanism for injecting fuel gas into the working space when the size of the working space is minimum,
And a crankless engine in which the air in the working space is compressed to a temperature at which the fuel gas spontaneously ignites when the size of the working space is minimum.
상기 연료폭발장치는 상기 작동 공간의 크기가 최소인 시점에 상기 작동 공간 내의 연료 가스를 점화시키는 연료점화기구를 구비하고,
상기 작동 공간의 크기가 최소인 시점에서는 상기 작동 공간 내의 연료 가스와 공기가 상기 연료 가스를 완전 연소시키는 압력으로 압축되는 크랭크리스 엔진.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The fuel explosion apparatus includes a fuel ignition mechanism for igniting fuel gas in the working space when the size of the working space is minimum,
And a fuel gas and air in the working space are compressed to a pressure for completely burning the fuel gas when the size of the working space is minimum.
상기 회전 드럼은 내부가 중공된 형상으로 형성되고,
상기 회전 드럼의 내부에는 상기 회전 드럼의 회전력을 변속시킨 후 외부로 출력하는 변속출력부가 구비된 크랭크리스 엔진.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The rotating drum is formed in a hollow shape,
A crankless engine having a shift output unit configured to output a rotation force of the rotary drum to the outside after the rotational drum is rotated.
상기 변속출력부는 상기 회전 드럼의 회전 속도를 감속시키는 유성 기어 세트로 형성된 크랭크리스 엔진.
10. The method of claim 9,
The shift output unit is a crankless engine formed of a planetary gear set for reducing the rotational speed of the rotating drum.
상기 회전 드럼은 상기 가이드 홈부의 위치를 변경시킬 수 있도록 축방향으로 길이 조절이 가능하게 형성된 크랭크리스 엔진.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The rotating drum is a crankless engine formed to be adjustable in the axial direction to change the position of the guide groove.
상기 실린더는 상기 회전 드럼의 외주에 원주 방향을 따라 복수개가 임의의 간격으로 서로 이격되게 배치된 크랭크리스 엔진.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The cylinder is a crankless engine disposed on the outer circumference of the rotary drum spaced apart from each other at random intervals along the circumferential direction.
상기 가이드 홈부는 상기 실린더들과 동일한 개수로 형성되고,
상기 회전 드럼에는 상기 가이드 홈부들이 원주 방향을 따라 서로 연결된 형상으로 형성된 크랭크리스 엔진.
The method of claim 12,
The guide groove portion is formed in the same number as the cylinders,
The crankless engine formed in the rotating drum in a shape in which the guide grooves are connected to each other along the circumferential direction.
상기 가이드 홈부는 상기 실린더들의 개수보다 많거나 적은 개수로 형성되고,
상기 회전 드럼에는 상기 가이드 홈부들이 원주 방향을 따라 서로 연결된 형상으로 형성된 크랭크리스 엔진.
The method of claim 12,
The guide groove portion is formed in more or less than the number of the cylinder,
The crankless engine formed in the rotating drum in a shape in which the guide grooves are connected to each other along the circumferential direction.
상기 실린더들은 상기 회전 드럼의 길이 방향을 따라 이격된 복수의 위치에 각각 구비되고,
상기 회전 드럼의 외주에는 상기 가이드 홈부가 상기 실린더들과 대응되는 위치에 각각 형성된 크랭크리스 엔진.
The method of claim 12,
The cylinders are each provided in a plurality of positions spaced apart along the longitudinal direction of the rotating drum,
And a crankless engine, each of which is formed at a position corresponding to the cylinders on the outer circumference of the rotating drum.
상기 크랭크리스 엔진은, 상기 회전 드럼의 회전 각도에 따라 상기 배기밸브와 상기 흡기밸브의 개폐를 조절하는 밸브개폐장치;를 더 포함하고,
상기 밸브개폐장치는 상기 실린더 또는 엔진 케이스에 배치되는 크랭크리스 엔진.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The crankless engine further includes a valve opening and closing device for controlling opening and closing of the exhaust valve and the intake valve according to a rotation angle of the rotary drum.
The valve opening and closing device is a crankless engine disposed in the cylinder or engine case.
상기 밸브개폐장치는,
상기 회전 드럼의 외주에 돌출된 드럼돌기부;
상기 실린더의 외부 또는 상기 엔진 케이스에 회전 가능하게 구비되고, 상기 배기밸브의 단부 또는 상기 흡기밸브의 단부에 일측이 배치된 밸브개폐부; 및
상기 밸브개폐부의 타측과 상기 드럼돌기부 사이에 구비되고, 상기 회전 드럼의 회전시 상기 밸브개폐부를 회전시켜 상기 흡기밸브 또는 상기 배기밸브를 개폐시키는 개폐조절부;
를 구비하는 크랭크리스 엔진.
17. The method of claim 16,
The valve opening and closing device,
A drum protrusion protruding from the outer circumference of the rotating drum;
A valve opening / closing part rotatably provided at an outer side of the cylinder or the engine case, and having one side disposed at an end of the exhaust valve or an end of the intake valve; And
An opening / closing control part provided between the other side of the valve opening and closing part and the drum protrusion part to open and close the intake valve or the exhaust valve by rotating the valve opening and closing part when the rotating drum is rotated;
Crankless engine having a.
상기 밸브개폐부 또는 상기 개폐조절부 중 적어도 하나는 상기 흡기밸브와 상기 배기밸브의 개폐시점을 조절할 수 있도록 상기 실린더 또는 상기 엔진 케이스에 위치 변경이 가능하게 구비된 크랭크리스 엔진.
18. The method of claim 17,
At least one of the valve opening and closing portion or the opening and closing control unit is provided with a crankless engine that can be changed in position in the cylinder or the engine case to adjust the opening and closing time of the intake valve and the exhaust valve.
상기 드럼돌기부는 상기 회전 드럼의 서로 다른 위치에 배치된 흡기용 드럼돌기부 및 배기용 드럼돌기부로 형성되고,
상기 흡기용 드럼돌기부 및 상기 배기용 드럼돌기부는 상기 회전 드럼의 외주에 원주 방향을 따라 복수개가 형성된 크랭크리스 엔진.
18. The method of claim 17,
The drum protrusion is formed of an intake drum protrusion and an exhaust drum protrusion disposed at different positions of the rotating drum,
And a plurality of the intake drum protrusions and the exhaust drum protrusions formed on the outer circumference of the rotary drum along a circumferential direction.
상기 개폐조절부는 상기 회전 드럼의 회전시 상기 드럼돌기부가 형성된 상기 회전 드럼의 외주에 단부가 이동 가능하게 접촉되도록 상기 밸브개폐부의 타측에 돌출된 개폐조절돌기로 형성된 크랭크리스 엔진.
20. The method of claim 19,
The opening and closing control unit is a crankless engine formed of the opening and closing adjustment projections protruding on the other side of the valve opening and closing part so that the end is movably contacted to the outer circumference of the rotating drum formed with the drum projection when the rotating drum is rotated.
상기 개폐조절부는,
상기 밸브개폐부와 상기 회전 드럼 사이에 배치된 이동가이드; 및
상기 이동가이드에 이동 가능하게 구비되고, 상기 밸브개폐부의 타측 및 상기 회전 드럼의 외주에 양단이 배치된 개폐조절로드;
로 형성된 크랭크리스 엔진.
20. The method of claim 19,
The opening and closing control unit,
A movement guide disposed between the valve opening and closing portion and the rotary drum; And
An opening / closing control rod provided to be movable in the movement guide and having both ends disposed at the other side of the valve opening and closing part and the outer circumference of the rotary drum;
Crankless engine formed with.
상기 드럼돌기부는 상기 회전 드럼의 서로 다른 위치에 배치된 흡기용 드럼돌기부 및 배기용 드럼돌기부로 형성되고,
상기 흡기용 드럼돌기부 및 상기 배기용 드럼돌기부는 상기 회전 드럼의 외주에 원주 방향을 따라 기어 형상으로 형성된 크랭크리스 엔진.
20. The method of claim 19,
The drum protrusion is formed of an intake drum protrusion and an exhaust drum protrusion disposed at different positions of the rotating drum,
The crankless engine of the intake drum projection portion and the exhaust drum projection portion formed in a gear shape along the circumferential direction on the outer circumference of the rotary drum.
상기 개폐조절부는,
상기 드럼돌기부에 결합된 캠기어; 및
상기 캠기어의 회전축에 구비되고, 상기 밸브개폐부의 타측에 슬라이딩 가능하게 접촉된 개폐조절캠;
으로 형성된 크랭크리스 엔진.The method of claim 22,
The opening and closing control unit,
A cam gear coupled to the drum protrusion; And
An opening / closing control cam provided on a rotation shaft of the cam gear and slidably contacting the other side of the valve opening / closing part;
Formed crankless engine.
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