KR20040032970A

KR20040032970A - 개선된 왕복 내연 기관

Info

Publication number: KR20040032970A
Application number: KR10-2004-7002831A
Authority: KR
Inventors: 판투찌루치아노
Original assignee: 판투찌 레기아네 코포레이션 홀딩 에스.에이.
Priority date: 2001-08-28
Filing date: 2002-08-13
Publication date: 2004-04-17
Also published as: US20040261732A1; ITMO20010174A1; EP1421256A1; BR0212238A; CN1561428A; WO2003021082A1; JP2005501993A; US6976467B2; WO2003021082A8; ITMO20010174A0

Abstract

본 발명의 개선된 왕복 내연 기관은, 동작 유체가 내부에 들어 있는 챔버(2a)를 구비한 적어도 하나의 중공 실린더(1), 및 왕복 직선 운동을 구동축(12)의 회전 운동으로 전환시키는 장치를 포함하고, 상기 챔버는 헤드(2)에 의하여 폐쇄되는 일단 및 상기 챔버(2a) 내에서 하사점과 상사점 사이에서 왕복 직선 운동하는 피스톤(5)에 의하여 폐쇄되는 타단을 갖는다. 상기 전환 장치는, 상기 구동축(12)과 실질적으로 직각이며 상기 피스톤(5)과 연동하는 제1 말단(6a) 및 푸셔 부재(8, 9)가 제공된 제2 말단(6b)을 갖는 적어도 하나의 푸시 로드, 푸셔 부재(8, 9)가 가로지르는 서킷 부재(10)가 상측에 위치된 상기 구동축(12) 상에 고정되는 적어도 하나의 만곡된 편심 부재(11), 및 상기 서킷 부재(10)를 따라 슬라이딩하는 상기 푸셔 부재의 슬라이딩을 조정하여 상기 로드(6) 및 상기 피스톤(5)을 상기 구동축(12)의 소정의 회전각에 대하여 실질적으로 고정 상태인 구조로 유지시키는 조정 수단(13)을 포함한다.

Description

개선된 왕복 내연 기관 {AN IMPROVED RECIPROCATING INTERNAL COMBUSTION ENGINE}

불꽃 점화형 또는 압축 점화형 왕복 내연 기관은 동작 유체를 유용한 에너지로 전환시킬 수 있는 것으로 알려져 있다.

상기 내연 기관은 흡입, 압축, 파워-팽창, 및 유체 배기 행정을 포함하는 순환 작동을 한다.

공지된 내연 기관의 작동 사이클은 정적(constant-volume) 및 정압(constant-pressure)의 두 가지 전환(conversion)으로 연소 행정이 재현되는 이상적인 사바테 열역학 사이클과 유사할 수 있다.

사바테 사이클보다 간단한 사이클, 즉 연소가 정적 전환으로 나타내어지는 오토 사이클(Otto cycle) 및 연소가 정압 전환으로 나타내어지는 디젤 사이클로 알려진 두 가지의 이상적인 열역학 사이클 또한 공지되어 있다.

이상적인 오토 사이클의 열역학 효율은, 동일한 압축비에 대하여, 이상적인 디젤 또는 사바테 사이클보다 더 높다.

이상적인 열역학 사이클의 열역학 효율에 대하여 기관의 실제 작업 사이클의열역학 효율이 손실되는 이유 중 일부는 연소 공정이 일어나는 방식 및 피스톤과 구동축 사이의 연결 때문이라는 점이 분명하다.

공지된 종류의 내연 기관의 연결 메커니즘은 피스톤의 왕복 직선 운동을 구동축의 회전 운동으로 전환시킬 수 있는 로드-앤드-크랭크(rod-and-crank) 시스템으로 구성된다.

피스톤은 연결 로드에 의하여 구동축에 연결되며, 상기 연결 로드의 작은 말단은 피스톤의 핀에 핀으로 고정되고 큰 말단은 구동축의 크랭크 핀에 결합된다.

작은 말단은 각각의 피스톤과 함께 왕복 직선 운동으로 이동하는 한편, 큰 말단은 자신의 반경이 피스톤 행정의 절반, 즉 크랭크 샤프트 반경과 동일한 외주를 따라 이동한다.

상기 공지된 종류의 왕복 내연 기관은 열역학 효율이 이상적인 열역학 효율보다 훨씬 낮고, 정적으로 연소될 수 없으며, 연료 소비가 매우 높다는 사실을 포함하여 여러 가지 단점을 갖고 있다.

본 발명은 개선된 왕복 내연 기관에 관한 것이다.

도 1은 흡입 행정 개시 시의 본 발명에 따른 개선된 왕복 내연 기관의 개략적인 일부 단면도이다.

도 2는 압축 행정 개시 시의 도 1에 도시된 기관의 개략적인 일부 단면도이다.

도 3은 파워 팽창 행정 개시 시의 도 1에 도시된 기관의 개략적인 일부 단면 도이다.

도 4는 배기 행정 개시 시의 도 1에 도시된 기관의 개략적인 일부 단면도이다.

도 5는 플랫-트윈형의 본 발명에 따른 기관의 개략적인 사시도이다.

도 6은 도 5에 도시된 기관의 두 개의 실린더 중 피스톤의 왕복 직선 운동을 구동축의 회전 운동으로 전환시키는 장치의 개략적인 단면도이다.

도 7은 본 발명에 따른 기관의 편심 부재의 다른 실시예의 개략적인 도면이다.

본 발명의 목적은 작동 사이클의 열역학 효율을 개선시키고, 오토 사이클에 의하여 제공된 연소에 근접한 연소를 얻으며, 연료 소비를 줄이면서 균등한 배기 및 매분 회전수에 대하여 얻어질 수 있는 동력을 증가시킬 수 있는 개선된 왕복 내연 기관을 제공함으로써 공지된 유형의 기관이 갖는 전술한 단점을 해소하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 파워 출력과 기관의 중량 간의 비율 및 파워 출력과기관의 치수 간의 비율을 증가시키고, 운동 전달 시 복잡한 연결을 감소시키며, 연소 챔버로부터 구동축의 출력으로 파워를 전달하는 부재를 간단하게 하며, 교차하는 질량의 불균형 및 진동을 감쇠시키는 것이다.

상기 기술적인 목적 내에서, 본 발명의 다른 목적은 간단하고, 사용시 안전성 및 조작의 효율성을 비교적 용이하게 제공하며, 비용이 비교적 적당한 구조를 제공함으로써 상기 목적을 달성하는 것이다.

상기 목적은 동작 유체용 챔버가 내부에 위치된 적어도 하나의 중공 실린더, 왕복 직선 운동을 구동축의 회전 운동으로 전환시키고, 상기 구동축과 실질적으로 직각이며 피스톤과 결합된 제1 말단 및 푸셔 부재(pusher element)가 제공된 제2 말단을 갖는 장치, 및 기계적으로 연결된 상기 푸셔 부재가 따라 슬라이딩할 수 있는 서킷 부재(circuit element)가 상측에 위치된 상기 구동축 상에 고정된 적어도 하나의 만곡된 편심 부재(ecentric element)를 포함하고, 상기 챔버는 헤드에 의하여 폐쇄되는 일단, 및 상기 챔버 내에서 상기 헤드로부터 최대 거리를 한정하는 하사점(bottom dead center)과 상기 헤드로부터 최소 거리를 한정하는 상사점(top dead center) 사이로 왕복 직선 운동으로 슬라이드할 수 있는 피스톤에 의하여 폐쇄되는 타단을 가지며, 상기 챔버 내의 유체의 작용으로 인하여 상기 피스톤에 로드(rod)를 왕복 직선 운동으로 작동시키는 스러스트(thrust)가 제공되고, 상기 구동축의 회전 작동을 위하여 상기 스러스트를 상기 편심 부재에 전달하도록 상기 푸셔 부재는 상기 서킷 부재를 따라 슬라이딩하고, 상기 서킷 부재를 따라가는 상기 푸셔 부재의 상기 슬라이딩을 조정하여, 상기 피스톤이 상기 상사점 및 하사점 중하나에 적어도 근접할 때, 상기 로드 및 상기 피스톤을 상기 구동축의 소정의 회전각에 대하여 실질적으로 고정 상태인 구조로 유지시키도록 제공되는 조정 수단을 포함하는 본 발명의 개선된 왕복 내연 기관에 의하여 달성된다.

다른 특징 및 장점은 첨부 도면을 참조하여 단지 예시적으로 예를 든 개선된 왕복 내연 기관에 대한 바람직하지만 한정적은 아닌 실시예의 상세한 설명으로부터 명백하게 이해할 수 있을 것이다.

도면을 참조하면, 도면 부호(1)는 본 발명에 따른 개선된 왕복 내연 기관(M)의 실린더를 나타낸다.

실린더(1)는 입구 밸브(3)에 의하여 제어되는 동작 유체(F) 유입구 및 배기 밸브(4)에 의하여 제어되는 동작 유체(F) 배기구가 제공된 헤드(2)에 의하여 폐쇄되는 말단을 갖고, 실린더(1)의 반대쪽 말단은 상기 실린더(1) 내부에서 왕복 직선 운동으로 슬라이딩할 수 있는 피스톤(5)에 의하여 폐쇄된다.

동작 유체(F)는 실린더(1)의 내벽, 피스톤(5)의 크라운 및 헤드(2)의 저면에 의하여 형성된 챔버(2a) 내로 유입되고, 상기 챔버의 치수가 변경될 때 챔버(2a) 내부로 열역학적으로 서서히 흐른다.

피스톤(5)은 핀(7)에 의하여 푸시 로드(push rod)(6)의 제1 말단(6a) 또는 다른 균등 연결 부재와 견고하게 결합되는 한편, 로드(6)의 제2 말단(6b)에는 제1 핀(8) 또는 롤러 또는 휠 등 및 제2 핀(9) 또는 롤러 또는 휠 등으로 구성되며 만곡된 편심 부재(eccentric element)(11) 상에 형성된 서킷 부재(circuit element)(10)를 따라 슬라이딩하도록 기계적으로 결합된 푸셔 부재(pusher element)가 제공된다.

편심 부재(11)는 구동축(12) 상에 고정된 디스크형 본체로 구성되고, 상기 편심 부재의 한쪽 면 상에는 서킷 부재(10)가 릴리프로 위치되어 있다.

제1 핀(8) 및 제2 핀(9)은 서킷 부재(10)의 외면 및 내면을 따라 각각 슬라이딩한다.

로드(6)와 수직 및 직각을 이루는 구동축(12)은 피스톤(5)을 이동시키는 유체(F)의 에너지 전환 때문에 구동축으로 된다.

서킷 부재(10)는 두 개의 로브(lobe)로 구성되고, 상기 로브 각각의 두 개의 부분이 서로에 대하여 180°로 상호 블렌드(blend) 및 오프셋됨으로써 챔버(2a) 내의 동작 유체(F)가 샤프트(12)의 360°회전 시 선회한다.

도면 부호(A, B, C 및 D)는 서킷 부재(10)의 각 부분(AB, BC, CD, 및 DA)을 따라 4번의 행정이 발생하는 이론 포인트를 나타낸다.

피스톤(5)은 제1 핀(8)과 제2 핀(9)에 의하여 기계적으로 결합된 로드(6)의 말단(6b)에 의하여 샤프트(12)에 운동을 전달함으로써, 샤프트(12)와 동일 속도로 회전하는 편심 부재(11)의 서킷 부재(10)를 따라 회전할 수 있다.

샤프트(12)의 운동은 실질적으로 일정한 반면, 피스톤(5)은 속도가 두 개의 제로값, 즉 서킷 부재(10)의 포인트(A, C)에 해당하는 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같은 상사점(top dead center: TDC)과 서킷 부재(10)의 포인트(B, D)에 해당하는 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같은 하사점(bottom dead center: BDC) 사이에서 변할 수 있는 주기 운동을 갖는다.

TDC로부터 BDC로 및 BDC로부터 TDC로의 운동 도중에, 피스톤(5)은 상기 피스톤(5)의 크라운 면과 상기 피스톤의 행정의 곱한 값으로서 계산된 용적(배기량)을 정한다.

동작 유체(F)의 유입량 및 배기량은 입구 밸브(3) 및 배기 밸브(4)에 의하여 각각 조절된다.

본 발명에 따른 기관은 제1 핀(8) 및 제2 핀(9)이 서킷 부재(10)를 따라 슬라이딩하는 것을 조정하여, 피스톤(5)이 TDC 및/또는 BDC에 근접할 때, 로드(6) 및 피스톤(5)을 샤프트(12)의 소정의 회전각에 대하여 실질적으로 고정 상태인 구조로 유지시키는 조정 수단(13)을 더 포함한다.

피스톤(5)이 연소 행정(포인트 C)에 해당하는 TDC에 근접할 때, 상기 연소 도중에, 챔버(2a)의 용적은 실질적으로 일정하게 유지되고 이로써 정적으로 연소되는 이상적인 오토 사이클에 근접한 동작 사이클을 제공할 수 있다.

마찬가지로, 피스톤(5)이 흡입 행정(포인트 A)에 해당하는 TDC 및/또는 배기 행정(포인트 D)에 해당하는 BDC에 근접할 때, 이들 행정 도중에, 챔버(2a)의 용적은 실질적으로 일정하게 유지되고 이로써 정적으로 흡입 및/또는 배기되는 동작 사이클을 제공할 수 있다.

조정 수단(13)은, 원형 아크와 같은 형상을 갖고, 샤프트(12)의 상기 소정의 회전각에 대응하며, 포인트 C에서 두 개의 로브 중 하나를 구성하는 두 개의 부분(BC, CD) 및 포인트 A에서 나머지 하나의 로브를 구성하는 두 개의 부분(AB, DA)을 각각 연결하는 블렌딩 영역(14a, 14b)을 포함한다.

조정 수단(13)은, 원형 아크와 같은 형상을 갖고, 샤프트(12)의 상기 소정의 회전각에 대응하며, 포인트 D에서 두 개의 부분(CD, DA) 및 포인트 B에서 두 개의 부분(AB, BC)을 각각 연결하는 블렌딩 영역(15)을 더 포함한다.

블렌딩 영역(14a, 14b) 및 블렌딩 영역(15)의 원형 아크의 폭은 60분법으로 5 내지 60도 사이이다.

도 1은 동작 유체(F)가 유입구를 통해 챔버(2a)로 유입되고, 입구 밸브(3)는 개방된 상태이며 배기 밸브(4)는 폐쇄 상태인 흡입 행정의 도면이다.

흡입 행정은 샤프트(12)의 90°회전 시 실행되며, 피스톤(5)이 TDC에 있을 때 시작하고 제1 핀(8) 및 제2 핀(9)은 서킷 부재(10)의 포인트(A)에 위치되며, 피스톤(5)이 BDC에 도달했을 때 종료되고 제1 핀(8) 및 제2 핀(9)은 서킷 부재(10)의 포인트(B)에 위치된다.

포인트(A)(TDC)에 형성된 블렌딩 영역(14b)은 흡입 행정에 해당하는 샤프트(12)의 회전각에 대하여 로드(6) 및 피스톤(5)을 고정 상태로 유지할 수 있다.

도 2는 피스톤(5)이 BDC에 위치되고, 입구 밸브(3)는 폐쇄 단계이며, 배기 밸브(4)는 완전히 폐쇄된 상태에서 시작하고 피스톤(5)이 TDC(포인트 C)에 위치된 상태에서 종료되는 압축 행정을 예시한 도면이다.

압축 행정은 제1 핀(8) 및 제2 핀(9)이 따라 회전하는 서킷 부재(10)의 부분(BC)에 해당하고, 샤프트(12)의 회전 중 후속의 90°도중에 실행된다.

도 3은 피스톤(5)이 TDC(포인트 C)에 위치되고 밸브(3, 4)가 폐쇄된 상태에서 시작하고 피스톤(5)이 BDC(포인트 D)에 도달했을 때 종료되는 압축 및 팽창의 유용한 단계가 예시된 도면이다.

유용한 행정은 서킷 부재(10)의 부분(CD)에 해당하고 샤프트(12)의 90°회전시 실행된다.

포인트 C(TDC)에 형성된 블렌딩 영역(14a)으로 인하여 로드(6) 및 피스톤(5)이 샤프트(12)의 소정 회전각에 대하여 고정 상태로 유지될 수 있고, 상기 고정 상태로 유지된 도중에 압축 단계가 발생하며, 연소-팽창이 아크(CD)를 따라 완료된다.

최종적으로, 도 4는 피스톤(5)이 BDC(포인트 D)에 위치되고 배기 밸브(4)는 개방된 상태이며 입구 밸브(3)는 폐쇄된 상태에서 시작하고, 피스톤(5)이 BDC(포인트 A)에 도달했을 때 종료되는 배기 행정이 예시된 도면이다.

배기 행정은 서킷 부재(10)의 부분(DA)에 해당하고, 샤프트(12)의 90°회전 시 실행된다.

이 경우, 포인트 D(BDC)에 형성된 블렌딩 영역(15)으로 인하여 로드(6) 및 피스톤(5)이 배기 행정에 해당하는 샤프트(12)의 회전각에 대하여 고정 상태로 유지될 수 있다.

따라서, 예시된 실시예에서의 개선된 기관은 각각의 사이클 단계가 구동축의 1회 회전(360°) 도중에 서로 순차로 일어나는 4-행정 기관인 한편, 공지된 기관에서는 2회 회전 도중에 서로 순차로 일어난다.

따라서, 사이클 당 유용한 행정의 횟수는 두 배가 되고, 구동축으로부터의 출력 파워는 동일한 배기량 및 rpm에 대하여 균등한 종래의 4-행정 기관의 샤프트로부터의 출력 파워에 비하여 두 배이다.

바람직하기로는, 구동축(12)의 각각의 회전으로 얻어질 수 있는 유용한 행정의 횟수는 편심 부재(11) 또는 서킷 부재(10)의 형상을 변형시킴으로써 증가되고, 예를 들면, 각 회전마다 3회, 4회 또는 그 이상되는 횟수의 유용한 행정을 가질 수있다.

서킷 부재(10)는 실제로 각 로브마다 두 개의 부분이 서로에 대하여 120°로 상호 블렌드 및 오프셋된 세 개의 로브에 의하여 구성될 수 있으므로, 챔버(2a) 내의 동작 유체는 샤프트(12)가 240°회전할 때 선회한다.

대안으로서, 각 로브마다 두 개의 부분이 서로에 대하여 90°로 상호 블렌드및 오프셋된 네 개의 로브가 위치될 수 있으므로, 챔버(2a) 내의 동작 유체는 샤프트(12)가 180°회전할 때 선회한다.

도 7은 편심 부재(11)의 다른 실시예의 도면으로서, 상기 편심 부재의 서킷 부재(10)는 두 개의 상호 대향하는 로브가 180°로 배열된 유형이고 각각의 로브는 두 개의 부분, 즉 (AB, AD) 및 (BC, BD)으로 분할된다.

두 개의 로브 중 하나(부분(AB, AD)에 의하여 형성됨)의 편심 부재(11)의 중심에 대한 평균 곡률 반경은 나머지 하나의 로브(부분(BC, CD)에 의하여 형성됨)의 평균 곡률 반경보다 더 작고, 하나의 로브(포인트(A))를 구성하는 두 개의 부분 사이의 블렌딩 영역은 흡입(TDC)에 해당하는 영역인 반면, 나머지 하나의 로브(포인트(C))를 구성하는 두 개의 부분 사이의 블렌딩 영역은 연소(TDC)에 해당하는 영역이다.

따라서, 서킷 부재(10)는 궤적이 도면 부호(E)로 표기된 중심축에 대하여 비대칭이다.

도 5 및 도 6은 상호 정반대로 대향하는 두 개의 실린더(1a, 1b)를 구비한 유형의 본 발명에 따른 기관(M)의 가능한 실시예의 도면으로서, 상기 실린더의 피스톤(5)은 샤프트(12) 상에 고정되고 상호 대향하는 로브가 180°로 배열된 유형의 서킷 부재(10)가 위치된 중앙 편심 부재(11)에 각각의 로드(6)와 제1 및 제2 핀(8, 9)에 의하여 연결된다.

기관(M)은 샤프트(12)의 축에 대하여 정반대로 대향하는 두 개의 슬리브(17)가 위치된 블록(16)을 필수적으로 포함하고, 상기 슬리브는 도시되지 않은 각기 흡입 및 배기 밸브가 제공된 각각의 헤드(2)에 의하여 폐쇄되는 실린더(1a, 1b)의 재킷(18)을 수용한다.

입구 밸브 및 배기 밸브의 개방 및 폐쇄는 커버(22)에 의하여 페쇄되는 케이스(21) 내에 포함된 각각의 로커(rocker)(20)에 연결된 제어 로드 또는 태핏(19)이 구비된 메커니즘에 의하여 작동된다.

또한, 헤드(2)에는 연료를 챔버(2a) 내로 주입하는 주입기(23) 및 배기 덕트(24)가 위치된다.

또한, 블록(16)에는 실린더(1a, 1b)의 냉각을 위해 물을 순환시키는 사이 공간(interspace)이 있고, 상기 사이 공간 중 도면 부호(25)는 대응하는 회로를 연결하는 연결부를 나타낸다.

플라이휠(26)이 샤프트(12) 상에 고정되고, 스타터 모터와 결합을 위한 톱니가 형성된 외주 링(27)이 제공된다.

스로틀 본체(28) 및 플레이트(29)가 플라이 휠(26)과 편심 부재(11) 사이에 끼워진다.

섬프(sump)(32) 및 필터(33)로부터 빨아들이는 펌프(31)를 포함하는 윤활유유닛(30)이 블록(16) 하측에 배열된다.

두 개의 상호 대향하는 실린더(1a, 1b), 및 두 개의 로브를 갖는 편심 부재(11)를 구비한 기관(M)은 제1- 및 제2-차 관성의 균형을 제공하는 한편, 관성 토크는 존재하지 않아 종래의 6-실린더 인라인 기관에서와 동일한 균형도를 얻는다.

실제로, 전술한 발명은 제안하는 목표 및 목적이 달성되는 것으로 판명되었다.

구동축으로부터의 출력 파워는 구동축의 매 회전마다 얻어질 수 있는 유용한 행정 횟수가 증가하기 때문에, 균등한 배기량 및 rpm에 있어서, 종래의 균등한 기관에 대하여 증가한다.

푸시 로드의 운동은 일방향으로 왕복 운동하는 유형이고, 따라서 크랭크 시스템의 운동은 길이가 긴 연결 로드를 가진 종래의 기관에서 발생할 수 있는 운동에 대응한다.

따라서 상기 운동의 법칙은 완전히 조화적이고, 완전하게 코사인 곡선인 가속 형상부를 생성하고, 제1 차수보다 상위 차수의 모든 분력을 제거한다.

이로 인한 직접적인 결과는 예를 들면 편평한 트윈-실린더 기관에서 발생하는 바와 같이, 내연 기관의 진동을 야기하는 가장 중요한 원인 중 하나인 제2 차수의 교차하는 질량의 관성력을 제거하는 것이다.

최종적으로, TDC의 원형 아크 형상의 블렌딩 영역으로 연소 행정은 이상적인 사이클에 따라 오토형의 정적으로 발생하고, 푸시 로드 및 피스톤은 실제로 구동축의 소정의 회전각에 대하여 TDC에 근접하여 고정 상태에 있고 이 동안에 연소가 발생한다.

공지된 바와 같이, 정적으로 연소되는 내연 기관의 사이클(오토 사이클)은 불꽃 점화 및 압축 점화 내연 기관의 전류 사이클이 다시 추적될 수 있는 디젤 사이클 또는 사바테 사이클과 같이 제안가능한 다른 사이클에 대하여 가장 높은 열역학 효율을 특징으로 하는 사이클이다.

따라서 본 발명에 따른 개선된 기관은 동작 유체 전환 사이클의 열역학 효율을 증가시키고, 구동축의 출력 파워를 증가시킬 수 있다.

서킷 부재의 형상을 변형시킴으로써, 특히 연소 행정에서 피스톤의 운동 법칙을 변경시킬 수 있다.

따라서, 본 발명은 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 여러 가지로 변형 및 변경시킬 수 있다.

또한 모든 상세한 부분이 기술적으로 균등한 다른 균등물로 대체될 수 있다.

실제로, 사용된 재료는 물론, 형상 및 치수는 특허청구범위를 벗어나지 않으면서 필요에 따라 임의로 변경될 수 있다.

본 출원에서 우선권으로 주장하는 이탈리아 특허출원 MO2001A000174에 개시된 내용은 원용에 의해 참조하여 본 명세서에 포함된다.

Claims

개선된 왕복 내연 기관에 있어서,

동작 유체용 챔버(2a)가 내부에 위치된 적어도 하나의 중공 실린더(1),

왕복 직선 운동을 구동축(12)의 회전 운동으로 전환시키고, 상기 구동축(12)과 실질적으로 직각이며 피스톤(5)과 연동하는 제1 말단(6a) 및 푸셔 부재(pusher element)(8, 9)가 제공된 제2 말단(6b)을 갖는 장치, 및

상기 구동축(12) 상에 고정되어 있으며, 상측에는 기계적으로 연결된 상기 푸셔 부재(8, 9)가 따라 회전할 수 있는 서킷 부재(circuit element)(10)가 위치된 적어도 하나의 만곡된 편심 부재(ecentric element)(11)

를 포함하고,

상기 챔버(2a)는 헤드(2)에 의하여 폐쇄되는 일단, 및 상기 챔버(2a) 내에서 상기 헤드(2)로부터 최대 거리를 한정하는 하사점(bottom dead center)과 상기 헤드(2)로부터 최소 거리를 한정하는 상사점(top dead center) 사이에서 왕복 직선 운동으로 슬라이딩 가능한 피스톤(5)에 의하여 폐쇄되는 타단을 가지며,

상기 챔버(2a) 내의 유체의 작용으로 인하여 상기 피스톤(5)에 로드(rod)(6)를 왕복 직선 운동으로 작동시키는 스러스트(thrust)가 제공되고, 상기 구동축(12)의 회전 작동을 위하여 상기 스러스트를 상기 편심 부재(11)에 전달하도록 상기 푸셔 부재(8, 9)는 상기 서킷 부재(10)를 따라 슬라이딩하고,

상기 왕복 내연 기관은 상기 서킷 부재(10)를 따라 슬라이딩하는 상기 푸셔부재(8, 9)의 상기 슬라이딩을 조정하여, 상기 피스톤(5)이 상기 상사점 및 하사점 중 하나의 사점에 적어도 근접할 때, 상기 로드(6) 및 상기 피스톤(5)을 상기 구동축(12)의 소정의 회전각에 대하여 실질적으로 고정 상태인 구조로 유지시키는 조정 수단(13)을 더 포함하는

왕복 내연 기관.
제1항에 있어서,

상기 조정 수단은, 상기 피스톤(3)이 상기 챔버의 용적이 실질적으로 일정하게 유지되는 연소 행정에 해당하는 상사점에 근접할 때, 상기 로드(6) 및 상기 피스톤(5)을 상기 고정 상태인 구조로 유지시키는 것을 특징으로 하는 왕복 내연 기관.
제1항에 있어서,

상기 조정 수단은, 상기 피스톤(3)이 상기 챔버(2a)의 용적이 실질적으로 일정하게 유지되는 흡입 행정에 해당하는 상사점에 근접할 때, 상기 로드(6) 및 상기 피스톤(5)을 상기 고정 상태인 구조로 유지시키는 것을 특징으로 하는 왕복 내연 기관.
제1항에 있어서,

상기 조정 수단은 상기 피스톤(3)이 상기 챔버(2a)의 용적이 실질적으로 일정하게 유지되는 배기 행정에 해당하는 하사점에 근접할 때 상기 로드(6) 및 상기 피스톤(5)을 상기 고정 상태인 구성으로 유지시키는 것을 특징으로 하는 왕복 내연 기관.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 서킷 부재(10)의 형상은 서로에 대하여 180°로 상호 블렌드 및 오프셋된 두 개의 로브(BAD, BCD)로 구성되고, 상기 로브 각각은 두 개의 부분(15)을 가지며, 상기 구동축(12)이 360°회전하는 도중에 상기 챔버(2a) 내의 동작 유체가 작용하는 것을 특징으로 하는 왕복 내연 기관.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 서킷 부재(10)의 형상은 상기 로브 각각의 두 개의 부분이 서로에 대하여 120°로 상호 블렌드 및 오프셋된 세 개의 로브로 구성되고, 상기 구동축(12)이 240°회전하는 도중에 상기 챔버(2a) 내의 동작 유체가 작용하는 것을 특징으로 하는 왕복 내연 기관.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 서킷 부재(10)의 형상은 상기 로브 각각의 두 개의 부분이 서로에 대하여 90°로 상호 블렌드 및 오프셋된 네 개의 로브로 구성되고, 상기 구동축(12)이 180°회전하는 도중에 상기 챔버(2a) 내의 동작 유체가 작용하는 것을 특징으로 하는 왕복 내연 기관.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 서킷 부재(10)는 상기 편심 부재(11)의 중심에 대하여 상이한 평균 곡률 반경으로 180°로 상호 블렌드 및 오프셋된 적어도 두 개의 로브를 포함하고, 상기 서킷 부재(10)는 중심축(E)에 대하여 비대칭인 것을 특징으로 하는 왕복 내연 기관.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 조정 수단(13)은 대체로 원형 아크 형상인 상기 로브 중 적어도 하나의 로브의 두 개의 부분을 블렌딩하는 블렌딩 영역(14a, 14b)을 포함하는 것을 특징으로 하는 왕복 내연 기관.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 조정 수단(13)은 대체로 원형 아크 형상인 적어도 두 개의 연속된 로브 의 적어도 두 개의 연속된 부분을 블렌딩하는 블렌딩 영역(15)을 포함하는 것을 특징으로 하는 왕복 내연 기관.
제9항 또는 제10항에 있어서,

상기 원형 아크는 60분법으로 5 내지 60도 사이의 폭을 갖는 것을 특징으로하는 왕복 내연 기관.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 편심 부재(11)는 상기 구동축(12) 상에 고정된 디스크형 본체를 포함하고, 상기 편심 부재의 한쪽면 상에는 상기 서킷 부재(10)가 릴리프로 위치되며, 상기 푸셔 부재는 상기 서킷 부재(10)를 포위하여 각각 상기 서킷 부재의 외측 및 내측 형상을 따라 슬라이드하는 적어도 하나의 제1 핀(8) 및 적어도 하나의 제2 핀(9)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 왕복 내연 기관.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 구동축(12)은 직선인 것을 특징으로 하는 왕복 내연 기관.
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,

내연 기관은 상기 구동축(12)에 대하여 상호 정반대로 대향하는 두 개의 상기 실린더(1)를 포함하고,

상기 실린더의 피스톤(6)은 상기 푸시 로드(6)의 제1 말단(6a)과 결합되며, 상기 푸시 로드(6)의 제2 말단(6b)에는 상기 편심 부재(11)에 기계적으로 견고하게 결합된 상기 푸셔 부재(8, 9) 중 각기 다른 하나가 위치되고,

상기 편심 부재(11)는 상기 구동축(12) 상에 고정되며, 상기 편심 부재의 상측에는 180°로 오프셋된 두 개의 로브를 가진 유형의 서킷 부재(10)가 위치되는것을 특징으로 하는

왕복 내연 기관.