스트레이트 트윈 엔진

Straight-twin engine
1964년 Sanglas Rovena 오토바이 엔진(Hispano Villiers 제작)
1997년 스즈키 GS500 모터사이클 엔진

인라인-트윈, 수직-트윈 또는 평행-트윈이라고도 하는 스트레이트-트윈 엔진은 실린더가 공통 크랭크축을 따라 일렬로 배열된 2기통 피스톤 엔진입니다.

직선형 엔진은 주로 오토바이에 사용되며, 다른 용도로는 자동차, 선박, 스노모빌, 제트 스키, 전지형 차량, 트랙터 및 초경량 항공기가 있습니다.

직진 트윈 엔진에는 다양한 크랭크축 구성이 사용되었으며, 가장 일반적인 구성은 360도, 180도 및 270도입니다.

용어.

직선 쌍방향 레이아웃은 "병렬 쌍방향", "수직 쌍방향", "인라인 쌍방향"[1]이라고도 합니다.이러한 용어 중 일부는 원래 크랭크축 각도 또는 엔진 방향과 관련된 특정 의미를 가지고 있었지만,[1][2] 종종 서로 바꿔서 사용되기도 합니다.

영국에서는 전통적으로 크랭크축 각도가 360도인 엔진에 "병렬-트윈"이라는 용어를 사용합니다. 두 피스톤이 같은 방향(즉,[citation needed] 서로 평행)이기 때문입니다."수직-트윈"은 피스톤이 반대 방향으로 이동하도록 [citation needed]하는 크랭크축 각도가 180도인 엔진을 설명하는 데 사용되었습니다.크랭크축 각도에 대해 "직선-쌍" 및 "인라인-쌍"이라는 용어를 더 일반적으로 사용했습니다.

모터사이클의 경우 "인라인-트윈"은 때때로 세로 방향 엔진([3][4]즉, 크랭크축이 섀시와 일직선으로 정렬됨) 또는 실린더가 섀시에 세로 방향으로 배치되는 U 엔진(탄뎀 트윈)을 가리킵니다(두 크랭크축이 실제로 [5]가로 방향으로 배치됨).

설계.

V-트윈 엔진 및 플랫-트윈 엔진에 비해 스트레이트-트윈은 더 작고, 디자인도 단순하며,[6] 생산 비용이 저렴합니다.직선 쌍윈 엔진은 180° 크랭크 엔진에서 발생하는 불규칙한 점화 간격 또는 360° 크랭크 엔진에서 발생하는 큰 왕복 질량 때문에 진동이 발생하기 쉽습니다.인라인 트위인은 비틀림 토크 반응 및 [7]진동으로 인해 더욱 큰 피해를 입습니다.

크랭크축 각도

크랭크축 각도가 다른 애니메이션

직진 트윈 엔진의 가장 일반적인 크랭크축 구성은 360도,[8][9][10] 180도 및 270도입니다.

360도

크랭크축이 360도인 엔진에서는 두 피스톤이 동시에 상하로 움직입니다.그러나 점화 간격은 실린더 간에 오프셋되며, 한 실린더는 첫 번째 크랭크축 회전 중에 계속 점화되고 다른 실린더는 다음 회전 중에 점화됩니다.360도 엔진은 낭비된 스파크 시스템을 사용하여 두 실린더 모두에 단일 점화 시스템을 사용할 수 있습니다.

불완전한 1차 저울은 등가 왕복 질량의 단일 기통 엔진에 따른 것입니다.초기 엔진은 크랭크축의 균형추를 통해 진동을 줄이려고 시도했지만 이후 방법으로는 밸런스축과 별도의 가중 커넥팅 로드가 있었다.단일 기통 엔진에 비해 점화 간격이 720도에 비해 360도 이상 길수록 동적인 불균형이 비슷하지만 부드러운 주행 특성을 얻을 수 있습니다.

1930년대부터 대부분의 영국 4행정 스트레이트 트윈 모터사이클 엔진은 360도 크랭크축을 [11]사용했는데, 이는 다른 구성의 고르지 않은 흡기 펄스를 방지하여 트윈 카뷰레터가 필요하지 않았기 때문입니다.1960년대 일본 오토바이는 250~500cc급 엔진의 경우 대부분 180도 크랭크축으로 바뀌었지만 크고 작은 엔진은 360도 크랭크축을 계속 사용했다.1965년식 혼다 CB92 및 1979년식 혼다 CM185와 같은 소형 엔진에서는 진동이 문제가 되지 않았습니다. 1969년식 야마하 XS 650 및 1972년식 야마하 TX750과 같은 대형 엔진은 [12]진동을 줄이기 위해 밸런스축을 사용하는 경우가 많았습니다.1978-1984년형 혼다 CB250N/CB400N 엔진도 360도 크랭크축을 사용했습니다.2008년식 BMW F 시리즈 평행쌍둥이 모터사이클은 360도 크랭크축을 사용하며, 세 번째 "베스티지얼" 커넥팅 로드(밸런스 역할을 함)와 9,000rpm의 회전수 제한을 통해 [13]진동을 줄여줍니다.

180도

크랭크축이 180도인 엔진에서는 한쪽 피스톤이 하강하면서 상승합니다.4행정 엔진에서는 제2기통에서 제1기통에서 180도 발화 후 제1기통에서 다시 발화할 때까지 540도의 갭이 발생하는 등 발화 간격이 고르지 않다.점화 간격이 일정하지 않으면 진동이 발생하여 '불량' 전원이 공급됩니다.또한 180° 엔진은 각 실린더마다 별도의 점화 시스템이 필요합니다.

180도 직진 엔진으로 완벽한 1차 밸런스가 가능하지만, 진동 감소를 위해 밸런스 샤프트를 사용해야 하는 흔들림 커플이 설계되어 있습니다.180도 직진쌍둥이 엔진은 2차 불균형(인라인 4 엔진과 유사)이 있지만 왕복 질량이 작다는 것은 치료가 필요하지 않음을 의미합니다.

180° 크랭크축 엔진은 360° 트윈보다 펌핑 손실이 적습니다. 피스톤이 이동함에 따라 크랭크케이스의 변위가 상대적으로 변하기 때문입니다.

1960년대에 일본의 오토바이 제조업체들은 부드러움이 향상되어 더 높은 rpm과 더 높은 출력을 가능케 했기 때문에 180도 크랭크축을 사용하는 것을 선호했습니다.예를 들어, 1966년식 혼다 CB450 180도 크랭크축 엔진은 배기량이 650cc에 [14][15][16]비해 450cc로 적음에도 불구하고 현재의 영국식 360도 크랭크축 엔진과 비슷한 출력을 발휘합니다.1973년식 야마하 TX500과 1977년식 스즈키 GS400은 모두 180도 크랭크축과 밸런스축을 갖추고 있었다.1993년 이후 대부분의 혼다 스트레이트 트윈 모터사이클 엔진은 180도 크랭크축을 사용한다.

2행정 엔진은 일반적으로 180도 크랭크축을 사용합니다. 이렇게 하면 회전당 균일한 간격으로 두 번의 동력 스트로크가 발생하기 때문입니다.진동의 기본 주파수는 동등한 단일 기통 엔진의 두 배이지만 진폭이 [17]절반으로 줄어듭니다.180도 크랭크축을 사용하지 않는 2행정 엔진에는 1972년식 Yankee가 포함됩니다.

270도

크랭크축이 270도인 엔진에서는 피스톤 하나가 다른 피스톤의 4분의 3 회전을 따라갑니다.그 결과 두 번째 실린더가 첫 번째 실린더에서 270도 떨어진 후 첫 번째 실린더에서 다시 점화될 때까지 450도의 간격이 발생합니다.이는 90도 V-트윈 엔진과 동일한 패턴이며, 두 구성 모두 유사한 '펑' 배기음이 발생합니다.270도 직진 트윈 엔진의 피스톤은 90도 V-트윈 엔진에 따라 두 피스톤이 동시에 정지하지 않으므로 전체 회전 시 크랭크와 피스톤 간의 순 운동량 교환이 감소합니다.

270도 직진 트윈 엔진에서는 자유력과 요동 커플링의 조합으로 인해 불완전한 1차 밸런스가 생성되며, 밸런스 샤프트가 이를 보완하기 위해 자주 사용됩니다.270도 엔진의 2차 밸런스는 완벽하지만 구성상 흔들림 커플이 불균형하게 됩니다.

최초의 270도 직진 모터사이클 엔진은 1996년식 야마하 TRX850과 야마하 TDM에 [9][18][10]장착되었습니다.나중의 예로는 2009년식 Triump Thunderbird, 2010년식 Norton Commando 961, 2012년식 Honda NC700 시리즈, 2014년식 Triump Thruxton 1200, 2018년식 Royal Thruxton Gtal, 650이 있습니다.

메인 베어링

양쪽 커넥팅 로드에 공통 크랭크 핀을 사용할 수 있는 V-트윈 엔진과 달리 직선 트윈 엔진의 각 실린더에는 별도의 크랭크 핀이 있습니다.대부분의 구형 스트레이트 트윈 모터사이클 엔진(예: 트라이엄프, BSA, 노턴, 로열 엔필드)은 두 가지 [19]주요 방향을 가지고 있었다.1950년대 후반부터 대부분의 혼다 스트레이트 트윈 엔진은 4개의 메인 [20][21]베어링을 가지고 있었다.후속 직진 트윈 엔진은 4개 또는 때로는 3개의 메인 [12]베어링을 가지고 있었습니다.

오토바이에서의 사용

역사

1938-1966 트라이엄프 스피드 트윈
1973년~1975년 야마하 RD350 2행정 오토바이

세계 최초의 생산 오토바이인 1894년형 힐데브랜드&울프뮐러는 직진 쌍동 엔진을 사용했다.실린더는 평평하고 앞쪽을 향했으며, 피스톤은 기관차 스타일의 커넥팅 로드를 사용하여 리어 휠에 직접 연결되었습니다.1903년, 베르너 모토시클렛은 수직 실린더를 가진 직진쌍둥이 엔진을 사용하여 두 번째 생산 오토바이 모델이 되었다.Werner 엔진은 일체형 헤드와 사이드 밸브가 있는 주철 실린더를 사용하며 배기량은 500cc입니다.[22]

1938년형 트라이엄프 스피드 트윈은 스트레이트 트윈 모터사이클로, 스트레이트 트윈 엔진이 다른 브랜드에 의해 더욱 널리 쓰이게 되었다.이 엔진은 에드워드 터너와 발 페이지가 설계했으며, 1933년 트라이엄프 6/1 사이드카 견인차(International Six Days Trial 은메달과 1933년 마우데스 [23]트로피 수상)에 처음 사용되었다.엔진 개발 과정에서 180도 크랭크 [24]각도보다 360도 크랭크 각도가 단일 카뷰레터 사용에 더 적합하다는 것을 발견했습니다.

트라이엄프 스피드 트윈의 유행에 따라 1970년대 중반까지 영국 오토바이 제조사들이 가장 많이 사용한 디자인은 360도 크랭크축을 [25][26]가진 4행정 스트레이트 트윈 엔진이었다.이 오토바이를 생산하는 제조사에는 BSA, 노튼, 트라이엄프, 아리엘, 매치리스, AJS가 포함되어 있다.스트레이트 트윈 엔진은 이탈리아와 독일 제조사,[27][28][29] 미국 제조사 [30]인디안도 생산했다.

1949년, AJS E-90 포큐핀은 500 1949년 그랑프리 월드 챔피언십에서 우승을 차지하여, 이 대회에서 우승한 첫 번째이자 유일한 쌍둥이 오토바이가 되었다.이 엔진은 수직이 [31]아닌 수평으로 향하는 우리 실린더에 대한 몇 안 되는 4 스트로크 직선 트위인 중 하나입니다.

2000년대 이후, BMW와 몇몇 일본 제조업체들은 주로 미들급 [32]모델을 위한 스트레이트 트윈 엔진을 계속 생산해 왔다.2001년식 야마하[33] TMAX나 2001년식 혼다 실버윙 [34]등 대형 스쿠터도 스트레이트 트윈 엔진을 사용하고 있다.스트레이트 트윈 엔진은 모터크로스 사이드카 [35]경주에도 사용된다.

가로 엔진 모델

1973년 노턴 코만도 고속도로

1945년부터 1960년대까지 영국의 많은 대형 오토바이는 트라이엄프 본네빌과 노튼 특공대와 같은 직선 쌍동 횡방향 엔진(즉, 크랭크축이 프레임에 수직인 방향)을 사용했다.이 레이아웃은 두 실린더의 공기 흐름이 동일하고 배기가스가 각 [36]실린더 전면의 잘 냉각된 위치로 배출될 수 있기 때문에 공랭에 매우 적합합니다.휠베이스의 최소 길이는 엔진 폭에 따라 결정됩니다.

횡방향 엔진 스트레이트 트윈 설계는 V-트윈 엔진으로 대체되었지만 스트레이트 트윈 설계는 보조 장치(에어 필터, 카뷰레터 및 점화 구성 요소 등)의 패키징이 용이하다는 장점이 있어 유지관리/수리를 [37]위한 보조 장치에 대한 접근성도 개선됩니다.270도 크랭크축을 사용하는 스트레이트 트윈 엔진은 발화 순서가 고르지 않은 V-트윈 엔진과 유사한 소리와 느낌을 가질 수 있습니다.

세로 방향 엔진 모델

1951년형 S8

종방향 엔진 스트레이트 트윈 오토바이는 흔하지 않지만, 1930-1938 Dresch[38] Monobloc과 1949-1956 Sunbeam S7 및 [39][40]S8이 그 예입니다.

이 엔진 방향은 단일 기통 [41]엔진만큼 좁은 오토바이를 허용하므로 특히 오토바이 경주를 위해 공기역학적 드래그를 줄일 수 있습니다.그러나 공랭식 엔진의 주요 단점은 리어 실린더가 프론트 [7][42]실린더보다 더 뜨겁게 작동한다는 것입니다.

자동차에서의 사용

피아트 500의 후면에 있는 종방향 직진 엔진

비록 2기통 엔진이 자동차에서 꽤 흔치 않지만, 직진 트윈 레이아웃은 오랜 시간 동안 여러 자동차 엔진에 사용되어 왔습니다.

최초의 스트레이트 트윈 엔진은 1895년에 도입된 다임러 모터스의 피닉스 엔진의 변형으로, 이 엔진은 그 해에 [43]팬하드 자동차에 사용되었다.또 다른 초기 직진 엔진 자동차는 1898년식 Decauville Voitelle로, 앞뒤에 장착된 드 디온 모델에서 가져온 실린더 한 쌍을 사용하여 [44]시트 아래에 배치되었습니다.

스트레이트 트윈 엔진은 1957년식 피아트 500, 1958년식 스바루 360, 1958년식 NSU 프린츠,[45] 1962년식 미쓰비시 미니카, 1967년식 혼다 N360, 1970년식 혼다 Z600, 1972년식 피아트 126,[46][47] 1988년식 VAZ 오카,[48][49] 1988년식 다키아 러스툰, 1980년식 [50]등 다양한 소형차에 사용되고 있다.

현재 생산 차량에 사용되는 가솔린 스트레이트 트윈 엔진에는 타타[51] 나노와 피아트 트윈에어 엔진(피아트, 란시아, 알파 로미오 등 다양한 모델에 사용됨)이 있습니다.현재 생산되고 있는 디젤 스트레이트 트윈 엔진에는 피아지오 [52]포터 엔진이 포함됩니다.

선박에서의 사용

Easthope 마린 엔진, 1960년경

직선 트윈 엔진은 인보드 모터, 선외기 모터 및 제트 펌프 [53]모터로 종종 사용되어 왔습니다.

20세기 초, Morecambe Bay PrawnersLancashire Nobbys와 같은 가프가 달린 영국 어선은 때때로 리스터 또는 켈빈 E2 3.0L 가솔린 파라핀 엔진과 같은 선내 엔진을 개조했습니다.

1950년대부터 선외기 제조업체들은 기본적인 인라인 엔진 설계를 채택하여 실린더가 서로 겹쳐지고 크랭크축이 프로펠러 샤프트를 구동하는 방식을 채택했습니다.스즈키 15 아웃바운드 모터는 [54]1989년에 도입되었습니다.

기타 용도

로탁스 503 항공기 엔진

다른 용도로는 트랙터(예:[55] 1960년까지 다양한 John Deere 모델), 스노모빌,[56][57] 개인용 수상기,[58][59] 전지형 [60][61][62]차량이 있다.디자인에는 2행정, 4행정, 가솔린, 디젤,[63] 공랭, 수냉, 자연 흡기 및 [64]터보차징이 포함됩니다.

초경량 항공기, 싱글 시트 자이로 헬리콥터와 소형 자가 제작 항공기 또한 직선 쌍동 [65]엔진을 사용했으며, 종종 Hirth 2704와 Cuyuna 430-D와 [56][66][67]같은 원래 스노모빌용으로 설계된 엔진을 사용한다.초경량 항공기 전용 엔진으로는 로탁스 503과 로탁스 582가 있다.[68]스트레이트 트윈 엔진은 때때로 대규모 무선 조종 [69][70]항공기에도 사용된다.

「 」를 참조해 주세요.

Wikimedia Commons에는 Straight-two 엔진과 관련된 미디어가 있습니다.

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