플랫 트윈 엔진

Flat-twin engine
Douglas 80 Plus 모터사이클 엔진(1950년경)
플랫 트윈은 여기서 리다이렉트 됩니다."플랫 트윈"이라는 별명을 가진 소련 레이더는 5N65 레이더를 참조하십시오.

플랫-트윈 엔진은 실린더가 크랭크축의 반대쪽에 있는 2기통 내연기관입니다.가장 일반적인 형태의 플랫 트윈 엔진은 복서 트윈 엔진으로, 두 실린더가 동시에 안쪽으로, 바깥쪽으로 움직입니다.

평면쌍둥이 디자인은 1896년 칼 벤츠에 의해 특허를 받았으며, 1900년 출시된 란체스터 8HP 파에톤 자동차에 최초의 평면쌍둥이 엔진이 사용되었습니다.플랫-트윈 엔진은 여러 대의 다른 자동차에서 사용되었지만, 모터사이클에서 더 일반적으로 사용되었습니다. 초기 모델은 실린더의 방향을 프레임에 맞췄지만, 이후 모델은 실린더를 프레임에 수직 방향으로 전환하여 양쪽 실린더에 균일한 냉각 기능을 제공합니다.

플랫 트윈 엔진은 1930년대까지 여러 항공기와 1930년대부터 1960년대까지 다양한 고정 용도에 사용되었다.

호주의 잔디깎기 제조업체 빅타도 1975년 8월부터 1980년까지 '트윈 500'으로 불리는 평판 트윈 엔진 푸시 예초기를 생산했으며, 이 모터들은 캐나다에서 생산되었지만 초기 모델에서는 점화 및 연료 관련 문제로 인해 생산될 가능성이 매우 적었기 때문에 매우 인기가 있다.ater 모델)은 후방 돔형 피스톤, 크랭크 케이스 믹서 및 정교한 점화 시스템에서 이러한 모든 문제를 해결했습니다.

표준 설계

복서 크랭크축 구성

대부분의 플랫-트윈 엔진은 크랭크축에 복서 구성을 사용하므로 "박서-트윈" 엔진이라고 합니다.복서트윈 엔진에서는 180° 크랭크축이 피스톤을 서로 위상적으로 이동시키기 때문에 피스톤 1개에 의해 발생하는 힘이 서로 상쇄되어 1차 밸런스가 양호하다.균일한 간격의 점화 순서도 진동을 줄이는 데 도움이 됩니다.그러나 복서-트윈 엔진에서는 크랭크축을 [1]: 27 따라 피스톤 사이의 오프셋 거리로 인해 등가 및 반대 힘이 요동 커플링을 생성합니다.

스파크 점화 시스템 낭비

일반적으로 사용되는 점화 시스템은 낭비된 [2]스파크이며, 이는 각 회전(즉, 압축 및 배기 스트로크 시)에 양쪽 스파크 플러그를 점화하는 양단 코일을 사용하는 단순한 점화 시스템입니다.이 시스템은 디스트리뷰터리스이며 [3]엔진에는 하나의 접점 차단기와 코일만 있으면 됩니다.

크랭크케이스 압력

복서-트윈 구성은 양쪽 피스톤이 동시에 안쪽으로 또는 바깥쪽으로 이동하기 때문에 각 내측 피스톤 스트로크 중에 크랭크케이스가 가압되고 각 외측 피스톤 스트로크 중에 감압될 수 있습니다.이 크랭크케이스 펌핑 효과(단일 실린더 엔진 및 360° 병렬 트윈 엔진에서도 확인됨)는 일반적으로 크랭크케이스 [4]브리더를 통해 해결됩니다.

시트로엥 2CV 복서-트윈 엔진은 이 펌핑 효과를 이용하여 크랭크케이스 내부의 부분적인 진공 상태를 유지하여 오일 씰이 오작동할 때 오일 누출을 줄였습니다.이는 단방향 밸브(크랭크케이스 구멍 위에 있는 가죽 또는 고무 플랩)를 사용하여 공기가 크랭크케이스로 [5]빠져나가지만 유입되지는 않도록 함으로써 실현되었습니다.

적용들

자동차

시트로엥 2CV 엔진(후면에서 보기)

평면쌍둥이 엔진의 시작은 1896년 칼 벤츠가 디자인 특허를 취득했을 때였다.1년 후, 그의 회사 벤츠 앤 시에가 최초의 플랫 트윈 엔진인 "콘트라 엔진"[6]이라고 불리는 복서 디자인을 발표했습니다.

1900년, Lanchester Engine Company는 플랫 트윈 엔진을 사용한 Lanchester 8 hp [7][8]Phaeton의 생산을 시작했다.이 엔진은 2개의 역회전 크랭크축으로 구성된 특이한 설계를 가지고 있었으며, 각 피스톤은 두꺼운 커넥팅 [7]로드에 의해 크랭크축에 부착되었습니다.또한 각 피스톤은 두 개의 얇은 커넥팅 로드에 의해 다른 크랭크축에 연결되었으며, 이로 인해 두 피스톤이 동일한 [7][8]축으로 이동하게 되었습니다.또한 [7]한 크랭크축의 토크 반응으로 다른 크랭크축의 토크 반응이 취소되어 엔진 내 토크 반응이 취소되었습니다.Lanchester는 1904년까지 [8]이 엔진 디자인을 사용했다.

플랫-트윈 엔진의 다른 초기 사용으로는 1903-04년 포드 모델 A, 1904-1905년 포드 모델 C, 1905-1906년 포드 모델 F,[9][10]: 38–44 1910년부터 [11][12]: 188–189 1937년까지 여러 조웨트 자동차 모델이 있습니다.

1948년부터 1990년까지 생산된 시트로엥 2CV는 플랫 엔진을 사용한 최초의 전륜구동차 중 하나였다.2CV는 공랭식 복서-트윈 엔진에 의해 구동되었다.또한 1948년, 팬하르트 다이나 X는 전륜 구동과 공랭식 복서 트윈 엔진을 장착하여 출시되었습니다.제2차 세계 대전 이후 복서-트윈 엔진을 사용한 다른 차로는 1945-1954년식 조웨트 [12]: 373 브래드포드 밴, 1961-1976년식 DAF 수선화, 1961-1978년식 도요타 퍼블리카, 1965-1969년식 도요타 스포츠 800 스포츠카, 그리고 시트로엥과 팬하드의 몇 가지 전륜 구동 모델이 있다.1957-1975년형 푸치 500, 1957-1959년형 BMW 600, 1959-1965년형 BMW 700과 같이 원래 모터사이클용으로 설계된 복서-트윈 엔진을 장착한 차량도 여럿 있다.브라질 제조사인 구르겔 모토레스는 1988년부터 1994년까지 수냉식 복서-트윈 엔진(폭스바겐 공냉식 복서-4)을 여러 모델에 사용했다.

도요타 U엔진은 1961년부터 1976년까지 생산된 공랭식 플랫트윈 엔진이다.토요타 푸블리카 준중형차에 도입된 U엔진은 도요타 미니에이스 소형 상용차와 도요타 스포츠 800 스포츠카에도 사용되었다.

오토바이

가로 설치

1912년식 더글러스 N3 엔진

크랭크축이 프레임에 수직으로 작동하는 플랫-트윈 엔진을 사용할 경우(따라서 실린더가 프레임과 일직선으로 정렬됨) 무게 중심이[13] 낮다는 장점이 있으며, 벨트 구동 또는 체인 구동 시스템을 사용하여 구동력을 리어 [13][14]휠로 전달할 수 있다는 장점이 있습니다.단, 단점은 열 분배가 고르지 않기 때문에(프론트 실린더가 [13][14]리어 실린더보다 더 심하게 냉각됨), 엔진의 [13]길이로 인해 더 긴 휠베이스가 필요한 경우가 많습니다.

최초의 플랫 트윈 오토바이 엔진은 1905년 영국의 라이트 모터 컴퍼니에 의해 만들어졌다.원래는 페(Fée, 도입 [15]직후 Fairy로 개명)로 명명되었으며,[16] 체인을 통해 뒷바퀴의 도르래에 동력을 전달하는 "자전거 엔진 시스템"으로 설계되었다.1907년 [1]: 218–219 라이트모터스가 문을 닫았을 때, 라이트모터스의 납품업체 중 하나인 더글러스 엔지니어링 컴퍼니가 페어리 제조를 인수했다.이후 1907년 더글라스는 드라이브트레인을 체인과 풀리 설계에서 [17]엔진에서 직접 구동되는 벨트 구동 시스템으로 변경했습니다.이후 더글러스 오토바이의 개발은 [1]: 51 2차 세계대전이 일어나기 전까지 프레임에 맞춰 실린더와 함께 이루어졌다.

다른 초기 플랫-트윈 모터사이클도 유사한 레이아웃을 사용했는데, 실린더가 프레임을 따라 정렬되어 크랭크축이 프레임과 횡방향으로 작동했습니다.

1914년 리어 허브 기어박스의 주요 공급업체인 Sturmey-Archer는 킥 스타터를 [18]내장한 3단 카운터축 변속 장치를 선보였는데, 이는 가로 장착 플랫 트윈 엔진을 장착한 모터사이클에 설계상의 문제를 야기했습니다.이 변속기는 단일 기통 또는 V-트윈 엔진 뒤에 비교적 쉽게 위치할 수 있지만, 이러한 배열로 인해 플랫-트윈 엔진의 휠베이스가 지나치게 길어집니다.이 문제에 대한 해결책으로는 엔진 아래에 카운터축(Douglas [19]Fairy에서 사용)을 사용하거나 [13][20]엔진 위에 위치한 변속 장치를 사용하는 것이 포함되었지만, 일부 경우에는 실린더가 [21]엔진 뒤쪽의 전통적인 위치에서 변속 장치를 사용할 수 있을 정도로 짧았습니다.

1916년, 대부분의 플랫 트윈 오토바이는 여전히 가로로 장착된 엔진을 사용했다.현시점에서의 유럽 모델에는 Bradbury 3.5hp(2.6kW), Brough HB, Douglas 2.75hp(2.0kW), 4hp(3.0kW) 모델, Humber 3.5hp 및 6h(4.5kW), Montgomery(6.5kW) 모델이 포함되어 있습니다.미국에서 생산된 모델로는 인도 모델 O와 할리 데이비슨 모델 [22][14][1]: 26 [23]W가 있다.

세로 방향 마운트

1942년식 할리 데이비슨 XA 엔진
1967년식 BMW R 60/2 엔진

플랫 트윈 엔진을 프레임에 맞춰 크랭크축과 함께 장착할 때의 주요 이점은 공랭식 엔진이 각 [1]: 26–27 [13]실린더에 대해 동일한 양의 냉각을 받는다는 것입니다.실린더가 프레임에 걸쳐 있는 플랫-트윈 엔진을 사용한 할리-데이비슨 XA는 프레임에 [24]맞춰 실린더와 V-트윈을 사용하는 할리-데이비슨 WLA보다 100°F(56°C) 낮은 오일 온도를 유지했다.또 다른 장점은 실린더가 충돌이나 추락 시 탑승자를 [13][1]: 27 보호하고 추운 날씨에도 발을 따뜻하게 유지한다는 것입니다.단점은 엔진을 지면에 가깝게 장착할 수 없고(코너링 [25]중에 실린더가 지면을 긁을 수 있음), 실린더와 밸브 커버가 충돌 [13][1]: 27 손상의 위험에 노출된다는 것입니다.

종방향 마운팅은 프론트 휠과 리어 휠 사이의 무게 균형을 이동하는 대신 토크 반작용이 오토바이를 한쪽으로 비틀어 놓는 것을 의미합니다(예: 급격한 가속/감속 또는 중립 상태에서 스로틀을 열 때).그러나 많은 현대 모터사이클은 플라이휠 또는 교류발전기를 [26][27]크랭크축과 반대 방향으로 회전시킴으로써 이러한 효과를 줄입니다.

세로 방향의 플랫 트윈 엔진을 장착한 최초의 오토바이 중 하나는 [22]영국에서 제작된 1916년식 ABC이다.체인 구동 장치를 수용하기 위해 ABC는 변속 장치의 베벨 구동 장치를 사용하여 구동 방향을 90도로 [1]: 10 변경했습니다.BMW의 첫 번째 오토바이인 1923년식 BMW R32는 종방향으로 장착된 플랫 트윈 엔진의 또 다른 초기 사례였지만, 이 경우 동력이 축 [1]: 26 구동 장치를 통해 뒷바퀴로 전달되었습니다.

시간이 지남에 따라, 종방향 장착은 플랫-트윈 엔진에 더 보편화되었습니다.BMW는 우랄(러시아)과 드네프르(우크라이나)처럼 평트윈 엔진 [1]: 26–32 [28]오토바이의 오랜 역사를 갖고 있다.

항공

항공기에 설치된 Bristol Cherub II

1902년 피어스 단발비행기는 취미 [29][30][31]발명가가 농장에서 만든 평면 쌍발 엔진으로 작동했다.이 엔진은 단일 공유 크랭크 핀과 복동 [32][33]피스톤이라는 특이한 설계를 사용했습니다.1908년, 프랑스 회사 뒤틸-찰머는 [34][35]두 개의 역회전 크랭크축을 사용한 평면 쌍윈 항공기 엔진을 생산하기 시작했다.듀테일-클라메르 엔진은 1907년 산토스-두몽 드모아젤 20호 실험비행기에서 사용되었으며, 이 비행기의 이후 버전은 다라크와 클레멘트-바야르에서 나온 평판쌍둥이 엔진으로 생산되었다.

대부분의 피스톤 엔진 항공기는 두 개 이상의 실린더를 사용했지만 1920년대와 1930년대의 다른 평탄 쌍둥이 항공기 엔진에는 미국 에어론카 E-107과 에어론카 E-113, 영국 브리스톨 셰럽, 체코슬로바키아 프라가 B2가 포함됩니다.HKS 700E는 현재 [36]생산 중인 초경량 항공기용 오일 냉각 플랫 트윈이다.

대형 항공기에서는 보조 동력 장치(APU)에 플랫 트윈 엔진이 사용되었습니다.주목할 만한 예는 [37]1920년대와 1930년대에 ABC 모터스에 의해 만들어졌다.제2차 세계대전 중 독일의 레이델사는 Junkers Jumo 004, BMW 003 및 Heinkel HeS 011 제트[38][39] 엔진의 제트 엔진 시동 모터로 2행정 플랫 트윈 엔진을 설계 및 제조했습니다.

기타 용도

1937년부터 1952년부터 1960년까지 생산된 Maytag 'Model 72' 플랫 트윈 엔진은 의류 세탁기를 [40][41][42][43][44]포함한 다양한 용도로 사용되었다.

플랫 트윈 엔진을 사용하는 전기 발전기는 1932년부터 1968년까지 노먼 엔지니어링 컴퍼니에 의해 그리고 세계 [45]2차 대전 동안 더글라스에 의해 만들어졌다.엔필드 산업 엔진(로얄 엔필드의 일부)은 제2차 세계대전 중 발전기와 다른 군사 용도로 사용된 플랫 트윈 2행정 가솔린 엔진을 생산했다.1945년 이후, 엔필드는 농장 및 해양 용도를 포함한 평면 트윈 디젤 엔진을 생산했습니다.코번트리 빅터는 1932년 기존 688cc 가솔린 플랫트윈의 디젤 버전을 선보였고, 1950년대에는 [46]: 111 다양한 산업용 및 해양용 플랫트윈 디젤 및 가솔린 엔진을 생산했다.

2 스트로크 플랫 트위인은 [when?]단일 실린더 엔진보다 부드러웠기 때문에 보트용 선외기로 자주 사용되었습니다.1940년대에, 그것들은 대부분 시동하기 쉽고 더 이상 과도한 [47]진동이 없는 직진 2행정 엔진으로 대체되었다.

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