KR0129023Y1 - 엔진의실린더냉각구조 - Google Patents

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Abstract

본 고안은 실린더 블록의 워터 재킷 내에 피스톤의 상하 운동으로 냉각수를 강제 유동시키는 작동판을 설치한 엔진의 실린더 냉각 구조에 관한 것으로서, 피스톤 헤드의 상면 양측에 일정 깊이만큼 길게 형성된 피스톤 홈과, 상기 피스톤 홈과 대응하는 실린더 벽면에 워터 재킷과 관통되게 상하로 길게 형성된 실린더 홈과, 상기 실린더 홈에 삽입되어 상기 피스톤 홈에 일측단이 걸려 상측 방향으로 이동되는 플런저와, 상기 플런저를 하측 방향으로 밀어 주는 리턴 스프링과, 워터 재킷 내의 냉각수를 유동시키도록 상기 플런저의 타측단에 설치되어 상기 플런저를 따라 상하 이동되는 작동판으로 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 본 고안에 의한 엔진의 실린더 냉각 구조는 피스톤의 왕복운동으로 워터 재킷 내의 냉각수를 원활하게 유동시키기 때문에 냉각수의 열교환 능력을 높여 실린더의 냉각 효과가 상승되고, 더불어 엔진 출력이 향상되는 효과가 있다.

Description

엔진의 실린더 냉각 구조
본 고안은 자동차 엔진의 실린더를 냉각시키는 냉각 구조에 관한 것으로서, 특히 실린더 블록에 형성된 워터 재킷 내에 피스톤의 상하 운동으로 냉각수를 유동시키는 작동판을 설치함으로써 실린더의 냉각 효율이 향상되도록 한 엔진의 실린더 냉각 구조에 관한 것이다.
엔진을 냉각하여 과열을 방지하고, 또한 적정온도로 유지하는 장치를 엔진의 냉각장치라 한다. 상기 엔진에서도 실린더 내에 연소가스의 온도는 2000℃ 이상에 달하고, 이 열의 상당량이 실린더, 실린더 헤드, 피스톤 등에 흡수된다. 이들 부분의 온도가 과도하게 상승하면, 실린더에 변형을 일으키거나 또는 실린더 벽의 유막이 파괴되어 윤활불량이 되며 심할 때는 엔진을 손상시킨다. 또한 연소상태도 나빠지는 결과 노킹이나 조기점화를 일으켜 출력은 급격히 저하한다.
반대로 너무 냉각되면 연소에 의해 생긴 열 중에서, 냉각으로 상실되는 양이 많아져 엔진의 열효율을 저하시켜 연료소비를 증대시킨다. 또한 실린더 중에서 가솔린의 무화가 불충분한 혼합기가 공급되기 때문에 가솔린에 의해 엔진 오일을 묽게 만드는 원인이 되며 실린더의 마모를 촉진시키는 원인이 된다.
엔진을 냉각시키는 방식에는 외기를 이용하여 엔진의 외부를 직접 냉각하는 공랭식과 냉각수를 엔진 내부로 순환시켜 냉각하는 수냉식이 있다. 이중에서도 상기 수냉식은 워터 펌프에 의해 냉각수를 실린더 블록 및 실린더 헤드에 형성된 워터 재킷으로 보내고 냉각시키며 다시 라디에이터로 끌어들여 방열하며 데워진 물은 또다시 워터 펌프를 이용해 순환시킨다.
여기서, 종래 엔진의 실린더 냉각 구조는 도1에 도시된 바와 같이 피스톤(1)이 왕복 운동하는 실린더(2) 인근, 즉 실린더 블록(3)에 냉각수 통로가 형성된다. 그리고 상기 냉각수 통로를 워터 재킷(4)이라 부른다. 상기 워터 재킷(4)을 통과하는 냉각수는 상기한 워터 펌프에 의해 실린더 블록(3)의 워터 재킷(4) 내부를 순환하고 다시 라디에이터에 보내져서 냉각되어 재 순환하게 된다
그러나, 종래 엔진의 실린더 냉각 구조는 워터 펌프의 가압으로 냉각수가 순환되어 상기 실린더(2)를 냉각시키기 때문에 실린더(2)와 피스톤(1)의 냉각 효율이 떨어져 상기 실린더와 피스톤이 손상되거나 엔진 효율이 떨어진다. 즉, 상기 워터 재킷(4) 내의 냉각수가 상기 실린더(2)와의 열교환을 위해 워터 재킷(4) 벽면에 접촉하는 면적이 작아 냉각 효과가 떨어지는 문제점이 있다.
본 고안은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 피스톤의 왕복운동으로 상하 작동되는 작동판을 설치하여 워터 재킷 내의 냉각수를 유동시킴으로써 실린더의 냉각효율을 향상시켜 실린더 및 피스톤의 마모가 저감되도록 한 엔진의 실린더 냉각 구조를 제공하는 데 있다.
도 1은 종래 기술에서 엔진의 실린더 냉각 구조를 나타낸 구성도,
도 2A는 본 고안에 따른 엔진의 실린더 냉각 구조를 나타낸 정단면도,
도 2B는 상기 도 2A의 A-A 선의 단면도,
도 2C는 본 발명에 따른 작동판의 사시도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 실린더 12 : 실린더 홈
20 : 릴리이프 밸브 22 : 피스톤 홈
40 : 워터 재킷 50 : 플런저
60 : 리턴 스프링 70 : 작동판
80 : 밀봉 수단
상기한 과제를 실현하기 위한 본 고안의 엔진의 실린더 냉각 구조는, 피스톤 헤드의 상면 양측에 일정 깊이만큼 길게 형성된 피스톤 홈과, 상기 피스톤 홈과 대응하는 실린더 벽면에 워터 재킷과 관통되게 상하로 길게 형성된 실린더 홈과, 상기 실린더 홈에 삽입되어 상기 피스톤 홈에 일측단이 걸려 상측 방향으로 이동되는 플런저와, 상기 플런저를 하측 방향으로 밀어 주는 리턴 스프링과, 워터 재킷 내의 냉각수를 유동시키도록 상기 플런저의 타측단에 설치되어 상기 플런저를 따라 상하 이동되는 작동판으로 구성된 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 실시 예를 설명하면 다음과 같다.
본 고안에 의한 엔진의 실린더 냉각 구조는 도2에 도시된 바와 같이 피스톤(10) 헤드의 상면 양측에 일정 깊이만큼 길게 피스톤 홈(12)이 형성되고, 상기 피스톤 홈(12)과 대응하는 실린더(20) 벽면에 워터 재킷(40)과 관통되게 상하로 길게 실린더 홈(22)이 형성된다.
그리고, 상기 실린더 홈(22)에 삽입되어 상기 피스톤 홈(12)에 일측단이 걸려 상측 방향으로 이동되는 플런저(50)와, 상기 플런저(50)를 하측 방향으로 밀어 주는 리턴 스프링(60)과, 상기 워터 재킷(40) 내의 냉각수를 유동시키도록 상기 플런저(50)의 타측단에 설치되어 상기 플런저(50)를 따라 상하 이동되는 작동판(70)으로 구성된다.
상기 실린더 홈(22)과 플런저(50) 사이에 상기 워터 재킷(40) 내로 연소가스가 유출되는 것과 연소실 내로 냉각수가 유입되는 것이 방지되도록 내열성 및 신축성을 가진 밀봉 수단(80)이 설치된다.
그리고, 상기 작동판(70)은 냉각수를 용이하게 유동시키도록 하측 방향으로 오목하게 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 작동판(70)이 상승할 때 워터 재킷(40)의 냉각수에 더 많은 힘이 작용하도록 형성된다.
상기와 같이 구성된 본 고안을 장착한 엔진이 작동되면 실린더(20) 내의 피스톤(10)이 왕복 운동하면서 동력을 발생시킨다. 그리고 상기 실린더(20) 내의 폭발행정으로 고열이 발생되고, 이에 따라 실린더(20) 및 피스톤(10)이 점차 고온으로 상승되는 것을 방지토록 워터 재킷(40) 내에 냉각수가 순환하게 된다.
여기서, 상기 피스톤(10)이 압축 및 배기 행정 과정에서 상승하게 되면 상기 피스톤(10)의 피스톤 홈(12)에 플런저(50)의 일부가 걸려 리턴 스프링(60)을 압축하면서 동시에 상승하게 되고, 상기 플런저(50)의 상승으로 워터 재킷(40) 내에 위치하는 작동판(70)도 상승하게 된다. 이때, 상기 작동판(70)이 워터 재킷(40)내의 냉각수를 활발하게 유동시켜 실린더(20)의 냉각효율이 상승된다. 즉, 실린더(20)의 뜨거운 열이 전달되는 워터 재킷(40)의 벽면에 직접 접촉되는 냉각수의 양이 늘어나게 된다.
이후, 상기 피스톤(10)이 하강하면 상기 플런저(50)도 리턴 스프링(60)에 밀려 하강되고, 동시에 작동판(70)도 하강된다. 특히, 상기 작동판(70)이 하측 방향으로 오목하게 형성되어 하강할 때 보다 상승할 때 냉각수에 더 많은 일을 하게 된다. 그리고, 상기 플런저(50)가 상하 운동하는 실린더 홈(22)에 밀봉 수단(80)이 설치되어 압축 가스 및 연소가스가 워터 재킷(40) 내로 유출되는 것을 방지하고, 또한 워터 재킷(40) 내의 냉각수가 연소실 내로 유입되는 것을 방지한다.
상기와 같이 구성되고 작용하는 본 고안에 의한 엔진의 실린더 냉각 구조는 피스톤(10)의 왕복운동으로 워터 재킷(40) 내의 냉각수를 원활하게 유동시키기 때문에 냉각수의 열교환 능력을 높여 실린더의 냉각 효과가 상승되고, 더불어 엔진 출력이 향상되는 이점이 있다.

Claims (3)

  1. 피스톤 헤드의 상면 양측에 일정 깊이만큼 길게 형성된 피스톤 홈과, 상기 피스톤 홈과 대응하는 실린더 벽면에 워터 재킷과 관통되게 상하로 길게 형성된 실린더 홈과, 상기 실린더 홈에 삽입되어 상기 피스톤 홈에 일측단이 걸려 상측 방향으로 이동되는 플런저와, 상기 플런저를 하측 방향으로 밀어 주는 리턴 스프링과, 워터 재킷 내의 냉각수를 유동시키도록 상기 플런저의 타측단에 설치되어 상기 플런저를 따라 상하 이동되는 작동판으로 구성된 것을 특징으로 하는 엔진의 실린더 냉각 구조.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 실린더 홈과 플런저 사이에 연소가스의 유출 및 냉각수의 유입이 방지되도록 연소실을 밀봉시키는 밀봉 수단이 설치된 것을 특징으로 하는 엔진의 실린더 냉각 구조.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 작동판은 냉각수를 용이하게 유동시키도록 하측 방향으로 오목하게 형성된 것을 특징으로 하는 엔진의 실린더 냉각 구조.
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