KR0139139Y1 - 자동차용 엔진의 실린더 블록 - Google Patents

Abstract

본 고안은 피스톤이 미끄럼 이동하면서 마찰 접촉하는 실린더 라이너를 일체로 형성함으로써, 전체적인 엔진의 경량화를 실현함과 동시에, 알루미늄 합금의 주조성을 향상시킬 수 있는 자동차용 엔진의 실린더 블록에 관한 것으로, 이것은 피스톤과 미끄럼 마찰 접촉하는 내측면(12a)에는 다수의 라이닝 패드(18)가 삽입되어 있으며, 외측면(12b)은 워터 재킷(14)을 통해 유동하는 냉각수와 접촉하는 다수의 실린더(12)를 포함하는 구성을 지닌다.

Description

자동차용 엔진의 실린더 블록

본 고안은 차량용 엔진에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 피스톤이 미끄럼 이동하면서 마찰 접촉하는 실린더 라이너를 일체로 형성함으로써, 전체적인 엔진의 경량화를 실현함과 동시에, 알루미늄 합금의 주조성을 향상시킬 수 있는 자동차용 엔진의 실린더 블록에 관한 것이다.

자동차의 동력 발생원인 엔진은 주로 4사이클의 수냉식 기관을 채용하고 있다. 이것의 개략적인 구성을 보면, 엔진의 중심이 되는 기관본체와, 피스톤의 왕복운동을 크랭크축의 회전운동으로 변환하는 크랭크 기구와, 혼합기의 흡입시점과 기간 및 연소가스의 배출시점과 기간을 제어하는 밸브기구와, 연료와 공기를 혼합시켜 기관의 운전조건에 알맞은 혼합기를 형성하는 혼합기 형성기구 및 점화장치, 윤활장치, 냉각장치, 배기장치 등으로 이루어진 부속기구로 구성되어 있다.

또한, 기관본체는 엔진의 중심을 이루는 부분으로서 실린더 블록과, 실린더 헤드와, 크랭크 케이스와 오일팬 및 실린더 헤드 커버 등으로 구성되어 있다. 이 중에서, 실린더 블록은 기관의 본체가 되는 것으로, 수냉식 기관에서는 대부분 여러 개의 실린더가 일체로 제작되며, 각 실린더 사이에는 워터 재킷과 냉각수 통로가 형성되어 있다.

실린더 블록의 재질로는 실리콘이나 망간, 니켈, 크롬 등이 함유된 특수주철을 사용하고 있으나, 엔진의 경량화를 위해 알루미늄 함금을 사용하기도 한다. 실린더 블록을 알루미늄 합금으로 제조하는 경우에는 피스톤과의 마찰시 발생하는 마모를 방지하기 위해 주철제의 실린더 라이너를 삽입하여 사용하는 바, 본 고안의 이해를 돕기 위해 첨부한 도 1 을 참고로 종래의 실린더 라이너의 구조에 대하여 설명한다.

도 1 은 종래 기술에 의한 실린더 블록의 구성을 보인 단면도로, 냉각수가 직접 라이너의 외부와 접촉하여 냉각하는 방식의 습식 라이너(6)를 도시하였다. 실린더 블록(2)에는 워터 펌프로부터 송출된 냉각수가 유동하는 워터 재킷(4)이 형성되어 있으며, 하부에는 크랭크축이 관통 설치되는 관통공(8)을 지닌 크랭크 케이스가 일체로 주조되어 있다. 실린더 블록(2)의 하부에는 오일팬을 장착하기 위한 보울트가 체결되는 나사공(10)이 형성되어 있다.

여기에서, 원통형의 실린더 라이너(6)는 주조시에 실린더 내에 삽입하여 제작하게 되는데, 이때, 일부 확대하여 도시한 바와 같이, 라이너(6)의 이탈을 방지하기 위해 다수의 요철(6a)을 형성한다.

이러한 구성을 지닌 종래의 실린더 블록은 엔진의 경량화가 주목적인 알루미늄 합금의 실린더 블록에 있어서 주철제의 실린더 라이너를 원통형으로 일체로 형성함으로써, 전체적인 엔진의 무게를 증대시키는 원인이 되며, 알루미늄과 접촉하는 실린더 라이너(6)의 요철(6a)면에서는 주조시에 기포를 함유할 우려가 있다. 이렇게 생성된 기포와 주철의 낮은 열전도율로 인해 냉각성능이 저하되는 문제가 있다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 고안은 실린더 라이너의 구조를 변경하여 전체적인 엔진의 무게를 줄임과 동시에, 기포의 발생을 방지하여 냉각성능의 저하를 막을 수 있는 자동차용 엔진의 실린더 블록을 제공하는데 그 목적이 있다. 상술한 본 고안의 목적은 자동차용 엔진의 실린더 블록에 있어서, 피스톤과 미끄럼 마찰 접촉하는 내측면에는 다수의 라이닝 패드가 삽입되어 있으며, 외측면은 워터 재킷을 통해 유동하는 냉각수와 접촉하는 다수의 실린더를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 엔진의 실린더 블록에 의해서 달성된다.

도 1 은 종래 기술에 의한 차량용 엔진의 실린더 블록의 구성을 개략적으로 보인 단면도

도 2 는 본 고안에 따른 실린더 라이너를 지닌 차량용 엔진의 실린더 블록의 구성을 보인 일부 확대 단면도

도 3 은 본 고안에 따른 실린더 라이너의 구성을 보인 사시도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 실린더 블록 12 : 실린더

14 : 워터 재킷 16 : 실린더 라이너

18 : 라이닝 패드

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 자동차용 엔진의 실린더 블록에 대하여 상세히 설명한다.

도 2 는 본 고안에 따른 실린더 라이너를 지닌 차량용 엔진의 실린더 블록의 구성을 보인 일부 확대 단면도이며, 도 3 은 본 고안에 따른 실린더 라이너의 구성을 보인 사시도이다.

먼저, 도 2 에 도시한 바와 같이, 본 고안에 따른 엔진의 실린더 블록(11)을 구성하는 실린더(12)의 개략적인 구성을 보면, 피스톤과 미끄럼 접촉하는 내측면(12a)에는 다수의 라이닝 패드(18)가 삽입되어 있으며, 외측면(12b)에는 냉각수가 유동하는 워터 재킷(14)과 접촉되어 있다. 이와 같이, 엔진의 경량화를 위해, 알루미늄 합금으로 제조한 실린더(12)내벽의 마찰 접촉면에 주철제로 제조한 다수의 라이닝 패드(18)를 삽입함으로써, 피스톤과의 마찰에 따른 내마모성을 증대시킴과 동시에, 종래의 원통형 라이너에 비해 무게를 가볍게 할 수 있다.

피스톤과의 연속적인 마찰 접촉에 따라 실린더(12)의 내측면(12a)에 발생하는 마찰열이나 연소에 의한 고온의 열은 실린더(12)의 외측면(12b)을 통해 워터 재킷(14)으로 방출되며, 워터 재킷(14)으로 방출된 열은 유동하는 냉각수에 의해 냉각되어 엔진의 과열을 방지하게 된다.

다음에, 도 3 에는 본 고안의 실린더 블록을 제조하는데 사용하는 실린더 라이너(16)가 도시되어 있다.

도시한 바와 같이, 본 고안의 실린더 라이너(16)의 형상은 대략 원형으로 제조되어 있으며, 외측면(12b)상에는 주조 후에 상술한 라이닝 패드(18)를 구성하게 되는 다수의 돌기가 부착되어 있다. 여기에서, 돌기는 상세히 도시한 바와 같이, 일정한 방향이 아닌 여러 방향으로 대향되어 있는 부정향 배치를 이루는 것을 알 수 있다. 따라서, 알루미늄 주조시에는 이들 다수의 돌기 사이로 용융된 알루미늄 합금이 채워짐으로써, 다양한 각도를 지닌 라이닝 패드(18)를 제공하게 된다.

다음에는 이러한 구조를 지닌 실린더 라이너(16)를 이용하여 본 고안의 실린더 블록(11)을 제조하는 과정을 설명한다.

먼저, 다수의 돌기를 지닌 주철재의 실린더 라이너를 원통형으로 가공한 다음, 이를 실린더 블록을 주조하기 위한 금형에 삽입한 후에, 금형내에 용융된 알루미늄 합금을 부어 주조한다.

다음에, 주조된 실린더 블록(11)에 형성된 실린더의 내측면(12a)에 부착된 실린더 라이너(16)의 원통부분을 보오링 머신 등으로 가공하여 완전히 제거한다. 이와 같이, 실린더 라이너(16)의 원통부분을 완전히 제거함으로써, 실린더 라이너(16)의 외측면(12b)에 부착되어 있던 돌기만이 남게 되며, 이들 돌기 사이에는 알루미늄 합금이 충만되어 있어, 실린더(12)의 내측 마찰면을 형성하게 된다. 이때, 돌기의 재질은 주철이므로, 피스톤과의 접촉시에는 마모를 방지하는 라이닝 패드(18)로서의 역할을 충분히 수행하게 된다.

이상으로 설명한 본 고안에 따른 자동차용 엔진의 실린더 블록은 피스톤과의 미끄럼 접촉시에 우수한 내마모성을 제공함과 동시에, 일체로 제조된 원통형에 비해 가볍기 때문에 엔진의 경량화를 가능케 하는 효과를 갖는다.

Claims (2)

1. 자동차용 엔진의 실린더 블록에 있어서, 피스톤과 미끄럼 마찰 접촉하는 내측면(12a)에는 다수의 라이닝 패드(18)가 삽입되어 있으며, 외측면(12b)은 워터 재킷(14)을 통해 유동하는 냉각수와 접촉하는 다수의 실린더(12)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 엔진의 실린더 블록.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 라이닝 패드(18)는 주철과 같이 상기 실린더(12)보다 내마모성이 우수한 재질로 제조되는 것을 특징으로 하는 자동차용 엔진의 실린더 블록.