KR100196378B1

KR100196378B1 - Apparatus for manufacturing cylinder head

Info

Publication number: KR100196378B1
Application number: KR1019960034962A
Authority: KR
Inventors: 김대기
Original assignee: 류정열; 기아자동차주식회사
Priority date: 1996-08-23
Filing date: 1996-08-23
Publication date: 1999-06-15
Also published as: KR19980015578A

Abstract

본 발명은 자동차의 가솔린엔진용 실린더헤드의 제조장치에 관한 것으로, 본 제조장치가, 개구홀(1a)이 형성됨과 더불어 고온/고압을 지탱하도록 된 보온로(1), 실린더헤드의 형상을 주조하도록 된 용탕(2), 이 용탕(2)이 탕로(3)에 의해 이동되는 공동부(4), 이 공동부(4)를 형성하도록 된 상형(5) 및 하형(6), 상기 개구홀(1a)에 삽입됨과 더불어 그 일측끝부에 프로펠러(8)가 결합된 동력전달축(9), 이 동력전달축(9)의 반대측 끝부에 결합된 동력모터(10)로 이루어져 용탕에 섞여진 질소나 아르곤 및 수소 등의 불순가스가 공동부에 충진되기 전에 제거됨으로 인해 완제품의 불량률을 최소화됨과 더불어 보온로의 가격절감 및 보수유지가 용이하도록 된 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for manufacturing a cylinder head for a gasoline engine of an automobile. The apparatus includes casting the shape of a heat insulating furnace (1) and a cylinder head in which an opening hole (1a) is formed and which supports high temperature / high pressure. The molten metal 2, the cavity 4 through which the molten metal 2 is moved by the furnace 3, the upper mold 5 and the lower mold 6 to form the cavity 4, the opening hole Nitrogen mixed in the molten metal consisting of a power transmission shaft (9) inserted into (1a) and a propeller (8) coupled to one end thereof, and a power motor (10) coupled to an opposite end of the power transmission shaft (9). In addition, since impurity gases such as argon and hydrogen are removed before filling the cavity, the defect rate of the finished product is minimized, and the price of the thermal furnace is reduced and maintenance is easy.

Description

Apparatus for manufacturing cylinder head for gasoline engine of automobile

본 발명은 자동차의 가솔린엔진용 실린더헤드의 제조장치에 관한 것으로, 특히 보온로내의 탈개스를 용이하게 처리하여 완제품의 질을 향상시킴과 더불어 완제품의 수소함량을 저감하여 불량률을 최소화시키도록 된 자동차의 가솔린엔진용 실린더헤드의 제조장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for manufacturing a cylinder head for a gasoline engine of an automobile, and in particular, to easily process degassing in a thermal furnace to improve the quality of the finished product and to reduce the hydrogen content of the finished product to minimize the defective rate. It relates to an apparatus for producing a cylinder head for a gasoline engine.

일반적으로 가솔린(Gasoline)은 파라핀계, 내프텐계, 오레핀계, 방향족 등 극히 많은 탄화수소 분자의 혼합체이며 그 정제법에 따라 직류(稙留) 가솔린과 개질(改質)가솔린 및 분해(分解)가솔린이 있는 바, 상기 직류가솔린은 위에 설명한 원유의 분류(分留, fractional destillation)에서 얻은 것이며, 옥탄가가 55∼70이므로 그대로 자동차용 연료로 사용할 수 없어, 접촉 개질(改質)하여 옥탄가를 높이거나 옥탄가가 놓은 가솔린과 혼합하여 사용하고, 개질 가솔린은 옥탄가를 높이기 위해 직류 가솔린이나 분해 가솔린을 화학적으로 변화시켜 개질한 것이며, 분해 가솔린은 원유 속의 등유, 경유, 중유 등을 다시 증류하여 만든 것이며, 분해 방법에는 열분해, 접촉분해, 수소화분해 등이 있다.In general, gasoline is a mixture of a very large number of hydrocarbon molecules such as paraffinic, naphthenic, olefinic, and aromatic, and according to the purification method, direct gasoline, modified gasoline, and decomposed gasoline As can be seen, the DC gasoline is obtained from the fractional destillation of crude oil described above, and the octane number is 55 to 70, so it cannot be used as a fuel for automobiles, and the octane number is increased by contact reforming. It is used by mixing with gasoline, and reformed gasoline is reformed by chemically changing DC gasoline or cracked gasoline to increase octane number. Examples thereof include pyrolysis, catalytic cracking and hydrocracking.

그리고 가솔린엔진(Gasoline Engine)은 내연기관의 일종으로서, 가솔린 기화기를 기화시킨 다음 공기와 적당히 혼합하여 실린더에 보내고, 전기점화로써 연소시켜 동력을 발생시키는 기관이다.The gasoline engine is a type of internal combustion engine that vaporizes a gasoline vaporizer, then mixes it with air, sends it to a cylinder, and burns it by electric ignition to generate power.

상기 가솔린엔진에 사용되는 실린더헤드(Cylinder Head)는 실린더블록 위에 설치된 뚜껑부분으로 가스나 물이 새는 것을 방지하기 위해 헤드개스킷을 대고 여러개의 볼트로 실린더블록에 결합되어 있다. 또한 수냉식과 공랭식에 따라 그 구조가 다르며, 수냉식은 전(全) 실린더 또는 몇개의 실린더가 일체로 주조되고 공랭식은 실린더별로 주조가 되어 있다. 헤드의 안쪽은 피스턴 및 실린더와 함께 연소실을 형성하고 그 외부에는 흡배기매니폴드, 밸브기구, 점화플러그등을 부착하는 구멍과 고정하는 볼트구멍이 있고, 수냉식헤드에는 내부에 냉각수가 통하는 물재킷(water jacket)이 마련되어 있다.The cylinder head (Cylinder Head) used in the gasoline engine is attached to the cylinder block with a plurality of bolts on the head gasket to prevent the gas or water leak to the lid portion installed on the cylinder block. In addition, the structure is different depending on the water-cooled and air-cooled type, the water-cooled type is the whole cylinder or several cylinders are integrally cast, and the air-cooled type is cast for each cylinder. The inside of the head forms a combustion chamber together with the piston and the cylinder, and the outside has a hole for attaching the intake and exhaust manifold, the valve mechanism, the spark plug and the like, and a bolt hole for fixing the water cooling head. A jacket is provided.

실린더헤드는 그 밑면이 연소실로 되어 있어, 고온 고압가스에 직접 노출되기 때문에 고온에 대한 강도가 높고 열팽창이 적어야 하며 주조 및 가공이 용이해야 한다. 재질은 실린더블록과 같은 주철을 쓰나 때로는 철에 비해 열전도가 매우 좋고 연소실의 온도를 낮게 할 수 있는 알루미늄 합금을 사용하기도 한다.Since the cylinder head has a combustion chamber at the bottom thereof, the cylinder head is directly exposed to high temperature and high pressure gas, so that the cylinder head needs to have high strength, low thermal expansion, and easy casting and processing. The material is cast iron such as cylinder block, but sometimes it is made of aluminum alloy, which has better thermal conductivity than iron and can lower the temperature of combustion chamber.

이러한 가솔린엔진용 실린더헤드(K)의 종래 제조방법은 저압다이케스팅(LPDC : Low Pressure Die Casting) 공법이 널리 사용되고 있는 바, 이러한 저압다이케스팅 공법에 사용되는 장치는 제4도에 도시된 바와 같이, 고온/고압을 효과적으로 지탱하도록 된 보온로(1), 이 보온로(1)의 내부 상단에 설치된 가압장치(21), 이 가압장치(21)에 의해 가압되어 실린더헤드의 형상을 주조하도록 된 용탕(2), 이 용탕(2)이 탕로(3)를 따라 이동되도록 된 공동부(4), 이 공동부(4)가 형성되도록 서로 완전 밀착되게 형성된 상형(5) 및 하형(6)으로 이루어져 있다.Conventional manufacturing method of the cylinder head (K) for the gasoline engine is a low pressure die casting (LPDC: Low Pressure Die Casting) method is widely used, the apparatus used in such a low pressure die casting method is a high temperature, as shown in FIG. / A heating furnace 1 for effectively supporting high pressure, a pressurizing device 21 installed on the inner upper end of the heating furnace 1, and a molten metal pressed by the pressurizing device 21 to cast the shape of the cylinder head ( 2), the molten metal 2 is composed of a cavity 4 in which the molten metal is moved along the furnace 3, and an upper mold 5 and a lower mold 6 formed in close contact with each other such that the cavity 4 is formed. .

따라서 보온로(1)의 내부에 충진된 용탕(2)을 가압장치(21)에 의해 가압하게 되면 상기 용탕(2)은 탕로(3)를 통해 실린더헤드의 형상이 형성된 공동부(4)를 가득 채우게 되는 바, 이때 상기 공동부(4)내의 용탕(2)이 완전히 굳도록 일정시간 동안 가압장치(21)의 전원을 오프(OFF)시킴과 더불어 상형(5)과 하형(6)을 분리시켜 완제품의 실린더헤드를 생산하게 되지만, 상기 보온로(1)가 고온에서 사용되어야 하기에 그 설치비가 비싸고, 또한 상기 보온로(1)가 진공에서 가압되게끔 실링(Sealing)이 잘 되어야 하므로 차후 고장시 보수하기가 매우 불편할 뿐만 아니라 상기 보온로(1)내의 가스(질소, 아르곤)를 반드시 보온로(1)에 넣기 전의 용탕(2)에서 제거해야 하는 바, 이때 용탕(2)의 운반중 불순물이나 불순가스등이 상기 용탕(2)에 섞어진 상태로 주조되어 완제품의 불량률이 증가되는 문제점이 있었다.Therefore, when the molten metal 2 filled in the heating furnace 1 is pressurized by the pressurizing device 21, the molten metal 2 opens the cavity 4 having the shape of the cylinder head through the molten metal 3. In this case, the upper mold 5 and the lower mold 6 are separated from each other by turning off the power of the pressurizing device 21 for a predetermined time so that the molten metal 2 in the cavity 4 is completely solidified. Although the cylinder head of the finished product is produced, the installation cost is high because the heat furnace 1 must be used at a high temperature, and the heat shield 1 must be well sealed to pressurize the vacuum in the future. Not only is it inconvenient to repair in case of failure, but also the gas (nitrogen, argon) in the thermal furnace 1 must be removed from the molten metal 2 before being put into the thermal furnace 1, during which the molten metal 2 is being transported. Impurities, impurity gases, etc. are cast in a state of being mixed with the molten metal 2 to There is a problem in that ryangryul increases.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 보온로 내의 가압장치를 제거함과 더불어 전자기펌프를 설치하고 용탕에 섞인 불순물가스를 용탕이 공동부에 충진되기 전에 제거하여, 완제품의 불량률을 최소화시킴과 더불어 보온로의 가격절감 및 보유지가 용이하도록 된 자동차의 가솔린엔진용 실린더헤드의 제조장치를 제공함에 그 목적이 있다.Therefore, the present invention was devised to solve the above problems, by removing the pressurization device in the heating furnace, and installing an electromagnetic pump and removing the impurity gas mixed in the molten metal before the molten metal is filled in the cavity, the defective rate of the finished product. The purpose of the present invention is to provide a manufacturing apparatus of a cylinder head for a gasoline engine of a vehicle, which minimizes the cost and facilitates cost reduction and retention of the thermal insulation furnace.

제1도는 본 발명에 따른 장치로 제조된 실린더헤드의 사시도.1 is a perspective view of a cylinder head made of the device according to the invention.

제2도는 본 발명에 따른 제조장치를 도시한 단면도.2 is a cross-sectional view showing a manufacturing apparatus according to the present invention.

제3도는 제2도 (A)부의 요부확대도.3 is an enlarged view of the main part of FIG. 2 (A).

제4도는 종래 구조로서, 제2도에 대응되는 단면도이다.4 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 2 as a conventional structure.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 보온로 1a : 개구홀1: insulation furnace 1a: opening hole

2 : 용탕 3 : 탕로2: molten metal 3: molten metal

4 : 공동부 5 : 상형4: cavity part 5: upper part

6 : 하형 7 : 전자기펌프6: bottom type 7: electromagnetic pump

8 : 프로펠러 9 : 동력전달축8: propeller 9: power transmission shaft

10 : 동력모터 K : 실린더헤드10: power motor K: cylinder head

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 고온/고압을 효과적으로 지탱하도록 된 보온로, 이 보온로의 내부에 설치된 가압장치, 실린더헤드의 형상으로 주조되도록 된 용탕, 이 용탕이 탕로를 따라 이동되는 공동부, 이 공동부가 형성되도록 상호 밀착된 상형 및 하형으로 이루어진 자동차의 가솔린엔진용 실린더헤드의 제조장치에 있어서, 상기 가압장치를 제거함과 더불어 전자기펌프를 설치하고, 상기 보온로의 우측상단부에 개구홀이 형성됨과 더불어 이 개구홀에는 일측 끝부에 프로펠러가 결합된 동력전달축이 삽입되되, 상기 동력전달축의 반대측 끝부는 동력모터와 결합된 구조로 되어 있다.In order to achieve the above object, the present invention provides a heat retention furnace configured to effectively support high temperature / high pressure, a pressure device installed inside the heat retention furnace, a molten metal to be cast in the shape of a cylinder head, and the molten metal moves along the hot water path. In the manufacturing apparatus of the cylinder head for a gasoline engine of a vehicle consisting of a cavity to be formed, the upper and lower molds in close contact with each other so that the cavity is formed, the pressurization device is removed and an electromagnetic pump is installed, An opening hole is formed and a power transmission shaft coupled with a propeller is inserted into one end of the opening hole, and the opposite end of the power transmission shaft is coupled to the power motor.

이하 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제1도는 본 발명에 따른 장치로 제조된 실린더헤드의 사시도이고, 제2도는 본 발명에 따른 제조장치의 단면도로서, 본 발명은, 고온/고압을 효과적으로 지탱하도록 된 보온로(1), 이 보온로(1)의 내부 상단에 설치된 가압장치(21), 이 가압장치(21)에 의해 가압되어 실린더헤드의 형상을 주조하도록 된 용탕(2), 이 용탕(2)이 탕로(3)를 따라 이동되도록 된 공동부(4), 이 공동부(4)가 형성되도록 서로 완전 밀착되게 형성된 상형(5) 및 하형(6)으로 이루어진 자동차의 가솔린엔진용 실린더헤드의 제조장치에 있어서, 상기 가압장치(21)를 제거함과 더불어 용탕(2)을 공동부(4)내로 균일하게 공급하도록 된 전자기펌프(7)를 설치하고, 상기 보온로(1)의 우측 상단부에 개구홀(1a)를 형성함과 더불어 이 개구홀(1a)에는 제3도에 상세히 도시된 바와 같이, 용탕(2)내에 섞인 질소 또는 아르곤 등의 불순가스를 상기 공동부(4)에 용탕(2)이 충진되기 전에 제거하기 위한 프로펠러(8)가 일측 끝부에 결합된 동력전달축(9)이 삽입되되, 이 동력전달축(9)의 반대는 끝부는 동력전달축(9)을 회전시키기 위한 동력모터(10)와 결합된다.1 is a perspective view of a cylinder head manufactured by the apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of the manufacturing apparatus according to the present invention. The pressurization device 21 installed in the upper upper part of the furnace 1, the molten metal 2 pressurized by the pressurizing device 21 to cast the shape of the cylinder head, and the molten metal 2 along the molten iron 3 In the apparatus for producing a cylinder head for a gasoline engine of an automobile comprising a cavity (4) to be moved, an upper mold (5) and a lower mold (6) formed in close contact with each other such that the cavity (4) is formed, the pressurizing device (21) is removed and an electromagnetic pump (7) is provided to uniformly supply the molten metal (2) into the cavity part (4), and the opening hole (1a) is formed in the upper right part of the heat keeping furnace (1). In addition, the opening hole 1a is mixed in the molten metal 2 as shown in detail in FIG. Alternatively, a power transmission shaft 9 having a propeller 8 coupled to one end of the impurity gas, such as argon, to remove the impurity gas before the molten metal 2 is filled in the cavity 4 is inserted into the power transmission shaft ( The opposite of 9) is coupled to the power motor 10 for rotating the power transmission shaft (9).

따라서 동력모터(10)에 의해 프로펠러(8)를 회전시켜 용탕(2)내에 섞여진 질소나 아르곤 등의 불순가스를 제거한 후, 불순물이 제거된 순수한 용탕(2)을 전자기펌프(7)를 매개로 공동부(4)의 내부에 균일하게 공급한 다음, 일정 시간 이후 상형(5)과 하형(6)을 분리시키게 되면 수소함량이 0.2㎖/100g에서 0.1㎖/100g으로 낮춰진 고품질의 실린더헤드(K)를 생산할 수 있게 된다.Accordingly, the propeller 8 is rotated by the power motor 10 to remove impurity gases such as nitrogen and argon mixed in the molten metal 2, and then the pure molten metal 2 in which impurities are removed is transferred through the electromagnetic pump 7. After supplying uniformly to the inside of the cavity 4, and then separating the upper mold (5) and the lower mold (6) after a certain time, the high-quality cylinder head lowered from 0.2ml / 100g to 0.1ml / 100g (K) can be produced.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 가솔린엔진용 실린더헤드의 제조장치가, 개구홀이 형성됨과 더불어 고온/고압을 지탱하도록 된 보온로, 실린더헤드의 형상을 주조하도록 된 용탕, 이 용탕이 탕로에 의해 이동되는 공동부, 이 공동부를 형성하도록 된 상형 및 하형, 상기 개구홀에 삽입됨과 더불어 그 일측끝부에 프로펠러가 결합된 동력전달축, 이 동력전달축의 반대측 끝부에 결합된 동력모터로 이루어져, 용탕에 섞여진 질소나 아르곤 및 수소등의 불순가스가 공동부에 충진되기 전에 제거됨으로 인해 완제품의 불량률을 최소화시킴과 더불어 보온로의 가격절감 및 보수유지가 용이하여 상품성이 증진되는 효과가 있다.As described above, the apparatus for manufacturing a gas cylinder engine cylinder head according to the present invention includes a heat insulating furnace in which an opening hole is formed and which is capable of supporting high temperature / high pressure; It consists of a moving part, a top and bottom shape to form this cavity, a power transmission shaft inserted into the opening hole and coupled with a propeller at one end thereof, and a power motor coupled to an opposite end of the power transmission shaft. Since impurity gases such as nitrogen, argon, and hydrogen are mixed before being filled in the cavity, it minimizes the defective rate of the finished product, and it is easy to reduce the price of the thermal furnace and maintain maintenance, thereby improving the merchandise.

Claims

The heating furnace 1 which is effective to support the high temperature / high pressure, the pressurization apparatus 21 installed in the upper end of this insulation furnace 1, and the molten metal pressurized by this pressurization apparatus 21 to cast the shape of a cylinder head. (2), a cavity 4 in which the molten metal 2 is moved along the furnace 3, and an upper mold 5 and a lower mold 6 formed in close contact with each other such that the cavity 4 is formed. In the apparatus for manufacturing a cylinder head for a gasoline engine of an automobile, an electromagnetic pump (7) is provided to remove the pressurization device (21) and to uniformly supply the molten metal (2) into the cavity (4). The opening hole 1a is formed in the upper right part of the furnace 1, and impurity gas such as nitrogen or argon mixed in the molten metal 2 is poured into the cavity 4 in the opening hole 1a. Before the filling, a power transmission shaft 9 coupled with one end of the propeller 8 for removal is inserted. Shaft 9 opposite to the end portion power motor 10 and the apparatus for manufacturing a car gasoline engine cylinder head, characterized in that the combined power transmission for rotating the shaft 9 in.