KR100250308B1 - 내연기관의 피스톤 링 - Google Patents

Abstract

압축링과 오일링을 하나의 조합형으로 형성하여 조립 및 분해를 용이하게 하고, 마찰손실을 줄여 동력손실을 최소화할 목적으로 ;

제1,2,3 3개의 링이 중첩 조합되어 상하 경사면을 갖고 피스톤의 상측부 외주면에 형성되는 하나의 링홈에 장착되는 내연기관의 피스톤 링을 제공한다.

Description

내연기관의 피스톤 링

제1도는 본 발명에 의한 피스톤 링이 적용된 피스톤의 단면도.

제2도는 제1도의 a-a선 단면도.

제3도는 종래 단면도이다.

본 발명은 내연기관의 피스톤 링에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 압축링과 오일링을 하나의 조합형으로 형성하여 조립 및 분해를 용이하게 하고, 마찰손실을 줄여 동력손실을 최소화할 수 있는 내연기관의 피스톤 링에 관한 것이다.

잘 알려진 바와 같이, 내연기관은 연료와 공기가 혼합된 혼합기를 연소기내에서 연소시켜 동력을 얻는 것으로서, 대표적인 예로서는 자동차 엔진을 들 수가 있다.

이와 같은 내연기관은 상기한 바와 같이 연료를 연소실에서 연소시킴으로써, 이의 팽창가스가 피스톤을 하강시키고, 이의 하강운동이 크랭크 기구에 의하여 회전운동으로 바뀌어 동력을 얻게 되는 바, 실린더와 피스톤 사이에는 긴밀한 기밀상태가 유지되어야만 한다.

이에 따라 피스톤의 상단부에는 기밀을 유지하기 위한 밀봉수단으로 다수의 링이 적용된다.

이러한 링의 종래 기술을 살펴보면 제3도에서와 같이 피스톤(100)의 상단부에 상하 소정의 간격을 두고 다수의 링홈(102)(104)(106)을 형성하고, 이의 링홈(102~106) 각각에 링(108)(110)(112)이 결합된다.

상기에서 상측 2개의 링(108)(110)은 기밀을 유지하기 위한 압축링으로서, 팽창가스의 블로바이를 방지하고, 다른 하나의 링(112)은 오일링으로서, 실린더 벽을 타고 엔진 오일이 연소실로 유입되어 연소되는 것을 방지하게 된다.

상기에서는 하나의 피스톤에 3개의 링이 적용된 예를 설명하고 있으나, 4개의 링을 갖는 것도 있음은 물론이다.

그러나 상기와 같은 피스톤 링에 있어서는 3개의 링이 각각 독립적으로 이루어져 각각 결합이 이루어지게 되는 바, 링의 조립 및 분해에 따른 작업이 매우 불편하다는 문제점이 있다.

그리고 3개의 링이 별도의 탄성력으로 실린더와 마찰을 이루게 됨으로써, 과다한 마찰로 인하여 마찰손실이 크게 발생되며, 그의 재질 특성상 피스톤의 경량화에 악영향을 미친다는 폐단이 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 압축링과 오일링을 하나의 조합형으로 형성하여 조립 및 분해를 용이하게 하고, 마찰손실을 줄여 동력손실을 최소화할 수 있는 내연기관의 피스톤 링을 제공하려는 것이다.

이를 실현하기 위하여 본 발명은 제1,2,3 3개의 링이 중첩 조합되어 상하 경사면을 갖고 피스톤의 상측부 외주면에 형성되는 하나의 링홈에 장착되는 내연기관의 피스톤 링을 제공한다.

상기에서 제1링은 외주연으로 갈수록 두께가 작아지는 형태로 형성되고, 그의 외주연 상측부분이 라운드 형태로 이루어지며, 제2링은 외주측으로 자유단부를 둔 오른경사의 제1 경사부와, 이의 하단으로 연장되는 왼경사의 제2 경사부와, 이의 하단으로 연장되는 오른경사의 제3 경사부와, 이의 하단으로 연장되는 왼경사의 제4 경사부를 갖는 지그자그 형태로 이루어지며, 제3링은 외주연 부분이 두껍게 이루어지고, 그의 외주연이 라운드 가공되는 내연기관의 피스톤 링을 제공한다.

이하, 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본 발명에 의한 피스톤 링이 적용된 피스톤의 단면도로서, 부호 2는 피스톤을 지칭한다.

상기 피스톤(2)은 종래와 마찬가지로 경량이면서도 내구성 및 내열성이 우수한 알루미늄 합금 등으로 이루어지며, 그의 상단부에는 외주면측으로 확개되는 형태의 상하 경사면(4)(6)을 갖는 링홈(8)이 형성된다.

그리고 상기 링홈(8)의 하측부는 피스톤(2)의 내부 중공부와 연통되는 오일 배출공(10)이 형성되어 후술하는 피스톤 링(12)으로부터 유입되는 오일을 크랭크 케이스 내로 배출하게 된다.

상기 링홈(8)에 결합되는 피스톤 링(12)은, 제 1, 2, 3링(14)(16)(18)으로 이루어진다.

상기에서 제1링(14)은 압축링으로서, 외주연으로 갈수록 두께가 작아지는 형태로 이루어지며, 그의 외주연 상측부분이 라운드 형태로 이루어진다.

그리고 제2링(16)은 오일링으로서, 오른경사의 제1 경사부(20)와, 외경사의 제2경사부(22)와, 오른경사의 제3 경사부(24)와, 외경사의 제4 경사부(26)를 갖는 지그자그 형태로 이루어진다.

상기에서 제1,2 경사부(20)(22)의 연결부분은 내측으로 크게 돌출되어 링홈(8)의 내면과 접촉되며, 제2 경사부(22)와 제 3 경사부(24)의 연결부 또한, 외주연측으로 돌출되어 실린더 내벽(28)과 접촉이 이루어진다.

또한, 상기 제3 경사부(24)의 외주측에는 제2도에서와 같이 다수의 오일공(30)이 형성되어 상기 제2 경사부(22)와 제3 경사부(24)의 연결부에 의하여 긁어 내려지는 오일이 피스톤(2)측으로 유입되어 오일배출공(10)을 통해 배출될 수 있도록 하였다.

상기 제3링(18)은 보조링으로서, 열전도율이 뛰어난 재질로 이루어져 피스톤(2)의 열을 실린더 내벽(28)으로 전도함과 동시에 기밀을 보조하게 된다.

그리고 상기 제3링(18)은 제1링(14)과는 달리 외주연부분의 두께가 두껍게 이루어지고, 그의 외주연이 라운드 가공되어 실린더 벽면(28)의 마찰을 최소화하였다.

상기와 같이 이루어지는 제1,2,3 링(14)(16)(18)은 제2링(16)의 상하부에 제1,3링(14)(18)을 용접 등과 같은 수단으로 일체화하거나 조합형으로 사용할 수 있다.

이와 같이 이루어지는 피스톤 링(12)에 의하면 먼저 팽창가스의 압축력이 제1 링(14)에 먼저 가해지면, 그 압력을 지탱하면서 제2 링(16)의 제1 경사부(20)를 가압하게 된다.

그러면 제2 링(16)은 그의 가압력에 의하여 압축되면서 제3 경사부(24)가 수평의 상태가 되면서 링홈(8)의 내벽과 실린더 내벽(28)과 밀착되면서 밀종작용은 물론 실린더 내벽(28)에 과다하게 묻어있는 엔진오일을 긁어 내림과 동시에 제2 경사부(22)와 제3 경사부(24)사이에 잔존하고 있는 오일을 오일공(30)을 통하여 일시적으로 제3 경사부(24)와 제4 경사부(26) 사이로 공급하여 윤활성을 촉진시키게 된다.

즉, 상기 제2 링(16)은 압축 및 팽창행정과 같이 압축가스가 작용할 때에만 실린더 내벽(28)과 더욱 밀착되면서 긴밀성을 유지하고, 흡입 및 배기행정과 같은 불필요한 구간에서는 마찰저항을 최소화할 수 있는 바, 마찰손실을 줄일 수 있게 되는 것이다.

이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 압축링과 오일링을 하나의 조합형으로 형성하여 조립 및 분해를 용이하게 하고, 마찰손실을 줄여 동력손실을 최소화할 수 있는 발명인 것이다.

Claims (3)

1. 내연기관의 피스톤 헤드부 외주연에 배치되어 압축가스의 블로바이를 방지하고, 엔진 오일이 연소실로 상승하는 것을 방지하는 피스톤 링을 형성함에 있어서,

   제1, 제2, 제3 링을 중첩 조합하여 피스톤의 상측부 외주면에 형성되는 하나의 링홈에 장착하되,

   제1링은 외주연으로 갈수록 두께가 작아지는 형태로 형성되고, 그의 외주연 상측부분이 라운드 형태로 이루어지며,

   제2링은 외주측으로 자유단부를 둔 오른경사의 제1 경사부와, 이의 하단으로 연장되는 왼경사의 제2 경사부와, 이의 하단으로 연장되는 오른경사의 제3 경사부와, 이의 하단으로 연장되는 왼경사의 제4 경사부를 갖는 형태로 이루어지며,

   제3링은 외주연 부분이 두껍게 이루어지고, 그의 외주연이 라운드 가공되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 내연기관의 피스톤 링.
2. 제1항에 있어서, 제2 경사부의 양단부가 제1,4 경사부의 자유단과, 제2 경사부와 제3 경사부의 연결부 보다 돌출되게 형성한 내연기관의 피스톤 링.
3. 제1항에 있어서, 제3 경사부의 외주측에는 원주방향 등간격으로 다수의 오일공을 형성함을 특징으로 하는 내연기관의 피스톤 링.