KR100341067B1 - 2개의실린더열을구비한엔진 - Google Patents

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Abstract

서로 맞서 배치된 2개의 실린더 열을 갖춘 내연 기관은 외부에 놓여 냉각수를 이끄는 도관을 제거하기 위하여, 냉각수 공급과 방출용 집합 통로를 냉각 자켓과 실린더 헤드에 형성시킨다.

Description

2개의 실린더 열을 구비한 엔진{Internal Combustion Engine with Two Rows of Cylinders}
본 발명은 특허 청구 범위 제1항의 전제부에 따른 2개의 실린더 열을 구비한엔진에 관한 것이다.
1989년 SAE 기술지 제890471호에는 단부면 상에서 크랭크축에 대하여 반경방향으로 오프셋되어 실린더 열의 실린더 블록 상에 부착된 물 펌프를 갖는 위에서 언급한 엔진이 개시되어 있다. 이러한 펌프는 냉각수를 크랭크축 아래에서 크랭크축 베어링들 중 하나 내에 주조된 연결 통로에 의하여 대향하는 실린더 열로 공급한다.
개방형 데크 구조로 형성된 크랭크 케이스 반부의 냉각 자켓이 수평벽에 의하여 반으로 분할되어, 냉각수가 처음에 하부에 놓인 반부를 통해 유동하고, 그 다음 실린더 헤드를 통해 U형상의 횡류로 유동하고, 그 다음 냉각 자켓의 상부에 놓인 반부를 통해 유동한다.
마지막으로, 냉각수는 실린더 열의 유출 연결부에 의하여 각각 엔진의 라디에이터에 연결된 분리 수집부 내로 안내된다.
미국 특허 제2,914,045호에 실린더가 수평으로 배열된 2열 엔진이 공지되어 있고, 엔진의 크랭크 케이스가 일체로 주조되고 하부로 개방된 U형 크랭크실을 포함한다. 하부에 놓인 크랭크 케이스의 개구를 강화하고 냉각수를 안내하기 위하여, 크랭크축의 종방향으로 연장되어 물을 운반하는 종방향 통로가 이 개구에 인접하여 주조되어 형성된다. 크랭크 케이스의 단부면에서 물 펌프 케이스가 부착되고, 물 펌프 케이스 내에서 크랭크축 상에 배치된 임펠러가 회전하여 냉각수를 양쪽 종방향 통로로 안내한다. 횡방향으로 연장되어 삽입된 파이프가 이들 종방향 통로 내로 이어져서, 냉각수 모두를 실린더 헤드로 안내하고 실린더 헤드를 통해 횡방향 유동이 아래에서 위로 유동하고, 그 다음 가열된 물이 외부 도관에 의하여 라디에이터로 안내된다. 실린더의 냉각수 자켓을 통한 유동이 없고 실린더의 냉각수 자켓은 열 사이펀 효과에 의해 냉각된다.
본 발명의 목적은 2개의 실린더 열을 구비한 엔진을 개선하여 냉각수 흐름이 엔진의 하우징 부분들 내로 일체로 안내되어 동시에 효과적인 냉각을 달성하는 것이다.
이러한 목적은 청구범위 제1항의 특징으로 해결된다. 본 발명의 양호한 실시예는 종속항에서 주어진다.
2열 엔진에서 크랭크축의 종방향 축 상부 및 하부에서 종방향 축에 대해 평행하게 연장되는 냉각수를 위한 공급 및 방출 통로가 실린더 헤드와 실린더 블록사이에 놓인 분리선에 인접해서 실린더열의 하부벽 및 상부벽 내에 배치되므로, 벽내로 합체된 배열에 의하여 분리선들이 필요하지 않고 따라서 조립, 제조 및 부품의 개수와 관련된 부대 비용도 필요하지 않다. 분리선에 인접하게 공급 및 방출통로를 배치함으로써 효과적인 냉각이 보장되며, 이는 냉각수가 연소실의 밀접한 근방으로 안내되고 냉각수 자켓 및 실린더 헤드를 통해 유동하고 그 다음 가장 짧은 거리로 방출되기 때문이다.
방출 통로의 냉각수 흐름이 상부벽 내에 배치된 횡방향 통로에 의해 서로 연결되면, 양 실린더 열의 냉각수 방출이 물/공기의 열 교환기와 엔진 사이에 배치된 단일 분리 도관에 의해 양호한 방식으로 이루어질 수 있다.
이러한 횡방향 통로가 냉각수 펌프를 수용하는 엔진의 단부면에 인접하여 배치되면, 냉각수는 최적의 냉각을 위해 우선 이러한 단부면으로부터 공급 통로를 따라 대향 단부면으로의 방향으로 그리고 다시 제1 단부면으로 안내된다.
냉각수 펌프를 수용하는 공동 내에 공급 통로들 중 하나의 입구 개구를 배치하는 것은 이러한 하나의 실린더 열이 이러한 통로 내에 직접 펌프의 물 입구를 추가적인 연결 없이 갖는 것을 가능하게 한다.
냉각수 펌프와 다른 실린더 열 사이의 연결 통로의 부분을 엔진의 오일팬 내에 배치하는 것은 기존의 요구되는 공간을 부가적으로 이용하며 복잡하고 비용이 드는 연결을 회피한다. 다른 장점은 이러한 부분이 오일팬 내에 있는 윤활유의 가열 및 냉각을 위해 사용되며 이를 위해 그의 외부면 상에 냉각 리브를 포함하는 열교환 파이프로서 형성될 수 있다는 것이다. 더욱이, 엔진의 수직으로 분할된 크랭크 케이스에 있어서, 그러한 파이프를 사용함으로서 크랭크 케이스의 분할면에 의한 누수가 방지된다.
실린더 블록과 실린더 헤드 사이의 분할면에 인접한 공급 통로의 배열에 의하여, 간단하고 짧게 형성되어 정밀한 통로 단면을 갖는 제1 및 제2 연결부를 구비하여 냉각수 흐름을 냉각수 자켓과 실린더 헤드로 분리할 수 있다.
냉각수 흐름을 안내하는 통로들이 제조 시에 직접 주조되면, 매우 간단한 방식으로 엔진의 하우징 부분 내로 합체된다. 변경예에서, 파이프들이 주조되어 들어갈 수 있다.
본 발명의 실시예는 다음의 도면을 참조로 하여 상세하게 설명된다.
2개의 실린더 열을 구비하여 180°의 각도를 이루는 엔진은 분할면 E-E를 따라 수직으로 분할된 2개의 반부(1, 2)를 갖는 크랭크 케이스를 포함하고, 크랭크 케이스는 실린더 블록(3, 4)을 포함한다. 이러한 면 E-E 내에서 도시되지 않은 크랭크측의 회전축인 종방향 축(A)이 연장된다. 이는 커넥팅 로드(5)에 의하여 수평면(H-H) 내에서 움직이는 피스톤(6)과 연결된다. 각각의 실린더 열에 실린더 헤드(7)가 배치되어 있으며, 실린더 헤드는 크랭크 케이스 반부(1, 2)의 분할면(T-T)상에 놓인다. 헤드(7)는 도시되지 않은 가스 교환 밸브에 의해 조정되는 입구 및 출구 통로(8, 9)를 포함한다. 각각의 실린더 열의 실린더는 냉각수 자켓(10)을 포함하고, 헤드(7)는 냉각수 통로(11)를 포함한다.
단부면(12) 상에서, 도시되지 않은 냉각수 펌프를 수용하기 위한 공동(13)이 실린더 블록(3) 상에 배치된다. 펌프는 2개의 유출 개구(14)에 의해 냉각수를 실린더 열(1,2)로 공급하고, 이러한 유출 개구(14)들 중 하나는 공급 통로(16) 내에서 입구 개구(15)로서 형성되고 다른 하나는 하부로 향한 유출 플랜지(17) 내에 형성된다.
2개의 실린더 열은 분할면(T-T)에 인접하여 종방향 축(A)의 하부에서 그에 평행하게 연장되며 하부벽(18,19) 내에 배치된 공급 통로(16)들을 포함한다. 이러한 공급 통로(16)들은 일정한 횡단면을 구비한 정밀한 제1 연결부(20)에 의하여 냉각수 자켓(10)과 연결되고, 제2 연결부(21)에 의하여 통로(11)와 연결된다.
냉각수 펌프로부터 멀리 위치한 실린더 열의 공급 통로(16)는 연결 통로(22)에 의하여 유출 플랜지(17)에 연결된다. 이러한 통로(22)의 부분(23)은 열 교환 파이프(24)로서 형성되고 엔진의 오일팬(16) 내에 제공된 파이프의 외측 자켓 상에냉각 리브(25)를 포함한다. 파이프(24)는 분할면(E-E)을 통하여 하부벽(19)에 형성된 연결 통로(22)의 다른 부분(27)에 연결된다.
종방향 축(A)에 평행하게 크랭크 케이스 반부(1, 2)의 상부벽(28, 29) 내에서 대응하는 방출 통로(30)들이 배치되고, 방출 통로(30)들은 냉각 자켓(10)과 실린더 헤드의 통로(11)와 연결된다. 횡방향 통로(31)로 형성된 집합 통로가 단부면(12)에 인접하여 상부벽(28, 29) 내에 배치되고, 유출 연결부(32)를 통해 도시되지 않은 물/공기 열교환기와 연결된다.
공급 및 방출 통로(16, 30), 횡방향 통로(31), 연결 통로(22)의 부분(27)은 벽(18, 19, 28, 29)내로 주조된다.
엔진의 작동 시에, 냉각수 펌프는 냉각수를 도시된 화살표 방향을 따라 입국 개구(15) 또는 연결 통로(22)에 의해 냉각수를 공급 통로(16)로 공급하고, 이로부터 냉각수 흐름은 단부면(12)으로부터 연결부(20, 21)의 단면에 따라 냉각 자켓(10)과 실린더 헤드(7)로 축(A)을 따라서 분배된다. 냉각수가 헤드(7)를 통해 횡방향으로 유동하고 냉각수의 가열된 일부가 방출 통로(30)로 공급된다. 이러한 방출 통로(30) 내에서, 물은 단부면 인접하게 놓인 횡방향 통로(31)와 그의 유출 연결부(32)로 복귀한다.
냉간 시동 후의 예열 상태에서, 열교환 파이프(24)를 통해 흐르는 물은 오일 수위선(S)으로 표시된 오일 섬프를 가열하여, 엔진은 보다 빠르게 작동 온도에 이르고 따라서 유해 물질 배출이 줄어든다. 오일에 비하여 물의 열용량이 크기 때문에, 가능한 한 양호한 열전달을 달성하기 위해 오일 내에 리브가 배치된다. 엔진의연속 작동 중에, 오일은 파이프(24)를 통해 흐르는 물에 비해 높은 온도에 이르고, 따라서 오일이 냉각된다.
제1도는 엔진의 단부면 중 하나에 직접 인접한 엔진의 개략적인 단면도.
제2도는 제1도의 선 Ⅱ-Ⅱ을 따른 단면도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1,2 : 크랭크 케이스 3,4 : 실린더 블록
7 : 실린더 헤드 10 : 냉각수 자켓
12 : 단부면 13 : 공동
15 : 입구 개구 16 : 공급 통로
18,19 : 벽 22 : 연결 통로
24 : 열 교환 파이프 25 : 냉각 리브
26 : 오일팬 28,29 : 벽
30 : 방출 통로 31 : 횡방향 통로

Claims (7)

  1. 2개의 실린더 열과, 실린더 열의 실린더 블록(3)의 단부면에 배치된 냉각수 펌프와, 크랭크축의 종방향 축(A)의 하부에서 펌프로부터 다른 실린더 열로 연장되는 연결 통로(22)와, 냉각수 자켓(10)과, 실린더 헤드(7)를 구비하고, 냉각수가 실린더 헤드를 통해 횡방향으로 유동하고, 실린더 열로부터 방출된 냉각수가 종방향 축(A)의 상부에 배치된 집합 통로에 의해 수용되는, 엔진에 있어서,
    실린더 블록(3, 4)과 실린더 헤드(7) 사이의 분할면(T-T)에 인접하여 종방향 축(A)의 하부에서 그에 평행하게 연장되는 냉각수를 위한 공급 통로(16)가 각각의 실린더 열(1,2)의 하부벽(18, 19) 내에 배치되고, 공급 통로에 평행하게 연장되는 대응 방출 통로(28, 29)가 상부벽(28, 29) 내에 배치되고,
    각각의 공급 통로(16)는 제1 및 제2 연결부(20, 21)를 구비하여 냉각수 자켓(10) 및 실린더 헤드(7)와 연결되는 것을 특징으로 하는 엔진.
  2. 제1항에 있어서, 방출 통로(30)들은 상부벽(28, 29) 내에서 엔진의 단부면(12)에 인접하게 배치되어 횡방향 통로(31)로서 형성된 집합 통로에 의해 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 엔진.
  3. 제1항에 있어서, 공급 통로(16)의 입구 개구(15)가 냉각수 펌프를 수용하는 실린더 블록(3)의 공동(13) 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 엔진.
  4. 제1항에 있어서, 연결 통로(22)가 부분적으로 엔진의 오일팬(26) 내에서 연장되어 배치되는 것을 특징으로 하는 엔진.
  5. 제2항에 있어서, 공급 통로(16), 방출 통로(30), 횡방향 통로(31), 연결 통로(22)의 일부가 벽(18, 19, 28, 29) 내로 주조되는 것을 특징으로 하는 엔진.
  6. 제4항에 있어서, 오일팬(26) 내에서 연장되는 부분(23)은 그의 외부 자켓 상에 냉각 리브(25)를 구비한 열교환 파이프(24)로서 형성되는 것을 특징으로 하는 엔진.
  7. 제2항에 있어서, 횡방향 통로(31)가 냉각수 펌프를 수용하는 단부면(12)에 인접하여 배치되는 것을 특징으로 하는 엔진.
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