KR100365228B1 - 디젤엔진용실린더헤드의제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 디젤 엔진용 실린더 헤드를 제조하는 방법을 개시한다. 개시된 본 발명은 실린더 헤드의 제조금형의 흡입 및 배출 포트 예정 위치에 와이어로 상호결선된 흡입 및 배출 포트 캡을 삽입하고, 알루미늄 용탕을 소정량 부어서 냉각하는 과정을 포함한다.

Description

디젤 엔진용 실린더 헤드의 제조방법{Method for Manufacturing cylinder head for diesel engine}

본 발명은 자동차의 실린더 헤드의 제조방법에 관한 것으로서, 특히 중력 주조를 이용한 디젤 엔진용 알루미늄 실린더 헤드의 제조방법에 관한 것이다.

자동차용 디젤 엔진에 있어서, 연소실을 구성하는 피스톤 헤드와 실린더 헤드에는 연소가스의 고압이 직접 작용하기 때문에 열변형에 의한 균열(Crack)이 발생하기 쉽다.

이러한 열변형을 방지하기 위하여 실린더 헤드 및 실린더 블록에는 워터재킷이 구비되며, 특히 연소실의 폭발력을 직접적으로 받는 실린더 헤드의 일부, 즉 밸브 브리지는 열처리에 의해 소정의 내구성을 갖도록 구성된다.

자동차의 제조기술의 현 추세는 연료의 소비량 대비 주행거리를 늘리고자 하는 것이다. 이를 위하여 차량의 무게를 경량화 하려는 노력이 이루어지고 있다. 이러한 노력의 일환으로 엔진을 구성하는 실린더 헤드를 알루미늄으로 제조하는 방법이 사용되고 있다.

종래의 디젤엔진에는 차량 무게의 경량화를 위해 주철재 대신 알루미늄 재질의 실린더 헤드가 채용되고 있다. 또한, 엔진의 고성능화 추세에 따라 과급기(Turbo charger) 등이 채용되므로써, 엔진의 출력이 향상되고 있다.

이러한 까닭으로 디젤엔진의 연소실에는 더욱 가혹한 운전조건이 형성되고 있으며, 이에 따라 내구성 향상이 필수적이다.

연소실의 내구성을 높이기 위한 방법의 하나로서, 종래에는 엔진의 폭발력을 받는 실린더 헤드의 밸브 브릿지를 리멜팅(Remelting) 하거나, 주철재를 인서트하는 방법이 사용되어 왔다.

그러나, 리멜팅 방법의 경우, 뒤틀림과 같은 실린더 헤드의 형상변경이 발생될 우려가 있으며, 주철재의 인서트방법은 엔진의 무게를 증가시키는 문제점이 수반된다.

따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 엔진의 무게를 증가시키지 않고, 뒤틀림 현상을 방지할 수 있는 디젤 엔진용 실린더 헤드의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 실린더 헤드의 저면도.

도 2a와 도 2b는 도 1의 실린더 헤드를 제조하는 과정을 보여주는 도면.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 흡기 포트 2 : 배기 포트

3 : 밸브 브릿지 4 : 흡기 포트 캡

5 : 배기 포트 캡 6 : 와이어

10 : 실린더 헤드 금형

본 발명에 따르면, 실린더 헤드 제조금형의 흡입 및 배출 포트 예정 위치에 흡입 및 배출 포트 캡을 배치하고, 상기 흡입 및 배기 포트 캡을 강재질의 와이어로 상호 결선한 후, 알루미늄 용탕을 소정량 부어서 냉각하는 과정을 포함한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

도 1은 실린더 헤드의 제조를 위한 금형의 저면도이다.

도 1을 참조하면 실린더 헤드에서 피스톤이 장착되어 상하운동을 하게 되는 보어(Bore)의 상부에는 흡기 및 배기용 밸브가 개폐되도록 흡기 및 배기 포트(1,2)들이 구비되고, 그 흡기 및 배기 포트(1,2)는 밸브 브릿지(3)에 의하여 그 형상을 유지하게 된다.

상기한 실린더 헤드를 제조하기 위하여 도 2a 및 도 2b와 같이, 흡기 포트 캡(4)과 배기 포트 캡(5)를 소정 간격을 두고 배치한 상태에서 각 포트 캡(4,5)을 강 와이어(Steel wire; 6)를 이용하여 상호 결선한다.

그런 다음, 결선된 흡기 포트 캡(4) 및 배기 포트 캡(5)를 실린더 헤드 금형(10)에 삽입한 상태에서 알루미늄 용탕을 붓고, 소정 시간의 냉각과정을 거쳐 실린더 헤드를 제조하게 된다.

본 발명의 방법에서 강 와이어(6)로 결선을 하는 이유는, 흡기 포트 캡(4)과 배기 포트 캡(5)이 가공으로 쉽게 제거될 수 있고, 강 와이어(6)가 얇기 때문에 고온의 알루미늄과 화학적 반응을 하여 열팽창에 의해서도 견딜 수가 있기 때문이며, 또한 흡기포트 캡(4)과 배기포트 캡(5)이 사용되는 이유는, 흡기포트 캡(4)과 배기포트 캡(5)이 없다면 용탕을 부었을 때, 강 와이어(6)를 고정하기가 용이하지 않기 때문이다.

제조된 실린더 헤드는 강 와이어(6)가 밸브 브릿지(3) 부분을 강하게 묶고 있기 때문에 엔진의 사용조건이 가혹한 상태에서도 밸브 브릿지(3)가 변형되지 않고 견딜 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 디젤 엔진용 알루미늄 실린더 헤드의 제조방법은, 실린더 헤드를 금형에 의하여 제조시, 흡기 포트 및 배기 포트의 형성을 위한 흡기 포트 캡 및 배기 포트 캡을 상호 결선하여 제조된 밸브 브릿지의 내부에 결선을 위하여 사용된 강 와이어가 포함되어 있도록 하므로써, 엔진의 가혹한 구동 조건에서 유발될 수 있는 밸브 브릿지의 열 변형을 방지할 수 있다. 이는 결과적으로 엔진의 수명을 연장시키는 효과를 제공한다.

여기에서는 본 발명의 특정 실시예에 대해서 설명하고 도시 하였지만, 당업자에 의하여 이에 대한 수정과 변형을 할 수 있다. 따라서, 이하, 특허청구의 범위는 본 발명의 진정한 사상과 범위에 속하는 한 모든 수정과 변형을 포함하는 것으로 이해할 수 있다.

Claims (1)

1. 실린더 헤드 제조금형의 흡입 및 배출 포트 예정 위치에 흡입 및 배출 포트 캡을 배치하고, 상기 흡입 및 배기 포트 캡을 강재질의 와이어로 상호 결선한 후, 알루미늄 용탕을 소정량 부어서 냉각하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진용 실린더 헤드의 제조방법.