KR100409567B1 - Cooling apparatus for cylinder-liner - Google Patents
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Abstract
본 발명은 벤츄리에 연결되는 유출구에 따라 이를 통과하는 유체의 압력 및 유량의 차이를 감안하여 2차냉각채널에서 냉각수출구로 연결되는 유출구의 위치를 변경하므로서 열에 가장 취약한 실린더라이너의 상부를 효과적으로 냉각할 수 있는 엔진의 실린더라이너 냉각구조에 관한 것으로,The present invention can effectively cool the upper part of the cylinder liner most susceptible to heat by changing the position of the outlet connected to the cooling outlet in the secondary cooling channel in consideration of the difference in the pressure and flow rate of the fluid passing through the outlet connected to the venturi. The cylinder liner cooling structure of the engine
실린더블럭 내벽에 삽입되는 실린더라이너의 상부를 냉각하기 위해 실린더라이너 상부외주에 환형으로 형성되는 2차냉각채널에 있어서,In the secondary cooling channel formed in an annular shape on the outer periphery of the cylinder liner for cooling the upper portion of the cylinder liner inserted into the inner wall of the cylinder block,
실린더블럭 및 실린더라이너 주위를 냉각하기 위한 냉각수로에서 유입구를 통해 2차냉각채널로 공급된 냉각수가 냉각수출구로 흘러나가도록 연결되는 유출구를 냉각수출구의 시작위치에 가깝게 형성하며, 상기 2차냉각채널과 유출구의 수평상 위치를 극복하기 위해 별도의 연결통로가 형성된 것을 특징으로 하며,In the cooling water passage for cooling around the cylinder block and the cylinder liner, an outlet connected to the cooling water supplied to the cooling outlet through the inlet is formed to be close to the starting position of the cooling outlet, and the secondary cooling channel is formed. To overcome the horizontal position of the outlet and the outlet is characterized in that a separate connection passage is formed,
상기한 2차냉각채널과 냉각수출구를 잇는 유출구의 형성위치는 최저 가공위치는 실린더블럭의 살두께가 1mm 정도가 되도록 냉각수로에 근접된 위치이며, 최고 가공위치는 냉각수로의 직경(D)과 비교하여 유출구의 상측 경계선과 냉각수로를 구성하는 실린더블럭의 살두께가 D가 되는 위치에 형성하는 것을 특징으로 한다.The formation position of the outlet connecting the secondary cooling channel and the cooling water outlet is the position where the lowest processing position is close to the cooling water passage so that the flesh thickness of the cylinder block is about 1 mm, and the maximum processing position is the diameter (D) of the cooling water passage. In comparison, the thickness of the cylinder block constituting the upper boundary line of the outlet and the cooling water passage is formed at a position D.
그리고 상기한 유출구의 최적의 형성위치는 냉각수로의 직경(D)과 비교할 때, 유출구의 상측 경계선과 냉각수로를 구성하는 실린더블럭의 살두께가 0.6D가 되는 위치에 형성하는 것을 특징으로 한다.And the optimum formation position of the outlet is characterized in that formed in the position where the flesh thickness of the cylinder block constituting the upper boundary of the outlet and the cooling water passage as compared with the diameter (D) of the cooling water passage.
Description
본 발명은 엔진의 실린더라이너 냉각구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는실린더벽에 삽입되어 피스톤의 왕복운동을 안내하는 실린더라이너의 상부를 냉각하기 위해 형성되는 2차냉각채널과 냉각수출구를 잇는 유출구의 위치를 변경하여 보다 실린더라이너의 상부를 보다 효과적으로 냉각하기 위한 것이다.The present invention relates to a cylinder liner cooling structure of an engine, and more particularly, to an outlet port connecting a secondary cooling channel and a cooling outlet formed to cool an upper portion of a cylinder liner inserted into a cylinder wall to guide a reciprocating motion of a piston. It is to change the position to cool the upper portion of the cylinder liner more effectively.
일반적으로 엔진은 실린더내로 피스톤이 왕복운동하면서 흡입, 압축, 폭발, 배기의 행정을 반복하면서 피스톤의 왕복운동이 캠에 의해 회전운동으로 바뀌어 차량을 구동하게 된다.In general, the engine reciprocates the intake, compression, explosion, and exhaust strokes while the piston reciprocates into the cylinder, and the reciprocation of the piston is converted into rotational motion by the cam to drive the vehicle.
상기한 실린더 및 피스톤은 도 6과 도 7에서와 같이 원통형의 실린더블럭 (20) 내벽에 실린더라이너(22)가 끼워지는데, 실린더라이너(22)의 상단에는 플랜 지(24)가 형성되어 실린더블럭(20)의 상부와 밀착되어 있다. 또한, 실린더라이너 (22) 내벽에는 피스톤(26)이 수용되어 왕복운동하도록 구성된다.6 and 7, the cylinder and piston are fitted with a cylinder liner 22 on the inner wall of the cylindrical cylinder block 20. A flange 24 is formed on the upper end of the cylinder liner 22 to form a cylinder block. It is in close contact with the upper portion of 20. In addition, the piston 26 is accommodated in the inner wall of the cylinder liner 22 is configured to reciprocate.
상기 실린더블럭(20)은 기관의 무게를 가볍게 하고 열의 전도를 좋게 하기 위해 실린더블럭의 대부분은 알루미늄합금과 같은 경합금으로 주조하며, 상기 실린더라이너(22)의 경우에는 내마모성이 우수한 특수주철재로 구성된다.The cylinder block 20 is cast in a light alloy such as aluminum alloy in order to reduce the weight of the engine and improve the heat conduction, the cylinder liner 22 is composed of a special cast iron material having excellent wear resistance do.
그리고 피스톤라이너(22)의 주위로는 피스톤이 왕복운동하면서 연료가 폭발하는 과정에서 발생되는 열을 냉각하기 위한 냉각수로(30)가 형성되어, 워터자켓에서 공급된 냉각수가 실린더블럭(20)과 실린더라이너(22)를 냉각한 다음 실린더헤드쪽으로 흘러나가도록 실린더블럭(20)의 상부일측에 냉각수출구(32)가 형성된다.In addition, a cooling water passage 30 is formed around the piston liner 22 to cool the heat generated during the explosion of the fuel while the piston reciprocates, and the cooling water supplied from the water jacket and the cylinder block 20 Cooling outlet 32 is formed on the upper side of the cylinder block 20 to cool the cylinder liner 22 and then flows toward the cylinder head.
또한, 엔진이 가동되면서 열에 가장 취약한 실린더라이너(22)의 상단를 냉각하기 위하여 2차냉각채널(34)이 실린더라이너(22)의 상단주위에 환형으로 형성되 며, 이 2차냉각채널(34)에 냉각수가 공급되기 위해 냉각수로(30)의 일측에 유입구(36)가 형성되며, 2차냉각채널(34)로 유입된 냉각수가 실린더라이너(22)의 상부주위를 회전한 후 냉각수출구(32)로 빠져나가도록 유출구(38)가 형성된다.In addition, the secondary cooling channel 34 is formed in an annular shape around the upper end of the cylinder liner 22 in order to cool the upper end of the cylinder liner 22 most susceptible to heat while the engine is running. An inlet 36 is formed at one side of the cooling water passage 30 to supply the cooling water, and after the cooling water introduced into the secondary cooling channel 34 rotates around the upper portion of the cylinder liner 22, the cooling water outlet 32. An outlet 38 is formed to exit the furnace.
그러나, 도면에서와 같이 2차냉각채널(34)에서 유출구(38)를 통해 냉각수출구(32)로 냉각수가 빠져나가는 유량의 제한이 생기게 되어 2차냉각채널(34)로 냉각수가 유입되는 유입구(36) 전방에 냉각수정체부(A)가 형성되므로서 2차냉각채널(34)의 냉각효과가 충분히 발휘되지 못하는 문제점이 있었다.However, as shown in the drawing, there is a restriction in the flow rate of the cooling water from the secondary cooling channel 34 to the cooling water outlet 32 through the outlet 38 so that the cooling water enters the secondary cooling channel 34 ( 36) There was a problem that the cooling effect of the secondary cooling channel 34 is not sufficiently exhibited since the cooling water retention portion A is formed in front.
따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 보다 상세하게는 벤츄리에 연결되는 유출구에 따라 이를 통과하는 유체의 압력 및 유량의 차이를 감안하여 2차냉각채널에서 냉각수출구로 연결되는 유출구의 위치를 변경하므로서 열에 가장 취약한 실린더라이너의 상부를 효과적으로 냉각할 수 있는 엔진의 실린더라이너 냉각구조를 제공하는 데 목적이 있다.Therefore, the present invention has been made to solve the above problems, more specifically, the outlet connected to the cooling outlet in the secondary cooling channel in consideration of the difference in the pressure and flow rate of the fluid passing through it according to the outlet connected to the venturi An object of the present invention is to provide a cylinder liner cooling structure of an engine that can effectively cool the upper portion of a cylinder liner that is most susceptible to heat by changing the position of.
본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로서,The present invention as a means for achieving the above object,
실린더블럭 내벽에 삽입되는 실린더라이너의 상부를 냉각하기 위해 실린더라이너 상부외주에 환형으로 형성되는 2차냉각채널에 있어서,In the secondary cooling channel formed in an annular shape on the outer periphery of the cylinder liner for cooling the upper portion of the cylinder liner inserted into the inner wall of the cylinder block,
실린더블럭 및 실린더라이너 주위를 냉각하기 위한 냉각수로에서 유입구를 통해 2차냉각채널로 공급된 냉각수가 냉각수출구로 흘러나가도록 연결되는 유출구를 냉각수출구의 시작위치에 가깝게 형성하며, 상기 2차냉각채널과 유출구의 수평상 위치를 극복하기 위해 별도의 연결통로가 형성된 것을 특징으로 하며,In the cooling water passage for cooling around the cylinder block and the cylinder liner, an outlet connected to the cooling water supplied to the cooling outlet through the inlet is formed to be close to the starting position of the cooling outlet, and the secondary cooling channel is formed. To overcome the horizontal position of the outlet and the outlet is characterized in that a separate connection passage is formed,
상기한 2차냉각채널과 냉각수출구를 잇는 유출구의 형성위치는 최저 가공위치는 실린더블럭의 살두께가 1mm 정도가 되도록 냉각수로에 근접된 위치이며, 최고 가공위치는 냉각수로의 직경(D)과 비교하여 유출구의 상측 경계선과 냉각수로를 구성하는 실린더블럭의 살두께가 D가 되는 위치에 형성하는 것을 특징으로 한다.The formation position of the outlet connecting the secondary cooling channel and the cooling water outlet is the position where the lowest processing position is close to the cooling water passage so that the flesh thickness of the cylinder block is about 1 mm, and the maximum processing position is the diameter (D) of the cooling water passage. In comparison, the thickness of the cylinder block constituting the upper boundary line of the outlet and the cooling water passage is formed at a position D.
그리고 상기한 유출구의 최적의 형성위치는 냉각수로의 직경(D)과 비교할 때, 유출구의 상측 경계선과 냉각수로를 구성하는 실린더블럭의 살두께가 0.6D가 되는 위치에 형성하는 것을 특징으로 한다.And the optimum formation position of the outlet is characterized in that formed in the position where the flesh thickness of the cylinder block constituting the upper boundary of the outlet and the cooling water passage as compared with the diameter (D) of the cooling water passage.
도 1은 본 발명에 의해 구성된 실린더라이너 냉각구조의 단면도.1 is a cross-sectional view of a cylinder liner cooling structure constructed by the present invention.
도 2 내지 도 4는 본 발명에 위한 실시예로서 연결구의 형성위치를 다르게 한 경우의 도면.2 to 4 is a view for changing the formation position of the connector as an embodiment for the present invention.
도 5는 본 발명에 따른 연결구의 위치를 결정 짓는데 필요한 벤츄리의 유체 흐름패턴을 도시한 도면.5 is a view showing a fluid flow pattern of the venturi required to determine the position of the connector according to the present invention.
도 6과 도 7은 종래의 기술을 설명하기 위한 도면.6 and 7 are views for explaining the conventional technology.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※ Explanation of code for main part of drawing
20 : 실린더블럭 22 : 실린더라이너20: cylinder block 22: cylinder liner
24 : 플랜지 26 : 피스톤24: flange 26: piston
30 : 냉각수로 32 : 냉각수출구30: cooling water path 32: cooling water outlet
34 : 2차냉각채널 36 : 유입구34: secondary cooling channel 36: inlet
38 : 유출구 40 : 연결통로38: outlet 40: connecting passage
본 발명의 실시예를 첨부한 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.An embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 의해 구성된 실린더라이너 냉각구조의 단면도이며, 도 2 내지 도 4는 본 발명에 위한 실시예로서 연결구의 형성위치를 다르게 한 경우의 도면이며, 도 5는 본 발명에 따른 연결구의 위치를 결정 짓는데 필요한 벤츄리의 유체 흐름패턴을 도시한 도면으로서, 도면중 도면부호 20은 실린더블럭이며, 도면부호 30은 냉각수로이다.1 is a cross-sectional view of a cylinder liner cooling structure constructed by the present invention, Figures 2 to 4 is a view showing a case in which the formation position of the connector is different as an embodiment for the present invention, Figure 5 is a view of the connector according to the present invention A diagram showing a fluid flow pattern of a venturi required to determine a position, in which, reference numeral 20 denotes a cylinder block, and reference numeral 30 denotes a cooling water passage.
상기한 실린더블럭(20)의 내부에는 종래와 같이 플랜지(24)에 의해 상부가 밀착되도록 원통형으로 주조된 실린더라이너(22)가 수용되며, 실린더라이너(22)의 원통공간에는 상하로 왕복운동하는 피스톤(26)이 형성된다.A cylinder liner 22 cast in a cylindrical shape is accommodated in the cylinder block 20 so that the upper portion is in close contact with the flange 24 as in the related art, and the cylinder space of the cylinder liner 22 reciprocates up and down. The piston 26 is formed.
또한, 실린더블럭(20) 및 실린더라이너(22)의 외주를 냉각하기 위한 냉각수로(30)가 형성되며, 실린더라이너(22) 상부를 냉각하기 위한 2차냉각채널(34)이 환형으로 형성된다.In addition, a cooling water passage 30 for cooling the outer circumference of the cylinder block 20 and the cylinder liner 22 is formed, and the secondary cooling channel 34 for cooling the upper portion of the cylinder liner 22 is formed in an annular shape. .
그리고 2차냉각채널(34)을 통과한 냉각수가 실린더블럭(20) 일측에 형성되어냉각수출구(32)로 빠져나가도록 하기 위한 유출구(38)를 형성하는데, 상기한 유출구(38)는 도 2 내지 도 4에서와 같이 냉각수출구(32)의 시작위치에 형성한다. 그리고 2차냉각채널(34)과 유출구(38)의 수평상 위치를 극복하기 위해 별도의 연결통로(40)가 형성된다. 상기한 연결통로(40)는 실린더라이너(22)의 상단을 순환한 냉각수의 수월한 배출을 위하여 하향으로 수직이거나, 경사지게 형성하는 것이 바람직하다.In addition, the coolant passing through the secondary cooling channel 34 is formed at one side of the cylinder block 20 to form an outlet 38 for exiting to the cooling outlet 32. The outlet 38 is illustrated in FIG. 2. 4 to the starting position of the cooling outlet 32 as shown in FIG. In addition, a separate connection passage 40 is formed to overcome the horizontal position of the secondary cooling channel 34 and the outlet 38. The connection passage 40 is preferably formed vertically or inclined downward for easy discharge of the coolant circulated through the upper end of the cylinder liner 22.
상기한 유출구(38)의 위치가 종래보다 낮게 형성되는 이유는 도 5와 같이 설명하면 다음과 같다. 도 5는 유체의 유동단면적이 급격하게 줄어들고, 입구의 모서리가 직각형태로 구성되는 벤츄리의 유체흐름을 나타낸 것이다. 도면에서와 같이 유체의 흐름을 살펴보면 단면적의 급격한 변화에 의해 유체의 흐름에는 재순환(Recirculation)영역(50)과 재부착(Reattachment)영역(51)이 발생하게 된다. 이 재순환영역(50)은 유체의 유동이 계속 순환하며, 벽면에서 멀어지는 방향으로 운동량을 받으므로 벽면에서의 압력이 아주 낮아지게 된다. 반대로 재부착영역(51)에서는 벽면에 유동이 부딪치므로 벽면에 전달되는 운동량이 커서 압력이 증가하게 된다. 특히 상기한 재순환영역(50)은 유체가 통과할 직경(D)의 0.4D~0.6D가 되는 위치가 되고, 재부착영역(51)은 D가 되는 위치가 되는 것을 알 수 있게 된다.The reason why the position of the outlet 38 is lower than that of the related art will be described below with reference to FIG. 5. FIG. 5 shows the fluid flow of the venturi in which the cross sectional area of the fluid is drastically reduced and the corner of the inlet is formed at right angles. Referring to the flow of the fluid as shown in the drawing, the recirculation region 50 and the reattachment region 51 are generated in the flow of the fluid due to the rapid change in the cross-sectional area. In this recirculation region 50, the flow of fluid continues to circulate and receives momentum in a direction away from the wall, so that the pressure on the wall becomes very low. On the contrary, in the reattachment area 51, since the flow hits the wall, the amount of momentum transmitted to the wall increases and the pressure increases. In particular, it can be seen that the recirculation region 50 is a position of 0.4D to 0.6D of the diameter D for the fluid to pass through, and the reattachment region 51 is a position to be D. FIG.
상기 설명에서와 같은 압력변화를 본 발명에 따른 실린더라이너(22)의 2차냉각채널(34)에서 냉각수출구(32)로 유출되는 유출구(38)에 적용하게 되면, 종래의 2차냉각채널(34)과 바로 연결된 냉각수 유출구보다 빠른 유속과 많은 유량을 통과시키게 될 수 있게 된다. 결국 빠른 유속과 많은 냉각수량을 통과시키므로서 2차냉각채널(34)의 효율을 향상시키게 되는 것이다. 즉, 상기한 압력변화를 냉각수 유출구의 위치를 정하는데 적용했을 경우, 냉각수출구(32)의 직경을 "D"라 하게 되면 상기 유출구(38)를 통해 가장 빠른 유속과 가장 많은 냉각수량을 통과시킬 수 있는 지점은 도 3과 같이 냉각수출구(32)의 시작위치에서부터 유출구(38)의 상측 경계면과의 거리가 0.4D ~ 0.6D가 되는 위치가 된다. 그리고 도 2와 도 4의 경우에는 본 발명에 의한 유체의 흐름을 적용했을 경우에 비교적 효과를 거둘 수 있는 최소구간과 최대구간을 나타낸 것이다.When the pressure change as described above is applied to the outlet 38 which flows out from the secondary cooling channel 34 of the cylinder liner 22 according to the present invention to the cooling outlet 32, the conventional secondary cooling channel ( Higher flow rates and higher flow rates are possible than the coolant outlet connected directly to 34). As a result, the efficiency of the secondary cooling channel 34 is improved by passing a high flow rate and a large amount of cooling water. That is, when the pressure change is applied to the location of the coolant outlet, the diameter of the coolant outlet 32 is "D", which allows the fastest flow rate and the largest amount of coolant to pass through the outlet 38. 3 can be a position where the distance from the start position of the cooling outlet 32 to the upper boundary surface of the outlet 38 becomes 0.4D to 0.6D. 2 and 4 show the minimum and maximum sections that can be relatively effective when the fluid flow according to the present invention is applied.
이상과 같이 구성되는 본 발명에 의한 실린더라이너 2차냉각장치의 작동을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the cylinder liner secondary cooling apparatus according to the present invention configured as described above are as follows.
엔진이 가동되면 워터펌프가 작동하게 되고, 워터펌프의 작동에 의해 실린더블럭에 형성된 워터자켓으로 냉각수가 공급된다. 워터자켓으로 긍급된 냉각수는 각 냉각수통로를 통해 냉각수로(30)으로 유입되고, 그 중 일부의 냉각수는 실린더라이너(22)의 상부를 냉각하기 위해 유입구(36)를 통과하여 2차냉각채널(34)로 공급된다. 2차냉각채널(34)로 공급된 냉각수는 실린더라이너(22) 상단을 냉각하며 순환된 후, 연결통로(40)를 통과하고 냉각수출구(32)와 연결된 유출구(38)로 빠져나가게 된다.When the engine is running, the water pump is operated, and the coolant is supplied to the water jacket formed in the cylinder block by the operation of the water pump. Cooling water supplied to the water jacket flows into the cooling water passage 30 through each cooling water passage, and some of the cooling water passes through the inlet 36 to cool the upper portion of the cylinder liner 22 and the secondary cooling channel ( 34). The coolant supplied to the secondary cooling channel 34 is circulated while cooling the upper end of the cylinder liner 22, and then passes through the connection passage 40 and exits to the outlet 38 connected to the cooling outlet 32.
냉각수가 유출구(38)를 통과하는 과정에서 냉각수의 흐름은 종래보다 훨씬 빠른 유속과 많은 냉각수량을 통과시키게 된다. 따라서 많은 양의 냉각수가 빠른 속도로 통과하게 되어 실린더라이너(22) 상단의 냉각도 효과적으로 이루어진다.As the coolant passes through the outlet 38, the flow of the coolant passes a much faster flow rate and a larger amount of coolant than in the prior art. Therefore, a large amount of coolant passes at a high speed so that the cooling of the upper end of the cylinder liner 22 is also effective.
이상과 같이 2차냉각채널과 냉각수출구를 연결하는 유출구의 위치를 변경하므로서 종래보다 빠른 유속과 많은 냉각수량을 통과시킬 수 있으므로 2차냉각채널로 냉각수가 유입되는 유입구 주변에서 냉각수가 정체되는 현상을 방지하게 되고, 그에 따라 실린더라이너 상단을 냉각하기 위해 형성되는 2차냉각채널의 냉각효율을 향상하게 되는 커다란 효과가 있게 된다.As described above, by changing the position of the outlet connecting the secondary cooling channel and the cooling water outlet, it is possible to pass a higher flow rate and a larger amount of cooling water than the conventional one. There is a great effect to improve the cooling efficiency of the secondary cooling channel formed to cool the cylinder liner top, thereby.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20111202 Year of fee payment: 9 |
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| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |