KR100409568B1 - 실린더 냉각을 위한 오일제트구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 실린더라이너의 상측에 온도센서를 형성하고, 제어부에서 검출된 실린더라이너의 온도에 따라서 오일제트의 플런저를 작동하여 엔진상황에 맞도록 윤활유를 피스톤에 분사하도록 하는 실린더 냉각을 위한 오일제트구조에 관한 것으로,

오일펌프에서 오일갤러리로 공급된 오일을 피스톤으로 분사하도록 하는 오일제트에 있어서,

상기한 피스톤의 왕복운동을 가이드하는 실린더라이너의 상부에 형성되는 온도센서와;

상기한 온도센서에 검출된 온도와 미리 설정된 값과 비교하여 오일의 분사량을 조절하도록 제어하는 제어부와;

상기한 제어부의 제어에 의해 솔레노이드가 동작하고, 솔레노이드의 작동에 따라 플런저의 이동범위가 단계적으로 변하므로서 상기한 제어부에서 제어된 오일의 분사량을 피스톤의 하부로 분사하는 오일제트; 로 구성되는 것을 특징으로 하며,

상기한 오일제트는 상부측으로 오일갤러리와 연결되는 유입구가 형성되고 피스톤측 방향으로는 노즐이 형성되는 하우징과, 상기 하우징 내부공간에 전자석과 스프링으로 구성되는 솔레노이드와, 솔레노이드의 작동에 의해 하우징 내부공간에서 전후진된 위치에 따라 오일공급량이 가변되도록 오일통로가 형성된 플런저로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

실린더 냉각을 위한 오일제트구조{Oil jet for cylinder}

본 발명은 실린더 냉각을 위한 오일제트구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 실린더라이너의 상측에 온도센서를 형성하고, 제어부에서 검출된 실린더라이너의 온도에 따라서 오일제트의 플런저를 작동하여 엔진상황에 맞도록 윤활유를 피스톤에 분사하도록 하는 실린더 냉각을 위한 오일제트구조에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 엔진에는 그 주변에 워터자켓을 설치하여 연소열 및 피스톤의 왕복운동에 의한 마찰열을 열교환시켜 엔진을 냉각시키도록 되어 있다.

그러나 피스톤은 연소실내의 폭발에 의하여 직접적으로 고온의 열을 받아 온도상승의 영향을 받도록 되어 있어 실린더의 접촉에 의한 피스톤의 냉각효과를 기대하기가 매우 어렵다.

따라서 엔진의 원활한 냉각을 위하여 오일을 공급하도록 되어 있다. 즉, 엔진의 구동시 오일팬, 오일스트레이너, 오일펌프, 메인갤러리 순으로 거쳐 실린더의 헤드 및 블럭, 캠, 오일제트 등으로 각각 공급하여 엔진의 윤활과 냉각을 한 뒤 오일팬으로 다시 회수하도록 되어 있다.

즉, 디젤엔진에서 피스톤의 온도를 일정 수준이하로 낮추기 위하여 오일제트를 사용하였다. 오일제트는 설정된 엔진의 구동상태에 따른 압력으로 피스톤에 오일을 분사시켜 피스톤에 설정된 온도를 냉각시켜 주는 역활을 한다.

도 5는 종래의 실린더구조와 오일제트의 장착상태를 도시한 도면으로 도면부호 10은 실린더블럭이다.

종래의 실린더블럭(10)의 내측으로는 피스톤(13)의 상하왕복운동을 안내하기 위한 실린더라이너(11)가 장착되고, 실린더라이너(11)의 중간부를 냉각하기 위하여 실린더블럭(10)의 일측에는 워터자켓(12)이 형성되어 있다. 상기한 피스톤(13)은 크랭크로드(14)에 연결되어 있으며, 크랭크로드(14)는 캠에 의해 크랭크샤프트(15)의 회전운동이 캠에 의해 직선운동으로 변화되도록 구성되어 있다.

또한, 상술한 바와 같이 피스톤(13)이 왕복운동하면서 연료를 연소시키는 과정에서 고온이 발생하는데, 이 고온의 피스톤(13)을 냉각하기 위한 오일제트(50)가 실린더블럭(10)의 일측에 형성되어 있다. 이 오일제트(50)는 오일갤러리(16)에서 공급된 오일을 피스톤(13)의 하부로 강하게 분사시켜주는 역활을 하는 것으로, 그 상세한 구조는 도 6에 도시되어 있다.

상기한 오일제트(50)는 실린더블럭(10)의 일측하부에 장착되는데, 하우징 (51)의 상부측으로 오일이 유입되는 유입구(52)가 형성되며 피스톤(13)측으로는 노즐(53)이 형성되어 있다. 하우징(51)의 내부공간(54)에는 스프링(55)과 볼(56)이 형성되어 있으며, 볼(56)의 이탈을 방지하기 위하여 이탈방지턱(56)이 형성되어 있다.

즉, 도면에서와 같이 오일갤러리(16)로 공급되는 오일의 압력에 의해 볼(56)이 스프링(55)을 가압하면서 하향하여 노즐(53)의 입구를 개방하므로서 오일이 피스톤(13)의 하부로 분사되어 피스톤(13)을 냉각하도록 구성되어 있다.

그러나 종래의 오일제트는 오일갤러리의 압력변화에 따라서만 작동하므로 높은 열부하가 걸리는 고회전 영역에서 냉각효과가 감소되는 문제점이 있었다.

또한, 엔진초기 시동시에는 피스톤이 충분히 가열되지 않은 상태에서도 오일의 압력에 따라 오일제트가 분사되어 피스톤이 과냉되므로서 연료의 불완전연소가 발생하여 인체에 유해한 배기가스의 배출원인이 되는 문제점이 있었다. 특히, 혹한지나 혹서지에서 차량을 운행하는 경우에는 오일압력변화에 의해 작동하는 오일제트는 피스톤의 적정냉각수준을 상실하게 되는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 보다 상세하게는 실린더라이너의 상측에 온도센서를 형성하고, 제어부에서 검출된 실린더라이너의 온도에 따라서 오일제트의 플런저를 작동하여 엔진상황에 맞도록 윤활유를 피스톤에 분사하도록 하는 실린더 냉각을 위한 오일제트구조를 제공하는 데 목적이 있다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로서,

오일펌프에서 오일갤러리로 공급된 오일을 피스톤으로 분사하도록 하는 오일제트에 있어서,

상기한 피스톤의 왕복운동을 가이드하는 실린더라이너의 상부에 형성되는 온도센서와;

상기한 온도센서에 검출된 온도와 미리 설정된 값과 비교하여 오일의 분사량을 조절하도록 제어하는 제어부와;

상기한 제어부의 제어에 의해 솔레노이드가 동작하고, 솔레노이드의 작동에따라 플런저의 이동범위가 단계적으로 변하므로서 상기한 제어부에서 제어된 오일의 분사량을 피스톤의 하부로 분사하는 오일제트; 로 구성되는 것을 특징으로 하며,

상기한 오일제트는 상부측으로 오일갤러리와 연결되는 유입구가 형성되고 피스톤측 방향으로는 노즐이 형성되는 하우징과, 상기 하우징 내부공간에 전자석과 스프링으로 구성되는 솔레노이드와, 솔레노이드의 작동에 의해 하우징 내부공간에서 전후진된 위치에 따라 오일공급량이 가변되도록 오일통로가 형성된 플런저로 구성되는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명에 의해 구성된 실린더의 구조도.

도 2는 본 발명에 의해 구성된 오일제트의 단면도.

도 3은 본 발명에 의한 오일제트의 작동상태도.

도 4는 본 발명에 의해 구성되는 오일제트의 플로우차트.

도 5는 종래의 기술을 설명하기 위한 실린더의 구조도.

도 6은 종래의 오일제트의 단면도.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 실린더블럭 11 : 실린더라이너

12 : 워터자켓 13 : 피스톤

14 : 크랭크로드 15 : 크랭크샤프트

16 : 오일갤러리 20 : 오일제트

21 : 하우징 21a : 내부공간

22 : 유입구 23 : 노즐

24 : 전자석 25 : 스프링

26 : 솔레노이드 27 : 플런저

28 : 오일통로

본 발명의 실시예를 첨부한 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 의해 구성된 실린더의 구조이며, 도 2는 본 발명에 의해 구성된 오일제트의 단면도이며, 도 3은 본 발명에 의한 오일제트의 작동상태도이며, 도 4는 본 발명에 의해 구성되는 오일제트의 플로우차트로서, 도면중 도면부호 10은 실린더블럭이며, 도면부호 20은 오일제트이다.

상기한 실린더블럭(10)의 내주연부에는 피스톤(13)의 왕복운동을 안내하기 위한 실린더라이너(11)가 형성되어 있으며, 실린더라이너(11)의 중간부를 냉각하기 위한 워터자켓(12)이 형성되어 있다.

그리고 피스톤(13)은 종래와 같이 그 하부에 크랭크로드(14)가 연결되며, 크랭크로드(14)는 크랭크샤프트(15)에 연결되어 있다.

상기한 실린더라이너(11)의 상부일측에는 온도센서(31)가 형성되어 있으며,상기 온도센서(31)에서 검출된 온도는 저항값으로 변환되어 제어부(ECU)로 전해지도록 구성되고 있다.

실린더블럭(10)의 일측하부에 형성되는 오일제트(20)는 도 2와 같이 오일갤러리(16)에서 공급된 오일이 연결통로(17)를 거쳐 오일을 공급받을 수 있도록 하우징(21)의 상부측으로 유입구(21)가 형성되어 있으며, 피스톤(13) 방향으로 향하는 노즐(23)이 형성되어 있다.

그리고 하우징(21)의 내부공간(21a)에는 플런저(27)가 형성되며, 상기 플런저(27)를 이동시키기 위한 전자석(24)과 스프링(25)으로 구성된 솔레노이드(26)가 형성되어 있다. 상기 솔레노이드(26)는 제어부(ECU)의 의해 작동되는데, 이 제어부는 온도센서(31)에서 검출된 온도와 미리 설정된 값을 비교하여 결정되도록 구성된다.

도 4는 온도센서(31)에서 검출된 온도와 제어부(30)에 설정된 입력값을 비교판단하여 실행하는 과정을 설명한 플로우차트로서, 실린더라이너에서 검출된 온도값과 미리 설정된 값을 비교한 후 각 과정에서 해당하는 경우에 솔레노이드(26)를 작동시켜 플런저(27)의 위치가 이동되도록 구성되었다.

이상과 같이 구성되는 실린더 냉각을 위한 오일제트구조의 작동을 설명하면 다음과 같다.

엔진이 가동되면 엔진의 각 마찰부를 냉각하기 위해 오일펌프가 회전하게 되며, 오일펌프에서 압송된 윤활유는 각 엔진의 마찰부로 공급된다. 이렇게 오일갤러리(16)로 공급된 오일은 오일제트(20)를 통해 피스톤(13)의 하부로 분사되는데,오일제트(20)에서 분사되는 오일량은 오일제트(20) 내의 플런저(27)의 위치에 따라 달라지게 된다. 즉, 상기한 플런저(27)의 위치는 실린더라이너(11) 상부에 위치한 온도센서(31)에서 검출된 온도에 따라 제어부(ECU)에서 도 4와 같이 미리 설정된 값과 비교하여 결정된다. 플런저(27)의 이동은 도 3과 같이 좌우로 이동되는데, 플런저(27)에 형성된 오일통로(28)의 입구가 얼마만큼 개방되는가에 따라 오일제트(20)의 노즐(23)로 분사되는 오일의 양이 결정된다.

따라서, 엔진의 온도변화에 따라 피스톤 하부로 공급되는 윤활유의 양이 조절되므로서 차량을 혹한지나 혹서지에서 운행하게 되는 경우나 엔진시동 초기시의 경우에서 발생하는 실린더의 과냉이나 과열을 방지할 수 있게 된다.

이상과 같이 본 발명은 실린더라이너의 상부에 온도센서를 부착하고 온도센서에서 검출된 온도와 제어부에 미리 설정된 값과 비교하여 각 온도상황에 맞도록 윤활유를 공급하게 되므로서 차량이 혹한지나 혹서지에서 운행하게 되는 경우이거나 엔진시동 초기시의 경우에서 발생하는 실린더의 과냉이나 과열을 방지할 수 있게 된다.

Claims (2)

1. 오일펌프에서 펌핑된 후 오일 갤러리로 압송된 오일이 피스톤의 하측으로 분사되도록 안내하며, 분사되는 오일량이 조절되도록 하는 오일제트구조에 있어서,

   상기한 오일갤러리(16)의 연결통로(28)와 접속되기 위한 유입구(22)가 일측에 형성되고, 피스톤(13)의 하측을 향하는 노즐(23)이 상기 유입구(22)와 연통되도록 내부공간(21a)이 관통형성되어지되, 상기 내부공간(21a)에는 전후진작동에 의해 상기 유입구(22)와 노즐(23)이 연통되거나 차단되도록 하기 위한 오일통로(28)가 마련된 플런저(27)가 수용되는 오일제트 하우징(21)과;

   상기한 플런저(27)의 전후작동을 제어하기 위해 전자석(24)과 스프링(25)이 포함되며, 상기한 플런저(27)의 일측으로 배치되어 상기 전자석(24)과 스프링(25)의 작동에 따라 상기 플런저(27)의 오일통로(28)의 위치가 가변되도록 조절하기 위한 솔레노이드(26)와;

   상기한 피스톤(13)의 왕복운동을 가이드하는 실린더라이너(11)의 상부측에 형성되는 온도센서(31)와;

   상기한 온도센서(31)에 검출된 온도와 미리 설정된 온도값을 비교하여 상기 노즐(23)로 분사되는 오일량이 조절될 수 있도록 유입구(22)와 노즐(23)을 연결하는 연결통로(28)의 위치를 이동시키기 위해 상기 솔레노이드(26)의 작동구간을 제어하기 위한 제어부(ECU); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 실린더 냉각을 위한 오일제트구조.
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