KR100409569B1 - 실린더헤드의 냉각수 분사장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 실린더헤드를 냉각하기 위해 실린더블럭의 워터자켓에서 냉각수가 유입되도록 실린더헤드의 하부일측에 형성되는 냉각수 상승통로에 별도의 냉각수 분사장치를 끼워 엔진열에 취약한 실린더헤드의 고열점부분으로 냉각수의 흐름방향이 유도되도록 하는 실린더헤드의 냉각수 분사장치에 관한 것으로,

엔진을 냉각하기 위하여 실린더블럭의 워터자켓에서 실린더헤드의 냉각수로로 냉각수를 전달하기 위해 형성되는 실린더헤드의 냉각수 상승통로에 있어서,

본체의 하측으로 상기 실린더헤드의 냉각수 상승통로에 끼워지기 위한 삽입돌기가 돌출형성되며, 본체의 일측으로 냉각수 상승통로에서 유입된 냉각수를 실린더헤드의 고열점부분으로 냉각수 흐름방향을 유도하기 위한 분사노즐이 돌출형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

실린더헤드의 냉각수 분사장치{Cooling water nozzle of cylinder head}

본 발명은 실린더헤드 냉각수 분사장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 실린더헤드를 냉각하기 위해 실린더블럭의 워터자켓에서 냉각수가 유입되도록 실린더헤드의 하부일측에 형성되는 냉각수 상승통로에 별도의 냉각수 분사장치를 끼워 엔진열에 취약한 실린더헤드의 고열점부분으로 냉각수의 흐름방향이 유도되도록 하는 실린더헤드의 냉각수 분사장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 엔진에 있어서 실린더 내의 연소가스 온도는 상당히 고온이며, 이 열의 상당량은 실린더블럭, 실린더헤드, 피스톤 등으로 전달된다. 따라서, 엔진의 과열을 방지함과 동시에 피스톤이나 피스톤링 같은 각각의 부품들이 일정온도 이상으로 상승되는 것을 방지하므로서 내구성을 증대시키고 그 기능을 최적화하기 위한 방안이 제안되고 있다. 특히, 최근에는 자동차엔진의 고출력화에 따라 엔진의 열부하가 증가되는 추세이며, 이러한 열부하의 증가에 따라 엔진의 냉각성능에 대한 중요성은 날로 커지고 있다.

이를 위하여 종래에는 도 3과 같이 피스톤(10)의 왕복운동을 안내하는 실린더라이너(11)를 냉각하기 위해 실린더블럭(12)에 워터자켓(13)이 형성되어 있으며, 엔진의 상부를 씌우는 실린더헤드(14)의 경우에도 높은 연소열을 냉각하기 위한 워터자켓(15)이 형성되어 있다. 상기한 실린더블럭(12)의 워터자켓(13)과 실린더헤드(14)의 워터자켓(15)은 냉각수 상승통로(16)에 의해 서로 연통된다. 즉, 워터펌프에서 공급된 냉각수는 실린더블럭(12)과 실린더헤드(14)를 차례로 냉각한 다음 라디에이터로 재순환되어 냉각된 후 다시 워터펌프에서 가압된 후 실린더블럭(12)과 실린더헤드(14)의 워터자켓(13,15)으로 전달되어 엔진을 냉각하도록 구성되어 있다. 도면중 미설명부호 17은 흡기 및 배기 밸브이며, 18은 상기 밸브(17)가 장착되는 밸브시트부이다.

그러나, 실린더헤드의 연소실 주위는 냉각수의 빠른 유속이 필요한 고열점임에도 불구하고 필요한 압력을 제대로 얻지 못하거나 주위의 냉각을 덜 요구하는 부분으로 냉각수가 흘러 들어가는 경우로 인하여 고열점(A) 주위의 유속이 느려지는 경우가 발생하여 고열화로 인한 실린더헤드의 내구력 감소의 원인이 되고 있다. 즉, 냉각수 상승통로를 통하여 실린더블럭의 워터자켓에서 실린더헤드의 워터자켓으로 상승한 냉각수는 비고열점부분으로 더 많은 양이 흘러가 버리게 되는 것이다.

따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 보다 상세하게는 실린더헤드를 냉각하기 위해 실린더블럭의 워터자켓에서 냉각수가 유입되도록 실린더헤드의 하부일측에 형성되는 냉각수 상승통로에 별도의 냉각수 분사장치를 끼워 엔진열에 취약한 실린더헤드의 고열점부분으로 냉각수의 흐름방향이 유도되도록 하는 실린더헤드의 냉각수 분사장치를 제공하는 데 목적이 있다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로서,

엔진을 냉각하기 위하여 실린더블럭의 워터자켓에서 실린더헤드의 냉각수로로 냉각수를 전달하기 위해 형성되는 실린더헤드의 냉각수 상승통로에 있어서,

본체의 하측으로 상기 실린더헤드의 냉각수 상승통로에 끼워지기 위한 삽입돌기가 돌출형성되며, 본체의 일측으로 냉각수 상승통로에서 유입된 냉각수를 실린더헤드의 고열점부분으로 냉각수 흐름방향을 유도하기 위한 분사노즐이 돌출형성되는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명에 따라 실린더헤드를 냉각하기 위해 냉각수 분사장치가 장착된 엔진의 단면도.

도 2는 본 발명에 의한 냉각수 분사장치의 확대단면도.

도 3은 종래기술을 설명하기 위한 도면.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 피스톤 11 : 실린더라이너

12 : 실린더블럭 13 : 워터자켓

14 : 실린더헤드 15 : 워터자켓

16 : 냉각수 상승통로 20 : 냉각수 분사장치

21 : 본체 22 : 삽입돌기

23 : 분사노즐 A : 고열점부분

본 발명의 실시예를 첨부한 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따라 실린더헤드를 냉각하기 위해 냉각수 분사장치가 장착된 엔진의 단면도이며, 도 2는 본 발명에 의한 냉각수 분사장치의 확대단면도로서, 도면중 도면부호 14는 실린더헤드이며, 도면부호 20은 냉각수 분사장치이다.

상기한 실린더헤드(14)는 실린더블럭(12)의 상부에 형성되어 피스톤(10)이 상하로 왕복운동하면서 연료를 연소시킬 수 있도록 연소실이 형성된다. 이 연소실 상측의 실린더헤드(14)에는 밸브시트부(18)가 형성되며, 밸브시트부(18)에는 흡기 및 배기밸브(17)가 장착된다.

상기 실린더블럭(12)의 내경으로는 피스톤(10)의 왕복운동을 안내하기 위한 실린더라이너(11)가 형성되며, 피스톤(10)의 왕복운동하면서 연료를 연소시키는 과정에서 발생하는 연소열을 냉각하기 위해 실린더블럭(12)과 실린더헤드(14)에는 냉각수의 흐름공간인 워터자켓(13,15)이 종래와 같이 형성된다.

또한, 상기한 실린더블럭(12)의 워터자켓(13)에서 실린더헤드(14)의 워터자켓(15)으로 냉각수가 유입되도록 하기 위해 실린더헤드(14)의 하부일측으로는 냉각수 상승통로(16)가 형성된다.

상기한 냉각수 분사장치(20)는 본체(21)의 하측으로는 실린더헤드(14)의 냉각수 상승통로(16)에 끼워지기 위한 삽입돌기(22)가 형성되며, 그 일측으로는 냉각수 상승통로(16)에 유입된 냉각수를 고열점부분(A)으로 분사하기 위한 분사노즐(23)이 형성된다.

상기와 같이 형성된 냉각수 분사장치(20)은 상기 실린더헤드(14)의 냉각수 상승통로(16)에 끼워지는데, 이때 분사노즐(23)의 방향은 실린더헤드(16)의 고열점부분(A)으로 향하도록 구성된다.

이상과 같이 형성된 실린더헤드의 냉각수 분사장치의 작동 및 작용을 설명하면 다음과 같다.

엔진이 시동되면 피스톤(10)이 상하로 왕복운동하면서 공급된 연료를 폭발시키게 되고, 그 과정에서 피스톤(10), 실린더블럭(12) 및 실린더헤드(14)는 연소열에 의해 뜨거워진다.

이때 고온의 실린더블럭(12) 및 실린더헤드(14)를 수냉하기 위해 워터펌프가 가동되며 실린더블럭(12)의 워터자켓(13) 및 실린더헤드(14)의 워터자켓(15)에 채워진 냉각수가 순환하게 된다. 실린더블럭(12) 및 실린더헤드(14)의 워터자켓(13,15)에서 가열된 냉각수는 라디에이터에서 냉각되어 다시 워터펌프에서 가압된 후 실린더블럭(12)의 워터자켓(13)으로 공급된다.

실린더블럭(12)의 워터자켓(13)으로 공급된 냉각수는 실린더블럭(12)을 냉각하게 되고, 실린더헤드(14)의 냉각수 상승통로(16)을 통해 실린더헤드(14)의 워터자켓(15)으로 유입된다. 그런데 이 과정에서 냉각수 유입통로(16)에 장착된 냉각수 분사장치(20)에 의해 냉각수는 실린더헤드(14)의 고열점부분(A)으로 유도되므로서 열에 가장 취약한 밸브시트부(18)를 냉각하게 된다.

즉, 실린더헤드(14)의 제작시 고열점부분(A)으로 냉각수의 흐름방향을 설정하므로서 실린더헤드(14)의 고열점부분(A)을 효과적으로 냉각하게 된다.

상기와 같은 본 발명은 실린더블럭의 워터자켓에서 실린더헤드의 워터자켓으로 냉각수가 상승하는 과정에서 실린더헤드의 밸브시트부와 같이 열에 취약한 고열점부분으로 냉각수의 흐름방향을 유도하므로서 보다 효과적으로 실린더헤드를 냉각하게 되어 실린더헤드의 내구성을 향상시키는 데 커다란 효과가 있는 것이다.

Claims (1)

1. 엔진을 냉각하기 위하여 실린더블럭의 워터자켓에서 실린더헤드의 냉각수로로 냉각수를 전달하기 위한 냉각수 상승통로가 실린더헤드의 도중에 형성되는 구조에 있어서,

   상기한 냉각수 상승통로(16)의 상단에 끼워지는 중공형의 삽입돌기(22)가 본체(22)의 하측으로 돌출형성되며, 상기한 실린더헤드(14)의 고열점부분(A)을 향하는 출구가 마련된 분사노즐(23)이 상기 본체(22)의 일측에 돌출형성되어지되,

   상기한 삽입돌기(22)의 내부와 분사노즐(23)의 내부가 서로 연통되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 실린더헤드의 냉각수 분사장치.