KR100411034B1

KR100411034B1 - 냉각 구조가 채용된 엔진 블록

Info

Publication number: KR100411034B1
Application number: KR10-2000-0052006A
Authority: KR
Inventors: 장병학
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2000-09-04
Filing date: 2000-09-04
Publication date: 2003-12-18
Also published as: KR20020018745A; US20020026908A1; JP2002089354A; US6470839B2

Abstract

냉각 구조가 채용된 엔진 블록(engine block)이 개시된다. 개시된 냉각 구조가 채용된 엔진 블록은, 실린더 블록과; 상기 실린더 블록에 복수개 구비된 실린더 보어와; 상기 각 실린더 보어 내에 동심원으로 구비된 실린더 라이너와; 상기 실린더 블록 상단부 일측으로 상기 실린더 라이너 길이 방향에 대하여 상기 실린더 라이너 사이에 상기 실린더 라이너의 면적을 일부 줄여 형성된 인입부를 적어도 하나 형성하고, 상기 인입부에 수평으로 형성되어 상기 실린더 라이너 주위에 냉각유체가 통과되도록 된 냉각유체 통로;를 포함하는 것을 그 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 간단한 가공에 의해 실린더 라이너 상단부를 냉각시킬 수 있는 이점이 있다.

Description

냉각 구조가 채용된 엔진 블록{ENGINE BLOCK HAVING A COOLING STRUCTURE}

본 발명은 냉각 구조가 채용된 엔진 블록(engine block)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 엔진의 출력을 증대시키기 위해 실린더 블록(cylinder block)의 냉각이 원활하게 이루어질 수 있도록 그 구조가 개선된 냉각 구조가 채용된 엔진 블록에 관한 것이다.

실린더 블록은 엔진의 수명을 좌우하는 중요한 것으로 실린더를 여러 개를 하나로 주조한 블록 구조로 하고, 그 위에 실린더 헤드가 설치된다. 따라서 실린더 블록은 설계, 재질, 제조 등에 있어서 충분한 주의가 기울어지며 더욱이 수정을 용이하게 할 수 있어야 하고 또 대량생산에 적합한 것이라야 한다. 그리고 실린더 내에는 내벽 재료가 실린더 블록과 동일 재료로 만들어진 일체형과, 실린더 블록과는 별도의 재료 즉, 실린더 라이너를 끼워 넣는 식도 있다.

이와 같은 실린더 블록의 보어 상단부는 연소시 발생하는 열이 직접적으로 전달되므로 이곳은 윤활 내구 측면에서 집중적인 냉각이 필요하며, 그 냉각 정도에 따라 연료 공급 가능량에 따른 출력이 결정된다.

따라서 이 부분의 냉각을 위해서 보어 사이의 모재 부분에 드릴이나 톱 커팅(saw-cutting) 가공으로 유체통로를 형성하거나, 보어 사이의 모재 부분에 주조시 유체통로를 형성하는 등의 방법이 일반적으로 사용된다.

상기에서, 전자의 경우에는 모재부분의 두께가 최소 7mm 이상이 필요하고, 후자의 경우에는 12mm 정도의 가공을 위한 최소의 치수가 필요하다.

그리고 최근 엔진의 컴팩트화 경향으로 보어 사이의 간격(보어 피치)은 적어지는 경향이고, 기존의 보어 피치도 배기량 증대(보어 사이즈 증대)로 인해 보어 사이의 간격은 점점 축소되는 경향이다.

더욱이 알루미늄 실린더 블록의 경우에는 실린더의 두께가 3mm정도이므로 유체통로의 형성은 현실적으로 상당히 힘들어지고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 보어와 보어 사이에 유체통로가 형성시켜 실린더 라이너 상단부를 냉각시킬 수 있도록 한냉각 구조가 채용된 엔진 블록을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 냉각 구조가 채용된 엔진 블록의 구성을 개략적으로 나타낸 도면.

도 2는 도 1에서 A-A 선을 따라 절개하여 나타낸 개략적인 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10. 실린더 블록 11,11'. 실린더 보어

12,12'. 실린더 라이너 12a,12b. 인입부

13. 냉각유체 통로

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 냉각 구조가 채용된 엔진 블록은, 실린더 블록과; 상기 실린더 블록에 복수개 구비된 실린더 보어와; 상기 각 실린더 보어 내에 동심원으로 구비된 실린더 라이너와; 상기 실린더 블록 상단부 일측으로 상기 실린더 라이너 길이 방향에 대하여 상기 실린더 라이너 사이에 상기 실린더 라이너의 면적을 일부 줄여 형성된 인입부를 적어도 하나 형성하고, 상기 인입부에 수평으로 형성되어 상기 실린더 라이너 주위에 냉각유체가 통과되도록 된 냉각유체 통로;를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 냉각유체 통로는 드릴 가공에 의해 형성된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1에는 본 발명에 따른 냉각 구조가 채용된 엔진 블록이 개략적으로 도시되어 있고, 도 2에는 도 1에서 A-A선을 따라 절개하여 나타낸 단면도가 도시되어 있다. 여기에서는 일반적인 냉각 구조가 채용된 엔진 블록의 구성 설명은 생략하고, 본 발명의 특징에 따른 구성만을 설명하기로 한다.

각각 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 냉각 구조가 채용된 엔진 블록은, 엔진의 모체를 이루며 보통 알루미늄으로 이루어지는 실린더 블록(10)과, 상기 실린더 블록(10)에 복수개가 구비된 실린더 보어(11,11')와, 상기 각 실린더 보어(11,11') 내에 동심원으로 구비된 실린더 라이너(12,12')와, 하나의 상기 실린더 라이너(12)와, 이 실린더 라이너(12)에 인접한 다른 실린더 라이너(12')의 일부면적을 줄여 그 사이의 실린더 보어(11,11') 상단부의 실린더 블록(10)에 형성된 냉각유체 통로(13)를 포함하여 구성된다.

상기 냉각유체 통로(13)는 도 2에 도시된 바와 같이, 실린더 라이너(12,12')의 길이 방향에 대하여 직각으로 즉, 교차되는 방향으로 실린더 라이너(12,12') 주위에 냉각유체가 통과되도록 적어도 하나가 형성된다. 이러한 냉각유체 통로(13)는 드릴 가공(drilling)에 의해 간단하게 형성된다.

그리고 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 냉각유체 통로(13)의 외주면으로부터 소정 거리 이격된 실린더 라이너(12,12')의 외벽에 냉각유체 통로(13)와 동심원을 이루며 소정 깊이로 인입된 인입부(12a,12b)가 형성된 상태로 실린더 라이너(12,12')의 면적이 줄어들게 된다.즉, 상기 냉각유체 통로(13)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 실린더 블록(10) 상단부 일측으로 실린더 라이너(12,12') 길이 방향에 대하여 실린더 라이너(12,12')의 사이에 실린더 라이너의 면적을 일부 줄여 형성된 인입부부(12a,12b)를 적어도 하나 형성하고, 이 인입부부(12a,12b)에 수평으로 형성되어 상기 실린더 라이너(12,12') 주위에 냉각유체가 통과되도록 한다.

또한 상기 실린더 블록(10)과 실린더 라이너(12,12')는 다이캐스팅(die casting) 방법에 의해 용이하게 실시될 수 있다. 즉, 상기 인입부(12a,12b)가 형성된 라이너를 기본으로 하여 실린더 블록(10)을 형성하면 간단하게 이루어지는 것이다.

이에 따라 상기 냉각유체 통로(13)는 실린더 보어(11,11') 사이의 거리가 예컨대 10mm인 경우에 드릴 가공이 가능하고, 이때 배기량당 약 70마력의 출력이 가능하다.

상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 냉각 구조가 채용된 엔진 블록의 작용을 설명하면 다음과 같다. 여기에서는 일반적인 냉각 구조가 채용된 엔진 블록의 작용 설명은 생략하고, 본 발명의 특징에 따른 작용만을 설명하기로 한다.

도면을 다시 참조하면, 알루미늄 다이캐스팅으로 상기 실린더 블록(10)에 실린더 라이너(12,12')를 형성한다. 이때 상기 실린더 라이너(12,12')의 인입부(12a,12b)를 형성시킨다.

상기 실린더 보어(11,11') 사이의 인입부(12a,12b)가 형성된 부분은 실린더 보어(11)와 인접한 실린더 보어(11') 사이에 인입부(12a,12b)가 형성되지 않은 부분에 비해 공간을 많이 확보하게 된다. 따라서 상기 인입부(12a)와 인접한 인입부(12b) 사이에 드릴 가공에 의해 냉각유체 통로(13)를 형성한다.

한편, 엔진 블록은 엔진의 고출력화, 저연비화, 및 강화되는 배기 규제에 대응화 됨에 따라 실린더 라이너(12,12')의 온도가 상승하게 되고, 특히 톱 링(top-ring)(미도시)이 접촉되는 실린더 라이너(12,12')의 상부 또는 실린더 보어(11,11')의 상부의 온도가 순간적으로 급상승하게 되는데, 엔진의 내구성을 고려한 사용 온도 범위를 넘는 경우 냉각 구조 및 이를 기본으로 한 변형 구조로도 한계에 접한다.

따라서 상술한 바와 같이 실린더 라이너(12,12') 상부의 실린더 보어(11)와 인접한 실린더 보어(11') 사이에 냉각유체 통로(13)를 간단하게 형성할 수 있어서 엔진의 성능을 향상시킬 수 있게 된다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 냉각 구조가 채용된 엔진 블록은 다음과 같은 효과를 갖는다.

실린더 보어 사이 상단부에 간단한 가공으로서 냉각유체가 통과할 수 있도록 하는 통로를 형성하므로서, 실린더 블록의 상단부의 온도를 일정하게 유지할 수 있어서 엔진의 성능 즉, 엔진의 출력을 향상시킬 수 있다.

그리고 냉각유체 통로가 형성된 위치의 실린더 라이너에 인입부(12a,12b)가 형성되므로 보어 사이의 거리(간격)를 줄일 수 있으므로 엔진의 길이를 축소할 수 있으며, 경량화가 가능해진다.

냉각유체 통로가 드릴 가공에 의해 간단하게 성형될 수 있어서 구조가 간단해지고, 가공에 따른 경비가 절감될 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims

(정정) 실린더 블록과;

상기 실린더 블록에 복수개 구비된 실린더 보어와;

상기 각 실린더 보어 내에 동심원으로 구비된 실린더 라이너와;

상기 실린더 블록 상단부 일측으로 상기 실린더 라이너 길이 방향에 대하여 상기 실린더 라이너 사이에 상기 실린더 라이너의 면적을 일부 줄여 형성된 인입부를 적어도 하나 형성하고, 상기 인입부에 수평으로 형성되어 상기 실린더 라이너 주위에 냉각유체가 통과되도록 된냉각유체 통로;를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각 구조가 채용된 엔진 블록.
제1항에 있어서,

상기 냉각유체 통로는 드릴 가공에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 냉각 구조가 채용된 엔진 블록.
(삭제)
제1항에 있어서,

상기 실린더 블록과 상기 실린더 라이너는 다이캐스팅으로 형성된 것을 특징으로 하는 냉각 구조가 채용된 엔진 블록.