KR100412470B1 - 차량용 실린더 라이너 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 실린더 라이너에 관한 것으로서, 실린더 블록의 보어 내면상에 외주면이 밀착 고정되는 실린더 라이너에 있어서, 상기 외주면상에 나선형의 홈을 형성시킨 실린더 라이너를 제공하고자 한 것이다.

본 발명에 의하면, 실린더 블록을 주조할 시, 용융상태의 재료가 상기 나선형 홈을 따라 흐르게 되면서 홈의 전 부분에서 완전 융착이 이루어지게 되고, 이로써 실린더 블록과 실린더 라이너간의 융착성이 향상될 수 있는 효과가 있다.

Description

차량용 실린더 라이너{The cylinder liner for a vehicle}

본 발명은 차량용 실린더 라이너에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 상기 외주면상에 나선형의 홈을 형성시킴으로써, 실린더 블록과의 융착성이 향상될 수 있는 차량용 실린더 라이너에 관한 것이다.

일반적으로, 엔진의 실린더 블록(cylinder block)은 다수개의 원통형 실린더를 하나로 주조한 블록구조로 되어 있다.

첨부한 도면 1은 실린더 블록을 나타내는 평면도로서, 4개의 실린더 보어(cylinder bore)(12)가 형성된 실린더 블록(10)을 보여주고 있으며, 미설명 부호 18은 냉각수 통로인 워터 재킷(water jacket)을 나타낸다.

이에 도시한 바와 같이, 실린더 보어(12)의 내부에는 실린더 라이너(cylinder liner)(14)가 삽입 설치되며, 실린더 블록(10)의 보어(12) 내면상에 실린더 라이너(14)의 외주면이 밀착 고정된 구조로 되어 있다.

피스톤(미도시됨)은 실린더 라이너(14)의 내측으로 삽입되어 왕복운동을 하게 되며, 실린더 라이너(14)의 내주면이 피스톤과 접촉하게 되는 습동부가 되는 것이다.

따라서, 실린더 라이너(14)는 연소시 고압을 직접 받게 되고 고온인 연소가스에 노출되게 되므로 이에 결딜 수 있는 충분한 강도를 가지도록 제작된다.

통상, 실린더 블록(10)은 주철로 주조되고, 이에 특수주철의 실린더 라이너(14)를 끼워 넣게 되는데, 최근에는 중량을 가볍게 하고 열전도를 좋게 하기위하여 실린더 블록을 알루미늄 합금과 같은 경합금으로 주조하는 엔진이 증가하고 있다.

알루미늄 합금으로 주조된 실린더 블록(10)의 경우, 그 제작시, 특수주철이나 주철을 재료로 한 실린더 라이너(14)를 별도로 제작하고, 용탕에 상기 실린더 라이너(14)를 둘러싸도록 알루미늄 합금을 주입하여 제작하게 된다.

첨부한 도면 4는 도 1의 'A-A' 단면도로서, 확대된 도면은 종래의 실린더 라이너(14) 주변에 실린더 블록(10)이 성형된 후, 상기 실린더 라이너(14)의 외주면과 실린더 블록(10)의 보어(12) 내면이 접합된 상태를 보여주고 있다.

이에 도시한 바와 같이, 알루미늄 합금재인 실린더 블록(10)의 보어(12) 내면과 주철재인 라이너(14)의 외주면이 서로 융착 또는 기계적으로 접합되도록 하기 위하여, 라이너(14)의 외주면상에는 요철부가 형성되어 있는데, 라이너(14)가 피스톤의 상하 운동에 의하여 실린더 블록(10)과 분리되는 것을 방지하게 된다.

첨부한 도 5는 종래의 실린더 라이너의 외주면을 나타내는 도면으로서, 상기 요철부는 라이너(14)의 외주면상에서 원주방향(E)을 따라 나란하게 형성된 다중열의 홈(16a)으로 되어 있으며, 통상, 도 4에 도시한 바와 같이, 폭(W) 1~2mm, 깊이(D) 0.5mm 정도의 단면형상을 가지도록 가공되고 있다.

그러나, 실린더 블록(10)을 주조하는 과정에서, 용융된 상태의 알루미늄 합금재가 상기한 홈(16a)의 전 부분에서 완전히 융착되어야 함에도 불구하고, 용탕의 온도, 라이너의 예열온도 등 여러가지 성형조건에 따라, 빈 공간(17)이 생기는 등 불완전한 융착이 이루어지게 된다.

이는 용융된 알루미늄 합금재의 점도 및 표면장력의 특성, 주입방향, 접촉순간의 온도 등의 이유로 발생하게 되며, 특히, 용융된 알루미늄 합금재가 라이너(14)의 원주방향(E)으로 길게 형성된 홈(16a)에 대하여 직각방향(F)으로 흐르게 되므로 불완전한 융착을 발생시키는 큰 요인이 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 실린더 블록의 보어 내면상에 외주면이 밀착 고정되는 실린더 라이너에 있어서, 상기 외주면상에 나선형의 홈을 형성시킴으로써, 실린더 블록과의 융착성이 향상될 수 있는 차량용 실린더 라이너를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 차량용 엔진의 실린더 블록을 나타내는 평면도,

도 2는 도 1의 'A-A' 단면도로서, 본 발명의 실린더 라이너가 실린더 블록과 접합된 상태를 나타내는 단면도,

도 3은 본 발명의 실린더 라이너의 외주면을 나타내는 도면,

도 4는 도 1의 'A-A' 단면도로서, 종래의 실린더 라이너가 실린더 블록과 접합된 상태를 나타내는 단면도,

도 5는 종래의 실린더 라이너의 외주면을 나타내는 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 실린더 블록 12 : 실린더 보어

14 : 실린더 라이너 16a : 홈

16b : 나선형 홈 D : 홈의 깊이

E : 원주방향 W : 홈의 폭

α : 나선각

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 설명하면 다음과 같다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 실린더 블록(10)의 보어(12) 내면상에 외주면이 밀착 고정되는 실린더 라이너(14)에 있어서, 상기 외주면상에 원주방향(E)과 이루는 소정의 나선각(α)을 갖는 나선형의 홈(16b)을 형성시킨 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 나선형 홈(16b)의 나선각(α)은 라이너 외주의 원주방향(E)을 기준으로 하여 30~45°로 된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 나선형 홈(16b)은 폭(W)이 8~12mm로 된 것을 특징으로 한다.

여기서 본 발명의 실시예로서, 첨부한 도면을 참조로 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

첨부한 도 2는 본 발명의 실린더 라이너가 실린더 블록과 접합된 상태를 나타내는 단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 실린더 라이너의 외주면을 나타내는 도면이다.

이에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실린더 라이너(14)에는 실린더 블록(10)과의 접합성을 좋게 하기 위하여 나선형의 홈(16b)을 외주면상에 형성시킨다.

상기 나선형 홈(16b)은 용융된 알루미늄 합금의 주입방향과 유동방향을 고려한 것으로서, 용탕내에 주입되는 알루미늄 합금이 나선형 홈(16b)을 따라 흐르게 되고, 이로써 나선형 홈(16b)의 전 부분에서 실린더 블록(10)과 완전 융착이 이루어지게 된다.

알루미늄 합금이 나선형 홈(16b)을 따라 보다 용이하게 흐를 수 있도록, 바람직하게는, 나선형 홈(16b)이 원주방향(E)과 이루게 되는 나선각(α)을 30~45°가 되도록 하고, 나선형 홈(16b)의 폭(W)은 종래에 비해 크게 형성시켜 8~12mm가 되도록 한다.

결국, 실린더 블록(10)의 주조시, 본 발명의 실린더 라이너(14)에서는 나선형 홈(16b)의 안쪽으로도 알루미늄 합금이 용이하게 흐르게 되므로 실린더 라이너(14)와 실린더 블록(10)간의 보다 완전한 융착이 이루어질 수 있게 된다.

이상에서 상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 실린더 블록을 주조할 시, 용융상태의 재료가 상기 나선형 홈을 따라 흐르게 되면서 홈의 전 부분에서 완전 융착이 이루어지게 되고, 이로써 실린더 블록과 실린더 라이너간의 융착성이 향상될 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 외주면상에 원주방향(E)과 이루는 소정의 나선각(α)을 갖는 나선형의 홈을 포함하며, 실린더 블록(10)의 보어(12) 내주면상에 밀착 고정되는 실린더 라이너에 있어서,

   상기 나선형 홈(16b)의 나선각(α)은 원주방향(E)을 기준으로 하여 30~45°로 되어 있는 동시에 폭(W)은 8~12mm로 되어 있어서 용융 알루미늄 합금이 용이하게 흐를 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 차량용 실린더 라이너.
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