KR100423316B1

KR100423316B1 - A sub lubricant system of piston in engine

Info

Publication number: KR100423316B1
Application number: KR10-2001-0054748A
Authority: KR
Inventors: 신정수
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2001-09-06
Filing date: 2001-09-06
Publication date: 2004-03-18
Also published as: KR20030021471A

Abstract

본 발명은 엔진 피스톤의 보조 윤활 시스템에 관한 것으로, 피스톤내에 오일을 함유시켜 엔진의 초기 시동 시 피스톤의 왕복운동에 의해 오일을 연소실 벽면으로 공급하여 윤활 작용을 함에 그 목적이 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an auxiliary lubrication system for an engine piston, in which oil is contained in the piston to provide lubrication by supplying oil to the combustion chamber wall by reciprocating movement of the piston during initial startup of the engine.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 피스톤(P)에 구비된 피스톤 링(1)의 하부부위로 연소실 벽면의 오일이 유입되어 저장되는 오일저장수단(10)이 구비되면서 그 내부로 피스톤(P)의 왕복운동에 의해 오일을 연소실 벽면으로 배출하는 배출수단(20)이 구비되어진 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object is provided with an oil storage means (10) in which the oil of the combustion chamber wall flows into the lower portion of the piston ring (1) provided in the piston (P) and the piston therein Characterized in that the discharge means 20 for discharging the oil to the combustion chamber wall surface by the reciprocating motion of (P).

Description

A sublubrication system of piston in engine

본 발명은 엔진 피스톤의 보조 윤활 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 엔진의 초기 시동시 오일을 공급할 수 있도록 된 엔진 피스톤의 보조 윤활 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an auxiliary lubrication system of an engine piston, and more particularly, to an auxiliary lubrication system of an engine piston that is capable of supplying oil during initial start-up of an engine.

일반적으로 차량 엔진의 피스톤은 실린더의 연소실내를 왕복하며 팽창행정에서 고온·고압의 가스 압력을 받아 이것을 커넥팅로드를 거쳐 크랭크축에 회전력을 전달하는 것으로, 이러한 피스톤은 2000℃이상의 연소가스에 노출되고 40-60Kgf/㎠의 압력을 단시간에 충격적으로 받을 뿐 아니라 실린더내를 고속도로 운동하므로 연소실 벽과의 사이에 강한 마찰이 생기게 된다.In general, the piston of a vehicle engine reciprocates in a combustion chamber of a cylinder and receives a gas pressure of high temperature and high pressure in an expansion stroke, and transmits a rotational force to a crankshaft through a connecting rod. The piston is exposed to combustion gas of 2000 ° C. or more. In addition to receiving a shock of 40-60 kgf / cm2 in a short time, the cylinder also moves on the highway and generates strong friction with the combustion chamber wall.

이와 같이 실린더(C)의 연소실내에서 고속으로 운동하면서 고온·고압이 작용하는 피스톤(P)은 연소실 벽과의 사이에 강한 마찰력을 저감함은 물론 온도를 낮추고 기밀을 유지하도록 엔진의 작동과 함께 오일을 공급받아 윤활 작용을 하게 되는데 즉, 도 1에 도시된 바와 같이 피스톤(P)에는 서로 간격을 둔 다수개의 피스톤 링(1)중 일정 간격을 두고 구비된 압축링(1',1")을 매개로 압축과 팽창가스 압력에 대해서 연소실의 기밀을 유지하는 한편, 상기 압축링(1',1")의 하단에 구비된 기밀링(1'")을 매개로 팽창가스를 연소실에서 크랭크케이스로 누설되는 것을 방지함과 동시에 연소실벽에 뿌려진 오일을 긁어내려 최소한의 필요 유막을 만들고 오일의 연소실 유입을 차단하게 된다.In this way, the piston P, which moves at a high speed in the combustion chamber of the cylinder C, at which high temperature and high pressure acts together with the operation of the engine to lower the temperature and maintain airtightness, as well as reduce the strong frictional force between the combustion chamber walls. Lubrication is supplied by receiving oil, that is, as shown in Figure 1, the piston (P) is provided with a compression ring (1 ', 1 ") provided at a predetermined interval of the plurality of piston rings (1) spaced from each other While maintaining the airtightness of the combustion chamber against compression and expansion gas pressure, the expansion gas is leaked from the combustion chamber to the crankcase through the airtight rings (1 '") provided at the lower ends of the compression rings (1', 1"). At the same time, the oil sprayed on the wall of the combustion chamber is scraped off to create the minimum required oil film and to block the oil from entering the combustion chamber.

그러나, 이와 같은 연소실과 피스톤(P)사이의 윤활은 통상, 엔진의 작동과 함께 왕복 운동하는 피스톤(P)의 커넥팅로드를 매개로 오일이 연소실 벽면으로 뿌려져 공급되므로 엔진의 작동 중에는 오일의 공급이 충분한 반면, 엔진의 정지하고 차량을 장시간 움직이지 않는 경우에는 연소실 벽면의 오일이 모두 오일 팬 쪽으로 흘러내려 엔진의 초기 시동 시에는 피스톤(P)의 왕복운동에도 불구하고 연소실 벽면에 오일이 충분히 공급될 수 없어 피스톤(P)의 링(1)과 실린더(C)의 연소실 벽면 사이에 마찰이 크게 작용되어 연소실 벽면을 손상시키게 되는 문제가 있게 된다.However, such lubrication between the combustion chamber and the piston P is normally supplied through the connecting rod of the piston P, which reciprocates with the operation of the engine, so that oil is sprayed onto the wall of the combustion chamber so that the supply of oil is not possible during the operation of the engine. On the other hand, if the engine is stopped and the vehicle is not moved for a long time, all of the oil in the combustion chamber wall flows down to the oil pan, and during the initial start-up of the engine, the oil is sufficiently supplied to the combustion chamber wall despite the reciprocation of the piston (P). There is a problem that the friction between the ring (1) of the piston (P) and the combustion chamber wall surface of the cylinder (C) is largely acted to damage the combustion chamber wall surface.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 것으로, 피스톤내에 오일을 함유시켜 엔진의 초기 시동 시 피스톤의 왕복운동에 의해 오일을 연소실 벽면으로 공급하여 윤활 작용을 함에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made in view of the above, and has an object of supplying oil to the combustion chamber wall by reciprocating motion of the piston during initial start-up of the engine by lubricating the oil in the piston.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 피스톤에 구비된 피스톤 링의 하부부위로 연소실 벽면의 오일이 유입되어 저장되는 오일저장수단이 구비되면서 그 내부로 피스톤의 왕복운동에 의해 오일을 연소실 벽면으로 배출하는 배출수단이 구비되어진 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object is provided with an oil storage means in which the oil of the combustion chamber wall surface is introduced into the lower portion of the piston ring provided in the piston is stored in the combustion chamber wall surface by the reciprocating motion of the piston therein Characterized in that it is provided with a discharge means for discharging.

도 1은 종래에 따른 엔진 연소실의 부분 구성도1 is a partial configuration diagram of an engine combustion chamber according to the prior art

도 2는 본 발명에 따른 엔진 피스톤의 보조 윤활 시스템 구성도2 is a configuration diagram of the auxiliary lubrication system of the engine piston according to the present invention

도 3은 본 발명에 따른 엔진 피스톤의 보조 윤활 시스템의 오일 충진 상태도Figure 3 is an oil filled state of the auxiliary lubrication system of the engine piston according to the present invention

도 4는 본 발명에 따른 엔진 피스톤의 보조 윤활 시스템의 오일 공급 상태도Figure 4 is an oil supply state of the auxiliary lubrication system of the engine piston according to the present invention

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

1 : 피스톤링 1' : 제1압축링1: Piston Ring 1 ': First Compression Ring

1" : 제2압축링 1'" : 오일링1 ": 2nd compression ring 1 '": Oil ring

10 : 오일저장수단 10a : 저장공간10: oil storage means 10a: storage space

10b : 오일통로 10c : 스톱공간10b: Oil passage 10c: Stop space

10d : 안착홈 20 : 배출수단10d: seating groove 20: discharge means

21 : 이동매스 22 : 왁스21: moving mass 22: wax

23 : 스프링23: spring

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 따른 엔진 피스톤의 보조 윤활 시스템 구성도를 도시한 것인바, 본 발명은 피스톤(P)에 서로 간격을 둔 다수개의 피스톤 링(1)중 압축링(1',1")에 간격을 두고 구비된 기밀링(1'")의 하부부위로 연소실 벽면의 오일이 유입되어 저장되는 오일저장수단(10)이 구비되면서 그 내부로 피스톤(P)의 왕복운동에 의해 오일을 연소실 벽면으로 배출하는 배출수단(20)이 구비되어진다.Figure 2 shows the configuration of the auxiliary lubrication system of the engine piston according to the present invention, the present invention is a compression ring (1 ', 1 ") of the plurality of piston rings (1) spaced from each other in the piston (P) While the oil storage means 10 is provided with the oil of the combustion chamber wall flowing into the lower portion of the airtight ring 1 '″ provided at intervals, the oil is injected into the combustion chamber wall by the reciprocating motion of the piston P. Ejection means 20 for discharging to is provided.

여기서, 상기 오일저장수단(10)은 피스톤(P)에 오일을 저장할 수 있도록 그 내부에 소정 공간을 형성한 저장공간(10a)과, 이 저장공간(10a)으로 오일을 유입하고 배출하도록 개구된 오일통로(10b) 및 상기 저장공간(10a)의 하부에서 상대적으로 넓게 형성되어 엔진의 온도에 따라 배출수단(20)의 이동을 구속하는 스톱공간(10c)으로 이루어진다.Here, the oil storage means 10 is a storage space (10a) formed a predetermined space therein so as to store the oil in the piston (P), and is opened to enter and discharge the oil into the storage space (10a) The oil passage 10b and the lower portion of the storage space 10a are relatively wide, and include a stop space 10c that restrains the movement of the discharge means 20 according to the temperature of the engine.

또한, 상기 배출수단(20)은 오일저장수단(10)의 저장공간(10a)을 따라 왕복 이동하면서 오일을 배출하는 이동매스(21)와, 이 이동매스(21)에 고정되어 엔진의 온도에 따라 팽창·수축하는 왁스(22) 및 이 왁스(22)를 탄성력을 매개로 지속적으로 가압하도록 상기 오일저장수단(10)의 스톱공간(10c)하부로 형성된 안착홈(10d)에 구비된 스프링(23)으로 이루어진다.In addition, the discharge means 20 is a moving mass 21 for discharging oil while reciprocating along the storage space 10a of the oil storage means 10, and fixed to the moving mass 21 to the engine temperature. The spring 22 provided in the seating groove 10d formed under the stop space 10c of the oil storage means 10 so as to continuously press the wax 22 and the wax 22 by means of elastic force. 23).

이하 본 발명의 작동을 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.Hereinafter, the operation of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명에 따른 엔진 피스톤의 보조 윤활 시스템의 오일 충진 상태도를 도시한 것인바, 본 발명은 이와 같이 엔진이 작동되어 엔진 자체의 온도가 어느 정도 상승되면 피스톤(P)의 오일저장수단(10)에 구비된 배출수단(20)의 왁스(22)가 피스톤(P)의 온도에 의해 팽창하면서 오일저장수단(10)의 스톱공간(10c)으로 확장되어지는데 이와 같이, 상기 왁스(22)가 팽창되어 스톱공간(10c)으로 확장되면 지속적으로 작용하는 스프링(23)의 가압력이 왁스(22)에 의해 차단되어져 피스톤(P)의 왕복운동시 이동력(F,F')이 발생되더라도 이동매스(21)의 이동이 없게 된다.Figure 3 shows an oil filling state diagram of the auxiliary lubrication system of the engine piston according to the present invention, the present invention is the oil storage means of the piston (P) when the temperature of the engine itself is increased by operating the engine as described above ( 10, the wax 22 of the discharge means 20 provided in the discharge means 20 is expanded to the stop space 10c of the oil storage means 10 while expanding by the temperature of the piston P. Thus, the wax 22 Is expanded and extended to the stop space 10c, the pressing force of the spring 23 continuously acting is interrupted by the wax 22, so that the moving force (F, F ') occurs during the reciprocating movement of the piston (P). There is no movement of the mass 21.

이와 같이 오일저장수단(10)에 구비된 배출수단(20)의 스프링(23)에 의한 가압력이 이동매스(21)에 전달되지 않으면 피스톤(P)의 이동에 따라 연소실 벽면에 형성되는 오일 유막으로부터 오일이 오일통로(10b)를 통해 저장공간(10a)으로 유입되어져 충진되어진다.In this way, if the pressing force by the spring 23 of the discharge means 20 provided in the oil storage means 10 is not transmitted to the moving mass 21 from the oil film formed on the wall of the combustion chamber in accordance with the movement of the piston (P) Oil is filled into the storage space (10a) through the oil passage (10b) is filled.

한편, 엔진의 온도가 상온과 동일한 상태 즉, 장시간 엔진이 작동되지 않은 상태에서는 도 4에 도시된 바와 같이, 오일저장수단(10)에 구비된 배출수단(20)의 왁스(23)가 저장공간(10a)과 동일한 직경으로 다시 수축되어 스프링(23)으로부터 지속적인 가압력을 받아 이동매스(21)를 통해 저장된 오일을 가압시키게 된다.On the other hand, when the engine temperature is the same as room temperature, that is, the engine has not been operated for a long time as shown in Figure 4, the wax 23 of the discharge means 20 provided in the oil storage means 10 is a storage space It is contracted again to the same diameter as 10a to receive a constant pressing force from the spring 23 to pressurize the stored oil through the moving mass (21).

이어, 엔진이 작동되면 피스톤(P)의 왕복 운동 시 발생되는 이동력(F,F')에 따라 함께 배출수단(20)이 관성력에 의해 함께 이동되면서 오일저장수단(10)의 저장공간(10a)에 충진된 오일을 가압해 오일통로(10b)로 배출시키게 된다.Subsequently, when the engine is operated, the discharge means 20 is moved together by the inertia force according to the movement forces F and F 'generated during the reciprocating motion of the piston P, and the storage space 10a of the oil storage means 10 is maintained. Pressurized oil filled in) is discharged into the oil passage (10b).

이에 따라, 엔진의 시동과 함께 작동되는 피스톤(P)내에 저장된 오일을 통해 엔진의 초기 시동 시 연소실 벽면에 오일 유막을 형성하여 마찰손실을 저감시키게 되고 이어, 엔진의 작동과 함께 엔진의 온도가 올라가면 전술한 바와 같이 상기 배출수단(20)의 왁스(22)가 다시 피스톤(P)의 온도에 의해 팽창되면서 오일저장수단(10)의 스톱공간(10c)으로 확장되어 다시 오일을 유입시켜 저장하게 된다.Accordingly, through the oil stored in the piston (P) to operate with the engine start to form an oil film on the wall of the combustion chamber during the initial start-up of the engine to reduce the friction loss, and when the engine temperature rises with the operation of the engine As described above, the wax 22 of the discharge means 20 expands again by the temperature of the piston P, expands to the stop space 10c of the oil storage means 10, and inflows and stores the oil again. .

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 엔진 초기 작동 시에 연소실 벽면에 피스톤의 왕복운동에 따라 오일을 뿌려 유막을 형성하므로서 충분한 오일의 유막 형성전에 발생되는 냉간 마모를 방지할 수 있는 효과가 있게 된다.As described above, according to the present invention, an oil film is formed by spraying oil on the wall of the combustion chamber according to the reciprocating motion of the piston during the initial operation of the engine, thereby preventing cold wear occurring before oil film formation of sufficient oil.

Claims

A storage space (10a) formed in the inner space of the piston (P) of the lower portion of the piston ring (1), an oil passage (10b) opened to introduce and discharge oil into the storage space (10a), and the storage space ( An oil storage means (10) consisting of a stop space (10c) formed relatively wider at the bottom of (10a) and a seating groove (10d) formed to allow a spring to be seated at the bottom of the stop space (10c);

The moving mass 21 installed to reciprocate in the vertical direction in the storage space 10a, and the wax 22 and the wax 22 fixed to the lower portion of the moving mass 21 to expand and contract according to temperature. Auxiliary lubrication system of the engine piston, characterized in that consisting of a discharge means (20) consisting of a spring (23) provided in the seating groove (10d) to support the bottom.

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