KR100427068B1 - Cooling effect elevation device of piston - Google Patents
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Abstract
본 발명은 피스톤의 냉각효율 향상장치에 관한 것으로서,The present invention relates to an apparatus for improving the cooling efficiency of a piston,
종래에는 피스톤의 유동통로상에 제 1 출구와 제 2 출구가 각각 형성되어 있기 때문에 유동통로로 유입된 오일의 양보다 상기 출구로 배출되는 오일의 양이 더 많아지게되어 오일이 유동통로 내에서 머무르는 시간이 그만큼 짧아지게되어 피스톤을 충분히 냉각시켜주지 못하는 문제점이 발생하였다.Conventionally, since the first outlet and the second outlet are respectively formed on the flow passage of the piston, the amount of oil discharged to the outlet becomes larger than the amount of oil introduced into the flow passage, so that the oil stays in the flow passage. The shortening of the time caused a problem of insufficient cooling of the piston.
또한, 상기 제 1 출구가 오일팬을 향해 수직 하방을 향하도록 형성되어 있기 때문에 상기 제 1 출구를 통해 배출되는 오일이 곧바로 오일팬으로 떨어지면서 오일팬에 담겨있는 오일과 충돌하게되고, 이렇게 오일과 오일이 충돌하는 순간 오일 에어레이션(기포발생)이 일어나 결국에는 유압식 밸브간극조정장치의 정상적인 동작이 이루어지지 않게되는 문제점이 발생하고 있었다.In addition, since the first outlet is formed to face vertically downward toward the oil pan, the oil discharged through the first outlet immediately falls into the oil pan and collides with the oil contained in the oil pan. When the oil collides, oil aeration (bubble generation) occurs, and eventually a problem occurs that the normal operation of the hydraulic valve clearance adjusting device is not performed.
따라서, 상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 피스톤 내부의 유동통로로부터 하측의 오일팬을 향하도록 직하방으로 형성된 제 1 출구에 별도의 차단부재를 결합하여 오일팬이 제 2 출구를 통해서만 배출되도록 하므로서, 유동통로로 부터 배출되는 오일의 양이 감소되도록 하여 유동통로 내부에서 오일이 보다 많은 시간 동안 머물 수 있도록 함에 따라 피스톤의 냉각효율을 보다 향상시킬 수 있고, 피스톤의 냉각효율이 향상됨에 따라 피스톤링의 소착방지 및 피스톤의 내구성 향상을 꾀하여 엔진 내구성 향상과 오일팬에서의 오일 에어레이션을 방지할 수 있도록 한 피스톤의 냉각효율 향상장치에 관한 것이다.Accordingly, the present invention for solving the above problems by combining a separate blocking member to the first outlet formed directly downward to face the oil pan of the lower side from the flow passage inside the piston so that the oil pan is discharged only through the second outlet. Therefore, the amount of oil discharged from the flow passage is reduced so that the oil stays in the flow passage for more time, thereby improving the cooling efficiency of the piston, and as the cooling efficiency of the piston is improved, the piston ring The present invention relates to an apparatus for improving the cooling efficiency of a piston to prevent the seizure and improve the durability of the piston, thereby improving engine durability and preventing oil aeration in the oil pan.
Description
본 발명은 피스톤의 냉각효율 향상장치에 관한 것으로서, 특히 유동통로로 부터 배출되는 오일의 양이 감소되도록 하여 유동통로 내부에서 오일이 보다 많은 시간 동안 머물 수 있도록 함에 따라 피스톤의 냉각효율을 보다 향상시킬 수 있고, 피스톤의 냉각효율이 향상됨에 따라 피스톤링의 소착방지 및 피스톤의 내구성 향상을 꾀하여 엔진 내구성 향상과 오일팬에서의 오일 에어레이션을 방지할 수 있도록 한 피스톤의 냉각효율 향상장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for improving the cooling efficiency of a piston. In particular, the amount of oil discharged from the flow passage is reduced so that the oil stays in the flow passage for more time, thereby improving the cooling efficiency of the piston. The present invention relates to an apparatus for improving the cooling efficiency of a piston to prevent the seizure of the piston ring and to improve the durability of the piston as the cooling efficiency of the piston is improved, thereby improving engine durability and preventing oil aeration in the oil pan.
고온 고압의 압축 착화기관인 엔진의 경우 연소온도가 매우 높아서 연소실 내에서 상하 왕복운동하는 피스톤의 온도 또한 매우 높게 상승하게 된다.In the engine that is a compression ignition engine of high temperature and high pressure, the combustion temperature is very high, so the temperature of the piston reciprocating up and down in the combustion chamber is also very high.
이로 인해 피스톤 링의 소착현상이 발생함은 물론 피스톤의 열적피로응력이 증대되어 엔진이 정지되는 경우까지 이르게 된다.As a result, squeezing of the piston ring occurs, as well as the thermal fatigue stress of the piston is increased until the engine is stopped.
이를 방지하기위해 엔진에서는 피스톤의 냉각을 위해 피스톤의 내부에 별도의 오일유동통로를 설치하여 피스톤이 충분히 냉각되도록 하고 있다.To prevent this, the engine installs a separate oil flow path inside the piston to cool the piston.
도 1 내지 도 5 는 종래의 피스톤 냉각장치를 도시한 것으로서,1 to 5 show a conventional piston cooling device,
피스톤(1)의 내부 중앙부분에 폐루프를 이루는 원형의 유동통로(7)가 형성되어 있고, 유동통로(7)의 일측에는 피스톤(1)의 하측에 설치되어있는 오일젯(6)으로부터 공급되는 오일이 유입되기 위한 오일입구(5)가 형성되어 있으며, 상기 오일입구(5)와 대향되는 타측에는 오일팬을 향해 제 1 출구(8)가 수직 하방으로 형성되어 있고, 제 1 출구(8)의 일측으로는 제 2 출구(9)가 컨넥팅로드(3)의 소단부(4)를 향해 일정각도 경사지게 형성되어 있다.A circular flow passage 7 is formed in the inner central portion of the piston 1 to form a closed loop, and one side of the flow passage 7 is supplied from an oil jet 6 installed below the piston 1. An oil inlet 5 is formed to allow oil to be introduced therein, and on the other side opposite to the oil inlet 5, a first outlet 8 is formed vertically downward toward an oil pan, and a first outlet 8. On one side of the), the second outlet 9 is formed to be inclined at a predetermined angle toward the small end 4 of the connecting rod 3.
상기 컨넥팅로드(3)의 소단부(4)는 피스톤핀(2)에 의해 결합된다.The small end 4 of the connecting rod 3 is coupled by a piston pin 2.
이와같이 구성된 종래 피스톤 냉각장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the conventional piston cooling device configured as described above are as follows.
엔진이 구동하여 피스톤(1)이 연소실 내부에서 상하로 왕복운동하면, 피스톤(1)이 하사점에 도달할때 오일젯(6)으로부터 오일이 분사되어 오일입구(5)를 통해 오일이 유입된다.When the engine is driven and the piston 1 reciprocates up and down inside the combustion chamber, oil is injected from the oil jet 6 when the piston 1 reaches the bottom dead center and oil flows through the oil inlet 5. .
오일입구(5)로 유입된 오일은 유동통로(7)를 통해 순환하면서 피스톤(1)을 냉각한 후 유동통로(7)에 형성되어 있는 제 1 출구(8)와 제 2 출구(9)를 통해 배출된다.The oil flowing into the oil inlet 5 cools the piston 1 while circulating through the flow passage 7, and then opens the first outlet 8 and the second outlet 9 formed in the flow passage 7. Is discharged through.
이때, 제 1 출구(8)를 통해 배출되는 오일은 제 1 출구(8)가 도 4 에 도시된 바와같이 하측의 오일팬을 향해 수직 형성되어 있기 때문에 곧바로 오일팬으로 떨어지게되고, 제 2 출구(9)를 통해 배출되는 오일은 제 2 출구(9)가 소단부(4)를 향해 일정각도 경사지게 형성되어 있기 때문에 상기 소단부(4)를 향해 배출된 후 소단부(4)와 컨넥팅로드(3)를 타고 흘러내리게 된다.At this time, the oil discharged through the first outlet 8 immediately falls to the oil pan because the first outlet 8 is vertically formed toward the lower oil pan as shown in FIG. 4, and the second outlet ( The oil discharged through 9 is discharged toward the small end 4 because the second outlet 9 is formed to be inclined at an angle toward the small end 4, and then the small end 4 and the connecting rod ( 3) It will flow down.
상기 설명과같이 동작하는 종래의 피스톤 냉각장치는 다음과같은 문제점을 갖고 있다.The conventional piston cooling device operating as described above has the following problems.
피스톤의 유동통로(7)상에 제 1 출구(8)와 제 2 출구(9)가 각각 형성되어 있기 때문에 유동통로(7)로 유입된 오일의 양보다 상기 출구(8,9)로 배출되는 오일의 양이 더 많아지게되어 오일이 유동통로(7) 내에서 머무르는 시간이 그만큼 짧아지게되어 피스톤을 충분히 냉각시켜주지 못하는 문제점이 발생하였다.Since the first outlet 8 and the second outlet 9 are respectively formed on the flow passage 7 of the piston, the outlets 8 and 9 are discharged to the outlets 8 and 9 rather than the amount of oil introduced into the flow passage 7. The greater the amount of oil, the shorter the time the oil stays in the flow passage 7, so that the piston cannot be sufficiently cooled.
또한, 상기 제 1 출구(8)가 오일팬을 향해 수직 하방을 향하도록 형성되어 있기 때문에 상기 제 1 출구(8)를 통해 배출되는 오일이 곧바로 오일팬으로 떨어지면서 오일팬에 담겨있는 오일과 충돌하게되고, 이렇게 오일과 오일이 충돌하는 순간 오일 에어레이션(기포발생)이 일어나 결국에는 유압식 밸브간극조정장치의 정상적인 동작이 이루어지지 않게되는 문제점이 발생하고 있었다.In addition, since the first outlet 8 is formed to face vertically downward toward the oil pan, the oil discharged through the first outlet 8 immediately falls into the oil pan and collides with the oil contained in the oil pan. When the oil collides with the oil, the oil aeration (bubble generation) occurs and eventually the normal operation of the hydraulic valve clearance adjusting device is not performed.
그렇다면, 상기와같은 문제점을 야기시키는 제 1 출구(8)를 제거하면 그러한 문제점이 발생하지 않을 것으로 판단되나, 상기 오일유동통로(7)를 형성하고자 할때 도 5 에 도시된 바와같이 소금을 압축하여 만든 소금기둥(10)을 오일유동통로 (7)의 양측에 지지시켜 주조하여 하나의 기둥을 입구측, 또다른 하나를 출구측으로 이용하게 되므로서, 결국 제 1 출구(8)를 제거하지 못하게되는 것이다.If so, it is determined that the problem does not occur when the first outlet 8 causing the above problem is removed, but when the oil flow passage 7 is formed, the salt is compressed as shown in FIG. 5. The pillars made of salt are supported on both sides of the oil flow passage (7) and cast so that one column is used as the inlet side and the other as the outlet side, so that the first outlet (8) cannot be removed. Will be.
또한, 입구측의 구멍은 보다 많은 양의 오일을 공급하기위해 드릴가공으로 확대하면 되는데 반해, 출구측의 구멍은 그 크기를 최소화할 수록 피스톤 냉각효율을 향상시킬 수 있으나 소금기둥(10)에 의해 형성된 출구측 크기를 축소시킬 수 있는 방법을 찾지 못하였다.In addition, the hole on the inlet side may be enlarged by drilling to supply a larger amount of oil, whereas the hole on the outlet side may improve the piston cooling efficiency as the size of the outlet is minimized. No method was found to reduce the outlet size formed.
따라서, 상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 피스톤 내부의 유동통로로부터 하측의 오일팬을 향하도록 직하방으로 형성된 제 1 출구에 별도의 차단부재를 결합하여 오일팬이 제 2 출구를 통해서만 배출되도록 하므로서, 유동통로로 부터 배출되는 오일의 양이 감소되도록 하여 유동통로 내부에서 오일이 보다 많은 시간 동안 머물 수 있도록 함에 따라 피스톤의 냉각효율을 보다 향상시킬 수 있고, 피스톤의 냉각효율이 향상됨에 따라 피스톤링의 소착방지 및 피스톤의 내구성 향상을 꾀하여 엔진 내구성 향상과 오일팬에서의 오일 에어레이션을 방지할 수 있도록 한 피스톤의 냉각효율 향상장치를 제공함을 목적으로 한다.Accordingly, the present invention for solving the above problems by combining a separate blocking member to the first outlet formed directly downward to face the oil pan of the lower side from the flow passage inside the piston so that the oil pan is discharged only through the second outlet. Therefore, the amount of oil discharged from the flow passage is reduced so that the oil stays in the flow passage for more time, thereby improving the cooling efficiency of the piston, and as the cooling efficiency of the piston is improved, the piston ring It is an object of the present invention to provide an apparatus for improving the cooling efficiency of a piston that can prevent engine seizure and improve piston durability, thereby improving engine durability and preventing oil aeration in an oil pan.
상기 목적달성을 위한 본 발명은,The present invention for achieving the above object,
피스톤의 내부에 오일순환용 유동통로가 원형으로 폐루프를 이루고 있으며, 유동통로의 일측에는 오일의 유입을 위한 오일입구가 수직 형성되고, 타측으로는 오일팬을 향해 수직하방으로 형성되는 제 1 출구와 컨넥팅로드의 소단부를 향하도록 일정각도 경사지게 형성된 제 2 출구가 각각 형성되어있는 것에 있어서,An oil circulation flow passage forms a closed loop in the piston, and an oil inlet for inflow of oil is vertically formed at one side of the flow passage, and a first outlet formed vertically downward toward the oil pan at the other side. And a second outlet formed to be inclined at an angle to face the small end of the connecting rod, respectively,
상기 제 1 출구의 하측으로부터 원기둥형상으로 형성된 차단부재를 압입하여 제 1 출구를 통해 오일이 배출되지 않도록 한 것을 특징으로 한다.It is characterized in that the oil is not discharged through the first outlet by pressing the blocking member formed in a cylindrical shape from the lower side of the first outlet.
그리고, 상기 차단부재의 외주면상에 나사산을 형성하여 차단부재를 제 1 출구에 나사 조임하여 결합할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.In addition, a screw thread is formed on the outer circumferential surface of the blocking member so that the blocking member can be coupled by screwing to the first outlet.
도 1 은 종래의 피스톤을 보인 정면도.1 is a front view showing a conventional piston.
도 2 는 도 1 의 A-A선 단면도.2 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.
도 3 은 도 2 의 B-B선 단면도.3 is a cross-sectional view taken along the line B-B in FIG.
도 4 는 도 3 의 C-C선 단면도.4 is a cross-sectional view taken along the line C-C in FIG.
도 5 는 종래 피스톤의 제작과정을 설명하기 위한 도면,5 is a view for explaining the manufacturing process of the conventional piston,
도 6 은 본 발명의 피스톤의 냉각효율 향상장치를 보인 단면도.Figure 6 is a sectional view showing a cooling efficiency improving device of the piston of the present invention.
도 7 은 본 발명에 적용된 차단부재를 보인 저면 사시도.Figure 7 is a bottom perspective view showing a blocking member applied to the present invention.
도 8 은 차단부재의 다른 실시예를 보인 단면도.8 is a sectional view showing another embodiment of the blocking member.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※ Explanation of code for main part of drawing
1 : 피스톤 2 : 피스톤 핀1: piston 2: piston pin
4 : 소단부 5 : 오일입구4: small end 5: oil inlet
6 : 오일젯 7 : 유동통로6: oil jet 7: flow passage
8 : 제 1 출구 9 : 제 2 출구8: first exit 9: second exit
20 : 차단부재 21 : 나사산20: blocking member 21: thread
22 : 홈22: home
첨부된 도면 도 6 내지 도 8 은 상기 목적달성을 위한 본 발명을 도시한 것으로서, 이 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.6 to 8 illustrate the present invention for achieving the above object, and a preferred embodiment of the present invention will be described below with reference to this drawing.
본 발명의 설명에서 종래와 동일한 구성요소에 대해서는 동일부호 처리하여 중복설명을 피했다.In the description of the present invention, the same components as in the prior art are denoted by the same reference numerals to avoid duplicate explanation.
본 발명의 가장 큰 특징은 피스톤(1)의 유동통로(7)로 부터 수직 하방으로 형성된 제 1 출구(8)에 원기둥 모양으로 형성된 차단부재(20)를 압입하거나 나사 조임방식으로 결합한 것이다.The biggest feature of the present invention is to press-fit or screw-in the cylinder-blocking member 20 formed in a cylindrical shape to the first outlet 8 formed vertically downward from the flow passage 7 of the piston 1.
상기 차단부재(20)는 도 7 에 도시된 바와같이 그 외형이 원기둥 모양으로 형성되고, 그 저면에는 드라이버와 같은 공구를 이용할 수 있도록 하는 홈(22)이 형성되어 있다.As shown in FIG. 7, the blocking member 20 has a cylindrical shape, and a groove 22 is formed at a bottom thereof so that a tool such as a driver can be used.
본 발명에서는 상기와같은 차단부재(20)를 도 6 에서와같이 제 1 출구(8)에 압입한 것이다.In the present invention, the blocking member 20 as described above is pressed into the first outlet 8 as shown in FIG.
차단부재(20)를 제 1 출구(8)에 압입하면, 유동통로(7)를 순환하는 오일이 제 1 출구(8)를 통해서는 배출되지 않고 제 2 출구(9)를 통해서만 배출된다.When the blocking member 20 is press-fitted into the first outlet 8, the oil circulating in the flow passage 7 is discharged only through the second outlet 9, not through the first outlet 8.
이에따라, 오일이 유동통로(7) 내에서 머무르는 시간이 길어지게되어 피스톤(1)의 냉각효율이 향상되는 효과를 기대할 수 있으며, 또 제 2 출구(9)를 통해서 배출되는 오일은 컨넥팅로드(3)의 소단부(4)로 공급되기 때문에 컨넥팅로드(3)를 타고 흘러내려 오일팬에 담겨지게 된다.Accordingly, the oil stays in the flow passage 7 becomes longer, so the cooling efficiency of the piston 1 can be expected to be improved, and the oil discharged through the second outlet 9 is connected to the connecting rod ( Since it is supplied to the small end 4 of 3), it flows down the connecting rod 3 and is contained in the oil pan.
즉, 종래와같이 제 1 출구(8)를 통해 배출되는 오일이 오일팬에 수직으로 떨어지면서 발생하는 오일에어레이션 현상을 완전히 방지할 수 있게되는 것이다.That is, as described in the related art, oil discharged through the first outlet 8 falls vertically to the oil pan, thereby completely preventing the oil aeration phenomenon.
한편, 도 8 은 본 발명의 다른 실시예를 도시한 것으로서,Meanwhile, FIG. 8 illustrates another embodiment of the present invention.
차단부재(20)의 외주면상에 나사산(21)을 형성한 것이다.The thread 21 is formed on the outer circumferential surface of the blocking member 20.
이와같이 차단부재(20)의 외주면상에 나사산(21)을 형성하게되면 작업자가 드라이버와 같은 공구를 이용하여 차단부재(20)를 제 1 출구(8)에 나사조임하여 결합시킬 수 있게된다.When the thread 21 is formed on the outer circumferential surface of the blocking member 20 as described above, the operator can screw the blocking member 20 to the first outlet 8 by using a tool such as a screwdriver.
이상에서 설명한 바와같이 본 발명은 피스톤 내부의 유동통로로부터 하측의오일팬을 향하도록 직하방으로 형성된 제 1 출구에 별도의 차단부재를 결합하여 오일팬이 제 2 출구를 통해서만 배출되도록 하므로서, 유동통로로 부터 배출되는 오일의 양이 감소되도록 하여 유동통로 내부에서 오일이 보다 많은 시간 동안 머물 수 있도록 함에 따라 피스톤의 냉각효율을 보다 향상시킬 수 있고, 피스톤의 냉각효율이 향상됨에 따라 피스톤링의 소착방지 및 피스톤의 내구성 향상을 꾀하여 엔진 내구성 향상과 오일팬에서의 오일 에어레이션을 방지할 수 있도록 한 피스톤의 냉각효율 향상장치를 제공하는 효과를 기대할 수 있다.As described above, the present invention combines a separate blocking member to the first outlet formed directly downward from the flow passage inside the piston toward the lower oil fan so that the oil pan is discharged only through the second outlet, By reducing the amount of oil discharged from the furnace, the oil can stay in the flow passage for more time, thereby improving the cooling efficiency of the piston and preventing the seizure of the piston ring as the cooling efficiency of the piston is improved. And by improving the durability of the piston can be expected to provide an effect of providing an improved cooling efficiency of the piston to improve the engine durability and prevent oil aeration in the oil pan.
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