KR100488564B1

KR100488564B1 - 블로바이가스량 감소를 위한 피스톤링 구조

Info

Publication number: KR100488564B1
Application number: KR10-2002-0062335A
Authority: KR
Inventors: 백충현
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2002-10-14
Filing date: 2002-10-14
Publication date: 2005-05-11
Also published as: KR20040035966A

Abstract

본 발명은 블로바이가스량 감소를 위한 피스톤링 구조에 관한 것으로서,

종래의 피스톤링 구조는 피스톤이 상하 왕복운동할때 톱링(3)이 관성에 의해 부상하는 구간이 생기게되며, 이때 톱링(3)과 링홈의 사이(사이드클리어런스 및 백 클리어런스)로 블로바이가스가 크랭크케이스 측으로 누출되는 문제점이 발생하고 있었다.

따라서, 상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 톱링과 이 톱링이 삽입되는 제 1 링홈에 각각 단차부와 단턱을 형성하여 톱링의 중량감소 및 안쪽 사이드클리어런스 감소에 의해 톱링의 부상기간을 감소시켜 블로바이가스의 누출량을 감소시키고, 또한 세컨드링의 내측에 단차홈을 형성하여 세컨드링이 삽입되는 제 2 링홈의 공간체적이 증가하도록 하여 톱링과 세컨드링 사이의 가스압력이 낮춰지도록 하 톱링의 부상구간을 줄여주므로서 블로바이가스의 배출량이 감소도되록 하고, 이에의해 오일열화를 지연시켜 오일소모량이 감소되도록 하여 오일 교환시기를 연장시킬 수 있도록 한 블로바이가스량 감소를 위한 피스톤링 구조에 관한 것이다.

Description

블로바이가스량 감소를 위한 피스톤링 구조{Piston ring structure}

본 발명은 블로바이가스량 감소를 위한 피스톤링 구조에 관한 것으로서, 특히 톱링과 이 톱링이 삽입되는 제 1 링홈에 각각 단차부와 단턱을 형성하여 톱링의 중량감소 및 안쪽 사이드클리어런스 감소에 의해 톱링의 부상기간을 감소시켜 블로바이가스의 누출량을 감소시키고, 또한 세컨드링의 내측에 단차홈을 형성하여 세컨드링이 삽입되는 제 2 링홈의 공간체적이 증가하도록 하여 톱링과 세컨드링 사이의 가스압력이 낮춰지도록 하여 톱링의 부상구간을 줄여주므로서 블로바이가스의 배출량이 감소도되록 하고, 이에의해 오일열화를 지연시켜 오일소모량이 감소되도록 하여 오일 교환시기를 연장시킬 수 있도록 한 블로바이가스량 감소를 위한 피스톤링 구조에 관한 것이다.

도 1 은 종래의 피스톤링 구조를 도시한 것으로서,

실린더라이너(1)의 내측에 상하 왕복이 가능하도록 피스톤(2)이 설치되는데, 이 피스톤(2)의 외주연에는 그 상측으로부터 톱링(3), 세컨드링(4), 오일링(5)이 결합되어 있다.

그러나, 종래의 피스톤링 구조는 피스톤이 상하 왕복운동할때 톱링(3)이 관성에 의해 부상하는 구간이 생기게되며, 이때 톱링(3)과 링홈의 사이(사이드클리어런스 및 백 클리어런스)로 블로바이가스가 크랭크케이스 측으로 누출되는 문제점이 발생하고 있었다.

즉, 톱링(3)이 링홈에 삽입될때 톱링(3)과 링홈의 사이에 사이드 클리어런스와 백 클리어런스를 형성하게되고, 이에의해 피스톤이 상사점에서 하사점으로 이동하려할때 톱링(3)의 중량에 의한 관성력에 의해 톱링(3)이 부상(링홈의 바닥면으로부터 떠오르는 현상)하게 되며, 이때 연소실에서 미연소된 가스인 블로바이가스가 톱링과 링홈의 사이공간을 따라 크랭크 케이스 측으로 누출되는 것이다.

따라서, 상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 톱링과 이 톱링이 삽입되는 제 1 링홈에 각각 단차부와 단턱을 형성하여 톱링의 중량감소 및 안쪽 사이드클리어런스 감소에 의해 톱링의 부상기간을 감소시켜 블로바이가스의 누출량을 감소시키고, 또한 세컨드링의 내측에 단차홈을 형성하여 세컨드링이 삽입되는 제 2 링홈의 공간체적이 증가하도록 하여 톱링과 세컨드링 사이의 가스압력이 낮춰지도록 하여 톱링의 부상구간을 줄여주므로서 블로바이가스의 배출량이 감소도되록 하고, 이에의해 오일열화를 지연시켜 오일소모량이 감소되도록 하여 오일 교환시기를 연장시킬 수 있도록 한 블로바이가스량 감소를 위한 피스톤링 구조를 제공함을 목적으로 한다.

상기 목적달성을 위한 본 발명은,

피스톤의 외주연에 상측으로부터 톱링, 세컨드링, 오일링이 순차적으로 결합되어 있는 피스톤에 있어서,

상기 톱링이 결합되는 제 1 링홈의 내측 상단에 단턱을 형성하고, 상기 단턱에 형합되도록 톱링의 내측에 단차부를 형성하여 톱링의 무게가 감소하도록 하여 톱링의 관성력 감소에 의해 피스톤 하강시 톱링의 부상기간이 감소되도록 한 것을 특징으로 한다.

상기 톱링과 제 1 링홈 간의 바깥쪽 사이드클리어런스 보다 단턱과 단차부 간의 안쪽 사이드클리어런스가 더 작게 하여 톱링의 부상 높이가 감소하도록 한 것을 특징으로 한다.

또한 상기 세컨드링의 내측에 단차홈을 형성하여 세컨드링이 삽입되는 제 2 링홈의 공간체적이 증가되도록 하여 톱링과 세컨드링 사이의 가스 압력을 낮춰 줄 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면 도 2 를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 설명에 있어서 종래와 동일한 구성요소에 대해서는 동일부호 표기하여 중복설명을 피하기로 한다.

피스톤(2)의 외주연에는 톱링(10)이 삽입되기 위한 제 1 링홈(12)과 세컨드링(11)이 삽입되기 위한 제 2 링홈(13)이 순차적으로 형성되며, 제 2 링홈(13)의 하측으로는 오일링이 삽입되기 위한 제 3 링홈이 형성된다.

본 발명에서는 블로우바이가스의 누출량을 감소시키기 위해 톱링(10)과 제 1 링홈(12)에 각각 단턱(14)과 단차부(15)를 형성하였다.

즉, 도 2 에 도시한 바와같이 제 1 링홈(12)의 내측 상단에 단턱(14)을 돌출 형성하고, 이 단턱(14)에 형합되기 위한 단차부(15)를 톱링(10)의 내측에 요입 형성하므로서, 톱링(10)의 전체적인 중량이 줄어들도록 한 것이다.

톱링(10)의 중량이 줄어들면, 피스톤(2)이 상승하였다가 하강하려할때 톱링(10)의 관성력이 이전 보다 약해지게되어 톱링(10)의 부상기간이 줄어들게되므로서 그만큼 블로바이가스의 누출량이 줄어들게된다.

또한, 블로바이가스의 누출량 감소를 위해 사이드 클리어런스의 두께를 조정한다.

즉, 바깥쪽의 제 1 링홈(12)과 톱링(10)과의 사이드 클리어런스를 C라 할때 안쪽의 단차부(15)와 단턱(14) 간의 사이드 클리어런스(C1)를 C/2 로 설정하게되면 피스톤(2)의 하강시 톱링(10)이 부상하려하더라도 그 부상 높이가 안쪽 사이드 클리어런스(C1)의 높이(C/2)만큼 제한되므로서 블로바이가스의 누출량이 감소하게되는 효과를 기대할 수 있는 것이다.

그리고, 상기와같이 단턱(14)과 단차부(15)를 형성하게되면 블로바이가스 압력이 단턱(14)과 단차부(15) 사이의 수직공간을 통해 하강하면서 톱링(10)을 눌러주게되므로서 톱링(10)의 부상을 억제하게되어 이또한 블로바이가스의 누출을 감소시키는 요인으로서 작용하게 된다.

상기 설명된 바깥쪽 사이드클리어런스(C)의 두께를 감소시키지 못하는 이유는 상기 바깥쪽 사이드클리어런스(C)의 두께를 감소시키게되면 카본 퇴적에 의해 톱링(10)이 제 1링홈(12)에 고착되어 톱링으로서의 역할을 다하지 못하게되기 때문이다.

한편, 본 발명에서는 블로바이가스의 누출량 감소를 위해 세컨드링(11)의 내측에 단차홈(16)을 형성하여 단차홈(16)이 형성된 만큼 제 2 링홈(13)의 내부 공간체적(D)이 넓어지도록 한다.

상기와같이 제 2 링홈(13)의 공간체적(D)이 넓어지도록 하면, 톱링(10)과 세컨드링(11)의 사이의 가스압력이 낮아지게되어 톱링(10)을 밀어올리는 힘이 감소하게되므로서, 피스톤(2)의 하강시 톱링(10)의 부상기간을 줄여줄 수 있게된다.

즉, 톱링(10)과 세컨드링(11)의 사이에 동일한 양의 가스가 존재할때 상기 공간체적(D) 만큼 가스압력이 감소하게되는 것이며, 이에의해 톱링(10)을 밀어올리는 가스압이 약해지므로 톱링(10)의 부상기간을 줄여주어 블로바이가스의 누출량을 감소시킬 수 있게되는 것이다.

상기 설명과같은 피스톤링 구조를 적용하게되면 링과 실린더 라이너의 접촉 면적은 줄이지 않고(링과 실린더 라이너의 접촉면적이 줄어들면 열방출량이 적어져 링의 온도가 올라가게 되므로 링의 경량화를 위해 무작정 링 폭을 줄일 수 없으며, 고온이 되면 링 마모량이 증가되어 내구성이 떨어지게 된다.) 링의 내구성과 기능성을 동시에 만족시킬 수 있게된다.

이상에서 설명한 바와같이 본 발명은 톱링과 이 톱링이 삽입되는 제 1 링홈에 각각 단차부와 단턱을 형성하여 톱링의 중량감소 및 안쪽 사이드클리어런스 감소에 의해 톱링의 부상기간을 감소시켜 블로바이가스의 누출량을 감소시키고, 또한 세컨드링의 내측에 단차홈을 형성하여 세컨드링이 삽입되는 제 2 링홈의 공간체적이 증가하도록 하여 톱링과 세컨드링 사이의 가스압력이 낮춰지도록 하여 톱링의 부상구간을 줄여주므로서 블로바이가스의 배출량이 감소도되록 하고, 이에의해 오일열화를 지연시켜 오일소모량이 감소되도록 하여 오일 교환시기를 연장시킬 수 있도록 한 블로바이가스량 감소를 위한 피스톤링 구조를 제공하는 효과를 기대할 수 있다.

도 1 은 종래의 피스톤링 구조를 보인 도면.

도 2 는 본 발명의 블로바이가스량 감소를 위한 피스톤링 구조를 보인 도면.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 실린더라이너 2 : 피스톤

10 : 톱링 11 : 세컨드링

12 : 제 1 링홈 13 : 제 2 링홈

14 : 단턱 15 : 단차부

16 : 단차홈

Claims

피스톤(2)의 외주연에 상측으로부터 톱링(10), 세컨드링(11), 오일링이 순차적으로 결합되어 있는 피스톤에 있어서,

상기 톱링(10)이 결합되는 제 1 링홈(12)의 내측 상단에 단턱(14)을 형성하고, 상기 단턱(14)에 형합되도록 톱링(10)의 내측에 단차부(15)를 형성하여 톱링(10)의 무게가 감소하도록 하여 톱링(10)의 관성력 감소에 의해 피스톤(2) 하강시 톱링(10)의 부상기간이 감소되도록 구성되어지되,

상기한 톱링(10)과 제 1 링홈(12) 간의 바깥쪽 사이드클리어런스(C) 보다 단턱(14)과 단차부(15) 간의 안쪽 사이드클리어런스(C1)이 더 작게 하여 톱링(10)의 부상 높이가 감소하도록 한 것을 특징으로 하는 블로바이가스량 감소를 위한 피스톤링구조.
제 1 항에 있어서,

상기 안쪽 사이드 크리어런스(C1)는 C/2인 것을 특징으로 하는 블로바이가스량 감소를 위한 피스톤링구조.
제 1 항에 있어서,

상기 세컨드링(11)의 내측에 단차홈(16)을 형성하여 세컨드링(11)이 삽입되는 제 2 링홈(13)의 공간체적이 증가되도록 하여 톱링(10)과 세컨드링(11) 사이의 가스 압력을 낮춰 줄 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 블로바이가스량 감소를 위한 피스톤링구조.
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