KR100501437B1 - Reducing slap noise of piston - Google Patents
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Abstract
본 발명은 엔진 동력행정에서 피스톤이 상사점에 도달하였을 경우에 고온고압의 연소로드에 의해서 피스톤이 실린더 벽면에 부딪치게 되면서 발생되는 소음을 저감하기 위한 피스톤의 슬랩소음 저감장치에 관한 것으로,The present invention relates to a slab noise reduction device of a piston for reducing noise generated when a piston hits a cylinder wall by a combustion rod of high temperature and high pressure when the piston reaches a top dead center in an engine power stroke.
엔진의 실린더 내부에 수용된 피스톤이 피스톤 핀으로써 커넥팅 로드의 상단부와 축결합되어 실린더 내부에서 상하 왕복동되는 구조에 있어서,In the structure that the piston accommodated in the cylinder of the engine is axially coupled to the upper end of the connecting rod by the piston pin to reciprocate up and down inside the cylinder,
상기한 핀스톤 핀이 축결합되기 위한 축공의 상부측에 소정공간으로 형성되는 챔버와;A chamber formed as a predetermined space on an upper side of the shaft hole for the pinstone pin to be axially coupled;
상기한 챔버의 중앙에 수용되기 위해 피스톤 핀의 상부에 돌출형성되는 핀로브와;A pin lobe protruding from an upper portion of the piston pin to be received in the center of the chamber;
상기한 핀로브의 일측면에 오일압력이 가해지도록 상기 챔버의 일측면으로 오일이 입력될 수 있도록 형성되는 오일라인; 을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.An oil line formed to allow oil to be input to one side of the chamber so that oil pressure is applied to one side of the pin lobe; Characterized in that comprises a.
Description
본 발명은 피스톤의 슬랩소음 저감장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 엔진 동력행정에서 피스톤이 상사점에 도달하였을 경우에 고온고압의 연소로드에 의해서 피스톤이 실린더 벽면에 부딪치게 되면서 발생되는 소음을 저감하기 위한 피스톤의 슬랩소음 저감장치에 관한 것이다.The present invention relates to a slab noise reduction device of a piston, and more particularly, to reduce noise generated when a piston hits a cylinder wall by a high-temperature and high-pressure combustion rod when a piston reaches a top dead center in an engine power stroke. It relates to a slab noise reduction device of the piston for.
차량엔진에 적용되는 피스톤은 실린더를 왕복운동하면서 팽창행정에서 고온, 고압의 가스압력을 받아 이것을 커넥팅 로드를 거쳐 크랭크 샤프트에 회전력을 주는 기구로써, 도 5에 도시하는 것과 같이 피스톤(10)에 피스톤 핀(11)을 끼우고, 피스톤 핀(11)을 커넥팅 로드(12)의 소단부에 계합하고, 커넥팅 로드(12)의 대단부는 크랭크 샤프트에 계합되는 구조로 되어 있다.The piston applied to the vehicle engine is a mechanism that receives the gas pressure of a high temperature and high pressure in the expansion stroke while reciprocating the cylinder, and gives a rotational force to the crankshaft through the connecting rod, as shown in FIG. The pin 11 is fitted, the piston pin 11 is engaged with the small end of the connecting rod 12, and the large end of the connecting rod 12 is engaged with the crankshaft.
한편, 피스톤은 이러한 엔진의 연소 로드의 전달을 위해서 라이너 베어링에서 상하운동을 하는데, 이러한 엔진 메카니즘 때문에 상기한 피스톤과 실린더 벽 사이에는 소정 간격의 클리어런스가 존재하게 된다.On the other hand, the piston is moved up and down in the liner bearing for the transmission of the combustion rod of the engine, due to this engine mechanism there is a clearance of a predetermined interval between the piston and the cylinder wall.
이 때, 상기한 피스톤과 실린더 벽과의 클리어런스 때문에 피스톤이 교축운동(Transverse Motion)을 하게 된다. 즉, 마이너 쓰러스트 측에서 메이저 쓰러스트 측으로 운동하면서 피스톤이 실린더 벽과 부딪쳐 충격을 받게 되는 것이다.At this time, the piston is in transverse motion due to the clearance between the piston and the cylinder wall. In other words, while the piston moves from the minor thrust side to the major thrust side, the piston collides with the cylinder wall and is impacted.
즉, 피스톤은 작동 중 상사점에서 측압을 받는 면이 바뀌므로 피스톤의 틈새만큼 피스톤이 옆으로 이동하여 실린더 벽에 부딪치면서 피스톤 슬랩에 의한 소음이 발생되는 것이다.That is, since the piston receives a side pressure change at the top dead center during operation, the piston moves sideways as much as the clearance of the piston and hits the cylinder wall to generate noise due to the piston slab.
이러한 슬랩소음을 방지하기 위한 종래의 방법으로는 피스톤과 실린더 벽 사이의 클리어런스를 줄이는 방법과, 오프셋 피스톤을 적용하는 방법이 있었다.Conventional methods for preventing such slap noise include reducing the clearance between the piston and the cylinder wall and applying an offset piston.
상기한 오프셋 피스톤은 피스톤의 중심에 대해 피스톤 핀의 중심을 쓰러스트 쪽으로 1.0 ~ 2.5mm 정도 편심되게 설정하는 것이다. 따라서 상기한 오프셋 피스톤이 적용되는 경우에는 피스톤 핀의 중심을 쓰러스트 쪽으로 편심이 되게 하므로서, 상사점 전에 가스의 압력에 의한 힘과 피스톤 운동에 의한 관성력 때문에 피스톤 핀 주위에 모멘트가 생겨 피스톤의 상부 일측이 먼저 쓰러스트 쪽의 실린더 벽면에 닿게 되고, 다음에 피스톤의 스커트부 일측이 상사점 후에 쓰러스트 쪽으로 이동하므로 충격이 완화되도록 구성되는 것이다.The offset piston is to set the center of the piston pin with respect to the center of the piston so as to eccentrically 1.0 to 2.5mm toward the thrust. Therefore, when the offset piston is applied, the center of the piston pin is eccentric toward the thrust, and a moment occurs around the piston pin due to the force of gas pressure and the inertia force of the piston movement before the top dead center, so that the upper one side of the piston This first comes in contact with the thrust cylinder wall surface, and then the skirt portion of the piston is moved to the thrust after the top dead center is configured to mitigate the impact.
이와 같이 종래의 경우에 피스톤의 슬랩 소음을 방지하기 위한 방법으로서 클리어런스를 줄이는 방법과 오프셋을 장착하는 방법만이 제공되었다.As such, in the conventional case, only a method of reducing clearance and a method of mounting an offset are provided as a method for preventing the slab noise of the piston.
따라서 본 발명은 상기한 종래의 방법들을 개선하기 위하여 안출된 것으로서, 보다 상세하게는 엔진 동력행정에서 피스톤이 상사점에 도달하였을 경우에 고온고압의 연소로드에 의해서 피스톤이 실린더 벽면에 부딪치게 되면서 발생되는 소음을 저감하기 위한 피스톤의 슬랩소음 저감장치를 제공하는 데 목적이 있다.Therefore, the present invention has been made to improve the above-described conventional methods, more specifically, when the piston reaches the top dead center in the engine power stroke is generated when the piston hits the cylinder wall by the combustion rod of high temperature and high pressure An object of the present invention is to provide a slab noise reduction device of a piston for reducing noise.
본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로서,The present invention as a means for achieving the above object,
엔진의 실린더 내부에 수용된 피스톤이 피스톤 핀으로써 커넥팅 로드의 상단부와 축결합되어 실린더 내부에서 상하 왕복동되는 구조에 있어서,In the structure that the piston accommodated in the cylinder of the engine is axially coupled to the upper end of the connecting rod by the piston pin to reciprocate up and down inside the cylinder,
상기한 핀스톤 핀이 축결합되기 위한 축공의 상부측에 소정공간으로 형성되는 챔버와;A chamber formed as a predetermined space on an upper side of the shaft hole for the pinstone pin to be axially coupled;
상기한 챔버의 중앙에 수용되기 위해 피스톤 핀의 상부에 돌출형성되는 핀로브와;A pin lobe protruding from an upper portion of the piston pin to be received in the center of the chamber;
상기한 핀로브의 일측면에 오일압력이 가해지도록 상기 챔버의 일측면으로 오일이 입력될 수 있도록 형성되는 오일라인; 을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.An oil line formed to allow oil to be input to one side of the chamber so that oil pressure is applied to one side of the pin lobe; Characterized in that comprises a.
이하, 본 발명에 의한 구성 및 작동에 따른 바람지한 실시예를 첨부한 도면과 함께 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments according to the configuration and operation of the present invention will be described in detail with the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 의한 피스톤의 결합구조를 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명에 의한 장치의 요부를 확대도시한 도면이고, 도 3 및 도 4는 본 발명에 의한 장치의 작동상태도이다.1 is a view showing the coupling structure of the piston according to the present invention, Figure 2 is an enlarged view of the main portion of the device according to the present invention, Figures 3 and 4 is an operating state of the device according to the present invention.
도면 중에 표시되는 도면부호 20은 본 발명에 의해 형성되는 피스톤을 지시하는 것이고, 도면부호 30은 오일라인을 지시하는 것이다.Reference numeral 20 shown in the drawing indicates a piston formed by the present invention, and reference numeral 30 indicates an oil line.
상기한 피스톤(20)의 일반적인 형상은 종래의 엔진에서와 같이 구성되어 실린더(21)에 수용되며, 피스톤 핀(24)이 끼워지기 위한 축공(22)의 상부에는 소정크기의 챔버(23)가 형성된다.The general shape of the piston 20 is configured as in the conventional engine is accommodated in the cylinder 21, the chamber 23 of the predetermined size is provided on the upper portion of the shaft hole 22 for the piston pin 24 is fitted Is formed.
그리고 상기한 피스톤(20)과 커넥팅로드(26)를 축결합하기 위한 피스톤 핀(24)의 상부에는 핀로브(25)가 형성된다. 이 핀로브(25)는 상기한 챔버(23)에 수용되기 위한 것으로, 그 폭은 상기 챔버(23)의 폭보다는 좁게, 그 높이는 상기 챔버의 높이에 닿도록 형성되는 것이 바람직하다.And pin lobes 25 are formed on the upper portion of the piston pin 24 for axially coupling the piston 20 and the connecting rod 26. This pin lobe 25 is to be accommodated in the chamber 23, the width is preferably narrower than the width of the chamber 23, the height is preferably formed to reach the height of the chamber.
그리고 상기한 챔버(23)의 일측으로 오일이 공급되도록 하기 위해서 커넥팅로브(26)의 도중과, 상기한 피스톤 핀(24)의 도중과, 상기 피스톤(20)의 축공(22)이 마련되는 보스(22a)의 도중에는 오일라인(30)이 형성된다. 이 오일라인(30)은 엔진의 냉각 및 윤활을 위해 오일펌프에서 고압으로 펌핑된 일부의 오일을 유도하여 상기한 챔버(23)의 일측으로 공급될 수 있도록 하기 위한 것이다.And in order to supply the oil to one side of the chamber 23, the middle of the connecting lobe 26, the middle of the piston pin 24, the boss that the shaft hole 22 of the piston 20 is provided The oil line 30 is formed in the middle of 22a. The oil line 30 is to induce some of the oil pumped at a high pressure in the oil pump for cooling and lubrication of the engine so that it can be supplied to one side of the chamber (23).
특히, 상기한 오일라인(30)은 엔진의 행정중에 피스톤(20)이 상사점에 이르렀을 때 오일압이 가장 크게 전해질수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.In particular, the oil line 30 is preferably configured so that the oil pressure can be the greatest when the piston 20 reaches the top dead center during the stroke of the engine.
이상과 같이 구성되는 본 발명의 작동을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the present invention configured as described above are as follows.
엔진의 피스톤(20)은 종래기술의 설명에서 설명된 바와 같이, 피스톤이 상사점에 위치되는 경우에 피스톤의 클리어런스 때문에 피스톤의 중심축이 교축되면서 피스톤(20)의 상단이 마이너 쓰러스트 측에서 메이저 쓰러스트 측으로 운동하려는 성질이 발생된다.As described in the description of the prior art, the piston 20 of the engine has a major axis on the minor thrust side while the central axis of the piston is throttled due to the clearance of the piston when the piston is located at the top dead center. Attempts to move to the thrust side occur.
그러나, 본 발명에 의한 피스톤의 구조에서는 상기 피스톤(20)이 상사점에 위치되었을 경우에 상기 오일라인(30)을 통해 엔진오일이 챔버(23)로 강하게 전달되어 상기 핀로브(25)를 가압하며 일측의 챔버 공간을 채우게 된다. 그리고 상기 일측의 챔버(23)가 채워진 상태에서도 상기 오일라인(30)으로 오일압이 계속 가해지게 된다.However, in the structure of the piston according to the present invention, when the piston 20 is located at the top dead center, the engine oil is strongly transmitted to the chamber 23 through the oil line 30 to pressurize the pin lobe 25. And fills the chamber space on one side. In addition, the oil pressure is continuously applied to the oil line 30 even when the chamber 23 on one side is filled.
그런데 상기한 핀로브(25)는 피스톤 핀(24)과 일체로 형성되고, 상기 피스톤 핀(24)은 커넥팅 로드(26)에 고정된 상태가 되므로서 오일압력에 밀리지 않게 된다. 따라서 강하게 전달되는 오일압력에 의해서 피스톤(20)이 반작용되므로서, 그 오일압력이 전달되는 반대방향, 즉 메이저 쓰러스트 쪽에서 마이너 쓰러스트 쪽으로 피스톤(20)이 운동하게 된다.However, the pin lobe 25 is integrally formed with the piston pin 24, and the piston pin 24 is fixed to the connecting rod 26 so as not to be pushed by the oil pressure. Therefore, the piston 20 is reacted by the oil pressure strongly transmitted, so that the piston 20 moves in the opposite direction from which the oil pressure is transmitted, that is, from the major thrust side to the minor thrust side.
그러면 상기한 피스톤(20)의 행정이 상사점에서 하방행정으로 변하게 될 때에 피스톤(20)의 스커트부(27)부터 실린더(21)의 내벽에 접촉하게 되므로서 피스톤(20)의 슬랩소음이 저감되는 것이다.Then, when the stroke of the piston 20 changes from the top dead center to the downward stroke, the slab noise of the piston 20 is reduced by contacting the inner wall of the cylinder 21 from the skirt portion 27 of the piston 20. Will be.
이상과 같이 구성되는 본 발명은 엔진의 행정에서 피스톤이 상사점에 위치되었을 경우에 오일라인을 통해 공급되는 오일의 압력에 의해서 피스톤의 상단부가 메이저 쓰러스트 측에서 마이너 쓰러스트 측으로 운동되어 피스톤의 메이저 쓰러스트 측 스커트 부분부터 실린더의 측벽에 닿으면서 하강되므로서 피스톤의 슬랩에 의한 소음발생이 저감되는 커다란 장점이 있는 것이다.According to the present invention constituted as described above, when the piston is located at the top dead center in the stroke of the engine, the upper end of the piston is moved from the major thrust side to the minor thrust side by the pressure of the oil supplied through the oil line to make the major of the piston. Since the thrust side skirt portion descends while touching the side wall of the cylinder, there is a great advantage that the noise generated by the slab of the piston is reduced.
도 1은 본 발명에 의한 피스톤의 결합구조를 도시한 도면.1 is a view showing a coupling structure of a piston according to the present invention.
도 2는 본 발명에 의한 장치의 요부를 확대도시한 도면.2 is an enlarged view of the main portion of the apparatus according to the present invention;
도 3 및 도 4는 본 발명에 의한 장치의 작동상태도.3 and 4 show the operating state of the device according to the invention.
도 5는 종래의 기술을 설명하기 위한 도면.5 is a view for explaining a conventional technology.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※ Explanation of code for main part of drawing
20 : 피스톤 21 : 실린더20: piston 21: cylinder
22 : 축공 23 : 챔버22: axial hole 23: chamber
24 : 피스톤 핀 25 : 핀로브24: piston pin 25: pin lobe
26 : 커넥팅로드 27 : 스커트부26: connecting rod 27: skirt
30 : 오일라인30: oil line
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