KR100534728B1 - 실린더 헤드 가스켓 - Google Patents

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KR100534728B1
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Abstract

본 발명은 엔진의 가변 분리 냉각 적용시 실린더 블록의 열적 안정성을 확보할 수 있는 실린더 헤드 가스켓에 관한 것으로, 가변 분리 냉각 시스템을 적용하는 4기통 엔진의 실린더 헤드 가스켓에 있어서, 상기 엔진의 워터 펌프 토출구로부터 실린더 헤드로 연결하는 통로가 1번 실린더 측에 설치되고, 실린더 블록에서 실린더 헤드로 연결되는 바이패스 2개소가 3번과 4번 실린더의 배기측에 설치되며, 바이패스 1개소가 4번 실린더의 흡기측에 설치되고, 실린더 블록의 냉각수 출구부는 4번 실린더 측에 설치되는 것을 특징으로 한다.

Description

실린더 헤드 가스켓{CYLINDER HEAD GASKET}
본 발명은 실린더 헤드 가스켓에 관한 것이다.
도 1과 도 2를 참조하면, 종래의 가변 분리 냉각을 적용한 엔진에서 사용하는 실린더 헤드 가스켓은 워터 펌프(Water Pump) 토출구에서 실린더 헤드(5)로 연결하는 냉각수 입구부(Water Inlet)(2)이 1번 실린더로 연결되고, 실린더 블록(6)에서 실린더 헤드(5)로 연결되는 바이패스(By-Pass)(3)가 1번 실린더에 2개소, 4번 실린더에 1개소 설치되며, 실린더 블록(6)의 냉각수 출구부(Water Outlet)(4)가 형성된다.
가변 분리 냉각을 적용하는 경우 도 3에 도시된 바와 같이 워터 펌프 토출구로부터 유입된 냉각수가 실린더 헤드(5)와 실린더 블록(6)으로 유입되어 각각 흐르게 되는데, 블록 서모스탯(가변 분리 냉각 적용시 사용되는 2차 서모스탯)이 닫힌 경우에는 냉각수 출구부(4)가 막혀 실린더 블록(6)내의 냉각수 유동이 멈추게 된다.
종래의 실린더 헤드 가스켓(1)을 적용한 경우 실린더 블록(6)으로부터 실린더 헤드(5)로 연결된 바이패스(3)가 1번 실린더에 2개소, 4번 실린더의 흡기(IN)측에 1개소 설치되어 있으므로, 블록 서모스탯이 닫히면 3개소의 바이패스(3)로 냉각수가 흐르게 되어 실린더 블록(6)의 흡기측에는 냉각수의 흐름이 생기지만 배기(EX)측으로는 냉각수가 완전히 정체하게 된다.
따라서 블록 서모스탯이 닫혀있는 경우에 갑자기 엔진 회전수(rpm)가 상승하면 실린더 블록(6)의 배기측 온도가 급상승하게 되어 실린더 블록(6)의 열적 안정성이 깨지고, 실린더 블록(6)의 흡기측과 배기측의 온도 차이가 심하게 되어 실린더 보어 변형에도 악영향을 미치게 된다.
본 발명의 목적은 엔진의 가변 분리 냉각 적용시 실린더 블록의 열적 안정성을 확보할 수 있는 실린더 헤드 가스켓을 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 가변 분리 냉각 시스템을 적용하는 4기통 엔진의 실린더 헤드 가스켓에 있어서, 상기 엔진의 워터 펌프 토출구로부터 실린더 헤드로 연결하는 통로가 1번 실린더 측에 설치되고, 실린더 블록에서 실린더 헤드로 연결되는 바이패스 2개소가 3번과 4번 실린더의 배기측에 설치되며, 바이패스 1개소가 4번 실린더의 흡기측에 설치되고, 실린더 블록의 냉각수 출구부는 4번 실린더 측에 설치되는 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명 및 첨부 도면과 같은 많은 특정 상세들이 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있으나, 이들 특정 상세들은 본 발명의 설명을 위해 예시한 것으로 본 발명이 그들에 한정됨을 의미하는 것은 아니다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 실시예는 가변 분리 냉각 적용시 실린더 블록의 열적 안정성 확보를 위한 실린더 헤드 가스켓의 형상에 관한 것으로, 도 3에 도시된 바와 같이 실린더 헤드 가스켓(310)의 3번과 4번 실린더의 배기(EX)측에 각각 Φ2와 Φ3의 바이패스(By-Pass)(330, 332)를 설치한 구조이다.
워터 펌프에서 토출된 냉각수는 냉각수 입구부(Water Inlet)(320)을 통해 도 4에 도시된 바와 같이 실린더 헤드(350)와 실린더 블록(360)으로 각각 흐르게 되는데, 블록 서모스탯이 닫혔을 경우 실린더 블록(360)의 냉각수 출구부(Water Outlet)(340)가 블록 서모스탯에 의해 막혀 있으므로 실린더 블록(360)의 냉각수는 실린더 헤드 가스켓(310)에 있는 3개의 바이패스(330~334)에 의해서만 실린더 헤드(350)로 올라가게 된다.
종래 기술에 따른 실린더 헤드 가스켓은 이 바이패스가 냉각수 입구부인 1번 실린더와 4번 실린더의 흡기(IN)측에만 설치되어 있어서 실린더 블록의 흡기측으로만 유동이 있고 배기측은 완전히 정체되어, 블록 서모스탯이 닫힌 경우 갑자기 엔진 회전수(rpm)가 상승하면 실린더 블록의 온도가 급상승하게 된다.
그러나 본 발명의 실시예에 따른 실린더 헤드 가스켓(310)을 적용한 경우에는 블록 서모스탯이 닫혀 있어도 배기측 바이패스(330, 332) 2개소 및 기존의 흡기측 바이패스(334)에 의해 실린더 블록(360)의 흡기 및 배기(IN/EX)측으로 냉각수가 미세하게 흐르게 되어, 갑자기 엔진 회전수가 상승하는 경우에도 실린더 블록(360) 배기측의 온도가 급상승하는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 실시예를 적용한 결과로 도 5에 도시된 바와 같이 엔진 회전수별 실린더 블록(360)의 금속면 온도를 측정하였다.
실린더 블록(360)의 금속면 온도를 측정한 결과 본 발명의 실시예에 따른 실린더 헤드 가스켓(310)을 사용한 경우(굵은 실선)는 종래 기술을 적용된 실린더 헤드 가스켓을 사용한 경우(가는 실선)보다 배기측 금속면 온도가 상당히 떨어진 것을 알 수 있다.
아울러 실린더 블록(360)의 흡기측 금속면 온도는 배기측 금속면 온도 수준으로 올라 흡기/배기(IN/EX)측의 금속면 온도가 비슷해졌음을 알 수 있다.
따라서 실린더 블록(360)의 배기측 금속면 온도를 낮춰 실린더 블록(360)의 열적 안정성을 확보하면서도 실린더 블록(360)의 흡기/배기(IN/EX)측 간의 온도 편차를 줄여 실린더 보어의 변형을 줄일 수 있다.
또한 실린더 보어의 온도를 균일하게 유지함으로써 실린더 보어 내의 윤활막이 잘 형성되어 피스톤과의 마찰 손실도 저감할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 실린더 헤드 가스켓은 실린더 블록의 배기측에 미세한 냉각수 유동을 줌으로써 엔진의 회전수가 급상승하는 경우에도 실린더 블록의 열적 안정성을 확보할 수 있다.
또한, 실린더 블록 흡기/배기(IN/EX) 간의 금속면 온도 편차가 줄어듦으로써 실린더 보어의 변형을 줄일 수 있고, 실린더 보어 내의 안정된 윤활막을 형성케 함으로써 마찰 손실 저감도 도모할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 실린더 헤드 가스켓의 형상을 도시한 도면.
도 2는 종래 기술에 따른 실린더 헤드 가스켓을 적용한 엔진의 냉각수 흐름 상태를 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 실린더 헤드 가스켓의 형상을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 실린더 헤드 가스켓을 적용한 엔진의 냉각수 흐름 상태를 도시한 도면.
도 5는 엔진 회전수에 따른 실린더 블록의 금속면 온도 차이를 비교한 도면.

Claims (1)

  1. 가변 분리 냉각 시스템을 적용하는 4기통 엔진의 실린더 헤드 가스켓에 있어서,
    상기 엔진의 워터 펌프 토출구로부터 실린더 헤드로 연결하는 통로가 1번 실린더 측에 설치되고, 실린더 블록에서 실린더 헤드로 연결되는 바이패스 2개소가 3번과 4번 실린더의 배기측에 설치되며, 바이패스 1개소가 4번 실린더의 흡기측에 설치되고, 실린더 블록의 냉각수 출구부는 4번 실린더 측에 설치되는 것을 특징으로 하는 실린더 헤드 가스켓.
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