KR100552756B1 - 차량용 실린더블록과 실린더헤드의 실링구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 실린더블록과 실린더헤드의 실링구조에 관한 것으로, 실린더헤드(20)의 볼트구멍(24)보다 큰 직경(D1)으로 형성되면서 개구부측의 모서리가 테이퍼(14a)로 형성되는 실린더블록(10)의 카운터보어(14)와; 연소실구멍(21)의 주변에 형성된 풀비드(61a)와 냉각수통로(13)의 주변에 형성된 하프비드(62a) 및 이 하프비드(62a)로부터 연장되어 상기 카운터보어(14)의 직경(D1)에 이르는 위치까지 일직선으로 형성되는 보어밀폐부(63a)를 구비한 실린더헤드 개스킷(60); 을 갖추고 있어, 엔진의 콤팩트화가 이룩됨으로써 중량감소 및 원가가 절감되고, 아울러 면압이 끊기는 델타존이 형성되지 않게 됨으로써 기밀성능이 대폭 증대되도록 된 것이다.

Description

차량용 실린더블록과 실린더헤드의 실링구조{sealing structure of cylinder block and cylinder head for vehicle}

도 1은 일반적인 실린더블록과 실린더헤드의 실링구조를 도시한 종단면도,

도 2는 제1실시예에 따른 종래의 실린더헤드 개스킷을 설명하기 위한 평면도,

도 3은 도 2의 Ⅰ-Ⅰ선 부분단면도,

도 4는 제2실시예에 따른 종래의 실린더헤드 개스킷을 설명하기 위한 평면도,

도 5는 도 4의 Ⅱ-Ⅱ선 부분단면도,

도 6은 도 4의 실린더헤드 개스킷을 사용하여 실린더블록과 실린더헤드를 결합시킨 구조를 설명하기 위한 종단면도,

도 7은 본 발명에 따른 실린더블록과 실린더헤드의 실링구조를 도시한 종단면도,

도 8은 본 발명에 따른 실린더헤드 개스킷을 설명하기 위한 평면도,

도 9는 도 8의 Ⅲ-Ⅲ선 부분단면도,

도 10은 본 발명에 따른 실린더블록의 카운터보어와 실린더헤드 개스킷의 보어밀폐부를 설명하기 위한 도 7 'A'부의 요부확대도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10 - 실린더블록 14 - 카운터보어

14a - 테이퍼 20 - 실린더헤드

24 - 볼트구멍 41 - 실린더헤드 볼트

60 - 실린더헤드 개스킷 61 - 연소실구멍

61a - 풀비드 62 - 냉각수통로

62a - 하프비드 63a - 보어밀폐부

본 발명은 차량용 실린더블록과 실린더헤드의 실링구조에 관한 것으로, 특히 엔진의 콤팩트를 달성하면서 기밀성능의 증대를 이룩할 수 있도록 하는 차량용 실린더블록과 실린더헤드의 실링구조에 관한 것이다.

일반적으로, 차량의 엔진(engine)은 도 1에 도시된 바와 같이 실린더블록(10)과 실린더헤드(20) 및 실린더헤드커버 등의 조립체로 구성되며, 상기 실린더블록(10)에는 실린더(11)와 피스톤(12) 및 냉각수통로(13)등이 구비되고, 상기 실린더(11) 및 피스톤(12)과 함께 연소실(2)을 형성하는 실린더헤드(20)에는 스파크 플러그와 흡입밸브(22) 및 배기밸브(23)등이 구비된다.

그리고, 상기 실린더블록(10)과 실린더헤드(20)사이에는 연소실(21)의 혼합기를 밀봉함과 더불어 냉각수 및 오일의 누출을 방지하는 실린더헤드 개스킷(30)이 설치된다.

또한, 상기 실린더블록(10)과 실린더헤드(20)는 다수개의 실린더헤드 볼트(41)를 통해 서로의 조립이 이루어지는 구조로 되어 있으며, 이를 위해 상기 실린더블록(10)과 실린더헤드(20)에는 수직한 방향으로 연통되는 볼트구멍(14,24)이 각각 형성된다.

여기서, 상기 실린더블록(10)에 형성된 볼트구멍(14)은 실린더헤드(20)의 볼트구멍(24)과 마주 대하도록 형성된 것으로서, 이후부터는 카운터보어(14)라 병기한다.

한편, 도 2와 도 3에는 통상적으로 사용하는 실린더헤드 개스킷(30)이 도시되어 있는 바, 상기 실린더헤드 개스킷(30)에는 연소실구멍(31)과 냉각수통로(32) 및 볼트구멍(33)이 형성되어 있음은 물론이다.

또한, 상기 실린더헤드 개스킷(30)에는 실린더헤드(20)가 실린더블록(10)에 조립될 때 면압을 발생시키는 다수의 비드(bead)가 형성되는 바, 상기 비드는 연소실구멍(31) 주변의 풀비드(31a;full bead)와 냉각수통로(32) 및 볼트구멍(33) 주변의 하프비드(32a,33a;half bead)로 이루어진다.

따라서, 상기 풀비드(31a)는 연소실(21)내의 혼합기를 밀봉하게 되고, 상기 냉각수통로(32)의 하프비드(32a)는 냉각수의 누출을 예방하며, 상기 볼트구멍(33)의 하프비드(33a)는 오일의 누출을 예방하게 된다.

그러나, 상기와 같은 종래의 실린더헤드 개스킷(30)은 볼트구멍(33)이 연소실구멍(31)으로부터 멀리 이격된 구조를 갖고 있어 풀비드(31a)의 면압이 하프비드(32a,33a)에 비해 상대적으로 감소되는 현상이 발생함은 물론, 이와 같은 면압의 감소로 인해 연소실(21)의 기밀성능이 저하된다는 문제점이 있었다.

또한, 상기와 같은 구조는 엔진의 콤팩트(compact)화를 이룩하는 데에도 도 움이 되지 못한다는 문제점도 있었다.

이에 따라, 볼트구멍(33)을 연소실구멍(31)으로 최대한 근접시킨 새로운 형태의 실린더헤드 개스킷(50)이 제2실시예로서 제안되었다.

즉, 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이 볼트구멍(53)을 냉각수통로(52)의 근접부위에 형성시킴으로써 실린더블록(10)과 실린더헤드(20)의 조립시 풀비드(51a)의 면압을 증대시키고 더불어 엔진의 콤팩트(compact)화도 달성할 수 있었으나, 상기와 같은 구조는 도 4의 (가)와 같이 냉각수통로(52)의 하프비드(52a)와 볼트구멍(53)의 하프비드(53a)가 서로 중복되는 중복구간(M)이 발생되며, 상기와 같은 중복구간(M)으로 인해 면압이 발생되지 않는 델타존(55;delta zone)이 새롭게 발생됨은 물론, 상기의 델타존(55)을 통해 냉각수와 오일이 누출되는 또다른 문제점이 발생하게 되었다.

여기서, 상기 델타존(55)이란 도 6에 도시된 바와 같이 실린더헤드 볼트(41)를 이용하여 실린더블록(10)에 실린더헤드(20)를 조립시켰을 때, 상기 하프비드(52a,53a)의 중복구간(M)에는 최대의 면압이 발생하게 되며 이에 따라 중복구간(M)주변의 면압은 상대적으로 대폭 감소하게 된다.

따라서, 상기 중복구간(M)으로부터 근접한 냉각수통로(52)의 하프비드(52a) 및 볼트구멍(53)의 하프비드(53a)에는 도 4의 (나)와 같이 면압의 끊김이 발생하는 델타존(55;delta zone)이 발생하게 되고, 연소실(21)의 폭방행정시 면압이 발생하지 않는 상기의 델타존(55)을 통해 냉각수와 오일의 누출현상이 발생하게 되는 것이다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 실린더블록에 형성된 카운터보어 및 실린더헤드 개스킷의 형상을 개선하여 엔진의 콤팩트화를 이룩하면서 냉각수 및 오일의 누출을 예방하는 기밀성능도 대폭 증대시킬 수 있도록 하는 차량용 실린더블록과 실린더헤드의 실링구조를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실링구조는, 실린더헤드의 볼트구멍보다 큰 직경으로 형성되면서 개구부측의 모서리가 테이퍼로 형성되는 실린더블록의 카운터보어와; 연소실구멍의 주변에 형성된 풀비드와 냉각수통로의 주변에 형성된 하프비드 및 이 하프비드로부터 연장되어 상기 카운터보어의 직경에 이르는 위치까지 일직선으로 형성되는 보어밀폐부를 구비한 실린더헤드 개스킷; 을 갖추고 있는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 7은 본 발명에 따른 실린더블록과 실린더헤드의 실링구조를 도시한 종단면도로서, 종래 구조와 동일한 부위에는 동일한 참조부호를 붙이면서 설명하기로 한다.

본 발명은 실린더블록의 카운터보어와 실린더헤드 개스킷의 형상을 개선하여 엔진을 콤팩트(comlact)화 시키면서 기밀성능을 증대시킬 수 있도록 하는 것이다.

즉, 차량의 엔진(engine)은 도 7 내지 도 10에 도시된 바와 같이 실린더블록(10)과 실린더헤드(20) 및 실린더헤드커버 등의 조립체로 구성되며, 상기 실린더블록(10)에는 실린더(11)와 피스톤(12) 및 냉각수통로(13)등이 구비되고, 상기 실린더(11) 및 피스톤(12)과 함께 연소실(2)을 형성하는 실린더헤드(20)에는 스파크 플러그와 흡입밸브(22;도1에 도시됨) 및 배기밸브(23)등이 구비된다.

그리고, 상기 실린더블록(10)과 실린더헤드(20)사이에는 연소실(21)의 혼합기를 밀봉함과 더불어 냉각수 및 오일의 누출을 방지하는 본 발명의 실린더헤드 개스킷(60)이 설치된다.

또한, 상기 실린더블록(10)과 실린더헤드(20)는 다수개의 실린더헤드 볼트(41)를 통해 서로의 조립이 이루어지는 구조로 되어 있으며, 이를 위해 상기 실린더블록(10)과 실린더헤드(20)에는 수직한 방향으로 연통되는 카운터보어(14) 및 볼트구멍(24)이 각각 형성된다.

한편, 본 발명에 따른 실린더블록(10)의 카운터보어(14)는 그 직경(D1)이 상기 실린더헤드(20) 볼트구멍(24)의 직경(D2)보다 크게 형성된다.

그리고, 본 발명에 따른 상기 실린더헤드 개스킷(60)에는 도시된 바와 같이 다수개의 연소실구멍(61)과 냉각수통로(62) 및 볼트구멍(63)이 형성되어 있음은 물론이다.

또한, 상기 실린더헤드 개스킷(60)에는 실린더헤드(20)가 실린더블록(10)에 조립될 때 면압을 발생시키는 풀비드(61a;full bead)와 하프비드(62a;half bead) 및 보어밀폐부(63a)가 구비된다.

여기서, 상기 풀비드(61a)는 연소실구멍(31)의 주변에 형성되어 연소실(21) 내의 혼합기를 밀봉하게 되고, 상기 하프비드(62a)는 냉각수통로(62)의 주변에 형성되어 냉각수의 누출을 예방하게 된다.

그리고, 상기 보어밀폐부(63a)는 하프비드(62a)에서부터 상기 카운터보어(14)의 직경(D1)에 이르는 위치까지 일직선으로 연장 형성되어 오일의 누출을 예방하게 된다.

즉, 상기 보어밀폐부(63a)는 실린더헤드 볼트(41)를 이용하여 실린더블록(10)상에 실린더헤드(20)가 조립될 때 상기 실린더헤드(20)에 의해 가압되며, 이때의 가압력에 의해 상기 테이퍼(14a)의 모서리와 접하는 부위에서부터 상기 실린더헤드 볼트(41)쪽을 향하는 구간이 카운터보어(14)의 내측으로 꺾여지게 되고, 이와 같이 꺾여진 부위에서 발생하는 면압을 이용해 기밀을 유지하게 되는 것이다.

따라서, 본 발명에 따른 실린더블록(10)과 실린더헤드(20)의 실링구조는 연소실구멍(61)과 볼트구멍(63)간의 거리를 최대한 줄일수 있게 됨으로써, 엔진의 콤팩트(compact)화를 수월하게 이룩할 수 있게 되며 이에 따라 중량감소 및 원가절감의 잇점도 기대할 수 있게 된다.

또한, 엔진의 콤팩트화를 이룩함에 있어 볼트구멍(63)의 주면에 하프비드(half bead)를 형성하지 않아도 됨은 물론 이에 따라 종래 구조와 같이 면압이 끊기는 델타존(delta zeon)이 형성되지 않게 됨으로써 기밀성능이 대폭 증대되는 잇점도 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 엔진의 콤팩트화가 이룩되어 중량감소 및 원가가 절감될 뿐만 아니라 면압이 끊기는 델타존이 형성되지 않게 됨으로써 기밀성능이 대폭 증대되는 효과가 있게 된다.

Claims (2)

1. 실린더헤드(20)의 볼트구멍(24)보다 큰 직경(D1)으로 형성되면서 개구부측의 모서리가 테이퍼(14a)로 형성되는 실린더블록(10)의 카운터보어(14)와;

   연소실구멍(61)의 주변에 형성된 풀비드(61a)와 냉각수통로(62)의 주변에 형성된 하프비드(62a) 및 이 하프비드(62a)로부터 연장되어 상기 카운터보어(14)의 직경(D1)에 이르는 위치까지 일직선으로 형성되는 보어밀폐부(63a)를 구비한 실린더헤드 개스킷(60);

   을 갖추고 있는 차량용 실린더블록과 실린더헤드 실링구조.
2. 제 1항에 있어서, 상기 보어밀폐부(63a)는 실린더헤드(20)의 가압력에 의해 상기 테이퍼(14a)의 모서리와 접하는 부위에서부터 실린더헤드 볼트(41)쪽을 향하는 구간이 카운터보어(14)의 내측으로 꺾여지는 것을 특징으로 하는 차량용 실린더블록과 실린더헤드의 실링구조.

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