KR100887973B1 - 스퀴드형 실린더 헤드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내부의 워터자켓을 상부 워터자켓과 하부 워터자켓으로 구분하여 상부 워터자켓은 롱 흡기포트와 숏 흡기포트 및 인젝터 홀 주변의 워터라인을 완전히 삭제하고 롱 흡기포트의 중앙과 쇽 흡기포트의 중앙 및 인젝터 홀 중앙부를 삼각구조의 단일체로 연결하여 스퀴드형 포트(SKEWED TYPE PORT) 배열의 구조적인 문제인 롱 흡기포트 주변의 강성을 보강하며, 하부 워터자켓은 흡기포트 하부에 넓은 워터자켓을 갖도록 형성하여 냉각수가 상부 워터자켓으로 원활히 빠져나가도록 워터라인을 구성함으로써 냉각성능을 향상시키는 스퀴드형 실린더 헤드를 제공한다.

실린더 헤드, 상부 워터자켓, 하부 워터자켓, 롱 흡기포트

Description

스퀴드형 실린더 헤드{SKEWED TYPE CYLINDER HEAD}

본 발명은 스퀴드형 실린더 헤드에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 내부의 워터자켓을 상부 워터자켓과 하부 워터자켓으로 구분하여 상부 워터자켓은 롱 흡기포트와 숏 흡기포트 및 인젝터 홀 주변의 워터라인을 완전히 삭제하고 롱 흡기포트의 중앙과 쇽 흡기포트의 중앙 및 인젝터 홀 중앙부를 삼각구조의 단일체로 연결하여 스퀴드형 포트(SKEWED TYPE PORT) 배열의 구조적인 문제인 롱 흡기포트 주변의 강성을 보강하며, 하부 워터자켓은 흡기포트 하부에 넓은 워터자켓을 갖도록 형성하여 냉각수가 상부 워터자켓으로 원활히 빠져나가도록 워터라인을 구성함으로써 냉각성능을 향상시키는 스퀴드형 실린더 헤드에 관한 것이다.

일반적으로 엔진의 연소실에서 발생한 열의 일부는 실린더 헤드와 실린더 블록, 흡배기 밸브 및 피스톤 등에 흡수된다.

이들 구성 부품은 그 온도가 과도하게 상승되면, 열변형이 일어나거나 실린더 내벽의 유막이 파괴되어 윤활 불량현상이 일어나게 되고, 이로 인한 열적 장애가 발생하게 된다.

상기한 엔진의 열적 장애는 연소불량, 노킹 혹은 프리 이그니션과 같은 이상 연소를 일으켜서 피스톤이 용손되는 등의 중대한 손상을 줄뿐만 아니라 열효율도 저하되고, 출력도 저하하게 되는 문제점이 있다. 반대로, 엔진의 과도한 냉각은 출력, 연비의 악화 및 실린더의 저온 마모 등 문제점이 있어, 냉각수 온도를 적정하게 제어할 필요가 있다.

이러한 측면에서, 도 1에서 도시한 바와 같은. 스퀴드형 실린더 헤드(101)는, 그 내부에 일체형 워터자켓을 형성하여 냉각수를 순환하여 실린더 헤드를 냉각시키게 된다.

여기서, 상기 스퀴드형 실린더 헤드(101)의 경우, 상용 디젤엔진에 주로 적용되며, 그 흡기포트(P1) 및 배기포트(P2)의 배열이 도 1에서 도시한 바와 같이, 마름모꼴로 틀어져서 배치되어 공기의 흐름이나 유입량에 유리한 플로우 성능을 나타내게 된다.

그러나 상기한 바와 같은 종래의 스퀴드형 실린더 헤드(101)는 흡기포트(P1)의 성능 상으로는 유리한 구조를 가지나 엔진의 내구 측면에서는 매우 불리한 구조를 갖는다.

즉, 비스듬한 포트의 배열로 흡기포트(P1) 및 배기포트(P2)의 각 길이가 달라지게 되며, 특히, 흡기포트(P2)의 경우는 2개의 배기포드(P2)와는 달리 롱 흡기포트(LP1), 숏 흡기포트(SP1)가 완전 분리되어야 하며, 구조상 숏 흡기포드(SP1)에 비하여 롱 흡기포트(LP1) 주변의 내구력이 현저히 낮다는 문제점을 갖는다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 내부의 워터자켓을 상부 워터자켓과 하부 워터자켓으로 구분하여 상부 워터자켓은 롱 흡기포트와 숏 흡기포트 및 인젝터 홀 주변의 워터라인을 완전히 삭제하고 롱 흡기포트의 중앙과 쇽 흡기포트의 중앙 및 인젝터 홀 중앙부를 삼각구조의 단일체로 연결하여 스퀴드형 포트(SKEWED TYPE PORT) 배열의 구조적인 문제인 롱 흡기포트 주변의 강성을 보강하며, 하부 워터자켓은 흡기포트 하부에 넓은 워터자켓을 갖도록 형성하여 냉각수가 상부 워터자켓으로 원활히 빠져나가도록 워터라인을 구성함으로써 냉각성능을 향상시키는 스퀴드형 실린더 헤드를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 스퀴드형 실린더 헤드는 흡기 및 배기포트의 배열이 마름모꼴로 틀어져서 배치되며, 내부에는 냉각수를 순환하기 위한 워터자켓을 형성하는 스퀴드형 실린더 헤드에 있어서,

상기 워터자켓은 연소실에 대응하는 내측 하부에 형성되는 하부 워터자켓과, 상기 하부 워터자켓의 상부에서 연결구를 통하여 상기 하부 워터자켓과 연결되는 상부 워터자켓으로 이루어지며, 상기 하부 워터자켓은 상기 흡기포트 측의 그 롱 흡기포트와 숏 흡기포트의 주변부를 연결하여 워터라인을 형성하며, 상기 상부 워터자켓은 상기 롱 흡기포트와 숏 흡기포트 및 인젝터 홀 주변의 워터라인을 삭제하 여 하나의 실린더 헤드 구조체로 형성하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 구조체는 상기 롱 흡기포트의 중앙과 쇽 흡기포트의 중앙 및 인젝터 홀 중앙부를 삼각구조의 단일체로 연결하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 스퀴드형 실린더 헤드에 의하면, 본 발명의 목적은 내부의 워터자켓을 상부 워터자켓과 하부 워터자켓으로 구분하여 상부 워터자켓은 롱 흡기포트와 숏 흡기포트 및 인젝터 홀 주변의 워터라인을 완전히 삭제하고 롱 흡기포트의 중앙과 쇽 흡기포트의 중앙 및 인젝터 홀 중앙부를 삼각구조의 단일체로 연결하여 스퀴드형 포트(SKEWED TYPE PORT) 배열의 구조적인 문제인 롱 흡기포트 주변의 강성을 보강하여 그 내구력을 향상시키는 효과가 있다.

또한, 상기 하부 워터자켓은 흡기포트 하부에 넓은 워터자켓을 갖도록 형성하여 냉각수가 상부 워터자켓으로 원활히 빠져나가도록 워터라인을 구성함으로써 냉각수의 유속을 유지하여 냉각효율을 높이도록 하는 효과가 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 스퀴드형 실린더 헤드의 사시도이고, 도 3은 도 2의 A-A 선에 따른 단면도이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 스퀴드형 실린더 헤드에 적용되는 하부 워터자켓의 형상을 코어의 형상으로 표현한 하부 워터자켓 코어의 부분 평면도 및 그 적용 부분의 실린더 헤드 단면도이다.

그리고 도 5는 도 2의 B-B 선에 따른 단면도이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 스퀴드형 실린더 헤드에 적용되는 상부 워터자켓의 형상을 코어의 형상으로 표현한 상부 워터자켓 코어의 부분 평면도 및 그 적용 부분의 실린더 헤드 단면도이다.

상기 도 2에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 스퀴드형 실린더 헤드(1)는 흡기포트 및 배기포트의 배열이 마름모꼴로 틀어져서 배치되며, 내부에는 냉각수를 순환하기 위한 워터자켓을 형성한다.

이러한 스퀴드형 실린더 헤드(1)의 내부에는 상기 워터자켓이 연소실에 대응하는 내측 하부에 형성되는 하부 워터자켓(J1)과, 상기 하부 워터자켓(J1)의 상부에서 연결구(3)를 통하여 상기 하부 워터자켓(J1)과 연결되는 상부 워터자켓(J2)으로 구분되어 형성된다.

즉, 상기 하부 워터자켓(J1)은, 도 3과 도 4에서 도시한 바와 같이, 상기 흡기포트(P1) 측의 그 롱 흡기포트(LP1)와 숏 흡기포트(SP1)의 주변부 워터라인(7)를 연결하여 형성함으로써, 넓은 범위에 걸쳐 워터라인을 형성하게 된다.

그리고 상기 상부 워터자켓(J2)은, 도 5와 도 6에서 도시한 바와 같이, 상기 롱 흡기포트(LP1)와 숏 흡기포트(SP1) 및 인젝터 홀(H) 주변의 워터라인(9)을 완전히 삭제하여 하나의 실린더 헤드 구조체(5)로 그대로 형성하여 이루어진다.

즉, 상기 구조체(5)는 상기 롱 흡기포트(LP1)의 중앙과 숏 흡기포트(SP1)의 중앙 및 인젝터 홀(H) 중앙부를 삼각구조의 단일체로 연결하여 이루어지게 된다.

따라서 상기한 바와 같은 워터자켓 구조를 갖는 스퀴드형 실린더 헤드(1)는 그 하부 워터자켓(J1)이 흡기포트(P1) 하면측의 내부에 넓은 워터라인(7)을 형성하여 냉각 성능을 향상시키게 되며, 이 하부 워터자켓(J1)을 통과한 냉각수는 상부 워터자켓(J2)으로 원활히 빠져나가게 된다.

또한, 상부 워터자켓(J1)은 롱 흡기포트(LP1)와 숏 흡기포트(SP1) 및 인젝터 홀(H) 주변의 워터라인(9)을 완전히 삭제하여 하나의 구조체(5)로 연결됨으로, 구조적으로 강성에 유리한 숏 흡기포트(SP1)를 구조적으로 불리한 롱 흡기포트(SP1)와 연결시킴으로써 구조적으로 보완가능해지며, 연결 구조의 견고성을 위해 인젝터 홀(H)의 보스까지 일체로 연결하여 그 강성을 보강하게 된다.

한편, 상기 상부 워터자켓(J2)은 그 롱 흡기포트(LP1) 주변부, 숏 흡기포트(SP1) 주변부 및 인젝터 홀(H) 주변부를 삭제함으로써 단순화하여 주조 작업성이 향상되며, 상기 인젝터 홀(H)의 중앙과 롱 흡기포트(LP1)의 중앙 및 숏 흡기포트(SP1)의 중앙을 구조적으로 가장 안정된 삼각구조로 배치 연결하여 상기 롱 흡기포트(LP1)의 구조적인 안정성을 높이게 된다.

도 1은 일반적인 스퀴드형 실린더 헤드의 흡배기 포트배열을 도시한 실린더 헤드의 투영도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 스퀴드형 실린더 헤드의 사시도이다.

도 3은 도 2의 A-A 선에 따른 단면도이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 스퀴드형 실린더 헤드에 적용되는 하부 워터자켓의 형상을 코어의 형상으로 표현한 하부 워터자켓 코어의 부분 평면도 및 그 적용 부분의 실린더 헤드 단면도이다.

도 5는 도 2의 B-B 선에 따른 단면도이다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 스퀴드형 실린더 헤드에 적용되는 상부 워터자켓의 형상을 코어의 형상으로 표현한 상부 워터자켓 코어의 부분 평면도 및 그 적용 부분의 실린더 헤드 단면도이다.

Claims (2)

1. 흡기 및 배기포트의 배열이 마름모꼴로 틀어져서 배치되며, 내부에는 냉각수를 순환하기 위한 워터자켓을 형성하는 스퀴드형 실린더 헤드에 있어서,

   상기 워터자켓은 연소실에 대응하는 내측 하부에 형성되는 하부 워터자켓과, 상기 하부 워터자켓의 상부에서 연결구를 통하여 상기 하부 워터자켓과 연결되는 상부 워터자켓으로 이루어지며,

   상기 하부 워터자켓은

   상기 흡기포트 측의 그 롱 흡기포트와 숏 흡기포트의 주변부를 연결하여 워터라인을 형성하며,

   상기 상부 워터자켓은 상기 롱 흡기포트와 숏 흡기포트 및 인젝터 홀 주변의 워터라인을 삭제하여 하나의 실린더 헤드 구조체로 형성하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 스퀴드형 실린더 헤드.
2. 제1항에 있어서,

   상기 구조체는

   상기 롱 흡기포트의 중앙과 쇽 흡기포트의 중앙 및 인젝터 홀 중앙부를 삼각구조의 단일체로 연결하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 스퀴드형 실린더 헤드.

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