KR101001849B1

KR101001849B1 - 내연기관용 피스톤 냉각 분무기

Info

Publication number: KR101001849B1
Application number: KR1020080023818A
Authority: KR
Inventors: 슈테판 페로토
Original assignee: 본타즈 센트레
Priority date: 2007-03-16
Filing date: 2008-03-14
Publication date: 2010-12-17
Also published as: DE602008000594D1; JP4629119B2; EP1980729A1; EP1980729B1; FR2913723B1; CN101265833A; FR2913723A1; ATE456735T1; KR20080084724A; US7559296B2; JP2008232145A; CN101265833B; US20080223318A1

Abstract

내연기관용 피스톤 냉각 분무기는 축방향 관통 통로(12)를 갖는 분무기 몸체(1)를 포함하고, 상기 축방향 관통 통로 내에 관형 안내 라이너(4)가 고정된다. 상기 관형 안내 라이너(4)는 하류 섹션(4c)에 의해서 분무기 몸체(1)에 고정되고, 상류 섹션(4b)은 냉각 유체가 흐를 수 있도록, 축방향 관통 통로(12)의 벽으로부터 이격되게 유지된다. 밸브(2)는 관형 안내 라이너(4)의 축방향 통로(15)에서 슬라이드되고 복귀 스프링(3)에 의해서 분무기 몸체(1)의 전체에 형성된 주요 시트(13)를 향하여 추진된다. 이로 인해서 비교적 저렴하면서 컴팩트하고 신뢰성 있는 분무기를 제조할 수 있다.

축방향 관통 통로, 분무기 몸체, 관형 안내 라이너, 밸브, 복귀 스프링, 주요 시트

Description

내연기관용 피스톤 냉각 분무기{Cooling sprayer with valve}

본 발명은 오일과 같은 냉각 유체를 피스톤 바닥(piston bottom) 즉, 연소실외부의 피스톤 면을 향하여 또는 피스톤 갤러리(piston gallery) 안으로 분무하는데 사용되는 내연기관의 피스톤을 냉각시키는 분무기에 관한 것이다.

일반적으로 사용되는 피스톤 냉각 분무기는 엔진 블록에 고정되어서 냉각 유체 공급 오리피스와 교통하는 개별 요소들이다. 분무기의 위치는 피스톤 바닥 또는 피스톤 갤러리의 정확한 영역을 향하여 지향된 냉각 유체의 제트(jet)를 생성하도록 정확하게 결정된다.

냉각 분무기들은 일반적으로 냉각 회로의 압력이 특수 임계값을 초과하지 않는다면 냉각 유체의 유동을 저지하는 밸브를 포함한다.

일반적으로 밸브가 냉각 유체 통로를 차단하기 위하여, 압축 스프링에 의해서 시트를 향하여 가압되는 분무기 구조들이 사용된다.

밸브를 갖는 임의의 냉각 분무기들은 제한 기간 동안 만족스럽지만, 상기 제한 기간 이후에는 마모 현상이 발생하여 밸브의 밀봉과 그 정확한 동작을 방해한다는 것이 확인되었다. 정확한 동작 기간은 냉각 파이프들에서 냉각 유체의 공칭 압력(nominal pressure)과 반비례한다. 마모는 주로 밸브의 개방 특성 즉, 밸브를 개방시키는데 필요한 유체 압력을 변형시키는데, 즉 밸브가 신규한 밸브일 때에는 정확한 공칭 압력에서 개방하고; 밸브가 마모되었을 때에는, 밸브가 정확한 공칭 압력의 절반 만큼 그리고 엔진의 아이들링 상황(idling regime) 이하 만큼 작을 수 있는 낮은 압력에서 개방한다. 이것은 결과적으로 엔진에서 유체의 일반적인 압력을 방해한다.

밸브의 일반 진동 및 일방향 진동(oscillation) 현상이 발생할 경우에는 마모 현상이 불가피하다는 것이 관측되었다.

문헌 JP 07 317519 A호에는, 밸브가 스프링에 의해서 시트를 향하여 가압되고 래디얼 유체 통로와 교통하는 축방향 보어(bore)에서 슬라이드되는 피스톤으로 되어 있는 엔진 냉각 분무기가 기재되어 있다. 여기서, 진동 및 마모 현상이 감소된다. 그러나, 문헌 JP 07 317519 A호의 피스톤형 분무기들은 비교적 전체 크기가 크고, 특히 피스톤을 안내하기 위한 분무기의 출구 오리피스의 하류에서 그 길이가 비교적 길다. 따라서, 분무기 몸체는 엔진 실린더의 내부로 돌출한 돌출부를 구성한다. 분무기의 출구 오리피스의 하류에서의 길이가 너무 길기 때문에, 크랭크축 또는 크랭크축 평형추와 같은 모터의 회전 소자와 충돌할 위험성이 있고, 따라서 어떤 엔진에서는 상기 분무기들의 사용을 배제하고 있다.

문헌 EP 1 273 774 Al호에는, 밸브의 진동을 방지하고 동시에 엔진 실린더 내측의 분무기 몸체의 전체 크기를 감소시키는 냉각 분무기 구조가 기재되어 있다. 이 문헌에 기재된 제 1 실시예에 있어서, 분무기 몸체는 이 몸체를 관통하는 축방향 통로를 포함하며, 상기 분무기 몸체에는, 이를 관통하는 축방향 관통 통로를 갖는 관형 안내 라이너(liner)와 주요 시트 및 복귀 스프링과 협력하는 피스톤 형태의 밸브가 수용된다. 분무기 몸체는 엔진 냉각 유체 공급 통로에 연결되도록 성형된 상류 섹션을 포함한다. 분무기 몸체는 적어도 하나의 래디얼 출구 통로 및 하나의 유체 출구 튜브를 구비한 중간 섹션도 포함한다. 마지막으로 분무기 몸체는 하류 보유 섹션도 포함한다. 밸브는 상류 라이너 섹션에서 주요 시트를 향하여 그리고 상기 주요 시트로부터 멀어지게 축방향으로 슬라이드되도록 설치되고 관형 안내 라이너를 통하여 축방향 통로에 수용된 자체 복귀 스프링에 의하여 주요 시트를 향하여 축방향으로 가압된다. 관형 안내 라이너는 주요 시트와 래디얼 출구 통로 사이로 통과할 유체를 위하여, 분무기 몸체를 통과하는 축방향 통로의 외면 및 내면 사이에서 유체의 축방향 통로를 위한 주변 공간이 형성된 중간 섹션을 포함한다.

이 문헌에서, 안내 라이너는 간극없이 결합되고 분무기 몸체를 통과하는 축방향 통로의 상류 보어에서 제위치에 보유되고, 분무기 몸체에 설치된 하류 플러그와 분무기 몸체에 설치된 상류 링 사이에서 축방향으로 유지된다. 배기구가 하류 플러그에 제공된다. 주요 시트는 안내 라이너에 형성된다.

이러한 종류의 분무기 구조는 만족스럽게 끼워지기 위하여 정확해야 하는 크기의 여러개의 구성 요소들을 조립해야 하는 필요성과 비교적 다수의 구성요소들로 구성된 조립체를 필요로 하므로, 비교적 비용이 많이 소요된다는 것이 확인되었다. 특히, 상류 링, 하류 플러그 및 상류 안내 라이너 섹션과 같은 여러 구성 요소들은 정밀하게 연마되어야 하고, 그 구성 요소들은 보어에서 간극없이 결합되어야 한다. 이러한 결과로 인해서 높은 제조 비용이 소요된다.

본원에서 언급된 문제점으로 인하여, 동작시에 진동 및 마모 현상을 피할 수 있고, 엔진 실린더 내의 전체 크기가 소형이며, 제조하기가 용이한 작은 수의 구성 요소들을 포함하고, 정밀 연마와 같은 정밀 가공 작업을 회피하는, 밸브를 갖는 신규의 냉각 분무기 구조를 설계하게 되었다.

상기 및 기타 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명은 축방향 관통 통로를 갖는 분무기 몸체를 포함하는 내연기관용 피스톤 냉각 분무기로서, 상기 분무기 몸체에는 축방향 관통 통로를 갖는 관형 안내 라이너와, 주요 시트 및 복귀 스프링과 협력하는 밸브가 수용되고, 상기 분무기 몸체는 엔진 냉각 유체 공급 통로에 연결되도록 구성된 상류 섹션과, 적어도 하나의 래디얼 출구 통로 및 하나의 유체 출구 튜브를 구비한 중간 섹션과, 하류 보유 섹션을 포함하고, 상기 관형 안내 라이너는 상기 축방향 관통 통로에서 동축방향으로 고정되고 상기 축방향 관통 통로의 외면 및 내면 사이와 상기 주요 시트 및 래디얼 출구 통로 사이에서 유체의 축방향 통과를 위한 주변 공간이 형성된 상류 섹션을 구비하며, 상기 밸브는 상기 주요 시트를 향하여 그리고 상기 주요 시트로부터 멀어지게 상기 관형 안내 라이너를 통하여 축방향 통로에서 축방향으로 슬라이드되고 상기 관형 안내 라이너를 통하여 축방향 통로에 수용된 복귀 스프링에 의해서 상기 주요 시트를 향하여 축방향으로 가압되는 내연기관용 피스톤 냉각 분무기를 제안하며, 본 발명에 따르면:

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상기 주요 시트는 상기 축방향 관통 통로의 숄더에 의해서 분무기 몸체의 전체(mass)에 형성되고,

상기 관형 안내 라이너는 래디얼 출구 통로를 지나서 분무기 몸체의 하류 보유 섹션에 고정된 하류 섹션을 포함하고,

상기 관형 안내 라이너의 상류 섹션은 상기 주요 시트와 상기 주변 공간 사이에서 환형 유체 통로를 형성하기 위하여, 상기 주요 시트로부터 하류 방향으로 축방향으로 멀어지게 배치된 상류 단부에서 종결된다.

상기 관형 안내 라이너는 분무기 몸체의 하류 보유 섹션에서 유지되기 때문에, 안내 라이너를 축방향으로 보유하기 위하여 상류 링과 하류 플러그를 제공하는 것이 더이상 필요하지 않다. 동시에, 상류 링을 수납하는 상류 보어 섹션의 정밀 연마 또는 관형 안내 라이너의 상류 섹션의 외면에 대한 정밀 연마가 필요하지 않다.

상기 관형 안내 라이너의 하류 섹션은 양호하게는 상기 분무기 몸체의 하류 보유 섹션에서 상기 축방향 관통 통로의 숄더를 갖는 하류 섹션에 크림핑(crimp)된 환형 단부 플랜지를 포함한다.

이 구성에서, 상기 관형 안내 라이너는 크림핑함으로써, 분무기 몸체의 하류 보유 섹션에서 효율적으로, 간단하고 신속하게 고정되고, 주요 시트에 대하여 밸브를 완벽하게 안내하고 밸브의 폐쇄 시에 양호한 밀봉성을 제공하도록, 충분히 정확하게 중심설정될 수 있다.

실제, 상기 환형 단부 플랜지는 상기 환형 단부 플랜지의 하류 단부면에 대해서 상기 분무기 몸체의 단부 스커트(skirt)를 구부림으로써, 상기 축방향 관통 통로의 숄더에 의해 하류 섹션에 보유될 수 있다. 따라서, 분무기 몸체는 터닝(turning) 동작에 의해서, 간단하게 조립되어서 특히 단부 스커트를 제조한다.

주요 시트와 대면하는 상류 라이너 섹션의 중심설정 및 보유기능을 개선하기 위하여, 밸브의 효율적이고 정확한 안내 동작을 목적으로, 상기 축방향 관통 통로의 벽에서 지탱됨으로써, 분무기 몸체의 축방향 관통 통로에서 상류 라이너 섹션을 동축방향으로 중심설정하는 래디얼 돌출부(excrescence)가 상류 라이너 섹션에 제공될 수 있다. 이 경우, 하류 섹션은 상기 분무기 몸체의 하류 보유 섹션에서 크림핑된 환형 단부 플랜지에 의해서만 보유된다. 그때, 래디얼 출구 통로를 지나서 관형 안내 라이너의 환형 단부 플랜지를 수용하여 크림핑하기에 충분한 길이를 구비하도록, 분무기 몸체를 보유하는 하류 섹션을 제공함으로써 엔진 실린더 내측의 분무기 몸체의 전체 크기를 감소시킬 수 있다.

그럼에도 불구하고, 래디얼 돌출부를 상류 라이너 섹션과 축방향 관통 통로의 벽 사이에 제공하는 것은, 상기 래디얼 돌출부가 엔진 블록의 냉각 유체 공급 통로의 단부의 보어 안으로 강제 결합되도록 계획된 분무기 몸체의 상류 섹션에 위치하는 경우에는 문제가 될 수 있다. 사실, 이러한 강제 결합 동안, 분무기 몸체 의 하류 섹션에 작용하는 래디얼 응력이 래디얼 돌출부에 의해서 관형 안내 라이너로 전달되고, 상기 관형 안내 라이너를 래디얼 방향으로 약간 변형시킬 수 있으며 관형 안내 라이너에서 밸브의 자유로운 축방향 슬라이딩을 방해한다. 이러한 위험성을 방지하기 위하여, 분무기 몸체의 하류 섹션의 하류에 래디얼 돌출부를 배치하거나 또는 관형 안내 라이너를 보유하고 중심설정하는 다른 방식을 선택하는 것이 양호할 수 있다: 관형 안내 라이너의 하류 섹션은 그때 분무기 몸체의 하류 보유 섹션에서, 축방향 관통 통로의 대응 보어에 결합된 중심설정 섹션을 추가로 포함할 수 있다.

모든 경우에, 관형 안내 라이너는 축방향 관통 통로에서 하류 감축 숄더(constricting shoulder)를 포함하고, 상기 숄더에 결합된 복귀 코일 스프링이 밸브를 상기 주요 시트를 향하여 가압하고, 상기 숄더는 배기구(vent)에 의해서 연속된다. 따라서, 상기 라이너는 복귀 스프링을 보유하기 위한 수단을 자체적으로 구성하고, 상기 배기구는 낮은 유체 압력이 제공되는 즉시 밸브를 개방시킬 수 있다.

하나의 유리한 실시예에서, 관형 안내 라이너는 상류 단부로부터 안내 보어를 포함하고, 상기 안내 보어에서 밸브는 작은 작용 간극을 가진 상태로 슬라이드되고 상기 안내 보어는 후방 시트를 형성하는 숄더에 의해서 한정되고, 상기 밸브는 압력을 받는 유체에 의하여 뒤로 밀릴 때 밀봉 방식으로 상기 후방 시트에 대해서 지탱된다. 후방 시트를 제공하면, 밸브가 압력하의 유체에 의해서 행정 끝으로 밀릴 때, 배기구를 향하는 유체 통과를 방지한다.

상기 후방 시트는 상기 밸브가 상기 후방 시트 상에서 지탱될 때, 냉각 유체의 필요한 유동을 위한 환형 유체 통로의 충분한 섹션을 자유롭게 하도록, 양호하게 배치된다. 따라서, 상기 유체가 행정 끝에서 후방 시트를 향하여 밸브를 가압하는 압력이 상당히 감소되고, 그에 의해서 유체가 배기구를 향하여 유동하는 것을 더욱 방지한다.

본 발명에 따른 밸브를 갖는 냉각 분무기는 동작시에 진동 및 마모 현상을 피할 수 있고, 엔진 실린더 내의 전체 크기가 소형이며, 제조하기가 용이한 작은 수의 구성 요소들을 포함하고, 정밀 연마와 같은 정밀 가공 작업을 회피한다.

도면에 도시된 모든 실시예들에 있어서, 내연기관의 피스톤 냉각 분무기는 분무기 몸체(1), 밸브(2 또는 2a), 복귀 스프링(3) 및 관형 안내 라이너(4)를 포함한다.

이러한 종류의 냉각 분무기는 상류 입구(5)를 통해서 냉각 유체를 수용하여 출구(6,7)와 같은 하류 래디얼 출구들을 통해서 냉각 유체를 분배하도록 계획된다. 따라서, 축방향(I-I) 및 상류 입구(5)로부터의 유체 유동 방향은 하류 방향으로 한정되어 있다.

제시된 분무기 몸체(1)는 엔진(도시생략)의 냉각 유체 공급 통로의 단부에서 보어 안으로 밀봉 방식으로 강제 끼워맞추어지도록 정밀 연마된 원형 섹션의 원통 형 외면을 갖는 상류 섹션(1a)을 포함한다. 다른 방안으로, 정밀 연마된 외면 섹션 대신에, 다른 공지된 고정 수단이 예를 들어, 부착된 고정 플레이트로서 제공될 수 있고, 밀봉부가 O-링으로서 제공될 수 있다.

분무기 몸체(1)는 제 1 래디얼 출구 통로(8)와 제 2 래디얼 출구 통로(9)가 제공된 중간 섹션(1b)을 포함한다.

분무기 몸체(1)는 하기에 기술된 바와 같이, 관형 안내 라이너(4)를 필수적으로 보유하는 기능을 발휘하는 하류 보유 섹션(1c)을 추가로 포함한다.

제 1 출구 튜브(10)는 제 1 래디얼 출구 통로(8) 안으로 강제 끼워져서 분무기의 제 1 출구(6)를 형성한다. 유사하게는, 제 2 출구 튜브(11)는 제 2 래디얼 출구 통로(9) 안으로 강제 끼워져서 분무기의 제 2 출구(7)를 형성한다.

도면에서, 출구 튜브(10, 11)는 직선형으로 도시된다. 사실, 출구 튜브들은 냉각될 엔진의 실린더 또는 피스톤의 적당한 영역을 향하여 냉각 유체의 제트들을 지향시키도록 적절하게 굴곡지게 성형된다.

분무기 몸체(1)는 축방향 관통 통로(12)를 구비하고, 상기 축방향 관통 통로(12)에는 관형 안내 라이너(4), 밸브(2) 및 복귀 스프링(3)이 수용된다. 축방향 관통 통로(12)는 래디얼 출구 통로들(8, 9) 및 출구 튜브들(10, 11)을 경유하여 출구들(6, 7)과 교통한다.

상류 입구(5)로부터 시작되는, 축방향 관통 통로(12)는 분무기의 주요 시트(13)를 형성하는 경사 부분(bevelled portion)의 숄더(12c)에 의해서 중간 섹션(12b)에 연결되고 냉각 유체의 필요한 유동을 위한 적당한 단면의 원통형 상류 섹션(12a)을 포함한다.

중간 섹션(12b)은 래디얼 출구 통로들(8, 9)을 지나서 하류 방향으로 연속되고 그 하류 단부는 분무기 몸체(1)의 하류 보유 섹션(1c)에서 숄더(12d)에 의해서 큰 직경의 원통형 하류 섹션(12e)에 연결된다.

상류 입구(5)에 대향하는 단부에서, 분무기 몸체(1)는 하기에 기술되는 바와 같이, 관형 안내 라이너(4)를 보유하는 작용을 하는 단부 스커트(14)에서 종결된다.

관형 안내 라이너(4)는 양 단부들이 개방된 축방향 관통 통로(15)를 가진다. 관형 안내 라이너(4)의 상류 단부(4a)에서, 축방향 관통 통로(15)는 밸브(2 또는 2a)가 작은 작용 간극으로 슬라이드되고 후방 시트(15b)를 형성하는 숄더에 의하여 제한되는 안내 보어(15a)를 포함한다. 또한, 하류 방향에서, 축방향 관통 통로(15)가 축방향으로 연속되고, 하류 감축 숄더(15c)를 포함하고, 상기 숄더(15c)는 배기구(21)에 의해서 연속되고, 상기 숄더에 대해서 복귀 코일 스프링(3)이 결합된다.

관형 안내 라이너(4)의 외면을 고려하면, 일반적인 원통형 상류 섹션(4b)과 하류 섹션(4c)을 볼 수 있다.

상류 섹션(4b)은 축방향 관통 통로(12)의 중간 섹션(12b)의 내경보다 작은 외경을 가지므로, 유체의 축방향 통로를 주요 시트(13)로부터 래디얼 출구 통로(8,9) 만큼 멀리 형성하는 주변 공간(16)을 마련한다. 관형 안내 라이너(4)의 상류 단부(4a)는 주요 시트(13)와 주변 공간(16) 사이에 환형 유체 통로(17)를 형성하기 위하여, 주요 시트(13)로부터 하류 방향으로 축방향으로 멀어지게 배치된다는 것을 주목해야 한다.

모든 실시예에서, 밸브(2 또는 2a)는 관형 안내 라이너(4)의 상류 섹션(4b)에서 즉, 축방향 관통 통로(15)의 안내 보어(15a)에서 축방향으로 슬라이드되도록 설치된다. 따라서, 밸브(2 또는 2a)는 주요 시트(13)를 향하여 그리고 주요 시트(13)로부터 멀어지게 슬라이드되고 관형 안내 라이너(4)의 축방향 관통 통로(15)에서 자체적으로 수용된 복귀 스프링(3)에 의해서 주요 시트(13)를 향하여 축방향으로 가압된다.

관형 안내 라이너(4)의 하류 섹션(4c)은 래디얼 출구 통로(8,9)를 지나서 분무기 몸체(1)의 하류 보유 섹션(1c)에 고정된다.

여러 실시예들은 분무기 몸체(1)의 관형 안내 라이너(4)의 고정 및 중심설정 보유에 대해서 기술된다. 모든 경우에, 관형 안내 라이너(4)의 하류 섹션(4c)은 분무기 몸체(1)의 하류 보유 섹션(1c)에서 축방향 관통 통로(12)의 숄더(12d)를 갖는 하류 섹션(12e) 안으로 크림핑되는 환형 단부 플랜지(18)를 포함한다.

실제, 환형 단부 플랜지(18)는 숄더(12d)에서 축방향으로 지탱되고, 하류 섹션(12e)에서 측방향으로 안내되며, 분무기 몸체(1)의 단부 스커트(14)를 환형 단부 플랜지(18)의 하류 단부면에 대해서 구부림으로써, 숄더(12d)를 갖는 하류 섹션(12e)에서 보유된다. 따라서 관형 안내 라이너(4)는 특수한 정밀 가공을 필요로 하지 않고 분무기 몸체(1) 안으로 간단하고 신속하게 조립될 수 있다. 그럼에도 불구하고 단부 플랜지(18)는 임의의 다른 적당한 크림핑 수단에 의해서 크림핑될 수 있다.

도 1 내지 도 3에 도시된 실시예와 도 7 내지 도 9의 실시예에서, 관형 안내 라이너(4)의 하류 섹션(4c)은 축방향 관통 통로(12)의 대응 보어에 결합된 중심설정 섹션(19)을 추가로 포함한다. 사실, 대응 보어는 분무기 몸체(1)의 하류 보유 섹션(1c)에서 축방향 관통 통로(12)의 중간 섹션(12b)에 제공된다.

도 1 내지 도 3 및 도 7 내지 도 9의 동일 실시예들에서, 관형 안내 라이너(4)는 따라서 분무기 몸체(1)의 하류 보유 섹션(1c)에서만 보유된다. 그 상류 섹션(4b)은 주변 공간(16)과 환형 유체 통로(17)로 인해서, 분무기 몸체(1)와 접촉하지 않고 자유롭게 남아 있다. 그럼에도 불구하고 관형 안내 라이너(4)을 보유하는 수단은 폐쇄 구성에서 만족스런 밀봉성을 보장하기 위하여, 주요 시트(13)에 대한 밸브(2 또는 2a)의 양호한 중심설정을 달성하기에 충분한 것으로 입증된다.

주변 공간(16)과 환형 유체 통로(17)를 제공하면, 상류 섹션(4b)과 관형 안내 라이너(4)가 이들을 변형시키기 쉬운 어떤 방사상 응력을 받지 않으며, 또 관형 안내 라이너(4)의 밸브(2 또는 2a)의 자유로운 축방향 슬라이딩을 방해하지 않을 것이다.

도 4 내지 도 6과 도 10에 도시된 변형예에서, 도 1 내지 도 3과 도 7 내지 도 9를 참조하여 기술된 이전 실시예들의 필수 수단이 다시 확인되고, 동일 수단은 동일 참조 부호로 식별된다.

도 4 내지 도 6과 도 10에 도시된 상기 변형예에 있어서, 관형 안내 라이너(4)를 보유하기 위한 수단에 차이점이 있는데 즉, 하류 섹션(4c)에서, 중심설정 섹션(19)이 필요없게 되고, 상류 섹션(4b)에서는 분무기 몸체(1)의 축방향 관통 통로(12)의 벽에서 지탱되고 상류 섹션(4b)의 외면 주변에 분포되는 래디얼 돌출부(20)에 의해서 대체된다. 이 경우에, 관형 안내 라이너(4)는 한편에서는 환형 단부 플랜지(18)를 크림핑함으로써 보유되고 다른 편에서는 축방향 관통 통로(12)의 래디얼 돌출부(20)의 베어링 결합에 의해서 보유된다. 명확하게, 횡방향 돌출부(20)는 주요 시트(13)에 대해서 밸브(2 또는 2a)를 정확하게 중심설정하는데 양호하다.

도 5 및 도 6에 도시된 래디얼 돌출부(20)의 두개의 변형예는 도 4 및 도 10의 각 변형예에 사용될 수 있다.

관형 안내 라이너(4)를 위한 다른 구조의 보유 수단은 엔진의 실린더 내측에서 분무기의 전체 크기를 감소시킬 가능성을 유발시킨다. 이러한 감소는 예를 들어, 도 3 및 도 4 또는 도 9 및 도 10을 비교하면 알 수 있다.

도 3 또는 도 9에서, 분무기 몸체(1)의 하류 단부는 래디얼 출구 통로(8,9)의 하류 에지로부터의 거리 D1에 있다.

유사하게, 도 4 또는 도 10에 있어서, 분무기 몸체(1)의 하류 단부는 래디얼 출구 통로(8,9)의 하류 단부로부터의 거리 D2에 있다.

거리 D2는 거리 D1 보다 확실히 크게 짧고, 중심설정 섹션(19)을 제거함으로써, 도 4 및 도 10에서 거리가 감소될 수 있다.

상기 감소된 거리 D2에서 유익을 얻기 위하여, 분무기 몸체(1)의 하류 보유 섹션(1c)에는 환형 단부 플랜지(18)를 래디얼 출구 통로(8,9)를 지나서 수용하여 크림핑하기에 충분한 축방향 길이가 주어진다.

도 1 내지 도 4의 실시예에 있어서, 밸브(2)는 관형 안내 라이너(4) 내에서 슬라이딩되는 피스톤이다. 이 슬라이딩은 도 2 및 도 3을 연속적으로 참조하면 알 수 있는데, 즉 도 2에서, 밸브(2)는 폐쇄 위치에서 주요 시트(13)에 지탱된다. 도 3에서, 밸브(2)는 개방 위치에서 주요 시트(13)로부터 이격되어 있으며 후방 시트(15b)에 지탱되어 있다. 도 3의 위치에서, 밸브(2)는 후방 시트(15b)에 지탱됨으로써 축방향 관통 통로(15)를 정확하게 차단하고 그에 의해서 유체가 주요 시트(13)로부터 배기구(21)로 흐르는 것을 방지할 수 있다. 밸브(2)가 피스톤 형태인 경우에, 후방 시트(15b)를 제공하는 것은 필수적인 것은 아니다.

도 7 내지 도 10의 실시예에 있어서, 밸브(2a)는 관형 안내 라이너(4)에서 작은 작용 간극으로 슬라이딩되는 볼이다. 상기 슬라이딩은 도 8 및 도 9를 연속적으로 참조하면 볼 수 있는데, 즉 도 8에서, 밸브(2a)는 폐쇄 위치에 있으며, 주요 시트(13) 상에 지탱된다. 도 9에서, 밸브(2a)는 개방 위치에 있으며, 주요 시트(13)로부터 이격되어 있고 후방 시트(15b)에 지탱하고 있다.

양 실시예들에서, 밸브(2 또는 2a)가 후방 시트(15b)에 지탱할 때, 후방 시트(15b)는 유체 유동을 위한 환형 유체 통로(17)의 섹션이 충분히 자유로워지도록, 축방향으로 배치된다. 사실, 밸브(2 또는 2a)와 주요 시트(13) 사이에 남겨진 통로는 주변 공간(16)과 같은 후속 유체 유동 소자들과 실질적으로 동일한 섹션을 구비할 수 있다.

한편, 축방향 관통 통로의 상류 섹션(12a)의 직경과 환형 유체 통로(17)는 볼 형태의 밸브(2a)가 폐쇄 위치(도 8)에 있을 때, 볼 형태의 밸브(2a)의 중심이 관형 안내 라이너(4)의 상류 단부(4a)의 더욱 하류에 있도록 채택된다. 이로 인해서, 관형 안내 라이너(4)에서 볼 형태의 밸브(2a)의 양호한 측방향 안내성을 달성한다.

상기 기술된 실시예들은 제한된 수두 손실(head loss)로써 냉각 유체의 큰 유동 속도(rate)를 제공하며, 이것은 큰 제트 속도를 달성함으로써 분무기의 성능을 개선한다.

도면에 도시된 바와 같이, 분무기는 튜브(10,11)와 같은 다중 출구 튜브들을 제공함으로써 특히 V 엔진에서 한번에 하나 이상의 피스톤을 냉각시킬 수 있다.

분무기의 작은 전체 축방향 크기로 인해서 대부분의 매우 컴팩트한 현대식 엔진에서 사용할 수 있다.

단순성 및 작은 수의 부품들로 인하여 분무기의 제조 비용을 크게 감소시킬 수 있다.

상기 기술된 분무기는 분무기 몸체를 엔진 블록에 강제 끼움으로써, 밸브에 대한 잼밍(jamming) 위험성 없이 고정될 수 있다.

여러 부품들과 냉각 유체 통로들의 크기들은 유동 속도 시방서(specification)를 만족시키도록 채택된다. 재료들은 시방서를 충족시키도록 채택될 수 있다.

실용에 있어서, 여러 부품들은 금속으로 제조될 수 있다.

다른 방안으로, 관형 안내 라이너(4)는 플라스틱 재료로 몰딩될 수 있다.

후방 시트(15b)를 제공하면, 복귀 스프링(3)의 압축을 제한함으로써 복귀 스프링(3)을 보호하고, 필요한 최대 유동 속도를 얻는데 필요한 행정에 도달할 때, 밸브(2 또는 2a) 동작을 중지시키고, 냉각 유체가 높은 압력에서 제공될 때, 배기구(21)를 통해서 누설되는 것을 제한한다. 필요한 최대 유동 속도를 얻는데 필요한 행정에 도달하는 즉시, 밸브(2 또는 2a) 동작을 중지시키는 후방 시트(15b)의 특수한 위치는 비교적 낮은 압력이 도달하는 즉시 배기구(21)의 누설을 제한한다.

본 발명은 명료하게 기재된 실시예들에 국한되지 않고 하기 청구범위의 범주 내의 여러 변형예들과 일반적인 구성을 모두 포함한다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 냉각 분무기의 전개도.

도 2는 도 1의 분무기의 폐쇄 구성의 종단면도.

도 3은 도 1의 분무기의 개방 구성의 종단면도.

도 4는 도 1의 분무기의 관형 안내 라이너를 하류에서 중심설정하는 다른 실시예의 종단면도.

도 5 및 도 6은 도 4의 실시예의 관형 안내 라이너에 대한 두 변형예의 사시도.

도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 냉각 분무기의 전개도.

도 8 및 도 9는 도 7의 분무기의 폐쇄 구성 및 개방 구성을 각각 도시한 종단면도.

도 10은 관형 안내 라이너를 하류에서 중심설정하는 실시예의 도 7의 분무기를 도시한 종단면도.

Claims

축방향 관통 통로(12)를 갖는 분무기 몸체(1)를 포함하는 내연기관용 피스톤 냉각 분무기로서, 상기 분무기 몸체에는 축방향 관통 통로(15)를 갖는 관형 안내 라이너(4)와, 주요 시트(13) 및 복귀 스프링(3)과 협력하는 밸브(2,2a)가 수용되고,

상기 분무기 몸체(1)는 엔진 냉각 유체 공급 통로에 연결되도록 구성된 상류 섹션(1a)과, 적어도 하나의 래디얼 출구 통로(8,9) 및 하나의 유체 출구 튜브(10,11)를 구비한 중간 섹션(1b)과, 하류 보유 섹션(1c)을 포함하고,

상기 관형 안내 라이너(4)는 상기 축방향 관통 통로(12)에서 동축방향으로 고정되고 상기 축방향 관통 통로(12)의 외면 및 내면 사이와 상기 주요 시트(13) 및 래디얼 출구 통로(8,9) 사이에서 유체의 축방향 통과를 위한 주변 공간(16)이 형성된 상류 섹션(4b)을 구비하며,

상기 밸브(2,2a)는 상기 주요 시트(13)를 향하여 그리고 상기 주요 시트(13)로부터 멀어지게 상기 관형 안내 라이너(4)를 통하여 축방향 통로(15)에서 축방향으로 슬라이드되고 상기 관형 안내 라이너(4)를 통하여 축방향 통로(15)에 수용된 상기 복귀 스프링(3)에 의해서 상기 주요 시트(13)를 향하여 축방향으로 가압되는 내연기관용 피스톤 냉각 분무기에 있어서,

상기 주요 시트(13)는 상기 축방향 관통 통로(12)의 숄더(12c)에 의해서 상기 분무기 몸체(1)의 전체(mass)에 형성되고,

상기 관형 안내 라이너(4)는 래디얼 출구 통로(8,9)를 지나서 상기 분무기 몸체(1)의 하류 보유 섹션(1c)에 고정된 하류 섹션(4c)을 포함하고,

상기 관형 안내 라이너(4)의 상류 섹션(4b)은 상기 주요 시트(13)와 상기 주변 공간(16) 사이에 환형 유체 통로(17)를 형성하기 위하여, 상기 주요 시트(13)로부터 하류 방향으로 축방향으로 멀어지게 배치된 상류 단부(4a)에서 종결되는 것을 특징으로 하는 내연기관용 피스톤 냉각 분무기.
제 1 항에 있어서,

상기 관형 안내 라이너(4)의 하류 섹션(4c)은 상기 분무기 몸체(1)의 하류 보유 섹션(1c)에서 상기 축방향 관통 통로(12)의 숄더(12d)를 갖는 하류 섹션(12e)에 크림핑(crimp)된 환형 단부 플랜지(18)를 포함하는 것을 특징으로 하는 내연기관용 피스톤 냉각 분무기.
제 2 항에 있어서,

상기 환형 단부 플랜지(18)는 상기 환형 단부 플랜지(18)의 하류 단부면에 대해서 상기 분무기 몸체(1)의 단부 스커트(14)를 구부림으로써, 상기 축방향 관통 통로(12)의 숄더(12d)를 갖는 하류 섹션(12e)에 보유되는 것을 특징으로 하는 내연기관용 피스톤 냉각 분무기.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,

상기 관형 안내 라이너(4)의 상류 섹션(4b)은 상기 축방향 관통 통로(12)의 벽에서 지탱되는 래디얼 돌출부(excrescence;20)에 의해서 상기 분무기 몸체(1)의 축방향 관통 통로(12)에서 동축방향으로 중심설정되는 것을 특징으로 하는 내연기관용 피스톤 냉각 분무기.
제 4 항에 있어서,

상기 분무기 몸체(1)의 하류 보유 섹션(1c)은 상기 래디얼 출구 통로(8, 9)를 지나서 상기 관형 안내 라이너(4)의 환형 단부 플랜지(18)를 수용하여 크림핑하기에 충분한 길이 D2를 가지는 것을 특징으로 하는 내연기관용 피스톤 냉각 분무기.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,

상기 관형 안내 라이너(4)의 하류 섹션(4c)은 상기 분무기 몸체(1)의 하류 보유 섹션(1c)에서 상기 축방향 관통 통로(12)의 대응 보어에 결합된 중심설정 섹션(19)을 포함하는 것을 특징으로 하는 내연기관용 피스톤 냉각 분무기.
제 1 항에 있어서,

상기 관형 안내 라이너(4)는 축방향 관통 통로(15)에서 하류 감축 숄더(15c) 를 포함하고, 상기 하류 감축 숄더(15c)에 결합된 복귀 코일 스프링(3)이 상기 밸브(2)를 상기 주요 시트(13)를 향하여 가압하고, 상기 하류 감축 숄더(15c)는 배기구(21)에 의해서 연속되는 것을 특징으로 하는 내연기관용 피스톤 냉각 분무기.
제 1 항에 있어서,

상기 관형 안내 라이너(4)는 상류 단부(4a)로부터 안내 보어(15a)를 포함하고, 상기 안내 보어에서 상기 밸브(2, 2a)는 작은 작용 간극으로 슬라이드되고 상기 안내 보어는 후방 시트(15b)를 형성하는 숄더에 의해서 제한되고, 상기 밸브(2,2a)는 압력을 받는 유체에 의하여 뒤로 밀릴 때 밀봉 방식으로 상기 후방 시트에 대해서 지탱되는 것을 특징으로 하는 내연기관용 피스톤 냉각 분무기.
제 8 항에 있어서,

상기 밸브(2,2a)가 상기 후방 시트(15b) 상에서 지탱될 때, 냉각 유체의 필요한 유동을 위한 환형 유체 통로(17)의 섹션을 충분히 자유롭게 하도록(free), 상기 후방 시트(15b)가 배치되는 것을 특징으로 하는 내연기관용 피스톤 냉각 분무기.
제 1 항에 있어서,

상기 밸브는 피스톤(2) 또는 볼(2a)인 것을 특징으로 하는 내연기관용 피스톤 냉각 분무기.