KR101071815B1 - 자동차용 실린더 블록의 보강 부재 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차용 실린더 블록의 고주파 진동의 영역에서의 소음을 저감시키도록 한 자동차용 실린더 블록의 보강 부재에 관한 것으로서, 실린더 블록과, 상기 실린더 블록의 상부면에 장착되는 실린더 헤드를 구비하는 자동차에 있어서; 상기 실린더 블록의 상부면과 실린더 헤드와의 사이에 설치되고; 상기 실린더 블록과 실린더 헤드를 장착하는 헤드 볼트의 홀과 동시에 삽입 장착되도록 일측에 형성된 볼트 관통공과, 타측에 상기 볼트 관통공의 중심선에 대하여 서로 대칭되는 부위에 형성되어 상기 실린더 블록의 상부면 외측에 형성된 홈에 삽입되는 돌기를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이와 같은 본 발명은 0∼1000㎐의 저주파 영역과 1000∼3000㎐의 고주파 영역 전 구간에 걸쳐 실린더 블록의 진동량이 훨씬 적고, 엔진의 전 운전 영역에서의 성능이 우수한 효과가 있다.

Description

자동차용 실린더 블록의 보강 부재{Reinforcing member of cylinder block for automobile}

도1은 일반적인 자동차용 엔진의 실린더 블록에 실린더 헤드가 장착된 상태를 도시한 사시도,

도2는 크로스드 데크 형식의 실린더 블록을 도시한 사시도,

도3은 도2의 단면도,

도4는 오픈 데크 형식의 실린더 블록을 도시한 사시도,

도5는 도4의 단면도,

도6은 본 발명에 의한 오픈 데크 형식의 실린더 블록의 상부면과 실린더 헤드와의 사이에 보강 부재가 장착된 상태를 도시한 일부단면도,

도7은 본 발명에 의한 보강 부재를 도시한 평면도 및 정면도,

도8은 본 발명의 보강 부재가 장착된 실린더 블록과 그렇지 않은 실린더 블록의 진동수에 대한 소음을 측정한 결과를 도시한 그래프이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 실린더 블록 11 : 상부면

12 : 헤드 볼트의 홀 13 : 홈

2 : 실린더 헤드 20 : 보강 부재

21 : 볼트 관통공 22 : 돌기

본 발명은 자동차용 실린더 블록의 고주파 진동의 영역에서의 소음을 저감시키도록 한 자동차용 실린더 블록의 보강 부재에 관한 것이다.

엔진의 실린더 블록은 엔진의 가장 기본이 되는 부품으로, 실린더 블록 상단부에는 실린더 헤드가 장착되며, 하단부는 오일팬이나 레더 프레임과 같은 부품이 장착된다. 앞면에는 타이밍 커버와 같은 커버류가 장착된다. 상기한 실린더 블록에는 엔진을 구성하는 부품이 대부분 장착되므로, 이 부품이 진동 측면에서 전체적 또는 국부적으로 약하게 설계될 경우, 크랭크 시스템에서 발생된 모든 가진력과 진동이 실린더 블록의 약한 부위에 전달되어 소음과 진동을 야기시키며, 그 주위에 구성되어 있는 상대 부품(커버류, 오일팬, 실린더 헤드(2))을 진동시켜 엔진 전체적인 측면에서 성능이 약화된다. 그런 이유로 실린더 블록은 초기 설계 단계에서 고 강성 구조로 설계하는 것이 일반적이다.

종래의 실린더 블록의 생산은 주물 공법을 사용하여 주형에 쇳물을 부어서 실린더 블록의 소재를 얻을 후, 실린더 내부에 있는 코어를 제거해야 하기 때문에 생산 시간이나 생산 수량이 제한되기 때문에 현재는 이 방법으로 사용하지 않고 있으나, 이 제조 방법으로 생산된 실린더 블록(10)은 그 상부면(11)이 크로스드 데크(closed deck) 형식으로 실린더 상단부가 구조적으로 고 강성의 구조를 갖기 때문 에 고주파 영역에서 실린더 블록 사이드 벽의 진동에 의한 소음의 발생이 적다는 장점이 있다.

반면, 현재 개발되는 실린더 블록은 엔진의 경량화를 실현하기 위해 재질을 대부분 알루미늄을 사용하고 있으며, 대량 생산이 가능하도록 생산 방식을 다이캐스팅 공법을 이용하여 생산하고 있다. 이러한 공법으로 제조된 실린더 블록은 그 상단면이 오픈 데크(open deck) 형식으로 많이 생산된다. 이 오픈 데크 형식의 실린더 블록 상단면은 크로스드 데크 형식의 상단면보다 강성이 취약해 이 부분의 진동에 의한 소음이 심한 단점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 본 발명의 목적은 실린더 블록과 실린더 헤드 사이를 보강하는 보강부재를 설치하여 고주파 영역에서 실린더 블록의 벽면의 변형을 억제하도록 한 자동차용 실린더 블록의 보강부재 장착구조를 제공하는 데 있다.

따라서, 상기와 같은 목적을 실현하기 위하여 본 발명은 오픈 데크 형식의 실린더 블록과, 상기 실린더 블록의 상부면에서 실린더 헤드와의 사이의 헤드 볼트 체결부위에 설치되는 삼각형상의 평판형 보강 부재로서, 상기 보강 부재는 상기 실린더 블록과 상기 실린더 헤드 사이를 헤드 볼트에 의한 동시 체결을 위해 상기 실린더 블록의 실린더 보어의 전 둘레에 걸쳐 동심원상으로 이격되는 내측 워터 자켓과 외측 워터 자켓 사이에 구비되는 헤드 볼트의 홀과 대응하도록 일측 모서리부위에 형성되는 볼트 관통공과, 상기 보강 부재의 타측 모서리부위에서 상기 볼트 관통공의 중심선을 기준으로 서로 대칭되는 부위로 상기 외측 워터 자켓의 바깥쪽 부위에 형성되는 홈에 각각 삽입되도록 외부로 돌출되는 한 쌍의 돌기를 구비하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하면서 상세히 설명한다.

도6은 본 발명에 의한 오픈 데크 형식의 실린더 블록의 상부면과 실린더 헤드와의 사이에 보강 부재가 장착된 상태를 도시한 일부단면도이고, 도7은 본 발명에 의한 보강 부재를 도시한 평면도 및 정면도이다.

상기한 도면에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 자동차의 엔진을 구성하는 부품은 실린더 블록(10)과, 상기 실린더 블록(10)의 상부면(11)에 실린더 헤드(2)를 헤드 볼트(도시안됨)로 장착하여 구성된다. 이때 헤드 볼트와의 체결을 위한 홀(12)은 상기 실린더 블록(10)에 구비되는 실린더 보어(10a)의 전 둘레에 걸쳐 동심원상으로 상호 이격되게 배치되도록 형성되는 내측 워터 자켓(14)과 외측 워터 자켓(15) 사이의 부위에 위치하도록 설정된다.

상기 실린더 블록(10)의 상부면(11)과 실린더 헤드(2)와의 사이에는 보강 부재(20)가 장착된다. 상기 보강 부재(20)는 상기 실린더 블록(10)과 실린더 헤드(2)를 장착하는 헤드 볼트의 홀(12)과 헤드 볼트에 의한 동시 체결을 위해 일측에 형성된 볼트 관통공(21)과, 타측에 상기 볼트 관통공(21)의 중심선에 대하여 서로 대칭되는 부위에 형성되어 상기 실린더 블록(10)의 상부면(11) 외측에 형성된 홈(13)에 삽입되는 돌기(22)를 포함하여 구성된다. 이때, 상기 홈(13)은 상기 외측 워터 자켓(15)의 바깥쪽 부위에 위치하도록 설정된다. 즉, 상기 보강 부재(20)는 삼각형상의 평판형 부재로서 상기 헤드 볼트의 홀(12)과 대응하는 일측 모서리부위에서 동일한 크기를 가지도록 형성되는 볼트 관통공(21)과, 상기 홈(13)과 대응하는 타측 모서리부위의 상호 대칭되는 위치에서 동일한 크기로서 홈(13)에 삽입될 수 있도록 외부로 돌출되는 한 쌍의 돌기(22)를 구비한다.

여기서, 상기 보강 부재(20)는 상기 실린더 블록(10)과 실린더 헤드(2)를 체결하는 헤드 볼트 하나마다 개별적으로 체결되어 설치된다. 이에 따라 상기 보강 부재(20)는 일단부가 상기 실린더 블록(10)의 내측 워터 자켓(14)과 외측 워터 자켓(15) 사이에 위치하는 헤드 볼트의 홀(12)에 대해 볼트 관통공(21)을 통해 체결되는 헤드 볼트를 매개로 고정됨과 더불어 타단부가 상기 실린더 블록(10)의 외측 워터 자켓(15)의 바깥쪽 부위에 위치하는 홈(13)에 대해 돌기(22)의 삽입을 통해 견고하게 고정될 수 있게 된다.

실린더 블록(10)의 실린더 보어(10a)와 보어(10a)의 사이에 형성된 헤드 볼트의 홀(12)과 보강 부재(20)를 헤드 볼트를 매개로 설치할 경우, 고주파 영역에서 실린더 블록(10)의 측면 벽의 진동에 의해 발생되는 소음을 획기적으로 줄여 엔진의 전 운전 영역에서 우수한 성능을 가지는 구조인 것이다. 도8에서는 상기 보강 부재(20)가 장착(실선)된 것과 미장착(점선)된 것의 진동수에 대한 소음을 측정한 결과를 도시한 그래프이다. 도8에서 알 수 있듯이, 0∼1000㎐의 저주파 영역과 1000∼3000㎐의 고주파 전 구간에서 보강 부재를 장착한 실린더 블록의 진동량이 훨씬 적음을 알 수 있으며, 결국, 엔진의 전 운전 영역에서의 성능이 우수함을 알 수 있다.

상기에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 자동차용 실린더 블록의 보강 부재에 의하면, 실린더 블록의 상부면 가장자리부위에서 내측 워터 자켓과 외측 워터 자켓 사이의 위치와 외측 워터 자켓의 바깥쪽 부위 사이에 걸쳐 보강 부재를 설치함으로써, 실린더 블록에 있어 외측 워터 자켓의 바깥쪽 부위에 대한 지지강성을 보다 향상시킬 수 있으므로, 0∼1000㎐의 저주파 영역과 1000∼3000㎐의 고주파 영역 전 구간에 걸쳐 실린더 블록의 진동량이 훨씬 적고, 엔진의 전 운전 영역에서의 성능이 우수한 효과가 있다.

Claims (2)

1. 오픈 데크 형식의 실린더 블록(10)과, 상기 실린더 블록(10)의 상부면(11)에서 실린더 헤드(2)와의 사이의 헤드 볼트 체결부위에 설치되는 삼각형상의 평판형 보강 부재(20)로서,

   상기 보강 부재(20)는 상기 실린더 블록(10)과 상기 실린더 헤드(2) 사이를 헤드 볼트에 의한 동시 체결을 위해 상기 실린더 블록(10)의 실린더 보어(10a)의 전 둘레에 걸쳐 동심원상으로 이격되는 내측 워터 자켓(14)과 외측 워터 자켓(15) 사이에 구비되는 헤드 볼트의 홀(12)과 대응하도록 일측 모서리부위에 형성되는 볼트 관통공(21)과, 상기 보강 부재(20)의 타측 모서리부위에서 상기 볼트 관통공(21)의 중심선을 기준으로 서로 대칭되는 부위로 상기 외측 워터 자켓(15)의 바깥쪽 부위에 형성되는 홈(13)에 각각 삽입되도록 외부로 돌출되는 한 쌍의 돌기(22)를 구비하는 것을 특징으로 하는 자동차용 실린더 블록의 보강 부재.
2. 제1항에 있어서,

   상기 보강 부재(20)는 상기 실린더 블록(10)과 실린더 헤드(2)를 체결하는 헤드 볼트 하나마다 개별적으로 체결되어 설치되는 것을 특징으로 하는 자동차용 실린더 블록의 보강 부재.

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