KR101198796B1 - 워터자켓을 구비한 실린더헤드 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 워터자켓을 구비한 실린더헤드는, 연소실을 형성하는 실린더헤드, 및 상기 실린더헤드와 일체로 외부로 돌출되어 형성되되, 상기 연소실과 통하는 배기출구집합부가 외측면에 형성되는 돌출부를 포함하되, 상기 배기출구집합부와 상기 연소실을 연결하도록 상기 돌출부에 형성되는 배기통로의 상하부로 워터자켓이 상기 돌출부 내부에 형성된다. 상기 워터자켓은, 상기 돌출부의 상부면을 따라서 형성되는 상부워터자켓, 상기 돌출부의 하부면을 따라서 형성되는 하부워터자켓, 및 상기 상부워터자켓과 상기 하부워터자켓을 연결하는 연결워터자켓을 포함한다.
따라서, 실린더헤드의 일측면에 배기매니폴드가 일체로 형성되고, 그 내부에 워터자켓이 상부와 하부에 넓게 형성되며, 이들을 연결워터자켓이 열결하는 구조로, 냉각수의 흐름이 원활해져 상기 실린더헤드와 상기 돌출부를 효과적으로 냉각한다.

Description

워터자켓을 구비한 실린더헤드{CYLINDER HEAD HAVING WATER JACKET}

본 발명은 워터자켓을 구비한 실린더헤드에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 실린더헤드와 배기매니폴드를 냉각시키는 워터자켓을 구비한 실린더헤드에 관한 것이다.

일반적으로 배기매니폴드는 실린더헤드와 별개의 부품으로 부착되고, 배기매니폴드 후방에 장착되는 촉매가 신속하게 활성화될 수 있도록 배치되어야 한다.

최근들어, 배기매니폴드가 일체로 형성된 실린더헤드가 개발되어 적용되고 있으며, 돌출부를 효과적으로 냉각시키기 위한 냉각구조가 개발되고 있다.

특히, 돌출부를 통해서 연소실에서 배출된 고온의 배기가스가 흐르기 때문에 냉각수의 흐름을 효과적으로 컨트롤하여 냉각효율을 상승시키는 것이 중요하다.

따라서, 본 발명은 고온의 배기가스가 배출되는 배기매니폴드를 효과적으로 냉각시키기 위한 워터자켓을 구비하여 엔진의 전체적인 냉각 성능을 향상시킨 워터자켓을 구비한 실린더헤드를 제공하는 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 워터자켓을 구비한 실린더헤드는, 연소실을 형성하는 실린더헤드, 및 상기 실린더헤드와 일체로 외부로 돌출되어 형성되되, 상기 연소실과 통하는 배기출구집합부가 외측면에 형성되는 돌출부를 포함하되, 상기 배기출구집합부와 상기 연소실을 연결하도록 상기 돌출부에 형성되는 배기통로의 상하부로 워터자켓이 상기 돌출부 내부에 형성된다.

상기 워터자켓은, 상기 돌출부의 상부면을 따라서 형성되는 상부워터자켓, 상기 돌출부의 하부면을 따라서 형성되는 하부워터자켓; 및 상기 상부워터자켓과 상기 하부워터자켓을 연결하는 연결워터자켓을 포함한다.

상기 연결워터자켓은 상기 돌출부의 측면을 따라서 형성되어 상기 상부워터자켓과 상기 하부워터자켓을 연결한다.

상기 연결워터자켓은 상기 배기출구집합부가 형성된 부분을 제외한 상기 돌출부의 외측면을 따라서 형성된다.

상기 돌출부의 중심부에 상기 배기출구집합부가 형성되고, 상기 연결워터자켓은 상기 배기출구집합부를 중심으로 양측에 배치된다.

상기 배기출구집합부는, 일정간격을 두고 일렬로 배치되는 적어도 하나의 배기출구를 포함한다.

앞에서 기재된 바와 같이 본 발명에 따른 워터자켓을 구비한 실린더헤드에서, 실린더헤드의 일측면에 배기매니폴드가 일체로 형성되고, 그 내부에 워터자켓이 상부와 하부에 넓게 형성되며, 이들을 연결워터자켓이 열결하는 구조로, 냉각수의 흐름이 좋아져 상기 실린더헤드와 상기 돌출부를 효과적으로 냉각한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 워터자켓을 구비한 실린더헤드에 구비된 실린더헤드의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 워터자켓을 구비한 실린더헤드에 구비된 실린더헤드 내부에 형성된 워터자켓의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 워터자켓을 구비한 실린더헤드에 구비된 실린더헤드의 일부 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 워터자켓을 구비한 실린더헤드를 제작하기 위한 주조공정에서 용탕이 주입되기 전의 상태를 보여주는 개략적인 단면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 워터자켓을 구비한 실린더헤드에 구비된 실린더헤드의 사시도이다.

도 1을 참조하면, 워터자켓을 구비한 실린더헤드에 구비된 실린더헤드(100)의 측면에는 돌출부(110)가 돌출되어 형성된다.

상기 돌출부(110)의 측면의 중간부분에는 배기출구집합부(120)가 형성되고, 상기 배기출구집합부(120)는 제1배기출구(120a), 제2배기출구(120b), 및 제3배기출구(120c)로 구성된다.

상기 제1,2,3배기출구(120a, 120b, 120c)는 일렬로 서로 인접해서 배치되고, 상기 제1,2,3배기출구(120a, 120b, 120c)는 각 실린더의 연소실과 연결되어, 각 연소실에서 배출되는 배기가스를 외부로 배출하게 된다.

상기 돌출부(110) 내부에는 각 실린더의 연소실과 상기 제1,2,3배기출구(120a, 120b, 120c)를 연결하는 배기통로(300, 도 3)가 형성되고, 이 배기통로를 감싸도록 워터자켓(200, 도 2)이 그 내부에 형성된다. 상기 워터자켓(200)은 배기통로를 지나는 배기가스에 의해서 그 온도가 높아진 상기 돌출부(110)를 적절한 온도로 유지시킨다.

아울러, 상기 워터자켓(200)은 배기가스의 온도를 적절하게 유지하여, 배기가스로 인하여 발생되는 소음을 줄인다. 상기 워터자켓(200)의 형태과 구조에 대해서 도 2와 도 3을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 워터자켓을 구비한 실린더헤드에 구비된 실린더헤드 내부에 형성된 워터자켓의 사시도이다.

도 2를 참조하면, 상기 실린더헤드(100)와 대응하는 부분에 메인워터자켓(200a)이 형성되고, 상기 돌출부(110)에 대응하는 부분에 워터자켓(200)이 형성된다. 상기 메인워터자켓(200a)과 상기 워터자켓(200)은 일체로 연결된다.

상기 워터자켓(200)은 상부워터자켓(200b), 하부워터자켓(200c), 및 연결워터자켓(200d)을 포함한다.

상기 상부워터자켓(200b)은 상기 돌출부(110)의 상부면(140)을 따라서 그 내부에 형성되고, 상기 하부워터자켓(200c)은 그 하부면(130)을 따라서 그 내부에 형성되며, 상기 연결워터자켓(200d)은 상기 상부워터자켓(200b)과 상기 하부워터자켓(200c)을 상하부로 연결하도록 그 내부에 형성된다.

상기 연결워터자켓(200d)은 상기 돌출부(110)의 바깥쪽 측면(150)을 따라서 상기 배기매니폴드(110)의 내부에 형성되며, 도 2를 참조하면, 상기 연결워터자켓(200d)은 상기 배기출구집합부(120)의 양측에 형성되되, 상기 배기출구집합부(120)가 형성된 부분에는 형성되지 않는다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 워터자켓을 구비한 실린더헤드에 구비된 실린더헤드의 일부 단면도이다.

도 3을 참조하면, 상기 실린더헤드(100)의 측방향으로 돌출되도록 상기 돌출부(110)가 일체로 형성되고, 상기 실린더헤드(100)와 상기 돌출부(110)의 내부로 배기통로가 형성되며, 상기 배기통로(300)의 마직막에는 제1배기출구(120a)가 형성된다.

상기 배기통로(300)의 상부로 상기 상부워터자켓(200b)이 형성되고, 상기 배기통로(300)의 하부로 상기 하부워터자켓(200c)이 형성되며, 상기 돌출부(110)의 측면(150)을 따라서, 그 내부에 상기 연결워터자켓(200d)이 형성된다. 상기 연결워터자켓(200d)은 상기 상부워터자켓(200b)과 상기 하부워터자켓(200c)을 일체로 연결한다.

전술한 바와 같이, 상기 실린더헤드(100)의 측면에 상기 돌출부(110)가 일체로 형성되고, 그 내부에 상기 워터자켓(200)이 상부와 하부에 넓게 형성되며, 이들을 상기 연결워터자켓(200d)이 열결하는 구조로, 상기 실린더헤드(100)와 상기 돌출부(110)를 전체적으로 효과적으로 냉각하는 효과가 있다.

특히, 상기 상부워터자켓(200b)과 상기 하부워터자켓(200c)이 형성되되, 상기 연결워터자켓(200d)이 형성되지 않을 경우, 상하부로 냉각수의 흐름이 원활하지 않아서, 냉각효율이 저감되고, 배기가스의 온도가 균일하게 유지되지 않아서 소음이 증가할 수 있다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 워터자켓을 구비한 실린더헤드를 제작하기 위한 주조공정에서 용탕이 주입되기 전의 상태를 보여주는 개략적인 단면도이다.

도 4를 참조하면, 상기 실린더헤드(100)를 주조하기 위한 금형(400)이 준비되고, 상기 상부워터자켓(200b)에 대응하는 제1코어(410)가 배치되고, 상기 하부워터자켓(200c)에 대응하는 제2코어(420)가 배치되며, 상기 연결워터자켓(200d)에 대응되는 ']'자 형태의 제3코어(430)가 배치된다. 아울러, 상기 제3코어(430)를 측면에서 지지하는 코어프린트(440)가 배치된다.

상기 제1,2,3코어(410, 420, 430)와 상기 코어프린트(440)가 정렬된 상태에서 상기 금형(400) 내부로 용탕을 주입하고, 용탕이 응고되면서 상기 실린더헤드(100)가 형성되고, 상기 코어프린트(440)를 제거한다. 아울러, 상기 코어프린트(440)에 의해서 형성된 홀은 별도의 테이퍼플러그를 삽입하여 그 부분을 실링한다.

이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.

100: 실린더헤드
110: 돌출부
120: 배기출구집합부
120a, 120b, 120c: 제1,2,3배기출구
130: 하부면
140: 상부면
150: 측면
200: 워터자켓
200a: 메인워터자켓
200b: 상부워터자켓
200c: 하부워터자켓
200d: 연결워터자켓
300: 배기통로

Claims (6)

1. 연소실을 형성하는 실린더헤드; 및 상기 실린더헤드와 일체로 외부로 돌출되어 형성되되, 상기 연소실과 통하는 배기출구집합부가 외측면에 형성되는 돌출부; 를 포함하되, 상기 배기출구집합부와 상기 연소실을 연결하도록 배기통로의 상하부로 워터자켓이 상기 돌출부 내부에 형성되되, 상기 워터자켓은, 상기 돌출부의 상부면을 따라서 형성되는 상부워터자켓; 상기 돌출부의 하부면을 따라서 형성되는 하부워터자켓; 및 상기 상부워터자켓과 상기 하부워터자켓을 연결하는 연결워터자켓; 을 포함하는 워터자켓을 구비한 실린더헤드의 제조방법에 있어서,
   금형 내부에 상기 상부워터자켓에 대응되는 제1코어를 배치하는 단계;
   상기 하부워터자켓에 대응하는 제2코어를 배치하는 단계;
   상기 상부워터자켓과 상기 하부워터자켓을 연결하는 상기 연결워터자켓에 대응되는 제3코어를 배치하는 단계;
   상기 제3코어를 지지하는 코어프린트를 배치하는 단계;
   상기 금형 내부로 용탕을 주입하는 단계;
   상기 제3코어를 지지하는 상기 코어프린트를 제거하는 단계; 및
   상기 코어프린트가 인출되면서 형성된 홀에 테이퍼플러그를 삽입하는 단계;를 포함하는 워터자켓을 구비한 실린더헤드의 제조방법.
2. 제1항에서,
   상기 연결워터자켓은 상기 돌출부의 측면을 따라서 형성되어 상기 상부워터자켓과 상기 하부워터자켓을 연결하는 것을 특징으로 하는 워터자켓을 구비한 실린더헤드의 제조방법.
3. 제1항에서,
   상기 연결워터자켓은 상기 배기출구집합부가 형성된 부분을 제외한 상기 돌출부의 외측면을 따라서 형성되는 것을 특징으로 하는 워터자켓을 구비한 실린더헤드의 제조방법.
4. 제1항에서,
   상기 돌출부의 중심부에 상기 배기출구집합부가 형성되고, 상기 연결워터자켓은 상기 배기출구집합부를 중심으로 양측에 배치되는 것을 특징으로 하는 워터자켓을 구비한 실린더헤드의 제조방법.
5. 제1항에서,
   상기 배기출구집합부는, 일정간격을 두고 일렬로 배치되는 적어도 하나의 배기출구를 포함하는 워터자켓을 구비한 실린더헤드의 제조방법.
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