KR101316241B1 - 엔진의 실린더 블록 냉각구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엔진의 실린더 블록의 상단부의 냉각을 강화하여 연소실의 실링성을 향상시키고, 연소실 보어의 과도한 변형을 방지하며, 연소실에서 왕복 운동을 하는 피스톤의 온도를 효과적으로 저감시켜 엔진의 내구성 향상에 기여하도록 한 엔진의 실린더 블록 냉각구조를 제공하기 위해, 하나 이상의 연소실이 격벽에 의해 구획된 실린더 블록과, 상기 연소실을 감싸는 형태로 냉각수가 유동할 수 있도록 상기 실린더 블록에 형성되고, 상기 냉각수가 유입되는 배기측 워터 재킷과 이와 반대측의 흡기측 워터 재킷을 각각 구비한 워터 재킷과, 상기 배기측 워터 재킷과 상기 흡기측 워터 재킷을 연통시키도록 상기 격벽에 형성된 하나 이상의 인터보어 냉각유로를 구비한다.

Description

엔진의 실린더 블록 냉각구조{Cooling arrangement of cylinder block in engine}

본 발명은 차량의 엔진에 관한 것으로, 특히 엔진을 구성하는 실린더 블록의 상단부의 냉각성능을 향상시키기 위해 실린더 블록의 보어와 보어 사이의 격벽에 인터보어 냉각유로를 형성한 엔진의 실린더 블록 냉각구조에 관한 것이다.

일반적으로 엔진에는 연료를 연소하기 위한 연소실이 하나 혹은 그 이상의 개수로 형성되고, 상기 연소실에서 발생한 열의 일부는 엔진을 구성하는 실린더 헤드와 실린더 블록, 흡배기 밸브 및 피스톤 등에 의해 흡수되어 저감된다.

상기와 같은 엔진을 구성하는 부품들의 온도가 과도하게 상승하면, 열변형이 일어나거나 실린더 내벽의 유막이 파괴되어 윤활 불량 현상이 초래하고, 이로 인해 열적 장애가 발생하게 된다.

상기 엔진의 열적 장애는 연소불량, 노킹 혹은 프리 이그니션과 같은 이상 연소를 일으켜서 피스톤이 용손되는 등의 중대한 손상을 줄 뿐만 아니라 엔진의 열효율과 출력도 저하되므로, 엔진을 적절히 냉각해 주어야 한다.

종래에 엔진을 구성하는 실린더 블록을 냉각하기 위해 실린더 블록에 형성된 연소실 주위로 워터 재킷을 형성하고, 이 워터 재킷을 통해 엔진의 냉각수가 유동되게 하여 상기 냉각수와 실린더 블록 사이의 열교환을 통해 실린더 블록을 적절히 냉각시켜 주고 있다.

상기 실린더 블록에서 연소실이 다수개로 형성된 경우에 연소실 보어와 보어 사이의 격벽은 그 양쪽 연소실로부터 연소열을 받기 때문에 온도가 매우 높게 상승하게 되고, 상기 격벽의 상부인 사이어미즈부를 적절하고 효율적으로 냉각시켜 주지 못하면 연소실의 실링성 저하, 실린더 보어의 변형, 피스톤의 온도 상승 등과 같은 문제점이 발생하게 된다.

이에 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 안출된 것으로, 엔진의 실린더 블록의 상단부의 냉각을 강화하여 연소실의 실링성을 향상시키고, 연소실 보어의 과도한 변형을 방지하며, 연소실에서 왕복 운동을 하는 피스톤의 온도를 효과적으로 저감시켜 엔진의 내구성 향상에 기여하도록 한 엔진의 실린더 블록 냉각구조를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 하나 이상의 연소실이 격벽에 의해 구획된 실린더 블록과; 상기 연소실을 감싸는 형태로 냉각수가 유동할 수 있도록 상기 실린더 블록에 형성되고, 상기 냉각수가 유입되는 배기측 워터 재킷과 이와 반대측의 흡기측 워터 재킷을 각각 구비한 워터 재킷과; 상기 배기측 워터 재킷과 상기 흡기측 워터 재킷을 연통시키도록 상기 격벽에 형성된 하나 이상의 인터보어 냉각유로를 구비한다.

바람직하기로는, 상기 인터보어 냉각유로는 상기 배기측 워터 재킷에서 워터 펌프로부터 상기 냉각수가 유입되는 입구측 하단으로부터 상기 흡기측 워터 재킷의 상단까지 연장되어 형성된 제1인터보어 냉각유로와, 상기 배기측 워터 재킷에서 워터 펌프로부터 냉각수가 유입되는 입구측 상단으로부터 상기 제1인터보어 냉각유로까지 연장된 형성된 제2인터보어 냉각유로를 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 인터보어 냉각유로는 상기 배기측 워터 재킷에서 워터 펌프로부터 상기 냉각수가 유입되는 입구측 상부로부터 상기 흡기측 워터 재킷의 하부까지 연장되어 형성된 제1인터보어 냉각유로와, 상기 흡기측 워터 재킷의 상부로부터 상기 제1인터보어 냉각유로의 중앙 부위까지 연장되어 형성된 제2인터보어 냉각유로를 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 제1,2인터보어 냉각유로는 각각 경사지게 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 엔진의 실린더 블록 냉각구조에 의하면, 실린더 블록에 형성된 다수개의 연소실 주위로 엔진의 냉각수가 유동하도록 상기 연소실을 감싸는 형태로 워터 재킷이 형성되고, 상기 연소실 사이의 격벽에는 상기 냉각수를 펌핑하여 공급하는 워터 펌프로부터 상기 워터 재킷으로 냉각수가 유입되는 입구측 하단으로부터 반대측 상단을 연결하는 제1인터보어 냉각 유로와, 상기 워터펌프로부터 냉각수가 유입되는 입구측 상단으로부터 상기 제1인터보어 냉각유로를 연결하는 제2인터보어 냉각 유로가 각각 형성되어, 실린더 블록의 상단부 냉각을 보다 강화시켜 줌으로써, 연소실의 보어의 변형을 방지함과 더불어 연소실의 기밀성을 향상시키고, 상기 연소실에서 왕복 운동을 하는 피스톤의 온도를 효과적으로 저감하여 엔진의 내구성 향상을 도모할 수 있는 등의 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 냉각구조가 적용된 엔진의 실린더 블록의 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 워터 재킷과 인터보어 냉각유로의 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 인터보어 냉각유로의 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 인터보어 냉각유로를 적용한 실린더 블록의 온도 분포도이다.

이하 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.

도 1을 참조하면, 본 발명이 적용되는 실린더 블록(1)은 4개의 연소실(2)이 그 길이 방향으로 나란히 형성되고, 서로 인접한 연소실(2)은 격벽(3)에 의해 구획된다.

상기 각 연소실(2)을 감싸는 형태로 냉각수가 유동하는 워터 재킷(4)이 연속되게 형성된다.

본 발명은 4개의 연소실을 가진 실린더 블록(1)에 대해 적용하지만, 이에 한정되지 않고 2개의 연소실 혹은 그 이상의 연소실을 가진 실린더 블록에 적용될 수 있다.

도 2를 참조하면, 상기 실린더 블록(1)에 형성된 워터 재킷(4) 만이 분리되어 도시되어 있는 바, 배기측 워터 재킷(4a)에서 워터 펌프로부터 냉각수가 유입되는 입구측 하단으로부터 반대측 흡기측 워터 재킷(4b)의 상단까지 배기측 워터 재킷(4a)과 흡기측 워터 재킷(4b)을 서로 연통시키는 경사진 제1인터보어 냉각유로(5a)와, 상기 배기측 워터 재킷(4a)에서 워터 펌프로부터 냉각수가 유입되는 입구측 상단으로부터 상기 제1인터보어 냉각유로(5a)까지 연장된 경사진 제2인터보어 냉각유로(5b)가 각각 상기 격벽(3)에 형성된다.

도 3을 참조하면, 상기와 같이 배기측 워터 재킷(4a)을 흡기측 워터 재킷(4b)과 서로 연통시키는 제1,2인터보어 냉각유로(5a,5b)를 추가로 형성시킴에 따라 화살표로 도시한 바와 같이 워터 펌프로부터 펌핑되어 공급된 냉각수가 제1,2인터보어 냉각유로(5a,5b)를 통해 유동하면서 실린더 블록(1)을, 특히 상기 격벽(3)을 냉각시키게 되는 데, 상기 제1인터보어 냉각유로(5a)와 제2인터보어 냉각유로(5b)의 합류 지점을 지난 제1인터보어 냉각유로(5a)에서 유속이 가장 빠르게 나타났다.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 냉각구조가 적용된 실린더 블록(1)의 단면이 도시되어 있는 바, 상기 배기측 워터 재킷(4a)과 흡기측 워터 재킷(4b)을 서로 연결시키는 제1,2인터보어 냉각유로(5a,5b)에 의해 실린더 블록(1)의 상단부, 특히 연소실과 연소실 사이의 사이어미즈부에서의 온도가 200℃ 근방까지 저감되면서 그 냉각 효과가 향상된다.

따라서 연소실의 실링성이 향상되고, 연소실의 적절한 냉각으로 과열에 의한 연소실의 변형을 방지할 수 있으며, 피스톤의 온도도 저감되고, 실린더 블록의 냉각 효과 향상으로 엔진의 출력 및 연비 향상을 도모할 수 있을 뿐만 아니라 다운사이징 엔진에 적합하게 적용할 수 있게 된다.

한편, 배기측 워터 재킷에서 워터 펌프로부터 냉각수가 유입되는 입구측 상부로부터 반대측 흡기측 워터 재킷의 하부까지 배기측 워터 재킷과 흡기측 워터 재킷을 서로 연통시키는 제1인터보어 냉각유로를 경사지게 형성시키고, 상기 흡기측 워터 재킷의 상단으로부터 상기 제1인터보어 냉각유로의 대략 중앙 부위까지 제2인터보어 냉각유로를 경사지게 형성시켜 상기 격벽(3)의 효과적인 냉각을 도모할 수 있다.

1-실린더 블록 2-연소실
3-격벽 4-워터 재킷
5a,5b-인터보어 냉각유로

Claims (4)

1. 삭제
2. 하나 이상의 연소실이 격벽에 의해 구획된 실린더 블록과; 상기 연소실을 감싸는 형태로 냉각수가 유동할 수 있도록 상기 실린더 블록에 형성되고, 상기 냉각수가 유입되는 배기측 워터 재킷과 이와 반대측의 흡기측 워터 재킷을 각각 구비한 워터 재킷과; 상기 배기측 워터 재킷과 상기 흡기측 워터 재킷을 연통시키도록 상기 격벽에 형성된 하나 이상의 인터보어 냉각유로를 구비한 엔진의 실린더 블록 냉각구조에 있어서,
   상기 인터보어 냉각유로는 상기 배기측 워터 재킷에서 워터 펌프로부터 상기 냉각수가 유입되는 입구측 하단으로부터 상기 흡기측 워터 재킷의 상단까지 연장되어 형성된 제1인터보어 냉각유로와, 상기 배기측 워터 재킷에서 워터 펌프로부터 냉각수가 유입되는 입구측 상단으로부터 상기 제1인터보어 냉각유로까지 연장된 형성된 제2인터보어 냉각유로를 구비한 것을 특징으로 하는 엔진의 실린더 블록 냉각구조.
3. 하나 이상의 연소실이 격벽에 의해 구획된 실린더 블록과; 상기 연소실을 감싸는 형태로 냉각수가 유동할 수 있도록 상기 실린더 블록에 형성되고, 상기 냉각수가 유입되는 배기측 워터 재킷과 이와 반대측의 흡기측 워터 재킷을 각각 구비한 워터 재킷과; 상기 배기측 워터 재킷과 상기 흡기측 워터 재킷을 연통시키도록 상기 격벽에 형성된 하나 이상의 인터보어 냉각유로를 구비한 엔진의 실린더 블록 냉각구조에 있어서,
   상기 인터보어 냉각유로는 상기 배기측 워터 재킷에서 워터 펌프로부터 상기 냉각수가 유입되는 입구측 상부로부터 상기 흡기측 워터 재킷의 하부까지 연장되어 형성된 제1인터보어 냉각유로와, 상기 흡기측 워터 재킷의 상부로부터 상기 제1인터보어 냉각유로의 중앙 부위까지 연장되어 형성된 제2인터보어 냉각유로를 구비한 것을 특징으로 하는 엔진의 실린더 블록 냉각구조.
   
4. 청구항 2항 또는 청구항 3항에 있어서, 상기 제1,2인터보어 냉각유로는 각각 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 엔진의 실린더 블록 냉각구조.

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