KR101639543B1 - 내연기관 - Google Patents

Abstract

내연기관은, 다수의 실린더 보어들에 냉각수를 공급하는 블록 냉각수 통로 및 실린더 보어들 사이에 형성되어 상기 실린더 보어들의 사이에 냉각수를 공급하는 보어간 냉각수 통로를 갖는 실린더 블록; 상기 블록 냉각수 통로로부터 냉각수가 공급되는 제 1 냉각수 통로, 및 상기 제 1 냉각수 통로와 독립적으로 형성되고 그리고 상기 보어간 냉각수 통로로부터 냉각수가 공급되는 제 2 냉각수 통로를 갖는 실린더 헤드; 열교환기; 상기 제 1 냉각수 통로로부터 유출되는 냉각수를 상기 열교환기로 유도하는 제 1 냉각수 도입부; 및 상기 제 2 냉각수 통로로부터 유출되는 냉각수를 상기 열교환기의 하류측으로 유도하는 제 2 냉각수 도입부를 포함한다.

Description

내연기관 {INTERNAL COMBUSTION ENGINE}

본 발명은 다수의 별도의 냉각수 통로들을 갖는 실리더 헤드를 구비한 내연기관에 관한 것이다.

내연기관에 있어서, 고온의 실린더 블록의 실린더 보어들 사이에 블록 워터 재킷을 형성하는 것은 어렵기 때문에, 드릴 구멍 등으로 형성된, 실린더 보어들 사이에 제공된 보어간 냉각수 통로는, 실린더 보어들 사이에 형성되고, 블록 워터 재킷으로부터 보어간 냉각수 통로로 냉각수가 유입된다.

실린더 보어들 사이 부분을 효과적으로 냉각시키기 위하여 보어간 냉각수 통로를 개재하여 블록 냉각수 통로를 실린더 헤드에서의 상단 워터 재킷에 연통하는 내연기관이 개시되어 있다 (예를 들어, 일본 특허 출원 공개 제 2002-168147A 호 (JP2002-168147A)).

내연기관에 있어서, 고온의 연소실과 대면하는 실린더 헤드의 하부가 하단 워터 재킷에 의해 냉각된 후, 이 하단 워터 재킷내의 냉각수가 상단 워터 재킷으로 공급된다.

그렇기 때문에, 보어간 냉각수 통로를 하단 워터 재킷의 압력 보다 낮은 압력을 갖는 상단 워터 재킷에 연결함으로써, 블록 냉각수 통로와 상단 워터 재킷의 차압이 증가되고, 그리하여 보어간 냉각수 통로에서의 유량 (유속) 이 증가되어, 실린더 보어들 사이의 냉각성능이 향상된다.

그러나, 상술한 내연기관에 있어서, 상단 워터 재킷으로부터 유출되는 냉각수는 라디에이터와 같은 열교환기를 통해 내연기관을 순환한다고 생각된다. 그러므로, 상단 워터 재킷 재킷으로부터 유출된 냉각수가 라디에이터를 통과해 흐를 때 유동저항이 증가된다.

따라서, 상부 워터 재킷과 블록 워터 재킷 사이의 압력차를 증가시키는 것이 불가능하고, 보어간 냉각수 통로를 통과해 흐르는 냉각수의 유량을 충분히 증가시키는 것이 불가능하다. 그 결과로, 보어간 냉각수 통로의 냉각성능이 향상되지 못할 가능성이 있다.

본 발명은 보어간 냉각수 통로를 통과해 흐르는 냉각수 유량을 증가시킬 수 있고, 실린더 보어들 사이의 냉각성능을 향상시킬 수 있는 내연기관을 제공한다.

본 발명의 일 양태에 따른 내연기관은 : 다수의 실린더 보어들에 냉각수를 공급하는 블록 냉각수 통로 및 실린더 보어들 사이에 형성되어 상기 실린더 보어들의 사이에 냉각수를 공급하는 보어간 냉각수 통로를 갖는 실린더 블록; 상기 블록 냉각수 통로로부터 냉각수가 공급되는 제 1 냉각수 통로, 및 상기 제 1 냉각수 통로와 독립적으로 형성되고 그리고 상기 보어간 냉각수 통로로부터 냉각수가 공급되는 제 2 냉각수 통로를 갖는 실린더 헤드; 열교환기; 상기 제 1 냉각수 통로로부터 유출되는 냉각수를 상기 열교환기로 유도하는 제 1 냉각수 도입부; 및 상기 제 2 냉각수 통로로부터 유출되는 냉각수를 상기 열교환기의 하류측으로 유도하는 제 2 냉각수 도입부를 포함한다.

위에서 언급한 양태에 따른 내연기관은 실린더 헤드의 제 1 냉각수 통로에서 유출된 냉각수를 열교환기로 유도하는 제 1 냉각수 도입부와 보어간 냉각수 통로를 통해 상기 실린더 헤드의 제 2 냉각수 통로로부터 유출된 냉각수를 상기 열교환기의 하류측으로 유도하는 제 2 냉각수 도입부를 포함하기 때문에, 상기 제 1 냉각수 통로로부터 유출된 냉각수가 상기 열교환기의 저항을 받고 상기 제 2 냉각수 통로로부터 유출된 냉각수는 상기 열교환기의 저항을 받지 않는다. 그렇기 때문에, 상기 제 2 냉각수 통로를 통과해 흐르는 냉각수의 유동 저항을 상기 제 1 냉각수 통로를 통과해 흐르는 냉각수의 유동 저항보다 더 적게 감소시키는 것이 가능해 진다.

따라서, 블록 냉각수 통로와 제 2 냉각수 통로간의 차압을 블록 냉각수 통로와 제 1 냉각수 통로간의 차압보다 더 크게 증가시키는 것이 가능해지고, 보어간 냉각수 통로를 통과해 흐르는 냉각수의 유속이 증가되어, 상기 보어간 냉각수 통로를 통과해 흐르는 냉각수의 유량을 증가시킬 수 있다. 이 결과, 고온이 되는 실린더 보어들 사이 부분의 냉각성능을 향상시킬 수 있다.

전술한 일양태의 내연기관에 있어서, 제 1 냉각수 통로는 실린더 보어들의 상부들과 실린더 헤드의 하부로 규정된 연소실에 인접하여 형성되는 하단 냉각수 통로와, 상기 하단 냉각수 통로와 연통하고 상기 하단 냉각수 통로의 상방에 형성된 상단 냉각수 통로를 포함하고, 제 1 냉각수 도입부는 상기 상단 냉각수 통로와 상기 하단 냉각수 통로로부터 유출된 냉각수를 열교환기로 유도할 수 있다.

전술한 구조를 갖는 내연기관에 있어서, 제 1 냉각수 통로는 연소실에 인접하여 형성된 하단 냉각수 통로와 상기 하단 냉각수 통로와 연통하고 상기 하단 냉각수 통로의 상방에 형성된 상단 냉각수 통로로 구성된다. 따라서, 예를 들면, 상기 하단 냉각수 통로의 통로 면적을 상기 상단 냉각수 통로의 통로 면적보다 보다 작게 줄임으로써, 상기 하단 냉각수 통로를 통과해 흐르는 냉각수의 유속을 증가시킬 수 있다. 따라서, 온도가 증가하는 상기 연소실과 인접한 실린더 헤드 부분을 적극적으로 냉각시키는 것이 가능해 지고, 이렇게 하여 상기 실린더 헤드의 냉각성능을 향상시킬 수 있다.

전술한 양태에 따른 내연기관에 있어서, 열교환기는, 냉각수가 통과해 흐르는 튜브를 가지고 그리고 상기 냉각수와 냉매간에 열교환을 실시하는 라디에이터가 될 수 있다.

내연기관의 열교환기가 냉각수가 통과해 흐르는 튜브를 갖는 라디에이터로 구성되기 때문에, 상기 라디에이터의 상기 튜브를 통과해 흐르는 냉각수의 유동저항이 증가된다. 따라서, 제 2 냉각수 통로로부터 유출되는 냉각수를 상기 열교환기의 하류측으로 유도하는 제 2 냉각수 도입부를 형성함으로써, 제 2 냉각수 통로를 통과해 흐르는 냉각수의 유동저항을 제 1 냉각수 통로를 통과해 흐르는 냉각수의 유동저항보다 더 적게 감소시키는 것이 가능해 진다.

본 발명의 양태에 따르면, 보어간 냉각수 통로를 통과해 흐르는 냉각수의 유량을 증가시킬 수 있고, 실린더 보어들 사이 부분의 냉각성능을 향상시킬 수 있는 내연기관을 제공하는 것이 가능해진다.

본 발명 실시예의 특징들, 장점들, 기술적이고 산업상의 중요성은 첨부된 도면을 참조하여 이하 설명되고, 도면에서 동일한 도면부호들은 동일한 요소들을 지칭한다.

도 1 은 본 발명에 따른 내연기관의 실시예를 보여주고 있으며, 내연기관과 냉각장치의 개략 구조도이다.
도 2 는 본 발명에 따른 내연기관의 제 1 실시예를 보여주고 있으며, 내연기관의 단면도이다.
도 3 은 본 발명에 따른 내연기관의 제 1 실시예를 보여주고 있으며, 내연기관의 실린더 블록을 보여주는, 도 2 의 A-A방향을 따라 취한 단면도이다.
도 4 는 본 발명에 따른 내연기관의 제 1 실시예를 보여주고 있으며, 도 3 의 B-B방향을 따라 취한 실린더 블록의 단면도를 포함하고, 동일한 방향을 따라 취한 실린더 헤드의 단면도이다.
도 5 는 본 발명에 따른 내연기관의 제 1 실시예를 보여주고 있으며, 내연기관 및 다른 구조를 갖는 냉각장치의 개략적인 구조도이다.
도 6 은 본 발명에 따른 내연기관의 제 1 실시예를 보여주고 있으며, 내연기관 및 다른 구조를 갖는 냉각장치의 개략적인 구조도이다.

본 발명에 따른 내연기관의 일 실시예는 이하 도면을 이용하여 설명될 것이다. 도 1 내지 도 6 은 본 발명에 따른 내연기관의 일 실시예를 보여주는 도면들이다. 먼저, 구조가 설명될 것이다. 도 1 과 도 2 에서, 내연기관 (10) 은, 예를 들어, 가솔린 엔진이고 실린더 블록 (11) 과 실린더 헤드 (12) 를 포함한다. 상기 실린더 블록 (11) 과 상기 실린더 헤드 (12) 는 헤드 가스켓 (13) 을 통해 헤드 볼트 (도시되지 않음) 로 상호 체결된다. 상기 내연기관 (10) 은 디젤엔진 등이 될 수도 있다.

도 2 와 도 3 에서 나타나는 바와 같이, 실린더 블록 (11) 에는, 다수의 실린더 보어들 (14) (도 2 에는 실린더 보어들 중 하나만 도시됨) 이 실린더 블록 (11) 의 길이방향으로 일렬로 형성되고, 피스톤들 (15) 이 실린더 보어들 (14) 에 삽입된다. 실린더 블록 (11) 에서, 냉각수가 통과해 흐르는 블록 냉각수 통로로서 블록 워터 재킷 (16) 이 형성되고, 상기 블록 워터 재킷 (16) 은 다수의 실린더 보어들 (14) 을 둘러싸도록 형성된다.

도 2 에서, 실린더 보어들 (14) 의 상부들과 실린더 헤드 (12) 의 하부로 규정된 공간에 연소실 (17) 이 형성되고, 상기 연소실 (17) 과 대면하도록 상기 실린더 헤드 (12) 에 점화플러그 (18) 가 부착된다.

흡기구 (19) 와 배기구 (20) 는 연소실 (17) 과 연결된다. 흡기밸브 (21) 는 상기 흡기구 (19) 와 상기 연소실 (17) 사이에 형성되고, 상기 흡기밸브 (21) 가 개폐 구동됨으로써, 상기 흡기구 (19) 와 상기 연소실 (17) 이 상호 연통되거나 차단된다.

또한, 배기밸브 (22) 는 배기구 (20) 와 연소실 (17) 사이에 형성되고, 상기 배기밸브 (22) 가 개폐 구동됨으로써, 상기 배기구 (20) 와 상기 연소실 (17) 이 상호 연통되거나 차단된다. 상기 흡기 밸브 (21) 와 상기 배기밸브 (22) 는 크랭크샤프트 (도시되지 않음) 의 회전이 전달된 흡기 캠샤프트와 배기 캠샤프트의 회전에 의해 개폐 구동된다.

실린더 헤드 (12) 에서, 냉각수가 통과해 흐르는 워터 재킷이 형성된다. 상기 실린더 헤드 (12) 의 상기 워터 재킷들은 제 1 냉각수 통로를 구성하는 메인 워터 재킷들 (23), 그리고 제 2 냉각수 통로를 구성하는 보조 워터 재킷 (24) 을 포함함으로써 구성된다.

상기 메인 워터 재킷들 (23) 은 배기밸브 (22) 주위에 형성되는 상단 냉각수 통로 역할을 하는 상단 워터 재킷 (25) 과, 흡기구 (19) 및 배기구 (20) 의 주위이자 실린더 보어들 (14) 의 상부들과 실린더 헤드 (12) 의 하부로 규정된 연소실 (17) 에 인접한 영역에 형성된 하단 워터 재킷 (26) 을 포함함으로써 구성된다.

상단 워터 재킷 (25) 및 하단 워터 재킷 (26) 의 상류측은 상호 연통되어, 합류부를 구성하고, 상기 합류부는 실린더 블록 (11) 의 블록 워터 재킷 (16) 의 하류측에 연통된다. 그러므로, 냉각수는 상기 블록 워터 재킷 (16) 에서 상기 상단 워터 재킷 (25) 과 상기 하단 워터 재킷 (26) 으로 도입된다.

하단 워터 재킷 (26) 의 유로 면적은 상단 워터 재킷 (25) 의 유로 면적보다 더 작게 형성되고, 상기 하단 워터 재킷 (26) 을 통과해 흐르는 냉각수의 유속은 상기 상단 워터 재킷 (25) 을 통과해 흐르는 냉각수의 유속보다 더 높아진다.

또한 도 3 과 도 4 에서 나타나는 바와 같이, 실린더 보어들 (14) 사이에 형성된 보어간 냉각수 통로 (28) 는 드릴 등에 의해 상기 실린더 보어들 (14) 사이 실린더 블록 (11) 의 가는 부분 (이하, 실린더 보어들 사이 부분 (27) 이라고 함) 에 형성되고, 상기 보어간 냉각수 통로 (28) 의 상류측 단부는 블록 워터 재킷 (16) 과 연통된다.

보조 워터 재킷 (24) 은 메인 워터 재킷들 (23) 과 연통되지 않도록 메인 워터 재킷들 (23) 로부터 독립적으로 형성된다. 상기 보조 워터 재킷 (24) 은 점화플러그 (18) 를 둘러싸도록 형성되고 (도 2 참조) , 또한 보어간 냉각수 통로 (28) 의 하류측 단부에 연통된다 (도 4 참조).

도 1 에서, 냉각장치 (29) 는 내연기관 (10) 내부에 형성되고, 상기 냉각장치 (29) 는 열교환기 역할을 하는 라디에이터 (30), 전동 물 펌프 (31), 온도조절장치 (32), 뿐만 아니라 라디에이터 (30) 와 전동 물 펌프 (31) 와 온도조절기 (32) 사이에서 냉각수가 통과해 흐르는 배관으로 구성된다.

도 1 에서, 보조 워터 재킷 (24), 하단 워터 재킷 (26), 및 상단 워터 재킷 (25) 사이의 위치 관계가 도 2 의 위치관계와 다르지만, 실제 위치 관계는 도 2 에 도시된 바와 같다.

상단 워터 재킷 (25) 의 하류측들과 실린더 헤드 (12) 의 하단 워터 재킷 (26) 은 상호 연통되어, 합류부를 구성하고 있고, 상기 합류부는 메인 배관 (33) 에 연결된다. 상기 메인 배관 (33) 에는, 라디에이터 (30), 전동 물 펌프 (31), 그리고 온도조절장치 (32) 가 형성되고, 상기 상단 워터 재킷 (25) 으로부터 유출된 냉각수가 상기 라디에이터 (30) 로 공급된다.

당해 실시예에 따른 내연기관 (10) 에서, 메인 배관 (33) 중에서 상단 워터 재킷 (25) 과 하단 워터 재킷 (26) 을 라디에이터 (30) 와 연통시키는 부분은, 제 1 냉각수 도입부를 구성하는 배관부 (33a) 를 구성한다.

라디에이터 (30) 에는 냉각수가 통과해 흐르는 튜브, 상기 튜브에 형성되고 상기 튜브를 통과해 흐르는 냉각수와 냉매 역할을 하는 공기 사이에서 열을 교환함으로써 냉각수를 냉각하는 냉각기능을 가진 핀이 형성된다.

우회 배관 (34) 의 상류측 단부는 배관부 (33a) 와 연결되고, 라디에이터 (30) 를 우회하는 상기 우회 배관 (34) 의 하류측 단부는 상기 라디에이터 (30) 하류측의 온도조절장치 (32) 와 연결된다.

온도조절장치 (32) 는 라디에이터 (30) 를 통과해 흐르는 냉각수의 양과 우회 배관 (34) 을 통과해 흐르는 냉각수의 양을 조정하도록 설계된다. 예를 들어, 온도조절장치 (32) 는 내연기관 (10) 의 워밍업시에는 우회 배관 (34) 내의 냉각수의 양을 증가시킴으로써 상기 내연기관 (10) 의 워밍업을 가속하는 기능을 수행하고, 워밍업이 완료된 후에는 상기 우회 배관 (34) 측의 냉각수의 양을 감소시킴으로써, 또는 냉각수가 라디에이터 (30) 을 우회하지 않도록 상기 우회 배관 (34) 측에 냉각수를 유지시킴으로써, 상기 내연기관 (10) 의 냉각성능을 향상시키는 기능을 수행한다.

또한, 보조 워터 재킷 (24) 의 하류부로부터 유출된 냉각수는 제 2 냉각수 도입부 역할을 하는 보조 배관 (35) 으로 도입되고, 메인 배관 (33) 에서의 상기 보조 배관 (35) 의 하류측 단부는 라디에이터 (30) 와 온도조절장치 (32) 를 연결하는 배관부 (33b) 와 연결된다. 따라서, 상기 보조 워터 재킷 (24) 으로부터 유출된 냉각수는 상기 라디에이터 (30) 를 회피하도록 상기 라디에이터 (30) 의 하류측에 있는 상기 배관부 (33b) 로 유도된다.

전동 물 펌프 (31) 는 메인 배관 (33) 과 보조 배관 (35) 을 통해 냉각수가 내연기관 (10) 을 순환하도록 하고, 제어 회로 (도시되지 않은) 에 의해 구동된다. 여기서, 상기 전동 물 펌프 (31) 대신, 상기 내연기관 (10) 의 크랭크축에 의해 구동되는 기계식 물 펌프가 사용될 수 있다.

다음으로, 효과들이 설명될 것이다. 내연기관 (10) 의 워밍업시에는, 블록 워터 재킷 (16) 을 통과해 흐르는 냉각수가 하단 워터 재킷 (26) 과 상단 워터 재킷 (25) 으로 도입된 후, 상기 냉각수가 상기 하단 워터 재킷 (26) 과 상기 상단 워터 재킷 (25) 으로부터 배관부 (33a) 로 유출된다.

블록 워터 재킷 (16) 을 통과해 흐르는 냉각수는 보어간 냉각수 통로 (28) 를 통과해 보조 워터 재킷 (24) 으로 흐르고, 그 후, 상기 보조 워터 재킷 (24) 로부터 보조 배관 (35) 으로 유출된다.

내연기관 (10) 의 워밍업 운전시에는 냉각수의 온도가 낮기 때문에, 상기 냉각수는 온도조절장치 (32) 에 의해 우회 배관 (34) 을 통해 상기 내연기관 (10) 으로 유도되어, 상기 내연기관 (10) 의 워밍업을 촉진시킨다.

또한, 내연기관 (10) 의 워밍업이 끝난 후에는 냉각수의 온도가 높아지기 때문에, 하단 워터 재킷 (26) 과 상단 워터 재킷 (25) 으로부터 유출된 냉각수는 라디에이터 (30) 로 유도되고, 라디에이터 (30) 에 의해 냉각된 냉각수는 메인 배관 (33) 을 통과해 내연기관 (10) 으로 도입된다.

또한, 보조 워터 재킷 (24) 으로부터 유출된 냉각수는 라디에이터 (30) 를 회피하여 배관부 (33b) 로 유도되지만, 상기 냉각수의 온도는 상기 냉각수가 상기 라디에이터 (30) 에 의해 냉각된 저온의 냉각수와 혼합됨으로써 감소된다.

그러므로, 실린더 보어들 (14) 및 실린더 블록 (11) 의 실린더 보어들 사이 부분 (27),그리고 실린더 헤드 (12) 들은 저온의 냉각수에 의해 냉각된다.

한편, 보어간 냉각수 통로 (28) 는 실린더 보어들 사이 가는 부분 (27) 에 형성되므로 상기 보어간 냉각수 통로 (28) 가 작은 직경을 갖기 때문에, 상기 보어간 냉각수 통로 (28) 의 상류측과 하류측 사이 차압이 커질수록, 상기 보어간 냉각수 통로 (28) 를 통과해 흐르는 냉각수의 유속이 더 증가하고, 그리하여 냉각수의 유량도 증가한다.

종래의 예와 같이 실린더 헤드의 상단 워터 재킷과 실린더 블록의 블록 워터 재킷이 보어간 냉각수 통로를 통해 상호 연통될 때는, 하단 워터 재킷으로부터 상기 상단 워터 재킷으로 유도되고 상기 상단 워터 재킷으로부터 유출되는, 냉각수가 라디에이터로 도입되어, 상기 냉각수가 상기 라디에이터를 통과해 흐를 때 유동저항이 증가된다. 따라서, 상기 상단 워터 재킷과 상기 블록 워터 재킷 사이의 차압을 한층 더 증가시키는 것이 불가능하다.

블록 워터 재킷을 통과해 흐르는 냉각수와 상단 워터 재킷을 통과해 흐르는 냉각수 사이의 차압을 증가시키기 위해서는, 상기 블록 워터 재킷의 형상, 상기 상단 워터 재킷의 형상, 및 하단 워터 재킷의 형상을 상기 블록 워터 재킷을 통과해 흐르는 냉각수와 상기 상단 워터 재킷을 통과해 흐르는 냉각수 사이의 차압을 증가시키는 어떠한 형상으로 할 필요가 있다.

그러나, 블록 워터 재킷의 형상, 상단 워터 재킷의 형상, 하단 워터 재킷의 형상을 상기 블록 워터 재킷을 통과해 흐르는 냉각수와 상기 상단 워터 재킷을 통과해 흐르는 냉각수 사이의 차압을 증가시키는 어떤 형상으로 하면 상기 블록 워터 재킷의 형상, 상기 상단 워터 재킷의 형상, 상기 하단 워터 재킷의 형상이 복잡해진다.

전술한 바와 같이 상기 형상들이 복잡해지면, 블록 워터 재킷, 상단 워터 재킷, 하단 워터 재킷을 통과해 흐르는 냉각수의 압력손실이 증가되고, 내연기관 (10) 의 냉각성능이 악화될 수 있다. 이 때문에, 이러한 측면에서, 상단 워터 재킷과 블록 워터 재킷 사이의 차압을 증가시키는 것이 불가능하다.

더구나, 전동 물 펌프로부터 블록 워터 재킷으로 냉각수를 공급할 때, 만약 상기 전동 물 펌프의 토출 용량을 증가시키는 것이 어렵다면, 내연기관의 고속회전 시에 상기 내연기관에 공급되는 냉각수의 총용량이 줄어든다. 그러므로, 보어간 냉각수 통로로 공급되는 냉각수 역시 줄어든다. 전술한 결과에 따르면, 실린더 보어들 사이의 냉각성능이 악화된다.

일단 실린더 보어들 사이의 냉각성능이 악화되면, 실린더 블록의 온도가 높게 되고, 상기 실린더 블록의 강도는 감소되며, 그와 동시에, 헤드 가스켓의 내구성이 악화되어, 상기 실린더 블록과 실린더 헤드 사이의 밀봉성능이 저하된다. 이에 더하여, 피스톤 (15) 을 윤활시키는 윤활유의 온도가 높게 되고, 점성이 감소되어, 상기 피스톤 (15) 의 윤활 성능이 저하될 수 있다.

이와 반대로, 본 실시예의 내연기관 (10) 에는, 실린더 보어들 (14) 에 공급되는 냉각수를 공급하는 블록 워터 재킷 (16) 그리고 실린더 보어들 사이 부분 (27) 에 냉각수를 공급하는 보어간 냉각수 통로 (28) 를 가지는 실린더 블록 (11), 및 상기 블록 워터 재킷 (16) 으로부터 냉각수가 공급되는 메인 워터 재킷들 (23) 그리고 메인 워터 재킷들 (23) 로부터 독립적으로 형성되고 상기 보어간 냉각수 통로 (28) 로부터 냉각수가 공급되는 보조 워터 재킷 (24) 을 가지는 실린더 헤드 (12) 가 형성된다.

또한, 내연기관 (10) 에는 메인 워터 재킷들 (23) 로부터 유출된 냉각수를 라디에이터 (30) 로 유도하는 배관부 (30a), 보조 워터 재킷 (24) 으로부터 유출된 냉각수를 상기 라디에이터 (30) 의 하류측으로 유도하는 보조 배관 (35) 이 형성된다.

그러므로, 메인 워터 재킷들 (23) 으로부터 유출된 냉각수는 라디에이터 (30) 의 튜브의 저항을 받고, 보조 워터 재킷 (24) 으로부터 유출된 냉각수는 라디에이터 (30) 의 튜브의 저항을 받지 않는다.

따라서, 보조 워터 재킷 (24) 을 통과해 흐르는 냉각수의 유동 저항을 메인 워터 재킷들 (23) 을 통과해 흐르는 냉각수의 유동 저항보다 작게 저감할 수 있고, 블록 워터 재킷 (16) 과 상기 보조 워터 재킷 (24) 사이의 차압을 상기 블록 워터 재킷 (16) 과 상기 메인 워터 재킷들 (23) 사이의 차압보다 더 크도록 증가시킬 수 있다.

즉, 본 실시예에 따른 내연기관 (10) 에서, 보어간 냉각수 통로 (28) 로부터 유출된 냉각수의 유동저항을 줄이는데 기여하는 보조 워터 재킷 (24) 이 내연기관 (10) 안에 형성됨에 따라, 상류측 (실린더 블록 (11)) 과 상기 보어간 냉각수 통로 (28) 의 하류측 (실린더 헤드 (12)) 사이의 차압을 상기 보어간 냉각수 통로 (28) 가 메인 워터 재킷들 (23) 과 연통되는 경우보다 증가시킬 수 있다.

그 결과로, 보어간 냉각수 통로 (28) 를 통과해 흐르는 냉각수의 유속을 증가시킬 수 있고 이를 통해 상기 보어간 냉각수 통로 (28) 를 통과해 흐르는 냉각수의 유량을 증가시킬 수 있고, 그것에 의해 고온이 되는 실린더 보어들 사이 부분 (27) 의 냉각성능을 향상시킬 수 있다.

지금까지 언급 한 바와 같이, 본 실시예에 따른 내연기관 (10) 에서는, 실린더 보어들 사이 부분 (27) 의 냉각성능을 향상시키는 것이 가능하기 때문에, 실린더 블록 (11) 의 강도 저하를 방지할 수 있고, 헤드 가스켓 (13) 의 내구성 저하로 인한 상기 실린더 블록 (11) 과 실린더 헤드 (12) 사이의 밀봉성능 저하를 또한 방지할 수 있다. 게다가, 피스톤 (15) 을 윤활시키는 윤활유의 온도 증가를 억제함으로써 윤활유의 점성 감소를 방지하여, 상기 피스톤 (15) 의 윤활성능 저하를 방지할 수 있다.

더욱이, 본 실시예에 따른 내연기관 (10) 에서는, 메인 워터 재킷들 (23) 은 연소실 (17) 에 인접하여 형성되는 하단 워터 재킷 (26), 그리고 상기 하단 워터 재킷 (26) 과 연통하여 상기 하단 워터 재킷 (26) 의 상방에 형성된 상단 워터 재킷 (25) 으로 구성되고, 그리고 배관부 (33a) 는 상단 워터 재킷 (25) 으로부터 유출된 냉각수를 라디에이터 (30) 로 유도하는 것으로 구성된다.

그렇기 때문에, 상단 워터 재킷 (25) 의 유로 면적을 하단 워터 재킷 (26) 의 유로 면적보다 더 작게 줄임으로써, 하단 워터 재킷 (26) 을 통과해 흐르는 냉각수의 유속을 증가시키는 것이 가능해진다. 이로써, 고온이 되는 연소실 (17) 에 인접한 실린더 헤드 (12) 부분을 적극적으로 냉각시키는 것이 가능해지고, 상기 실린더 헤드 (12) 의 냉각성능을 향상시킬 수 있다.

본 실시예에 따른 내연기관 (10) 에서는, 보조 배관 (35) 의 하류측 단부가 온도조절장치 (32) 의 상류측에서 메인 배관 (33) 의 배관부 (33b) 와 연결되어 있음에도 불구하고, 도 5 에서 나타내는 바와 같이, 상기 보조 배관 (35) 의 하류측 단부가 상기 온도조절장치 (32) 의 하류측의 상기 메인 배관 (33) 과 연결될 수 있다.

그렇게 함으로써, 보조 워터 재킷 (24) 로부터 유출된 냉각수를 라디에이터 (30) 와 온도조절장치 (32) 를 피하면서 메인 배관 (33) 으로 유도할 수 있고, 이를 통해, 보조 워터 재킷 (24) 을 통과해 흐르는 냉각수의 유동 저항을 더욱 더 감소시킬 수 있으며, 블록 워터 재킷 (16) 과 보조 워터 재킷 (24) 사이의 차압을 상기 블록 워터 재킷 (16) 과 메인 워터 재킷들 (23) 사이의 차압보다 효과적으로 더 크게 증가시키는 것이 가능해진다.

게다가, 도 6 에서 보는 바와 같이, 히터 코어 (41) 를 가지는 히터 배관 (42) 을 메인 배관 (33) 의 배관부 (33a) 와 온도조절장치 (32) 의 하류측의 상기 메인 배관 (33) 사이에 배치하여 보조 배관 (35) 의 하류측 단부를 상기 히터 배관 (42) 과 연결시킬 수 있다.

이러한 구조로, 보조 워터 재킷 (24) 로부터 유출된 냉각수를 라디에이터 (30) 를 피하면서 메인 배관 (33) 으로 공급할 수 있다. 본 실시예에 따른 내연기관 (10) 에서는, 메인 워터 재킷들 (23) 이 상단 워터 재킷 (25) 과 하단 워터 재킷 (26) 으로 구성되지만, 상기 메인 워터 재킷은 대체로 동일한 높이에 배열된 다수의 워터 재킷들로도 구성될 수 있다. 메인 워터 재킷의 개수는 한개일 수도 있다.

지금까지 언급한 바와 같이, 본 발명에 따른 내연기관 (10) 은, 보어간 냉각수 통로를 통과해 흐르는 냉각수의 유량을 증가시키는 효과를 가지고, 실린더 보어들 사이의 냉각성능을 향상시키며, 다수의 독립적인 냉각수 통로들을 가지는 실린더 헤드를 갖는 내연기관 등으로써 유용하다.

Claims (3)

1. 다수의 실린더 보어들 (14) 에 냉각수를 공급하도록 구성된 블록 냉각수 통로 (16) 및 실린더 보어들 사이에 형성되는 보어간 냉각수 통로 (28) 로서, 상기 실린더 보어들 (14) 의 사이에 냉각수를 공급하도록 구성된 상기 보어간 냉각수 통로를 갖는 실린더 블록 (11),
   상기 블록 냉각수 통로 (16) 로부터 냉각수가 공급되는 제 1 냉각수 통로 (23), 및 제 2 냉각수 통로 (24) 로서, 상기 제 2 냉각수 통로는 상기 제 1 냉각수 통로 (23) 와 독립적으로 형성되고, 그리고 상기 보어간 냉각수 통로 (28) 로부터 제 2 냉각수 통로로 냉각수가 공급되도록 구성된 상기 제 2 냉각수 통로를 갖는 실린더 헤드 (12),
   열교환기,
   상기 제 1 냉각수 통로 (23) 로부터 유출되는 냉각수를 상기 열교환기로 유도하도록 구성된 제 1 냉각수 도입부 (33a), 및
   상기 제 2 냉각수 통로 (24) 로부터 유출되는 냉각수를 상기 열교환기의 하류측으로 유도하도록 구성된 제 2 냉각수 도입부 (35) 를 포함하는, 내연기관.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 냉각수 통로 (23) 는 상기 실린더 보어들 (14) 의 상부들과 상기 실린더 헤드 (12) 의 하부로 규정된 연소실 (17) 에 인접하여 형성되는 하단 냉각수 통로 (26) 및 상기 하단 냉각수 통로 (26) 와 연통하고 상기 하단 냉각수 통로 (26) 의 상방에 형성된 상단 냉각수 통로 (25) 를 포함하고,
   상기 제 1 냉각수 도입부 (33a) 는 상기 상단 냉각수 통로 (25) 와 상기 하단 냉각수 통로 (26) 로부터 유출된 냉각수를 상기 열교환기로 유도하도록 구성된, 내연기관.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 열교환기는 냉각수가 통과해 흐르는 튜브를 가지는 라디에이터 (30) 이고, 상기 열교환기는 냉매와 상기 냉각수 간에 열을 교환하도록 구성된, 내연기관.

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