KR101776756B1 - 워터자켓을 갖는 엔진 - Google Patents

워터자켓을 갖는 엔진 Download PDF

Info

Publication number
KR101776756B1
KR101776756B1 KR1020160031656A KR20160031656A KR101776756B1 KR 101776756 B1 KR101776756 B1 KR 101776756B1 KR 1020160031656 A KR1020160031656 A KR 1020160031656A KR 20160031656 A KR20160031656 A KR 20160031656A KR 101776756 B1 KR101776756 B1 KR 101776756B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
water jacket
block
block water
cylinder
exhaust
Prior art date
Application number
KR1020160031656A
Other languages
English (en)
Inventor
이재웅
Original Assignee
현대자동차 주식회사
기아자동차 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대자동차 주식회사, 기아자동차 주식회사 filed Critical 현대자동차 주식회사
Priority to KR1020160031656A priority Critical patent/KR101776756B1/ko
Priority to US15/334,498 priority patent/US10030571B2/en
Priority to EP16195728.7A priority patent/EP3219971B1/en
Priority to CN201610990246.7A priority patent/CN107201963B/zh
Application granted granted Critical
Publication of KR101776756B1 publication Critical patent/KR101776756B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/02—Cylinders; Cylinder heads  having cooling means
    • F02F1/10—Cylinders; Cylinder heads  having cooling means for liquid cooling
    • F02F1/14—Cylinders with means for directing, guiding or distributing liquid stream
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P3/00—Liquid cooling
    • F01P3/02—Arrangements for cooling cylinders or cylinder heads
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P5/00—Pumping cooling-air or liquid coolants
    • F01P5/10—Pumping liquid coolant; Arrangements of coolant pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P5/00—Pumping cooling-air or liquid coolants
    • F01P5/10—Pumping liquid coolant; Arrangements of coolant pumps
    • F01P5/12—Pump-driving arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P7/00—Controlling of coolant flow
    • F01P7/14—Controlling of coolant flow the coolant being liquid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/004—Cylinder liners
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24—Cylinder heads
    • F02F1/26—Cylinder heads having cooling means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24—Cylinder heads
    • F02F1/26—Cylinder heads having cooling means
    • F02F1/36—Cylinder heads having cooling means for liquid cooling
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24—Cylinder heads
    • F02F1/26—Cylinder heads having cooling means
    • F02F1/36—Cylinder heads having cooling means for liquid cooling
    • F02F1/40—Cylinder heads having cooling means for liquid cooling cylinder heads with means for directing, guiding, or distributing liquid stream 
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P3/00—Liquid cooling
    • F01P3/02—Arrangements for cooling cylinders or cylinder heads
    • F01P2003/021—Cooling cylinders
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P3/00—Liquid cooling
    • F01P3/02—Arrangements for cooling cylinders or cylinder heads
    • F01P2003/024—Cooling cylinder heads
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P3/00—Liquid cooling
    • F01P3/02—Arrangements for cooling cylinders or cylinder heads
    • F01P2003/027—Cooling cylinders and cylinder heads in parallel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P3/00—Liquid cooling
    • F01P3/02—Arrangements for cooling cylinders or cylinder heads
    • F01P2003/028—Cooling cylinders and cylinder heads in series
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P7/00—Controlling of coolant flow
    • F01P7/14—Controlling of coolant flow the coolant being liquid
    • F01P2007/146—Controlling of coolant flow the coolant being liquid using valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2060/00—Cooling circuits using auxiliaries
    • F01P2060/04—Lubricant cooler
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2060/00—Cooling circuits using auxiliaries
    • F01P2060/16—Outlet manifold
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/02—Cylinders; Cylinder heads  having cooling means
    • F02F1/10—Cylinders; Cylinder heads  having cooling means for liquid cooling
    • F02F1/16—Cylinder liners of wet type

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 워터자켓을 갖는 엔진은, 연소실을 형성하는 실린더라이너가 일단부에 타단부 방향으로 배열되고, 상기 실린더라이너들 주변에 블럭워터자켓이 형성된 실린더블럭, 상기 실린더블럭의 상부에 체결되고, 제1 연결통로를 통해서 상기 블럭워터자켓의 배기측으로부터 냉각수를 공급받고, 제2 연결통로를 통해서 상기 블럭워터자켓의 흡기측으로 냉각수를 배출하는 헤드워터자켓이 형성된 실린더헤드, 및 상기 블럭워터자켓에 삽입되고, 상기 블럭워터자켓을 상하로 나누는 상하 분리날개가 형성되고, 상기 상하 분리날개에서 하부로 연장되는 레그가 형성되고, 상기 블럭워터자켓의 상부를 배기측과 흡기측으로 나누도록 상기 상하 분리날개에서 상부로 유동방지돌기가 형성되는 인서트를 포함할 수 있다.

Description

워터자켓을 갖는 엔진{ENGINE HAVING WATER JACKET}
본 발명은 내연기관에 대한 것으로, 블럭워터자켓을 상하로 분리하고, 상기 블럭워터자켓의 상부를 흐르는 냉각수가 헤드워터자켓의 배기측에서 흡기측으로 흘러서 크로스플로우를 형성하는 워터자켓을 갖는 엔진에 관한 것이다.
일반적으로, 수냉식 엔진에서는, 워터펌프로부터 실린더블럭 내의 워터자켓 및 실린더헤드 내의 워터자켓에 냉각수를 압송함으로써 엔진을 냉각하고 있다.
워터펌프는 실린더블럭에 설치되기 때문에, 워터펌프로부터 압송되는 냉각수는 우선, 실린더블럭 내의 워터자켓에 공급되어 상기 워터자켓으로부터 실린더헤드의 워터자켓에 냉각수를 유도한다.
그리고, 실린더헤드는 연소실을 형성하는 관계로 고온이 되기 쉽고, 배기포트 주변에 있어서는 연소가스의 유통에 의해 특히 고온이 된다. 거기서, 실린더블럭의 워터자켓으로부터 실린더헤드의 각 배기포트 주변에 냉각수통로를 설치해 배기포트 주변의 냉각성능을 향상시킨다.
최근에는 실린더헤드와 실린더블럭의 워터자켓을 헤드워터자켓과 블럭워터자켓으로 각각 분리하고, 이들로 공급되는 냉각수를 각각 제어하여 냉각수의 냉각효율을 향상시키고, 온도를 다르게 제어함으로써 연료소모를 줄이는 구조가 소개되었다.
아울러, 실린더헤드에 형성된 헤드워터자켓을 흐르는 냉각수는 배기측에서 흡기측으로 흐르는 구조(cross flow)를 통해서 배기포트측(배기측)의 고온부를 보다 적극적으로 냉각시키는 구조를 실현하고 있으며, 저온상태에서는 실린더블럭에 형성된 블럭워터자켓으로는 냉각수의 흐름을 차단하여 연료소모를 줄이고 냉각효율을 향상시키는 구조가 소개되었다.
이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
대한민국 공개특허 10-2009-0102191
본 발명의 목적은 블럭워터자켓을 상하로 분리하고, 상부 블럭워터자켓으로 공급된 냉각수는 헤드워터자켓으로 공급되고, 헤드워터자켓을 흐르는 냉각수는 배기측에서 흡기측으로 크로스플로우(cross flow)를 수행하여 냉각효율을 향상시키는 워터자켓을 갖는 엔진을 제공하는 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 워터자켓을 갖는 엔진은, 연소실을 형성하는 실린더라이너가 일단부에 타단부 방향으로 배열되고, 상기 실린더라이너들 주변에 블럭워터자켓이 형성된 실린더블럭, 상기 실린더블럭의 상부에 체결되고, 제1 연결통로를 통해서 상기 블럭워터자켓의 배기측으로부터 냉각수를 공급받고, 제2 연결통로를 통해서 상기 블럭워터자켓의 흡기측으로 냉각수를 배출하는 헤드워터자켓이 형성된 실린더헤드, 및 상기 블럭워터자켓에 삽입되고, 상기 블럭워터자켓을 상하로 나누는 상하 분리날개가 형성되고, 상기 상하 분리날개에서 하부로 연장되는 레그(leg)가 형성되고, 상기 블럭워터자켓의 상부를 배기측과 흡기측으로 나누도록 상기 상하 분리날개에서 상부로 유동방지돌기가 형성되는 인서트를 포함할 수 있다.
상기 상하 분리날개를 기준으로 하부에 형성된 상기 블럭워터자켓의 배기측 하부 일단부로 냉각수를 펌핑하도록 상기 실린더블럭에 체결되는 워터펌프를 더 포함하고, 상기 상하 분리날개의 배기측에는 상하로 통하는 상측 개방부가 형성될 수 있다.
상기 워터펌프에 의해서 펌핑되어 상기 블럭워터자켓의 배기측 하부 일단부로 공급된 냉각수는 상기 상측 개방부를 통해서 상기 블럭워터자켓의 배기측 상부로 공급될 수 있다.
상기 블럭워터자켓의 배기측 상부로 공급된 냉각수는 상기 제1 연결통로를 통해서 상기 헤드워터자켓의 배기측에서 흡기측으로 흐르고, 상기 제2 연결통로를 통해서 상기 블럭워터자켓의 흡기측 상부측으로 순환될 수 있다.
상기 실린더블럭의 타단부에 배치되는 워터 컨트롤밸브를 더 포함하고, 상기 워터 컨트롤밸브는, 상기 레그와 대응하는 상기 블럭워터자켓의 하부를 흐르고, 상기 블럭워터자켓에서 배출되는 냉각수를 제어하고, 상기 블럭워터자켓의 배기측 상부, 상기 제1 연결통로, 상기 헤드워터자켓, 상기 제2 연결통로, 및 상기 블럭워터자켓의 흡기측 상부를 순차적으로 흐르고, 배출되는 냉각수를 제어할 수 있다.
상기 레그는 상기 블럭워터자켓의 하부를 외측과 내측으로 분리하도록 상기 블럭워터자켓의 하부 공간의 중심부에 배치될 수 있다.
상기 레그에는 상기 블럭워터자켓의 하부에서 외측과 내측을 연결하는 사이드 개방부가 형성될 수 있다.
상기 사이드 개방부와 상기 상측 개방부는 서로 연결되어 하나로 형성될 수 있다.
상기 인서트는 배기측에 형성되는 배기측 인서트, 및 상기 배기측 인서트와 대응하여 흡기측에 형성되는 흡기측 인서트를 포함할 수 있다.
상기 상측 개방부는 상기 배기측 인서트의 일단부에 형성될 수 있다.
상기 유동방지돌기는 상기 흡기측 인서트의 양단부에 형성될 수 있다.
상기 배기측 인서트의 타단부와 상기 흡기측 인서트의 타단부 사이에 설정된 갭에 형성되어 상하이동통로를 형성하고, 상기 블럭워터자켓의 배기측 하부로 공급된 냉각수는 상기 레그를 따라서 이동하고, 상기 상하이동통로를 통해서 상부로 이동하여 상기 워터 컨트롤밸브로 순환될 수 있다.
상기 배기측 인서트와 상기 흡기측 인서트에는 상기 실린더라이너 사이에 대응하는 위치에 상부로 연장되는 가이드돌기가 형성될 수 있다.
상기 가이드돌기는 상기 실린더라이너와 먼 방향에 배치되어, 상기 블럭워터자켓 상부를 흐르는 냉각수가 상기 실린더라이너 사이의 안쪽으로 흐르도록 할 수 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따라서, 블럭워터자켓에 삽입되는 인서트의 구조를 통해서 블럭워터자켓을 상하로 분리하고, 상기 블럭워터자켓의 하부를 흐르는 냉각수는 실린더블럭의 하부를 냉각하고, 상기 블럭워터자켓의 배기측 상부를 흐르는 냉각수는 헤드냉각수자켓의 배기측에서 흡기측으로 흘러서 별도의 워터자켓 없이 헤드워터자켓에서 배기측에서 흡기측으로 크로스플로우를 실현할 수 있다.
아울러, 실린더블럭의 블럭워터자켓의 상부가 헤드워터자켓으로 공급됨으로써, 블럭워터자켓의 상부의 온도를 저감시켜 노킹특성을 개선할 수 있고, 성능과 연비를 향상시킬 수 있다.
또한, 블럭워터자켓과 헤드워터자켓을 분리하여 냉각하기 위한 별도의 워터챔버가 불필요하기 때문에 중량을 감소시키고 연비를 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 엔진의 실린더블럭의 워터자켓에 배치되는 인서트의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 워터자켓을 갖는 엔진의 수직방향 단면을 보여주는 개략적인 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 워터자켓을 갖는 엔진의 수평방향 단면을 보여주는 개략적인 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
단, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.
단, 본 발명의 실시 예를 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하여 설명한다.
하기의 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성의 명칭이 동일하여 이를 구분하기 위한 것으로, 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.
실린더블럭에는 일단부에서 타단부 방향으로 피스톤이 배치되는 실린더라이너가 설정된 간격을 두고 배열되고, 상기 실린더라이너 주변에 블럭워터자켓이 형성된다. 이러한 구조는 대한민국 공개특허 10-2009-0102191, 아래 도 1, 2, 및 3을 참조한다.
본 발명의 실시예에 따른 인서트(100, 140)는 상기 블럭워터자켓(250)에 삽입되어, 상기 블럭워터자켓(250)을 상하로 나누고, 냉각수의 흐름을 제어하는 구조를 가지며, 상세한 구조는 도 1을 참조한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 엔진의 실린더블럭의 워터자켓에 배치되는 인서트의 사시도이다.
도 1을 참조하면, 상기 인서트(100, 140)는 실린더블럭(205)의 블럭워터자켓(250)에 삽입되고, 상기 인서트(100, 140)는 배기측에 삽입되는 배기측 인서트(100)와 흡기측에 삽입되는 흡기측 인서트(140)를 포함한다.
상기 배기측 인서트(100)와 상기 흡기측 인서트(140)의 상단부에는 상기 블럭워터자켓(250)을 상부와 하부로 나누는 상하 분리날개(125)가 형성되고, 상기 상하 분리날개(125)의 하부로 레그(120, leg)가 연장되어 형성된다.
상기 배기측 인서트(100)에서 상기 상하 분리날개(125)에는 상하로 통하는 상측 개방부(115)가 형성되고, 상기 레그(120)에는 측면방향으로 개방된 사이드 개방부(105)가 형성된다. 상기 상측 개방부와 상기 사이드 개방부는 서로 연결되어 하나로 형성될 수 있다.
워터펌프(110)는 상기 실린더블럭(205)의 배기측 일단부 측면에 배치되어, 상기 레그(120)의 외측으로 냉각수를 펌핑하고, 펌핑된 냉각수는 상기 사이드 개방부(105)를 통해서 상기 레그(120)의 내측으로 공급된다.
따라서, 냉각수는 상기 레그(120)의 외측면과 안쪽면을 따라서 상기 블럭워터자켓의 하부 일단부에서 타단부로 흐르면서 상기 실린더블럭(205)의 하부측을 냉각시킨다.
아울러, 상기 레그(120)의 일단부 외측면으로 펌핑된 냉각수의 일부는 상기 상측 개방부(115)를 통해서 상기 상하 분리날개(125)의 상부측으로 이동한다.
그리고, 상기 상하 분리날개(125)의 상부측으로 이동한 냉각수는 상기 블럭워터자켓(250)의 상부를 흐르면서, 상기 실린더블럭(205)의 배기측 상부를 냉각시키고, 상기 실린더블럭(205)의 상부에 체결된 실린더헤드(220)의 헤드워터자켓(225)으로 순환된다.
좀 더 상세하게 설명하면, 상기 배기측 인서트(100)에서 상기 상하 분리날개(125)의 타단부에는 제3 유동 방지돌기(155)가 상부측으로 형성되고, 상기 흡기측 인서트(140)에서 상기 상하 분리날개(125)의 일단부와 타단부에는 각각 제1 유동 방지돌기(130)와 제2 유동 방지돌기(145)가 상부측으로 형성된다.
상기 상측 개방부(115)를 통해서 상기 블럭워터자켓(250)의 배기측 상부(240)로 유입된 냉각수는 상기 제1 유동 방지돌기(130) 측과 상기 제3 유동 방지돌기(155) 측으로 흐르면서 상기 실린더블럭(205)의 배기측 상부를 냉각시킨다.
그리고, 상기 제1 유동 방지돌기(130)와 상기 제3 유동 방지돌기(155)에 의해서 냉각수는 상부에 배치되는 상기 실린더헤드(220)의 헤드워터자켓(225)의 배기측으로 공급된다.
여기서, 상기 실린더헤드(220)의 헤드워터자켓(225)의 배기측으로 공급된 냉각수는 상기 헤드워터자켓(225)의 배기측에서 흡기측으로 흘러서 크로스플로우(cross flow)를 형성하는 구조를 갖는다.
본 발명의 실시예에서, 상기 헤드워터자켓(225)의 배기측에서 흡기측으로 흐른 냉각수는 제2 연결통로(215)(도 2참조)를 통해서 상기 블럭워터자켓(250)의 흡기측 상부(210)로 하강한다.
그리고, 상기 블럭워터자켓(250)의 흡기측 상부(210)로 하강한 냉각수는 일단부에서 타단부 측으로 흘러서 상기 제2 유동 방지돌기(145)에 도달하고, 상기 제2 유동 방지돌기(145)를 따라서 상부측으로 흘러서 워터 컨트롤밸브(150)에 도달한다.
아울러, 상기 배기측 인서트(100)와 상기 흡기측 인서트(140)의 상기 레그(120)의 안쪽과 바깥쪽을 흐르는 블럭 냉각수는 상기 제2 유동 방지돌기(145)와 상기 제3 유동 방지돌기(155) 사이의 상하이동통로(300)(도 2참조)를 통해서 상부로 이동하고, 상기 워터 컨트롤밸브(150)에 도달한다.
도 1을 다시 참조하면, 상기 상하 분리날개(125)에는 설정된 위치에 가이드돌기(135)가 상부측으로 설정거리 연장된다. 상기 가이드돌기(135)는 실린더라이너(200) 사이에 각각 배치되는데, 냉각수가 상기 실린더라이너(200)의 오목한 안쪽 부분으로 흐르도록 상기 상하 분리날개(125)의 상부면에서 외측에 형성된다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 워터자켓을 갖는 엔진의 수직방향 단면을 보여주는 개략적인 단면도이다.
도 2를 참조하면, 엔진은 실린더블럭(205), 실린더헤드(220), 워터 컨트롤밸브(150), 및 인서트(100, 140)를 포함하고, 상기 인서트(100, 140)는 레그(120)와 상하 분리날개(125)를 포함한다.
상기 실린더블럭(205)에는 실린더라이너(200) 주변에 블럭워터자켓(250)이 형성되고, 상기 실린더헤드(220)에는 배기측과 흡기측을 따라서 헤드워터자켓(225)이 형성된다.
아울러, 상기 헤드워터자켓(225)의 배기측과 상기 블럭워터자켓(250)의 배기측 상부(240)를 연결하는 제1 연결통로(235)와 상기 헤드워터자켓(225)의 흡기측과 상기 블럭워터자켓의 흡기측 상부(210)를 연결하는 제2 연결통로(215)가 형성된다.
상기 블럭워터자켓(250)은 상기 인서트(100, 140)의 상기 레그(120)를 중심으로 외측(255)과 내측(257)으로 구분되고, 상기 워터펌프(110)에 의해서 펌핑되는 냉각수는 상기 블럭워터자켓(250)의 배기측 외측(255)으로 공급된다.
상기 블럭워터자켓(250)의 배기측 외측(255)으로 공급된 냉각수는 상기 레그(120)의 상기 사이드 개방부(105)를 통해서 상기 블럭워터자켓(250)의 내측(257)으로 공급되고, 상기 레그(120)와 대응하는 상기 블럭워터자켓(250)의 하부 전체를 냉각시킨다.
아울러, 상기 블럭워터자켓(250)의 배기측 외측(255)으로 공급된 냉각수는 상기 상하 분리날개(125)에 형성된 상기 상측 개방부(115)를 통해서 상기 블럭워터자켓(250)의 배기측 상부(240), 상기 제1 연결통로(235), 상기 헤드워터자켓(225)의 배기측, 상기 헤드워터자켓(225)의 흡기측, 및 상기 제2 연결통로(215)를 통해서 상기 블럭워터자켓(250)의 흡기측 상부(210)로 순환된다.
본 발명의 실시예에서, 상기 인서트(100, 140)의 상기 상하 분리날개(125)에 의해서 상기 블럭워터자켓(250)은 상부와 하부로 나뉘고, 상기 블럭워터자켓(250)의 상부는 연소실과 대응하고, 상기 블럭워터자켓(250)의 하부는 상기 레그(120)와 대응한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 워터자켓을 갖는 엔진의 수평방향 단면을 보여주는 개략적인 단면도이다.
도 3을 참조하면, 상기 워터펌프(110)에 의해서 펌핑되는 냉각수는 상기 레그(120)와 대응하는 상기 블럭워터자켓(250)의 하부를 순환하고, 일부는 상기 상측 개방부(115)를 통해서 상기 블럭워터자켓(250)의 배기측 상부(240)로 이동한다.
상기 블럭워터자켓(250)의 배기측 상부(240)로 이동한 냉각수는 상기 흡기측 인서트(140)의 일단부에 형성된 상기 제1 유동 방지돌기(130)와 상기 배기측 인서트(100)의 타단부에 형성된 상기 제3 유동 방지돌기(155)에 의해서 상기 블럭워터자켓(250)의 흡기측 상부로 이동하지 못하고, 상기 제1 연결통로(235)를 통해서 상기 헤드워터자켓(225)의 배기측으로 순환된다.
상기 헤드워터자켓(225)의 배기측으로 순환되는 냉각수는 상기 헤드워터자켓(225)의 흡기측으로 흘러서, 상기 제2 연결통로(215)를 통해서 상기 블럭워터자켓(250)의 흡기측 상부(210)로 흐른다.
그리고, 상기 블럭워터자켓(250)의 흡기측 상부(210)의 냉각수는 상기 제2 유동 방지돌기(145) 측으로 이동한다.
상기 제2 유동 방지돌기(145) 측으로 이동한 냉각수는 상기 제2 유동 방지돌기(145)에 의해서 가이드되어 상기 워터 컨트롤밸브(150) 측으로 순환된다.
아울러, 상기 블럭워터자켓(250)의 배기측과 흡기측 하부를 순환한 냉각수는 상기 제2 유동 방지돌기(145)와 상기 제3 유동 방지돌기(155) 사이 갭(G)에 의해서 형성되는 상하이동통로(300)를 통해서 상부로 이동하고, 상기 워터 컨트롤밸브(150) 측으로 순환된다.
상기 워터 컨트롤밸브(150)는 상기 블럭워터자켓(250)의 하부와 상기 블럭워터자켓(250)의 상부를 지난 냉각수를 공급받고, 이를 라디에이터, 오일쿨러, 이지알쿨러, 및 히터로 분배한다.
그리고, 상기 워터 컨트롤밸브(150)는 모터드리븐(motor driven) 타입으로 운행조건에 따라서 상기 라디에이터, 상기 오일쿨러, 상기 이지알쿨러, 및 상기 히터로 분배되는 냉각수를 각각 제어하며, 이의 구조에 대해서는 공지기술을 참조한다.
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: 배기측 인서트 140: 흡기측 인서트
105: 사이드 개방부 110: 워터펌프
115: 상측 개방부 120: 레그
125: 상하 분리날개 130: 제1 유동 방지돌기
135: 가이드돌기 145: 제2 유동 방지돌기
150: 워터 컨트롤밸브 155: 제3 유동 방지돌기
200: 실린더라이너 205: 실린더블럭
215: 제2 연결통로 220: 실린더헤드
225: 헤드워터자켓 230: 연소실
235: 제1 연결통로 250: 블럭워터자켓
255: 블럭워터자켓의 외측 257: 블럭워터자켓의 내측
300: 상하이동통로 210: 블럭워터자켓의 흡기측 상부
240: 블럭워터자켓의 배기측 상부

Claims (14)

  1. 연소실을 형성하는 실린더라이너들 주변에 블럭워터자켓(250)이 형성된 실린더블럭(205);
    상기 블럭워터자켓(250)의 흡기측에 삽입되고, 이를 상하로 나누는 상하 분리날개(125)가 형성되고, 상기 상하 분리날개(125)에서 하부로 연장되고, 상기 블럭워터자켓(250)의 하부를 내외측으로 분리하는 레그(120)가 형성되며, 상기 상하 분리날개(125)의 양단부에는 배기측과 흡기측을 나누는 제1,2유동방지돌기(130, 145)가 상부로 연장되어 형성되는 흡기측 인서트(140);
    상기 블럭워터자켓(250)의 배기측에 삽입되고, 이를 상하로 나누는 상하 분리날개(125)가 형성되고, 상기 상하 분리날개(125)에서 하부로 연장되고, 상기 블럭워터자켓(250)의 하부를 내외측으로 분리하는 레그(120)가 형성되며, 상기 상하 분리날개(125)의 타단부에는 배기측과 흡기측을 나누는 제3유동방지돌기(155)가 상부로 연장되어 형성되며, 이의 상기 상하 분리날개의 일측에는 상측 개방부(115)가 형성되는 배기측 인서트(100);
    상기 실린더블럭(205)의 상부에 체결되고, 제1 연결통로(235)를 통해서 상기 블럭워터자켓(250)의 배기측 상부(240)로부터 냉각수를 공급받고, 제2 연결통로(215)를 통해서 상기 블럭워터자켓(250)의 흡기측 상부(210)로 냉각수를 배출하는 헤드워터자켓(225)이 형성된 실린더헤드(20); 및
    상기 상하 분리날개(125)를 기준으로 하부에 형성된 상기 블럭워터자켓(250)의 배기측 하부 일단부로 냉각수를 펌핑하도록 상기 실린더블럭(205)에 체결되는 워터펌프(110); 를 포함하고,
    상기 워터펌프(110)에 의해서 펌핑되어 상기 블럭워터자켓(250)의 배기측 하부 일단부로 공급된 냉각수는 상기 상측 개방부(115)를 통해서 상기 블럭워터자켓(250)의 배기측 상부(240)로 공급되고, 상기 블럭워터자켓(250)의 배기측 상부로 공급된 냉각수는 상기 제1 연결통로(235)를 통해서 상기 헤드워터자켓(225)의 배기측에서 흡기측으로 흐르고, 상기 제2 연결통로(215)를 통해서 상기 블럭워터자켓(250)의 흡기측 상부(210)측으로 순환되며,
    워터 컨트롤 밸브(150)는 상기 레그(120)와 대응하는 상기 블럭워터자켓(250)의 하부를 흘러 상기 블럭워터자켓(250)의 타단에서 배출되는 냉각수와 상기 블럭워터자켓(250)의 배기측 상부, 상기 제1 연결통로(235), 상기 헤드워터자켓(225), 상기 제2 연결통로(215), 및 상기 블럭워터자켓(250)의 흡기측 상부를 순차적으로 흘러 배출되는 냉각수를 각각 제어하도록 상기 실린더블럭(205)의 타단부에 배치되며,
    상기 배기측 인서트(100)와 상기 흡기측 인서트(140)의 각 타단부에는 이들의 레그(120) 사이와 상기 제2,3유동방지돌기(145, 155)사이에 상하방향으로 상하이동통로(300)가 형성되고, 상기 블럭워터자켓(250)의 배기측 하부로 공급된 냉각수는 상기 상하이동통로(300)를 통해서 상부로 이동하여 상기 워터 컨트롤밸브(150)로 순환되는 것을 특징으로 하는 워터자켓을 갖는 엔진.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 레그에는 상기 블럭워터자켓의 하부에서 외측과 내측을 연결하는 사이드 개방부가 형성된 것을 특징으로 하는 워터자켓을 갖는 엔진.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 사이드 개방부와 상기 상측 개방부는 서로 연결되어 하나로 형성된 것을 특징으로 하는 워터자켓을 갖는 엔진.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 제1항에 있어서,
    상기 배기측 인서트와 상기 흡기측 인서트에는 상기 실린더라이너 사이에 대응하는 위치에 상부로 연장되는 가이드돌기가 형성된 것을 특징으로 하는 워터자켓을 갖는 엔진.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 가이드돌기는 상기 실린더라이너와 먼 방향에 배치되어, 상기 블럭워터자켓 상부를 흐르는 냉각수가 상기 실린더라이너 사이의 안쪽으로 흐르도록 하는 것을 특징으로 하는 워터자켓을 갖는 엔진.
KR1020160031656A 2016-03-16 2016-03-16 워터자켓을 갖는 엔진 KR101776756B1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160031656A KR101776756B1 (ko) 2016-03-16 2016-03-16 워터자켓을 갖는 엔진
US15/334,498 US10030571B2 (en) 2016-03-16 2016-10-26 Engine having water jacket
EP16195728.7A EP3219971B1 (en) 2016-03-16 2016-10-26 Engine having water jacket
CN201610990246.7A CN107201963B (zh) 2016-03-16 2016-11-10 具有水套的发动机

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160031656A KR101776756B1 (ko) 2016-03-16 2016-03-16 워터자켓을 갖는 엔진

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101776756B1 true KR101776756B1 (ko) 2017-09-08

Family

ID=57240849

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160031656A KR101776756B1 (ko) 2016-03-16 2016-03-16 워터자켓을 갖는 엔진

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10030571B2 (ko)
EP (1) EP3219971B1 (ko)
KR (1) KR101776756B1 (ko)
CN (1) CN107201963B (ko)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017202154A1 (de) * 2017-02-10 2018-08-16 Ford Global Technologies, Llc Aufgeladene flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine
US11168605B2 (en) * 2019-10-11 2021-11-09 Southwest Research Institute Manufacture of heat transfer jackets
US11149679B2 (en) 2020-02-14 2021-10-19 Caterpillar Inc. Internal combustion engine with top-down cooling
CN112360610B (zh) * 2020-10-13 2021-11-19 潍柴动力股份有限公司 发动机冷却系统及其冷却方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011106398A (ja) 2009-11-19 2011-06-02 Honda Motor Co Ltd 内燃機関の冷却構造
JP2014163224A (ja) * 2013-02-21 2014-09-08 Mazda Motor Corp 多気筒エンジンの冷却構造

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2727124A1 (de) 1977-06-16 1978-12-21 Daimler Benz Ag Einrichtung zur kuehlfluessigkeitsfuehrung im zylinderblock von mehrzylinder-brennkraftmaschinen
DE19640122C1 (de) 1996-09-28 1998-01-29 Audi Ag Zylinderkopf-Kühlungsvorrichtung
SE521785C2 (sv) * 1999-11-12 2003-12-09 Volvo Personvagnar Ab Förbränningsmotor
US7032547B2 (en) * 2004-04-22 2006-04-25 Honda Motor Co., Ltd. Cylinder block cooling arrangement for multi-cylinder internal combustion engine
JP4395002B2 (ja) * 2004-04-27 2010-01-06 トヨタ自動車株式会社 シリンダブロックの冷却構造
JP4845620B2 (ja) * 2006-07-21 2011-12-28 トヨタ自動車株式会社 内燃機関冷却用熱媒体流路区画部材、内燃機関冷却構造及び内燃機関冷却構造形成方法
JP2008128133A (ja) 2006-11-22 2008-06-05 Toyota Motor Corp 内燃機関冷却用熱媒体伝熱調節装置
KR20090040091A (ko) 2007-10-19 2009-04-23 현대자동차주식회사 차량 엔진의 냉각장치
KR101283032B1 (ko) 2007-12-14 2013-07-05 현대자동차주식회사 워터자켓 스페이서
JP5146024B2 (ja) 2008-03-12 2013-02-20 マツダ株式会社 冷却装置
KR20090102191A (ko) 2008-03-25 2009-09-30 현대자동차주식회사 자동차 엔진의 워터자켓
US8601995B2 (en) * 2011-08-03 2013-12-10 Cummins Intellectual Property, Inc. Cylinder liner seal arrangement and method of providing the same
JP6064858B2 (ja) 2013-10-03 2017-01-25 トヨタ自動車株式会社 内燃機関
JP6056741B2 (ja) * 2013-12-05 2017-01-11 マツダ株式会社 多気筒エンジンの冷却装置
JP6098561B2 (ja) * 2014-03-28 2017-03-22 マツダ株式会社 エンジンの冷却構造
JP6176188B2 (ja) * 2014-05-30 2017-08-09 マツダ株式会社 多気筒エンジンの冷却構造

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011106398A (ja) 2009-11-19 2011-06-02 Honda Motor Co Ltd 内燃機関の冷却構造
JP2014163224A (ja) * 2013-02-21 2014-09-08 Mazda Motor Corp 多気筒エンジンの冷却構造

Also Published As

Publication number Publication date
US20170268405A1 (en) 2017-09-21
CN107201963A (zh) 2017-09-26
US10030571B2 (en) 2018-07-24
EP3219971A1 (en) 2017-09-20
EP3219971B1 (en) 2019-02-20
CN107201963B (zh) 2020-10-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101776756B1 (ko) 워터자켓을 갖는 엔진
KR101936459B1 (ko) 배기측 블럭인서트, 이를 포함하는 실린더블럭 조립체 및 이를 포함하는 엔진 열관리 시스템
KR101703615B1 (ko) 인서트를 구비한 실린더블록 워터자켓 구조
JP6299737B2 (ja) 多気筒エンジンの冷却構造
US7770548B2 (en) Cooling structure of cylinder head
KR101905947B1 (ko) 실린더헤드의 워터재킷 구조 및 그 작동방법
US10612448B2 (en) Cooling structure of multi-cylinder engine
CN101666272A (zh) 内燃机中的油路结构和气缸盖
US20160146150A1 (en) Exhaust manifold-integrated cylinder head with water jacket
CN101082311A (zh) 一种风冷柴油机的气缸盖
KR20170070519A (ko) 실린더 블록용 워터자켓
EP2956654B1 (en) Gasket and system for control of the temperature of an engine
KR101601224B1 (ko) 헤드와 블록을 분리하여 냉각하는 엔진 냉각 시스템
EP3034846A1 (en) Cylinder block
KR100662972B1 (ko) 2개의 서브 챔버가 구비된 왕복장치
US11092109B2 (en) Block insert and cylinder structure of vehicle engine including the same
JP2010014025A (ja) 内燃機関の冷却構造
JP5569370B2 (ja) エンジン
KR102335493B1 (ko) 실린더 헤드용 워터자켓
RU2439355C2 (ru) Двигатель внутреннего сгорания с жидкостным охлаждением
KR100936980B1 (ko) 듀얼 쿨링용 실린더 헤드
JP2019073991A (ja) 多気筒エンジンの冷却構造
JP7110816B2 (ja) 内燃機関
CN102852665A (zh) 一种具有水套的缸盖
KR960010278B1 (ko) 디이젤엔진의 실린더 헤드

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant