KR101846630B1 - 블록인서트 및 이를 포함하는 차량 엔진의 실린더 구조 - Google Patents

블록인서트 및 이를 포함하는 차량 엔진의 실린더 구조 Download PDF

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KR101846630B1 KR1020150173023A KR20150173023A KR101846630B1 KR 101846630 B1 KR101846630 B1 KR 101846630B1 KR 1020150173023 A KR1020150173023 A KR 1020150173023A KR 20150173023 A KR20150173023 A KR 20150173023A KR 101846630 B1 KR101846630 B1 KR 101846630B1
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Abstract

본 발명은 블록인서트 및 이를 포함하는 차량 엔진의 실린더 구조에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 사이아미즈부의 온도와 연소시 피스톤 탑링부의 과도한 온도상승을 방지할 수 있다. 이에 따라, 저중속 고부하 영역에서 노킹 특성을 강화할 수 있다. 또한, 실린더블록의 온도를 높게 제어하여 연비를 향상시키면서도, 실린더블록의 내구성을 증대시킬 수 있다.

Description

블록인서트 및 이를 포함하는 차량 엔진의 실린더 구조{BLOCK INSERT AND CYLINDER STRUCTURE OF VEHICLE ENGINE INCLUDING THE SAME}
본 발명은 블록인서트 및 이를 포함하는 차량 엔진의 실린더 구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 사이아미즈부의 온도와 연소시 피스톤 탑링부의 과도한 온도상승을 방지할 수 있는 블록인서트 및 이를 포함하는 차량 엔진의 실린더 구조에 관한 것이다.
종래의 엔진은 실린더헤드와 실린더 블록의 냉각수가 엔진 입구 혹은 엔진 출구에 위치한 1개의 냉각수 온도 조절 기구에 의해 냉각수의 온도가 조절된다. 이로 인하여 실린더헤드와 실린더 블록은 거의 유사한 냉각수 온도를 유지한다. 그러나 최근 연비와 성능향상을 위해 실린더헤드와 실린더블록의 냉각수를 별개로 조절하는 가변분리냉각 기술이 개발되고 있다.
엔진 마찰저항 중 가장 높은 비율을 차지하는 마찰손실로는 피스톤 마찰이 있다. 이를 방지하기 위해서 블록 실린더 벽면의 온도를 높이게 되면 피스톤 마찰 손실 감소로 연비가 향상된다. 반면에 실린더의 온도를 높이기 위해서 전체 엔진 온도를 높이면 노킹 등의 연소 안정성이 문제가 된다. 그렇기에 실린더 블록의 온도는 높게 유지하되, 연소실 헤드부의 온도를 낮추기 위한 방법으로 헤드와 실린더 블록의 냉각수를 각기 제어하는 가변 분리냉각을 구현하면, 연비향상을 이루되 연소안정성을 확보할 수 있는 것이다. 즉, 엔진 운전 영역에서 중속 이하 중부하 이하에서 블록은 냉각수 유량을 차단하여 온도를 높게 유지하고, 헤드 측은 기존과 동등 혹은 약간의 온도 저감을 실현하되, 고속 고부하 운전시에는 블록측 냉각수 유량을 늘려 실린더 온도를 낮추는 것이다.
이러한 가변분리냉각 기술을 적용하기 위해서는 실린더헤드측과 실린더블록의 냉각수를 분리하는 구조를 만들어야 하며, 일반적으로 헤드가스켓의 물구멍을 삭제하여 구현한다. 그러나 이를 위해서는 실린더 블록 전체의 온도를 높여야 하며, 이런 경우 사이아미즈부의 온도와 연소시 피스톤 탑링부의 온도가 과도하게 상승하므로, 저중속 고부하 영역에서는 노킹 특성이 악화되고, 블록 온도 상향에 제약이 발생하게 되어 연비가 저하되고, 내구성이 악화되는 문제점이 있었다.
등록특허공보 제10-1327002호 (2013.11.01)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 사이아미즈부에 냉각수가 흐르는 냉각홀을 형성하고, 상기 냉각홀 내부를 흐르는 냉각수의 유속을 증대시켜 상기 냉각홀 내부를 통과하는 유량을 증대시키는 블록인서트 및 이를 포함하는 차량 엔진의 실린더 구조를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 차량 엔진의 실린더 구조는 실린더블록(100)의 일측면에 형성되며 워터펌프로부터 냉각수가 유입되는 블록냉각수 입구(110) 및 상기 실린더블록(100)의 후면에 형성되며 냉각수가 유출되는 블록냉각수 출구(120)를 구비하는 상기 실린더블록(100); 상기 실린더블록(100) 내부에 배치되며, 복수 개의 실린더보어가 형성된 실린더(200); 상기 실린더블록(100)의 내주면과 상기 실린더(200)의 외주면 사이에 형성되어 냉각수가 유동하는 워터자켓(300); 및 상기 워터자켓(300)의 하부에 삽입되어, 상기 냉각수의 유동을 유도하는 블록인서트(400);를 포함하는 차량 엔진의 실린더 구조에 있어서, 상기 워터자켓(300)은 상기 블록냉각수 입구(110)로부터 상기 블록냉각수 출구(120)까지의 유로 중 짧은 유로인 제 1 냉각수 유로(310) 및 상기 블록냉각수 입구(110)로부터 상기 블록냉각수 출구(120)까지의 유로 중 긴 유로인 제 2 냉각수 유로(320)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 차량 엔진의 실린더 구조는 상기 제 2 냉각수 유로(320)로부터 상기 제 1 냉각수 유로(310)를 향해, 상기 실린더(200)의 사이아미즈 부(SIAMESE PORTION, 210)를 관통하도록 형성된 냉각홀(220);을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 냉각홀(220)은 상기 제 2 냉각수 유로(320) 측에 형성된 냉각홀 입구(221)가 상기 제 1 냉각수 유로(310) 측에 형성된 냉각홀 출구(222)보다 높게 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 블록인서트(400)는 상기 사이아미즈 부(SIAMESE PORTION, 210)에 내측면이 접하도록 형성된, 복수 개의 유동저항부(410); 상기 유동저항부(410)의 상면에서 상방으로 돌출형성되어, 워터자켓(300) 내부의 냉각수의 유속을 증대시키고, 상기 냉각수의 유동을 냉각홀(220) 측으로 유도하는 인서트 지지부(420); 및 상기 복수 개의 유동저항부(410)의 사이에 배치되어, 상기 복수 개의 유동저항부(410)를 서로 연결하는 브리지(430);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 인서트 지지부(420)의 외측면(421)은 상기 유동저항부(410)의 외측면(411)으로부터 상방으로 연장된 면이고, 상기 인서트 지지부(420)의 내측면(422)은 곡률반지름이 R인 원통형상의 외주면인 것을 특징으로 한다.
상기 인서트 지지부(420)의 내측면(422)의 곡률반지름(R)은 상기 인서트 지지부(420)의 내측면(422)과 상기 유동저항부(410)의 내측면(412) 사이의 최소 폭(
Figure 112015119361438-pat00001
)이, 상기 인서트 지지부(420)의 내측면(422)과 상기 유동저항부(410)의 외측면(411)의 접점(A)에서의 유로의 폭(
Figure 112015119361438-pat00002
)의 50% 이하가 되도록 하는 값인 것을 특징으로 한다.
상기 인서트 지지부(420)의 내측면(422)의 곡률반지름(R)의 중심점(O)은 상기 유동저항부(410)의 내측면(412)의 중심점(C)과 상기 인서트 지지부(420)의 외측면(421)의 중심점(D)을 연결한 선 위에 존재하고, 상기 최소 폭(
Figure 112015119361438-pat00003
)에 대해 수직한 중심선이 상기 유동저항부(410)의 내측면(412)의 중심점(C)을 향하도록 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기 유동저항부(410)는 내측면(412)의 중심점(C)을 기준으로, 상기 내측면(412)의 좌측 상단에 유동개선홈(413)이 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 유동개선홈(413)은 상기 유동저항부(410)의 내측면(412)의 곡률과 동일한 곡률로, 상기 유동저항부(410)의 내측면(412)의 중심점(C)으로부터 상기 최소 폭(
Figure 112015119361438-pat00004
)까지 가공되는 것을 특징으로 한다.
상기 유동개선홈(413)의 높이는 상기 유동저항부(410)의 상면으로부터, 냉각홀(220)의 출구(222)까지의 높이로 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 블록인서트(400)는 상기 사이아미즈 부(SIAMESE PORTION, 210)에 내측면이 접하도록 형성된, 복수 개의 유동저항부(410); 상기 유동저항부(410)의 상면에서 상방으로 돌출형성되어, 워터자켓(300) 내부의 냉각수의 유속을 증대시키고, 상기 냉각수의 유동을 냉각홀(220) 측으로 유도하는 인서트 지지부(420); 및 상기 복수 개의 유동저항부(410)의 사이에 배치되어, 상기 복수 개의 유동저항부(410)를 서로 연결하는 브리지(430);를 포함한다.
상기 인서트 지지부(420)의 외측면(421)은 상기 유동저항부(410)의 외측면(411)으로부터 상방으로 연장된 면이고, 상기 인서트 지지부(420)의 내측면(422)은 곡률반지름이 R인 원통형상의 외주면인 것을 특징으로 한다.
상기 인서트 지지부(420)의 내측면(422)의 곡률반지름(R)은 상기 인서트 지지부(420)의 내측면(422)과 상기 유동저항부(410)의 내측면(412) 사이의 최소 폭(
Figure 112015119361438-pat00005
)이, 상기 인서트 지지부(420)의 내측면(422)과 상기 유동저항부(410)의 외측면(411)의 접점(A)에서의 유로의 폭(
Figure 112015119361438-pat00006
)의 50% 이하가 되도록 하는 값인 것을 특징으로 한다.
상기 인서트 지지부(420)의 내측면(422)의 곡률반지름(R)의 중심점(O)은 상기 유동저항부(410)의 내측면(412)의 중심점(C)과 상기 인서트 지지부(420)의 외측면(421)의 중심점(D)을 연결한 선 위에 존재하고, 상기 최소 폭(
Figure 112015119361438-pat00007
)에 대해 수직한 중심선이 상기 유동저항부(410)의 내측면(412)의 중심점(C)을 향하도록 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기 유동저항부(410)는 내측면(412)의 중심점(C)을 기준으로, 상기 내측면(412)의 좌측 상단에 유동개선홈(413)이 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 유동개선홈(413)은 상기 유동저항부(410)의 내측면(412)의 곡률과 동일한 곡률로, 상기 유동저항부(410)의 내측면(412)의 중심점(C)으로부터 상기 최소 폭(
Figure 112015119361438-pat00008
)까지 가공되는 것을 특징으로 한다.
상기 유동개선홈(413)의 높이는 상기 유동저항부(410)의 상면으로부터, 냉각홀(220)의 출구(222)까지의 높이로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따르면, 사이아미즈부의 온도와 연소시 피스톤 탑링부의 과도한 온도상승을 방지할 수 있다.
이에 따라, 저중속 고부하 영역에서 노킹 특성을 강화할 수 있다.
또한, 실린더블록의 온도를 높게 제어하여 연비를 향상시키면서도, 실린더블록의 내구성을 증대시킬 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 차량 엔진의 실린더 구조의 평면도.
도 3은 도 1의 b의 확대도.
도 4는 도 3의 a-a 단면도.
도 5는 본 발명에서 제 2 냉각수유로의 냉각수 유동을 설명하는 도면.
도 6은 본 발명에서 냉각홀의 냉각수 유동을 설명하는 도면.
도 7은 본 발명에 따른 블록인서트의 배치도.
도 8은 본 발명에 따른 블록인서트의 정면도.
도 9 및 도 10은 본 발명에 따른 블록인서트의 평면확대도.
도 11은 본 발명에 따른 블록인서트의 배면도.
본 명세서 및 청구범위에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 차량 엔진의 실린더 구조의 평면도이다. 도 3은 도 1의 b의 확대도이고, 도 4는 도 3의 a-a 단면도이다. 도 5는 본 발명에서 제 2 냉각수유로의 냉각수 유동을 설명하는 도면이고, 도 6은 본 발명에서 냉각홀의 냉각수 유동을 설명하는 도면이다. 도 1 내지 도 6을 참조할 때, 본 발명에 따른 차량 엔진의 실린더 구조는 실린더블록(100), 실린더(200), 워터자켓(300), 블록인서트(400)를 포함한다. (도 1 참조)
실린더블록(100)은 엔진의 골격을 이루는 부품으로써, 상기 실린더(200), 상기 워터자켓(300), 상기 블록인서트(400) 등이 내부에 배치된다. 또한, 상기 실린더블록(100)에는 블록냉각수 입구(110) 및 블록 냉각수 출구(120)가 형성된다. 블록냉각수 입구(110)는 상기 실린더블록(100)의 일측면에 형성되며, 워터펌프로부터 냉각수가 유입되는 지점이다. 또한, 블록냉각수 출구(120)는 상기 실린더블록(100)의 후면에 형성되며 냉각수가 유출되는 지점이다. (도 2 참조)
실린더(200)는 상기 실린더블록(100) 내부에 배치되며, 복수 개의 실린더보어가 형성되어 있다. 상기 실린더(200) 내부에서 피스톤이 왕복운동을 하여, 차량의 동력을 생산하는 것이다. 또한, 상기 실린더보어 사이에 사이아미즈 부(SIAMESE PORTION, 210)가 형성되며, 상기 사이아미즈 부(SIAMESE PORTION, 210)를 관통하도록 냉각홀(220)이 형성된다. (도 3 및 도 4 참조)
워터자켓(300)은 상기 실린더블록(100)의 내주면과 상기 실린더(200)의 외주면 사이에 형성되어 냉각수가 유동하는 통로 역할을 한다. 상기 워터자켓(300)은 상기 블록냉각수 입구(110)로부터 상기 블록냉각수 출구(120)까지의 유로 중 짧은 유로인 제 1 냉각수 유로(310) 및 상기 블록냉각수 입구(110)로부터 상기 블록냉각수 출구(120)까지의 유로 중 긴 유로인 제 2 냉각수 유로(320)를 포함한다. 즉, 실린더블록(100) 내부를 흐르는 냉각수는 워터펌프에서 블록냉각수 입구(110)로 공급된 이후, 제 1 냉각수 유로(310) 및 제 2 냉각수 유로(320)로 나뉘어 흐르게 된다. 이후, 블록냉각수 출구(120)에서 만나 엔진 밖으로 배출된다. 이때, 유로의 길이 차이에 의해, 제 2 냉각수 유로(320) 내부를 흐르는 냉각수 유량이 제 1 냉각수 유로 내부의 냉각수 유량보다 많다. 따라서, 사이아미즈 부(SIAMESE PORTION, 210)를 관통하도록 냉각홀(220)이 형성되면, 냉각홀(220) 내부의 냉각수의 유동방향은 제 2 냉각수 유로(320)에서 제 1 냉각수 유로(310)를 향하게 된다. (도 2 및 도 4 참조)
따라서, 상기 냉각홀(220) 내부를 흐르는 냉각수의 유속 및 유량을 증대시키기 위해, 냉각홀(220)은 상기 제 2 냉각수 유로(320)로부터 상기 제 1 냉각수 유로(310)를 향해, 상기 실린더(200)의 사이아미즈 부(SIAMESE PORTION, 210)를 관통하도록 형성된다. 또한, 상기 냉각홀(220)은 상기 제 2 냉각수 유로(320) 측에 형성된 냉각홀 입구(221)가 상기 제 1 냉각수 유로(310) 측에 형성된 냉각홀 출구(222)보다 높게 형성된다. (도 5 및 도 6 참조)
블록인서트(400)는 상기 워터자켓(300)의 하부에 삽입되어, 상기 냉각수의 유동을 유도하는 역할을 한다. 블록인서트(400)에 대한 상세한 설명은 후술하도록 한다.
도 7은 본 발명에 따른 블록인서트의 배치도이고, 도 8은 본 발명에 따른 블록인서트의 정면도이며, 도 11은 본 발명에 따른 블록인서트의 배면도이다. 도 7, 도 8 및 도 11을 참조할 때, 본 발명에 따른 블록인서트는 유동저항부(410), 인서트 지지부(420), 브리지(430)를 포함한다.
유동저항부(410)는 상기 사이아미즈 부(SIAMESE PORTION, 210)에 내측면이 접하도록 형성되며, 복수 개가 형성될 수 있다. 예를 들어 도 8에서와 같이 3개의 유동저항부(410)가 형성될 수도 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 엔진의 기통 수에 따라 달리 형성될 수도 있다.
인서트 지지부(420)는 상기 유동저항부(410)의 상면에서 상방으로 돌출형성된다. 인서트 지지부(420)는 블록인서트(400)가 워터자켓(300) 내부에서 이동하지 않도록 블록인서트(400)를 지지하는 역할을 한다. 이와 동시에, 워터자켓(300) 내부의 유로의 폭을 좁혀, 워터자켓(300) 내부의 냉각수의 유속을 증대시키고, 상기 냉각수의 유동을 냉각홀(220) 측으로 유도하는 역할을 한다. 이에 따라, 냉각홀(220) 내부를 통과하는 냉각수의 유속 및 유량을 증대시키는 것이다. 이를 위한, 인서트 지지부(420)의 상세한 구조에 대해서는 후술하기로 한다.
브리지(430)는 상기 복수 개의 유동저항부(410)의 사이에 배치되어, 상기 복수 개의 유동저항부(410)를 서로 연결하는 역할을 한다.
도 9는 본 발명에 따른 블록인서트의 평면확대도이다. 도 9를 참조할 때, 상기 인서트 지지부(420)의 외측면(421)은 상기 유동저항부(410)의 외측면(411)으로부터 상방으로 연장된 면이고, 상기 인서트 지지부(420)의 내측면(422)은 곡률반지름이 R인 원통형상의 외주면인 것을 특징으로 한다. 즉, 외측면(421)은 실린더블록(100)의 내주면과 접하도록, 상기 유동저항부(410)의 외측면(411)으로부터 수직한 면으로 형성된다. 또한, 내측면(421)은 워터자켓(300) 내부를 흐르는 냉각수에 가해지는 저항을 최소화하여 냉각수의 유속을 증대시키도록 곡률반지름이 R인 원통형상의 외주면으로 형성되는 것이다.
또한, 상기 인서트 지지부(420)의 내측면(422)의 곡률반지름(R)은 상기 인서트 지지부(420)의 내측면(422)과 상기 유동저항부(410)의 내측면(412) 사이의 최소 폭(
Figure 112015119361438-pat00009
)이, 상기 인서트 지지부(420)의 내측면(422)과 상기 유동저항부(410)의 외측면(411)의 접점(A)에서의 유로의 폭(
Figure 112015119361438-pat00010
)의 50% 이하가 되도록 하는 값인 것을 특징으로 한다. 이는 워터자켓(300) 내부의 유로의 폭을 좁혀, 냉각수의 유속을 증대시키기 위함이다.
상기 인서트 지지부(420)의 내측면(422)의 곡률반지름(R)의 중심점(O)은 상기 유동저항부(410)의 내측면(412)의 중심점(C)과 상기 인서트 지지부(420)의 외측면(421)의 중심점(D)을 연결한 선 위에 존재하고, 상기 최소 폭(
Figure 112015119361438-pat00011
)에 대해 수직한 중심선이 상기 유동저항부(410)의 내측면(412)의 중심점(C)을 향하도록 배치되는 것을 특징으로 한다. 이는, 인서트 지지부(420)에 의해 좁혀진 유로를 통과한 냉각수의 유동방향이 상기한 냉각홀(220)의 입구(221)를 향하도록 하기 위함이다. 이에 따라, 냉각홀(220)을 통과하는 냉각수의 유량 및 유속이 증대되는 것이다.
도 10 역시 본 발명에 따른 블록인서트의 평면확대도이다. 도 10을 참조할 때, 상기 유동저항부(410)는 내측면(412)의 중심점(C)을 기준으로, 상기 내측면(412)의 좌측 상단에 유동개선홈(413)이 형성된 것을 특징으로 한다. 즉, 냉각홀(220)을 통과하는 냉각수의 유량 및 유속을 증대시키기 위해서, 도 4에 도시된 것과 같이, 냉각홀(220)은 상기 제 2 냉각수 유로(320)로부터 상기 제 1 냉각수 유로(310)를 향해, 상기 제 2 냉각수 유로(320) 측에 형성된 냉각홀 입구(221)가 상기 제 1 냉각수 유로(310) 측에 형성된 냉각홀 출구(222)보다 높도록 형성된다. 그런데 냉각홀 출구(222)와 마주하는 블록인서트(400)의 유동저항부(410)가 저항으로 작용하여, 냉각홀(220) 내부의 냉각수의 유량 및 유속을 저하시킬 우려가 있다. 따라서, 상기와 같이 냉각홀 출구(222)와 마주하는 블록인서트(400)의 유동저항부(410)에 유동개선홈(413)을 형성하여, 이를 방지하는 것이다. 이하, 유동개선홈(413)에 대해 상세히 설명한다.
상기 유동개선홈(413)은 상기 유동저항부(410)의 내측면(412)의 곡률과 동일한 곡률로, 상기 유동저항부(410)의 내측면(412)의 중심점(C)으로부터 상기 최소 폭(
Figure 112015119361438-pat00012
)까지 가공되는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 유동개선홈(413)의 높이는 상기 유동저항부(410)의 상면으로부터, 냉각홀(220)의 출구(222)까지의 높이로 형성되는 것을 특징으로 한다.
즉, 도 10을 참조할 때, 상기 유동저항부(410)의 내측면(412)의 곡률과 동일한 곡률을 가지고, 상기 유동저항부(410)의 내측면(412)의 곡률의 중심점(O`)으로부터 상기 유동저항부(410)의 내측면(412)의 중심점(C)까지의 길이를 곡률 반지름(R`)으로 하는 가상의 원호를 형성할 때, 상기 유동개선홈(413)은 상기 가상의 원호 상의 상기 중심점(C)으로부터 상기 최소 폭(
Figure 112015119361438-pat00013
)까지 가공되는 것이다. 단, 반드시 가공에 한정되는 것은 아니고, 상기 유동개선홈(413)이 상기와 같은 영역을 갖도록 다른 방법으로 형성될 수도 있다.
또한, 상기 유동개선홈(413)의 높이는 상기 유동저항부(410)의 상면으로부터, 냉각홀(220)의 출구(222)까지의 높이로 형성함으로써, 상기 유동저항부(410)가 냉각홀 출구(222)에서 배출되는 냉각수 유동에 대해 저항으로 작용하는 것을 방지하는 것이다.
앞서 살펴본 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자(이하 '당업자'라 한다)가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하는 바람직한 실시 예일 뿐, 전술한 실시 예 및 첨부한 도면에 한정되는 것은 아니므로 이로 인해 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 당업자에게 있어 명백할 것이며, 당업자에 의해 용이하게 변경 가능한 부분도 본 발명의 권리범위에 포함됨은 자명하다.
100 실린더블록
110 블록냉각수 입구
120 블록냉각수 출구
200 실린더
210 사이아미즈 부
220 냉각홀
221 냉각홀입구
222 냉각홀출구
300 워터자켓
310 제 1 냉각수유로
320 제 2 냉각수유로
400 블록인서트
410 유동저항부
411 유동저항부의 외측면
412 유동저항부의 내측면
413 유동개선홈
420 인서트 지지부
421 인서트 지지부의 외측면
422 인서트 지지부의 내측면
430 브리지

Claims (17)

  1. 실린더블록(100)의 일측면에 형성되며 워터펌프로부터 냉각수가 유입되는 블록냉각수 입구(110) 및 상기 실린더블록(100)의 후면에 형성되며 냉각수가 유출되는 블록냉각수 출구(120)를 구비하는 상기 실린더블록(100);
    상기 실린더블록(100) 내부에 배치되며, 복수 개의 실린더보어가 형성된 실린더(200);
    상기 실린더블록(100)의 내주면과 상기 실린더(200)의 외주면 사이에 형성되어 냉각수가 유동하는 워터자켓(300); 및
    상기 워터자켓(300)의 하부에 삽입되어, 상기 냉각수의 유동을 유도하는 블록인서트(400);
    를 포함하는 차량 엔진의 실린더 구조에 있어서,
    상기 워터자켓(300)은 상기 블록냉각수 입구(110)로부터 상기 블록냉각수 출구(120)까지의 유로 중 짧은 유로인 제 1 냉각수 유로(310) 및 상기 블록냉각수 입구(110)로부터 상기 블록냉각수 출구(120)까지의 유로 중 긴 유로인 제 2 냉각수 유로(320)를 포함하고,
    상기 제 2 냉각수 유로(320)로부터 상기 제 1 냉각수 유로(310)를 향해, 상기 실린더(200)의 사이아미즈 부(SIAMESE PORTION, 210)를 관통하도록 형성된 냉각홀(220)을 포함하며,
    상기 블록인서트(400)는
    상기 사이아미즈 부(SIAMESE PORTION, 210)에 내측면이 접하도록 형성된, 복수 개의 유동저항부(410);
    상기 유동저항부(410)의 상면에서 상방으로 돌출형성되어, 워터자켓(300) 내부의 냉각수의 유속을 증대시키고, 상기 냉각수의 유동을 냉각홀(220) 측으로 유도하는 인서트 지지부(420); 및
    상기 복수 개의 유동저항부(410)의 사이에 배치되어, 상기 복수 개의 유동저항부(410)를 서로 연결하는 브리지(430);를 포함하되,
    상기 유동저항부(410)는 내측면(412)의 중심점(C)을 기준으로, 상기 내측면(412)의 좌측 상단에 유동개선홈(413)이 형성된 것을 특징으로 하는 차량 엔진의 실린더 구조.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 냉각홀(220)은 상기 제 2 냉각수 유로(320) 측에 형성된 냉각홀 입구(221)가 상기 제 1 냉각수 유로(310) 측에 형성된 냉각홀 출구(222)보다 높게 형성된 것을 특징으로 하는 차량 엔진의 실린더 구조.
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 인서트 지지부(420)의 외측면(421)은 상기 유동저항부(410)의 외측면(411)으로부터 상방으로 연장된 면이고, 상기 인서트 지지부(420)의 내측면(422)은 곡률반지름이 R인 원통형상의 외주면인 것을 특징으로 하는 차량 엔진의 실린더 구조.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 인서트 지지부(420)의 내측면(422)의 곡률반지름(R)은 상기 인서트 지지부(420)의 내측면(422)과 상기 유동저항부(410)의 내측면(412) 사이의 최소 폭(
    Figure 112015119361438-pat00014
    )이, 상기 인서트 지지부(420)의 내측면(422)과 상기 유동저항부(410)의 외측면(411)의 접점(A)에서의 유로의 폭(
    Figure 112015119361438-pat00015
    )의 50% 이하가 되도록 하는 값인 것을 특징으로 하는 차량 엔진의 실린더 구조.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 인서트 지지부(420)의 내측면(422)의 곡률반지름(R)의 중심점(O)은
    상기 유동저항부(410)의 내측면(412)의 중심점(C)과 상기 인서트 지지부(420)의 외측면(421)의 중심점(D)을 연결한 선 위에 존재하고,
    상기 최소 폭(
    Figure 112015119361438-pat00016
    )에 대해 수직한 중심선이 상기 유동저항부(410)의 내측면(412)의 중심점(C)을 향하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 차량 엔진의 실린더 구조.
  8. 삭제
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 유동개선홈(413)은
    상기 유동저항부(410)의 내측면(412)의 곡률과 동일한 곡률로,
    상기 유동저항부(410)의 내측면(412)의 중심점(C)으로부터 상기 최소 폭(
    Figure 112017116868417-pat00017
    )까지 가공되는 것을 특징으로 하는 차량 엔진의 실린더 구조.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 유동개선홈(413)의 높이는
    상기 유동저항부(410)의 상면으로부터, 냉각홀(220)의 출구(222)까지의 높이로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량 엔진의 실린더 구조.
  11. 실린더블록(100)과 실린더(200) 사이에 형성된 워터자켓(300)에 장착되는 블록인서트(400)에 있어서,
    사이아미즈 부(SIAMESE PORTION, 210)에 내측면이 접하도록 형성된, 복수 개의 유동저항부(410);
    상기 유동저항부(410)의 상면에서 상방으로 돌출형성되어, 워터자켓(300) 내부의 냉각수의 유속을 증대시키고, 상기 냉각수의 유동을 냉각홀(220) 측으로 유도하는 인서트 지지부(420); 및
    상기 복수 개의 유동저항부(410)의 사이에 배치되어, 상기 복수 개의 유동저항부(410)를 서로 연결하는 브리지(430);
    를 포함하고,
    상기 유동저항부(410)는 내측면(412)의 중심점(C)을 기준으로, 상기 내측면(412)의 좌측 상단에 유동개선홈(413)이 형성된 것을 특징으로 하는 블록인서트.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 인서트 지지부(420)의 외측면(421)은 상기 유동저항부(410)의 외측면(411)으로부터 상방으로 연장된 면이고, 상기 인서트 지지부(420)의 내측면(422)은 곡률반지름이 R인 원통형상의 외주면인 것을 특징으로 하는 블록인서트.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 인서트 지지부(420)의 내측면(422)의 곡률반지름(R)은 상기 인서트 지지부(420)의 내측면(422)과 상기 유동저항부(410)의 내측면(412) 사이의 최소 폭(
    Figure 112015119361438-pat00018
    )이, 상기 인서트 지지부(420)의 내측면(422)과 상기 유동저항부(410)의 외측면(411)의 접점(A)에서의 유로의 폭(
    Figure 112015119361438-pat00019
    )의 50% 이하가 되도록 하는 값인 것을 특징으로 하는 블록인서트.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 인서트 지지부(420)의 내측면(422)의 곡률반지름(R)의 중심점(O)은
    상기 유동저항부(410)의 내측면(412)의 중심점(C)과 상기 인서트 지지부(420)의 외측면(421)의 중심점(D)을 연결한 선 위에 존재하고,
    상기 최소 폭(
    Figure 112015119361438-pat00020
    )에 대해 수직한 중심선이 상기 유동저항부(410)의 내측면(412)의 중심점(C)을 향하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 블록인서트.
  15. 삭제
  16. 제 14항에 있어서,
    상기 유동개선홈(413)은
    상기 유동저항부(410)의 내측면(412)의 곡률과 동일한 곡률로,
    상기 유동저항부(410)의 내측면(412)의 중심점(C)으로부터 상기 최소 폭(
    Figure 112017116868417-pat00021
    )까지 가공되는 것을 특징으로 하는 블록인서트.
  17. 제 11항에 있어서,
    상기 유동개선홈(413)의 높이는
    상기 유동저항부(410)의 상면으로부터, 냉각홀(220)의 출구(222)까지의 높이로 형성되는 것을 특징으로 하는 블록인서트.
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CN201610804518.XA CN106837583B (zh) 2015-12-07 2016-09-05 缸体插入件以及包括缸体插入件的车辆发动机的汽缸结构
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6781112B2 (ja) * 2017-06-30 2020-11-04 株式会社クボタ 立形直列多気筒エンジン
DE102017216694B4 (de) * 2017-09-20 2022-02-03 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verbrennungsmotorgehäuse mit Zylinderkühlung
KR102359941B1 (ko) 2017-09-21 2022-02-07 현대자동차 주식회사 엔진 냉각 시스템
US10920711B2 (en) 2018-06-26 2021-02-16 Ford Global Technologies, Llc Flow-directing water jacket diverter
US10781769B2 (en) * 2018-12-10 2020-09-22 GM Global Technology Operations LLC Method of manufacturing an engine block

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015190351A (ja) * 2014-03-27 2015-11-02 ダイハツ工業株式会社 多気筒内燃機関

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06241111A (ja) 1993-02-18 1994-08-30 Nissan Motor Co Ltd 水冷式内燃機関のシリンダブロック
JP3077452B2 (ja) * 1993-06-07 2000-08-14 トヨタ自動車株式会社 内燃機関のシリンダブロック
KR0173023B1 (ko) 1995-12-12 1999-03-20 장용균 케이스용 기재 쉬트 및 그 제조 방법
JPH10196449A (ja) 1997-01-08 1998-07-28 Toyota Autom Loom Works Ltd 内燃機関のシリンダブロック
KR100482120B1 (ko) * 2002-10-04 2005-04-14 현대자동차주식회사 실린더 헤드의 워터 자켓
US6883471B1 (en) 2003-12-09 2005-04-26 Brunswick Corporation Vortex enhanced cooling for an internal combustion engine
JP4279714B2 (ja) 2004-03-31 2009-06-17 トヨタ自動車株式会社 シリンダブロックの冷却構造
JP4411335B2 (ja) * 2007-05-16 2010-02-10 本田技研工業株式会社 水冷式内燃機関のウォータジャケット構造
US8689744B2 (en) * 2008-08-04 2014-04-08 Hyundai Motor Company Cooling device and insert for water jacket of internal combustion engine
KR101144517B1 (ko) * 2008-08-04 2012-05-11 기아자동차주식회사 내연기관의 냉각장치 및 워터재킷용 인서트
JP2012007479A (ja) * 2010-06-22 2012-01-12 Nichias Corp シリンダボア壁の保温部材、内燃機関及び自動車
KR101601061B1 (ko) 2010-12-01 2016-03-08 현대자동차 주식회사 인서트를 구비한 엔진
JP2012237272A (ja) 2011-05-13 2012-12-06 Honda Motor Co Ltd 内燃機関のウオータジャケット用スペーサ
CN102953858B (zh) * 2011-08-17 2014-09-17 比亚迪股份有限公司 一种发动机冷却水套及发动机
KR101327002B1 (ko) 2011-11-15 2013-11-13 기아자동차주식회사 실린더 블록의 냉각 강화 구조
DE102013201362A1 (de) 2013-01-29 2014-07-31 Ford Global Technologies, Llc Kühlmittelkreislauf mit in Reihe geschalteten Kopf- und Blockkühlmittelmantel
US9140176B2 (en) * 2013-01-29 2015-09-22 Ford Global Technologies, Llc Coolant circuit with head and block coolant jackets connected in series
CN203374371U (zh) * 2013-07-23 2014-01-01 重庆长安汽车股份有限公司 一种发动机冷却水套流量分配调节装置
JP5830134B2 (ja) 2014-05-29 2015-12-09 ニチアス株式会社 シリンダボア壁の過冷却防止部材及び内燃機関

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015190351A (ja) * 2014-03-27 2015-11-02 ダイハツ工業株式会社 多気筒内燃機関

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