KR102506770B1 - 배기매니폴드 일체형 실린더 헤드를 이용한 엔진의 냉각구조 - Google Patents

배기매니폴드 일체형 실린더 헤드를 이용한 엔진의 냉각구조 Download PDF

Info

Publication number
KR102506770B1
KR102506770B1 KR1020180089482A KR20180089482A KR102506770B1 KR 102506770 B1 KR102506770 B1 KR 102506770B1 KR 1020180089482 A KR1020180089482 A KR 1020180089482A KR 20180089482 A KR20180089482 A KR 20180089482A KR 102506770 B1 KR102506770 B1 KR 102506770B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
cylinder head
engine
passage
exhaust port
cooling structure
Prior art date
Application number
KR1020180089482A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20200014069A (ko
Inventor
이병수
Original Assignee
현대자동차주식회사
기아 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 현대자동차주식회사, 기아 주식회사 filed Critical 현대자동차주식회사
Priority to KR1020180089482A priority Critical patent/KR102506770B1/ko
Publication of KR20200014069A publication Critical patent/KR20200014069A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102506770B1 publication Critical patent/KR102506770B1/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 
    • F02F1/24—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
    • 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
    • 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
    • F02F1/42—Shape or arrangement of intake or exhaust channels in 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
    • F01P2003/024—Cooling cylinder heads

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

본 발명은 배기포트 쪽으로도 냉각수가 충분히 공급되도록 하여, 실린더 헤드의 냉각이 최적화되도록 한 배기매니폴드 일체형 실린더 헤드를 이용한 엔진의 냉각구조에 관한 것이다.
본 발명에 따른 배기매니폴드 일체형 실린더 헤드를 이용한 엔진의 냉각구조는, 실린더 블록을 순환한 냉각수를 실린더 헤드로 유동시켜 상기 실린더 블록과 상기 실린더 헤드를 냉각시키는 엔진의 냉각구조에 있어서, 상기 실린더 블록을 냉각시키기 위해 냉각수가 순환되는 블록 워터자켓(10)에는 상기 실린더 헤드의 상부로 냉각수를 직접 공급하는 적어도 하나 이상의 보조유로(11)가 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

배기매니폴드 일체형 실린더 헤드를 이용한 엔진의 냉각구조{COOLING STRUCTURE FOR ENGINE USING EXHAUST MANIFOLD INTEGRATED CYLINDER HEAD}
본 발명은 배기포트 쪽으로도 냉각수가 충분히 공급되도록 하여, 실린더 헤드의 냉각이 최적화되도록 한 배기매니폴드 일체형 실린더 헤드를 이용한 엔진의 냉각구조에 관한 것이다.
차량에 탑재되는 엔진에서는 상기 엔진의 작동으로 인하여, 가열된 엔진을 냉각시키기 위해 통상적으로 냉각수를 순환시켜, 상기 엔진의 각 구성요소를 냉각되도록 함으로써 적정온도를 유지하도록 함과 더불어, 상기 엔진이 최적의 열효율을 발휘하도록 한다.
한편, 상기 엔진으로부터 연소 후 발생된 배기가스가 엔진으로부터 배출되는 배기매니폴드가 실린더 헤드와 일체로 형성된 배기매니폴드 일체형 실린더 헤드에서는 상기 배기가스에 의해 가열된 실린더 헤드를 냉각시키기 위해, 내부에 냉각수가 순환되도록 한다.
즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 배기매니폴드 일체형 실린더 헤드의 내부에 헤드 워터자켓(120)이 형성되어, 냉각수가 상기 헤드 워터자켓(120)의 내부에 형성된 배기포트 유로(127)와 연소실 유로(128)를 순환함으로써, 상기 실린더 헤드가 냉각되도록 한다.
실린더 블록에 형성된 블록 워터자켓(110)을 순환한 냉각수는 상기 헤드 워터자켓(120)에 형성된 냉각수 인렛(121)을 통하여, 상기 헤드 워터자켓(120)으로 유입된다.
상기 헤드 워터자켓(120)에는 각 실린더의 둘레에 일측에 각각 상기 냉각수 인렛(121)이 형성되어 있고, 상기 냉각수 인렛(121)으로 유입된 냉각수는 일부는 상기 헤드 워터자켓(120)에서 배기포트(130)가 형성된 부위 및 그 주변(1도 2에서 A로 표시된 부분)을 냉각수가 순환하도록 형성된 배기포트 유로(127)로 유입되고, 나머지는 상기 헤드 워터자켓(120)에서 상기 연소실(도 2에서 B로 표시된 부분)을 냉각시키도록 형성된 연소실 유로(128)로 유동한다.
상기 헤드 워터자켓(120)에 형성된 배기포트 유로(127)는 각 실린더에 인접하게 형성된 냉각수 인렛(121)으로부터 상방으로 연장되게 형성되면서, 서로 인접한 다른 배기포트 유로(127)와 합기되거나, 상기 실린더 헤드에 형성된 배기포트(130) 주위를 유동하도록 형성되고, 상기 실린더 헤드의 상단까지 냉각수가 유동한 후, 하강하도록 형성된다. 즉, 도 1에 화살표로 도시된 바와 같은 유동을 갖도록 상기 헤드 워터자켓(120)에는 배기포트 유로(127)가 형성된다.
그러나, 실제로는 상기 냉각수 인렛(121)으로 유입된 냉각수는 상기 배기포트 유로(127)의 내부에서 일부만 상승하고, 상승한 냉각수도 그 높이가 그리 높지 않게 된다. 도 2에 도시된 된 바와 같이, 상기 냉각수 인렛(121)으로 유입된 냉각수는 상기 배기포트(130)를 따라 일부는 상승하는 쪽으로 유동하지만, 대부분은 상승하지 못하고, 상기 연소실 유로(128)를 따라 유동한다. 상기 배기포트 유로(127)의 내부로 유입된 냉각수는 압력에 따라 유동하는데, 상기 연소실 유로(128)이 압력이 낮아 의도하는 바(도 1의 화살표)대로 유동하지 못하고, 대부분 연소실 유로(128)로 유동하는 주 유동을 따라 유동한다.
이에 따라, 상기 헤드 워터자켓(120)의 유동은 도 3에 도시된 바와 같이, 대부분의 구역에서 정체되어 있어 냉각수의 유동이 약하고, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 배기포트(130)쪽으로는 유동이 잘 형성되지 실린더 헤드 및 배기포트와 열교환이 되지 않음을 알 수 있다(청색으로 도시된 부분). 이에 따라, 상기 배기매니폴드의 냉각 성능이 저하되는 문제점이 있다.
이와 같이, 배기매니폴드 일체형 실린더 헤드에서 배기매니폴드 쪽의 냉각성능이 저하됨으로써, 상기 실린더 헤드의 온도가 상승하여, 원하는 범위로 유지되지 않고, 이에 따라 상기 실린더 헤드가 열해로 파손되고, 이는 엔진의 내구를 저하시킨다.
한편, 하기의 선행기술문헌에는 '워터자켓을 갖는 배기매니폴드 일체형 실린더 헤드'에 관한 기술이 개시되어 있다.
KR 10-2016-0063147 A
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 실린더 블록으로부터 실린더 헤드로 유입되는 냉각수 중 일부가 상기 실린더 헤드의 배기포트 쪽에 형성된 유로를 순환한 후, 연소실 쪽으로 유동하도록 하여, 실린더 헤드에서 배기포트 쪽의 냉각이 충분히 이루어지도록 한 배기매니폴드 일체형 실린더 헤드를 이용한 엔진의 냉각구조를 제공하는데 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배기매니폴드 일체형 실린더 헤드를 이용한 엔진의 냉각구조는, 실린더 블록을 순환한 냉각수를 실린더 헤드로 유동시켜 상기 실린더 블록과 상기 실린더 헤드를 냉각시키는 엔진의 냉각구조에 있어서, 상기 실린더 블록을 냉각시키기 위해 냉각수가 순환되는 블록 워터자켓에는 상기 실린더 헤드의 상부로 냉각수를 직접 공급하는 적어도 하나 이상의 보조유로가 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 실린더 헤드에는 엔진으로부터 배기가스가 배출되는 배기포트를 감싸는 순환유로가 형성되고, 상기 보조유로는 상기 순환유로로 냉각수를 공급하도록 상기 블록 워터자켓으로부터 분기되게 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 실린더 헤드에는 서로 인접한 배기포트 사이로 냉각수를 유동시키는 배기포트 유로가 형성되고, 상기 보조유로 중 어느 하나는 상기 순환유로와 연통되는 것을 특징으로 한다.
상기 배기포트 유로는 상기 배기포트 유로의 상단이 상기 순환유로의 일측에 연결되는 것을 특징으로 한다.
상기 배기포트 유로의 하단은 상기 보조유로에 연결되고, 상기 배기포트 유로의 상단은 상기 엔진에서 실린더가 배열된 방향을 따라 양측으로 분기된 후 상기 순환유로에 연결되는 것을 특징으로 한다.
상기 순환유로는 최상단이 상기 실린더 헤드의 상부에 위치하도록 상기 실린더 헤드의 상부까지 상승한 후 하강하도록 형성되고, 상기 실린더 블록으로 상기 실린더 헤드로 냉각수를 공급하여 상기 실린더 헤드를 순환하도록 형성된 기본유로에 연결되는 것을 특징으로 한다.
상기 순환유로는 인접한 2개의 실린더 사이에서 상기 블록 워터자켓에 연결되는 것을 특징으로 한다.
상기 배기포트 유로는 2개의 순환유로 사이에서 상기 실린더 블록의 블록 워터자켓에 연결되는 것을 특징으로 한다.
상기 순환유로의 출구는 2개의 기본유로에 연결되는 것을 특징으로 한다.
상기 배기포트 유로의 상단은 상하로 배치된 배기포트 사이에 위치하는 것을 특징으로 한다.
상기 배기포트는 상기 순환유로와 상기 배기포트 유로 사이를 통과하도록 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기 배기포트는 상기 배기포트 유로의 하부를 통과하도록 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기 보조유로는 상기 실린더 블록의 외측으로부터 돌출되게 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 배기매니폴드 일체형 실린더 헤드를 이용한 엔진의 냉각구조에 따르면, 블록 워터자켓에서 일부 냉각수가 직접 헤드 워터자켓의 배기포트가 형성된 부위와 그 주변을 충분히 순환한 후, 연소실쪽으로 유동하므로, 상기 배기포트가 냉각되지 않는 현상을 방지한다.
실린더 헤드에서 배기포트 측을 냉각시킬 수 있으므로, 실린더 헤드가 열해에 의해 손상되는 문제점을 해결할 수 있다.
도 1은 종래기술에 따른 배기매니폴드 일체형 실린더 헤드를 이용한 엔진의 냉각구조를 도시한 사시도.
도 2는 종래기술에 따른 배기매니폴드 일체형 실린더 헤드를 이용한 엔진의 냉각구조에 의해 냉각수가 순환하는 상태를 도시한 단면도.
도 3은 종래기술에 따른 배기매니폴드 일체형 실린더 헤드를 이용한 엔진의 냉각구조에 의해 실린더 블록으로부터 실린더 헤드로 냉각수가 유입되는 부위의 유동을 해석한 도면.
도 4는 종래기술에 따른 배기매니폴드 일체형 실린더 헤드를 이용한 엔진의 냉각구조에 의해 실린더 헤드의 냉각상태를 도시한 도면.
도 5는 본 발명에 따른 배기매니폴드 일체형 실린더 헤드를 이용한 엔진의 냉각구조를 도시한 사시도.
도 6은 본 발명에 따른 배기매니폴드 일체형 실린더 헤드를 이용한 엔진의 냉각구조에 의해 냉각수가 순환하는 상태를 도시한 단면도.
도 7은 도 6의 C부분을 확대 도시한 단면도.
도 8은 본 발명에 따른 배기매니폴드 일체형 실린더 헤드를 이용한 엔진의 냉각구조에 의해 실린더 블록으로부터 실린더 헤드로 냉각수가 유입되는 부위의 유동을 해석한 도면.
도 9는 본 발명에 따른 배기매니폴드 일체형 실린더 헤드를 이용한 엔진의 냉각구조에 의해 실린더 헤드의 냉각상태를 도시한 도면.
이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 배기매니폴드 일체형 실린더 헤드를 이용한 엔진의 냉각구조에 대하여 자세히 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 배기매니폴드 일체형 실린더 헤드를 이용한 엔진의 냉각구조는, 실린더 블록을 순환한 냉각수를 실린더 헤드로 유동시켜 상기 실린더 블록과 상기 실린더 헤드를 냉각시키는 엔진의 냉각구조에서 상기 실린더 블록을 냉각시키기 위해 냉각수가 순환되는 블록 워터자켓(10)에는 상기 실린더 헤드의 상부로 냉각수를 직접 공급하는 적어도 하나 이상의 보조유로(11)가 형성되도록 한다.
실린더 블록과 실린더 헤드에는 각각 내부에 냉각수가 수용된 상태에서 일정한 방향으로 유동할 수 있도록 워터자켓(10)(20)이 형성된다.
냉각수는 상기 실린더 블록을 냉각시키는 블록 워터자켓(10)을 통과한 후, 상기 실린더 헤드를 냉각시키는 헤드 워터자켓(20)으로 유입된다.
도 6에 도시된 바와 같이, 상기 블록 워터자켓(10)을 순환한 냉각수는 헤드 워터자켓(20)으로 유입되어 상기 헤드 워터자켓(20)의 상부로 유동한 후, 상기 헤드 워터자켓(20)을 내려오는 방향으로 유동한 후, 연소실을 냉각시키는 연소실 유로(28)로 유동하거나(A부분 참조, 적색 화살표로 도시된 유동), 상기 블록 워터자켓(10)으로부터 유입된 후 바로 상기 연소실 유로(28)로 유동한다(B부분 참조).
이에 본 발명은 상기 메인유로(24)에 추가적으로 보조유로(11)를 형성하여, 냉각수가 유동되지 않은 영역이 발생하지 않고 상기 헤드 워터자켓(20)의 상부로 원활히 냉각수가 공급되어 도 6의 A부분에서와 같은 순환이 일어나도록 한다.
블록 워터자켓(10)으로부터 헤드 워터자켓(20)으로 냉각수가 유입되는 메인유로 이외에 추가적으로 상기 블록 워터자켓(10)으로부터 상기 헤드 워터자켓(20)에서 냉각수 유입되는 적어도 하나 이상의 보조유로(11)를 형성하여, 상기 헤드 워터자켓(20)에서 냉각수가 유동되지 않은 영역이 발생하지 않도록 한다.
도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 기존에 상기 블록 워터자켓(10)으로부터 상기 헤드 워터자켓(20)으로 냉각수가 유입되는 메인유로와 별도로 헤드 워터자켓(20)에서 배기포트(30)를 냉각시키는 부위로 냉각수가 추가적으로 공급되도록 보조유로(11)가 형성되도록 한다.
상기 보조유로(11)는 상기 실린더 블록의 외측으로부터 돌출된 부위에서 상기 블록 워터자켓(10)으로부터 상기 헤드 워터자켓(20)을 연통시키도록 형성된다. 즉, 상기 블록 워터자켓(10)으로부터 상기 헤드 워터자켓(20)으로 냉각수가 유입되는 통로인 메인유로로부터 분기되는 형태로 상기 보조유로(11)가 형성된다. 상기 보조유로(11)는 메인유로와 달리, 냉각수를 상기 실린더 헤드에서 배기포트(30) 주변으로 직접 공급되도록 함으로써, 상기 실린더 헤드에서 냉각수가 유동하지 않는 영역이 생기지 않도록 함과 더불어, 충분한 유량의 냉각수가 상기 배기포트(30) 주변으로 공급되도록 하여 냉각성능이 향상되도록 한다.
뿐만 아니라, 상기 헤드 워터자켓(20)의 형상도 상기 보조유로(11)로부터 유입된 냉각수가 유동할 수 있도록 형성된다.
상기 헤드 워터자켓(20)에는 상기 블록 워터자켓(10)으로부터 상기 보조유로(11)를 통하여 유입된 냉각수가 상기 실린더 헤드의 상부로 유동하도록 하는 순환유로(26)가 형성된다.
순환유로(26)는 상기 헤드 워터자켓(20)의 하단으로부터 상기 헤드 워터자켓(20)의 상단까지 곧바로 냉각수가 유동되도록 한다. 상기 순환유로는 하단이 상기 블록 워터자켓(10)에 연결되고, 상기 실린더 헤드의 상부를 거쳐 하향되는 형태로 형성된다. 상기 순환유로(26)는 상기 헤드 워터자켓(20)의 하단으로부터 상기 실린더 헤드의 상부까지 곧바로 상승한 후, 하강하는 형태로 형성된다.
이후, 상기 실린더 블록으로 상기 실린더 헤드로 냉각수를 공급하여 상기 실린더 헤드를 순환하도록 형성된 기본유로(25)에 연결된다.
상기 순환유로(26)는 상기 엔진에 형성되는 복수의 배기포트(30) 전체를 감싸는 형태로 형성된다.
또한, 상기 순환유로(26)는 서로 인접한 2개의 실린더 사이에서 상기 블록 워터자켓(10)과 연결될 수 있다. 즉, 서로 인접한 2개의 실린더 사이에 상기 보조유로(11)에 연결되는 제2 냉각수 인렛(22)이 위치하도록 상기 순환유로(26)가 형성될 수 있다.
배기포트 유로(27)는 복수로 형성되는 배기포트(30) 사이를 냉각시키도록 형성된다. 상기 배기포트 유로(27)는 하부가 상기 보조유로(11) 중 어느 하나와 연결되고, 상단은 상기 엔진에서 실린더가 배열된 방향을 따라 양측으로 분기되는 형태를 갖는다. 이에 따라 상기 배기포트 유로(27)는 T자 형태를 갖는다.
상기 배기포트 유로(27)가 T자형태로 형성되고 상기 배기포트 유로(27)가 복수로 형성된 배기포트(30) 사이에 배기되는 바, 상기 배기포트(30)가 상하 2열로 형성된다면, 상부의 배기포트(30)는 상기 순환유로(26)와 상기 배기포트 유로(27) 사이에 위치하고, 하부의 배기포트(30)는 상기 배기포트 유로(27)의 하부에 위치한다. 이와 같이, 상기 2열로 배치된 배기포트(30)에 냉각수가 유동하는 유로, 즉 상기 순환유로(26)와 상기 배기포트 유로(27)가 형성되어 있어서, 상기 배기포트(30)를 효과적으로 냉각시킬 수 있다.
상기 배기포트 유로(27)의 상단은 각각 상기 순환유로(26)의 일측에 연결되어, 상기 배기포트 유로(27)를 통과한 냉각수는 상기 순환유로(26)로 유입된다. 즉, 상기 배기포트 유로(27)의 상단은 상기 순환유로(26)에서 배출되는 부위와 연결되어 상기 기본유로(25)에 연결된다.
상기 헤드 워터자켓(20)에서는 상기 블록 워터자켓(10)으로부터 상기 순환유로(26)와 상기 배기포트 유로(27)로 냉각수가 유입되도록 하는 별도의 냉각수 인렛(22)(23)이 형성된다.
종래의 헤드 워터자켓(20)은 메인유로(도 6에서 W1으로 도시된 부위)로부터 유입되는 냉각수 인렛만 형성되어 있었으나, 본 발명에서는 상기 보조유로(11)로부터 유입된 냉각수가 유입될 수 있는 냉각수 인렛도 형성된다.
즉, 상기 헤드 워터자켓(20)에는 상기 메인유로로부터 상기 헤드 워터자켓(20)으로 냉각수가 유입되는 제1 냉각수 인렛(21)과 상기 보조유로(11)로부터 상기 헤드 워터자켓(20)으로 냉각수가 유입되는 제2 냉각수 인렛(22) 또는 제3 냉각수 인렛(23)이 형성된다.
상기 제1 냉각수 인렛(21)은 각 실린더마다 형성되지만, 상기 제2 냉각수 인렛(22)과 제3 냉각수 인렛(23)은 그보다 작은 수로 형성될 수 있다.
예컨대, 상기 제2 냉각수 인렛(22)는 서로 인접한 2개의 실린더 사이에 형성되고, 상기 제3 냉각수 인렛(23)은 상기 제2 냉각수 인렛(22) 사이에 형성될 수 있다. 4기통 엔진이라면, 상기 제1 냉각수 인렛(21)은 4개가 형성되고, 상기 제2 냉각수 인렛(22)은 2개가 형성되며, 상기 제3 냉각수 인렛(23)은 1개가 형성될 수 있다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 배기매니폴드 일체형 실린더 헤드를 이용한 엔진의 냉각구조에 의해 냉각수가 유동하는 상태를 살펴보면 다음과 같다.
상기 블록 워터자켓(10)를 순환한 냉각수는 상기 메인유로와 상기 보조유로(11)를 통하여 상기 헤드 워터자켓(20)으로 유입되어, W1과 W2의 크게 2가지 유동이 발생한다.
먼저, 상기 메인유로로 유입된 냉각수는 상기 기본유로(25)를 순환한 냉각수와 함께 상기 연소실 유로(28)로 유동한다.
한편, 상기 보조유로(11)로 유입된 냉각수는 일부는 상기 순환유로(26)로 유동하고, 일부는 상기 배기포트 유로(27)로 유동한다. 상기 순환유로(26)로 유동한 냉각수는 상기 헤드 워터자켓(20)의 상단까지 곧바로 유동한 후, 상기 하강하면서 상기 배기포트(30)를 냉각시킨다. 상기 배기포트 유로(27)로 유동한 냉각수는 상기 배기포트 유로(27)의 상단으로 유동하면서 상기 배기포트(30)를 냉각시킨다. 상기 순환유로(26)와 상기 배기포트 유로(27)를 통과한 냉각수는 상기 기본유로(25)를 통하여 상기 헤드 워터자켓(20)의 하부로 유동한 후, 상기 연소실 유로(28)로 유동한다.
도 8과 도 9에는 상기 헤드 워터자켓(20)에서의 냉각수 유동을 측정한 그래프이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 배기포트(30) 쪽으로의 유동이 많아짐을 알 수 있다. 또한, 도 9는 헤드 워터자켓(20)의 정면도에서 온도분포를 도시한 그래프인데, 상기 헤드 워터자켓(20)의 중간부분, 일부는 상부까지 실린더 헤드 및 배기포트와 충분히 열교환하여 온도가 높아진 상태임을 알 수 있다.
이와 같이, 상기 실린더 헤드의 냉각성능이 향상됨에 따라 상기 실린더 헤드, 특히 배기포트가 형성된 부위의 냉각이 원활해지게 됨으로써, 상기 실린더 헤드가 열해에 의해 손상되는 문제점을 해소할 수 있다.
10 : 블록 워터자켓 11 : 보조유로
20 : 헤드 워터자켓 21 : 제1 냉각수 인렛
22 : 제2 냉각수 인렛 23 : 제3 냉각수 인레
24 : 메인유로 25 : 기본 유로
26 : 순환 유로 27 : 배기포트 유로
28 : 연소실부 30 : 배기포트
110 : 블록 워터자켓 120 : 헤드 워터자켓
121 : 냉각수 인렛 125 : 냉각 유로
128 : 연소실부 130 : 배기포트

Claims (13)

  1. 실린더 블록을 순환한 냉각수를 실린더 헤드로 유동시켜 상기 실린더 블록과 상기 실린더 헤드를 냉각시키는 엔진의 냉각구조에 있어서,
    상기 실린더 블록을 냉각시키기 위해 냉각수가 순환되는 블록 워터자켓에는 상기 실린더 헤드의 상부로 냉각수를 직접 공급하는 적어도 하나 이상의 보조유로가 형성되고,
    상기 실린더 헤드에는 엔진으로부터 배기가스가 배출되는 배기포트를 감싸는 순환유로가 형성되고,
    상기 보조유로는 상기 순환유로로 냉각수를 공급하도록 상기 블록 워터자켓으로부터 분기되게 형성되며,
    상기 실린더 헤드에는 서로 인접한 배기포트 사이로 냉각수를 유동시키는 배기포트 유로가 형성되고,
    상기 보조유로 중 어느 하나는 상기 순환유로와 연통되며,
    상기 배기포트 유로의 상단은 상하로 배치된 배기포트 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 배기매니폴드 일체형 실린더 헤드를 이용한 엔진의 냉각구조.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 배기포트 유로는 상기 배기포트 유로의 상단이 상기 순환유로의 일측에 연결되는 것을 특징으로 하는 배기매니폴드 일체형 실린더 헤드를 이용한 엔진의 냉각구조.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 배기포트 유로의 하단은 상기 보조유로에 연결되고,
    상기 배기포트 유로의 상단은 상기 엔진에서 실린더가 배열된 방향을 따라 양측으로 분기된 후 상기 순환유로에 연결되는 것을 특징으로 하는 배기매니폴드 일체형 실린더 헤드를 이용한 엔진의 냉각구조.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 순환유로는 최상단이 상기 실린더 헤드의 상부에 위치하도록 상기 실린더 헤드의 상부까지 상승한 후 하강하도록 형성되고,
    상기 실린더 블록으로 상기 실린더 헤드로 냉각수를 공급하여 상기 실린더 헤드를 순환하도록 형성된 기본유로에 연결되는 것을 특징으로 하는 배기매니폴드 일체형 실린더 헤드를 이용한 엔진의 냉각구조.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 순환유로는 인접한 2개의 실린더 사이에서 상기 블록 워터자켓에 연결되는 것을 특징으로 하는 배기매니폴드 일체형 실린더 헤드를 이용한 엔진의 냉각구조.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 배기포트 유로는 2개의 순환유로 사이에서 상기 실린더 블록의 블록 워터자켓에 연결되는 것을 특징으로 하는 배기매니폴드 일체형 실린더 헤드를 이용한 엔진의 냉각구조.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 순환유로의 출구는 2개의 상기 기본유로에 연결되는 것을 특징으로 하는 배기매니폴드 일체형 실린더 헤드를 이용한 엔진의 냉각구조.
  10. 삭제
  11. 제1항에 있어서,
    상기 배기포트는 상기 순환유로와 상기 배기포트 유로 사이를 통과하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 배기매니폴드 일체형 실린더 헤드를 이용한 엔진의 냉각구조.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 배기포트는 상기 배기포트 유로의 하부를 통과하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 배기매니폴드 일체형 실린더 헤드를 이용한 엔진의 냉각구조.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 보조유로는 상기 실린더 블록의 외측으로부터 돌출되게 형성되는 것을 특징으로 하는 배기매니폴드 일체형 실린더 헤드를 이용한 엔진의 냉각구조.


KR1020180089482A 2018-07-31 2018-07-31 배기매니폴드 일체형 실린더 헤드를 이용한 엔진의 냉각구조 KR102506770B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180089482A KR102506770B1 (ko) 2018-07-31 2018-07-31 배기매니폴드 일체형 실린더 헤드를 이용한 엔진의 냉각구조

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180089482A KR102506770B1 (ko) 2018-07-31 2018-07-31 배기매니폴드 일체형 실린더 헤드를 이용한 엔진의 냉각구조

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200014069A KR20200014069A (ko) 2020-02-10
KR102506770B1 true KR102506770B1 (ko) 2023-03-07

Family

ID=69627336

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180089482A KR102506770B1 (ko) 2018-07-31 2018-07-31 배기매니폴드 일체형 실린더 헤드를 이용한 엔진의 냉각구조

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102506770B1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
CN113236434A (zh) * 2021-04-27 2021-08-10 重庆隆鑫机车有限公司 冷却水套及发动机

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014126014A (ja) 2012-12-27 2014-07-07 Daihatsu Motor Co Ltd 流路
JP2014139421A (ja) * 2013-01-21 2014-07-31 Suzuki Motor Corp シリンダヘッド

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101219693B1 (ko) * 2007-07-16 2013-01-09 현대자동차주식회사 실린더 헤드의 냉각수 라인 구조
KR101955725B1 (ko) * 2011-12-23 2019-03-07 두산인프라코어 주식회사 효율적인 냉각구조를 가지는 엔진장치
KR101637293B1 (ko) 2014-11-26 2016-07-20 현대자동차 주식회사 워터자켓을 갖는 배기매니폴드 일체형 실린더헤드

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014126014A (ja) 2012-12-27 2014-07-07 Daihatsu Motor Co Ltd 流路
JP2014139421A (ja) * 2013-01-21 2014-07-31 Suzuki Motor Corp シリンダヘッド

Also Published As

Publication number Publication date
KR20200014069A (ko) 2020-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6827049B2 (en) Water jacket for cylinder head
JP5595079B2 (ja) シリンダヘッドのウォータジャケット構造
CN110366636B (zh) 用于内燃机的气缸盖
WO2017068732A1 (ja) 水冷式エンジンの冷却構造
KR102506770B1 (ko) 배기매니폴드 일체형 실린더 헤드를 이용한 엔진의 냉각구조
US7152566B2 (en) Cylinder head structure
KR102108929B1 (ko) 실린더헤드의 워터재킷
JP2004116528A (ja) エンジンの冷却システム
KR101755505B1 (ko) 실린더 헤드용 워터자켓
JP5278299B2 (ja) シリンダヘッドの冷却構造
KR20170059498A (ko) 배기매니폴드 및 egr쿨러 일체형 실린더헤드
KR20160057297A (ko) 실린더 블록
KR101316338B1 (ko) 엔진의 냉각수 순환 구조
KR100921127B1 (ko) 냉각수 교차 흐름 타입 2단 워터 자켓 장치
KR102216237B1 (ko) 내연 기관 본체
JP2009275575A (ja) 内燃機関の冷却装置
KR102335493B1 (ko) 실린더 헤드용 워터자켓
JP4170876B2 (ja) シリンダブロックの冷却構造
JP6350584B2 (ja) 多気筒エンジンの冷却構造
JP6057704B2 (ja) 流路
EP4253746A1 (en) Engine and vehicle
CN110446844B (zh) 液冷式内燃机
KR20230041189A (ko) 실린더 헤드
KR100289162B1 (ko) 엔진의 실린더 헤드 냉각구조
JPH0460159A (ja) エンジンのシリンダヘッド

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant