KR19980030617A - 디젤엔진의 피스톤구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 디젤엔진의 피스톤구조에 관한 것으로서, 디젤엔진(E)의 실린더블록(B)에 설치된 피스톤(10)이 알루미늄 합금재로 피스톤헤드(11)와 스커트(17)가 일체로 형성되어 피스톤헤드(11)의 높이(H)가 크게 형성된 것에 있어서, 상기 피스톤헤드(11)를 주철재로 형성시켜 높이(H1)를 작게 형성하고, 피스톤헤드(11)의 하부에는 조립식으로 알루미늄재의 스커트(17)를 체결시킨 것으로 피스톤헤드의 높이를 최소화시킴에 따라 피스톤의 부피를 줄일 수 있게 하고, 내구성과 냉각효율을 높일 수 있는 효과가 있다.

Description

디젤엔진의 피스톤구조

본 발명은 디젤엔진의 피스톤구조에 관한 것으로서, 특히 연소실이 형성된 디젤엔진의 피스톤헤드(Piston Head)를 주철재로 구비하고, 피스톤헤드의 하부에는 다수개의 돌기를 형성하며, 피스톤헤드의 하측 외부에는 알루미늄 합금재의 스커트부를 조립식으로 구비하여 피스톤의 부피를 최소화시킬 수 있도록 한 디젤엔진의 피스톤구조에 관한 것이다.

일반적으로 디젤엔진의 피스톤은 실린더내에서 왕복운동을 하여 각 행정을 이루어지게 하고, 행정에 의해 연소가스의 고온·고압을 받아 커넥팅로드를 통해 크랭크 샤프트에 회전력운동을 전달시키는 것이다.

이러한 피스톤의 상부 피스톤헤드에는 연소실을 구비하여 이 연소실에 공급되는 연료와 공기를 혼합시킨 혼합연료를 각 행정작동에 의해 연소시켜 기계적운동을 발생시키도록 한 것이다.

상기한 디젤엔진 피스톤이 적용된 디젤엔진은 엔진의 배기량이 일반 가솔린엔진보다 배기량이 커지고, 그에 따른 피스톤에 구비한 보어(Bore)경이 크게 형성됨에 따라 피스톤 헤드와 피스톤 전체 부피가 대형화되어간다.

또한 행정운동시 폭발되는 압축비 자체가 가솔린 엔진에 비해 2배이상의 고압축이 발생됨에 따라 고열과 고압에 견딜 수 있는 알루미늄 합금재로 피스톤을 구비하였고, 강성유지 및 냉각성이 우수하도록 하였다.

이와같이 된 종래의 디젤엔진(E)에 적용된 피스톤(10)을 설명하면 도 4에서 보는 바와같이 중앙 하측으로 스커트(17)와 이 스커트(17) 상부에 소정두께를 갖는 피스톤헤드(11)를 일체로 형성한 알루미늄 합금재의 피스톤(10)을 구비한다.

상기한 피스톤(10)의 피스톤헤드(110 상부 중앙에는 연소실(12)을 구비하고, 연소실(12)의 하측 외부에는 연소실(12)을 냉각시킬 수 있는 오일공(19)을 형성하며, 피스톤(10)의 외부에는 다수개의 랜드(13)와 링홈(14)을 순차적으로 다수개 형성시킨 것이다.

이러한 피스톤(10)은 압축행정에서 고온·고압의 가스압력을 받아 상하작동할 때 고온·고압에 견딜 수 있도록 두께를 크게 형성시키고, 고온상태인 연소실(12)을 냉각시키기 위해 피스톤헤드(11)에 오일공(19)을 형성해야 하므로서, 피스톤헤드(11)의 높이(H)를 불가피하게 크게 형성할 수 밖에 없었다.

그러나 알루미늄재로된 피스톤헤드(11)는 중량이 가볍고 열전도성이 좋은 알루미늄합금을 이용하였으나 재질특성상 열팽창계수가 크므로 인해 열변형이 크게 발생하는 폐단과 강성유지 및 냉각성을 증대시키기에는 많은 무리를 주었다.

전술한 종래 기술들은 디젤엔진의 피스톤을 알루미늄 합금재로 피스톤헤드와 스커트를 일체 구비시킴에 따라 엔진 배기량과 내구성 및 냉각성을 증대시키기 위해 피스톤헤드를 두껍게 구비시키므로서, 디젤엔진 피스톤의 부피가 커지는 문제점과 재질특성상 열팽창 계수의 증대로 변형이 심한 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 연소실이 형성된 디젤엔진의 피스톤헤드(Piston Head)를 주철재로 구비하고, 피스톤헤드의 하부에는 다수개의 돌기를 형성하며, 피스톤헤드의 하측 외부에는 알루미늄 합금재의 스커트부를 조립식으로 구비하여 강성유지와 냉각성능을 높이고 피스톤의 부피를 줄일 수 있게 한 것을 목적으로 한다.

도 1은 본 발명의 적용상태도.

도 2는 본 발명의 단면도.

도 3은 본 발명 도 2의 A부확대도.

도 4는 종래의 단면구조도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

E ; 디젤엔진10 ; 피스톤

11 ; 피스톤헤드11A ; 돌기

12 ; 연소실13 ; 랜드

14 ; 링홈15 ; 삽착부

16 ; 체결부17 ; 스커트

18 ; 돌출부19 ; 오일공

이와같이 된 본 발명의 구성을 설명하면 다음과 같다.

디젤엔진(E)의 실린더블록(B)에 설치된 피스톤(10)이 알루미늄 합금재로 피스톤헤드(11)와 스커트(17)가 일체로 형성되어 피스톤헤드(11)의 높이(H)가 크게 형성된 것에 있어서, 상기 피스톤헤드(11)를 주철재로 형성시켜 높이(H1)를 작게 형성하고, 피스톤헤드(11)의 하부에는 조립식으로 알루미늄재의 스커트(17)를 체결시킨 것이다.

이와같이 구성된 본 발명의 일 실시예를 첨부도에 의하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 피스톤(10)이 적용된 상태의 구조도로서, 디젤엔진(E)의 실린더블록(B) 내부의 보어(B1)에 상하 왕복운동하는 피스톤(10)이 구비된 것이다.

도 2는 본 발명의 피스톤 단면도로서, 피스톤(10)의 상부에 구비된 피스톤헤드(11)를 주철재로 구비하고, 주철재 피스톤헤드(11)의 중앙 상부에는 연소실(12)을 형성하며, 외주연에는 링홈(14)과 랜드(13)를 형성한다.

상기 피스톤헤드(11)의 하부에는 랜드(13)에서 내측으로 소정두께(t) 위치에 상측으로 요홈을 가진 삽착부(15)와 삽착부(15)의 외부측면에 체결부(16)를 형성하고, 삽착부(15)의 내부 하단에는 하향 돌출된 다수개의 돌기(11A)를 형성시킨다.

이러한 피스톤헤드(11)는 상단에서 하측으로 2번째의 링홈(14)까지의 거리(ℓ)에 주철재로된 실린더헤드(11)를 형성하고, 이 하부에는 알루미늄재로된 스커트(17)를 조립시켜 구비한 것이다.

상기 스커트(17)는 내부에 공간부를 갖는 원통형으로 형성하고, 상부에는 상기 피스톤헤드(10)의 삽착부(15)와 대응하는 돌출부(18)를 형성하며, 돌출부(18)의 외주연에는 상기 피스톤헤드(11)의 체결부(16)와 대응하는 나사부를 형성하여 상호 체결 고정될 수 있게 하고, 스커트(17)의 외주연 상부에는 단수개의 랜드(14)와 랜드(14) 하측에 링홈(13)을 형성하여 피스톤링(PR)이 설치될 수 있게 하며, 피스톤헤드(11)의 돌기(11A)가 위치하는 부위의 수평방향으로 오일공(19)을 형성시킨 것이다.

이와같이 된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

주철재의 피스톤헤드(11) 하부에 구비한 삽착부(15)에 알루미늄재의 스커트(17)가 돌출부(11A)가 설치될 수 있도록 체결부(16)에 나사부를 체결시키면 스커트(17)는 피스톤헤드(11)에 견고하게 고정결합된다.

이렇게 피스톤헤드(11)와 스커트(17)가 결합된 피스톤(10)은 엔진구동시 압축될 때 연소실(12)에서 연소되는 고온, 고압의 연소가스에서 발생하는 고열에 대하여 강성을 높일 수 있게 한다.

또한 피스톤헤드(11)의 하부에 형성한 다수개의 돌기(11A)가 오일공(19)으로 통과하는 냉각유에 의해 냉각됨으로서, 냉각효율을 높일 수 있는 것이다.

따라서, 피스톤헤드(11)의 높이(H1) 최소화시켜 디젤엔진의 부피를 줄일 수 있고, 피스톤(10)의 내구성을 증대시키며, 냉각성능을 높일 수 있다.

이상에서와 같이 본 발명은 연소실이 형성된 디젤엔진의 피스톤헤드를 주철재로 구비하고, 피스톤헤드의 하부에는 다수개의 돌기를 형성하며, 피스톤헤드의 하측 외부에는 알루미늄 합금재의 스커트부를 조립식으로 구비하여 피스톤헤드의 높이를 최소화시킴에 따라 피스톤의 부피를 줄일 수 있게 하고, 내구성과 냉각효율을 높일 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 디젤엔진(E)의 실린더블록(B)에 설치된 피스톤(10)이 알루미늄 합금재로 피스톤헤드(11)와 스커트(17)가 일체로 형성되어 피스톤헤드(11)의 높이(H)가 크게 형성된 것에 있어서,

   상기 피스톤헤드(11)를 주철재로 형성시켜 높이(H1)를 작게 형성하고, 피스톤헤드(11)의 하부에는 조립식으로 알루미늄재의 스커트(17)를 체결시킨 것을 특징으로 하는 디젤엔진의 피스톤구조.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 피스톤헤드(11)의 하단부에는 다수개의 돌기(11A)를 형성시킨 것을 특징으로 하는 디젤엔진의 피스톤구조.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 피스톤헤드(11)의 하부에는 삽착부(15)와, 이 삽착부(15) 외부 측면에 체결부(16)를 형성시켜 상향돌출 된 돌출부(18)와 나사부를 가진 스커트(17)를 결합시킬 수 있게 한 것을 특징으로 하는 디젤엔진의 피스톤구조.
4. 제 1 항 또는 제 3 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 피스톤헤드(10)의 하부에 형성한 돌기(11A)와 수평 근접하는 스커트(17)에는 좌우방향으로 오일공(19)을 형성한 것을 특징으로 하는 디젤엔진의 피스톤구조.