KR19980034086A

KR19980034086A - Piston with reduced friction

Info

Publication number: KR19980034086A
Application number: KR1019960052033A
Authority: KR
Inventors: 박성엽
Original assignee: 김영귀; 기아자동차 주식회사
Priority date: 1996-11-05
Filing date: 1996-11-05
Publication date: 1998-08-05

Abstract

본 발명은 마찰력을 감소시킨 피스톤에 관한 것으로, 특히 피스톤의 몸체의 외주면에 홈을 형성하여 실린더의 내경과 접촉하는 피스톤의 접촉면적을 최소화하므로서 엔진의 출력을 향상시키며 오일홈을 형성하여 오일이 연소실에서 연소되는 것을 방지할 수 있는 마찰력을 감소시킨 피스톤에 관한 것이다.The present invention relates to a piston having a reduced frictional force, in particular, by forming a groove in the outer peripheral surface of the piston body to minimize the contact area of the piston in contact with the inner diameter of the cylinder to improve the output of the engine and to form an oil groove so that the oil is in the combustion chamber It relates to a piston with reduced friction that can prevent combustion at

상기 피스톤은 상측외경에 형성된 다수개의 피스톤링홈 하측 외경에 다수개의 마찰방지홈을 수직방향으로 형성한 것을 특징으로 한다.The piston is characterized in that a plurality of anti-friction grooves formed in the vertical direction in the lower outer diameter of the plurality of piston ring groove formed in the upper outer diameter.

상기한 바와 같은 본 발명은 실린더와 피스톤의 마찰력을 줄여 엔진의 출력을 높이며 오일의 연소를 방지하여 오일소비 및 공해를 줄일 수 있어 제품의 효율성을 높일 수 있는 잇점이 있다.The present invention as described above has the advantage of increasing the efficiency of the product can reduce the oil consumption and pollution by reducing the friction between the cylinder and the piston to increase the output of the engine and prevent the combustion of oil.

Description

Piston with reduced friction

일반적으로 열기관이란 열에너지를 기계적인 일로 바꾸는 장치이며 이 열에너지를 기계적인 일로 바꾸기 위해 그 매체로 작동물질이 필요하다. 이러한 작동물질에 열에너지를 공급하는 방식에 따라 내연기관과 외연기관으로 나누며 여기서 내연기관은 기관의 내부에서 연소가 이루어지며 혼합기 자체가 보유한 화학적 에너지를 연소에 의해 열에너지로 바꾸어 이용하는 것으로 피스톤 왕복형기관, 로터리기관, 가스터어빈, 제트기관 등이 있다.In general, a heat engine is a device that converts thermal energy into mechanical work and requires a working material as a medium to convert the thermal energy into mechanical work. The internal combustion engine is divided into internal combustion engine and external combustion engine according to the method of supplying thermal energy to these working materials, where the internal combustion engine burns inside the engine and converts chemical energy held by the mixer itself into thermal energy by combustion. Rotary engines, gas turbines and jet engines are available.

이중 피스톤 왕복기관은 혼합기의 연소에 의해 화학적인 에너지가 열에너지로 변하여 실린더 안의 가스를 가열한다.The double piston reciprocating engine heats the gas in the cylinder by converting chemical energy into thermal energy by combustion of the mixer.

이러한 실린더 안의 가열된 가스의 압력은 급격히 상승하여 피스톤을 밀어내리면서 크랭크 샤프트를 회전시켜 기계적인 에너지로 바꾸어 외부에 일을 하게 된다.The pressure of the heated gas in the cylinder rises sharply and pushes down the piston to rotate the crankshaft to mechanical energy and work outside.

이와 같은 피스톤은 실린더 안을 왕복운동하며, 동력행정에서 고온, 고압의 가스압력을 받아 이것이 커넥팅로드를 통해 크랭크 샤프트에 회전력을 발생시키는 일을 한다.These pistons reciprocate in the cylinder, and under high pressure and high pressure gas pressure in the power stroke, it generates a rotational force on the crankshaft through the connecting rod.

특히 피스톤 헤드는 고온(2000℃ 이상)의 연소가스에 노출되고, 40~60㎏/㎡의 압력을 충격적으로 받으며, 실린더 안에서 고속운동(약 20m/g)을 하기 때문에 실린더 벽과의 사이에 큰 마찰이 생기므로 이러한 악조건에서 그 기능을 충분히 발휘하기 위하여 다음과 같은 요구조건을 갖추어야 한다.In particular, the piston head is exposed to the combustion gas of high temperature (more than 2000 ° C), receives a shock of 40 to 60 kg / m2, and performs a high speed movement (about 20 m / g) in the cylinder, so that Since friction occurs, the following requirements must be fulfilled to fully function in such a bad condition.

i) 실린더 안이 폭발가스 압력을 유효하게 이용하도록 하고 또 어떤 온도조건에서도 가스가 새지 않는 구조라야 한다.i) The cylinders are to be configured to utilize explosive gas pressure effectively and to be leak free under any temperature conditions.

ii) 실린더 벽과의 마찰을 감소하고 기계적인 손실을 최소로 적게 하기 위해 적당한 윤활을 하는 틈새가 필요하다.ii) Clearance with adequate lubrication is necessary to reduce friction with the cylinder walls and to minimize mechanical losses.

iii) 실린더 벽을 윤활하는 오일이 연소실 안으로 들어가지 않는 구조라야 한다.iii) The oil lubricating the cylinder wall is not to be allowed to enter the combustion chamber.

iv) 열을 받아 재질의 강도가 저하되거나 과열로 인한 이상연소가 일어나는 것을 방지하기 위해 열전도가 좋고 또한 충분한 강도를 가져야 한다.iv) It has good thermal conductivity and sufficient strength to prevent heat from deteriorating the strength of material or abnormal combustion caused by overheating.

v) 실린더 안에서 고속으로 왕복운동을 하므로 관성에 의한 동력손실을 감소하고, 순응성(順應性)을 좋게 하기 위해 될 수 있는 대로 가벼운 것이 좋다.v) It is good to light as much as possible in order to reduce power loss by inertia and to improve compliance because it reciprocates at high speed in cylinder.

상기와 같은 요구조건을 갖추어야 하는 피스톤은 윗부분의 외주면에 3~4개의 피스톤 링을 끼워 기밀을 유지하고 오일이 연소실로 들어가는 것을 방지한다.Pistons that must meet the requirements above are fitted with three to four piston rings on the outer circumferential surface of the upper part to maintain airtightness and prevent oil from entering the combustion chamber.

이와 같은 피스톤의 전형적인 일예가 도 1에 도시되어 있다.A typical example of such a piston is shown in FIG. 1.

도 1에서 1은 압축링홈, 2는 오일링홈, 3은 피스톤 핀홀, 4는 배유구멍을 각각 가리킨다.In Fig. 1, 1 denotes a compression ring groove, 2 denotes an oil ring groove, 3 denotes a piston pin hole, and 4 denotes an oil drain hole.

이에 도시된 바와 같이 피스톤은 상측 외주면에 다수개의 압축링홈(1)을 형성하고 상기 압축링홈(1) 하측에 다수의 배유구멍(4)을 천공한 오일링홈(2)을 형성하며 하측 중앙에는 피스톤 핀이 삽입되어 커넥팅로드와 결합되는 피스톤핀홀(3)이 형성되어 있다.As shown in the figure, the piston forms a plurality of compression ring grooves 1 on the upper outer circumferential surface, and forms an oil ring groove 2 which drills a plurality of drainage holes 4 below the compression ring groove 1, and the piston in the lower center. The pin is inserted into the piston pin hole (3) is coupled to the connecting rod is formed.

이와 같이 형성된 피스톤에 압축링 및 오일링이 삽입되어 실린더 내부에서 상하운동을 하여 커넥팅로드를 통해 크랭크축으로 전달하여 회전운동으로 전환시킨다.The compression ring and the oil ring are inserted into the piston formed as described above to move up and down inside the cylinder to be transferred to the crankshaft through the connecting rod, thereby converting the rotational motion.

그러나 상기와 같은 피스톤은 고온(2000℃ 이상)의 연소가스에 노출되어 있어 열팽창에 의한 실린더와의 마찰력이 증가하여 엔진의 출력이 떨어지는 문제점이 있었다. 또한 오일링을 사용하여 실린더 벽에 뿌린 오일링을 긁어내려 배유구멍을 통하여 피스톤의 내부로 흘러들어 가도록 형성되어 있으나 기관이 고속으로 됨에 따라 오일을 전부 긁어내리기가 어려워 여분의 오일이 연소실로 들어가서 소비되는 문제점이 있었다.However, the piston as described above is exposed to the combustion gas of a high temperature (2000 ℃ or more), there is a problem that the output of the engine is lowered due to an increase in friction with the cylinder due to thermal expansion. In addition, the oil ring is used to scrape off the oil ring sprayed on the cylinder wall to flow into the piston through the drainage hole, but as the engine speeds up, it is difficult to scrape off all the oil. There was a problem.

이에 본 발명은 이러한 상기한 바와 같은 종래의 제반문제점을 감안하여 안출한 것으로, 피스톤 몸체의 외주면에 홈을 형성하여 실린더와 접촉하는 면적을 최소화하며 오일유입공을 형성하여 오일의 연소실 유입을 막아 오일의 소비를 줄이며 엔진의 출력을 높일 수 있는 마찰력을 감소시킨 피스톤을 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made in view of the above-mentioned problems in the prior art, by forming a groove in the outer circumferential surface of the piston body to minimize the area in contact with the cylinder and forming an oil inlet hole to prevent the oil from entering the combustion chamber of the oil Its purpose is to provide a piston with reduced friction that can reduce engine consumption and increase engine power.

도 1은 종래 피스톤을 나타낸 설명도,1 is an explanatory diagram showing a conventional piston,

도 2는 본 발명의 마찰력을 감소시킨 피스톤의 정면도,2 is a front view of the piston to reduce the frictional force of the present invention,

도 3은 본 발명에 따른 다른 실시예의 마찰력을 감소시킨 피스톤의 정면도.Figure 3 is a front view of the piston with reduced friction of another embodiment according to the present invention.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

10:피스톤11:피스톤링홈10: piston 11: piston ring groove

12:마찰방지홈13:오일공12: friction prevention groove 13: oil ball

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 상측외경에 형성된 다수개의 피스톤링홈 하측 외경에 다수개의 마찰방지홈을 수직방향으로 형성한 것을 특징으로 하는 마찰력을 감소시킨 피스톤을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a piston with reduced frictional force, characterized in that a plurality of anti-friction grooves are formed in a vertical direction on a lower outer diameter of a plurality of piston ring grooves formed on an upper outer diameter.

또한 상기 마찰방지홈 상단에 실린더 벽에 뿌려진 오일을 제거할 수 있도록 오일공을 형성한 것을 특징으로 하는 마찰력을 감소시킨 피스톤을 제공한다.In addition, it provides a piston with reduced frictional force, characterized in that the oil hole is formed to remove the oil sprayed on the cylinder wall on the top of the anti-friction groove.

따라서 상기한 바와 같은 본 발명은 실린더와 피스톤의 마찰력을 줄여 엔진의 출력을 높이며 오일의 연소를 방지하여 오일소비 및 공해를 줄일 수 있어 제품의 효율성을 높일 수 있는 잇점이 있다.Therefore, the present invention as described above has the advantage of increasing the efficiency of the product by reducing the friction between the cylinder and the piston to increase the output of the engine and prevent the combustion of oil to reduce oil consumption and pollution.

(실시예)(Example)

이하 상기와 같은 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention as described above will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

첨부된 도 2는 본 발명의 마찰력을 감소시킨 피스톤의 정면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 다른 실시예의 마찰력을 감소시킨 피스톤의 정면도이다.Attached Figure 2 is a front view of the piston reduced friction of the present invention, Figure 3 is a front view of a piston reduced friction of another embodiment according to the present invention.

이에 도시된 바와 같이 본 발명의 피스톤은 압축과 팽창가스 압력에 대해 연소실의 기밀을 유지하고 오일이 연소실로 들어가서 소비되는 것을 방지하는 압축링과 오일링이 삽입되도록 상측외경에 다수개의 피스톤링 홈(11)을 형성하고 상기 피스톤링(11)홈 하측외경에 다수개의 마찰방지홈(12)을 수직방향으로 형성하여 실린더와 피스톤(10)과의 접촉면적을 줄이도록 형성한다.As shown therein, the piston of the present invention maintains the airtightness of the combustion chamber against compression and inflation gas pressure, and a plurality of piston ring grooves 11 are provided at the upper outer diameter so that the compression ring and the oil ring are inserted to prevent oil from entering the combustion chamber and being consumed. ) And a plurality of anti-friction grooves 12 are formed in the vertical direction at the lower outer diameter of the piston ring 11 groove to reduce the contact area between the cylinder and the piston 10.

상기와 같이 형성된 마찰방지홈(12)의 상단에는 실린더 벽에 뿌려진 오일을 긁어내어 피스톤(10) 내부로 흘러들어 가게 하는 오일공(13)을 천공한다.The upper end of the anti-friction groove 12 formed as described above drills an oil hole 13 to scrape oil sprayed on the cylinder wall and flow into the piston 10.

상기와 같이 구성된 본 발명의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation and effects of the present invention configured as described above are as follows.

내연기관의 실린더 내부에서 흡입 압축 폭발 배기 행정을 하는 피스톤(10)의 외경에 다수개의 마찰방지홈(11)을 형성하여 연소열로 인한 피스톤(10)이 팽창하더라도 실린더와 피스톤(10)의 접촉면적을 줄여 피스톤(10)의 상하 왕복운동을 원활히 하므로써 엔진의 출력을 향상시키며, 실린더 내부에 뿌려진 오일을 오일링으로 긁어내림과 동시에 마찰방지홈(12)으로도 긁어내려 유입되는 오일을 오일공(13)을 통하여 피스톤 내부로 흘러 들어가도록 하여 오일의 연소를 방지할 수 있다.The contact area between the cylinder and the piston 10 is formed even if the piston 10 is expanded due to combustion heat by forming a plurality of anti-friction grooves 11 in the outer diameter of the piston 10 which performs the suction compression explosion exhaust stroke inside the cylinder of the internal combustion engine. By improving the output of the engine by smoothing the up and down reciprocating movement of the piston 10 by reducing the oil pressure, the oil sprayed into the oil-repelling oil by scraping the oil sprayed inside the cylinder with the oil ring and at the same time scraping it into the anti-friction groove 12. It is possible to prevent the combustion of oil by flowing into the piston through 13).

상기한 바와 같은 본 발명은 실린더와 피스톤의 마찰력을 줄여 엔진의 출력을 높이며 오일의 연소를 방지하여 오일소비 및 공해를 줄일 수 있어 제품이 효율성을 높일 수 있는 잇점이 있다.The present invention as described above has the advantage of increasing the efficiency of the product by reducing the friction between the cylinder and the piston to increase the output of the engine and prevent the combustion of oil to reduce oil consumption and pollution.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예를들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.In the above, the present invention has been illustrated and described with reference to specific preferred embodiments, but the present invention is not limited to the above-described embodiments and is not limited to the spirit of the present invention. Various changes and modifications can be made by those who have

Claims

A plurality of piston ring groove formed in the upper outer diameter Piston reduced frictional force, characterized in that formed in the vertical direction a plurality of friction preventing grooves in the lower outer diameter.

The piston of claim 1, wherein an oil hole is formed on the top of the anti-friction groove to remove oil sprayed on the cylinder wall.