KR19980044427A - 실린더 헤드와 실린더 블럭의 수냉식 냉각 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 실린더 헤드와 실린더 블록의 수냉식 냉각구조에 관한 것으로서, 실린더 헤드(60)의 냉각수 통로(62) 상에 축방향으로 냉각수가 흐르는 것을 방지하는 격막(70)을 설치하고, 실린더 블록(40)에는 냉각수를 고르게 분배하는 냉각수 분배관(50)을 설치하여 각 실린더 주위를 균일하게 냉각시키기 때문에 각 실린더 주위의 온도차가 최소화되어 엔진의 안정성이 향상되는 효과가 있다.

Description

실린더 헤드와 실린더 블럭의 수냉식 냉각 구조

본 발명은 엔진의 실린더 헤드와 실린더 블록을 냉각하는 수냉식 냉각장치에 관한 것으로서, 특히 각 실린더 주위에 균일하게 냉각수가 분배되도록 냉각수 통로를 형성함으로써 엔진의 프런트부분과 리어부분 간의 온도차를 최소화하여 안전성이 향상되도록 한 실린더 헤드와 실린더 블럭의 수냉식 냉각 구조에 관한 것이다.

일반적으로 내연기관은 엔진의 내부에서 연소가 이루어지며, 혼합가스 자체가 보유한 화학적 에너지를 순간연소에 의해 열에너지로 바꾸어 그 연소가스가 팽창할 때의 일을 직접 이용한 것이다.

상기와 같이 엔진은 동력을 발생하는 부분으로 실린더, 피스톤, 실린더 블럭, 실린더 헤드, 커넥팅 로드, 크랭크 축, 밸브기구 등으로 구성되며, 일반적으로 상기 실린더 블럭 내에 실린더가 위치되고, 이 실린더의 위쪽에는 실린더 헤드가 위치되어 그 내부에 동력을 발생시키는 연소실이 형성된다

상기 연소실 내의 연소가스 온도는 2000℃ 이상에 달하고, 이 열의 상당량이 실린더를 통해 실린더 블럭, 실린더 헤드, 피스톤 등에 흡수된다. 상기 각 부분의 온도가 과도하게 상승하면, 실린더에 변형을 일으키거나 또는 실린더 벽의 유막이 파괴되어 윤활불량이 되며 심할 때는 엔진을 손상시킨다. 또한 연소상태도 나빠져서 결과적으로 노킹이나 조기점화를 일으켜 엔진의 출력은 급격히 저하된다.

상기와 반대로 너무 냉각되면 연소에 의해 생긴 열 중에서, 냉각으로 상실되는 양이 많아져 엔진의 열효율을 저하시켜 연료소비를 증대시킨다. 또 실린더 중에서 가솔린의 무화가 불충분한 혼합기가 공급되기 때문에 가솔린에 의해 엔진 오일을 묽게 만드는 원인이 되며 실린더의 마모를 촉진시키는 원인이 된다.

이와 같이 상기 실린더 헤드와 실린더 블럭을 냉각하여 과열을 방지하고, 또한 적온으로 유지하는 장치를 실린더 헤드와 실린더 블럭의 냉각장치라 하는데 상기 냉각 방식에는 외기를 이용하여 실린더 헤드와 실린더 블럭 외부를 직접 냉각하는 공랭식과 냉각수를 실린더 블록과 실린더 헤드의 내부로 순환시켜 냉각하는 수냉식이 있다.

여기서, 실린더 헤드와 실린더 블록의 수냉식 냉각장치는 도 1에 도시된 바와 같이 워터 펌프(2)에 의해 냉각수를 실린더 블럭(4) 및 실린더 헤드(6)에 냉각수 통로(8)로 냉각수를 라디에이터(3)로 끌어들여 방열하며 데워진 물은 또다시 워터 펌프(2)를 이용해 순환시키고 있다. 또한 워터 펌프(2)에는 팬이 설치되어 있어서 강제적으로 라디에이터(3)로 보내 외기를 접촉시켜 방열효과를 좋게 한다. 또한 냉각수 통로(8)와 라디에이터(3) 사이에는 서머스탯이(5) 설치되어 있어서 온도에 따라 냉각수의 순환경로를 변환하게 되어 있다.

여기서, 상기 실린더 블록과 실린더 헤드를 순환하는 냉각수 흐름은 도 2에 도시된 바와 같이 엔진의 프런트(F) 쪽에서 리어(R)쪽을 거쳐 다시 프런트(F) 쪽으로 순환되는 유턴식과, 엔진의 프런트(F)쪽 실린더 블록에서 엔진의 리어(R)쪽 실린더 헤드로 순환되는 인라인식이 있다.

그러나, 상기한 종래의 실린더 헤드와 실린더 블럭의 수냉식 냉각 구조는 엔진의 프런트(F)쪽에서 리어(R) 쪽으로, 또는 엔진의 리어(R) 쪽에서 프런트(F) 쪽으로 냉각수가 흐르기 때문에 엔진의 프런트(F) 부분과 리어(R) 부분간에 온도차가 발생되어 일부분이 손상되거나 엔진 작동이 균일하지 못한 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 실린더 헤드의 냉각수 통로 상에 격막을 설치하고 실린더 블록에 냉각수 분배관을 설치하여 각 실린더 주위에 균일하게 냉각수가 순환시킴으로써 각 연소실의 연소특성이 안정되도록 한 실린더 헤드와 실린더 블럭의 수냉식 냉각 구조를 제공하는 데 있다.

도 1은 종래 엔진의 냉각수 순환 구조를 나타낸 개략도,

도 2a는 종래 엔진의 유턴식 냉각수 순환 구조를 나타낸 흐름도,

도 2b는 종래 엔진의 인라인식 냉각수 순환 구조를 나타낸 흐름도,

도 3은 본 발명에 따른 실린더 헤드와 실린더 블럭의 수냉식 냉각 구조를 나타낸 도면이다.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

30 : 워터 펌프 40 : 실린더 블록

42 : 냉각수 통로 50 : 냉각수 분배관

52 : 주분배관 54 : 종분배관

60 : 실린더 헤드 62 : 냉각수 통로

70 : 격막 80 : 냉각수 리턴관

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 실린더 헤드와 실린더 블럭의 수냉식 냉각 구조는, 실린더 헤드와 실린더 블록에 형성된 냉각수 통로에 있어서, 상기 실린더 헤드의 냉각수 통로는 캠 축 방향으로 냉각수가 흐르는 것이 방지되도록 일정 간격으로 격막이 설치되고, 상기 격막 사이를 통과한 냉각수가 순환되도록 일측면에 축방향으로 냉각수 리턴관이 형성된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 의한 실린더 헤드와 실린더 블럭의 수냉식 냉각 구조는 도 3에 도시된 바와 같이 실린더 헤드(60)의 냉각수 통로(62)는 캠 축 방향으로 냉각수가 흐르는 것이 방지되도록 일정 간격으로 격막(70)이 설치되고, 상기 격막(70) 사이를 통과한 냉각수가 순환되도록 일측면에 축 방향으로 냉각수 리턴관(80)가 형성되어 있다.

그리고, 상기 실린더 블록(40)의 냉각수 통로(42)에는 워터 펌프(30)에서 토출된 냉각수가 균일하게 분배되도록 실린더 블록(40)의 측면에서 내측으로 분배되는 냉각수 분배관(50)이 설치되어 있다.

여기서, 상기 냉각수 분배관(50)은 워터 펌프(30)와 연결되고 실린더 배열 방향으로 상기 실린더 블록(40)의 외측에 위치되는 주분배관(52)과, 상기 주분배관(52)에서 분기되어 실린더 블록(40)의 냉각수 통로(42)와 연결되는 다수의 종분배관(54)으로 구성된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 실린더 헤드와 실린더 블럭의 수냉식 냉각 구조의 작용을 설명하면 다음과 같다.

워터 펌프(30)에서 실린더 블록(40)에 냉각수를 토출하게 되면 냉각수의 일부는 냉각수 분배관(50)을 통해 실린더 블록(40) 내부로 흐르게 된다. 즉, 상기 냉각수의 일부가 냉각수 분배관(50)의 주분배관(52)으로 흐르고, 상기 주분배관(52)에서 분기되는 종분배관(54)을 통해 각 실린더 인근으로 냉각수가 흐르게 된다. 그리고, 나머지 일부의 냉각수는 종래와 같이 프론트(F) 또는 리어(R) 쪽에서 리턴하여 순환된다.

상기 실린더 블록(40)에 인입된 냉각수는 상측의 실린더 헤드(60)로 일부가 순환되는데 상기 실린더 헤드(60)로 인입된 냉각수는 냉각수 통로(62)상에 격막(70)이 설치되어 있어 축방향으로 흐르지 못하고 실린더 헤드(60)의 전방에서 후방, 또는 후방에서 전방으로 흐르고, 축 방향으로 설치된 냉각수 리턴관(80)을 통해 빠져나가게 된다.

상기와 같이 구성되고 작용하는 본 발명에 의한 실린더 헤드와 실린더 블럭의 수냉식 냉각 구조는 냉각수가 엔진의 프런트와 리어쪽으로 흐르는 것을 억제하고 각 실린더 주위에 균일하게 공급되기 때문에 각 실린더가 균일하게 냉각되어 엔진의 안정성이 향상되는 이점이 있다.

Claims (3)

1. 실린더 헤드와 실린더 블록에 형성된 냉각수 통로에 있어서,

   상기 실린더 헤드의 냉각수 통로는 캠 축 방향으로 냉각수가 흐르는 것이 방지되도록 일정 간격으로 격막이 설치되고, 상기 격막 사이를 통과한 냉각수가 순환되도록 일측면에 축 방향으로 냉각수 리턴관이 형성된 것을 특징으로 하는 실린더 헤드와 실린더 블럭의 수냉식 냉각 구조.
2. 제1항에 있어서,

   상기 실린더 블록의 냉각수 통로는 워터 펌프에서 토출된 냉각수가 균일하게 분배되도록 실린더 블록의 측면에서 내측으로 분배되는 냉각수 분배관이 설치된 것을 특징으로 하는 실린더 헤드와 실린더 블럭의 수냉식 냉각 구조.
3. 제2항에 있어서,

   상기 냉각수 분배관은 워터 펌프와 연결되고 상기 실린더 블록의 외측에 실린더 배열 방향으로 위치되는 주분배관과, 상기 주분배관에서 분기되어 실린더 블록의 냉각수 통로와 연결되는 다수의 종분배관으로 구성된 것을 특징으로 하는 실린더 헤드와 실린더 블럭의 수냉식 냉각 구조.