KR19980050744U - 다기통 엔진의 실린더 블록 냉각구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 다기통 엔진의 실린더 블록 냉각구조로, 특히 콤팩트화를 위하여 보어 사이에 워터 재킷을 설치하지 않는 다기통 엔진의 실린더 블록에 있어서, 실린더 보어 사이의 전후에 형성되는 워터 재킷의 냉각수가 열을 가장 많이 받는 상사점 부위에서 통과하여 순환되게 하는 다기통 엔진의 실린더 블록 냉각구조이다.

본 고안은 다기통 엔진의 실린더 블록 냉각구조는 실린더의 양측과 실린더 보어 사이의 양측에 형성되는 워터 재킷(1, 3)을 포함하는 다기통 엔진의 실린더 블록 냉각구조에 있어서, 상기 실린더 보어(2) 사이의 양측 워터 재킷(3)을 연통시켜 냉각수가 순환되게 하는 글로브(4)를 포함한다.

이러한 구성으로, 가장 많은 열을 받게 되는 보어 사이의 상사점 영역에서의 열응력 발생을 막아 실린더의 비틀림을 방지할 수 있으며, 피스톤이 보어(2)에 융착되는 것도 방지할 수 있다. 따라서, 실린더 블록의 내열성이 강화되어 그 수명이 연장되는 효과가 있다.

Description

다기통 엔진의 실린더 블록 냉각구조

본 고안은 다기통 엔진의 실린더 블록 냉각구조에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 실린더 보어 사이에 냉각수가 들어가지 않는 사이어미즈(Siamese)형 실린더 블록어 있어서, 실린더 보어 사이의 전후에 형성되는 워터 재킷의 냉각수가 열을 가장 많이 받는 상사점 부위에 형성된 글로브를 통하여 유동되게 함으로써, 실린더 블록에 대한 냉각효율을 높일 수 있는 자동차 엔진의 실린더 블록 냉각구조에 관한 것이다.

자동차 엔진의 냉각장치(cooling system)는 작동되고 있는 엔진을 냉각하여 과열을 방지하고, 또, 적당한 온도로 유지하는 장치이다.

자동차의 실린더 안의 연소가스의 온도는 2,000℃ 이상에 이르며, 이 열의 상당한 양이 실린더 블록, 실린더 헤드, 피스톤, 밸브 등에 전도된다. 이러한 부분의 온도가 과도하게 높아지면 부품 재료의 강도가 저하되어 고장이 생기거나 수명이 단축되고, 연소상태도 나빠져 노킹이나 조기 점화가 발생하여 기관의 출력이 저하된다.

또, 냉각이 불완전한 상태에서는 실린더 벽의 유막이 끊기는 등의 윤활기능의 저하와 오일의 변질 등으로 실린더 벽의 이상 마모 현상과, 피스톤이 실린더 벽에 눌어 붙는 등, 엔진의 고장원인이 된다.

반대로 지나치게 냉각되면 연소에서 발생한 열량 가운데 냉각으로 손실되는 열량이 크기 때문에 기관의 열효율이 낮아지고 연료 소비량이 증가하는 등의 문제가 생기므로, 기관의 온도를 알맞게 유지하는 것이 냉각장치의 기능이다.

이러한 냉각장치는 공냉식과 수냉식으로 구분되는데, 자동차 엔진의 거의 전부는 수냉식 냉각장치를 채용하고 있다.

수냉식 냉각장치는 실린더 블록과 실린더 헤드 내부에 냉각수를 유동시켜 냉각시키는 것으로, 이러한 냉각장치에는 실린더 블록과 실린더 헤드를 순환하면서 가열된 냉각수를 외기에 의하여 냉각시키는 라디에이터와, 상기 라디에이터와 실린더사이로 냉각수를 강제순환시키는 워터 펌프 등으로 구성되어 있다.

이러한 수냉식 냉각장치에서 엔진을 직접적으로 냉각하는 것은 실린더의 외벽 내부에 형성되어 냉각수가 순환되는 냉각수로인 워터 재킷이다.

첨부된 도면의 도 1은 이러한 워터 재킷이 성형된 실린더 블록의 내부구조를 보인 절개사시도이다.

인용된 예의 실린더 블록은 엔진의 경량화와 콤팩트화를 실현하기 위하여 실린더 보어 사이에 워터 재킷이 설치되지 않는 사이어미즈(Siamese)형 실린더 블록이다.

도시된 바와 같이, 다기통 엔진의 사이어미즈형 실린더 블록은 최외측에만 워터 재킷(1)이 형성되어 있으며, 각 보어(2) 사이의 양측에는 블로우 가스, 오일 또는 냉각수가 유동되는 워터 재킷(3)이 각각 형성되어 있다.

이와 같은 종래의 실린더 블록(1)에 있어서, 냉각수는 엔진의 측면에 장착된 워터 펌프(미도시)의 펌핑에 의하여 일측의 실린더 블록의 워터 재킷(1)으로부터 보어(2) 사이의 워터 재킷(3)을 통하여 타측단의 실린더 블록의 워터 재킷(미도시)까지 순환되면서 실린더 블록의 외측벽으로부터 열을 빼앗아 고온이 된 상태로 라디에이터(미도시)로 흘러나간다.

이 고온 냉각수는 라디에이터(미도시)에서 냉각되어 저온의 상태로 다시 워터 펌프로 유입되며, 이 워터 펌프는 라디에이터로부터 유입된 저온의 냉각수를 실린더(1)의 워터 재킷(3)에 재공급한다.

이렇게 자동차 엔진은 순환되는 냉각수의 냉각으로 과열이 방지되어, 최적의 조건하에서 작동될 수 있다.

그러나, 앞서의 예로든 종래의 다기통 엔진의 실린더 블록 냉각구조는 실린더 블록을 콤팩트화하는데는 성공하고 있으나, 연소실로부터 열을 가장 많이 받는 각 보어들이 접하는 부분, 특히, 피스톤의 상사점 영역에 냉각수가 순환되지 못하여 과열되기 때문에, 열응력에 의하여 보어에 비틀림이 생기거나 또는 피스톤이 보어에 융착되는 문제점이 있었다.

본 고안은 상술한 바와 같은 종래의 다기통 엔진의 실린더 블록 냉각구조의 실린더 블록의 문제점을 해소시키기 위하여 안출된 것으로, 보어가 접하는 부분에서 양측의 워터 재킷을 연통시켜 냉각수가 순환되게 함으로써, 보어 사이의 냉각효율을 높여 열층력에 의한 실린더 블록의 비틀림이나 피스톤이 보어에 융착되는 현상을 방지할 수 있는 다기통 엔진의 실린더 블록 냉각구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 종래의 다기통 엔진의 실린더 블록 냉각구조가 설치된 실린더 블록의 절개사시도.

도 2는 본 고안의 다기통 엔진의 실린더 블록 냉각구조를 보인 실린더 블록의 절개사시도.

도 3은 본 고안의 다기통 엔진의 실린더 블록 냉각구조가 설치된 실린더 블록의 평면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1, 3 : 워터 재킷2 : 보어

4 : 글로브

상기한 바와 같은 목적을 가지는 본 고안의 구성 및 작용을 첨부된 도면에 제시된 바람직한 일 실시예를 통하여 구체적으로 설명한다.

참고로, 본 실시예를 설명함에 있어서, 앞서의 예로든 종래의 기술의 구성과 동일한 구조와 기능을 하는 본 실시예의 구성에 대해서는 동일부호를 설명하였음을 밝혀둔다.

첨부된 도면의 도 2는 본 고안의 다기통 엔진의 실린더 블록 냉각구조를 보인 실린더 블록의 절개사시도이고, 도 3은 본 고안의 실린더 블록 평면도이다.

도시된 바와 같이, 본 고안의 다기통 엔진의 실린더 블록 냉각구조가 설치되는 실린더 블록의 양측(도면에서는 일측만 도시)에는 상하 방향의 워터 재킷(1)이 형성된다.

그리고, 실린더 보어 사이의 양측에도 각각 동일한 형상으로 워터 재킷(3)이 형성된다. 이들 워터 재킷(3)들은 보어 상부에 형성되어 있는 글로브(4)에 의하여 연통되어 냉각수는 이들 워터 재킷(3)간에 유동될 수 있다.

이렇게 글로브(4)가 형성되는 부분은 실린더 블록에서 가장 많은 열을 받게 되는 피스톤의 상사점 영역으로, 그 상부는 개방되어 오픈 데크(Open Deck)의 형식을 취하여 별도의 덮개를 마련하거나, 혹은 별도의 덮개 없이 실린더 헤드 개스킷으로 덮여져 밀폐되도록 해도 무방하다. 후자의 경우, 실린더 헤드 개시킷의 글로브(4)를 덮는 실린더 헤드 부분은 열전도율이 좋은 알루미늄 합금을 성형하는 것이 바람직하다.

이상과 같은 구성으로, 본 고안의 다기통 엔진의 실린더 블록 냉각구조는 냉각수를 최외측의 워터 재킷(1)으로부터 상기한 바와 같은 보어(2) 사이의 워터 재킷(3)을 통하여 반대측의 워터 재킷(미도시)으로 흐르게 되며, 동시에 글로브(4)를 통하여 보어(2) 사이의 양측 워터 재킷(3)간에 유동된다.

따라서, 실린더 블록에서 가장 많은 열을 받게 되는 실린더 보어 사이의 피스톤 상사점 영역이 본 고안의 냉각구조에 의하여 냉각되게 하므로, 이 부분의 열응력에 의한 비틀림이나 피스톤이 보어 내에서 융착되는 것을 방지할 수 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같은 본 고안에 의하면, 콤팩트화를 위하여 실린더 보어 사이에 워터 재킷을 설치하지 않는 다기통 엔진에 있어서, 과열되기 가장 쉬운 실린더 보어 사이의 피스톤 상사점 영역을 냉각시킬 수 있기 때문에, 이 부분에서 발생되는 열응력에 의한 보어의 비틀림을 방지할 수 있으며, 보어에서 피스톤에 융착되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 실린더 블록의 내열성이 강화되어 그 수명이 연장되는 효과가 있다.

본 고안은 실용신안등록청구의 범위에서 청구하는 본 고안의 요지를 벗어나지 않고 당해 고안이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 다양하게 변경하여 실시할 수 있으므로, 본 고안은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 않는다.

Claims (2)

1. 워터 펌프로부터 공급받는 냉각수를 실린더 블록 주위를 순환시켜 실린더를 냉각시키기 위한 것으로, 실린더의 양측과 실린더 보어 사이의 양측에 형성되는 워터 재킷을 포함하는 다기통 엔진의 실린더 블록 냉각구조에 있어서, 상기 실린더 보어 사이의 양측 워터 재킷을 연통시켜 냉각수가 순환되게 하는 것으로, 상기 실린더 보어 사이를 횡단하여 형성되는 글로브를 포함하는 것을 특징으로 하는 다기통 엔진의 실린더 블록 냉각구조.
2. 제1항에 있어서, 상기 글로브는 실린더 보어의 상사점에 접하게 형성되는 것을 특징으로 하는 다기통 엔진의 실린더 블록 냉각구조.