KR19980083123A - 다수의 오일 드레인 홀을 가지는 피스톤 링 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 오일의 부족 현상을 방지함과 동시에, 오일이 연소실에서 연소되는 것에 의하여 오일의 연소로 인하여 생성된 탄소에 의한 엔진의 성능 저하를 방지하기 위한 오일 드레인 홀을 가지는 피스톤 링에 관한 것이다. 피스톤 링은 원주 형상의 홈이 형성되며, 원주 방향 홈을 따라서 다수의 오일 드레인 홀이 등간격으로 형성되며, 오일 드레인 홀과 피스톤의 외주면에 형성된 오일 그루브를 소통시키도록 형성되는 다수의 방사 방향 홈을 가진다.

Description

다수의 오일 드레인 홀을 가지는 피스톤 링

본 발명은 자동차의 피스톤 링에 관한 것으로서, 특히 피스톤이 실린더 블록 내에서 왕복 운동할 때, 피스톤의 상부에 형성된 링 그루브에 고인 오일을 드레인하기 위한 드레인 홀이 형성된 피스톤 링에 관한 것이다.

자동차에서 동력이 발생되는 엔진은 실린더 헤드, 실린더 블록, 피스톤, 커넥팅 로드, 크랭크 축, 플라이 휠, 캠축, 밸브 및 밸브 개폐 기구로 구성되어 있다. 실린더 블록의 상부에는 실린더 헤드가 장착되고, 실린더 헤드에는 혼합기를 흡입하기 위한 흡기 포트와 연소 가스가 배출되는 배기 포트가 각각 형성된다. 흡기 포트 및 배기 포트에 각각 흡기 및 배기 밸브가 설치되고, 이러한 흡기 및 배기 밸브는 엔진의 크랭크 축에 의하여 회전되는 캠축의 캠에 의해 동작된다.

또한, 실린더 블록(3) 내부에는 도 1에 도시된 바와 같이 피스톤(2)이 상하로 왕복 이동 가능하게 설치되어, 흡기 포트를 통해 흡입된 혼합기를 압축시켜 폭발하게 한다. 피스톤(2)의 하단에는 크랭크 축과 연결되는 커넥팅 로드(4)가 피스톤 핀(5)으로 연결되고, 커넥팅 로드(4)가 피스톤(2)의 직선운동력을 회전운동력으로 전환시킨다. 플라이 휠은 크랭크 축의 일단에 고정되어 크랭크 축의 관성을 이용해서 크랭크 축이 원활하게 회전될 수 있게 한다.

여기서, 연료를 압축, 폭발시켜 동력을 발생시키는 피스톤(2)은 전술한 바와 같이, 실린더 블록(3) 내부를 상하로 왕복 이동하게 되는데, 고출력을 발생시키기 위해서는 최우선적으로 피스톤(2)과 실린더 블록(3) 사이의 기밀성이 유지되어야 한다.

피스톤(2)이 상사점으로 이동하여 실린더 블록(3)의 상부와 연소실을 형성함과 아울러 흡기 포트를 통해 유입된 연료를 압축할 때, 피스톤(2)의 외주면과 실린더 블록(3)의 내주면 사이로 연료가 누설되면 압축력이 감소하게 된다. 따라서, 효율적인 폭발 행정이 이루어지지 않으므로써 기관의 출력이 크게 저하된다.

또한, 피스톤(2)은 실린더 블록(3)의 내주면에 마찰되면서 상하 운동을 하므로, 마찰 저항을 감소시키기 위한 오일이 반드시 공급되어야 된다. 이 때, 피스톤(2)과 실린더 블록(3)의 내주면 사이에 기밀성이 유지되지 않으면, 오일이 상승되는 피스톤(2)과 함께 이동되어 연소실(6) 내로 침투하여 혼합기와 혼합된다. 따라서, 적정량만큼 공급된 오일이 연소실(6)에서 계속적으로 연소되어, 나중에는 절대적인 양의 부족으로 본래의 기능인 마찰 저항을 저감시키지 못하게 된다. 그러면, 피스톤(2)이 실린더 블록(3)과 심한 마찰을 일으켜서 피스톤(2)이 계속적으로 마모되고, 이로 인하여 피스톤(2)의 상하 운동이 심한 제약을 받는다. 게다가, 피스톤(2)이 마모되므로써 피스톤(2)과 실린더 블록(3) 사이의 틈새가 점점 넓어지게 되고, 전술한 악효과가 보다 증대되어 발생하게 된다.

따라서, 피스톤(2)의 외주면에는 실린더 블록(3)과의 기밀성 유지를 위해 다수의 피스톤 링(1)이 끼워진다. 피스톤 링(1)은 일부가 절개된 주철제 또는 강철제이며, 피스톤(2)의 외주면에 형성된 링 그루브(7)에 끼워진다.

피스톤 링(1)은 통상적으로, 두 개의 압축링과 한 개의 오일링으로 구분되고, 압축링 2개가 상부에 끼워진다. 압축링은 피스톤(2)의 압축과 팽창 가스의 압력에 대해 연소실의 기밀을 유지시키고, 팽창 가스가 연소실에서 크랭크 케이스로 누설되는 것을 방지하며, 또한 피스톤(2)이 고온의 팽창 가스에서 받게 되는 열을 실린더 블록(3)으로 전달하는 역할도 수행한다.

반면에, 오일링은 실린더 블록(3)의 내주면에 도포된 오일을 긁어내려 실린더 블록(3)에 최소한의 유막을 형성하고, 또한 여분의 오일이 피스톤(1)과 함께 연소실 내부로 침투하는 것을 방지하게 된다.

그러나, 상기된 바와 같은 종래의 피스톤 링은 실린더 블록 내에서 하강 운동할 때, 피스톤의 외주면에 형성된 오일 그루브에 고인 오일이 피스톤의 펌핑 작용에 의하여 연소실로 유도되어, 상기된 바와 같이 오일의 부족 현상을 일으킴과 동시에, 오일이 연소실에서 연소되는 것에 의하여 오일의 연소로 인하여 생성된 탄소가 연소실 내에 퇴적되어 엔진의 성능이 저하된다는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은, 오일의 부족 현상을 방지함과 동시에, 오일이 연소실에서 연소되는 것에 의하여 오일의 연소로 인하여 생성된 탄소에 의한 엔진의 성능 저하를 방지하기 위한 오일 드레인 홀을 가지는 피스톤 링을 제공하는 데 있다.

도 1은 실린더 내에서 피스톤에 설치된 피스톤 링이 실린더 블록의 내벽과 접촉되는 상태를 도시한 도면.

도 2는 본 발명에 따라서 드레인 홀이 형성된 피스톤 링의 평면도.

도 3은 도 2에 도시된 피스톤이 실린더 블록에서 하강 운동될 때 피스톤 링에 형성된 드레인 홀을 통하여 오일이 드레인되는 상태를 도시한 개략 단면도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 피스톤 링 2 : 피스톤

3 : 실린더 7 : 오일 그루브

11 : 원주 방향 홈 12 : 오일 드레인 홀

13 : 방사 방향 홈

상기된 바와 같은 목적은, 피스톤의 기밀 및 오일의 연소실 침투를 방지하기 위하여 피스톤의 외주면에 형성된 오일 그루브에 설치되는 피스톤 링에 있어서, 원주 형상의 홈이 형성되며, 상기 홈을 따라서 다수의 오일 드레인 홀이 등간격으로 형성되며, 상기 오일 드레인 홀과 피스톤의 외주면에 형성된 오일 그루브를 소통시키도록 형성되는 다수의 방사 방향 홈을 가지는 것을 특징으로 하는 본 발명에 따른 피스톤 링에 의하여 달성된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 명세서에 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 따라서 드레인 홀이 형성된 피스톤 링의 평면도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 피스톤 링(1)은 원주방향을 따라서 원주 형상의 홈(11)이 형성되며, 또한 홈(11)을 따라서 다수의 오일 드레인 홀(12)이 등간격으로 형성된다. 이러한 드레인 홀(12)은 다수의 방사 방향 홈(13)에 의하여 피스톤(2)에 형성되는 오일 그루브(7)와 소통된다.

도 3은 도 2에 도시된 피스톤이 실린더 블록에서 하강 운동될 때 피스톤 링에 형성된 드레인 홀을 통하여 오일이 드레인되는 상태를 도시한 개략 단면도이다.

상기된 바와 같은 본 발명에 따른 피스톤 링(1)의 구조에 의하여, 오일 그루브(7)에 고인 오일은 피스톤(2)이 실린더 블록(3) 내에서 하강될 때, 피스톤 링(1)은 도 3에 도시된 바와 같이 오일 그루브(7)의 상부에 위치되고, 오일 그루브(7)에 고인 오일은 방사 방향 홈(13)을 따라서 드레인 홀(12)로 안내되어 드레인된다.

이러한 오일 드레인 홀(12)이 형성되는 피스톤 링(1)은 피스톤(1)의 상부에 설치되는 압축링으로 사용되는 것이 바람직하다.

상기된 바와 같은 구조를 가지는 본 발명에 따른 오일 드레인 홀을 가지는 피스톤 링에 의하면, 오일의 부족 현상을 방지함과 동시에, 오일이 연소실에서 연소되는 것에 의하여 오일의 연소로 인하여 생성된 탄소에 의한 엔진의 성능 저하를 방지할 수 있다.

한편, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.

Claims (1)

1. 피스톤의 기밀 및 오일의 연소실 침투를 방지하기 위하여 피스톤의 외주면에 형성된 오일 그루브에 설치되는 피스톤 링에 있어서,

   원주 형상의 홈이 형성되며, 상기 홈을 따라서 다수의 오일 드레인 홀이 등간격으로 형성되며, 상기 오일 드레인 홀과 피스톤의 외주면에 형성된 오일 그루브를 소통시키도록 형성되는 다수의 방사 방향 홈을 가지는 것을 특징으로 하는 피스톤 링.