KR19990018575U - 배기밸브 시트의 냉각구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 냉각수 통로와 연소실간 간격을 최대한 근접시켜 형성하는 동시에 배기포트의 디바이딩 월측의 냉각수 통로면도 연소실에 보다 근접시켜 형성되도록 하므로서 냉각수 유동에 따른 연소실의 배기밸브 시트측 냉각 효율이 한층 향상될 수 있도록 하는 배기밸브 시트의 냉각구조에 대한 것으로서 상기한 목적을 달성시키기 위한 수단으로 본 고안은

연소실(20) 상부로 배기밸브의 냉각을 위해 실린더 헤드(10)에 구비되는 냉각수 통로 구조에 있어서,

상기한 냉각수 통로(11)의 연소실측면(I)은 연소실(20)에 최대한 근접시켜 형성하고, 연소실(20)에 근접한 냉각수 통로(11)의 일측면 하단부로는 가이드 홀(12)이 연결되도록 하되 상기한 가이드 홀(12)의 바깥쪽으로는 냉각수 통로(11)와를 분리시키는 보스(13)가 형성되도록 하고, 배기 포트의 디바이딩 월(40)측 냉각수 통로면(P)은 연소실측으로 보다 근접시켜 형성되도록 한 구성이 특징이다.

Description

배기밸브 시트의 냉각구조

본 고안은 엔진의 열적 부하가 가장 심한 배기밸브 주위의 냉각수 유동 구조를 개선시켜 밸브의 헤드부위가 보다 집중적으로 냉각될 수 있도록 하는 배기밸브 시트의 냉각구조에 대한 것이다.

일반적으로 차량 엔진에서 가장 열적 부하를 많이 받게 되는 부위가 배기밸브이다.

즉 엔진 연소실에서 연소된 가스는 대단히 높은 온도에서 배기밸브를 통해 배출되므로 배기밸브는 항상 배기열에 노출된 상태가 되는바 이러한 배기열에 의해 배기밸브는 쉽게 변형이 될 수 있는바 이를 방지시키기 위해 현재는 실린더 블록으로부터 유도되는 냉각수를 실린더 헤드에서 특별히 배기밸브의 근처로 냉각수가 흐를 수 있도록 하여 밸브의 안정된 작동성이 유지되도록 하고 있다.

이러한 밸브 냉각을 위해 현재는 도 2에서 보는바와 같이 실린더 헤드(100)의 점화 플러그(300)와 배기밸브간으로는 별도의 냉각수 통로(110)가 형성되도록 하고 실린더 블록으로부터 유도되어 실린더 헤드(100)를 지나게 되는 냉각수를 가이드 홀(120, Guide hole)을 통해 상기의 냉각수 통로(110)로 유도되도록 하여 열적 부하에 가장 취약한 연소실(200) 상부의 배기밸브 시트를 안정적으로 냉각시키도록 하고 있다.

한편 상기와 같은 가이드 홀(120)을 통한 냉각수 통로(110)로의 냉각수 유동 구조는 도 3에서와 같이 냉각수 통로(110a)를 최대한 확장시키면서 가이드 홀(120a)의 길이는 짧게 형성되도록 하는 구조의 사양도 제안된바 있다.

하지만 도 2에서와 같은 냉각수 유동방식에서는 냉각수 통로(110)로의 냉각수 유입을 위한 가이드 홀(120)을 형성시키기 위해서는 연소실(200)과 냉각수 통로(110)간 살 두께를 과도하게 두텁게 형성시켜야만 하므로 냉각효율이 저하되는 단점이 있으며, 도 3에서와 같은 방식에서는 길이를 짧게 형성시킨 가이드 홀(120a)을 통해 냉각수 통로(110a)로 유입되는 냉각수가 유입되자마자 갑자기 확장된 냉각수 통로(110a)에서 냉각수의 주흐름 방향에 의해 왜곡되면서 연소실측 벽면으로의 유동성이 떨어져 여전히 냉각효율이 저감되므로 결국 열적 부하에 가장 취약한 배기밸브 시트의 내구력이 저하되면서 부품 및 엔진 사용수명이 단축되는 문제점이 있게 된다.

이에 본 고안은 상기와 같은 문제점을 개선시키기 위한 것으로서, 본 고안은 냉각수 통로와 연소실간 간격을 최대한 근접시키는 동시에 배기포트의 디바이딩 월(Dividing Wall)측면도 연소실에 보다 근접되게 하므로서 냉각수 유동에 따른 연소실의 배기밸브 시트측 냉각 효율이 보다 향상될 수 있도록 하는데 목적이 있다.

상기한 목적을 달성시키기 위한 수단으로 본 고안은

연소실 상부로 배기밸브의 냉각을 위해 실린더 헤드에 구비되는 냉각수 통로 구조에 있어서,

상기한 냉각수 통로의 연소실측면은 연소실에 최대한 근접시켜 형성하고, 연소실에 근접한 냉각수 통로의 일측면 하단부로는 가이드 홀이 연결되도록 하되 상기한 가이드 홀의 뒤쪽으로는 냉각수 통로와를 나누는 보스가 형성되도록 하고, 배기포트의 디바이딩 월측 냉각수 통로면은 연소실측으로 보다 근접되도록 한 구성이 특징이다.

도 1은 본 고안에 따른 실린더 헤드의 요부 구조도

도 2는 종래의 배기밸브 시트 냉각 구조를 도시한 일실시예도

도 3은 종래의 배기밸브 시트 냉각 구조를 도시한 다른 실시예도

※ 도면 중 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 실린더 헤드

11 : 냉각수 통로

12 : 가이드 홀

13 : 보스(Boss)

20 : 연소실

30 : 점화 플러그

40 : 배기포트의 디바이딩 월(Dividing Wall)

I : 냉각수 통로의 연소실측면

P : 냉각수 통로의 배기포트 디바이딩 월측면

이를 첨부한 실시예 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 고안에 따른 요부 단면 구조를 도시한 것으로서, 도면 중 부호 10은 실린더 헤드이고, 부호 20은 연소실이며, 부호 30은 점화 플러그이다.

실린더 헤드(10)에서 연소실(20) 상부로 점화 플러그(30)와 배기밸브간을 지나는 냉각수 통로(11)가 형성되도록 한 구성은 종전과 동일하다.

상기한 냉각수 통로(11)는 실린더 블록으로부터 실린더 헤드로 유도되는 냉각수를 가이드 홀(12)을 통해서 유입되도록 하여 가장 열적 부하가 심한 점화 플러그(30)와 배기밸브간을 냉각시킬 수 있도록 하고 있다.

이에 본 고안에서는 상기한 냉각수 통로(11)의 연소실측면(I)을 연소실(20)에 근접시켜 형성되도록 하고, 상기한 연소실측면(I)의 하단부로는 가이드 홀(12)이 연결되도록 하되 상기한 가이드 홀(12)의 연소실(20)과 대응되는 방향의 반대측으로는 가이드 홀(12)을 냉각수 통로(11)와 분리되도록 하는 보스(13)가 형성되도록 한 구성이다.

또한 냉각수 통로(11)가 배기포트의 디바이딩 월(40)과 접하게 되는 면(P)은 연소실(20)측으로 더욱 가까이 형성되도록 하는 구성이다.

이하 상기한 구조에 따른 냉각수 통로(11)를 통한 냉각수의 유동을 살펴보면 실린더 헤드(10)의 워터 재킷을 통해 유동하게 되는 냉각수는 본 고안의 가이드 홀(12)을 통해서 냉각수 통로(11)로 유입된다.

이렇게 유입되는 냉각수는 일단 냉각수 통로(11)의 연소실(20)에 근접한 일측면(I)을 따라 흐르게 되어 연소실(20)측을 보다 효율적으로 냉각시키게 되며, 냉각수 통로(11)로 유입된 냉각수는 서로 평행하게 형성한 양측면(I)(P)을 통해 점화 플러그(30)측으로 유동되면서 열적 부하가 가장 취약한 부분을 보다 집중적으로 냉각시키게 되는 것이다.

특히 가이드 홀(12)의 바깥측으로 형성시키게 되는 보스(13)는 충분한 길이로 가이드 홀(12)이 형성되도록 하여 냉각수 통로(11)로 냉각수가 유입될 때 냉각수의 주흐름에 왜곡되지 않고 연소실측면(I)과 점화 플러그(30)에 집중적인 냉각작용이 수행될 수 있도록 하게 된다.

따라서 가이드 홀(12)을 통한 냉각수의 유입시 연소실(20)측의 냉각작용을 보다 증강시켜 배기열에 의한 배기밸브 및 점화 플러그(30)의 과열을 방지시키면서 실제 엔진의 온도를 약 20℃정도 감소시킬 수가 있는 장점이 있게 된다.

그러므로 본 고안은 엔진에서 가장 열적 부하에 취약한 부분에 대한 냉각 효율 상승으로 엔진내 부품의 내구력을 향상시키면서 엔진 수명을 연장시킬 수가 있게 되는 매우 유용한 효과를 제공하게 되는 것이다.

Claims (1)

1. 연소실(20) 상부로 배기밸브의 냉각을 위해 실린더 헤드(10)에 구비되는 냉각수 통로 구조에 있어서,

   상기한 냉각수 통로(11)의 연소실측면(I)은 연소실(20)에 최대한 근접시켜 형성하고, 연소실(20)에 근접한 냉각수 통로(11)의 일측면 하단부로는 가이드 홀(12)이 연결되도록 하되 상기한 가이드 홀(12)의 바깥쪽으로는 냉각수 통로(11)와를 분리시키는 보스(13)가 형성되도록 하고, 배기포트의 디바이딩 월(40)측 냉각수 통로면(P)은 연소실측으로 보다 근접시켜 형성되도록 한 구성을 특징으로 하는 배기밸브 시트의 냉각구조.