KR19990042863A

KR19990042863A - Piston with oil hole

Info

Publication number: KR19990042863A
Application number: KR1019970063793A
Authority: KR
Inventors: 김재혁
Original assignee: 양재신; 대우자동차 주식회사
Priority date: 1997-11-28
Filing date: 1997-11-28
Publication date: 1999-06-15

Abstract

본 발명은 차량의 실린더 내에 장착되는 피스톤의 하부를 구성하는 피스톤 스커트의 외주면부와 내주면부를 관통하는 다수의 오일 홀이 피스톤 스커트부에 형성되게 하고, 이 오일 홀을 통해 오일이 유입되게 함으로써, 피스톤 왕복 운동 시에 피스톤 스커트의 외주면부와 실린더의 내주면부 사이에 마찰면적을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 피스톤의 냉각 성능을 향상시키고, 그 중량을 감소시킬 수 있는 오일 홀이 형성된 피스톤에 관한 것이다.According to the present invention, a plurality of oil holes penetrating an outer circumferential surface portion and an inner circumferential surface portion of a piston skirt constituting a lower portion of a piston mounted in a cylinder of a vehicle are formed in the piston skirt portion, and the oil is introduced through the oil holes. The present invention relates to a piston having an oil hole capable of reducing the friction area between the outer circumferential surface portion of the piston skirt and the inner circumferential surface portion of the cylinder during reciprocating motion, as well as improving the cooling performance of the piston and reducing its weight.

Description

Piston with oil hole

본 발명은 차량의 실린더 내에 장착되는 피스톤에 관한 것으로서, 특히 피스톤 스커트(PISTON SKIRT)의 외주면부와 내주면부를 관통하는 다수의 오일 홀이 피스톤 스커트부에 형성되게 하고, 이 오일 홀을 통해 오일이 유입되게 함으로써, 피스톤 왕복 운동 시에 피스톤 스커트의 외주면부와 실린더의 내주면부 사이에 마찰면적을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 피스톤의 냉각 성능을 향상시키고, 그 중량을 감소시킬 수 있는 오일 홀이 형성된 피스톤에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a piston mounted in a cylinder of a vehicle. In particular, a plurality of oil holes penetrating an outer circumferential surface portion and an inner circumferential surface portion of a piston skirt are formed in the piston skirt portion, and oil flows through the oil hole. In this case, in the piston reciprocating motion, not only the friction area between the outer circumferential surface portion of the piston skirt and the inner circumferential surface portion of the cylinder can be reduced, but also the piston having the oil hole formed therein can improve the cooling performance of the piston and reduce its weight. It is about.

일반적으로, 차량의 실린더 내부에 장착되는 피스톤은 실린더내를 왕복운동하면서 팽창행정에서 고온·고압의 가스압력을 받아 이것을 커넥팅 로드를 거쳐 크랭크축에 회전력을 공급하는데 사용된다.In general, a piston mounted inside a cylinder of a vehicle receives a gas pressure of high temperature and high pressure in an expansion stroke while reciprocating in a cylinder, and is used to supply rotational force to a crankshaft through a connecting rod.

상기와 같은 용도로 사용되고 있는 피스톤은 도 1과 같이 착설되어 이용된다. 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 실린더(50) 내에 장착되는 피스톤(10)은 대체로 상부의 피스톤 헤드부(20)와 하부의 피스톤 스커트부(30)로 이루어지며, 상기 피스톤 헤드부(20)의 단부의 외주면상에는 다수의 링 그루브(RING GROOVE)가 형성되어 있고, 상기 피스톤(10)은 커넥팅 로드(40)에 의해 크랭크 축에 연결된다.The piston used for the above uses is installed and used as shown in FIG. As shown in FIG. 1, the piston 10 mounted in the cylinder 50 is generally composed of an upper piston head portion 20 and a lower piston skirt portion 30, and the piston head portion 20. On the outer circumferential surface of the end of the plurality of ring grooves (RING GROOVE) is formed, the piston 10 is connected to the crankshaft by a connecting rod (40).

상기와 같이 구성되고 이용되는 피스톤 헤드부(20)는 연소실의 일부를 형성하는 실린더(50)와 같은 고온을 받지만 냉각수나 외부의 공기에 의해 직접 냉각시킬 수는 없다. 이러한 이유 때문에 실린더(50)에 비해 그 팽창율은 훨씬 크다. 따라서, 피스톤의 설계치수는 온도의 상위에 의한 팽창을 고려하여 피스톤 헤드부(20)의 직경은 피스톤 스커트부(30)의 직경보다 약간 작게 형성된다.The piston head 20 constructed and used as described above receives the same high temperature as the cylinder 50 forming a part of the combustion chamber, but cannot be directly cooled by the coolant or external air. For this reason, the expansion rate is much larger than that of the cylinder 50. Therefore, the diameter of the piston head portion 20 is formed slightly smaller than the diameter of the piston skirt portion 30 in consideration of the expansion of the piston design temperature.

상기 피스톤(10)의 상부를 구성하는 피스톤 헤드부(20)의 외주면상에는 3∼4개의 피스톤 링을 장착시켜 기밀을 유지하고 동시에 오일이 연소실로 유입되는 것을 방지한다.Three to four piston rings are mounted on the outer circumferential surface of the piston head 20 constituting the upper portion of the piston 10 to maintain airtightness and at the same time prevent oil from flowing into the combustion chamber.

상기 피스톤 링은 피스톤 헤드부(20)의 외주면상에 홈으로 형성된 다수의 링 그루브에 각각 끼워지며, 이 홈과 홈 사이를 랜드(LAND)라고 부르며, 위로부터 순서대로 제 1 랜드, 제 2 랜드···라고 한다.The piston ring is fitted into a plurality of ring grooves formed as grooves on the outer circumferential surface of the piston head 20, respectively, and is called a land between the grooves and the grooves. It is called.

상기 오일 링(21)이 끼워지는 링 그루브에는 과잉의 오일이 피스톤(10)내로 빠져나가게 하기 위하여 배유구 구멍(도면상에 미도시됨)이 형성된다.In the ring groove into which the oil ring 21 is fitted, a drain hole (not shown in the drawing) is formed to allow excess oil to escape into the piston 10.

도 1상의 미설명 부호 (71)은 조정나사, (72)는 푸시 로드, (73)은 로커 암, (74)는 밸브 스프링, (75)는 밸브, (76)은 태핏, 그리고 (77)은 캠축을 나타낸다.In FIG. 1, reference numeral 71 denotes an adjustment screw, 72 a push rod, 73 a rocker arm, 74 a valve spring, 75 a valve, 76 a tappet, and 77 Represents a camshaft.

상술한 피스톤(10)은 엔진의 작동 중에 열팽창하게 되는데, 이러한 열팽창을 미리 감안하여 상온에서 실린더(50)와의 사이에 어느 정도의 틈새가 형성되게 설치된다. 이 틈새를 피스톤 클리어런스(CLEARANCE)라고 하는데 실린더(50) 내경과 피스톤(10)의 최대 외경과의 차이로 나타난다.The above-mentioned piston 10 is thermally expanded during operation of the engine, and in consideration of such thermal expansion in advance, a certain gap is formed between the cylinder 50 at room temperature. This clearance is referred to as piston clearance and is represented by the difference between the inner diameter of the cylinder 50 and the maximum outer diameter of the piston 10.

상기 클리어런스가 너무 작으면 실린더와의 사이에 타붙음이 발생하고, 이와 반대로 클리어런스가 너무 크면 압축 압력이 저하되며, 실린더(50)와 피스톤(10) 사이의 클리어런스에서 크랭크 케이스내로 가스를 불어내는 블로우 바이(BLOW BY)가 발생될 뿐만 아니라, 가솔린에 의해 오일이 희석되는 딜루션(DILUTION)의 원인이 된다.If the clearance is too small, sticking occurs between the cylinders. On the contrary, if the clearance is too large, the compression pressure decreases, and the blow blows gas into the crankcase at the clearance between the cylinders 50 and the piston 10. Not only does BLOW BY occur, but it also causes dilution of dilution of oil by gasoline.

뿐만 아니라, 다음과 같은 원인에 의하여 피스톤 사이드의 노킹 현상, 즉 피스톤 슬랩이 발생한다.In addition, the knocking phenomenon of the piston side, that is, the piston slap occurs due to the following causes.

실린더(50) 벽에 접하는 피스톤 스커트부(30)는 커넥팅 로드(40) 경사에 의해 발생되는 사이드 스러스트(SIDE THRUST)를 받아 피스톤(10)의 직선 운동을 정확하게 유지하는 작용을 하고 있지만 피스톤 클리어런스가 있기 때문에 피스톤(10)이 운동방향을 변경할 때 실린더(50) 벽에 충격을 준다. 이러한 현상을 피스톤 슬랩이라고 하는데, 피스톤 슬랩이 격심하면 피스톤 링과 링 그루브의 마모가 빨리 진행되어 링의 기능을 저해하고, 오일의 소비량을 늘려 정상적인 운전을 유지할 수 없게 된다. 이에 따라 여기에 지장이 생기지 않는 범위에서 최소의 피스톤 클리어런스가 요구되고 있다.The piston skirt portion 30 in contact with the wall of the cylinder 50 receives the side thrust generated by the inclination of the connecting rod 40 and functions to maintain the linear movement of the piston 10 accurately. Because of this, the cylinder 10 impacts the wall when the piston 10 changes the direction of motion. This phenomenon is called a piston slab. When the piston slab is severely worn, the piston ring and the ring groove are rapidly worn out, which hinders the function of the ring and increases the oil consumption, thereby preventing normal operation. Accordingly, a minimum piston clearance is required in a range where no disturbance occurs.

이러한 사정 뿐만 아니라, 피스톤(10)의 외주면과 실린더(50)의 내벽 사이에 불충분한 오일 공급으로 인하여 마찰이 발생하고, 이러한 마찰은 노킹 또는 소음의 원인이 되고 있다.In addition to this situation, friction occurs due to insufficient oil supply between the outer circumferential surface of the piston 10 and the inner wall of the cylinder 50, and such friction causes knocking or noise.

또한, 상술한 피스톤 헤드부(20)의 외주면부와 실린더(50) 벽 사이에 형성되는 클리어런스가 크면 클수록 연소가 되지 않은 가스가 그 만큼 많이 모여있게 되어 그러한 미연소가스가 배기되는 문제점이 있다.In addition, the larger the clearance formed between the outer circumferential surface portion of the piston head portion 20 and the cylinder 50 wall, the larger the amount of unburned gas is collected and the unburned gas is exhausted.

본 발명은 상기와 같은 종래의 사정 및 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 차량의 실린더 내에 장착되는 피스톤의 하부를 구성하는 피스톤 스커트의 외주면부와 내주면부를 관통하는 다수의 오일 홀이 피스톤 스커트부에 형성되게 하고, 이 오일 홀을 통해 오일이 유입되게 함으로써, 피스톤 왕복 운동 시에 피스톤 스커트의 외주면부와 실린더의 내주면부 사이에 마찰면적을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 피스톤의 냉각 성능을 향상시키고, 그 중량을 감소시킬 수 있는 오일 홀이 형성된 피스톤을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems and problems, and a plurality of oil holes penetrating the outer circumferential surface portion and the inner circumferential surface portion of the piston skirt constituting the lower portion of the piston mounted in the cylinder of the vehicle, the piston skirt portion By forming oil and flowing oil through this oil hole, not only can reduce the friction area between the outer circumferential surface portion of the piston skirt and the inner circumferential surface portion of the cylinder during piston reciprocating movement, but also improve the cooling performance of the piston, The object is to provide a piston in which an oil hole is formed that can reduce the weight.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 오일 홀이 형성된 피스톤은 상부에 피스톤 헤드부가 형성되고, 하부에 피스톤 스커트부가 형성되며, 상기 피스톤 헤드부의 외주면상에는 다수의 링 그루브가 형성되며, 상기 피스톤 스커트부에는 다수의 오일 홀이 형성되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a piston having an oil hole according to the present invention has a piston head portion formed at an upper portion thereof, a piston skirt portion formed at a lower portion thereof, and a plurality of ring grooves are formed on an outer circumferential surface of the piston head portion. It characterized in that a plurality of oil holes are formed.

도 1은 종래의 피스톤이 착설된 상태도.1 is a state in which a conventional piston is installed.

도 2는 본 발명에 따른 오일 홀이 형성된 피스톤의 측면도.2 is a side view of a piston in which an oil hole is formed according to the present invention;

도 3은 본 발명에 따른 피스톤의 사시도.3 is a perspective view of a piston according to the present invention;

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>

10 : 피스톤 20 : 피스톤 헤드부10: piston 20: piston head portion

30 : 피스톤 스커트부 50 : 실린더30: piston skirt 50: cylinder

60 : 오일 홀60: oil hole

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면과 관련하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 따른 오일 홀이 형성된 피스톤의 측면도이며, 도 3은 사시도이다. 종래의 구성도인 도 1과 동일 또는 동등 부분은 설명의 편의상 동일 부호를 사용하여 설명 할 것이다.Figure 2 is a side view of a piston with an oil hole according to the present invention, Figure 3 is a perspective view. The same or equivalent parts as in FIG. 1, which is a conventional configuration diagram, will be described using the same reference numerals for convenience of description.

도 2 및 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 오일 홀이 형성된 피스톤은 상부에 피스톤 헤드부(20)가 형성되고, 하부에 피스톤 스커트부(30)가 형성되며, 상기 피스톤 헤드부(20)의 외주면상에는 다수의 링 그루브(22)가 형성되며, 상기 피스톤 스커트부(30)에는 다수의 오일 홀(60)이 형성되는 것으로 이루어진다.As shown in Figures 2 and 3, the piston in which the oil hole according to the embodiment of the present invention is formed, the piston head portion 20 is formed on the upper portion, the piston skirt portion 30 is formed on the lower portion, A plurality of ring grooves 22 are formed on the outer circumferential surface of the piston head portion 20, and a plurality of oil holes 60 are formed in the piston skirt portion 30.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 오일 홀이 형성된 피스톤은 하기와 같이 작용한다.The piston having the oil hole according to the present invention configured as described above acts as follows.

먼저, 차량의 엔진의 윤활장치, 예를 들면 오일 펌프(도면상에 미도시됨) 등에 의해 오일이 비산되어 실린더에 공급되면, 도 1 또는 도 2에 도시되어 있는 바와 같이 피스톤 스커트부(30)의 내주면부 또는 실린더(50)의 내주면부가 윤활된다.First, when oil is scattered and supplied to a cylinder by a lubrication device of an engine of a vehicle, for example, an oil pump (not shown in the drawing) or the like, the piston skirt portion 30 as shown in FIG. The inner circumferential surface portion of or the inner circumferential surface portion of the cylinder 50 is lubricated.

이렇게 윤활장치에 의해 비산되어 피스톤 스커트부(30)의 내주면부에 공급된 오일은 본 발명에 따른 오일 홀(60)을 통해 피스톤 스커트부(30)의 내주면부로부터 실린더(50)의 내주면부로 유입되게 된다. 상기 오일 홀(60)은 피스톤 스커트부(30)의 외주면부로부터 내주면부로 관통하여 형성된 홀로서 다수개가 형성된다.The oil scattered by the lubrication device and supplied to the inner circumferential surface portion of the piston skirt portion 30 flows into the inner circumferential surface portion of the cylinder 50 from the inner circumferential surface portion of the piston skirt portion 30 through the oil hole 60 according to the present invention. Will be. The oil holes 60 are formed as a plurality of holes formed through the outer circumferential surface portion of the piston skirt portion 30 to the inner circumferential surface portion.

실린더(50)의 내주면부에 공급된 오일은 상기 피스톤 스커트부(30)의 오일 홀(60)을 통해 피스톤 스커트부(30)의 내주면부로 유입될 수도 있다.The oil supplied to the inner circumferential surface portion of the cylinder 50 may flow into the inner circumferential surface portion of the piston skirt portion 30 through the oil hole 60 of the piston skirt portion 30.

피스톤 스커트부(30)의 오일 홀(60)을 통해 실린더(50)의 내주면부로 유입된 오일은 피스톤(10)이 실린더(50)의 내주면을 따라 왕복 운동을 하는 동안에 감마작용을 할 뿐만 아니라, 작동 중에 피스톤(10)의 외주면과 실린더(50)의 내주면 사이에 윤활작용을 일으켜 피스톤(10)의 왕복운동을 원활하게 한다.The oil introduced into the inner circumferential surface portion of the cylinder 50 through the oil hole 60 of the piston skirt portion 30 not only performs gamma action while the piston 10 reciprocates along the inner circumferential surface of the cylinder 50, During operation, lubrication is performed between the outer circumferential surface of the piston 10 and the inner circumferential surface of the cylinder 50 to smoothly reciprocate the piston 10.

상기 오일 홀(60)의 내주면을 테이퍼형 또는 스워럴(SWIRL)형으로 성형함으로써 오일의 유입을 촉진할 수도 있을 것이다.The inner circumferential surface of the oil hole 60 may be formed in a tapered shape or a SWIRL type to facilitate the inflow of oil.

상기 피스톤 스커트부(30)을 관통하며 형성되어 있는 다수의 오일 홀(60)을 통해 오일이 유입되기 때문에 피스톤(10)의 냉각효과도 촉진시킬 수 있을 것이다. 이러한 효과는 피스톤(10)의 왕복운동과 고온 압축·팽창과정으로부터 유발되는 피스톤(10)의 과열을 방지하게 한다.Since oil is introduced through a plurality of oil holes 60 formed through the piston skirt 30, the cooling effect of the piston 10 may also be promoted. This effect prevents overheating of the piston 10 resulting from the reciprocating motion of the piston 10 and the high temperature compression and expansion process.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 오일 홀이 형성된 피스톤을 사용함으로써, 피스톤(특히, 피스톤 스커트부)의 외주면과 실린더의 내주면이 서로 접촉하는 면적을 감소시킬 수 있기 때문에, 피스톤의 왕복 운동을 하는 동안에 피스톤의 외주면의 마모를 그 만큼 줄일 수 있을 것이다. 그리고, 오일 홀의 공간 만큼 피스톤의 하중은 그 만큼 감소할 것이다.As described above, the area in which the outer circumferential surface of the piston (especially the piston skirt portion) and the inner circumferential surface of the cylinder are in contact with each other can be reduced by using the piston with the oil hole according to the present invention. In doing so, wear of the outer circumferential surface of the piston can be reduced by that much. Then, the piston load will decrease by the space of the oil hole.

또한, 피스톤 스커트부를 관통하며 형성된 오일 홀을 통해 오일이 유입되기 때문에 그 만큼 피스톤의 냉각 효과를 가져 올 수 있으므로 실린더 내주면과 피스톤 헤드부 사이의 클리어런스를 감소시켜 미연소 가스의 에미션(EMISSION)을 그 만큼 줄일 수 있을 뿐만 아니라 피스톤의 노킹을 감소시킬 수 있으며, 이러한 피스톤의 냉각 효과는 피스톤 헤드부의 두께를 줄일 수 있게 함으로써 피스톤의 하중을 그 만큼 감소시켜 준다. 또한, 종래에는 피스톤 헤드부의 외주면상에 형성된 링 그루브에 작은 사이즈의 배유구가 형성되어 있었으나 본 발명의 피스톤을 사용함으로써, 그 배유구는 불필요하게 될 것이다.In addition, since oil flows through the oil hole formed through the piston skirt, the cooling effect of the piston can be brought to the same. Therefore, the clearance between the inner circumferential surface of the cylinder and the piston head is reduced to reduce the emission of unburned gas. Not only that, but also the knocking of the piston can be reduced, and the cooling effect of the piston reduces the piston load by that amount by reducing the thickness of the piston head. In addition, although a small drainage port is formed in the ring groove formed on the outer circumferential surface of the piston head part conventionally, the drainage port becomes unnecessary by using the piston of the present invention.

Claims

In the piston reciprocating along the inner circumferential surface portion of the cylinder 50 of the vehicle, a piston head portion 20 is formed at the upper portion, a piston skirt portion 30 is formed at the lower portion, and the piston head portion 20 A plurality of ring grooves 22 are formed on the outer circumferential surface, and the piston skirt 30 has a plurality of oil holes 60 penetrating from the outer circumferential surface portion to the inner circumferential surface portion.