KR20000067489A - 자동차용 엔진의 피스톤 - Google Patents

자동차용 엔진의 피스톤 Download PDF

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KR20000067489A
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윤수환
김용찬
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이관기
대우자동차 주식회사 국민차사업부문
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    • F02F3/00—Pistons 
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Abstract

본 발명은 피스톤의 제2공간부 압력을 저감시켜 엔진오일과 혼합기가 연소실과 오일홴으로 누출되는 것을 방지하여 엔진의 성능과 품질안정에 기여할 수 있도록 한 자동차용 엔진의 피스톤에 관한 것으로서;
헤더(30)와 스커트(31)를 가지는 원통형상으로 구비되고 헤더(30)상에는 실린더(11)와의 기밀유지를 위한 수단으로 다수개의 그루브(32,33,34)와 상기 그루브(32,33,34)로 인하여 형성되는 돌출부인 톱랜드(38)와 세컨드랜드(39) 및 서드랜드(40); 상기 그루브(32,33,34)상에 개재되어 제1공간부(41)와 제2공간부(42)가 형성하는 압축링(35,36)과 오일링(37)을 포함하여; 엔진(10)의 실린더블럭(13)내부에 형성되는 실린더(11)상에 삽입되어 상,하방향으로 왕복운동하면서 발생하는 연소에너지를 회전운동으로 변환하여 크랭크샤프트(16)로 전달하는 자동차의 피스톤(15)을 구성함에 있어서;
상기 세컨드랜드(39)와 세컨드압축링(36)상간에 형성되는 제2공간부(42)에 는 폭발행정 후반부에 발생할 수 있는 제1공간부(41)와 제2공간부(42)의 압력차를 저감시킬 수 있도록 세컨드랜드(39)상에 압력저감용홀(50)을 더 형성한 것이다.

Description

자동차용 엔진의 피스톤{Piston of engine for vehicle}
본 발명은 자동차용 엔진의 피스톤에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 엔진오일의 소모량과 혼합기의 누출정도를 저감시킬 수 있도록 개선된 피스톤의 제공에 관한 것이다.
자동차용 피스톤은 실린더내에 장착되어 실린더를 상,하방향으로 왕복운동 하면서 폭발로 인한 팽창과정에서 발생하는 고온, 고압의 가스압력을 받아 커넥팅로드를 통하여 크랭크샤프트로 전달하여주는 역할을 주행한다.
상기와 같은 피스톤이 적용되는 자동차용 엔진을 도 1을 통하여 살펴보면 다음과 같다.
자동차용 엔진(10)은;
내부에 실린더(11)가 구비되는 실린더블럭(12)과 상기 실린더블럭(12)의 상측에 결합되는 실린더헤더(13) 및 실린더블럭(12)의 하측에 결합되는 오일팬(14)으로 크게 구성된다.
상기 실린더블럭(12)의 내부에 형성되는 실린더(11)에는 실린더(11)의 상,하방향으로 왕복운동하면서 흡입, 압축, 폭발, 배기행정을 수행하기 위한 피스톤(15)이 내장된다.
상기 피스톤(15)은 실린더블럭(12)의 하방에 위치하여 피스톤(15)의 왕복직선운동을 회전운동으로 전환하여 크랭크샤프트(16)로 전달하기 위한 수단으로 커넥팅로드(17)가 연결된다.
상기 실린더블럭(12)의 상부에 결합되는 실린더헤더(13)에는 에어클리너(19)와 스로틀밸브(20)를 통과한 공기와 연료가 혼합된 혼합기를 흡입하기 위한 흡입밸브(21)와 압축된 혼합기가 폭발할 수 있도록 하기위한 점화플러그, 폭발된 연소가스를 배출하기 위한 배기밸브(22)등을 가지게 된다.
상기와 같이 혼합기를 흡입, 압축, 폭발, 배기행정을 통하여 피스톤(15)은 실린더(11)의 상,하방향으로 왕복운동을 하게되고, 이 왕복운동이 커넥팅로드(17)를 통하여 크랭크샤프트(16)로 전달됨으로서 크랭크샤프트(16)가 회전운동으로 전환하여 변속기로 전달하여 자동차가 주행할 수 있는 추진력을 얻게되는 것이다.
상기와 같은 엔진(10)에 장착되는 피스톤(15)은 실린더(11)와 같은 고온에 노출되지만 냉각수의 영향을 직접받지 못하기 때문에 고온에 의한 팽창을 고려하여 피스톤(15)의 헤더(30)가 스커트(31)보다 작은 직경으로 된다.
상기와 같이 소직경으로 되는 헤더(30)상에는 실린더(11)와의 기밀유지를 위한 수단으로 다수개의 그루브(32,33,34)를 형성하고, 상기 그루브(32,33,34)상에는 압축링(35,36)과 오일링(37)이 개재된다.
상기 그루브(32,33,34)사이의 돌출부위는 상단부에서 하단부로 가면서 톱랜드, 세컨드랜드, 서드랜드...(38.39.40...)로 명명되고, 상기 그루브(32,33,34)상에 개재되는 압축링(35,36)과 오일링(37)도 퍼스트링, 세컨드링, 서드링...등으로 불리워진다.
상기와 같은 피스톤(15)은 폭발행정이 이루어진 후반부에 퍼스트랜드(38)와 퍼스트압축링(35)상간의 제1공간부(41)의 압력보다 세컨드랜드(39)와 세컨드압축링(36)상간의 제2공간부(42)의 압력이 높게나타나기 때문에 이 압력차이로 퍼스트압축링(35)은 상승하게 되고 제 2공간부(42)에 존재하던 엔진오일이 제1공간부(41)를 통하여 연소실(43)으로 유입되는 문제점을 가진다.
종래에는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제2공간부의 압력을 낮추기 위하여 세컨드압축링과 실린더 내벽면사이의 갭(GAP)을 증대시켰었다.
상기와 같이 세컨드압축링과 실린더 사이의 갭을 증대시킬 경우에는 제2공간부의 압력은 저하될 수 있으나 세컨드압축링의 움직임에 따른 연소실내의 혼합기가 유출되는 양이 증대하게 되는 문제점을 가짐으로서 근본적인 문제해결이 되지 못하는 등의 문제점들이 있었다.
이에 본 발명에서는 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 발명된 것으로서 피스톤의 세컨드랜드상에 압력저감수단을 더 구비하여 피스톤의 제2공간부의 압력을 저감시켜 엔진오일이 연소실내로 유입되거나 연소실내의 혼합기가 크랭크케이스(오일홴)방향으로 누출되는 것을 방지하여 엔진의 성능과 품질안정에 기여할 수 있도록 함을 목적으로 한다.
도 1은 본 발명을 설명하기 위한 자동차용 엔진의 개략적 단면 구성도.
도 2는 본 고안의 기술이 적용된 피스톤을 발췌한 정면도.
도 3은 도 2의 A부위를 발췌한 피스톤의 확대 단면도.
*도면의 주요 부분에 사용된 부호의 설명*
15; 피스톤
30; 헤더
32,33,34; 그루브
41; 제1공간부
42; 제2공간부
50; 압력저감용홀
이하 첨부되는 도면과 관련하여 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예의 구성과 작용 및 효과에 대하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명을 설명하기 위한 자동차용 엔진의 개략적 단면 구성도, 도 2는 본 고안의 기술이 적용된 피스톤을 발췌한 정면도, 도 3은 도 2의 A부위를 발췌한 피스톤의 확대 단면도로서 함께 설명한다.
자동차의 피스톤(15)은 헤더(30)와 스커트(31)를 가지는 원통형상으로 구비되고, 상기 헤더(30)상에는 실린더(11)와의 기밀유지를 위한 수단으로 다수개의 그루브(32,33,34)와 상기 그루브(32,33,34)로 인하여 형성되는 돌출부인 톱랜드(38)와 세컨드랜드(39) 및 서드랜드(40)가 구비된다.
상기 그루브(32,33,34)상에는 압축링(35,36)과 오일링(37)이 개재되어 제1공간부(41)와 제2공간부(42)가 형성되어 엔진(10)의 실린더블럭(13)내부에 형성되는 실린더(11)상에 삽입되어 상,하방향으로 왕복운동하면서 발생하는 연소에너지를 회전운동으로 변환하여 크랭크샤프트(16)로 전달하는 것이다.
본 발명에서는 상기 피스톤(15)이 폭발행정 후반부에 제1공간부(41)와 제2공간부(42)에 발생하는 압력차이를 해소하여 엔진오일이 연소실(43)내부로 유입되거나 연소실(43)상의 혼합기가 오일홴(14)방향으로 유입되는 것을 방지할 수 있도록 한다.
이를 위하여 세컨드랜드(39)와 세컨드압축링(36)상간에 형성되는 제2공간부(42)에 압력저감수단을 더 구비함으로서 폭발행정 후반부에 발생할 수 있는 제1공간부(41)와 제2공간부(42)의 압력차이가 거의 없는 수준으로 유지할 수 있도록 한다.
즉, 제2공간부(42)의 세컨드랜드(39)상에 압력저감용홀(50)을 형성함으로서 폭발행정 후반부에 제2공간부(42)에 발생하는 고압을 압력저감홀(50)을 통하여 스커트(31)방향으로 이동하게 함으로서 적절한 수준의 압력조절이 가능하도록 한다.
상기와 같은 본 발명은;
피스톤(15)이 실린더(11)내에서 실린더(11)의 상,하방향으로 왕복운동하면서 흡입,압축, 폭발, 배기행정을 수행하여 자동차의 주행에 필요한 추력을 얻게된다.
상기 폭발행정 후반부에 피스톤(15)의 제1공간부(41)와 제2공간부(42)사이에 압력이 발생하게 되더라도 제2공간부(42)에 더 형성한 압력저감수단에 의하여 제2공간부(42)의 압력이 제1공간부(41)의 압력도다 높게되는 현상이 방지됨으로서 엔진오일이 연소실(43)로 유입되거나 연소실(43)내의 혼합기가 오일홴(14)으로 유입되는 현상을 방지할 수 있게된다.
이는 세컨드압축링(36)과 함께 제2공간부(42)를 형성하는 세컨드랜드(39)상에 압력저감홀(50)을 더 형성함으로서 폭발행정 후반부에 제2공간부(42)에 발생하는 고압이 이 압력저감홀(50)을 통하여 피스톤(15)의스커트(31)방향으로 이동함으로서 제2공간부(42)의 압력이 저감되는 것이다.
이상과 같은 본 발명은 피스톤의 세컨드랜드상에 압력저감수단을 더 구비하여 피스톤의 제2공간부의 압력을 저감시켜 엔진오일이 연소실내로 유입되거나 연소실내의 혼합기가 크랭크케이스(오일홴)방향으로 누출되는 것을 방지하여 엔진의 성능과 품질안정에 기여할 수 있는 등의 효과를 가진다.

Claims (1)

  1. 헤더(30)와 스커트(31)를 가지는 원통형상으로 구비되고;
    상기 헤더(30)상에는 실린더(11)와의 기밀유지를 위한 수단으로 다수개의 그루브(32,33,34)와 상기 그루브(32,33,34)로 인하여 형성되는 돌출부인 톱랜드(38)와 세컨드랜드(39) 및 서드랜드(40);
    상기 그루브(32,33,34)상에 개재되어 제1공간부(41)와 제2공간부(42)가 형성하는 압축링(35,36)과 오일링(37)을 포함하여;
    엔진(10)의 실린더블럭(13)내부에 형성되는 실린더(11)상에 삽입되어 상,하방향으로 왕복운동하면서 발생하는 연소에너지를 회전운동으로 변환하여 크랭크샤프트(16)로 전달하는 자동차의 피스톤(15)을 구성함에 있어서;
    상기 세컨드랜드(39)와 세컨드압축링(36)상간에 형성되는 제2공간부(42)에 는 폭발행정 후반부에 발생할 수 있는 제1공간부(41)와 제2공간부(42)의 압력차를 저감시킬 수 있도록 세컨드랜드(39)상에 압력저감용홀(50)을 더 형성하는 것을 특징으로 하는 자동차용 엔진의 피스톤.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102159566B1 (ko) * 2020-07-30 2020-09-24 정문식 유분상승 및 회전부하를 방지하는 피스톤

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102159566B1 (ko) * 2020-07-30 2020-09-24 정문식 유분상승 및 회전부하를 방지하는 피스톤

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