KR20010054496A - 피스톤 냉각을 위한 오일제트장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 피스톤이 적정 상태로 예열되기 전인 엔진의 시동 초기 및 저속 운전시에는 피스톤이 냉각을 위해 분사되는 오일의 영향을 적게 받도록 하고, 피스톤이 열을 많이 받는 중ㆍ고속 운전시에는 오일의 영향을 크게 받도록 오일 분사 압력이 조정되는 오일 제트 장치를 제공하는데 있다.

이를 위해 본 발명은 오일갤러리에 연통하며, 실린더블록 하부측에 피스톤을 향하여 경사지게 천공되는 오일제트 장착공과;

상기 오일제트 장착공내에 삽입되는 오일제트와;

상기 오일제트의 오일분사통로에 대하여 수직으로 형성되는 이동체 장착공과;

상기 이동체 장착공내에 이동이 허용되는 상태로 수용되는 이동체와;

상기 이동체의 측방 일단에 오일압이 작용하도록 상기 오일 분사통로와 나란히 오일제트 몸체에 형성되는 오일압 작용통로와;

상기 오일압 작용통로를 통하여 이동체에 작용하는 오일압에 대항하여 이동체를 탄발하도록 상기 이동체 장착공내에 수용되는 탄성체와;

상기 오일압 작용 통로를 통하여 이동체에 작용하는 오일압이 탄성체에 의한 탄발력 보다 높아 이동체가 상기 탄성체를 압축하면서 이동할 때에는 상기 이동체 장착공내에 몰입되며, 탄성체의 의한 탄발력이 오일압보다 높을 때에는 상기 오일분사통로와 연통하도록 상기 이동체에 형성되는 대분사공과;

상기 오일압이 탄성체의 탄발력보다 클때에는 상기 오일분사통로에 연통하며, 상기 오일압이 탄성체의 탄발력보다 낮을 때에는 상기 이동체 장착공내에 몰입되는 소분사공;을 포함하여 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

피스톤 냉각을 위한 오일제트장치{Oil jet apparatus for cooling of piston}

본 발명은 피스톤 냉각을 위해 오일을 분사하는 오일제트 장치에 관한 것이다.

피스톤은 실린더내를 왕복 구동하면서 팽창행정에서 고온ㆍ고압의 가스압력을 받아 이것을 컨넥팅 로드를 거쳐 크랭크축에 회전력으로 전달해주게 되는데, 피스톤의 헤드부는 2000℃ 이상의 연소가스에 노출되고 40∼60㎏/㎠의 고압력을 단시간에 충격적으로 받을 뿐 아니라 실린더내를 고속으로 운동하므로 실린더벽과의 사이에 강한 마찰이 생기므로 피스톤을 신속히 냉각하고 윤활시켜 주지 아니하면, 피스톤 소착의 원인이 된다.

이러한 피스톤 소착을 방지하기 위하여 도 4에 도시하는 것과 같이 실린더블록(20) 하단에 분사 방향이 피스톤(21)을 향하도록 오일 분사 구멍(22)을 형성하고 , 오일분사구멍(22)은 오일통로(23)를 통하여, 오일갤러리에 연통하므로써 오일펌프로부터 급송되는 오일이 오일분사구멍(22)내에 장착된 오일제트(24)를 통하여 피스톤(21)에 분사공급되도록 구성하고 있다.

이와같이 피스톤(21)은 연소실의 고온의 연소가스에 노출되어 팽창열을 받게되며, 열팽창을 고려할 때 실린더 내경보다 작게 직경을 설정하지 아니하면 안된 다.

그러나 엔진의 시동 초기 및 저속운전시에는 피스톤(21)이 받은 열이 충분치 못하여 팽창량이 작기 때문에 실린더 내벽면과의 사이에 틈새가 커서 오일 소모량이 많이 발생하고 또 압축 및 연소가스가 누설되는 량이 많아짐에도 불구하고, 피스톤(21) 냉각을 위한 오일이 지속적으로 오일제트(24)를 통해 분사되므로써 피스톤(21)의 적정예열을 방지하여 피스톤의 팽창을 억제하게 되므로써 오일소모량과블로바이가스 발생량을 증대시키는 문제점이 있다.

이에 본 발명은 상기한 문제점을 감안하여 제안한 것으로서 그의 목적으로 하는 것은 피스톤이 적정 상태로 예열되기 전인 엔진의 시동 초기 및 저속 운전시에는 피스톤의 냉각을 위해 분사되는 오일의 영향을 적게 받도록 하고, 피스톤이 열을 많이 받는 중ㆍ고속 운전시에는 오일의 영향을 크게 받도록 오일 분사 압력이 조정되는 오일 제트 장치를 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 오일갤러리에 연통하며, 실린더블록 하부측에 피스톤을 향하여 경사지게 천공되는 오일제트 장착공과;

상기 오일제트 장착공내에 삽입되는 오일제트와;

상기 오일제트의 오일분사통로에 대하여 수직으로 형성되는 이동체 장착공과;

상기 이동체 장착공내에 이동이 허용되는 상태로 수용되는 이동체와;

상기 이동체의 측방 일단에 오일압이 작용하도록 상기 오일분사통로와 나란히 오일제트 몸체에 형성되는 오일압 작용 통로와;

상기 오일압 작용 통로를 통하여 이동체에 작용하는 오일압에 대항하여 이동체를 탄발하도록 상기 이동체 장착공내에 수용되는 탄성체와;

상기 오일압 작용 통로를 통하여 이동체에 작용하는 오일압이 탄성체에 의한 탄발력 보다 높아 이동체가 상기 탄성체를 압축하면서 이동할 때에는 상기 이동체 장착공내에 몰입되며, 탄성체의 의한 탄발력이 오일압보다 높을 때에는 상기 오일분사통로와 연통하도록 상기 이동체에 형성되는 대분사공과;

상기 오일압이 탄성체의 탄발력보다 클때에는 상기 오일분사통로에 연통하며, 상기 오일압이 탄성체의 탄발력보다 낮을 때에는 상기 이동체 장착공내에 몰입되는 소분사공;을 포함하여 구성되어 있다.

본 발명의 청구항 2 기재에 의하면 상기 탄성체는 압축스프링인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 청구항 3 기재에 의하면 상기 탄성체는 압축성이 있는 탄성고무인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 청구항 4 기재에 의하면 상기 이동체의 원활한 이동을 위하여 베어링이 개재되어 있는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명에 의한 피스톤 냉각을 위한 오일제트장치를 나타내는 도면

도 2는 본 발명에 의한 오일제트의 단면도

도 3은 본 발명에 의한 이동체를 나타내는 단면도

도 4는 종래기술

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 실린더블록 2 : 피스톤

3 : 오일제트 장착공 4 : 오일통로

5 : 오일제트 6 : 오일분사통로

7,8: 이동체 장착공 9 : 이동체

10 : 오일압 작용 통로 11 : 탄성체

12 : 대분사공 13 : 소분사공

이하 본 발명의 구성과 작용을 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 오일제트 장치를 나타내는 도면이며, 도 2는 본 발명의 오일제트 상세도이다.

실린더블록(1)의 하단에는 피스톤(2)을 향하여 경사지게 오일제트 장착공(3)이 형성되어 있고, 이 오일제트 장착공(3)은 오일통로(4)를 통하여 오일갤러리에 연통한다.

상기 오일제트 장착공(3)내에는 오일제트(5)가 삽입 장착되고, 오일제트(5)의 중앙에는 오일분사통로(6)가 형성되어 있다.

오일분사통로(6)의 도중에는 그와 직각방향으로, 즉 ＋자형을 이루도록 이동체 장착공(7)(8)이 형성되어 있으며, 그 이동체 장착공(7)(8)내에는 이동이 허용되도록 이동체(9)가 끼워져 있다.

그리고 이동체(9)의 측면일측에는 오일압작용통로(10)를 통하여 오일압이 작용하며, 이 오일압 작용통로(10)는 오일분사통로(6)와 마찬가지로 오일통로(4)에 연통한다.

이 이동체(9)의 오일압이 작용하는 측면과 반대측의 이동체 장착공(7)내에는 오일압에 대항하는 방향으로 이동체(9)를 탄발하는 탄성체(11)가 수용되어 있으며, 이 탄성체(11)는 압축스프링이나 또는 압축성이 있는 탄성고무로 형성된다.

또 이동체(9)는 베어링(도시생략)에 의해 지지되어 오일압이나 탄성체(11)의 탄발력 작용시 길이 방향으로의 이동이 원활하다.

상기 탄성체(11)의 탄성계수는 오일압을 고려하여 설정되는데, 엔진의 중ㆍ고속 운전시의 오일압보다는 탄성계수가 낮고, 엔진의 시동초기 및 저속 운전시의 오일압보다는 높은 탄성 계수를 갖도록 설계된다.

상기 이동체(9)에는 대분사공(12)과 소분사공(13)이 형성되어 있으며, 대분사공(12)은 엔진의 중ㆍ고속 운전시에는 오일압이 탄성체(11)의 탄성력보다 커서 이동체(9)가 탄성체(11)를 압축하면서 이동할 때 이동체 장착공(7)내로 몰입되어 통로가 차단 당하게 되며, 반대로 엔진의 시동 초기나 저속운전으로 인하여 오일압이 탄성체(11)의 탄성력보다 작을 때에는 이동체(9)가 스프링 탄발력에 의해 이동체 장착공(8)측으로 이동하므로써 오일분사통로(6)와 연통하게 된다.

한편 대분사공(12)과 나란히 형성된 소분사공(13)은 대분사공(12)과는 반대로 오일압이 높을 때에는 오일분사통로(6)와 연통하고, 반대로 오일압이 낮을때 즉 스프링 탄성력이 오일압보다 높을 때에는 소분사공(13)이 이동체 장착공(8)내로 몰입되며, 이와같이 대ㆍ소 분사공(12)(13)은 오일압에 따라 각기 선택적으로 오일분사통로(6)에 연통하게 된다.

이와같은 본 발명은 오일압이 탄성체(11)의 탄성력보다 클 때(엔진의 중ㆍ고속 운전시)에는 소분사공(13)을 통하여 오일이 분사되므로, 피스톤(2)의 높은 상부 위치까지 고속의 오일 분사가 이루어져 열을 많이 받는 피스톤(2)의 상부측의 냉각이 용이하며, 반면에 피스톤(2)이 받는 열이 작은 엔진의 시동초기나 저속운전시에는 이동체(9)가 이동하여 대분사공(12)이 개방되므로, 직경이 넓은 대분사공(12)을 통해 오일이 넓게 퍼지도록 분사되고, 그 분사 양정이 낮으므로 피스톤(2)의 하단부에만 냉각을 위한 오일이 접촉할 뿐 상부측에는 도달하지 아니하므로 피스톤(2) 상부의 과냉을 방지하게 된다.

이상과 같은 본 발명은 피스톤의 온도 조건이 엔진의 운전 조건에 비례하는 것을 이용하여, 피스톤의 온도가 높아지는 엔진의 중ㆍ고속 운전시에는 높아진 오일압을 이용하여 피스톤의 상부까지 오일을 분사하여 피스톤의 과열을 방지하고, 피스톤의 온도가 낮은 엔진의 시동 초기나 저속 운전시에는 낮은 오일압에 의해 피스톤의 하부에만 오일을 분사토록 조정하는 기구를 오일제트에 마련하므로써, 저속 운전시 피스톤의 과냉을 방지하여 실린더 벽과의 틈새를 좁혀 오일소모량 및 블로바이가스 발생량을 감소시키게 되는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 오일갤러리에 연통하며, 실린더블록 하부측에 피스톤을 향하여 경사지게 천공되는 오일제트 장착공과;

   상기 오일제트 장착공내에 삽입되는 오일제트와;

   상기 오일제트의 오일분사통로에 대하여 수직으로 형성되는 이동체 장착공과;

   상기 이동체 장착공내에 이동이 허용되는 상태로 수용되는 이동체와;

   상기 이동체의 측방 일단에 오일압이 작용하도록 상기 오일 분사통로와 나란히 오일제트 몸체에 형성되는 오일압 작용통로와;

   상기 오일압 작용통로를 통하여 이동체에 작용하는 오일압에 대항하여 이동체를 탄발하도록 상기 이동체 장착공내에 수용되는 탄성체와;

   상기 오일압 작용 통로를 통하여 이동체에 작용하는 오일압이 탄성체에 의한 탄발력 보다 높아 이동체가 상기 탄성체를 압축하면서 이동할 때에는 상기 이동체 장착공내에 몰입되며, 탄성체의 의한 탄발력이 오일압보다 높을 때에는 상기 오일분사통로와 연통하도록 상기 이동체에 형성되는 대분사공과;

   상기 오일압이 탄성체의 탄발력보다 클때에는 상기 오일분사통로에 연통하며, 상기 오일압이 탄성체의 탄발력보다 낮을 때에는 상기 이동체 장착공내에 몰입되는 소분사공;을 포함하여 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 피스톤 냉각을 위한 오일제트장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 탄성체는 압축스프링인 것을 특징으로 하는 피스톤 냉각을 위한 오일제트장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 탄성체는 압축성이 있는 탄성고무인 것을 특징으로 하는 피스톤 냉각을 위한 오일제트장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 이동체의 원활한 이동을 보조하기 위해 베어링이 개재되어 있는 것을 특징으로 하는 피스톤 냉각을 위한 오일제트장치.