KR200159678Y1 - 피스톤의 냉각장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 실린더 블록의 연소실에 장착되는 피스톤에 관한 것으로 특히 피스톤의 냉각장치에 관한 것으로 이에 본 고안은 실린더 블록의 연소실 주변으로 오일통로를 형성하여 피스톤의 몸체로 오일이 비산될 수 있도록 하므로서 냉각 및 윤활에 따라 열적부하를 저감시키는데 본 고안의 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로 본 고안은, 오일에 의해 냉각되도록 하는 피스톤의 냉각장치에 있어서, 실린더 블록(1)에 형성되는 오일통로(3)와, 상기 오일통로(3)로 공급되는 오일압에 따라 스프링(5)에 의해 탄력적으로 상하 이동하는 플런저(4)와 및 상기 오일통로(3)를 통과한 오일이 피스톤(2)의 스커트부(8)에 비산되도록 형성되는 오일 구멍(6)의 구성을 특징으로 한다.

Description

피스톤의 냉각장치

본 고안은 실린더 블록의 연소실에 장착되는 피스톤에 관한 것으로 특히 피스톤의 냉각장치에 관한 것이다.

일반적으로 피스톤은 실린더 내를 왕복하며 팽창행정에서 고온·고압의 가스압력을 받아 이것을 커넥팅로드를 거쳐서 크랭크 축에 회전력을 주는 것이다.

또한 피스톤은 고온의 연소가스에 노출되고 고압의 압력을 단시간에 충격적으로 받을 뿐 아니라 실린더내를 고속으로 운동하여 실린더 벽과의 사이에 강한 마찰이 생겨 피스톤은 고온으로 상승히게 되므로 오일을 이용하여 윤활 및 마모를 방지하여야 하는 것이다.

이러한 피스톤의 냉각장치로는 제3도에 도시한 것과 같이 워터폄프에서 순환되는 냉각수를 실린더 블록(10)의 연소실(90) 주변으로 형성된 워터재킷(70)으로 보내 피스톤(20) 및 실린더 블록(10)에서 발생되는 고온을 식히도록 하며, 피스톤(20)과 커넥팅로드에 의해 연결된 크랭크 샤프트가 회전하면서 크랭크 케이스에 담겨진 오일을 튀기도록 하여 스커트부를 냉각시키거나 크랭크 샤프트로부터 커넥팅로드를 거쳐 퍼스톤까지 연결되도록 오일홈을 뚫어 오일이 피스톤으로 비산되도록 하여 윤활 및 냉각이 되도록 하는 것이다.

그러나 상기한 구조는 피스톤의 냉각을 중점으로 하는 것이 아니라 윤활작용을 겸하는 형태의 구조이어서 피스톤의 몸체에서 발생하는 열적부하를 적절히 저감하지 못하며 피스톤 크라운부의 냉각을 위해 크랭크실에 오일분사 제트를 설치하는 대안도 제시되었으나 이는 그 구조가 복잡해지고 비용이 많이 소요된다는 문제점이 지적되고 있다.

이에 본 고안은 상기한 문제점을 개선시키기 위하여 실린더 블록의 연소실 주변으로 오일통로를 형성하여 피수톤의 몸체로 오일이 비산될 수 있도록 하므로서 냉각 및 윤활에 따라 열적부하를 저감시키는 데 본 고안의 목적이 있다.

오일에 의해 냉각되도록 하는 피스톤의 냉각장치에 있어서, 실린더 불록에 헝성되는 오일통로와, 상기 오일통로로 공급되는 오일압에 따라 스프링에 의해 탄력적으로 상하 이동하는 플런저와 및 상기 오일통로를 통과한 오일이 피스톤의 스커트부에 비산되도록 형성되는 오일구멍의 구성을 특징으로 한다.

제1도는 본 고안에 의한 피스톤의 냉각장치를 나타내는 단면도

제2도는 제1도의 "A"부 확대단면도

제3도는 종래 기술

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 실린더 블록 2 : 피스톤

3 : 오일통로 4 : 플런저

5 : 스프링 6 : 오일구멍

7 : 워터재킷 8 : 스컷트부

9 : 연소실

이를 첨부한 실시예 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 제1도는 본 고안에 의한 피스톤의 냉각장치를 나타내는 단면도이고, 제2도는 제1도의 "A"부 확대 단면도이다. 도면중 부호 1은 실린더 블록이고 부호 2는 피스톤이다.

실린더 블록(1)의 연소실(9) 내측으로는 피스톤(2)이 삽입되어 상하 왕복운동을 하고, 실린더 블록(1)으로는 워터재킷(7)이 형성되어 냉각수가 흐르도록 구성되어 있다.

상기 워터재킷(7)과 연소실([))의 사이로는 오일통로(3)가 형성되어 크랭크샤프트가 회전함에 따라 오일이 공급되도록 구성하였고, 오일통로(3)의 상측 단부로는 스프링(5)에 의해 지지되는 플런저(4)가 결합되어 오일압에 따라 오일통로(3)의 입구가 개폐되도록 하였다.

또한 상기 오일통로(3)를 통과한 오일은 피스톤(2)의 스커트부(8)에 비산될 수 있도록 오일 구멍(6)을 형성하였다.

상기와 같은 구성에 따른 작용을 살펴보면 우선 피스톤(2)은 연소실(9)에서 발생하는 폭발과 함께 왕복운동을 하고, 커넥팅로드와 연결된 크랭크 샤프트는 회전을 하므로 이에 따라 피스톤(2)은 연소실(9)을 왕복운동하면서 온도가 상승하면서 열적부하를 받게 된다.

이때 상기 크랭크 샤프트는 회전속도가 빨라짐에 따라 다수개의 오일통로(3)로 오일을 공급하게 되는데 초기에는 오일입력이 낮기 때문에 오일은 스프링(5)으로 지지되는 플런저(4)를 밀어내지 못하게 된다.

그러나 피스톤(2)의 왕복운동이 빨라지면서 이에 비례하여 크랭크 샤프트의 회전도 빨라지게 되면 오일통로(3)로 공급되는 오일압력이 상승하여 오일은 플런저(4)의 저면에 형성된 라운딩 부위를 밀어내므로 상기한 플런저(4)는 수직 상승하면서 스프링(5)은 압축되고 플런저(4)의 측면으로 형성된 오일 구멍(6)으로 오일이 공급될 수 있는 것이다.

상기한 오일 구멍(6)의 위치는 연소실(9)에서 폭발행정이 일어난 후 피스톤(2)이 하사점으로 하강할 때에 피스톤(2)의 스커트부(8)와 대향되는 위치이므로 오일은 피스톤(2)의 오일링을 통과하여 연소실(9)로 공급되지 않고 피스톤(2)의 스커트부(8)만 냉각되도록 뿌려지는 것이다.

또한 상기한 오일 구멍(6)은 플런저(4)를 지나면서 언소실(9) 방향으로 일정각도 기울어진 형상이기 때문에 오일이 비산되면서 피스톤(2)의 스커트부(8)를 타고 흘러내리므로 냉각효과는 더욱 향상될 수 있는 것이다.

상기한 피스톤(2)의 왕복운동하는 속도가 느려지게 되면 피스톤의 열적부하도 낮아지며 오일통로(3)로 공급되는 오일압도 다시 낮아지기 때문에 스프링(5)의 탄성보다 약하이 오일은 플런저(4)를 밀어내지 못하거나 소량의 오일만이 오일 구멍(6)으로 통과될 수 있는 것이다.

상기와 같은 본 고안에 의하면 실린더 블록으로 오일통로를 형성하여 피스톤이 고온으로 되면 오일구멍으로부터 피스톤의 스커트부로 오일이 비산되어 피스톤의 열적부하를 저감시키므로 피스톤의 냉각이 가능하고 기계적 마모도 저감될 수 있는 유용한 고안인 것이다.

Claims (4)

1. 오일에 의해 냉각되도록 하는 피스톤의 냉각장치에 있어서, 실린더 블록(1)에 형성되는 오일통로(3)와, 상기 오일통로(3)로 공급되는 오일압에 따라 스프링(5)에 의해 탄력적으로 상하 이동하는 플런저(4)와 및 상기 오일통로(3)를 통과한 오일이 피스톤(2)의 스커트부(8)에 비산되도록 형성되는 오일 구멍(6)의 구성을 특징으로 하는 피스톤의 냉각장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 오일통로(3)와 스프링(5) 및 플런저(4)와 오일 구멍(6)은 다수개 형성되는 것을 특징으로 하는 피스톤의 냉각장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 플런저(4)의 저면은 내측으로 라운딩이 형성되어 오일의 압력이 중심으로 향하여 수직상승될 수 있도록 하는 구성을 특징으로 하는 피스톤의 냉각장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 오일 구멍(6)은 연소실(9) 방향으로 일정각도 기울어지도록 하여 피스톤(2)의 스커트부(8)와 만나도록 구성된 것을 특징으로 하는 피스톤의 냉각장치.