KR20020007436A - Pressure compensation type floating liner mounting structure - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 압력 보상형 부동라이너 장착 구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 피스톤과 라이너 사이의 마찰력을 측정하기 위하여 행해지는 시험에서 피스톤과 실린더 헤드의 변형 없이, 수직방향으로 유동이 균일한 조건에서 이루어지도록 구성되는 압력 보상형 부동라이너 장착 구조에 관한 것이다.The present invention relates to a pressure-compensated floating liner mounting structure, and more particularly, in a test performed to measure the friction force between the piston and the liner, in a condition in which the flow is uniform in the vertical direction without deformation of the piston and the cylinder head. A pressure compensating floating liner mounting structure configured to be provided.
최근, 세계 각 국에서는 배기가스 규제와 소비자의 요구에 대응하기 위하여 차량의 연비를 향상시키려는 노력이 활발하게 진행되고 있는 실정이다.In recent years, efforts to improve fuel efficiency of vehicles have been actively performed in various countries in order to respond to emission regulations and consumer demands.
특히, 엔진에서 피스톤과 라이너 사이의 마찰은 전체 마찰의 상당부분을 차지하고, 실제로 줄일 수 있는 마찰 중의 대부분을 차지하고 있는 바, 피스톤과 라이너 사이의 마찰력을 측정하기 위한 시험들이 활발하게 진행되고 있는 추세이다.In particular, the friction between the piston and the liner in the engine accounts for a large part of the overall friction, and in fact, most of the friction that can be reduced, the test to measure the friction force between the piston and the liner is actively in progress .
이러한 추세에 발맞추어, 도 3은 상기 피스톤과 라이너 사이의 마찰력을 직접 측정하기 위한 일실시예로서, 대부분이 스트레인 게이지나 로드셀(51)을 이용하여 라이너(53)의 수직방향 변위를 측정하여 마찰력을 구하게 된다.In line with this trend, Figure 3 is an embodiment for directly measuring the frictional force between the piston and the liner, most of the friction force by measuring the vertical displacement of the liner 53 using a strain gauge or load cell 51 Will be obtained.
즉, 라이너(53)는 부동라이너로 상기 실린더 블록(55)의 보어(57) 내면과 소정의 간격을 유지한 체로 수직방향으로의 유동이 가능하게 장착되며, 엔진의 원활한 작동을 위하여 측면으로는 움직이지 않도록 좌우방향에서 측면 스토퍼(59)를 통하여 구속되어 상하로만 유동이 가능하도록 구성된다.That is, the liner 53 is a floating liner and is mounted to be able to flow in the vertical direction while maintaining a predetermined distance from the inner surface of the bore 57 of the cylinder block 55. It is configured to be flowable only up and down by being constrained through the side stopper 59 in the left and right directions so as not to move.
그리고 실린더 블록(55)과 라이너(53)는 그 하단에서 로드셀 바디(61)을 통하여 로드셀(51)을 장착하여 이루어지며, 그 상단에는 실린더 헤드(63)와의 사이에 시일링을 위한 시일링 폴더(65)가 구비되어 이루어진다.And the cylinder block 55 and the liner 53 is made by mounting the load cell 51 through the load cell body 61 at the lower end thereof, the upper end of the sealing folder for sealing between the cylinder head 63 65 is provided.
그러나 상기한 바와 같은 종래의 부동라이너에 의하면, 상기 시일링 폴더와 피스톤의 상호 간섭을 방지하기 위하여, 실린더 헤드 또는 피스톤의 상부 형상을 변형하여야 하는데, 상기 실린더 헤드의 변형은 추가적으로 많은 가공을 요구함으로 시험에 소요되는 시간과 비용이 과다하게 소모되며, 상기 피스톤 상부의 가공은 관성력의 변화를 초래하여 운동 패턴이 실제와 차이를 보이는 단점을 내포하고 있다.However, according to the conventional floating liner as described above, in order to prevent mutual interference between the sealing folder and the piston, the upper shape of the cylinder head or the piston must be modified, and the deformation of the cylinder head requires additional processing. The time and cost required for the test are excessively consumed, and the machining of the upper part of the piston causes a change in the inertia force, which implies that the movement pattern is different from the actual one.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 피스톤과 라이너 사이의 마찰력을 측정하기 위하여 행해지는 시험에서 피스톤과 실린더 헤드의 변형 없이, 수직방향으로 유동이 균일한 조건에서 이루어지도록 구성되는 압력 보상형 부동라이너 장착 구조를 제공하는 것이다.Therefore, the present invention was created to solve the above problems, and an object of the present invention is to uniformly flow in the vertical direction without deformation of the piston and the cylinder head in a test performed to measure the friction force between the piston and the liner. It is to provide a pressure compensated floating liner mounting structure configured to be made under one condition.
도 1은 본 발명에 따른 압력 보상형 부동라이너 장착 구조를 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a pressure compensated floating liner mounting structure according to the present invention.
도 2는 도 1의 A부분을 확대하여 도시한 부분 확대 단면도이다.FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view illustrating a portion A of FIG. 1 in an enlarged manner.
도 3은 종래 기술에 따른 부동라이너의 장착 구조를 도시한 단면도이다.3 is a cross-sectional view showing a mounting structure of a floating liner according to the prior art.
이를 실현하기 위하여 본 발명에 따른 압력 보상형 부동라이너 장착 구조는 피스톤과 라이너 사이의 마찰력을 측정하기 위하여 행해지는 시험에서 실린더 블록의 보어 내면에 대하여 소정의 간격을 두고, 라이너를 장착하되,In order to realize this, the pressure-compensated floating liner mounting structure according to the present invention mounts the liner at a predetermined interval with respect to the bore inner surface of the cylinder block in a test performed to measure the friction force between the piston and the liner,
상기 라이너는 실린더 블록과의 사이에 좌우방향으로 측면 스토퍼를 통하여 지지되며, 상기 실린더 블록과 라이너는 그 하단에서 로드셀 바디를 통하여 로드셀을 장착하여 이루어지는 라이너 장착 구조에서,The liner is supported by the side stopper in the left and right direction between the cylinder block, the cylinder block and the liner in the liner mounting structure formed by mounting the load cell through the load cell body at its lower end,
상기 실린더 블록은 보어의 상부 원주면을 따라 내측으로 돌출하여 걸림턱을 형성하고, 그 하부에는 원주면을 따라 내측으로 돌출부를 형성하며, 상기 걸림턱의 하부에서 상기 돌출부 사이의 내측면으로 다수개의 오링홈을 형성하며, 상기 오링홈 사이의 일측으로는 대기와 연결되는 대기압 통로가 형성하여 이루어지고,The cylinder block protrudes inwardly along the upper circumferential surface of the bore to form a locking projection, and a lower portion of the cylinder block protrudes inwardly along the circumferential surface of the cylinder block and a plurality of inner surfaces between the protrusions at the bottom of the locking projection. Forming an O-ring groove, one side between the O-ring groove is formed by forming an atmospheric pressure passage connected to the atmosphere,
상기 라이너는 그 상부에서 상기 실린더 블록의 걸림턱에 대응하여 형성되고, 그 하부에는 상기 실린더 블록의 돌출부에 대응하여 형성되며, 상기 실린더 블록의 걸림턱과 돌출부 사이에는 상기 실린더 블록의 오링홈에 오링을 개재하여 이에 접촉되는 다수의 접촉 수직면을 형성하며, 상기 실린더 블록의 걸림턱과 돌출부 사이에 위치되는 상기 라이너의 상부 내면에는 연소압 상쇄수단을 형성하여 이루어지는 것을 특징으로 하며,The liner is formed at the upper portion corresponding to the locking jaw of the cylinder block, the lower portion is formed corresponding to the protrusion of the cylinder block, and between the locking jaw and the protrusion of the cylinder block O-ring in the O-ring groove of the cylinder block Forming a plurality of contact vertical surfaces in contact with this through the, and the upper inner surface of the liner located between the locking projection and the projection of the cylinder block characterized in that the combustion pressure canceling means is formed,
상기 실린더 블록에 형성되는 오링홈은 상기 걸림턱 하단 원주면에 형성되는제1오링홈과; 상기 돌출부 선단 원주면에 형성되는 제2오링홈과; 상기 제1오링홈과 제2오링홈 사이의 원주면에 형성되는 제3오링홈으로 이루어지는 것을 특징으로 하며,An o-ring groove formed in the cylinder block includes a first o-ring groove formed on a lower circumferential surface of the locking jaw; A second O-ring groove formed in the circumferential surface of the tip end of the protrusion; And a third o-ring groove formed on a circumferential surface between the first o-ring groove and the second o-ring groove,
상기 대기압 통로는 상기 제1오링홈과 제3오링홈 사이에서 대기와 연결하여 다수 형성되는 것을 특징으로 하며,The atmospheric pressure passage is characterized in that a plurality of the connection between the atmosphere between the first O-ring groove and the third O-ring groove,
상기 연소압 상쇄수단은 상기 실린더 블록의 걸림턱 하부면과 상기 돌출부의 상부 수평면에 각각 대응하여 형성되는 라이너의 상,하부 연소압 상쇄면과; 상기 상,하부 연소압 상쇄면을 내부에서 관통하여 잇는 연소압 통로로 이루어지는 것을 특징으로 하며,The combustion pressure canceling means includes upper and lower combustion pressure canceling surfaces of the liner formed to correspond to the lower surface of the locking step of the cylinder block and the upper horizontal surface of the protrusion, respectively; Characterized in that the combustion pressure passage penetrating the upper, lower combustion pressure canceling surface therein,
상기 상,하부 연소압 상쇄면은 그 투영 면적이 동일하게 이루어지는 것을 특징으로 한다.The upper and lower combustion pressure canceling surfaces have the same projected area.
이하, 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention that can specifically realize the above object will be described in detail.
도 1은 본 발명에 따른 압력 보상형 부동라이너 장착 구조를 도시한 단면도로서, 본 발명은 피스톤(1)과 라이너(3) 사이의 마찰력을 측정하기 위하여 행해지는 시험에서 실린더 블록(5)의 보어(7) 내면에 대하여 소정의 간격을 두고, 라이너(3)를 장착하되, 상기 라이너(3)는 실린더 블록(5)과의 사이에 좌우방향으로 측면 스토퍼(9)를 통하여 지지된다.1 is a cross-sectional view showing a pressure compensated floating liner mounting structure according to the present invention, the present invention being a bore of a cylinder block 5 in a test performed to measure the friction force between the piston 1 and the liner 3. (7) The liner 3 is mounted at a predetermined interval with respect to the inner surface, and the liner 3 is supported through the side stopper 9 in the horizontal direction between the cylinder block 5.
또한, 상기 실린더 블록(5)과 라이너(3)는 그 하단에서 볼트(11)로 체결되는 로드셀 바디(13)을 통하여 로드셀(15)을 장착하게 된다.In addition, the cylinder block 5 and the liner 3 are mounted on the load cell 15 through the load cell body 13 which is fastened by bolts 11 at the bottom thereof.
그리고 상기 실린더 블록(5)은, 도 2에서 도시한 바와 같이, 보어(7)의 상부 원주면을 따라 내측으로 돌출하여 걸림턱(17)을 형성하고, 그 하부 일측에는 원주면을 따라 내측으로 돌출부(19)를 형성하며, 상기 걸림턱(17)의 하부에서 상기 돌출부(19) 사이의 내측면으로는 3개의 오링홈(21,23,25)을 형성하여 이루어진다.And the cylinder block 5, as shown in Figure 2, protrudes inward along the upper circumferential surface of the bore 7 to form a locking jaw 17, the lower one side inward along the circumferential surface The protrusion 19 is formed, and three O-ring grooves 21, 23, and 25 are formed on the inner surface between the protrusions 19 at the lower portion of the locking jaw 17.
이때, 상기 오링홈은 상기 걸림턱(17) 하단 원주면에 제1오링홈(21)이 형성되고, 상기 돌출부(19) 선단 원주면에는 제2오링홈(23)이 형성되며, 제1오링홈(21)과 제2오링홈(23) 사이의 원주면에는 제3오링홈(25)이 형성된다.At this time, the O-ring groove has a first O-ring groove 21 is formed on the lower circumferential surface of the engaging jaw 17, the second O-ring groove 23 is formed on the circumferential surface of the tip portion 19, the first O-ring A third O-ring groove 25 is formed on the circumferential surface between the groove 21 and the second O-ring groove 23.
또한, 상기 제1오링홈(21)과 제3오링홈(25) 사이에는 대기와 연결하여 보어 내주면을 따라 다수의 대기압 통로(27)가 형성된다.In addition, a plurality of atmospheric pressure passages 27 are formed between the first o-ring groove 21 and the third o-ring groove 25 along the inner circumferential surface of the bore in connection with the atmosphere.
그리고 상기 라이너(3)는 그 상부에서 상기 실린더 블록(5)의 걸림턱(17) 하부면(31)에 대응하여 상부 연소압 상쇄면(33)이 형성되고, 그 하부에는 상기 실린더 블록(5)의 돌출부(19) 상부 수평면(35)에 대응하여 하부 연소압 상쇄면(37)이 형성된다.In addition, the liner 3 has an upper combustion pressure canceling surface 33 formed at an upper portion of the liner 3 to correspond to the lower surface 31 of the latching jaw 17 of the cylinder block 5, and at the lower portion of the liner 3. The lower combustion pressure canceling surface 37 is formed in correspondence with the upper horizontal surface 35 of the protrusion 19.
또한, 상기 실린더 블록(5)의 걸림턱(17)과 돌출부(19) 사이에는 상기 실린더 블록(5)의 제1,2,3오링홈(21,23,25)에 각각 오링(39)을 개재하여 이에 접촉되는 서로 위상이 다른 3개의 접촉 수직면(41,43,45)을 형성하며, 상기 실린더 블록(5)의 걸림턱(17)과 돌출부(19) 사이에 위치되는 상기 라이너(3)의 상부 내면에서 상기 상,하부 연소압 상쇄면(33,37)을 내부에서 관통하여 잇는 연소압 통로(47)가 형성되어 이루어진다.In addition, an O-ring 39 is formed in each of the first, second and third O-ring grooves 21, 23 and 25 of the cylinder block 5 between the engaging jaw 17 and the protrusion 19 of the cylinder block 5. The liner 3 positioned between the engaging jaw 17 and the protrusion 19 of the cylinder block 5 forms three vertical contact surfaces 41, 43, and 45 which are mutually out of phase with each other. Combustion pressure passages 47 penetrating the upper and lower combustion pressure canceling surfaces 33 and 37 from the inside of the upper inner surface are formed.
이때, 상기 상,하부 연소압 상쇄면(33,37)은 그 투영 면적이 동일하게 이루어진다.At this time, the upper and lower combustion pressure canceling surfaces 33 and 37 have the same projected area.
상기한 바와 같은 구성을 갖는 압력 보상형 부동라이너 장착 구조에 의하면, 피스톤(1)과 라이너(3) 사이의 마찰력을 측정하기 위하여 행해지는 시험에서, 정상적인 엔진의 연소 작동을 통하여 피스톤(1)과 라이너(3)의 마찰이 발생할 때, 상기 라이너(3)의 수직방향 변위를 라이너(3) 하부에 수직방향으로 장착되는 로드셀(15)을 통하여 측정하게 된다.According to the pressure-compensated floating liner mounting structure having the configuration as described above, in the test performed to measure the friction force between the piston 1 and the liner 3, the piston 1 and When friction of the liner 3 occurs, the vertical displacement of the liner 3 is measured through a load cell 15 mounted vertically under the liner 3.
이때, 라이너(3)의 상부 연소압 상쇄면(33)에 피스톤 마찰력의 수백 배의 크기를 갖는 고압의 연소압이 작용하여도, 이 연소압은 연소압 통로(47)를 통하여 하부 연소압 상쇄면(37)에도 동일하게 작용하여 상기한 바와 같은 연소압에 의한 힘은 상,하부 연소압 상쇄면(33,37)에서 상쇄되어 라이너(3)에 수직방향으로의 어떠한 작용력도 미치지 않게 되는 것이다.At this time, even if a high-pressure combustion pressure having a magnitude of several hundred times the piston frictional force acts on the upper combustion pressure canceling surface 33 of the liner 3, the combustion pressure is offset by the lower combustion pressure through the combustion pressure passage 47. The same acts on the surface 37 so that the force by the combustion pressure as described above is canceled in the upper and lower combustion pressure canceling surfaces 33 and 37 so that no action force in the direction perpendicular to the liner 3 is applied. .
즉, 상기한 연소압에 의한 힘은 압력과 투영면적의 곱으로 나타나는 바, 상기한 상,하부 연소압 상쇄면(33,37)의 투영 면적은 동일하게 제작되어 것이 중요하다.That is, the force due to the combustion pressure is expressed as the product of the pressure and the projection area, and it is important that the projected areas of the upper and lower combustion pressure canceling surfaces 33 and 37 are the same.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 압력 보상형 부동라이너 장착 구조에 의하면, 피스톤과 라이너 사이의 마찰력을 측정하기 위하여 행해지는 시험에서 피스톤과 실린더 헤드의 불필요한 가공 공정을 제거하여 시험시간을 단축할 수 있게 됨과 동시에, 피스톤 가공에 따른 운동 패턴의 변화를 방지할 수 있다.As described above, according to the pressure-compensated floating liner mounting structure according to the present invention, it is possible to shorten the test time by eliminating unnecessary machining processes of the piston and the cylinder head in a test performed to measure the friction force between the piston and the liner. At the same time, it is possible to prevent a change in the movement pattern due to the piston machining.
또한, 연소압 상쇄수단에 의한 라이너의 수직방향으로 유동이 균일한 조건에서 이루어지도록 구성되어 정확하고 신뢰성 있는 시험 데이터를 확보할 수 있는 효과를 갖는다.In addition, the flow in the vertical direction of the liner by the combustion pressure canceling means is configured to be made in a uniform condition has the effect of ensuring accurate and reliable test data.
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