KR20020015731A - 실린더헤드의 냉각구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 실린더헤드에 나란히 형성되는 두개의 배기밸브시트 사이까지 충분히 냉각수가 흐를수 있도록 냉각수로를 플러그장착구 근처까지 연장하여 형성하고, 배기밸브시트 사이의 냉각수로로 냉각수를 안내하여 원활하게 흐를 수 있도록 관통공의 주변에 디플렉터를 형성하는 실린더헤드의 냉각장치에 관한 것으로,

상기 배기밸브시트의 사이를 통과하여 점화플러그에 근접하도록 냉각수로를 형성하고, 상기 관통공을 냉각수로에 연통시키므로서 냉각수로를 통과하는 냉각수에 의해 배기밸브시트와 점화플러그의 냉각효율이 향상되도록 하는 것을 특징으로 하고, 상기한 냉각수로와 관통공의 연결부분에는 냉각수의 원활한 흐름이 되도록 안내하는 디플렉터를 형성한 것을 특징으로 한다.

Description

실린더헤드의 냉각구조{Water passage of cylinder head}

본 발명은 실린더헤드의 냉각구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 실린더헤드에서 가장 온도가 높은 배기밸브시트 간을 냉각하기 위하여 냉각수로를 배기밸브시트 사이로 깊숙히 형성하여 냉각하고, 실린더블럭에서 흐르는 냉각수가 실린더헤드시트 사이의 냉각수로까지 흐를 수 있도록 관통공을 형성하여 배기밸브시트 사이를 보다 효과적으로 냉각할 수 있도록 한 실린더헤드의 냉각구조에 관한 것이다.

일반적으로 엔진의 실린더 내부에서 연소되는 연소가스의 온도는 2000℃에 이르며, 이 열의 상당량이 실린더, 실린더헤드, 피스톤, 밸브 등에 전도된다. 이러한 부분의 온도가 과도하게 높아지면 부품 재료의 강도가 저하되어 고장이 생기거나 수명이 단축되고, 연소상태가 나빠져 노킹이나 조기 점화가 발생하며 그 결과 기관의 출력이 저하된다.

그래서 실린더블럭이나 실린더헤드의 금속부위에는 냉각수를 흐르게 하는 냉각수로를 형성하고, 상기 냉각수로로는 냉각수가 순환되도록 하여 엔진을 냉각하였다.

도 3은 실린더헤드(10)를 단면한 도면으로 중앙부로 점화플러그를 장착할 수 있도록 플러그장착구(11)가 형성되어 있으며, 도 4는 도 3의 B-B선 단면도로 플러그장착구(11) 양측으로 배기밸브의 장착을 위한 배기밸브시트(12,13)가 형성되어 있음을 알수 있다.

또한, 실린더블럭에 형성된 냉각수로(15)를 흐르는 냉각수가 실린더헤드(10)로 유입될 수 있도록 관통공(16)을 형성하여 금속의 온도가 가장 높은 배기밸브시트(12,13)부를 냉각시킬 수 있도록 되어 있다.

그러나, 도 4와 같이 종래의 실린더헤드는 배기밸브시트 사이로 관통공(16)을 형성하여 실린더블럭에서부터 냉각수를 공급하더라도 워낙 배기밸브시트 사이의 보스(14)의 살이 두껍게 형성되어 있어서 냉각효율이 떨어지고 있다. 따라서 가장 냉각이 잘 되어야 하는 배기밸브시트(12,13)가 고온에 의해 마모되어 엔진의 내구성이 저하되며, 전체적인 엔진의 성능이 저하되는 문제점이 있었다.

상기와 같이 배기밸브시트(12,13) 사이에 형성되는 보스(14)의 살이 두꺼워지는 이유는 관통공(16)을 형성할 때 드릴로서 실린더헤드 아래쪽에서부터 뚫어야 하는데, 이때 드릴이 삽입될 수 있는 최소한의 두께를 유지하도록 하기 위해서는 상기한 보스(14)의 살두께를 두껍게 형성하여야 하고, 이 보스의 살두께에 의해 배기밸브시트(12,13)의 냉각효율이 하락하는 것이다.

따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 보다 상세하게는 실린더헤드에 나란히 형성되는 두개의 배기밸브시트 사이까지 충분히 냉각수가 흐를 수 있도록 냉각수로를 플러그장착구 근처까지 연장하여 형성하고, 배기밸브시트 사이의 냉각수로로 냉각수를 안내하여 원활하게 흐를 수 있도록 관통공의 주변에 디플렉터를 형성하는 실린더헤드의 냉각장치를 제공하는 데 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 수단으로서,

점화플러그가 형성된 실린더헤드의 일측으로 복수개의 배기밸브시트가 형성되고, 냉각수의 이동통로가 되는 관통공이 실린더블럭으로부터 상기 배기밸브시트의 사이까지 연장형성된 것에 있어서,

상기 배기밸브시트의 사이를 통과하여 점화플러그에 근접하도록 냉각수로를 형성하고, 상기 관통공을 냉각수로에 연통시키므로서 냉각수로를 통과하는 냉각수에 의해 배기밸브시트와 점화플러그의 냉각효율이 향상되도록 하는 것을 특징으로 하고, 상기한 냉각수로와 관통공의 연결부분에는 냉각수의 원활한 흐름이 되도록안내하는 디플렉터를 형성한 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명을 설명하기 위한 실린더헤드의 단면도.

도 2는 도 1의 A-A선 단면도.

도 3은 종래의 기술을 설명하기 위한 실린더헤드의 단면도.

도 4는 도 3의 B-B선 단면도.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 실린더헤드 11 : 플러그장착구

12,13 : 배기밸브시트 14 : 보스

15 : 냉각수로 16 : 관통공

17 : 디플렉터 S : 냉각공간

본 발명의 실시예를 첨부한 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 의해 이루어진 실린더헤드의 단면도이고, 도 2는 도 1의 A-A선 단면도로 점화플러그를 장착하기 위한 플러그장착구와 한쌍의 배기밸브시트가 도시되어 있다. 도면 중 도면부호 10은 실린더블럭 상단에 장착되는 실린더헤드이며, 도면부호 11은 점화플러그를 장착하기 위한 플러그장착구이다.

상기한 실린더헤드(10)는 알루미늄과 같은 금속재로 형성되며, 도면과 같이 플러그장착구(11), 배기밸브시트(12,13), 흡기밸브시트(미도시)가 종래와 같이 구비되어 있다. 또한, 금속재로 구성되는 실린더헤드를 냉각하기 위해서 상기한 플러그장착구(11), 배기밸브시트(12,13), 흡기배기밸브시트 등을 구비하는데 영향이 없게 보스(14)와 냉각수로(15)가 종래와 같이 곳곳에 형성되어 있다.

상기한 플러그장착구(11), 배기밸브시트(12,13)의 배열은 도 2에서와 같이 삼각형상으로 이루어지는데, 특히 배기밸브시트(12,13)는 나란히 형성되어 있으며 그 상부측으로 플러그장착구(11)가 형성되어 있다.

특히, 나란히 형성되어 있는 배기밸브시트(12,13) 사이에는 냉각수로(15)를 연장하여 형성하는데, 그 냉각수로(15)의 단면형상이 도 2에서와 같이 "ㅅ"자 형상이 되도록하여 냉각수가 배기밸브시트(12,13)를 냉각하며 플러그장착구(11)까지 냉각할 수 있도록 깊숙히 형성한다.

또한, 종래와 같이 실린더블럭에서 흐르는 냉각수가 실린더헤드(10)로 유입되어 배기밸브시트(12,13)를 냉각할 수 있도록 실린더헤드(10) 하단부에서 상향되는 관통공(16)을 형성하는데, 상기한 관통공(16)을 종래의 것보다 짧게 형성하는 것이 바람직하다.

즉, 상기한 배기밸브시트(12,13) 사이에 형성되는 냉각수로(15)와 상기 관통공(15)은 서로 연통되어, 상기한 냉각수로(15)를 흐르는 냉각수와, 실린더블럭에서 관통공(16)을 통해 유입된 냉각수가 만나게 되는 냉각공간(S)가 형성되는 것이다.

상기한 냉각공간(S)에 연결되는 보스(14)의 관통공(16) 외주연에는 냉각수의 흐름을 안내하기 위한 디플렉터(17)를 형성하는데, 상기한 디플렉터(17)는 중앙부위가 산형으로 돌출되도록 형성한다.

이상과 같이 실린더헤드(10)에 형성된 배기밸브시트(12,13)의 냉각과정을 설명하면 다음과 같다.

일반적으로 냉각수는 아래쪽에서 위쪽으로 즉, 실린더블럭에서 실린더헤드로 흐르게 되며, 앞에서 뒤쪽으로 흐르게 된다. 또한 엔진이 가동되어 온도가 일정치 이상이 되면 워터펌프가 가동되어서 냉각수가 실린더블럭과 실린더헤드로 순환되어 엔진을 냉각하게 된다.

그런데 본 발명은 실린더헤드(10)에 형성되어 있는 배기밸브시트(12,13)의 사이를 효과적으로 냉각하는 목적이 있으므로, 나란히 형성되는 배기밸브시트(12, 13)와 관통공(16) 사이에 형성된 냉각공간(S)의 냉각수 흐름을 설명하면 다음과 같다.

냉각수로(15)를 흐르는 냉각수는 배기밸브시트 사이에 형성된 냉각공간(S)에까지 흐르게 되며, 실린더블럭에서 관통공(16)을 통해 유입된 냉각수와 만나게 된다.

그런데 냉각수는 위에서도 밝혔듯이 일반적으로 아래서 위로 흐르므로 냉각공간(S)에서 만나는 냉각수는 상측의 냉각수로(15)로 이동하게 되면서 배기밸브시트(12,13)와 플러그장착구(11)의 주변을 종래의 기술보다 효과적으로 냉각하게 된다.

이상과 같이 실린더블럭 중 온도가 가장 높은 배기밸브시트와 플러그장착구를 효과적으로 냉각하기 위하여 나란히 형성되는 배기밸브시트 사이로 냉각수로를 연장하여 형성하고, 실린더블럭에서 흐르는 냉각수를 배기밸브시트로 유도하기 위해 관통공이 형성되는 끝부분에 냉각수의 흐름을 효과적으로 안내하는 디플렉터를 형성하므로서, 냉각수가 배기밸브기트의 사이까지 흐르게 하므로서 배기밸브시트가 고온의 의해 마모되는 것을 방지하여 엔진의 내구성을 향상하며, 전체적인 엔진의 성능을 향상시키는 장점이 있는 것이다.

Claims (2)

1. 점화플러그가 형성된 실린더헤드의 일측으로 복수개의 배기밸브시트가 형성되고, 냉각수의 이동통로가 되는 관통공이 실린더블럭으로부터 상기 배기밸브시트의 사이까지 연장형성된 것에 있어서,

   상기 배기밸브시트(12,13)의 사이를 통과하여 플러그장착구(11)에 근접하도록 냉각수로(15)를 형성하고, 상기 관통공(16)을 냉각수로(15)에 연통시키므로서 냉각수로(15)를 통과하는 냉각수에 의해 배기밸브시트(12,13)와 점화플러그(11)의 냉각효율이 향상되도록 하는 것을 특징으로 하는 실린더헤드의 냉각구조.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기한 냉각수로(15)와 관통공(16)의 연결부분에는 냉각수의 원활한 흐름이 되도록 안내하는 환형의 디플렉터(17)를 돌출형성한 것을 특징으로 하는 실린더헤드의 냉각구조.