KR20020042886A

KR20020042886A - 피스톤의 구조

Info

Publication number: KR20020042886A
Application number: KR1020000072225A
Authority: KR
Inventors: 최민선
Original assignee: 이계안; 현대자동차주식회사
Priority date: 2000-12-01
Filing date: 2000-12-01
Publication date: 2002-06-08

Abstract

본 발명은 피스톤이 상하왕복운동하는 과정에서 커넥팅로드에 의해 측압을 받는 피스톤의 면을 타측면보다 넓게 형성하고, 피스톤의 상부면도 측압을 받는 측이 낮도록 경사지게 형성하므로서 피스톤이 상하 왕복운동하는 과정에서 실린더라이너와 피스톤 간에 발생하는 마찰을 저감하기 위한 피스톤의 구조에 관한 것으로,

실린더 내에서 왕복운동하며 연소실에 공급되는 연료를 연소시키는 피스톤에 있어서,

커넥팅로드의 작동각에 의해 실린더라이너에 측압을 받는 측의 상부면이 타측보다 낮도록 경사지며, 측압을 받는 피스톤측의 면이 타측보다 넓게 형성되어 피스톤이 상하왕복운동하는 과정에서 커넥팅로드에 의해 측압을 받더라도 실린더라이너와 피스톤 간의 마찰이 저감되는 것을 특징으로 한다.

Description

피스톤의 구조{Piston apparatus}

본 발명은 피스톤의 구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 피스톤이 상하왕복운동하는 과정에서 커넥팅로드에 의해 측압을 받는 피스톤의 면을 타측면보다 넓게 형성하고, 피스톤의 상부면도 측압을 받는 측이 낮도록 경사지게 형성하므로서 피스톤이 상하 왕복운동하는 과정에서 실린더라이너와 피스톤 간에 발생하는 마찰을 저감하기 위한 피스톤의 구조에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 엔진은 연소실에 공급되는 연료의 폭발력에 의한 피스톤의 왕복운동하게 되고, 피스톤의 왕복운동이 커넥팅로드에 의해 크랭크축의 회전운동으로 전환되어 구동되는 것이다.

도 3은 종래의 피스톤 구조를 간단하게 표현한 도면으로서, 실린더블럭(20)의 내부에 피스톤(10)이 장착되는데, 피스톤(10)의 상부와 실린더헤드(21) 하면에 의해 연소실(24)이 형성된다. 이 피스톤(10)은 피스톤핀(11)에 의해 커넥팅로드(25)의 상단과 축결합되며, 커넥팅로드(25)의 하단부는 편심회전하는 크랭크축(26)에 축결합되어 있다.

즉, 상기한 피스톤(10)은 실린더라이너(22) 내부를 왕복운동하며, 동력행정에서 고온, 고압의 가스 압력을 받는데, 이 압력이 커넥팅 로드(25)를 통해 크랭크축(26)에 회전력을 발생시키는 일을 한다. 특히, 피스톤(10)의 헤드부는 고온의 연소가스에 노출되고, 40~60㎏/㎥의 압력을 충격적으로 받으며, 실린더안에서 고속운동을 하기 때문에 실린더라이너(22)와의 사이에 큰 마찰이 생기게 된다.

따라서, 피스톤(10)과 실린더라이너(22)와의 마찰을 감소하고 기계적인 손실을 최소로 적게 하기 위해 적당한 윤활을 하는 틈새(12)가 형성를 형성하였다.

그러나 상기한 피스톤은 작동중에 상사점에서 측압을 받는 면이 일측으로 치우치게 되고, 이 때 피스톤의 틈새 만큼 피스톤이 옆으로 기울어져 실린더라이너와 강한 마찰을 일으켜 엔진의 소음이 증가하게 되고, 실린더라이너의 내구성이 감소하게 되는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기한 문제점을 개선하기 위하여 안출된 것으로서, 보다 상세하게는 피스톤이 상하왕복운동하는 과정에서 커넥팅로드에 의해 측압을 받는 피스톤의 면을 타측면보다 넓게 형성하고, 피스톤의 상부면도 측압을 받는 측이 낮도록 경사지게 형성하므로서 피스톤이 상하 왕복운동하는 과정에서 실린더라이너와 피스톤 간에 발생하는 마찰을 저감하기 위한 피스톤의 구조를 제공하는 데 목적이 있다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로서,

도 1은 본 발명에 의해 구성된 피스톤의 장착상태도.

도 2는 본 발명에 의해 구성된 피스톤의 작동상태도.

도 3은 종래의 피스톤 구조를 도시한 도면.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

20 : 실린더블럭 21 : 실린더헤드

22 : 실린더라이너 24 : 연소실

25 : 커넥팅로드 26 : 크랭크축

30 : 피스톤 31 : 경사면

33 : 피스톤링 34 : 피스톤핀

본 발명의 구성 및 작동에 따른 실시예를 도면과 함께 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 의해 구성된 피스톤의 장착상태도이며, 도 2는 본 발명에 의해 구성된 피스톤의 작동상태도이다.

도면 중 표시된 도면부호 20은 실린더블럭이고, 도면부호 30은 본 발명에 의해 구성된 피스톤이다.

상기한 실린더블럭(20)의 내부벽에는 종래와 같이 실린더라이너(22)가 장착되며, 실린더블럭(20)의 상부에는 실린더헤드(21)가 장착되어 연소실(24)이 형성된다.

상기한 피스톤(30)의 상면은 일측으로 경사지게 형성되는데, 이 경사면(31)은 커넥팅로드(26)의 작동에 의해 실린더라이너(22)에 측압을 받는 측의 상부면이 다른 측보다 낮게 형성된다.

경사진 경사면(31)에는 연료의 연소효율을 향상시키기 위한 볼(32)이 여러 형태로 형성될 수도 있다.

그리고 상기한 피스톤(30)의 높이는 양측이 서로 다르게 형성되는데, 이는 커넥팅로드(26)의 작동에 의해 실린더라이너(22)에 측압을 받는 측의 길이(D)가 타측(d)보다 길게 형성되는 것이다. 이는 커넥팅로드(26)의 작동각에 의해 발생되는 실린더라이너(22)와 피스톤(30) 면과의 마찰력을 분산하기 위해 타측보다 넓게 형성되는 것이다.

물론 피스톤(30)의 상부 외주에는 종래와 같이 피스톤링(33)이 장착되어 연소실(24) 내의 연소가스가 실린더 밖으로 새지 않도록 구성된다.

상기와 같이 구성된 피스톤(30)은 피스톤핀(34)에 의해 커넥팅로드(25)의 상단에 축지되고, 커넥팅로드(25)의 하단은 크랭크축(26)에 축지된다.

이상과 같이 구성되는 피스톤기구의 작동상태를 설명하면 다음과 같다.

엔진이 가동되면 피스톤(30)은 상하운동을 하게 되고, 인젝터에서는연소실(24) 안으로 연료를 분사하게 된다.

피스톤(30)의 상하왕복운동에 의해 연소실(24) 안으로 분사된 후 압축된 연료는 연소하게 되는데 이 때 연소실은 고온 고압의 상태가 되고, 피스톤(30)은 상사점위치에 있게 된다.

따라서 편심회전하는 크랭크축(26)과 연결된 커넥팅로드(25)의 작동각에 의해서 피스톤(30)의 일측은 실린더라이너(22)의 내측면에 측압을 받게 된다.

하지만 본 기술에 의한 피스톤(30)의 경우에는 실린더라이너(22)의 내측면에 닿는 피스톤 측면의 넓이가 종래보다 넓게 형성되므로서 마찰저항이 종래보다 감소된다.

또한, 피스톤(30) 측면에 걸리는 저항이 종래의 피스톤보다 아래쪽에 형성되므로서 보다 안정되게 피스톤(30)이 상사점에서 하사점을 이동된다.

이상과 같이 구성되는 본 발명은 커넥팅로드의 작동각에 의해 실린더라이너와 마찰저항이 많이 발생되는 피스톤의 일측면을 타측보다 넓게 형성하고, 실린더라이너에 측압이 형성되는 피스톤의 상부 일측면이 타측보다 낮도록 경사지게 형성하므로서, 피스톤의 저항을 저감되어 엔진의 출력이 향상되며, 연비가 향상되는 장점이 있는 것이다.

Claims

실린더 내에서 왕복운동하며 연소실에 공급되는 연료를 연소시키는 피스톤에 있어서,

커넥팅로드의 작동각에 의해 실린더라이너에 측압을 받는 측의 상부면이 타측보다 낮도록 경사지며, 그 측압을 받는 피스톤측의 면이 타측보다 넓게 형성되어 피스톤이 상하왕복운동하는 과정에서 커넥팅로드에 의해 측압을 받더라도 실린더라이너와 피스톤 간의 마찰이 저감되는 것을 특징으로 하는 피스톤기구.