KR20020051621A

KR20020051621A - Cylinder block frame

Info

Publication number: KR20020051621A
Application number: KR1020000081024A
Authority: KR
Inventors: 장병학
Original assignee: 이계안; 현대자동차주식회사
Priority date: 2000-12-23
Filing date: 2000-12-23
Publication date: 2002-06-29

Abstract

PURPOSE: An aluminum cylinder block having strength reinforcing structure is provided which is light and has high strength. CONSTITUTION: In a cylinder made of an aluminum, a frame(2), formed with a cast iron or steel which has higher strength than the aluminum, is inserted in the part the thermal stress and force is concentrated at molding. The frame is composed of an upper frame(2a) for reinforcing a crank case and a lower frame(2b) for reinforcing a bed plate. The crank case is coupled to the bed plate with bolts. A crank shaft is inserted in a shaft hole formed between the crank case and the bed plate.

Description

Aluminum cylinder block having strength reinforcement structure {Cylinder block frame}

본 발명은 강도 보강구조를 가지는 알루미늄재 실린더블록에 관한 것이다.The present invention relates to an aluminum cylinder block having a strength reinforcing structure.

실린더블록은 엔진의 구성 부품 중에서 가장크며, 엔진본체의 기초가 되는 부분이기 때문에 엔진본체의 수명을 좌우한다.The cylinder block is the largest component of the engine, and since it is the base of the engine body, it determines the life of the engine body.

수냉식 다실린더 엔진의 경우 실린더 4∼6개를 하나로 주조한 블록구조로 하고 그 위에 실린더헤드를 장착하게 된다.In the case of a water-cooled multicylinder engine, a block structure is formed by casting four to six cylinders into one, and a cylinder head is mounted thereon.

따라서 실린더블록은 설계와 재질 및 제조등에 있어서 충분한 주의가 기울여져야 하며, 더욱이 수정이 용이하고 대량생산이 가능해야 한다.Therefore, the cylinder block should be given sufficient attention in design, material and manufacturing, and should be easy to modify and mass-produced.

이와같은 점을 고려할때 실린더블록의 재료로서는 내마모성, 내부식성이 좋고 또 주조와 기계가공이 용이하고 가격이 싼 주철이 일반적으로 많이 사용되고 있다.In view of this, cast iron is generally used as a material of a cylinder block, which has good wear resistance, corrosion resistance, easy casting and machining, and low cost.

그러나 주철재 엔진의 경우 무게가 무겁고 연비가 나쁘므로 최근에는 엔진의 중량을 경감하고 열전도를 좋게하기 위하여 실린더블록을 알루미늄 함금으로 주조하고 실린더부분에는 별도로 주철로 만든 실린더라이너를 끼워넣는 알루미늄재 실린더블록이 많이 사용되고 있다.In the case of cast iron engines, however, the weight is heavy and the fuel economy is poor. In recent years, in order to reduce the weight of the engine and improve heat conduction, an aluminum cylinder block is cast in an aluminum alloy and a cylinder liner made of cast iron is separately inserted into the cylinder part. This is used a lot.

그러나 한편, 알루미늄재 실린더블록은 주철재 실린더블록에 비해 강도가 약하므로 살두께 보강이나 리브등을 추가하여 강도를 보강하고 있는데, 최근 엔진의 고출력화가 요구되면서 엔진의 폭발압이 180Bar 이상으로 높아지는 추세에 있어, 이러한 가혹한 조건하에서 알루미늄 블록은 열적팽창에 따른 열응력과 폭발압에 의한 기계적 응력을 수용하기에는 재질자체의 한계(강성부족) 때문에 제한적일 수 밖에 없으며, 이를 보완하기 위하여 블록의 두께를 보강하는 것은 중량증대의 요인이 되어 경량 재질로서의 잇점을 반감시키고 있다.On the other hand, aluminum cylinder block is weaker than cast iron cylinder block, so it is strengthened by adding flesh thickness reinforcement or ribs.In recent years, as the engine's high output is required, the explosion pressure of the engine is higher than 180Bar. In such harsh conditions, aluminum blocks are limited due to the limitations of the material itself (lack of rigidity) to accommodate mechanical stresses due to thermal expansion and explosion pressure due to thermal expansion. This is a factor of weight increase and halved the advantage as a lightweight material.

이에 본 발명은 상기한 점을 감안하여 제안한 것으로서 그의 목적으로 하는 것은Accordingly, the present invention has been made in view of the above-mentioned points, and its object is

가벼운 장점을 살리면서 동시에 강도를 높일 수 있는 구조의 알루미늄재 실린더블록을 제공하는데 있다.It is to provide an aluminum cylinder block structure that can increase the strength while taking advantage of the light advantages.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위하여The present invention to achieve the above object

알루미늄재로 주조되는 실린더블록에 있어서,In the cylinder block cast from aluminum material,

상기 실린더블록은 주조시 열응력과 힘이 집중되는 부위에 주철재나 강재 등 알루미늄에 비해 상대적으로 강도가 큰 재질로 성형된 프레임을 인서트시켜 제작한 것을 특징으로 한다.The cylinder block is manufactured by inserting a frame formed of a material having a relatively high strength compared to aluminum, such as cast iron or steel, in areas where thermal stress and force are concentrated during casting.

도 1은 본 발명에 의한 V6 엔진의 알루미늄재 실린더블록의 일부를 반단면하여 나타낸 개략적 사시도이다.1 is a schematic perspective view showing a half section of an aluminum cylinder block of a V6 engine according to the present invention.

도 2는 본 발명에 의한 강도 보강을 위한 인서트 구조물(프레임)의 일실시예를 나타내는 도면이다.2 is a view showing an embodiment of an insert structure (frame) for strength reinforcement according to the present invention.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※ Explanation of code for main part of drawing

1 : 알루미늄재 실린더블록1: Aluminum cylinder block

2 : 프레임2: frame

3 : 상단면3: top side

이하 본 발명의 구성과 작용을 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, the configuration and operation of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 의한 V6형 알루미늄재 실린더블록의 일부를 반단면한 개략적 사시도이며, 도 2는 본 발명에 의한 강도 보강을 위한 인서트 구조물의 일예를 나타내는 도면이다.1 is a schematic perspective view showing a half section of a V6 type aluminum cylinder block according to the present invention, and FIG. 2 is a view showing an example of an insert structure for reinforcing strength according to the present invention.

도면중 부호 1은 알루미늄 합금으로 주물제작된 알루미늄재 실린더블록이며, 부호 4는 실린더보어이다.In the figure, reference numeral 1 denotes an aluminum cylinder block made of aluminum alloy, and reference numeral 4 denotes a cylinder bore.

실린더블록(1)은 주조시에 도 2에서와 같은 프레임(2)을 다이캐스팅 금형에 그의 위치를 셋팅 후 알루미늄 합금용액의 모재를 용사하여 알루미늄 합금이 응고시 두재질이 결합되어지게 된다.The cylinder block (1) is set to the frame (2) as shown in Figure 2 at the time of casting, the die casting die and then sprayed the base material of the aluminum alloy solution so that the aluminum alloy is combined when the two materials are solidified.

이 프레임(2)은 알루미늄에 비하여 강도가 훨씬 큰 주철재나 강재등으로 형성하며, 실린더블록의 보어부나 워터재킷등을 피하여 열응력과 힘이 집중되는 부위의 살속에 인서트(매설)되도록 한다.The frame 2 is made of cast iron or steel, which is much stronger than aluminum, and is inserted into the flesh at the site where thermal stress and force are concentrated, avoiding the bore portion or the water jacket of the cylinder block.

도 1에 있어서 부호 3은 상기 프레임(2)이 실린더보어(4)들 사이에 인서트되어 있음을 보여준다. 즉 부호 3은 인서트된 프레임(2)들의 상단면이 실린더블록(1)의 상부표면(1a)에 드러난 것이다. 그러나 프레임(2)의 상단면(3)이 실린더블록의 표면으로 드러나야하는 것은 아니다.In FIG. 1, the sign 3 shows that the frame 2 is inserted between the cylinder bores 4. That is, the symbol 3 indicates that the upper surface of the inserted frame 2 is exposed on the upper surface 1a of the cylinder block 1. However, the upper surface 3 of the frame 2 does not have to be exposed to the surface of the cylinder block.

이와같은 본 발명은 큰 열응력과 하중이 실린드블록(1)에 작용할 때 내부에 매설된 고강도의 프레임(2)이 이를 지지하게 되는 것이다. 본 발명의 경우 실시예를 설명함에 있어서 V6 엔진의 경우를 예로들었으나, 고강도의 프레임을 인서트 삽입하여 실린더블록을 주조하는 것인한 직렬형 엔진 등 모든형식의 엔진에 동일하게 적용할 수 있음은 물론이다.In the present invention as described above, when a large thermal stress and a load acts on the cylinder block 1, the high-strength frame 2 embedded therein supports it. In the case of the present invention, the V6 engine is described as an example, but the same applies to all types of engines, such as in-line engines, as long as the cylinder block is molded by inserting a high-strength frame. to be.

그리고 도 2에서와 같이 상기한 프레임(2)은 크랭크 축이 조립될 수 있도록 중앙의 원을 중심으로 상부프레임(2a) 및 하부프레임(2b)로 분리 형성되는 것이 바람직하다.As shown in FIG. 2, the frame 2 is preferably separated into an upper frame 2a and a lower frame 2b about a center circle so that the crank shaft can be assembled.

즉, 상부프레임(2a)은 실린더블록(1)의 크랭크 케이스(Crank case)(1a)에 인서트되고, 하부프레임(2b)는 실린더블록(1)의 베드 플레이트(Bedplate)(1b)에 인서트되는 것이다.That is, the upper frame 2a is inserted into the crank case 1a of the cylinder block 1, and the lower frame 2b is inserted into the bedplate 1b of the cylinder block 1. will be.

상기와 같이 상하로 분리되며 상부프레임(2a) 및 하부플레임(2b)이 인서트된 크랭크 케이스(1a)와 베드 플레이트(1b)는 별도의 볼트(미도시)로써 고정결합되는데, 엔진 조립과정에서 상기한 크랭크 케이스(1a) 및 베드 플레이트(1b)에 형성된 축공에 크랭크 축이 수용되는 것이다.As described above, the crank case 1a and the bed plate 1b having the upper frame 2a and the lower frame 2b inserted therein are fixedly coupled with a separate bolt (not shown). The crankshaft is accommodated in the shaft hole formed in the crankcase 1a and the bed plate 1b.

이상과 같은 본 발명에 의하면 알루미늄재로 실린더블록을 다이캐스팅 주조시 열응력과 힘이 집중되는 부위에 고강도의 프레임으로 형성된 구조물을 인서트하여 주조하므로써 알루미늄재에 의한 경량효과를 충분히 향유하면서 동시에 알루미늄재의 약점인 강도문제를 고강도 프레임이 보완해 주므로써 고출력엔진에도 무리없이 알루미늄재 실린더블록을 사용할 수 있게 되는 효과가 있다.According to the present invention as described above, by inserting the structure formed of a high-strength frame to the site where the heat stress and force are concentrated during die-casting the cylinder block with aluminum material, while fully enjoying the lightweight effect of the aluminum material while at the same time weakness of the aluminum material The high-strength frame complements the toughness problem, making it possible to use an aluminum cylinder block without difficulty even in a high-power engine.

Claims

In the cylinder block cast from aluminum material,

The cylinder block (1) is characterized in that the strength reinforcement is characterized by inserting the frame (3) formed of a material having a relatively high strength compared to aluminum, such as cast iron or steel at the site where the heat stress and force is concentrated Aluminum cylinder block having a structure.

The method of claim 1,

The frame 3 is made of aluminum having a strength reinforcing structure, characterized in that the upper frame (3a) for reinforcing the crank case (1a) portion, and the lower frame (3b) for reinforcing the bed plate (1b). Ash cylinder block.