KR20030021457A - 차량 엔진의 실린더 냉각구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량 엔진의 실린더 냉각구조에 관한 것으로, 연소실을 형성하는 라이너의 최 상부부위로 냉각수를 집중적으로 순환시키고 그 하부부위를 자연 냉각되는 부분으로 분할하여 연소실의 최적의 온도 분포를 유지함은 물론 연비를 향상시키고 배기가스 오염물질의 생성도 저감함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 실린더블록이 연소실을 형성하면서 그 상부로 소정 길이(K)로 돌출되는 돌출턱(10a)이 형성된 라이너(10)와, 이 라이너(10)의 돌출턱(10a)이 안착되도록 함몰된 안착단(20')이 형성된 바디(20) 및 이 바디(20)의 안착단(20')에 서로 간격을 두고 더욱 함몰된 제1·2쿨링채널(20a,20b)에 삽입되어 라이너(10)를 냉각하도록 냉각수가 유·출입되는 쿨링인서트(50)로 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

차량 엔진의 실린더 냉각구조{The cooling structure of engine cylinder in vehicle}

본 발명은 차량 엔진의 실린더 냉각구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 냉각수가 순환되는 쿨링 채널을 라이너 상부부위로 삽입하여 냉각 할 수 있도록 된 차량 엔진의 실린더 냉각구조에 관한 것이다.

일반적으로 실린더블록은 엔진의 본체가 되는 부분으로 실리콘, 망간, 니켈, 크롬 등을 포함하는 특수주철을 재질로 사용하여 제조되는데, 이러한 실린더블록은 왕복 운동하는 피스톤링과 마찰을 일으키는 실린더 내벽면의 내마모성 및 길들임성을 향상시키기 위해 마찰표면을 특수 처리하거나 또는 실린더 라이너를 별도로 삽입하도록 되어 있다.

즉, 이러한 실린더블록은 도 1에 도시된 바와 같이 라이너(10)와 이를 감싸는 바디(20)로 이루어지고 그 상부에는 헤드개스켓트(30)가 실린더헤드와 함께 장착되어진다.

이와 같은, 실린더 라이너는 원통형의 실린더로서 슬리브라고도 하며, 일반적으로 원심주조방식으로 제조되고, 그 냉각 방식에 따라 건식과 습식으로 대별되는데, 이중 건식 라이너는 냉각수와 직접 접촉되지 않는 구조의 원통형 슬리브로 실린더블록의 재질이 주철인 경우 실린더 내벽면의 내마모성을 향상시키도록 실린더블록 제작시 실린더 내에 삽입된다.

한편, 습식 라이너는 냉각수가 라이너의 상단부를 순환하므로 냉각작용이 우수하며, 이러한 냉각수의 누설을 방지하기 위해 라이너 외측 하단에 내유, 내열성의 씰링을 설치하도록 되어 있고, 주로 디젤엔진에 사용되나 최근에는 가솔린 엔진에도 사용되고 있다.

그러나, 이와 같이 근래 들어 엔진의 고 출력화와 배기가스 오염물질 규제강화에 맞추어 연료 분사계의 고압화 경향으로 되어 특히, 연소실의 상부부위로의 냉각성이 크게 요구되지만, 이와 같은 습식 냉각식 라이너의는 냉각수가 라이너 전체를 순환하면서 냉각시키게 되어 상대적으로 연소실을 형성하는 상부부위의 냉각성능이 상대적으로 약한 단점이 있게 된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 것으로, 연소실을 형성하는 라이너의 최 상부부위로 냉각수를 집중적으로 순환시키고 그 하부부위를 자연 냉각되는 부분으로 분할하여 연소실의 최적의 온도 분포를 유지함은 물론 연비를 향상시키고 배기가스 오염물질의 생성도 저감함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 실린더블록이 연소실을 형성하면서 그 상부로 소정 길이로 돌출되는 돌출턱이 형성된 라이너와, 이 라이너의 돌출턱이 안착되도록 함몰된 안착단이 형성된 바디 및 이 바디의 안착단에 서로 간격을 두고 더욱 함몰된 제1·2쿨링채널에 삽입되어 라이너를 냉각하도록 냉각수가 유·출입되는 쿨링인서트로 이루어진 것을 특징으로 한다.

도 1은 일반적인 엔진 실린더의 사시도

도 2는 본 발명에 따른 차량 엔진의 실린더 냉각구조도

도 3은 본 발명에 따른 차량 엔진의 실린더 냉각 순환 구성도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 라이너10a : 돌출턱

20 : 바디20a : 제1쿨링채널

20b : 제2쿨링채널30 : 헤드개스켓트

40 : 오링50 : 쿨링인서트

60,60' : 제1·2쿨링갤러리공간

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 차량 엔진의 실린더 냉각 구조도를 도시한 것인바, 본 발명은 실린더블록이 연소실을 형성하면서 그 상부로 소정 길이(K)로 돌출되는돌출턱(10a)이 형성된 라이너(10)와, 이 라이너(10)의 돌출턱(10a)이 안착되도록 함몰된 안착단(20')이 형성된 바디(20) 및 이 바디(20)의 안착단(20')에 서로 간격을 두고 더욱 함몰된 제1·2쿨링채널(20a,20b)에 삽입되어 라이너(10)를 냉각하도록 냉각수가 유·출입되는 쿨링인서트(50)로 이루어진다.

이때, 상기 바디(20)의 안착단(20')에 형성된 제1쿨링채널(20a)이 쿨링인서트(50)와 접촉되는 집중냉각부(K')가 점유하는 공간을 제외한 영역을 통해 자연 냉각되는 최적냉각부(K")인 제1쿨링갤러리공간(60)을 이루는 반면, 상기 제1쿨링채널(20a)의 하부로 형성된 제2쿨링채널(20b)은 상대적으로 좁게 형성되어진 전체 공간을 통해 자연 냉각되는 고온냉각부(K'")를 이루는 제2쿨링갤러리공간(60')을 형성하게 된다.

여기서, 상기 바디(20)의 안착단(20')에 형성된 제1쿨링채널(20a)에 수용된 쿨링인서트(50)는 도 3에 도시된 바와 같이 라이너(10)오 엔진의 냉각수가 순환되도록 유입구(50a)와 배출구(50b)가 각각 형성됨과 더불어 이 실린더의 바디(20)에 압입·고정되도록 기역자 단면형상으로 이루어지게 된다.

그리고, 도면 부호 40은 라이너(10)와 바디(20)사이의 접촉되는 부위에 기밀 유지를 위해 서로 간격을 두고 구비되는 오링(40)이다.

이에 따라, 엔진의 고 출력화와 배기가스 오염물질 규제 강화에 맞추어 고압화된 연료 분사계에 따라 연소실을 이루는 라이너(10)의 상부부위와 실린더 바디(20)의 제1쿨링채널(20a)에 구비된 쿨링인서트(50)에 의해 접촉되는 집중냉각부(K')로 도 3에 도시된 바와 같이 냉각수가 압력차에 의해 강제 유입되면서 집중적으로 냉각시킨 후 배출되어지게 된다.

또한, 상기 쿨링인서트(50)에 의해 점유되지 않은 제1쿨링채널(20a)의 제1쿨링갤러리공간(60)을 이루는 최적냉각부(K")는 공기를 순환시키는 자연 냉각을 통해 상기 집중냉각부(K')에 비해 상대적으로 높은 최적 온도로 유지하게 된다.

한편, 상기 쿨링인서트(50)의 하부부위로 형성된 바디(20)의 제2쿨링채널(20b)에 형성되어 고온냉각부(K''')인 제2쿨링갤러리공간(60')은 냉각수의 영향이 없이 단순히 공기를 순환시키는 자연 냉각을 통해 상기 최적냉각부(K")에 비해 상대적으로 높은 온도인 약 100℃정도를 유지하여 왕복 운동되는 피스톤의 마찰력을 저감시켜 연비 향상을 유도하게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 연소실을 형성하는 라이너부위를 3부분으로 나누어 냉각수와 공기의 순환을 통해 각각 냉각 정도를 다르게 하여 연소실의 냉각 성능을 향상함과 더불어 피스톤의 마찰력을 저감하면서 연비도 향상할 수 있는 효과가 있게 된다.

Claims (3)

1. 연소실을 형성하면서 그 상부로 소정 길이(K)로 돌출되는 돌출턱(10a)이 형성된 라이너(10)와, 이 라이너(10)의 돌출턱(10a)이 안착되도록 함몰된 안착단(20')이 형성된 바디(20) 및 이 바디(20)의 안착단(20')에 서로 간격을 두고 더욱 함몰된 제1·2쿨링채널(20a,20b)에 삽입되어 라이너(10)를 냉각하도록 냉각수가 유·출입되는 쿨링인서트(50)로 이루어진 차량 엔진의 실린더 냉각구조.
2. 제 1항에 있어서, 상기 제1쿨링채널(20a)이 쿨링인서트(50)와 접촉되는 집중냉각부(K')가 점유하는 공간을 제외한 영역을 통해 자연 냉각되는 최적냉각부(K")인 제1쿨링갤러리공간(60)을 이루는 반면, 상기 제1쿨링채널(20a)의 하부로 형성된 제2쿨링채널(20b)은 상대적으로 좁게 형성되어진 전체 공간을 통해 자연 냉각되는 고온냉각부(K'")를 이루는 제2쿨링갤러리공간(60')을 형성하는 것을 특징으로 하는 차량 엔진의 실린더 냉각구조.
3. 제 1항에 있어서, 상기 쿨링인서트(50)는 엔진의 냉각수가 순환되도록 유입구(50a)와 배출구(50b)가 각각 형성됨과 더불어 이 실린더의 바디(20)에 압입·고정되도록 기역자 단면형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량 엔진의 실린더냉각구조.