KR20030027582A - 차량용 엔진의 연소실 기밀구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 엔진의 연소실 기밀구조에 관한 것으로, 피스톤의 링홈과 이에 삽입된 링 사이의 틈새를 다중으로 밀폐하여 엔진오일의 연소실 유입을 차단 할 수 있는 기밀을 유지함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 피스톤(P)의 둘레를 따라 형성된 링홈(1)과 이에 삽입·결합되는 압축링(R)사이를 통한 엔진오일의 연소실 유입을 차단하도록 상기 링홈(1)과 압축링(R)의 상·하 부위를 밀폐하는 1차기밀부재(10)가 구비됨과 더불어 상기 링홈(1)과 압축링(R)의 측면부위를 밀폐하는 2차기밀부재(20)를 구비한 것을 특징으로 한다.

Description

차량용 엔진의 연소실 기밀구조{The airtightness structure of engine's combustion chamber in vehicle}

본 발명은 차량용 엔진의 연소실 기밀구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 피스톤의 상·하 이동시 발생되는 피스톤링의 플루터링(Fluttering)에 따른 연소가스의 누출을 방지할 수 있도록 된 차량용 엔진의 연소실 기밀구조에 관한 것이다.

일반적으로 차량 엔진의 피스톤은 실린더의 연소실내를 왕복하며 팽창행정에서 고온·고압의 가스 압력을 받아 이것을 커넥팅로드를 거쳐 크랭크축에 회전력을 전달하는 것으로, 이러한 피스톤은 2000℃이상의 연소가스에 노출되고 40-60Kgf/㎠의 압력을 단시간에 충격적으로 받을 뿐 아니라 실린더내를 고속도로 운동하므로 연소실벽과의 사이에 강한 마찰이 생기게 된다.

이와 같이 고속으로 운동하면서 고온·고압이 작용하는 피스톤은 압축과 팽창가스 압력에 대해서 연소실의 기밀을 유지하고 팽창가스를 연소실에서 크랭크케이스로 누설되는 것을 방지함과 동시에 연소실벽에 뿌려진 오일을 긁어내려 최소한의 필요 유막을 만들고 오일의 연소실유입을 차단하도록 여러 개의 링을 구비하게 된다.

이러한 피스톤 링 중 연소실과의 기밀을 유지하는 압축링(R)은 도 1에 도시된 바와 같이, 피스톤(P)의 둘레를 따라 형성된 링홈(1)내에 수용되어 실린더(C)의 연소실벽과 접촉되어 폭발되는 가스에 의한 연소실내의 온도를 실린더(C)로 전달하면서 압축중인 가스의 누출을 방지하게 된다.

여기서, 상기 압축링(R)의 거동은 피스톤(P)의 상·하 이동시 피스톤(P)의 가속도와는 역 방향으로 관성력(I)이 발생되면서 운동방향의 역 방향으로 마찰력(F)과 가스에 의해 작용되는 가스압력(P')간의 힘 평형에 의해 결정되지만,상기 압축링(R)이 정상적으로 기밀을 유지하려면 상기 힘들이 서로 평형을 이루지 않아 압축링(R)이 피스톤(P)의 링홈(1)내에서 한쪽 즉, 위나 아래로 치우친 상태를 유지하여야 만 된다.

그러나, 상기 압축링(R)은 단순히 피스톤(P)의 링홈(1)내에 끼워지게 되므로, 만약 상기 압축링(R)에 힘의 평형이 이루어지면 압축행정의 중 반경부터 감속에 들어가는 피스톤(P)에 의해 상기 압축링(R)의 관성력(I)이 증가하여 링홈(1)내에서 떨림인 플루터링이 발생되어 이에 따라, 상기 링홈(1)과 압축링(R)사이의 기밀면이 사라져 연소실 벽면에 유막을 형성하는 엔진오일이 연소실로 유입되어 엔진오일이 과도하게 소모됨은 물론 오일의 연소에 따른 블로우바이가스(Blow by gas)의 생성이 급격히 증가되는 문제가 있게 된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 것으로, 피스톤의 링홈과 이에 삽입된 링 사이의 틈새를 다중으로 밀폐하여 엔진오일의 연소실 유입을 차단 할 수 있는 기밀을 유지함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 피스톤의 둘레를 따라 형성된 링홈과 이에 삽입·결합되는 압축링 사이를 통한 엔진오일의 연소실 유입을 차단하도록 상기 링홈과 압축링의 상·하 부위를 밀폐하는 1차기밀부재가 구비됨과 더불어 상기 링홈과 압축링의 측면부위를 밀폐하는 2차기밀부재를 구비한 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래에 따른 차량용 엔진의 연소실 기밀구조의 부분 단면도

도 2는 본 발명에 따른 차량용 엔진의 연소실 기밀구조의 부분 단면도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 링홈1b : 드레인홀

10 : 1차기밀부재11,12 : 제1치합단

11',12' : 제2치합단20 : 2차기밀부재

21 : 스토퍼22 : 이동단

23 : 스프링

F : 마찰력I : 관성력

P : 피스톤R : 압축링

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 차량용 엔진의 연소실 기밀구조의 부분 단면도를 도시한 것인바, 본 발명은 피스톤(P)의 둘레를 따라 형성된 링홈(1)과 이에 삽입·결합되는 압축링(R)사이를 통한 엔진오일의 연소실 유입을 차단하도록 상기 링홈(1)과 압축링(R)의 상·하 부위를 밀폐하는 1차기밀부재(10)가 구비됨과 더불어 상기 링홈(1)과 압축링(R)의 측면부위를 밀폐하는 2차기밀부재(20)를 구비하게 된다.

이때, 상기 링홈(1)의 하부쪽에는 외부와 연통되는 드레인홀(1b)이 형성되어 유입된 엔진오일을 배출시키게 됨은 물론이다.

여기서, 상기 1차기밀부재(10)는 링홈(1)과 압축링(R)의 상·하부부위에 톱니형상으로 각각 형성되어 서로 치합되면서 기밀을 유지하는 제1·2치합단(11,12,11',12')으로 이루어지는 반면, 상기 2차기밀부재(20)는 피스톤(P)의 링홈(1)측면에 압입된 티자형상의 스토퍼(21)와, 이 스토퍼(21)에 삽입되어 스프링(23)의 탄성력을 매개로 압축링(R)을 지속적으로 가압하면서 링(R)과의 기밀을 유지하는 이동단(22)으로 이루어진다.

이에 따라, 본 발명은 엔진 오일의 유동 통로를 최소화하면서 엔진오일의 유입량을 최소화하게 되는데 즉, 상기 피스톤(P)의 링홈(1)과 압축링(R) 상·하 부위를 밀폐하는 톱니형상의 1차기밀부재(10)가 크랭크케이스에서 연소실쪽으로 상승되는 엔진 오일의 유입통로를 대부분 밀폐시켜주게 되므로 결국, 상기 링홈(1)과 압축링(R)사이의 틈을 통한 엔진오일의 유입을 대부분 차단시켜 유입되는 오일량 자체를 대폭 줄여주게 된다.

또한, 상기 1차기밀부재(10)를 통해 유입된 엔진 오일은 링홈(1)의 안쪽 하부에서 외부와 연통된 드레인홀(1b)을 통해 다시 오일팬으로 복귀되어짐은 물론이다.

한편, 상기 1차기밀부재(10)를 통해 유입되어 드레인홀(1b)을 통해 배출되지 않은 엔진 오일은 2차기밀부재(20)의 스토퍼(21)에 결합되어 스프링(23)의 탄성력을 지속적으로 받는 이동단(22)이 랍축링(R)의 측면과 밀착·접촉되어 상기 링홈(1)과 압축링(R)의 측면부위를 밀폐하게 되므로 결국, 상기 1차기밀부재(10)를 통해 유입된 엔진오일이 연소실 쪽으로 이동되지 못하고 모두 드레인홀(1b)을 통해 배출되어지게 된다.

이때, 상기 드레인홀(1b)은 링홈(1)과 압축링(R) 사이의 틈에 엔진오일이 적층되지 않도록 하여 전술한 바와 같이 피스톤(P)의 왕복이동과 링홈(1)과 압축링(R) 사이의 유압상승으로 인한 링(R)의 플루터링 형상을 방지하게 됨은 물론이다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 피스톤의 링홈에 삽입·결합되는 압축링의 틈새를 상·하 및 측면부위에서 밀폐해 엔진오일의 유입량을 크게 저감하면서도 연소실로의 유입을 근본적으로 차단함과 더불어 링홈과 압축링 사이의 틈새로 적층되는 오일을 모두 배출시켜 유압상승을 방지해 링의 거동 불안정도 방지할 수 있는 효과가 있게 된다.

Claims (5)

1. 피스톤(P)의 둘레를 따라 형성된 링홈(1)과 이에 삽입·결합되는 압축링(R)사이를 통한 엔진오일의 연소실 유입을 차단하도록 상기 링홈(1)과 압축링(R)의 상·하 부위를 밀폐하는 1차기밀부재(10)가 구비됨과 더불어 상기 링홈(1)과 압축링(R)의 측면부위를 밀폐하는 2차기밀부재(20)를 구비한 차량용 엔진의 연소실 기밀구조.
2. 제 1항에 있어서, 상기 링홈(1)의 하부쪽에는 외부와 연통되는 드레인홀(1b)이 형성되어 유입된 엔진오일을 배출시키는 것을 특징으로 하는 차량용 엔진의 연소실 기밀구조.
3. 제 1항에 있어서, 상기 1차기밀부재(10)는 링홈(1)과 압축링(R)의 상·하부부위에서 기밀을 유지하는 제1·2치합단(11,12,11',12')으로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 엔진의 연소실 기밀구조.
4. 제 3항에 있어서, 상기 제1·2치합단(11,12,11',12')은 톱니형상으로 각각형성되어진 것을 특징으로 하는 차량용 엔진의 연소실 기밀구조.
5. 제 1항에 있어서, 상기 2차기밀부재(20)는 피스톤(P)의 링홈(1)측면에 압입된 티자형상의 스토퍼(21)와, 이 스토퍼(21)에 삽입되어 스프링(23)의 탄성력을 매개로 압축링(R)을 지속적으로 가압하면서 링(R)과의 기밀을 유지하는 이동단(22)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 엔진의 연소실 기밀구조.