KR200373244Y1 - Piston Ring for Combustion Visual Apparatus of Internal Combustion Engine - Google Patents

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KR200373244Y1
KR200373244Y1 KR20-2004-0030751U KR20040030751U KR200373244Y1 KR 200373244 Y1 KR200373244 Y1 KR 200373244Y1 KR 20040030751 U KR20040030751 U KR 20040030751U KR 200373244 Y1 KR200373244 Y1 KR 200373244Y1
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Abstract

본 고안은 내연기관 연소실 내의 연소 상태를 가시화하는 장치 내에 설치된 실린더와 피스톤의 사이에서 상기 연소실의 밀봉 작용을 하도록 설치되는 피스톤링에 관한 것이다, 본 고안에 따른 피스톤링은, 피스톤(3)의 외면에 원주 방향을 따라 형성되는 복수의 요홈(11) 안에 그 일측부가 수용된 상태에서 실린더(1)의 내벽에 접촉하는 압축링(7)과, 요홈(11) 안에서 압축링(7)의 내측부에 접촉하도록 배치되고 압축링(7)을 실린더(1)의 내벽을 향해 가압 접촉시키는 탄성링(9)으로 구성된다. 본 고안에 따른 피스톤링에 의하면, 실린더 내벽과 마찰 접촉하는 압축링 의 내구 수명이 연장되고 연소실의 기밀성이 향상될 수 있다.The present invention relates to a piston ring installed to seal the combustion chamber between a cylinder and a piston installed in an apparatus for visualizing a combustion state in an internal combustion engine combustion chamber. Compression ring (7) contacting the inner wall of the cylinder (1) in the state in which one side is accommodated in the plurality of grooves (11) formed along the circumferential direction, and arranged in contact with the inner portion of the compression ring (7) in the groove (11) And an elastic ring 9 which presses the compression ring 7 against the inner wall of the cylinder 1. According to the piston ring according to the present invention, the endurance life of the compression ring in friction contact with the cylinder inner wall can be extended and the airtightness of the combustion chamber can be improved.

Description

내연기관 연소 가시화 장치의 피스톤링{Piston Ring for Combustion Visual Apparatus of Internal Combustion Engine}Piston ring for internal combustion engine visualizer {Piston Ring for Combustion Visual Apparatus of Internal Combustion Engine}

본 고안은 내연기관 연소 가시화 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 내연기관 연소 가시화 장치에서 연소실의 기밀을 유지하는 피스톤링에 관한 것이다.The present invention relates to an internal combustion engine combustion visualization apparatus, and more particularly, to a piston ring for maintaining the airtightness of the combustion chamber in the internal combustion engine combustion visualization apparatus.

일반적으로, 내연기관의 연소실내의 화염 전파 속도 및 그 전파 특성은 노킹발생 규명에 대단히 중요할 뿐만 아니라 완전 연소를 실현하기 위해서는 화염 전파속도의 정확한 측정이 필요하다.In general, the flame propagation speed and propagation characteristics in the combustion chamber of an internal combustion engine are very important for identifying knocking occurrence, and accurate measurement of the flame propagation speed is necessary to realize complete combustion.

따라서, 내연기관을 설계할 때 연소실내의 혼합기의 유동과 폭발 및 화염 전파 특성을 관찰하기 위하여 내연기관 연소실내의 화염 유동을 가시화할 수 있는 장치가 개발되고 있다.Therefore, in designing an internal combustion engine, an apparatus capable of visualizing the flame flow in an internal combustion engine combustion chamber has been developed in order to observe the flow and explosion and flame propagation characteristics of the mixer in the combustion chamber.

상기 장치에는 연소실 내의 기밀을 유지하기 위해 피스톤링이 피스톤의 외주연에 복수개 장착된다. 상기 장치에 주로 사용되는 피스톤링은, 상기 장치가 윤활유 공급이 되지 않는 비윤활 상태로 운전하여야 하기 때문에, 통상적으로 강재가 아닌 특수 재질인 룰론(Rulon) 등이 이용된다. 그러나, 이러한 룰론 재질의 피스톤링은 재질 자체의 내구 수명에 한계가 있어서 연소실의 기밀을 유지하기 위해 자주 교체되어야 하는 문제점이 있었다.The apparatus is equipped with a plurality of piston rings on the outer periphery of the piston to maintain airtightness in the combustion chamber. In the piston ring mainly used in the apparatus, since the apparatus must be operated in a non-lubricated state in which lubricating oil is not supplied, Rulon, etc., which is a special material, which is not steel, is usually used. However, such a piston ring of Rulon has a problem in that the durability of the material itself has a limit that must be frequently replaced to maintain the airtightness of the combustion chamber.

이에 본 고안은 상기의 문제점을 고려하여 안출된 것으로서, 내연기관 연소가시화 장치의 피스톤에 장착되는 피스톤링의 구조를 개선하여 연소실의 기밀성을 향상시킬 수 있도록 한 내연기관 연소 가시화 장치의 피스톤링을 제공하는 데에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and provides a piston ring of an internal combustion engine combustion visualization device to improve the airtightness of the combustion chamber by improving the structure of the piston ring mounted on the piston of the internal combustion engine combustion visualization device. Its purpose is to.

상기 목적을 달성하기 위해 본 고안에 따른 피스톤의 일실시예는, 내연기관 연소실 내의 연소 상태를 가시화하는 장치 내에 설치된 실린더와 피스톤의 사이에서 상기 연소실의 밀봉 작용을 하도록 설치되는 피스톤링에 있어서, 상기 피스톤의 외면에 원주 방향을 따라 형성되는 복수의 요홈 안에 그 일측부가 수용된 상태에서 상기 실린더의 내벽에 접촉하는 압축링과 상기 요홈 안에서 상기 압축링의 내측부에 접촉하도록 배치되고 상기 압축링을 상기 실린더의 내벽을 향해 가압 접촉시키는 탄성링으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.One embodiment of the piston according to the present invention for achieving the above object, in the piston ring is installed to seal the combustion chamber between the piston and the cylinder installed in the apparatus for visualizing the combustion state in the internal combustion engine combustion chamber, A compression ring contacting the inner wall of the cylinder in one of the plurality of grooves formed along the circumferential direction on the outer surface of the piston in contact with the inner wall of the cylinder and in contact with the inner side of the compression ring and the compression ring toward the inner wall of the cylinder. It is characterized by consisting of an elastic ring to be in pressure contact.

또한, 본 고안에 따른 피스톤 링의 다른 실시예로서, 압축링의 내측부에 탄성링의 외측 일부를 수용하는 홈이 형성되어 피스톤의 요홈 안에서 압축링과 탄성링이 서로 면접촉하는 상태로 배열되게 할 수 있다.In addition, as another embodiment of the piston ring according to the present invention, a groove for accommodating an outer portion of the elastic ring is formed in the inner portion of the compression ring can be arranged in a state in which the compression ring and the elastic ring in surface contact with each other in the groove of the piston. .

도1은 내연기관의 연소 가시화 장치에 있어서 피스톤이 실린더 내에 장착될 때 본 고안에 따른 피스톤링의 일실시예를 도시한 단면도.1 is a cross-sectional view showing an embodiment of a piston ring according to the present invention when the piston is mounted in the cylinder in the combustion visualization device of the internal combustion engine.

도2는 본 고안에 따른 피스톤링의 다른 실시예를 도시한 단면도.Figure 2 is a sectional view showing another embodiment of the piston ring according to the present invention.

도3은 도2에 도시된 본 고안의 피스톤링의 밀봉 원리를 설명하기 위해 도시한 일부 확대 단면도.3 is a partially enlarged cross-sectional view for explaining the sealing principle of the piston ring of the present invention shown in FIG.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

1 : 실린더1: cylinder

3 : 피스톤3: piston

5 : 연소실5: combustion chamber

7 : 압축링7: compression ring

9 : 탄성링9: elastic ring

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안에 따른 내연 기관 연소 가시화 장치에 사용되는 피스톤링의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the piston ring used in the internal combustion engine combustion visualization device according to the present invention.

도1은 내연기관의 연소 가시화 장치에 있어서 피스톤이 실린더 내에 장착될 때 본 고안에 따른 피스톤링의 일실시예를 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing an embodiment of a piston ring according to the present invention when the piston is mounted in the cylinder in the combustion visualization device of the internal combustion engine.

도1을 참조하면, 내연기관 연소실 내의 연소 상태를 가시화하는 장치 내에 설치된 실린더(1)와 피스톤(3)의 사이에서 연소실(5)의 밀봉 작용을 하도록 설치되는 본 고안의 피스톤링은 압축링(7)과 탄성링(9)으로 이루어진다.Referring to Fig. 1, the piston ring of the present invention, which is installed to seal the combustion chamber 5 between the cylinder 1 and the piston 3 installed in the apparatus for visualizing the combustion state in the combustion chamber of the internal combustion engine, has a compression ring (7). ) And an elastic ring (9).

압축링(7)은 피스톤(3)의 외면에 원주 방향을 따라 형성되는 복수의 요홈(11) 안에 그 일측부가 수용된 상태에서 실린더(1)의 내벽에 접촉한다. 압축링(7)의 재질로는 룰론, 테플론, 폴리아미드 등이 바람직하다.The compression ring 7 contacts the inner wall of the cylinder 1 in a state where one side thereof is accommodated in a plurality of grooves 11 formed along the circumferential direction on the outer surface of the piston 3. The material of the compression ring 7 is preferably rulon, teflon, polyamide, or the like.

탄성링(9)은 피스톤(3)의 요홈(11) 안에서 압축링(7)의 내측부에 접촉하도록배치되고 압축링(7)을 실린더(1)의 내벽을 향해 가압 접촉시킨다. 탄성링(9)으로는 외부로부터의 압력에 대항하여 탄성력을 가지고 반발하는 단면을 가지는 통상의 O-링 등이 바람직하다.The elastic ring 9 is arranged to contact the inner side of the compression ring 7 in the recess 11 of the piston 3 and pressurizes the compression ring 7 toward the inner wall of the cylinder 1. As the elastic ring 9, a conventional O-ring or the like having a cross section which responds with elastic force against pressure from the outside is preferable.

한편, 도2는 본 고안에 따른 피스톤링의 다른 실시예를 도시한 단면도이다.On the other hand, Figure 2 is a cross-sectional view showing another embodiment of the piston ring according to the present invention.

도2를 참조하면, 압축링(7)의 내측부에 탄성링(9)의 외측 일부를 수용하는 오목한 홈(7a)이 형성되어 피스톤(3)의 요홈(11) 안에서 압축링(7)과 탄성링(9)이 서로 면접촉하도록 배열되어 있다.2, a concave groove 7a is formed in the inner side of the compression ring 7 to receive the outer portion of the elastic ring 9 so that the compression ring 7 and the elastic ring in the groove 11 of the piston 3 are formed. 9) are arranged to be in surface contact with each other.

이러한 구성은 도1에 비해 피스톤(3)의 요홈(11) 안에서 압축링(7)과 탄성링(9) 사이의 접촉 면적을 크게 하여서 안정된 결합 구조를 제공한다.This configuration increases the contact area between the compression ring 7 and the elastic ring 9 in the recess 11 of the piston 3 as compared to FIG. 1 to provide a stable coupling structure.

도3을 참조하여 보다 상세하게 설명하면, 피스톤(3)이 상승하여 연소실을 압축하면 연소실 내에는 연소실 내압이 형성되고 이 연소실 내압은 피스톤(3)과 실린더(1)의 사이의 공기를 통해 피스톤(3)의 요홈(11)에 전달되어 압축링(7)과 탄성링(9)을 압축하는 압축력(Fp)이 발생한다. 이 압축력(Fp)에 의해서 탄성링(9)은 변형되어 외측 방향의 힘(Fh)을 발생시키고 이 힘(Fh)에 의해서 탄성링(9)의 주위는 연소 가스가 새지 않도록 밀봉된다. 또한, 상기 외측 방향의 힘(Fh)은 압축링(7)을 실린더(1)의 내벽면으로 작용하는 피스톤링 장력(Ft)을 발생시켜 압축링(7)과 실린더(1)의 내벽면의 사이를 밀봉한다. 이때, 피스톤링 장력(Ft)은 다음의 수학식 1로 표현된다.In more detail with reference to FIG. 3, when the piston 3 rises and compresses the combustion chamber, a combustion chamber internal pressure is formed in the combustion chamber, and the combustion chamber internal pressure is obtained through the air between the piston 3 and the cylinder 1. The compressive force Fp is transmitted to the groove 11 of (3) to compress the compression ring 7 and the elastic ring 9. By the compression force Fp, the elastic ring 9 is deformed to generate an outward force Fh, and the force Fh is sealed around the elastic ring 9 so that combustion gas does not leak. Further, the force Fh in the outward direction generates a piston ring tension Ft acting on the inner wall surface of the cylinder 1 by the compression ring 7, thereby forming a gap between the compression ring 7 and the inner wall surface of the cylinder 1. Seal. At this time, the piston ring tension (Ft) is represented by the following equation (1).

여기에서, FT는 피스톤링의 장력이고, Fp는 연소실 압축력이고, d는 탄성링(9)의 직경이다.Where FT is the tension of the piston ring, Fp is the combustion chamber compression force, and d is the diameter of the elastic ring 9.

이와 같이 구성된 본 고안에 따르면, 탄성링(9)의 탄발력으로 인해 압축링(7)이 실린더(1)의 내벽에 더욱 밀착되어 연소실(5)의 기밀성이 보다 향상되는 이점이 있다.According to the present invention configured as described above, due to the elasticity of the elastic ring 9, the compression ring 7 is in close contact with the inner wall of the cylinder 1, there is an advantage that the airtightness of the combustion chamber 5 is further improved.

또한, 압축링(7) 자체의 재질이 가지고 있는 한정된 내구 수명으로 인해 압축링(7)이 노후화되면 연소실(5)의 기밀 유지를 위해 교체되어야 한다. 그러나, 본 고안에 따른 구성에 의하면, 압축링(7)이 노후화되어 연소실(5)의 기밀 성능이 저하되더라도 탄성링(9)의 탄발력이 이 기밀 성능을 일정하게 유지하도록 보강하는 역할을 하므로, 결국 압축링(7)의 교체 시기가 연장되는 이점이 있다.In addition, due to the limited endurance life of the material of the compression ring 7 itself, if the compression ring 7 ages, it must be replaced to maintain the airtightness of the combustion chamber 5. However, according to the constitution according to the present invention, even if the compression ring (7) is deteriorated and the airtight performance of the combustion chamber (5) is deteriorated, the elastic force of the elastic ring (9) serves to reinforce such that the airtight performance is kept constant, As a result, the replacement timing of the compression ring 7 is extended.

이상 설명한 본 고안은 바람직한 실시예들로 기재되어 있지만, 이는 그 사상으로부터 일탈함이 없이 다른 실시예가 부품의 크기, 형상, 재료 및 대체의 변경에 의해 본 상세한 설명으로부터 도출될 수 있는 것으로 이해되어야 할 것이다.While the invention described above has been described as preferred embodiments, it is to be understood that other embodiments may be derived from this description by changes in size, shape, material and substitution of parts without departing from the spirit thereof. will be.

이상 설명한 바와 같이 본 고안에 따른 내연 기관 연소 가시화 장치의 피스톤링에 의하면, 내연기관 연소 가시화 장치의 피스톤에 장착되는 피스톤링을 압축링과 탄성링으로 구성하여 압축링의 내구 수명을 연장시키고 연소실의 기밀성을 향상시킨 효과가 있다.As described above, according to the piston ring of the internal combustion engine combustion visualization device according to the present invention, the piston ring mounted on the piston of the internal combustion engine combustion visualization device is composed of a compression ring and an elastic ring to extend the endurance life of the compression ring and to ensure the airtightness of the combustion chamber. It has an improved effect.

Claims (2)

내연기관 연소실 내의 연소 상태를 가시화하는 장치 내에 설치된 실린더와 피스톤의 사이에서 상기 연소실의 밀봉 작용을 하도록 설치되는 피스톤링에 있어서,In the piston ring provided to seal the combustion chamber between the cylinder and the piston provided in the apparatus for visualizing the combustion state in the combustion chamber of the internal combustion engine, 상기 피스톤의 외면에 원주 방향을 따라 형성되는 복수의 요홈 안에 그 일측부가 수용된 상태에서 상기 실린더의 내벽에 접촉하는 압축링과 상기 요홈 안에서 상기 압축링의 내측부에 접촉하도록 배치되고 상기 압축링을 상기 실린더의 내벽을 향해 가압 접촉시키는 탄성링으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 내연기관 연소 가시화 장치의 피스톤링.A compression ring contacting the inner wall of the cylinder in a state in which one side is accommodated in a plurality of grooves formed along the circumferential direction on the outer surface of the piston and in contact with the inner side of the compression ring in the groove, A piston ring of an internal combustion engine combustion visualizing device, characterized in that it comprises an elastic ring for pressure contact. 제1항에 있어서, 상기 압축링의 내측부에 상기 탄성링의 외측 일부를 수용하는 홈이 형성되어 상기 피스톤의 요홈 안에서 상기 압축링과 상기 탄성링이 서로 면접촉하는 상태로 배열되는 것을 특징으로 하는 내연기관 연소 가시화 장치의 피스톤링.The internal combustion engine according to claim 1, wherein a groove for accommodating an outer portion of the elastic ring is formed at an inner side of the compression ring such that the compression ring and the elastic ring are arranged in surface contact with each other in the groove of the piston. Piston ring of combustion visualization device.
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