KR20040040919A - 디젤엔진용 갤러리 쿨링 피스톤 - Google Patents

Abstract

본 발명은 간단한 구조로 제2오일출구를 통해 유출되는 오일을 내부통로가 구비된 파이프를 통해 보다 정확하게 커넥팅로드의 오일구멍으로 유도하도록 함으로써, 커넥팅로드의 소단부 및 피스톤핀의 원활한 윤활 및 냉각을 도모함은 물론 에어레이션 현상을 최소화하고, 상기 제2오일출구를 통해 유출되는 오일의 양을 축소함으로써 피스톤의 냉각효율을 향상시킨다.

Description

디젤엔진용 갤러리 쿨링 피스톤{gallery cooling piston for and diesel engine}

본 발명은 디젤엔진에서 피스톤의 냉각을 보다 효율적으로 하기 위해 사용되는 갤러리 쿨링 피스톤에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 상기 갤러리 쿨링 피스톤의 냉각효율을 향상시키고 오일 에어레이션(oil aeration)을 저감시키기 위한 기술에 관한 것이다.

디젤엔진은 고온 고압의 압축 착화 기관이므로 연소온도가 매우 높아서 피스톤의 온도도 가솔린 엔진에 비하여 매우 높으며, 따라서 피스톤링이 소착되거나 피스톤의 열적 피로응력이 누적되어 엔진이 손상되는 경우가 발생하며, 이러한 현상이 발생되는 것을 방지하기 위해 피스톤의 냉각성능을 증대시킨 갤러리 쿨링 피스톤이 사용된다.

도 1내지 도 5에는 종래 기술에 의한 갤러리 쿨링 피스톤의 구조가 개시되어 있는 바, 피스톤(100)에 원주방향의 갤러리(102)를 형성하고 오일제트(104)를 통해 오일입구(106)로 오일을 공급하여 상기 갤러리(102)를 순환한 오일이 제1오일출구(108)로 빠져 나오는 동안 피스톤(100)이 오일에 의해 강제로 냉각되도록 하고 있다.

또한, 상기 피스톤(100)에는 도 2에 도시된 바와 같이 제2오일출구(110)를 구비하여 커넥팅로드(112)의 소단부와 피스톤핀(114)의 냉각 및 윤활이 이루어지도록 하고 있다.

즉, 상기 제2오일출구(110)를 빠져 나오는 오일은 상기 커넥팅로드(112)의 소단부에 형성된 오일구멍(116)으로 유입되어 커넥팅로드(112)와 피스톤핀(114)의 냉각 및 윤활 작용을 하도록 한 것이다.

그런데, 상기한 바와 같이 피스톤(100)으로 오일이 공급되는 오일입구는 1개인 데에 비하여 오일출구는 2개이어서, 상기 갤러리(102)에 유입된 오일이 지나치게 빨리 빠져 나가서 피스톤(100)의 냉각효율이 충분하지 못한 문제가 있다.

물론, 상기 제1오일출구(108)를 형성하지 않으면 상기와 같은 오일의 입구와 출구의 개수에 따른 냉각효율 저하의 문제를 쉽게 해결할 수 있겠으나, 상기 제1오일출구(108)를 형성할 수 밖에 없는 이유는 종래에 상기와 같은 피스톤(100)을 제작하는 방법에 기인한다.

즉, 종래에 상기 갤러리 쿨링 피스톤을 제작하기 위해서는, 도 6에 도시된 바와 같이 갤러리(102)를 만들기 위해 소금을 압축하여 갤러리 형상을 대신하고 이를 2개의 기둥(120)으로 지지한 후 주조에 의해 피스톤(100)을 제작하고, 상기 2개의 기둥이 설치되었던 구멍 중 하나를 오일입구(106)로 하고 나머지 하나를 상기 제1오일출구(108)로 하였던 것이기 때문에, 상기한 바와 같은 제작방법을 변경하지 않는 한 상기 제1오일출구(108)를 없앨 수는 없는 것이다.

한편, 상기 제2오일출구(110)에서 상기 커넥팅로드(112)의 오일구멍(116)으로 원활하게 오일을 공급하기 위해서는 상기 제2오일출구(110)가 최대한 상기 커넥팅로드(112) 소단부의 오일구멍(116)을 향하여 가공되어야 하는데, 이는 상기 제2오일출구(110)를 가공하기 위한 드릴(d)이 피스톤(100)의 스커트부와 간섭하기 때문에 그 한계가 있으며, 드릴(d)의 직경을 줄여서 상기와 같은 스커트부와의 간섭을 피한 가공을 하는 것도 드릴(d)이 길어야 하므로 충분한 강성 확보의 측면에서 곤란한 문제가 있다. 참고로, 도 2에는 상기와 같은 문제를 간략화하여 표시하고 있다.

또한, 상기한 바와 같이 제2오일출구(110)에서 나온 오일이 커넥팅로드(112)의 오일구멍(116)으로 원활히 유입되지 못하면, 오일이 오일팬으로 떨어지면서 오일팬에 저장된 오일에 기포를 발생시키는 에어레이션(aeration) 현상이 생겨 엔진 전체의 윤활 및 냉각 성능을 저하시키는 원인으로도 작용하게 되는 문제점이 있다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 간단한 구조로 제2오일출구에서 유출되는 오일을 보다 정확하게 커넥팅로드의 오일구멍으로 유도하여 커넥팅로드의 소단부 및 피스톤핀의 원활한 윤활 및 냉각을 도모함은 물론 에어레이션 현상을 최소화하고, 상기 제2오일출구로부터 유출되는 오일의 양을 축소함으로써, 과도한 오일의 배출에 따른 피스톤의 냉각효율 저하의 문제를 해결하도록 한 디젤엔진용 갤러리 쿨링 피스톤을 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 디젤엔진용 갤러리 쿨링 피스톤을 도시한 도면,

도 2는 도 1의 A-A선 단면도,

도 3은 도 2의 B-B선 단면도,

도 4는 도 1의 피스톤의 저면과 오일제트의 설치상태를 도시한 도면,

도 5는 도 4의 C-C선 단면도,

도 6은 종래 기술에 의한 피스톤을 제작하는 과정을 도시한 도면,

도 7은 본 발명에 따른 디젤엔진용 갤러리 쿨링 피스톤의 구조를 도시한 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>

1; 커넥팅로드3; 오일구멍

5; 갤러리7; 피스톤

9; 제2오일출구11; 내부통로

13; 파이프15; 피스톤핀

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 디젤엔진용 갤러리 쿨링 피스톤은 커넥팅로드의 오일구멍을 향하여 갤러리와 연통되게 피스톤에 형성된 원통형의 제2오일출구와;

상기 제2오일출구에 압입되며, 상기 제2오일출구의 길이방향에 경사진 내부통로를 가진 파이프를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 7은 본 발명이 적용된 디젤엔진용 갤러리 쿨링 피스톤의 구조를 도시한 것으로서, 기타의 구성은 종래의 갤러리 쿨링 피스톤과 같고, 커넥팅로드(1)의 오일구멍(3)을 향하여 갤러리(5)와 연통되게 피스톤(7)에 형성된 원통형의 제2오일출구(9)와, 상기 제2오일출구(9)에 압입되며 상기 제2오일출구(9)의 길이방향에 경사진 내부통로(11)를 가진 파이프(13)를 포함하고 있다는 점이 다르다.

여기서, 상기 제2오일출구(9)는 그 개략적인 구조에 있어서는 종래의 제2오일출구(110)와 같지만, 구체적으로는 가공의 용이성을 위하여 종래의 제2오일출구(110)에 비하여 큰 직경으로 가공되며, 피스톤 스커트부와의 간섭을 충분히 배제하는 범위 내에서만 상기 커넥팅로드(1)의 소단부에 형성된 오일구멍(3)을 향하도록 형성된 점이 다르다.

한편, 상기 파이프(13)의 내부통로(11)는 상기 커넥팅로드의 오일구멍(3)으로 오일을 공급하기에 최적인 상태로 형성하는바, 이와 같은 내부통로(11)의 형태는 상기 파이프(13)가 허용하는 범위 내에서 자유롭게 변화시켜 형성할 수 있으므로, 상기 커넥팅로드(1)의 오일구멍(3)에 종래 보다 더 정확하게 오일을 공급할 수 있다.

물론, 상기와 같은 내부통로(11)의 직경은 본 실시예의 제2오일출구(9)의 직경보다 작게 형성되며, 나아가 종래의 제2오일출구(110)의 직경보다도 현저히 작게 형성된다.

따라서, 오일이 상기 내부통로(11)를 배출되는 양은 종래의 피스톤에서 제2오일출구(110)를 통해 빠져나가는 것보다 현저히 작게 된다.

한편, 상기 파이프(13)의 압입측은 부드러운 곡면으로 형성하여 상기 제2오일출구(9)에 압입하기 용이하도록 하였다.

상기한 바와 같이 구성된 본 실시예의 작용을 설명하면 다음과 같다.

오일제트를 통해 오일입구로 공급된 오일은 갤러리(5)를 순환하면서 피스톤(7)을 냉각시키고 제1오일출구와 상기 파이프(13)의 내부통로(11)를 통해 빠져나간다.

이때, 상기 파이프(13)의 내부통로(11)를 통해 빠져나가는 오일은 보다 정확하게 상기 커넥팅로드(1)의 소단부에 구비된 오일구멍(3)으로 유입되어 커넥팅로드(1)와 피스톤핀(15)을 원활하게 윤활 및 냉각시키게 된다.

이와 같이 공급된 오일은 상기 커넥팅로드(1)를 타고 흘러내리게 되어 그 위치에너지가 소멸된 상태에서 오일팬으로 보내지므로 에어레이션 현상 또한 대폭적으로 감소되게 된다.

또한, 상기한 바와 같은 구조의 피스톤(7)은 상기 제2오일구멍(9)의 가공시에 피스톤 스커트부와의 간섭을 손쉽게 회피할 수 있으며, 제2오일구멍을 가공하기 위한 드릴의 직경도 충분한 것을 선택하여 사용할 수 있어서, 그 작업성이 향상되는 효과가 있다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 간단한 구조로 제2오일출구를 통해 유출되는 오일을 내부통로가 구비된 파이프를 통해 보다 정확하게 커넥팅로드의 오일구멍으로 유도하여 커넥팅로드의 소단부 및 피스톤핀의 원활한 윤활 및 냉각을 도모함은 물론 에어레이션 현상을 최소화하고, 상기 제2오일출구를 통해 유출되는 오일의 양을 축소함으로써 피스톤의 냉각효율을 향상시킨다.

Claims (2)

1. 커넥팅로드의 오일구멍을 향하여 갤러리와 연통되게 피스톤에 형성된 원통형의 제2오일출구와;

   상기 제2오일출구에 압입되며, 상기 제2오일출구의 길이방향에 경사진 내부통로를 가진 파이프;

   를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 디젤엔진용 갤러리 쿨링 피스톤.
2. 제1항에 있어서,

   상기 파이프의 압입측은 부드러운 곡면으로 형성된 것을 특징으로 하는 디젤엔진용 갤러리 쿨링 피스톤.