KR20040043760A

KR20040043760A - 커넥팅 로드를 이용한 오일 제트 구조

Info

Publication number: KR20040043760A
Application number: KR1020020072135A
Authority: KR
Inventors: 유성열
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2002-11-20
Filing date: 2002-11-20
Publication date: 2004-05-27

Abstract

본 발명은 커넥팅 로드에 오일 홀을 형성하여 크랭크 샤프트 측으로 공급되는 오일이 피스톤의 오일 홀로 공급되도록 하는 커넥팅 로드를 이용한 오일 제트 구조에 관한 것으로,

실린더 블럭의 내부에 수용되는 피스톤과 크랭크 샤프트가 커넥팅 로드로써 연결되며, 상기 피스톤의 냉각을 위해 피스톤 몸체 도중에 오일 갤러리가 형성되고, 상기 오일 갤러리로 오일이 유입되도록 하기 위한 오일 입구가 크랭크실을 향해 관통된 채로 형성되는 구조에 있어서,

상기한 커넥팅 로드의 도중에 크랭크 샤프트로 공급되는 오일의 일부를 상기한 오일 입구 측으로 안내하기 위한 오일 안내홀이 형성되어지되, 상기 커넥팅 로드의 소단부 내주면과 대단부 내주면에는 각각 오일 공급이 원활히 이루어지도록 하기 위한 환형 홀이 형성되고, 오일 갤러리의 오일 입구와 마주하는 위치의 소단부의 환형 홀 도중에 분사 홀이 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

커넥팅 로드를 이용한 오일 제트 구조{Oil jet apparatus using connecting rod}

본 발명은 커넥팅 로드를 이용한 오일 제트 구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 커넥팅 로드에 오일 홀을 형성하여 크랭크 샤프트 측으로 공급되는 오일이 피스톤의 오일 홀로 공급되도록 하는 커넥팅 로드를 이용한 오일 제트 구조에 관한 것이다.

피스톤은 실린더 내를 왕복운동하면서 팽창행정에서 고온고압의 가스압력을 받아 이것을 커넥팅로드를 거쳐서 크랭크 축에 회전력을 주는 기구로서, 피스톤 헤드는 2000℃ 이상의 고온의 연소가스에 노출되어지고, 140~160kg/㎠ 의 압력을 단시간에 충격적으로 받을 뿐만 아니라 실린더 내를 고속으로 운동하므로 실린더 벽과의 사이에 강한 마찰이 생긴다.

또, 피스톤은 열팽창을 고려하여 피스톤의 상부 외주면에 개재된 피스톤 링이 실린더벽과 접촉하면서 고온에 의한 열소착이 발생될 수 있으므로서 이를 방지하기 위한 냉각이 필요하다.

도 4는 상기한 바와 같이 피스톤을 냉각하기 위한 구조를 도시한 것으로서, 오일 갤러리(12)가 피스톤(11)의 몸체 내부 즉, 피스톤 링이 끼워지는 링 그루브(13)의 내측에 형성된다. 따라서 엔진의 운전시에 실린더 블럭(10)의 내부 일측에 설치되는 오일 제트(15)를 통해 오일이 분출되어지고, 이렇게 분출된 오일의 일부가 오일 입구(14)를 통해 상기한 오일 갤러리(12)로 유입된 후, 상기한 오일 갤러리(12) 내로 순환되면서 피스톤(11)의 몸체 및 링 그루브(13)를 냉각시킨후 다른 측에 마련되는 오일출구를 통해 배출되어진다.

따라서 실린더 블럭(10) 내측에 마련되는 오일 제트(15)에서 고압으로 분사되는 오일이 상기한 오일 갤러리(12)로 입력되어 피스톤(11)의 상단부를 냉각한 다음에 상기한 오일출구를 거쳐 다시 크랭크 실로 리턴되어진다.

상기한 오일 제트(15)는 실린더 블럭(10)의 내부 하측에 고정 장착되는데, 일반적인 오일 제트(15)는 바디(16)이 내부에 스프링(17)과 볼(18)로 수용되어 메인 오일 갤러리(19)에서 전달되는 오일압에 의해서 개폐작동되도록 구성되는 것이다.

그런데 상술한 바와 같이 오일 제트(15)는 실린더 블럭(10)의 내부 하측에 고정되고, 오일 분사의 목표가 되는 피스톤(11)의 오일 갤러리(12)는 상하로 왕복운동되므로서, 피스톤의 왕복운동 속도보다 빠른 오일 공급이 이루어지기 위해서는 높은 분사압력이 유지되어야 하기에 냉각구조가 복잡하게 되었다. 또한, 오일 제트(15)의 설치위치가 실린더 블럭(10)의 하측에 위치되므로서 크랭크 샤프트에 가로막혀 조립 및 분해가 어려운 문제점이 있었다. 또한, 오일이 실린더 블럭의 하측에서 분사되므로서 냉각부위인 피스톤과의 거리가 멀어 만족스러운 냉각효과를 기대하기 어려운 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 커넥팅 로드에 오일 홀을 형성하여 크랭크 샤프트 측으로 공급되는 오일이 피스톤의 오일 홀로 공급되도록 하는 커넥팅 로드를 이용한 오일 제트 구조를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로서,

도 1은 본 발명에 의한 오일 제트의 구조를 도시한 도면.

도 2는 본 발명에 의해 커넥팅 로드에 오일 홀이 형성된 상태를 설명하기 위한 도면.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 도면.

도 4는 종래의 기술을 설명하기 위한 도면.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

20 : 엔진 21 : 실린더 블럭

22 : 실린더 23 : 피스톤

24 : 크랭크 샤프트 25 : 오일 갤러리

26 : 오일 입구 27 : 피스톤 핀

28 : 크랭크 핀 30 : 커넥팅 로드

31 : 소단부 32 : 대단부

33 : 오일 연결홀 34,35 : 환형 홀

36 : 교차 홈 37 : 분사 홀

이하, 본 발명에 의한 오일 제트의 구성 및 작동에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면과 함께 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 오일 제트의 구조를 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명에 의해 커넥팅 로드에 오일 홀이 형성된 상태를 설명하기 위한 도면이며, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 도면이다.

도면 중에 표시되는 도면부호 20은 본 발명에 의해 형성된 엔진을 지시하는 것이고, 도면부호 30은 본 발명에 의한 커넥팅 로드를 지시하는 것이다.

상기한 엔진(20)의 실린더 블럭(21)에 마련되는 실린더(22) 내부에는피스톤(23)이 수용되고, 실린더 블럭(21)의 크랭크실에는 크랭크 샤프트(24)가 일반적인 엔진의 구조와 같이 장착된다.

또한, 종래의 일반적인 엔진에서와 같이, 상기한 피스톤(23)의 냉각을 위한 오일 갤러리(25)가 피스톤(23)의 몸체 내부에 환형상으로 형성되고, 상기 오일 갤러리(25)로 오일이 유입되도록 하기 위한 오일 입구(26)가 크랭크실을 향해 관통된 채로 형성된다.

그리고 상기한 피스톤(23)과 크랭크 샤프트(24) 간에는 커넥팅 로드(30)로써 연결되는데, 상기 피스톤(23)은 커넥팅 로드(30)의 소단부(31)와 피스톤 핀(27)으로써 연결되고, 크랭크 샤프트(24)와 커넥팅 로드(30)의 대단부(32)는 크랭크 핀(28)으로써 연결된다.

그런데 상기한 커넥팅 로드(30)의 소단부(31)와 대단부(32) 간에는 상기 커넥팅 로드(30)의 길이방향으로 오일 안내홀(33)이 형성된다. 특히, 오일 안내홀(33)의 양 끝단이 위치되는 커넥팅 로드(30)의 소단부(31)의 내주연과 대단부(32)의 내주연에는 각각 오일 공급이 원활히 이루어지도록 하기 위한 환형 홀(34,35)이 형성된다.

특히, 커넥팅 로드(30)의 대단부(32) 내주면에 형성되는 환형 홀(35)은 크랭크 샤프트(24)에 마련되는 오일 홀과 일치되는 위치에 형성되고, 상기 오일 안내홀(33)과 환형 홀(35)이 교차되는 부위에는 원형의 교차 홈(36)이 형성된다.

그리고 상기한 커넥팅 로드(30)의 소단부(31) 내주면에 형성되는 환형 홀(34)의 도중에서 상기 오일 갤러리(25)의 오일 입구(26)가 위치되는 곳에는 오일안내홀(33)과 환형 홀(34)을 통해 유도된 오일이 상기 오일 입구(26) 측으로 분사되도록 하기 위한 분사 홀(37)이 형성된다.

한편, 도 3에 도시된 본 발명의 다른 실시예와 같이, 본 발명에 의한 오일 제트 구조는 Non-갤러리 피스톤(40)에도 적용될 수 있는 것이다. 이 경우에는 피스톤(40)의 하측에 마련되는 환형의 홈(42)으로 오일이 분사되고, 상기 환형의 홈(42)을 따라서 오일이 퍼지게 되므로서 냉각이 이루어지는 것이다.

이상과 같이 구성되는 본 발명에 의한 오일 제트 구조의 작동을 설명하면 다음과 같다.

엔진(20)이 시동되면 상기한 피스톤(23)은 실린더(22) 내에서 상하로 왕복운동되어지고, 운전자가 차량을 고속으로 운행하고자 하는 의도에 따라서 상기한 피스톤(23)은 더욱 고속으로 왕복운동된다.

이 과정에서 상기한 피스톤(23)의 윤활을 위해서 크랭크 케이스 내부에는 엔진 오일이 분사되고, 이렇게 분사되는 오일의 일부는 크랭크 샤프트(24)의 크랭크 핀(28)과 연결되는 커넥팅 로드(30)의 대단부에 마련된 환형 홀(35)로 유입되어진다.

상기와 같이 커넥팅 로드(30)의 저널부로 입력되는 오일은 대단부(32)의 환형 홀(35)을 통해 오일 안내홀(33)로 유도되고, 오일 안내홀(33)을 따라 커넥팅 로드(30)의 소단부(31)까지 유도된 오일은 소단부(31) 내주면에 마련된 환형 홀(34)을 따라 분사 홀(37)로 흘러 분사가 이루어진다.

이렇게 분사된 오일은 상기 분사 홀(37)과 마주하는 오일 입구(26)로 유입되어 피스톤(23)의 바디에 마련되는 오일 갤러리(25)를 순환하면서 피스톤(23)을 냉각하게 된다. 오일 갤러리(25)를 순환한 오일은 오일 입구(26)의 반대편에 마련되는 오일 출구로 배출되어 크랭크 실을 통과하여 오일 팬으로 모이게 된다.

이와 같이 피스톤(23)에 마련되는 오일 갤러리(25)로 공급되는 오일이 커넥팅 로드(30)의 도중에 형성된 오일 안내홀(33)을 따라 커넥팅 로드(30)의 소단부(31)까지 흐르게 되므로서 오일 입구(26)까지의 정확한 오일 공급이 이루어지게 되고, 오일의 분사 거리가 매우 짧아져 피스톤(23)의 냉각효율이 증대된다. 또한, 종래 기술에서와 같이 오일 입구(26)까지 오일을 분사해주기 위한 오일 제트의 장착이 불필요하게 된다.

이상과 같이 구성되는 본 발명은 피스톤의 오일 갤러리까지의 오일을 공급하기 위한 경로가 커넥팅 로드의 도중에 형성되므로서 오일 공급이 원활하게 이루어질 뿐만 아니라, 오일 갤러리의 오일 입구로 오일이 분사되는 분사 거리가 매우 짧아지게 되어 피스톤의 냉각효율이 증대되는 커다란 효과가 있는 것이다. 또한, 오일 갤러리로 오일을 분사하기 위한 오일 제트의 장착이 필요없게 되므로서, 오일 제트에 장착에 따른 비용 및 고정이 감소되는 장점이 있는 것이다.

Claims

실린더 블럭의 내부에 수용되는 피스톤과 크랭크 샤프트가 커넥팅 로드로써 연결되며, 상기 피스톤의 냉각을 위해 피스톤 몸체 도중에 오일 갤러리()가 형성되고, 상기 오일 갤러리로 오일이 유입되도록 하기 위한 오일 입구가 크랭크실을 향해 관통된 채로 형성되는 구조에 있어서,

상기한 커넥팅 로드(30)의 도중에 크랭크 샤프트(24)로 공급되는 오일의 일부를 상기한 오일 입구(26) 측으로 안내하기 위한 오일 안내홀(33)이 형성되어지되, 상기 커넥팅 로드(30)의 소단부(31) 내주면과 대단부(32) 내주면에는 각각 오일 공급이 원활히 이루어지도록 하기 위한 환형 홀(34,35)이 형성되고, 오일 갤러리(25)의 오일 입구(26)와 마주하는 위치의 소단부(31)의 환형 홀(34) 도중에 분사 홀(37)이 형성되는 것을 특징으로 하는 커넥팅 로드를 이용한 오일 제트 구조.
제 1 항에 있어서,

상기한 오일 안내홀(33)과 커넥팅 로드(30)의 대단부(32)에 마련되는 환형 홀(35)이 교차되는 부위에는 원형의 교차 홈(36)이 형성되는 것을 특징으로 하는 커넥팅 로드를 이용한 오일 제트.