KR200427698Y1

KR200427698Y1 - 엔진용 실린더 조립체

Info

Publication number: KR200427698Y1
Application number: KR2020060013751U
Authority: KR
Inventors: 김창대
Original assignee: 김창대
Priority date: 2006-05-23
Filing date: 2006-05-23
Publication date: 2006-09-29
Also published as: WO2007136180A1

Abstract

본 고안은 엔진용 실린더 조립체에 관한 것으로, 워터재킷이 내재되고, 하사점보다 소정량 낮은 위치의 내벽면에는 밸브홈이 형성된 실린더블록; 이 실린더블록의 내부에 장착되며, 상기 밸브홈에 대응되는 위치에 장애배기 입구 및 이에 연통되는 장애배기 분사구가 형성되고, 상기 장애배기 분사구의 일측에는 배기관에 연통되는 장애배기 출구가 형성된 실린더라이너; 이 실린더라이너의 내부에서 왕복 이동하도록 실린더라이너의 내경보다 작은 외경을 가지며, 외주면에는 실린더라이너의 내벽과 밀착되도록 압축링과 오일링이 결합된 피스톤; 상기 밸브홈에 설치되어 장애배기 입구와 장애배기 분사구를 개폐하는 분사밸브를 포함한다.

이와 같이 구성된 본 고안에 의하면, 팽창행정과 배기행정 사이에 분사행정을 더 구비함으로써 팽창행정에 의해 피스톤이 실린더의 하사점에 이를 경우 장애배기 분사구의 분사압력에 의해 피스톤이 상승되는 것을 보조함으로써 실린더의 작동이 원활하게 진행될 수 있다.

실린더, 피스톤, 분사밸브, 상사점, 하사점

Description

엔진용 실린더 조립체{CYLINDER ASSEMBLY FOR ENGINE}

도 1은 본 고안의 제1실시예에 의한 실린더 조립체를 정면에서 보인 종단면도.

도 2는 도 1의 "Ⅱ"부를 상세히 보인 확대도.

도 3은 도 2의 "Ⅲ-Ⅲ"선을 보인 단면도.

도 4는 본 고안의 제2실시예에 의한 실린더 조립체를 정면에서 보인 종단면도.

도 5는 도 4의 "Ⅴ"부를 상세히 보인 확대도.

도 6은 본 고안의 제3실시예에 의한 실린더 조립체를 정면에서 보인 종단면도.

도 7은 도 6의 "Ⅶ"부를 상세히 보인 확대도.

도 8은 본 고안의 실린더라이너의 변형예를 보인 사시도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10 ; 실린더블록 11 ; 워터재킷

12 ; 밸브홈 20 ; 실린더라이너

21 ; 장애배기 입구 22 ; 장애배기 분사구

23 ; 장애배기 출구 24 ; 분사로

25 ; 배기관 26 ; 방열핀

30 ; 실린더헤드 40 ; 피스톤

43 ; 분사안내홈 50 ; 분사밸브

본 고안은 엔진용 실린더 조립체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실린더 내에서 팽창행정에 따라 피스톤이 하사점으로 하강한 후 배기행정에 의해 다시 상승할 때 배기압 장애를 극복할 수 있도록 한 것이다.

일반적으로 엔진의 구성요소를 살펴보면, 엔진의 본체를 구성하는 부분으로 실린더가 제작되며, 상기 실린더는 냉각수가 유동하는 워터재킷이 형성된 실린더블록과, 이 실린더블록의 상부에 설치되어 피스톤과 함께 연소실을 형성하며 각종 밸브 기구 및 스파크 플러그 등이 설치되는 실린더헤드와, 이 실린더헤드와 결합되는 크랭크축을 포함한다.

이러한 실린더는 흡기행정, 압축행정, 팽창행정, 배기행정을 통해 피스톤이 실린더 내에서 왕복 운동하면서 작동이 이루어진다.

그런데, 종래의 실린더는 팽창행정 이후 하사점에 도달한 피스톤이 배기행정시 다시 상승하는 시점에서 실린더 내부에 잔재하는 배기가스의 높은 배기압에 의해 순간적으로 장애가 일어나는 배기압 장애를 유발하게 됨으로써 엔진의 가동 효율을 저하시키는 문제가 있다.

본 고안은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 팽창행정 이후에 실린더 내부에 있는 배기가스를 배출함과 동시에 그 일부를 피스톤에 분사해 줄 수 있도록 분사행정을 더 구비함으로써 원활한 엔진 가동을 가능케 하는 엔진용 실린더 조립체를 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 본 고안의 목적은, 워터재킷이 내재되고, 하사점보다 소정량 낮은 위치의 내벽면에는 밸브홈이 형성된 실린더블록; 이 실린더블록의 내부에 장착되며, 상기 밸브홈에 대응되는 위치에 장애배기 입구 및 이에 연통되는 장애배기 분사구가 형성되고, 상기 장애배기 분사구의 일측에는 배기관에 연통되는 장애배기 출구가 형성된 실린더라이너; 이 실린더라이너의 내부에서 왕복 이동하도록 실린더라이너의 내경보다 작은 외경을 가지며, 외주면에는 실린더라이너의 내벽과 밀착되도록 압축링과 오일링이 결합된 피스톤; 상기 밸브홈에 설치되어 장애배기 입구와 장애배기 분사구를 개폐하는 분사밸브를 포함하는 엔진용 실린더 조립체에 의해 달성된 다.

이하, 본 고안에 의한 엔진용 실린더 조립체를 첨부 도면을 참고하여 설명하면 다음과 같다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 고안의 실린더 조립체는 원통형으로 이루어진 실린더블록(10), 이 실린더블록(10)의 내부에 장착되는 실린더라이너(20), 상기 실린더블록(10)의 상측에 결합되는 실린더헤드(30), 상기 실린더라이너(20)의 내부에서 왕복 이동하는 피스톤(40)을 포함한다.

상기 실린더블록(10)의 벽체 내부에는 피스톤(40)의 왕복 작동시 온도가 상승하는 실린더를 냉각하기 위한 워터재킷(11)이 마련된다.

상기 실린더헤드(30)에는 흡기통로(31)와 배기통로(32)가 형성되고, 상기 흡기통로(31) 및 배기통로(32)에는 각각 흡기밸브(31a)와 배기밸브(32a)가 설치된다.

상기 실린더라이너(20)의 내주면에는 피스톤(40)의 하사점(L)에 대응되는 위치에 배기가스가 실린더라이너(20) 측으로 유입되는 장애배기 입구(21), 유입된 배기가스를 피스톤(40) 측으로 토출하도록 형성된 장애배기 분사구(22) 및 배기가스를 실린더의 외부로 배출하는 장애배기 출구(23)가 소정 간격을 두고 마련된다.

즉, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 상기 피스톤(40)의 하사점(L)보다 낮은 위치에 장애배기 입구(21)가 형성되고, 이 장애배기 입구(21)의 하측에는 분사로(24)를 통해 장애배기 분사구(22)가 연통되며, 상기 장애배기 출구(23)는 장애배기 분사구(22)의 일측에 장애배기 분사구(22)와 동일 높이로 형성되되(경우에 따라 그 높이는 조정 가능함) 배기가스를 실린더의 외부로 배출하는 배기관(25)과 연통된다.

이때, 상기 장애배기 분사구(22)는 장애배기 입구(21)로 유입된 배기가스의 분사압이 피스톤(40)을 상방향으로 움직이는데 보조할 수 있도록 내측으로 상향 경사지게 형성되며, 바람직하게는 피스톤(40)의 상승 작동에 보다 유리하도록 그 경사 각도를 45도 이상으로 형성하는 것이다.

그리고 상기 장애배기 입구(21) 및 장애배기 분사구(22)가 형성된 위치와 대응되게 실린더블록(10)의 내측면에는 외측 방향으로 소정의 깊이로 밸브홈(12)이 형성되고, 이 밸브홈(12)에는 장애배기 분사구(22)를 통해 배기가스를 순간적으로 피스톤(40) 측으로 토출하는 것을 제어하는 분사밸브(50)가 설치된다.

상기 분사밸브(50)는 밸브홈(12)에 설치되어 장애배기 입구(21)와 장애배기 분사구(22)를 개폐하는 개폐부재(51)와, 이 개폐부재(51)의 외측에 배치되어 개폐부재(51)에 탄성력을 부여하는 판스프링(52)으로 구성된다. 이때, 상기 개폐부재(51)는 장애배기 분사구(22)만을 개폐하도록 설치되도 무방하다.

상기 피스톤(40)은 실린더의 하사점(L)에 위치할 경우 실린더 내에 있는 배기가스가 장애배기 입구(21)로 유입되도록 실린더라이너(20)의 내경보다 작은 외경을 가지며, 상기 피스톤(40)의 외주면에는 적어도 하나 이상의 링홈(도시 생략)이 소정 깊이로 형성되고, 이 링홈에는 실린더라이너(20)의 내벽과 밀착되도록 압축링(41)과 오일링(42)이 결합된다.

그리고 상기 피스톤(40)에는 피스톤(40)이 하사점(L)에 도달할 경우 상기 장 애배기 분사구(22)와 대응되는 위치에 분사안내홈(43)이 형성된다. 이 분사안내홈(43)은 장애배기 분사구(22)와 동일 각도로 경사지게 형성되는 것이 바람직하다.

도 4 및 도 5는 각각 본 고안의 제2실시예를 보인 것으로, 본 실시예에 의한 실린더 조립체의 구성은 제1실시예와 대동소이하므로 그 구성에 대한 자세한 설명은 생략한다.

다만, 본 실시예에서는 제1실시예와 분사밸브(50)의 구성이 상이하다.

즉, 상기 분사밸브(50)는 상기 밸브홈(12)에 설치되어 장애배기 입구(21)와 장애배기 분사구(22)를 개폐하는 개폐부재(51)와, 이 개폐부재(51)의 외측에 결합되어 수평 이동함으로써 개폐부재(51)에 구동력을 전달하는 플런저(53)와, 이 플런저(53)의 외측에 감겨 플런저(53)에 탄성력을 제공하는 코일스프링(52')으로 구성된다.

이때, 상기 실린더블록(10)에는 밸브홈(12)의 외측으로 소정 길이의 하우징홈(도시 생략)이 연장 형성되고, 이 하우징홈에는 플런저(53) 및 코일스프링(52')이 내재되도록 하우징(54)이 설치되는 것이 바람직하다.

한편, 본 고안에서는 실린더블록(10)에 워터재킷(11)을 구비하여 피스톤(40)의 작동에 따른 온도 상승을 제어하지만, 이에 더해서 도 6에 도시된 바와 같이 실린더라이너(20)의 외주면에 일정 간격을 두고 수직 방향으로 다수의 방열핀(26)을 설치함으로써 냉각 효과를 더욱 상승시킬 수도 있다.

도 6 및 도 7은 본 고안의 제3실시예를 보인 것으로, 본 실시예에서는 장애배기 입구(21)와 장애배기 분사구(22)를 연결하는 분사로(24)에 분사밸브(50)가 수직으로 설치된다.

즉, 분사밸브(50)를 이루는 구성이 개폐부재(51), 플런저(53) 및 코일스프링(52')인 것은 제2실시예와 동일하나, 본 실시예에서의 분사밸브(50)는 장애배기 입구(21)와 장애배기 분사구(22)를 수직으로 연결하는 분사로(24)에 수직으로 승강 가능하게 설치되는 것이다. 이때, 상기 분사로(24)는 분사밸브(50)가 충분히 수직 왕복 운동할 수 있도록 제1, 2실시예에 비해 그 길이가 연장된다.

그리고, 상기 장애배기 입구(21)로부터 배기가스가 유입될 때 그 압력이 충분히 전달될 수 있도록 상기 개폐부재(51)의 상단은 외측에서 내측으로 하향되는 경사면(51a)이 형성된다.

이와 같이 구성된 엔진용 실린더 조립체의 작동 과정을 설명하면 다음과 같다.

우선, 피스톤(40)이 실린더라이너(20)의 상사점(H)에 위치된 상태에서, 흡기행정 및 압축행정을 거쳐 팽창행정을 진행하면서 피스톤(40)은 하강하게 된다.

피스톤(40)이 실린더라이너(20)의 하사점에 위치되면, 피스톤(40)과 실린더라이너(20)의 내벽면과 소정의 이격틈을 통해 가스가 장애배기 입구(21)로 유입되면서 판스프링(52)(또는 코일스프링)의 탄성력을 극복하여 장애배기 입구(21)와 장 애배기 분사구(22)를 막고 있던 개폐부재(51)를 밀어내서 개방한다.

그 후, 밀려났던 개폐부재(51)가 다시 복원되면서 장애배기 분사구(22)를 통해 피스톤(40)의 분사안내홈(43)으로 순간적으로 배기가스를 토출하는 분사행정에 의해 피스톤(40)이 상방향으로 상승되도록 유도한다.

따라서, 피스톤(40)은 상기 장애배기 분사구(22)로부터 토출된 분사압에 의해 상승하여 배기압 장애가 일어나지 않고 원활하게 배기행정이 이루어지게 되는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 고안에 의하면 팽창행정과 배기행정 사이에 분사행정을 더 구비함으로써 팽창행정에 의해 피스톤이 실린더의 하사점에 이를 경우 장애배기 분사구의 분사압력에 의해 피스톤이 상승되는 것을 보조함으로써 실린더의 작동이 원활하게 진행될 수 있다.

Claims

워터재킷이 내재되고, 하사점보다 소정량 낮은 위치의 내벽면에는 밸브홈이 형성된 실린더블록;

이 실린더블록의 내부에 장착되며, 상기 밸브홈에 대응되는 위치에 장애배기 입구 및 이에 연통되는 장애배기 분사구가 형성되고, 상기 장애배기 분사구의 일측에는 배기관에 연통되는 장애배기 출구가 형성된 실린더라이너;

이 실린더라이너의 내부에서 왕복 이동하도록 실린더라이너의 내경보다 작은 외경을 가지며, 외주면에는 실린더라이너의 내벽과 밀착되도록 압축링과 오일링이 결합된 피스톤;

상기 밸브홈에 설치되어 장애배기 입구와 장애배기 분사구를 개폐하는 분사밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진용 실린더 조립체.
제1항에 있어서,

상기 피스톤은 하사점에 도달할 때 장애배기 분사구에 대응되도록 그 외주면에 분사안내홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 엔진용 실린더 조립체.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 장애배기 분사구 및 분사안내홈은 내측으로 상향 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 엔진용 실린더 조립체.
제1항에 있어서,

상기 분사밸브는 장애배기 입구와 장애배기 분사구를 개폐하는 개폐부재와, 이 개폐부재의 외측에 배치되는 판스프링으로 구성되는 것을 특징으로 하는 엔진용 실린더 조립체.
제1항에 있어서,

상기 분사밸브는 장애배기 입구와 장애배기 분사구를 개폐하는 개폐부재와, 이 개폐부재에 결합되어 수평 이동하는 플런저와, 이 플런저의 외측에 감기는 코일스프링으로 구성되는 것을 특징으로 하는 엔진용 실린더 조립체.
제1항에 있어서,

상기 실린더라이너의 외주면에는 수직 방향으로 다수의 방열핀이 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 엔진용 실린더 조립체.
워터재킷이 내재되고, 수직으로 배기관이 형성된 실린더블록;

이 실린더블록의 내부에 장착되며, 하사점보다 소정량 낮은 위치에 장애배기 입구 및 장애배기 분사구가 분사로에 의해 상호 연통되고, 상기 장애배기 분사구의 일측에는 배기관에 연통되는 장애배기 출구가 형성된 실린더라이너;

이 실린더라이너의 내부에서 왕복 이동하도록 실린더라이너의 내경보다 작은 외경을 가지며, 외주면에는 실린더라이너의 내벽과 밀착되도록 압축링과 오일링이 결합된 피스톤;

상기 분사로에 수직으로 설치되어 장애배기 입구와 장애배기 분사구를 개폐하는 분사밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진용 실린더 조립체.
제7항에 있어서,

상기 분사밸브는 장애배기 입구와 장애배기 분사구를 개폐하는 개폐부재와, 이 개폐부재에 결합되어 분사로 내에서 수직 이동하는 플런저와, 이 플런저의 하측에 마련되는 코일스프링으로 구성되는 것을 특징으로 하는 엔진용 실린더 조립체.
제7항에 있어서,

상기 개폐부재의 상단에는 외측에서 내측으로 하향되게 경사면이 형성되는 것을 특징으로 하는 엔진용 실린더 조립체.