KR20050023488A - 피스톤의 마찰저감구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 실린더 라이너와의 피스톤 스커트부의 접촉면적을 최소화하여 마찰손실을 최소화하기 위해 그 측면형상이 주름형으로 형성된 피스톤의 마찰저감구조에 관한 것으로,

커넥팅 로드의 상단부에 피스톤 핀으로써 축결합된 채로 엔진의 실린더 라이너에 수용되는 피스톤에 있어서,

상기한 피스톤의 스커트부의 측단면 형상이 상하방향을 향하는 물결무늬로 주름진 형상이 되도록 상기 스커트부의 도중에 원주방향으로 다수의 골이 형성되어, 상기 실린더 라이너와의 면접촉되는 면이 축소되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

피스톤의 마찰저감구조{Friction reducing apparatus of piston}

본 발명은 피스톤의 마찰저감구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 실린더 라이너와의 피스톤 스커트부의 접촉면적을 최소화하여 마찰손실을 최소화하기 위해 그 측면형상이 주름형으로 형성된 피스톤의 마찰저감구조에 관한 것이다.

차량 엔진에 적용되는 피스톤은 실린더를 왕복운동하면서 팽창행정에서 고온고압의 가스 압력을 받아 이것을 피스톤 로드를 거쳐 크랭크 샤프트에 회전력을 주는 기구로써, 도 2에 도시하는 것과 같이 피스톤(10)에 피스톤 핀(11)을 끼우고, 피스톤 핀(11)을 커넥팅 로드(12)의 상단부에 계합하고, 커넥팅 로드(12)의 하단부는 크랭크 샤프트에 계합되는 구조로 되어 있다.

한편, 상기한 피스톤의 상단부의 도중에는 다수의 오일 링 및 압축 링이 링 홈에 개재되므로서, 연소실의 연소가스가 크랭크 실로 이동되는 것을 막으며, 엔진 오일이 연소실로 유입되는 것이 방지되도록 구성된다.

그리고 상기한 피스톤은 엔진의 연소 로드의 전달을 위해서 실린더 라이너를 따라서 상하운동을 하는데, 이러한 엔진 메카니즘 때문에 상기한 피스톤과 실린더 벽 사이에는 소정 간격의 클리어런스(Clearance)가 유지되도록 한다.

그런데 상기와 같이 구성되는 피스톤은 그 작동과정에서 피스톤의 가이드 역할을 하게 되는 실린더 라이너와 측면부 면접촉에 의해서 카다란 마찰손실이 발생되는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 실린더 라이너와의 피스톤 스커트부의 접촉면적을 최소화하여 마찰손실을 최소화하기 위해 그 측면형상이 주름형으로 형성된 피스톤의 마찰저감구조를 제공하는 데 목적이 있다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로서,

커넥팅 로드의 상단부에 피스톤 핀으로써 축결합된 채로 엔진의 실린더 라이너에 수용되는 피스톤에 있어서,

상기한 피스톤의 스커트부의 측단면 형상이 상하방향을 향하는 물결무늬로 주름진 형상이 되도록 상기 스커트부의 도중에 원주방향으로 다수의 골이 형성되어, 상기 실린더 라이너와의 면접촉되는 면이 축소되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 의해 형성되는 피스톤의 구성 및 작동에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면과 함께 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 의해 형성된 피스톤의 구성도로서, 도면 중에 표시되는 도면부호 30은 본 발명에 의해 형성된 피스톤을 지시하는 것이다.

상기한 피스톤(30)은 실린더 라이너(20)에 수용되는 지름을 갖으며, 그 상단부의 형상은 종래기술의 경우와 같이 형성된다. 즉, 상기 피스톤(30)의 상단부 도중에는 압축 링(31) 및 오일 링(32)이 소정의 간격을 두고 장착된다. 또한, 피스톤(30)의 중심부에는 커넥팅 로드(33)의 상단부가 피스톤 핀(34)으로써 축결합된다.

그리고 상기한 피스톤(30)의 스커트부(35)의 측면에는 실린더 라이너(20)와의 마찰저감을 위해서 다수의 골(36)이 형성되는데, 상기 골(36)은 스커트부(35)의 원주를 따라 환형으로 형성되며, 그 골(36)은 각진 형상보다는 곡면상으로 파인 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.

즉, 상기한 피스톤(30)의 스커트부(35)를 단면하였을 경우에 상기한 다수의 골(36)과 스커트부(35)의 표면이 이어져 물결무늬로 주름진 형상을 이루도록 형성되는 것이다.

본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에서는 상기한 골(36)의 개수를 2개 정도 형성된 것으로 도시되었으나, 골(36)의 개수는 엔진의 크기 및 성능에 따라서 조율될 수 있는 것이다.

상기 골(36)은 피스톤(30)의 주물성형하는 과정에서 동시에 형성되거나, 통형상으로 제작된 피스톤에 가공될 수도 있는 것이며, 피스톤을 이루는 재질의 특성에 따라서 골(36)의 형성방법은 선택될 수 있는 것이다.

상기와 같이 피스톤 스커트부(35)에 다수의 골(36)을 형성하게 되므로서, 피스톤(30)의 상하이동과정에서 스커트부(35)가 실린더 라이너(20)의 면과 면접촉되는 면적이 줄게 되므로서 마찰에 따른 동력손실이 줄게 된다.

또한, 고온고압에 노출되는 피스톤의 냉각성능을 향상시키는 차원에서도 커다란 효과가 있게 되는 것이다.

이상과 같이 구성되는 본 발명에 의하면, 피스톤의 스커트부에 환형상으로 다수의 골이 형성되므로서, 실린더 라이너와 피스톤의 측면부가 면접하게 되는 면적이 줄게 되어 엔진의 마찰손실이 감소될 뿐만 아니라, 엔진 운전시 고온고압에 노출되는 피스톤의 냉각성능이 크게 향상되는 커다란 장점이 있는 것이다.

도 1은 본 발명에 의해 형성된 피스톤의 구성도.

도 2는 종래의 기술을 설명하기 위한 도면.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

20 : 실린더 라이너

30 : 피스톤

31 : 압축 링

32 : 오일 링

33 : 커넥팅 로드

34 : 피스톤 핀

35 : 스커트부

36 : 골

Claims (1)

1. 커넥팅 로드의 상단부에 피스톤 핀으로써 축결합된 채로 엔진의 실린더 라이너에 수용되는 피스톤에 있어서,

   상기한 피스톤(30)의 스커트부(35)의 측단면 형상이 상하방향을 향하는 물결무늬로 주름진 형상이 되도록 상기 스커트부(35)의 도중에 원주방향으로 다수의 골(36)이 형성되어, 상기 실린더 라이너(20)와의 면접촉되는 면이 축소되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 피스톤의 마찰저감구조.