KR20050047964A

KR20050047964A - 다중 기밀 유지 피스톤

Info

Publication number: KR20050047964A
Application number: KR1020030081770A
Authority: KR
Inventors: 이경우
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2003-11-18
Filing date: 2003-11-18
Publication date: 2005-05-23

Abstract

본 발명은 다중 기밀 유지 피스톤에 관한 것으로, 피스톤의 상·하 왕복 이동시 실린더 라이너 벽면을 이동하는 피스톤링의 기밀 불량을 이를 추종하는 다른 링을 이용해 차단시켜 블로우 바이 가스의 누출을 차단함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 연소실과 동일한 온도를 받아 팽창률을 고려하여 하부의 스커트부 직경보다 작은 상부로 이루어진 피스톤(1)의 외면에 서로 간격을 둔 다수의 링체결글로브(2)를 매개로 다수의 피스톤링이 결합되어 실린더와 기밀을 유지하되,

상기 피스톤링은 피스톤(1)의 외면에 서로 간격을 두고 끼워져 기밀을 유지하면서 실린더 벽면의 오일을 긁어 내리는 압축·오일링(3,4)과 간격을 두고 피스톤(1)의 하부부위에 끼워져 상·하 왕복 이동시 상기 링(3,4)들이 형성하지 못하는 실린더와의 기밀을 다시 형성하는 기밀링(5)으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

다중 기밀 유지 피스톤{Multi - sealing establishment piston}

본 발명은 피스톤에 관한 것으로, 보다 상세하게는 피스톤링의 저하된 기밀성을 보강할 수 있도록 된 다중 기밀 유지 피스톤에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 엔진은 실린더 헤드와 피스톤, 케넥팅 로드, 크랙크축등로 구성되어 있으며, 실린더 내부에 피스톤이기밀을 유지하면서 직선 왕복 운동을 하고, 그 왕복운동을 커넥팅 로드를 통해야 크랭크 축의 회전 운동으로 변화시켜준다.

이때, 피스톤은 실린더 내를 왕복 운동하면서 혼합기를 흡입, 압축, 착화 및 배기를 시키도록 하는 작용을 반복적으로 하는 것으로 가스의 팽창행정에서 고온, 고압의 압력을 받아 밀려나게 됨과 동시에 그 이동량(힘)이 커넥팅로드를 거쳐서 크랭크축에 회전력을 주게 되면서 동력을 발생시키게 된다.

이 과정에서 피스톤의 상단부는 항상 고온의 연소가스에 상부가 노출되어 있고 팽창시 발생하게 되는 압력(40∼60Kgf/cm2)을 순간적으로 받을 뿐 아니라 실린더 내를 고속으로 왕복운동을 하므로 마찰에 견딜 수 있도록 하는 재질로 구비된 것을 사용한다.

이러한 피스톤은 이의 상부에 각각 소정의 간격을 두고 형성된 3개의링홈에 압축과 팽창시의 기밀을 유지하고 피스톤이 받은 높은 열을 실린더 블록으로 전달하기 위한 2개의 압축링과, 실린더의 내벽에 오일이 균일하게 묻을 수 있도록 하고 여분의 오일을 긁어내리는 1개의 오일링이 각각 장착되어 있다.

즉, 상기 피스톤에 장착된 피스톤링은 피스톤이 연소실의 혼합기 연소 작용에 의해 발생된 힘을 커넥팅 로드를 통해 크랭크 샤프트로 전달하는 과정에서 실제적으로 피스톤(P)과 실린더 벽면을 연결하여 연소실의 기밀을 유지하고 블로우 바이 가스를 억제하며 피스톤(P)과 실린더와의 마찰력을 최소화하는 작용을 하게 됨은 물론이다.

그러나, 피스톤이 상하로 이동시 실린더 벽면(라이너(Liner))과 마찰이 되면서 익스펜더를 중심으로 미소 각 만큼 회전하여 기울어지는 현상(실린더 벽면으로부터 오일링의 일측이 이격되는 것)이 발생하게 됨으로써 연소실 내부로 오일이 유입되어 연료와 함께 연소되면서 오일의 소모량이 급격하게 증가하는 현상이 있게 된다.

또한, 피스톤링과 실린더 벽면간의 기밀이 약화되면 연소 후 발생되는 블로우바이가스(Blow By Gas)가 피스톤링과 실린더 벽간의 틈새를 통해 외부로 유출되는 현상이 있게된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 것으로, 피스톤의 상·하 왕복 이동시 실린더 라이너 벽면을 이동하는 피스톤링의 기밀 불량을 이를 추종하는 다른 링을 이용해 차단시켜 블로우바이가스의 누출을 차단함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 연소실과 동일한 온도를 받아 팽창률을 고려하여 하부의 스커트부 직경보다 작은 상부로 이루어진 피스톤의 외면에 서로 간격을 둔 다수의 링체결글로브를 매개로 다수의 피스톤링이 결합되어 실린더와 기밀을 유지하되,

상기 피스톤링은 피스톤의 외면에 서로 간격을 두고 끼워져 기밀을 유지하면서 실린더 벽면의 오일을 긁어 내리는 압축·오일링과 간격을 두고 피스톤의 하부부위에 끼워져 상·하 왕복 이동시 상기 링들이 형성하지 못하는 실린더의 라이너면과의 기밀을 간격을 두고 기밀을 다시 형성하는 기밀링으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 다중 기밀 유지 피스톤의 구성도를 도시한 것인바, 본 발명은 연소실과 동일한 온도를 받아 팽창률을 고려하여 하부의 스커트부 직경보다 작은 상부로 이루어진 피스톤(1)의 외면에 서로 간격을 둔 다수의 링체결글로브(2)를 매개로 다수의 피스톤링이 결합되어 실린더와 기밀을 유지하되,

상기 피스톤링은 피스톤(1)의 외면에 형성된 제1·2글로브(2a,2b)에 끼워져 기밀을 유지하는 제1·2압축링(3a,3b)으로 이루어진 한 쌍의 압축링(3)과, 이 압축링(3)의 하부부위로 형성된 제3글로브(2d)에 실린더 벽면에 형성된 오일을 긁어내리는 오일링(4) 및 이 오일링(4)에 간격을 두고 피스톤(1)의 하부부위로 형성된 제4글로브(2d)에 끼워져 상·하 왕복 이동시 상기 링(3,4)들이 형성하지 못하는 실린더와의 기밀을 다시 형성하는 기밀링(5)으로 이루어진다.

이하 본 발명의 작동을 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.

본 발명의 피스톤링은 압축링(3)과 오일링(4)을 통해 피스톤(1)이 연소실의 혼합기 연소 작용에 의해 발생된 힘을 커넥팅 로드를 통해 크랭크샤프트로 전달하는 과정에서 연소실의 기밀을 유지함과 더불어 기밀링(5)을 이용해 압축링과 오일링이 차단하지 못한 블로우바이 가스의 누출을 차단하는 작용을 하게 된다.

즉, 본원은 1차적인 기밀유지를 하는 압축링(3)과 오일링(4)이 유지하지 못한 기밀을 이에 추종되어 이동되는 기밀링(5)을 이용해 이중으로 유지하게 되는데, 도 2에 도시된 바와 같이 실린더벽면을 이루는 라이너(L)에 형성된 돌출부(L')부위를 피스톤(1)이 하강하면서 지나는 경우를 설명하면, 먼저 도 2(가)와 같이 상기 피스톤(1)의 하부부위로 구비된 기밀링(5)이 라이너(L)의 돌출부(L')부위를 지날 때에는 전체적으로 기밀이 유지되어진다.

이후, 상기 기밀링(5)이 라이너(L)의 돌출부(L')부위를 지난 후에는 도 2(나)와 같이, 연속적으로 이어지는 오일링(4)이 상기 돌출부(L')부위를 지나게 되면서, 상기 기밀링(5)의 관성력에 의해 라이너(L)면과 틈새가 발생되지만 통상적인 피스톤의 작동원리와 동일하게 압축링(3)이 라이너(L)면과 밀착되어 블로우 바이 가스가 새어나가지 못하게 된다.

이어, 도 2(다)내지 (마)와 같이 라이너(L)의 돌출부(L')부위를 오일링(4)과 압축링(3)이 순차적으로 지난 후에는, 상기 오일링(4)과 압축링(3)의 관성력에 의해 라이너(L)면과 틈새가 발생되는데 이때, 라이너(L)의 돌출부(L')부위를 먼저 지난 기밀링(5)이 이미 라이너(L)면과 밀착되어 블로우 바이 가스가 새어나가지 못하게 된다.

한편, 도 3에 도시된 바와 같이 실린더벽면을 이루는 라이너(L)에 형성된 돌출부(L')부위를 피스톤(1)이 상승하면서 지나는 경우를 설명하면, 먼저 도 3(가)와 같이 상기 피스톤(1)의 상부부위로 구비된 압축링(3)과 오일링(4)이 라이너(L)의 돌출부(L')부위를 지날 때에는 도 3(나)와 도 3(다)같이, 상기 압축링(3)과 오일링(4)이 들뜨지만 그 하단 부위에서 기밀링(5)이 라이너(L)와 돌출부(L')부위에 밀착되고 이에 따라, 상기 압축링(3)과 오일링(4) 및 라이너(L)면 사이를 통해 배출되는 블로우 바이 가스가 새어나가지 못하게 된다.

이어, 도 3(라)와 같이 라이너(L)의 돌출부(L')부위를 기밀링(5)이 순차적으로 지난 후에는, 이를 먼저 지난 오일링(4)과 압축링(3)이 라이너(L)면과 밀착되어 블로우 바이 가스가 새어나가지 못하게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 상하 운동되는 피스톤에 구비된 피스톤링과 서로 간격을 두고 기밀링을 더 구비해 라이너면과의 밀착력을 서로 보완하여 기밀 저하에 따른 블로우 바이 가스 누출을 차단할 수 있는 효과가 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 다중 기밀 유지 피스톤의 구성도

도 2 (가)내지(마)는 본 발명에 따른 피스톤의 하강 이동시 다중 기밀 유지 기능을 갖는 작동도

도 3 (가)내지(라)는 본 발명에 따른 피스톤의 상승 이동시 다중 기밀 유지 기능을 갖는 작동도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 피스톤 2 : 링체결글로브

2a,2b,2c,2d : 제1·2·3·4글로브

3 : 압축링 3a,3b : 제1·2압축링

4 : 오일링 5 : 기밀링

L : 라이너 L' : 돌출부

Claims

연소실과 동일한 온도를 받아 팽창률을 고려하여 하부의 스커트부 직경보다 작은 상부로 이루어진 피스톤(1)의 외면에 서로 간격을 둔 다수의 링체결글로브(2)를 매개로 다수의 피스톤링이 결합되어 실린더와 기밀을 유지하되,

상기 피스톤링은 피스톤(1)의 외면에 서로 간격을 두고 끼워져 기밀을 유지하면서 실린더 벽면의 오일을 긁어내리는 압축·오일링(3,4)과 간격을 두고 피스톤(1)의 하부부위에 끼워져 상·하 왕복 이동시 상기 링(3,4)들이 형성하지 못하는 실린더의 라이너(L) 면과의 기밀을 간격을 두고 다시 형성하는 기밀링(5)으로 이루어진 다중 기밀 유지 피스톤.