KR20050050784A

KR20050050784A - Piston skirt rib

Info

Publication number: KR20050050784A
Application number: KR1020030084423A
Authority: KR
Inventors: 이태경
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2003-11-26
Filing date: 2003-11-26
Publication date: 2005-06-01

Abstract

본 발명은 피스톤 스커트부의 횡방향 강성보강을 소재 추가에 의한 리브 보강에 의한 것이 아니라, 스커트의 형상을 주름구조로 변경하여 피스톤 스커트 횡방향 강성보강 효과를 얻기 위한 피스톤의 스커트부 보강구조에 관한 것으로,The present invention relates to the reinforcing structure of the piston portion of the piston for obtaining the lateral rigidity reinforcing effect of the piston skirt by changing the shape of the skirt into a corrugated structure, rather than the rib reinforcement by adding the material. ,

엔진의 실린더 내부에 수용되어 상하운동되는 피스톤의 스커트부 내측으로 강성보강을 위한 보강 리브가 환형상으로 돌출형성되는 피스톤의 구조에 있어서,In the structure of the piston in which the reinforcing rib for rigid reinforcement protrudes in an annular shape into the skirt portion of the piston accommodated in the cylinder of the engine up and down,

상기한 보강 리브의 외주 둘레에는 살빼기 홈이 형성되어, 상기 스커트부의 단면형상이 주름진 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하고,A fat groove is formed around the outer circumference of the reinforcing rib, and the cross-sectional shape of the skirt portion is formed in a corrugated shape,

상기한 살빼기 홈의 내측에는 소정의 각도 간격으로 수직방향의 보강을 위한 수직방향 보강 리브가 형성된 것을 특징으로 한다.The inner side of the fat groove is characterized in that the vertical reinforcing ribs for the reinforcement in the vertical direction at a predetermined angle interval is formed.

Description

Reinforcement structure of piston skirt part {Piston skirt rib}

본 발명은 피스톤의 스커트부 보강구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 피스톤 스커트부의 횡방향 강성보강을 소재 추가에 의한 리브 보강에 의한 것이 아니라, 스커트의 형상을 주름구조로 변경하여 피스톤 스커트 횡방향 강성보강 효과를 얻기 위한 피스톤의 스커트부 보강구조에 관한 것이다.The present invention relates to a skirt portion reinforcement structure of the piston, and more particularly, the lateral rigidity reinforcement of the piston skirt portion is not caused by rib reinforcement by adding a material, but the shape of the skirt is changed into a pleat structure and the piston skirt side rigidity is changed. It relates to a skirt reinforcing structure of the piston for obtaining a reinforcing effect.

차량 엔진에 적용되는 피스톤은 실린더를 왕복운동하면서 팽창행정에서 고온고압의 가스 압력을 받아 이것을 피스톤 로드를 거쳐 크랭크 샤프트에 회전력을 주는 기구로써, 피스톤의 중간부는 피스톤 핀을 매개로 커넥팅 로드의 상단부와 계합되고, 상기 커넥팅 로드의 하단부는 크랭크 샤프트에 계합된다.The piston applied to the vehicle engine is a mechanism that reciprocates the cylinder and receives gas pressure of high temperature and high pressure in the expansion stroke and transmits it to the crankshaft through the piston rod. The middle part of the piston is connected to the upper end of the connecting rod via the piston pin. And the lower end of the connecting rod is engaged with the crankshaft.

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.Meanwhile, a plurality of oil rings and compression rings are interposed in the ring grooves in the middle of the upper end of the piston, thereby preventing the combustion gas of the combustion chamber from moving to the crank chamber and preventing the engine oil from entering the combustion chamber.

그리고 상기와 같이 구성되는 피스톤은 엔진 운전시에 고속으로 왕복운동을 하게 되는데, 이로 인하여 크랭크 축, 커넥팅 로드, 실린더 블럭 및 베어링에 힘을 발생시키게 된다. 이 힘에는 가스 압력에 의한 힘과 피스톤의 관성질량에 의한 관성력이 있으며, 이 관성력은 피스톤의 질량에 비례한다.And the piston configured as described above is to reciprocate at high speed during engine operation, thereby generating a force on the crankshaft, connecting rod, cylinder block and bearing. This force has a force due to gas pressure and an inertial force due to the inertial mass of the piston, which is proportional to the mass of the piston.

최근에 개발되는 엔진은 엔진 운동부품에 의하여 발생하는 관성력을 줄이기 위하여 노력하고 있으며, 그 중 가장 중요한 부품 중의 하나가 피스톤이다. 특히, 피스톤은 엔진 소음에 있어 중요한 인자이고, 그 소음은 피스톤의 2차 운동(피스톤의 횡방향 운동 및 틸팅 운동)에 영향을 받고, 2차 운동의 정도에 따라 피스톤의 슬랩소음이 결정된다.Recently developed engines are trying to reduce the inertia force generated by the engine moving parts, one of the most important parts is the piston. In particular, the piston is an important factor in the engine noise, the noise is affected by the secondary motion of the piston (lateral movement and tilting movement of the piston), the slab noise of the piston is determined according to the degree of secondary motion.

상기한 바와 같은 피스톤의 2차 운동은 피스톤 핀의 오프 셋(Off set), 실린더 보어의 변형, 실린더 보어와 피스톤 스커트 간의 간극(Clearance), 피스톤 스커트 프로파일(Profile), 피스톤 스커트부의 강성 등에 의해서 결정된다. 한편, 최근의 엔진에서는 피스톤의 관성질량을 줄이기 위하여 피스톤 스커트부의 길이를 짧게 설계하는 추세에 있는데, 이와 같이 피스톤 스커트부의 길이가 짧아지면 피스톤의 2차 운동은 점차 악화되게 된다. 따라서 종래의 일반적인 엔진에서는 악화되는 피스톤의 2차 운동을 보상하기 위해서, 도 4에 도시되는 바와 같이 피스톤(10)의 스커트부(12)의 내측으로 환형의 보강리브(14)를 돌출형성하여 강성을 보강하게 된다.The secondary motion of the piston as described above is determined by the offset of the piston pin, the deformation of the cylinder bore, the clearance between the cylinder bore and the piston skirt, the piston skirt profile, the stiffness of the piston skirt, and the like. do. On the other hand, in recent engines, in order to reduce the inertial mass of the piston, there is a tendency to design a short length of the piston skirt, the shorter the piston skirt, the secondary movement of the piston is gradually worsened. Therefore, in order to compensate the secondary motion of the piston deteriorated in the conventional general engine, as shown in Figure 4, the annular reinforcement ribs 14 are projected to the inner side of the skirt portion 12 of the piston 10, the rigidity Will be reinforced.

그런데 피스톤의 스커트부 강성보강을 위하여 도면에서와 같이 스커트부() 내측으로 소재를 추가하여 보강리브를 설치하게 되면, 피스톤 스커트부의 강성 향상으로 인한 피스톤의 틸팅모션이 안정화되는 효과가 있으나, 피스톤의 관성질량은 증가하게 되고, 이로 인하여 피스톤의 운동에 의한 관성력이 증가하게 된다. 따라서 관성력의 증가는 피스톤이 실린더 보어에 가해지는 충격력을 크게 하여 소음을 유발하게 되고, 피스톤 관성력 증가에 이한 엔진 베어링 반력의 증가를 가져오게 되고, 엔진의 가속성능에 나쁜 영향을 끼치게 되는 문제점이 있었다.However, when the reinforcing rib is installed by adding a material into the skirt part () as shown in the drawing for the skirt part rigidity of the piston, the tilting motion of the piston is stabilized due to the improvement of the rigidity of the piston skirt part. The inertial mass is increased, thereby increasing the inertial force due to the movement of the piston. Therefore, the increase of the inertia force causes the piston to increase the impact force on the cylinder bore, causing noise, resulting in an increase in the engine bearing reaction force, which leads to an increase in the piston inertia force, and adversely affect the acceleration performance of the engine. .

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 피스톤 스커트부의 횡방향 강성보강을 소재 추가에 의한 리브 보강에 의한 것이 아니라, 스커트의 형상을 주름구조로 변경하여 피스톤 스커트 횡방향 강성보강 효과를 얻기 위한 피스톤의 스커트부 보강구조를 제공하는 데 목적이 있다.Therefore, the present invention has been made in order to solve the above problems, and not by the rib reinforcement by adding the material to the lateral rigidity reinforcement of the piston skirt portion, by changing the shape of the skirt into a corrugated structure, the lateral rigidity reinforcement of the piston skirt. An object of the present invention is to provide a skirt reinforcement structure of the piston for obtaining the effect.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로서,The present invention as a means for achieving the above object,

이하, 본 발명에 의한 피스톤의 구성 및 작동에 따른 바람직한 실시예를 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment according to the configuration and operation of the piston according to the present invention.

도 1은 본 발명에 의해 형성된 피스톤의 단면도이고, 도 2는 본 발명에 의해 형성된 피스톤의 측면도이고, 도 3은 도 2의 A-A선 단면도이다.1 is a sectional view of a piston formed by the present invention, FIG. 2 is a side view of a piston formed by the present invention, and FIG. 3 is a sectional view taken along the line A-A of FIG.

도면 중에 표시되는 도면부호 20은 본 발명에 의해 형성되는 피스톤을 지시하는 것으로, 상기 피스톤(20)은 종래의 일반적인 피스톤과 같이 실린더 내부 지름의 크기를 갖는 통형상으로 형성되고, 그 도중은 피스톤 핀에 의해서 커넥팅 로드의 상단부와 결합된다.Reference numeral 20 shown in the drawing indicates a piston formed by the present invention, wherein the piston 20 is formed in a cylindrical shape having a size of a cylinder inner diameter as in a conventional general piston, in the middle of which a piston pin Is coupled to the upper end of the connecting rod.

그리고 상기한 피스톤(20)의 스커트부(22) 도중에는 보강을 위한 환형상의 보강 리브(24)가 그 내측으로 돌출된 형상으로 형성된다. 그런데 상기한 보강 리브(24)의 외주 둘레에는 종래의 일반적인 피스톤과는 달리 환형의 홈형상으로 형성되는 살빼기홈(26)이 형성된다.In the middle of the skirt portion 22 of the piston 20, an annular reinforcing rib 24 for reinforcement is formed to protrude inwardly. By the way, the outer periphery of the reinforcing ribs 24, unlike the conventional piston is formed in the fat groove 26 is formed in an annular groove shape.

한편, 상기한 살빼기홈(26)의 도중에는 소정의 각도간격으로 피스톤의 수직방향의 강성을 보강하기 위한 수직방향 보강 리브(28)가 형성된다.On the other hand, in the middle of the fat loss groove 26, a vertical reinforcing rib 28 for reinforcing the vertical rigidity of the piston at a predetermined angular interval is formed.

상기와 같이 피스톤(20)의 스커트부(22)의 도중에 보강 리브(24)를 형성하는데 있어서 스커트부에 소재를 추가되는 식의 종래기술과는 달리 보강 리브(24)의 외주 둘레에 살빼기가 이루어지므로서 피스톤의 측단면형상은 주름진형상으로 형성되는 것이다.Unlike the prior art in which a material is added to the skirt portion in forming the reinforcement rib 24 in the middle of the skirt portion 22 of the piston 20 as described above, weight loss is made around the outer circumference of the reinforcement rib 24. As a result, the lateral cross-sectional shape of the piston is formed into a corrugated shape.

즉, 상기한 보강 리브(24)는 피스톤(20)의 횡방향의 강성을 보강하게 되고, 상기 수직방향 보강 리브(28)는 피스톤(20)의 수직방향의 강성을 보강하게 되는 것이다.That is, the reinforcement ribs 24 reinforce the transverse rigidity of the piston 20, and the vertical reinforcement ribs 28 reinforce the vertical rigidity of the piston 20.

또한, 상기와 같이 피스톤(20) 스커트부(22)의 강성보강을 위해 형성되는 보강 리브(24)로 인하여 피스톤의 질량증가를 줄이기 위해 살빼기 홈(26)이 형성되므로서 피스톤(20)의 관성질량의 저감이 가능하게 된다.In addition, due to the reinforcing ribs 24 formed for stiffness reinforcement of the piston 20 skirt portion 22 as described above, in order to reduce the mass increase of the piston, a weight loss groove 26 is formed, thereby inertia of the piston 20. The mass can be reduced.

따라서 본 발명에 의한 피스톤 스커트부의 보강구조에 의하면, 스커트부의 강성보강에 따른 피스톤의 2차 운동이 안정화되고, 크랭크 샤프트를 지지하는 베어링의 반력이 줄어 엔진 운전시에 피스톤 작동에 따른 슬랩 소음이 저감된다.Therefore, according to the reinforcing structure of the piston skirt according to the present invention, the secondary motion of the piston according to the rigidity of the skirt is stabilized, the reaction force of the bearing supporting the crankshaft is reduced, and the slab noise due to the piston operation during engine operation is reduced. do.

이상과 같이 구성되는 본 발명에 의하면, 스커트부의 강성보강에 따른 피스톤의 2차 운동이 안정화되고, 크랭크 샤프트를 지지하는 메인 베어링의 반력이 줄어 엔진 운전시에 피스톤 작동에 따른 슬랩 소음이 저감될 뿐만 아니라, 피스톤의 강성보강을 위한 보강 리브를 형성하는데 따른 피스톤의 질량증가가 없어도 되는 커다란 장점이 있는 것이다.According to the present invention configured as described above, the secondary motion of the piston according to the rigid reinforcement of the skirt portion is stabilized, the reaction force of the main bearing for supporting the crankshaft is reduced, and the slab noise due to the piston operation during engine operation is reduced. Rather, there is a great advantage of not having to increase the mass of the piston to form a reinforcing rib for stiffening the piston.

도 1은 본 발명에 의해 형성된 피스톤의 단면도.1 is a cross-sectional view of a piston formed by the present invention.

도 2는 본 발명에 의해 형성된 피스톤의 측면도.2 is a side view of a piston formed by the present invention;

도 3은 도 2의 A-A선 단면도.3 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.

도 4는 종래의 기술을 설명하기 위한 도면.4 is a diagram for explaining a conventional technology.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※ Explanation of code for main part of drawing

20 : 피스톤20: piston

22 : 스커트부22: skirt section

24 : 보강 리브24: reinforcement rib

26 : 살빼기 홈26: lose weight home

28 : 수직방향 보강 리브28: vertical reinforcing rib

Claims

In the structure of the piston in which the reinforcing rib for rigid reinforcement protrudes in an annular shape into the skirt portion of the piston accommodated in the cylinder of the engine up and down,

The outer periphery of the reinforcing ribs 24 is formed with a weight loss groove 26, the skirt portion reinforcement structure of the piston, characterized in that the cross-sectional shape of the skirt portion 22 is formed in a corrugated shape.

The method of claim 1,

Piston skirt reinforcement structure, characterized in that the inner side of the fat groove (26) is formed in the vertical direction reinforcing ribs 28 for reinforcement in the vertical direction at a predetermined angle intervals.