KR20050066158A - 엔진의 실린더 블럭용 보어 구조와 이의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엔진의 실린더 블럭 제조방법에 관한 것으로, 실린더 블럭내 실린더 보어에 배치되는 라이너의 구조를 변경시켜 실린더 블럭의 주조시 주철재의 용융물과 알루미늄 합금재인 라이너 사이에 대한 결합력의 향상은 물론, 불필요한 라이너의 외경 증대에 대한 문제도 해결할 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 원통체의 외주면에 오목한 형태의 요홈이 다수개로 형성되도록 라이너를 제작하는 단계와; 상기 단계에서 제작된 라이너를 실린더 블럭용 주형내에 설치하고, 상기 실린더 블럭용 주형내에 알루미늄 합금재의 용융물을 부어, 라이너 일체형 실린더 블럭을 제작하는 단계 및; 상기 라이너의 요홈내로 주조된 알루미늄 합금재의 돌기부가 상기 라이너의 내주면과 동일한 표면으로 노출되도록 상기 라이너의 내주면을 연삭가공하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

엔진의 실린더 블럭용 보어 구조와 이의 제조 방법{bore structure for cylinder block of engine and manufacturing method thereof}

본 발명은 엔진의 실린더 블럭에 관한 것으로, 보다 상세하게는 주철재의 라이너를 일체로 갖춘 알루미늄 합금재의 실린더 블럭용 보어와 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.

최근 들어 자동차의 엔진은 중량 저감을 위해 알루미늄 합금재의 재료를 이용하여 제작하고 있는 바, 특히 실린더 블럭의 경우에는 피스톤의 섭동부에 해당되는 실린더 보어는 피스톤과의 마찰시 내구성을 보장하기 위해 주철재의 라이너를 구비하여야 한다.

이를 위해, 알루미늄 합금재 실린더 블럭의 제조시에는 주철재의 라이너를 내부에 두고 일체로 주조하거나, 주조후 주철재의 라이너를 실린더 보어내에 압입하고 있다.

상기의 경우중에서 주철재의 라이너를 일체로 주조하는 경우에는 금형의 내부에서 주철재의 라이너와 알루미늄 합금재의 용융물 사이의 밀착성을 향상시키기 위해, 주조전에 주철재의 라이너의 외주면을 거칠게 가공하기도 한다.

이와 같은 경우에서는 상기 주철재의 라이너 외주면에 실시되는 가공에 대한 여유를 위해 라이너의 두께를 약간 두껍게 제작해야 하는, 즉 라이너 외경의 증대를 초래하게 되고, 그에 따라 주조후 실린더 블럭의 전체 중량을 증대시키게 되는 결과를 초래하기 때문에 중량 감소라는 원래의 취지를 역행하게 되는 문제가 있다.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로, 실린더 블럭내 실린더 보어에 배치되는 라이너의 구조를 변경시켜 실린더 블럭의 주조시 주철재의 용융물과 알루미늄 합금재인 라이너 사이에 대한 결합력의 향상은 물론, 불필요한 라이너의 외경 증대에 대한 문제도 해결할 수 있도록 하는 엔진의 실린더 블럭 제조방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 원통체의 외주면에 오목한 형태의 요홈이 다수개로 형성되도록 라이너를 제작하는 단계와; 상기 단계에서 제작된 라이너를 실린더 블럭용 주형내에 설치하고, 상기 실린더 블럭용 주형내에 알루미늄 합금재의 용융물을 부어, 라이너 일체형 실린더 블럭을 제작하는 단계 및; 상기 라이너의 요홈내로 주조된 알루미늄 합금재의 돌기부가 상기 라이너의 내주면과 동일한 표면으로 노출되도록 상기 라이너의 내주면을 연삭가공하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 실린더 블럭의 제조방법에 있어, 주조전 라이너의 외형을 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 실린더 블럭의 제조방법에 있어, 주조후 실린더 보어의 일부분을 절개하여 도시한 단면도이며, 도 3은 도 2에 도시된 라이너의 내주면을 연삭가공한 상태를 도시한 도면이다.

본 발명은 도 1에 도시된 바와 같이, 원심주조에 의한 제작방법을 통해 원통체 형상의 주철재 라이너(10)를 먼저 제작하는 데, 이때 상기 라이너(10)의 외주면에는 오목한 형태의 요홈(12)이 일체로 형성되도록 원심주조에 이용되는 주형을 선 제작하는 것이 필요하다.

이때, 상기 요홈(12)의 형성 위치는 실린더 블럭에 있어 보어와 보어 사이에 위치하는 사이아미즈부(inter bore potion)를 제외한 부분으로 국한되는 데, 이는 실린더 블럭의 보어와 보어 사이의 사이아미즈부에서는 상기 라이너(10)와 실린더 블럭 사이의 결합이 불필요하기 때문이다.

이어, 원심주조에 의해 제조된 상기 라이너(10)를 실린더 블럭용 주형내 정위치에 고정하고, 상기 실린더 블럭용 주형내에 용융된 알루미늄 합금재의 주물을 주입한다. 이후 냉각된 실린더 블럭을 주형으로부터 뽑아 낸다.

이 상태에서 주형된 상기 실린더 블럭에는 도 2에 도시된 바와 같이, 실린더 보어를 형성하는 상기 라이너(10)와 이를 내장한 실린더 블럭의 보어 살(14)은 일체로 결합된 상태를 유지하게 된다.

즉, 상기 실린더 블럭용 보어 살(14)은 상기 라이너(10)의 외주면에 형성된 요홈(12)내에 주입된 상태에서 응고됨에 따라, 상기 라이너(10)와 보어 살(14) 사이의 결합력은 극대화되어진다.

이후, 상기 라이너(10)의 내주면에 대한 연삭 가공을 실시하게 되는 데, 이때 연삭 가공후 상기 라이너(10)의 내경은 설계된 실린더 보어의 내경과 동일한 수준으로 되도록 함은 물론이다.

상기의 과정을 통해 상기 라이너(10)의 내주면을 연삭 가공하게 되면, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 라이너(10)의 요홈(12)내에서 응고되어 은폐된 상태를 유지하던 상기 보어 살(14) 부분이 외부로 노출된 상태를 이루게 된다.

즉, 상기 라이너(10)의 내주면은 요홈(12)이 형성된 부위에 대응하는 위치로 상기 보어 살(14)의 일부분이 외부로 노출됨과 동시에, 상기 노출된 보어 살(14)은 상기 라이너(10)의 내주면과 동일한 수준의 표면을 형성하게 된다.

따라서, 상기와 같이 라이너(10)를 일체로 형성한 실린더 블럭을 제조하게 되면, 상기 실린더 보어를 형성하는 상기 주철재 라이너(10)의 내주면에 상기 알루미늄 합금재의 보어 살(14)이 일부 노출됨에 따라, 피스톤의 왕복 운동시 윤활성의 증대에 따른 마찰 저항의 저감을 도모할 수 있게 된다.

또한, 상기 라이너(10)와 보어 살(14) 사이의 열팽창율 차이에 의한 열전달율의 감소를 줄일 수 있어, 열전달의 향상에 따른 실린더 블럭의 냉각 성능을 증진시킬 수 있게 된다.

아울러, 실린더 블럭에 대한 경량화를 도모하고자 하는 원래의 취지를 살릴 수 있게 된다. 즉, 종래와 같이 라이너(10)와 실린더 블럭 사이의 주조시 결합력의 향상을 위해 상기 라이너(10)의 외주면에 실시되는 가공에 대한 여유를 위해 라이너(10)의 두께를 약간 더 두껍게 제작하지 않아도 된다는 것을 의미한다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 엔진의 실린더 블럭 제조방법에 의하면, 주철재의 라이너를 일체로 갖춘 알루미늄 합금재 실린더 블럭의 주조시 라이너(10)를 실린더 보어에 보다 견고하게 결합시킬 수 있는 이점이 있음과 더불어, 상기 주철재 라이너(10)의 내주면으로 노출되는 알루미늄 합금재의 보어 살(14)을 매개로 피스톤의 섭동시 마찰을 줄일 수 있어 윤활성을 개선할 수 있는 효과가 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 실린더 블럭의 제조방법에 있어, 주조전 라이너의 외형을 도시한 도면.

도 2는 본 발명에 따른 실린더 블럭의 제조방법에 있어, 주조후 실린더 보어의 일부분을 절개하여 도시한 단면도.

도 3은 도 2에 도시된 라이너의 내주면을 연삭가공한 상태를 도시한 도면.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10-라이너 12-요홈

14-보어 살

Claims (5)

1. 원통체인 몸체에 다수개의 요홈을 갖춘 라이너와;

   상기 라이너를 주형내에서 일체로 주조시키되, 상기 요홈내에서 응고된 다음 상기 라이너의 내주면과 동일한 수준의 표면을 형성하는 보어 살을 갖추도록 형성되는 것을 특징으로 하는 엔진의 실린더 블럭용 보어 구조
2. 원통체인 외주면에 오목한 형태의 요홈이 다수개로 형성되도록 라이너를 제작하는 단계와;

   상기 단계에서 제작된 라이너를 실린더 블럭용 주형내에 설치하고, 상기 실린더 블럭용 주형내에 금속 용융물을 부어, 라이너 일체형 실린더 블럭을 제작하는 단계 및;

   상기 라이너의 요홈내로 주조된 금속 용융물의 돌기부가 상기 라이너의 내주면과 동일한 표면으로 노출되도록 상기 라이너의 내주면을 연삭가공하는 단계로 이루어지는 엔진의 실린더 블럭 제조방법.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 라이너의 제작에 있어 요홈의 형성위치는 실린더 블럭의 보어와 보어 사이에 위치하는 사이아미즈부를 제외한 부위에 국한된 것을 특징으로 하는 엔진의 실린더 블럭 제조방법.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 라이너는 주철재로 원심주조에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 엔진의 실린더 블럭 제조방법.
5. 제 2 항에 있어서,

   상기 실린더 블럭은 알루미늄 합금재의 용융물을 주조하여 제조되는 것을 특징으로 하는 엔진의 실린더 블럭 제조방법.