KR20060052491A - 크랭크실용 베이스 플레이트 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 내연기관의 크랭크실(2)을 폐쇄하기 위한 베이스 플레이트(1)를 제안하며, 본 발명에 따르면 베이스 플레이트(1)가 개별 플레이트들로 적층되고, 열 교환기(5)가 열 교환기 플레이트들로 적층된다. 상기 베이스 플레이트(1)의 제 1 개별 플레이트(EP(1))와 상기 열 교환기(5)의 제 1 열 교환기 플레이트(WT(1))가 서로 직접 접촉되어 윤활제(SM) 또는 냉각제(KM)를 위한 공통 챔버(6)를 형성한다.

Description

크랭크실용 베이스 플레이트{BASE PLATE FOR CRANKCASE}
도 1은 베이스 플레이트의 사시도이다.
도 2는 제 1 개별 플레이트(EP(1))이다.
도 3은 도 1의 베이스 플레이트/열 교환기의 단면도이다.
도 4는 제 2 열 교환기이다.
도 5는 도 4의 제 2 열 교환기의 단면도이다.
*도면의 주요 부호 설명*
1: 베이스 플레이트
2: 크랭크실
3: 윤활제 가이드용 채널
4: 냉각제 가이드용 채널
5: 열 교환기
6: 공통 챔버
7: 압력 펌프 후방 채널
8: 제 1 흡입 지점
9: 제 2 흡입 지점
10: 윤활제 저장 탱크
11: 접촉면
12: 제 2 열 교환기 (예열용)
13: 냉각제 채널
14: 윤활제 채널
15: 열 교환기 커버 플레이트
본 발명은 청구항 1의 전제부에 따른 크랭크실을 위한 베이스 플레이트에 관한 것이다.
DE 198 55 562 C1으로부터 챔버들을 구비한 크랭크실이 공지되어 있다. 상기 챔버들은 특히 오일 저장 공간으로 사용된다. DE 100 33 416 C1에는 상기 크랭크실을 폐쇄하기 위한 베이스 플레이트가 기술되어 있다. 베이스 플레이트 위로는 크랭크실과 관련하여 드라이 섬프 윤활(dry-sump lubrication)이 도시되어 있다. 윤활제 가이드 및 냉각제 가이드용 채널들은 베이스 플레이트에 통합되어 있다. 이러한 베이스 플레이트는 통상 알루미늄 캐스팅으로 제조된다. 이 경우, 패킹 밀도 및 자유 채널 길이는 주로 최대한 낮은 코어 높이 및 최소 벽두께로 정해진다. 복잡한 제조 외에도, 적절한 크기의 체적을 갖는 베이스 플레이트를 새로 구성해야만 추가 기능들의 통합이 가능한 상황이 문제가 된다.
베이스 플레이트 위에는 예컨대 펌프 및 열 교환기와 같은 부속 유닛이 고정 된다. 열 교환기는 냉각제 및 윤활제용 관통 개구들을 구비한 마운팅 플레이트, 적층된 열 교환기 플레이트들 및 커버 플레이트로 구성된다. 지지부 위에 열 교환기와 베이스 플레이트가 나사로 조여진다. 이러한 구조는 진동하는 경향이 있기 때문에, 상기 지지부가 안정적으로 설계되어야 한다. 베이스 플레이트에 대한 열 교환기의 접촉면에 시일이 제공된다. 열 교환기가 장착된 베이스 플레이트로 형성된 유닛은 높은 중량이 문제가 된다.
본 발명의 목적은 열 교환기가 장착된 베이스 플레이트로 구성된 간단한 장치를 설계하는 것이다.
상기 목적은 청구항 1의 특징들을 통해 달성된다. 실시예들은 종속 청구항에 기술된다.
본 발명에 따라, 개별 플레이트들로 구성된 베이스 플레이트가 적층되고 열 교환기 플레이트들로 구성된 열 교환기가 적층되며, 상기 베이스 플레이트의 제 1 개별 플레이트와 상기 열 교환기의 제 1 열 교환기 플레이트가 직접 상호 접촉되어 윤활제 또는 냉각제를 위한 공통 챔버를 형성한다. 이 경우, 제 1 개별 플레이트와 제 1 열 교환기 플레이트는 서로 납땜되거나 접착된다.
종래 기술과 비교해볼 때, 열 교환기의 마운팅 플레이트, 고정 부재들 및 베이스 플레이트에 대한 열 교환기의 시일이 생략된다. 이로부터 중량이 감소하고 장치의 조립이 더 간단하다는 장점이 제공된다.
베이스 플레이트는 한쪽 면에 땜납이 코팅된 개별 플레이트들로 구성된다. 그 대안으로 양면에 땜납이 코팅된 캐리어 플레이트가 개별 플레이트들 사이에 배치된다.
본 발명의 한 실시예에서는, 베이스 플레이트의 n번째 개별 플레이트, 즉 외부로부터 상기 베이스 플레이트를 밀폐시키는 개별 플레이트에 예열을 위한 제 2 열 교환기가 배치된다. 이러한 구현형을 통해 베이스 플레이트를 크게 변형시키지 않고도 부가적인 기능을 재현할 수 있다는 장점이 얻어진다.
도면들에는 한 바람직한 실시예가 도시되어 있다.
도 1에는 베이스 플레이트(1)의 사시도가 도시되어 있다. 이러한 방식의 베이스 플레이트는 DE 100 33 416 C1으로부터 공지되어 있다. 베이스 플레이트(1)는 내연 기관의 크랭크실(2)을 상기 크랭크실의 밑면 측에서 폐쇄한다. 이 경우, 베이스 플레이트(1)는 크랭크실(2)의 전체 바닥면에 걸쳐서 연장된다. 베이스 플레이트(1) 위로는 크랭크실(2)과 관련하여 드라이 섬프 윤활이 도시되어 있다. 크랭크축 챔버로부터 떨어진 윤활제가 제 1 흡입 지점(8) 및 제 2 흡입 지점(9)으로 안내된다. 제 1 흡입 지점(8)은 내연기관의 동력원측(KS)에 배치되어 있다. 제 2 흡입 지점(9)은 내연기관의 동력원 반대편(KGS)에 배치되어 있다. 채널들(3A 및 3B)을 통해 상기 윤활제가 흡입 펌프(SP1, SP2) 에 의해 흡입된다. 도 1에는 유량 이송 방향이 화살표로 표시되어 있다. 일 화살표와 도면 부호 "DP"로 표시된 것은 압력 펌프에 의해 이송되는 유량을 나타낸다. 상기 유량은 관련 채널들(도 2)을 통해 열 교환기(5) 및 오일 필터로 이송된다. 오일 필터로 이송되는 유량은 도 1 에 일 화살표와 도면부호 "FIL"로 표시되어 있다. 윤활제 저장 용기가 도면부호 "10"으로 표시되어 있다. 상기 윤활제 저장 용기(10)는 내연기관의 크랭크실(2) 내에 있는 대응 챔버들에 대응된다.
베이스 플레이트(1)는 개별 플레이트들(EP(i))로 적층된다. 제 1 개별 플레이트(EP(1))가 크랭크실(2)의 밑면에 직접 접촉된다. n번째 개별 플레이트(EP(n))가 상기 베이스 플레이트(1)를 외부로부터 폐쇄한다. 개별 플레이트들은 한쪽 면에 땜납이 코팅될 수 있다. 그 대안으로 개별 플레이트들 사이에 양면이 땜납으로 코팅된 캐리어 플레이트가 배치될 수 있다. 이 경우 캐리어 플레이트는 개별 플레이트들보다 훨씬 더 얇은 두께를 갖는다. 실무에서 개별 플레이트는 알루미늄으로 제조된다.
도 1에는 열 교환기(5) 및 베이스 플레이트(1)를 관통하는 절단선이 도면부호 "III/III"로 표시되어 있다. 이 단면도는 도 3에 도시되어 있으며, 하기에서 도 3과 관련하여 설명된다. 베이스 플레이트(1)로의 냉각제 공급(KMZU) 및 베이스 플레이트(1)로부터의 냉각제 방출(KMAB)이 관련 화살표로 도시되어 있다.
도 2에는 제 1 개별 플레이트(EP(1))가 도시되어 있다. 제 1 개별 플레이트는 내연기관의 크랭크실(2)에 직접 접촉된다. 레이저 절삭법 또는 워터젯 절삭법을 이용하여 상기 개별 플레이트의 채널들이 제조된다. 냉각제 공급(KMZU)은 채널 4A를 통해 이루어진다. 냉각제는 열 교환기(5)를 통과한 후 채널 4B를 통해 방출(KMAB)된다. 압력 펌프(DP)에 의해 이송된 유량이 채널 7A를 통해 열 교환기(5)로 안내된다. 냉각된 윤활제는 열 교환기(5)를 통과한 후 채널 7B를 통해 오일 필터 (FIL)로 전달된다.
도 2에는 절단선 IV/IV가 표시되어 있다. 이에 대응되는 단면도가 도 4에 도시되어 있으며, 하기에서 도 4와 관련하여 설명된다.
도 3에는 도 1의 라인 III/III에 대응되는, 열 교환기(5)가 장착된 베이스 플레이트(1)의 단면도가 도시되어 있다. 제 1 개별 플레이트(EP(1))가 내연기관의 크랭크실(2)에 직접 접촉된다. n번째 개별 플레이트(EP(n))가 상기 베이스 플레이트(1)를 외부로부터 폐쇄한다. 예를 들면 제 3 개별 플레이트를 EP(3)으로 지칭한다. 도 3에서 볼 수 있듯이, 제 1 개별 플레이트(EP(1)) 및 n번째 개별 플레이트(EP(n))의 두께가 상대적으로 더 얇은데, 그 이유는 상기 두 플레이트가 예컨대 내부 압력에 기인하는 하중에 대해서만 설계되기 때문이다.
실무에서는 열 교환기(5)가 적층형 열 교환기 플레이트들(WT(i)), 밀폐 커버 플레이트(15) 및 윤활제와 냉각제의 공급/방출을 위한 관통 개구들을 구비한 마운팅 플레이트로 구성된다. 이러한 열 교환기는 베이스 플레이트(1) 위에 안정적인 지지대를 통해 고정된다. 열 교환기가 장착된 베이스 플레이트 시스템은 진동하는 경향이 있기 때문에, 그러한 안정적인 지지대가 필요하다. 열 교환기와 베이스 플레이트의 연결 지점에 추가로 적절한 시일이 제공되어야 한다.
이제 제 1 개별 플레이트(EP(1))와 제 1 열 교환기 플레이트(WT(1))가 서로 직접 접촉되어 공통 챔버(6)를 형성한다. 다르게 말하면, 열 교환기(5)가 마운팅 플레이트 없이 베이스 플레이트(1)의 제 1 개별 플레이트(EP(1))에 납땜되거나 접착된다. 이로써 전체 면에 걸친 고정이 달성되고 접촉면(11)이 형성된다. 그 결 과, 밀봉 부재 및 지지대가 생략된다. 도 3에서는 냉각제(KM)(실선 화살표)가 공통 챔버(6) 안으로 흘러들어간다. 윤활제 흐름(SM)은 도 3에 점선 화살표로 표시되어 있다. 윤활제로부터 냉각제로의 열전달은 공지되어 있는 방식으로 열 교환기 플레이트들에서 이루어진다.
도 4에는 도 2의 절단선 IV/IV에 대응되는 베이스 플레이트(1)의 단면도가 도시되어 있다. 본 도면으로부터 제 2 열 교환기(12)를 볼 수 있다. 그 외의 설명은 도 4의 라인 V/V을 따라 잘라낸 단면도를 보이는 도 5와 함께 공동으로 설명한다. 제 2 열 교환기(5)는 윤활제의 예열에 사용된다. 제 2 열 교환기(5)도 마찬가지로 적층 구조의 개별 플레이트들로 제조되며, n번째 개별 플레이트(EP(n))에 접촉된다. 채널 13A를 통해 제 2 열 교환기(12)에 냉각제가 공급되고, 채널 13B를 통해 냉각제가 방출된다(도 5 참조). 관련 윤활제 채널이 도면부호 "14"로 표시되어 있다.
전술한 설명을 토대로 본 발명에서는 하기의 장점들이 얻어진다.
- 베이스 플레이트가 섹션화된 채널들을 구비한 적층형 개별 플레이트들로 제조됨으로써 캐스팅된 단일 개별 플레이트에 비해 더 높은 패킹 밀도가 달성된다.
- 베이스 플레이트의 제 1 개별 플레이트와 제 1 열 교환기 플레이트가 공통 챔버를 형성함으로써 열 교환기에서 마운팅 플레이트가 생략된다.
- 열 교환기가 개별 플레이트와 납땜되거나 접착됨으로써 연결 지점에 추가 고정 부재 및 밀봉 부재가 생략된다.
- 열 교환기가 개별 플레이트와 똑같이 제조될 수 있다. 즉, 열 교환기 플 레이트 내 채널들이 레이저 절삭 또는 워터젯 절삭을 통해 구현된다.
본 발명을 통해 열 교환기가 장착된 베이스 플레이트로 구성된 간단한 장치를 설계할 수 있다.

Claims (5)

  1. 베이스 플레이트(1)에 통합된 윤활제 가이드 및 냉각제 가이드용 채널들(3, 4) 및 상기 베이스 플레이트(1) 상에 배치된 열 교환기(5)를 구비한 내연기관의 크랭크실(2)을 폐쇄하기 위한 베이스 플레이트(1)에 있어서,
    상기 베이스 플레이트(1)가 개별 플레이트들(EP(i), i = 1 ... n)로 적층되고, 상기 열 교환기(5)가 열 교환기 플레이트들(WT(i))로 적층되며, 상기 베이스 플레이트(1)의 제 1 개별 플레이트(EP(1))와 상기 열 교환기(5)의 제 1 열 교환기 플레이트(WT(1))가 서로 직접 접촉되어 상기 윤활제 또는 냉각제를 위한 공통 챔버(6)를 형성하는 것을 특징으로 하는,
    베이스 플레이트.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 베이스 플레이트(1)의 제 1 개별 플레이트(EP(1))와 상기 열 교환기(5)의 제 1 열 교환기 플레이트(WT(1))가 서로 납땜되거나 접착되는 것을 특징으로 하는,
    베이스 플레이트.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 베이스 플레이트(1)의 개별 플레이트들(EP(i))은 한쪽 면에 땜납이 코 팅되는 것을 특징으로 하는,
    베이스 플레이트.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 베이스 플레이트(1)의 개별 플레이트들(EP(i)) 사이에 양면에 땜납이 코팅된 캐리어 플레이트가 배치되는 것을 특징으로 하는,
    베이스 플레이트.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 베이스 플레이트(1)를 외부로부터 밀폐시키는 n번째 개별 플레이트(EP(n))에 예열을 위한 제 2 열 교환기(12)가 배치되는 것을 특징으로 하는,
    베이스 플레이트.
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