KR20070033496A - 실린더 블록의 인터보어 냉각 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 실린더 블록의 인터보어(Inter-Bore)에 방열부를 형성하여 실린더 보어로 열전달되는 열을 전달받아 상기 방열부로 열전달을 실시하되, 상기 방열부를 열전도율이 높은 금속을 사용하여 상기 인터보어로 열전달되는 열을 워터자캣에서 유동하는 냉각수와 열교환하여 방열을 실시함으로서, 상기 인터보어 부위의 온도를 저감시켜 상기 실린더블록의 내구성을 향상시키고, 피스톤과 보어의 변형을 방지하여 사용 가능한 실린더 블록의 인터보어 냉각 구조에 관한 것이며, 이를 위해 본 발명은 실린더블록의 인터보어에 있어서, 상기 인터보어에 형성되며 실린더 보어로 전달되는 연소열을 전달받아 워터재킷을 통해 유동하는 냉각수와 열교환하여 냉각하는 방열부가 형성되는 실린더 블록의 인터보어 냉각 구조를 제공한다.

실린더 블록, 인터보어(Inter-Bore), 방열부, 열전도

Description

실린더 블록의 인터보어 냉각 구조{Inter-Bore Cooling Structure Of Cylinder Block}

도 1은 일반적인 실린더 블록의 인터보어를 도시한 도면.

도 2는 본 발명에 의한 실린더 블록의 인터보어 냉각 구조를 도시한 도면.

도 3은 본 발명에 의한 실린더 블록의 인터보어 냉각 구조의 작동 상태도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

2 : 인터보어 4 : 실린더 보어

10 : 방열부 12 : 제 1방열부

14 : 제 2방열부 14a : 방열편

본 발명은 실린더 블록의 인터보어(Inter-Bore)로 열전달되는 열을 워터자캣에서 유동하는 냉각수와 열교환하여 방열을 실시함으로서, 상기 인터보어 부위의 온도를 저감시켜 상기 실린더블록의 내구성을 향상시키고, 피스톤과 보어의 변형을 방지하여 사용 가능한 실린더 블록의 인터보어 냉각 구조에 관한 것이다.

일반적으로, 차량에 설치되는 실린더 블록(Cylinder Block)은 엔진의 기초가 되는 부분으로서 차량에 설치되는 실린더 블록에는 보통 4~12개의 실린더가 형성되어 있다. 상기 실린더 블록에 형성된 실린더에는 피스톤이 설치되어 상하 왕복 운동하며 상기 실린더의 직경과 스트로크에 따라 엔진의 배기량이 달라지게 된다.

상기한 실린더 블록에는 피스톤의 왕복 운동에 의해 발생되는 연소열을 냉각시키기 위해 냉각수가 순환되도록 워터재킷이 형성되어 있으며, 상기 워터재킷 내부로 냉각수가 순환된다.

상기한 실린더 블록은 가솔린 엔진이 설치된 차량의 경우에는 알루미늄을 사용하여 제작하게 되며 상기 알루미늄은 열전도율이 140 ~ 150(W/mK)으로서 실린더 블록에서 발생되는 열을 워터재킷과의 열교환을 통해 냉각시키게 된다.

상기 가솔린 엔진과는 반대로 디젤 엔진의 실린더 블록은 열전도율이 낮은 주철을 사용하고 있다. 상기 주철은 열전도율이 40 ~ 50(W/mK)으로서 가솔린 엔진의 실린더 블록과 대비하여 1/4 ~ 1/3 수준을 유지하고 있다.

왜냐하면, 상기 가솔린 엔진에 설치된 실린더 블록에 비해 디젤 엔진의 실린더 블록의 경우에는 높은 폭발 압력에 견뎌야 하기 때문에 가솔린 엔진에 사용하는 알루미늄 재질의 실린더 블록을 사용하지 못하고 있다.

상기한 바와 같이, 디젤엔진에 설치된 실린더 블록의 낮은 열전도율은 연소실에서 발생되는 연소열을 냉각수가 유동하는 워터재킷과 용이하게 열교환을 실시하지 못하여 가솔린 엔진에 설치된 실린더 블록에 비하여 상대적으로 온도가 높아지게된다.

특히, 상기 실린더 블록의 실린더와 실린더 사이 즉, 인터보어(Inter-Bore) 부분은 워터재킷을 만들기 어려운 부분으로써 상기 부분에서 최고 온도가 발생하게 된다.

상기한 인터보어 부위에서 발생하는 고온을 해소하지 못하게 되면 실린더 블록의 내구성 문제와 고온에 의한 피스톤의 변형문제 및 보어의 변형 문제에 의한 소음 발생등 심각한 문제를 야기 시키기 때문에 상기 인터보어 부위의 냉각에 대한 중요성이 대두되었다.

특히, 디젤엔진에 설치되는 실린더 블록의 경우에는 주철을 사용하게 되어 디젤엔진의 실린더 블록의 인터보어 부위를 냉가시키는 것이 중요하며, 종래에는 상기한 문제를 해결하기 위해 상기 인터보어 부위에 드릴을 이용하여 유동홀을 형성하고, 상기 유동홀에 워터자캣의 냉각수가 유동할 수 있도록 하여 상기 인터보어와 열교환을 실시 하려고 하였다.

그러나, 상기 디젤엔진에 설치된 실린더 블록 자체가 주철 재질로 이루어져 있기 때문에 상기 인터보어 부위에 유동홀을 형성해도 상기 주철의 열전도율이 낮아 효과적인 열교환이 이루어지지 않는 문제점이 있었다.

또한, 상기 유동홀이 형성된 부위에 적절한 양의 냉각수를 유동시켜야 하는 문제점과 상기 유동홀이 형성된 부위로 냉각수가 원할하게 유동하지 못할 경우에 상기 인터보어의 냉각이 효율적으로 이루어지지 않는 문제점이 있었다.

엔진의 크기를 감소시키기 위해 실린더 블록의 보어와 보어간의 거리를 감소시키는 현추세에서는 인터보어의 금속 두께의 폭이 안정적인 두께가 형성되지 않아 크로스 드릴을 뚫을 수 있는 공간 확보의 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 디젤엔진의 차량에 설치되는 실린더 블록의 인터보어 위치에 열전도율이 높은 금속 재질로 이루어진 방열부를 형성하여 상기 인터보어 부위에서 발생되는 고열을 워터재킷의 냉각수와 열교환시킴으로서 상기 인터보어 부위에서 발생되는 고열을 저감시키는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 인터보어에 형성되며 실린더 보어로 전달되는 연소열을 전달받아 워터재킷을 통해 유동하는 냉각수와 열교환하여 냉각하는 방열부가 형성되는 실린더 블록의 인터보어 냉각 구조를 제공하는 것을 특징으로 한다.

상기 방열부는 상기 실린더 보어와 실린더 보어 사이의 접촉 부위에 제 1방열부가 형성된다. 상기 제 1방열부는 상기 실린더 보어로부터 전달된 연소열을 직접적으로 전달받는 부분이다.

그리고, 상기 제 1방열부의 양측에 제 2방열부가 형성된다. 상기 제 2방열부는 워터재킷상에 위치하여 상기 워터재킷에 유동하는 냉각수와 접촉되어 열교환 가능하도록 다수의 방열편이 형성된다.

상기 방열부는 열전도율이 높은 금속재질로 형성되며 알루미늄 또는 구리를 사용하는 것이 바람직하다. 왜냐하면 상기 알루미늄 또는 구리의 열전도율이 우수하기 때문이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 의한 실린더 블록의 인터보어 냉각 구조를 도시한 도면이다.

첨부된 도 2를 참조하면, 인터보어(2)에 형성되며 실린더 보어(4)로 전달되는 연소열을 전달받아 워터재킷을 통해 유동하는 냉각수와 열교환하여 냉각하는 방열부(10)가 형성된다. 상기 방열부(10)는 원통형의 실린더의 상부쪽에 위치하는것이 바람직하다. 왜냐하면, 상기 실린더 내부에서 작동되는 피스톤에 설치되는 탑링(미도시)부위에 고온의 열이 전달되기 때문이다.

상기 방열부(10)는 상기 실린더 보어(4)와 실린더 보어(4) 사이의 면접촉 부위에 제 1방열부(12)가 형성된다.

그리고, 상기 제 1방열부의 양측에는 제 2방열부(14)가 형성된다. 상기 제 2방열부(14)는 워터재킷상에 위치하여 상기 워터재킷에 유동하는 냉각수와 접촉되어 열교환 가능하도록 다수의 방열편(14a)이 형성된다.

상기 방열부(10)는 열전도율이 높은 금속재질로 형성되며 알루미늄 또는 구리를 사용하는 것이 바람직하다. 왜냐하면 상기 알루미늄 또는 구리의 열전도율이 각각 140 ~ 150(W/mK), 400(W/mK)으로서 주철 40 ~ 50(W/mK)에 비해 우수하기 때문이다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 의한 실린더 블록의 인터보어 냉각 구조의 작동 상태를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

첨부된 도 3을 참조하면, 실린더 블록에 설치된 피스톤(미도시)이 고속으로 왕복 운동을 하면서 발생되는 연소열은 화살표로 도시된 바와 같이 실린더 보어(4)쪽으로 각각 전달된다.

상기 실린더 보어(4)로 전달된 연소열은 방열부(10)의 제 1방열부(12)로 열전달 된다. 상기 제 1방열부(12)로 전달된 연소열은 상기 제 2방열부(14)로 빠르게 전도되기 시작한다. 상기 방열부(10)의 재질이 연전도율이 높은 알루미늄 또는 구리를 사용했기 때문에 빠르게 전도된다.

상기 제 1방열부(12)에서 제 2방열부(14)로 각각 열전도된 연소열은 실린더블록에 형성된 워터재킷(미도시)의 냉각수와의 열교환하여 인터보어(2)에서 발생되는 고온을 저감시키게 된다.

상기 제 2방열부(14)에 형성된 다수의 방열편(14a)은 냉각수와의 접촉면적을 증가시켜 열전달이 냉각수 쪽으로 효과적으로 이루어진다.

따라서, 디젤엔진에 설치되는 실린더블록의 재질을 주철로 사용하여 상기 디젤엔진 작동시 발생하는 폭발 압력에 대처하면서 인터보어쪽으로 전달되는 연소열이 워터재킷의 냉각수와 효과적인 열교환이 이루어져 안정적인 엔진 작동이 가능하게 된다.

한편, 본 발명은 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 실린더 블록의 인터보어 냉각 구조는 기존의 드릴을 이용하여 인터보어에 유동홀을 형성하는 방법을 사용하지 않으며, 열전도율이 큰 재질을 인터보어에 형성하여 상기 인터보어 위치에서 발생되는 고열을 저감시키는 효과가 있다.

또한, 실린더블록에 형성된 워터재킷의 냉각수를 이용하여 열교환을 실시함으로서 기존의 워터재킷 라인을 유지하면서 안정적으로 저온 유지가 가능한 효과가 있다.

Claims (5)

1. 실린더블록의 인터보어에 있어서,

   상기 인터보어에 형성되며 실린더 보어로 전달되는 연소열을 전달받아 워터재킷을 통해 유동하는 냉각수와 열교환하여 냉각하는 방열부(10)가 형성되는 것을 특징으로 하는 실린더 블록의 인터보어 냉각 구조.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 방열부(10)는 상기 실린더 보어와 실린더 보어 사이의 면접촉 부위에 형성되는 제 1방열부(12), 상기 제 1방열부(12)의 양측에 형성되는 제 2방열부(14)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 실린더 블록의 인터보어 냉각 구조.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 제 2방열부(14)는 다수개의 방열편(14a)으로 형성되는 것을 특징으로 하는 실린더 블록의 인터보어 냉각 구조.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 방열부(10)는 열전도율이 높은 금속재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 실린더 블록의 인터보어 냉각 구조.
5. 제 1항 또는 제 4항에 있어서,

   상기 방열부(10)의 재질은 알루미늄 또는 구리를 사용하는 것을 특징으로 하는 실린더 블록의 인터보어 냉각 구조.

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