KR20070055285A - Oil jet structure for cooling of piston - Google Patents

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Abstract

종래의 볼 타입 오일제트의 장점을 유지하면서 피스톤 타입 오일제트과 같은 낮은 유동저항을 갖도록 하여 개변압력 감소로 인한 밸브 트레인계의 손상 및 소음 발생을 방지하고, 토출 유량 증대로 냉각효율을 증대시킬 수 있는 오일제트의 구조를 제공할 목적으로;While maintaining the advantages of the conventional ball type oil jet, it has the same low flow resistance as the piston type oil jet to prevent damage to the valve train system and noise caused by the reduction of the opening pressure, and increase the cooling efficiency by increasing the discharge flow rate. For the purpose of providing the structure of the oil jet;

메인 갤러리를 통과하는 오일압력이 일정압 이상이 되면, 개방되면서 노즐을 통해 실린더 보어측으로 오일을 분사할 수 있도록 구성되는 오일제트에 있어서, When the oil pressure passing through the main gallery is above a certain pressure, the oil jet is configured to eject the oil to the cylinder bore through the nozzle while opening,

하우징의 2단 유로의 하측 대경부에 위치하는 피스톤과, 이의 피스톤을 하측에서 탄성적으로 지지하여 주는 탄성부재로 이루어지는 첵밸브가 내장되며, 상기 피스톤에는 상측 중심부에서 중간부까지 형성되는 수직 오리피스 공과, 상기 수직 오리피스 공의 하단부와 연통되면서 방사상 등각격으로 형성되는 수평 오리피스 공을 포함하며, 상기 수평 오리피스 공의 외측 하우징에 형성되는 오일 유통공이 노즐과 연통되도록 한 피스톤 냉각용 오일제트 구조를 제공한다. A check valve is formed of a piston located in the lower large diameter portion of the two-stage flow path of the housing and an elastic member for elastically supporting the piston from the lower side thereof. And a horizontal orifice ball communicating radially with the lower end of the vertical orifice ball, the horizontal orifice ball being formed at a radial equivalence, and providing an oil jet structure for cooling the piston through which an oil distribution hole formed in an outer housing of the horizontal orifice ball communicates with a nozzle. .

피스톤. 오리피스 공. 반구형 헤드 piston. Orifice ball. Hemispherical head

Description

피스톤 냉각용 오일제트 구조{OIL JET STRUCTURE FOR COOLING OF PISTON}Oil jet structure for piston cooling {OIL JET STRUCTURE FOR COOLING OF PISTON}

도 1은 본 발명에 의한 오일제트의 사용상태를 보인 구성도.1 is a block diagram showing a state of use of the oil jet according to the present invention.

도 2는 본 발명에 의한 오일제트의 절개 사시도.Figure 2 is a cutaway perspective view of the oil jet according to the present invention.

도 3은 본 발명에 의한 오일제트의 장착상태를 보인 단면도.Figure 3 is a sectional view showing the mounting state of the oil jet according to the present invention.

도 4의 A, B는 종래 오일제트의 단면도이다.4A and 4B are cross-sectional views of a conventional oil jet.

본 발명은 오일제트의 구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 개변압력 감소로 인한 밸브 트레인계의 손상 및 소음 발생을 방지하고, 토출 유량 증대로 냉각효율을 증대시킬 수 있는 오일제트의 구조에 관한 것이다.The present invention relates to a structure of an oil jet, and more particularly, to a structure of an oil jet that can prevent damage to a valve train system and noise caused by a decrease in opening pressure, and increase cooling efficiency by increasing discharge flow rate. .

예컨대, 자동차의 동력원으로 사용되는 내연기관은 연료와 공기를 연소실로 유입시켜 이를 압축 폭발시킴으로써, 피스톤을 상하 왕복 운동시키고, 이의 상,하 왕복운동을 크랭크 기구로서 회전운동으로 변환시켜 회전동력을 얻게 된다 For example, an internal combustion engine that is used as a power source of a motor vehicle receives fuel and air into a combustion chamber and compresses and explodes it, thereby reciprocating the piston up and down, and converting its up and down reciprocating motion into a rotational motion as a crank mechanism to obtain rotational power. do

이러한 내연기관의 작동중에 많은 부품들끼리 서로 마찰을 일으키고, 이의 마찰 요소중에는 상당이 큰 하중이 걸리면서 고속으로 회전하는 경우가 많다. During the operation of such an internal combustion engine, many parts cause friction with each other, and many of the friction elements rotate at a high speed with a significant load.

이와 같은 마찰부분에 사용되는 힘은 실린더의 팽창행정에서 얻는 힘에 대하 여 모두가 저항으로 손실되는 힘이 되며, 또한 부품끼리의 마찰은 당연히 그 부품을 마모시켜 수명을 짧게 하고 내연기관의 성능을 총합적으로 저하시키는 원인이 된다.The force used for this frictional part is the force that is lost to the resistance against the force obtained in the expansion stroke of the cylinder, and the friction between the parts naturally wears out the parts to shorten the life and improve the performance of the internal combustion engine. It causes a decrease overall.

이에따라 내연기관에는 윤활장치가 구비되어 내연기관의 하측 크랭크 케이스에 주입되어 있는 엔진오일을 내연기관의 각 마찰부분에 공급하게 되는데, 특히 실린더와 피스톤은 연소 열에 의하여 고온 고압의 상태가 되는 바, 이들을 냉각시키기 위한 수단으로 오일펌프에서 펌핑된 고압의 오일이 공급되어진다.Accordingly, the internal combustion engine is provided with a lubrication device to supply the engine oil injected into the lower crankcase of the internal combustion engine to each friction part of the internal combustion engine. Particularly, the cylinder and the piston are in a high temperature and high pressure state due to combustion heat. As a means for cooling, the high pressure oil pumped from the oil pump is supplied.

이와같이 실린더 및 피스톤을 냉각시키기 위하여 도 1에서와 같이, 실린더 블록(2)의 하부에는 오일이 통과하는 메인 갤러리(4)가 형성되고, 상기 메인 갤러리(4)의 도중에는 오일을 실린더 보어(6)측으로 유도하기 위한 오일제트(8)를 장착하게 된다.As described above, in order to cool the cylinder and the piston, a main gallery 4 through which oil passes is formed in the lower part of the cylinder block 2, and oil is applied to the cylinder bore 6 in the middle of the main gallery 4. The oil jet 8 for guiding to the side is mounted.

이러한 오일제트는 볼 타입(Ball Type)과 피스톤 타입(Piston Type)으로 분류 구성되는데, 이들의 종래 구성을 살펴보면 상기 볼 타입의 오일제트는 도 4의 A에서와 같이 구성된다.The oil jet is classified into a ball type and a piston type. Looking at their conventional configuration, the oil jet of the ball type is configured as shown in FIG. 4A.

즉, 하우징(100)내에 볼(102)과 탄성부재(104)로 이루어지는 첵밸브(106)가 내장되어 메인 갤러리의 오일압력이 높아지면 상기 볼(102)을 밀어 내리면서 오일이 통과하여 노즐(108)을 통해 실린더 보어측으로 분사되도록 구성된다.That is, when the oil pressure of the main gallery is increased because the check valve 106 composed of the ball 102 and the elastic member 104 is built in the housing 100, the oil passes through the ball 102 while the nozzle ( 108 is injected into the cylinder bore side.

그리고 피스톤 타입 오일제트는 도 4의 B에서와 같이, 하우징(110)내에 피스톤(112)과 탄성부재(114)로 이루어지는 첵밸브(116)가 내장되어 메인 갤러리의 오일압력이 높아지면 상기 피스톤(112)을 밀어 내리면서 오일이 통과하여 노즐(118) 을 통해 실린더 보어측으로 분사되도록 구성된다.The piston-type oil jet has a check valve 116 including the piston 112 and the elastic member 114 in the housing 110, as shown in FIG. 4B, so that the oil pressure in the main gallery is increased. The oil is passed through the 112 and configured to be injected through the nozzle 118 to the cylinder bore side.

그러나 상기의 볼 타입 오일제트에 있어서는 볼과 하우징 내경간의 간격이 커서 오일이 흐르는 동안 볼에 유동이 발생됨으로써, 소음이 발생됨은 물론 볼과 탄성부재가 접촉하는 면의 이상 마모를 발생시켜 개변압력을 저하시킨다는 문제점을 내포하고 있다. However, in the ball type oil jet, the gap between the ball and the inner diameter of the housing is so large that flow occurs in the ball while the oil is flowing, thereby generating noise and causing abnormal wear on the surface where the ball and the elastic member contact each other. There is a problem of lowering.

상기와 같이 개변 압력이 저하되면 저속운전 영역에서 일찍 열리게 됨으로써, 실린더 해드측으로 공급되는 유량이 감소하여 밸브 트레인계의 손상을 유발하게도니다.As described above, when the opening pressure drops, the valve is opened early in the low speed operation area, which reduces the flow rate supplied to the cylinder head side, causing damage to the valve train system.

또한, 하우징 내경부로 유입된 오일이 탄성부재를 통과하여 노즐부로 유동되는 과정에서 유동저항이 크게 발생하여 냉각성능에 불리하다는 문제점을 내포하고 있다.In addition, the oil introduced into the inner diameter of the housing passes through the elastic member and flows to the nozzle unit, which causes a large flow resistance, thus impairing the cooling performance.

그리고 상기 피스톤 타입의 오일제트의 경우에는 피스톤과 하우징의 냐경부 사이의 틈새가 작기 때문에 이물질이 유입되거나, 오일이 열화되는 경우에는 피스톤의 스틱 문제가 발생되며, 피스톤의 스틱이 발샹되면 첵밸브의 기능을 상실하게 되는 바, 엔진 손상의 큰 문제점을 유발시키게 된다.In the case of the piston-type oil jet, foreign matters are introduced due to a small gap between the piston and the lower part of the housing, or when the oil is deteriorated, a stick problem of the piston occurs. Loss of function leads to major problems of engine damage.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 종래의 볼 타입 오일제트의 장점을 유지하면서 피스톤 타입 오일제트과 같은 낮은 유동저항을 갖도록 하여 개변압력 감소로 인한 밸브 트레인계의 손상 및 소음 발생을 방지하고, 토출 유량 증대로 냉각효율을 증대시킬 수 있는 오 일제트의 구조를 제공함에 있다.Therefore, the present invention has been invented to solve the above problems, the object of the present invention is to maintain the advantages of the conventional ball type oil jet, while having a low flow resistance, such as piston type oil jet valve valve due to the reduction in the opening pressure It is to provide a structure of the oil jet to prevent damage and noise generation, and to increase the cooling efficiency by increasing the discharge flow rate.

이를 실현하기 위하여 본 발명은, 메인 갤러리를 통과하는 오일압력이 일정압 이상이 되면, 개방되면서 노즐을 통해 실린더 보어측으로 오일을 분사할 수 있도록 구성되는 오일제트에 있어서, In order to realize this, the present invention, in the oil jet configured to be able to inject the oil to the cylinder bore through the nozzle when the oil pressure passing through the main gallery is above a certain pressure,

하우징의 2단 유로의 하측 대경부에 위치하는 피스톤과, 이의 피스톤을 하측에서 탄성적으로 지지하여 주는 탄성부재로 이루어지는 첵밸브가 내장되며, 상기 피스톤에는 상측 중심부에서 중간부까지 형성되는 수직 오리피스 공과, 상기 수직 오리피스 공의 하단부와 연통되면서 방사상 등각격으로 형성되는 수평 오리피스 공을 포함하며, 상기 수평 오리피스 공의 외측 하우징에 형성되는 오일 유통공이 노즐과 연통되도록 한 피스톤 냉각용 오일제트 구조를 제공한다. A check valve is formed of a piston located in the lower large diameter portion of the two-stage flow path of the housing and an elastic member for elastically supporting the piston from the lower side. The piston has a vertical orifice ball formed from the upper center portion to the middle portion. And a horizontal orifice ball communicating radially with the lower end of the vertical orifice ball, the horizontal orifice ball being formed at a radial equivalence, and providing an oil jet structure for cooling the piston through which an oil distribution hole formed in an outer housing of the horizontal orifice ball communicates with a nozzle. .

이하, 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention that can specifically realize the above object will be described in detail.

본 발명에 의한 오일제트는 상기 도 1에서 설명한 바와 같이, 메인 갤러리(4)를 통과하는 오일압력이 일정압 이상이 되면, 개방되면서 노즐을 통해 실린더 보어(6)측으로 오일을 분사할 수 있도록 구성된다.As described above with reference to FIG. 1, the oil jet according to the present invention is configured to inject oil toward the cylinder bore 6 through a nozzle while the oil pressure passing through the main gallery 4 becomes a predetermined pressure or more. do.

이러한 오일제트의 구성을 살펴보면, 도 2 및 도 3에서와 같이, 하우징(12)의 중앙부에 길이방향으로 2단 유로(14)를 형성하게 되는데, 상기 2단 유로(14)는 중간부 상측으로부터 하측부분이 대경부(16)로 형성되고, 그 상측 부분이 소경부(18)로 형성된다.Looking at the configuration of such an oil jet, as shown in Figures 2 and 3, to form a two-stage flow path 14 in the longitudinal direction in the center of the housing 12, the two-stage flow path 14 from the upper side of the middle portion The lower portion is formed of the large diameter portion 16, and the upper portion thereof is formed of the small diameter portion 18.

그리고 상기 대경부(16)와 소경부(18)의 경계부(20)는 일정 곡률을 갖고 상측으로 요입되는 형태로 이루어지며, 이의 대경부(16)에는 상측에 피스톤(22)과 하측에 탄성부재(24)를 보유하는 첵밸브(26)가 배치되고, 상기 탄성부재(24)의 하측부는 대경부(16)의 하단부에 결합되는 스톱퍼(28)에 의하여 지지된다.The boundary portion 20 of the large diameter portion 16 and the small diameter portion 18 has a predetermined curvature and is formed to be recessed upward. The large diameter portion 16 has an elastic member at an upper side and a piston 22 at an upper side thereof. A check valve 26 holding 24 is disposed, and the lower side of the elastic member 24 is supported by a stopper 28 coupled to the lower end of the large diameter portion 16.

상기에서 피스톤(20)의 헤드부는 상기 경계부(20)의 형상에 대응되도록 반구형으로 이루어지며, 피스톤(20)의 축방향 중심부에는 상측으로부터 중앙 부분 가까이 까지 수직 오리피스 공(30)이 형성되고, 상기 수직 오리피스 공(30)의 하단부는 방사형 등간격으로 형성되는 수평 오리피스 공(32)과 연통된다.The head portion of the piston 20 is made in a hemispherical shape so as to correspond to the shape of the boundary portion 20, the vertical orifice ball 30 is formed in the axial center portion of the piston 20 from the upper side to near the center portion, The lower end of the vertical orifice ball 30 is in communication with a horizontal orifice ball 32 formed at radial equal intervals.

그리고 상기 수평 오리피스 공(32)의 외측부의 하우징(12)에는 오일 유통공(34)이 형성되어 상기 오리피스 공(30)(32)을 통과하는 오일이 노즐(36)을 통해 분사될 수 있도록 구성된다.An oil distribution hole 34 is formed in the housing 12 of the horizontal orifice ball 32 so that oil passing through the orifice balls 30 and 32 can be sprayed through the nozzle 36. do.

또한, 상기 오일 유통공(34)의 외측단인 하우징(12)의 외주측은 내측으로 요입되어 이를 은폐하는 보호부재(38)에 의하여 오일 유로(40)를 형성하여, 다수의 오일 유통공(34)이 상호 연통될 수 있도록 하였으며, 상기 노즐(36)은 이의 오일 유로(40)와 연통되는 구조를 갖는다.In addition, the outer circumferential side of the housing 12, which is an outer end of the oil distribution hole 34, forms an oil passage 40 by a protection member 38 that is recessed inwardly and conceals it, thereby forming a plurality of oil distribution holes 34. ) Can be communicated with each other, the nozzle 36 has a structure in communication with its oil passage (40).

상기와 같이 구성된 오일제트(8)는 도 3에서와 같이, 하우징(12)이 실린더 블록(2)에 삽입 장착되어 하우징(12)의 상측 2단 유로(14)의 소경부(18)가 메인 갤러리(4)와 연통되어 오일 제트로서의 역할을 수행하게 되는 것이다.3, the housing 12 is inserted into and mounted on the cylinder block 2, so that the small diameter portion 18 of the upper two-stage flow path 14 of the housing 12 is main. In communication with the gallery (4) it serves as an oil jet.

그리고 피스톤(22)의 헤드부 형상이 반구형으로 형성되고, 이의 헤드부가 안착되는 2단 유로(14)의 경계부(20)도 이에 대응되도록 구성되어 있는 바, 피스톤이 좌우로 흔들리지 않고 안정적으로 승강됨으로써, 종래 볼 타입 오일제트에서와 같은 볼의 유동에 의한 개변압력 저하 및 소음 발생의 문제가 발생되지 않게 된다.And the head portion of the piston 22 is formed in a hemispherical shape, and the boundary portion 20 of the two-stage flow path 14 on which the head portion thereof is seated is also configured to correspond thereto, so that the piston is lifted stably without shaking from side to side. In addition, the problem of the lowering of the opening pressure due to the flow of the ball as in the conventional ball type oil jet and the generation of noise are not generated.

또한, 피스톤(22)이 상승된 상태, 즉 첵밸브가 닫힌 상태에서도 오일이 상기 오리피스 공(30)(32)을 통해 바이패스 되도록 구성하고 있는 바, 이물질 유입이나 오일의 열화에 의하여 피스톤(22)의 스틱이 발생하더라도 엔진을 손상시키는 등의 문제점을 해결할 수 있게 된다. In addition, even when the piston 22 is raised, that is, the check valve is closed, the oil is configured to be bypassed through the orifice balls 30 and 32, and the piston 22 may be caused by foreign matter inflow or deterioration of the oil. Even if a stick is generated, problems such as damaging the engine can be solved.

그리고 상기 오리피스 공(30)(32)을 통해 오일이 항상 바이패스가 이루어지게 되는 바, 메인 갤러리(4)의 오일압력이 증가하여 고압으로 변하였을 때 피스톤(22)에 가해지는 충격을 감소시키고, 메인 갤러리(4)의 압력이 고압에서 저압으로 급변하였을 때 피스톤(22)과 하우징(12)과의 충격을 일정부분 감소시킴으로써, 피스톤(22)과 하우징(12)의 이상 마모를 방지할 수 있게 되는 것이다.When the oil is always bypassed through the orifice balls 30 and 32, the oil pressure of the main gallery 4 is increased to reduce the shock applied to the piston 22 when the oil pressure is changed to high pressure. When the pressure of the main gallery 4 suddenly changes from a high pressure to a low pressure, the impact between the piston 22 and the housing 12 is partially reduced, thereby preventing abnormal wear of the piston 22 and the housing 12. Will be.

이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 종래의 볼 타입 오일제트의 장점을 유지하면서 피스톤 타입 오일제트과 같은 낮은 유동저항을 갖도록 하여 개변압력 감소로 인한 밸브 트레인계의 손상 및 소음 발생을 방지하고, 유동저항 감소로 토출 유량 증대되어 냉각효율을 증대시킬 수 있는 것이다.As described above, according to the present invention, while maintaining the advantages of the conventional ball-type oil jet to have a low flow resistance, such as a piston-type oil jet to prevent damage to the valve train system and noise generation due to the reduction of the opening pressure, flow resistance It is possible to increase the cooling flow rate by reducing the discharge flow rate.

그리고 오일을 바이패스 시킬 수 있는 오리피스 공을 형성함으로써, 급변하는 오일압에 의하여 피스톤과 하우징에 가해지는 충격을 완화시켜 줌으로써, 피스톤과 하우징의 이상 마모 현상을 줄일 수 있는 발명인 것이다. And by forming an orifice ball that can bypass the oil, by reducing the shock applied to the piston and the housing due to the rapidly changing oil pressure, it is an invention that can reduce the abnormal wear phenomenon of the piston and the housing.

Claims (3)

메인 갤러리를 통과하는 오일압력이 일정압 이상이 되면, 개방되면서 노즐을 통해 실린더 보어측으로 오일을 분사할 수 있도록 구성되는 오일제트에 있어서, When the oil pressure passing through the main gallery is above a certain pressure, the oil jet is configured to eject the oil to the cylinder bore through the nozzle while opening, 하우징의 2단 유로의 하측 대경부에 위치하는 피스톤과, 이의 피스톤을 하측에서 탄성적으로 지지하여 주는 탄성부재로 이루어지는 첵밸브가 내장되며, 상기 피스톤에는 상측 중심부에서 중간부까지 형성되는 수직 오리피스 공과, 상기 수직 오리피스 공의 하단부와 연통되면서 방사상 등각격으로 형성되는 수평 오리피스 공을 포함하며, 상기 수평 오리피스 공의 외측 하우징에 형성되는 오일 유통공이 노즐과 연통됨을 특징으로 하는 피스톤 냉각용 오일제트 구조.A check valve is formed of a piston located in the lower large diameter portion of the two-stage flow path of the housing and an elastic member for elastically supporting the piston from the lower side. The piston has a vertical orifice ball formed from the upper center portion to the middle portion. And a horizontal orifice ball communicating radially with the lower end of the vertical orifice ball, the horizontal orifice ball being formed at a radial equivalence, and an oil distribution hole formed in the outer housing of the horizontal orifice ball communicating with the nozzle. 제1항에 있어서, 피스톤의 헤드부가 반구형으로 이루어지고, 피스톤의 내장되는 대경부의 상측부는 상기 헤드부의 형상에 대응하도록 반구형으로 형성됨을 특징으로 하는 피스톤 냉각용 오일 제트 구조.2. The piston jet oil jet structure according to claim 1, wherein the head portion of the piston is formed in a hemispherical shape, and the upper portion of the large diameter portion of the piston is formed in a hemispherical shape so as to correspond to the shape of the head portion. 제1항에 있어서, 오일 유통공의 외측단인 하우징의 외주측은 내측으로 요입되어 이를 은폐하는 보호부재에 의하여 오일 유로를 형성하여 상기 다수의 오일 유통공이 상호 연통될 수 있도록 하고, 이의 일부분에 노즐이 연통되도록 구성함을 특징으로 하는 피스톤 냉각용 오일제트 구조.According to claim 1, the outer peripheral side of the housing which is the outer end of the oil distribution hole is formed in the oil flow path by the protection member for concealing the inside so that the plurality of oil distribution holes can be communicated with each other, a part of the nozzle Piston cooling oil jet structure, characterized in that configured to be in communication.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102985657A (en) * 2010-04-15 2013-03-20 万国引擎知识产权有限责任公司 Engine with electronically controlled piston cooling jets and method for controlling the same
JP2019148231A (en) * 2018-02-27 2019-09-05 トヨタ自動車株式会社 Oil jet device
KR20230089816A (en) 2021-12-14 2023-06-21 현대자동차주식회사 Valve for detecting cloging of piston oil jet

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