KR20070064967A - 피스톤 냉각 갤러리구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 피스톤 냉각 갤러리구조에 관한 것으로, 피스톤으로의 엔진오일의 공급유량 및 공급효율의 증대로 피스톤의 온도를 효과적으로 저감시켜 피스톤의 내구성을 향상시킬 수 있고, 냉각유 배출구 측의 강성증대를 도모할 수 있으며, 냉각유 배출구가 응력 집중부가 아닌 저하중부에 위치하게 되어 피스톤 살 두께의 최적화로 피스톤의 경량화와 피스톤의 내소착성 향상 및 고착방지를 도모할 수 있도록 하기 위해, 피스톤에 길이 방향을 따라서 수직한 방향으로 형성된 냉각유 유입구와, 이 냉각유 유입구와 연통되면서 피스톤의 원주 방향을 따라서 환형을 이루도록 형성된 냉각 갤러리, 상기 냉각 갤러리와 연통되면서 냉각유가 피스톤의 외부로 배출되게 하는 2개의 냉각유 유출구를 구비하고 있다.

Description

피스톤 냉각 갤러리구조{Piston cooling gallery structure}

도 1은 종래 기술에 따른 피스톤의 일부 절개 사시도,

도 2는 종래 기술에 따른 피스톤 냉각 갤러리 코어의 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 피스톤 냉각 갤러리 코어의 사시도,

도 4는 도 3의 측면도,

도 5와 도 6은 각각 본 발명에 따른 냉각 갤러리가 형성된 피스톤의 단면도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

11-냉각 갤러리 코어 12-냉각유 유입구

13-쿨링젯 14-냉각 갤러리

15-냉각유 유출구 16-리브

17-스커트부

본 발명은 차량의 엔진에 사용되는 피스톤에 관한 것으로, 특히 피스톤에 냉각유의 공급효율과 유량을 시켜 피스톤을 효과적으로 냉각시켜 피스톤의 내구성을 향상시킬 수 있고, 피스톤의 강성 증대를 도모할 수 있으며, 피스톤의 경량화와 내 소착성 향상 및 고착방지를 도모할 수 있는 피스톤 냉각 갤러리구조에 관한 것이다.

종래 차량의 직접분사식 디젤엔진에 사용되는 피스톤은 도 1에 도시된 바와 같이 상부 중앙에 연소실을 형성하는 오목홈(1)과, 외주면에 길이 방향을 따라 일정 간격을 두고 형성되어 피스톤링이 장착되는 다수개의 링 장착홈(2), 원주 방향으로 원형을 이루도록 형성된 냉각 갤러리(3) 등을 구비하고 있다.

상기와 같은 피스톤은 성능 및 내구성을 향상시키기 위해 통상적으로 고강도 알루미늄 합금이 사용되고 있다.

상기 냉각 갤러리(3)를 형성하기 위해 피스톤의 주조시에 원형 링 형태를 이루는 코어를 주형내에 삽입하여 공동을 형성시키고, 상기 냉각 갤러리에는 피스톤 쿨링젯을 통한 엔진오일을 공급하여 연료의 연소에 따른 피스톤으로의 공급열량을 엔진오일과의 열교환을 통해 피스톤을 냉각시키게 된다.

그런데, 상기와 같은 종래의 단순한 원형 링 형태의 냉각 갤러리구조에서는 엔진오일과의 열교환 면적이 제한적이어서 피스톤의 효과적인 냉각이 미흡하였고, 이를 개선하기 위해 도 2에 도시된 바와 같이 굴곡형 냉각 갤러리를 형성시키기 위한 코어(4)가 제안되어 있는 데, 상기 코어(4)에 의해 형성되는 냉각 갤러리는 2개로 분할되어서 피스톤이 상사점에 위치될 때에 한쪽 냉각 갤러리에 쿨링젯을 통한 엔진오일을 공급하고, 피스톤이 하사점에 위치될 때에 다른쪽 냉각 갤러리에 쿨링젯을 통한 엔진오일을 공급하여, 피스톤을 냉각시키게 되어 있다.

그런데, 상기와 같은 코어로 형성되는 냉각 갤러리의 경우에는 피스톤의 상 사점과 하사점 사이의 행정에서는 냉각 갤러리로 냉각유가 공급되지 않아서 피스톤의 냉각 효율이 저하되게 되고, 피스톤 쿨링젯의 위치 및 각도는 피스톤과 행정거리간의 기하학적 배치에 의해서 결정됨에 따라 피스톤의 조립시에 피스톤 쿨링젯과의 간섭 발생이 불가피하게 되어 피스톤의 조립시에 콘로드 대단부의 쿨링젯 충격에 의한 변형에 의해 피스톤의 냉각 불량 등의 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 사정을 감안하여 안출된 것으로, 피스톤으로의 엔진오일의 공급유량 및 공급효율의 증대로 피스톤의 온도를 효과적으로 저감시켜 피스톤의 내구성을 향상시킬 수 있고, 냉각유 배출구 측의 강성증대를 도모할 수 있으며, 냉각유 배출구가 응력 집중부가 아닌 저하중부에 위치하게 되어 피스톤 살 두께의 최적화로 피스톤의 경량화와 피스톤의 내소착성 향상 및 고착방지를 도모할 수 있도록 한 피스톤 냉각 갤러리구조를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 피스톤에 길이 방향을 따라서 수직한 방향으로 형성된 냉각유 유입구와, 이 냉각유 유입구와 연통되면서 피스톤의 원주 방향을 따라서 환형을 이루도록 형성된 냉각 갤러리, 상기 냉각 갤러리와 연통되면서 냉각유가 피스톤의 외부로 배출되게 하는 2개의 냉각유 유출구를 구비하고 있다.

바람직하기로는, 상기 냉각 갤러리가 피스톤의 원주 방향을 따라서 다수 군데에서 굴곡되게 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 2개의 냉각유 배출구는 스커트부의 지지강성을 증대시키는 리브에 의해 구획지워지게 형성된 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 3과 도 4에는 본 발명에 따라 피스톤에 냉각 갤러리를 형성하기 위한 코어의 사시도가 측면도가 각각 도시되어 있는 바, 즉 피스톤의 주조시에 삽입되는 코어(11)는 쿨링젯으로부터 냉각유가 피스톤의 내부로 유입될 수 있게 하는 냉각유 유입구 코어(11a)와, 피스톤의 원주 방향으로 냉각유가 유동되게 하는 냉각 갤러리 코어(11b) 및, 상기 냉각 갤러리 코어내의 냉각유가 피스톤의 외부로 배출될 수 있게 하는 2개의 냉각유 유출코어(11c)를 구비하고 있다.

상기 냉각 갤러리 코어(11b)는 일체로 연속되게 이어진 환형을 이루고서 원주 방향을 따라 다수 군데에서 굴곡되게 형성됨과 더불어 상기 냉각유 유입구 코어와 유출구 코어에 의해 형성되는 냉각유 유입구 및 유출구와 각각 연통되게 형성된다.

도 5에는 상기 냉각유 유입구 코어에 의해 형성된 냉각유 유입구(12)에 피스톤 쿨링젯(13)이 설치되어 냉각유를 공급하고 있는 상태가 도시되어 있다. 상기 쿨링젯에 의해 공급된 냉각유는 냉각유 유입구를 거쳐서 상기 냉각 갤러리 코어에 의해 형성된 환형의 굴곡진 냉각 갤러리(14)를 통해 유동하여 피스톤과의 열교환을 통해 피스톤을 냉각시킨 다음에 도 6에 도시된 2개의 냉각유 유출구(15)를 통해 피스톤의 외부로 배출되게 된다.

상기 냉각유 유입구가 피스톤의 길이 방향을 따라서 수직한 방향으로 형성되 어 있어서 피스톤 쿨링젯의 조립성을 향상시킬 수 있고, 상기 냉각유 유출구는 2개로 형성되어서 상기 냉각 갤러리를 통해 유동하는 냉각유간의 상호 간섭에 의한 냉각유 배출 효율을 저하는 방지할 수 있게 된다.

또한, 도 6에 도시된 바와 같이 상기 2개의 냉각유 배출구를 구획짓는 리브(16)가 형성되어 냉각유 배출구 측에 형성되는 스커트부(17)의지지 강성을 향상시키게 되고, 상기 냉각유 배출구는 응력집중부가 아닌 저하중부에 위치하게 되어, 피스톤 살 두께를 최적화시켜 피스톤의 경량화를 도모할 수 있고, 상기 스커트부의 탄성증대로 내소착성을 향상시킴과 더불어 고착방지성 등도 향상되게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 피스톤 냉각 갤러리구조에 의하면, 쿨링젯으로부터 피스톤으로 엔진오일의 냉각유 공급유량 및 공급효율의 증대로 피스톤의 온도를 효과적으로 저감시켜 피스톤의 내구성을 향상시킬 수 있고, 냉각유 배출구 측에 형성시킨 리브로 스커트부의 강성증대를 도모할 수 있으며, 냉각유 배출구가 응력집중부가 아닌 저하중부에 위치하게 되어 피스톤 살 두께의 최적화로 피스톤의 경량화와 피스톤의 내소착성 향상 및 고착방지를 도모할 수 있도록 등의 효과가 있게 된다.

Claims (3)

1. 피스톤에 길이 방향을 따라서 수직한 방향으로 형성된 냉각유 유입구와, 이 냉각유 유입구와 연통되면서 피스톤의 원주 방향을 따라서 환형을 이루도록 형성된 냉각 갤러리, 상기 냉각 갤러리와 연통되면서 냉각유가 피스톤의 외부로 배출되게 하는 2개의 냉각유 유출구를 구비한 피스톤 냉각 갤러리구조.
2. 제 1항에 있어서, 상기 냉각 갤러리가 피스톤의 원주 방향을 따라서 다수 군데에서 굴곡되게 형성된 것을 특징으로 하는 피스톤 냉각 갤러리구조.
3. 제 2항에 있어서, 상기 2개의 냉각유 배출구는 스커트부의 지지강성을 증대시키는 리브에 의해 구획지워지게 형성된 것을 특징으로 하는 피스톤 냉각 갤러리구조.

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