KR20080103458A - 내연기관용 실린더 헤드 가스켓 - Google Patents

Abstract

가스켓(122)은 내연기관(100)의 크랭크케이스(102)에 형성된 대응의 다수의 실린더 보어(106)에 대응하도록 정렬되는 다수의 제1실린더 개구(402)를 포함한다. 다수의 제2냉각제 개구(404) 및 다수의 제3오일 개구(406)는 가스켓(122)을 형성하는 물질의 기판 시트에 형성된다. 다수의 제4푸시로드 개구(408)는 가스켓(122)의 기판 물질에 형성된다. 다수의 제4푸시로드 개구(408)의 각각은 내경(D)을 갖는 반원형 형태의 관통부(302)와, 내경(d)을 갖는 반원형 형태의 정렬부(304)를 포함한다. 상기 내경(d)은 내경(D) 보다 작다. 상기 관통부(304)는 정렬부(302)에 인접하여 배치된다.

크랭크케이스, 가스켓, 실린더 개구, 냉각제, 푸시로드, 헤드

Description

내연기관용 실린더 헤드 가스켓{CYLINDER HEAD GASKET FOR AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE}

본 발명은 푸시로드의 통과를 허용하며, 상기 푸시로드를 기타 다른 엔진 부품에 대해 정렬시키는 개구를 갖는 실린더 헤드 가스켓(이에 한정되지 않는다)을 포함하는 내연기관에 관한 것이다.

내연기관은 다수의 실린더를 갖는 크랭크케이스를 포함한다. 실린더는 연소로 인한 왕복 운동이 크랭크축을 통해 전달되어 엔진의 토오크 출력을 생성하는 피스톤을 포함한다. 엔진 크랭크케이스는 캐스트 금속으로 제조되며, 다양한 유체를 엔진의 한쪽 위치로부터 다른쪽 위치로 전달하기 위해 그 내부에 일체로 형성되는 통로를 포함한다.

다수의 실린더 각각은 적어도 하나의 입구 밸브 및 출구 밸브와 유체연통된다. 입구 및 출구 밸브의 동작은 엔진 작동중 특정한 피스톤에 대응하도록 형성된다. 입구 및 출구 밸브의 개폐 동작은 캠축 또는 축에 의해 제어되는데, 이러한 축은 엔진과 동시에 회전하며 상기 입구 및 출구 밸브에 기계적으로 연결된 여러 엔진 부품을 가압개방하도록 형성되는 로브를 갖는다.

엔진 형태에 있어서, 다수의 롤러 태핏은 엔진의 캠축에 안착되어 다수의 로브 형상을 따른다. 캠축이 회전함에 따라, 각각의 롤러 태핏은 상하로 반복해서 이동한다. 각각의 롤러 태핏은 푸시로드에 연결되고, 상기 푸시로드는 푸시로드를 통해 각각의 롤러 태핏의 왕복 운동을 실린더에 유체연결된 밸브의 왕복 개폐운동으로 변환하는 기타 다른 부품에 연결된다.

푸시로드의 기능 및 동작으로 인해, 엔진에서 각각의 푸시로드의 적절한 위치 및 정렬을 보장하는 것이 바람직하다. 일부 엔진, 특히 V 형태로 정렬된 두개의 실린더 뱅크를 갖는 엔진은 수평면에 대해 각도를 이루어 지향되는 푸시로드를 갖는다. 이러한 각도는 엔진이 조립될동안 완전히 조립될 때까지 푸시로드가 위치를 벗어나게 한다.

가스켓은 다수의 제1실린더 개구를 가지며, 이러한 실린더 개구는 내연기관의 크랭크케이스에 형성된 다수의 실린더 보어에 각각 대응하도록 배치된다. 다수의 제2냉각제 개구 및 다수의 제3오일 개구는 가스켓을 형성하는 물질의 기판 시트에 형성된다. 다수의 제4푸시로드 개구는 가스켓의 기판 물질에 형성된다. 다수의 제4푸시로드 개구 각각은 내경(D)을 갖는 반원형 형태를 취하는 관통부와, 내경(d)을 갖는 반원형 형태를 취하는 정렬부를 포함한다. 상기 직경(d)은 직경(D) 보다 작다. 상기 관통부는 정렬부에 인접하여 배치되므로, 이들 두개의 개구는 키이홀 형태를 형성한다.

내연기관의 실린더 헤드 가스켓에 정렬 특징부를 연합한 장치와, 엔진에 실린더 헤드를 설치하는 방법이 서술될 것이다. 상기 정렬 특징부는 엔진 조립시 하나이상의 푸시로드를 양호하게 정렬하며, 푸시로드 오정렬에 관한 문제점을 피하게 한다. 이러한 정렬 특징부는 각각의 개구에 푸시로드의 삽입 및 정렬을 허용하는 "키이홀" 형태를 갖는 하나이상의 개구를 포함한다.

도1에는 부분조립된 엔진(100)이 개략적으로 도시되어 있다. 도시된 조립상태의 엔진(100)은 크랭크케이스(102)를 포함하며, 이러한 크랭크케이스에는 크랭크케이스(102)에 형성된 다수의 보어(106)에 다수의 피스톤(104)이 삽입된다. 공지 된 바와 같이 각각의 피스톤(104)은 커넥팅로드(도시않음)를 통해 크랭크케이스(102)에 조립된 크랭크축(도시않음)에 연결된다. 크랭크축은 다수의 롤러 태핏(도시않음)이 안착된 캠축(도시않음)에 작동가능하게 연결된다. 각각의 롤러 태핏은 푸시로드(108)에 연결된다.

각각의 푸시로드(108)는 그 양단부에 연결되는 구형(球形) 조인트(112)를 갖는 신장된 축(110)을 포함한다. 상기 구형 조인트(112)는 대응하는 부분, 즉 전통적으로 한쪽 단부에 있는 롤러 태핏(도시않음)과 다른쪽 단부에 있는 로커 아암(도시않음)의 소켓부에 삽입되며, 엔진(100)의 작동중 그 사이에서 각운동을 허용하도록 정렬 및 구성된다. 도시된 크랭크케이스(102)의 방향에 있어서, 크랭크케이스(102)의 계곡면(114)은 수평면(116)에 있으며, 이것은 이로부터 수직으로 돌출되는 각각의 푸시로드(108)가 수평면(116)에 대해 각도(α)를 이룬다는 것을 의미한다. 도시된 실시예에서, 상기 각도(α)는 45°이다.

엔진(100)의 조립중, 푸시로드(108)는 크랭크케이스(102)의 "화염 데크" 표면(120)과 롤러 태핏 사이에서 이를 통과하는 개구(118)를 통해 삽입된다. 실린더 헤드 가스켓(122)은 실린더 헤드(도시않음)의 설치전에 화염 데크 표면에 배치된다. 전형적인 엔진 배치에 있어서, 푸시로드는 실린더 헤드가 크랭크케이스의 각각의 화염 데크에 연결될동안 그 정렬을 유지하기 위한 제2정렬 특징부를 필요로 한다. 이러한 제2정렬 특징부는 전형적인 외부 특징부로서, 실린더 헤드가 위치될동안 푸시로드를 크랭크케이스(102)의 개구(118)의 내부에 중심잡히게 하며, 또는 선택적으로 두가지 단계로 실린더 헤드의 조심스러운 위치조정을 포함한다. 이러 한 두가지 단계중 첫번째 단계는 푸시로드를 실린더 헤드의 각각의 개구에 삽입하는 것이고, 두번째 단계는 푸시로드의 위치조정을 유지할 동안 실린더 헤드를 크랭크케이스에 정렬하여 두개의 부품을 연결하는 것이다. 크랭크케이스상에서의 실린더 헤드의 조립은 매우 간단하고 속도가 빠르며, 하기에 서술되는 바와 같이 개선된다.

크랭크케이스(102)의 화염 데크(120)에 삽입될 때 실린더 헤드 가스켓 또는 헤드 가스켓(122)의 개략적인 내용이 도2에 도시되어 있다. 헤드 가스켓(122)은 다수의 개구(124)를 가지며, 이러한 개구에 의해 냉각제나 오일 등과 같은 유체는 크랭크케이스(102)로부터 실린더 헤드로 또는 이와는 반대 방향으로 흐를 수 있게 한다. 개구(124)는 유체 누설을 방지하기 위한 밀봉 비드(도시않음)로 둘러싸인다. 적어도 제2개구(126) 세트가 헤드 가스켓(122)에 형성된다. 상기 개구(126)는 헤드 가스켓(122)을 통한 푸시로드(108)의 통로를 허용한다. 개구(126)는 각각의 푸시로드(108)가 각각의 개구(126)를 통해 삽입되도록 양호하게 형성되며, 제2특징부를 갖지 않는 실린더 헤드의 조립을 위해 적절한 위치로 지지된다.

이러한 실시예에서, 각각의 개구(126)는 "키이홀" 형태를 취한다. 키이홀 형태는 도3에 상세히 도시되어 있다. 각각의 개구(126)는 관통부(302)와 지지부 또는 정렬부(304)를 갖는다. 관통부(302)는 내경(D)을 갖는 신장된 반원형 형태를 취한다. 상기 내경(D)은 하나의 푸시로드(108)의 구형 조인트(112)를 통과시킬 정도로 넓다. 정렬부(304)는 내경(d)을 갖는 신장된 반원형 형태를 취한다. 정렬부(304)의 내경(d)은 푸시로드(108)의 신장된 축(110)이 헐거운 끼워맞춤부를 가질 정도로 작다. 엔진(100)의 조립중, 각각의 푸시로드(108)는 푸시로드(108)의 구형 조인트를 개구(126)의 관통부를 통해 삽입하므로써 각각의 개구(126)를 통해 삽입된다. 그후, 각각의 푸시로드(108)는 각각의 롤러 태핏에 대해 안착된 후, 개구(126)의 정렬부(304)의 내부에 정렬된다. 이러한 정렬은 푸시로드(108)의 신장된 축(110)의 세그먼트를 정렬부(304)의 내부에 결합하므로써 달성된다.

도4에는 헤드 가스켓(122)이 개략적으로 도시되어 있다. 도시된 헤드 가스켓(122)은 4개의 실린더 뱅크를 갖는 엔진을 위한, 예를 들어 모두 8개의 실린더를 갖는 V 엔진을 위한 헤드 가스켓이다. 가스켓(122)은 4개의 실린더 개구(402)의 세트와, 상기 실린더 개구(402)를 둘러싸는 다수의 냉각제 개구(404)와, 다수의 개구(406)와, 오일 개구(406) 사이에 배치된 다수의 푸시로드 개구(408)를 포함한다. 또한, 가스켓(122)은 실린더 헤드를 엔진의 크랭크케이스에 조이는데 사용되는 파스너(도시않음)의 통과에 사용되는 다수의 파스너 개구(410)를 갖는다.

이러한 실시예에서, 가스켓(122)은 가스켓(122)을 형성하는 다층 물질의 단일 기판 시트상에 형성된 모두 8개의 푸시로드 개구(408)를 갖는다. 공지된 바와 같이, 엔진의 실린더에 대응하는 적어도 2개의 푸시로드가 있으며, 그중 하나의 푸시로드는 실린더당 하나이상의 흡입 밸브를 작동시키는데 사용되고, 다른 하나의 푸시로드는 하나이상의 배출 밸브를 작동시키는데 사용된다. 가스켓(122)의 사용은 V8 엔진의 각각의 뱅크에 대응하는 모두 8개의 푸시로드의 정렬이 동시에 이루어질 수 있게 하며, 엔진은 실린더 헤드가 크랭크케이스에 배치되기 전에 조립된다.

도5에는 실린더 헤드를 엔진의 크랭크케이스에 배치하기 위한 방법이 도시되어 있다. 단계(502)에 있어서 크랭크축, 피스톤, 커넥팅로드, 캠축, 롤러 태핏 등과 같은 다양한 부품들은 실린더 헤드의 조립에 대비하여 크랭크케이스에 조립된다. 가스켓은 단계(504)에서 엔진의 실린더 뱅크의 화염 데크상에 배치 및 정렬된다. 다수의 푸시로드가 엔진상에 조립되고, 각각의 푸시로드는 단계(506)에서 가스켓에서의 대응 개구의 관통부를 통해 삽입된다. 단계(508)에서, 각각의 푸시로드는 대응의 태핏에 결합된다. 단계(510)에서, 각각의 푸시로드는 가스켓에서의 각각의 대응 개구의 정렬부와 결합된 푸시로드의 신장된 축의 일부를 가지므로써, 가스켓에 대해 정렬된다. 단계(512)에서, 엔진의 실린더 뱅크에 대응하는 모든 푸시로드가 결합 및 정렬된 후, 실린더 헤드가 가스켓 위에 배치되어 크랭크케이스와 정렬되고, 푸시로드와 결합되어, 엔진에 조여진다.

본 발명은 양호한 실시예를 참조로 서술되었기에 이에 한정되지 않으며, 본 기술분야의 숙련자라면 첨부된 청구범위로부터의 일탈없이 본 발명에 다양한 변형과 수정이 가해질 수 있음을 인식해야 한다.

도1은 본 발명에 따른 가스켓의 개구를 통해 삽입된 푸시로드를 갖는 부분조립된 엔진을 개략적으로 도시한 도면.

도2는 도1의 부분조립된 엔진을 상세히 도시한 도면.

도3은 본 발명에 따른 가스켓의 키이홀 개구를 개략적으로 도시한 도면.

도4는 본 발명에 따른 푸시로드를 위한 키이홀 형태의 개구를 갖는 실린더 헤드 가스켓을 개략적으로 도시한 도면.

도5는 본 발명에 따른 가스켓을 사용하는 내연기관의 크랭크케이스에 실린더 헤드를 조립하는 방법을 도시한 흐름도.

Claims (9)

1. 크랭크케이스와 실린더 헤드 사이에서 내연기관에 사용하기 위한 가스켓에 있어서,

   크랭크케이스에 형성된 다수의 제1실린더 보어에 대응하도록 정렬된 다수의 제1실린더 개구와,

   다수의 제2냉각제 개구와, 가스켓을 형성하는 물질의 기판 시트에 형성된 다수의 제3오일 개구와,

   가스켓의 기판 물질에 형성된 다수의 제4푸시로드 개구를 포함하며,

   상기 다수의 제4푸시로드 개구 각각은 내경(D)을 가지며 반원형 형태를 취하는 관통부와, 내경(d)을 가지며 반원형 형태를 취하는 정렬부를 포함하며; 상기 내경(d)은 내경(D) 보다 크며, 상기 관통부는 정렬부에 인접하여 배치되는 것을 특징으로 하는 가스켓.
2. 제1항에 있어서, 내연기관은 V 형태로 정렬된 다수의 제5실린더를 갖는 엔진이며, 상기 다수의 제4개구는 다수의 제5실린더의 각각에 대응하는 두개의 개구를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스켓.
3. 제1항에 있어서, 가스켓은 내연기관의 실린더 헤드와 크랭크케이스 사이에 배치되도록 정렬 및 구성되는 것을 특징으로 하는 가스켓.
4. 캠축과 작동가능하게 결합된 다수의 태핏을 갖는 크랭크케이스와,

   크랭크케이스의 화염 데크 표면과 접촉하도록 배치되는 가스켓과,

   크랭크케이스에서 다수의 푸시로드 통로중 하나에 배치되는 적어도 하나의 푸시로드를 포함하며,

   상기 캠축은 크랭크케이스내에 배치되고, 상기 크랭크케이스는 크랭크케이스의 화염 데크 표면에 형성된 다수의 대응 개구중 하나와 다수의 태핏 각각을 기계적으로 연결하는 다수의 푸시로드 통로를 형성하며; 가스켓에서 다수의 푸시로드 개구 각각은 대응하는 다수의 화염 데크 각각과 정렬되며; 상기 적어도 하나의 푸시로드는 푸시로드의 말단부에 각각 배치되는 구형 조인트 세트를 가지며, 푸시로드의 신장된 축은 구형 단부의 세트들 사이에 배치되고, 구형 단부의 세트중 하나는 다수의 패킷중 하나와 결합되고, 신장된 축의 세그먼트는 가스켓에서 다수의 개구중 하나를 통과하며; 가스켓에서 각각의 푸시로드 개구는 적어도 하나의 푸시로드의 구형 조인트 세트중 어느 하나의 통과를 허용하기에 충분히 큰 관통부를 가지며, 가스켓에서 각각의 개구는 헐거운 끼워맞춤부를 갖는 적어도 하나의 푸시로드의 신장된 축의 세그먼트와 결합하기에 충분히 작은 정렬부를 갖는 것을 특징으로 하는 내연기관.
5. 제4항에 있어서, 각각의 푸시로드 개구의 관통부는 내경(D)을 갖는 반원형 형태를 취하는 것을 특징으로 하는 내연기관.
6. 제5항에 있어서, 각각의 푸시로드 개구의 정렬부는 내경(d)을 갖는 반원형 형태를 취하는 것을 특징으로 하는 내연기관.
7. 제6항에 있어서, 정렬부의 내경(d)은 관통부의 내경(D) 보다 작은 것을 특징으로 하는 내연기관.
8. 제4항에 있어서, 각각의 푸시로드 개구의 정렬부 사이에서의 헐거운 끼워맞춤부는 배치되어 있는 신장된 축의 세그먼트의 왕복 운동을 허용할 수 있도록 큰 것을 특징으로 하는 내연기관.
9. 내연기관의 크랭크케이스에 실린더 헤드를 조립하는 방법에 있어서,

   다수의 태핏을 포함하는 다양한 엔진 부품을 실린더 헤드의 조립에 대비하여 크랭크케이스에 조립하는 단계와,

   크랭크케이스의 실린더 뱅크의 화염 데크에 가스켓을 배치 및 정렬하는 단계와,

   가스켓에서 대응의 개구의 관통부를 통해 적어도 하나의 푸시로드를 삽입하므로써 엔진에 적어도 하나의 푸시로드를 조립하는 단계와,

   적어도 하나의 푸시로드를 다수의 태핏중 적어도 하나와 결합하는 단계와,

   푸시로드의 신장된 축의 세그먼트를 가스켓에서의 대응 개구의 정렬부와 결 합하므로써, 적어도 하나의 푸시로드를 가스켓에 대해 정렬하는 단계와,

   실린더 헤드를 가스켓에 배치하고, 크랭크케이스에 대해 실린더 헤드를 정렬하고, 엔진상에서 실린더 헤드를 조이는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 실린더 헤드 조립방법.

Images