KR20090068790A - Apparatus for cooling oil gallery of engine - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 오일 갤러리 안에서의 온도차를 줄여 각각의 베어링과 캠 부시로 유입되는 오일의 온도를 균일하게 하면서 오일을 오일 갤러리에서 추가 냉각시킴으로써 피스톤 냉각 성능을 향상시키는 엔진의 오일 갤러리 냉각 장치에 관한 것이다. The present invention relates to an oil gallery cooling apparatus of an engine that improves piston cooling performance by further cooling oil in an oil gallery while reducing the temperature difference in the oil gallery to equalize the temperature of oil flowing into each bearing and cam bush.
일반적으로 엔진은 수많은 부품들로 구성되어 있고 엔진의 구동부에서는 금속과 금속이 접촉하면서 운동하고 있다. 금속과 금속이 접촉하여 운동할 경우 마찰에 의한 열이 각 구동부에 발생하는데 이 열에 의한 금속의 손상과 파손을 막기 위해 냉각수를 사용하게 된다. 사용된 냉각수는 각 부분의 열을 식히고 윤활유 즉 오일을 순환시켜 각 부분의 마찰을 감소시키며 냉각시킨다. In general, the engine is composed of a number of parts, and the moving part of the engine is moving in contact with the metal. When the metal moves in contact with the metal, frictional heat is generated in each drive unit, and cooling water is used to prevent the metal from being damaged and damaged by the heat. The coolant used cools the heat of each part and circulates lubricating oil or oil to reduce the friction of each part.
일반적인 엔진에 적용되는 오일 순환에 의한 냉각은 오일 팬에 모인 오일을 오일펌프를 이용하여 엔진의 각 부분으로 보냄으로써 수행되는데, 이 오일 펌프는 엔진의 크랭크 샤프트와 기어로 연결됨으로써 엔진 구동력에 의해 작동된다. 오일은 최초 오일펌프를 통과하여 오일 냉각기로 들어가 냉각수와의 열전달을 통해 냉 각된 후 오일 여과기를 거친다. 오일 여과기를 거친 오일은 실린더 블록의 오일 갤러리로 이동하는데, 여기서 일부 오일은 오일 스프레이 노즐을 통하여 피스톤을 냉각시킨 다음 오일 팬으로 떨어지고 나머지 오일은 베어링과 캡 부시를 통과한 후 실린더 헤드로 올라가 로커 암을 윤활하고 오일 팬으로 떨어진다. Cooling by oil circulation, which is applied to a general engine, is performed by sending oil collected in an oil pan to each part of the engine using an oil pump, which is driven by engine driving force by being connected to the crankshaft and gear of the engine. do. The oil passes through the original oil pump, enters the oil cooler, cools down by heat transfer to the coolant, and then passes through the oil filter. The oil through the oil filter is transferred to the oil gallery of the cylinder block, where some oil cools the piston through the oil spray nozzle and then falls into the oil pan and the remaining oil passes through the bearings and cap bushes and then goes up to the cylinder head to the rocker arm Lubricate and drop into oil pan.
그러나 이와 같이 종래의 구성에 따르면, 오일 냉각기를 통과한 이후의 오일 온도는 오일이 직접 닿는 부분과의 열교환뿐만 아니라 엔진 폭발에 의한 열, 엔진 룸 안의 온도 등으로 인하여 계속 증가하게 된다. 특히, 오일이 오일 갤러리를 지나 각 베어링과 캠 축 부시로 이동할 때, 위치에 따른 온도차이로 인하여 각각의 베어링과 캠 축 부시에 전달되는 오일의 온도는 달라진다. 따라서 이와 같은 불균일한 오일의 온도는 바람직하지 않으므로 개선해야 한다. However, according to the conventional configuration as described above, the oil temperature after passing through the oil cooler continues to increase due to heat caused by the engine explosion, the temperature in the engine room, and the like, as well as heat exchange with the portion where the oil directly touches. In particular, when oil travels through the oil gallery to each bearing and camshaft bush, the temperature difference of the position causes the temperature of the oil delivered to each bearing and camshaft bush to vary. The temperature of such non-uniform oils is therefore undesirable and should be improved.
예컨대, 도 1에 도시된 오일 갤러리가 장착된 일반적인 엔진 실린더의 단면도를 참조하면, 엔진 실린더(10)는 실린더 블록(12)의 중앙으로는 실린더 보어(14)가 관통되고, 실린더 보어(14)의 양측 주변에는 냉각수가 통과되도록 하기 위한 워터 재킷(16)이 형성된다. For example, referring to a cross-sectional view of a typical engine cylinder equipped with an oil gallery shown in FIG. 1, the
실린더 블록(12)의 크랭크 케이스 일측으로는 오일펌프에서 펌핑된 오일이 안내되기 위한 오일 갤러리(18)가 형성된다. 오일 갤러리(18)는 파이프로서, 실린더 블록(12) 내로 연장되어 형성된다. One side of the crankcase of the
그리고 오일 갤러리(18)의 도중에는 각 연소실마다 피스톤의 하부측을 통해 실린더 보어(14) 안으로 오일이 분사될 수 있도록 하기 위한 오일 스프레이 노즐(22)이 형성된다. In the middle of the
또한, 오일 갤러리(18)와 오일 스프레이 노즐(22) 사이에는 릴리즈 밸브(20)가 설치되어, 오일의 압력이 낮을 경우에는 오일이 분사되지 않도록 단속한다. In addition, the
이와 같은 구성에서, 오일 갤러리(18)로 이동해 온 엔진 오일은 이동 과정에서 엔진의 각 부분(도시 생략)과의 열전달 등을 통해 그 온도가 상승한 상태가 된다. 또한, 이동 과정에서 온도가 상승할 때, 오일은 불균일하게 온도가 상승한다. In such a configuration, the engine oil that has moved to the
따라서, 오일을 이와 같은 상태 그대로 실린더 보어(14)에 분사하여 메인 베어링(도시 생략)과 캠 부시(도시 생략)에 공급하는 것은 바람직하지 않다. 다시 말하면, 분사 이전에 오일을 냉각시키고 오일의 온도를 균일하게 하는 것이 요망된다. Therefore, it is not preferable to inject the oil into the cylinder bore 14 in such a state and supply it to the main bearing (not shown) and the cam bush (not shown). In other words, it is desired to cool the oil and to even out the temperature of the oil before spraying.
본 발명은 상술한 바와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 오일 갤러리 안에서의 온도차를 줄여 각각의 베어링과 캠 부시로 유입되는 오일의 온도를 균일하게 하기 위한 것이다. The present invention has been made in view of the above-described point, and an object of the present invention is to reduce the temperature difference in the oil gallery to uniformize the temperature of oil flowing into each bearing and cam bush.
본 발명의 다른 목적은 오일을 오일 갤러리에서 추가 냉각시킴으로써 피스톤 냉각 성능을 향상시키는 것이다. Another object of the present invention is to improve piston cooling performance by further cooling the oil in the oil gallery.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 엔진의 오일 갤러리 냉각 장치는 엔진의 실린더 블록(102) 내부에 형성된 워터 재킷(106)와 연결되도록 실린더 블록(102) 내부에 구비되며 엔진의 실린더 보어(104)에 오일을 공급하는 공급부를 구비하는 오일 갤러리(108); 및 상기 워터 재킷(106)으로부터 오일 갤러리(108) 둘레로 연장된 열교환 영역(106a)을 포함하여 구성되며, 상기 열교환 영역(106a)에서 상기 오일 갤러리(108) 내의 오일과 상기 워터 재킷(106) 내의 냉각수 사이에 열교환이 일어나는 것을 특징으로 한다.The oil gallery cooling apparatus of the engine according to the present invention for achieving the object as described above is provided in the
또한, 상기 오일 갤러리(108)는 워터 재킷(106) 내의 냉각수와 직접 접촉하는 것을 방지하도록 열교환 영역(106a) 내에서 오일 갤러리(108)를 둘러싸도록 구성된 오일 갤러리 파이프(102a);와 상기 오일파이프와 연통되는 오일 유로(113);와 상기 오일 유로(113)와 연통되어 오일 갤러리 파이프(102a)내의 오일을 실린더 보어(104)에 공급하는 오일스프레이 노즐(112); 및 상기 오일 유로(113)내에 설치되 어 오일 갤러리 파이프(102a)내의 오일이 소정압력 이상일 때에만 오일 유로(113)를 개방하여 오일스프레이 노즐(112)에 오일이 공급될 수 있도록하는 릴리프밸브(110)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 과제 해결 수단에 의하면, 오일 갤러리 내의 오일과 워터 재킷의 열교환 영역에 접촉한 냉각수 사이에서 열교환이 이루어지도록 할 수 있다. According to the problem solving means according to the present invention as described above, it is possible to heat exchange between the oil in the oil gallery and the cooling water in contact with the heat exchange area of the water jacket.
이를 통해 오일 갤러리 안에서의 온도차를 줄여 각각의 베어링과 캠 부시로 유입되는 오일의 온도를 균일하게 할 수 있다. 또한, 오일 갤러리에서 오일을 추가 냉각시킴으로서 피스톤 냉각 성능을 향상시킬 수 있다. This reduces the temperature difference in the oil gallery and makes the temperature of the oil flowing into each bearing and cam bush even. In addition, the piston cooling performance can be improved by further cooling the oil in the oil gallery.
아울러, 오일 갤러리가 워터 재킷 내의 냉각수와 직접 접촉하지 못하도록 오일 갤러리를 삽입부에 삽입함으로써, 오일 갤러리와 냉각수 사이에 기포가 생기는 것을 방지할 수 있다. In addition, by inserting the oil gallery into the insert portion such that the oil gallery does not directly contact the cooling water in the water jacket, bubbles can be prevented from being generated between the oil gallery and the cooling water.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진의 오일 냉각 시스템에 대하여 상세히 설명한다. Hereinafter, an oil cooling system of an engine according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명에 따른 오일 갤러리 냉각 장치가 장착된 엔진 실린더의 단면도이며, 도 3은 도 2의 A 부분의 확대도이다. 2 is a cross-sectional view of an engine cylinder equipped with an oil gallery cooling device according to the present invention, and FIG. 3 is an enlarged view of portion A of FIG.
도 2와 도 3에 도시한 것과 같이, 엔진 실린더(100)는 실린더 블록(102)의 중앙으로 실린더 보어(104)가 관통되고, 실린더 보어(104)의 양측 주변에는 냉각수 가 통과되도록 하기 위한 워터 재킷(106)이 형성된다. As shown in FIG. 2 and FIG. 3, the
실린더 블록(102)의 크랭크 케이스 일측으로는 오일펌프에서 펌핑된 오일이 안내되기 위한 오일 갤러리(108)가 형성된다. 오일 갤러리(108)는 실린더 블록(102) 내로 연장되도록 형성되고, 관 형태를 갖는다. One side of the crankcase of the
그리고 오일 갤러리(108)의 도중에는 각 연소실마다 피스톤의 하부측을 통해 실린더 보어(104) 안으로 오일이 분사될 수 있도록 하기 위한 오일 스프레이 노즐(112)이 형성된다. In the middle of the
이때, 도 3에 상세히 도시한 것과 같이, 워터 재킷(106)의 하부가 하향 연장되고 확장되어 오일 갤러리(108)의 일부를 둘러싼 열교환 영역(106a)을 형성하고 있다. 이 열교환 영역(106a)에서 오일 갤러리(108) 내의 오일과 워터 재킷(106) 내의 냉각수 사이에 열교환이 발생하게 된다. At this time, as shown in detail in FIG. 3, the lower portion of the
또, 실린더 블록(102)의 일부는 오일 갤러리(108)가 워터 재킷(106)과 직접 접촉하는 것을 방지하도록 오일 갤러리(108)의 대부분을 둘러싸는 오일 갤러리 파이프(102a)를 형성하게 된다. 오일 갤러리 파이프(102a)는 실린더 블록(102)과 일체로 형성되고 오일 갤러리(108)가 삽입되는 관으로 형성된다. In addition, a portion of the
따라서, 오일 갤러리(108)는 실린더 블록(102)의 오일 갤러리 파이프(102a)에 삽입된 상태로 열교환 영역(106a)을 통해 연장되고 일부 영역에서만 하부의 오일 스프레이 노즐(112)과 연결된다. Thus, the
한편, 오일의 압력이 낮을 경우에는 오일이 분사되지 않도록 단속하기 위해서, 오일 갤러리(108)와 오일 스프레이 노즐(112) 사이에는 릴리즈 밸브(110)가 설 치되어 있다. 릴리즈 밸브(110)는 볼과 스프링 등으로 구성되는데, 그 구성은 본 발명의 기술분야에 속하는 자에게 자명한 사항인 바 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다. On the other hand, when the pressure of the oil is low, the
이하, 전술한 바와 같이 구성된 본 발명의 오일 갤러리 냉각 장치의 기능을 설명한다. Hereinafter, the function of the oil gallery cooling device of the present invention configured as described above will be described.
엔진 오일은 오일 냉각기를 거친 후 오일 갤러리(108)로 이동되는데 이 과정에서 엔진 내의 각 부분과의 열전달 등을 통해 오일의 온도는 상승하게 된다. 하지만, 도 2와 도 3에서와 같이, 본 발명에서는 실린더 블록(102)에 오일 갤러리 파이프(102a)와 이를 둘러싸는 열교환 영역(106a)을 형성하고 오일 갤러리 파이프(102a)에 오일 갤러리(108)를 삽입한 상태로 엔진 실린더(100)를 주조할 수 있다. The engine oil is moved to the
이와 같이 하면, 오일 갤러리(108)에 흐르는 엔진 오일은 열교환 영역(106a)의 냉각수에 의해 항시 냉각이 가능하게 된다. 이렇게 냉각된 오일은 각각의 베어링과 캠 부시에 균일한 온도의 오일을 공급할 수 있게 한다. In this way, the engine oil flowing through the
또한, 오일 갤러리(108)에서 추가 냉각된 오일이 오일 릴리즈 밸브(110)와 오일 스프레이 노즐(112)을 거치면서 실린더 보어(104) 내의 피스톤(도시 생략)으로 분사되어 피스톤 냉각 성능을 향상 시킬 수 있다. 실린더 블록(102)을 제작할 때 오일 갤러리(108)를 오일 갤러리 파이프(102a)에 삽입한 이유는 오일 갤러리(108)와 냉각수 사이의 얇은 벽에 기포가 발생하여 혼합이 이루어질 위험이 있기 때문이다. In addition, the oil further cooled in the
이와 같이, 본 발명은 오일 갤러리 내의 오일과 워터 재킷의 열교환 영역의 냉각수 사이에 열교환이 이루어지도록 할 수 있다. As such, the present invention allows heat exchange between the oil in the oil gallery and the cooling water in the heat exchange area of the water jacket.
또한, 오일 갤러리 안에서의 온도차를 줄여 각각의 베어링과 캠 부시로 유입되는 오일의 온도를 균일하게 할 수 있으며, 오일 갤러리에서 오일을 추가 냉각시킴으로서 피스톤 냉각 성능을 향상시킬 수 있다. In addition, it is possible to reduce the temperature difference in the oil gallery to uniformize the temperature of the oil flowing into each bearing and cam bush, and to improve the piston cooling performance by further cooling the oil in the oil gallery.
아울러, 오일 갤러리가 워터 재킷 내의 냉각수와 직접 접촉하지 못하도록 오일 갤러리를 삽입부에 삽입함으로써, 오일 갤러리와 냉각수 사이에 기포가 생기는 것을 방지할 수 있다. In addition, by inserting the oil gallery into the insert portion such that the oil gallery does not directly contact the cooling water in the water jacket, bubbles can be prevented from being generated between the oil gallery and the cooling water.
이상, 본 발명의 특정 실시예에 대하여 상술하였지만, 본 발명의 사상 및 범위는 이러한 특정 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 것이다. Although specific embodiments of the present invention have been described above, the spirit and scope of the present invention are not limited to the specific embodiments, and various modifications and changes can be made without departing from the spirit of the present invention. Those skilled in the art will understand.
따라서, 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. Therefore, since the embodiments described above are provided to completely inform the scope of the invention to those skilled in the art, it should be understood that they are exemplary in all respects and not limited. The invention is only defined by the scope of the claims.
도 1은 오일 갤러리가 장착된 일반적인 엔진 실린더의 단면도. 1 is a cross-sectional view of a typical engine cylinder equipped with an oil gallery.
도 2는 본 발명에 따른 오일 갤러리 냉각 장치가 장착된 엔진 실린더의 단면도. 2 is a cross-sectional view of an engine cylinder equipped with an oil gallery cooling device according to the present invention.
도 3은 도 2의 A 부분의 확대도. 3 is an enlarged view of a portion A of FIG. 2.
<도면의 주요 참조부호에 대한 설명><Description of main reference numerals in the drawings>
100: 엔진 실린더 102: 실린더 블록100: engine cylinder 102: cylinder block
102a: 오일 갤러리 파이프 104: 실린더 보어102a: oil gallery pipe 104: cylinder bore
106: 워터 재킷 106a: 열교환 영역106:
108: 오일 갤러리 110: 릴리즈 밸브108: oil gallery 110: release valve
112: 오일 스프레이 노즐 113: 오일 유로112: oil spray nozzle 113: oil flow path
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2007
- 2007-12-24 KR KR1020070136549A patent/KR20090068790A/en not_active Application Discontinuation
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KR101534944B1 (en) * | 2013-11-20 | 2015-07-07 | 현대자동차주식회사 | Cooling device for oil jet of vehicle |
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