KR20100047309A - 내연 기관용 실린더 크랭크케이스 - Google Patents

Abstract

본 발명은 일렬로 배치되고 웨브(2, 3, 4)를 통해 서로 결합된 적어도 두 개의 실린더 자켓(5, 6, 7)을 포함하는 일체형 실린더 자켓 시스템(9)이 다이캐스팅 공법으로 주조되는 내연 기관용 실린더 크랭크케이스(1)에 관한 것이다. 본 발명의 목적은 높은 열부하 및 기계적 부하를 견딜 수 있는 실린더 자켓 시스템을 구비하고 저렴하게 제조가 가능한 실린더 크랭크케이스를 제공하는 것이다. 본 발명에서는 실린더 자켓 시스템(9)의 측면이 거친 구조를 가지며 실린더 크랭크케이스(1)에 의해 형성된 외측 케이싱(26)에 의해 감싸이고 웨브(2, 3, 4)에는 냉각수의 유입 및 배출을 위한 개구(31, 32)를 포함하는 각각 하나의 냉각수 유로(14, 15, 16)가 형성되어 있고 적어도 하나의 개구(32)가 외측 케이싱(26)을 통해 워터 자켓을 위한 홈(25)에 연결된다.

Description

내연 기관용 실린더 크랭크케이스{CYLINDER CRANK CASE FOR AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE}

본 발명은 청구항 1항의 전제부에 설명된 내연 기관용 실린더 크랭크케이스에 관한 것이다.

PCT 출원 WO 2004/009986 A1에는 다이캐스팅 공법으로 제조된 내연 기관용 실린더 크랭크케이스가 공개되어 있다. 이 실린더 크랭크케이스에는 일렬로 배치되고 웨브를 통해 서로 결합된 복수의 실린더 자켓을 포함하는 실린더 자켓 시스템이 주조되어 있다. 냉각을 위해 실린더 자켓 및 웨브를 서로 연결하고 워터 자켓을 형성하는 냉각 채널이 형성되어 있다. 하지만 그 단점 중 하나는 그에 존재하는 냉각 채널을 포함하는 실린더 자켓의 제조가 매우 복잡하다는 것이다. 다른 단점은, 채널의 영역에 있는 매우 얇은 실린더 자켓이 주조 중에 손상되지 않도록 하기 위하여 채널이 다이캐스팅 공정 중에 샌드 또는 염으로 채워지는 경우에만 실린더 자켓은 그 측벽에 형성된 채널과 함께 다이캐스팅 공정으로 제조되는 실린더 크랭크케이스에 주조가 가능하다는 것이다.

따라서 본 발명의 목적은, 전술된 종래 기술의 단점을 극복하고, 다이캐스팅 공정으로 실린더 크랭크케이스에 주조하기 위한 높은 열부하 및 기계적 부하를 견딜 수 있는 실린더 자켓 시스템을 구비하고 저렴하게 제조 가능한 실린더 크랭크케이스를 제공하는 것이다.

이 목적은 독립항에 명시한 특징들을 통해 달성된다. 본 발명의 바람직한 실시 형태는 종속항에 설명된다.

안정적인 구조를 가지며 저렴하게 제조가 가능하고, 그 실린더 벽에 형성된 채널을 갖지 않는 괴상 재료의 실린더 자켓이 사용된다. 이외에도 방사상 외측 측면의 거친 구조는 특히 웨브와 외측 케이싱 사이의 경계면 영역에서 웨브 및 외측 케이싱을 통해 이 영역에서 안내되는 냉각수 유로를 냉각수가 유출되지 않게 밀봉한다.

본 발명은, 전술된 종래 기술의 단점을 극복하고, 다이캐스팅 공정으로 실린더 크랭크케이스에 주조하기 위한 높은 열부하 및 기계적 부하를 견딜 수 있는 실린더 자켓 시스템을 구비하고 저렴하게 제조 가능한 실린더 크랭크케이스를 제공하는 효과가 있다.

본 발명의 몇몇 실시예는 하기 도면을 통해 설명된다. 도면은 다음과 같다.
도 1은 실린더 자켓 시스템 내에 배치된 복수의 실린더 자켓을 포함하는 부분 절개된 실린더 크랭크케이스를 나타낸다.
도 2는 두 개의 막힌 구멍을 포함하는 냉각수 유로의 확대도를 나타낸다.
도 3은 웨브 및 웨브의 양측에 존재하는 외측 케이싱을 통해 안내되며, 관통 구멍을 포함하는 냉각수 유로의 다른 형태를 나타낸다.

도 1에는 선택된 도시에서 부분적으로 절개되고 절개면이 음영으로 처리된 실린더 크랭크케이스(1)가 도시되어 있다. 실린더 크랭크케이스(1)는 아공정 알루미늄-실리콘 합금으로 이루어지며 다이캐스팅 공법으로 제조된다. 이 실린더 크랭크케이스(1)에는 일렬로 배치되고 웨브(2, 3, 4)를 통해 서로 결합되는 실린더 자켓(5, 6, 7)이 함께 주조되므로 하나의 실린더 자켓 시스템(9)이 형성된다. 실린더 크랭크케이스의 부분 절개된 이 도시에서는 세 개의 실린더 자켓(5, 6, 7)을 확인할 수 있다.

실린더 크랭크케이스(1)는 오일 환류관(17, 18, 19, 20) 및 다른 체결 구멍(21, 22, 23, 24)을 포함한다. 이외에도 실린더 크랭크케이스(1)에는 워터 자켓을 위한 홈(25)이 형성되어 있고 이 냉각 목적을 위해 실린더 자켓(5, 6, 7)이 이 홈에 의해 감싸인다. 실린더 자켓(5, 6, 7) 측에서는 홈(25)이 외측 케이싱(26)에 의해 한정되고 실린더 자켓(5, 6, 7) 및 그 사이에 배치된 웨브(2, 3, 4)가 이 외측 케이싱에 의해 감싸여 있으므로 도 1에 따른 실시예에서는 건조된 실린더 자켓(5, 6, 7)이 존재한다.

특히 도 2에 정확하게 도시된 바와 같이 실린더 자켓(5, 6, 7)의 방사상 외측 외피면(10, 11, 12)은 언더컷을 갖는 0.2 mm 내지 1.5 mm 깊이의 거친 구조를 갖는다. 본 실시예에서 거친 구조의 깊이는 평균 0.5 mm이다. 외피면(10, 11, 12)의 거친 구조로 인해 실린더 자켓(5, 6, 7)과 실린더 크랭크케이스(1)의 외측 케이싱(26) 사이에서 마찰 결합이 이루어진다.

실린더 자켓(5, 6, 7)에 의해 형성된 실린더 자켓 시스템(9)은 저압 주조 공법 또는 중력 주조 공법으로 제조된다. 이를 위해 알루미늄 외에 15% 내지 21%의 실리콘, 1% 내지 5%의 마그네슘 및 2% 내지 5%의 구리를 포함하는 과공정 알루미늄-실리콘 합금이 사용된다. 알루미늄-실리콘 합금은 0.7% 내지 1.5%의 철 및 0.3% 내지 0.7%의 망간을 포함할 수 있다.

실린더 자켓(5, 6, 7)의 개선된 냉각을 위해 웨브(2, 3, 4)에는 냉각수 유로(14, 15, 16)가 형성되어 있다.

도 2에 확대도로 도시된 냉각수 유로(16)는 다른 냉각수 유로(14, 15)와 마찬가지로 웨브(4)의 실린더 헤드측 정면(30)에서 개구(31)를 가지며 웨브(4)의 실린더 헤드측 정면(30)에 형성된 제1 막힌 구멍(27) 및 외측 케이싱(26)에서 개구(32)를 가지며 홈(25)의 실린더 자켓측 경계면(28)에서부터 외측 케이싱(26)을 거쳐 웨브(4)에 형성된 제2 막힌 구멍(29)을 포함하며, 제2 막힌 구멍(29)이 제1 막힌 구멍(27)의 하단 단부에 연결되도록 양측 막힌 구멍(27, 29)이 정렬되어 있다. 본 실시예에서 막힌 구멍(27, 29)은 2.5 mm의 직경을 가지며 웨브(2, 3, 4)의 폭은 각각 7 mm이다.

본 실시예에서 냉각 수단, 냉각수의 흐름은 냉각수 유로(16)(도 2 참조)에서 화살표(31, 32)의 방향으로 이루어지는데, 그 이유는 도면에 도시되지 않은 실린더 헤드가 실린더 크랭크케이스(1)에 부착된 상태인 완성된 내연 기관에서 홈(25)에 존재하는 냉각수의 압력이 냉각수의 일부를 막힌 구멍(29, 27)을 통해 밀어내고 이로써 최대 열부하가 가해지는 내연 기관 부분 중 하나인 웨브(4)의 상단 영역을 냉각시키기에 충분하기 때문이다.

도 3은 웨브(2, 3, 4)에 형성된 냉각수 유로(33)가 외측 케이싱(26)을 거쳐 워터 자켓을 위한 홈(25)에 연결되는 두 개의 개구(34, 35)를 포함하는 실린더 크랭크케이스(1)의 형태를 나타낸다. 부식을 통해 냉각수 유로(14, 15, 16 및 33) 및 막힌 구멍(27, 29)의 제조가 가능하다.

1 실린더 크랭크케이스
2, 3, 4 웨브
5, 6, 7 실린더 자켓
9 실린더 자켓 시스템
10, 11, 12 실린더 자켓의 외피면
14, 15, 16 냉각수 유로
17, 18, 19, 20 오일 환류관
21, 22, 23, 24 체결 구멍
25 워터 자켓을 위한 홈
26 외측 케이싱
27 제1 막힌 구멍
28 경계면
29 제2 막힌 구멍
30 웨브(4)의 정면
31,32 냉각수 유로(16)의 개구
33 냉각수 유로
34, 35 냉각수 유로(33)의 개구

Claims (9)

1. 알루미늄-실리콘 합금 재질의 내연 기관용 실린더 크랭크케이스(1)로서, 일렬로 배치되고 웨브(2, 3, 4)를 통해 서로 결합된 최소한 두 개의 실린더 자켓(5, 6, 7)을 포함하는 과공정 알루미늄-실리콘 합금 재질의 일체형 실린더 자켓 시스템(9)이 다이캐스팅 공법으로 주조되며, 부분적으로 실린더 자켓(5, 6, 7)의 방사상 외측 외피면(10, 11, 12) 및 부분적으로 웨브(2, 3, 4)의 경계면에 의해 형성된 실린더 자켓 시스템(9) 측면이 거친 구조를 갖는 실린더 크랭크케이스(1)에 있어서,
   실린더 자켓 시스템(9)의 측면이 실린더 크랭크케이스(1)에 의해 형성된 외측 케이싱(26)에 의해 감싸이고, 이 외측 케이싱이 실린더 자켓측에서 실린더 크랭크케이스(1)에 형성된 워터 자켓용 홈(25)을 한정하며, 각각의 웨브(2, 3, 4)에는 냉각 수단의 유입 및 배출을 위한 개구(31, 32, 34, 35)를 포함하는 최소한 하나의 냉각수 유로(14, 15, 16, 33)가 형성되며 최소한 하나의 개구(32, 34, 35)가 외측 케이싱(26)을 거쳐 워터 자켓용 홈(25)에 연결되는 것을 특징으로 하는 실린더 크랭크케이스(1).
2. 제1항에 있어서, 상기 냉각수 유로(33)가 외측 케이싱(26)을 거쳐 워터 자켓용 홈(25)에 연결되는 두 개의 개구(34, 35)를 포함하는 것을 특징으로 하는 실린더 크랭크케이스(1).
3. 제1항에 있어서, 상기 냉각수 유로(14, 15, 16)가 두 개의 개구(31, 32)를 포함하며, 그 중 하나의 개구(31)는 각 웨브(2, 3, 4)의 실린더 헤드측 정면(30)에 연결되고 다른 개구(32)는 외측 케이싱(26)을 거쳐 워터 자켓용 홈(25)에 연결되는 것을 특징으로 하는 실린더 크랭크케이스(1).
4. 제3항에 있어서, 상기 냉각수 유로(14, 15, 16)가 각 웨브(2, 3, 4)의 실린더 헤드측 정면에 형성된 제1 막힌 구멍(27) 및 워터 자켓용 홈(25)의 실린더 자켓측 경계면(28)에서부터 외측 케이싱(26)을 거쳐 각 웨브(2, 3, 4)에 형성된 제2 막힌 구멍(29)을 각각 포함하며 제1 막힌 구멍(27)의 구멍 단부가 제2 막힌 구멍(29)의 구멍 단부에 연결되도록 제1 및 제2 막힌 구멍(27, 29)이 배치되는 것을 특징으로 하는 실린더 크랭크케이스(1).
5. 제4항에 있어서, 제1 및 제2 막힌 구멍(27, 29)의 직경이 2 내지 4 mm이며 웨브(2, 3, 4)의 폭은 5 내지 8 mm인 것은 특징으로 하는 실린더 크랭크케이스(1).
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 냉각수 유로(14, 15, 16, 33)가 부식을 통해 제조되는 것을 특징으로 하는 실린더 크랭크케이스(1).
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 실린더 자켓 시스템(9)을 구성하는 알루미늄-실리콘 합금이 15% 내지 21%의 실리콘, 1% 내지 5%의 마그네슘, 2% 내지 5%의 구리 및 기타 알루미늄을 포함하는 것을 특징으로 하는 실린더 크랭크케이스(1).
8. 제7항에 있어서, 상기 알루미늄-실리콘 합금이 추가적으로 0.7% 내지 1.5%의 철 및 0.3% 내지 0.7%의 망간을 포함하는 것을 특징으로 하는 실린더 크랭크케이스(1).
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 실린더 자켓(5, 6, 7)의 방사상 외측 외피면(10, 11, 12)이 언더컷을 갖는 0.2 mm 내지 1.5 mm 깊이의 거친 구조를 포함하는 것을 특징으로 하는 실린더 크랭크케이스(1).

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