KR20100064967A - Floating type tube assembly structure for cylinder head - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A structure of a floating tube assembly is provided to keep the bottom surface of the cylinder head and the gasket in contact with each other and thus to prevent the leakage of cooling water. CONSTITUTION: A structure of a floating tube assembly comprises a tube(110) and a stopper(120) located on the top of the tube. The stopper is composed of a head and a body which is extended from the bottom of the head, wherein the outer diameter of the head is greater than that of the body. A spring(140) is installed in the lower outer side of the stopper and rubber coating is formed on the bottom of the stopper.

Description

플로팅 타입 튜브 조립체 구조{FLOATING TYPE TUBE ASSEMBLY STRUCTURE FOR CYLINDER HEAD}Floating type tube assembly structure {FLOATING TYPE TUBE ASSEMBLY STRUCTURE FOR CYLINDER HEAD}

본 발명은 플로팅 타입 튜브 조립체 구조에 관한 것으로, 특히 엔진 연소실에서의 폭발이 이루어질 경우, 인장력과 압축력을 함께 작용시켜 실린더 헤드 바닥면과 가스켓 사이의 공간이 상시 접촉상태가 유지되도록 하여 냉각수 누설을 방지하는 플로팅 타입 튜브 조립체 구조에 관한 것이다.The present invention relates to a floating type tube assembly structure, in particular, when an explosion occurs in an engine combustion chamber, the tension and compression forces act together to maintain a constant contact between the bottom of the cylinder head and the gasket to prevent cooling water leakage. It relates to a floating type tube assembly structure.

일반적으로 엔진의 실린더 헤드 정비시, 인젝터 튜브나 스파크 플러그 튜브의 사이로 냉각수 누설이 종종 발생하게 되는데, 이를 방지하기 위하여 도 1 과 도 2 에 도시된 바와 같이 튜브를 실린더 헤드에 장착시킨다.In general, during maintenance of the cylinder head of the engine, coolant leakage often occurs between the injector tube and the spark plug tube. To prevent this, the tube is mounted to the cylinder head as shown in FIGS. 1 and 2.

엔진의 실린더 헤드(1)에 조립되는 튜브(5)는 4밸브 엔진의 경우 실린더 헤드(1)의 가운데에 수직으로 조립되며, 인젝터나 스파크 플러그(3)가 조립된 후 엔진이 완성된다. 이때 출력 및 기타 성능에 좌우되는 인젝터나 스파크 플러그(3)를 조립하기 위하여 튜브(5)를 실린더 헤드(1)에 설치하여 워터자켓에 흐르는 냉각수를 차단시켜 준다.The tube 5 assembled to the cylinder head 1 of the engine is vertically assembled in the center of the cylinder head 1 in the case of a four-valve engine, and the engine is completed after the injector or the spark plug 3 is assembled. In this case, in order to assemble the injector or spark plug 3 depending on the output and other performance, the tube 5 is installed in the cylinder head 1 to block the coolant flowing in the water jacket.

튜브(5)를 실린더 헤드(1)에 조립하는 종래의 방식은 도 2 에 도시된 바와 같이, 정비시 풀림방지를 위하여 튜브(5)의 끝단에 락 실런트(7)를 도포하여 조립하게 된다. 도 2 는 튜브(5)의 끝단에 락 실런트(7)가 도포되는 상태를 도시한 도면이다. The conventional way of assembling the tube 5 to the cylinder head 1 is to assemble by applying a lock sealant 7 to the end of the tube 5 to prevent loosening during maintenance, as shown in FIG. 2 is a view showing a state in which the lock sealant 7 is applied to the end of the tube 5.

그러나 엔진이 가혹조건에서 운전이 이루어진 후의 상태를 관찰하면, 엔진 연소실에서 발생하는 과도한 연소열이나 압력에 의해 락 실런트(7)의 기능이 상실되어 정비시 튜브(5)까지 함께 풀리어 튜브(5)가 손상되는 현상이 발생하게 된다.However, when the engine is operated under severe conditions, the function of the lock sealant 7 is lost due to excessive combustion heat or pressure generated in the engine combustion chamber, and the pulley tube 5 together with the tube 5 is maintained. Is a phenomenon that is damaged.

또한, 이상여부가 판단되지 않아 튜브(5)가 완전히 풀리지 않은 상태로 운행되었을 경우, 엔진 연소실 내부로 냉각수가 바로 누설되어 엔진이 손상되는 경우도 발생한다.In addition, when the tube 5 is operated in a state in which the abnormality is not determined, the coolant may leak directly into the engine combustion chamber and damage the engine.

도 3a 와 도 3b 는 상기한 문제를 해결하기 위하여 풀림방지 너트를 튜브의 상단에 조립한 경우를 도시한 도면이다.3A and 3B are views illustrating a case where an anti-loosening nut is assembled on the upper end of the tube in order to solve the above problem.

풀림방지 너트(9)를 튜브(5)의 상단에 조립하는 것은 튜브(5)의 체결 이후 이중너트 체결에 의한 풀림방지 효과를 얻어 냉각수 누설을 막고자 하는 것이다.Assembling the anti-loosening nut 9 on the upper end of the tube (5) is to prevent the leakage of cooling water by obtaining the anti-loosening effect by the double nut tightening after the fastening of the tube (5).

그러나, 시험결과 상기한 구조에서도 튜브(5)의 단부 내외측 나사부가 열부하가 가해진 후 응력집중으로 튜브(5)와 그 내측의 인젝터 또는 스파크 플러그(도1 의 3 참조)가 소착되는 현상이 발생되고, 이에 의해 여전히 냉각수 누설이 발생하였다.However, even in the above-described structure, the phenomenon in which the tube 5 and the injector or spark plug (see 3 in FIG. 1) of the tube 5 and the inner portion of the tube 5 are sintered by stress concentration after the heat load is applied to the end portion of the tube 5 is applied. As a result, cooling water leakage still occurred.

상기한 점을 감안하여 도 4a 와 도 4b 에서는, 엔진의 실린더 헤드(20) 하면에 직접 스파크 플러그(17)를 체결하는 나사부(21)를 가공하여 튜브(11)측의 가공편심 발생을 없애고, 튜브(11)와 스파크 플러그(17) 나사산 사이의 열부하 응력집 중에 따른 소착이 발생되지 않도록 하였다.In view of the foregoing, in FIG. 4A and FIG. 4B, the threaded portion 21 for fastening the spark plug 17 directly to the lower surface of the cylinder head 20 of the engine is machined to eliminate the occurrence of machining eccentricity on the tube 11 side. The sintering during heat load stress collection between the tube 11 and the spark plug 17 thread was prevented from occurring.

그러나 이 경우에도 엔진의 연소실 내 폭발압력에 의해 가스켓(15)과 튜브(11)가 함께 들뜰 경우, 복원력이 적어 여전히 냉각수 누설이 발생하게 되었다.However, even in this case, when the gasket 15 and the tube 11 are lifted together by the explosion pressure in the combustion chamber of the engine, the restoring force is low, and the coolant leakage still occurs.

즉, 엔진 가동시 연소실 내 폭발압력에 의한 실린더 헤드(20) 하면에서의 휨 발생으로 실린더 헤드(20)와 가스켓(15) 사이가 들뜨는 공간이 발생하여 누수가 일어나게 된다. 이는 상부의 풀림방지 너트(13)의 체결력이 볼트와 같은 압축력 및 인장력이 없이 단지 압축력만 작용하여 실린더 헤드(20)의 바닥면과 가스켓 사이의 공간을 채워주지 못하기 때문이다.That is, when the engine is running, warpage occurs in the lower surface of the cylinder head 20 due to the explosion pressure in the combustion chamber, causing a space between the cylinder head 20 and the gasket 15 to be leaked. This is because the fastening force of the upper anti-loosening nut 13 does not fill the space between the bottom surface of the cylinder head 20 and the gasket without the compressive force and the tension force such as bolts to act only the compressive force.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 엔진 연소실로부터의 폭발압력 전달시, 인장력과 압축력을 함께 작용시켜 실린더 헤드의 바닥면과 가스켓 사이의 공간이 상시 접촉상태가 유지되도록 하여 냉각수 누설을 방지하는 플로팅 타입 튜브 조립체를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and when the explosion pressure is transmitted from the engine combustion chamber, the tension and compression forces are acted together so that the space between the bottom of the cylinder head and the gasket is always in contact. It is an object to provide a floating type tube assembly that prevents coolant leakage.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 플로팅 타입 튜브 조립체 구조는 튜브와, 상기 튜브의 상측에 위치한 스토퍼를 포함하며, 상기 스토퍼는 헤드부와, 상기 헤드부의 하부로 일정길이 연장되어 나온 몸체부로 형성되고, 상기 헤드부의 외경은 상기 몸체부의 외경보다 더 큰 너트 형상으로 형성된 것을 특징으로 한다.Floating type tube assembly structure of the present invention for achieving the above object comprises a tube, and a stopper located on the upper side of the tube, the stopper is formed of a head portion and a body portion extending a predetermined length to the lower portion of the head portion and The outer diameter of the head portion may be formed in a nut shape larger than the outer diameter of the body portion.

상기 스토퍼의 하단부 외측면에 스프링이 설치되고, 상기 스토퍼의 저부에 러버 코팅부가 형성되도록 한다.A spring is installed on an outer surface of the lower end of the stopper, and a rubber coating is formed on the bottom of the stopper.

상기 스토퍼의 헤드부는 지그를 사용한 압입에 의해 실린더 헤드의 내측벽면에 억지끼워 맞춤 결합이 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.The head portion of the stopper is preferably pressed into the inner wall surface of the cylinder head by press-fitting using a jig so that the fitting is performed.

상기 튜브는 인젝트 튜브 또는 스파크 플러그 튜브에 적용될 수 있다.The tube can be applied to an inject tube or spark plug tube.

이상 본 발명에 의하면, 엔진 연소실에서의 폭발이 이루어질 경우에도 실린더 헤드의 바닥면으로부터 튜브와 가스켓이 들뜨는 공간이 발생되지 않고, 접촉부에서의 밀착상태가 상시 유지됨으로써 냉각수의 누설이 방지되는 효과를 발휘한다.According to the present invention, even when an explosion occurs in the engine combustion chamber, a space in which the tube and the gasket are lifted from the bottom surface of the cylinder head is not generated, and the contact state at the contact portion is always maintained, thereby preventing the leakage of the cooling water. do.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실린더 헤드 장착용 플로팅 타입 튜브의 적합한 실시예에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the floating type tube for mounting the cylinder head according to the present invention.

도 5a 는 본 발명에 따른 실린더 헤드 장착용 플로팅 타입 튜브의 사시도이고,5A is a perspective view of a floating type tube for mounting a cylinder head according to the present invention;

도 5b 는 상기 도 5a 의 플로팅 타입 튜브의 상부 부위의 상세 구조를 도시한 단면도이다.FIG. 5B is a cross-sectional view illustrating a detailed structure of the upper portion of the floating type tube of FIG. 5A.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 실린더 헤드 장착용 플로팅 타입 튜브 조립체(100)는 내부에 인젝터 또는 스파크플러그가 장착되는 일정크기의 공간부가 형성된 튜브(110)와, 상기 튜브(110)의 상측에 위치한 스토퍼(120)와, 상기 스토퍼(120)의 하단부 외측면에 설치되는 스프링(140)과, 실린더 헤드(200) 바닥면의 상부에 위치하며 상기 튜브(110)의 저부 외측면에 장착되는 가스켓(150)을 포함하는 구성으로 이루어지며, 상기 튜브(110)의 중간부 외측면 둘레에 오링(160)이 결착될 수도 있다.As shown, the floating type tube assembly 100 for mounting a cylinder head according to the present invention includes a tube 110 having a predetermined size space in which an injector or spark plug is mounted, and an upper side of the tube 110. A stopper 120 positioned, a spring 140 installed on an outer surface of a lower end of the stopper 120, and a gasket disposed on an outer surface of a bottom of the tube 110 and positioned on an upper surface of the bottom of the cylinder head 200. It is made of a configuration including a 150, the O-ring 160 may be bound around the outer surface of the middle portion of the tube (110).

상기 구성에서, 튜브(110)의 상측에 위치한 스토퍼(120)는 헤드부(121)와 저부의 몸체부(123)로 이루어지는 너트형 스토퍼(120)로서, 상기 헤드부(121)는 그 외경이 저부의 몸체부(123)의 외경보다 크고, 그 외측면이 실린더 헤드(200)의 내측벽면(210)에 밀착 고정된다.In the above configuration, the stopper 120 located on the upper side of the tube 110 is a nut-shaped stopper 120 composed of a head portion 121 and a body portion 123 of the bottom portion, and the head portion 121 has an outer diameter thereof. It is larger than the outer diameter of the body part 123 of a bottom part, and the outer surface is closely fixed to the inner wall surface 210 of the cylinder head 200.

상기 스토퍼(120)를 실린더 헤드(200)의 내측벽면(210)에 장착할 시에는 별도의 지그를 사용하여 스토퍼(120)를 압입시켜 실린더 헤드(200)의 내측벽면(210) 에 억지끼워 맞춤에 의한 결합이 이루어지도록 한다. 이때, 상기 스프링(140)은 폭발력에 따라 발생되는 튜브(110)의 상하 거동을 함께 추종하여 움직일 수 있도록 적절한 크기의 스프링 상수로 결정한다. 상기 스프링(140)이 함께 함께 추종하여 움직인다는 것은 도 6a 에서와 같이, 가스켓(150)이 튜브(110)와 함께 폭발에 의하여 실린더 헤드(200)의 하부 바닥면(230)으로부터 상부로 올라가 상기 하부 바닥면(230)과 일정 크기의 갭이 생길 수 있어(A 부) 이를 스프링(140)이 갭 발생을 미리 차단할 수 있도록 움직인다는 뜻이다.When the stopper 120 is mounted on the inner wall surface 210 of the cylinder head 200, the stopper 120 is pressed into the inner wall surface 210 of the cylinder head 200 by press-fitting the stopper 120 using a separate jig. To be combined. At this time, the spring 140 is determined by the spring constant of the appropriate size to move by following the up and down behavior of the tube 110 generated according to the explosive force. As the spring 140 moves together to follow, as shown in FIG. 6A, the gasket 150 rises upward from the lower bottom surface 230 of the cylinder head 200 by the explosion together with the tube 110. A gap of a certain size may occur with the lower bottom surface 230 (part A), which means that the spring 140 moves to block the gap in advance.

또한, 상기 스토퍼(120)의 저부에는 러버 코팅부(130)가 형성되어 스토퍼(120)와 그 저부의 튜브(110)간에 탄성적인 움직임, 즉 플로팅(floating)이 이루어지도록 한다. 즉, 스토퍼(120) 저부에 형성된 러버 코팅부(130)로 인해 엔진 연소실로부터의 폭발력 전달시 상기 스토퍼(120)와 튜브(110)간의 탄성적인 움직임에 의해 마찰력이 저감되고, 또한 상기 러버 코팅부(130)가 스토퍼(120) 저부면에서 돌출부를 형성함으로 스토퍼(120)의 상측에서 흘러내릴 수 있는 오일을 차단시켜 주게 된다.In addition, a rubber coating 130 is formed at the bottom of the stopper 120 to allow elastic movement, that is, floating, between the stopper 120 and the tube 110 at the bottom thereof. That is, due to the rubber coating 130 formed on the bottom of the stopper 120, the friction force is reduced by the elastic movement between the stopper 120 and the tube 110 when the explosion force is transmitted from the engine combustion chamber, and the rubber coating part 130 forms a protruding portion at the bottom of the stopper 120 to block the oil that may flow down from the upper side of the stopper 120.

한편, 앞에서 설명한 바와 같이, 엔진 가동시 연소실 내 폭발압력에 의한 실린더 헤드(200)의 하부 바닥면(230)에서의 휨 발생으로 실린더 헤드의 하부 바닥면(230)과 가스켓(150) 사이가 들뜸으로 인해 누수가 발생하게 되는데, 이는 종래의 상부 풀림방지 너트의 체결력이 볼트와 같은 압축력과 인장력이 없이 단지 압축력만 작용하는 것에 의해 실린더 헤드(200)의 하부 바닥면(230)과 가스켓(150) 사이의 공간을 채워주지 못하기 때문이다.On the other hand, as described above, the bending between the lower bottom surface 230 of the cylinder head 200 due to the explosion pressure in the combustion chamber when the engine is running, the space between the lower bottom surface 230 and the gasket 150 of the cylinder head is lifted. The leakage occurs due to the fastening force of the conventional anti-loosening nut, which is a compression force such as a bolt, and a compression force, such as a bolt, the lower bottom surface 230 and the gasket 150 of the cylinder head 200 only acts by the compression force. It doesn't fill the space between them.

그러나 본 발명의 플로팅 타입 튜브 조립체(100) 구조에서는, 실린더 헤드(200)의 하부 바닥면(230)면과 가스켓(150) 사이의 공간을 채워주고, 인장력을 만족시키는 수단, 즉 스프링(140)과 러버 코팅부(130)가 스토퍼(120)와 튜브(110)의 사이에 설치되어 그 역할을 충족시켜 주는 것이다. 즉 도 6b 에 도시된 바와 같이, 실린더 헤드 하부 바닥면(230)과 그 상측의 가스켓(150) 사이에 갭이 형성되지 않고 상시 접촉상태가 유지된다.(B 부 참조)However, in the structure of the floating type tube assembly 100 of the present invention, a means for filling the space between the lower bottom surface 230 and the gasket 150 of the cylinder head 200 and satisfying the tensile force, that is, the spring 140 and The rubber coating 130 is installed between the stopper 120 and the tube 110 to satisfy the role. That is, as shown in FIG. 6B, no gap is formed between the cylinder head lower bottom surface 230 and the upper gasket 150 and the normal contact state is maintained.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 플로팅 타입 튜브 조립체(100) 구조에서는, 엔진 연소실로부터의 폭발력 전달시에도 스프링력에 의한 인장력과 압축력이 함께 작용되고, 이에 의해 실린더 헤드의 하부 바닥면과 가스켓 사이의 접촉상태가 상시 유지되도록 하여, 냉각수의 누설이 방지된다.As described above, in the structure of the floating type tube assembly 100 of the present invention, even when the explosive force is transmitted from the engine combustion chamber, the tension force and the compressive force by the spring force are acted together, whereby between the bottom surface of the cylinder head and the gasket By keeping the contact state at all times, leakage of cooling water is prevented.

도 1 과 도 2 는 종래의 튜브 조립체의 구조 예를 도시한 도면,1 and 2 show a structural example of a conventional tube assembly,

도 2 는 상기 도 1 에 도시된 튜브 조립체의 사시도,2 is a perspective view of the tube assembly shown in FIG. 1;

도 3a 와 도 3b 는 종래의 다른 튜브 조립체 구조 예를 도시한 도면,3A and 3B show another conventional tube assembly structure example;

도 4a 와 도 4b 는 종래의 또 다른 튜브 조립체 구조 예를 도시한 도면,4A and 4B show another conventional tube assembly structure example;

도 5a 와 도 5b 는 본 발명에 따른 플로팅 타입 튜브 조립체 구조 예를 도시한 도면,5A and 5B show an example of the structure of a floating type tube assembly according to the present invention;

도 6a 내지 도 6c 는 본 발명에 따른 플로팅 타입 튜브 조립체 구조에서, 튜브 하부에서의 작동상태를 도시한 도면임.6a to 6c are views showing the operating state at the bottom of the tube in the floating type tube assembly structure according to the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

1,20,200 : 실린더 헤드 3 : 스파크 플러그(인젝터)1,20,200: Cylinder head 3: Spark plug (injector)

5,11,110 : 튜브 7 : 락 실런트5,11,110: Tube 7: Lock sealant

9,13 : 풀림방지 너트 15,150 : 가스켓9,13: loosening nut 15,150: gasket

10,100 : 튜브 조립체 120 : 스토퍼10,100: tube assembly 120: stopper

130 : 러버 코팅부 140 : 스프링130: rubber coating part 140: spring

Claims (5)

튜브와,With the tube, 상기 튜브의 상측에 위치한 스토퍼를 포함하며,A stopper located above the tube, 상기 스토퍼는 헤드부와, 상기 헤드부의 하부로 일정길이 연장되어 나온 몸체부로 형성되고, 상기 헤드부의 외경은 상기 몸체부의 외경보다 더 큰 너트 형상으로 형성된 플로팅 타입 튜브 조립체 구조.And the stopper is formed of a head portion and a body portion extending a predetermined length below the head portion, and the outer diameter of the head portion is formed in a nut shape larger than the outer diameter of the body portion. 청구항 1 에 있어서,The method according to claim 1, 상기 스토퍼의 하단부 외측면에 스프링이 설치되고, 상기 스토퍼의 저부에 러버 코팅부가 형성되는 플로팅 타입 튜브 조립체 구조.Spring is installed on the outer surface of the lower end of the stopper, Floating type tube assembly structure in which a rubber coating is formed on the bottom of the stopper. 청구항 1 에 있어서,The method according to claim 1, 상기 스토퍼의 헤드부는 지그를 사용한 압입에 의해 실린더 헤드의 내측벽면에 억지끼워 맞춤 결합이 이루어지는 플로팅 타입 튜브 조립체 구조.Floating type tube assembly structure wherein the head portion of the stopper is fitted to the inner wall surface of the cylinder head by press-fitting using a jig. 청구항 1 에 있어서,The method according to claim 1, 상기 튜브의 중간부 외측면 둘레에 오링이 결착된 플로팅 타입 튜브 조립체 구조.A floating type tube assembly structure wherein an O-ring is attached around an outer side surface of the middle portion of the tube. 청구항 1 에 있어서,The method according to claim 1, 상기 튜브는 인젝트 튜브 또는 스파크 플러그 튜브인 것을 특징으로 하는 플로팅 타입 튜브 조립체 구조.And said tube is an inject tube or a spark plug tube.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102013214053A1 (en) * 2013-07-17 2015-01-22 Mtu Friedrichshafen Gmbh Sleeve arrangement for a spark plug and internal combustion engine

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