KR20120060113A - 실린더 블록구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고압 주조 방식으로 오픈 탑 데크 구조를 가진 실린더 블록을 제조하여도 실린더 블록의 강성을 증대시킬 수 있도록 한 실린더 블록 구조를 제공하기 위해, 오픈 탑 데크 구조를 가지는 실린더 블록에 형성된 워터 재킷에 냉각수 유동홀을 가진 워터 재킷 인서트가 일체로 조립된 것을 특징으로 한다.

Description

실린더 블록구조{Cylinder block structure}

본 발명은 엔진의 실린더 블록에 관한 것으로, 특히 고압 주조 방식으로 제조된 실린더 블록의 강성을 증대시키기 위해 실린더 블록에 인서트가 압입된 실린더 블록 구조에 관한 것이다.

종래 자동차에 사용되는 실린더 블록은 통상적으로 주조 방식으로 제작되고 있다.

상기 실린더 블록의 주조 방식으로는 용탕의 압력에 따라 저압 주조 방식과 고압 주조 방식으로 구분되고 있다.

도 1에는 저압 주조 방식으로 제작된 실린더 블록의 일부 절개 사시도와 단면도가 도시되어 있는 바, 즉 일체형 블록 형상을 가진 실린더 블록(100)은 대체로 직사각 형태를 이루면서 그 길이 방향을 따라 연소실을 형성하는 다수개의 보어(101)가 서로 인접하게 형성된다.

상기 보어(101)가 형성하는 연소실은 연료의 연소로 인해 높은 온도로 상승하기 때문에 이를 적절히 냉각시킬 필요가 있고, 이를 위해 상기 보어(101)의 주변에는 냉각수가 유동하는 워터 재킷(102)이 형성된다.

상기 저압 주조 방식에서는 상기 워터 재킷(102)을 형성하기 위해 사형 코어를 사용하고 있고, 상기 사형 코어는 기둥 형태를 가지고서 금형 내에 원주 방향으로 다수개로 배치된 상태로 용탕이 주입되어 실린더 블록이 주조된다.

실린더 블록의 주조 후에 상기 사형 코어를 제거하게 되면 도시한 바와 같은 워터 재킷이 형성되는 데, 이 워터 재킷은 원주 방향을 따라 일정 간격을 두고 배치됨과 더불어 불연속성을 가지고서 다수개로 형성되고, 상기 워터 재킷(102) 사이에는 블록체가 존재하여 크로즈 탑 데크(Closed Top Deck) 구조를 가지므로 후술하는 고압 주조 방식에 비해 실린더 블록의 강성이 높다.

도 2에는 상기 고압 주조 방식으로 주조된 실린더 블록이 도시되어 있는 바, 즉 일체형 블록 형상을 가진 실린더 블록(200)은 대체로 직사각 형태를 이루면서 그 길이 방향을 따라 연소실을 형성하는 다수개의 보어(201)가 서로 인접하게 형성된다.

상기 보어(201)의 주변을 냉각하기 위해 냉각수가 유동하는 워터 재킷(202)이 형성되는 데, 고압 주조 방식에서는 상기 사형 코어가 용탕의 압력을 견디지 못하여 사용할 수 없기 때문에 금형에 의해 형성된다. 상기 워터 재킷(202)은 상기 보어(201)의 주변을 거의 감싸는 형태로 연속되게 형성됨에 따라 오픈 탑 데크(Open Top Deck) 구조를 가지게 된다.

상기와 같은 오픈 탑 데크 구조를 가지는 실린더 블록은 저압 주고 방식으로 제조된 크로즈 탑 데크 구조의 실린더 블록에 비해 탑 데크 강성이 취약하여 보어의 변형이 크고, 실린더 블록의 상부에 탑재되는 실린더 헤드의 개스킷에 높은 스트레스가 가해지기 때문에 개스킷 개발에 많은 시간이 비용이 소요되는 결점이 있었다.

이에 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 안출된 것으로, 고압 주조 방식으로 오픈 탑 데크 구조를 가진 실린더 블록을 제조하여도 실린더 블록의 강성을 증대시킬 수 있도록 한 실린더 블록 구조를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 오픈 탑 데크 구조를 가지는 실린더 블록에 형성된 워터 재킷에 냉각수 유동홀을 가진 워터 재킷 인서트가 일체로 조립된 것을 특징으로 한다.

바람직하기로는 상기 워터 재킷 인서트는 상기 실린더 블록에 연소실을 형성하도록 형성된 보어를 전체적으로 감싸는 연속된 형태로 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 냉각수 유동홀은 상기 워터 재킷 인서트의 원주 방향을 따라 다수개로 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 워터 재킷 인서트의 하부는 테이퍼지게 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 워터 재킷 인서트에는 반경방향 외부로 돌출한 돌기가 일체로 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 실린더 블록 구조에 의하면, 고압 주조 방식으로 제조되어 다수개의 보어를 감싸도록 원주 방향으로 연속되게 형성된 워터 재킷에 워터 재킷 인서트가 삽입되어, 상기 워터 재킷 인서트에 의해 실린더 블록이 크로즈 탑 데크 구조를 가지면서 구조적인 강성이 현저히 증대됨으로써, 실린더 헤드를 실린더 블록에 탑재할 때에 실린더 헤드 볼트의 축력에 의해 실린더 블록의 보어가 변형될 우려가 없고, 실린더 블록의 상부면 강성이 증대됨에 따라 실린더 헤드의 장착 강성의 증대 및 이들 사이의 실링 성능이 향상됨으로써 실린더 헤드 개스킷의 개발을 단순화시킬 수 있어서 코스트 다운을 얻을 수 있는 등의 효과가 있다.

도 1은 종래 기술에 따라 저압 주조 방식으로 제조된 실린더 블록,
도 2는 종래 기술에 따라 고압 주조 방식으로 제조된 실린더 블록,
도 3은 본 발명에 따른 실린더 블록 구조의 사시도이다.

이하 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.

도 3에는 본 발명에 따른 실린더 블록 구조가 사시도로 도시되어 있는 바, 즉 본 발명에 따른 실린더 블록(1)은 대체로 직사각 형태를 이루면서 그 길이 방향을 따라 연소실을 형성하는 다수개의 보어(2)가 서로 인접하게 형성된 형태로 고압 주조 방식으로 제조된다.

상기 보어(2)가 형성하는 연소실을 냉각하기 위해 상기 보어(2)의 주변에는 냉각수가 유동하는 워터 재킷(3)이 형성된다.

상기 워터 재킷(3)은 상기 다수개의 보어(2)를 감싸는 형태로 서로 연속된 형태로 금형에 의해 형성된다.

상기와 같이 오픈 탑 데크 구조를 가진 실린더 블록(1)의 구조적인 강성을 증대시키기 위해 본 발명에서는 상기 워터 재킷(3)의 형태와 동일한 형상을 가진 워터 재킷 인서트(4)가 워터 재킷(3)에 압입되는 형태로 설치된다.

상기 워터 재킷 인서트(4)는 워터 재킷(3)의 상부를 완전히 밀폐시키는 형태를 가짐에 따라 실린더 블록(1)의 워터 재킷의 냉각수를 실린더 헤드로 보내기 위해서는 냉각수 유동홀이 필요한 바, 이를 위해 상기 워터 재킷 인서트(4)에는 다수개의 냉각수 유동홀(4a)이 관통되게 형성된다.

상기 냉각수 유동홀(4a)은 원형이 바람직하지만 특정한 형상을 반드시 가질 필요는 없고, 냉각수가 적절히 유동할 수 있다면 원형 이외의 어떠한 형태로 무방하다.

상기 냉각수 유동홀(4a)은 워터 재킷 인서트(4)의 원주 방향을 따라 소정 간격을 두고 다수개로 형성된다.

또한 상기 워터 재킷 인서트(4)의 일측에는 반경방향 외측으로 돌출한 돌기(4b)가 형성된다.

상기 돌기(4b)는 본 발명의 실시예에서 삼각 형상으로 형성되지만 다른 형상을 가져도 무방하다.

상기 돌기(4b)는 상기 워터 재킷 인서트(4)를 워터 재킷(3)에 압입하여 조립할 때에 조립방향을 가이드하게 된다.

이에 따라 상기 돌기(4b)가 삽입되는 삽입홈이 실린더 블록의 워터 재킷에 형성된다.

또한 상기 워터 재킷 인서트(4)를 워터 재킷(3)에 압입하여 조립할 때에 조립이 용이해지도록 워터 재킷 인서트(4)의 하부를 테이퍼지게 형성하는 것이 바람직하다.

이상과 같이 워터 재킷 인서트가 고압 주조 방식으로 제조되어 오픈 탑 데크 구조를 가진 실린더 블록의 워터 재킷에 조립되면, 워터 재킷에 수용된 냉각수는 워터 재킷 인서트의 냉각수 유동홀(4a)을 통해 실린더 헤드 측으로 원활하게 유동할 수 있으므로 엔진 실린더의 냉각이 원만해지고, 실린더 블록에 일체로 조립된 워터 재킷 인서트에 의해 실린더 블록의 상부 구조적인 강성이 효과적으로 증대되어, 실린더 블록에 실린더 헤드를 조립할 때에 조립 강성도 향상되고, 실린더 블록과 실린더 헤드 사이의 실링성도 향상되며, 고정도의 개스킷을 사용할 필요가 없으므로 조립의 용이성 및 제조 단가 저하를 추구할 수 있게 된다.

1-실린더 블록 2-보어
3-워터 재킷 4-워터 재킷 인서트

Claims (5)

1. 오픈 탑 데크 구조를 가지는 실린더 블록에 형성된 워터 재킷에 냉각수 유동홀을 가진 워터 재킷 인서트가 일체로 조립된 것을 특징으로 하는 실린더 블록 구조.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 워터 재킷 인서트는 상기 실린더 블록에 연소실을 형성하도록 형성된 보어를 전체적으로 감싸는 연속된 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 실린더 블록 구조.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 냉각수 유동홀은 상기 워터 재킷 인서트의 원주 방향을 따라 다수개로 형성된 것을 특징으로 하는 실린더 블록 구조.
4. 청구항 1에 있어서, 상기 워터 재킷 인서트의 하부는 테이퍼지게 형성된 것을 특징으로 하는 실린더 블록 구조.
5. 청구항 1에 있어서, 상기 워터 재킷 인서트에는 반경방향 외부로 돌출한 돌기가 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 실린더 블록 구조.

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