KR20120139542A - 내연기관의 실린더용 인서트 - Google Patents
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Abstract
피스톤 (5) 의 점화 영역 (6) 에서 오염물질을 제거하기 위해, 상사점 통과시 피스톤 (5) 의 외주부를 쓸고 그렇게 할 때 축적된 오염물질을 긁어내는 인서트 (1) 가 제안된다. 인서트는 제 1 환형 부재 (2) 로 형성되며, 제 1 환형 부재의 그루브 (9) 에 제 2 환형 부재 (3) 가 삽입된다.
Description
본 발명은 내연기관의 실린더용 인서트 및 적어도 하나의 이러한 타입의 인서트를 포함하는 내연기관에 관한 것이다.
본 발명은, 특히, 내연기관의 피스톤의 점화 랜드 (fire land) 영역에서 오염물질을 제거하도록 내연기관의 실린더에 설치되는 이른바 반-연마 링 (anti-polishing ring) 에 관한 것이다.
내연기관용 반-연마 링으로 불리는 것은 이미 널리 알려져 있다. 공지의 반-연마 링은 내연기관의 작동 동안 상사점에 대해 점화 랜드, 즉 피스톤의 상측 영역을 쓸어서 불완전 연소 등으로 인해 발생하는 오염물질을 제거하도록 실린더의 상측 영역 또는 실린더 라이너에 삽입되는 환형 부재로 이루어진다.
이 환형 부재가 실린더의 내벽의 제한 부분을 형성하게 된다. 점화 랜드와 환형 인서트의 내주면을 접촉시킴으로써 환형 인서트의 일부 마모가 허용된다. 그렇지만, 환형 인서트의 마모는 재료의 선택에 의해 특정 한계 내로 제한될 수 있다.
본 발명의 목적은, 실린더 내에서 안내되는 피스톤의 점화 랜드의 영역에서 오염물질을 제거하기 위한 내연기관의 실린더용 인서트로서, 종래 기술에 비해 향상된 유효 수명 (service life) 을 갖는 동시에 더 효과적인 성능을 갖는 인서트를 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 상기 목적은 청구항 1에 기재된 인서트에 의해 달성된다. 본 발명의 유리한 개발은 종속 청구항에 기재된다.
본 발명에 따르면, 피스톤의 상사점 위치의 통과시 실린더 내에서 안내되는 피스톤의 점화 랜드의 영역에서 오염물질을 제거하기 위한 내연기관의 실린더용 인서트가 제공된다. 상기 인서트는, 실린더의 반경방향 리세스에 고정되는 적어도 하나의 제 1 환형 부재, 및 제 1 환형 부재에 형성된 제 1 환형 부재의 반경방향 그루브에 삽입되는 적어도 하나의 제 2 환형 부재를 포함한다. 본 발명에 따르면, 제 2 환형 부재는 제 1 환형 부재에 대해 반경방향으로 이동 가능하게 그리고 축선방향으로 실질적으로 이동 불가능하게 그루브 내에 배치된다.
따라서, 본 발명에 따른 인서트에서, 지지 부재로서 제 1 환형 부재가 실린더에 삽입되고, 실제 반-연마 링으로서 제 2 환형 부재가 상기 제 1 환형 부재에 제공된다. 점화 랜드의 영역에서 오염물질을 긁어내는 기능을 갖는 상기 제 2 환형 부재는 그루브 내에서 축선방향에서 실질적으로 이동 불가능하므로, 제 2 환형 부재는 그 기능을 다할 수 있다. 또한, 제 2 환형 부재는 그루브 내에서 반경방향으로 이동 가능하므로, 특정 조건에서, 오염물질을 제거하는 기능이 상기 반경방향 이동성 (mobility) 에 의해 향상될 수 있다. 특히, 반경방향 위치는 관련 내연기관의 작동 동안 자동으로 중심맞춤된다.
바람직한 실시형태에 따르면, 상사점 통과시 제 2 환형 부재의 반경방향 내측 표면이 점화 랜드의 영역에서 피스톤의 외주 표면을 쓸도록 제 2 환형 부재의 반경방향 내측 표면의 내부 직경이 배치되어서, 제 2 환형 부재의 반경방향 내측 표면이 피스톤의 외주 표면과 접촉할 수 있다. 그러한 배치로, 점화 랜드의 영역에서 오염물질을 제거함에 있어 우수한 효율이 초래되고, 제 2 환형 부재의 반경방향 이동성과 관련되어 인서트의 유효 수명이 향상된다.
바람직한 실시형태에 따르면, 제 2 환형 부재는 그루브 내에서 반경방향으로 이동 가능하여서, 상사점 통과시 점화 랜드의 영역에서 피스톤의 외주 표면을 쓸고 지나갈 때, 제 2 환형 부재의 반경방향 내측 표면이 피스톤의 외주 표면에 대해 실질적으로 중심맞춤된다. 이로써, 오염물질을 완전히 제거하는 것이 가능하도록 피스톤의 실질적으로 모든 주변 영역이 제 2 환형 부재에 의해 균일하게 쓸릴 수 있으므로, 인서트의 최적의 기능이 수반된다.
바람직한 실시형태에 따르면, 그루브의 저부에서의 직경이 제 2 환형 부재의 반경방향 외측 표면의 직경보다, 적어도 상사점 통과시 점화 랜드의 영역에서 피스톤의 외주 표면을 쓸고 지나갈 때 제 2 환형 부재의 반경방향 내측 표면이 피스톤의 외주 표면에 대해 실질적으로 중심맞춤되게 하는 양만큼, 더 크게 되도록 배치된다. 이로써, 그루브의 저부에서의 직경의 치수에 의해 발생되고 설정될 수 있는 제 2 환형 부재의 축선방향 이동성이 제공된다.
바람직한 실시형태에 따르면, 특히 제조 및/또는 작동에 의해 열적으로 야기되는 편차로 인한 실린더에 대한 피스톤의 중심맞춤의 공차를 고려하여, 제 1 환형 부재에 대한 제 2 환형 부재의 반경방향 이동성의 정도가 배치된다. 따라서, 관련 내연기관의 특정 용도 및 사양을 고려하여, 반복 하중으로 발생하는 실린더에 대한 피스톤의 중심맞춤의 공차를 고려함으로써, 제 2 환형 부재의 반경방향 이동성이 최적으로 구성될 수 있고, 제조 또는 작동에 의해 야기되는 편차를 또한 고려할 수 있다.
따라서, 이러한 배치에 의해, 인서트의 제조 동안뿐만 아니라 피스톤 및 관련 부재의 제조 동안에도 추가 자유도가 발생하는데, 가능하게는, 점화 랜드의 영역에서 더 큰 공차가 허용될 수 있기 때문이다.
바람직한 실시형태에 따르면, 제 1 환형 부재의 반경방향 내측 표면의 직경이 제 2 환형 부재의 반경방향 내측 표면의 직경보다 더 크다. 이로써, 제 2 환형 부재의 반경방향 내측 표면이 피스톤의 외부 직경과 접촉하게 될 수 있는 한편, 제 1 환형 부재의 반경방향 내측 표면이 어떠한 접촉에도 노출되지 않으므로, 이 부재의 유효 수명이 향상된다.
바람직한 실시형태에 따르면, 내부에 제 1 환형 부재가 고정된 반경방향 리세스가 상사점에서 실린더의 단부를 향해 개방되고, 제 1 환형 부재는 반경방향 리세스에 가압 끼워맞춤되도록 되어 있다. 이러한 배치에 의해, 한편으로, 축선방향 고정 위치가 보장되도록 인서트가 실린더에 고정 설치될 수 있다. 다른 한편으로, 필요하다면 전체 인서트를 교체하는 것이 가능하다.
바람직한 실시형태에 따르면, 제 2 환형 부재는 링 조인트를 갖는 개방 링의 형태이다. 이로써, 전체 인서트를 제거할 필요없이 제 2 환형 부재를 그루브에 삽입할 수 있다. 링 조인트는, 제 2 환형 부재의 편향 (bias) 에 의해 링 조인트가 인장되어서 제 2 환형 부재가 폐쇄 부재와 같이 작용하도록 설계될 수 있다. 이러한 목적을 위해, 상호 역전된 (mutually reversed) 반경방향 숄더부가 예컨대 링 조인트에 제공될 수 있다. 대안적으로, 링 조인트는 그루브와 텅 (tongue) 을 구비할 수도 있다.
바람직한 실시형태에 따르면, 제 1 환형 부재의 반경방향 내측 표면에 상기 그루브 외에도 제 2 그루브가 형성되고, 제 2 그루브에 다른 제 2 환형 부재가 삽입된다. 이는 시스템의 향상된 기능성을 수반하는데, 왜냐하면 2 개의 환형 부재가 오염물질을 긁어내는 역할을 하고 따라서 그와 동시에 개별 부재의 유효 수명이 향상되기 때문이다.
바람직한 실시형태에 따르면, 제 1 환형 부재는 반경방향 리세스에 가압 끼워맞춤되는 제 1 링 및 제 2 링으로 이루어지고, 제 1 링과 제 2 링이 축선방향으로 서로 접촉하게 되는 때 제 1 링과 제 2 링 사이에 환형 오목부가 형성되고, 제 2 환형 부재는 환형 오목부 내에 배치된다.
그러한 배치는, 특히 가능하게는 폐쇄 링이 사용된 때, 인서트의 향상된 그리고 간단한 조립을 가능하게 한다. 이러한 목적을 위해, 본 발명에 따르면, 제 1 링이 가압 끼워맞춤된 후, 제 2 환형 부재가 삽입되고 제 2 링이 제 1 링 상에서 가압되어서, 제 2 환형 부재가 환형 오목부 내에 배치된다.
바람직한 실시형태에 따르면, 환형 리세스는 제 2 환형 부재의 반경방향 내측 돌출 숄더부에 의해 침투되는 그루브로서 반경방향 내측으로 개방된 환형 간극을 구성하고, 환형 간극의 축선방향 치수는 환형 오목부의 축선방향 치수보다 더 작고, 숄더부는 제 2 환형 부재의 반경방향 내측 표면을 구성한다.
이러한 타입의 배치는, 제 2 환형 부재의 축선방향 고정을 야기할 수 있는 한편, 폐쇄 링이 선택적으로 제 2 환형 부재로서 사용될 수 있다. 그렇지만, 개방 링의 사용이 여전히 가능하고, 각각의 이점을 제공한다. 여기서, 점화 랜드의 영역에서 오염물질을 긁어내는 기능은 환형 간극을 통해 돌출하는 제 2 환형 부재의 숄더부에 의해 유발된다.
바람직한 실시형태에 따르면, 제 2 환형 부재는 오목부의 축선방향 치수에 실질적으로 해당하는 축선방향 치수를 갖는 베이스를 포함하는 한편, 숄더부는 베이스로부터 반경방향 내측으로 연장되고 환형 간극의 축선방향 치수에 실질적으로 해당하는 축선방향 치수를 갖는다.
이러한 타입의 배치는 인서트의 향상된 유효 수명을 수반할 수 있는데, 왜냐하면, 한편으로는 폐쇄 링이 제 2 환형 부재로서 사용될 수 있고 다른 한편으로는 링이 특정 공차 밖으로 반경방향으로 이동하는 것을 오목부에 배치된 베이스가 막기 때문이다. 제 2 환형 부재가 파괴된 경우에도, 특히 제 2 환형 부재가 관련 내연기관의 연소실 내로 떨어지는 것이 방지될 수 있다. 그리고, 베이스에 의해 제 2 환형 부재의 안정성이 향상된다.
바람직한 실시형태에 따르면, 제 2 환형 부재는 제 2 환형부재의 축선방향으로 숄더부보다 더 큰 확대부를 갖는 베이스를 포함한다. 바람직하게는, 베이스는 축선방향으로 연장되는 확대부의 형태, 제 2 환형 부재의 양 (both) 축선방향으로 연장되고 숄더부와 확대부 사이에 경사진 전이부를 갖는 확대부의 형태, 숄더부와 확대부의 전이부에 사면 (bevel) 을 갖는 축선방향으로 연장되는 단일 확대부의 형태, 제 2 환형 부재의 하나의 축선방향으로 연장되는 경사진 확대부의 형태, 또는 제 2 환형 부재의 양 축선방향으로 연장된 사면의 형태를 보인다. 숄더부의 형상, 특히 제 2 환형 부재의 단면의 구성은 설명된 형상으로 제한되지 않는다. 그렇지만, 본 실시형태의 경우 특히 유리한 것은, 일반적으로 베이스로부터 반경방향 내측으로 돌출하는 숄더부에 대해 제 2 환형 부재의 반경방향 외측 영역에서의 확대부이다.
바람직한 실시형태에 따르면, 내연기관이 내부에서 피스톤이 안내되는 실린더를 포함하고, 또한 적어도 하나의 상기한 인서트가 제공된다.
바람직한 실시형태에 따르면, 실린더는 내부에서 피스톤이 안내되는 실린더 라이너를 포함하고, 내부에 적어도 하나의 인서트가 설치된 반경방향 리세스가 실린더 라이너 내에 형성된다.
바람직한 실시형태에 따르면, 전술한 인서트 중 2 개가 리세스 내에 축선방향으로 인접하게 제공된다. 이로써, 반-연마 링의 기능이 향상될 수 있는 한편, 특정 치수를 선택할 때, 자유도가 증가될 수 있다.
이하에서, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태에 대해 설명한다.
도 1 은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 인서트를 포함하는 내연기관의 영역의 단면도이다.
도 2 는 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 인서트를 포함하는 내연기관의 영역의 단면도이다.
도 3 은 본 발명의 제 2 실시형태의 인서트의 부분 확대 절개도이다.
도 4 는 본 발명의 제 2 실시형태의 제 1 변형예를 보여준다.
도 5 는 본 발명의 제 2 실시형태의 제 2 변형예를 보여준다.
도 6 은 본 발명의 제 2 실시형태의 제 3 변형예를 보여준다.
도 7 은 본 발명의 제 2 실시형태의 제 4 변형예를 보여준다.
도 8 은 본 발명의 제 2 실시형태의 제 5 변형예를 보여준다.
도 2 는 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 인서트를 포함하는 내연기관의 영역의 단면도이다.
도 3 은 본 발명의 제 2 실시형태의 인서트의 부분 확대 절개도이다.
도 4 는 본 발명의 제 2 실시형태의 제 1 변형예를 보여준다.
도 5 는 본 발명의 제 2 실시형태의 제 2 변형예를 보여준다.
도 6 은 본 발명의 제 2 실시형태의 제 3 변형예를 보여준다.
도 7 은 본 발명의 제 2 실시형태의 제 4 변형예를 보여준다.
도 8 은 본 발명의 제 2 실시형태의 제 5 변형예를 보여준다.
도 1 은 실린더 (4) 와 실린더 헤드 (7) 사이의 전이부 부근의 내연기관의 영역의 단면도이다. 본 도면은 상사점 영역에 있는 피스톤 (5) 을 보여준다.
피스톤 (5) 은 공지된 방식으로 실린더 (4) 내에 미끄러짐 가능하게 배치되고, 그의 상측은 실린더 헤드 (7) 와 함께 연소실을 한정하고, 디젤 연소 기관의 경우, 흡입된 공기의 압축 후에 분사 노즐을 통해 연소실 내에 연료가 분사된다. 또한, 이러한 타입의 공지된 내연기관은 적어도 하나의 배기 밸브를 포함하는데, 배기 밸브는 간략화를 위해 도시하지 않았다.
피스톤 (5) 은 그의 상측 영역에 점화 랜드 (6) 라고 칭하는 부분을 포함한다. 상기 점화 랜드 (6) 의 영역에는, 내연기관이 작동할 때, 피스톤 (5) 의 외주부에 오염물질이 축적된다. 그러한 오염물질은 연료로서 특히 중유가 사용되는 때에 발생한다.
도 1 의 실린더 (4) 는 위쪽으로, 즉 상사점의 방향으로 또는 실린더 헤드 (7) 를 향해 개방되어 있는 반경방향 리세스 (8) 를 포함한다. 이 리세스는 실질적으로 원통 형상으로 배치된다. 도 1 의 실시형태에서, 상기 리세스 (8) 내에는 금속 재료의 폐쇄 링으로 이루어진 제 1 환형 부재 (2) 가 제공된다. 제 1 환형 부재 (2) 의 외부 직경은 리세스 (8) 의 내부 직경에 대해 억지 끼워맞춤이 이루어지도록 구성된다. 상기 억지 끼워맞춤은 작동 동안 제 1 환형 부재의 단단한 끼워맞춤이 보장되어서 제 1 환형 부재 (2) 의 축선방향 변위가 회피되도록 배치된다. 대안적으로 또는 부가적으로, 제 1 환형 부재 (2) 는 서클립 (circlip) 또는 유사한 수단에 의해 축선방향 변위에 대해 고정될 수 있다.
제 1 환형 부재 (2) 에는, 반경방향 내측으로 개방되는 반경방향 그루브 (9) 가 제공된다. 제 1 환형 부재 (2) 의 내부 직경보다 약간 더 큰 내부 직경을 갖는 제 2 환형 부재가 상기 반경방향 그루브 (9) 에 삽입된다. 그루브는 그루브 (9) 내에 형성된 주변 표면에 의해 구성되는 저부를 포함하고, 반경방향 내측을 향한다. 그루브 (9) 의 저부를 형성하는 이 표면의 반경방향 치수는 그루브 (9) 에 삽입되는 제 2 환형 부재 (3) 의 외부 직경보다 약간 더 크다.
제 2 환형 부재 (3) 는, 제 2 환형 부재 (3) 의 탄성 변형 후에 제 1 환형 부재 (2) 의 그루브 (9) 에 링이 삽입될 수 있도록 링 조인트를 포함한다. 제 2 환형 부재 (3) 의 탄성 특성에 의해, 링 조인트는 장력 하에서 결합된 채로 유지될 수 있고, 따라서 특히 숄더부 등을 갖는 링 조인트의 특정 구성으로 인해, 폐쇄 링의 특징이 얻어질 수 있다.
제 2 환형 부재 (3) 의 외부 직경이 그루브 (9) 의 저부에서 표면의 직경보다 더 작으므로, 제 2 환형 부재 (3) 가 각각 피스톤 및 제 2 환형 부재 (3) 의 축선방향에 수직한 평면에서 이동할 수 있다.
제 2 환형 부재 (3) 의 내부 직경은, 피스톤 (5) 의 상사점을 지날 때, 점화 랜드 (6) 의 영역에서 제 2 환형 부재 (3) 에 의해 외부 직경이 쓸리고 특히 피스톤 (5) 의 영역에서 외주부와 접촉할 수 있도록 배치된다. 그러한 접촉 또는 쓸림에 의해, 각각, 이 영역에서의 오염물질 퇴적이 점화 랜드 (6) 의 영역에서 피스톤 (5) 의 외주부에 의해 긁어내어진다.
특히, 예컨대 강력한 고정식 적용을 위해 또는 해양 추진을 위해 제공되는 디젤 내연기관과 같은 대형 내연기관에서, 예컨대 피스톤과 같은 부재의 상이한 열부하로 인해, 내연기관의 주기적 작동으로부터 또는 제조에 관하여 상대 공차 (relative tolerances) 가 발생한다. 이러한 내연기관의 큰 치수 때문에, 예컨대 점화 랜드 (6) 의 영역에서 피스톤 (5) 의 외주 표면의 동심 정렬에 관하여 큰 절대 편차가 발생한다. 축선방향으로 이동 가능하게 그루브 (9) 에 수용되는 제 2 환형 부재 (3) 를 갖는 본 발명에 따른 정렬은, 점화 랜드 (6) 의 영역에서 피스톤 (5) 의 외부 직경에 대한 제 2 환형 부재 (3) 의 내주 표면의 자동 중심맞춤을 유발한다. 이로써, 점화 랜드 (6) 의 영역 내에 축적된 오염물질로부터 균일한 거리가 초래될 수 있다. 더욱이, 점화 랜드 (6) 의 영역에서 외주부와 제 2 환형 부재 (3) 의 내주 표면 사이의 과도한 압력 부하가 제거되는데, 왜냐하면 제 2 환형 부재의 축선방향으로 이동 가능한 배치가 제 2 환형 부재 (3) 의 피스톤의 일정한 조정을 유발하기 때문이다.
본 발명에 따르면, 유지 작업 동안 실린더 (4) 의 반경방향 리세스 (8) 로부터 제 1 환형 부재 (2) 를 제거하고 신규 부품으로 대체할 수 있다. 대안적으로, 유지 작업 동안 제 2 환형 부재 (3) 를 교체할 수 있다. 제 1 환형 부재 (2) 의 내부 직경이 제 2 환형 부재 (3) 의 내주 표면의 직경보다 더 크기 때문에, 내연기관의 작동으로 인해 단지 제 2 환형 부재 (3) 만이 마모되게 된다.
제 1 환형 부재 (2) 는 예컨대 34CrMo4 로 제조될 수 있다. 제 2 환형 부재 (3) 는 예컨대 내열 주조 링으로 제조될 수 있다. 그러나, 이러한 정보는 단지 예시적이고, 인서트의 기능이 보장되는 한, 다른 재료를 사용할 수 있다. 그렇지만, 기본적으로, 제 2 환형 부재 (3) 의 재료는, 제 2 환형 부재 (3) 에서 마모가 발생하여서 피스톤 (5) 의 마모를 방지할 수 있도록, 적어도 점화 랜드 (6) 의 영역에서 피스톤 (5) 의 재료보다 더 부드러워야 한다.
대안으로서, 내연기관에 있어서, 2 개의 실질적으로 동일한 인서트가 제공되도록, 반경방향 리세스 (8) 에 제 2 인서트가 제공될 수 있다. 이 경우, 오염물질을 긁어내는 효율이 크게 향상된다. 이러한 목적을 위해, 반경방향 그루브 (9) 를 각각 포함하는 2 개의 제 1 환형 부재 (2) 가 리세스 (8) 에 삽입된다. 그리고 나서, 반경방향 그루브 (9) 에 제 2 환형 부재 (3) 가 삽입된다.
다른 대안으로서, 인서트는 2 개의 축선방향으로 이격된 그루브 (9) 가 형성되어 있는 제 1 환형 부재 (2) 로 이루어질 수 있고, 이 그루브 각각에 제 2 환형 부재 (2) 가 삽입된다.
제 2 실시형태
도 2 및 도 3 을 참조하여 본 발명의 제 2 실시형태에 대해 설명하는데, 이 실시형태의 다른 변형예가 도 4 내지 도 8 에 도시되어 있다.
도 2 는, 도 1 과 유사한 도면으로, 실린더 (4) 와 실린더 헤드 (7) 사이의 전이부의 영역에서의 내연기관의 단면도이다. 유사하게, 실린더에 반경방향 리세스 (8) 가 형성된다. 제 2 실시형태에서 부분 부재 (2A) 와 부분 부재 (2B) 로서 2 개의 개별 링으로 이루어진 제 1 환형 부재가 이 반경방향 리세스 (8) 에 삽입된다. 반경방향 리세스 (8) 의 하측에, 하측 부분 부재 (2B) 가 가압 끼워맞춤 (press-fit) 된다. 상기 하측 부분 부재 (2B) 상에, 반경방향 리세스 (8) 내에 상측 부분 부재 (2A) 가 가압 끼워맞춤된다. 하측 부분 부재 (2B) 는, 상측 부분 부재 (2A) 의 축선방향으로 정렬된 표면에 접촉하도록 되어 있는 상향 숄더부를 포함한다. 가압 끼워맞춤된 상태에서, 부분 부재 (2A, 2B) 는, 그루브로서 반경방향 내측으로 (연소실을 향해) 개방되는 환형 간극을 형성하는 환형 오목부 (40) 형태의 반경방향 그루브를 형성한다.
유사하게, 부분 부재 (2A, 2B) 는 억지 끼워맞춤으로 반경방향 리세스 (8) 에 가압 끼워맞춤된다.
제 2 실시형태에 따른 제 2 환형 부재 (13) 는 제 2 환형 부재 (13) 의 베이스 (42) 로부터 연장되는 반경방향 내측 돌출 숄더부 (32) 를 포함한다. 베이스 (42) 는 숄더부 (32) 보다 더 큰 축선방향 치수를 갖는다. 숄더부 (32) 의 축선방향 치수는, 부분 부재 (2A, 2B) 가 서로 접촉하는 때, 개방 환형 간극의 축선방향 치수에 실질적으로 대응한다.
조립 상태에서, 부분 부재 (2A, 2B) 는 숄더부 (32) 의 반경방향 내향 표면에서 제공되는 내부 직경보다 더 큰 내부 직경을 갖는 반경방향 내향 표면을 형성한다. 따라서, 조립 상태에서, 숄더부 (32) 는 조립된 부분 부재 (2A, 2B) 의 내향 표면으로부터 돌출한다.
제 2 실시형태에 따른 인서트는 다음과 같이 조립된다. 먼저, 하측 부분 부재 (2B) 가 반경방향 리세스 (8) 에 가압 끼워맞춤된다. 그리고 나서, 제 2 환형 부재 (13) 가 상방으로부터 오목부 (40) 에 삽입되며, 여전히 상부가 개방되어 있다. 마지막으로, 상측 부분 부재 (2A) 가 하측 부분 부재 (2B) 와의 접촉이 이루어질 때까지 반경방향 리세스 (8) 에 가압 끼워맞춤된다.
제 2 실시형태에 따르면, 제 2 환형 부재 (13a) 는 폐쇄 링의 형상으로 될 수 있다. 특히, 개방 링 조인트가 없는 링이 사용될 수 있다. 더욱이, 숄더부 (32) 에 대해 더 큰 축선방향 치수를 갖는 베이스 (42) 는, 조립 상태에서 제 2 환형 부재 (13) 가 그루브 밖으로 벗어나지 않게 한다. 따라서, 제 2 환형 부재가 예컨대 여러 부채꼴 요소로 부서짐으로써 파괴되는 경우에도, 제 2 환형 부재가 연소실 내로 떨어지는 것이 방지된다. 더욱이, 강화 베이스 (42) 및 폐쇄 디자인에 의해, 제 2 환형 부재 (13) 의 안정성을 향상시킬 수 있다.
제 2 실시형태에 따른 제 1 환형 부재, 특히 하측 부분 부재 (2B) 는, 제 2 환형 부재 (13) 의 외향 주변 표면보다 더 큰 직경을 갖는 오목부 (40) 내에 반경방향 내향 표면을 포함한다. 그러므로, 제 1 실시형태에서처럼, 제 2 환형 부재 (13) 는 조립 상태에서 제 1 환형 부재 (2A, 2B) 에 대해, 따라서 피스톤 (5) 의 외측 주변에 대해 반경방향으로 변위될 수 있다. 그러므로, 제 2 실시형태에 따르면, 제 1 실시형태에서 설명된 바와 같이 동일한 효과가 달성된다.
대안으로서, 제 1 실시형태에서처럼, 반경방향 리세스 (8) 에 2 개의 동일한 인서트가 삽입될 수 있고, 이로써 크게 향상된 효과가 얻어진다. 대안적으로, 반경방향 리세스 (8) 에 제 1 실시형태의 인서트와 제 2 실시형태의 인서트가 조합되어 사용될 수 있다.
변형예
이하에서, 제 2 실시형태의 여러 변형예에 대해 설명한다.
도 4 는 제 2 실시형태의 제 1 변형예를 보여준다. 이 제 1 변형예에서, 제 2 환형 부재 (13) 뿐만 아니라 부분 부재 (2A, 2B) 도 변형되었다. 특히, 제 2 환형 부재는 조립 상태에서 부분 부재 (2A) 의 해당 오목부 내에 위치되는, 축선방향으로 연장되는 확대부를 구비하고 있다. 따라서, 이 변형예에서, 제 2 환형 부재 (13) 는 단면에서 실질적으로 L자 형상이다.
도 5 에 나타낸 제 2 실시형태의 제 2 변형예에서, 제 2 환형 부재 (13) 는 양 축선방향으로 연장되는 2 개의 확대부를 포함하여, 숄더부 (32) 와 확대부 사이의 전이부에 사면이 형성된다.
도 6 에 나타낸 제 2 실시형태의 제 3 변형예에서, 단지 제 2 환형 부재 (13) 의 축선방향에서 확대부가 제공되고, 숄더부 (32) 와 확대부 사이의 전이부에 사면이 형성된다.
도 7 에 나타낸 제 2 실시형태의 제 4 변형예에서, 숄더부 (32) 로부터 연장되는 사면을 전체적으로 나타내는 축선방향으로 연장되는 확대부가 제 2 환형 부재 (13) 에 형성된다.
제 2 실시형태의 제 5 변형예에서, 양 축선방향으로 연장되는 2 개의 확대부를 포함하는 제 2 환형 부재 (13) 가 제공되고, 확대부는 숄더부 (32) 로부터 시작되는 사면으로서 함께 형성된다.
전술한 변형예는, 제 2 실시형태가 설명된 특정 실시형태로 제한되지 않고 효과 및 이점이 제 2 실시형태에서 나타낸 것과 동일하도록 제 2 환형 부재 (13) 가 부분 부재 (2A, 2B) 와 함께 변형될 수 있음을 보여준다. 이와 관련하여, 부분 부재 (2A, 2B) 가 도면에 또한 나타낸 것처럼 제 2 환형 부재 (13) 의 형상에 맞도록 될 수 있다는 것에 주목해야 한다.
보충
디젤 연소기관에 적용된 경우의 본 발명에 대해 설명하였다. 특히 대형 디젤 연소기관의 경우, 그러한 디젤 연소기관에 사용되는 연료가 종종 중유이므로, 점화 랜드 (6) 영역의 외주부에서 오염물질을 제거할 필요가 있다. 그러나, 본 발명은 다른 구성 타입, 특히 불꽃점화 기관, 4행정 또는 2행정 디젤 기관에도 적용될 수 있다.
도면에서, 반경방향 리세스 (8) 가 실린더 (4) 에 직접 형성된 리세스로서 도시되었다. 그렇지만, 리세스 (8) 는 실린더에 삽입되는 라이너로서 형성될 수도 있다.
제 1 실시형태에서 언급된 재료의 선택은 제 2 실시형태에도 적용될 수 있다. 그렇지만, 대체로 재료의 선택은 제한되지 않는다.
제 2 실시형태에서, 제 2 환형 부재 (13) 는 폐쇄 링으로서 나타내었다. 그렇지만, 이 경우에도, 링 조인트를 갖는 개방 링이 제 1 실시형태에서 설명된 것처럼 사용될 수 있다.
Claims (15)
- 피스톤 (5) 의 상사점 위치의 통과시 실린더 (4) 내에서 안내되는 피스톤 (5) 의 점화 랜드 (6) 의 영역에서 오염물질을 제거하기 위한 내연기관의 실린더 (4) 용 인서트 (1; 11) 로서,
실린더 (4) 의 반경방향 리세스 (8) 에 고정되는 적어도 하나의 제 1 환형 부재 (2; 2A, 2B), 및
제 1 환형 부재 (2; 2A, 2B) 에 형성된 제 1 환형 부재 (2; 2A, 2B) 의 반경방향 그루브 (9; 19) 에 삽입되는 적어도 하나의 제 2 환형 부재 (3; 13) 를 포함하고,
상기 제 2 환형 부재 (3; 13) 는 그루브 내에서 상기 제 1 환형 부재 (2; 2A, 2B) 에 대해 반경방향으로 이동 가능하고 축선방향으로 실질적으로 이동 불가능한 인서트 (1; 11). - 제 1 항에 있어서, 상사점 통과시 제 2 환형 부재 (3; 13) 의 반경방향 내측 표면 (30) 이 점화 랜드 (6) 의 영역에서 피스톤 (5) 의 외주 표면을 쓸도록 제 2 환형 부재 (3; 13) 의 반경방향 내측 표면 (30) 의 내부 직경이 배치되어서, 제 2 환형 부재 (3; 13) 의 반경방향 내측 표면 (30) 이 피스톤 (5) 의 외주 표면과 접촉할 수 있는 인서트 (1; 11).
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제 2 환형 부재 (3; 13) 는 그루브 (9; 19) 내에서 반경방향으로 이동 가능하여서, 상사점 통과시 점화 랜드 (6) 의 영역에서 피스톤 (5) 의 외주 표면을 쓸고 지나갈 때, 제 2 환형 부재 (3; 13) 의 반경방향 내측 표면 (30) 이 피스톤 (5) 의 외주 표면에 대해 실질적으로 중심맞춤되는 인서트 (1; 11).
- 제 2 항에 있어서, 그루브 (9; 19) 의 저부 (20) 에서의 직경이 제 2 환형 부재 (3; 13) 의 반경방향 외측 표면 (31) 의 직경보다, 적어도 상사점 통과시 점화 랜드 (6) 의 영역에서 피스톤 (5) 의 외주 표면을 쓸고 지나갈 때 제 2 환형 부재 (3; 13) 의 반경방향 내측 표면 (30) 이 피스톤 (5) 의 외주 표면에 대해 실질적으로 중심맞춤되게 하는 양만큼, 더 크게 되도록 배치되는 인서트 (1; 11).
- 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 특히 제조 및/또는 작동 동안 열적으로 야기되는 편차로 인한 실린더 (4) 에 대한 피스톤 (5) 의 중심맞춤의 공차를 고려하여, 제 1 환형 부재 (2; 2A, 2B) 에 대한 제 2 환형 부재 (3; 13) 의 반경방향 이동성의 정도가 배치되는 인서트 (1; 11).
- 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 제 1 환형 부재 (2; 2A, 2B) 의 반경방향 내측 표면 (21) 의 직경이 제 2 환형 부재 (3; 13) 의 반경방향 내측 표면 (30) 의 직경보다 더 큰 인서트 (1; 11).
- 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 내부에 제 1 환형 부재 (2; 2A, 2B) 가 고정된 반경방향 리세스 (8) 가 상사점에서 실린더 (4) 의 단부를 향해 개방되고, 제 1 환형 부재 (2; 2A, 2B) 는 반경방향 리세스 (8) 에 가압 끼워맞춤되는 인서트 (1; 11).
- 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 2 환형 부재 (3; 13) 는 링 조인트를 갖는 개방 링의 형태인 인서트 (1; 11).
- 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 제 1 환형 부재 (2) 의 반경방향 내측 표면 (21) 에 상기 그루브 (9) 외에도 제 2 그루브가 형성되고, 제 2 그루브에 다른 제 2 환형 부재 (3) 가 삽입되는 인서트 (1).
- 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 환형 부재 (2A, 2B) 는 반경방향 리세스 (8) 에 가압 끼워맞춤되는 제 1 링 (2A) 및 제 2 링 (2B) 으로 이루어지고, 제 1 링 (2A) 과 제 2 링 (2B) 이 축선방향으로 서로 접촉하게 되는 때 제 1 링 (2A) 과 제 2 링 (2B) 사이에 환형 오목부 (40) 가 형성되고, 상기 제 2 환형 부재 (13) 는 환형 오목부 (40) 내에 설치되는 인서트 (11).
- 제 10 항에 있어서, 상기 환형 오목부 (40) 는 제 2 환형 부재 (13) 의 반경방향 내측 돌출 숄더부 (32) 에 의해 침투되는 그루브로서 반경방향 내측으로 개방된 환형 간극을 형성하고, 환형 간극 (41) 의 축선방향 치수는 환형 오목부 (40) 의 축선방향 치수보다 더 작고, 상기 숄더부 (32) 는 제 2 환형 부재 (13) 의 반경방향 내측 표면을 형성하는 인서트 (11).
- 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서, 상기 제 2 환형 부재 (13) 는 오목부 (40) 의 축선방향 치수 및/또는 형상에 실질적으로 적당한 축선방향 치수 및/또는 형상을 갖는 베이스 (42) 를 포함하는 한편, 숄더부 (32) 는 베이스 (42) 로부터 반경방향 내측으로 연장되고 환형 간극 (41) 의 축선방향 치수에 실질적으로 해당하는 축선방향 치수를 갖는 인서트 (11).
- 내부에서 피스톤 (5) 이 안내되는 실린더 (4) 를 포함하는 내연기관으로서, 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 인서트 (1; 11) 를 더 포함하는 내연기관.
- 제 13 항에 있어서, 상기 실린더 (4) 는 내부에서 피스톤이 안내되는 실린더 라이너를 포함하고, 내부에 적어도 하나의 인서트 (1; 11) 가 설치된 반경방향 리세스 (8) 가 실린더 라이너 내에 형성되는 내연기관.
- 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서, 인서트 (1, 1'; 11, 11') 중 2 개의 인서트가 리세스 (8) 내에 축선방향으로 인접하게 제공되어 있는 내연기관.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |