KR20190028110A - 이중 갤러리가 형성되는 엔진의 피스톤 - Google Patents

Abstract

본 발명은 작동 중 내부에 오일이 고르게 충전되도록 하는 각 갤러리마다 별도로 오일이 분사되도록 한 이중 갤러리가 형성되는 엔진의 피스톤에 관한 것이다.
본 발명에 따른 이중 갤러리가 형성되는 엔진의 피스톤은, 엔진의 실린더 블록(10)의 내부에 승강가능하게 설치되는 피스톤(30)에 있어서, 상기 피스톤(30)의 내부에 상기 피스톤(30)의 내부에서 오일이 유동할 수 있도록 원호형으로 형성되는 오일갤러리(31A)(31B)가 형성되고, 상기 실린더 블록(10)의 설치되고 상기 오일갤러리(31A)(31B)와 같은 수로 설치되는 오일젯(12A)(12B)에 의해 상기 각 오일갤러리(31A)(31B)에 전담하여 오일이 분사되는 것을 특징으로 한다.

Description

이중 갤러리가 형성되는 엔진의 피스톤{PISTON OF ENGINE HAVING DOUBLE GALLERY}

본 발명은 엔진에 장착되는 피스톤에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 작동 중 내부에 오일이 고르게 충전되도록 하는 각 갤러리마다 별도로 오일이 분사되도록 한 이중 갤러리가 형성되는 엔진의 피스톤에 관한 것이다.

차량의 엔진에는 도 1에 도시된 바와 같이, 실린더 블록(110)에 승강가능하게 설치되어 연소실의 폭발력을 커넥팅 로드(120)로 전달하는 피스톤(130)이 설치된다.

상기 피스톤(130)은 작동시 고온에 노출되므로, 운전시간이 누적됨에 따라 상기 피스톤(130)에 설치되는 피스톤링이 소착되거나 상기 피스톤이 열적피로가 누적되는 현상이 발생할 수 있다.

이를 해결하기 위하여, 상기 피스톤(130)을 냉각시키기 위한 일환의 하나로서, 상기 실린더 블록(110)에 상기 피스톤(130)의 하부로 오일을 분사하는 오일젯(112)을 설치하고, 상기 피스톤(130)의 내부에는 상기 오일이 유동할 수 있는 통로인 오일갤러리(131)가 형성된다.

예컨대, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 피스톤(130)의 내부에 원호형으로 오일갤러리(131)를 형성하고, 상기 오일젯(112)을 통하여 상기 오일갤러리(131)로 오일을 분사함으로써, 상기 오일이 상기 오일갤러리(131)를 통과하여 상기 피스톤(130)이 과열되는 현상을 방지한다.

그러나, 상기와 같이 상기 오일갤러리(131)가 상기 피스톤(130)의 내부에 반원형의 원호로 분할되어 형성되는 경우, 상기 오일갤러리(131)의 내부에 오일이 충분히 채워지지 않는 문제점이 있다.

즉, 상기 오일젯(112)은 상기 실린더 블록(110)의 일측에 하나의 오일젯이 설치되어, 각각 분할된 오일갤러리(131)로 모두 오일이 충분히 채워지지 않아 상기 피스톤(130)을 충분히 냉각시키지 않게 된다.

도 2a 내지 도 2d에는 상기 피스톤(130)의 위치가 크랭크 각이 60도, 150, 210도 및 300도일 때의 오일의 분포가 도시되어 있다. 이를 통하여 살펴보면, 상기 피스톤(130)에 형성된 2개의 오일갤러리(131)에 균일하게 오일이 채워지지 않을 뿐만 아니라, 충전율도 높지 않아, 상기 피스톤(130)이 충분히 냉각되지 않는다.

한편, 하기의 선행기술문헌에는 '오일갤러리를 갖는　피스톤의 냉각성능 향상장치'에 관한 기술이 개시되어 있다.

10-2005-0035350 A

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 피스톤에 형성된 복수의 오일갤러리로 고르게 오일이 공급되도록 함과 동시에 상기 오일갤러리의 내부로 충분한 양의 오일이 채워지도록 한 이중 갤러리가 형성되는 엔진의 피스톤을 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이중 갤러리가 형성되는 엔진의 피스톤은, 엔진의 실린더 블록의 내부에 승강가능하게 설치되는 피스톤에 있어서, 상기 피스톤의 내부에 상기 피스톤의 내부에서 오일이 유동할 수 있도록 원호형으로 형성되는 오일갤러리가 형성되고, 상기 실린더 블록의 설치되고 상기 오일갤러리와 같은 수로 설치되는 오일젯에 의해 상기 각 오일갤러리에 전담하여 오일이 분사되는 것을 특징으로 한다.

상기 오일갤러리는 상기 피스톤에서 커넥팅 로드의 소단부에 연결되는 부위의 양편에 각각 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 오일갤러리 중 어느 하나의 오일갤러리는 인접한 다른 오일갤러리와 유동방향이 다르게 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 오일갤러리 중 어느 하나의 오일갤러리의 출구는 인접한 다른 오일갤러리의 입구에 인접하게 형성되고, 상기 오일젯은 각각 상기 오일갤러리의 입구를 향하여 오일이 분사되도록 상기 실린더 블록에 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기 오일갤러리들에서의 오일은 상기 피스톤의 둘레방향을 따라 유동하는 것을 특징으로 한다.

상기 오일갤러리는 오일의 진행방향을 따라 승강을 반복하는 웨이브 형태를 갖는 것을 특징으로 한다.

상기 엔진은 디젤엔진인 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 이중 갤러리가 형성되는 엔진의 피스톤에 따르면, 각각의 오일젯이 서로 다른 오일갤러리로 오일을 분사함으로써, 상기 오일갤러리에 충분한 양의 오일을 공급할 수 있다.

또한, 2개의 오일갤러리에서 오일이 공급되는 방향이 서로 다르게 형성됨으로써, 상기 피스톤의 냉각성능이 향상된다.

도 1은 종래 기술에 따라 피스톤에 오일갤러리가 형성되고 실린더 블록에 오일젯이 설치된 상태를 도시한 사시도.
도 2a 내지 도 2는 각각 크랭크 각이 각각 60도, 150, 210도 및 300도일 때 오일갤러리에서의 오일 분포를 도시한 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 이중 갤러리가 형성되는 엔진의 피스톤이 설치된 상태를 도시한 정면도.
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 이중 갤러리가 형성되는 엔진의 피스톤에서 오일갤러리에 오일이 분사되는 상태를 도시한 사시도.
도 6은 본 발명에 따른 이중 갤러리가 형성되는 엔진의 피스톤에서 오일갤러리에 오일이 채워지는 상태를 도시한 정면도.

이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 이중 갤러리가 형성되는 엔진의 피스톤에 대하여 자세히 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 본 발명에 따른 이중 갤러리가 형성되는 엔진의 피스톤은, 엔진의 실린더 블록(10)의 내부에 승강가능하게 설치되는 피스톤(30)에서, 상기 피스톤(30)의 내부에 상기 피스톤(30)의 내부에서 오일이 유동할 수 있도록 원호형으로 형성되는 오일갤러리(31A)(31B)가 형성되고, 상기 실린더 블록(10)의 설치되고 상기 오일갤러리(31A)(31B)와 같은 수로 설치되는 오일젯(12A)(12B)에 의해 상기 각 오일갤러리(31A)(31B)에 전담하여 오일이 분사되도록 한다.

엔진을 구성하는 실린더 블록(10)에는 승강가능하게 피스톤(30)이 설치되고, 상기 피스톤(30)이 연소실에서 발생한 폭발력을 커넥팅 로드(20)를 통하여 크랭크 축으로 전달한다

상기 피스톤(30)는 연소실에 노출되어 있어서, 상기 피스톤(30)은 상기 엔진의 작동시 고온이 되고, 이러한 열은 상기 피스톤(30)에 누적되거나 상기 피스톤(30)에 설치된 피스톤링으로 전달된다.

특히 고압축비로 작동하는 디젤엔진에서는 상기 연소온도가 높아, 상기 피스톤(30)의 열피로가 높아지거나 상기 피스톤링이 소착되는 문제가 발생할 수 있다.

이를 해결하기 위해서, 상기 피스톤(30)의 내부에서는 상기 피스톤(30)의 하부로 분사된 오일이 상기 피스톤(30)의 내부를 통과한 후, 다시 상기 피스톤(30)의 하부로 배출되도록 오일갤러리(31A)(31B)가 형성된다.

상기 오일갤러리(31A)(31B)는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 피스톤(30)의 내부에 상기 피스톤(30)의 둘레방향을 따라 원호형으로 형성된다. 상기 오일갤러리(31A)(31B)는 반원형의 원호로 형성되는 바, 상기 피스톤(30)에는 2개의 오일갤러리(31A)(31B)가 형성된다.

또한, 상기 오일갤러리(31A)(31B)는 오일의 진행방향을 따라 승강을 반복하는 웨이브 형태를 갖는다.

상기 오일갤러리(31A)(31B)에는 각각 상기 오일갤러리(31A)(31B)의 내부로 오일을 분사하기 위한 오일젯(12A)(12B)이 상기 실린더 블록(10)에 설치된다. 상기 오일젯(12A)(12B)은 상기 실린더 블록(10)의 오일갤러리(11)로부터 오일을 공급받는다. 상기 오일젯(12A)(12B)의 상세한 구성은 통상의 것을 이용하므로, 상세한 설명은 생략하기로 한다.

상기 오일젯(12A)(12B)은 상기 오일갤러리(31A)(31B)와 동수(同數)로 설치되고, 각각의 오일젯(12A)(12B)은 상기 각 오일갤러리(31A)(31B)를 전담하여 오일을 공급하도록 한다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 오일갤러리(31A)(31B)가 상기 피스톤(30)이 커넥팅로드(20)의 소단부(상부)와 연결되는 부위를 기준으로 양편에 각각 원호형으로 형성되고, 각 오일갤러리(31A)(31B)의 양단에 각각 상기 피스톤(30)의 하방으로 입구(31Aa)(31Ba)와 출구(31Ab)(31Bb)가 형성된다.

여기서, 상기 실린더 블록(10)의 AT(Anti-Thrust)측 방향, 즉 흡기측에 위치한 오일갤러리를 제1 오일갤러리(31A)라 하고, TH(Thrust)측, 즉 배기측에 위치한 오일갤러리를 제2 오일갤러리(31B)하고 하면, 상기 제1 오일갤러리(31A)의 양단에 각각 입구(31Aa)와 출구(31Ab)가 형성되고, 상기 제2 오일갤러리(31B)의 양단에도 각각 입구(31Ba)와 출구(31Bb)가 형성된다. 또한, 제1 오일젯(12A)은 AT측에 설치되고, 제2 오일젯(12B)은 TH측에 설치된다.

상기 제1 오일갤러리(31A)의 입구(31Aa)에 인접하게 오일젯(12A)(12B) 중 하나인 제1 오일젯(12A)의 분사구가 위치하도록 한다. 상기 제1 오일젯(12A)의 분사구가 상기 제1 오일갤러리(31A)의 입구(31Aa)로 분사된 후, 상기 제1 오일갤러리(31A)를 통과하여 출구(31Ab)로 배출된다.

상기 제2 오일갤러리(31B)의 입구(31Ba)에 인접하게 오일젯(12A)(12B) 중 나머지 하나인 제2 오일젯(12B)의 분사구가 위치하도록 하여, 상기 제2 오일젯(12B)의 분사구로부터 분사된 오일은 상기 제2 오일갤러리(31B)의 입구(31Ba)로 유입된다.

상기 제1 오일갤러리(31A)와 상기 제2 오일갤러리(31B)는 상기 제1 오일젯(12A)과 상기 제2 오일젯(12B)이 전담하여 각각 오일을 공급하므로, 상기 제1 오일갤러리(31A)와 상기 제2 오일갤러리(31B)의 내부에 충분히 오일을 공급하여, 상기 제1 오일갤러리(31A)와 상기 제2 오일갤러리(31B)의 오일 충전율을 높일 수 있다.

여기서, 서로 인접한 상기 제1 오일갤러리(31A)와 상기 제2 오일갤러리(31B)의 입구(31Aa)(31Ba)와 출구(31Ab)(31Bb)는 서로 반대편에 형성되도록 한다. 즉, 상기 제1 오일갤러리(31A)의 입구(31Aa)는 상기 제2 오일갤러리(31B)의 출구(31Bb)에 인접하게 형성되고, 상기 제2 오일갤러리(31B)의 입구(31Ba)는 상기 제1 오일갤러리(31A)의 출구(31Ab)에 인접하게 형성된다. 또한, 상기 제1 오일젯(12A)과 상기 제2 오일젯(12B)도 반대쪽에 설치된다. 이에 따라, 상기 제1 오일갤러리(31A)와 상기 제2 오일갤러리(31B)는 서로 반대방향의 오일 흐름을 갖고, 오일은 상기 피스톤(30)에서 둘레방향을 따라 유동하게 된다.

상기 제1 오일갤러리(31A)의 출구(31Ab)와 상기 제2 오일갤러리(31B)의 출구(31Bb)에는 상기 제1 오일갤러리(31A)와 상기 제2 오일갤러리(31B)로부터 배출된 오일을 오일팬으로 배출하는 제1 오일드레인(32A)과 제2 오일드레인(32B)이 각각 형성된다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 이중 갤러리가 형성되는 엔진의 피스톤의 작용에 대하여 설명하면 다음과 같다.

상기 엔진이 작동하고, 상기 피스톤(30)의 온도가 정해진 온도 이상이면, 상기 제1 오일젯(12A)과 상기 제2 오일젯(12B)을 통하여 오일이 분사된다. 상기 제1 오일젯(12A)과 상기 제2 오일젯(12B)을 통하여 분사된 오일은 각각 제1 오일갤러리(31A)와 제2 오일갤러리(31B)의 입구(31Aa)(31Ba)로 유입된다. 상기 제1 오일젯(12A)으로부터 지속적으로 오일이 분사되면, 오일은 상기 제1 오일갤러리(31A)의 입구(31Aa)로 유입된 후, 상기 제1 오일갤러리(31A)를 통과하여, 상기 제1 오일갤러리(31A)의 출구(31Ab)를 통하여 제1 오일드레인(32A)으로 배출된다. 마찬가지로, 상기 제2 오일젯(12B)으로부터 분사된 오일도 상기 제2 오일갤러리(31B)의 입구(31Ba)로 유입된 후, 상기 제2 오일갤러리(31B)를 통과하여, 상기 제2 오일갤러리(31B)의 출구(31Bb)를 통하여 제2 오일드레인(32B)으로 배출된다.

이때, 상기 제1 오일갤러리(31A)와 상기 제2 오일갤러리(31B)는 각각 상기 제1 오일젯(12A)과 상기 제2 오일젯(12B)으로부터 전담하여 오일이 분사되므로, 도 6에서와 같이, 상기 제1 오일갤러리(31A)와 상기 제2 오일갤러리(31B)의 내부에는 충분한 양의 오일이 채워져 상기 피스톤(30)을 충분히 냉각시킬 수 있다.

특히, 상기 제1 오일젯(12A)과 상기 제2 오일젯(12B)은 서로 반대방향에서 상기 제1 오일갤러리(31A)와 상기 제2 오일갤러리(31B)로 상기 피스톤(30)의 둘레방향을 따라 유동하게 되므로, 상기 제1 오일갤러리(31A)와 제2 오일갤러리(31B)의 내부에는 고르게 오일이 채워져 상기 피스톤(30)의 냉각성능을 향상시킬 수 있다.

10 : 실린더 블록
11a : 오일갤러리
12A, 12B : 오일젯
20 : 커넥팅 로드
30 : 피스톤
31A, 31B : 오일갤러리
31Aa, 31Ba : 오일갤러리 입구
31Ab, 31Bb : 오일갤러리 출구
32A, 32B : 오일드레인
110 : 실린더 블록
112 : 오일젯
120 : 커넥팅 로드
130 : 피스톤
131 : 오일갤러리

Claims (7)

1. 엔진의 실린더 블록의 내부에 승강가능하게 설치되는 피스톤에 있어서,
   상기 피스톤의 내부에 상기 피스톤의 내부에서 오일이 유동할 수 있도록 원호형으로 형성되는 오일갤러리가 형성되고,
   상기 실린더 블록의 설치되고 상기 오일갤러리와 같은 수로 설치되는 오일젯에 의해 상기 각 오일갤러리에 전담하여 오일이 분사되는 것을 특징으로 하는 이중 갤러리가 형성되는 엔진의 피스톤.
2. 제1항에 있어서,
   상기 오일갤러리는 상기 피스톤에서 커넥팅 로드의 소단부에 연결되는 부위의 양편에 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 이중 갤러리가 형성되는 엔진의 피스톤.
3. 제2항에 있어서,
   상기 오일갤러리 중 어느 하나의 오일갤러리는 인접한 다른 오일갤러리와 유동방향이 다르게 형성되는 것을 특징으로 하는 이중 갤러리가 형성되는 엔진의 피스톤.
4. 제3항에 있어서,
   상기 오일갤러리 중 어느 하나의 오일갤러리의 출구는 인접한 다른 오일갤러리의 입구에 인접하게 형성되고,
   상기 오일젯은 각각 상기 오일갤러리의 입구를 향하여 오일이 분사되도록 상기 실린더 블록에 설치되는 것을 특징으로 하는 이중 갤러리가 형성되는 엔진의 피스톤.
5. 제4항에 있어서,
   상기 오일갤러리들에서의 오일은 상기 피스톤의 둘레방향을 따라 유동하는 것을 특징으로 하는 이중 갤러리가 형성되는 엔진의 피스톤.
6. 제1항에 있어서,
   상기 오일갤러리는 오일의 진행방향을 따라 승강을 반복하는 웨이브 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 이중 갤러리가 형성되는 엔진의 피스톤.
7. 제1항에 있어서,
   상기 엔진은 디젤엔진인 것을 특징으로 하는 이중 갤러리가 형성되는 엔진의 피스톤.
   
   

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