KR20220095851A - Cylinder block and engine having the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 워터 자켓을 갖는 실린더 블록 및 이를 구비한 엔진에 관한 것이다.The present invention relates to a cylinder block having a water jacket and an engine having the same.
엔진은 화석 연료와 공기를 실린더 내에서 연소시켜 열에너지를 기계적인 일로 바꾸어 동력을 얻는 내연기관이다. 실린더 내에서 연료와 공기의 혼합 기체를 점화시켜 폭발되면 피스톤이 왕복운동을 하게 된다. 그리고 엔진의 크랭크축은 피스톤의 왕복 운동을 회전 운동으로 바꿔준다.An engine is an internal combustion engine that converts thermal energy into mechanical work by burning fossil fuel and air in a cylinder to generate power. When a mixture of fuel and air is ignited in the cylinder and exploded, the piston reciprocates. And the crankshaft of the engine converts the reciprocating motion of the piston into rotational motion.
통상적으로 차량의 엔진은 15% 내지 35% 내외의 열효율을 갖는 것으로 알려져 있으며, 엔진에서 외부로 방출되는 열에너지와 배기가스 등으로 인하여 전체 열에너지 중 약 60% 이상이 소모되고 있다. 이러한 엔진에서 실린더 블록 및 실린더 헤드의 냉각 특성을 극대화하는 것은 엔진의 열효율을 높이고 엔진의 내구성을 향상시키기 위해 중요하다.In general, it is known that the engine of a vehicle has a thermal efficiency of about 15% to about 35%, and about 60% or more of the total thermal energy is consumed due to thermal energy and exhaust gas emitted from the engine to the outside. In such an engine, maximizing the cooling characteristics of the cylinder block and cylinder head is important to increase the thermal efficiency of the engine and improve the durability of the engine.
엔진을 효율적으로 냉각시키기 위해서 엔진 내부에 워터 자켓을 형성하고 있으며, 워터 펌프가 공급하는 냉각수가 오일 쿨러를 거쳐 워터 자켓으로 공급되고 있다.In order to efficiently cool the engine, a water jacket is formed inside the engine, and the coolant supplied by the water pump is supplied to the water jacket through the oil cooler.
그런데, 오일 쿨러를 거친 냉각수는 워터 자켓의 특정 지점과 연결되므로, 워터 자켓에 유입된 냉각수가 워터 자켓의 내부에서 동일한 유량으로 고르게 확산되어 복수의 실린더를 균일하게 냉각시키지 못하고 있다.However, since the coolant that has passed through the oil cooler is connected to a specific point of the water jacket, the coolant flowing into the water jacket is evenly spread at the same flow rate inside the water jacket, so that it is not possible to uniformly cool the plurality of cylinders.
이에, 냉각수가 유입되는 워터 자켓의 특정 지점에서 멀리 떨어질수록 냉각수의 유동이 상대적으로 약해져 냉각 효율이 저하될 수밖에 없으므로, 복수의 실린더 중 일부는 과열되어 크랙 및 파손 등의 하자가 발생되기 쉽다.Accordingly, as the distance from the specific point of the water jacket into which the cooling water is introduced is, the flow of the cooling water becomes relatively weak and the cooling efficiency is inevitably reduced.
또한, 냉각수가 유입되는 워터 자켓의 특정 지점에서 가까울수록 냉각수의 유동이 상대적으로 빨라져 빠른 유속에 의한 캐비테이션(cavitation)이 발생될 수 있으며, 이로 인해 엔진이 손상되는 문제점이 있다.In addition, the closer to the specific point of the water jacket where the coolant is introduced, the faster the flow of the coolant may be, which may cause cavitation due to the high flow rate, which may damage the engine.
본 발명의 실시예는 냉각수가 균일하게 유동하는 실린더 블록 및 이를 구비한 엔진을 제공한다.An embodiment of the present invention provides a cylinder block in which coolant uniformly flows and an engine having the same.
본 발명의 실시예에 따르면, 실린더 블록은 복수의 실린더와 상기 복수의 실린더를 각각 둘러싸는 워터 자켓 그리고 상기 워터 자켓에 연결된 워터 챔버를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, the cylinder block includes a plurality of cylinders, a water jacket surrounding each of the plurality of cylinders, and a water chamber connected to the water jacket.
상기 워터 자켓은 상기 복수의 실린더의 수만큼 복수 구역으로 구획되고, 하나의 상기 워터 챔버가 상기 워터 자켓의 상기 복수 구역과 각각 연결될 수 있다.The water jacket may be divided into a plurality of zones by the number of the plurality of cylinders, and one water chamber may be connected to the plurality of zones of the water jacket, respectively.
상기 워터 자켓과 상기 워터 챔버는 복수의 워터 홀을 통해 연결될 수 있다.The water jacket and the water chamber may be connected through a plurality of water holes.
상기 복수의 워터 홀은 상기 워터 챔버에서 상기 워터 자켓의 상기 복수 구역으로 이동하는 냉각수의 유량이 균일하도록 냉각수가 통과하는 면적이 위치에 따라 다양하게 설정될 수 있다.In the plurality of water holes, an area through which the coolant passes may be set in various ways according to positions so that the flow rate of the coolant moving from the water chamber to the plurality of zones of the water jacket is uniform.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 엔진은 복수의 실린더와 상기 복수의 실린더를 각각 둘러싸는 워터 자켓 그리고 상기 워터 자켓에 연결된 워터 챔버를 포함하는 실린더 블록과, 상기 실린더 블록의 상기 워터 챔버로 냉각수를 공급하는 워터 펌프, 그리고 상기 실린더 블록의 상기 워터 챔버에 장착되어 상기 워터 챔버에 유입된 냉각수로 엔진의 오일을 냉각시키는 오일 쿨러를 포함한다.In addition, according to an embodiment of the present invention, the engine includes a cylinder block including a plurality of cylinders, a water jacket surrounding each of the plurality of cylinders, and a water chamber connected to the water jacket, and coolant to the water chamber of the cylinder block. and an oil cooler mounted in the water chamber of the cylinder block to cool the engine oil with the coolant introduced into the water chamber.
상기 실린더 블록의 상기 워터 자켓의 일측은 상기 실린더 블록의 상기 워터 챔버의 일측에 연결되고, 상기 워터 자켓의 일측에 반대되는 상기 워터 자켓의 타측은 실린더 헤드와 연결될 수 있다.One side of the water jacket of the cylinder block may be connected to one side of the water chamber of the cylinder block, and the other side of the water jacket opposite to one side of the water jacket may be connected to the cylinder head.
상기 실린더 블록의 상기 워터 자켓은 상기 복수의 실린더의 수만큼 복수 구역으로 구획되고, 하나의 상기 워터 챔버가 상기 워터 자켓의 상기 복수 구역과 각각 연결될 수 있다.The water jacket of the cylinder block may be divided into a plurality of zones by the number of the plurality of cylinders, and one of the water chambers may be connected to the plurality of zones of the water jacket, respectively.
상기 실린더 블록의 상기 워터 자켓과 상기 워터 챔버는 복수의 워터 홀을 통해 연결될 수 있다.The water jacket of the cylinder block and the water chamber may be connected through a plurality of water holes.
상기 복수의 워터 홀은 상기 워터 챔버에서 상기 워터 자켓의 상기 복수 구역으로 이동하는 냉각수의 유량이 균일하도록 냉각수가 통과하는 면적이 위치에 따라 다양하게 설정될 수 있다.In the plurality of water holes, an area through which the coolant passes may be set in various ways according to positions so that the flow rate of the coolant moving from the water chamber to the plurality of zones of the water jacket is uniform.
본 발명의 실시예에 따르면, 실린더 블록은 냉각수를 균일하게 유동시킬 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the cylinder block may uniformly flow the coolant.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 엔진은 냉각수를 균일하게 유동시킬 수 있는 실린더 블록을 포함할 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, the engine may include a cylinder block capable of uniformly flowing the coolant.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 실린더 블록을 구비한 엔진의 정면도이다.
도 2는 도 1의 실린더 블록의 내부에 형성된 워터 자켓 및 워터 챔버와 이들과 연결된 오일 쿨러, 및 워터 펌프를 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 1의 III-III선에 엔진의 따른 단면도이다.
도 4는 도 3의 IV-IV선에 따른 엔진의 단면도이다.1 is a front view of an engine having a cylinder block according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view illustrating a water jacket and a water chamber formed inside the cylinder block of FIG. 1, an oil cooler connected thereto, and a water pump;
3 is a cross-sectional view taken along the line III-III of FIG. 1 of the engine.
4 is a cross-sectional view of the engine taken along line IV-IV of FIG. 3 .
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the embodiments of the present invention will be described in detail so that those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily implement them. The present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.
도면들은 개략적이고 축척에 맞게 도시되지 않았다는 것을 일러둔다. 도면에 있는 부분들의 상대적인 치수 및 비율은 도면에서의 명확성 및 편의를 위해 그 크기에 있어 과장되거나 축소되어 도시되었으며 임의의 치수는 단지 예시적인 것이지 한정적인 것은 아니다. 그리고 둘 이상의 도면에 나타나는 동일한 구조물, 요소 또는 부품에는 동일한 참조 부호가 유사한 특징을 나타내기 위해 사용된다.It is noted that the drawings are schematic and not drawn to scale. Relative dimensions and proportions of parts in the drawings are shown exaggerated or reduced in size for clarity and convenience in the drawings, and any dimensions are illustrative only and not limiting. In addition, the same reference numerals are used to indicate like features to the same structure, element, or part appearing in two or more drawings.
본 발명의 실시예는 본 발명의 이상적인 실시예를 구체적으로 나타낸다. 그 결과, 도해의 다양한 변형이 예상된다. 따라서 실시예는 도시한 영역의 특정 형태에 국한되지 않으며, 예를 들면 제조에 의한 형태의 변형도 포함한다.The embodiment of the present invention specifically represents an ideal embodiment of the present invention. As a result, various modifications of the diagram are expected. Accordingly, the embodiment is not limited to a specific shape of the illustrated area, and includes, for example, a shape modification by manufacturing.
이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 실린더 블록 및 이를 구비한 엔진(101)을 설명한다.Hereinafter, a cylinder block and an
도 1에 도시한 바와 같이, 엔진(101)은 실린더 블록(201), 워터 펌프(300), 및 오일 쿨러(400)를 포함한다.As shown in FIG. 1 , the
또한, 엔진(101)은 실린더 블록(201)의 하부에 결합된 오일팬(800)과, 도시하지는 않았으나 실린더 블록(201)의 상부에 결합되는 실린더 헤드를 더 포함할 수 있다.Also, the
본 발명의 일 실시예에 따른 실린더 블록(201)은, 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 복수의 실린더(220)와, 복수의 실린더(220)를 각각 둘러싸는 워터 자켓(230), 그리고 워터 자켓(230)에 연결된 워터 챔버(250)를 포함한다.The
복수의 실린더(220) 내에서 연료와 공기가 혼합된 기체를 점화시켜 폭발되면 그 폭발력으로 피스톤이 왕복운동을 하게 된다. 이때, 실린더(220)에서는 많은 열에너지가 방출된다.When a gas in which fuel and air are mixed is ignited and exploded in the plurality of
워터 자켓(230)은 복수의 실린더(220)를 각각 둘러싸 실린더(220)를 냉각시킨다. 이때, 워터 자켓(230)은 복수의 실린더(220)의 수만큼 복수 구역으로 구획될 수 있다.The
워터 챔버(250)의 일측은 워터 자켓(230)의 일측에 연결된다. 구체적으로, 하나의 워터 챔버(250)가 워터 자켓(230)의 복수 구역과 각각 연결될 수 있다.One side of the
그리고 워터 챔버(250)와 연결된 워터 자켓(230)의 일측에 반대되는 워터 자켓(230)의 타측은 실린더 헤드와 연결될 수 있다. 즉, 냉각수는 워터 챔버(250)에서 워터 자켓(230)을 거쳐 실린더 헤드로 이동하게 된다.In addition, the other side of the
전술한 바와 같이, 워터 자켓(230)의 하방에는 워터 챔버(250)가 위치하고, 워터 자켓(230)의 상방에는 실린더 헤드가 위치할 수 있다.As described above, the
또한, 도 4에 도시한 바와 같이, 워터 자켓(230)과 워터 챔버(250)는 복수의 워터 홀(240)을 통해 연결될 수 있다.Also, as shown in FIG. 4 , the
특히, 복수의 워터 홀(240)은 워터 챔버(250)에서 워터 자켓(230)의 복수 구역으로 이동하는 냉각수의 유량이 균일하도록 냉각수가 통과하는 면적이 위치에 따라 다양하게 설정될 수 있다.In particular, in the plurality of
이와 같이, 하나의 워터 챔버(250)와 복수의 워터 홀(240)을 통해 워터 자켓(230) 전체에 냉각수를 고르게 공급할 수 있으므로, 복수의 실린더(220)에 대한 냉각 성능을 균일하게 유지할 수 있다.In this way, since cooling water can be evenly supplied to the
즉. 복수의 실린더(220) 중 특정 실린더(220)를 둘러싸는 워터 자켓(230)으로 향하는 냉각수의 유속 저하로 인해 특정 실린더(220)의 냉각 효율이 저하되어 특정 실린더(220)가 과열되어 크랙이 발생하거나 파손되는 것을 방지할 수 있다.In other words. Among the plurality of
본 발명의 일 실시예에서, 복수의 워터 홀(240)은 냉각수 통과 면적이 모두 동일하게 형성되지 않는 것이 특징이며, 구체적인 워터 홀(240)의 위치별 냉각수 통과 면적은 엔진(101)의 크기와 실린더(220)의 수 그리고 실린더(220)의 분포 형태 등에 따라 다양하게 설정될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the cooling water passage area of the plurality of
워터 펌프(300)는 실린더 블록(201)의 워터 챔버(250)로 냉각수를 공급한다.The
오일 쿨러(400)는 실린더 블록(201)의 워터 챔버(250)에 장착되어 워터 챔버(250)에 유입된 냉각수로 엔진의 오일을 냉각시킨다. 즉, 오일 쿨러(400)의 적어도 일부는 워터 챔버(250)의 내부에 삽입될 수 있다.The
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 워터 펌프(300)가 냉각수를 실린더 블록(201)의 워터 챔버(250)로 공급하면, 냉각수가 워터 챔버(250)에 장착된 오일 쿨러(400)에 의해 냉각된 후 복수의 워터 홀(240)을 통해 워터 자켓(230)의 복수의 구역으로 분배된다. 이때, 본 발명의 일 실시예에서는, 워터 홀(240)의 냉각수 통과 면적을 조절하여 워터 자켓(230)의 복수의 구역에 냉각수가 동일한 유량으로 고르게 공급될 수 있다.As described above, according to an embodiment of the present invention, when the
오일팬(800)은 실린더 블록(201)의 하부에 결합된다. 오일팬(800)은 실린더 헤드 및 실린더 블록(201)에서 배출 또는 누수된 냉각수를 수집한다.The
이와 같은 구성에 의하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 실린더 블록(201)과 이를 구비한 엔진(101)은 내부에서 냉각수를 균일하게 유동시켜 냉각 효율을 향상시킬 수 있다.With such a configuration, the
즉, 워터 챔버(250)를 사용하여 오일 쿨러(400)가 냉각시킨 냉각수를 워터 자켓(230)의 복수의 구역으로 분배할 수 있으며, 워터 홀(240)의 냉각수 통과 면적을 조절하여 워터 자켓(230)의 복수의 구역에 냉각수를 동일한 유량으로 고르게 공급할 수 있다.That is, the cooling water cooled by the
이에, 워터 자켓(230)의 특정 위치에 공급되는 냉각수의 유량이 부족하여 복수의 실린더(200) 중 특정 실린더(200)가 과열되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 워터 자켓(230)의 다른 특정 위치에 유입된 냉각수의 유속이 지나치게 빨라 캐비테이션(cavitation)이 발생되는 것도 방지할 수 있다.Accordingly, it is possible to prevent the specific cylinder 200 from being overheated among the plurality of cylinders 200 due to insufficient flow rate of the coolant supplied to a specific position of the
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, those skilled in the art to which the present invention pertains can understand that the present invention may be embodied in other specific forms without changing the technical spirit or essential characteristics thereof. will be.
그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명은 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Therefore, the embodiments described above are to be understood as illustrative and not restrictive in all respects, and the scope of the present invention is indicated by the following claims, the meaning and scope of the claims, and All changes or modifications derived from the equivalent concept should be construed as being included in the scope of the present invention.
101: 엔진
201: 실린더 블록
220: 실린더
230: 워터 자켓
240: 워터 홀
250: 워터 챔버
300: 워터 펌프
400: 오일 쿨러
800: 오일팬101: engine
201: cylinder block
220: cylinder
230: water jacket
240: water hole
250: water chamber
300: water pump
400: oil cooler
800: oil pan
Claims (9)
상기 워터 자켓은 상기 복수의 실린더의 수만큼 복수 구역으로 구획되고,
하나의 상기 워터 챔버가 상기 워터 자켓의 상기 복수 구역과 각각 연결되는 것을 특징으로 하는 실린더 블록.According to claim 1,
The water jacket is divided into a plurality of zones by the number of the plurality of cylinders,
A cylinder block, characterized in that one said water chamber is respectively connected to said plurality of zones of said water jacket.
상기 워터 자켓과 상기 워터 챔버는 복수의 워터 홀을 통해 연결된 것을 특징으로 하는 실린더 블록.3. The method of claim 2,
The cylinder block, characterized in that the water jacket and the water chamber is connected through a plurality of water holes.
상기 복수의 워터 홀은 상기 워터 챔버에서 상기 워터 자켓의 상기 복수 구역으로 이동하는 냉각수의 유량이 균일하도록 냉각수가 통과하는 면적이 위치에 따라 다양하게 설정된 것을 특징으로 하는 실린더 블록.4. The method of claim 3,
In the plurality of water holes, an area through which the coolant passes is set in various ways according to positions so that the flow rate of the coolant moving from the water chamber to the plurality of zones of the water jacket is uniform.
상기 실린더 블록의 상기 워터 챔버로 냉각수를 공급하는 워터 펌프; 및
상기 실린더 블록의 상기 워터 챔버에 장착되어 상기 워터 챔버에 유입된 냉각수로 엔진의 오일을 냉각시키는 오일 쿨러
를 포함하는 엔진.a cylinder block including a plurality of cylinders, a water jacket surrounding the plurality of cylinders, respectively, and a water chamber connected to the water jacket;
a water pump for supplying cooling water to the water chamber of the cylinder block; and
An oil cooler installed in the water chamber of the cylinder block to cool the engine oil with the coolant introduced into the water chamber
engine containing
상기 실린더 블록의 상기 워터 자켓의 일측은 상기 실린더 블록의 상기 워터 챔버의 일측에 연결되고, 상기 워터 자켓의 일측에 반대되는 상기 워터 자켓의 타측은 실린더 헤드와 연결되는 것을 특징으로 하는 엔진.6. The method of claim 5,
One side of the water jacket of the cylinder block is connected to one side of the water chamber of the cylinder block, and the other side of the water jacket opposite to one side of the water jacket is connected to the cylinder head.
상기 실린더 블록의 상기 워터 자켓은 상기 복수의 실린더의 수만큼 복수 구역으로 구획되고,
하나의 상기 워터 챔버가 상기 워터 자켓의 상기 복수 구역과 각각 연결되는 것을 특징으로 하는 엔진.6. The method of claim 5,
The water jacket of the cylinder block is divided into a plurality of zones by the number of the plurality of cylinders,
and one said water chamber is each connected to said plurality of zones of said water jacket.
상기 실린더 블록의 상기 워터 자켓과 상기 워터 챔버는 복수의 워터 홀을 통해 연결된 것을 특징으로 하는 엔진.8. The method of claim 7,
The engine according to claim 1, wherein the water jacket of the cylinder block and the water chamber are connected through a plurality of water holes.
상기 복수의 워터 홀은 상기 워터 챔버에서 상기 워터 자켓의 상기 복수 구역으로 이동하는 냉각수의 유량이 균일하도록 냉각수가 통과하는 면적이 위치에 따라 다양하게 설정된 것을 특징으로 하는 엔진.8. The method of claim 7,
In the plurality of water holes, an area through which coolant flows is set to be various according to positions so that the flow rate of coolant moving from the water chamber to the plurality of zones of the water jacket is uniform.
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