KR0139722Y1 - 피스톤의 냉각구조 - Google Patents

Abstract

본 고안의 목적은 소형의 고마력 엔진의 경우 피스톤에 가해지는 열부하 증대시 피스톤을 냉각하기 위해 피스톤 내부의 오일홀과 연결되면서 연소실의 하단 내부에 방사형 냉각판을 내장하여 냉각효율이 향상되도록 한 피스톤의 냉각구조를 제공하는데 있다.

이를 실현하기 위한 본 고안은 피스톤의 중심 상면에 형성된 연소실의 저면 내부에 주조시 내장되면서 연결되는 링형의 오일 냉각홀의 내주연에 노출되도록 형성된 냉각판을 포함하여 이루어지는 피스톤의 냉각구조를 특징으로 한다.

Description

피스톤의 냉각구조

제1도는 본 고안에 따른 피스톤의 냉각판을 도시한 사시도.

제2도는 제1도의 A-A를 도시한 측단면도.

제3도는 본 고안에 따른 피스톤의 냉각판이 적용됨을 도시한 사시도.

제4도는 제3도의 A를 확대 도시한 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 냉각판 2 : 피스톤

3 : 연소실 4 : 오일 냉각홀

5 : 원판부재 6 : 냉각손

[고안의 분야]

본 고안은 피스톤의 냉각구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 소형의 고마력 엔진의 경우 피스톤에 가해지는 열부하 증대시 피스톤을 냉각하기 위해 피스톤 내부의 오일홀과 연결되면서 연소실의 하단 내부에 방사형 냉각판을 내장하여 냉각효율이 향상되도록 한 피스톤의 냉각구조에 관한 것이다.

[종래기술]

일반적으로 피스톤은 실린더내를 왕복 운동하며 동력 행정에서 고온 고압의 가스로부터받은 압력으로 커넥팅로드를 거쳐 크랭크축에 회전력을 발생시키고 흡기, 압축 및 배기 행정에서는크랭축으로부터 동력을 받아 승강작동하도록 하고 있다.

상기한 피스톤은 피스톤헤드 피스톤링과 오일링, 스커트부 및 보스 등의 주요부로 이루어져 있으며, 피스톤헤드는 디이젤기관에서 연소실의 일부를 형성하고 있다.

상기한 피스톤헤드의 후면에는 리브가 형성되어 있어서, 이 리브를 통해 피스톤 헤드의 열을 피스톤링이나 스커트부에 속히 전달하고 동시에 피스톤이 보강되도록 한다.

상기한 피스톤보스부는 비교적 두껍게 되어 있으며, 이 곳에서 피스톤핀을 사이에 두고 커넥팅로드의 작은 쪽과 연결되도록 한다.

상기한 스커트부는 피스톤이 왕복운동을 할 때의 측압을 받는 일을 하며, 연소실의 일부가 되는 피스톤은 고온하에 작동하면서도 실린더와 같이 냉각수나 외기에 의한 냉각 작용을 받지 못하게 되어 있다.

이에 따라 피스톤의 팽창정도가 실린더에 비해 훨씬 크며, 피스톤의 설계치수는 온도가 서로 다른 것에 의하는 팽창을 고려하여 헤드부의 직경을 스커어트의 직경보다 조금작게 형성하고 있다.

이러한 종래기술은 연소실을 피스톤헤드에 형성하고 있기 때문에 소형 고마력에 엔진의 경우 열부하 증대시 피스톤에 전달됨을 방지하기 위하여 오일홀을 형성하고 있다.

상기한 오일홀은 피스톤 내부에서 공급되는 오일이 유입되어 순환하도록 하여 냉각이 이루어지도록 하거나 피스톤링과 연결되는 금속판을 내장하여 냉각이 이루어지도록 하고 있으나, 특히 연소실을 형성하고 있는 중심부에서 열부하가 증대되고 있지만 오일홀과 금속판에 의한 냉각효율이 효과적으로 이루어지지 못하는 문제점이 있다.

[고안의 요약]

본 고안의 목적은 소형의 고마력 엔진의 경우 피스톤에 가해지는 열부하 증대시 피스톤을 냉각하기 위해 피스톤 내부의 오일홀과 연결되면서 연소실의 하단 내부에 방사형 냉각판을 내장하여 냉각효율이 향상되도록 한 피스톤의 냉각구조를 제공하는데 있다.

이를 실현하기 위한 본 고안은 피스톤의 중심 상면에 형성된 연소실의 저면 내부에 주조시 내장되면서 연결되는 링형의 오일 냉각홀의 내주연에 노출되도록 형성된 냉각판을 포함하여 이루어지는 피스톤의 냉각구조를 특징으로 한다.

상기한 냉각판은 피스톤의 연소실 저면 내부에 냉각이 용이하도록 하면서 열전달계수가 높은 금속재로 이루어져 내장되는 원판부재와, 이 원판부재에서 대각선방향에 링형으로 형성된 오일냉각홀과 맞닿아 연결되도록 방사형의 냉각손을 형성하여 이루어지는 피스톤의 냉각구조를 제공하는데 있다.

상기한 본 고안은 엔진의 연소실에서의 폭발압력에 의해 왕복운동하는 피스톤에 가해지는 열부하에 대해 냉각이 용이하게 이루어지도록 피스톤의 내부에 형성되면서 왕복운동시 공급되는 오일에 의해 냉각이 이루어지는 오일냉각홀에 연결 설치되는 냉각손과, 이 냉각손이 연결 형성되는 원판부재가 연소실의 저면 내부에 주조시 내장되도록 하여 오일냉각홀에 유입된 오일에 의해 냉각손을 타고 원판부재에 전달됨으로서 연소실 또는 피스톤의 냉각이 이루어지도록 한다.

[실시예]

이하, 본 고안의 바람직한 일 실시예를 첨부한 도면에 의하여 더욱 상세히 설명한다.

제1도는 본 고안에 따른 피스톤의 냉각판을 도시한 사시도이고, 제2도는 제1도의 A-A를 도시한 측단면도로, 부호(1)은 냉각판을 지칭한다.

상기한 냉각판(1)은 피스톤(2)의 상면 중심에 형성된 연소실(3)의 저면 내부에 주조시 내장되면서 연결되는 링형의 오일 냉각홀(4)의 내주연에 노출되도록 형성되어 이루어져 있다.

상기한 냉각판(1)은 피스톤(2)의 연소실(3) 저면 내부에 냉각이 용이하도록 하면서 열전달계수가 높은 금속재로 이루어져 내장되는 원판부재(5)와, 이 원판부재에서 대각선방향에 링형으로 형성된 오일냉각홀(4)과 맞닿아 연결되도록 방사형의 냉각손(6)을 형성하고 있다.[제3도 참조]

상기한 냉각판(1)의 형상에 맞게 하거나 또는 설계자의 의도에 따라 제작된 코어(7)를 금형에 넣고 알루미늄 금속재로 주조하게 되는데, 이때 냉각판(1)의 냉각손(6)을 코어(7)에 1/2정도 감아서 금형에 넣어 제조하도록 하고 있다.(제4도 참조)

상기한 바와 같이 냉각판(1)의 냉각손(6)이 감겨있는 코어(7)를 주조후에 제거하게 되면 오일 냉각홀(4)이 형성되고, 이 오일 냉각홀(4)의 내주연에 냉각손(6)이 노출되어 들어나게 되면서 오일 냉각홀(4)을 순환하는 오일과 쉽게 접촉이 이루어지면서 냉각이 이루어지게 하고 있다.

상기한 냉각손(6)이 오일에 의해 쉽게 냉각되어 원판부재(5)에 전달이 용이하게 이루어지도록 열전달계수가 높은 소정의 금속재를 이용하여 제작하도록 하고 있다.

상기한 냉각손(6)이 내장된 오일 냉각홀(4)에 유입되는 오일은 오일냉각홀(4)과 연통하도록 뚫린 유입구(8)를 통해 오일이 충진되게 되어 있다.

이와같이 이루어지는 상기한 본 고안은 엔진의 실린더내를 왕복하는 피스톤(2)의 연소실(3)에서의 이루어지는 폭발에 의해 왕복운동하여 크랭축을 회전시키게 된다.

상기한 피스톤(2)의 연소실(3)에서는 폭발이 계속하여 반복적으로 발생하기 때문에 과열의 우려가 있는데, 피스톤(2) 내부에 냉각판(1)을 내장하게 되면 연소실(3) 부위의 냉각이 오일 냉각홀(4)을 순환하는 오일에 의해 용이하게 냉각이 이루어져 과열에 의한 피스톤(2)의 팽창이 방지되어 실린더내를 용이하게 왕복하게 된다.

그리고 상기한 피스톤(2) 등의 냉각이 용이하게 이루어짐에 따라 실린더내를 왕복하는 구동부품은 내구성을 유지하게 된다.

또한, 피스톤(2)의 내부에 형성되면서 냉각손(6)을 냉각시켜주는 오일은 오일 냉각홀(4)과 연통하도록 하는 유입구(7)를 통해 충진이 이루어져 순환되게 된다.

이러한 본 고안은 피스톤의 연소실 저면 내부에 열전달계수가 높은 냉각판을 주조시 내장하므로서 오일냉각홀에 유입된 오일에 의해 먼저 냉각손이 냉각된 다음, 원판부재가 냉각되도록 하여 피스톤이 쉽게 냉각되므로서 강성이 증대되고, 피스톤이 열부하에 의해서도 쉽게 팽창하지 않고 냉각이 이루어짐으로서 엔진의 효율이 향상되게 된다.

Claims (2)

1. 피스톤(2)의 중심 상면에 형성된 연소실(3)의 저면 내부에 주조시 내장되면서 연결되는 링형의 오일 냉각홀(4)의 내주연에 노출되도록 형성된 냉각판(1)을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 피스톤의 냉각구조.
2. 제1항에 있어서, 냉각판(1)은 피스톤(2)의 연소실(3) 저면 내부에 냉각이 용이하도록 하면서 열전달계수가 높은 금속재로 이루어져 내장되는 원판부재(5)와, 이 원판부재에서 대각선방향에 링형으로 형성된 오일냉각홀(4)과 맞닿아 연결되도록 방사형의 냉각손(6)을 형성하여 이루어지는 피스톤의 냉각구조.