KR101327002B1 - 실린더 블록의 냉각 강화 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 실린더 블록의 냉각 강화 구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 실린더 블록의 상부로 냉각수의 유동을 유도할 수 있는 실린더 블록의 냉각 강화 구조에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 실린더 블록의 각 실린더 보어 사이의 사이어미즈부에 형성되는 세퍼레이터 및 실린더 블록의 각 실린더 보어 사이의 사이어미즈부에 형성된 워터 재킷의 하부에 삽입되어 상기 워터 재킷의 상부측으로 냉각수 유동을 유도하는 하나 이상의 인서트를 포함하는 것을 특징으로 하는 실린더 블록의 냉각 강화 구조를 제공한다.

Description

실린더 블록의 냉각 강화 구조{COOLING SYSTEM FOR CYLINDER BLOCK OF ENGINE STRENGTHENED COOLING CAPACITY}

본 발명은 실린더 블록의 냉각 강화 구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 실린더 블록의 상부로 냉각수의 유동을 유도할 수 있는 실린더 블록의 냉각 강화 구조에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 다기통 엔진에서 소형 및 경량화와 전장의 축소를 목적으로 실린더 사이의 간격(보어 피치)이 좁은 사이어미즈 실린더 블록이 적용되고 있다. 이러한 사이어미즈 실린더 블록은 여러 개의 실린더 라이너를 합쳐서 알루미늄으로 주조하여 실린더 라이너 사이의 워터재킷(냉각수 통로)을 제거하여 실린더 보어의 피치를 짧게 형성하게 된다.

즉, 상기와 같은 사이어미즈 실린더 블록에서는 도 1에 도시한 바와 같이 실린더(1)의 실린더 보어(3)와 보어(3) 사이의 부분, 즉 사이어미즈부(4)의 간격이 좁아서 냉각수 통로를 형성할 수 없기 때문에 열에 취약하게 된다. 특히 연소실로부터 열을 직접 받는 실린더 블록의 상단부 주변의 사이어미즈부(4)는 상당히 높은 온도가 발생된다.

상기 사이어미즈부(4)가 고온으로 되면 주위와의 온도편차가 발생하여 실린더 블록(미도시)의 상부가 과도하게 열변형되고, 이것은 실린더 보어(3)의 진원도를 약화시키고, 피스톤 링(미도시)과 실린더 내벽 사이의 틈새로부터 엔진 오일이 연소실로 유입되어서 엔진 오일이 과도하게 소모될 뿐만 아니라, 블로우바이 가스가 증대하게 되므로 실린더 블록의 상부 및 사이어미즈부(4)의 냉각은 연소가스의 실링성 확보와, 과도한 보어의 변형 방지 및 피스톤의 온도 저감이라는 측면에서 매우 중요시되고 있다.

상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 실린더 블록의 워터 자켓 내부에 도 1에 도시한 바와 같은 세퍼레이터(2)를 삽입하는 구성이 제안되었으나, 이러한 세퍼레이터(2)만 적용하게 되면 실린더 별 금속면 온도차이가 크게 발생되므로 이와 같은 온도차이의 저감이 요구된다.

한국 공개 특허 10-2010-0111466호

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 냉각에 취약한 부분인 실린더 블록 보어의 상부의 냉각을 강화할 수 있는 실린더 블록의 냉각 강화 구조를 제공하는데 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 실린더 블록의 냉각 강화 구조는 실린더 블록의 각 실린더 보어 사이의 사이어미즈부에 형성되는 세퍼레이터 및 실린더 블록의 각 실린더 보어 사이의 사이어미즈부에 형성된 워터 재킷의 하부에 삽입되어 상기 워터 재킷의 상부측으로 냉각수 유동을 유도하는 하나 이상의 인서트를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 세퍼레이터 및 인서트의 측면부 테두리를 따라 실링 부재가 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 인서트는 상기 실린더 블록의 냉각수 입구부의 반대측에 설치되고, 상기 냉각수 입구부와 같은 방향의 후방에 세퍼레이터가 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 인서트는 상단에 돌출되어 상기 워터재킷에 견고하게 고정될 수 있도록 상부 돌기가 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 하나 이상의 인서트는 각각 양단에 상호 연결하는 연결 리브에 의해 일체로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 연결 리브는 상기 실린더의 외주면 형상에 대응되도록 만곡부를 형성하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 실린더 블록의 냉각 강화 구조에 의하면, 실린더 블록 보어 중앙 부위 유속을 감소시킴으로써 상부 온도 증가에 의한 엔진 마찰 감소를 통하여 엔진 연비를 개선할 수 있다.

또한, 실린더 블록 상단의 유속 증대에 의한 블록 상부와 실린더 보어 사이 온도를 저감시킴으로써 실린더 블록 보어의 변형을 최소화하고, 엔진 오일 소모가 감소하며, 블로우바이 가스량이 저감되는 효과를 갖는다.

또한, 실린더 블록의 상부 온도가 저감되므로 피스톤 상부 온도가 저감되어 피스톤의 내구성이 향상된다.

도 1은 종래기술에 의한 실린더 블록의 냉각 강화 구조를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 실린더 블록의 냉각 강화 구조를 나타낸 사시도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 실린더 블록의 냉각 강화 구조를 나타낸 사시도이다. 도시한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 의한 실린더 블록의 냉각 강화 구조는 실린더(1)의 각 실린더 보어(3) 사이의 사이어미즈부(4)에 형성된 워터재킷(미도시)의 하부에 복수의 인서트(10a, 10b, 10c)가 삽입되어 상기 워터재킷의 상부 및 하부에서 냉각수 유동을 강화시키도록 한다.

상기 인서트(10a)는 삼각 형상을 이루는 2개의 날개부(11a)가 중앙의 지지부(10)를 통해 서로 대칭되도록 일체로 연결되고, 상기 각 날개부(11a)가 실린더(1)를 감싸는 형태로 형성된다. 따라서 상기 워터 재킷을 통하여 유동하는 냉각수는 상기 인서트(10a)에 의해 상측으로 안내되고, 이로 인하여 상기 실린더 블록의 표면으로 비산되어 묻는 엔진 오일과의 효과적인 열교환 작용을 유도하게 되며 상기 실린더 블록의 상부를 집중적으로 냉각할 수 있게 된다.

또한, 상기와 같이 엔진 오일의 냉각을 도모함으로써 엔진 오일의 열화를 방지하고 엔진 오일의 냉각을 도모하기 위한 추가적인 오일 쿨러의 설치 또는 용량 증대를 회피할 수 있게 된다.

한편, 상기 각각의 인서트(10a)의 상측은 점차 좁아지는 형상으로 협소부(12a)가 형성되므로 냉각수는 상기 인서트(10a)의 최외측 날개부(11a)의 테두리를 따라 상측으로 유동되도록 안내된다. 따라서, 상기 각각의 인서트(10a)의 협소부(12a) 사이에는 유동 공간(C)이 형성된다.

상기와 같은 유동 공간(C)에 의해 냉각수의 유동이 강화되는데, 실린더 블록의 상측 및 사이어미즈부(4)의 냉각이 효과적으로 이루어지게 되며, 서로 인접한 인서트(10a) 사이의 유동 공간(C)에서는 냉각수가 재순환되도록 함으로써 냉각수가 소용돌이치면서 회전하여 이 부위의 냉각을 도모하게 된다.

따라서, 전체적으로는 실린더블록의 피스톤 스트로크 방향으로의 온도를 균일화하여 피스톤의 마찰을 저감시키는 효과를 나타낸다.

상기 각각의 협소부(12a)는 상측으로 돌출되어 실린더헤드 쪽에 접촉됨으로써, 상기 인서트의 위치 및 자세를 안정되게 유지하도록 하는 상단 돌기(13a)가 더 구비될 수 있다.

따라서, 상기 인서트(10a)가 워터 재킷에 견고하게 고정되지 못해서 워터 재킷 내에서 유동하게 되는 것을 방지하여, 상기 인서트(10a)의 안정된 자세 및 위치의 지속적인 유지로, 원활하고 안정된 실린더블록의 냉각성능 확보 및 유지가 가능하게 된다.

한편, 인접한 사이어미즈부에 설치되는 인서트(10a, 10b, 10c)들끼리는 서로 연결 리브(20)로 연결되어 일체화된 구성될 수 있다.

즉, 상기 인서트(10a, 10b, 10c)는 서로 마주보는 사이어미즈부(4)에 1쌍씩 쌍을 이루어서 서로 대향되게 설치되어, 예컨대 4기통 실린더를 가진 내연기관의 경우에는 1번 실린더와 2번 실린더 사이, 2번 실린더와 3번 실린더 사이 및, 3번 실린더와 4번 실린더 사이에 각각 마주하는 1쌍씩의 인서트(10a, 10b)가 설치되고, 이렇게 설치된 인서트(10a, 10b, 10c)들 중 서로 인접하게 배치되어 워터 재킷을 통해 쉽게 연결될 수 있는 인서트(10a, 10b, 10c)들끼리는 상기 연결 리브(20)에 의해 일체로 연결되도록 한 것이다.

따라서, 실린더 블록의 워터 재킷에 인서트(10a, 10b, 10c)를 삽입하는 작업 및 인서트(10a, 10b, 10c)의 취급이 각각 하나씩 나뉘어져 있는 인서트(10a, 10b, 10c)를 다루는 것 보다 상대적으로 쉽고 간단하게 이루어질 수 있게 된다. 여기서 상기 연결 리브(20)는 상기 각각의 인서트(10a, 10b, 10c) 사이에서 만곡되도록 형성될 수 있다. 이러한 연결 리브(20)는 상기 실린더(1)의 외주면 형상에 대응되도록 소정 곡률을 갖도록 형성함으로써 상기 실린더(1)를 감싸도록 하는 것이 바람직하다. 이와 같이 곡률을 부여함으로써 냉각수의 상향 유동이 더욱 강화될 수 있게 된다.

또한, 상기 세퍼레이터(30) 및 인서트(10a, 10b, 10c)의 일측면에는 테두리를 따라 실링 부재(S)가 설치될 수 있다. 이러한 실링 부재(S)는 냉각수가 유동하는 과정에서 상기 세퍼레이터(30) 및 인서트(10a, 10b, 10c)가 상기 워터 재킷과의 일측면 사이에 생성될 수 있는 틈새를 밀봉함으로써 냉각수의 상측 유동을 집중적으로 안내할 수 있게 된다. 여기서 상기 세퍼레이터(30)는 워터 재킷의 배출구(O)에 근접하도록 설치함으로써 상기 워터 재킷의 유입구(I)로부터 유입되는 냉각수가 배출구(O)를 통하여 배출 시 상측으로의 유동을 안내할 수 있게 된다.

이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시 예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.

1: 실린더
2: 세퍼레이터
3: 실린더 보어
4: 사이어미즈부
10: 지지부
10a, 10b, 10c: 인서트
11a: 날개부
12a: 협소부
13a: 상부 돌기
20: 연결 리브
30: 세퍼레이터
I: 유입구
O: 배출구
S: 실링 부재
C: 유동 공간

Claims (6)

1. 실린더 블록의 각 실린더 보어 사이의 사이어미즈부에 형성되는 세퍼레이터; 및
   실린더 블록의 각 실린더 보어 사이의 사이어미즈부에 형성된 워터 재킷의 하부에 삽입되어 상기 워터 재킷의 상부측으로 냉각수 유동을 유도하는 하나 이상의 인서트를 포함하는 것을 특징으로 하는 실린더 블록의 냉각 강화 구조.
2. 제1항에 있어서,
   상기 세퍼레이터 및 인서트의 측면부 테두리를 따라 실링 부재가 설치되는 것을 특징으로 하는 실린더 블록의 냉각 강화 구조.
3. 제2항에 있어서,
   상기 인서트는 상기 실린더 블록의 냉각수 입구부의 반대측에 설치되고, 상기 냉각수 입구부와 같은 방향의 후방에 세퍼레이터가 설치되는 것을 특징으로 하는 실린더 블록의 냉각 강화 구조.
4. 제1항에 있어서,
   상기 인서트는 상단에 돌출되어 상기 워터재킷에 견고하게 고정될 수 있도록 상부 돌기가 형성되는 것을 특징으로 하는 실린더 블록의 냉각 강화 구조.
5. 제1항에 있어서,
   상기 하나 이상의 인서트는 각각 양단에 상호 연결하는 연결 리브에 의해 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 실린더 블록의 냉각 강화 구조.
6. 제5항에 있어서,
   상기 연결 리브는 상기 실린더의 외주면 형상에 대응되도록 만곡부를 형성하는 것을 특징으로 하는 실린더 블록의 냉각 강화 구조.

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