KR101449066B1 - 차량용 엔진의 실린더블록 워터자켓 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 엔진의 실린더블록 워터자켓에 관한 것으로, 종래의 차량용 엔진의 실린더블록 워터자켓은 워터펌프로부터 들어오는 냉각수가 엔진 전방쪽에서 실린더블럭 워터자켓으로 들어가는 기존 컨벤셔널 플로우 방식의 것으로, 이러한 컨벤셔널 플로우 방식의 실린더블록 워터자켓을 크로스 플로우(CROSS FLOW) 방식으로 바꾸려면 블록 삽입물이나 블록 워터자켓의 단절된 형상이 필요하게 되는 문제가 있었던 바,

엔진 중심부의 일측에 냉각수 유입부가 마련되어 냉각수가 엔진 중심에서 실린더블록 워터자켓 내부로 진입되고, 그에 따라 실린더블록 중심부로 유입된 냉각수가 실린더블록 워터자켓 형상에 따라 자연스럽게 크로스 플로우를 구현할 수 있게 되는 것, 엔진 중심부의 일측에 마련되는 냉각수 유입부는 블록과 나란한 방향으로 배열되는 워터펌프 접속부와 워터펌프 접속부의 선단에 직각방향으로 마련되는 블록 접속부로 이루어지는 것 등을 특징으로 하는 본 발명에 의하면 별도의 블록 삽입물이나 블록 워터자켓의 형상변경 없이 가스켓 튜닝만으로 크로스 플로우를 구현할 수 있게 되며, 기통당 냉각수 분배를 균등하게 할 수 있게 되고, 크로스 플로우를 구현함으로써 배기쪽으로의 냉각수 유동을 더 강하게 하여 배기밸브시트 마모 및 노킹 현상, 성능 저하 등을 미연에 방지할 수 있게 되는 등 차량용 엔진의 냉각 성능을 크게 향상시킬 수 있게 된다.

엔진, 실린더블록 워터자켓, 크로스 플로우, 냉각수 유입부

Description

차량용 엔진의 실린더블록 워터자켓 {a water jacket for a vehicle's engine}

본 발명은 차량용 엔진의 실린더블록 워터자켓에 관한 것으로, 더 자세하게는 블록 삽입물이나 실린더블록 워터자켓의 단절된 형상 없이 냉각수의 크로스 플로우 유동을 구현할 수 있도록 한 것에 관한 것이다.

일반적으로 엔진에서 실린더블록 및 실린더헤드의 냉각특성을 극대화하는 것은 열효율을 높이고 엔진 내구성을 향상시키는 가장 중요한 요소 중의 하나이다.

한편 엔진 실린더블록 및 실린더헤드의 냉각특성을 극대화하여 열효율 및 내구성 증대, 연비 향상을 도모할 목적으로 실린더블록과 실린더헤드의 냉각이 독립적으로 이루어지는 기존의 컨벤셔널 플로우(CONVENTIONAL FLOW)의 냉각 유동 형태를 실린더블록 냉각 후 실린더헤드의 냉각이 이루어지는 크로스 플로우(CROSS FLOW) 냉각 유동 형태로 변경하고 있으나 종래에는 크로스 플로우(CROSS FLOW)를 구현하기 위해서는 실린더블록 워터자켓 부위에 블록 삽입물을 삽입하거나 엔진 전 방의 실린더블록 워터자켓을 단절하여야 했다.

상기에서 블록 삽입물을 삽입하게 되면 조립공수가 많아지게 되고, 원가 상승이 유발되는 문제가 있게 되고, 실린더블록 워터자켓의 전방부를 단절시키는 경우에는 단절부의 냉각을 진행하지 못하게 되므로 열점이 생길 수밖에 없는 문제가 있게 된다.

도 1a 및 도 1b에는 차량용 엔진의 냉각계 컨벤셔널 플로우의 개략도 및 크로스 플로우의 개략도가 도시되어 있다.

도 2에는 종래의 차량용 엔진의 실린더블록 워터자켓의 사시도가 도시되어 있다.

도 2와 같이 종래의 차량용 엔진의 실린더블록 워터자켓은 워터펌프로부터 들어오는 냉각수가 엔진 전방쪽에서 실린더블럭 워터자켓으로 들어가는 기존 컨벤셔널 플로우 방식의 것으로, 이러한 컨벤셔널 플로우 방식의 실린더블록 워터자켓을 크로스 플로우(CROSS FLOW) 방식으로 바꾸려면 블록 삽입물이나 블록 워터자켓의 단절된 형상이 필요하게 되는 문제가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 실정을 감안하여 안출한 것이며, 그 목적이 블록 삽입물이나 블록 워터자켓의 단절된 형상 없이 냉각수의 크로스 플로우(CROSS FLOW) 유동을 구현할 수 있도록 하는 차량용 엔진의 실린더블록 워터자켓을 제공하 는 데에 있는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 차량용 엔진의 실린더블록 워터자켓은 엔진 중심부의 일측에 냉각수 유입부가 마련되어 냉각수가 엔진 중심에서 실린더블록 워터자켓 내부로 진입되고, 그에 따라 실린더블록 중심부로 유입된 냉각수가 실린더블록 워터자켓 형상에 따라 자연스럽게 크로스 플로우를 구현할 수 있게 되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서 엔진 중심부의 일측에 마련되는 냉각수 유입부는 블록과 나란한 방향으로 배열되는 워터펌프 접속부와 워터펌프 접속부의 선단에 직각방향으로 마련되는 블록 접속부로 이루어진다.

상기 블록 접속부는 그 평면 형상이 워터펌프 접속부쪽 변의 길이보다 블록 쪽 변의 길이가 긴 사다리꼴의 형태로 이루어지고, 상단 후방에 마련되는 헤드볼트 홀의 형상으로 작아진 면적을 키울 수 있도록 그 상단면이 워터펌프 접속부이 낮고 블록쪽이 높은 기울기를 갖는 경사면으로 형성된다.

아울러 블록 접속부의 내부 하단 후방에 냉각수의 유동을 블록 상측으로 유도하기 위한 경사유도부가 마련되고, 블록 접속부의 워터펌프 접속부 반대쪽 면에 냉각수 유동 변경 요입부가 마련된다.

본 발명에 의하면 별도의 블록 삽입물이나 블록 워터자켓의 형상변경 없이 가스켓 튜닝만으로 크로스 플로우를 구현할 수 있게 되며, 기통당 냉각수 분배를 균등하게 할 수 있게 되고, 크로스 플로우를 구현함으로써 배기쪽으로의 냉각수 유동을 더 강하게 하여 배기밸브시트 마모 및 노킹 현상, 성능 저하 등을 미연에 방지할 수 있게 되는 등 차량용 엔진의 냉각 성능을 크게 향상시킬 수 있게 되는 등의 효과를 얻을 수 있게 된다.

이하 본 발명의 구체적인 기술내용을 첨부도면에 의거하여 더욱 자세히 설명하면 다음과 같다.

도 3에는 본 발명의 한 실시예의 사시도가 도시되어 있고, 도 4에는 동 실시예의 냉각수 유입부의 정면도가 도시되어 있으며, 도 5에는 도 4의 A-A 선 단면도가 도시되어 있고, 도 6에는 동 실시예의 평면도가 도시되어 있다.

도 3 내지 도 6과 같이 본 발명의 차량용 엔진의 실린더블록 워터자켓(100)은 엔진 중심부의 일측에 냉각수 유입부(110)가 마련되어 냉각수가 엔진 중심에서 실린더블록 워터자켓(100) 내부로 진입되고, 그에 따라 실린더블록 중심부로 유입된 냉각수가 실린더블록 워터자켓(100) 형상에 따라 자연스럽게 크로스 플로우를 구현할 수 있게 된다.

즉, 본 발명의 차량용 엔진의 실린더블록 워터자켓(100)은 워터펌프로부터 들어오는 냉각수가 엔진 중심에서 실린더블록 워터자켓(100)으로 들어가는 방식으 로, 블록 삽입물이나 블록 워터자켓의 단절된 형상 없이 냉각수의 크로스 플로우 유동을 구현할 수 있게 된다.

본 발명의 차량용 엔진의 실린더블록 워터자켓(100)에 있어서 엔진 중심부의 일측에 마련되는 냉각수 유입부(110)는 블록과 나란한 방향으로 배열되는 워터펌프 접속부(111)와 워터펌프 접속부(111)의 선단에 직각방향으로 마련되는 블록 접속부(112)로 이루어진다.

도시된 실시예는 2기통 엔진에 본 발명을 적용한 것으로, 도시된 실시예에서 블록 접속부(112)는 그 평면 형상이 워터펌프 접속부쪽 변의 길이보다 블록 쪽 변의 길이가 긴 사다리꼴의 형태로 이루어지고, 상단 후방에 마련되는 헤드볼트 홀(113)의 형상으로 작아진 면적을 키울 수 있도록 그 상단면이 워터펌프 접속부이 낮고 블록쪽이 높은 기울기를 갖는 경사면으로 형성된다.

아울러 도시된 실시예는 헤드볼트 홀 좌면 형상으로 별도의 리브 없이 각 기통에 대한 냉각수 배분을 균등하게 할 수 있게 된다.

도 5와 같이 블록 접속부(112)의 내부 하단 후방에는 냉각수의 유동을 블록 상측으로 유도하기 위한 경사유도부(115)가 마련된다.

그리고 블록 접속부(112)의 워터펌프 접속부 반대쪽 면에는 냉각수 유동 변경 요입부(114)가 마련된다.

상기 냉각수 유동 변경 요입부(114)는 도 6과 같이 워터펌프 접속부(111)를 통해 블록 접속부(112)로 유입되는 냉각수의 유동을 각 기통에 균등하게 배분하기 위한 것이다.

본 발명의 차량용 엔진의 실린더블록 워터자켓(100)에 있어서 블록 접속부(112)에 상기 냉각수 유동 변경 요입부(114)를 마련하지 않을 경우 워터펌프로부터 들어오는 냉각수는 들어오는 관성력 때문에 1번 기통 대비 2번 기통으로 가는 냉각수의 유량이 더 많아지게 된다.

그러나 1번 기통과 2번 기통의 냉각수의 유량을 동등하게 만들기 위하여 상기 2번 기통 앞 입구부에 냉각수 유동 변경 요입부(114)를 마련하게 되면 2번 기통으로 가는 입구부 면적이 축소됨과 동시에 냉각수의 유동 방향을 변경됨으로써 1번 기통과 2번 기통의 냉각수 유량을 동등 수준으로 배분할 수 있게 되고, 그에 따라 기통 간 온도 편차를 줄일 수 있게 된다.

이처럼 본 발명의 차량용 엔진의 실린더블록 워터자켓(100)은 엔진 전방에 있는 냉각수 유입부를 블록 중심부로 옮김으로써 블록 삽입물이나 블록 워터자켓의 형상변경 없이 가스켓 튜닝만으로 크로스 플로우를 구현할 수 있도록 한 것으로, 특히 2기통 엔진의 경우 엔진 길이방향으로 4기통 대비 1/2 수준으로 블록의 소재가 크게 증대되지 않고 또한 블록 워터자켓까지 거리가 짧기 때문에 기존사양 대비 저항이 증가하지 않게 된다.

또한 냉각수 유입부(110)의 헤드볼트 좌면 형상으로 인하여 기통당 냉각수 분배를 균등하게 하기 위한 기본적인 형상이 되며, 헤드볼트 좌면 형상으로 인하여 줄어든 면적을 보상하기 위하여 냉각수 유입부(110) 하단부보다 상단으로 갈수록 커지는 형상으로 잡아준다.

그리고 워터펌프로부터 들어오는 냉각수의 관성력을 분배해주기 위하여 2번 기통 앞 입구부에 냉각수 유동 변경 요입부(114)를 마련함으로써 1번 기통과 2번 기통의 유동을 균등하게 하며, 냉각수 유입부(110) 하단에 냉각수를 블록 상측으로 유동시키는 형상을 구현해 줌으로써 연소가 발생하여 온도가 높은 블록 상측의 냉각성능을 강화시킨다.

이러한 크로스 플로우를 구현함으로써 배기쪽으로의 냉각수 유동을 더 강하게 하여 배기밸브시트 마모 및 노킹 현상, 성능 저하 등을 미연에 방지할 수 있게 된다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

도 1a는 차량용 엔진의 냉각계 컨벤셔널 플로우의 개략도

도 1b는 차량용 엔진의 냉각계 크로스 플로우의 개략도

도 2는 종래의 차량용 엔진의 실린더블록 워터자켓의 사시도

도 3은 본 발명의 한 실시예의 사시도

도 4는 동 실시예의 냉각수 유입부의 정면도

도 5는 도 4의 A-A 선 단면도

도 6은 동 실시예의 평면도

< 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 >

100 : 실린더블록 워터자켓

110 : 냉각수 유입부

111 : 워터펌프 접속부

112 : 블록 접속부

113 : 헤드볼트 홀

114 : 냉각수 유동 변경 요입부

115 : 경사유도부

Claims (6)

1. 삭제
2. 삭제
3. 엔진 중심부의 일측에 냉각수 유입부가 마련되어 냉각수가 엔진 중심에서 실린더블록 워터자켓 내부로 진입되고, 그에 따라 실린더블록 중심부로 유입된 냉각수가 실린더블록 워터자켓 형상에 따라 자연스럽게 크로스 플로우를 구현하고,

   상기 엔진 중심부의 일측에 마련되는 냉각수 유입부는 블록과 나란한 방향으로 배열되는 워터펌프 접속부와 워터펌프 접속부의 선단에 직각방향으로 마련되는 블록 접속부로 이루어지는 차량용 엔진의 실린더블록 워터자켓에 있어서,

   상기 블록 접속부는 그 평면 형상이 워터펌프 접속부쪽 변의 길이보다 블록 쪽 변의 길이가 긴 사다리꼴의 형태로 이루어지고, 상단 후방에 마련되는 헤드볼트 홀의 형상으로 작아진 면적을 키울 수 있도록 그 상단면이 워터펌프 접속부이 낮고 블록쪽이 높은 기울기를 갖는 경사면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 엔진의 실린더블록 워터자켓.
4. 제3항에 있어서, 상기 블록 접속부의 내부 하단 후방에 냉각수의 유동을 블록 상측으로 유도하기 위한 경사유도부가 마련되는 것을 특징으로 하는 차량용 엔진의 실린더블록 워터자켓.
5. 제4항에 있어서, 상기 블록 접속부의 워터펌프 접속부 반대쪽 면에 냉각수 유동 변경 요입부가 마련되는 것을 특징으로 하는 차량용 엔진의 실린더블록 워터자켓.
6. 삭제

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