KR101601061B1 - 인서트를 구비한 엔진 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 인서트를 구비한 엔진은, 실린더들이 연속적으로 형성되고, 상기 실린더들 외곽을 따라서 냉각수가 흐르는 워터자켓이 형성된 실린더블록, 및 상기 워터자켓의 하부에 삽입되어, 상기 워터자켓의 상부로 냉각수 유동을 증가시키고, 하부에는 냉각수의 유동을 저감시키되, 상기 실린더와 마주하는 내측면에는 유동정체홈이 형성되는 인서트유닛을 포함한다.
따라서, 실린더블록의 워터자켓의 하부에 삽입되는 인서트유닛을 포함하고, 상기 인서트유닛은 워터자켓의 상부를 흐르는 냉각수의 유동을 증가시켜, 실린더블록의 상부가 과열되는 것을 방지하고, 워터자켓의 하부를 흐르는 냉각수의 유동을 감소시켜, 실린더블록의 하부과 과냉되는 것을 방지한다. 아울러, 실린더와 마주하는 상기 인서트유닛의 내측면에 형성된 유동정체홈에 냉각수가 정체되어, 상기 인서트유닛이 배치되는 실린더블록의 하부의 과냉이 효과적으로 방지된다.

Description

인서트를 구비한 엔진{ENGINE THAT IS EQUIPPED WITH INSERT}

본 발명은 연소실을 형성하는 실린더가 형성된 실린더블록의 워터자켓에 삽입되어 냉각수의 흐름을 제어하여 실린더블록의 과냉 또는 과열을 방지하는 인서트를 구비한 엔진에 관한 것이다.

일반적으로, 엔진의 소형화를 목적으로 실린더와 실린더 사이의 거리를 좁힌 사이어미즈 실린더블록에 채용되고 있다. 이러한 사이어미즈 실린더블록은 여러 개의 실린더 라이너와 블록을 주조하여, 실린더와 실린더 사이의 갭은 제거한다.

한편으로, 이러한 사이어미즈 실린더블록은 보어와 보어 사이의 갭이 좁아서 여기서 냉각수유로(워터자켓)를 형성할 수 없기 때문에, 고열에 취약하다.

특히, 연소실과 가까운 실린더블록의 상부는 과열되어 여러 가지 문제점을 야기시킨다. 한편으로는, 연소실과 비교적 멀리 떨어진 실린더블록의 하부는 과도하게 냉각되어 웜웝시간이 늘어나는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 연소실과 가까운 실린더블록의 상부가 과열되는 것을 방지하고, 연소실과 먼 실린더블록의 하부가 짧은 시간에 웜업시키는 인서트를 구비한 엔진을 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 인서트를 구비한 엔진은, 실린더들이 연속적으로 형성되고, 상기 실린더들의 외곽을 따라서 냉각수가 흐르는 워터자켓이 형성된 실린더블록, 및 상기 워터자켓의 하부에 삽입되어, 상기 워터자켓의 상부로 냉각수 유동을 증가시키고, 하부에는 냉각수의 유동을 저감시키되, 상기 실린더와 마주하는 내측면에는 유동정체홈이 형성되는 인서트유닛을 포함한다.

상기 인서트유닛은, 서로 인접한 제1,2실린더 사이 경계부에 배치되는 제1인서트, 서로 인접한 제3,4실린더 사이에 경계부에 배치되는 제2인서트, 및 상기 제1인서트와 상기 제2인서트의 하부를 연결하는 제1연결부를 포함하고, 상기 제1인서트는 상기 제1,2실린더 사이가 높고 가장자리로 갈수록 낮아진다.

상기 제1인서트에는, 상기 제1실린더와 상기 제2실린더 사이 경계에 대응하는 부분에 안쪽으로 연장되는 리브가 형성되고, 상기 리브를 기준으로 상기 양측에 각각 상기 유동정체홈이 형성된다.

상기 제1실린더와 상기 제2실린더 사이 상기 제1인서트의 상단부에서 상부로 연장되는 손잡이가 형성된다.

상기 인서트유닛은, 상기 제1,2,3,4실린더의 중심을 지나는 중심축에 대응하는 부분의 상기 워터자켓 하부에 삽입되어 상부 유동을 증가시키고 하부 유동을 저감시키는 유턴인서트를 더 포함한다.

앞에서 기재된 바와 같이 본 발명에 따른 인서트를 구비한 엔진은, 실린더블록의 워터자켓의 하부에 삽입되는 인서트유닛을 포함하고, 상기 인서트유닛은 워터자켓의 상부를 흐르는 냉각수의 유동을 증가시켜, 실린더블록의 상부가 과열되는 것을 방지하고, 워터자켓의 하부를 흐르는 냉각수의 유동을 감소시켜, 실린더블록의 하부과 과냉되는 것을 방지한다.

아울러, 실린더와 마주하는 상기 인서트유닛의 내측면에 형성된 유동정체홈에 냉각수가 정체되어, 상기 인서트유닛이 배치되는 실린더블록의 하부의 과냉이 효과적으로 방지된다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 인서트를 구비한 엔진의 개략적인 내부 사시도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 워터자켓에 삽입되는 인서트의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 워터자켓에 삽입되는 인서트의 일부 사시도이다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 워터자켓에 삽입되는 인서트의 일부 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 인서트를 구비한 엔진의 개략적인 내부 사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 인서트를 구비한 엔진의 온도분포를 보여주는 그래프이다.

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

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 인서트를 구비한 엔진의 개략적인 내부 사시도이다.

도 1을 참조하면, 엔진은 실린더블록(190)을 포함하고, 상기 실린더블록(190)에는 제1실린더(210), 제2실린더(220), 제3실린더(230), 및 제4실린더(240)가 형성된다.

여기서, 상기 제1,2,3,4실린더(210, 220, 230, 240)는 일렬로 서로 인접해서 배치되고, 이들을 둘러싸는 워터자켓(WJ)이 형성된다. 도시한 바와 같이, 상기 워터자켓(WJ)의 하부로 인서트유닛(100)이 삽입된다.

상기 인서트유닛(100)은 상기 제1실린더(210)와 상기 제2실린더(220)의 경계에 인접하는 제1인서트(110), 상기 제2실린더(220)와 상기 제3실린더(230)의 경계에 인접하는 제2인서트(120), 및 상기 제3실린더(230)와 상기 제4실린더(240)의 경계에 인접하는 제3인서트(130)를 포함한다.

아울러, 제1연결부(140)는 상기 제1인서트(110)의 하부와 상기 제2인서트(120)의 하부를 일체로 연결하고, 제2연결부(150)는 상기 제2인서트(120)의 하부와 상기 제2인서트(120)의 하부를 일체로 연결한다.

도시한 바와 같이, 상기 제1,2,3인서트(110, 120, 130)의 양측은 낮고, 그 중심방향으로 그 높이가 높아지는 상부로 볼록한 구조로, 그 상단부에는 상부로 손잡이(180)가 연장되어 형성된다.

엔진을 조립하는 작업자는 상기 손잡이(180)를 잡고 상기 인서트유닛(100)을 상기 워터자켓(WJ) 안으로 삽입시킨다.

도 1에서, 상기 제2실린더(220)와 상기 제3실린더(230)의 경계에 대응하여, 상기 제2인서트(120)의 안쪽면에는 리브(160)가 돌출되어 형성되고, 상기 리브(160)를 중심으로 양측에 유동정체홈(170)이 형성된다.

이하, 도 2, 도 3, 및 도 4에서, 상기 리브(160)와 상기 유동정체홈(170)의 구조에 대해서 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 워터자켓에 삽입되는 인서트의 사시도이고, 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 워터자켓에 삽입되는 인서트의 일부 사시도이며, 도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 워터자켓에 삽입되는 인서트의 일부 단면도이다.

도 2, 도 3, 및 도 4를 참조하면, 상기 인서트유닛(100)의 상기 제2인서트(120)를 살펴보면, 상기 제2,3실린더(220, 230)로 향하는 내측면에서, 상기 제2,3실린더(220, 230)의 경계선에 대응하는 부분에 상기 리브(160)가 돌출되어 형성된다.

아울러, 상기 제2인서트(120)의 안쪽면에는 상기 리브(160)를 중심으로 양쪽으로 유동정체홈(170)이 형성되고, 냉각수가 상기 제1,2,3,4실린더(210, 220, 230, 240)가 배열된 방향으로 흐르지 못하고 상기 유동정체홈(170)에 정제된다.

상기 인서트유닛(100)은 상기 워터자켓(WJ)의 하부에 설치되어, 하부의 냉각수 유동을 저감시켜, 실린더블록(190)의 하부 온도가 과냉되는 것을 방지하고, 워터자켓(WJ)의 상부 유동을 증가시켜, 실린더블록(190)의 상부 온도가 과열되는 것을 방지한다.

따라서, 실린더의 연소공간이 형성되는 상부는 효율적으로 냉각하고, 비교적 낮은 온도인 하부는 적정한 온도를 유지하게 된다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 인서트를 구비한 엔진의 개략적인 내부 사시도이다.

도 5를 참조하면, 제1실린더(210)와 제4실린더(240)의 외측에 대응하는 상기 워터자켓(WJ)에서, 상기 제1,2,3,4실린더(210, 220, 230, 240)의 중심선(510)에 대응하는 부분에 유턴인서트(500)가 배치되고, 상기 유턴인서트(500)는 상기 인서트유닛(100)과 그 하부가 일체로 연결된다.

상기 유턴인서트(500)는 상기 제1,4실린더(210, 240)의 외측면에 대응하는 상기 워터자켓(WJ)의 하부에 삽입되어, 하부의 냉각수 유동을 저감시켜 실린더블록(190)의 하부 온도가 과냉되는 것을 방지하고, 상부의 냉각수 유동을 증가시켜 실린더블록(190)의 상부 온도가 과열되는 것을 방지한다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 인서트를 구비한 엔진의 온도분포를 보여주는 그래프이다.

도 6을 참조하면, 가로축은 제3실린더(230)의 배기측과 흡기측, 및 제2실린더(220)의 배기측과 흡기측에서, 실린더의 보어 깊이를 나타내고, 세로축은 상기 보어 깊이에 대응하는 실린더블록의 온도를 나타낸다.

Base는 상기 인서트유닛(100)이 상기 워터자켓(WJ)에 설치된 것으로, 상기 리브(160)와 상기 유동정체홈(170)은 형성되지 않은 조건이고, 1안은 상기 인서트유닛(100)과 상기 워터자켓(WJ) 사이에 갭을 0.6mm에서 0.5로 줄인 조건이고, 2안은 상기 인서트유닛(100)에 상기 리브(160)와 상기 유동정체홈(170)을 형성한 조건이며, 3안은 상기 인서트유닛(100)에 유턴인서트(500)를 추가한 조건이다.

제3실린더(230)의 배기측 그래프를 보면, 보어의 깊이가 깊어질수록, 실린더블록(190)의 온도가 상승되어 유지되는 것은 2안이며, 보어의 깊이가 낮은 상태에서는 1안과 2안이 비교적 동일한 효과를 나타낸다.

전체적으로 3안은 전체적으로 실린더블록(190)의 온도가 낮아지는 효과를 주고 있으며, 1안과 2안이 비교적 안정적인 온도를 유지하는 효과를 나타낸다.

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

100: 인서트유닛
110: 제1인서트
120: 제2인서트
130: 제3인서트
140: 제1연결부
150: 제2연결부
160: 리브
170: 유동정체홈
180: 손잡이
190: 실린더블록
210, 220, 230, 240: 제1,2,3,4실린더,
WJ: 워터자켓
500: 유턴인서트
510: 중심선

Claims (5)

1. 실린더들이 연속적으로 형성되고, 상기 실린더들 외곽을 따라서 냉각수가 흐르는 워터자켓이 형성된 실린더블록; 및
   상기 워터자켓의 하부에 삽입되어, 상기 워터자켓의 상부로 냉각수 유동을 증가시키고, 하부에는 냉각수의 유동을 저감시키되, 상기 실린더와 마주하는 내측면에는 유동정체홈이 형성되는 인서트유닛; 을 포함하고,
   상기 인서트유닛은,
   서로 인접한 제1,2실린더 사이 경계부에 배치되는 제1인서트;
   서로 인접한 제2,3실린더 사이에 경계부에 배치되는 제2인서트; 및
   상기 제1인서트와 상기 제2인서트의 하부를 연결하는 제1연결부; 를 포함하고,
   상기 제1인서트는 상기 제1,2실린더 사이가 높고 가장자리로 갈수록 낮아지며, 상기 제1실린더와 상기 제2실린더 사이 상기 제1인서트의 상단부에서 상부로 연장되는 손잡이가 형성된 것을 특징으로 하는 인서트를 구비한 엔진.
2. 삭제
3. 제1항에서,
   상기 제1인서트에는,
   상기 제1실린더와 상기 제2실린더 사이 경계에 대응하는 부분에 안쪽으로 연장되는 리브가 형성되고,
   상기 리브를 기준으로 양측에 각각 상기 유동정체홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 인서트를 구비한 엔진.
4. 삭제
5. 제1항에서,
   상기 인서트유닛은,
   상기 제1,2,3,4실린더의 중심을 지나는 중심축에 대응하는 부분의 상기 워터자켓 하부에 삽입되어 상부 유동을 증가시키고 하부 유동을 저감시키는 유턴인서트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인서트를 구비한 엔진.

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