KR20010002377A - Cooling hall apparatus of cylinder head gasket - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 실린더 헤드 가스켓의 냉각홀 구조에 관한 것으로서, 특히 실린더 헤드 가스켓에 형성되는 냉각홀을 실린더 블럭에 형성되는 냉각홀에 비해 그 크기가 서로 다르게 형성함과 동시에 워터펌프로 부터 냉각수가 초기 유입되는 부분에는 냉각홀을 형성하지 않으므로서, 엔진 전체적으로 볼때 냉각수가 워터펌프에서 펌핑되어 엔진블럭을 'U'자형으로 순환하고, 직경이 크게 형성된 실린더 헤드 가스켓의 냉각홀 부근에서는 냉각수의 흐름 속도가 빨라져 실린더헤드의 연소실 부근 온도가 보다 효과적으로 냉각되어 엔진에 장착된 흡,배기 밸브의 내구성이 향상되도록 한 실린더 헤드 가스켓의 냉각홀 구조에 관한 것이다.The present invention relates to a cooling hole structure of a cylinder head gasket, and in particular, the cooling hole formed in the cylinder head gasket is different from the cooling hole formed in the cylinder block, and the cooling water is initially introduced from the water pump. The cooling water is pumped from the water pump to circulate the engine block in a 'U' shape, and the flow rate of the cooling water is increased in the vicinity of the cooling hole of the cylinder head gasket having a large diameter. The cooling head structure of the cylinder head gasket for cooling the temperature near the combustion chamber of the cylinder head more effectively to improve the durability of the intake and exhaust valves mounted on the engine.
일반적으로 엔진은 혼합기를 연소시켜 동력을 발생시키는 것으로서, 그 연소실내에 연소가스의 온도는 약 2000℃ 이상에 달하게 되고, 이 열의 상당량은 실린더블럭, 실린더헤드, 피스톤 등에 흡수된다.In general, an engine generates power by burning a mixer, and the temperature of the combustion gas in the combustion chamber reaches about 2000 ° C or more, and a considerable amount of this heat is absorbed into the cylinder block, the cylinder head, the piston, and the like.
이러한 부분들이 과열되면 실린더에 변형을 일으키거나 실린더 벽의 유막이 파괴되어 윤활불량이 되며 심할때에는 엔진을 손상시키고, 연소상태도 나빠져 노킹현상이나 조기점화와 같은 문제점이 발생하게 된다.When these parts are overheated, the cylinder may be deformed or the oil film on the cylinder wall may be broken, resulting in poor lubrication. In severe cases, the engine may be damaged and the combustion may be worsened, such as knocking or premature ignition.
이와같이 엔진이 과열되는 것을 방지하기 위한 것이 냉각장치인데, 이러한 냉각장치로는 엔진을 구성하는 실린더블럭, 실린더 헤드 가스켓, 실린더헤드상에 각각 냉각수가 순환할 수 있는 냉각홀을 형성시키고, 엔진 구동시 동작하는 워터펌프의 동작에 의해 냉각수를 냉각홀로 강제 순환시켜 엔진의 각 구성요소를 냉각시키는 수냉식 냉각장치가 대표적으로 사용된다.In order to prevent the engine from overheating as described above, the cooling device includes a cooling hole through which the coolant can be circulated on the cylinder block, the cylinder head gasket, and the cylinder head constituting the engine. A water-cooled chiller is typically used to force each component of the engine by forcibly circulating the coolant through the operation of the operating water pump.
도 1 과 도 2 는 6실린더 엔진에 사용되는 종래의 실린더 블럭과 실린더 헤드 가스켓을 도시한 것으로서, 상기 실린더 블럭(1)은 그 상면이 좌측블럭(2)과 우측블럭(3)으로 나뉘어져 있고 각각의 블럭(2)(3)에는 각각 3개의 실린더(4)가 형성되어 있다.1 and 2 show a conventional cylinder block and a cylinder head gasket used in a six cylinder engine, the cylinder block 1 having a top surface divided into a left block 2 and a right block 3, respectively. Three cylinders 4 are formed in the blocks 2 and 3 of the.
그리고, 각각의 실린더(4) 부근에는 실린더 블럭(2)(3)을 냉각시켜 주기위한 제 1 냉각홀(5)들이 각각의 실린더(4) 양측에 일정크기로 형성되어 있으며, 각각의 제 1 냉각홀(5)은 실린더 블럭(1)의 프론트(Front) 측에 형성된 워터펌프(6)로 부터 펌핑되는 냉각수가 순환될 수 있도록 서로 연통되어 있다.In addition, the first cooling holes 5 for cooling the cylinder blocks 2 and 3 are formed in a predetermined size on each side of each cylinder 4 in the vicinity of each cylinder 4. The cooling holes 5 communicate with each other so that the cooling water pumped from the water pump 6 formed on the front side of the cylinder block 1 can be circulated.
한편, 상기 실린더블럭(1)의 상면에 얹혀지는 실린더 헤드 가스켓(7)에는 실린더(4)와 동일한 크기의 중공(8)과 실린더 블럭에 형성되어 있는 제 1 냉각홀(5)과 동일한 크기의 제 2 냉각홀(9)들이 각각 형성되어 있다.On the other hand, the cylinder head gasket 7 mounted on the upper surface of the cylinder block 1 has a hollow 8 having the same size as the cylinder 4 and the same size as the first cooling hole 5 formed in the cylinder block. Second cooling holes 9 are formed, respectively.
상기와같이 구성된 실린더 블럭(1)의 좌측블럭(2)과 우측블럭(3) 상면에는 각각 실린더헤드 가스켓(7)이 얹혀지고, 상기 실린더 헤드 가스켓(7)의 상단으로는 미도시된 실린더헤드가 안착되어 하나의 엔진블럭을 형성하게 된다.The cylinder head gasket 7 is mounted on the upper surface of the left block 2 and the right block 3 of the cylinder block 1 configured as described above, and the cylinder head is not shown at the upper end of the cylinder head gasket 7. Is seated to form one engine block.
엔진이 구동할때 워터펌프(6)에서 펌핑된 냉각수는 실린더 블럭(1)에 형성된 냉각홀(5)을 통해 실린더블럭(1)의 후반부로 이동하게 되고, 이 와중에서 각각의 제 1 냉각홀(5)을 타고 상승하여 실린더 헤드 가스켓(7)의 제 2 냉각홀(9)을 통해 실린더 헤드의 냉각홀로 이동하면서 실린더헤드의 연소실 부근과 실린더(4) 부분을 냉각시키게 되는 것이다.When the engine is driven, the coolant pumped from the water pump 6 moves to the latter half of the cylinder block 1 through the cooling holes 5 formed in the cylinder block 1, and in the meantime, each of the first cooling holes. (5) ascends and moves to the cooling hole of the cylinder head through the second cooling hole 9 of the cylinder head gasket 7, thereby cooling the vicinity of the combustion chamber and the cylinder 4 portion of the cylinder head.
그러나, 종래에는 실린더 블럭의 좌측블럭과 우측블럭에 각각 결합되는 2개의 실린더 헤드 가스켓을 일원화 시키기 위해 각각의 실린더 헤드 가스켓에 형성되는 제 2 냉각홀이 실린더 블럭에 형성되어 있는 제 1 냉각홀과 동일한 크기로 형성되어 있기 때문에 워터펌프에서 펌핑된 냉각수가 각각의 냉각홀을 통해 엔진블럭을 순환하는 속도가 느려지게 되고, 특히 엔진블럭의 후반부로 갈수록 냉각수의 흐름속도가 더욱 느려지게 되어 실린더헤드 측으로 완전히 상승하지 못한 상태 그대로 엔진 외부로 빠져나가게 되므로 실린더 헤드의 연소실 부분을 효과적으로 냉각시키지 못하게 되는 문제점이 있었다.However, conventionally, a second cooling hole formed in each cylinder head gasket is the same as the first cooling hole formed in the cylinder block in order to unify the two cylinder head gaskets respectively coupled to the left block and the right block of the cylinder block. Since it is formed in size, the speed of the cooling water pumped from the water pump circulates through the engine block through the respective cooling holes, and the flow rate of the cooling water becomes slower toward the latter part of the engine block. There was a problem that can not effectively cool the combustion chamber portion of the cylinder head because it is exited to the outside of the engine as it does not rise.
따라서, 상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 실린더 헤드 가스켓에 형성되는 냉각홀을 실린더 블럭에 형성되는 냉각홀에 비해 그 크기가 서로 다르게 형성함과 동시에 워터펌프로 부터 냉각수가 초기 유입되는 부분에는 냉각홀을 형성하지 않으므로서, 엔진 전체적으로 볼때 냉각수가 워터펌프에서 펌핑되어 엔진블럭을 'U'자형으로 순환하고, 직경이 크게 형성된 실린더 헤드 가스켓의 냉각홀 부근에서는 냉각수의 흐름 속도가 빨라져 실린더헤드의 연소실 부근 온도가 보다 효과적으로 냉각되어 엔진에 장착된 흡,배기 밸브의 내구성이 향상되도록 한 실린더 헤드 가스켓의 냉각홀 구조를 제공함을 목적으로 한다.Accordingly, the present invention for solving the above problems is formed in the cooling hole formed in the cylinder head gasket different from the cooling hole formed in the cylinder block and at the same time the cooling water from the water pump to the initial inlet cooling portion Without forming a hole, the coolant is pumped from the water pump as a whole and circulates the engine block in a 'U' shape, and in the vicinity of the cooling hole of the cylinder head gasket having a large diameter, the flow rate of the coolant is increased so that the combustion chamber of the cylinder head is not formed. An object of the present invention is to provide a cooling hole structure of a cylinder head gasket in which the ambient temperature is more effectively cooled to improve durability of the intake and exhaust valves mounted on the engine.
상기 목적달성을 위한 본 발명의 특징은,Features of the present invention for achieving the above object,
다수의 실린더(4) 부근에는 실린더 블럭을 냉각시켜 주기위한 제 1 냉각홀 (5)들이 각각의 실린더(4) 양측에 일정크기로 형성되어 있는 실린더블럭(1)과 실린더 헤드의 사이에 결합되기 위한 실린더 헤드 가스켓에 있어서,In the vicinity of the plurality of cylinders 4, the first cooling holes 5 for cooling the cylinder blocks are coupled between the cylinder block 1 and the cylinder head, which are formed in a predetermined size on both sides of each cylinder 4, respectively. A cylinder head gasket for
실린더 헤드 가스켓에 형성되는 제 2 냉각홀의 크기를 제 1 냉각홀에 비해 서로 같거나 크게 형성하되, 워터펌프로 부터 냉각수가 처음 공급되는 부분에는 제 2 냉각홀이 형성되지 않도록 하고, 워터펌프로 부터 멀어질 수록 제 2 냉각홀의 크기가 커지도록 하여 워터펌프로 부터 멀어진 부분에서도 냉각수의 흐름이 빨라지도록 하여 실린더 헤드의 연소실부분의 냉각효율이 향상되도록 한 것을 특징으로 한다.The size of the second cooling hole formed in the cylinder head gasket is equal to or larger than that of the first cooling hole, but the second cooling hole is not formed in the portion where the coolant is first supplied from the water pump. The larger the distance, the larger the size of the second cooling hole is characterized in that the cooling water flow faster even in the part away from the water pump to improve the cooling efficiency of the combustion chamber portion of the cylinder head.
도 1 은 종래의 실린더 블럭을 보인 사시도.1 is a perspective view showing a conventional cylinder block.
도 2 는 종래의 실린더 헤드 가스켓의 냉각홀 구조를 보인 평면도.Figure 2 is a plan view showing a cooling hole structure of a conventional cylinder head gasket.
도 3 은 본 발명의 실린더 헤드 가스켓의 냉각홀 구조를 보인 평면도.Figure 3 is a plan view showing a cooling hole structure of the cylinder head gasket of the present invention.
도 4 는 도 3 의 A-A선 단면도.4 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.
도 5 는 도 3 의 B-B선 단면도.5 is a cross-sectional view taken along the line B-B in FIG. 3.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※ Explanation of code for main part of drawing
1 : 실린더 블럭 4 : 실린더1: cylinder block 4: cylinder
5 : 제 1 냉각홀 6 : 워터펌프5: first cooling hole 6: water pump
10 : 제 2 냉각홀 11 : 실린더 헤드 가스켓10 second cooling hole 11 cylinder head gasket
이하, 첨부된 도면 도 3 내지 도 5 를 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings, FIGS. 3 to 5.
상기 도면에 의하면, 본 발명의 실린더 헤드 가스켓(11)에는 실린더(4)와 동일한 크기의 중공(12)이 복수개 형성되고, 이 중공(12) 부근으로 제 2 냉각홀(10)이 형성되어 있다.According to the drawing, in the cylinder head gasket 11 of the present invention, a plurality of hollows 12 having the same size as the cylinder 4 are formed, and the second cooling holes 10 are formed near the hollows 12. .
상기 중공(12)은 실린더 헤드 가스켓(11)이 실린더 블럭(1)과 실린더 헤드의 사이에 장착될 때 실린더 헤드에 형성된 연소실 홈과 함께 연소실을 이루게 된다.The hollow 12 forms a combustion chamber with a combustion chamber groove formed in the cylinder head when the cylinder head gasket 11 is mounted between the cylinder block 1 and the cylinder head.
상기 제 2 냉각홀(10)은 중공(12) 부근에 서로 대향되도록 형성하되, 워터펌프로 부터 냉각수가 유입되는 부분에는 제 2 냉각홀(10)을 형성하지 않고 그 다음 부분 부터 제 2 냉각홀(10)을 형성한다.The second cooling hole 10 is formed to face each other in the vicinity of the hollow 12, the second cooling hole from the next portion without forming the second cooling hole 10 in the portion where the coolant flows from the water pump To form (10).
제 2 냉각홀(10)의 크기는 워터펌프에 가까운 곳에 형성되는 제 2 냉각홀(10)을 실린더 블럭(1)에 형성되는 제 1 냉각홀(5)과 동일한 크기로 형성하고, 점차 워터펌프로 부터 멀어질수록 제 2 냉각홀(10)의 직경을 크게 형성하여 워터펌프에서 펌핑된 냉각수가 도 3 에 도시된 바와같이 엔진블럭을 'U'자형으로 크게 순환하면서 엔진블럭의 각 부분을 냉각시키게 되고, 특히 워터펌프로 부터 멀어진 부분에 직경이 크게 형성된 제 2 냉각홀(10)을 통과하는 냉각수의 유속이 빨라지므로 인해 연소실 부근의 냉각효율이 향상되는 것이다.The size of the second cooling hole 10 is to form the second cooling hole 10 formed near the water pump to the same size as the first cooling hole 5 formed in the cylinder block 1, gradually increasing the water pump The larger the diameter of the second cooling hole 10, the greater the distance from the cooling water pumped from the water pump to cool each part of the engine block while circulating the engine block in a 'U' shape as shown in FIG. In particular, since the flow rate of the cooling water passing through the second cooling hole 10 having a large diameter in a part far from the water pump is increased, the cooling efficiency in the vicinity of the combustion chamber is improved.
즉, 워터펌프에서 펌핑되어 실린더 블럭(1)으로 유입된 냉각수는 도 4 에 도시된 바와같이 제 1 냉각홀(5)을 통해 상승하면서 실린더(4) 부근의 실린더 블럭(1)을 냉각시켜 주지만 실린더 헤드 가스켓(11)에 제 2 냉각홀(10)이 형성되어 있지 않으므로 인해 실린더 헤드 쪽으로 순환되지 않고 도 3 의 화살표방향으로 다시 순환하게 되는 것이다.That is, the coolant pumped from the water pump and introduced into the cylinder block 1 cools the cylinder block 1 near the cylinder 4 while rising through the first cooling hole 5 as shown in FIG. 4. Since the second cooling hole 10 is not formed in the cylinder head gasket 11, the second cooling hole 10 is not circulated to the cylinder head, thereby circulating again in the arrow direction of FIG. 3.
또한, 워터펌프에서 멀어진 부분에는 도 5 에 도시된 바와같이 제 1 냉각홀(5)에 비해 그 직경이 큰 제 2 냉각홀(10)이 형성되어 있으므로, 엔진블럭을 'U'자형으로 순환하여 마지막단계에 다다른 냉각수가 제 1 냉각홀(5)을 통해 상승하면서 실린더 블럭(1)을 냉각시키고, 직경이 큰 제 2 냉각홀(10)을 통과하면서 유속이 빨라지면서 실린더 헤드의 냉각홀을 통해 순환되게 된다.In addition, since the second cooling hole 10 having a larger diameter than that of the first cooling hole 5 is formed in the part away from the water pump, the engine block is circulated in a 'U' shape. The cooling water reached at the last stage ascends through the first cooling hole 5 to cool the cylinder block 1, and flows through the second cooling hole 10 having a large diameter to increase the flow rate, thereby closing the cooling hole of the cylinder head. It is circulated through.
냉각수가 직경이 큰 제 2 냉각홀(10)을 통과할 때에는 그 유속이 월등히 증가할 뿐만 아니라 직경이 큰 제 2 냉각홀(10)을 통과하면서 실린더 헤드의 연소실 부근에 보다 많은 면적과 접하게 되므로 냉각효과가 향상되는 것이다.When the cooling water passes through the second cooling hole 10 having a large diameter, the flow rate not only increases significantly but also passes through the second cooling hole 10 having a large diameter, and thus comes into contact with a larger area near the combustion chamber of the cylinder head. The effect is to be improved.
상기 설명과 같이 실린더 헤드 가스켓(11)의 제 2 냉각홀(10) 크기를 워터펌프로 부터 멀어질 수록 크게 형성하여 냉각수가 엔진블럭을 'U'자형으로 순환함과 동시에 워터펌프로 부터 멀어진 부분에서는 냉각수의 유속이 빨라지도록 하면 실린더 헤드의 연소실 부근 온도가 약 10∼20℃ 이상 더 냉각되는 것을 실험결과 얻을 수 있었다.As described above, the size of the second cooling hole 10 of the cylinder head gasket 11 increases as the distance from the water pump increases, so that the coolant circulates the engine block in a 'U' shape and away from the water pump. In the experiment, it was found that when the flow velocity of the cooling water is increased, the temperature near the combustion chamber of the cylinder head is further cooled by about 10 to 20 ° C or more.
이상에서 설명한 바와같이 본 발명은 실린더 헤드 가스켓에 형성되는 냉각홀을 실린더 블럭에 형성되는 냉각홀에 비해 그 크기가 서로 다르게 형성함과 동시에 워터펌프로 부터 냉각수가 초기 유입되는 부분에는 냉각홀을 형성하지 않으므로서, 엔진 전체적으로 볼때 냉각수가 워터펌프에서 펌핑되어 엔진블럭을 'U'자형으로 순환하고, 직경이 크게 형성된 실린더 헤드 가스켓의 냉각홀 부근에서는 냉각수의 흐름 속도가 빨라져 실린더헤드의 연소실 부근 온도가 보다 효과적으로 냉각되어 엔진에 장착된 흡,배기 밸브의 내구성이 향상되도록 한 실린더 헤드 가스켓의 냉각홀 구조이다.As described above, the present invention forms a cooling hole formed in the cylinder head gasket differently from the cooling hole formed in the cylinder block, and at the same time, forms a cooling hole in a portion where the coolant is initially introduced from the water pump. In the engine as a whole, the coolant is pumped from the water pump to circulate the engine block in a 'U' shape, and the flow rate of the coolant is increased in the vicinity of the cooling hole of the cylinder head gasket having a large diameter, thereby increasing the temperature near the combustion chamber of the cylinder head. Cooling hole structure of the cylinder head gasket to cool more effectively to improve the durability of the intake and exhaust valves mounted on the engine.
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