KR200153652Y1 - 내연기관의 피스톤 냉각장치 - Google Patents

Abstract

크랭크 샤프트로 공급되는 오일의 일부를 피스톤 내벽으로 분출시켜 피스톤을 냉각시킴으로써, 피스톤의 수명을 연장할 목적으로; 내연기관의 피스톤과, 커넥팅 로드와 크랭크 축을 포함하여 이루어지는 크랭크 기구에 있어서, 상기 피스톤의 내벽부에 오일이 흐를 수 있는 나선형의 요입부를 형성하고, 상기 크랭크 축 내부로 관통되어 핀 저어널과 메인 저어널에 엔진 오일을 공급할 수 있도록 형성된 메인유로를 밸런스 웨이트 부분에서 분기시켜 밸런스 웨이트의 외주까지 관통하여 상기 요입부의 상측으로 오일을 분사할 수 있는 유로와 연통시켜 이루어지는 내연기관의 피스톤 냉각장치를 제공한다.

Description

내연기관의 피스톤 냉각장치

제1도는 본 고안이 적용된 피스톤과 이에 관계하는 크랭크 기구의 단면도.

제2도는 제1도의 A - A 선 단면도.

제3도는 본 고안에 적용되는 크랭크 유로의 확대 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

2 : 실린더 보어 4 : 피스톤

8 : 커넥팅 로드 10 : 크랭크 축

14 : 요입부 16 : 턱

22 : 메인유로 24 : 밸런스웨이트

26 : 유로

[고안의 분야]

본 고안은 내연기관의 피스톤 냉각장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 크랭크 샤프트로 공급되는 오일의 일부를 피스톤 내벽으로 분출시켜 피스톤을 냉각시킴으로써, 피스톤의 수명을 연장할 수 있도록 한 내연기관의 피스톤 냉각장치에 관한 것이다.

[종래기술]

잘 알려진 바와 같이, 내연기관은 혼합기가 보유한 화학적 에너지를 연소에 의하여 열에너지로 바꾸어 그 연소가스가 팽창할 때의 일을 크랭크 기구로서 기계적인 에너지로 변환하여 출력하는 기관으로서, 대표적인 예로서는 자동차 엔진을 들 수가 있다.

이러한 내연기관의 내부 구성을 살펴보면 제1도에서와 같이 실린더 보어(2) 내부에 상하 슬라이드 가능하게 장착되는 피스톤(4)과; 상단부가 피스톤 핀(6)으로 상기 피스톤(4)에 연결되는 커넥팅 로드(8)와; 상기 커넥팅 로드(8)의 하단부에 연결되어 피스톤(4)의 승강운동을 회전운동으로 바꾸어주는 크랭크축(10)으로 이루어진다.

이러한 내연기관에 있어서, 피스톤(4)은 그의 헤드부가 혼합기의 연소열(대략 2000℃ 이상)에 노출되고 고압(40~60 ㎏/㎠)을 받으며, 실린더 안에서 고속운동(약 20m/s)을 하기 때문에 악조건하에서 상하운동을 하게 된다.

이에따라 피스톤은 충분한 냉각이 이루어져야만 제기능을 충분히 수행할 수 있는데, 종래 내연기관에 있어서의 피스톤 냉각은 피스톤과 실린더 사이에 개재되는 피스톤 링의 열전달에만 의존하였는 바, 냉각작용이 충분하게 이루어지지 않아 피스톤의 수명이 단축된다는 문제점이 있다.

[고안의 요약]

따라서 본 고안은 상기와 같은 종래 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 고안의 목적은 크랭크 샤프트로 공급되는 오일의 일부를 피스톤 내벽으로 분출시켜 피스톤을 냉각시킴으로써, 피스톤의 수명을 연장할 수 있도록 한 내연기관의 피스톤 냉각장치를 제공하려는 것이다.

이를 실현하기 위하여 본 고안은 내연기관의 피스톤과, 커넥팅 로드와 크랭크 축을 포함하여 이루어지는 크랭크 기구에 있어서, 상기 피스톤의 내벽부에 오일이 흐를 수 있는 나선형의 요입부를 형성하고, 상기 크랭크 축 내부로 관통되어 핀 저어널과 메인 저어널에 엔진 오일을 공급할 수 있도록 형성된 메인유로를 밸런스 웨이트 부분에서 분기시켜 밸런스 웨이트의 외주까지 관통하여 상기 요입부의 상측으로 오일을 분사할 수 있는 유로와 연통시켜 이루어지는 내연기관의 피스톤 냉각장치를 제공한다.

이하, 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

[실시예]

제1도 및 제2도는 본 고안이 적용되는 내연기관의 내부 구성도로서, 실린더 보어(2) 내부에 상하 슬라이드 가능하게 장착되는 피스톤(4)과; 상단부가 피스톤 핀(6)으로 상기 피스톤(4)에 연결되는 커넥팅 로드(8)와; 상기 커넥팅 로드(8)의 하단부에 연결되어 피스톤(4)의 승강 운동을 회전 운동으로 바꾸어 주는 크랭크축(10)으로 이루어진다.

이러한 내연기관의 피스톤(4)과, 커넥팅 로드(8)와 크랭크 축(10)을 포함하여 이루어지는 크랭크 기구에 있어서, 상기 피스톤(4)의 내벽부에 나선형의 요입부(14)를 형성하였다.

상기 나선형의 요입부(14)는 피스톤(4) 내벽부 상측으로부터 하측까지 형성하였으며, 엔진 오일이 고이면서 하측으로 흘러 내릴 수 있도록 요입부(14)의 하측부에 상측으로 약간 돌출되는 턱(16)을 형성하였다.

그리고 크랭크 축(10)내부로 관통되어 핀 저어널(18)과 메인 저어널(20)에 엔진오일을 공급할 수 있도록 형성된 메인유로(22)를 밸런스 웨이트(24) 부분에서 분기시켜 밸런스 웨이트(24)의 외주까지 관통하는 유로(26)와 연통시켰다.

상기에서 유로(26)는 제3도에서와 같이 하측 부분의 내경부(D)는 크고, 상단부분의 내경부(d)를 작게하여 상단에서 유압의 상승으로 분사가 이루어질 수 있도록 하였다.

또한, 상기 유로(26)는 밸런스 웨이트(24)가 상측으로 완전히 세워진 위치에서 피스톤(4)의 내벽 상단을 향하도록 일측으로 약간 기울게 형성하였다.

이에따라 엔진이 동작되는 과정에서 크랭크 축(10)의 메인 유로(22)를 흐르던 오일의 일부가 분기 유로(26)를 통해 분사되는데, 이때 밸런스웨이트(24)가 상측으로 세워진 상태에서 피스톤(2)는 하사점까지 하강하게되므로 가장 근접된 상태가 유지됨으로써, 유로(26)를 통해 분사되는 오일은 피스톤(2) 내벽부에 형성된 나선형 요입부(14)의 최상측으로 분사된다.

이와같이 나선형 요입부(14)의 상측으로 분사된 오일은 나선형 요입부(14)를 타고 하측으로 흐르면서 피스톤(2)을 냉각시키게 되는 바, 피스톤 링(28)과 함께 피스톤(2)의 냉각작용을 수행하게 됨으로써, 열에 의한 피스톤의 수명 단축을 방지하게 되는 것이다.

이상에서와 같이 본 고안에 의하며 간단한 구조로서 피스톤을 충분히 냉각하여 피스톤의 기능을 향상시킴은 물론 수명을 연장할 수 있는 유용한 고안인 것이다.

Claims (3)

1. 내연기관의 피스톤(4)과, 커넥팅 로드(8)와 크랭크축(10)을 포함하여 이루어지는 크랭크 기구에 있어서, 상기 피스톤(4)의 내벽부에 오일이 흐를 수 있게 나선형의 요입부(14)를 형성하고, 상기 크랭크축(10) 내부로 관통되어 핀 저어널(18)과 메인 저어널(20)에 엔진 오일을 공급할 수 있도록 형성된 메인유로(22)를 밸런스 웨이트(24) 부분에서 분기시켜 밸런스 웨이트(24)의 외주까지 관통시켜 상기 요입부(14)의 상측으로 오일 분출압을 크게하기 위하여 상단부의 내경부(d)를 하측 부분의 내경부(D)보다 작게 한 유로(26)를 형성하여 이루어짐을 특징으로 하는 내연기관의 피스톤 냉각장치.
2. 제1항에 있어서, 나선형의 요입부(14)는 피스톤(4) 내벽부 상측으로부터 하측까지 형성하고, 엔진 오일이 고이면서 하측으로 흘러 내릴 수 있도록 요입부(14)의 하측부에 상측으로 약간 돌출되는 턱(16)을 형성하여 이루어짐을 특징으로 하는 내연기관의 피스톤 냉각장치.
3. 제1항에 있어서, 유로(26)는 밸런스 웨이트(24)가 상측으로 완전히 세워진 위치에서 피스톤(4)의 내벽 상단을 향하도록 일측으로 약간 기울게 형성함을 특징으로 하는 내연기관의 피스톤 냉각장치.