KR200212883Y1 - 디젤엔진용 피스톤 - Google Patents

Abstract

본 고안은 피스톤의 승강작동시 탑링의 상면이 항상 링 그루브에 밀착되도록 하여 연소실로부터 블로바이 가스 유입이 차단되도록 하므로서 오일 유입에 따른 카본형성을 방지시키는 동시에 링 그루브내로 유입되는 카본은 오일 유동에 의해 증착이 완벽하게 방지될 수 있도록 하는 디젤엔진용 피스톤에 대한 것으로서, 상기한 목적달성을 위하여 본 고안은

고온 고압의 가스에 의해 실린더내에서 상하로 왕복운동하면서 링 벨트의 피스톤 링에 의해 기밀과 오일 제거 및 열전도작용을 하는 피스톤 구조에 있어서,

상하면이 평면으로 이루어지는 탑링(20)과; 상기의 탑링(20)이 삽입되게 요설되며, 외측 상단부에는 스토퍼(31)가 저부로 미세하게 돌출되도록 하고, 내측 하단부에는 저부로 집유홀(32)이 요설되도록 한 탑링 그루브(30)와; 상기한 탑링 그루브(30)의 스토퍼(31) 안쪽에서 상기한 탑링(20)의 상부면과 탑링 그루브(30) 상부면간이 밀착되게 탄설되도록 하는 스페이서(40)와; 바디(10)에 형성되는 오일 갤러리(11)로부터 탑링(20)이 안착되는 탑링 그루브(30) 저면으로 연통되게 형성되는 오일 피딩 홀(50)과; 그리고 상기한 탑링 그루브(30)의 집유홀(32)로부터 바디(10) 중심부로 향하게 형성되는 드레인 홀(60)이 구비되도록 하는 구성이 특징이다.

Description

디젤엔진용 피스톤

본 고안은 디젤엔진용 피스톤에 대한 것으로서, 상세하게는 피스톤 상단부로 끼워지는 탑링에서의 카본 증착과 연소실로의 블로바이 가스 유동이 저감될 수 있도록 하는 구조개선에 대한 것이다.

일반적으로 엔진에서 고온 고압의 가스로부터 받은 압력에 의해 실린더 내를 왕복 운동하면서 커넥팅 로드를 거쳐 크랭크 샤프트에 회전력을 전달하는 것이 피스톤이다. 이같은 피스톤은 크게 피스톤 헤드와 링 벨트와 스커어트부 및 보스로 나누어지며, 헤드의 상면은 디젤 엔진의 경우 통상 연소실의 일부를 이룬다.

상기와 같은 구성에서 특히 링 벨트(Ring belt)에는 피스톤 링을 끼울 수 있도록 하는 다수개의 링 그루브(ring groove)가 파져 있는데 맨 하단의 링 그루브에는 다수개의 구멍이 천공되도록 하여 오일 링에 의해 실린더 벽에 뿌려진 과잉의 오일을 긁어 내리면서 피스톤 안쪽을 통해 오일 팬으로 회수되도록 하고 있다.

한편 상기한 오일 링이 끼워지는 링 그루브의 상부로 형성되는 링 그루브에는 각각 압축 링이 끼워지면서 피스톤과 실린더 벽 사이의 기밀을 유지하는 동시에 일부의 오일도 긁어 내리도록 하고 있는바 그중에서도 도 3에서 보는바와 같이 연소실과 가장 근접한 거리에 위치되는 링 그루브(1)와 탑링(2)은 내측으로 두께가 좁아지는 테이퍼진 형상으로 형성시키기도 하여 링 그루브(1)내에 증착되는 카본(Carbon) 생성이 저감될 수 있도록 하고 있다.

하지만 상기한 탑링(2)과 링 그루브(1)는 항상 연소실과 연통되면서 특히 피스톤이 상승하게 될 때는 연소실내에서 미처 배출시키지 못한 잔존 배출가스가 그리고 폭발 행정시 하강하게 될 때에는 연소가스가 링 그루브(1)내로 유도되면서 지속적으로 카본을 증착시키게 되고, 카본 증착이 심해지는 경우에는 탑링(2)이 링 그루브(1)에 소착되면서 제기능을 발휘하지 못하게 되므로서 기밀성 저하와 오일의 지나친 소모를 유발시키게 되며, 특히 탑링(2)의 파단을 초래하기도 하는 대단히 심각한 문제점을 야기시키기도 한다.

이에 본 고안은 상기한 문제점을 개선시키기 위해 안출한 것으로 본 고안은 피스톤의 승강작동시 탑링의 상면이 항상 링 그루브에 밀착되도록 하여 연소실로부터 블로바이 가스 유입이 차단되도록 하므로서 오일 유입에 따른 카본형성을 방지시키는 동시에 링 그루브내로 유입되는 카본은 오일 유동에 의해 증착이 완벽하게 방지될 수 있도록 하는 디젤엔진용 피스톤을 제공하는데 주된 목적이 있다.

또한 본 고안은 탑링 그루브에서의 카본증착을 방지시켜 탑링의 내구력과 기밀작용력이 향상될 수 있도록 하는데 다른 목적이 있다.

특히 본 고안은 오일의 불필요한 소모와 에미션이 저감될 수 있도록 하는데 또다른 목적이 있다.

상기한 목적을 달성시키기 위한 수단으로서 본 고안은

고온 고압의 가스에 의해 실린더내에서 상하로 왕복운동하면서 링 벨트의 피스톤 링에 의해 기밀과 오일 제거 및 열전도작용을 하는 피스톤 구조에 있어서,

상하면이 평면으로 이루어지는 탑링과;

상기의 탑링이 삽입되게 요설되며, 외측 상단부에는 스토퍼가 저부로 미세하게 돌출되도록 하고, 내측 하단부에는 저부로 집유홀이 요설되도록 한 탑링 그루브와;

상기한 탑링 그루브의 스토퍼 안쪽에서 상기한 탑링의 상부면과 탑링 그루브 상부면간이 밀착되게 탄설되도록 하는 스페이서와;

바디에 형성되는 오일 갤러리로부터 탑링이 안착되는 탑링 그루브 저면으로 연통되게 형성되는 오일 피딩 홀과; 그리고

상기한 탑링 그루브의 집유홀로부터 바디 중심부로 향하게 형성되는 드레인 홀을 구비시킨 구성이 특징이다.

도 1은 본 고안에 따른 일실시예 요부 구조도

도 2는 본 고안에 따른 작동 구조도

도 3은 종래의 링벨트 구조도

※ 도면 중 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 바디

20 : 탑링

30 : 탑링 그루브

31 : 스토퍼

32 : 집유홀

40 : 스페이서

50 : 오일 피딩 홀

60 : 드레인 홀

이를 첨부한 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 고안에 따른 일실시예 구조를 도시한 것으로서, 도면부호 10은 피스톤 바디이다.

상기한 바디(10)의 외주면에 다수개의 링 그루브가 요설되도록 하고, 상기한 링 그루브에는 각각 피스톤 링이 끼워지도록 하는 구성은 종전과 동일하다.

이에 본 고안은 상기한 링 그루브와 피스톤 링 중 탑링(20)은 상하면이 수평의 평면으로 형성되도록 하고, 상기한 탑링(20)이 삽입되는 탑링 그루브(30)는 탑링(20) 높이보다는 크게 형성되도록 하되 외측 상단에는 저부로 미세하게 돌출시켜 스토퍼(31)가 돌설되도록 하고, 내측의 하단부 저면은 일부가 요입되게 하여 집유홀(32)이 요설되도록 하는 구성으로 형성한다.

또한 상기한 탑링(20)의 상부면과 탑링 그루브(30)의 스토퍼(31) 안쪽 상부면간에는 양측면에 밀착되게 일정한 탄성을 갖는 스페이서(40)가 삽입되도록 한다.

그리고 종전과 같이 바디(10)에 형성되는 오일 갤러리(11)로부터는 상기한 탑링(20)이 안착되는 탑링 그루브(20)의 저면으로 연통되는 오일 피딩 홀(50)이 형성되도록 하되 상기한 오일 피딩 홀(50)은 오일 갤러리(11)로부터 탑링 그루브(20)로 방사상으로 다수개로서 형성되도록 하는 것이 보다 바람직하다.

한편 상기한 탑링 그루브(20)의 안쪽으로 형성되는 집유홀(32)에는 바디(10) 안쪽으로 유도되면서 바디 내부의 저부로 개방된 공간과 연통되는 드레인 홀(60)이 형성되도록 하되 상기의 드레인 홀(60) 또한 상기한 오일 피딩 홀(50)과 마찬가지로 바디(10) 중심부로 방사상이 되게 다수개로서 형성되도록 하는 것이 보다 바람직하다.

도면 중 미설명부호 70은 세컨드 링이고, 80은 오일 링이다.

이상과 같은 구조에 따른 피스톤 작용시 피스톤이 상승시에는 탑링(20)은 도 1에서와 같이 탑링 그루브(30)의 저면에 밀착되고, 상부면은 스페이서(40)에 밀착되므로 연소실로부터 채 배출되지 못하고 잔류하게 되는 연소가스가 탑링 그루브(30)내로 유입되지 못하게 된다.

그리고 피스톤이 하강시 탑링(20)은 상부의 스페이서(40)를 압축시키면서 상승하게 되는데 상부는 스페이서(40)와 긴밀하게 밀착되므로 연소가스가 거의 유입되지 않게 될 뿐만 아니라 만일 극소량의 연소가스가 유입되더라도 탑링(20)이 상승하면서 탑링(20)의 저면이 탑링 그루브(30)의 저면과 이격되므로 탑링(20)에 의해 실린더 벽면으로부터 긁어 내리게 되는 오일에 의해 탑링 그루브(30)내에서의 고착이 방지된다.

특히 피스톤의 하강시 피스톤 하부의 일측으로 장착시킨 오일 젯(70, Oil jet)으로부터 공급되는 오일이 바디(10)내 오일 갤러리(11)로 유입되면서 소정의 압력으로 오일 피딩 홀(50)을 통해 답링(20)과 이격된 탑링 그루브(30)의 저면으로 오일을 공급하는 동시에 이렇게 공급된 오일은 탑링 그루브(30) 안쪽의 집유홀(32)에 일단 모아진 후 드레인 홀(11)을 통해 유출되게 하므로서 카본 증착을 근본적으로 방지시키게 된다.

이같은 작용은 결국 탑링 그루브(30)내에서의 탑링(20) 소착을 방지하게 되므로 탑링(30)의 파단 가능성이 제거되면서 항상 안정된 기능을 수행할 수가 있도록 한다.

그러므로 본 고안에 따른 개선된 구조에 의해 피스톤 탑링 그루브(40)에서의 카본 증착을 방지시키게 되어 탑링(20)의 내구력을 향상시키게 되는 동시에 탑링(20)의 제기능 발휘가 최대한 안정되면서 오일의 불필요한 소모와 블로바이 가스 누설이 방지될 수 있도록 하므로서 에미션이 저감될 수 있도록 하는 매우 유용한 효과가 있게 된다.

Claims (3)

1. 고온 고압의 가스에 의해 실린더내에서 상하로 왕복운동하면서 링 벨트의 피스톤 링에 의해 기밀과 오일 제거 및 열전도작용을 하는 피스톤 구조에 있어서,

   상하면이 평면으로 이루어지는 탑링(20)과;

   상기의 탑링(20)이 삽입되게 요설되며, 외측 상단부에는 스토퍼(31)가 저부로 미세하게 돌출되도록 하고, 내측 하단부에는 저부로 집유홀(32)이 요설되도록 한 탑링 그루브(30)와;

   상기한 탑링 그루브(30)의 스토퍼(31) 안쪽에서 상기한 탑링(20)의 상부면과 탑링 그루브(30) 상부면간이 밀착되게 탄설되도록 하는 스페이서(40)와;

   바디(10)에 형성되는 오일 갤러리(11)로부터 탑링(20)이 안착되는 탑링 그루브(30) 저면으로 연통되게 형성되는 오일 피딩 홀(50)과; 그리고

   상기한 탑링 그루브(30)의 집유홀(32)로부터 바디(10) 중심부로 향하게 형성되는 드레인 홀(60)이 구비되는 구성을 특징으로 하는 디젤엔진용 피스톤.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기한 오일 피딩 홀(50)은 오일 갤러리(11)로부터 탑링(20)으로 다수개가 방사상으로 형성되는 구성임을 특징으로 하는 디젤엔진용 피스톤.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기한 드레인 홀(60)은 집유홀(32)로부터 바디(10) 중심부로 다수개가 방사상으로 형성되는 구성임을 특징으로 하는 디젤엔진용 피스톤.