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KR100475811B1 - 실린더 라이너의 냉각 구조 - Google Patents

실린더 라이너의 냉각 구조 Download PDF

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KR100475811B1 KR10-2002-0030159A KR20020030159A KR100475811B1 KR 100475811 B1 KR100475811 B1 KR 100475811B1 KR 20020030159 A KR20020030159 A KR 20020030159A KR 100475811 B1 KR100475811 B1 KR 100475811B1
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Abstract

본 발명은 서로 이웃하는 실린더 라이너 간에 보어 피치를 최소화하면서 실린더 라이너 사이로 냉각수가 통과될 수 있도록 하여 냉각성능이 향상되도록 하는 실린더 라이너의 냉각구조에 관한 것으로,
원통형상으로 몸체로 구성되어 실린더 블럭의 상부에 소정 간격으로 인입되는 실린더 라이너에 있어서,
몸체의 중간부를 기준으로 상부 측은 지름이 크고 하부 측은 지름이 작도록 외주연이 2단인 실린더 라이너가 형성되고, 상기 상부의 중상측 외주연에 단면형상이 호형상인 그루브가 환형상으로 형성되어지되, 상기 실린더 라이너는 실린더 블럭의 상부에 소정의 간격만이 유지된 채로 가깝게 위치되도록 안치되고, 서로 이웃하는 실린더 라이너의 틈 사이로 냉각수가 흐를 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

실린더 라이너의 냉각구조{Cooling apparatus for cylinder liner}
본 발명은 실린더 라이너의 냉각구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 서로 이웃하는 실린더 라이너 간에 보어 피치를 최소화하면서 실린더 라이너 사이로 냉각수가 통과될 수 있도록 하여 냉각성능이 향상되도록 하는 실린더 라이너의 냉각구조에 관한 것이다.
일반적으로 실린더 내의 연소가스의 온도는 2000℃에 달하며, 이 열의 상당량이 피스톤, 실린더 라이너, 실린더 블럭, 실린더헤드 등에 전달된다. 그런데 이렇게 각 부분으로 전달되는 온도가 과도하게 상승하면, 실린더에 변형을 일으키거나 또는 실린더 라이너의 내벽면에 유막이 파괴되어 윤활불량이 되며, 이것이 심할 경우에는 엔진이 손상될 수 있다. 또한 실린더 내의 과열은 연소효율도 불량하게 하므로서 노킹이나 조기점화를 일으켜 엔진의 출력을 저하시키게 되는 한 원인이 된다.
반대로 너무 냉각되면 연소에 의해 생긴 열 중에서, 냉각으로 상실되는 양이 많아져 엔진의 열효율을 저하시켜 연료소비를 증대시킨다. 또 실린더 중에서 가솔린의 무화가 불충분한 혼합기가 공급되기 때문에 가솔린에 의해 엔진 오일을 묽게 만드는 원인이 되며 실린더의 마모를 촉진시키는 원인이 된다.
따라서 실린더 라이너의 외측으로는 냉각을 위한 냉각홀이 도 5에서와 같이 형성된다.
도 5는 대한민국 공개특허공보 특2002-0018745에 공개된 기술으로서, 실린더 블럭(10)에 소정의 간격으로 실린더 라이너(12)가 인입되어 있으며, 상기한 실린더 라이너(12) 사이에는 냉각수가 통과되기 위한 냉각홀(11)이 형성되어 있다. 그리고 상기한 냉각홀(11)이 형성되는 주변의 실린더 라이너(12)의 일부는 냉각효과가 증대될 수 있도록 살빼기가 되어 있다.
따라서 상기한 냉각홀(11)을 통해 소정 량의 냉각수가 흐르게 되어 실린더 라이너(12)를 냉각하게 된다.
그러나 상기와 같이 실린더 라이너를 냉각하는데는 냉각홀과 가까운 부분만이 국부적으로 냉각성능이 보장되고, 그 이외의 부분에는 온도 상승에 따른 냉각효과가 충분히 발휘되지 못하였을 뿐만 아니라, 상기한 냉각홀을 형성하거나 가공하기 위한 최소한의 실린더 블럭의 살이 필요하게 되므로서 보어 피치가 커지게 되고, 그로 인해 엔진의 전체적인 길이가 길어지게 되는 문제점이 있었다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로서, 서로 이웃하는 실린더 라이너 간에 보어 피치를 최소화하면서 실린더 라이너 사이로 냉각수가 통과될 수 있도록 하여 냉각성능이 향상되도록 하는 실린더 라이너의 냉각구조를 제공하는 데 목적이 있다.
본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로서,
원통형상으로 몸체로 구성되어 실린더 블럭의 상부에 소정 간격으로 인입되는 실린더 라이너에 있어서,
몸체의 중간부를 기준으로 상부 측은 지름이 크고 하부 측은 지름이 작도록 외주연이 2단인 실린더 라이너가 형성되고, 상기 상부의 중상측 외주연에 단면형상이 호형상인 그루브가 환형상으로 형성되어지되, 상기 실린더 라이너는 실린더 블럭의 상부에 소정의 간격만이 유지된 채로 가깝게 위치되도록 안치되고, 서로 이웃하는 실린더 라이너의 틈 사이로 냉각수가 흐를 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 구성 및 작용에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면과 함께 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 의한 실린더 라이너의 단면도이고, 도 2는 본 발명에 의한 실린더 라이너가 장착된 실린더 블럭의 평면도이고, 도 3은 도 2의 A-A선 단면도이며, 도 4는 도 2의 B-B선 단면도이다.
도면 중에 표시된 도면부호 20은 본 발명에 의해 형성된 실린더 블럭을 도시하는 것이고, 도면부호 30은 본 발명에 의한 실린더 라이너를 지시하는 것이다.
상기한 실린더 블럭(20)은 도 2에서와 같이 그 상부면에 냉각수로가 노출형서되는 것으로, 일반적으로 댐프트 타입(Damped Type)이라고 불리우는 실린더 블럭의 형식이다.
그리고 상기한 실린더 라이너(30)는 도 1에서와 같이 원통형상의 몸체의 중간부를 기준으로 그 외주연이 상부(32)와 하부(34)로 소정의 단차(31)를 가진 2단으로 구분되어지는데, 상기한 상부(32)의 지름이 하부(34)의 지름보다 크게 형성된다. 특히, 상기한 상부(32)의 중상측 외주연에 단면형상이 호형상인 그루브(33)가 형성된다.
이와 같이 형성되는 실린더 라이너(30)는 엔진의 형식에 따라서 그 크기 및 실린더 수의 크기가 각기 다르게 형성되는 실린더 블럭(20)에 장착되는데, 그 장착상태는 3에서와 같이 서로 이웃하는 실린더 라이너(30) 간의 보어피치(실린더 라이너의 중심과 중심의 거리)가 최소화될 수 있도록 실린더 라이너 간의 간극(G)은 소정의 거리만 유지된 채로 가깝게 위치된다. 본 발명에 의한 실린더 라이너(30) 간의 간극(G)은 0.4~0.6mm인 것이 가장 바람직하다.
한편, 상기한 실린더 라이너(30)를 실린더 블럭(20)에 장착하였을 경우에 그 장착형상은 도 2 내지 도 4에 도시되는 바와 같다.
특히, 서로 이웃하는 실린더 라이너(30)의 그루브(33)가 도 3에서와 같이 하나의 냉각수 통로가 형성되는데, 상기 그루브(33)를 통해 흐르는 냉각수에 의해 실린더 라이너(30)의 냉각효과가 상승되도록 하기 위한 것이다.
참고로, 상기한 실린더 블럭(20)과 실린더 라이너(30)는 각각 주물이나 다이캐스팅 공정에 의해서 용이하게 실시될 수 있다. 이 때 상기한 실린더 블럭(20)은 알루미늄 재질로, 상기한 실린더 라이너(30)은 주철재질이 사용되는 것이 바람직하다.
그리고 상기와 같이 다이캐스팅에 의해 성형된 실린더 라이너(30)는 상기한 실린더 블럭(20)의 보어에 정밀하게 인입될 수 있도록 정밀가공공정을 거친다. 이 과정에서 실린더 블럭(20)의 보어에 삽입이 용이하도록 상기한 실린더 라이너(30)의 하부(34) 하측단의 외주연에는 모따기(35)가 되는 것이 바람직하다.
그리고 실린더 블럭(20)의 경우에는 서로 이웃하는 상기한 실린더 라이너(30)의 하부(34) 간의 갭이 채워질 수 있도록 살이 형성되는 것이 바람직하다.
이상과 같이 같은 구성을 갖는 실린더 라이너의 냉각구조의 작용을 설명하면 다음과 같다.
도 2와 도 4에 표시되는 바와 같이, 상기한 실린더 블럭(20)에 형성된 냉각수로(22)에는 냉각수가 흐르게 된다. 도면에서와 같이 실린더 라이너(30)의 측면부와 상측면부에는 충분한 냉각수로(22)가 형성되어 있으며, 상기한 그루브(33)를 통해 그 냉각수로(22)이 서로 연통되어 있으므로서 실린더 라이너(30)의 원주방향으로 냉각수의 유동이 원활하게 이루어지게 된다. 따라서 엔진의 압축 및 폭발행정시에 연소실부의 냉각면적이 넓혀지게 되는 것이다.
또한, 상기와 같이 실린더 라이너(30) 간의 간극에서 국부적으로 발생될 수 있는 온도 상승이 방지된다.
한편, 상기와 같이 실린더 라이너(30) 간의 보어피치가 최소화됨으로서 엔진설계시 엔진의 길이축소 및 중량감소 측면에서 유리하게 된다.
이상과 같은 본 발명은 실린더 라이너 간의 보어피치를 최소화할 수 있으며, 실린더 라이너 간의 간격 사이로 냉각수가 흐르도록 구성됨으로서, 실린더 라이너의 원주방향으로 냉각수가 흐르게 되어 냉각효과가 상승될 뿐만 아니라, 엔진설계과정에서 엔진의 길이축소 및 엔진의 중량감소에도 유리한 요소로 작용되는 커다란 장점이 있는 것이다.
도 1은 본 발명에 의한 실린더 라이너의 단면도.
도 2는 본 발명에 의한 실린더 라이너가 장착된 실린더 블럭의 평면도.
도 3은 도 2의 A-A선 단면도.
도 4는 도 2의 B-B선 단면도.
도 5는 종래의 기술을 설명하기위한 도면.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
20 : 실린더 블럭 22 : 냉각수로
30 : 실린더 라이너 31 : 단차
32 : 상부 33 : 그루브
34 : 하부 35 : 모따기
G : 간극

Claims (4)

  1. 원통형상으로 몸체로 구성되어 실린더 블럭의 상부에 소정 간격으로 인입되는 실린더 라이너에 있어서,
    몸체의 중간부를 기준으로 상부(32) 측은 외경은 크고 하부(34) 측은 외경은 상대적으로 적은 크기로 외주연이 2단인 실린더 라이너(30)가 형성되어지되, 상기 실린더 라이너(30)는 실린더 블럭(20)의 상부에 소정의 간격만이 유지된 채로 가깝게 위치되도록 안치되고, 서로 이웃하는 실린더 라이너(30)의 틈 사이로 냉각수가 흐를 수 있도록 형성되어지되,
    상기한 상부(32)의 중상측 외주면에는 단면형상이 호형상인 그루브(33)가 전둘레에 걸쳐서 형성되는 것을 특징으로 하는 실린더 라이너의 냉각구조.
  2. 제 1 항에 있어서,
    서로 이웃하는 실린더 라이너(30)의 상부(32) 위치 간의 간극(G)은 0.4~0.6mm인 것을 특징으로 하는 실린더 라이너의 냉각구조.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기한 실린더 라이너(30)의 하부(34) 하측단의 외주연은 모따기(35)된 것을 특징으로 하는 실린더 라이너의 냉각구조.
  4. 삭제
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