KR100646057B1

KR100646057B1 - Friction Reduction Structure of Automobile Piston

Info

Publication number: KR100646057B1
Application number: KR1020030095978A
Authority: KR
Inventors: 구기홍
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2003-12-24
Filing date: 2003-12-24
Publication date: 2006-11-13
Anticipated expiration: 2023-12-24
Also published as: KR20050064517A

Abstract

본 발명은 자동차용 피스톤의 마찰 저감 구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 엔진의 폭발행정시 피스톤의 틸팅 거동에 따라 피스톤의 트러스트 면과 실린더 라이너간의 접촉 압력이 증대됨과 함께 마찰마력이 증대되는 것을 크게 저감시킬 수 있도록 한 자동차용 피스톤의 마찰 저감 구조에 관한 것이다.The present invention relates to a friction reducing structure of a piston for an automobile, and more particularly, a frictional horsepower is greatly increased along with an increase in contact pressure between a thrust surface of a piston and a cylinder liner according to a tilting behavior of the piston during an explosion of the engine. A friction reducing structure of an automobile piston that can be reduced.

이를 위해 본 발명은 자동차용 피스톤에 있어서, 연소실의 폭발압력에 의하여 한쪽으로 기울어지는 피스톤의 트러스트면에 소정의 깊이로 이루어진 마찰 저감 구간을 오목하게 형성하여서, 실린더 라이너와의 접촉압력을 줄일 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 자동차용 피스톤의 마찰 저감 구조를 제공한다.To this end, the present invention in the automobile piston, by forming a concave friction reducing section of a predetermined depth on the thrust surface of the piston inclined to one side by the explosion pressure of the combustion chamber, so as to reduce the contact pressure with the cylinder liner A friction reducing structure of an automobile piston characterized in that one is provided.

피스톤, 마찰 저감, 트러스트면, 접촉압력, 실린더 라이너Piston, friction reduction, thrust surface, contact pressure, cylinder liner

Description

Structure for reducing friction of automobile pistons {Structure for reducing friction of piston for vehicle}

도 1은 본 발명에 따른 자동차용 피스톤의 마찰 저감 구조를 나타내는 단면도,1 is a cross-sectional view showing a friction reducing structure of an automobile piston according to the present invention;

도 2는 본 발명에 따른 자동차용 피스톤의 마찰 저감 구조를 나타내는 평면도,2 is a plan view showing a friction reducing structure of an automobile piston according to the present invention;

도 3은 종래에 피스톤과 실린더 라이너간의 접촉압력이 증가하는 것을 보여주는 개략도,3 is a schematic view showing an increase in contact pressure between a piston and a cylinder liner in the related art;

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

10 : 마찰저감 구간 12 : 피스톤 핀10: friction reduction section 12: piston pin

14 : 트러스트면 100 : 피스톤14: thrust surface 100: piston

통상적으로 엔진 실린더 블럭의 각 실린더를 상하로 왕복 운동하는 피스톤의 외경면에는 연소실과의 충분한 기밀을 유지하기 위하여 압축링이 삽입 장착되고, 또한 연소실로 오일이 침투하는 것을 방지하기 위하여 오일을 제거해주는 오일링이 삽입 장착된다.Typically, the outer diameter surface of the piston reciprocating up and down each cylinder of the engine cylinder block is fitted with a compression ring to maintain sufficient air tightness with the combustion chamber, and also removes oil to prevent oil from penetrating into the combustion chamber. The ring is inserted and mounted.

또한, 상기 피스톤은 커넥팅 로드의 소단부와 피스톤 핀에 의하여 좌우 방향으로 회전 가능하게 연결된다.In addition, the piston is rotatably connected in the horizontal direction by the small end of the connecting rod and the piston pin.

한편, 엔진 실린더에는 각각 실린더 라이너가 장착되는 바, 실린더 라이너는피스톤이 원활하게 왕복 운동을 하기 위한 역할을 하며 피스톤 링과 함께 연소 가스의 기밀을 유지하고 적정량의 유막 형성 및 엔진 작동중 연소 행정에서 발생하는 열을 적절히 방열 전달하는 역할을 하며, 피스톤과 함께 내연기관의 연소실을 구성하는 중요 부품이다On the other hand, each cylinder liner is equipped with a cylinder liner, and the cylinder liner serves to smoothly reciprocate the piston, and together with the piston ring, maintains the airtightness of the combustion gas, forms an appropriate amount of oil film, and performs a combustion stroke during engine operation. It plays an important role in heat transfer and transfers heat generated, and it is an important part that composes combustion chamber of internal combustion engine together with piston.

첨부한 도 3은 폭발행정시 피스톤의 거동에 따라 피스톤과 실린더 라이너간의 접촉압력이 증가하는 것을 보여주는 개략도이다.3 is a schematic view showing that the contact pressure between the piston and the cylinder liner increases according to the behavior of the piston during the explosion stroke.

엔진 연소실의 폭발압력이 피스톤(100)의 상면에 직접적으로 가해지게 되면, 그 압력분포에 따라 피스톤(100)이 피스톤 핀(12)을 중심으로 한쪽으로 기울어지면서 하강하게 된다.When the explosion pressure of the engine combustion chamber is directly applied to the upper surface of the piston 100, the piston 100 is inclined to one side about the piston pin 12 in accordance with the pressure distribution is lowered.

상기 피스톤(100)의 기울어진 방향의 외경면은 트러스트면(14)으로서, 이 트러스트면(14)이 실린더 라이너와의 닿는 접촉면적이 커지는 동시에 접촉압력이 크게 증가하게 된다.The inclined outer diameter surface of the piston 100 is the thrust surface 14, the contact surface of which the thrust surface 14 is in contact with the cylinder liner is large and the contact pressure is greatly increased.

이렇게 피스톤의 트러스트면과 실린더 라이너간의 접촉압력이 커질수록 서로간의 마찰마력이 증대되어, 결국 피스톤의 스커트부의 소착 현상이 발생하고 실린더 라이너에 스크레치(scratch)가 발생하는 문제점이 있다.As the contact pressure between the thrust surface of the piston and the cylinder liner increases, frictional friction between each other increases, resulting in the squeezing of the skirt of the piston and scratching of the cylinder liner.

이러한 현상을 피하기 위하여 피스톤 핀을 옵셋(offset)시켜 장착하기도 하지만, 상기 접촉압력이 임계값을 넘어가는 경우에는 피스톤 스커트부의 소착 현상과 실린더 라이너의 스크레치가 발생하고 있다.In order to avoid this phenomenon, the piston pin is offset and mounted, but when the contact pressure exceeds the threshold value, the squeezing of the piston skirt portion and scratching of the cylinder liner occur.

상기 피스톤의 마찰마력의 손실은 전체 마찰마력의 10 내지 15%를 차지하므로, 연비 및 엔진출력에 악영향을 미치게 되고, 특히 피스톤 및 실린더 라이너의 내구성에 치명적인 영향을 줄 수 있다.Since the loss of frictional force of the piston accounts for 10 to 15% of the total frictional horsepower, it adversely affects fuel efficiency and engine power, and may particularly affect the durability of the piston and cylinder liner.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 연구 개발된 것으로서, 엔진 연소실의 폭발압력으로 인하여 피스톤 핀을 중심으로 한쪽으로 기울어지는 피스톤의 트러스트면을 오목하게 형성해줌으로써, 피스톤의 트러스트면이 실린더 라이 너와 닿는 접촉압력이 크게 감소시키는 동시에 마찰 마력을 감소시켜 연비 및 엔진 출력 향상을 도모할 수 있도록 한 자동차용 피스톤의 마찰 저감 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.
The present invention has been researched and developed to solve the above problems, and by forming the thrust surface of the piston inclined to one side with respect to the piston pin due to the explosion pressure of the engine combustion chamber, the thrust surface of the piston and the cylinder liner It is an object of the present invention to provide a friction reducing structure of a piston for an automobile that can greatly reduce the frictional horsepower and at the same time reduce the frictional horsepower to improve fuel efficiency and engine output.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 자동차용 피스톤에 있어서, 연소실의 폭발압력에 의하여 한쪽으로 기울어지는 피스톤의 트러스트면에 소정의 깊이로 이루어진 마찰 저감 구간을 오목하게 형성하여서, 실린더 라이너와의 접촉압력을 줄일 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 자동차용 피스톤의 마찰 저감 구조를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides an automobile piston comprising a concave friction reducing section having a predetermined depth on a thrust surface of a piston inclined to one side by an explosion pressure of a combustion chamber, thereby contacting a cylinder liner. Provided is a friction reducing structure of an automobile piston, characterized in that to reduce the pressure.

바람직한 구현예로서, 상기 트러스트면의 마찰 저감 구간의 상단과 하단은 소정의 각도(θ)를 가지고, 중간부분은 소정 깊이(Xmm)의 직선 구간으로 형성된 것을 특징으로 한다.In a preferred embodiment, the top and bottom of the friction reduction section of the thrust surface has a predetermined angle (θ), the middle portion is characterized in that formed in a straight section of a predetermined depth (Xmm).

더욱 바람직한 구현예로서, 상기 트러스트면의 마찰 저감 구간의 각도(θ)는 1 ∼ 5°이고, 그 중간 부분의 깊이는 1∼10mm인 것을 특징으로 한다.In a more preferred embodiment, the angle θ of the friction reduction section of the thrust surface is 1 to 5 °, the depth of the middle portion is characterized in that 1 to 10mm.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

첨부한 도 1은 본 발명에 따른 자동차용 피스톤의 마찰 저감 구조를 나타내는 단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 자동차용 피스톤의 마찰 저감 구조를 나타내는 평면도이다.1 is a cross-sectional view illustrating a friction reducing structure of an automobile piston according to the present invention, and FIG. 2 is a plan view illustrating a friction reducing structure of an automobile piston according to the present invention.

본 발명은 엔진의 폭발행정시 피스톤의 상면에 가해지는 폭발압력으로 인하 여 피스톤이 핀을 중심으로 한쪽으로 기울어지는 바, 이 기울어진 피스톤의 외경면 즉, 트러스트면과 실린더 라이너간의 접촉압력을 줄여줄 수 있도록 한 점에 주안점이 있다.According to the present invention, due to the explosion pressure applied to the upper surface of the piston during the explosion stroke of the engine, the piston is inclined to one side about the pin, thereby reducing the contact pressure between the outer diameter of the inclined piston, that is, the thrust surface and the cylinder liner. The point is to give one.

이에, 엔진의 폭발압력에 의하여 한쪽으로 기울어지는 피스톤(100)의 트러스트면(14)에 소정의 깊이로 이루어진 마찰 저감 구간(10)을 오목하게 형성하여서, 실린더 라이너와의 접촉압력을 줄일 수 있도록 한다.Accordingly, by forming a concave friction reducing section 10 having a predetermined depth on the thrust surface 14 of the piston 100 inclined to one side by the explosion pressure of the engine, so as to reduce the contact pressure with the cylinder liner. do.

바람직하게는, 상기 트러스트면(14)의 마찰 저감 구간(10)의 상단과 하단은 소정의 각도(θ)를 가지고, 상단과 하단 사이의 중간부분은 소정 깊이(Xmm)의 직선 구간으로 형성하게 된다.Preferably, the upper and lower ends of the friction reducing section 10 of the thrust face 14 have a predetermined angle θ, and the middle portion between the upper and lower ends is formed in a straight section of a predetermined depth (Xmm). do.

보다 상세하게는, 상기 트러스트면(14)의 마찰 저감 구간(10)은 중간 부위가 가장 깊고, 피스톤의 원호방향으로 갈수록 점차 얕아지게 형성된다.In more detail, the friction reducing section 10 of the thrust surface 14 is the deepest in the middle portion, is formed gradually become shallower toward the arc direction of the piston.

따라서, 엔진의 폭발행정시 피스톤에 가해지는 폭발압력으로 인하여 상기 피스톤(10)이 피스톤 핀(12)을 중심으로 기울어지더라도, 트러스트면(14)의 마찰 저감 구간(10)과 실린더 라이너간의 접촉압력이 감소되고, 그에따라 마찰마력도 감소된다.Therefore, even if the piston 10 is inclined about the piston pin 12 due to the explosion pressure applied to the piston during the explosion stroke of the engine, the contact between the friction reducing section 10 of the thrust face 14 and the cylinder liner The pressure is reduced, and so is the frictional horse.

이와 같이, 상기 피스톤(100)의 트러스트면(14)에 마찰 저감 구간(10)을 형성함에 따라, 종래와 같이 피스톤의 스커트부가 소착되거나 실린더 라이너의 스크레칭 현상을 용이하게 방지할 수 있고, 결과적으로 연비 및 엔진 출력 향상을 도모할 수 있다.As such, as the friction reducing section 10 is formed on the thrust surface 14 of the piston 100, the skirt portion of the piston is squeezed or the scratching phenomenon of the cylinder liner can be easily prevented as in the prior art. As a result, fuel economy and engine power can be improved.

이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따른 자동차용 피스톤의 마찰 저감 구조에 의하면, 엔진 연소실의 폭발압력으로 인하여 피스톤 핀을 중심으로 한쪽으로 기울어지는 피스톤의 트러스트면을 소정의 각도와 깊이로 오목하게 형성해줌으로써, 피스톤의 트러스트면이 실린더 라이너와 닿는 접촉압력이 크게 감소되는 동시에 마찰 마력이 감소되어, 종래와 같이 피스톤의 손상없이 연비 및 엔진 출력 향상을 도모할 수 있다.As described above, according to the friction reduction structure of the automobile piston according to the present invention, the thrust surface of the piston inclined to one side with respect to the piston pin due to the explosion pressure of the engine combustion chamber is formed to be concave at a predetermined angle and depth. By virtue of this, the contact pressure at which the thrust surface of the piston contacts the cylinder liner is greatly reduced, and at the same time, frictional horsepower is reduced, thereby improving fuel economy and engine output without damaging the piston as in the prior art.

Claims

In an automobile piston,

The friction reducing section 10 is concavely formed on the thrust surface 14 of the piston inclined to one side by the explosion pressure of the combustion chamber, and the upper and lower ends of the friction reducing section 10 have a predetermined angle θ. The middle portion is formed to have a straight section of a predetermined depth (Xmm), so as to reduce the contact pressure with the cylinder liner friction reduction structure of the automobile piston, characterized in that.

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