KR20050038961A - 오일 소모 저감을 위한 오일 링의 장착 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 피스톤의 거동 방향에 따라서 실린더 벽과 오일 링 간에 형성되는 유막의 두께가 가변되도록 하므로서 피스톤 하부에 뿌려지는 오일이 연소실 내로 유입되는 량을 줄이는 오일 소모저감을 위한 오일 링의 장착구조에 관한 것으로,

피스톤의 상부에 형성되는 링 홈에 끼워져 상기 피스톤이 상하이동되는 과정에서 실린더벽의 오일을 긁어내리며 적당한 유막두께가 유지되도록 하기 위한 피스톤의 오일 링에 있어서,

상기한 링 홈의 내측으로 크랭크 케이스 측의 블로바이 가스가 유도되도록 상기 링 홈의 상부 도중과 피스톤의 내부 일측을 연결하는 블로바이 가스 통로가 형성되고, 상기 블로바이 가스 통로의 끝부 도중에는 역류방지 밸브가 형성되며, 상기한 링 홈에 장착된 오일 링의 내주면과 상기 링 홈의 외주면 간에는 상기 오일 링을 탄력지지하기 위한 스프링이 개재되어지되,

상기한 스프링의 장착될 수 있도록 상기 오일 링의 내측면으로는 스프링 장착홈이 형성되고, 상기 링 홈의 외주면으로는 상기 오일 링의 원주방향의 이동이 안내되도록 상기 스프링 장착홈이 끼워지기 위한 스테이가 돌출형성된 것을 특징으로 한다.

Description

오일 소모저감을 위한 오일 링의 장착구조{Mounting apparatus for oil ring}

본 발명은 오일 소모저감을 위한 오일 링의 장착구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 피스톤의 거동 방향에 따라서 실린더 벽과 오일 링 간에 형성되는 유막의 두께가 가변되도록 하므로서 피스톤 하부에 뿌려지는 오일이 연소실 내로 유입되는 량을 줄이는 오일 소모저감을 위한 오일 링의 장착구조에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 엔진에 적용되는 피스톤은 실린더를 왕복운동하면서 팽창행정에서 고온고압의 가스 압력을 받아 피스톤 로드를 거쳐 크랭크 샤프트에 회전력을 주는 기구이다.

도 3은 종래의 일반적인 피스톤의 구조를 설명하기 위한 도면으로서, 피스톤(10)의 도중은 커넥팅 로드(11)의 상단과 피스톤 핀(12)으로써 결합된 채로 실린더 라이너(13)의 내부에 수용된다. 한편, 상기한 피스톤(10)의 상단부 도중에는 압축 링(14,15) 및 오일 링(16)이 각각의 링 홈에 장착되므로서, 연소실의 연소가스가 크랭크 실로 이동되는 것을 막으며, 엔진 오일의 연소실로 유입되는 것이 방지되도록 구성된다.

특히, 상기한 오일 링(16)은 실린더 라이너(13)의 벽면에 잔존하는 오일 유막을 적정한 두께로 유지시키며, 피스톤의 상하 이동시에 적정한 마찰력의 유지와 오일을 하단을 긁어 내려 오일의 연소가 최소화되도록 하는 하는 것이다. 이와 같이 실린더 라이너의 벽면에 형성된 유막의 두께가 일정하게 유지되도록 하는 기능은 오일 링의 장력으로 이루어지게 된다.

그러나 연료의 연소과정에서 발생되는 고온 고압의 연소열에 의한 실린더 보어의 변형이나, 엔진 오일의 점도에 따른 피스톤의 마찰력 변화에 대하여 상기한 종래의 오일 링의 장력은 적절하게 대응되지 못하였다. 이는 종래의 엔진에 적용되는 오일 링의 경우에는 운전환경 변화에 따라 장력의 변화가 이루어지지 않는 일정한 장력을 갖도록 구성되어 있기 때문이다.

따라서 오일 링의 장력변화가 운전환경에 적절하게 대응되지 못하므로서 실린더 보어의 변형이 발생되고, 그에 따라 오일 링과 실린더 보어 사이의 간극 변화가 발생되어 오일의 소모 및 블로바이가스량 증가되는 원인이 된다.

한편, 피스톤의 상승시에는 유막두께가 얇아져 링에 의해 모아진 오일이 연소실로 보내지고 하강 시에는 보어의 열팽창에 의해 간극이 벌여져 벽면에 오일이 잔존하게 되어 연소에 의한 오일 소모가 증대한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 피스톤의 거동 방향에 따라서 실린더 벽과 오일 링 간에 형성되는 유막의 두께가 가변되도록 하므로서 피스톤 하부에 뿌려지는 오일이 연소실 내로 유입되는 량을 줄이는 오일 소모저감을 위한 오일 링의 장착구조를 제공하는 데 목적이 있다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로서,

피스톤의 상부에 형성되는 링 홈에 끼워져 상기 피스톤이 상하이동되는 과정에서 실린더벽의 오일을 긁어내리며 적당한 유막두께가 유지되도록 하기 위한 피스톤의 오일 링에 있어서,

상기한 링 홈의 내측으로 크랭크 케이스 측의 블로바이 가스가 유도되도록 상기 링 홈의 상부 도중과 피스톤의 내부 일측을 연결하는 블로바이 가스 통로가 형성되고, 상기 블로바이 가스 통로의 끝부 도중에는 역류방지 밸브가 형성되며, 상기한 링 홈에 장착된 오일 링의 내주면과 상기 링 홈의 외주면 간에는 상기 오일 링을 탄력지지하기 위한 스프링이 개재되어지되,

상기한 스프링의 장착될 수 있도록 상기 오일 링의 내측면으로는 스프링 장착홈이 형성되고, 상기 링 홈의 외주면으로는 상기 오일 링의 원주방향의 이동이 안내되도록 상기 스프링 장착홈이 끼워지기 위한 스테이가 돌출형성된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 의해 형성된 오일 링의 구성 및 작동에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면과 함께 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 의해 형성된 피스톤 오일 링의 장착상태도이고, 도 2는 본 발명에 의해 형성된 오일 링의 작동상태도이다.

도면 중에 도면부호 30은 본 발명에 의해 형성된 오일 링을 지시하는 것이고, 도면부호 20은 본 발명에 의해 형성된 오일 링이 장착되는 피스톤을 지시하는 것이다.

상기한 피스톤(20)은 종래의 일반적인 피스톤과 같이 그 상부의 외주면에 압축 링이 끼워지기 위한 링 홈과, 오일 링이 끼워지기 위한 링 홈(22)이 형성된다.

특히, 상기한 링 홈(22)의 내측으로 크랭크 케이스 측의 블로바이 가스가 유도되도록 하기 위한 블로바이 가스 통로(24)가 상기 링 홈(22)의 상부 도중과 피스톤(20)의 내부 일측이 연결되도록 관통형성된다. 상기 블로바이 가스 통로(24)의 도중에는 크랭크 케이스에서 발생되는 블로바이가스의 연소실로의 이동은 허용하되, 연소실에서 발생되는 연소가스는 상기 크랭크 실로 이동되는 것은 허용되지 않도록 하기 위한 역류방지 밸브(26)가 장착된다.

그리고 상기한 링 홈(22)의 외주면 도중에는 소정의 각도 간격으로 후설할 스프링(34)의 일부가 수용되도록 하기 위한 스테이(28)가 돌출형성된다.

그리고 상기한 오일 링(30)의 내주면 도중에는 상기한 스테이(28)와 같은 위치 상에 상기 스테이(28)를 수용하며 그 내부 공간에는 스프링(34)의 다른 일측이 수용되도록 하기 위한 스프링 장착홈(32)이 형성된다.

즉, 상기한 오일 링(30)을 상기 링 홈(22)에 장착하는 과정에서 상기 스프링 장착홈(32)과 스테이(28)의 결합에 의해 마련되는 챔버에는 스프링(34)이 개재된다. 한편, 상기한 스프링 장착홈(32)의 내부 상하면과 상기 스테이(28)의 외부 상하면이 접하는 사이에는 상기 오일 링(30)의 거동이 원활하도록 하기 위한 슬라이딩 베어링(36)이 개재된다.

상기한 스프링(34)은 그 탄성범위 내에서 상기한 피스톤(20)의 상하이동시에 상기 오일 링(30)과 실린더 라이너(40) 간의 클리어런스(clearance) 조절이 허용되도록 하기 위한 것이다. 이 과정에서 상기한 스프링 장착홈(32)과 스테이(28) 간의 접촉면의 마찰을 줄이기 위해서 상기한 슬라이딩 베어링(36)이 개재되는 것이다.

이상과 같이 구성되는 피스톤 오일 링의 작동상태를 상기 피스톤의 엔진의 행정에 따라 설명한다.

엔진의 흡입행정시에 상기 피스톤(20)이 하강하게 되면, 상기한 피스톤(20)의 헤드부 도중에 마련된 블로바이 가스 통로(24)로 블로바이 가스가 흐르게 되고, 상기한 역류방지 밸브(26)가 개방되어 상기한 링 홈(22) 측으로 블로바이 가스가 유입되어진다. 그러면 상기한 링 홈(22)에 유입되는 블로바이 가스의 압력이 증가하게 되면 상기 오일 링(30)의 몸체는 장력을 받아 외주연 측으로 벌어지게 되고, 상기 실린더 라이너(40)의 벽면에 형성되는 유막의 두께가 얇게 형성된다. 따라서 상기한 오일 링(30)이 하강되는 과정에서 실린더 라이너(40)의 벽면에 뿌려진 오일을 긁어 내리는 효율이 증대된다.

그리고 엔진의 압축행정이거나 배기행정시에 상기 피스톤(20)이 상승하게 되면, 상기한 블로바이 가스 통로(24)로 유입되는 블로바이 가스의 양이 적게 된다. 한편, 상기한 역류방지 밸브(26)는 일정압력 이상에서만 개방되도록 설정된 것이므로 닫힌상태가 유지된다. 따라서 상기 링 홈(22)으로 블로바이 가스는 입력되지 않게 되므로서, 상기 블로바이 가스 통로(26) 및 링 홈(22)을 통하여 연소실 내로 블로바이 가스가 유입되는 것이 방지된다.

한편, 엔진의 팽창행정시에 피스톤(20)이 하강하게 되면, 상기 피스톤(20)의 하강과 함께 상기한 블로바이 가스 통로(24)로 블로바이 가스가 입력되어지고, 링 홈(22) 내의 가스 압력이 상승되고 상기한 오일 링(30)은 외주연 측으로 벌어지게 된다. 따라서 상기한 피스톤의 흡입행정에서와 마찬가지로 실린더 라이너(40)의 유막을 얇게 하며 실린더 라이너(40)의 벽면에 묻은 오일을 긁어내리게 된다.

이상과 같이 구성되는 본 발명에 의하면, 엔진의 운전상황에 따라서 오일 링의 지름이 원주방향으로 조절되도록 하므로서, 피스톤의 흡입행정 및 팽창행정시에 피스톤의 하강과 함께 실린더 라이너의 벽면에 묻은 오일의 유막을 얇게 하며 긁어 내어 크랭크 케이스 측의 오일이 연소실 내로 유입되는 것을 방지하여 오일의 소모량를 줄일 수 있는 커다란 장점이 있는 것이다.

도 1은 본 발명에 의해 형성된 피스톤 오일 링의 장착상태도.

도 2는 본 발명에 의해 형성된 오일 링의 작동상태도.

도 3은 종래의 기술을 설명하기 위한 도면.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

20 : 피스톤 22 : 링 홈

24 : 블로바이 가스 통로 26 : 역류방지 밸브

28 : 스테이 30 : 오일 링

32 : 스프링 장착공 34 : 스프링

36 : 슬라이딩 베어링 40 : 실린더 라이너

Claims (2)

1. 피스톤의 상부에 형성되는 링 홈에 끼워져 상기 피스톤이 상하이동되는 과정에서 실린더벽의 오일을 긁어내리며 적당한 유막두께가 유지되도록 하기 위한 피스톤의 오일 링에 있어서,

   상기한 링 홈(22)의 내측으로 크랭크 케이스 측의 블로바이 가스가 유도되도록 상기 링 홈(22)의 상부 도중과 피스톤(20)의 내부 일측을 연결하는 블로바이 가스 통로(24)가 형성되고, 상기 블로바이 가스 통로(24)의 끝부 도중에는 역류방지 밸브(26)가 형성되며, 상기한 링 홈(22)에 장착된 오일 링(30)의 내주면과 상기 링 홈(22)의 외주면 간에는 상기 오일 링(30)을 탄력지지하기 위한 스프링(34)이 개재되어지되,

   상기한 스프링(34)의 장착될 수 있도록 상기 오일 링(30)의 내측면으로는 스프링 장착홈(32)이 형성되고, 상기 링 홈(22)의 외주면으로는 상기 오일 링(30)의 원주방향의 이동이 안내되도록 상기 스프링 장착홈(32)이 끼워지기 위한 스테이(28)가 돌출형성된 것을 특징으로 하는 오일 소모저감을 위한 오일 링의 장착구조.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기한 스프링 장착홈(32)의 상하면과 상기 스테이(28)의 상하면이 접하는 사이에는 슬라이딩 베어링(36)의 개재되는 것을 특징으로 하는 오일 소모저감을 위한 오일 링의 장착구조.