KR20060003962A

KR20060003962A - Piston ring of diesel engine

Info

Publication number: KR20060003962A
Application number: KR1020040051891A
Authority: KR
Inventors: 이경원
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2004-07-05
Filing date: 2004-07-05
Publication date: 2006-01-12

Abstract

본 발명은 디젤 엔진의 피스톤 링에 관한 것으로서, 이를 위하여 본 발명은 상측의 외주면으로 링홈(11)이 형성되도록 한 피스톤 바디(10)와; 상기 피스톤 바디(10)의 링홈(11) 상측에 끼워지고, 일측으로는 소정의 간격으로 절단되게 하여 링갭(21)을 갖는 상부 링(20)과; 상기 피스톤 바디(10)의 링홈(11) 하측에서 상기 상부 링(20)의 하부에 상호 면접촉하면서 끼워지고, 상기 상부 링(20)의 링갭(21)과는 다른 위치에 소정의 간격으로 절단되게 한 링갭(31)을 형성하는 하부 링(30)을 포함하는 구성으로 구비하여 이들 피스톤 링(20)(30)을 통한 블로바이 가스의 유동을 방지시켜 피스톤 및 피스톤 링의 스커핑과 카본 퇴적으로 인한 고착이 예방되도록 하는 것이다.The present invention relates to a piston ring of a diesel engine, and for this purpose, the present invention includes a piston body (10) for forming a ring groove (11) on the outer peripheral surface of the upper side; An upper ring 20 inserted into an upper side of the ring groove 11 of the piston body 10 and having a ring gap 21 to be cut at a predetermined interval on one side thereof; The lower surface of the piston ring 10 of the piston body 10 is inserted into the lower surface of the upper ring 20 while being in contact with each other, and cut at predetermined intervals in a position different from the ring gap 21 of the upper ring 20 And a lower ring 30 forming a ring gap 31 to prevent the flow of blow-by gas through these piston rings 20 and 30 to prevent scuffing and carbon deposition of the piston and the piston ring. To prevent sticking due to.

피스톤, 링홈, 피스톤 링, 블로바이 가스, 스커핑Piston, ring groove, piston ring, blow-by gas, scuffing

Description

Piston ring of diesel engine

도 1은 종래의 피스톤 링의 평면도,1 is a plan view of a conventional piston ring,

도 2는 종래의 피스톤 링이 결합된 요부 확대 단면도,Figure 2 is an enlarged cross-sectional view of the main portion coupled to the conventional piston ring,

도 3은 본 발명에 따른 피스톤 링의 일실시예 구성을 도시한 분리 사시도,Figure 3 is an exploded perspective view showing an embodiment configuration of a piston ring according to the present invention,

도 4는 본 발명의 피스톤 링을 결합한 요부 확대 단면도,4 is an enlarged cross-sectional view of a main portion of the piston ring of the present invention;

도 5는 본 발명에 따른 피스톤 링의 다른 실시예 구성을 도시한 분리 사시도.Figure 5 is an exploded perspective view showing another embodiment configuration of the piston ring according to the present invention.

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명※ Explanation of codes for main parts of drawing

10 : 피스톤 바디 11 : 링홈10: piston body 11: ring groove

20 : 상부 링 30 : 하부 링20: upper ring 30: lower ring

21, 31 : 링갭 22, 33 : 걸림돌기21, 31: ring gap 22, 33: locking projection

23, 32 : 걸림홈23, 32: hanging groove

본 발명은 디젤 엔진의 피스톤에 링에 관한 것으로서, 상부측 외주면에 끼워지는 탑 링을 어퍼 링과 로워 링의 조립 구조로 형성하면서 각 어퍼 링과 로워 링 의 앤드 갭(end gap)이 상호 반대 방향에 형성되도록 하여 블로바이 가스를 저감시킴으로써 링 스커핑(ring scuffing) 등을 방지시켜 엔진의 내구 수명이 연장될 수 있도록 하는 디젤 엔진의 피스톤에 관한 것이다.The present invention relates to a ring of a piston of a diesel engine, wherein the top ring fitted to the outer circumferential surface of the diesel engine is formed in an assembly structure of an upper ring and a lower ring, and end gaps of the upper rings and the lower ring are opposite to each other. The present invention relates to a piston of a diesel engine, which is formed in the engine to reduce ring-by-gas, thereby preventing ring scuffing and the like, thereby extending the endurance life of the engine.

일반적으로 피스톤 링은 적당한 탄성이 필요하기 때문에 원의 한쪽이 개방되어 있으며 그 재질로는 조직이 미세한 특수 주철 또는 강제의 링으로서 피스톤 링의 홈에 끼워지는데, 이러한 피스톤 링에 의해 압축과 팽창가스 압력에 대해 연소실의 기밀을 유지하고, 팽창가스가 연소실에서 크랭크 케이스 측으로 누설되는 것을 방지하며, 피스톤이 받은 열의 대부분을 실린더 벽에 전달하는 역할을 한다.In general, the piston ring is open to one side of the circle because of the need for moderate elasticity, the material of which is a special cast iron or steel ring is inserted into the groove of the piston ring, the compression and expansion gas pressure by the piston ring To keep the combustion chamber tight, prevent expansion gas from leaking from the combustion chamber to the crankcase side, and transfer most of the heat received by the piston to the cylinder wall.

또한 실린더 벽에 뿌려진 잔류 오일을 긁어 내려 최소한의 유막을 만들고 남은 오일이 연소실로 침입해서 올라가는 것을 방지하므로서 오일의 소모를 줄임과 동시에 엔진의 일정한 성능을 유지시켜야 한다.In addition, it is necessary to scrape the residual oil sprayed on the cylinder wall to create a minimum oil film and to prevent the remaining oil from invading the combustion chamber to reduce oil consumption while maintaining the engine's constant performance.

이러한 피스톤 링은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 원형의 링의 일단을 절단하여 링갭(2)를 형성시킨 다음, 이 링갭(2)을 통해 피스톤(3)에 형성된 링홈(4)의 외주연에 피스톤 링(1)을 장착하도록 하고 있다.This piston ring cuts one end of the circular ring to form a ring gap 2, as shown in FIGS. 1 and 2, and then through the ring gap 2 of the ring groove 4 formed in the piston 3. The piston ring 1 is attached to the outer circumference.

그러나 피스톤 링(1)은 고압화가 된 디젤 엔진에서 링갭이 위치하는 피스톤(3) 및 실린더 라이너(5)의 온도가 주위의 온도보다도 약 6~9℃ 정도 상승될 뿐만 아니라 실린더 라이너 평균 온도나 안정적인 온도와 한계치를 비교하는 상황 하에서 링갭의 온도상승은 간혹 한계치를 넘는 경우가 발생되곤 한다. However, in the piston ring 1, the piston 3 and the cylinder liner 5 in which the ring gap is located in the high-pressure diesel engine not only increase the temperature about 6-9 ° C. above the ambient temperature, but also the cylinder liner average temperature or stable temperature. Under the circumstances of comparing temperature and limit values, the temperature rise of the ring gap is sometimes exceeded.

또한 피스톤 링은 고회전 고부하의 경우 잘 회전하지 않기 때문에 링갭은 어느 한곳으로 고정되므로서 국부적인 곳의 온도가 비정상적으로 상승되기도 한다. In addition, since the piston ring does not rotate well at high rotational high loads, the ring gap is fixed at one place, so that the local temperature is abnormally raised.

특히 링갭이 위치한 곳은 다른 부위에 비해서 고압의 연소 가스가 빠져나가면서 블로바이 가스가 과다해지는 폐단이 있어 피스톤 및 피스톤 링의 지나친 온도 상승과 이런 온도 상승에 따른 카본 퇴적 및 피스톤 스커핑(Scuffing) 및 피스톤 링 스커핑이 발생되는 문제점이 있다.In particular, where the ring gap is located, there is a closed end in which the high pressure combustion gas escapes and the blow-by gas is excessive compared to other parts, so that excessive temperature rise of the piston and the piston ring and carbon deposition and piston scuffing due to this temperature rise And piston ring scuffing.

이에 본 발명은 상기한 문제점을 해소시키기 위하여 창출한 것으로서, 본 발명의 목적은 피스톤 링을 통한 블로바이 가스의 배출이 방지되게 함으로써 피스톤 및 피스톤 링의 스커핑이나 카본 퇴적 등으로 인한 엔진 손상이 방지되도록 하는 디젤 엔진의 피스톤을 제공하는데 있다. Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to prevent blowby gas discharge through the piston ring, thereby preventing engine damage due to scuffing of the piston and the piston ring or carbon deposition. To provide a piston for a diesel engine.

상기한 목적 달성을 위하여 본 발명은 상측의 외주면으로 링홈이 형성되도록 한 피스톤 바디와; 상기 피스톤 바디의 링홈 상측에 끼워지고, 일측으로는 소정의 간격으로 절단되게 하여 링갭을 갖는 상부 링과; 상기 피스톤 바디의 링홈 하측에서 상기 상부 링의 하부에 상호 면접촉하면서 끼워지고, 상기 상부 링의 링갭과는 다른 위치에 소정의 간격으로 절단되게 한 링갭을 형성하는 하부 링을 포함하는 구성이다.The present invention to achieve the above object is a piston body for forming a ring groove on the outer peripheral surface of the upper side; An upper ring fitted to an upper side of a ring groove of the piston body and having a ring gap at one side thereof to be cut at a predetermined interval; The lower ring is inserted into the lower portion of the upper ring in the lower ring groove of the piston body, the lower ring to form a ring gap to be cut at predetermined intervals in a position different from the ring gap of the upper ring.

또한 본 발명은 상부 링의 링갭과 하부 링의 링갭은 서로 대응되는 위치에 형성되게 하는 것도 보다 바람직하다.In the present invention, it is more preferable that the ring gap of the upper ring and the ring gap of the lower ring are formed at positions corresponding to each other.

그리고 본 발명은 상기 상부 링과 하부 링간 상호 면접촉하는 일부에 상호 대응되도록 걸림홈과 걸림돌기가 맞춤 끼워지게 결합되는 구성으로 구비되게 하는 것도 보다 바람직하다.And the present invention is more preferably to be provided with a configuration in which the engaging groove and the engaging projection is coupled to be fitted so as to correspond to a part of the upper ring and the lower ring in contact with each other.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명에 따른 피스톤 링의 구성을 도시한 분리 사시도이고, 도 4는 본 발명의 피스톤 링을 조립한 상태의 측면도이다.3 is an exploded perspective view showing the configuration of the piston ring according to the present invention, Figure 4 is a side view of the assembled state of the piston ring of the present invention.

도시한 바와 같이 본 발명은 크게 피스톤 바디(10)와 상부 링(20)과 하부 링(30)으로 이루어지는 구성이다.As shown, the present invention is largely composed of a piston body 10, an upper ring 20, and a lower ring 30.

피스톤 바디(10)는 실린더 라이너를 승강하면서 열 에너지를 운동 에너지로 바꾸어주는 구성으로, 이 피스톤 바디(10)에는 실린더 라이너와의 윤활을 위하여 복수의 오일 링(미도시)이 구비되고, 그 상측의 외주면에는 상부의 연소실에서 발생되는 블로바이 가스가 하부로 유동하지 못하도록 저지하는 피스톤 링을 구비하게 되는 바 이러한 피스톤 링이 끼워지도록 외주면에는 링홈(11)이 형성되도록 한다.The piston body 10 is configured to change the thermal energy into kinetic energy while lifting the cylinder liner, the piston body 10 is provided with a plurality of oil rings (not shown) for lubrication with the cylinder liner, the upper side The outer circumferential surface of the piston is provided with a piston ring to prevent the blow-by gas generated in the combustion chamber of the upper flow bar bar ring groove 11 is formed on the outer circumferential surface so that the piston ring is fitted.

이렇게 피스톤 바디(10)에 피스톤 링이 끼워지도록 하기 위하여 링홈(11)이 형성되도록 하는 것은 종전의 피스톤과 대동소이하다.The ring groove 11 is formed so that the piston ring is fitted to the piston body 10 is almost the same as the conventional piston.

다만 본 발명은 링홈(11)에 삽입되는 피스톤 링을 도시한 바와 같이 상부 링(20)과 하부 링(30)으로서 분리된 구조로 이루어지도록 하는데 가장 두드러진 특징이 있다.However, the present invention has the most prominent feature of the piston ring inserted into the ring groove 11 to be formed as a separate structure as the upper ring 20 and the lower ring 30.

상부 링(20)과 하부 링(30)은 공히 링형상으로 이루어지면서 일단이 소정의 크기로 절단되도록 하여 링갭(21)(31)이 형성되도록 하고 있다.The upper ring 20 and the lower ring 30 are both formed in a ring shape, and one end is cut to a predetermined size so that the ring gaps 21 and 31 are formed.

이러한 상부 링(20)과 하부 링(30)은 내경이 피스톤 바디(10)의 외경보다는 작고, 링홈(11)의 내경보다는 크게 형성되도록 하고, 외경은 피스톤 바디(10)의 외 경보다는 크고 실린더 라이너의 내경보다는 작게 형성되도록 한다.The upper ring 20 and the lower ring 30 is such that the inner diameter is smaller than the outer diameter of the piston body 10, larger than the inner diameter of the ring groove 11, the outer diameter is larger than the outer diameter of the piston body 10 and the cylinder It is made smaller than the inner diameter of the liner.

한편 이와 같은 상부 링(20)과 하부 링(30)의 링갭(21)(31)은 서로 겹쳐지지 않도록 하면서 링홈(11)의 내부에서 면밀착하도록 한다. 특히 링캡(21)(31)은 상호 정반대에 위치되도록 하는 것이 가장 바람직하다.Meanwhile, the ring gaps 21 and 31 of the upper ring 20 and the lower ring 30 do not overlap each other, and are in close contact with each other inside the ring groove 11. In particular, it is most preferable that the ring caps 21 and 31 be located opposite to each other.

이와 함께 상부 링(20)과 하부 링(30)에는 각각 상호 밀착면으로 동시에 회전하지 못하도록 하는 회전 방지 수단이 일체로 형성되도록 한다.At the same time, the upper ring 20 and the lower ring 30 are integrally formed with rotation preventing means to prevent rotation at the same time in close contact with each other.

상부 링(20)과 하부 링(30)간 회전 방지 수단은 우선 상부 링(20)과 하부 링(30)의 상로 면밀착되는 일측면에서 도 3에서 보는바와 같이 상부 링(20)의 일부가 하향 돌출되면서 걸림돌기(22)를 형성하고, 그와 동일 수직선상의 하부 링(30)에는 상부 링(20)의 걸림돌기(22)를 수용할 수 있도록 하는 걸림홈(32)이 형성되도록 하는 구성으로 실시가 가능하다.The anti-rotation means between the upper ring 20 and the lower ring 30 is a part of the upper ring 20 as shown in FIG. 3 on one side that is in close contact with the upper ring 20 and the lower ring 30. The locking protrusion 22 is formed while being protruded downward, and the lower ring 30 on the same vertical line has a locking groove 32 formed to receive the locking protrusion 22 of the upper ring 20. It can be done by.

그리고 상기와는 반대로 도 5에서와 같이 하부 링(30)에는 걸림돌기(33)를 형성하고, 그와 동일 수직선상의 상부 링(20)에는 걸림홈(23)이 형성되게 하는 것도 가능하다.On the contrary to the above, as shown in FIG. 5, the locking protrusion 33 may be formed in the lower ring 30, and the locking groove 23 may be formed in the upper ring 20 on the same vertical line.

상기한 구성에 따른 본 발명의 작용에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the present invention according to the above configuration in detail as follows.

본 발명은 하나의 링 홈(10)에 상부 링(20)과 하부 링(30)이 동시에 적층되도록 하면서 이들 각 일단을 절개한 링갭(21)(31)이 동일 수직선상에 위치되지 않도록 하며, 특히 상부 링(20)과 하부 링(30)은 동시에 회전할 수 있도록 함으로써 링갭(21)(31)이 상호 동일 수직선상에서 절대 만나지 않도록 하는 구성이다.The present invention allows the upper ring 20 and the lower ring 30 to be stacked in one ring groove 10 at the same time, so that the ring gaps 21 and 31 cut out at each end thereof are not positioned on the same vertical line. In particular, the upper ring 20 and the lower ring 30 are configured to rotate at the same time so that the ring gap (21) 31 never meet on the same vertical line with each other.

따라서 결국 상부 링(20)과 하부 링(30)을 상호 결쳐지도록 하여 피스톤 바 디(10)의 링 홈(11)에 삽입시키게 되면 이들 상부 링(20)과 하부 링(30)의 결합체에는 수직으로 개방되는 부위가 제거되면서 이들을 통한 블로바이 가스의 유동이 전혀 발생되지 않도록 한다.Therefore, when the upper ring 20 and the lower ring 30 are interlocked with each other and inserted into the ring groove 11 of the piston body 10, the upper ring 20 and the lower ring 30 are perpendicular to the combination of the upper ring 20 and the lower ring 30. The openings are removed so that no flow of blow-by gas occurs through them.

이러한 블로바이 가스의 유동 방지는 역류하는 가스와 오일과의 접촉을 최대한 감소시키게 됨으로써 피스톤 및 피스톤 링의 스커핑을 사전에 예방할 수가 있게 된다.The prevention of flow of the blow-by gas minimizes the contact between the backflow gas and the oil, thereby preventing the scuffing of the piston and the piston ring in advance.

또한 피스톤 링에서의 카본 퇴적으로 인한 링 홈(10) 내에서의 고착을 최대한 저감시킬 수가 있도록 함으로써 엔진의 구동력을 안정되게 유지되도록 하면서 사용 수명 또한 향상시킬 수가 있도록 한다.In addition, it is possible to reduce the sticking in the ring groove 10 due to the carbon deposition in the piston ring as possible to maintain a stable driving force of the engine while improving the service life.

상기한 바와 같이 본 발명은 링 홈(10)의 내부로 상부 링(20)과 하부 링(30)이 상호 면접촉하면서 맞닿도록 구비하되 이들 각 상부 링(20)과 하부 링(30)의 일부를 절개한 링갭(21)(31)이 상호 동일 수직선상에서 겹쳐지지 않도록 함으로써 결국 실린더의 상부와 하부를 통한 블로바이 가스의 유동이 방지되도록 하는 것인 바 이로써 피스톤 및 피스톤 링의 스커핑이 예방되도록 하는 동시에 피스톤 링에서의 카본 퇴적을 방지하여 피스톤 링이 링 홈(11)에서 더 이상 고착되지 않도록 하여 엔진 구동을 안정화시킬 수 있도록 하는 이점을 제공한다.As described above, the present invention is provided such that the upper ring 20 and the lower ring 30 abut against each other while contacting the inner surface of the ring groove 10 while being part of each of the upper ring 20 and the lower ring 30. The ring gaps 21 and 31 cut out are not overlapped with each other on the same vertical line so that the flow of blow-by gas through the upper and lower parts of the cylinder is prevented, thereby preventing the scuffing of the piston and the piston ring. At the same time it provides the advantage of preventing carbon deposits in the piston ring so that the piston ring is no longer stuck in the ring groove 11 to stabilize the engine drive.

또한 본 발명은 피스톤 링의 고착을 방지시키므로서 엔진 내에서의 연소력 저하를 방지하게 되어 엔진 출력을 극대화시킬 수 있도록 하는 매우 유용한 효과를 제공한다.In addition, the present invention provides a very useful effect of preventing the lowering of the combustion power in the engine by preventing the piston ring from sticking to maximize the engine output.

Claims

A piston body having a ring groove formed on an outer circumferential surface of the upper side;

An upper ring fitted to an upper side of a ring groove of the piston body and having a ring gap at one side thereof to be cut at a predetermined interval;

A lower ring inserted into the lower portion of the upper ring at a lower side of the ring groove of the piston body and forming a ring gap which is cut at predetermined intervals at a position different from the ring gap of the upper ring;

The piston of the diesel engine comprising a.

The method of claim 1,

The upper ring has a diesel protrusion formed with a locking groove to protrude downwardly to a predetermined length along the circumferential direction toward the bottom, and to receive the locking protrusion on the upper surface of the lower ring on the same vertical line as the locking protrusion. Piston of the engine.

The method of claim 2,

The locking groove of the lower ring is a piston of the diesel engine is formed larger in the circumferential direction than the locking projection of the upper ring.

The method of claim 1,

The lower ring is provided with a protrusion formed to protrude upwardly in a predetermined length along the circumferential direction toward the upper surface, and a diesel engine having a locking groove formed to receive the locking protrusion at the bottom of the upper ring on the same vertical line as the locking protrusion. Piston of the engine.

The method of claim 4, wherein

The engaging groove of the upper ring is a piston of the diesel engine is formed larger in the circumferential direction than the engaging projection of the lower ring.