내 신청현황
종류	모집공고명	진행상태
신청내용이 없습니다.

알림마당

home

피스톤의 형상곡선 개선방안

전문가 제언: ○ 피스톤은 엔진의 실린더 보어 내에서 왕복동운동을 하는데 연소행정에서의 폭발로 인하여 고열의 발생과 고충격력을 직접 일차적으로 받아 동력을 전달하는 거친 조건하에 놓여 있다. 고열로 인한 열팽창된 운전 상황에서의 피스톤이 어떤 형상과 형태를 가져야 상관부품인 실린더 보어와의 원활하고도 효율 높은 상대운동을 보장할 수 있을지에 대한 심층연구 결과를 설명한다.

○ 피스톤의 축방향 형상, 즉 반경의 변화를 말하는데 상부에서 하부로 가면서 점차 증가하다가 스커트부 하단 근처에서 최대 반경을 이룬 후 급격히 감소하는 형태이다. 피스톤의 최상단과 최하단 끝점에서는 반경을 줄임으로써 에지(edge)로 인한 실린더 벽면의 마모나 긁힘 등 손상을 방지할 수 있다. 또한 작동온도 시 최대 반경은 실린더 보어 내경보다 미세하지만 크게 하여 피스톤 스커트부가 탄력적인 스프링 효과로 실린더 보어에 밀착됨과 동시에 피스톤의 가이드 역할을 담당하게 한다.

○ 폭발압력의 일부는 반경방향의 추력(thrust force)이 되어 피스톤을 실린더 벽 쪽으로 밀게 되며 주추력면(major thrust surface)이 형성된다. 이때 핀 축에 대한 모멘트(moment)가 생겨 피스톤의 요동(rocking)현상이 생기며 실린더 벽면의 손상이 야기된다. 이를 줄이기 위해서는 유체역학적 윤활층의 형성은 물론, 피스톤의 축방향 형상 설계시 축고(axial height)별 추력의 크기가 균일하게 되도록 고려하여야 한다.

○ 폴러형상곡선(polar profile line)은 피스톤의 반경방향 횡단면으로서 외측 원주면의 형상을 보여준다. 변형된 타원의 형태이며 핀 축에 대하여는 비대칭이고 추력축에 대하여는 대칭이다. 비추력면측 반경이 추력면측 반경보다 작게 하여 핀 축 방향이 바깥쪽으로 굽게하여 피스톤 스커트부가 균일한 면압을 받도록 하기 위함이다.

○ 피스톤의 형상곡선은 엔진의 성능에 지대한 영향을 미치는 중요한 설계인자로서 많은 사례의 연구와 창의적이며 도전적인 마인드를 필요로 한다. 본 특허는 많은 사례 중 몇 가지 탁월한 실증적 예를 제시한다.

저자: DRESSER, INC.
자료유형: 특허정보