KR0167530B1 - 경량화된 구조의 커넥팅 로드 - Google Patents

경량화된 구조의 커넥팅 로드 Download PDF

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양재신
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Abstract

본 발명은 경량화된 구조의 커넥팅 로드에 관한 것으로, 알루미늄 합금강으로 주조하되 본체에 보강용 주철 심재를 인써트 한 구성으로 커넥팅 로드의 경량화로 엔진 성능, 즉 연비가 개선되는 효과가 있다.

Description

경량화된 구조의 커넥팅 로드
제1도는 종래 커넥팅 로드의 개략적인 사시도.
제2도는 본 발명에 따라 경량화된 커넥팅 로드 구조를 나타내는 개략적인 종단면도.
제3(a)도 내지 제3(d)도는 피스톤 행정에 따라 커넥팅 로드의 본체에 미치는 영향을 개략적으로 도시하고 있다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 커넥팅 로드 11 : 소단부
12 : 본체 13 : 대단부
16 : 심재
본 발명은 자동차용 커넥팅 로드에 관한 것으로, 특히 요구되는 강성 및 강도를 가지면서 경량화한 개선된 구조의 커넥팅 로드에 관한 것이다.
일반적으로 제1도에 도시된 바와같이 자동차의 커넥팅 로드(1)는 피스톤(2)과 크랭크 샤프트(3)를 연결하여 엔진실린더에서의 폭발 행정시 폭발력에 의한 피스톤(1)의 직선운동을 크랭크 샤프트(3)에 회전운동으로 전달하는 부분으로서 피스톤 핀(4)에 핀 연결되는 소단부(5)와 본체(6)및 크랭크 핀(7)에 연결되는 대단부(8)로 이루어져 있다. 이러한 커넥팅 로드(1)에는 크랭크 샤프트(3)의 회전에 따라 흡입행정시에는 피스톤 상사점에서 하사점까지 잡아당기므로 인장하중이 작용하고 폭발행정시에는 압축하중과 굽힘하중이 계속하여 교대로 작용하게 된다. 또한, 관성력등에 의해 벤딩작용이 발생하므로 커넥팅 로드(1)는 이러한 환경에 충분히 견딜 수 있는 강도와 강성이 요구된다. 이러한 커넥팅 로드(1)의 재료로는 주철 및 특수강 등이 주로 사용된다. 그러나, 위와 같은 재료로 요구되는 강성 및 강도를 갖는 종래 커넥팅 로드(1)는 그 중량이 매우 크다. 커넥팅 로드의 중량이 크면 그에 따라 동작시 작용하는 관성력, 마찰력, 벤딩력이 증대되어 에너지 손실을 초래하므로, 실린더에서의 폭발력으로 얻어지는 에너지로부터 실제 크랭크 샤프트 구동에 사용되는 실효 에너지가 감소됨에 따라 엔진성능 개선, 즉 연비향상을 위해서는 커넥팅 로드와 같은 부품의 경량화가 요구되었다.
본 발명의 목적은 상술한 종래 기술의 문제점을 해소하여 엔진성능 향상을 위해 요구되는 강성 및 강도를 갖도록 본체를 보강하고 경량화한 구조의 커넥팅 로드를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 커넥팅 로드는 알루미늄 합금강으로 주조하되 본체에 보강용 주철재의 심재를 인써트하여 구성된다.
이하, 첨부 도면을 참고하여 본 발명을 보다 상세히 실명하기로 한다.
제2도에 있어서, 커넥팅 로드(10)는 소단부(11)와 본체(12)및 대단부(13)로 구성된다. 피스톤 핀과 결합되는 소단부(11)에는 마모를 막기 위하여 인, 청동 혹은 연청동제의 부시(14)삽입된다. 또한, 크랭크 핀과 결합되는 대단부(13)에는 그 내측면에 화이트메탈 또는 캘매트 등과 같은 베어링합금으로 된 상부와 하부 베어링부(15)로 구성되어 체결볼트로 일체화된다.
이러한 커넥팅 로드(10)는 특히, 실린더의 피스톤으로 부터 크랭크 샤프트로 힘을 전달하는 본체(12)에서 피스톤의 각 행정에 따라 제3(a)도 내지 제3(b)도에 도시 같은 변형을 야기하는 여러가지 힘이 작용한다. 즉, 본체(12)에는 폭발행정시에는 제3(a)도와 같이 압축과 좌굴작용이 미치고, 특히 커넥팅 로드 자체의 관성력 때문에 크랭크 각도 80℃∼90℃의 위치에서는 제3(b)도와 같이 벤딩작용이 일어나며, 피스톤의 상사점에 있어시는 제3(c)도와 같이 왕복운동 질량의 관성력으로 인장작용이 나타나며, 또한 소단부(11)와 대단부(13)의 배어링에 발생되는 마찰력으로 인하여 커넥팅 로드(10)를 S자형으로 변형시키려는 비틀림 작용이 나타나게 된다.
본 발명에 따라, 커넥팅 로드(10)는 본체(12)에 주철재의 심재(16)를 인써트하여 알루미늄 합금으로 중력주조법과 같은 통상의 주조법으로 주조하여 제작함으로써 30%까지 경량화를 달성한다. 주철재의 심재(16)를 인써트함으로써 커넥팅 로드(10)에 제3(a)도 내지 3(d)도와 같이 작용하는 힘에 대하여 충분한 강도와 강성을 갖게 된다.
본 발명에 따른 경량화된 커넥팅 로드(10)에서는 질량감소로 인한 관성력 및 마찰력등이 감소되어 결국 엔진의 폭발력으로 얻어지는 에너지로부터의 손실을 줄이게 되므로 크랭크축을 회전시키게 하는 실효 에너지가 증대됨에 따라 연비향상등 엔진 성능이 개선되는 효과가 있다.

Claims (1)

  1. 피스톤 핀과 연결되는 소단부와 크랭크 샤프트에 연결되는 대단부 및 소단부와 대단부를 연결하는 본체를 포함하는 커넥팅 로드에 있어서, 전체적으로 알루미늄 합금강으로 주조하되 상기 본체에 보강용으로 주철재의 심재를 인써트한 특징으로 하는 커넥팅 로드.
KR1019960022174A 1996-06-19 1996-06-19 경량화된 구조의 커넥팅 로드 KR0167530B1 (ko)

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