KR100192806B1 - 알루미늄 합금 엔진의 베어링 지지 구조 및 그 제작 방법 - Google Patents

Abstract

창량의 경량화를 위하여 알루미늄 합금과 같은 열팽창 계수가 큰 재질로 형성된 엔진의 운전 시 크랭그 샤프트를 지지하는 베어링과 열적 팽창율이 달라서 크랭크 샤프트의 지지 구조가 이완되는 것을 방지하기 위해 크랭크 샤프트와 비슷한 열팽창 계수를 갖는 재질의 베어링 지지부를 엔진의 주물 성형시에 인서트 하여 크랭크 샤프트를 효과적으로 지지함으로써 엔진의 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

알루미늄 합금 엔진의 베어링 및 구조 및 그 제작 방법

제1도는 본 발명에 따라 제작된 엔진의 크랭크 샤프트 부분의 단면도.

제2도는 본 발명에 따른 베어링 지지부의 사시도.

제3도는 일반적인 알루미늄 합금재 엔진의 베어링 지지구조를 도시한 단면도 이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 베어링 지지부 2 : 코어

본 발명은 자동차 엔진에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 알루미늄 합금재의 크랭크 케이스를 적용한 엔진에서 크랭크 샤프트를 지지하는 베어링 부분이 엔진 자체의 열팽창에 대해소도 베어링과 크랭크 샤프트의 틈새가 적절한 상해로 유지될 수 있도록 한 알루미늄 합금재의 크랭크 케이스를 적용한 엔진의 베어링지지 구조 및 그 제작 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차는 차체와 새시로 구분되는 , 상기한 새시는 엔진, 동력 전달 장치, 서스펜션 등이 서로 유기적으로 연결 구성되어 있고, 차체는 상기한 각 장치를 지지함과 아울러 외관을 이루도록 구성되어 있다.

여기서, 상기한 엔진은 폭발력을 회전 운동으로 변환시켜 자동차를 구동시키게 되는 바, 상기한 엔진은 흡입, 압축, 폭발, 배기 행정을 1사이클로 하는 운동을 통하여 폭발력을 발생시키게 되고 상기한 행정의 연속 동작을 위하여 엔진에는 흡, 배기 장치, 연료 공급 장치, 냉각 장치, 윤활 장치 등이 필요하게 된다.

물론, 상기한 엔진은 피스톤이 삽입되는 실린더 블록과, 상기한 실린더 블록의 상부에 결합됨과 아울러 캠축과 홉, 배기 밸브가 설치되어 있는 실린더 헤드와, 상기한 실린더 헤드의 상부를 밀폐시키도록 고정된 헤드 커버와, 상기한 실린더 블록의 저면에 결합되는 크랭크 샤프트와, 상기한 크랭크 샤프트를 감싸며 오일팬이 부착되어 있는 크랭크 케이스로 구성되어 있다.

여기서, 상기 크랭크 샤프트는 피스톤에 연결된 커넥팅 로드와 연결되어 실린더에서 발생된 직선운동을 회전운동으로 변환하도록 베어링에 의해 실린더 블록과 메인 베어링 캡에 의해 고정된다.

상기한 바와 같이 크랭크 샤프트를 고정하기 위해 엔진에 설치되는 베어링은 주로 분할식 베어링이 사용되는데 이는 제3도에 도시된 바와 같이 베어링이 삽입되도록 형성된 실린더 블록(50)과, 상기한 실린더 블록에 삽입되는 베어링 메탈(52)과, 상기한 베어링 메탈(52)이 상기 실린더 블록(50)에 고정되도록 하는 메인 베어링 캡(54)으로 구성된다.

그런데 상기한 베어링은 최근 자동차의 경량화 추세에 따라 엔진의 실린더 블록(50)이 알루미늄 합금제로 제작되는 경우에 엔진의 운전에 따른 엔진의 열적팽장에 의해 베어링 짖 상태가 이완되어 크랭크 샤프트를 올바로 가이드 하지 못하여 소음을 일으키는 문제점이 있다.

즉, 열팽창 계수가 큰 알루미늄 합급부분은 엔진의 운전시에 발생되는 열에 의해 열팽창 계수가 상대적으로작은 베어링 메탈(52)과 크랭크 샤프트에 비해 더 크게 변화되어 결국 베어링 메탈(52)을 올바로 지지하지못하여 베어링 메탈과 크랭크 샤프트의 저어널(56) 사이에 형성된 틈새가 확대되어 윤활유의 유막형성이 곤란하게 된다.

따라서, 상기한 바와 같은 상태에서 크랭크 샤프트는 비정상적인 회전운동을 하게되어 베어링 메탈(50)과 크랭크 샤프트 저어널(56)의 마모가 촉진되고 소음이 증가하여 엔진의 성능을 저하시키는 것이다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 엔진의 크랭크 샤프트를 지지하는 베어링이 엔진의 운전으로 인한 엔진 자체의 열적 팽창에 의해 크랭크 샤프트와의 틈새에 변화가 생기지 않도록 하는 알루미늄 합금재 엔진의 베어링지지 구조 및 그 제작방법을 제공함에 있다.

상기한 목적을 실현하기 위하여 본 발명은 알루미늄 합금 재질의 엔진에 있어서, 크랭크 샤프트를 지지하는 베어링이 안착되는 부분에 베어링 지지부를 포함하여 구성함을 특징으로 한다.

또한, 알루미늄 합금재의 크랭크 케이스 제작에 있어서, 알루미늄 합금모재가 우입될 수 있는 코어가 내부에 형성된 베어링 지지부를 주형내에 인서트하여 주물 제작하는 것을 특징으로 한다.

이하. 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 상세한 일 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본 발명에 따라 형성된 엔진의 크랭크 샤프트 저어널 부분의 단면도로서, 알루미늄 합금재 크랭크 케이스의 크랭크 샤프트를 지지하는 베어링이 안착되는 부분에 베어링 지지부(1)가 포함되어 구성되어 있다.

상기 베어링 지지부는 제2도에 도시된 바와 같이 주철로 형성됨과 아울러 엔진 본체를 이루고 있는 알루미늄 합금이 유입되어 베어링 지지부와 결합되도록 내부에 코어(2)가 형성되어 있다.

물론, 상기한 베어링 지지부(1)는 알루미늄 합금재의 메인 베어링캡(54)에도 설치하여 베어링 메탈(52)을 균형있게 지지할 수도 있다.

또한, 상기한 바와 같은 구조의 알루미늄 합금재 엔진의 제작 방법은 제2도에 도시된 것과 같이 알루미늄 합금모재가 유입될 수 있는 코어(2)가 내부에 형성된 베어링 지지부(1)를 주형 내에 인서트하여 주물 제작한다.

상기한 바와 같은 본 발명의 작용 효과를 설명하면 알루미늄 합금재의 엔진이 운전을 하면 연소실에서 발생되는 열에 의해 실린더 블록과 엔진의 각 부분은 열적으로 팽창을 하게 된다.

다라서, 크랭크 샤프트를 지지하고 있는 부분도 열을 받다 팽창을 하게 되는데 크랭크 샤프트를 가이드하는 베어링 메탈(52)을 지지하는 베어링 지지부(1)가 베어링 메탈(52)과 크랭크 샤프트와 열팽창 계수가 비슷한 주철로 제작되어 있으므로 엔진 본체의 열팽창과는 무관하게 베어링 메탈(52)이 크랭크 샤프트 저어널(56)과의 틈새를 일정하게 유지하도록 할 수 있는 효과가 있다.

상기한 바와 같이 엔진의 본체 부분과는 다른 재질로 베어링 메탈(52)을 지지하는 경우 엔진의 열팽창에 의해 베어링 지지부(1)와 엔진 실린더 블록(50)의 이탈현상을 방지하기 위해 상기한 바와 같은 지지구조는 주물로 실린더 블록(50)을 제작할 때 실린더 블록(50)을 이루는 모재가 흘러들어 일체가 될 수 있도록 형성된 코어(2)를 가진 베어링 지지부(1)를 인서트 하여 제작함으로써 실린더 블록(50)과 베어링메탈(50) 사이의 튼튼한 지지 구조를 유지할 수 있다.

이상과 같이 본 발명은 알루미늄 합금과 같은 열팽창 계수가 큰 재질의 엔진 제작 시 크랭크 샤프트와 같은 동작부를 이루는 재질과의 열적 팽창에 다른 지지구조의 변화를 방지하기 위하여 크랭크 샤프트와 비슷한 열팽창계수를 갖는 재질의 베어링 지지부를 엔진의 주물 성형시에 인서트 하여 엔진의 운전시에 발생하는 열에 의해 서로 다른 열팽창 계수를 가진 크랭크 샤프트의 지지 구조가 이완되는 것을 방지하여 크랭크 샤프트를 효과적으로 지지함으로써 엔진의 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims (1)

1. 크랭크 샤프트를 지지하는 베어링이 안착될 수 있도록 된 베어링 지지부(1)가 구비되되, 상기 베어링 지지부(1)는 주철재로 형성됨과 더불어 엔진 본체를 이루고 있는 알루미늄 합금이 유입되어 베어링 지지부(1)와 결합될 수 있도록 내부에 코어(2)가 형성된 알루미늄 합금엔진의 베어링지지 구조.