KR100354018B1

KR100354018B1 - Crank shaft device

Info

Publication number: KR100354018B1
Application number: KR1019990066434A
Authority: KR
Inventors: 김성은
Original assignee: 기아자동차주식회사; 현대자동차주식회사
Priority date: 1999-12-30
Filing date: 1999-12-30
Publication date: 2002-09-27
Also published as: KR20010059056A

Abstract

크랭크 샤프트(crank shaft) 장치가 개시된다. 개시된 크랭크 샤프트 장치는, 가변측과 구동측으로 구획된 크랭크 샤프트와; 상기 가변측과 상기 구동측 크랭크 샤프트로 구획될 수 있도록 크랭크 샤프트에 설치된 클러치와; 상기 가변측 크랭크 샤프트에 각각 설치된 제1,2,3기통과; 상기 구동측 크랭크 샤프트에 각각 설치된 제4,5,6기통과; 상기 제1기통 전방의 상기 가변측 크랭크 샤프트에 설치된 기어장치와; 상기 기어장치 전방의 상기 가변측 크랭크 샤프트에 설치된 제1플레이트 기어와; 상기 제1플레이트 기어의 일측에 설치되어 상기 가변측 크랭크 샤프트의 회전수를 검출하는 제1페이즈 센서와; 상기 제4기통과 상기 클러치 사이의 상기 구동측 크랭크 샤프트에 설치된 제2플레이트 기어와; 상기 제2플레이트 기어의 일측에 설치되어 상기 구동측 크랭크 샤프트의 회전수를 검출하는 제2페이즈 센서;를 포함하는 것을 그 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 피스톤의 운동에 따른 마찰 손실을 줄일 수 있는 이점이 있다.A crank shaft device is disclosed. The disclosed crankshaft device includes a crankshaft partitioned into a variable side and a drive side; A clutch provided on the crankshaft to be partitioned into the variable side and the drive side crankshaft; First, second and third cylinders respectively provided on the variable side crankshaft; Fourth, fifth, and sixth cylinders respectively installed on the driving crankshaft; A gear device provided on the variable side crankshaft in front of the first cylinder; A first plate gear mounted to said variable side crankshaft in front of said gear device; A first phase sensor installed at one side of the first plate gear to detect a rotational speed of the variable crankshaft; A second plate gear mounted to the drive side crankshaft between the fourth cylinder and the clutch; And a second phase sensor installed at one side of the second plate gear to detect a rotational speed of the driving crankshaft. According to the present invention, there is an advantage that can reduce the friction loss due to the movement of the piston.

Description

Crankshaft Device {CRANK SHAFT DEVICE}

본 발명은 크랭크 샤프트(crank shaft) 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 피스톤(piston)의 운동에 따른 마찰 손실을 줄이도록 하는 크랭크 샤프트 장치에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a crank shaft device, and more particularly, to a crank shaft device for reducing frictional loss due to the movement of a piston.

크랭크 샤프트는 크랭크 케이스 내에 설치되며, 각 실린더의 폭발 행정에서 받는 피스톤의 힘을 회전운동으로 바꾸어, 엔진의 회전력으로 외부에 전달하고 흡입, 압축, 배기의 행정에서는 피스톤에 운동을 전달한다.The crankshaft is installed in the crankcase and converts the force of the piston received in the explosion stroke of each cylinder into a rotational movement, which is transmitted to the outside by the rotational force of the engine, and transmits the movement to the piston in the stroke of intake, compression and exhaust.

크랭크 샤프트는 큰 하중을 받으면서 고속 회전을 하기 때문에 강도나 강성이 충분하고, 내마멸성이 크며, 정적 및 동적평형이 잡혀 원활하게 회전되어야 한다.Since the crankshaft rotates at a high load under a large load, the crankshaft must have sufficient strength and rigidity, have high abrasion resistance, and have a static and dynamic balance to smoothly rotate.

이러한 크랭크 샤프트는 크랭크 저널이라고 불리우는 주축과, 커넥팅 로드가 부착되어 있는 크랭크 핀과 암과, 이것과 중량 밸런스를 잡기 위한 카운터 웨이트로 이루어져 있다.This crankshaft consists of a main shaft called a crank journal, a crank pin and arm to which a connecting rod is attached, and a counterweight for balancing the weight.

그런데, 흡기밸브 및 배기밸브를 닫고 기통을 휴통시키거나 상기와 같은 크랭크 샤프트가 운동을 계속하기 때문에 피스톤 운동에 의한 마찰 손실이 발생한다.However, frictional loss due to piston movement occurs because the intake valve and the exhaust valve are closed and the cylinder is closed or the crankshaft as described above continues to move.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 피스톤의 운동에 의한 마찰 손실이 발생하지 않도록 하는 크랭크 샤프트 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a crankshaft device in which friction loss due to the movement of the piston does not occur.

도 1은 본 발명에 따른 크랭크 샤프트 장치의 구성을 나타낸 개략적인 구성도.1 is a schematic configuration diagram showing a configuration of a crankshaft device according to the present invention.

도 2는 도 1에 도시된 플레이트 기어 및 페이즈 센서의 정면도를 개략적으로 나타낸 도면.FIG. 2 is a schematic front view of the plate gear and phase sensor shown in FIG. 1; FIG.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 크랭크 샤프트 장치는, 가변측과 구동측으로 구획된 크랭크 샤프트와; 상기 가변측과 상기 구동측 크랭크 샤프트로 구획될 수 있도록 크랭크 샤프트에 설치된 클러치와; 상기 가변측 크랭크 샤프트에 각각 설치된 제1,2,3기통과; 상기 구동측 크랭크 샤프트에 각각 설치된 제4,5,6기통과; 상기 제1기통 전방의 상기 가변측 크랭크 샤프트에 설치된 기어장치와; 상기 기어장치 전방의 상기 가변측 크랭크 샤프트에 설치된 제1플레이트 기어와; 상기 제1플레이트 기어의 일측에 설치되어 상기 가변측 크랭크 샤프트의 회전수를 검출하는 제1페이즈 센서와; 상기 제4기통과 상기 클러치 사이의 상기 구동측 크랭크 샤프트에 설치된 제2플레이트 기어와; 상기 제2플레이트 기어의 일측에 설치되어 상기 구동측 크랭크 샤프트의 회전수를 검출하는 제2페이즈 센서;를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.The crankshaft device of the present invention for achieving the above object, the crankshaft partitioned into a variable side and the drive side; A clutch provided on the crankshaft to be partitioned into the variable side and the drive side crankshaft; First, second and third cylinders respectively provided on the variable side crankshaft; Fourth, fifth, and sixth cylinders respectively installed on the driving crankshaft; A gear device provided on the variable side crankshaft in front of the first cylinder; A first plate gear mounted to said variable side crankshaft in front of said gear device; A first phase sensor installed at one side of the first plate gear to detect a rotational speed of the variable crankshaft; A second plate gear mounted to the drive side crankshaft between the fourth cylinder and the clutch; And a second phase sensor installed at one side of the second plate gear to detect a rotational speed of the driving crankshaft.

본 발명에 있어서, 상기 구동측 크랭크 샤프트의 상기 제6기통의 후방에는 플라이 휠이 설치된다.In the present invention, a flywheel is provided behind the sixth cylinder of the drive side crankshaft.

본 발명에 있어서, 상기 클러치는, 상기 구동측 크랭크 샤프트에 설치되고, 그 내부에 돌기가 형성된 하우징과; 상기 하우징 내에 설치되도록 하고, 상기 돌기에 결합되는 인입홈이 형성된 디스크;를 포함하여 된다.In the present invention, the clutch is provided on the drive side crankshaft, the housing is provided with a projection therein; And a disk having an inlet groove coupled to the protrusion to be installed in the housing.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1에는 본 발명에 따른 크랭크 샤프트 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도가 도시되어 있다. 여기에서는 일반적인 크랭크 샤프트 장치의 구성 설명은 생략하고, 본 발명의 특징에 따른 구성만을 설명하기로 한다.1 is a schematic view showing the configuration of a crankshaft device according to the present invention. Here, the description of the configuration of the general crankshaft device will be omitted, and only the configuration according to the features of the present invention will be described.

본 발명에 따른 크랭크 샤프트 장치는, 가변측과 구동측으로 구획된 크랭크 샤프트(10,11)와, 상기 가변측 크랭크 샤프트(10)와 구동측 크랭크 샤프트(11)로 구획될 수 있도록 그 사이에 설치된 클러치(30)와, 상기 가변측 크랭크 샤프트(10)에 각각 설치된 제1,2,3기통(12,14,16)과, 상기 구동측 크랭크 샤프트(11)에 각각 설치된 제4,5,6기통(18,20,22)과, 상기 제1기통(12) 전방의 상기 가변측 크랭크 샤프트(10)에 설치된 한 쌍의 기어장치와, 상기 기어장치 전방의 가변측 크랭크 샤프트(10)에 설치된 제1플레이트 기어(44)와, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제1플레이트 기어(44)의 일측에 설치되어 가변측 크랭크 샤프트(10)의 회전수를 검출하는 제1페이즈 센서(phase sensor)(46)와, 상기 제4기통(18)과 클러치(30) 사이의 상기구동측 크랭크 샤프트(11)에 설치된 제2플레이트 기어(40)와, 상기 제2플레이트 기어(40)의 일측에 설치되어 상기 구동측 크랭크 샤프트(11)의 회전수를 검출하는 제2페이즈 센서(42)를 포함하여 구성된다.The crankshaft device according to the present invention is provided between the crankshaft (10, 11) partitioned into the variable side and the drive side, and partitioned between the variable side crankshaft (10) and the drive side crankshaft (11). First, second, and third cylinders 12, 14, and 16 installed on the clutch 30, the variable-side crankshaft 10, and fourth, fifth, and sixth, respectively installed on the drive-side crankshaft 11. A pair of gear units provided on the cylinders 18, 20, 22, the variable side crankshaft 10 in front of the first cylinder 12, and a variable side crankshaft 10 in front of the gear unit. As shown in FIG. 2, a first phase sensor 44 and a first phase sensor installed on one side of the first plate gear 44 to detect the rotation speed of the variable-side crankshaft 10 are provided. 46 and a second plate gear (4) installed on the drive side crankshaft (11) between the fourth cylinder (18) and the clutch (30). 0) and a second phase sensor 42 installed on one side of the second plate gear 40 to detect the rotational speed of the driving crankshaft 11.

상기 구동측 크랭크 샤프트(11)의 제6기통(22)의 후방에는 플라이 휠(24)이 설치된다.A flywheel 24 is installed behind the sixth cylinder 22 of the drive side crankshaft 11.

그리고 상기 클러치(30)는, 상기 구동측 크랭크 샤프트(11)에 설치되고, 그 내부에 돌기가 형성된 하우징(32)과, 상기 하우징(32) 내에 설치되도록 하고, 상기 돌기(36)에 결합되는 인입홈(33)이 형성된 디스크(34)로 이루어진다. 이 클러치(30)는 전자 제어되는 전자식 클러치이다.The clutch 30 is installed on the driving side crankshaft 11, and is provided in the housing 32 having protrusions therein, and installed in the housing 32, and coupled to the protrusions 36. The disk 34 is formed with a recess 33. This clutch 30 is an electronic clutch that is electronically controlled.

또한 상기 기어장치는, 상기 가변측 크랭크 샤프트(10)에 설치된 제1기어(54)와, 상기 제1기어(54)와 치합된 제2기어(52)와, 상기 제2기어(52)가 구동되도록 그 회전축에 제2기어(52)가 설치되게 한 예컨대 DC 모터인 구동 모터(50)로 이루어진다.The gear unit may include a first gear 54 provided on the variable side crankshaft 10, a second gear 52 meshed with the first gear 54, and the second gear 52. It consists of a drive motor 50 which is a DC motor, for example, in which the second gear 52 is installed on the rotary shaft to be driven.

상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 크랭크 샤프트 장치의 작용을 설명하면 다음과 같다. 여기에서는 일반적인 크랭크 샤프트 장치의 작용 설명은 생략하고, 본 발명의 특징에 따른 작용만을 설명하기로 한다.Referring to the operation of the crankshaft device according to the invention having the configuration as described above are as follows. Here, description of the operation of the general crankshaft device will be omitted, and only the operation according to the features of the present invention will be described.

제1,2,3기통(12,14,16)과 제4,5,6기통(18,20,22) 사이에 예컨대 전자식 클러치(30)를 설치하여 저속부하 및 부분부하 일부 구간에서 제1,2,3기통(12,14,16)의 연결을 끊어 제4,5,6기통(18,20,22)만을 착화 운전하고, 제1,2,3기통(12,14,16)은 운전하지 않음으로써 피스톤의 운동도 역시 정지되어 불필요한 마찰 손실을 줄인다.For example, an electronic clutch 30 is installed between the first, second, and third cylinders 12, 14, 16, and the fourth, fifth, and sixth cylinders 18, 20, and 22 so that the first, second, and third cylinders may be partially The second, third, and third cylinders 12, 14, and 16 are disconnected, and only the fourth, fifth, and sixth cylinders 18, 20, and 22 are ignited to operate. By not driving, the movement of the piston also stops, reducing unnecessary friction losses.

한편 인라인 6기통 엔진의 경우, 일반적인 점화시기는 1-5-3-6-2-4이므로 제1,2,3기통(12,14,16)과 제4,5,6기통(18,20,22)은 대칭으로 되어 제1,2,3기통(12,14,16)의 착화 정지에 따른 진동 등의 문제는 발생하지 않는다.In the case of inline six-cylinder engines, the general ignition timing is 1-5-3-6-2-4. (22) becomes symmetrical, and problems such as vibration due to ignition stop of the first, second and third cylinders 12, 14 and 16 do not occur.

그리고 상기 클러치(30)는 하우징(32)의 돌기(36)가 디스크(34)의 인입홈(33)에 끼워지도록 하여 분리 및 연결시 항상 일정 위치에서 연결된다.In addition, the clutch 30 is inserted into the inlet groove 33 of the disk 34 so that the projection 36 of the housing 32 is always connected at a predetermined position during separation and connection.

이를 보다 구체적으로 설명하면, 상기 제1,2페이즈 센서(46,42)를 통해 각 크랭크 샤프트의 속도를 인식하여 가변측 크랭크 샤프트(10)와 구동측 크랭크 샤프트(11)를 연결할 때에는 먼저, 가변측 크랭크 샤프트(10)의 회전속도를 구동 모터(50)를 사용하여 구동측 크랭크 샤프트(11)의 회전속도가 되도록 회전시킨 후, 동일 회전수에서 상기 클러치(30)를 조정하여 연결시킨다.In more detail, when the variable side crankshaft 10 and the drive side crankshaft 11 are connected by recognizing the speed of each crankshaft through the first and second phase sensors 46 and 42, After rotating the rotational speed of the side crankshaft 10 to be the rotational speed of the drive-side crankshaft 11 using the drive motor 50, the clutch 30 is adjusted and connected at the same rotational speed.

상기 가변측 및 구동측 크랭크 샤프트(10,11) 분리시는 먼저, 구동측 크랭크 샤프트(11)와 가변측 크랭크 샤프트(10)를 분리한 직후, 분사, 점화 순서대로 작동을 정지시킨다. 그리고 상기 가변측 및 구동측 크랭크 샤프트(11) 연결시에는 상기 구동 모터(50)로 가변측 크랭크 샤프트(10)의 회전수를 구동측 크랭크 샤프트(11)의 회전수와 연결시킨 후, 점화, 분사의 순서대로 작동시키되 급격한 토오크의 변동으로 인한 쇼크를 최소화하기 위해 분사의 양을 최소 연료량부터 점점 늘려 정상 연료량까지 제어하고, 점화시기는 상사점(TDC) 근처까지 지체시킨 후, 정상 점화 진각까지 전진하여 제어한다.When the variable side and the drive side crankshafts 10 and 11 are separated, first, immediately after separating the drive side crankshaft 11 and the variable side crankshaft 10, the operation is stopped in the order of injection and ignition. When the variable side and the drive side crankshaft 11 are connected, the drive motor 50 connects the rotational speed of the variable side crankshaft 10 with the rotational speed of the drive side crankshaft 11, and then ignition, Operate in order of injection, but in order to minimize shock due to rapid torque fluctuation, increase injection quantity from minimum fuel quantity to normal fuel quantity, delay ignition timing to near top dead center (TDC), and then proceed to normal ignition advancement. Go forward and control.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 크랭크 샤프트 장치는 다음과 같은 효과를 갖는다.As described above, the crankshaft device according to the present invention has the following effects.

인라인 6기통 엔진의 크랭크 샤프트를 2개로 분리 또는 연결 작동되도록 하여 저속 저부하 구간에서는 3기통으로 운전하고, 고출력을 요구하는 구간에서는 6기통으로 운전되도록 함으로써 크랭크 샤프트의 분리에 의해 제1,2,3기통 운전 정지시켜 피스톤의 운동에 따른 마찰 손실을 줄일 수 있다.By separating or connecting two crankshafts of the inline six-cylinder engine, it operates in three cylinders in the low-speed low load section, and six cylinders in the section requiring high power. By stopping the three cylinder operation, friction loss due to the movement of the piston can be reduced.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the drawings, this is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent embodiments are possible. Therefore, the true scope of protection of the present invention should be defined only by the appended claims.

Claims

A crank shaft partitioned into a variable side and a drive side;

A clutch provided on the crankshaft to be partitioned into the variable side and the drive side crankshaft;

First, second and third cylinders respectively provided on the variable side crankshaft;

Fourth, fifth, and sixth cylinders respectively installed on the driving crankshaft;

A gear device provided on the variable side crankshaft in front of the first cylinder;

A first plate gear mounted to said variable side crankshaft in front of said gear device;

A first phase sensor installed at one side of the first plate gear to detect a rotational speed of the variable crankshaft;

A second plate gear mounted to the drive side crankshaft between the fourth cylinder and the clutch;

And a second phase sensor installed at one side of the second plate gear to detect the rotational speed of the driving side crankshaft.

The method of claim 1,

Crankshaft device, characterized in that the flywheel is installed behind the sixth cylinder of the drive-side crankshaft.

The method of claim 1, wherein the clutch,

A housing mounted to the drive side crankshaft and having protrusions formed therein; And a disk having an inlet groove coupled to the protrusion to be installed in the housing.

According to claim 1, wherein the gear device,

A first gear installed on the variable side crankshaft;

A second gear meshed with the first gear;

And a drive motor to allow the second gear to be installed on the rotating shaft so that the second gear is driven.