KR100356694B1 - Anti-aeration device of oil for the balance shaft of a three-cylindered engine - Google Patents
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Abstract
본 발명은 3기통 엔진 밸런스 샤프트의 오일 에어레이션 방지장치에 관한 것으로서, 밸런스 샤프트에 구비된 밸런스 웨이트가 오일과의 마찰손실 및 에어레이션 현상을 발생시키지 않도록 하기 위하여 밸런스 샤프트 전체를 하우징으로 감싸는 기존의 설계방법 대신 제 1 밸런스 웨이트와 제 2 밸런스 웨이트를 포함하여 밸런스 샤프트의 프런트측 단부를 감싸는 프런트 하우징과, 제 3 밸런스 웨이트를 포함하여 리어측 단부를 덮게 되는 원통형의 컵을 장착함으로써, 하우징 부품의 삭제로 엔진의 중량을 저감하고, 제작비용과 조립공수를 줄일 수 있는 3기통 엔진의 밸런스 샤프트의 오일 에어레이션 방지장치를 제공하고자 한 것이다.The present invention relates to an oil aeration prevention device of a three-cylinder engine balance shaft, and the existing design method for wrapping the entire balance shaft in a housing so that the balance weight provided on the balance shaft does not cause friction loss and aeration phenomenon with oil Instead, the front housing surrounding the front end of the balance shaft, including the first balance weight and the second balance weight, and a cylindrical cup covering the rear end, including the third balance weight, can be used to eliminate the housing parts. It is an object of the present invention to provide an oil aeration prevention device of a balance shaft of a three-cylinder engine that can reduce the weight of the engine and reduce the manufacturing cost and the man-hour.
Description
본 발명은 3기통 엔진 밸런스 샤프트의 오일 에어레이션 방지장치에 관한 것으로서, 특히 밸런스 샤프트 전체를 하우징으로 감싸는 기존 구조 대신 제 1 밸런스 웨이트와 제 2 밸런스 웨이트를 포함하여 밸런스 샤프트의 프런트측 단부를 감싸는 프런트 하우징과, 제 3 밸런스 웨이트를 포함하여 리어측 단부를 덮게 되는 원통형 컵을 장착함으로써, 하우징 부품의 삭제로 엔진의 중량을 저감하고, 제작비용과 조립공수를 줄일 수 있도록 한 3기통 엔진 밸런스 샤프트의 오일 에어레이션 방지장치에 관한 것이다.The present invention relates to a device for preventing oil aeration of a three-cylinder engine balance shaft, and more particularly, a front housing surrounding a front end portion of a balance shaft including a first balance weight and a second balance weight instead of a conventional structure surrounding the entire balance shaft. And a three-cylinder engine balance shaft, which is equipped with a cylindrical cup covering the rear end portion including the third balance weight to reduce the weight of the engine by eliminating the housing parts, and to reduce the manufacturing cost and the assembly labor. It relates to an aeration prevention device.
일반적으로 밸런스 샤프트는 크랭크 샤프트의 동력으로 회전하면서 크랭크 샤프트에서 발생하게 되는 자중과 원심력의 불균일을 상쇄시켜 진동을 완화시키기 위한 회전축으로, 엔진의 기통수나 배열에 따라 1개 또는 2개가 사용되고, 크랭크 샤프트와 동방향 또는 역방향으로 같은 속도 또는 2배의 속도로 회전된다.In general, the balance shaft is a rotation shaft for mitigating the vibration by canceling the non-uniformity of the self-weight and centrifugal force generated in the crank shaft while rotating by the power of the crank shaft, one or two are used depending on the number of cylinders or arrangement of the engine, Rotate at the same speed or twice the speed in the same or reverse direction.
특히, 3기통 엔진에서는 구조적인 특성상 역회전 1차의 밸런스 샤프트(10)를 설치하여 1번과 3번 기통의 왕복 질량에 의해 발생되는 모멘트를 소거하는 것이 전형적인 엔진의 설계방법이다.In particular, in the three-cylinder engine, a typical engine design method is to eliminate the moment generated by the reciprocating mass of the first and third cylinders by installing the balance shaft 10 of the reverse rotation primary due to its structural characteristics.
첨부한 도 3은 종래의 오일 에어레이션 방지장치가 장착된 밸런스 샤프트를 나타내는 단면도이고, 도 4는 오일 에어레이션 방지장치가 장착되지 않았을 때 밸런스 웨이트와 오일의 접촉을 나타내는 상태도이다.FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a balance shaft in which a conventional oil aeration prevention device is mounted, and FIG. 4 is a state diagram showing contact of the balance weight and oil when the oil aeration prevention device is not mounted.
도 3에 도시된 바와 같이, 3기통 엔진의 밸런스 샤프트는 크랭크 샤프트(40)의 프런트측 단부에 고정된 구동기어(50)와 밸런스 샤프트(10)의 프런트측 단부에 고정용 볼트(60a)로 고정된 종동기어(20)가 직접 맞물려 크랭크 샤프트(40)의 구동력으로 회전하게 된다.As shown in FIG. 3, the balance shaft of the three-cylinder engine includes a drive gear 50 fixed at the front end of the crankshaft 40 and a fixing bolt 60a at the front end of the balance shaft 10. The fixed driven gear 20 is directly engaged to rotate with the driving force of the crankshaft 40.
또한, 상기 종동기어(20)의 측면 일측과 밸런스 샤프트(10)의 프런트측에는 제 1 밸런스 웨이트(12)와 제 2 밸런스 웨이트(14)가 각각 구비되어 1번 기통의 왕복 질량에 의한 진동을 소거하게 되며, 리어측에는 제 3 밸런스 웨이트(16)가 구비되어 3번 기통의 왕복 질량에 의한 진동을 소거하게 된다.In addition, a first balance weight 12 and a second balance weight 14 are provided at one side of the driven gear 20 and the front side of the balance shaft 10 to respectively eliminate vibrations caused by the reciprocating mass of the first cylinder. On the rear side, a third balance weight 16 is provided to cancel the vibration caused by the reciprocating mass of the third cylinder.
도 4에 도시된 바와 같이, 전형적인 3기통 엔진의 설계 방법상 밸런스 샤프트(10)에 구비되는 제 2, 제 3 벨런스 웨이트(14)(16)가 실린더 블록 하단부에 위치한 오일 팬 내의 오일에 잠기게 되는데, 이로 인하여 밸런스 샤프트(10)가 회전할 시 밸런스 웨이트(14)(16)의 끝단에서 오일을 치게 되면서 끝단과 오일 사이에 마찰손실이 발생하게 되고, 끝단에서 오일이 퍼올려지면서 기포가 발생, 오일 내에 공기가 삽입되는 에어레이션 현상이 발생하게 된다.As shown in FIG. 4, in the design method of a typical three-cylinder engine, the second and third balance weights 14 and 16 included in the balance shaft 10 are submerged in oil in an oil pan located at the lower end of the cylinder block. Due to this, when the balance shaft 10 rotates, the oil is hit at the ends of the balance weights 14 and 16 and friction loss occurs between the ends and the oil, and bubbles are generated as the oil is pumped up at the ends. As a result, an aeration phenomenon occurs in which air is inserted into the oil.
이를 방지하기 위해서는 상기 밸런스 웨이트가 오일에 잠기는 것을 막아야 하는데, 기존 엔진 설계에서는 밸런스 샤프트(10)의 각 구성요소를 포함하여 프런트측 단부로부터 리어측 단부에 걸친 밸런스 샤프트(10)의 전체를 하우징(30)으로감싸는 방법이 사용된다.To prevent this, the balance weight should be prevented from being submerged in oil. In the existing engine design, the entire balance shaft 10 is extended from the front end to the rear end including each component of the balance shaft 10. 30) a wrapping method is used.
그러나, 이는 하우징(30)의 설치로 인한 엔진의 중량 증대와 비용 상승의 문제점이 발생하고, 하우징(30)의 조립에 따라 조립공수가 늘어나게 되는 문제점이 있었다.However, this causes a problem of an increase in the weight and cost of the engine due to the installation of the housing 30, and there is a problem that the number of assembling work increases according to the assembly of the housing 30.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 밸런스 샤프트 전체를 하우징으로 감싸는 기존의 설계방법 대신 제 1 밸런스 웨이트와 제 2 밸런스 웨이트를 포함하여 밸런스 샤프트의 프런트측 단부를 감싸는 프런트 하우징과, 제 3 밸런스 웨이트를 포함하여 리어측 단부를 덮게 되는 원통형의 컵을 장착함으로써, 하우징 부품의 삭제로 엔진의 중량을 저감하고, 제작비용과 조립공수를 줄일 수 있는 3기통 엔진의 밸런스 샤프트의 오일 에어레이션 방지장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made in view of the above problems, and instead of the existing design method for wrapping the entire balance shaft in the housing, including a first housing and a second balance weight, the front housing surrounding the front end of the balance shaft, By mounting a cylindrical cup that covers the rear end, including the third balance weight, the oil aeration of the balance shaft of the three-cylinder engine can reduce the weight of the engine by eliminating the housing parts, and reduce the manufacturing cost and the assembly labor. The object is to provide a prevention device.
도 1은 본 발명의 오일 에어레이션 방지장치가 장착되는 3기통 엔진 밸런스 샤프트를 나타내는 분해 사시도1 is an exploded perspective view showing a three-cylinder engine balance shaft to which the oil aeration prevention device of the present invention is mounted.
도 2는 본 발명의 오일 에어레이션 방지장치가 장착된 밸런스 샤프트를 나타내는 단면도2 is a cross-sectional view showing a balance shaft equipped with an oil aeration prevention device of the present invention.
도 3은 종래의 오일 에어레이션 방지장치가 장착된 밸런스 샤프트를 나타내는 단면도3 is a cross-sectional view showing a balance shaft equipped with a conventional oil aeration prevention device
도 4는 오일 에어레이션 방지장치의 미장착 시 밸런스 웨이트와 오일의 접촉을 나타내는 상태도Figure 4 is a state diagram showing the contact of the balance weight and oil when the oil aeration prevention device is not installed
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10 : 밸런스 샤프트 11a, 11b : 저널10: balance shaft 11a, 11b: journal
12 : 제 1 밸런스 웨이트 14 : 제 2 밸런스 웨이트12: first balance weight 14: second balance weight
16 : 제 3 밸런스 웨이트 18 : 플랜지16: 3rd balance weight 18: flange
20 : 종동기어 30 : 하우징20: driven gear 30: housing
30a : 프런트 하우징 32 : 컵30a: front housing 32: cup
40 : 크랭크 샤프트 50 : 구동기어40: crankshaft 50: drive gear
60a, 60b : 고정용 볼트 62 : 와셔60a, 60b: fixing bolt 62: washer
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 따른 3기통 엔진 밸런스 샤프트의 오일 에어레이션 방지장치는 밸런스 샤프트(10)의 프런트측 단부에 고정되는 종동기어(20) 및 제 1 밸런스 웨이트(12)와, 상기 밸런스 샤프트(10)의 프런트측에 구비된 제 2 밸런스 웨이트(14)를 포함하여 상기 밸런스 샤프트(10)의 프런트측 단부를 감싸는 프런트하우징(30a)과;The oil aeration prevention device of the three-cylinder engine balance shaft according to the present invention includes a driven gear 20 and a first balance weight 12 fixed to the front end of the balance shaft 10, and a front of the balance shaft 10. A front housing (30a) including a second balance weight (14) provided on the side to surround the front end of the balance shaft (10);
상기 밸런스 샤프트(10)의 리어측 저널(11b)과 일체로 구성되는 플랜지(18)의 측면으로부터 상기 밸런스 샤프트(10)의 리어측 단부에 걸쳐 구비된 제 3 밸런스 웨이트(16)를 포함하여 상기 밸런스 샤프트(10)의 리어측의 단부를 덮고, 플랜지(18)의 측면에서 지지된 채 리어측 끝단에서 고정용 볼트(60b)로 고정되어 밸런스 샤프트(10)와 함께 회전는 원통형의 컵(32);And a third balance weight 16 provided from the side of the flange 18 integrally formed with the rear journal 11b of the balance shaft 10 to the rear end of the balance shaft 10. The cylindrical cup 32 which covers the rear end of the balance shaft 10, is fixed by a fixing bolt 60b at the rear end while being supported by the side of the flange 18 and rotates together with the balance shaft 10. ;
으로 구성된 것을 특징으로 한다.Characterized in that consisting of.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
첨부한 도 1은 본 발명의 오일 에어레이션 방지장치가 장착되는 3기통 엔진 밸런스 샤프트를 나타내는 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명의 오일 에어레이션 방지장치가 장착된 밸런스 샤프트를 나타내는 단면도이다.1 is an exploded perspective view showing a three-cylinder engine balance shaft to which the oil aeration prevention device of the present invention is mounted, and FIG. 2 is a sectional view showing a balance shaft to which the oil aeration prevention device of the present invention is mounted.
이에 도시한 바와 같이, 상기 밸런스 샤프트(10)의 프런트측과 리어측에는 상기 밸런스 샤프트(10)를 베어링 지지하기 위한 저널(11a)(11b)이 구비된다.As shown in the figure, journals 11a and 11b for bearing bearing the balance shaft 10 are provided on the front side and the rear side of the balance shaft 10.
또한, 종동기어(20)의 측면 일측에는 제 1 밸런스 웨이트(12)가 구비되고, 상기 종동기어(20)와 밸런스 샤프트(10)의 프런트측 저널(11a) 사이에는 제 2 밸런스 웨이트(14)가 밸런스 샤프트(10)의 축상에 구비된다.In addition, a first balance weight 12 is provided at one side of the driven gear 20, and a second balance weight 14 is disposed between the driven gear 20 and the front journal 11a of the balance shaft 10. Is provided on the axis of the balance shaft 10.
이때, 프런트 하우징(30a)은 상기 제 1 밸런스 웨이트(12)가 구비되어 있는 종동기어(20)와 상기 제 2 밸런스 웨이트(14)를 포함하여 밸런스 샤프트(10)의 프런트측 단부를 감싸고, 그 일단에서 상기 프런트측 저널(11a)의 원주면 일부를 지지하는 구조로 그 내부에서 밸런스 샤프트(10)가 회전하게 된다.At this time, the front housing 30a surrounds the front end of the balance shaft 10 including the driven gear 20 and the second balance weight 14 provided with the first balance weight 12. At one end, the balance shaft 10 rotates inside the structure supporting the portion of the circumferential surface of the front journal 11a.
한편, 밸런스 샤프트(10)의 리어측 저널(11b)과 일체로 구성되는 플랜지(18)의 측면으로부터 리어측 단부에 걸친 밸런스 샤프트(10)의 축상에는 제 3 밸런스 웨이트(16)가 구비된다.On the other hand, the third balance weight 16 is provided on the axis of the balance shaft 10 from the side surface of the flange 18 integrally formed with the rear journal 11b of the balance shaft 10 to the rear end.
또한, 상기 제 3 밸런스 웨이트(16)를 내측으로 포함하여 밸런스 샤프트(10)의 리어측 단부를 덮게 되는 원통형의 컵(32)이 장착되고, 상기 컵(32)은 플랜지(18)의 측면에서 지지된 채 리어측 끝단에서 고정용 볼트(60b)로 고정되어 밸런스 샤프트(10)와 함께 회전하게 된다.In addition, a cylindrical cup 32 is mounted to cover the rear end of the balance shaft 10 including the third balance weight 16 inwardly, and the cup 32 is provided at the side of the flange 18. While being supported, it is fixed by the fixing bolt 60b at the rear end to rotate together with the balance shaft 10.
결국, 프런트 하우징(30a)과 원통형의 컵(32)을 사용하여 오일과의 접촉으로 마찰손실과 기포를 발생시키는 밸런스 샤프트(10)의 최소부만을 감싸게 된다.As a result, the front housing 30a and the cylindrical cup 32 are used to enclose only the minimum portion of the balance shaft 10 that generates friction loss and bubbles in contact with oil.
이상에서 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 3기통 엔진 밸런스 샤프트의 오일 에어레이션 방지장치에 의하면 밸런스 샤프트의 구성요소 중에서 마찰손실과 오일의 에어레이션 현상을 발생시키는 밸런스 샤프트의 최소부만을 프런트 하우징과 원통형 컵을 사용하여 감싸도록 함으로써, 하우징 부품의 삭제로 엔진 중량의 저감을 이룰 수 있고, 제작비용의 감소와 조립공정의 삭제로 수익성을 개선시킬 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the oil aeration prevention device of the three-cylinder engine balance shaft according to the present invention, only the minimum portion of the balance shaft that generates friction loss and oil aeration phenomenon among the components of the balance shaft is the front housing and the cylindrical cup. By using the encapsulation, the weight of the engine can be reduced by eliminating the housing parts, and the profitability can be improved by reducing the manufacturing cost and eliminating the assembly process.
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