KR100396242B1 - A engine crank shaft bearing - Google Patents
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Abstract
본 발명은 엔진의 크랭크축과 커넥팅로드의 연결부위에 삽입되는 엔진 크랭크축 베어링에 관한 것으로, 강판층(10)의 주오일공급통로(11)을 중심으로 그 양측면을 향해 가지치듯이 다수의 보조오일공급통로(13)가 더 형성되는 엔진 크랭크축 베어링을 구비하였다.The present invention relates to an engine crankshaft bearing inserted into a connection portion between an engine crankshaft and a connecting rod, and includes a plurality of auxiliary parts as branched toward both sides of the main oil supply passage (11) of the steel sheet layer (10). The engine crankshaft bearing was further provided with an oil supply passage 13.
그러므로, 오일팬에서 커넥팅로드로 공급된 윤활유가 상기 오일공급구(12)를 통해 공급되면 주오일공급통로(11)를 통해 종방향으로 공급되고 다시 보조오일공급통로(13)를 통해 횡방향으로 공급되게 되므로, 기존의 종방향 통로 만을 통해 공급되는 방식보다 윤활유를 훨씬 원활하게 공급하게 되며, 강판층(10)에서 발생하는 미량의 미세한 마모분은 베어링의 회전으로 상기 보조오일통로(13)에 조금씩 축적되므로 강의 성질상 부족한 매몰성을 보완할 수 있으므로, 유해 마모분으로 인한 환경오염의 우려가 없고, 내마모성 및 내구성이 증가되어 베어링 및 윤활유의 수명을 연장시키도록 하였다.Therefore, when the lubricating oil supplied from the oil pan to the connecting rod is supplied through the oil supply port 12, the lubricating oil is supplied longitudinally through the main oil supply passage 11 and then laterally through the auxiliary oil supply passage 13. Since it is supplied, the lubricant is supplied much more smoothly than the conventional way through the longitudinal passage, and the minute amount of wear generated in the steel sheet layer 10 is the rotation of the bearing to the auxiliary oil passage (13) As it accumulates little by little, it can compensate for the poor investment property in steel, so there is no fear of environmental pollution due to harmful wear, and wear resistance and durability are increased to prolong the life of bearings and lubricants.
Description
본 발명은 분할식 판베어링에 관한 것으로, 특히 엔진의 크랭크축과 커넥팅로드의 연결부위에 삽입되는 엔진 크랭크축 베어링에 관한 것이다.The present invention relates to a split plate bearing, and more particularly, to an engine crankshaft bearing inserted into a connection portion of an engine crankshaft and a connecting rod.
일반적으로 엔진의 크랭크축에 사용되는 베어링은 그 표면에 적당한 유막을 형성하여 엔진의 동력행정에서 회전부분이 받는 큰 하중이나 충격을 흡수하고, 또 크랭크축의 회전으로 생기는 고체마찰을 액체마찰로 바꾸어 크랭크축과 커넥팅로드가 눌어 붙는 것을 방지하며, 접촉면의 마모나 엔진 출력의 손실을 적게하는 역할을 한다.In general, the bearings used for the crankshaft of the engine form an appropriate oil film on the surface to absorb the large loads or impacts of the rotating part in the engine's power stroke, and to replace the solid friction generated by the rotation of the crankshaft with liquid friction. It prevents the shaft and connecting rod from crushing and reduces contact wear and loss of engine power.
그러므로 크랭크축과 베어링 사이에는 적당한 유막을 형성하고 유지하기 위한 오일틈새(oil clearance)가 필요하며, 윤활유가 이 오일틈새에서 유막을 형성하여 베어링과 크랭크축 사이의 고체마찰을 액체마찰로 전환하여 주는 것이다. 그런데 엔진에 사용되는 윤활유는 사용초기에는 필요 점도를 유지하면서 적당한 유막을 형성하게 되나, 일반적으로 5000~10000km정도 주행한 후에는 그 점도 및 윤활특성이 현저하게 저하되면서 오일틈새에서 적절한 유막을 형성하지 못하게 되어 이를 교환해 주지 아니하면 고체마찰을 초래하게 되어 크랭크축과 피스톤로드가 서로 눌어 붙게 된다.Therefore, an oil clearance is needed between the crankshaft and the bearing to form and maintain an appropriate oil film.Lubricants form an oil film in the oil gap to convert solid friction between the bearing and the crankshaft into liquid friction. will be. By the way, the lubricating oil used in the engine forms an appropriate oil film while maintaining the required viscosity at the beginning of use.In general, after running about 5000-10000 km, the viscosity and lubrication characteristics are significantly reduced, so that an appropriate oil film is not formed in the oil gap. Failure to do so will result in solid friction, which will cause the crankshaft and piston rod to squeeze together.
따라서 크랭크축 베어링에 사용되는 재질은 눌어 붙지 않는 성질을 가져야 하며, 원활한 회전을 위한 길들임성과 매몰성, 그리고 내부식성 및 내피로성을 가져야 한다. 여기서 내피로성은 눌어 붙지 않는 성질이나 길들임 및 매몰성과는 상반되는 특성이며, 1종류의 메탈 재료로 3가지 조건을 충족시킬 수 없으므로 일반적으로 도 1에서 도시하는 바와 같이 강판층(1)의 내측면에 베어링 재료를 녹여 켈멧메탈층(2)과 배빗메탈층(3)을 차례로 형성하여 사용하고 있으며, 이를 통해 내피로성과 눌어붙지 않는 성질, 길들임 및 쇳가루나 윤활유 속의 이물질 등을 메탈 자체의 속으로 매몰하는 매몰성 등의 필요한 성질을 얻을 수 있는 것이다. 도 1의 미설명 부호 (4)는 오일공급통로로서 오일공급구(5)로 부터 공급된 오일을 베어링 내측면에 고르게 공급해주는 역할을 한다.Therefore, the material used for the crankshaft bearing should have non-sticking properties, and should have taming and investment resistance, corrosion resistance and fatigue resistance for smooth rotation. Here, fatigue resistance is a property opposite to the non-sticking property, taming, and investment property, and one type of metal material cannot satisfy three conditions, so as shown in FIG. 1, the inner surface of the steel sheet layer 1 is generally Melting the bearing material into the metal layer (2) and Babbitt metal layer (3) in order to use, through which the fatigue resistance and non-stick properties, taming and foreign matter in the powder or lubricating oil into the metal itself It is possible to obtain necessary properties such as investment property. Reference numeral 4 in FIG. 1 serves to evenly supply the oil supplied from the oil supply port 5 to the bearing inner surface as an oil supply passage.
그러나 여기에서 사용되는 주석(Sn), 납(Pb), 안티몬(Sb), 아연(Zn),구리(Cu) 등의 백색합금인 배빗메탈(babbitt metal-일명 화이트 메탈)과 구리(Cu), 납(Pb)의 합금인 켈멧메탈(kelmet metal)은 베어링 메탈에 요구되는 성질을 부여해주나 모두 유해성분인 납을 함유하고 있다. 그러므로 특히 크랭크축과 유막을 경계로 회전운동을 하는 배빗메탈층(3)에서는 유해한 납성분의 마모분이 발생하게 되는데, 이는 생태계에 치명적인 영향을 줄 수 있는 유해물질인 납이 윤활유에 섞이게 되어 윤활유의 교환 후 폐윤활유의 처리가 매우 곤란하게 되며, 환경오염을 일으키는 문제가 발생하게 된다.However, as used herein, white alloys such as tin (Sn), lead (Pb), antimony (Sb), zinc (Zn) and copper (Cu), such as babbitt metal (aka white metal), copper (Cu), Kelmet metal, an alloy of lead (Pb), imparts the required properties to bearing metals, but all contain harmful lead. Therefore, especially in the Babbitt metal layer (3), which rotates around the crankshaft and the oil film, the wear of harmful lead component is generated, which leads to the mixing of lubricating oil with lead, which is a harmful substance that can have a fatal effect on the ecosystem. After exchange, it becomes very difficult to treat the waste lubricating oil, which causes problems of environmental pollution.
한편, 최근에는 미국이나 일본 등의 기술선진국 뿐만 아니라 국내에서도 15만km이상 교환하지 않고 사용할 수 있는 윤활유가 개발되어 점차로 상용화되고 있다. 이러한 고성능의 윤활유는 기존 윤활유의 윤활 개념과는 달리 금속표면의 미세한 기공까지 침투하여 금속과 분자결합을 통해 강한 금속이온 피막을 형성하며, 오일틈새에서 강한 유막을 형성하게 되므로 항상 액체윤활을 하게 되어 마찰이 혁신적으로 감소하여 한번의 윤활유 주입으로 폐차시까지 사용할 수 있게 된다. 그러므로 이러한 고성능 윤활유를 사용하게 되면 고체마찰이 일어나지 않게되므로 베어링에 필요한 성질을 얻기위한 납성분이 함유된 합금을 사용할 필요가 없게 된다.On the other hand, recently, lubricants that can be used without replacing more than 150,000 km in Korea, as well as in advanced countries such as the United States and Japan, have been developed and commercialized gradually. Unlike the lubrication concept of the existing lubricating oil, this high-performance lubricating oil penetrates into the fine pores on the metal surface to form a strong metal ion film through molecular bonding with the metal, and forms a strong oil film in the oil gap so that it always performs liquid lubrication. The friction has been reduced dramatically, allowing a single lubrication to be used until the end of the vehicle. Therefore, the use of such a high-performance lubricating oil does not cause solid friction, so there is no need to use an alloy containing lead to obtain the properties required for the bearing.
본 발명은 상기의 문제를 감안하여 창출된 것으로, 베어링 내측면을 이루는 메탈층이 납성분이 전혀 없는 강판층으로 형성되고 오일공급통로가 확장되어 내구성이 강한 엔진 크랭크축 베어링을 제공함에 그 목적이 있다.The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and the object of the present invention is to provide an engine crankshaft bearing with high durability by forming a metal layer constituting the bearing inner surface as a steel plate layer containing no lead and extending the oil supply passage. have.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 내주면의 중앙에 원주방향으로 오목하게 형성되고 그 바닥면에는 오일공급구가 형성된 주오일공급통로가 형성되는 강판층과; 상기 강판층의 외주에 형성되는 동판층과; 상기 동판층 위에 얇게 코팅되는 납층과; 상기 납층 위에 형성되는 다른 동판층으로 이루어져, 엔진의 크랭크 축과 커넥팅로드의 연결부에 삽입되는 분할형 판베어링에 있어서,강판층의 주오일공급통로을 중심으로 그 양측면을 향해 가지치듯이 다수의 보조오일공급통로가 더 형성되는 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object, the steel sheet layer is formed in the center of the inner circumferentially concave in the circumferential direction and the main oil supply passage formed with an oil supply port on the bottom surface; A copper plate layer formed on an outer circumference of the steel sheet layer; A lead layer thinly coated on the copper plate layer; In the split plate bearing formed of another copper plate layer formed on the lead layer and inserted into the connection portion of the crankshaft of the engine and the connecting rod, a plurality of auxiliary oils are pruned toward both sides of the main oil supply passage of the steel plate layer. It is characterized in that the supply passage is further formed.
그러므로, 오일팬에서 커넥팅로드로 공급된 윤활유가 상기 오일공급구를 통해 공급되면 주오일공급통로를 통해 종방향으로 공급되고 다시 보조오일공급통로를 통해 횡방향으로 공급되게 되므로, 기존의 종방향 통로 만을 통해 공급되는 방식보다 윤활유를 훨씬 원활하게 공급하게 되며, 강판층에서 발생하는 미량의 미세한 마모분은 베어링의 회전으로 상기 보조오일통로에 조금씩 축적되므로 강의 성질상 부족한 매몰성을 보완할 수 있으므로, 유해 마모분으로 인한 환경오염의 우려가 없고, 내마모성 및 내구성이 증가되어 베어링 및 윤활유의 수명을 연장시키는 등의 효과가 있다.Therefore, when the lubricating oil supplied from the oil pan to the connecting rod is supplied through the oil supply port, the lubricating oil is supplied in the longitudinal direction through the main oil supply passage and again in the transverse direction through the auxiliary oil supply passage. Lubricating oil is supplied much more smoothly than the method supplied through the bay, and because a small amount of minute wear generated in the steel sheet layer accumulates little by little in the auxiliary oil passage due to the rotation of the bearing, it is possible to compensate for insufficient investment in the nature of the steel. There is no fear of environmental pollution due to harmful wear powder, wear resistance and durability is increased to extend the life of the bearing and lubricating oil.
도 1은 일반적인 엔진 크랭크축 베어링 일부 절결 사시도1 is a partially cutaway perspective view of a typical engine crankshaft bearing
도 2는 본 발명에 의한 엔진 크랭크축 베어링 사시도2 is a perspective view of an engine crankshaft bearing according to the present invention
도 3은 본 발명에 의한 엔진 크랭크축 베어링 일부 절결 사시도3 is a partially cutaway perspective view of an engine crankshaft bearing according to the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
10 : 강판층 11 : 주오일공급통로10: steel sheet layer 11: main oil supply passage
12 : 오일공급구 13 : 보조오일공급통로12: oil supply port 13: auxiliary oil supply passage
20, 40 : 동판층 30 : 납층20, 40: copper plate layer 30: lead layer
이하 도면을 참조한 상세한 설명으로 본 발명의 구체적인 특징 및 이점은 더욱 명확해 질 것이다.Detailed features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings.
참조한 도면, 도 2는 본 발명에 의한 엔진 크랭크축 베어링 사시도이고, 도 3은 본 발명에 의한 엔진 크랭크축 베어링 일부 절결 사시도이다.2 is a perspective view of an engine crankshaft bearing according to the present invention, and FIG. 3 is a partially cutaway perspective view of the engine crankshaft bearing according to the present invention.
본 발명은 도 2 및 도 3에서 도시하는 바와 같이 종래의 메탈층 구조와는 달리 베어링 내측면을 강판층(10)이 형성되고 그 외주면에 동판층(20)과 납층(30) 및 다른 동판층(40)이 순차적으로 형성된다.2 and 3, the steel sheet layer 10 is formed on the inner surface of the bearing, and the copper plate layer 20, the lead layer 30, and the other copper plate layer are formed on the outer circumferential surface of the bearing. 40 are formed sequentially.
먼저, 베어링의 내측면을 형성하는 강판층(10)은 일반적인 베어링에 사용되는 메탈로서, 강도 및 내마모성, 내피로성 등이 좋아 내구성이 우수한 재질이다. 이러한 강판층(10)의 내측면에는 일반적인 베어링의 내측면과 같이 내주면의 중앙에 원주방향으로 오목하게 주오일공급통로(11)가 형성되어 있으며, 상기 주오일공급통로(11)의 바닥면에는 오일공급구(12)가 형성되어 있다. 그러나 본 발명은 종래의 일반적인 베어링과는 달리 도 2 및 도 3에서 도시하는 바와 같이 다수의 보조오일공급통로(13)가 베어링의 양측면을 향해 주오일공급통로(11)에서 가지치듯이 형성되어 있다.First, the steel sheet layer 10 forming the inner surface of the bearing is a metal used in a general bearing, and is a material having excellent durability and good wear resistance, fatigue resistance, and the like. In the inner surface of the steel sheet layer 10, as in the inner surface of the general bearing, the main oil supply passage 11 is formed in the center of the inner circumferentially concave in the circumferential direction, the bottom surface of the main oil supply passage An oil supply port 12 is formed. However, in the present invention, unlike the conventional general bearings, as shown in FIGS. 2 and 3, a plurality of auxiliary oil supply passages 13 are formed in the main oil supply passage 11 toward both sides of the bearing. .
이와같이 형성된 강판층(10)의 외주면에는 동판층(20)이 형성되고, 그 위에 납층(30)이 0.2~0.3mm정도로 얇게 코팅된 후, 상기 납층(30) 위로 다시 다른 동판층(40)이 형성되어 본 발명이 완성된다.The copper plate layer 20 is formed on the outer circumferential surface of the steel sheet layer 10 formed as described above, and the lead layer 30 is thinly coated on the lead layer 30 to about 0.2 to 0.3 mm, and then another copper plate layer 40 is formed on the lead layer 30 again. Formed to complete the present invention.
일반적으로 납은 동과의 부착성이 좋기 때문에 상기 동판층(20)을 강판층(10) 외주면에 형성한 후 그 위에 납층(30)을 얇게 코팅하게 되는 것이며, 상기 납층(30)은 직접 마모되어 마모분을 발생시키는 부위가 아니므로 이 납층(30)의 형성으로 인한 유해한 납 마모분의 발생은 전혀 일어나지 않는다.In general, since lead has good adhesion with copper, the copper layer 20 is formed on the outer circumferential surface of the steel sheet layer 10, and then the lead layer 30 is thinly coated thereon, and the lead layer 30 is directly worn. Since it is not a site that generates wear powder, the generation of harmful lead wear powder due to the formation of the lead layer 30 does not occur at all.
상기 강판층(10)의 외주면에 순차적으로 형성되는 동판층(20)과 납층(30) 및 다른 동판층(40)은 엔진의 폭발행정에서 발생하는 충격을 완충하는 역할을 하게 된다.The copper plate layer 20, the lead layer 30, and the other copper plate layer 40 sequentially formed on the outer circumferential surface of the steel plate layer 10 serve to cushion the impact generated in the explosion stroke of the engine.
이와 같이 구성된 본 발명은 상기한 바와 같이 한번의 윤활유 주유로 폐차시까지 사용할 수 있는 고성능 윤활유에만 사용되는 전용 엔진 크랭크축 베어링으로, 엔진의 가동시 크랭크축과 커넥팅로드의 연결부위에서 회전운동을 하게 되는데, 오일팬에서 커넥팅로드로 공급된 윤활유가 상기 오일공급구(12)를 통해 공급되면 주오일공급통로(11)를 통해 종방향으로 공급되고 다시 보조오일공급통로(13)를 통해 횡방향으로 공급되게 된다.그러므로, 기존의 종방향 통로 만을 통해 공급되는 방식보다 윤활유를 훨씬 원활하게 공급하게 된다.그리고 강판층(10)에서 발생하는 미량의 미세한 마모분은 베어링의 회전으로 상기 보조오일통로(13)에 조금씩 축적되므로 강의 성질상 부족한 매몰성을 보완할 수 있는 것이다.The present invention configured as described above is a dedicated engine crankshaft bearing used only for high performance lubricating oil that can be used up to the end of the lubricating oil as described above, and when the engine is running, rotational movement is performed at the connection portion of the crankshaft and the connecting rod. When the lubricating oil supplied from the oil pan to the connecting rod is supplied through the oil supply port 12, the lubricant is supplied in the longitudinal direction through the main oil supply passage 11 and again in the transverse direction through the auxiliary oil supply passage 13. Therefore, the lubricating oil is supplied much more smoothly than the conventional longitudinal passage alone. And the trace amount of fine wear generated in the steel sheet layer 10 is rotated by the bearing and the auxiliary oil passage 13 ), It can accumulate little by little, so it can compensate for the lack of investment due to the nature of the steel.
그러므로 본 발명은 유해 마모분으로 인한 환경오염의 우려가 없고, 내마모성 및 내구성이 강해 베어링 및 윤활유의 수명이 연장된다.또한 이러한 본 발명은 엔진 크랭크축 베어링은, 베어링 내측면을 이루던 기존의 납합금메탈 대신 강판을 사용하므로 유해한 납성분의 유출이 없어 환경오염의 염려가 없다.그리고 강판이 내마모성 및 내피로성이 좋으므로 종래의 배빗메탈에 비해 마모분의 발생이 극히 적어 베어링의 수명이 연장되고 윤활유의 수명이 대폭연장된다.Therefore, the present invention has no fear of environmental pollution due to harmful wear, and has a high wear resistance and durability, thereby extending the life of bearings and lubricating oils. Steel plate is used instead of metal, so there is no leakage of harmful lead, so there is no concern about environmental pollution.Because steel plate has good abrasion resistance and fatigue resistance, the wear life is much shorter than conventional Babbitt metal, so the bearing life is extended and lubricating oil The service life of is greatly extended.
이상에서와 같은 본 발명에 따른 엔진 크랭크축 베어링에 의하면, 오일팬에서 커넥팅로드로 공급된 윤활유가 상기 오일공급구(12)를 통해 공급되면 주오일공급통로(11)를 통해 종방향으로 공급되고 다시 보조오일공급통로(13)를 통해 횡방향으로 공급되게 되므로, 기존의 종방향 통로 만을 통해 공급되는 방식보다 윤활유를 훨씬 원활하게 공급하게 되며, 강판층(10)에서 발생하는 미량의 미세한 마모분은 베어링의 회전으로 상기 보조오일통로(13)에 조금씩 축적되므로 강의 성질상 부족한 매몰성을 보완할 수 있으므로, 유해 마모분으로 인한 환경오염의 우려가 없고, 내마모성 및 내구성이 증가되어 베어링 및 윤활유의 수명을 연장시키는 등의 효과가 있다.According to the engine crankshaft bearing according to the present invention as described above, when the lubricating oil supplied from the oil pan to the connecting rod is supplied through the oil supply port 12 and is supplied in the longitudinal direction through the main oil supply passage (11) Since the auxiliary oil is supplied in the transverse direction through the oil supply passage 13 again, the lubricant is supplied much more smoothly than the conventional oil supply through the longitudinal passage, and the fine amount of fine abrasion generated in the steel sheet layer 10 Since silver is accumulated in the auxiliary oil passage 13 by the rotation of the bearing, it is possible to compensate for the investment property, which is insufficient due to the properties of steel, and there is no fear of environmental pollution due to harmful wear, and the wear resistance and durability are increased to increase the wear resistance and durability. It is effective in extending the life.
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