KR100457294B1

KR100457294B1 - Fly wheel

Info

Publication number: KR100457294B1
Application number: KR10-2001-0060392A
Authority: KR
Inventors: 이성재
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2001-09-28
Filing date: 2001-09-28
Publication date: 2004-11-16
Also published as: KR20030027272A

Abstract

본 발명의 목적은 편심을 자동으로 보정되어 편심에 의한 회전 가진력이 제거되므로써 엔진의 진동 소음이 저감되고 베어링계의 내구성이 향상되는 자동차 엔진용 플라이 휠을 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a flywheel for an automobile engine in which the eccentricity is automatically corrected to remove the rotational excitation force due to the eccentricity, thereby reducing vibration noise of the engine and improving durability of the bearing system.

이를 위해 본 발명은 크랭크축의 일단에 관성력 증대를 위해 장착되는 플라이 휠에 있어서,To this end, the present invention is a fly wheel that is mounted to increase the inertia force on one end of the crankshaft,

상기 플라이 휠의 중심축을 기준으로 원을 그리도록 플라이 휠 몸체내에 형성되는 원형 단면의 링형 공간과;A ring-shaped space having a circular cross section formed in the fly wheel body to draw a circle with respect to the center axis of the fly wheel;

상기 링형 공간내에 수용되어 편심량에 반대되는 위치에 위치하게 되는 복수개의 쇠구슬과;A plurality of iron balls received in the ring-shaped space and positioned at positions opposite to the amount of eccentricity;

상기 쇠구슬의 차지하는 링형 공간의 나머지에 충진되는 유체;를 포함하여 구성되어 있다.And a fluid filled in the rest of the ring-shaped space occupying the iron ball.

Description

Fly wheel for automobile engine with automatic eccentricity correction

본 발명은 편심을 자동으로 보정해주는 자동차 엔진용 플라이 휠에 관한 것이다.The present invention relates to a flywheel for an automobile engine that automatically corrects eccentricity.

크랭크축은 팽창행정에서 큰 회전력을 주게되나 기타 행정에서는 전혀 회전력을 얻지 못할 뿐 아니라 반대로 회전을 멈추도록 하는 힘이 작용하므로 각 행정중의 회전속도도 이 상태에 따라 4 실린더 엔진에서는 720°의 주기로, 2사이클 엔진에서는 360°의 주기로 변동하게 된다. 이에따라 실린더수가 적은 엔진에서는 원활한 저속 회전이 곤란하므로 중량의 플라이휠을 크랭크축 끝단에 장착하여 플라이 휠의 관성을 이용하여 회전력의 변동을 적게하고 원활하게 회전하도록 하고 있다.The crankshaft gives a great rotational force in the expansion stroke, but not in other strokes at all, and the force to stop the rotation acts on the contrary, so the rotational speed in each stroke is 720 ° in the four-cylinder engine. In a two-cycle engine, it will vary in a 360 ° period. As a result, it is difficult to smoothly rotate at low speed in an engine with a small number of cylinders, so that a flywheel of weight is mounted at the end of the crankshaft so that the rotational force fluctuates smoothly using the flywheel inertia.

한편, 크랭크축은 진동이 없이 원활하게 회전하는 것이 필요하나 크랭크 저널의 중심과 크랭크핀의 중심은 서로 편심되어 있으므로 그대로 회전시키면 밸런스를 유지할 수 없어 심한 진동이 발생하게 된다.On the other hand, the crankshaft needs to rotate smoothly without vibration, but the center of the crank journal and the center of the crankpin are eccentric with each other, so if the shaft is rotated as it is, the vibration cannot be maintained and severe vibration occurs.

이 때문에 크랭크핀의 반대쪽의 크랭크 암에 밸런싱 웨이트를 설치하여 편심량을 상쇄시켜 회전중의 밸런스를 유지토록 하므로써 진동,소음의 발생을 최소화 하고 있다.For this reason, a balancing weight is provided on the crank arm opposite the crank pin to offset the eccentricity to maintain the balance during rotation, thereby minimizing the generation of vibration and noise.

현재 엔진의 소음 및 진동은 저속운전에서는 연소 폭발에 의한 영향이 지배적이나 고속으로 갈수록 연소 폭발에 의한 소음. 진동의 영향이 감소하는 반면 회전 및 왕복 운동하는 운동계, 즉 플라이휠, 크랭크축등에 의해 발생하게 되는 소음 및 진동이 지배적인 영향을 끼친다.Currently, the noise and vibration of the engine are dominant due to the combustion explosion at low speed operation, but the noise due to the combustion explosion at higher speeds. While the influence of vibration is reduced, the noise and vibration generated by the rotating and reciprocating kinematics, ie, flywheels, crankshafts, etc., dominate.

그러므로 고속 운전 영역에서의 회전체(크랭크축, 플라이 휠, 댐퍼풀리)의 회전축에 대한 편심량에 따라 엔진의 소음 진동이 크레 영향 받게 되며, 그중 가장큰 무게를 가진 플라이 휠의 편심량 저감이 엔진의 고속 운전 영역에서의 소음 및 진동 감쇄에 가장 중요한 영향을 미치는 것으로 나타나 있다.Therefore, the noise vibration of the engine is affected by the eccentricity of the rotating body (crankshaft, flywheel, damper pulley) in the high speed driving range, and the reduction of the eccentricity of the flywheel having the largest weight is the high speed of the engine. It has been shown to have the most significant effect on noise and vibration attenuation in the operating area.

그러나 현재 플라이 휠의 편심량 저감은 편심량 조정 장비에 의해 좌우되고 있는 반면, 이들 기계 장치의 신뢰성을 향상 믿을 수 있는 것은 아니고, 또 대량 생산으로 인한 원가 절감 차원에서 편심량이 영에 가깝게 만들기에는 한계가 있을 수 밖에 없다.However, while the eccentricity reduction of flywheels is currently dependent on the eccentricity adjustment equipment, it is not reliable to improve the reliability of these mechanisms, and there is a limit to making the eccentricity close to zero in order to reduce the cost of mass production. There is no choice but to.

이러한 제약에 따라 발생된 플라이 휠의 편심량은 크랭크축의 편심량과 더불어 고속 회전시에 축 지지부에 진동 및 소음을 유발하는 원인이 되고 있는 것이다.The amount of eccentricity of the flywheel generated according to this restriction causes the vibration and noise to the shaft support part at high speed along with the amount of eccentricity of the crankshaft.

즉, 일정 속도로 회전하는 회전체의 무게 중심이 기하학적 회전축에 대하여 편심을 가지게 되면, 회전축에 사인파(sine)형상의 힘이 작용하게 되므로써 회전체의 베어링 손상과 더불어 심한 진동 소음 발생의 원인이 되는 것이다.That is, if the center of gravity of the rotating body rotating at a constant speed has an eccentricity with respect to the geometric axis of rotation, the sinusoidal force acts on the rotating shaft, which causes damage to the bearing of the rotating body and causes severe vibration noise. will be.

이에 본 발명은 상기한 점을 감안하여 제안된 것으로서 그의 목적으로 하는 바는 편심을 자동으로 보정되어 편심에 의한 회전 가진력이 제거되므로써 엔진의 진동 소음이 저감되고 베어링계의 내구성이 향상되는 자동차 엔진용 플라이 휠을 제공하는 데 있다.Accordingly, the present invention has been proposed in view of the above-mentioned point, and its object is to automatically correct the eccentricity, thereby eliminating rotational excitation due to the eccentricity, thereby reducing vibration noise of the engine and improving durability of the bearing system. To provide a flywheel.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 크랭크축의 일단에 관성력 증대를 위해 장착되는 플라이 휠에 있어서,In order to achieve the above object, the present invention provides a flywheel mounted on one end of the crankshaft to increase the inertia force,

도 1은 본 발명에 의한 편심량 자동 보정 기능을 갖는 자동차 엔진용 플라이 휠을 나타내는 도면BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a view showing a flywheel for an automobile engine having an eccentricity automatic correction function according to the present invention.

도 2는 본 발명에 의한 플라이 휠의 진동 해석을 위한 도면2 is a view for vibration analysis of the flywheel according to the present invention

도 3은 동상 플라이 휠의 회전 거동을 나타낸 시뮬레이션 그래프3 is a simulation graph showing the rotational behavior of the in-phase fly wheel

도 4는 종래 구조의 플라이 휠의 회전 거동을 나타낸 그래프4 is a graph showing the rotational behavior of a flywheel of the conventional structure

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명※ Explanation of codes for main parts of drawing

1 : 플라이 휠 2 : 중심점1: flywheel 2: center point

3 : 링형공간 4 : 나사식 원구멍3: ring-shaped space 4: threaded circular hole

5 : 쇠구슬 6 : 나사식 마개5: iron bead 6: screw cap

7 : 내측링형공간 8 : 나사식 내측원구멍7 inner ring type space 8 threaded inner circle hole

9 : 쇠구슬 10,11 : 유체9: iron ball 10,11 fluid

12 : 나사식 마개12: screw cap

이하 본 발명의 구성을 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, the configuration of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 의한 자동차 엔진용 플라이 휠을 나타내는 도면이며, 도 2는 본 발명에 의한 플라이 휠의 진동 해석을 위한 도면이고, 도 3은 본 발명에 의한 자동 편심 보정 기능을 갖는 플라이 휠의 회전 거동을 나타낸 시뮬레이션 그래프이다.1 is a view showing a flywheel for an automobile engine according to the present invention, Figure 2 is a view for vibration analysis of the flywheel according to the present invention, Figure 3 is a flywheel having an automatic eccentricity correction function according to the present invention Simulation graph showing rotational behavior.

본 발명의 자동차 엔진용 플라이 휠(1)의 몸체 내에는 중심점(0)을 기준으로 원을 그리는 링형상의 공간(3)이 형성되며, 이 공간(3)은 암나사가 형성된 원구멍(4)을 통해 외부와 연통한다.In the body of the flywheel (1) for the automobile engine of the present invention, a ring-shaped space (3) is formed in a circle around the center point (0), and the space (3) is a circular hole (4) having a female screw. Communicate with the outside through

이 공간(3)은 원형 단면으로서 상기 원구멍(4)을 통해 복수개의 쇠구슬(5)이 삽입되며, 동시에 그 원구멍(4)을 통해 유체(10)가 삽입되어진후 원구멍(4)을 나사식 마개(6)로 나사 체결하여 밀봉 처리되어 있다.The space 3 has a circular cross section and a plurality of iron balls 5 are inserted through the circular hole 4, and at the same time, the fluid 10 is inserted through the circular hole 4, and then the circular hole 4 is opened. Is screwed with a screw cap 6 and sealed.

그리고 상기 링형 공간(3)과 동심으로 그의 안쪽에는 그보다 작은 직경의 내측공간(7)이 형성되어 나사식의 내측 원구멍(8)을 통해 상기 쇠구슬(5)보다 작은 경량의 쇠구슬(9)들이 삽입되고 또 나머지 공간(7)에는 유체(11)가 채워진후 나사식 마개(12)로 원구멍(8)을 밀봉 처리하고 있다.Inner concentric with the ring-shaped space (3) is formed inside the inner space (7) of smaller diameter than that through the threaded inner hole (8) lighter than the iron ball (5) ) Is inserted and the remaining space 7 is filled with the fluid 11, and the circular hole 8 is sealed with a screw cap 12.

이와같은 본 발명은 플라이 휠(1)이 회전시에 링형공간(3)(7)내에 일부를 차치자도록 삽입된 쇠구슬(5)(9)들이 편심량에 반대되는 위치에 쇠구슬(5)(9)이 위치하게 됨에 따라 플라이 휠(1)의 편심을 자동으로 보정해 주는 기능을 가지게 되어 소음 및 진동 유발을 감소시켜 주게 되는 것이다.The present invention is such that the steel ball 5 (9) inserted into the ring wheel (3) (7) when the fly wheel (1) is rotated in order to offset a part of the eccentric amount of the steel ball (5) ( As 9) is positioned to have a function to automatically correct the eccentricity of the flywheel (1) to reduce the noise and vibration.

여기서 외측링형공간(3)은 큰 편심량을 보정하고, 내측링형공간(7)은 작은 편심량 보정을 위한 것이다.Here, the outer ring-shaped space 3 corrects a large amount of eccentricity, and the inner ring-shaped space 7 is for correcting a small amount of eccentricity.

본 발명에서 종래 편심량 보정 장치의 한계를 극복하기 위해 사용된 유체와 쇠구슬을 이용한 편심량 자동 보정의 원리를 도 2를 참조하여 운동 방정식으로 표현하면 다음과 같다.In the present invention, the principle of automatic correction of the eccentricity using the fluid and the metal ball used to overcome the limitations of the conventional eccentricity correction device is expressed by the equation of motion as follows.

위의 운동 방정식으로부터 회전계가 완벽한 균형 상태에선 불균형 질량의 원심력과 쇠구슬(5)(9)에 의한 원심력의 합력 벡터 사이의 위상각이 180°가 되어야 함을 알 수 있으며, 이러한 조건은 회전계의 고유진동수 Wn이 회전체의 회전속도 W 보다 작을 때 이루어짐을 알 수 있다.From the equation above, it can be seen that the phase angle between the centrifugal force of the unbalanced mass and the force vector of the centrifugal force by the steel ball (5) (9) should be 180 ° when the rotation system is in perfect balance. It can be seen that the natural frequency Wn is made smaller than the rotational speed W of the rotor.

따라서 위와같은 구조를 갖춘 자동차용 엔진의 플라이 휠 역시 회전계의 고유진동수 Wn 보다 빠르게 운전되는 고속 운전 영역에서는 편심량에 반대되는 위치에 쇠구슬이 위치하게 되므로써 편심량을 자동으로 보정해 주게 되는 것이다.Therefore, the flywheel of an automobile engine having the structure as described above automatically corrects the amount of eccentricity by placing a steel ball in a position opposite to the amount of eccentricity in a high-speed driving region that operates faster than the natural frequency Wn of the rotation system.

이를 ADAMS 상용 소프트웨어에 의해 시뮬레이션한 결과를 도 3의 그래프에 나타내었는바, 이는 도 4의 일반 구조의 플라이 휠의 회전 거동을 나타낸 그래프와비교하였을 때 변위량(진폭)이 크게 감소되었음을 알 수 있다.The simulation result of the ADAMS commercial software is shown in the graph of FIG. 3, which shows that the displacement amount (amplitude) is greatly reduced when compared with the graph showing the rotational behavior of the flywheel of the general structure of FIG. 4.

이상과 같은 본 발명은 플라이 휠 몸체내에 원형의 빈 공간을 형성하고 공간의 일부에는 복수개의 쇠구슬이 수용되고, 나머지 공간내에는 유체를 채워 밀봉하는 것에 의해서 엔진의 고속 운전시 플라이 휠의 편심량에 반대되는 위치에 쇠구슬이 모이게 되므로써 플라이 휠의 편심을 자동으로 보정해주게 되어 회전 구동계의 기계적 충격에 의한 소음 및 진동을 크게 저감하고 지지 베어링의 내구성을 향상하게 되는 효과가 있다.As described above, the present invention forms a circular hollow space in the flywheel body, and a plurality of iron balls are accommodated in part of the space, and the remaining space is filled with fluid to seal the eccentricity of the flywheel during high speed operation of the engine. By gathering the metal ball in the opposite position, the eccentricity of the flywheel is automatically corrected, thereby greatly reducing the noise and vibration caused by the mechanical shock of the rotational drive system and improving the durability of the support bearing.

Claims

A ring-shaped space having a circular cross section is formed in the flywheel body so as to draw a circle with respect to the center axis of the fly wheel, and a plurality of iron balls are formed in the ring-shaped space and positioned at positions opposite to the amount of eccentricity. The fluid is filled in the rest of the ring space occupying

In the structure of the flywheel is inserted through the threaded circular hole formed to communicate with the outside in the middle of the ring-shaped space, and fastened and sealed by the threaded circular hole screw stopper,

Another inner ring-shaped space 7 is formed concentrically on the inside of the ring-shaped space 3, and the inner ring-shaped space 7 is also sealed after a plurality of iron balls 9 and the fluid 11 are sealed. A flywheel for an automobile engine having an eccentric amount automatic correction function, characterized in that the.

The method of claim 1,

The inner ring-shaped space (7) is a flywheel for an automotive engine with an eccentric amount automatic correction function, characterized in that the size smaller than the outer ring-shaped space (3).

delete