KR101444952B1 - Manufacture method for Cylinder block assembly - Google Patents

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Abstract

본 발명은 실린더블록 조립체 제조방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 주철제로 미리 제작된 상부 베어링 캡 인서트가 알루미늄 실린더블록 금형 내에 삽입된 상태에서 알루미늄 실린더블록을 주조하여 알루미늄 실린더블록에 주철제의 상부 베어링 캡 인서트가 일체로 접합된 실린더블록 조립체 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a cylinder block assembly, and more particularly, to a method of manufacturing a cylinder block assembly by casting an aluminum cylinder block in a state where an upper bearing cap insert prepared in advance by cast iron is inserted into the aluminum cylinder block mold, To a method of manufacturing a cylinder block assembly in which an insert is integrally joined.

본 발명에 의한 실린더블록 조립체 제조방법을 이용하면, 알루미늄 실린더블록의 파손을 방지할 수 있으며, 엔진의 내구성이 향상되고, 고압분사, 고폭발압 가능으로 고출력화가 가능한 장점이 있다.The use of the method of manufacturing a cylinder block assembly according to the present invention can prevent breakage of the aluminum cylinder block, improve the durability of the engine, and enable high-pressure injection and high explosion pressure, thereby achieving high output.

실린더블록, 베어링 캡, 알루미늄 Cylinder block, bearing cap, aluminum

Description

실린더블록 조립체 제조방법{Manufacture method for Cylinder block assembly}[0001] The present invention relates to a cylinder block assembly manufacturing method,

본 발명은 실린더블록 조립체 제조방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 주철제로 미리 제작된 상부 베어링 캡 인서트가 알루미늄 실린더블록 금형 내에 삽입된 상태에서 알루미늄 실린더블록을 주조하여 알루미늄 실린더블록에 주철제의 상부 베어링 캡 인서트가 일체로 접합된 실린더블록 조립체 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a cylinder block assembly, and more particularly, to a method of manufacturing a cylinder block assembly by casting an aluminum cylinder block in a state where an upper bearing cap insert prepared in advance by cast iron is inserted into the aluminum cylinder block mold, To a cylinder block assembly in which an insert is integrally joined and a manufacturing method thereof.

최근 연속 양산성 및 원가절감과 경량으로 인하여 차량 연비 향상에도 좋은 알루미늄엔진, 즉 실린더블록을 알루미늄으로 제작하여 많이 사용되고 있다. 이러한 알루미늄 실린더블록 제작 시 베어링 캡은 주철제로 제작하는데 이는 베어링 캡까지 알루미늄으로 할 경우 열팽창이 커서 베어링 타음이 발생한다. Recently, aluminum engine, which is good for improving fuel efficiency of vehicle due to continuous mass production, cost reduction and light weight, has been widely used because it is made of aluminum. When manufacturing such aluminum cylinder block, the bearing cap is made of cast iron. When aluminum is used up to the bearing cap, bearing torsion occurs because the thermal expansion is large.

또한, 알루미늄 실린더 블록과 알루미늄 베어링 캡 구조의 엔진은 구조적으로 취약하여 고압, 고연소, 고출력 엔진 제작이 불가능한 경우가 대부분이다.In addition, the engine of the aluminum cylinder block and the aluminum bearing cap structure is structurally weak, so that it is impossible to manufacture a high-pressure, high-combustion, high-output engine.

이하 첨부된 도면을 참조하여 알루미늄 실린더블록과 주철제 베어링 캡이 체결되는 경우를 설명한다.Hereinafter, the case where the aluminum cylinder block and the cast iron bearing cap are fastened will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 종래 기술에 따라 실린더블록에 베어링 캡이 체결되어 있는 상태의 정면도이다.1 is a front view showing a state in which a bearing cap is fastened to a cylinder block according to a related art.

알루미늄제로 제작된 실린더블록(100)에는 크랭크 저널부를 지지하는 주철제로 제작된 베어링 캡(110)이 베어링 캡 볼트(120)에 의해 체결된다. 한편, 엔진의 구동시 피스톤의 왕복운동에 의해 크랭크 저널부를 지지하는 베어링 캡(110)은 하방향으로 강한 하중을 받게 되는데, 이러한 하중은 베어링 캡(110)뿐만 아니라 베어링 캡 볼트(120)에 인가되어 실린더블록(100)에 까지 전달된다. In the cylinder block 100 made of aluminum, a bearing cap 110 made of cast iron supporting the crank journal is fastened by the bearing cap bolt 120. On the other hand, the bearing cap 110 supporting the crank journal portion due to the reciprocating movement of the piston when the engine is driven receives a strong load in the downward direction. This load is applied to the bearing cap 110 as well as to the bearing cap bolt 120 And is transferred to the cylinder block 100.

그러나, 이와 같은 경우, 크랭크 저널부의 상부 외주면과 접촉되며 베어링 캡(110)이 체결되는 실린더블록(100)의 저면부가 주철제에 비해 연성이 좋고 인성강도가 낮은 알루미늄으로 형성되어 있기 때문에, 알루미늄 실린더블록(100)과 베어링 캡 볼트(120)의 결합강성이 주철제로 제작된 실린더블록의 결합강성에 비해 상대적으로 낮다.However, in this case, since the bottom surface of the cylinder block 100, which is in contact with the upper outer circumferential surface of the crank journal portion and to which the bearing cap 110 is fastened, is formed of aluminum having lower ductility and lower ductility than cast iron, The combined rigidity of the cylinder block 100 and the bearing cap bolt 120 is relatively low compared with the combined rigidity of the cylinder block made of cast iron.

따라서, 피스톤 왕복운동으로 발생한 하중으로 인해 베어링 캡 볼트(120)의 체결력이 낮아짐은 물론 실린더블록(100)의 취약부분이 파손되거나 크랙이 발생되는 문제점이 있다. Therefore, there is a problem that the force generated by the reciprocating movement of the piston lowers the fastening force of the bearing cap bolt 120, and also breaks or cracks the fragile portion of the cylinder block 100.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 상부 베어링 캡 인서트를 실린더블록과 일체로 성형하여 하부 베어링 캡과 실린더블록의 결합강성을 증대시키도록 구성된 실린더블록 조립체 제조방법을 제공하는데 목적이 있다SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a cylinder block assembly in which an upper bearing cap insert is integrally formed with a cylinder block to increase a coupling rigidity between a lower bearing cap and a cylinder block There is

크랭크 저널부의 상부 외주면과 접촉되도록 형성되며, 주철제로 주조되는 상부 베어링 캡 인서트;An upper bearing cap insert formed to be in contact with an upper outer peripheral surface of the crank journal portion and cast with a cast iron;

알루미늄제로 주조되며, 상기 상부 베어링 캡 인서트와 일체로 성형되는 알루미늄 실린더블록을 포함하여 구성된다.And an aluminum cylinder block cast integrally with the upper bearing cap insert.

베어링 캡 볼트에 의해 상기 상부 베어링 캡 인서트에 체결되어 상기 크랭크 저널부의 하부 외주면을 지지하는 하부 베어링 캡을 포함한다.And a lower bearing cap coupled to the upper bearing cap insert by a bearing cap bolt to support a lower outer circumferential surface of the crank journal portion.

크랭크 저널부의 상부 외주면과 접촉되도록 형성되는 상부 베어링 캡 인서트를 제작하는 단계;Fabricating an upper bearing cap insert formed to contact an upper outer circumferential surface of the crank journal portion;

제작된 상기 상부 베어링 캡 인서트를 알루미늄 실린더블록 금형 내에 삽입시키는 단계;Inserting the manufactured upper bearing cap insert into an aluminum cylinder block mold;

상기 상부 베어링 캡 인서트가 삽입된 알루미늄 실린더블록 금형에 용해된 알루미늄을 주입하여 알루미늄 실린더블록을 주조하는 단계; 및Casting the aluminum cylinder block by injecting aluminum dissolved in the aluminum cylinder block mold into which the upper bearing cap insert is inserted; And

상기 상부 베어링 캡 인서트와 하부 베어링 캡을 베어링 캡 볼트로 체결하는 단계를 포함한다.And fastening the upper bearing cap insert and the lower bearing cap to the bearing cap bolts.

상기 상부 베어링 캡 인서트를 상기 금형 내에 삽입하기 전, 상기 알루미늄 실린더블록과 접합되는 부분에 용사코팅 처리하는 단계를 포함한다.And spray coating a portion of the upper bearing cap insert to be joined to the aluminum cylinder block before inserting the upper bearing cap insert into the metal mold.

상기 하부 베어링 캡이 상기 상부 베어링 캡 인서트와 체결된 후, 상기 크랭크 저널이 위치하는 중공부를 공가공하는 단계를 포함한다.And machining a hollow portion where the crank journal is located after the lower bearing cap is fastened to the upper bearing cap insert.

본 발명에 의한 실린더블록 조립체 제조방법을 이용하면, 알루미늄 실린더블록의 파손을 방지할 수 있으며, 엔진의 내구성이 향상되고, 고압분사, 고폭발압 가능으로 고출력화가 가능한 장점이 있다.The use of the method of manufacturing a cylinder block assembly according to the present invention can prevent breakage of the aluminum cylinder block, improve the durability of the engine, and enable high-pressure injection and high explosion pressure, thereby achieving high output.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 알루미늄 실린더블록의 베어링 캡 체결 조립체 및 체결방법의 실시예를 상세히 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a bearing cap fastening assembly and a fastening method of an aluminum cylinder block according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 의한 실린더블록 조립체 사시도이고, 도 3은 본 발명에 의 한 실린더블록 조립체에 포함되는 상부 베어링 캡 인서트의 사시도이며, 도 4는 본 발명에 의한 실린더블록 조립체의 부분 정면도이고, 도 5는 본 발명에 의한 실린더블록 조립체의 단면도이다.FIG. 2 is a perspective view of a cylinder block assembly according to the present invention, FIG. 3 is a perspective view of an upper bearing cap insert included in a cylinder block assembly according to the present invention, FIG. 4 is a partial front view of a cylinder block assembly according to the present invention, 5 is a cross-sectional view of a cylinder block assembly according to the present invention.

본 발명에 의한 실린더블록 조립체는 미리 제작된 주철제의 상부 베어링 캡 인서트(220)가 알루미늄 실린더블록(200)이 주조될 때 금형 내에 삽입된 상태로 주조되어, 상부 베어링 캡 인서트(220)가 알루미늄 실린더블록(200)과 일체로 성형된다.The cylinder block assembly according to the present invention is manufactured such that the upper bearing cap insert 220 of the cast iron made in advance is cast into the mold when the aluminum cylinder block 200 is cast so that the upper bearing cap insert 220 is inserted into the aluminum cylinder 200. [ Is formed integrally with the block (200).

상부 베어링 캡 인서트(220)는 크랭크 저널부의 상부 외주면과 접촉되도록 형성되며, 베어링 캡 볼트(230)가 체결될 수 있도록 탭(221)이 형성되어 있다. 상부 베어링 캡 인서트(220)는 주철제로 형성되되, 실린더블록(200)의 라이너와 동일한 재질로 형성하는 것이 바람직하다. The upper bearing cap insert 220 is formed to be in contact with the upper outer peripheral surface of the crank journal portion, and a tab 221 is formed so that the bearing cap bolt 230 can be fastened. The upper bearing cap insert 220 is formed of a cast iron material and is preferably made of the same material as the liner of the cylinder block 200.

알루미늄 실린더블록(200)은 다이캐스팅 금형 내에 상부 베어링 캡 인서트 (220)가 삽입된 상태에서 실린더블록(200)을 주조함으로써 상부 베어링 캡 인서트(220)가 알루미늄 실린더블록(200)과 일체형으로 성형된다. 여기서 알루미늄 실린더블록(200)은 중력주조 또는 다이캐스팅으로 주조될 수 있다.The aluminum cylinder block 200 is formed by integrally molding the upper bearing cap insert 220 with the aluminum cylinder block 200 by casting the cylinder block 200 with the upper bearing cap insert 220 inserted into the die casting mold. Wherein the aluminum cylinder block 200 can be cast by gravity casting or die casting.

또한, 상부 베어링 캡 인서트(220)가 알루미늄 실린더블록(200) 금형 내에 삽입되기 전, 알루미늄 실린더블록(200)에 접합되는 상부 베어링 캡 인서트(220)의 외주면에는 용사코팅을 한다. 용사코팅은 비결정성물질인 비평형상태가 가능하여 주철제와 알루미늄재 사이의 원활한 확산접합에 의해 알루미늄 실린더블록(200)과 상부 베어링 캡 인서트(220)의 결합강성을 증대시킬 수 있다. In addition, spray coating is applied to the outer peripheral surface of the upper bearing cap insert 220 bonded to the aluminum cylinder block 200 before the upper bearing cap insert 220 is inserted into the aluminum cylinder block 200 mold. The thermal spray coating can be in an unbalanced state, which is an amorphous state, so that the combined rigidity of the aluminum cylinder block 200 and the upper bearing cap insert 220 can be increased by smooth diffusion bonding between the cast iron and the aluminum material.

도 5의 A는 용사코팅 처리된 상부 베어링 캡 인서트와 알루미늄 실린더블록의 결합부위의 단면을 확대한 사진이다. 이와 같이, 상부 베어링 캡 인서트(220)의 접합부위에 용사코팅 처리를 해줌으로써 알루미늄 실린더블록(200)과 상부 베어링 캡 인서트(220) 사이에 용사층(250)이 형성된다. FIG. 5A is an enlarged photograph of a cross section of a joint between the upper bearing cap insert and the aluminum cylinder block subjected to spray coating. In this way, a sprayed layer 250 is formed between the aluminum cylinder block 200 and the upper bearing cap insert 220 by spraying a coating on the joint of the upper bearing cap insert 220.

본 발명에 의한 하부 베어링 캡(210)은 베어링 캡 볼트(230)에 의해 상부 베어링 캡 인서트(220)에 체결되며, 하부 베어링 캡(210)의 양측에는 사이드 볼트 체결용 보스(215)를 더 형성한다. 알루미늄 실린더블록(200)과 하부 베어링 캡(210)을 사이드 볼트(240)로 한 번 더 체결함으로써 하부 베어링 캡(210)이 알루미늄 실린더블록(200)에 안정적으로 고정될 수 있다.The lower bearing cap 210 according to the present invention is fastened to the upper bearing cap insert 220 by the bearing cap bolt 230 and the side bolt fastening bosses 215 are further formed on both sides of the lower bearing cap 210 do. The lower bearing cap 210 can be stably fixed to the aluminum cylinder block 200 by fastening the aluminum cylinder block 200 and the lower bearing cap 210 to the side bolts 240 once more.

여기서 하부 베어링 캡(210)과 상부 베어링 캡 인서트(220)가 체결되면, 크랭크 저널이 삽입되는 중공부(260)가 형성되며, 하부 베어링 캡(210)과 상부 베어링 캡 인서트(220)가 베어링 캡 볼트(230)에 의해 체결된 후, 크랭크 저널부가 삽입되는 중공부(260)에 크랭크 저널부가 정밀하게 삽입될 수 있도록 공가공을 수행한다.When the lower bearing cap 210 and the upper bearing cap insert 220 are coupled to each other, a hollow portion 260 into which the crank journal is inserted is formed, and the lower bearing cap 210 and the upper bearing cap insert 220 are inserted into the bearing cap 210. [ After the bolts 230 are fastened, the crank journal portion is precisely inserted into the hollow portion 260 into which the crank journal portion is inserted.

본 발명에 의한 실린더블록 조립체는 하부 베어링 캡이 엔진의 구동에 의해 베어링 캡 볼트의 축방향 아래쪽으로 하중을 받더라도 하부 베어링 캡(210)뿐만 아니라 상부 베어링 캡 인서트(220)가 모두 주철제로 제작됨으로써, 베어링 캡 볼트(230)의 체결이 느슨해지지 않아 하부 베어링 캡과 상부 베어링 캡 인서트의 결합을 유지시킬 수 있다. The lower bearing cap 210 and the upper bearing cap insert 220 are all made of cast iron even if the lower bearing cap receives a load in the axial direction of the bearing cap bolt by driving the engine, The engagement of the bearing cap bolt 230 is not loosened so that the engagement of the lower bearing cap and the upper bearing cap insert can be maintained.

또한, 상부 베어링 캡 인서트(220)가 알루미늄 실린더블록(200)과 일체형으 로 성형됨으로써 상부 베어링 캡 인서트(220)와 알루미늄 실린더블록(200)의 결합강성이 높아 상부 베어링 캡 인서트(220)와 알루미늄 실린더블록(200)이 분리되지 않으며, 알루미늄 실린더블록의(200)의 특정 취약부가 파손되거나 크랙이 발생하는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다. The upper bearing cap insert 220 is formed integrally with the aluminum cylinder block 200 so that the upper bearing cap insert 220 and the aluminum cylinder block 200 have a high combined rigidity, There is an advantage that the cylinder block 200 is not separated and the specific weak portion of the aluminum cylinder block 200 is prevented from being damaged or cracked.

이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the scope of the present invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It will also be appreciated that many modifications and variations will be apparent to those skilled in the art without departing from the scope of the present invention.

도 1은 종래 기술에 따른 실린더블록과 베어링 캡이 결합된 정면도이다.1 is a front view of a cylinder block and a bearing cap according to the related art.

도 2는 본 발명에 의한 실린더블록 조립체 사시도이다.2 is a perspective view of a cylinder block assembly according to the present invention.

도 3은 본 발명에 의한 실린더블록 조립체에 포함되는 상부 베어링 캡 인서트의 사시도이다.3 is a perspective view of an upper bearing cap insert included in a cylinder block assembly according to the present invention.

도 4는 본 발명에 의한 실린더블록 조립체의 부분 정면도이다,4 is a partial front view of a cylinder block assembly according to the present invention,

도 5는 본 발명에 의한 실린더블록 조립체의 단면도이다.5 is a cross-sectional view of a cylinder block assembly according to the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>Description of the Related Art

200 : 알루미늄 실린더블록 210 : 하부 베어링 캡200: Aluminum cylinder block 210: Lower bearing cap

220 : 상부 베어링 캡 인서트 230 : 베어링 캡 볼트220: Upper bearing cap insert 230: Bearing cap bolt

Claims (5)

크랭크 저널부의 상부 외주면과 접촉되도록 형성되는 상부 베어링 캡 인서트를 제작하는 단계;Fabricating an upper bearing cap insert formed to contact an upper outer circumferential surface of the crank journal portion; 제작된 상기 상부 베어링 캡 인서트를 알루미늄 실린더블록 금형 내에 삽입시키는 단계;Inserting the manufactured upper bearing cap insert into an aluminum cylinder block mold; 상기 상부 베어링 캡 인서트가 삽입된 알루미늄 실린더블록 금형에 용해된 알루미늄을 주입하여 알루미늄 실린더블록을 주조하는 단계; 및Casting the aluminum cylinder block by injecting aluminum dissolved in the aluminum cylinder block mold into which the upper bearing cap insert is inserted; And 상기 상부 베어링 캡 인서트와 하부 베어링 캡을 베어링 캡 볼트로 체결하는 단계;를 포함하고,Tightening the upper bearing cap insert and the lower bearing cap with a bearing cap bolt, 상기 상부 베어링 캡 인서트를 상기 금형 내에 삽입하기 전, 상기 알루미늄 실린더블록과 접합되는 부분에 용사코팅 처리하는 단계를 포함하며,Spray coating a portion of the upper bearing cap insert to be joined to the aluminum cylinder block before inserting the upper bearing cap insert into the mold, 상기 하부 베어링 캡이 상기 상부 베어링 캡 인서트와 체결된 후, 상기 크랭크 저널이 위치하는 중공부를 공가공하는 단계를 포함하고,Machining a hollow portion in which the crank journal is located after the lower bearing cap is fastened to the upper bearing cap insert, 상기 상부 베어링 캡 인서트에는 상기 베어링 캡 볼트가 결합되는 탭이 구비되며,Wherein the upper bearing cap insert is provided with a tab to which the bearing cap bolt is coupled, 상기 하부 베어링 캡에는 실린더블록과의 결합을 위해 사이드 볼트 체결용 보스가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 실린더블록 조립체 제조방법.Wherein the lower bearing cap further comprises a side bolt fastening boss for engagement with the cylinder block. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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