KR19990020876U - Lightening structure of connecting rod of engine - Google Patents
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Abstract
본 고안은 내연기관의 피스톤과 크랭크 축을 연결하여 피스톤의 왕복 운동을 크랭크 축의 회전운동으로 바꾸어 주도록 매개역할을 하는 커넥팅 로드에 관한 것으로, 특히 커넥팅 로드에서 엔진의 폭팔 압력이 집중되는 스몰 엔드 하단부와, 크랭크 샤프트의 상승압력이 집중되는 빅 엔드 상단부를 제외한 나머지 부분의 스몰엔드 및 빅 엔드 부분 두께를 상대적으로 작게 제작하여 커넥팅 로드의 중량을 감소 시키고 왕복운동 질량을 줄임으로써, 엔진의 소음을 개선하고 효율을 향상 시키도록 한 것을 특징으로 하는 엔진의 커넥팅 로드 경량화 구조에 관한 것이다.The present invention relates to a connecting rod which connects the piston and the crank shaft of the internal combustion engine to convert the reciprocating motion of the piston into the rotational movement of the crank shaft, and in particular, a small end lower part where the explosion pressure of the engine is concentrated in the connecting rod, By reducing the weight of connecting rod and reducing the reciprocating mass by making the thickness of small and big end parts relatively small except the big end upper part where the rising pressure of crankshaft is concentrated, the engine noise and efficiency are improved. It relates to a lightening structure of the connecting rod of the engine, characterized in that to improve the.
Description
본 고안은 내연기관의 피스톤과 크랭크 축을 연결하여 피스톤의 왕복 운동을 크랭크 축의 회전운동으로 바꾸어 주도록 매개역할을 하는 커넥팅 로드에 관한 것으로, 특히 커넥팅 로드에서 엔진의 폭팔 압력이 집중되는 스몰 엔드 하단부와, 크랭크 샤프트의 상승압력이 집중되는 빅 엔드 상단부를 제외한 나머지 부분의 스몰엔드 및 빅 엔드 부분 두께를 상대적으로 작게 제작하여 커넥팅 로드의 중량을 감소 시키고 왕복운동 질량을 줄임으로써, 엔진의 소음을 개선하고 효율을 향상 시키도록 한 것을 특징으로 하는 엔진의 커넥팅 로드 경량화 구조에 관한 것이다.The present invention relates to a connecting rod which connects the piston and the crank shaft of the internal combustion engine to convert the reciprocating motion of the piston into the rotational movement of the crank shaft, and in particular, a small end lower part where the explosion pressure of the engine is concentrated in the connecting rod, By reducing the weight of connecting rod and reducing the reciprocating mass by making the thickness of small and big end parts relatively small except the big end upper part where the rising pressure of crankshaft is concentrated, the engine noise and efficiency are improved. It relates to a lightening structure of the connecting rod of the engine, characterized in that to improve the.
커넥팅 로드는 앞서 설명한 바와 같이 피스톤과 크랭크 축을 연결하기 위한 것으로, 이 커넥팅 로드는 피스톤 핀과 연결되는 소단부(스몰 엔드 부분)와 크랭크 축과 연결되는 대단부(빅 엔드 부분)로 이루어지고, 상기 커넥팅 로드 대단부의 조립면을 통해 크랭크 축을 고정하는 캡이 볼트로 고정되어 구성된다.The connecting rod is for connecting the piston and the crankshaft as described above, and the connecting rod has a small end (small end portion) connected with the piston pin and a large end (big end portion) connected with the crank shaft. The cap that secures the crankshaft through the assembly surface of the connecting rod end is constructed by bolting.
한편 상기 크랭크 축과 커넥팅 로드를 조립하기 위해서는 먼저 커넥팅 로드와 캡을 각각 가공한 다음, 이들 커넥팅 로드와 캡을 볼트로 체결한 상태에서 저어널을 가공하여 진원을 맞춘 다음 이를 다시 분리하고 베어링과 함께 크랭크 축을 개재하여 볼트로 캡을 커넥팅 로드에 체결함으로서 크랭크 축과 커넥팅 로드가 서로 연결되게 되는 것이다.Meanwhile, in order to assemble the crankshaft and connecting rod, first process the connecting rod and the cap, and then process the journal by tightening the connecting rod and the cap with bolts, then adjust the circle, and then remove it again and with the bearing. The crank shaft and the connecting rod are connected to each other by fastening the cap to the connecting rod with a bolt through the crank shaft.
상기와 같이 커넥팅 로드와 캡의 저어널 가공을 한 다음 이를 다시 분리하여 크랭크 축을 조립해야 되기 때문에 크랭크 축에 조립될 때 커넥팅 로드와 캡의 진원도를 정확히 유지하기 위해 정밀가공한 볼트를 사용하여 커넥팅 로드와 캠을 조립하게 된다.Since the crankshaft must be assembled by journaling the connecting rod and cap as described above, and then reconnecting it, the connecting rod is used by using a precision machined bolt to maintain the roundness of the connecting rod and the cap accurately when assembled to the crankshaft. And cam are assembled.
도 1은 종래 커넥팅 로드의 조립단면도이다.1 is an assembled cross-sectional view of a conventional connecting rod.
도시된 바와 같이 커넥팅 로드(50)와 캡(60)을 각각 가공한 다음 이를 세레이션축(70a)이 가공된 체결볼트(70)를 커넥팅 로드(50)에 억지끼움하고 체결볼트(70)의 나사부(70b)를 통해 너트(80)를 체결하여 고정한다. 이와 같은 상태에서 도시되지 않은 베어링을 개재하고 크랭크 축을 조립하기 위한 저어널(90)을 가공한다.As shown in the drawing, the connecting rod 50 and the cap 60 are processed, respectively, and then the fastening bolt 70 on which the serration shaft 70a is processed is fitted to the connecting rod 50 and the fastening bolt 70 The nut 80 is fastened and fixed through the screw part 70b. In this state, the journal 90 for assembling the crankshaft is machined through a bearing (not shown).
상기와 같이 커넥팅 로드(50)와 캡(60)의 저어널(90) 가공이 완료된 상태에서 너트(80)를 풀어 캡(60)을 커넥팅 로드(50)로부터 분리하게 되면, 체결볼트(70)는 억지끼움된 세레이션축(70a)에 의해 위치 고정상태를 유지하게 된다. 이후 베어링과 함께 크랭크 축을 저어널(90)에 개재시키고 이어서 캡(60)을 다시 너트(80)로 조립함으로서 저어널(90)의 진원도를 유지하도록 구성된 것이다.As described above, when the journal 80 of the connecting rod 50 and the cap 60 is processed, the nut 80 is released to separate the cap 60 from the connecting rod 50, and then the fastening bolt 70. The position is maintained by the clamped serration shaft 70a to maintain the position. The crankshaft is then interposed with the bearing in the journal 90 and then the cap 60 is assembled back to the nut 80 to maintain the roundness of the journal 90.
한편, 커넥팅 로드는 압축력, 인장력, 굽힘 등의 하중을 반복해서 받으므로 이들에 충분히 견딜수 있는 강도와 강성이 있어야 하며, 따라서 재질에는 니켈 크롬 강, 크롬 몰리브텐 강 등의 특수강을 사용하여 형타단조하여 만드는데, 기계적인 강도를 크게 하기 위하여 커넥팅 로드 자신의 중량을 가볍게 할 목적으로 로드부는 도 2에 나타낸 바와같이, 대부분 I형 단면(50a)으로 되어 있다.On the other hand, since the connecting rod receives loads such as compressive force, tensile force, bending, etc. repeatedly, it must have sufficient strength and rigidity to withstand them. Therefore, forging material is made of special steel such as nickel chromium steel and chromium molybdenum steel. In order to increase the mechanical strength, in order to reduce the weight of the connecting rod itself, as shown in Fig. 2, the rod part is mostly an I-shaped cross section 50a.
스몰 엔드 축 중심과 빅 엔드 축 중심의 거리를 커넥팅 로드 몸체 길이라고 하며, 보통 이 길이는 피스톤 스트로크의 1.5 - 2.3배 정도이며, 이 길이가 길면 실린더 벽에 미치는 피스톤의 축압력이 작아지며 실린더 마모를 감소할 수 있는 이점이 있지만, 강도나 중량에서 불리해지며 엔진의 전체 높이도 높아지게 된다.The distance between the center of the small end shaft and the center of the big end shaft is called the connecting rod body length, which is usually 1.5-2.3 times the length of the piston stroke. The longer length reduces the axial pressure of the piston against the cylinder wall and reduces cylinder wear. There is an advantage in that it can be reduced, but it is disadvantageous in strength or weight and also increases the overall height of the engine.
따라서 커넥팅 로드가 짧은 것은 엔진의 높이가 낮아지며, 중량을 가볍게 할 수 있는 잇점이 있어, 최근의 엔진은 중량을 가볍게 할 수 있는 커넥팅 로드가 짧은 엔진을 대부분 사용하고 있다.Therefore, the shorter connecting rod has the advantage of lowering the height of the engine and lighter weight. In recent years, most engines use shorter connecting rods that can be lighter.
그러나, 이러한 엔진구조 역시 중량을 가볍게 하기 위해 몸체부를 I형으로 처리하고 있으나, 커넥팅 로드의 강성을 유지하기 위해 일정이상 줄일 수 없는 문제점이 있다.However, such an engine structure is also processed to the body portion I to reduce the weight, there is a problem that can not be reduced more than a certain amount to maintain the rigidity of the connecting rod.
본 고안은 이러한 문제를 해결코자 하는 것으로, 엔진의 폭팔압력이 집중되는 스몰 엔드의 하단부와 크랭크 샤프트의 상승압력이 집중되는 빅 엔드의 상단부를 제외한 스몰 엔드 부분 및 빅 엔드 부분의 두께를 상대적으로 작게 제작하여 커넥팅 로드의 전체 중량을 낮추도록 하는데 그 목적이 있다.The present invention is intended to solve this problem, and relatively small thicknesses of the small end portion and the big end portion except for the lower end portion of the small end where the explosion pressure of the engine is concentrated and the upper end portion of the big end where the upward pressure of the crankshaft are concentrated are relatively small. The purpose is to reduce the overall weight of the connecting rod by manufacturing.
상기 목적을 달성하기 위한 수단으로,As a means for achieving the above object,
본 고안은 커넥팅 로드에서 엔진의 폭팔 압력이 집중되는 스몰 엔드 하단부와, 크랭크 샤프트의 상승압력이 집중되는 빅 엔드 상단부를 제외한 나머지 부분의 스몰엔드 및 빅 엔드 부분 두께를 상대적으로 작게 제작하여 커넥팅 로드의 중량을 감소 시키고 왕복운동 질량을 줄이도록 구성한 것이 특징이다.The present invention provides a relatively small thickness of the small end and big end portions of the connecting rod except for the small end lower portion where the explosion pressure of the engine is concentrated and the upper end portion where the upward pressure of the crank shaft is concentrated. It is designed to reduce weight and reduce reciprocating mass.
도 1은 종래 커넥팅 로드의 조립단면도.1 is an assembled cross-sectional view of a conventional connecting rod.
도 2는 종래 커넥팅 로드의 사시도.2 is a perspective view of a conventional connecting rod.
도 3a,b는 커넥팅 로드에 가해지는 압력 분포를 나타내는 정면 및 A-A선 단면도.3A and 3B are front and A-A cross sectional views showing a pressure distribution applied to the connecting rod.
도 4a,b는 본 고안의 커넥팅 로드의 사시도 및 B-B면 단면도.Figure 4a, b is a perspective view and a cross-sectional view B-B of the connecting rod of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for main parts of the drawings>
50 : 커넥팅 로드 52, 62 : 조립면50: connecting rod 52, 62: assembly surface
52a : 오목부 60 : 캡52a: recessed portion 60: cap
62a : 돌출부 74 : 체결볼트62a: protrusion 74: fastening bolt
이하에서 본 고안의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의거 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 고안의 설명에서 종래와 동일 또는 동등한 부분은 같은 도면부호로 표기하여 설명한다.In the description of the present invention, the same or equivalent parts as in the prior art will be described with the same reference numerals.
먼저 본 고안을 설명하기 전에 엔진동작으로 인한 폭팔 압력 및 크랭크 샤프트에 의한 상승 압력 분포도를 도 3a, 3b에 나타내었는바, 도시한 바와같이 연소실에서 연료가 연소되어 폭팔 압력이 발생하면 커넥팅 로드(50)의 스몰 엔드 부분(50b) 하단부에 강한 압력이 집중되어 크랭크 샤프트에 왕복 운동 에너지를 전달함을 알 수 있다.First, before explaining the present invention, the explosion pressure distribution due to the engine operation and the rising pressure distribution due to the crankshaft are shown in FIGS. 3A and 3B. As illustrated, when the fuel is combusted in the combustion chamber to generate the explosion pressure, the connecting rod 50 It can be seen that a strong pressure is concentrated at the lower end portion of the small end portion 50b of the c) to transfer the reciprocating kinetic energy to the crankshaft.
또한 연소실의 폭발 행정이 끝나면 커넥팅 로드(50)의 왕복운동이 크랭크 샤프트에 전달되어 회전운동으로 변환되는바, 상기 크랭크 샤프트의 회전운동이 동시에 커넥팅 로드에 전달되어 배기 행정과 압축행정시 빅 엔드 부분(50c) 상단부에 강한 압력이 집중되는 현상이 나타난다.In addition, when the explosive stroke of the combustion chamber is completed, the reciprocating motion of the connecting rod 50 is transmitted to the crankshaft and converted into rotational movement. 50c) Strong pressure is concentrated at the top.
결국 커넥팅 로드(50)의 왕복운동이 크랭크 샤프트의 회전운동으로 바뀌는 과정에서 스몰 엔드 부분(50b)의 하단부와 빅 엔드 부분(50c)의 상단부에 압력이 집중되는 것을 알 수 있다.As a result, it can be seen that pressure is concentrated at the lower end of the small end portion 50b and the upper end of the big end portion 50c in the process of changing the reciprocating motion of the connecting rod 50 into the rotational motion of the crankshaft.
따라서 본 고안은 커넥팅 로드(50)의 스몰 엔드 부분(50b)과 빅 엔드 부분(50c)에 있어서, 압력이 집중되지 않은 영역의 두께를 압력이 집중되는 영역 보다 작게 형성하여 전체적인 커넥팅 로드의 중량을 줄이고자 한다.Therefore, in the present invention, in the small end portion 50b and the big end portion 50c of the connecting rod 50, the thickness of the region where the pressure is not concentrated is made smaller than the region where the pressure is concentrated, thereby reducing the overall weight of the connecting rod. I want to reduce it.
여기서 커넥팅 로드의 몸체는 충분한 강성을 유지시켜야 하기 때문에 종래의 두께를 유지해야 함은 물론이다.Here, of course, the body of the connecting rod must maintain a sufficient rigidity because it must maintain a sufficient rigidity.
도 4a, 4b는 본 고안의 구성도로써, 커넥팅 로드에서 엔진의 폭팔 압력이 집중되는 스몰 엔드(50b) 하단부의 너비(T1)에 비해 스몰 엔드(50b) 상단부의 너비(T2)를 작게 하고, 크랭크 샤프트의 상승압력이 집중되는 빅 엔드(50c) 상단부의 너비(T3)에 비해 빅 엔드(50c) 하단부의 너비(T4)를 작게 제작하여 커넥팅 로드(50)의 중량을 감소 시키고 왕복운동 질량을 줄이도록 구성한다.4A and 4B are schematic views of the present invention, and the width T2 of the upper end of the small end 50b is smaller than the width T1 of the lower end of the small end 50b at which the explosion arm pressure of the engine is concentrated in the connecting rod. The width T4 of the lower end of the big end 50c is made smaller than the width T3 of the upper end of the big end 50c where the upward pressure of the crank shaft is concentrated, thereby reducing the weight of the connecting rod 50 and increasing the reciprocating mass. Configure to reduce.
상기와 같이 구성하는 본 고안은 연소실에서 연료를 연소시키는 폭팔 행정시 상기 커넥팅 로드를 왕복시켜 크랭크 샤프트를 회전운동토록 유도시, 커넥팅 로드의 스몰 엔드 하단부에 폭팔압력이 집중되게 된다.The present invention constituted as described above, when blasting the fuel rod in the combustion chamber to reciprocate the connecting rod to induce the crankshaft rotational movement, the explosion pressure is concentrated on the lower end of the small end of the connecting rod.
이를 역으로 설명하면 폭팔 행정시에 커넥팅 로드의 스몰 엔드(50b) 상단부는 상대적으로 폭팔 압력을 덜 받게 됨을 의미한다.Inversely, this means that the upper end of the small end 50b of the connecting rod is relatively less subjected to the explosion pressure during the explosive stroke.
따라서 본 고안에서 스몰 엔드 상단부의 너비(T2)를 스몰 엔드 하단부의 너비(T1)에 비해 작게 제작해도 폭팔압력이 스몰 엔드 하단부에 비하여 적게 집중되므로 별 문제가 없다.Therefore, even if the width (T2) of the small end upper end in the present invention is made smaller than the width (T1) of the small end lower end because the explosion arm pressure is less concentrated than the small end lower end there is no problem.
또한 배기 행정시에는 크랭크 샤프트의 회전력이 커넥팅 로드를 왕복시키는 결과를 낳게 되는바, 이때에는 빅 엔드부분(50c)의 상단부에 압력이 집중되게 된다.In addition, during the exhaust stroke, the rotational force of the crankshaft causes the connecting rod to reciprocate. At this time, pressure is concentrated on the upper end of the big end portion 50c.
이는 빅 엔드 부분의 하단부가 빅 엔드 상단부에 비해서 상대적으로 상승압력을 덜 받게 됨을 의미한다고 볼 수 있다.This means that the lower end of the big end portion is subjected to less upward pressure relative to the upper end of the big end.
따라서 빅 엔드 부분(50c)의 하단부의 너비(T3)를 빅 엔드 상단부의 너비(T4)에 비해서 작게 제작해도 크랭크 샤프트의 상승 압력이 빅 엔드 부분의 상단부에 집중되기 때문에 별 문제가 없게 된다.Therefore, even if the width T3 of the lower end of the big end portion 50c is made smaller than the width T4 of the big end upper portion, there is no problem since the upward pressure of the crankshaft is concentrated on the upper end of the big end portion.
이러한 구조의 본 고안을 이용하게 되면 엔진의 중량을 줄일 수 있게 되어 엔진의 효율을 높일 수 있고, 또한 엔진에서 발생하는 차량 소음을 줄일 수 있는 장점을 제공한다.Using the present invention of such a structure it is possible to reduce the weight of the engine to increase the efficiency of the engine, and also provides the advantage of reducing the vehicle noise generated in the engine.
상술한 바와같이 본 고안은 커넥팅 로드에서 엔진의 폭팔 압력이 집중되는 스몰 엔드 하단부와, 크랭크 샤프트의 상승압력이 집중되는 빅 엔드 상단부를 제외한 나머지 부분의 스몰엔드 및 빅 엔드 부분 두께를 상대적으로 작게 제작하여 커넥팅 로드의 중량을 감소 시키고 왕복운동 질량을 줄임으로써, 엔진의 소음특성이 개선되고 엔진의 효율을 향상 시킬 수 있는 효과를 제공한다.As described above, the present invention produces relatively small thicknesses of the small end and big end portions of the connecting rod except for the small end lower end where the explosion pressure of the engine is concentrated and the big end upper end where the upward pressure of the crankshaft is concentrated. By reducing the weight of the connecting rod and reducing the reciprocating mass, the noise characteristics of the engine can be improved and the efficiency of the engine can be improved.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR2019970034364U KR19990020876U (en) | 1997-11-28 | 1997-11-28 | Lightening structure of connecting rod of engine |
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| KR2019970034364U KR19990020876U (en) | 1997-11-28 | 1997-11-28 | Lightening structure of connecting rod of engine |
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| KR19990020876U true KR19990020876U (en) | 1999-06-25 |
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| KR (1) | KR19990020876U (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107664154A (en) * | 2017-11-17 | 2018-02-06 | 安庆中船柴油机有限公司 | A kind of engine link |
| CN110319107A (en) * | 2019-07-11 | 2019-10-11 | 河南柴油机重工有限责任公司 | A kind of cast section for connecting piston and crankshaft processes connecting rod entirely |
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- 1997-11-28 KR KR2019970034364U patent/KR19990020876U/en not_active IP Right Cessation
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