KR20040006296A

KR20040006296A - Reformed nvh performance reformed cylinder block

Info

Publication number: KR20040006296A
Application number: KR1020020040309A
Authority: KR
Inventors: 주현철
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2002-07-11
Filing date: 2002-07-11
Publication date: 2004-01-24

Abstract

PURPOSE: A cylinder block of an engine with improved noise and vibration quality is provided to minimize mass effect over the whole operation range from low frequency range to high frequency range, and to maximize rigidity increasing effect of a cylinder block skirt part so as to secure excellent noise vibration harshness. CONSTITUTION: A plurality of stay rods(1) are installed at regular intervals to be parallel to each other and to connect both ends of a skirt part of a cylinder block. The stay rod is U-shaped, has both ends coupled to a lower side of the skirt part by screws, and comprises a first rod(1-1) and a second rod(1-2) coupled to the skirt part of the cylinder block by the screws; and a coupling unit connecting the first rod and the second rod, and allowing to control tension of the first rod and the second rod so that the first rod and the second rod are coupled to the skirt part, respectively, and then connected by the coupling unit. The coupling unit comprises screw tap parts(1-1-1,1-2-1) formed on the first rod and the second rod, respectively; and a coupling nut(1-3) coupled between the screw tap parts, and rotated to pull or separate the first rod and the second rod.

Description

Engine block with improved noise and vibration characteristics {REFORMED NVH PERFORMANCE REFORMED CYLINDER BLOCK}

본 발명은 엔진 실린더블록의 NVH(NOISE VIBRATION HARSHNESS)특성을 개선하는 것에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 실린더블록의 스커트부에서 발생하는 NVH를 개선하는 것에 관한 것이다.The present invention relates to improving the NVH (NOISE VIBRATION HARSHNESS) characteristics of the engine cylinder block, and more particularly, to improving the NVH generated in the skirt portion of the cylinder block.

실린더블록은 내부에 피스톤이 왕복운동을 하는 실린더를 구비하고, 그 상측에는 실린더헤드가 장착되며, 그 하측에는 메인베어링캡으로 크랭크샤프트가 지지됨과 아울러 오일팬이 장착되어 있다.The cylinder block has a cylinder in which a piston reciprocates inside, a cylinder head is mounted on an upper side thereof, and a crankshaft is supported by a main bearing cap on an underside thereof, and an oil pan is mounted thereon.

도 1에는 실린더블록(100)이 도시된바, 크랭크샤프트가 지지되고 오일팬이 장착되는 부위인 스커트부(100-1)가 표시되어 있다.In FIG. 1, the cylinder block 100 is illustrated, and the skirt portion 100-1, which is a portion where the crankshaft is supported and the oil pan is mounted, is shown.

도 2에는 엔진에서 발생되는 진동 및 소음의 발생 및 전달 메커니즘을 도식화하여 도시하고 있는바, 엔진의 연소실에서 발생된 연소압력에 의해 피스톤이 하강하면서 커넥팅로드를 통해 크랭크샤프트를 회전시키는데, 이때 상기 연소압력으로부터 비롯된 힘은 상기와 같이 피스톤, 커넥팅로드, 크랭크샤프트 및 메인베어링캡을 통해 전달되어 실린더블록의 스커트부(100-1)에 진동을 발생시키고, 이 진동은 실린더블록(100)의 상측을 거쳐 실린더헤드로 전달되고 하측의 오일팬으로 전달되어 엔진의 소음을 발생시키는 것이다.Figure 2 shows the generation and transmission mechanism of the vibration and noise generated in the engine bar, the piston is lowered by the combustion pressure generated in the combustion chamber of the engine rotates the crankshaft through the connecting rod, wherein the combustion The force resulting from the pressure is transmitted through the piston, connecting rod, crankshaft and the main bearing cap as described above to generate a vibration in the skirt portion 100-1 of the cylinder block, the vibration is the upper side of the cylinder block 100 After passing to the cylinder head and to the lower oil pan to generate the noise of the engine.

새로운 엔진의 개발시에 엔진의 성능을 결정하는 연소압력과 메인베어링캡에서 발생되는 반력은 일반적으로 개발 초기에 결정되기 때문에, 상기한 바와 같이 미리 결정된 조건하에서 엔진의 진동 및 소음을 저감시키기 위한 방안 중의 하나는실린더블록 스커트부(100-1)의 강성조절에 따른 NVH 특성의 변화이다.Since the combustion pressure and the reaction force generated in the main bearing cap, which determine the performance of the engine at the time of developing a new engine, are generally determined at the beginning of the development, a method for reducing the vibration and noise of the engine under the predetermined conditions as described above. One is a change in the NVH characteristics according to the rigidity control of the cylinder block skirt portion 100-1.

종래에, 인라인타입(INLINE TYPE)엔진의 경우 연소에 의한 하중의 방향이 수직방향으로만 존재하기 때문에, NVH 특성을 개선하기 위한 방법으로서, 실린더블록 스커트부(100-1)의 BULGING을 방지하도록 도 3 내지 4에 도시된 바와 같은 래더프레임(LADDER FRAME;102)을 설치하여 스커트부(100-1)의 BULGING 강성을 증대시키는 방법이 사용되어왔다.Conventionally, in the case of an inline type engine, since the load direction due to combustion exists only in the vertical direction, as a method for improving NVH characteristics, to prevent bulging of the cylinder block skirt portion 100-1. A method of increasing the bulging rigidity of the skirt portion 100-1 by installing a ladder frame 102 as illustrated in FIGS. 3 to 4 has been used.

그런데, 상기한 바와 같은 래더프레임(102)은 그 자체가 비교적 큰 중량을 가지고 있어서, 이 중량이 저주파영역에서는 질량으로서의 역할 또는 효과보다는 강성을 증대시키는 효과가 지배적이므로 NVH 개선효과가 뛰어나지만, 고주파영역에서는 질량으로서의 역할 또는 효과가 지배적이어서 오히려 스커트부(100-1)의 강성을 저하시켜 NVH 특성에 상당히 불리한 요소로 작용하게 된다.By the way, the ladder frame 102 as described above has a relatively large weight in itself, this weight is superior to the NVH improvement effect because the weight is dominant in the effect of increasing the rigidity rather than the role or effect as a mass in the low frequency region, In the region, the role or effect as a mass is dominant, rather, lowering the rigidity of the skirt portion 100-1, which acts as a significant disadvantage for NVH characteristics.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 저주파영역에서부터 고주파영역에 이르기까지 전 운전영역에서 질량효과를 최소화하면서 실린더블록 스커트부의 강성증대효과를 극대화하여 우수한 NVH 성능을 확보할 수 있도록 한 소음 및 진동특성을 개선한 엔진의 실린더블록을 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the problems described above, while maximizing the rigidity increase effect of the cylinder block skirt portion from the low frequency region to the high frequency region while maximizing the rigidity increase effect of the cylinder block skirt to secure excellent NVH performance It is an object of the present invention to provide a cylinder block of an engine with improved noise and vibration characteristics.

도 1은 일반적인 실린더블록의 스커트부 진동 발생 상태를 도시한 설명도,1 is an explanatory view showing a vibration state of the skirt portion of a general cylinder block;

도 2는 실린더블록 스커트부의 진동 발생 메커니즘을 설명한 도면,2 is a view for explaining the vibration generating mechanism of the cylinder block skirt;

도 3과 도 4는 종래 기술에 의한 실린더블록 스커트부 진동 억제방법인 LADDER FRAME을 설명한 도면,3 and 4 is a view explaining the LADDER FRAME which is a vibration block suppressing method of the cylinder block skirt according to the prior art,

도 5와 도 6은 본 발명에 따른 실린더블록의 소음 및 진동 개선 방안이 설명된 도면,5 and 6 are views illustrating a method for improving the noise and vibration of the cylinder block according to the present invention;

도 7은 종래기술 대비 본 기술의 소음 진동 특성의 그래프이다.7 is a graph of the noise and vibration characteristics of the present technology compared to the prior art.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>

1; 스테이로드One; Stay rod

1-1; 제1로드1-1-1; 나사탭부1-1; First rod 11-1-1; Thread Tap Part

1-2; 제2로드1-2-1; 나사탭부1-2; Second rod 1-2-1; Thread Tap Part

1-3; 체결너트100; 실린더1-3; Fastening nut 100; cylinder

100-1; 스커트부R; 응답점100-1; Skirt portion R; Response point

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 소음 및 진동특성을 개선한 엔진의 실린더블록은 실린더블록 스커트부 양단을 잇는 다수의 스테이로드가 구비된 것을 특징으로 한다.The cylinder block of the engine having improved noise and vibration characteristics according to the present invention for achieving the above object is characterized in that a plurality of stay rods are connected between both ends of the cylinder block skirt.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 5는 본 발명에 따라 소음 및 진동 특성을 개선하기 위해 발명된 스테이로드의 분해사시도이고, 도 6은 상기 스테이로드가 실린더블록에 결합된 상태를 도시한 사시도로서, 다수의 스테이로드(1)가 일정한 간격으로 평행하게 실린더블록 스커트부(100-1) 양단을 잇는 상태로 설치되어 있다.5 is an exploded perspective view of the stay rod invented to improve the noise and vibration characteristics according to the present invention, Figure 6 is a perspective view showing a state in which the stay rod is coupled to the cylinder block, a plurality of stay rod (1) Is installed in a state in which both ends of the cylinder block skirt portion 100-1 are connected in parallel at regular intervals.

상기 스테이로드(1)는 'U'자형으로 형성되어 스커트부(100-1)의 하측으로부터 양단이 나사 결합되도록 되어 있는 바, 실린더블록의 스커트부(100-1)에 나사 결합되는 제1,2로드(1-1,1-2)와, 상기 제1,2로드(1-1,1-2)를 연결시킴과 아울러 제1,2로드의 장력을 조절할 수 있도록 된 체결수단으로 이루어져, 상기 제1로드(1-1)와 제2로드(1-2)를 각각 스커트부(100-1)에 결합한 상태에서 상기 체결수단에 의해 연결하도록 되어 있다.The stay rod 1 is formed in a 'U' shape is to be screwed at both ends from the lower side of the skirt portion 100-1, the first screwed to the skirt portion 100-1 of the cylinder block, 2 rods (1-1,1-2) and the first and second rods (1-1,1-2) as well as the fastening means to adjust the tension of the first and second rods, The first rod 1-1 and the second rod 1-2 are respectively connected to the skirt portion 100-1 by the fastening means.

상기 체결수단은 상기 제1,2로드(1-1,1-2)에 각각 형성된 나사탭부(1-1-1,1-2-1)와, 상기 두 나사탭부(1-1-1,1-2-1) 사이에 결합되어 회전됨에 의해 상기 제1,2로드(1-1,1-2)를 서로 당기거나 이격시키도록 된 체결너트(1-3)로 구성하여, 상기 체결너트(1-3)를 일방향으로 회전시키면 상기 제1,2로드(1-1)가 서로 당겨지도록 하고, 반대방향으로 회전시키면 서로 이격되어 결국은 분리되도록 되어 있다.The fastening means includes screw tab portions 1-1-1 and 1-2-1 formed on the first and second rods 1-1 and 1-2, and the two screw tab portions 1-1-1, respectively. The fastening nut is composed of a fastening nut (1-3) to be pulled or spaced apart from each other by the first and second rods (1-1,1-2) by being coupled and rotated between 1-2-1). Rotating (1-3) in one direction causes the first and second rods 1-1 to be pulled together, while rotating in the opposite direction separates them from each other and eventually separates them.

참고로, 상기한 바와 같은 스테이로드(1)는 종래에 래더프레임(102)을 사용하던 실린더블록에서도 래더프레임(102)을 장착하기 위해 구비된 볼트구멍에 스테이로드(1)를 나사결합 할 수 있어서, 그대로 본 발명의 구조를 종래의 실린더블록에 적용할 수 있다.For reference, the stay rod 1 as described above may screw the stay rod 1 into a bolt hole provided for mounting the ladder frame 102 even in a cylinder block in which the ladder frame 102 is conventionally used. Thus, the structure of the present invention can be applied to a conventional cylinder block as it is.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 작용을 살펴보면 다음과 같다.Looking at the operation of the present invention configured as described above are as follows.

상기와 같이 다수의 스테이로드(1)를 체결한 구조에서는 종래의 래더프레임 구조가 제공하던 스커트부(100-1)의 강성 증대 효과를 그대로 누리면서도, 고주파영역에서 불리한 질량효과를 배제할 수 있다.As described above, in the structure in which the plurality of stay rods 1 are fastened, while maintaining the rigidity increasing effect of the skirt portion 100-1 provided by the conventional ladder frame structure, it is possible to eliminate the adverse mass effect in the high frequency region. .

즉, 상기 다수의 스테이로드(1)들은 실린더블록의 양쪽 스커트부(100-1)를 서로 연결하여 지지하므로 연소압력의 전달로 인한 스커트부(100-1)의 BULGING을 방지하기 위한 충분한 강성을 제공하고, 동시에 상기 스테이로드(1)들은 그 자체의 중량이 상대적으로 미미하므로 엔진의 고주파영역에서도 질량으로서의 역할 및 효과는 적고 강성 증대의 효과 및 역할이 지배적이어서, 엔진의 저주파 영역으로부터 고주파 영역에 이르는 전 운전영역에서 스커트부(100-1)의 진동 및 소음저감효과를 가져올 수 있는 것이다.That is, since the plurality of stay rods 1 support both skirt portions 100-1 of the cylinder block by connecting to each other, sufficient rigidity for preventing the bulging of the skirt portion 100-1 due to the transmission of the combustion pressure. At the same time, since the weights of the stay rods 1 are relatively insignificant, their role and effect as mass are small in the high frequency region of the engine, and the effect and role of increasing the stiffness are dominant. This will bring the vibration and noise reduction effect of the skirt portion 100-1 in the entire operating area.

참고로 도 7에는 본 발명의 스테이로드 구조와 종래의 래더프레임 구조를 비교하여 실험한 데이터가 표시되어 있는바, 3번 메인베어링에 강제진동을 가하고 실린더블록의 스커트부에 도시된 바와 같은 여러개의 응답점(R)을 선정하여 상기 강제진동에 대한 진동량을 도시하고 있다.For reference, FIG. 7 shows experimental data comparing the stair rod structure of the present invention with the conventional ladder frame structure. For example, a forced vibration is applied to the main bearing No. 3, and as shown in the skirt portion of the cylinder block. The response point R is selected to show the vibration amount for the forced vibration.

상기 도면에서 알 수 있듯이 0Hz~1000Hz의 저주파 영역과 1000Hz~3000Hz의 고주파 영역 전구간에서 종래의 래더프레임 구조보다 본 발명에 의한 체결스테이 구조에 의한 실린더블록의 진동량이 적음을 알 수 있다.As can be seen from the figure, it can be seen that the vibration amount of the cylinder block by the fastening stay structure according to the present invention is smaller than the conventional ladder frame structure in the low frequency region of 0 Hz to 1000 Hz and the high frequency region of 1000 Hz to 3000 Hz.

아울러, 상기한 바와 같이 종래의 래더프레임을 스테이로드로 대체하게 되는 경우 그 중량저감효과 및 비용저감효과도 얻을 수 있다.In addition, when the conventional ladder frame is replaced with a stay rod as described above, a weight reduction effect and a cost reduction effect can also be obtained.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 저주파영역에서부터 고주파영역에 이르기까지 전 운전영역에서 질량효과를 최소화하면서 실린더블록 스커트부의 강성증대효과를 극대화하여 우수한 NVH 성능을 확보할 수 있도록 한 소음 및 진동특성을 개선한 엔진의 실린더블록을 제공한다.As described above, according to the present invention, the noise and vibration characteristics are achieved to maximize the rigidity increase effect of the cylinder block skirt portion while minimizing the mass effect in the whole operation region from the low frequency region to the high frequency region to ensure excellent NVH performance. It provides a cylinder block of an improved engine.

Claims

The cylinder block of the engine with improved noise and vibration characteristics, characterized in that a plurality of stay rods are provided at both ends of the cylinder block skirt.

The method of claim 1,

The stay rod is formed in a 'U' shape cylinder block of the engine improved noise and vibration characteristics, characterized in that both ends are screwed from the lower side of the skirt portion.

The method of claim 1,

The plurality of stay rods are the cylinder block of the engine with improved noise and vibration characteristics, characterized in that installed in parallel at a constant interval on the lower side of the skirt.

According to claim 1, wherein the stay rod is

First and second rods screwed to the skirt portion of the cylinder block,

Fastening means for connecting the first and second rods and to adjust the tension of the first and second rods

Cylinder block of the engine improved noise and vibration characteristics, characterized in that consisting of.

The method of claim 4, wherein the fastening means

Thread tab portions formed on the first and second rods, respectively;

A fastening nut which is coupled between the two thread tab parts and rotated to pull or space the first and second rods from each other;