KR20040043016A

KR20040043016A - Apparatus for reducing vibration wave of crank shaft

Info

Publication number: KR20040043016A
Application number: KR1020020071007A
Authority: KR
Inventors: 정병환
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2002-11-15
Filing date: 2002-11-15
Publication date: 2004-05-22

Abstract

PURPOSE: An apparatus for reducing vibration of a crank shaft is provided to reduce a longitudinal vibration wave generated from the crank shaft by installing a damper pulley in the crank shaft. CONSTITUTION: An apparatus for reducing vibration of a crank shaft(20) includes a longitudinal dynamic damper(24), which is installed at a front end of a pulley hub(22) of the crack shaft(20) in order to reduce longitudinal vibration generated from the crank shaft(20). The pulley hub(22) is integrally formed with a front end of the crank shaft(20). A twist damper(26) is installed in the pulley hub(22) in order to reduce twist vibration. The twist damper(26) includes a damper mass(28) attached to an outer peripheral portion of the pulley hub(22) and a rubber member(30) inserted into the damper mass(28).

Description

Crankshaft vibration reduction device {APPARATUS FOR REDUCING VIBRATION WAVE OF CRANK SHAFT}

본 발명은 크랭크축의 진동저감 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 비틀림 댐퍼 풀리에 종방향 다이나믹 댐퍼를 장착함으로써 크랭크축의 회전시 발생하는 종방향 진동을 저감할 수 있는 크랭크축의 진동저감 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a vibration reduction device for a crankshaft, and more particularly, to a vibration reduction device for a crankshaft capable of reducing longitudinal vibration generated when the crankshaft rotates by mounting a longitudinal dynamic damper on a torsional damper pulley.

크랭크축은 크랭크 케이스 내부에 설치된 메인 베어링으로 지지되어 있고, 피스톤의 직선운동을 커넥팅로드를 통해 회전운동으로 전환하는 장치이다.The crankshaft is supported by a main bearing installed inside the crankcase, and is a device that converts the linear motion of the piston into the rotary motion through the connecting rod.

이러한 크랭크축(1)는 도 1에 도시된 바와 같이, 피스톤(도시안됨)에 연결되는 크랭크 핀(2), 크랭크 저널(3), 회전 밸런스를 유지하기 위한 플라이 휠(5), 에어컨 등을 구동시키는 크랭크 풀리(7) 등으로 구성된다.As shown in FIG. 1, the crankshaft 1 includes a crank pin 2 connected to a piston (not shown), a crank journal 3, a flywheel 5 for maintaining rotational balance, an air conditioner, and the like. And a crank pulley 7 for driving.

따라서, 피스톤의 왕복운동에 따라 크랭크축(1)이 회전하며, 주기적으로 회전력이 작용함으로 비틀림 진동, 굽힘 진동, 종방향 진동(길이방향)이 발생하게 된다. 그리고, 이러한 크랭크축(1)의 진동은 메인 베어링캡을 통하여 엔진 블록으로 전달되고, 다시 엔진 마운트를 통하여 차량의 실내로 유입되어 실내에 소음을 발생시킨다.Therefore, the crankshaft 1 rotates in accordance with the reciprocating motion of the piston, and a torsional vibration, bending vibration, and longitudinal vibration (lengthwise direction) are generated by the rotational force acting periodically. Then, the vibration of the crankshaft (1) is transmitted to the engine block through the main bearing cap, and again flows into the vehicle interior through the engine mount to generate noise in the room.

또한, 이러한 진동은 각 실린더의 크랭크 회전력이 클수록 커지게 되며, 소정의 회전수에 도달하면 자체의 고유진동과 공진을 일으켜 과도한 진동으로 되어 승차감이 저하됨은 물론 타이밍 기어나 크랭크축의 파손을 초래하는 원인이 된다. 따라서, 가능한 크랭크축에서 발생하는 진동을 방지하거나 감쇠시키는 것이 바람직하다.In addition, such a vibration becomes larger as the crank rotational force of each cylinder increases, and when a predetermined rotational speed is reached, it causes its own natural vibration and resonance, resulting in excessive vibration, which lowers ride comfort and causes damage to the timing gear or the crankshaft. Becomes Therefore, it is desirable to prevent or dampen vibrations occurring in the crankshaft as much as possible.

도 2는 이러한 진동을 저감시키기 위하여 널리 사용되는 비틀림 댐퍼 풀리의 단면도이며, 도 3에는 상기한 비틀림 댐퍼 풀리에서 발생하는 종방향 진동모드를도시한 도면이다.FIG. 2 is a cross-sectional view of a torsional damper pulley widely used to reduce such vibrations, and FIG. 3 is a view illustrating a longitudinal vibration mode generated in the torsional damper pulley.

도시된 바와 같이, 비틀림 댐퍼풀리(10)는 크랭크축(12)의 전단에 장착된다. 이러한 비틀림 댐퍼풀리(10)는 풀리허브(14)에 댐퍼매스(16)를 부착하고, 댐퍼매스(16)의 내부에 러버(Rubber;18)를 삽입하여 접착시킨 것으로 이 러버(18)로 비틀림 진동을 흡수한다.As shown, the torsional damper pulley 10 is mounted at the front end of the crankshaft 12. The torsional damper pulley 10 is attached to the damper mass 16 to the pulley hub 14, and a rubber 18 is inserted into the damper mass 16 and bonded to the rubber 18. Absorb vibration.

즉, 크랭크축(12)이 일정한 회전속도로 회전하고 있을 경우, 댐퍼 매스(16)도 일체로 회전하지만, 크랭크축(12)이 정방향 혹은 역방향으로 회전속도가 변화하는 경우, 크랭크축(12)과 댐퍼매스(16)의 사이에 속도차이로 인한 비틀림 진동이 발생하게 된다. 이때, 댐퍼매스(16)는 종전의 회전속도를 유지하여 지속적으로 회전하려고 함으로, 댐퍼매스(16)에 삽입된 러버(18)가 변형함으로써 속도차이를 흡수하여 감쇠작용을 한다.That is, when the crankshaft 12 rotates at a constant rotational speed, the damper mass 16 also rotates integrally, but when the crankshaft 12 rotates in the forward or reverse direction, the crankshaft 12 Torsional vibration due to the speed difference is generated between the damper mass and the damper mass 16. At this time, the damper mass 16 tries to continuously rotate while maintaining the previous rotational speed, thereby absorbing the speed difference by deforming the rubber 18 inserted into the damper mass 16 to attenuate it.

이와 같이 비틀림 진동은 비틀림 댐퍼풀리(10)에 의하여 저감되지만, 종방향 진동으로 인하여 발생되는 진동 가진력은 메인 베어링캡을 통하여 엔진블록으로 전달된다.As described above, the torsional vibration is reduced by the torsional damper pulley 10, but the vibration excitation force generated by the longitudinal vibration is transmitted to the engine block through the main bearing cap.

이러한 종방향 진동은 도 3에 도시된 바와 같이 크랭크축(1)의 전체에서 발생하게 되며, 특히, 스러스트 베어링(8)을 중심으로 비틀림 댐퍼 풀리(9)의 방향으로 더욱 증가하게 된다.This longitudinal vibration occurs in the whole of the crankshaft 1 as shown in FIG. 3, in particular increasing further in the direction of the torsional damper pulley 9 about the thrust bearing 8.

그리고, 이와 같이 발생한 종방향 진동은 되어 차체로 전달됨으로써 차량의 소음 및 진동의 원인이 된다.The longitudinal vibration generated in this way is transmitted to the vehicle body, which causes noise and vibration of the vehicle.

이러한 종방향 진동을 저감시키기 위하여 경우에 따라서는 비틀림과 굽힘 진동을 저감시키는 복합 댐퍼 풀리를 적용하여 크랭크축의 진동을 효과적으로 저감시킬 수 있으나 종방향 진동 성분은 여전히 남게되어 크랭크축에서 발생되는 소음과 진동의 원인이 된다.In order to reduce the longitudinal vibration, in some cases, a composite damper pulley that reduces torsional and bending vibration can be applied to effectively reduce the vibration of the crankshaft, but the longitudinal vibration component still remains, resulting in noise and vibration generated from the crankshaft. Cause.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 크랭크축에서 발생하는 종방향 진동파를 감쇄시킬 수 있는 크랭크축의 댐퍼풀리를 제공하는데 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a damper pulley of a crankshaft capable of attenuating longitudinal vibration waves generated in the crankshaft.

도 1은 일반적인 크랭크축을 도시하는 사시도이다.1 is a perspective view showing a general crankshaft.

도 2는 종래 기술에 따른 크랭크축의 비틀림 댐퍼 풀리의 단면도이다.2 is a cross-sectional view of a torsional damper pulley of a crankshaft according to the prior art.

도 3은 종래 기술에 따른 비틀림 댐퍼 풀리를 장착한 크랭크축이 진동하는 경우의 진동모드를 도시하는 도면이다.3 is a diagram showing a vibration mode in the case where the crankshaft equipped with the torsional damper pulley according to the prior art vibrates.

도 4는 본 발명에 따른 종방향 다이나믹 댐퍼를 장착한 크랭크축의 비틀림 댐퍼 풀리의 단면도이다.4 is a cross-sectional view of a torsional damper pulley of a crankshaft equipped with a longitudinal dynamic damper according to the present invention.

도 5는 도 4에 도시된 종방향 다이나믹 댐퍼를 장착한 크랭크축이 진동하는 경우의 진동모드를 도시하는 도면이다.FIG. 5 is a diagram showing a vibration mode in the case where the crankshaft equipped with the longitudinal dynamic damper shown in FIG. 4 vibrates.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>

20: 크랭크축 22: 풀리허브20: crankshaft 22: pulley hub

24: 종방향 다이나믹 댐퍼 28: 댐퍼매스24: longitudinal dynamic damper 28: damper mass

34: 러버 36: 메스34: rubber 36: scalpel

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 실시예는 크랭크축의 전단에 장착되는 풀리허브와; 상기 풀리허브의 외부면에 장착되는 댐퍼매스와, 상기 댐퍼매스의 내부에 구비되는 러버로 이루어지는 비틀림 댐퍼와; 그리고 상기 풀리허브의 전면에 장착되어 상기 크랭크축으로부터 전달되는 종방향 진동을 저감시키는 종방향 다이나믹 댐퍼를 포함하는 크랭크축의 진동 저감장치를 제공한다.Embodiment according to the present invention for achieving the above object is a pulley hub mounted to the front end of the crankshaft; A torsional damper comprising a damper mass mounted on an outer surface of the pulley hub and a rubber provided inside the damper mass; And it is provided on the front of the pulley hub provides a vibration damping device of the crankshaft including a longitudinal dynamic damper for reducing the longitudinal vibration transmitted from the crankshaft.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 크랭크축의 종방향 진동 저감장치를 상세하게 설명한다.Hereinafter, a longitudinal vibration reduction apparatus of a crankshaft according to a preferred embodiment of the present invention with reference to the accompanying drawings will be described in detail.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명이 제안하는 크랭크축의 종방향 진동 저감장치는 크랭크축(20)의 풀리허브(22) 전단에 장착됨으로써 크랭크축(20)으로부터 발생하는 종방향 진동을 저감시키는 종방향 다이나믹 댐퍼(24)를 포함한다.As shown in FIG. 4, the longitudinal vibration reduction device of the crankshaft proposed by the present invention is mounted at the front end of the pulley hub 22 of the crankshaft 20 to reduce longitudinal vibration generated from the crankshaft 20. A longitudinal dynamic damper 24.

이러한 종방향 다이나믹 댐퍼(24)가 장착되는 크랭크축(20)은 크랭크축(20)의 전단에 일체로 고정되는 풀리허브(22)와, 상기 풀리허브(22)에 장착되어 비틀림진동을 저감시키는 비틀림 댐퍼(26)와, 상기 풀리허브(22)에 장착되어 종방향 진동을 저감시키는 종방향 다이나믹 댐퍼(24)를 포함한다.The crankshaft 20 to which the longitudinal dynamic damper 24 is mounted is provided with a pulley hub 22 integrally fixed to the front end of the crankshaft 20 and the pulley hub 22 to reduce torsional vibration. Torsion damper 26 and longitudinal dynamic damper 24 mounted to the pulley hub 22 to reduce longitudinal vibration.

이러한 구조를 갖는 크랭크축(20)의 풀리에 있어서, 상기 비틀림 댐퍼(26)는 상기 풀리허브(22)의 외주면에 부착되는 댐퍼매스(28)와, 상기 댐퍼매스(28)의 내부에 삽입되어 완충기능을 하는 러버(30)로 이루어진다. 그리고, 상기 댐퍼매스(28)의 외주면에는 벨트풀리(32)가 형성되어 에어컨 등의 외부장치를 구동시킨다.In the pulley of the crankshaft 20 having such a structure, the torsional damper 26 is inserted into the damper mass 28 attached to the outer circumferential surface of the pulley hub 22 and the damper mass 28. It is made of a rubber (30) having a buffer function. In addition, a belt pulley 32 is formed on an outer circumferential surface of the damper mass 28 to drive an external device such as an air conditioner.

따라서, 상기 크랭크축(20)이 회전하는 경우, 상기 벨트풀리(32)를 통하여 연결된 외부의 장치도 구동하게 되므로 상기 댐퍼매스(28)에는 일정한 부하가 작용하는 상태로 크랭크축(20)과 일체로 회전하게 된다. 그리고, 상기 크랭크축(20)의 회전속도가 가변되는 경우 상기 댐퍼매스(28)는 종전의 회전속도를 그대로 유지하려고 함으로 크랭크축(20)에는 비틀림 진동이 발생하게 된다.Therefore, when the crankshaft 20 rotates, the external device connected through the belt pulley 32 is also driven, so that the damper mass 28 is integrated with the crankshaft 20 under a constant load. To rotate. In addition, when the rotational speed of the crankshaft 20 is variable, the damper mass 28 tries to maintain the previous rotational speed as it is, causing torsional vibration in the crankshaft 20.

따라서, 상기 댐퍼매스(28)의 러버(30)가 적절하게 변형됨으로서 이러한 비틀림을 방지하여 진동을 저감하게 된다.Therefore, the rubber 30 of the damper mass 28 is properly deformed, thereby preventing such twisting and reducing vibration.

한편, 상기 종방향 다이나믹 댐퍼(24)는 상기한 풀리허브(22)에 장착되어 크랭크축(20)으로부터 발생한 종방향(길이방향)의 진동을 저감하게 된다.On the other hand, the longitudinal dynamic damper 24 is mounted to the pulley hub 22 to reduce the vibration in the longitudinal direction (length direction) generated from the crankshaft 20.

이러한 종방향 다이나믹 댐퍼(24)는 풀리허브(22)의 내측면(32)에 부착되어 종방향 진동을 완충하여 전달하는 러버(34)와, 상기 러버(34)의 일측에 일체로 부착되어 종방향 진동을 흡수하는 메스(Mass;36)를 포함한다.The longitudinal dynamic damper 24 is attached to the inner surface 32 of the pulley hub 22, the rubber 34 for buffering and transmitting the longitudinal vibration, and integrally attached to one side of the rubber 34 And a mass 36 for absorbing directional vibrations.

상기 러버(34)는 풀리허브(22)의 내측면(32)에 부착되어 있음으로, 상기 크랭크축(20) 및 풀리허브(22)를 통하여 전달된 종방향 진동이 직접 전달된다. 그리고, 이러한 종방향 진동은 러버(34)를 통과하는 과정에서 적절한 진동수로 저감되어 매스(36)로 전달된다.Since the rubber 34 is attached to the inner surface 32 of the pulley hub 22, the longitudinal vibration transmitted through the crankshaft 20 and the pulley hub 22 is directly transmitted. In addition, the longitudinal vibration is reduced to an appropriate frequency in the course of passing through the rubber 34 and transmitted to the mass 36.

상기 매스(36)는 일정한 질량을 갖는 질량체임으로 전달되는 진동에 대하여는 일종의 완충 역활을 하게 된다. 따라서, 상기 러버(34)로부터 종방향 진동이 전달되면, 이러한 진동은 상기 매스(36)에 전달되어 저감된다.The mass 36 serves as a kind of buffer against the vibration transmitted to the mass chamber having a constant mass. Thus, when longitudinal vibrations are transmitted from the rubber 34, such vibrations are transmitted to the mass 36 to be reduced.

이러한 저감효과는 도 5에 도시된 도면을 통하여 더욱 상세하게 확인할 수 있다. 도시된 바와 같이, 크랭크축(20)의 종방향 진동은 스러스트 베어링(38)을 중심으로 댐퍼풀리(22)까지의 구간에서 현저하게 저감된다. 그리고, 이러한 결과에서 알 수 있듯이 상기 스러스트 베어링(38)의 위치를 플라이휠(40) 방향으로 이동시키면 결국 크랭크축 전 구간의 종방향 진동을 저감시킬 수 있다.This reduction effect can be confirmed in more detail through the drawings shown in FIG. As shown, the longitudinal vibration of the crankshaft 20 is significantly reduced in the section from the thrust bearing 38 to the damper pulley 22. And, as can be seen from this result, by moving the position of the thrust bearing 38 in the direction of the flywheel 40 can eventually reduce the longitudinal vibration of the entire crankshaft section.

상기한 바와 같은 구조를 갖는 크랭크축의 댐퍼풀리는 비틀림 진동 뿐만 아니라 종방향 진동도 저감시킬 수 있다.The damper pulley of the crankshaft having the structure as described above can reduce not only the torsional vibration but also the longitudinal vibration.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 크랭크축의 종방향 진동저감장치는 종방향 다이나믹 댐퍼를 장착함으로써, 크랭크축으로부터 전달되는 종방향 진동을 저감시킬 수 있음으로 엔진소음 진동을 줄일 수 있는 장점이 있다.As described above, the longitudinal vibration reduction device of the crankshaft according to the present invention has an advantage of reducing engine noise vibration by mounting longitudinal dynamic dampers to reduce longitudinal vibration transmitted from the crankshaft.

또한, 본 발명에 따른 크랭크축의 종방향 진동저감장치는 엔진 소음 진동을 줄일 수 있음으로 승차감을 개선하여 운전 편의성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.In addition, the longitudinal vibration reduction device of the crankshaft according to the present invention has the advantage that it is possible to reduce the engine noise vibration to improve the riding comfort to improve driving convenience.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and various modifications and changes can be made within the scope of the claims and the detailed description of the invention and the accompanying drawings. Naturally, it is within the scope of the present invention.

Claims

A pulley hub mounted at the front end of the crankshaft;

A torsional damper comprising a damper mass mounted on an outer surface of the pulley hub and a rubber provided inside the damper mass; And

And a longitudinal dynamic damper mounted on the front surface of the pulley hub to reduce longitudinal vibration transmitted from the crankshaft.

The vibration reduction apparatus of claim 1, wherein the longitudinal dynamic damper includes a rubber integrally attached to an inner surface of the pulley hub and a scalpel integrally attached to the rubber to reduce longitudinal vibration.