KR20090009469A

KR20090009469A - 스트로크 가변형 커넥팅 로드

Info

Publication number: KR20090009469A
Application number: KR1020070072760A
Authority: KR
Inventors: 박성엽
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2007-07-20
Filing date: 2007-07-20
Publication date: 2009-01-23

Abstract

본 발명은 피스톤의 스트로크를 가변시킬 수 있도록 커넥팅 로드의 상단에 장공을 형성하여 엔진의 배기량 가변으로 연비를 향상시킬 수 있는 스트로크 가변형 커넥팅 로드에 관한 것으로서, 그 특징적인 구성은 크랭크축(50)의 상측 둘레부가 결합되는 삽입공(101)이 형성된 고정부재(100)와, 상기 크랭크축(50)의 하측 둘레부가 결합되도록 수용홈(111)이 형성된 지지부재(110)와, 상기 고정부재(100)의 상측에 돌출되게 형성된 지지바(120)와, 상기 지지바(120)의 단부에 일체로 형성되고 중앙에는 장공(131)이 형성된 안내부재(130)와, 상기 장공(131)에 삽입되고 양 단부는 피스톤(30)에 끼워진 안내핀(140)과, 상기 안내핀(140)을 탄력 지지하는 스프링(141)을 포함하여서 된 것이다.

엔진, 커넥팅 로드, 스트로크, 안내핀, 스프링

Description

스트로크 가변형 커넥팅 로드{Stroke variable type Connecting rod}

본 발명은 스트로크 가변형 커넥팅 로드에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 피스톤의 스트로크를 가변시킬 수 있도록 커넥팅 로드의 상단에 장공을 형성하여 엔진의 배기량 가변으로 연비를 향상시킬 수 있는 스트로크 가변형 커넥팅 로드에 관한 것이다.

일반적으로 엔진은 도 1에 나타낸 바와 같이 연소실(11)이 마련된 실린더 블록(10)과, 그 실린더 블록(10)의 상측에 설치되는 실린더 헤드(20)로 이루어져 있다.

상기 실린더 블록(10)에 형성된 연소실(11)의 내부에는 상,하방향으로 왕복운동하는 피스톤(30)이 설치되어 있고, 그 피스톤(30)의 하부에는 커넥팅 로드(40)가 설치되어 있으며, 상기 커넥팅 로드(40)의 하단에는 크랭크축(50)이 설치되어 있다.

한편, 상기 실린더 헤드(20)에는 연료가 공급되는 흡기밸브(21)와 연소실(11) 내부의 가스를 외부로 배출시키는 배기밸브(22)가 각각 설치되어 있고, 상기 연소를 점화하기 위한 점화플러그(23)가 설치되어 있다.

따라서, 흡기밸브(21)를 통하여 흡입되는 연료는 점화플러그(23)에 의해서 점화되는 것이고, 이때 연소실(11) 내부의 폭발력에 의해서 피스톤(30)이 하부로 이동되는 것이며, 인접한 피스톤(30)의 이동력에 의해서 상부로 이동되는 과정을 반복하면서 왕복 운동에너지가 커넥팅 로드(40)에 의해 크랭크축(50)에 전달되어 회전운동 에너지로 변환하는 것이다.

상기 엔진에서 발생된 운동에너지에 의해서 크랭크축(50)에 전달되는 회전운동 에너지를 이용하여 차량을 구동하도록 되어 있다.

이러한 엔진의 출력은 배기량에 의해 결정되는 것이며, 상기 배기량은 피스톤(30)이 이동하는 연소실(11)의 크기로서, 엔진이 배기량이 클수록 엔진의 출력이 높은 것이다.

따라서, 동일한 엔진에서 배기량을 상승시키는 방법으로는 엔진 실린더의 크기를 크게 변형하거나 커넥팅 로드의 길이를 가변시키는 것이다.

즉, 피스톤의 스트로크(Stroke : 피스톤의 상하 왕복거리)를 증대시켜 엔진의 배기량을 증가시키고 있다.

그러나 상술한 바와 같이 종래에는 실린더의 크기를 변경하는 방법으로 배기량을 상승시키기 위해서는 실린더를 새로이 설계 및 제작하여야 하므로 제작비가 상승되는 문제점이 있었다.

또한, 커넥팅 로드의 길이를 가변시켜 피스톤의 스트로크 거리를 증대시키고 자 할 경우에는 커넥팅 로드의 전체적인 길이를 가변시켜야만 하므로, 이때에는 커넥팅 로드를 새로이 설계하고, 제작해야만 하므로 제작비가 상승되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 그 목적은 커넥팅 로드의 상단에 형성된 장공에 안내핀을 탄력 설치하여 스트로크를 가변시키므로 엔진의 배기량을 증기시킬 수 있는 스트로크 가변형 커넥팅 로드를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징적인 구성을 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 스트로크 가변형 커넥팅 로드는 크랭크 축의 상측 둘레부가 결합되는 삽입공이 형성된 고정부재와, 상기 크랭크 축의 하측 둘레부가 결합되도록 수용홈이 형성된 지지부재와, 상기 고정부재의 상측에 돌출되게 형성된 지지바와, 상기 지지바의 단부에 일체로 형성되고 중앙에는 장공이 형성된 안내부재와, 상기 장공에 삽입되고 양 단부는 피스톤에 끼워진 안내핀과, 상기 안내핀을 탄력 지지하는 스프링을 포함하여서 된 것이다.

이와 같이 본 발명은 커넥팅 로드의 상단에 형성된 장공에 안내핀을 탄력 설치하여 피스톤에 작용하는 압력에 의해서 커넥팅 로드의 스트로크를 가변시켜 엔진의 성능 및 연비를 향상시킬 수 있는 특유의 효과가 있다.

도 2는 본 발명에 따른 커넥팅 로드를 나타낸 분해 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 커넥팅 로드의 정상 스트로크시 작동상태를 나타낸 정면도 및 사시도이며, 도 4는 본 발명에 따른 커넥팅 로드의 스트로크 가변시 작동상태를 나타낸 정면도 및 사시도이다.

여기에서 참조되는 바와 같이 본 발명은 크랭크축(50)의 상측 둘레부를 지지하는 고정부재(100)가 마련되어 있되, 그 고정부재(100)의 내측에는 크랭크축(50)의 상측 둘레부가 결합되는 삽입공(101)이 형성되어 있다.

한편, 상기 고정부재(100)의 일단에는 지지부재(110)가 체결부재(112)를 매개로 결합되어 있되, 상기 지지부재(110)의 내부에는 크랭크축(50)의 하측 둘레부가 결합되는 수용홈(111)이 형성되어 있다.

그리고, 상기 고정부재(100)의 상측에는 지지바(120)가 돌출되게 형성되어 있고, 그 지지바(120)의 단부에는 안내부재(130)가 형성되어 있으며, 상기 안내부재(130)의 중앙에는 장공(131)이 형성되어 있다.

또한, 상기 안내부재(130)에는 안내핀(140)이 이동 가능하게 결합되어 있되, 그 안내핀(140)의 양 단부는 피스톤(30)에 결합되어 있고, 상기 장공(131)의 내부에는 안내핀(140)을 탄력 지지하는 스프링(141)이 설치되어 있으며, 그 스프링(141)은 안내핀(140)의 상측면에 탄력 설치되어 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작동상태를 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 커넥팅 로드(40)가 정상 스트로크로 작동될 때에는 도 3에 나타낸 바 와 같이 안내핀(140)은 스프링(141)의 탄성력에 의해서 하부로 이동된 상태로 피스톤(30)이 상.하왕복 운동 하는 것이다.

한편, 커넥팅 로드(40)의 스트로크가 가변될 때에는 도 4에 나타낸 바와 같이 안내핀(140)이 상부로 이동되어 스프링(141)을 압축된 상태로 피스톤(30)이 상.하왕복 운동 하는 것이다.

즉, 흡기-압축-팽창-배기를 반복 순환하는 과정에서 스프링(141)의 탄성력에 의해서 안내핀(140)이 하부로 이동된 상태이므로 커넥팅 로드(40)의 스트로크는 최대를 유지하는 것이다.

이러한 상태에서 운전조건이 저부하로 바뀌면 피스톤(30) 상면에 부압이 작용하게 되어 흡기행정이 시작됨과 동시에 커넥팅 로드(40)는 하강하려하고, 피스톤(30)은 하강을 멈추게 되어 장공(131)에 끼워진 안내핀(140)은 스프링(141)을 압축하므로 스트로크가 감소되는 것이다.

이러한 본 발명에 의하면 엔진에 가해지는 부하의 크기에 의해서 커넥팅 로드의 스트로크가 가변되는 것으로서, 도 5에 나타낸 스트로크와 압력의 관계를 나타낸 그래프 및 선도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

여기에서 참조되는 바와 같이 차량이 저부하 운전시 커넥팅 로드의 스트로크양을 감소시키게 되므로 공기 충진량을 유지한 상태에서 펌프 손실양을 대록 저감시킬 수 있게 되는 것이다.

따라서, 본 발명에 의하면 엔진성은 및 연비를 향상시키게 되는 것이다.

도 1은 일반적인 엔진을 나타낸 단면도.

도 2는 본 발명에 따른 커넥팅 로드를 나타낸 분해 사시도.

도 3은 본 발명에 따른 커넥팅 로드의 정상 스트로크시 작동상태를 나타낸 정면도 및 사시도.

도 4는 본 발명에 따른 커넥팅 로드의 스트로크 가변시 작동상태를 나타낸 정면도 및 사시도.

도 5는 본 발명에 따른 커넥팅 로드의 스트로크와 압력의 관계를 나타낸 그래프 및 선도.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※

30 : 피스톤

50 : 크랭크축

100 : 고정부재

101 : 삽입공

110 : 지지부재

111 : 수용홈

120 : 지지바

130 : 안내부재

131 : 장공

140 : 안내핀

141 : 스프링

Claims

크랭크축(50)의 상측 둘레부가 결합되는 삽입공(101)이 형성된 고정부재(100)와, 상기 크랭크축(50)의 하측 둘레부가 결합되도록 수용홈(111)이 형성된 지지부재(110)와, 상기 고정부재(100)의 상측에 돌출되게 형성된 지지바(120)와, 상기 지지바(120)의 단부에 일체로 형성되고 중앙에는 장공(131)이 형성된 안내부재(130)와, 상기 장공(131)에 삽입되고 양 단부는 피스톤(30)에 끼워진 안내핀(140)과, 상기 안내핀(140)을 탄력 지지하는 스프링(141)을 포함함을 특징으로 하는 스트로크 가변형 커넥팅 로드.
제 1 항에 있어서, 상기 스프링(141)은 안내핀(140)의 상측면에 탄력 지지됨을 특징으로 하는 스트로크 가변형 커넥팅 로드.