KR20110127792A - 자동차용 크랭크샤프트 - Google Patents

자동차용 크랭크샤프트 Download PDF

Info

Publication number
KR20110127792A
KR20110127792A KR1020100047225A KR20100047225A KR20110127792A KR 20110127792 A KR20110127792 A KR 20110127792A KR 1020100047225 A KR1020100047225 A KR 1020100047225A KR 20100047225 A KR20100047225 A KR 20100047225A KR 20110127792 A KR20110127792 A KR 20110127792A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
crankshaft
crank arm
crank
weight
stress concentration
Prior art date
Application number
KR1020100047225A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101142532B1 (ko
Inventor
허민
Original Assignee
쌍용자동차 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 쌍용자동차 주식회사 filed Critical 쌍용자동차 주식회사
Priority to KR1020100047225A priority Critical patent/KR101142532B1/ko
Publication of KR20110127792A publication Critical patent/KR20110127792A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101142532B1 publication Critical patent/KR101142532B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C3/00—Shafts; Axles; Cranks; Eccentrics
    • F16C3/04—Crankshafts, eccentric-shafts; Cranks, eccentrics
    • F16C3/06—Crankshafts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C3/00—Shafts; Axles; Cranks; Eccentrics
    • F16C3/04—Crankshafts, eccentric-shafts; Cranks, eccentrics
    • F16C3/22—Cranks; Eccentrics
    • F16C3/26—Elastic crank-webs; Resiliently-mounted crank-pins
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2326/00—Articles relating to transporting
    • F16C2326/01—Parts of vehicles in general

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)

Abstract

본 발명은 자동차용 크랭크샤프트에 관한 것으로서, 종래에는 자동차의 엔진 내부에 설치되는 크랭크샤프트의 크랭크암 전면부 형상이 단순히 상부에서 하부로 경사지게 형성되며 중앙부에서 양 끝단으로 갈수록 경사를 이루는 스트레이트 타입으로 형성되어 있어서 설계자가 원하는 만큼의 크랭크샤프트의 무게를 줄이지 못하고 응력집중계수 또한 높이게 못하는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 자동차의 엔진 내부에 엔진에 의한 폭발력을 회전운동으로 전환 시켜주기 위해 설치되는 크랭크샤프트(100)에 있어서, 크랭크샤프트(100)에 구비되며 후면은 크랭크핀(110)으로 연결되는 크랭크암(120)의 전면부의 형상을 상부는 크랭크암(120)의 두께가 얇고 하부로 갈수록 크랭크암(120)의 두께가 두꺼워지는 "호" 형태로 오목하게 형성하여, 크랭크샤프트(100)의 무게를 줄이고 응력집중계수를 높일 수 있도록 형성하고, 크랭크샤프트(100)에 구비되는 크랭크암(120)의 전면부의 형상을 상부는 크랭크암(120)의 두께가 얇고 하부로 갈수록 크랭크암(120)의 두께가 두꺼워지는 "호" 형태로 오목하게 형성하고, 중앙부(125)에서 양 끝단(126)(127)으로 경사지게 형성하며, 중앙부(125)에서 양 끝단(126)(127)으로 경사지게 형성되는 크랭크암(120)의 전면부 형상을 상부에서 하부로 갈수록 중앙부(125)에서 양 끝단(126)(127)으로 이어지는 경사각이 가파르게 형성하여, 크랭크샤프트(100)의 무게를 줄이고 응력집중계수를 높일 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 것이다.

Description

자동차용 크랭크샤프트{crank shaft for automobile}
본 발명은 자동차용 크랭크샤프트에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 자동차의 엔진 내부에 구비되는 크랭크샤프트에 형성되며 후면에 크랭크핀으로 연결되는 크랭크암의 전면부 형상을 상부는 크랭크암의 두께가 얇고 하부로 갈수록 크랭크암의 두께가 두꺼워지는 "호" 형태로 오목하게 형성하고, 중앙부에서 양 끝단으로 경사지게 형성하여 크랭크샤프트의 무게를 줄이고 응력집중계수를 높일 수 있도록 한 자동차용 크랭크샤프트에 관한 것이다.
특히, 크랭크암의 전면부 형상을 상부에서 하부로 갈수록 중앙부에서 양 끝단으로 이어지는 경사각을 점차적으로 가파르게 형성하여, 크랭크샤프트의 무게를 줄이고 응력집중계수를 높일 수 있도록 한 자동차용 크랭크샤프트에 관한 것이다.
디젤 엔진은 커먼레일 시스템(common rail system) 등의 개발로 인해 소형화 및 고속화가 가능하게 되었다.
또한, 엔진의 고출력화를 위해 실린더 연소압이 증대되고 있는 추세이다.
반면, 이러한 높은 엔진의 성능에도 불구하고 엔진의 중량은 소재의 개발이나 설계의 향상에 의해 점차 가벼워지고 있는 것이다.
이에 따라 자동차 엔진의 설계 시 구성부품의 중량 최적화에 대한 중요성이 더욱 높아지고 있다.
따라서, 엔진 전체 중량의 약 10%를 차지하는 크랭크샤프트의 중량 최적화 및 강성 확보는 엔진의 고출력과 고 토크 그리고 연비를 만족시키기 위해 필수적으로 검토해야할 주요 요소가 된 것이다.
크랭크샤프트는 엔진의 무빙 시스템의 하나로 엔진의 연소에 의한 폭발력을 회전운동으로 전환하여 타이빙 드라이브 시스템, 밸브 트레인 시스템, 밸트 드라이브 시스템, 드라이브 트레인 시스템 등 엔진의 다른 무빙 시스템으로 동력을 전달하는 역할을 하는 것이다.
엔진의 연소실에서 발생하는 연소압은 피스톤과 커넥팅로드를 거쳐 크랭크샤프트로 전달되며, 크랭크샤프트는 이러한 피스톤과 커넥팅로드의 왕복운동을 회전운동으로 변환하여 구동계 및 타이밍 드라이브 시스템, FEAD(프론트 엔드 액세서리 드라이브)로 전달되는 것이다.
그러므로, 엔진의 각종 무빙 시스템 및 펌프(연료 펌프, 오일 펌프, 냉각수 펌프, 에어 컨디셔너, 얼터네이터, 베큠 펌프, 등)들은 크랭크샤프트의 회전력을 전달 받아서 구동되는 것이다.
즉, 도 1 은 종래의 자동차용 크랭크샤프트의 모습을 보여주는 사시도이고, 도 2 는 종래의 자동차용 크랭크샤프트의 모습을 보여주는 정면도, 도 3 은 종래의 자동차용 크랭크샤프트의 크랭크암의 모습을 보여주는 측면도이다.
크랭크샤프트(10)에 구비되며 후면은 크랭크핀(11)으로 연결되는 크랭크암(12)의 전면부의 형상이 상부에서 하부로 경사지게 형성되고, 중앙부에서 양 끝단으로 갈수록 경사를 이루는 스트레이트(straight) 타입으로 형성되어 크랭크샤프트(10)의 무게를 줄이고 응력집중계수를 높이게 되는 것이다.
하지만, 이와 같은 자동차용 크랭크샤프트는 다음과 같은 문제점이 있었다.
즉, 크랭크샤프트에 구비되는 크랭크암의 전면부 형상이 단순히 상부에서 하부로 경사지게 형성되며 중앙부에서 양 끝단으로 갈수록 경사를 이루는 스트레이트 타입으로 형성되어 있어서 설계자가 원하는 만큼의 크랭크샤프트의 무게를 줄이지 못하고 응력집중계수 또한 높이게 못하는 문제점이 있었다.
따라서 본 발명의 목적은 설계자가 크랭크샤프트의 무게를 줄이고 응력집중계수를 높이는 효과를 극대화할 수 있도록 자동차의 엔진 내부에 구비되는 크랭크샤프트에 형성되며 후면에 크랭크핀으로 연결되는 크랭크암의 전면부 형상을 상부는 크랭크암의 두께가 얇고 하부로 갈수록 크랭크암의 두께가 두꺼워지는 "호" 형태로 오목하게 형성하고, 중앙부에서 양 끝단으로 경사지게 형성하며, 특히 중앙부에서 양 끝단으로 경사지게 형성되는 크랭크암의 전면부의 형상을 상부에서 하부로 갈수록 중앙부에서 양 끝단으로 이어지는 경사각이 점차적으로 가파르게 형성하여, 크랭크샤프트에 구비되는 크랭크암의 전면부 형상이 단순히 상부에서 하부로 경사지게 형성되며 중앙부에서 양 끝단으로 갈수록 경사를 이루는 스트레이트 타입으로 형성되어 있어서 설계자가 원하는 만큼의 크랭크샤프트의 무게를 줄이지 못하고 응력집중계수 또한 높이게 못하는 문제점을 효과적으로 해결할 수 있도록 한 자동차용 크랭크샤프트를 제공하는 데 있다.
이와 같은 본 발명은 자동차의 엔진 내부에 엔진에 의한 폭발력을 회전운동으로 전환 시켜주기 위해 설치되는 크랭크샤프트에 있어서, 크랭크샤프트에 구비되며 후면은 크랭크핀으로 연결되는 크랭크암의 전면부의 형상을 상부는 크랭크암의 두께가 얇고 하부로 갈수록 크랭크암의 두께가 두꺼워지는 "호" 형태로 오목하게 형성하여, 크랭크샤프트의 무게를 줄이고 응력집중계수를 높일 수 있도록 형성하며, 크랭크샤프트에 구비되는 크랭크암의 전면부의 형상을 상부는 크랭크암의 두께가 얇고 하부로 갈수록 크랭크암의 두께가 두꺼워지는 "호" 형태로 오목하게 형성하고, 중앙부에서 양 끝단으로 경사지게 형성하여, 크랭크샤프트의 무게를 줄이고 응력집중계수를 높일 수 있도록 형성하고, 중앙부에서 양 끝단으로 경사지게 형성되는 크랭크암의 전면부 형상을 상부에서 하부로 갈수록 중앙부에서 양 끝단으로 이어지는 경사각이 가파르게 형성하여, 크랭크샤프트의 무게를 줄이고 응력집중계수를 높일 수 있도록 형성함으로써 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 것이다.
이와 같은 본 발명은 크랭크샤프트에 형성되며 후면에 크랭크핀으로 연결되는 크랭크암의 전면부 형상을 상부는 크랭크암의 두께가 얇고 하부로 갈수록 크랭크암의 두께가 두꺼워지는 "호" 형태로 오목하게 형성하고, 중앙부에서 양 끝단으로 경사지게, 또한 중앙부에서 양 끝단으로 이어지는 경사각이 상부에서 하부로 갈수록 점차적으로 가파르게 형성함으로써, 크랭크샤프트의 무게를 줄이고 응력집중계수를 높이는 효과가 있는 것이다.
도 1 은 종래의 자동차용 크랭크샤프트의 모습을 보여주는 사시도.
도 2 는 종래의 자동차용 크랭크샤프트의 모습을 보여주는 정면도.
도 3 은 종래의 자동차용 크랭크샤프트의 크랭크암의 모습을 보여주는 측면도.
도 4 는 본 발명에 따른 자동차용 크랭크샤프트의 모습을 보여주는 사시도.
도 5 는 본 발명에 따른 자동차용 크랭크샤프트의 모습을 보여주는 정면도.
도 6 은 본 발명에 따른 자동차용 크랭크샤프트의 모습을 보여주는 측면도.
도 7 은 본 발명에 따른 자동차용 크랭크샤프트의 크랭크암의 경사각 변화를 보여주는 부분단면도.
이하 본 발명의 특징을 효과적으로 달성할 수 있는 바람직한 실시 예로서 그 기술구성 및 작용효과를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
즉, 도 4 는 본 발명에 따른 자동차용 크랭크샤프트의 모습을 보여주는 사시도이고, 도 5 는 본 발명에 따른 자동차용 크랭크샤프트의 모습을 보여주는 정면도, 도 6 은 본 발명에 따른 자동차용 크랭크샤프트의 모습을 보여주는 측면도이고, 도 7 은 본 발명에 따른 자동차용 크랭크샤프트 크랭크암의 경사각 변화를 보여주는 부분단면도이다.
이와 같은 본 발명은 자동차의 엔진 내부에 엔진에 의한 폭발력을 회전운동으로 전환 시켜주기 위해 설치되는 크랭크샤프트(100)에 있어서, 크랭크샤프트(100)에 구비되며 후면은 크랭크핀(110)으로 연결되는 크랭크암(120)의 전면부의 형상을 상부는 크랭크암(120)의 두께가 얇고 하부로 갈수록 크랭크암(120)의 두께가 두꺼워지는 "호" 형태로 오목하게 형성하여, 크랭크샤프트(100)의 무게를 줄이고 응력집중계수를 높일 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 것이다.
그리고, 크랭크샤프트(100)에 구비되는 크랭크암(120)의 전면부의 형상을 상부는 크랭크암(120)의 두께가 얇고 하부로 갈수록 크랭크암(120)의 두께가 두꺼워지는 "호" 형태로 오목하게 형성하고, 중앙부(125)에서 양 끝단(126)(127)으로 경사지게 형성하며, 중앙부(125)에서 양 끝단(126)(127)으로 경사지게 형성되는 크랭크암(120)의 전면부 형상을 상부에서 하부로 갈수록 중앙부(125)에서 양 끝단(126)(127)으로 이어지는 경사각이 가파르게 형성하여, 크랭크샤프트(100)의 무게를 줄이고 응력집중계수를 높일 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 것이다.
즉, 이와 같은 본 발명은 자동차의 엔진 내부에서 엔진의 폭발력을 회전운동으로 전환 시켜주는 크랭크샤프트(100)에 구비되며 후면이 크랭크핀(110)으로 연결되는 크랭크암(120)의 전면부의 형상을 상부는 두께가 얇고 하부로 갈수록 두께가 두꺼워지는 "호" 형태로 오목하게 형성하게 되는 것이다.
그리고, 크랭크암(120)의 전면부 형태를 상부에서 하부로 갈수록 두께가 두꺼워지는 "호" 형태로 형성하면서 동시에 크랭크암(120)의 중앙부(125)에서 양 끝단(126)(127)으로 경사지게 형성하는 것이다.
특히, 크랭크암(120) 전면부를 중앙부(125)에서 양 끝단(126)(127)으로 경사지게 형성하되, 상부에서 하부로 갈수록 중앙부(125)에서 양 끝단(126)(127)으로 이어지는 경사각이 점차적으로 가파르게 형성하게 되는 것이다.
이와 같은 크랭크암(120) 형태를 복합적으로 오목하게 형성라는 뜻의 "콤플렉스 콘케이브 (complex concave)형상"이라 하는 것이다.
즉, 크랭크샤프트(100)의 크랭크암(120) 전면부가 콤플렉스 콘케이브 형상으로 형성되면, 종래의 스트레이트 타입에 비해 향상된 응력집중 계수를 보이며, 특히, 콤플렉스 콘케이브 형상인 복합적으로 오목한 형태로 형성되는 크랭크암(120) 전면부의 특성상 크랭크암(120) 당 5 ~ 15% 정도의 중량 저감효과를 볼 수 있게 되는 것이다.
100 : 크랭크샤프트 110 : 크랭크핀
120 : 크랭크암 125 : 중앙부
126 : 끝단 127 : 끝단

Claims (3)

  1. 자동차의 엔진 내부에 엔진에 의한 폭발력을 회전운동으로 전환 시켜주기 위해 설치되는 크랭크샤프트(100)에 있어서,
    크랭크샤프트(100)에 구비되며 후면은 크랭크핀(110)으로 연결되는 크랭크암(120)의 전면부의 형상을 상부는 크랭크암(120)의 두께가 얇고 하부로 갈수록 크랭크암(120)의 두께가 두꺼워지는 "호" 형태로 오목하게 형성하여,
    크랭크샤프트(100)의 무게를 줄이고 응력집중계수를 높일 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 자동차용 크랭크샤프트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    크랭크샤프트(100)에 구비되는 크랭크암(120)의 전면부의 형상을 상부는 크랭크암(120)의 두께가 얇고 하부로 갈수록 크랭크암(120)의 두께가 두꺼워지는 "호" 형태로 오목하게 형성하고, 중앙부(125)에서 양 끝단(126)(127)으로 경사지게 형성하여,
    크랭크샤프트(100)의 무게를 줄이고 응력집중계수를 높일 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 자동차용 크랭크샤프트.
  3. 제 2 항에 있어서,
    중앙부(125)에서 양 끝단(126)(127)으로 경사지게 형성되는 크랭크암(120)의 전면부 형상을 상부에서 하부로 갈수록 중앙부(125)에서 양 끝단(126)(127)으로 이어지는 경사각이 가파르게 형성하여,
    크랭크샤프트(100)의 무게를 줄이고 응력집중계수를 높일 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 자동차용 크랭크샤프트.
KR1020100047225A 2010-05-20 2010-05-20 자동차용 크랭크샤프트 KR101142532B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100047225A KR101142532B1 (ko) 2010-05-20 2010-05-20 자동차용 크랭크샤프트

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100047225A KR101142532B1 (ko) 2010-05-20 2010-05-20 자동차용 크랭크샤프트

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110127792A true KR20110127792A (ko) 2011-11-28
KR101142532B1 KR101142532B1 (ko) 2012-05-07

Family

ID=45396248

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100047225A KR101142532B1 (ko) 2010-05-20 2010-05-20 자동차용 크랭크샤프트

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101142532B1 (ko)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2564423Y2 (ja) * 1992-08-20 1998-03-09 ダイハツ工業株式会社 クランクシャフト
JP2000320531A (ja) 1999-05-13 2000-11-24 Toyota Motor Corp クランクシャフト
KR20020045120A (ko) * 2000-12-08 2002-06-19 이계안 컴팩트 엔진용 크랭크 샤프트
KR100412606B1 (ko) 2001-10-16 2003-12-31 현대자동차주식회사 엔진의 회전 속도에 따라 가변 관성력을 가지는크랭크축의 밸런스 유지장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR101142532B1 (ko) 2012-05-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7661395B2 (en) Stroke-variable engine
KR20150023908A (ko) 가변 압축비 디젤 엔진
CN105317544A (zh) 一种水平对置活塞二冲程汽油发动机及其运行方法
EP2553242B1 (en) Improved differential-stroke internal combustion engine
US11118503B2 (en) Internal combustion engine
US10156183B2 (en) Anti-rattle devices and turbocharger wastegate assemblies including the same
US20170009649A1 (en) Moment-cancelling 4-stroke engine systems
JP4581552B2 (ja) レシプロ式内燃機関
KR101142532B1 (ko) 자동차용 크랭크샤프트
CN2900811Y (zh) 双曲轴连杆机构发动机
CN104481633A (zh) 发动机润滑系统结构
CN103742263A (zh) 连杆活塞式组合燃烧室无死点往复型内燃机
CN103850790B (zh) 无死点往复式内燃机
JP4498990B2 (ja) 内燃機関の２次エアー供給装置
CN201306211Y (zh) 双面活塞弧形缸体往复式内燃机
JP2009507174A (ja) 内燃機関
CN2890374Y (zh) 侧向气缸发动机
KR101382314B1 (ko) 자동차의 엔진
CN108590797A (zh) 一种高速柴油机组合式气门及其驱动机构
WO2007081222A1 (en) Variable compression system for internal combustion engines
CN202659291U (zh) 一种引擎及引擎上的配气机构
KR101199084B1 (ko) 자동차용 엔진
GB2474029A (en) Ultra compact internal combustion piston engine having rack gears
JPH08498Y2 (ja) エンジンの構造
US20080295790A1 (en) Independently moving rod with holder for lobed journal crank to produce The Apex Engine

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150424

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160419

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170421

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180426

Year of fee payment: 7