KR20120034614A - A method of installing and turnably journaling a connecting rod to a piston - Google Patents
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Abstract
본 발명은 피스톤 (1) 에 대하여 커넥팅 로드 (2) 를 설치하여 선회 가능하게 저널링하는 방법에 관한 것이다. 피스톤 (1) 에는 유사한 베어링 표면이 제공되는 커넥팅 로드 (2) 의 단부 부분 (2a) 과 선회 가능하게 맞물리는 곡선의 베어링 표면을 갖는 베어링 부재 (3) 가 제공된다. 베어링 부재 (3) 는 커넥팅 로드 (2) 측에 컷 아웃 (3a) 을 갖는 링형 형상을 갖는다. 커넥팅 로드 (2) 의 단부 부분 (2a) 은 베어링 부재 (3) 와 커넥팅 로드 (2) 의 단부 부분 (2a) 이 본질적으로는 서로에 대하여 수직인 위치로 컷 아웃 (3a) 을 통하여 피스톤 (1) 안으로 구성된다. 그 후 커넥팅 로드 (2) 또는 피스톤 (1) 은 커넥팅 로드 (2) 의 단부 부분 (2a) 이 베어링 부재 (3) 와 접촉하게 되도록 더 이동된다. 그 이후 베어링 부재 (3) 와 커넥팅 로드 (2) 의 단부 부분 (2a) 은 상호 베어링 표면이 정렬되고 실질적으로 서로 대응하도록 피스톤 (1) 과 커넥팅 로드 (2) 사이의 상대적인 선회 운동에 의해 이들의 최종 위치로 구성된다. The present invention relates to a method of rotatably journaling by installing a connecting rod (2) with respect to the piston (1). The piston 1 is provided with a bearing member 3 having a curved bearing surface that is pivotally engaged with the end portion 2a of the connecting rod 2, which is provided with a similar bearing surface. The bearing member 3 has a ring shape having a cutout 3a on the connecting rod 2 side. The end portion 2a of the connecting rod 2 is connected to the piston 1 through the cutout 3a in a position where the bearing member 3 and the end portion 2a of the connecting rod 2 are essentially perpendicular to each other. It is composed in The connecting rod 2 or the piston 1 is then moved further such that the end portion 2a of the connecting rod 2 comes into contact with the bearing member 3. The end parts 2a of the bearing member 3 and the connecting rod 2 are then separated by the relative pivotal movement between the piston 1 and the connecting rod 2 so that the mutual bearing surfaces are aligned and substantially correspond to each other. It consists of the final position.
Description
본 발명은 청구항 제 1 항의 전문에 따른 피스톤에 대하여 커넥팅 로드를 설치하여 선회 가능하게 저널링하는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method of rotatably journaling by installing a connecting rod for a piston according to the preamble of
내연기관에서 피스톤과 크랭크 섀프트 사이의 힘 전달부는 통상적으로 커넥팅 로드에 의해 구성되고, 그의 일 단부는 엔진의 크랭크 섀프트에 선회 가능하게 부착되고 다른 단부는 각각 피스톤 핀에 의해 피스톤에 선회 가능하게 부착된다. 이 구성은 피스톤 핀과 커넥팅 로드의 상단부 사이의 베어링 표면 뿐만 아니라 피스톤과 피스톤 핀 사이의 베어링 표면을 포함한다. 피스톤 핀의 굽힘 하중의 대부분은 실린더의 가스력으로부터 오고, 나머지는 크랭크 메카니즘으로부터의 횡력 (side force) 및 관성으로부터 온다. 더 높은 실린더 출력과 더 높은 실린더 최대 압력에 대한 필요성의 증가에 의하여 연소로부터의 증가된 굽힘 가스력을 충족시키기 위한 증가된 베어링 표면 영역 필요하다. 증가된 실린더 압력은 베어링 표면의 상부 절반의 대부분에 영향을 미친다. 하지만, 하부 베어링 절반의 베어링 하중은 증가된 실린더 압력에 따라 증가하지 않지만, 피스톤 중량 및 엔진의 더 높은 속도에 따라 증가한다. The force transmission between the piston and the crankshaft in the internal combustion engine is typically constituted by a connecting rod, one end of which is pivotally attached to the crankshaft of the engine and the other end of which is pivotably attached to the piston by a piston pin respectively. Attached. This configuration includes the bearing surface between the piston pin and the piston pin as well as the bearing surface between the piston pin and the piston pin. Most of the bending load of the piston pin comes from the gas force of the cylinder and the rest comes from the side force and inertia from the crank mechanism. An increased bearing surface area is needed to meet the increased bending gas force from combustion due to the increased need for higher cylinder output and higher cylinder maximum pressure. The increased cylinder pressure affects most of the upper half of the bearing surface. However, the bearing load of the lower bearing half does not increase with increased cylinder pressure, but increases with piston weight and higher speed of the engine.
베어링 영역의 증가에 대한 공지된 해결책은 커넥팅 로드의 상단부에 구형 베어링 표면을 이용하는 것이다. 이에 의해 커넥팅 로드의 상단부는 피스톤 내측에 구성되는 베어링 표면에 대하여 직접적으로 선회 가능하게 저널될 수 있고, 따라서 별도의 피스톤 핀이 필요하지 않다. 곡선의 베어링 표면의 영역은 원통형 영역보다 더 넓고 이는 증가된 실린더 압력의 이용을 가능하게 한다. 이러한 종류의 전통적인 해결책의 단점은 커넥팅 로드의 상단부의 중량이 증가되는 것이며, 이에 의해 커넥팅 로드는 보강되어야만 하며 엔진의 밸런싱 (balancing) 이 증가되어야만 한다. 종래의 해결책은 또한 복잡하고 설치가 곤란하며 시간 소모적이다. A known solution to the increase in bearing area is to use a spherical bearing surface at the top of the connecting rod. The upper end of the connecting rod can thereby be journaled directly pivotably with respect to the bearing surface configured inside the piston, thus eliminating the need for a separate piston pin. The area of the curved bearing surface is wider than the cylindrical area, which allows the use of increased cylinder pressures. A disadvantage of this kind of traditional solution is that the weight of the top of the connecting rod is increased, whereby the connecting rod must be reinforced and the engine balancing must be increased. Conventional solutions are also complicated, difficult to install and time consuming.
본 발명의 목적은 내연기관에 적용할 수 있는, 피스톤에 대한 커넥팅 로드의 선회 가능한 저널링을 위한 곡선의 베어링 표면을 이용하기 위한 진보적인 해결책, 그리고 그의 설치를 제공하여 종래 해결책의 단점을 최소화될 수 있게 하는 것이다. It is an object of the present invention to provide an advance solution for using a curved bearing surface for pivotable journaling of a connecting rod to a piston, and its installation, which can be applied to an internal combustion engine, thereby minimizing the disadvantages of conventional solutions. To do that.
본 발명의 목적은 실질적으로 청구항 제 1 항 및 다른 청구항에 기재된 것과 같이 충족될 수 있다. The object of the invention can be fulfilled substantially as described in
본 발명의 기본 아이디어는 새로운 방식으로 곡선의 베어링 표면을 사용하게 하여 이용되는 치수 및 디자인이 커넥팅 로드의 단부 부분과 내측에 위치되는 베어링 부재를 함께 갖는 피스톤이 용이하고 신속하게 설치되는 것을 가능하게 하는 것이다. The basic idea of the present invention is to enable the use of curved bearing surfaces in a new way so that the pistons with bearing elements located inside and with the end portions of the connecting rods can be easily and quickly installed. will be.
본 발명에 따르면 피스톤에는 유사한 베어링 표면이 제공되는 커넥팅 로드의 단부 부분과 선회 가능하게 맞물리는 곡선의 베어링 표면을 갖는 베어링 부재가 제공된다. 베어링 부재는 커넥팅 로드의 측면에 컷 아웃 (cut-out) 을 갖는 링형 형상을 갖는다. 커넥팅 로드의 단부 부분은, 커넥팅 로드의 단부 부분과 베어링 부재가 본질적으로는 서로에 대하여 수직인 위치로 컷 아웃을 통하여 피스톤 안으로 구성된다. 커넥팅 로드 또는 피스톤은 커넥팅 로드의 단부 부분이 베어링 부재와 접촉하게 되도록 그 후 더 이동된다. 그 이후에 베어링 부재 및 커넥팅 로드의 단부 부분은 상호 베어링 표면이 정렬되고 실질적으로 서로에 대응하게 되도록 피스톤과 커넥팅 로드 사이의 상대적인 선회 운동에 의해 이들의 최종 위치로 구성된다. According to the invention the piston is provided with a bearing member having a curved bearing surface that pivotably engages with the end portion of the connecting rod, which is provided with a similar bearing surface. The bearing member has a ring shape with a cut-out on the side of the connecting rod. The end portion of the connecting rod is configured into the piston through the cut out to a position where the end portion of the connecting rod and the bearing member are essentially perpendicular to each other. The connecting rod or piston is then moved further such that the end portion of the connecting rod is in contact with the bearing member. The end parts of the bearing member and the connecting rod are then configured in their final position by relative pivotal movement between the piston and the connecting rod such that the mutual bearing surfaces are aligned and substantially correspond to each other.
이하에 본 발명은, 단지 실시예로서 첨부된 개략도를 참조하여 설명될 것이다. The invention will now be described with reference to the attached schematics as examples only.
도 1a 는 본 발명에 따른 피스톤에 의해 선회 가능하게 저널되는 커넥팅 로드의 설치의 제 1 상태를 나타내는 도면이다.
도 1b 는 도 1a 의 단면 (A-A) 을 나타내는 도면이다.
도 2a 는 본 발명에 따른 피스톤에 의해 선회 가능하게 저널되는 커넥팅 로드의 설치의 제 2 상태를 나타내는 도면이다.
도 2b 는 도 2a 의 단면 (B-B) 을 나타내는 도면이다.
도 3a 는 도 1a 및 도 1b 에 따른 설치의 제 1 상태의 원리를 3D 버전으로 나타내는 도면이다.
도 3b 는 도 2a 및 도 2b 에 따른 설치의 제 2 상태의 원리를 3D 버전으로 나타내는 도면이다.
도 4 는 설치의 마무리 단계를 나타내는 도면이며 도 2b 의 도면에 대응한다. 1A is a view showing a first state of installation of a connecting rod pivotally journaled by a piston according to the present invention.
FIG. 1B is a diagram illustrating a cross section AA of FIG. 1A.
2A is a view showing a second state of installation of a connecting rod pivotally journaled by a piston according to the present invention.
FIG. 2B is a diagram illustrating a cross section BB of FIG. 2A.
3a shows a 3D version of the principle of the first state of installation according to FIGS. 1a and 1b.
FIG. 3B shows in 3D version the principle of a second state of installation according to FIGS. 2A and 2B.
4 is a view showing a finishing step of installation and corresponds to the view of FIG. 2B.
도면에서 참조 번호 1 은 엔진의 피스톤을 나타내며, 이 피스톤에는 커넥팅 로드 (2) 의 단부 부분 (2a) 을 피스톤에 선회 가능하게 저널링하기 위해 피스톤 (1) 의 내측에 구성되는 베어링 부재 (3) 가 제공된다. 베어링 부재 (3) 는 커넥팅 로드 (2) 측에 위치되는 컷 아웃 (3a) 을 갖는 링 형 부품이다. 도면을 참조하면 피스톤 (1) 에 의해 선회 가능하게 저널되는 커넥팅 로드 (2) 의 설치가 이하와 같이 일어난다. In the
베어링 부재 (3) 를 갖는 피스톤과 커넥팅 로드 (2) 의 단부 부분 (2a) 의 상호 선회 위치는 단부 부분 (2a) 이 베어링 부재 (3) 에 대하여 대략 수직이 되도록 구성된다 (도 1a, 1b 및 도 3a 참조). 다시 말하면 커넥팅 로드 (2) 의 단부 부분 (2a) 의 선회 축선 (5) 은 베어링 부재 (3) 의 만곡부의 축선 (6) 에 대하여 수직이다. 본 발명의 관점에서, 원리적으로는, 어떠한 부품, 즉 커넥팅 로드 (2) 또는 피스톤 (1) 중 어느 부품이 선회되는지는 중요하지 않다. 실제로, 특별하게는 커넥팅 로드가 엔진의 크랭크 섀프트에 이미 설치된 경우, 커넥팅 로드 (2) 에 대하여 피스톤 (1) 을 선회시키는 것이 그 반대의 경우보다 더 용이할 수 있다. 부품의 이러한 상호 위치에서 커넥팅 로드 (2) 의 단부 부분 (2a) 은 베어링 부재 (3) 의 컷 아웃 (3a) 을 통하여 취해진다. 다시 말하면, 실제로, 피스톤 (1) 은 유리하게는 커넥팅 로드 (2) 에 대하여 이동되어 커넥팅 로드 (2) 의 단부 부분 (2a) 은 도 1a 및 도 3a 에 나타낸 것과 같이 베어링 부재 (3) 와 접촉하게 된다. The mutual pivot position of the piston with the
제 2 상태에서 단부 부분 (2a) 과 베어링 부재 (3) 의 베어링 표면은 도 1a, 도 2a 및 도 3b 에 나타낸 것과 같이 커넥팅 로드 (2) 와 피스톤 (1) 사이의 상호 상대적인 선회 운동에 의해 정렬된다. 실제로 베어링 부재 (3) 를 함께 갖는 피스톤 (1) 이 유리하게는 커넥팅 로드 (2) 에 대하여 선회되어 도 2a, 도 2b, 도 3b 및 도 4 에 나타낸 상호 위치가 도달된다. 이러한 위치에서 축선 (5 및 6) 은 또한 정렬된다. 그 후, 설치를 완료하기 위해, 도 4 에 나타낸 것과 같이 잠금 부재 (4) 가 피스톤 (1) 에 삽입된다. 잠금 부재 (4) 는 엔진의 작동 동안 커넥팅 로드 (2) 에 대한 그의 길이방향 축선을 중심으로 피스톤 (1) 의 선회를 방지한다. In the second state the bearing surface of the
도 4 는 별도의 부품 및 요소의 크기를 또한 나타내는 도면이다. 따라서, 베어링 부재 (3) 의 폭은 그의 전체 둘레가 설치 이후의 커넥팅 로드 (2) 의 단부 부분 (2a) 의 선회 축선 (5) 의 위치에서 취해진 피스톤 (1) 의 길이방향 축선의 단면도에서 최대 180 도를 커버하도록 크기가 정해진다. 대응적으로 커넥팅 로드 (2) 의 단부 부분 (2a) 은 그의 곡선의 베어링 표면의 양 측면에 평면인 측면 표면 (2b) 이 있도록 형성된다 (도면 참조). 이에 의해 곡선의 베어링 표면은 피스톤 핀과 관련하여 이용되는 원통형 표면보다 더욱 넓어질 수 있다. 하지만, 베어링 부재 (3) 는 구형 베어링 표면보다 제조하기 더 쉽고 이는 피스톤 (1) 의 하부 부분에서 컷 아웃 (3a) 을 통하여 커넥팅 로드 (2) 의 단부 부분 (2a) 의 삽입을 가능하게 한다 (도 1a 및 도 3a 참조). 이를 위해 컷 아웃 (3a) 은 상기 삽입을 가능하게 하도록 마찬가지로 크기가 정해져야 한다. 실제로 컷 아웃 (3a) 은 유리하게는 선회 축선 (5) 의 방향으로 커넥팅 로드 (2) 의 단부 부분 (2a) 의 폭에 대략 대응하게 크기가 정해질 수 있다 (도 1a 및 도 3a 참조). 이러한 경우 컷 아웃 (3a) 옆의 구성물의 하부 부분에서의 상호 베어링 표면은 엔진의 작동으로부터 초래되는 크랭크 힘 및 관성력을 받기에 여전히 충분하다. 이러한 힘은 유리하게는 커넥팅 로드 (2) 의 중량을 감소시키기 위해 일부 재료를 기계가공하여 버림으로써 커넥팅 로드의 단부 부분 (2a) 에 양각 (2c) 을 제공함으로써 감소될 수 있다. 4 also shows the size of separate parts and elements. Therefore, the width of the
도면은 단지 본 발명의 원리를 나타낸다. 따라서 본 발명은 나타낸 실시형태로 제한되지 않으며 변형이 본 발명의 아이디어의 범위 내에서 있을 수 있다.
The drawings merely illustrate the principles of the invention. Thus, the invention is not limited to the embodiments shown and variations may be within the scope of the idea of the invention.
Claims (7)
7. Method according to claim 6, characterized in that prior to installation the material is machined away from one of the sides of the end portion (2a) of the connecting rod (2) to make the connecting rod lighter.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
WITN | Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid |