KR950013205B1 - 엔진의 실린더 블록의 제조방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

엔진의 실린더 블록의 제조방법

제 1 도는 본 발명의 일 실시예에 있어서의 V형 엔진의 실린더 블록의 정면도.

제 2 도는 하부 블록의 저면도.

제 3 도는 제 2 도의 III-III선에 따른 단면 정면도.

제 4 도는 하부 블록의 중앙 횡단면도.

제 5 도는 베어링 캡의 정면도.

제 6 도는 제 5 도의 VI-VI선에 따른 단면도.

제 7 도는 거친 마무리 가공후의 실린더 블록을 나타낸 정면도.

제 8 도는 실린더 블록의 제조공정의 일 실시예를 나타낸 블록선도.

제 9 도는 실린더 블록의 제조공정의 다른 실시예를 나타낸 블록선도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 실린더 블록 2 : 블록 본체

3 : 하부 블록 8 : 베어링 부분

11 : 축받이 부재 12 : 베어링 캡

13 : 축받이 부분 14,15 : 체결용 보스 부분

21,22 : 체결 보울트

본 발명은, 베어링 캡을 주조한 하부 블록을 블록 본체에 조립하여 크랭크 축을 지지하도록 한 엔진의 실린더 블록의 제조방법에 관한 것이다.

종래부터, 엔진의 실린더 블록을 알루미늄등의 경합금에 의해 주조하여 구성하도록 한 것에서는, 그것까지의 주철제 실린더 블록보다 강성이 낮기 때문에, 이 경합금에 의해 직접 크랭크 축의 저어널 부분을 축받이 하면, 내마모성, 지지강도등의 부족한 동시에, 베어링 부분이 변형하는 것으로부터, 예를는 일본국 특개소 61-45108호 공보에서 보여주는 바와같이, 베어링 캡을 하부블록에 주조하고, 이 하부블록을 블록본체에 체결하여 크랭크 축을 지지하는 것으로 베어링 부분의 강도를 높이는 기술이 공지이다.

그런데, 상기와 같이 베어링 캡을 주조하는 알루미늄 합금제 하부블록을 본체에 조립하여 크랭크 축을 지지하는 베어링 부분을 구성하도록 한 경우에, 상기 베어링 부분은 블록 본체에 하부블록을 조립한 상태로 동시가동하여 소정의 진원도를 얻고 있지만, 가공후에 하부 블록을 분리하여 크랭크 축과 동시에 조립하는 사이에 진원도가 저하하는 문제가 있었다.

즉, 상기 하부 블록에 주조된 베어링 캡에는 주조후에 알루미늄 합금의 수축에 수반하여 잔류응역이 작용하고, 이것에 따라서 변형되고 있다. 이 하부블록을 블록본체에 조립하여서 변형을 규제한 상태로 상기 베어링 부분을 소정치수로 연삭하여 진원 가공을 행하여도, 가공후에 하부블록을 블록본체로 부터 분해하여 체결력을 개방하면, 상기 가공에 의해 베어링 캡의 베어링 부분의 강도가 연삭량에 따라서 저하하는 것에 수반하여 상기 잔류응역에 의한 변형량이 변화하고, 베어링 부분의 진원도가 손상된다.

그 결과, 상기 하부 블록을 다시 본체에 크랭크 축과 동시에 조립할 때에, 축받이 금속에 대한 베어링 부분의 클리어턴스가 불균일 하게 되어 부분적인 유막끊김이 발생되는 문제를 갖는 것이다.

여기에서, 본 발명은 상기 사정에 감안하여, 베어링 캡을 주조한 하부 블록에 있어서의 베어링 부분의 진원도가 높은 가공을 행하도록 한 엔진의 실린더 블록의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실린더 블록의 제조법은 크랭크 축의 중심으로 부터 위쪽의 블록본체에, 아래쪽의 베어링 캡을 주조한 알루미늄 합금제 하부 블록을 조립하고, 양자간의 베어링 부분에 크랭크 축을 지지하는 구조의 실린더 블록에 대해서, 상기 베어링 캡을 주조한 후의 하부 블록을 블록본체에 조립체결 보울트로 체결한 상태에서 상기 베어링 부분의 전단계 마무리 가공을 행하고, 이 전단계 마무리 가공후의 하부 블록의 체결력을 일단해제하고, 그후, 그 하부 블록을 다시 블록 본체에 체결하고나서 상기 베어링 부분의 최종 마무리 가공을 행하여 실린더 블록을 얻는 것이다.

상기와 같은 실린더 블록의 제조법에서는, 베어링 캡을 주조한 후의 하부 블록을 블록본체에 조립, 체결보울트로 체결한 상태에서 베어링 부분의 전단계 마무리 가공을 행하며, 이 전단계 마무리 가공후의 하부 블록의 체결력을 체결로울트를 소정량 풀어서 진동을 주든지, 하부 블록을 일단 블록본체로 부터 분해 하부 블록의 블록본체에 대한 체결력에 의한 구속상태를 해제하고, 상기 전단계 마무리 가공에 의한 연삭으로 베어링 캡의 강도가 변화하는 것에 따라 주조후의 잔류응역에 의한 변형을 행하고, 이후에, 그 하부 블록을 다시 블록 본체에 체결하고나서 상기 베어링 부분의 최종 마무리 가공을 행하여, 상기 변형에 의한 하부 블록의 베어링 부분의 진원도의 저하를 수정하면서 소정치수로 마무리하는 것이며, 이 최종마무리 가공에 의한 연삭량은 근소하게 최종적으로 하부 블록을 본체로 부터 분리하여도 잔류응역에 의한 변형은 대략 일어나지 않으며, 베어링 부붕의 양호한 진원도를 유지할 수 있는 것이다.

이것에 의해, 유막끊김의 문제를 발생하지 않고, 크랭크 축의 양호한 지지상태를 얻도록 하고 있다. 이하, 도면에 따라서 본 발명의 실시예를 설명한다.

제 1 도는 V형 엔진의 실린더 블록의 정면도이다.

V형 엔진의 실린더 블록(1)은, 중앙하부의 크랭크 축(도시생략)을 지지하는 베어링 부분(8)의 중심에서 상하로 블록본체(2)와 하부 블록(3)으로 분할 되어 있다. 상기 블록 본체(2)는, 상부에 서로 각도를 두고 V형으로 실린더가 설치된 오른쪽뱅크(R)와 왼쪽 뱅크(L)를 갖추고 있다.

상기 블록 본체(2)의 중앙 하부는, 상기 베어링 부분(8)의 위쪽 반 부분을 구성하는 철계 축받이 부재(11)가 주조에 의해 일치로 설치되어 있다. 상기 철계 축받이 부재(11)는, 상세히는 도시하고 있지 않지만, 반원형상의 축받이 부분과 하부양쪽에 연장된 체결부분으로 구성되고, 이 철계 축받이 부재(11)가 알루미늄 합금에 의해 블록본체(2)를 주조할때에, 그 앞뒤벽 및 각 기통간의 격벽 형상의 벌크 헤드(도시생략)에 주조되어서 일체로 형성된다.

한편, 아래쪽의 하부블록(3)은, 제 2 도-제 4 도에도 나타낸 바와같이, 상기 블록 본체(2)의 철계 축받이 부재(11)에 대응하는 위치에 베어링 부분(8)의 아래 반 부분을 구성하는 철계 베어링 캡(12)이 주조에 의해 일체로 설치되어 있다.

이 철계 베어링 캡(12)은, 알루미늄 합금에 의해 하부블록(3)을 주조할 때에, 앞벽부(3a), 뒤벽부(3b) 및 각 기통간의 격벽부(3c)에 주조되어서 일체로 형성되며, 각 벽부(3a)-(3c)는 양쪽의 축벽부재(3d)에 연결되는 동시에, 각 벽부(3a)-(3c)사이가 세로방향의 연결부재(3e)에 의해 연결되어서 일체로 구성되어 있다.

상기 철계 베어링 캡(12)은, 제 5 도 및 제 6 도에 나타낸 바와같이, 반원형상의 축박이 부분(1)과 그 축박이 부분(13)의 양쪽에 각각 2개씩 아래쪽에 향하여 기동형상으로 연달아 접속된 크고 작은 체결용 보스부분(14)(15)으로 구성되며, 큰 직경의 체결용 보스부분(14)은 안쪽에, 작은 직경의 체결용 보스부분(15)이 바깥쪽에 설치되어 있다. 상기 양 체결용 보스부분(14)(15)에는 내부에 보울트 끼우는 구멍(14a)(15a)이 관통형성되고, 그 양끝 부분은 보울트 자리면(14b)(15b)에 형성되어 있다. 다시, 양쪽의 큰 직경의 체결용 보스부분(14)(14)을 축박이 부분(13)에서 서로 연결하는 리브(16)가 형성되어 있다. 또한, 상기 작은 직경의 체결용 보스부분(15)의 끼우는 구멍(15a)은, 하부 블록 주조후에 뚫어진다.

상기 하부 블록(3)의 블록본체(2)의 아래면으로의 체결은, 베어링 캡(12)의 양쪽에서 내외 4개의 체결보울트(21)(22)에 의해 행하여 진다.

여기에서, 상기 실린더 블록(1)의 제조공정을 제 8 도의 블록선도와 동시에 설명하면, 우선, 제 1 공정으로서 블록본체(2) 및 하부 블록(3)은 각각 별도로 알루미늄 합금에 의해 주조되는 것이며, 그 주조시에 블록본체(2)의 베어링 부분(8)에는 철계 축받이 부분(11)이, 또 하부블록(3)의 베어링 부분(8)에는 철계 베어링 캡(12)이 각각 일체로 주조된다.

또한, 상기 베어링 캡(12)에 있어서의 큰 직경의 체결용 보스부분(14)의 보울트 끼우는 구멍(14a)이, 주조시에 그 베어링 캡(12)을 주형에 삽입한 때의 위치 결정에 삽입된다.

또한, 상기 주조후의 하부블록(3)에 있어서는, 알루미늄 합금의 냉각에 따른 수축응력에 의해, 상기 베어링 캡(12)은 체결용 보스부분(14)(15)의 아래끝 부분의 중앙쪽으로 누르는 힘을 받아서 변형하며, 한편, 반원형상의 축박이 부분(13)의 위끝부분은 바깥쪽으로 넓어지도록 변형하고 있다.

이어서, 제 2 공정으로서, 상기 주조후의 하부 블록(3)을 제 1 도와 같이 블록본체(2)에 조립하여 체결 보울트(21)(22)에 의해 체결한 상태에서, 양자의 베어링 부분(8)의 내경이 소정치수로 되도록 진원도를 높이는 동시 가공을 행하는 것이지만, 우선 제 3 공정으로서 전단계 마무리 가공을 행한다. 그 전단계 마무리 가공은, 거칠게 마무리한 가공과, 중간 마무리 가공을 행하는 것이며, 예로는 미가공의 베어링 캡(12)의 축박이 부분(13)의 내경이 62mm에서, 이것을 66mm의 베어링 부분(8)의 내경으로 마무리 할 경우에는, 65.8mm까지 전단계 마무리 가공을 행하는 것이다.

상기 전단계 마무리 가공을 종료하면, 제 4 공정으로서 상기 체결 보울트(21)(22)를 소정량 느슨하게 하는 동시에, 그 하부 블록(3)의 양옆에서 피치햄머등으로 진동을 주며, 이것에 의해, 제 7 도에 나타난 바와같이 하부 블록(3)의 체결력을 해제하여 블록본체(2)로 부터 분리한다. 또한 제 7 도에 있어서는, 하부블록(3)과 블록본체(2)와의 사이에 형성되는 틈은 과장하여 나타내고 있다. 상기 피치햄머등에 의해 충격을 가하는 것은, 체결보울트(21)(22)를 늦춘 정도만큼은 블록본체(2)와 하부블록(3)이 계속 면접촉하고 있기 때문에, 이 상태에서는 구속상태의 해제가 불충분하며, 양자의 면접촉을 적극적으로 해소하고나서 행하는 것이다.

상기와 같이, 블록본체(2)에 대한 체결력이 해제된 하부블록(3)은, 체결 보울트(21)(22)에 의한 구속상태가 해제되면 변형이 허용되는 것이며, 상기 전단계 마무리 가공에 의한 베어링 캡(12)의 강도변화에 따라, 잔류응력에 대한 변형이 행하여 진다.

그후, 제 5 공정으로 상기 체결 보울트(21)(22)를 다시 체결하여 상기 하부블록(3)을 블록본체(2)에 체결한 다음, 제 6 공정으로서 상기 베어링 부분(8)의 진원도의 최종마무리 가공을 행하기 때문에, 상기 예에서는 베어링 부분(8)의 내경을 65.8mm에서 최종치수 66mm로 마무리한 것이다.

또한, 상기 하부블록(3)의 가공중에, 베어링 캡(12)의 작은 직경의 체결 보울트 부분(15)의 보울트 끼우는 구멍(15a)을 뚫는 동시에, 큰 직경의 체결용 보스부분(14)의 보울트 끼우는 구멍(14a)을 소정치수로 뚫어 설치하고, 그 보울트 끼우는 구멍(14a)의 직선성을 얻도록 하고 있다.

상기와 같은 실시예에 의하면, 철계 베어링 캡(12)을 주조하여 된 알루미늄 합금제의 하부 블록(3)에 있어서는, 주조후는 알루미늄 합금의 수축에 따라 잔류응역에 베어링 캡(12)에 작용하여, 베어링 캡(12)의 강성에 대웅한 변형을 행하고 있는 것이지만, 베어링 부분(8)의 가공에 따른 강성 변화에 의해 변형상태가 변하는 것을, 그대로 변형을 구속하여 블록본체(2)에 조립한 상태로 최종 마무리 가공을 하면, 크랭크 축동을 조립하기 위하여 체결보울트(21)(22)를 풀어서 분리해제된 때에 변형하여 베어링부분(8)의 진원도가 저하하는 것을, 가공도중에 일단 체결력을 해제한 구속해제에 의해 변형시키고 나서 최종마무리 가공을 행하여 진원도를 확보하는 것이다. 이 전단계 마무리 가공과 최종 마무리 가공과의 비율은, 가공도중에서의 해제에 따른 변형량과의 관계에서 결정하면 바람직한 것이다.

다음에, 실린더 블록(1)의 제조공정의 다른 실시예를 제 9 도의 블록선도에 의해 설명하면, 제 1 공정의 블록본체(2) 및 하부블록(3)의 주조, 제 2 공정의 양자의 조립, 제 3 공정의 전단계 마무리 가공은 앞의 예와 동일하게 행하여 진다.

그리고, 제 4 공정은, 상기 실시예에서는 체결 보울트(21)(22)을 소정량 풀어서 충격을 주어 체결력을 해제하여 구속상태를 해제하도록 하고 있지만, 이것에 대하여 체결 보울트(21)(22)를 풀어서 빼고, 하부블록(3)을 블록본체(2)로 부터 완전히 분리하여 분해방지하고, 변형을 허용하도록 한 것이다. 그후, 제 5 공정은 상기 분해 방지한 하부블록(3)을 블록본체(2)에 다시 조립하여 체결보울트(21)(22)를 체결하는 것이며, 이 상태에서 앞의 예와 동일한 제 6 공정으로서의 최종 마무리 가공을 행한다.

또한, 상기 실시예와 같이 하부 블록(3)을 분해 방치하지 않는 방법에 의하면, 조공정에 있어서의 잡업수 감소에 의한 생산택트 효율이 향상하는 점에서 바람직하다.

또, 상기 실시예는 V형 엔진의 예에 대해서 나타내고 있지만, 직렬형 엔진등의 엔진에 대해서도 동일하게 구성할 수 있다.

Claims (1)

1. 크랭크 축의 중심 위쪽의 블록본체(2)의 아래쪽에 베어링 캡(12)을 주조한 알루미늄 합금제 하부블록(3)을 조립하고, 양자사이의 베어링 부분(8)에 크랭크 축을 지지하는 엔진의 실린더 블록 제조법에 있어서, 상기 베어링 캡(12)을 주조한 후의 하부 블록(3)을 블록본체(2)이 조립체결 보울트(21)(22)로 체결한 상태에서 상기 베어링 부분(8)의 전단계 마무리 가공을 행하고, 이 전단계 마무리 가공후에 하부 블록(3)의 체결력을 일단 해제하고, 그후, 그 하부 블록(3)을 다시 블록본체(2)에 체결하고나서 상기 베어링 부분(8)의 최종 마무리 가공을 행하는 것을 특징으로 하는 엔진의 실린더 블록의 제조방법.