KR960003020B1

KR960003020B1 - 내연 기관의 소음 감소 판

Info

Publication number: KR960003020B1
Application number: KR1019890701535A
Authority: KR
Inventors: 1996년03월02일; 마이클 케이 스트라톤
Original assignee: 캐터필라 인크.; 소나 로우 홀트
Priority date: 1987-12-17
Filing date: 1988-10-21
Publication date: 1996-03-02
Also published as: DE3875964D1; EP0349627B1; CN1015278B; EP0349627A1; DE3875964T2; JPH02502560A; KR900700749A; WO1989005912A1; US4771747A; CA1320081C; CN1034784A

Abstract

내용 없음.

Description

[발명의 명칭]

내연 기관의 소음 감소 판

[도면의 간단한 설명]

제1도는 명료함을 위해 일부분만을 단면으로 도시한 본 발명의 엔진의 정면도.

제2도는 제1도의 소음 저감 부재의 저면도.

제3도는 명료함을 위해 일부분만을 단면으로 도시한 본 발명의 엔진의 측면도.

제4도는 본 발명의 다른 실시예의 횡간 단면도.

[발명의 상세한 설명]

[기술 분야]

본 발명은 대체로 내연 기관에 관한 것으로 특히 보강 판으로 블록의 강성을 증가시킴으로써 소음 방출을 감소시키는 장치에 관한 것이다.

[배경 기술]

대체로, 엔진 또는 압축기 블록의 대규모 평면 부분의 전체 강성을 증가시킴으로써 상기 엔진 또는 압축기로부터 방출되는 소음을 감소시키는 것이 보통이다.

그러나 재료를 과잉 사용하면 중량을 증가시키며 도로에서 적용할때 중량 대 마력비를 감소시키게 된다. 또한 재료의 과잉 사용은 부품의 비용을 증가시킨다. 강성을 증가시키는 방법으로서, 1969년 자동차 엔니지어 저어널 위원회에서 출판한 Priede, Grover 및 Lalor 등의 논문 제450호에 기재된 것이 있다. 상기 논문에서는 엔진 블록 변형을 감소시키기 위한 크랭크 프레임 및 크랭크 비임 구조물을 사용함으로써 상기 프레임 및 구조물이 소음을 감소시키는 것이다. 상기 논문에 기재된 상기 구조물의 주된 문제는 근본적으로 엔진을 재설계해야 한다는데에 있다. 상기 설계는 기존 엔진 개념의 전체적인 개조를 필요로 한다. 그러므로 상기 개념은 현존하는 엔진 설계에 적용하기에는 비이상적이다.

1974년 10월 15일 글레니스터 브루스(Glenister Bruce)에게 허여된 미합중국 특허 제3,841,203호에는 베어링 캡 및 엔진 또는 압축기의 블럭 측벽들에 볼트 체결되어 크랭크축 및 크랭크 케이스의 강성을 개선하는 강성의 비임이 기재되어 있다. 상기 비임은 캡들이 조립된 후에 외부의 보유 보울트에 의해 주 베어링 캡에 부착되며 2개의 내부 보유 보울트에 의해 크랭크 케이스에 고정된다. 보강 비임은 블록의 수직 내부 측면에 부착되고 보울트에 의해 고정된다. 상기 비임은 또한 블록 스커트의 평탄한 수평 하부면에 대해 접하게 된다. 또한 상기 비임은 항상 베어링 캡에 고정된다. 비임을 베어링 캡에 고정하게 되면 대부분의 엔진 구조물들에 강성을 부가할 때에는 요구되지 않던 구조물에의 불필요한 제한이 부가된다. 예컨데, 상기 구조물은 부가적인 기계가공 및 조립 시간을 필요로 하게 되며 보수성을 감소시키고 설계에 있어서 비용을 추가하며 상기 비용은 오늘날의 경쟁 세계에서 판로 및 이윤을 감소시키게 된다.

1986년 3월 19자로 공고된 오트마 앙드레(Otmar Andres)의 영국 특허 출원 제 2,164,389A호에는 분해식 크랭크축 베어링 캡 하방의 횡단 부재를 갖는 보강 프레임이 기재되어 있다. 상기 보강 프레임은 블록 및 오일 팬 사이에 위치된다. 상기 개념은 블록 및 프레임 사이에 가스켓을 필요로 하며 프레임 및 오일 팬 사이에도 가스켓을 필요로 하게 된다. 다수의 보울트가 오일팬, 가스켓 및 프레임을 관통하여 연장되어 상기 부분품들을 나사 체결한다. 사이의 가스켓으로 인해 프레임 및 블록 사이의 효과적인 고정이 억제된다. 상기 형태의 구조물은 다른 조인트를 제공하게 되는데, 이런 구조물에서는 누설의 우려가 증가된다. 가스켓의 노후, 연결된 부재들 사이의 부식 및 블록과 가스켓 사이의 진동은 또한 상기 누설의 가능성을 증가시키게 된다.

본 발명은 상기에 설명한 문제점들중 하나 이상을 극복하기 위한 것이다.

[발명의 개시]

본 발명의 한 가지 특정에 따르면 엔진은 1조의 긴 격설 측벽을 갖는 실린더 블록으로 구성되며 상기 각각의 측벽은 상기 벽의 하연부를 따라 외부의 장착면을 마련한다. 크랭크축 장착 장치는 블록과 일체로 되고 외부 장착면에 높이 방향으로 상향 격설된 관계로 배치되며 착탈식 베어링 캡들을 포함한다. 상기 측벽들은 또한 베어링 캡의 하방으로 높이 방향으로 격설된 내부 장착면을 마련한다. 크랭크축은 크랭크축 장착 장치내에 회전 가능하게 장착되고 베어링 캡에 의해 상기 장치의 내부에 보유된다. 오일 팬은 측벽의 외부 장착면에 밀봉식으로 착탈 가능하게 연결된다. 보강 장치는 내부 장착면에 착탈식으로 연결되며 구조적으로 상기 조의 측벽들을 상호 연결하고 베어링 캡과는 전혀 연결되지 않게 된다.

본 발명은 보강 부재 또는 구조 부재를 제공하며 상기 부재는 간단하고 염가이며 경량이면서 실린더 블록의 구조적인 강성을 증가시킨다. 상기 부재는 오일팬 내의 내부 장착면과 마찰 접촉식으로 고정된다. 상기 부재는 상기 부재가 판내에 위치되기 때문에 윤활유 누출이 발생될 수 있는 경계면을 감소시키고, 보수성을 향상시키며, 주 베어링 캡들과 연결되지 않기 때문에 부품의 복잡성을 감소시킨다.

[발명의 최선 실시 형태]

제1도 및 제4도를 참조하면, 내연기관(10)은 실린더 블록(12), 다수의 볼트(15)에 의해 실린더 블록(12)에 착탈식으로 부착된 다수의 주 베어링 캡(14)을 포함하는 크랭크축 장착 장치(13), 상기 다수의 주 베어링 캡(14)에 의해 실린더 블록(12)에 회전가능하게 연결된 크랭크축(16), 다수의 피스톤 및 커넥팅로드 조립체(20), 및 다수의 볼트(24)에 의해 상기 다수의 피스톤 및 커넥팅로드 조립체(20)에 착탈식으로 부착된 다수의 커넥팅로드 베어링 캡(22)을 포함한다.

실린더 블록(12)은 1쌍의 긴 격설 측벽(30,32)을 포함하며, 상기 측벽은 크랭크축 장착 장치(13)의 아래에서 연장되고 상기 장치(13)로부터 높이 방향으로 하향 격설된다. 블록(12)은 또한 1쌍의 대향 단부(34,36)를 포함한다. 외부 장착면(38)은 실린더 블록(12) 및 측벽(30,32)의 하연부 또는 바닥(39)을 따라 마련된다. 크랭크축 장착 장치(13)는 블록(12)과 일체로 되며 외부 장착 표면(38)에 높이 방향으로 상향 격설된 관계로 위치된다. 다수의 종방향으로 격설된 일체성 지주(40)는 얇은 측벽(30,32) 사이에 걸치게 된다. 각각의 지주(40)는 크랭크축 장착 장치(13)로부터 실린더 블록(12)의 하연부(39)를 형성하여 하방으로 연장되는 1쌍의 측방향으로 격설된 다리(44,46)를 갖는다. 내부 장착면(48)은 블록(12)의 하연부(39)에 접근하여 각각의 다리(44,46)의 바닥에 제공된다. 도시한 특정 실시예에서, 내부 장착면(48) 및 외부 장착면(38)은 동일한 수평 평면상에 위치되고, 선택적으로 다른 수평 평면상에도 배치될 수 있다. 각각의 다리(44,46)는 그 내부에 내부 장착 표면(48)으로부터 상향 연장되는 나사 구멍(50)을 갖는다. 실린더 블록(12)은 그 내부에 외부 장착면(38)으로부터 상향 연장되는 다수의 나사 구멍(52)를 갖는다. 실린더 블록(12)은 그 내부에 내부 장착면(48)에서 개방되는 유체 통로(54)를 갖는다.

오일 팬(60)은 다수의 볼트(62)에 의해 나사 구멍(52)과 통상적인 방식으로 계합하면서 실린더 블록(12)에 착탈식으로부터 부착된다. 오일 팬(60)은 1단부 근처에 윤활유 보유 용기 부분(64)을 갖고 상부 부분에 립(66)을 갖는다. 가스켓(68)은 립(66) 및 블록(12)의 외부 장착면(38) 사이에 밀봉적으로 개입된다.

제1도에 가장 명확히 도시한 바와같이, 소음저감 또는 보강 장치(70)는 내부 장착면(72)을 가지며 나사구멍(50)과 계합하는 다수의 보울트(74)에 의해 내부 장착면(48)과 마찰 계합되면서 고정된다. 소음 저감장치(70)는 얇은 측벽(30,32) 사이의 공간에 걸친다. 본 실시예의 소음 저감 및 보강 장치(70)는 둘레의 연속 플랜지(76) 및 다수의 동일하게 격설되고 종방향으로 위치되는 관통 개구부(78)를 가지면서 알루미늄으로 주조된 구조 부재(75)를 포함한다. 이 구조 부재(75)의 오일 팬측 부분(80)에는 상기 측면으로부터 연장되는 다수의 보강 리브(82)가 제공된다. 유체 통로(84)는 구조 부재(75)내에 일체로 성형되며 상기 부재의 대향 측면과 연통된다. 내부 장착면(72)에 있는 유체 통로(84)는 실린더 블록(12)내에 있는 유체 통로(54)와 장렬된다. 유체 통로(84)는 유체 통로(54)와 함께 특정의 적당한 방식으로 밀봉된다.

윤활유 흡인관(110)은 구조 부재(75)에 착탈식으로 부착되면서 개구부(86, 88)중의 하나와 정렬된다. 다른 개구부는 판 또는 플러그와 같은 특정의 적당한 방식에 의해 폐쇄된다. 관의 하단부에는 스트레이너(118)가 부착되고 오일 팬(60)의 용기 부분(64)에 인접하게 위치되나, 본 실시예의 구조 부재(75)는 각종 엔진 구조에 사용될 수 있게 설계되므로, 통로(84)에는 오일 팬측 부분(80)에 1쌍의 격설된 개구부(86,88)가 제공된다.

제4도에는 본 발명의 구조 부재(75)의 다른 실시예를 도시한다. 본 실시예에서는 유사하게 구조된 대응요소들에는 제1실시예와 동일한 참고 번호를 부여한다. 그러나, 본 실시예에서는, 소음 저감 또는 보강 장치(70)의 구조 부재(75)는 압연 강재(rolled steel stock)의 대편으로 구조된다. 부재(75)는 다수의 동일하게 격설된 종방향으로 위치된 관통 개구부(78)를 갖는다. 유체 통로(84)는 부재(75)를 관통하여 제공되고 실린더 블록(12)내의 유체 통로(54)와 정렬된다. 유체 통로(84)는 유체 통로(54)와 함께 밀봉되며 흡인관(110)은 구조 부재(75)에 착탈식으로 부착되면서 팬(60)의 윤활유 보유 용기부분(64) 및 블록(12)내의 유체 통로 사이의 유체 연통을 제공하게 된다.

다른 대안으로서, 구조 부재(75)는 조립물로 되면서 제2도 또는 제4도와 동일한 구조적 형상을 포함할 수 있다.

초기에 마련된 내부 장착면(48) 및 외부 장착면(38)의 수평 관계는 상기와 같이, 이하와 같이, 또는 다른 방식으로 될 수 있다. 예컨대, 외부 장착면(38)은 내부 장착면(48) 아래의 수평면에 위치될 수도 있고 그 역으로 될 수도 있다. 또한, 내부 장착면(48)은 지주(40) 또는 쌍을 이루는 측벽(30,32)의 일부분, 또는 측벽 및 지주(40,30,32) 모두의 일부분으로 될 수 있다. 예컨데, 내부 장착면(48)은 측벽(30,32) 상의 외부 장착면(38)의 위 또는 아래에 지주(40)를 간헐적으로 격리배지한 표면으로 할 수도 있다.

선택적으로, 흡인관(110)은 엔진의 대향 단부축에 폐유 저장소를 제공하도록 설계될 수 있다. 오일 팬(60)은 또한 역으로 배치될 수도 있다. 설계상의 다른 선택으로 도시하지 않은 중심의 폐유 저장소를 통합하는 방법도 있는데, 이 경우 상기 저장소는 흡인관을 중심에 부착하기 위해 그리고 유체 통로(54)와의 유체 연통을 위해 구조판(75)에의 변화를 필요로 하게 된다. 이때에는 관(110)도 부재(75)의 단부측이 아닌 중심측에 정착해야 한다.

[산업상 이용가능성]

구조 부재(75)는 1쌍의 측벽(30,32)을 상호연결하거나 묶어서 실린더 블록(12)의 바닥 또는 하연부(39)에 강성을 부가하기 위해 사용된다. 제3도에 도시한 바와같이, 구조 부재(75)는 4개의 실린더 엔진 블록과 함께 사용된다. 상기 엔진은 통상적인 방법으로 조립된다. 블록(12)내에 크랭크축(16), 피스톤 및 커넥팅 로드 조립체(20)를 조립한 후에, 부재(75)는 내부 장착면(72)이 1쌍의 측벽(30,32)의 내부 장착면(48)과 마찰 접촉하도록 위치되고 유체 통로(84)는 블록 내의 유체 통로(54)와 유체 연통된다. 구조 부재(75)를 지주(40)의 내부 장착면(48)에 부착하기 위해 다수의 볼트(74)가 사용된다. 볼트(74)의 클램핑력, 및 내부 장착면(72)과 내부 장착면(48)의 고정력 마찰 접촉은 진동 및 진동으로부터 발생되는 소음을 감소시키는 강성의 구조적인 배열을 형성한다. 따라서 부재(75)의 부가로 인해 구조물의 강성이 현저히 증가되므로 쌍을 이루는 측벽(30,32)과 함께 블록(12)은 더이상 소음을 내지 않게 된다. 다수의 개구부(78)는 중량을 감소시키고, 엔진(10)의 작동중 크랭크축(16) 및 커넥팅로드 캡(14)이 관통하여 회전될 수 있는 개구부를 제공한다. 개구부(78)는 구조 부재(75)가 간섭을 유발하지 않으면서 크랭크축(16)에 더욱 밀접하게 위치될 수 있도록 한다. 만약 개구부(78)가 존재하지 않으면, 크랭크축(16) 및 커넥팅로드 캡(14)의 회전중에 부재(75)와의 사이의 간섭을 방지하기 위해 측벽(30,32)의 길이를 연장해야만 한다. 흡입관(110)은 개구부(86,88)중의 하나 및 부재(75)내의 유체 통로(84)와 밀봉 계합되도록 정렬되며 도시하지 않은 엔진 오일 펌프 및 오일 팬(60)내의 윤활유 사이의 유체 연통을 제공한다. 유체 통로(84)는 윤활유 및 오일 펌프 사이의 유체 연통을 수행하기 위해 밀폐된다. 엔진 부품의 내부 조립이 완료되면 오일 팬(60) 및 가스켓(68)은 블록(12)의 외부 장착면(38)과 밀봉 관계로 통상적인 방식으로 위치된다.

그러므로, 소음 저감 및 보강 장치(70)의 근본적인 장점은 측벽(30,32)을 함께 연결시킴으로써 엔진으로부터 발산되는 소음을 감소시키고 측벽(30,32)의 두께 및 그에 따른 엔진(10)의 중량을 증가시킬 필요성을 없애는데 있다. 부재(75)는 지주(40) 사이의 공간을 메우게 되므로 얇은 측벽(30,32)이 진동하는 것을 방지한다. 볼트(74)는 내부 장착면(72) 및 내부 장착면(48)이 함께 마찰 계합하도록 힘을 가하여 강성의 구조물을 형성한다. 부재(75)가 주 베어링 캡과 연결되지 않기 때문에 엔진 부품들, 즉 주 베어링 캡(14), 크랭크축(16), 및 피스톤 및 커넥팅로드 조립체(20)의 보수성은 부재(75)의 부가로 인하여 영향을 받지 않는다. 상기 부재(75)는 실린더 블록(12)의 하연부 또는 바닥 부분의 단순한 개조만으로도 통상적인 엔진 설계에 용이하게 적용될 수 있다. 부재(75)의 중량은 보강 리브(82) 및 개구부(76)의 알루미늄 주조로 인하여 구조적인 일체성을 해치지 않고 최소로 유지된다. 또한, 유체 통로(84)의 부가는, 흡인관(110)을 오일 팬(60) 내의 다양한 위치에 용이하게 위치되게 함으로써 엔진의 윤활 구조를 단순화하게 된다.

본 발명의 다른 분야, 목적 및 장점들은 도면, 발명의 설명 및 첨부된 특허 청구의 범위로부터 얻어질 수 있다.

Claims

각각 하연부(39)를 따라 외부 장착면(38) 및 베어링 캡(14)의 높이 방향으로 하방에 격설되는 내부 장착면(48)을 마련하는 1쌍의 긴 격설된 측벽(30,32)를 갖는 실린더 블록(12)과, 외부 장착면(38)에 높이 방향으로 상향 격설된 관계에 있고 블록(12)과 일체로 된 착탈식 베어링 캡(14)을 구비한 크랭크축 장착 장치(13)와, 크랭크축 장착 장치(13)내에 회전식으로 장착되며 베어링 캡(14)에 의해 상기 장치(13)내에 보유되는 크랭크축(16)과, 측벽(30,32)의 외부 장착면(38)에 밀봉식으로 착탈가능하게 연결된 오일 팬(60), 및 실린더 블록의 내부 장착면(48)의 전체 길이에 걸쳐 마찰 결합되는 내부 장착 측면(72)를 갖고 쌍을 이루는 측벽(30,32)을 구조적으로 상호 연결하고 베어링 캡(14)과 연결되지 않으면서 내부 장착면(48)에 착탈식으로 연결된 보강 장치(70)로 구성되는 것을 특징으로 하는 엔진.
제1항에 있어서, 상기 내부 장착면(48)이 지주(40)에 의해 마련되는 것을 특징으로 하는 엔진.
제1항에 있어서, 상기 내부 장착면(48)이 1쌍의 측벽(30,32)에 의해 마련되는 것을 특징으로 하는 엔진.
제1항에 있어서, 상기 보강 장치(70)가 내부에 유체 통로(84)를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진.
제4항에 있어서, 상기 유체 통로(84)가 오일 팬측 부분(80) 및 보강 장치(70)의 내부 장착면(72)을 통과하는 것을 특징으로 하는 엔진.
제5항에 있어서, 오일 팬측 부분(80)을 통과하는 유체 통로(84)가 엔진 윤활유와 유체 연통되는 것을 특징으로 하는 엔진.
제1항에 있어서, 상기 보강 장치(70)가 다수의 관통 구멍(78)을 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진.
제1항에 있어서, 상기 보강 장치(70)가 상기 장치(70)로부터 연장되는 다수의 보강 리브(82)를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진.
제1항에 있어서, 상기 보강 장치(70)가 판인 것을 특징으로 하는 엔진.
제9항에 있어서, 상기 보강 장치(70)가 다수의 관통 구멍(78)을 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진.
제9항에 있어서, 상기 보강 장치(70)가 상기 장치(70)내의 유체 통로(84)를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진.
제11항에 있어서, 상기 유체 통로(84)가 오일 팬측 부분(80) 및 보강 장치(70)의 내부 장착 측면(72)을 통과하는 것을 특징으로 하는 엔진.
제12항에 있어서, 상기 유체 통로(84)가 엔진 윤활유와 유체 연통되는 것을 특징으로 하는 엔진.
각각 하연부(39)를 따라 외부 장착면(38) 및 베어링 캡(14)의 높이 방향으로 하방에 격설되는 내부 장착면(48)을 마련하는 1쌍의 긴 격설된 측벽(30,32)을 갖는 실린더 블록(12)과, 외부 장착면(38)에 높이 방향으로 상향 격설된 관계에 있고 블록(12)과 일체로 된 착탈식 베어링 캡(14)을 구비한 크랭크축 장착 장치(13)와, 크랭크축 장착 장치(13)내에 회전식으로 장착되며 베어링 캡(14)에 의해 상기 장치(13)내에 보유되는 크랭크축(16)과, 측벽(30,32)의 외부 장착면(38)에 밀봉식으로 착탈가능하게 연결된 오일 팬(60), 및 상기의 쌍을 이루는 측벽(30,32)을 구조적으로 상호 연결하고 베어링 캡(14)과 연결되지 않으면서 내부 장착면(48)에 착탈식으로 연결되고 또한 내부에 유체 통로도 포함하는 보강 장치(70)로 구성되는 것을 특징으로 하는 엔진.
제14항에 있어서, 상기 유체 통로(84)가 오일 팬측 부분(80) 및 보강 장치(70)의 내부 장착면(72)을 통과하는 것을 특징으로 하는 엔진.
제15항에 있어서, 오일 팬측 부분(80)을 통과하는 유체 통로(84)가 엔진 윤활유와 유체 연통되는 것을 특징으로 하는 엔진.
제14항에 있어서, 상기 보강 장치(70)가 다수의 관통 구멍(78)을 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진.
제14항에 있어서, 상기 보강 장치(70)가 상기 장치(70)로부터 연장되는 다수의 보강 리브(82)를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진.
제14항에 있어서, 상기 보강 장치(70)가 판인 것을 특징으로 하는 엔진.
제19항에 있어서, 상기 보강 장치(70)가 다수의 관통 구멍(78)을 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진.