KR960003787Y1 - 자동차용 크랭크 샤프트 - Google Patents

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박성준
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현재자동차 주식회사
전성원
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    • 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
    • F16C7/00—Connecting-rods or like links pivoted at both ends; Construction of connecting-rod heads
    • F16C7/02—Constructions of connecting-rods with constant length
    • F16C7/023—Constructions of connecting-rods with constant length for piston engines, pumps or the like

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Abstract

내용 없음.

Description

자동차용 크랭크 샤프트
제1도는 본 고안의 자동차용 크랭크 샤프트의 구성을 나타내는 측단면도.
제2도는 종래 기술의 자동차용 크랭크 샤프트의 구성을 나타내는 측단면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
9 : 실린더 블럭 11 : 피스턴
16 : 케넥팅 로드 17 : 크랭크 샤프트
L1, L2 : 중심선 θ1 : 편차각도
θ2 : 각도
본 고안은 자동차용 크랭크 샤프트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 혼합기의 연소에 의한 폭발력 전달의 손실을 극소화시킴은 물론 혼합기의 흡입효율을 증대시킬 수 있도록 한 자동차용 크랭크 샤프트에 관한 것이다.
일반적으로 자동차의 크랭크 샤프트는 크랭크 게이스 안에 설치된 메인베어링으로 지지되어 있고, 각 실린더의 동력행정에서 발생한 피스턴의 직선동력을 커넥팅 로드를 통해 회전동력으로 바꾸고, 반대로 다른 행정에서는 피스턴에 운동을 가해 연속하여 동력을 발생하는 가장 중요한 기능을 갖고 있다.
이러한 크랭크 샤프트는 크랭크 핀, 크랭크 아암, 크랭크 저어널 등이 일체로 되어 있고, 회전의 밸런스를 유지하기 위해 크랭크 아암에 밸런싱 웨이트가 부착되어 있다.
또한, 크랭크 샤프트의 뒤쪽 끝에는 플라이 휘일을 부착하기 위한 프랜지와 클러치 샤프트의 끝을 지지하는 파일럿 베어링을 끼우는 하우징이 있으며, 앞쪽 끝에는 캠 샤프트를 구동하기 위한 타이밍 기어, 또는 타이밍 체인 스프로킷과 물 펌프 및 발전기를 구동하는 크랭크 샤프트 풀리가 부착된다.
이러한 크랭크 샤프트는 큰 하중을 받으면서 고속으로 회전하기 때문에 강도나 강성이 충분하고 내마모성이 크며, 정적 및 동적으로 균형이 잡혀 원활하게 회전이 되어야 하며, 피스턴의 직선동력 전달 손실을 최소화할 수 있도록 설계되어야 한다.
제2도는 종래 기술의 자동차용 크랭크 샤프트의 구성을 나타내는 측단면도로서, 부호(1)은 실린더 헤드를 나타내고 있다.
상기한 실린더 헤드(1)는 혼합기가 선택적으로 유입되는 흡기 매니홀드(2)와 연소가스가 배출되는 배기 매니홀드(3)가 연소실(4)과 연통 설치되어 있다.
상기한 흡기 매니홀드(2)에는 혼합기의 유입을 선택적으로 개폐하는 흡기밸브(5)가 밸브 가이드(6)에 의해 안내되도록 제공되도록 제공되어 있으며, 배기 매니홀드(3)에는 연소실(4)에서 연소된 배기가스를 선택적으로 배출시키는 배기밸브(7)가 밸브 가이드(8)에 의해 안내되도록 제공되어 있다.
상기한 실린더 헤드(1)와 긴밀하게 고정 설치된 실린더 블럭(9)의 내측에 냉각수가 순환되는 물 자켓(10)이 형성됨과 아울러 내측면에 피스턴(11)이 긴밀하게 삽입되어 직선 왕복운동을 가능하도록 실린더(12)가 형성되어 있으며, 아래측에는 크랭크 케이스(13)가 마련되어 있다.
상기한 피스턴(11)의 상측 외주에 일부가 절개된 압축링(14)과 오일링(15)이 제공되어 압축과 팽창가스에 대해 연소실(4)의 기밀을 유지함과 아울러 팽창가스가 연소실(4)에서 크랭크 케이스(13)로 새는 것을 방지하고, 실린더(12)벽에 분사된 오일을 긁어내려 최소한의 유막을 형성하고 여분의 오일이 연소실(4)로 유입되어 연소되는 것을 방지하도록 되어 있다.
상기한 피스턴(11)은 커넥팅 로드(16)의 일측과 피스턴 링(도시생략)에 의해 결합되고, 커넥팅 로드(16)의 타측은 피스턴(11)의 중심과 일치하는 크랭크 샤프트(17)와 회전 가능하게 고정 설치되어 피스턴(11)의 직선 왕복 운동이 크랭크 샤프트(17)의 회전운동으로 전환되어 기관에 동력을 전달하게 되어 있다.
이와 같이 구성되는 종래 기술의 크랭크 샤프트는, 피스턴(11)의 중심과 크랭크 샤프트(17)의 중심이 일치하게 형성되어 폭발행정시 피스턴(11)의 하강 직선동력이 커넥팅 로드(16)에 의해 크랭크 샤프트(17)의 회전동력으로 전환되어 폭발력이 전달되지만, 제2도의 일점쇄선으로 도시한 바와 같이 피스턴(11)과 크랭크 샤프트(17)의 중심선(L)과 크랭크 샤프트(17)가 회전동력을 전달하는 전달력 방향과 이루는 각도(θ)가 크기 때문에 실제 폭발력 보다 회전동력이 작게 전달되어 폭발력의 손실을 초래하게 됨은 물론 반대로 크랭크 샤프트(17)의 회전에 따라 피스턴(11)이 상승될 때 중심선(L)과 이루는 각도(θ)가 작아 배출되는 연소가스의 잔여량에 의해 혼합기의 충진효율이 저하되어 기관의 출력이 저하되는 문제점이 있다.
이 고안은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로서, 이 고안의 목적은 혼합기의 연소에 의한 폭발력 전달의 손실을 극소화 시킴을 물론 혼합기의 흡입효율을 증대시켜 기관의 출력을 향상시킬 수 있는 자동차용 크랭크 샤프트를 제공하는데 있다.
상기한 바와 같은 목적을 실현하기 위해 이 고안은, 실린더 블럭의 내측면에 직선 왕복운동을 가능하게 삽입 설치된 피스턴의 중심선과 이 피스턴의 직선 왕복운동을 회전운동으로 전환시키기 위해 커넥팅 로드로 연결된 크랭크 샤프트의 중심선이 소정의 편차각도로 이루어져 피스턴의 직선동력 전달방향과 크랭크 샤프트의 회전동력 전달방향의 각도를 줄여 피스턴의 폭발력 전달을 극대화시킬 수 있도록 함을 특징으로 하는 자동차용 크랭크 샤프트를 제공한다.
이하, 이 고안의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 따라 더욱 상세히 설명한다.
제1도는 이 고안의 자동차용 크랭크 샤프트의 구성을 나타내는 측단면도로서, 종래 기술의 구성과 동일한 부분의 구성은 생략하고 주요 부분의 구성은 동일한 부호로 표기하여 상세히 설명한다.
실린더 블럭(9)의 내측면에 삽입 설치되어 직선 왕복운동하는 피스턴(11)의 중심선(L1)과 이 피스턴(11)의 직선 왕복운동을 회전운동으로 전환시키기 위해 커넥팅 로드(16)로 연결된 크랭크 샤프트(17)의 중심선(L2)이 소정의 편차각도(θ1)로 이루어 고정 설치되어 있다.
이와 같이 구성되는 이 고안의 자동차용 크랭크 샤프트는, 혼합기가 연소실(4)에서 연소되는 폭발행정시 그 폭발력에 의해 피스턴(11)이 하강하게 된다.
상기한 피스턴(11)이 하강함에 따라 제1도의 일점쇄선으로 도시한 바와 같이 피스턴(11)의 직선동력이 커넥팅 로드(16)에 의해 크랭크 샤프트(17)가 회전되어 기관에 동력을 전달하게 된다.
이때 크랭크 샤프트(17)의 회전력 전달방향과 피스턴(11)의 폭발력이 전달되는 중심선(L1)이 이루는 각도(θ2)가 편차각도(θ1)만큼 작아지기 때문에 크랭크 샤프트(17)의 회전력 전달에 따른 피스턴(11)의 직선동력 전달이 극대화 된다.
또한, 크랭크 샤프트(17)의 회전력에 따라 피스턴(11)이 상승될 때 피스턴(1)의 중심선(L1)과 이루는 각도(θ3)가 편차각도(θ1)만큼 커지게 되므로 연소된 연소가스의 배출을 증대시켜 흡입되는 혼합기의 충진효율을 증대시킬 수 있다.
이상 설명한 바와 같이 이 고안의 자동차용 크랭크 샤프트는, 피스턴의 중심선과 크랭크 샤프트의 중심선을 소정의 각도로 편차를 이루어 고정 설치함으로써 크랭크 샤프트의 회전동력 전달에 따른 피스턴의 직선동력 전달력을 극대화함은 물론 혼합기의 충진효율을 증대시켜 기관의 출력을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

Claims (1)

  1. 실린더 블럭(9)의 내측면에 직선 왕복운동 가능하게 삽입 설치된 피스턴(11)의 중심선(L1)과 이 피스턴(11)의 직선 왕복운동을 회전운동으로 전환시키기 위해 커넥팅 로드(16)로 연결된 크랭크 샤프트(17)의 중심선(L2)이 소정의 편차각도(θ1)로 이루어져 피스턴(11)의 직선동력 전달방향과 크랭크 샤프트(17)의 회전동력 전달방향의 각도(θ2)를 줄여 피스턴의 폭발력 전달을 극대화시킬 수 있도록 함을 특징으로 하는 자동차용 크랭크 샤프트.
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