KR960012372B1 - 저소음용 엔진의 실린더 블록체 - Google Patents

Abstract

내용없음.

Description

저소음용 엔진의 실린더 블록체

제1도는 본 발명에 의한 엔진의 실린더 보어 중심부 단면도.

제2도는 본 발명에 의한 엔진의 실린더 보어와 보어 사이의 단면도.

제3도는 본 발명에 적용되는 래더 프레임의 평면도.

제4도는 제3도의 A-A선 단면도.

제5도는 종래 엔진의 구조를 설명하기 위한 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

20 : 실린더 블록 22 : 실린더 보어

23 : 워터자켓 24 : 스커트

25 : 상측 축수부 26, 27 : 리브

28 : 오일 통로 30 : 덧붙임부

31 : 메인저어널 캡 32, 34 : 볼트

33 : 실린더 헤드

본 발명은 저소음용 엔진의 실린더 블록체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 연소과정에서의 폭발압에 의한 진동이 엔진 실린더 블록의 스커트 부분에 전달되는 것을 최소화하고, 경량으로 형성된 래더 프레임을 실린더 블록 스커트 부분의 하측에 배치하여 이에 전달되는 진동을 억제하여 소음발생을 최소화 한 저소음용 엔진의 실린더 블록체에 관한 것이다.

잘 알려진 바와 같이, 자동차 엔진은 내연기관으로서, 실린더의 내부에서 연소가 이루어지고, 혼합기 자체가 보유하고 있는 화학적 에너지를 연소에 의하여 열에너지로 바꾸어 그 연소가스가 팽창할 때의 일을 기계적인 에너지로 변환시켜 이용하는 것이다.

이러한 자동차 엔진은 정지 부품인 실린더 블록, 헤드, 흡배기장치와 ; 운동부품인 피스톤-크랭크 샤프트 기구, 밸브개폐기구와 ; 부속장치부품인 윤활, 냉각, 점화, 연장장치 등을 구비하여 구성된다.

상기의 엔진에 있어서, 실린더 블록의 내부에는 피스톤-크랭크 샤프트기구가 배치되어 연소가스의 팽창력에 의하여 동작이 이루어지게 되는 바, 고열에 시달림과 동시에 그의 스커트 부분에 축력 및 굽힘응력, 비틀림 진동이 발생되어 실린더 블록의 내구성에 많은 악 영향을 미치게 된다.

이에 따라 상기의 진동에 대한 대처 방안으로 제5도에서와 같이 실린더 블록(50)의 하부 스커트(51)부분에 설치되는 대한민국 특허 출원 제92-15208호의 래더 프레임(1)이 개발되어 있다.

즉, 상기의 래더 프레임(1)은 제3도 및 제4도에서 보인 바와 같이 횡방향 부재(2)가 종방향으로 적정의 길이의 연결부재(3), (3')를 두고 다단으로 형성되며, 그의 상면은 가장자리로부터 약간의 경사면을 이루면서 요입되어 그의 상면이 컨넥팅 로드(11)의 대단부 운동궤적(12)과 소정의 간격으로 이격되어 배치된다.

그리고 상기 연결부재(3), (3')의 중앙부는 일정의 곡률을 가지고 대향 요입되고 그의 중앙부에 일정크기의 통공(4), (4')이 형성되고, 상기 연결부재(3), (3')에 이웃하는 횡방향 부재(2), (2'), (2'')들의 양측부는 그의 중앙부로 일정의 곡률로 하향 요입시켜 크랭크 축(13)의 밸런스 웨이트운동궤적(14)과 소정의 간격을 두고 이격되며, 상기 횡방향 부재(2), (2'), (2'')의 양단에는 실린더 블록(50)의 스커트(51)하측에 볼팅하기 위한 다수의 고정보스(6)가 형성되는 구성이다.

이에 따라 상기의 래더 프레임(1)은 크랭크 샤프트(13)의 하측에 배치되어 실린더 블록(50) 및 스커트(51)부분에 발생되는 축력 및 굽힘, 비틀림 진동을 구속을 하여 소음을 저감시켜줌과 동시에 오일팬(52)에 들어있는 엔진오일과 크랭크실의 공간부를 격리하여 엔진 오일이 크랭크 샤프트 기구의 동작에 의하여 발생되는 공기와의 접촉을 최소화하여 엔진오일에 기포가 혼입되는 것을 방지하게 된다.

그러나 상기와 같은 래더 프레임(1)이 실린더 블록(50)의 실린더와 실린더 사이의 칸막이 벽 및 스커트 부분을 구속하게 되는 바, 약간의 진동 및 소음을 저감시키는 효과는 기대할 수 있으나, 근본적인 치유책은 될 수 없다.

즉, 종래의 실린더 블록은 제5도에서와 같이 크랭크 샤프트(13)의 메인 저어널을 지지하는 상측 축수부(54)를 실린더 블록(50)과 일체로 형성함에 있어서, 이의 축수부(54)를 실린더 블록(50)에 연결하여 주는 리브(55)는 상측이 확개되는 형태로 하고, 이의 축수부(54)를 스커트(51) 부분과 연결하여 주는 리브(56)를 수평상태로 하여 형성하는 것이 보편적이다.

이와 같이 리브(55), (56)를 형성하는 경우에는 크랭크 샤프트(13)의 메인 저어널부가 메인 저어널 캡(57)에 의하여 지지된 상태에서의 피스톤(10) 상하 동작시 축수부의 진동은 점선과 같은 분포로 상하 진동을 받게 된다.

그러면 이의 축수부(54) 진동은 직접 이를 스커트(51)와 연결하여 주는 리브(56)를 통하여 스커트(51) 부분을 점선과 화살표와 같이 크게 진동시켜 소음을 발생시키게 된다.

그리고 실린더 헤드(58)를 체결하여 주는 헤드 볼트(59)의 축방향과 크랭크 샤프트(13)의 메인 저어널을 실린더 블록(51)에 지지시켜 주는 캡볼트(60)의 축방향이 일직선으로 형성되지 않음으로써, 하중 경로가 불일치하여 폭발행정시 발생되는 충격이 실린더 블록(50)을 좌우로 측방향으로 진동시켜 소음발생을 발생케하는데, 이의 진동과 소음을 상기 래더 프레임(1)이 모두 흡수하기에는 역 부족이었다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 연소과정에서의 폭발압에 의한 진동이 엔진 실린더 블록의 스커트 부분에 전달되는 것을 최소화하고, 경량으로 형성된 래더 프레임을 실린더 블록 스커트 부분의 하측에 배치하여 이에 전달되는 진동을 억제하여 소음 발생을 최소화한 저소음용 엔진의 실린더 블록체를 제공하려는 것이다.

이를 실현하기 위하여 본 발명은 피스톤이 상승하는 실린더 보어와 이의 실린더 보어 외측으로 냉각수가 순환되는 워터자켓이 형성되고, 하측으로 크랭크 실의 상측을 형성하는 스커트와 상기 실린더 보어의 중심부 직하방의 스커트 내부에 크랭크 샤프트를 실린더 블록에 회전 가능하게 지지하여 주는 상측 축수부가 리브로서 실린더 블록의 하측과 스커트와 연결되는 공지의 실린더 블록에 있어서, 상기 상측 축수부에 메인저어널 캡을 체결하는 볼트와 실린더 블록의 상측에 실린더 헤드를 고정하는데에 체결되는 헤드 볼트의 축방향과 일직선이 되도록 형성하고, 상측 축수부의 양측단을 스커트 부분과 연결하여 주는 리브의 내측부 하부에 적정 크기의 요입부를 형성하며, 상기 스커트의 하측에 래더 프레임을 배치하여서 된 저소음용 엔진의 실린더 블록체를 제공함에 특징이 있다.

이하, 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도 및 제2도는 본 발명에 의한 엔진의 단면도로서, 부호 20은 실린더 블록을 지칭한다.

상기 실린더 블록(20)은 피스톤(10)이 승강하는 실린더 보어(22)가 형성되고, 이의 실린더 보어(22)외측으로 냉각수가 순환되는 워타자켓(23)이 형성되어 있다.

그리고 상기 실린더 블록(20)의 하측으로는 크랭크 실의 상측을 형성하는 스커트(24)가 형성되고, 상기 실린더 보어(22)의 중심부 직하방의 스커트(24)내부에는 크랭크 샤프트(13)를 실린더 블록(20)에 회전 가능하게 지지하여 주는 상측 축수부(25)는 리브(26), (27)로서 실린더 블록(20)의 하측과 스커트(24)와 연결되어 실린더 블록(20)과 일체형으로 형성된다.

그리고 상기 상측 축수부(25)를 연결하여 주는 리브(26), (27)에 있어서는 상측리브(26)는 가능한 한 수직형태로 형성하되 일측의 것에는 내부로 축수부(25)로 오일이 유통되도록 하는 오일 통로(28)가 형성되는 바, 하측단을 중심부측으로 약간 기울여 형성하되, 그의 반대측에 덧붙임부(30)를 두어 하측 축수부를 형성하는 메인저어널 캡(31)의 체결시에 사용되는 볼트(32)가 실린더 블록(20)의 상측에 실린더헤드(33)를 고정하는데에 체결되는 헤드 볼트(34)의 축방향과 일직선이 되도록 하였다.

상기에서 헤드 볼트(34)와 메인저어널 캡 볼트(31)의 축방향을 일직선으로 한 것은 폭발압에 의하여 발생되는 하중 경로가 일직선으로 형성되는 바, 측방향에 대한 진동을 줄일 수 있게 된다.

또한, 상측 축수부(25)의 양측단을 스커트(24) 부분과 연결하여 주는 리브(27)는 외측단이 내측단 보다 아래쪽에 위치하도록 하여 형성하되, 상기 리브(27)의 내측부 하부에 적정 크기의 요입부(35)를 형성하였다.

상기에서 요입부(35)는 하측 리브(27)를 통하여 전달되는 진동의 전달경로를 바꾸기 위한 것이다.

따라서 피스톤(10)의 승강 동작시 크랭크 샤프트(13)의 축수부에 상하 진동이 발생되더라도 이의 진동은 점선의 화살표와 같은 경로로 스커트(24)에 전달되는 바, 스커트(24)부분은 종래와 같이 크게 진동되지 않고 미세한 진동을 일으키게 된다.

그리고 상기와 같은 경로로 전달되는 진동을 억제하기 위하여 스커트(24)의 하측에 상기에서 설명한 제3도 및 제4도의 래더 프레임(1)을 설치하였다.

이에 따라 상기에서와 같이 스커트(24)부분에 전달되는 미세한 진동을 래더 프레임(1)이 억제함으로써, 엔진 폭발압에 의하여 발생된 진동은 최소한으로 억제되어 이에 따른 소음 발생을 방지하게 되는 것이다.

또한 실린더 보어(22)의 외측으로 형성되는 워터자켓(23)은 실린더 보어(22)의 전체 길이에 걸쳐 형성하여 폭발시 이에 발생되는 진동이 냉각수를 통해서 최대한으로 감쇠되도록 형성하는 것이 바람직하다.

그리고 상기 래더 프레임(1)은 4기통의 경우 하부 구조가 복잡한 1번 실린더 이외의 2번부터 4번 실린더의 하부에 배치하고, 6기통의 경우에는 2번부터 6번 실린더에 걸쳐 배치하면 전부분의 진동을 흡수하게 되므로 바람직하다.

상기와 같은 본 발명은 상기의 실시예에 한정되지 않고 본 발명으로부터 용이하게 장착할 수 있는 발명 모두를 포함한다.

이상에서와 같이 본 발명은 엔진의 폭발압에 의하여 발생되는 크랭크 샤프트의 축수부에 발생되는 진동이 리브의 형상에 의하여 굴곡되는 경로로 스커트에 전달됨으로써, 미세하게 전달되고, 헤드 볼트와 메인저어널 캡 볼트의 축방향 일치로 인한 축방향의 진동이 억제되며, 상기 스커트 부분으로 전달되는 스커트의 진동을 래더 프레임이 억제하여 스커트의 진동에 의하여 발생되는 소음을 최소화할 수 있는 것이다.

Claims (2)

1. 피스톤(21)이 승강하는 실린더 보어(22)와 이의 실린더 보어(22) 외측으로 냉각수가 순환되는 워터자켓(23)이 형성되고, 하측으로 크랭크 실의 상측을 형성하는 스커트(24)와 상기 실린더 보어(22)의 중심부 직하방의 스커트(24) 내부에 크랭크 샤프트(13)를 실린더 블록(20)에 회전 가능하게 지지하여 주는 상측 축수부(25)가 리브(26), (27)로서 실린더 블록(20)의 하측과 스커트(24)와 연결되는 공지의 실린더 블록(20)에 있어서, 상기 상측 축수부(25)에 메인저어널 캡(31)을 체결하는 볼트(32)와 실린더 블록(20)의 상측에 실린더 헤드(33)를 고정하는데에 체결되는 헤드 볼트(34)의 축방향과 일직선이 되도록 형성하고, 상측 축수부(25)의 양측단을 스커트(24) 부분과 연결하여 주는 리브(27)의 내측부 하부에 적정 크기의 요입부(35)를 형성하며, 상기 스커트(24)의 하측에 래더 프레임(1)을 배치하여서 됨을 특징으로 하는 저소음용 엔진의 실린더 블록체.
2. 제1항에 있어서, 래더 프레임(1)은 4기통 엔진은 하부 구조가 복잡한 1번 실린더 이외의 2번부터 4번 실린더의 하부에 배치하고, 6기통 엔진은 2번부터 6번 실린더에 걸쳐 배치함을 특징으로 하는 저소음용 엔진의 실린더 블록체.