개요
본 문서에는 다음과 같은 정보가 포함되어 있습니다:
• 일반 사항
• 기능
일반 사항
리시프로 엔진으로서의 연소 엔진 특징으로 피스톤 왕복 이동 및 내부의 주기적 연소를 통한 작동 방식을 들 수 있습니다. 여러 어셈블리의 기계적 상호 작용을 통해 피스톤 엔진이 연료-에어 혼합물을 압축하고 연소 압력을 크랭크 샤프트에 토크로 전달합니다.
예시 그림: 크랭크 기어 M139 |
1 | 크랭크 케이스 |
2 | 오일팬 |
3 | 오일 팬 하단부 |
4 | 타이밍 케이스 |
5 | 밸런스 샤프트 |
6 | 인터미디에이트 기어 |
7 | 크랭크 샤프트 |
8 | 커넥팅 로드 |
9 | 피스톤 |
10.1 | 오일 스크래퍼 링 |
10.2 | 테이퍼면 링 |
10.3 | 압축 링 |
A | 실린더 배럴(NANOSLIDE® 코팅) |
P01.00-A042-76
기능
크랭크 케이스
최신 Mercedes 디젤 및 가솔린 엔진의 크랭크 케이스는 알루미늄으로 제작되었습니다. 다수 엔진 BM의 크랭크 케이스 안쪽면은 NANOSLIDE® 코팅 절차를 거쳐 실린더 배럴로 코팅되어 있습니다. 엔진 BM M260, M264, M270, M274, M278의 실린더 라이너는 회주철로 제작되었습니다.
크랭크 케이스는 일반적으로 크랭크 케이스, 오일 팬 및 타이밍 케이스로 구성된 엔진 하우징의 주요 부품으로서 중요한 역할을 합니다. 예를 들어 연소 과정 및 피스톤 왕복 운동에서 발생하여 상호 작용하는 힘과 높은 열 부하를 흡수합니다. 기계적으로 크랭크 케이스의 외벽은 여러 엔진 부품의 캐리어 역할을, 내부 영역은 전체 크랭크 기어의 마운트 역할을 수행합니다. 크랭크 기어의 주요 부품은 다음과 같습니다.
• 베어링 쉘이 있는 밸런스 샤프트
• 인터미디에이트 기어
• 상단 및 하단 베어링 쉘이 있는 크랭크 샤프트
• 베어링 쉘이 있는 커넥팅 로드
• 피스톤 핀
• 피스톤
• 피스톤 링
실린더 배럴과 전체 크랭크 기어의 트라이볼러지 설계는 마찰 손실 감소 및 견고한 엔진의 토대가 됩니다. 피스톤에 직접 작용하는 연소 압력은 선형 운동으로 이어집니다. 이를 통해 발생한 힘이 커넥팅 로드를 거쳐 크랭크 샤프트로 전달되어 토크가 생성됩니다.
피스톤과 피스톤 링은 높은 기계적 부하 및 열 부하에 노출됩니다. 피스톤의 형상과 표면 성질은 기본적으로 혼합물 형성 및 연소에 영향을 미칩니다. 또한 연소실의 열을 오일과 냉각수로 방출하는 역할도 합니다. 피스톤 링은 기능에 따라 다양한 구조로 설계됩니다. 가장 아래에 있는 오일 스크래퍼 링은 실린더 배럴에서 엔진 오일을 쓸어 내면서, 스트로크 중 상단 피스톤 링의 활주 표면이 되는 유막이 정량으로 형성되도록 합니다. 중앙 피스톤 그루브에 있는 테이퍼면 링은 유막을 조절하여 적절한 트라이볼러지 구조와 충분한 유막 두께가 형성되도록 합니다. 증발로 인한 오일 손실이 적으려면 이 두께가 매우 얇아야 합니다. 또한 테이퍼면 링은 연소 가스가 누출되지 않도록 밀폐하고, 가장 아래에 있는 링의 운동과 상호 작용함으로써 엔진의 블로바이 현상에 영향을 미칩니다. 구형 링 또는 압축 링은 크랭크 케이스로부터 연소실을 밀폐하여 연소 열을 냉각된 실린더 배럴로 유도합니다. 이 피스톤 링의 기계적 프리로드로 인해 엔진 시동 시 밀폐가 확실하게 이루어지고 엔진 속도가 높을 때의 링 떨림이 방지됩니다.
크랭크 기어는 크랭크 케이스에 있습니다. 크랭크 케이스의 역할은 다음과 같습니다.
• 크랭크 샤프트 및 밸런스 샤프트의 베어링
• 밸런스 샤프트가 장착되어 있는 경우의 베어링
• 실린더 헤드와 구동 장치 간에 힘을 전달하는 연결부
• 실린더 배럴 또는 실린더 라이너의 마운팅
• 냉각, 윤활, 배기를 위한 내장형 채널 구조
• 보조 어셈블리 고정
크랭크 케이스에는 부착 부품용 고정 위치가 있으며 오일과 물이 새지 않는 파워 유닛실과 냉각수실을 구성합니다.
밸브 트레인
밸브 트레인은 외부 공기의 흡입 시점 및 기간과 연소된 가스의 방출 시점 및 기간을 규정합니다. 밸브 트레인 및 해당 부품은 실린더 헤드의 주 구성 요소입니다.
밸브 트레인에 의해 내연 기관의 가스 교환이 결정됩니다. 실린더 헤드의 역할은 다음과 같습니다.
• 실린더 압축력 흡수
• 연소실 근처 영역 냉각
• 밸브 트레인 윤활
• 연소실을 위쪽으로 폐쇄
• 점화 플러그 또는 분사 노즐 마운팅밸브 트레인의 부품은 다음과 같습니다.
• 흡기 및 배기 밸브
• 밸브 스프링
• 배출 레버
• 흡기 캠샤프트 및 배기 캠샤프트
• 실린더 헤드
• 타이밍 체인(또는 타이밍 벨트)캠샤프트 및 흡기 또는 배기 밸브는 타이밍 체인을 이용하여 크랭크 샤프트에 의해 제어됩니다. 캠샤프트의 캠이 전달 기관(예: 배출 레버)을 통해 밸브 스프링의 장력을 거슬러 흡기 및 배기 밸브를 엽니다. 밸브는 밸브 스프링의 장력에 의해 다시 닫힙니다. 작동 사이클은 네 개의 사이클, 즉 두 번의 크랭크 샤프트 회전으로 연장됩니다. 이때 밸브는 캠샤프트가 한 번 회전할 때마다 한 번씩만 열리고 닫힙니다. 캠샤프트는 크랭크 샤프트 모터 속도의 절반 속도로 작동합니다.
크랭크 샤프트와 캠샤프트의 속도비는 2 : 1입니다.
벨트 드라이브
벨트 드라이브는 크랭크 샤프트의 회전 운동을 발전기, 워터 펌프, 에어컨 컴프레서 등의 보조 어셈블리로 전달하고, 이를 구동합니다.
벨트 드라이브에는 다음과 같은 부품이 있습니다.
• V 리브드 벨트
• 벨트 텐셔너
• 가이드 풀리엔진 윤활 장치
엔진 윤활 장치는 엔진의 모든 윤활 및 냉각 위치(예: 피스톤, 베어링 쉘, 배출 레버)에 윤활유를 공급합니다. 이때 엔진 속도에 따라 오일 압력이 달라집니다.
엔진 윤활 장치의 부품은 다음과 같습니다.
• 오일 펌프
• 오일팬
• 오일 펌프 밸브
• 오일 센서
• 오일 필터 모듈
• 엔진 오일 열 교환기 엔진 윤활 장치의 기능은 다음과 같습니다.
• 접촉하여 움직이는 부품 간의 마찰로 인한 에너지 손실과 마모를 줄이기 위한 윤활
• 엔진 부품 보호를 위한 냉각(엔진 부품은 냉각수 또는 냉각 에어로 열을 직접 방출하지 못함)
• 접촉하여 움직이는 부품의 사이를 완벽하게 밀폐하기 위한 실링(예: 실린더 벽을 맞댄 피스톤 링)
• 엔진 오일 내 마모 입자, 침적물, 연소 잔류물을 배출 또는 결집하는 청소
• 부식 방지
• 윤활막이 소음 및 진동 완화에 영향을 미치므로, 엔진 소음 완화
예시 그림: 밸브 트레인 M139 |
7 | 크랭크 샤프트 |
11 | 타이밍 체인 |
12 | 유압식 체인 텐셔너가 있는 체인 슬라이드 바 |
13 | 배기 캠샤프트 |
14 | 흡기 캠샤프트 |
15 | 밸브 스프링 |
16 | 흡기밸브 |
17 | 배기밸브 |
18 | 점화 플러그 |
P01.00-A043-76
참조 문서
- gf0140p1000a 크랭크 케이스, 기본 기능
- gf0530p1000a 밸브 트레인, 기본 기능
- gf1321p1001a 벨트 드라이브, 기본 기능
- gf1800p1003a 엔진 윤활, 기본 기능