크랭크축

크랭크축(Crank Shaft)는 실린더 블록의 아래쪽 반원 부분에 메인 저널 베어링의 상반부가 설치되고, 하반기는 블록에 볼트로 설치되는 베어링 캡으로 지지된다. 크랭크축은 동력 행정에서 얻은 피스톤의 동력을 회전운동으로 바꾸어 엔진의 출력을 외부로 전달하고 흡입, 압축, 배기 행정에서는 피스톤에 운동을 전달하는 회전축이다.

구조

회전 중심을 형성하는 축 부분을 메인 저널, 커넥팅 로드 대단부와 결합되는 부분을 크랭크 핀, 메인 저널과 크랭크 핀을 연결하는 부분을 크랭크 암 그리고 회전 평형을 유지하기 위해 크랭크 앞에 둔 평형추 등의 주요부로 구성되어 있다. 앞 끝에는 캠축 구동용의 타이밍 기어 또는 타이밍 체인(벨트) 구동용 스프로킷과 물 펌프 및 발전기 구동을 위한 크랭크축 풀리가 설치되며, 뒤쪽에는 플라이 훨의 설치를 위한 플랜지와 클러치 축 지지용 파일럿 베어링을 끼우는 구멍이다. 내부에는 커넥팅 로드 베어링으로 오일 공급을 하기 위한 구멍 및 오일 통로가 있으며, 크랭크 케이스의 오일이 누출되는 것을 방지하기 위해 오일 실을 두고 있다.

재질과 가공

고탄소강, 크롬-몰리브덴강, 니켈-크롬강 등으로 단조하여 제작한다. 최근에는 엔진의 고속화 경향으로 피스톤 행정과 실린더 안지름 비가 작아지는 단행정 엔진으로 제작함으로 인해 메인 저널과 크랭크 핀의 중심거리가 짧고 크랭크 축의 강성이 높은 것이 요구된다.

형식

실린더 수, 실린더 배열, 메인 저널수, 점화순서 등에 따라 달라진다.

직렬 4실린더형

각각의 크랭크 핀은 180도의 위상차(폭발이 일어나는 각도)를 두고 있다.

직렬 6실린더형

크랭크 핀이 동일 평면 위에 있으며, 각각은 120도의 위상차를 지니고 있다.

V형 실린더

V형 실린더는 좌,우 실린더의 중심선이 90도를 이루는 90도 V형이 가장 많으며, 1개의 크랭크 핀에 2개의 커넥팅 로드가 설치된다. V형 엔진은 크랭크축의 길이가 짧아지고, 무게가 감소하며, 엔진의 강성이 증가는 이점이 있다.

점화 순서

1. 폭발은 같은 간격으로 일어나게 한다.
2. 크랭크축에 비틀림 진동이 일어나지 않는다.
3. 인접한 실린더에 연이어서 폭발이 이루어지지 않도록 한다
4. 혼합가스가 각 실린더에 동일하게 분배되도록 한다.

참고 문헌

• 《자동차정비공학》(2006) 김인태 외 지음.