피스톤과 크랭크축을 연결하고, 피스톤에 작용하는 힘을 크랭크축으로 전달하여 피스톤의 왕복 운동을 크랭크축의 회전 운동으로 변환합니다.
커넥팅 로드 그룹은 커넥팅 로드 본체, 커넥팅 로드 빅 엔드 캡, 커넥팅 로드 스몰 엔드 부싱, 커넥팅 로드 빅 엔드 베어링 부싱 및 커넥팅 로드 볼트(또는 나사)로 구성됩니다. 커넥팅 로드 그룹은 피스톤 핀에서 발생하는 가스력, 자체 진동, 그리고 피스톤 그룹의 왕복 관성력을 받습니다. 이러한 힘의 크기와 방향은 주기적으로 변화합니다. 따라서 커넥팅 로드는 압축 및 인장과 같은 교류 하중을 받습니다. 커넥팅 로드는 충분한 피로 강도와 구조적 강성을 가져야 합니다. 피로 강도가 부족하면 커넥팅 로드 본체나 커넥팅 로드 볼트가 파손되어 기계 전체에 심각한 손상을 초래하는 대형 사고로 이어질 수 있습니다. 강성이 부족하면 로드 본체의 굽힘 변형과 커넥팅 로드 빅 엔드의 원형 변형이 발생하여 피스톤, 실린더, 베어링 및 크랭크 핀의 편심 마모를 유발할 수 있습니다.
구조와 구성
커넥팅 로드 본체는 세 부분으로 구성되어 있는데, 피스톤 핀과 연결되는 부분을 커넥팅 로드의 소단부라고 하고, 크랭크축과 연결되는 부분을 커넥팅 로드의 대단부라고 하며, 소단부와 대단부를 연결하는 부분을 커넥팅 로드 본체라고 합니다.
커넥팅 로드의 작은 쪽 끝은 대부분 얇은 벽으로 된 환형 구조입니다. 커넥팅 로드와 피스톤 핀 사이의 마모를 줄이기 위해 얇은 벽의 청동 부싱이 작은 쪽 끝의 구멍에 압착되어 삽입됩니다. 윤활유가 튀어 부싱과 피스톤 핀의 접촉면에 닿을 수 있도록 작은 쪽 끝과 부싱에 드릴이나 밀링으로 홈을 만듭니다.
커넥팅 로드 샤프트는 긴 막대 형태이며 작동 중 큰 하중을 받습니다. 따라서 휘어짐이나 변형을 방지하기 위해서는 로드 본체가 충분한 강성을 가져야 합니다. 이러한 이유로 대부분의 차량 엔진용 커넥팅 로드 샤프트는 충분한 강성과 강도를 확보하면서 질량을 최소화할 수 있는 I형 단면을 사용하며, 고강도 엔진에는 H형 단면이 사용됩니다. 일부 엔진에서는 커넥팅 로드의 작은 끝단에 오일을 분사하여 피스톤을 냉각하는데, 이 경우 로드 본체의 길이 방향으로 관통 구멍을 뚫어야 합니다. 응력 집중을 방지하기 위해 커넥팅 로드 본체와 작은 끝단 및 큰 끝단 사이의 연결부는 큰 호를 그리며 부드럽게 이어지도록 설계됩니다.
엔진 진동을 줄이기 위해서는 각 실린더 커넥팅 로드의 품질 차이를 최소 범위로 제한해야 합니다. 공장에서 엔진을 조립할 때, 일반적으로 커넥팅 로드의 큰 쪽 끝과 작은 쪽 끝의 질량을 그램 단위로 비교하여 그룹화합니다.
V형 엔진에서는 좌우 열의 해당 실린더가 크랭크 핀을 공유하며, 커넥팅 로드는 평행 커넥팅 로드, 포크 커넥팅 로드, 주 커넥팅 로드 및 보조 커넥팅 로드의 세 가지 유형이 있습니다.
주요 손상 형태
커넥팅 로드의 주요 손상 형태는 피로 파괴와 과도한 변형입니다. 일반적으로 피로 파괴는 커넥팅 로드의 응력이 집중되는 세 곳에서 발생합니다. 커넥팅 로드는 작동 조건에서 높은 강도와 피로 저항성을 가져야 하며, 충분한 강성과 인성 또한 요구됩니다. 기존의 커넥팅 로드 가공 기술에서는 일반적으로 45강, 40Cr 또는 40MnB와 같이 경도가 높은 담금질 및 템퍼링 처리된 강재를 사용합니다. 따라서 독일 자동차 회사들이 생산하는 새로운 커넥팅 로드 소재로는 C70S6 고탄소 미세합금 비담금질 및 템퍼링 처리 강, SPLITASCO 시리즈 단조강, FRACTIM 단조강, S53CV-FS 단조강 등이 있습니다(위의 모든 소재는 독일 DIN 표준을 준수합니다). 합금강은 강도가 높지만 응력 집중 현상에 매우 민감합니다. 따라서 커넥팅 로드의 형상, 과도한 필렛 등에 대한 엄격한 요구 사항이 필요하며, 피로 강도 향상을 위해 표면 가공 품질에 주의를 기울여야 합니다. 그렇지 않으면 고강도 합금강을 적용하더라도 원하는 효과를 얻을 수 없습니다.
