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크랭크축은 실린더 블록의 아래쪽 반원 부분에 메인저널 베어링의 위쪽 1/2이 설치되고 아래쪽 1/2은 실린더 블록에 볼트로 설치되는 베어링 캡으로 지지됩니다. 크랭크축은 폭발행정에서 얻은 피스톤의 동력을 회전운동으로 바꾸어 기관의 출력을 외부로 전달하고 흡입, 압축, 배기행정에서는 피스톤에 운동을 전달하는 회전축입니다.
크랭크축의 구조
크랭크축의 회전중심을 형성하는 축 부분을 메인 저널, 커넥팅로드 대단부와 결합되는 부분을 크랭크 핀, 메인저널과 크랭크 핀을 연결하는 부분을 크랭크 암이라고 합니다. 그리고 회전평형을 유지하기 위해 크랭크 암에 둔 평형추 등으로 되어 있습니다.
크랭크축 앞 끝에는 캠축 구동용의 타이밍 기어 혹은 타이밍 벨트 구동용 스프로킷고 물 펌프 및 발전기 구동을 위한 크랭크축 풀리가 설치되며 뒤쪽에는 플라이휠 설치를 위한 플랜지와 변속기 입력축지지용 파일럿 베이렁을 끼우는 구멍이 있습니다. 내부에는 커넥팅로드 베어링으로 기관오일을 공급하기 위한 오일구멍 및 오일통로가 있고 크랭크 케이스의 오일누출을 방지하기 위한 오일 실을 두고 있습니다.
크랭크축 형식과 점화순서
크랭크축의 형식은 실린더 수와 배열, 메인저널 수, 점화순서 등에 따라 달라집니다. 또한 점화순서를 정할 때는 다음과 같은 사항을 고려해야 합니다. 폭발은 같은 간격으로 일어나야 합니다. 크랭크축에 비틀림 진동이 일어나지 않게 합니다. 인접한 실린더에 연이어서 폭발이 발생하지 않도록 해야 합니다. 혼합가스가 각 실린더에 동일하게 분배되게 합니다.
1. 직렬 4실린더 기관의 크랭크축
직렬 4실린더 기관 크랭크축의 구조는 제1번과 제4번, 제2번과 제3번 크랭크 핀이 동일 평면 위에 있습니다. 각각 의 크랭크 핀은 180도의 위상차를 두고 있습니다. 직렬 4실린더 기관은 제1번 피스톤이 하강행정을 하면 제4번 피스톤도 하강행정을 합니다. 제2번과 제3번 피스톤은 상승행정을 합니다. 따라서 제1번 피스톤이 흡입행정을 하면 제4번 피스톤은 폭발행정을 합니다. 이때 제2번 피스톤이 압축행정을 하게 되면 제3번 피스톤은 배기행정을 합니다. 이에 따라 4개 실린더가 크랭크축 720도 회전하여 1사이클을 완성합니다.
2. 직렬 6실린더 기관의 크랭크축
직렬 6실린더 기관의 크랭크축은 1번과 6번, 2번과 5번, 3번과 4번의 각 크랭크 핀이 동일평면 위에 있으며 각각은 120도의 위상차를 지니고 있습니다. 크랭크축을 마주 보고 1번과 6번 크랭크 핀을 상사점으로 하였을 때 3번과 4번 크랭크 핀이 오른쪽에 있는 우수식과 3번과 4번 크랭크 핀이 왼쪽에 있는 좌수식이 있습니다.
우수식 크랭크 축의 경우 점화순서 가운데에서 1-5-3-6-2-4가 필요한 조건에 비교적 만족하므로 실용화되어 있습니다. 점화순서가 1, 5, 3, 6, 2, 4인 우수식 크랭크축에서는 1번 피스톤이 폭발행정을 시작한다면 6번 피스톤은 흡입행정을 시작합니다. 5번 피스톤은 압축행정의 중간정도이며 2번 피스톤은 배기행정의 중간이 됩니다. 이때 3번 피스톤은 흡입행정의 끝 부분이 되고 4번 피스톤은 폭발행정의 끝부분에 위치합니다.
3. 60˚ V형 6실린더 기관의 크랭크축
60도 V형 6실린더 기관의 크랭크축은 1번~6번의 크랭크 핀이 6방향으로 나누어져 있습니다. 각 크랭크 핀이 이루는 각도는 1번과 2번, 3번과 4번 및 5번과 6번이 60도입니다. 2번과 3번, 4번과 5번은 180도를 이룹니다. 이것은 좌우 실린더의 뱅크각도를 60도로 하였기 때문에 폭발간격을 크랭크축 각도로 120도 마다 일어나도록 하기 위해서는 크랭크 핀을 60도 오프셋 시키지 않으면 안 됩니다.
V형 6실린더 기관은 좌우의 실린더 중심선이 60도 각도를 이루는 60도 V형과 90도의 각도를 이루는 90도 V형이 있습니다. 여기서는 우리나라에서 사용하고 있는 60도 V형에 대해 알아보겠습니다. 60도 V형 6실린더 기관의 점화순서는 1, 2, 3, 4, 5, 6으로 되어 있습니다. 실린더 배열은 오른쪽에는 홀수, 왼쪽에 짝수의 실린더가 60도의 각도를 두고 배열되어 있습니다. 60도 V형 기관도 직별 6실린더 기관과 마찬가지로 크랭크축 회전각도 120도 마다 점화와 폭발하므로 점화순서를 정하는 데 있어서 오른쪽 3개의 실린더와 왼쪽 3개의 실린더로 나누어 생각하면 됩니다.