[자동차 재료 설계] 엔진 설계 부품 -플라이휠

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2009.08.29 / 2019.12.24
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목차:  엔진설계부품
 설계목적
 기존 부품 특성
 기존재료의 특성
 기존 부품의 특성에 따른 문제점
 선택 가능한 재료 (재료 비교 분석)
 설계제한요소
 재료최종선정
 설계내용
 최종 플라이휠 설계내용
 고찰
 참고문헌

본문내용: 1. 엔진 설계 부품 : 플라이휠

2. 설계목적
플라이휠의 기존재료와 대체 가능한 다른 재료를 비교, 선정하여 변경함으로써 차량의 성능을 향상시킴과 동시에 연비향상의 효과를 기대함.

3. 플라이휠
플라이휠은 크랭크샤프트의 회전력을 균일하게 하여 휠에 연결시켜 회전시키고 엔진 시동기, 전기기동모터의 기동력으로 크랭크샤프트를 돌려 피스톤이 왕복운동을 하게 하는데 이용되는 역할을 한다. 플라이휠은 주로 주철재로 만들어지며 크랭크축 뒤쪽 플렌지에 고정되어 있다. 크랭크축은 폭발행정에서만 큰 회전력을 얻을 뿐 그 밖의 행정에서는 회전관성을 이용하여 회전속도의 변동을 적게 하고, 원활한 회전을 한다. 따라서 플라이휠은 관성을 크게 하고 또 중량은 가볍게 하기 위해 중심부분은 얇게 하고 주위는 두껍게 한 원판으로 사용된다. 플라이휠 뒷면은 클러치의 마찰 면으로 이용되며, 바깥 둘레에는 엔진을 시동할 때 스타터모터의 피니언기어와 맞물려 돌아가도록 기어가 열박음으로 압입되어 있다.

4. 기존 재료(구상흑연주철)의 특성
주철은 탄소 1.7~6.88%를 함유한 철합금으로써 보통 탄소 2.5~4.5%를 함유한 주철이 널리 사용된다. 광범위한 강도와 경도를 가진 주조합금이며 가공도 비교적 쉬움 다양한 합금원소의 첨가로 우수한 내마모성, 내식성을 얻을 수 있다.
주철이 널리 사용되는 가장 중요한 이유는 상대적으로 값이 싸고 다양한 공업적 성질을 얻을 수 있으며 복잡한 형상도 비교적 쉽게 얻을 수 있는데 있다.
주철의 종류는 백주철(white cast iron) 회주철(gray--) 가단주철(malleable--) 구상흑연주철(ductile--) 고합금주철 등이 있음.

<구상흑연주철>
구상흑연주철은 주로 덕타일이라고 부르는 데 이 주철은 회주철의 단점인 충격에 약한 점을 강화시킨 즉 질긴 성질을 추가한 주철이다. 융점이 낮아 주조성이 우수하며 기계적 성질 또한 강의 주조품인 주강과 유사하여 내마모성과 내식, 내충격성이 요구되는 자동차의 엔진재료, 펌프용 재료, 유압실린더 바디, 프레스와 같이 지속적인 충격이 전달되는 공작기계의 몸통, 주철관, 롤러의 재료, 압연기 재료 등으로 사용될 뿐 아니라 내열성이 요구되는 잉곳 케이스, 내열부품의 용도로 사용되기도 한다.
밀도(g/cc)
강도(브리넬)
인장강도(극한)
인장강도(항복)
압축강도(항복)
7.11
245
669MPa
486MPa
1250MPa

참고문헌: (1) 내연기관 저자: 손양언 저 출판사: 구민사
(2) 재료물성치조사 사이트

(3) 한국물가정보 사이트

(4) (신편)기계재료학 저자: 교재편찬위원회 출판사: 북스힐 2006
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