크랭크축은 무엇이고, 어떤 역할을 하는지 설명해보세요.

(1) 크랭크축

크랭크축이란 왕복 운동을 회전운동으로 바꾸는 장치이다. 보통 자동차 엔진에서 동력 행정에서 얻은 피스톤의 직선운동을 커넥팅 로드를 통해 회전운동으로 바꾸어 엔진의 출력을 외부로 전달하고 흡입, 압축, 배기 행정에서는 피스톤에 운동을 전달해 연속하여 동력을 발생하게 하는 중요한 기능을 가지고 있는 회전축이다. 자동차 엔진에서 엔진 실린더 블록의 아래쪽 반원 부분에 메인 저널 베어링의 상반부가 설치되고, 하반기는 블록에 볼트로 설치되는 베어링 캡으로 지지된다.

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 구멍이 있다. 내부에는 커넥팅 로드 베어링으로 오일 공급을 하기 위한 구멍 및 오일 통로가 있으며, 크랭크 케이스의 오일이 누출되는 것을 방지하기 위해 오일 실을 두고 있다.

(2) 크랭크축의 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 크랭크축의 강성이 높은 것이 요구된다.