KR0128344Y1 - 내연기관의 흡기 밸브 개폐장치 - Google Patents

Abstract

밸브의 간극을 자동으로 제로(Zero) 상태로 유지함과 아울러 DOHC 엔진의 흡기 밸브 닫힘 시간을 지연시킬 수 있도록 하여 저속 영역에서 토오크의 향상을 추구할 수 있는 내연기관의 흡기 밸브 개폐장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

이에 따라 기관의 흡기 밸브와 흡기 캠 사이에 개재되어 밸브 간극을 항시 제로(Zero) 상태로 유지시켜 주는 흡기 밸브 개폐장치를 형성함에 있어서, 상기한 흡기 밸브 개폐장치는 실린더 헤드에 형성된 공급유로와 연통 설치되는 오일 공급 홀이 형성되어 오일이 공급되도록 함과 아울러 배출유로와 연통 설치된 오일 배출 홀이 형성되고, 상단부에 가이드 홀이 길이 방향으로 형성됨과 아울러 그 하측단 가장자리에 내측에 턱이 형성되어 실린더 헤드에 고정 설치된 본체와; 상기한 본체의 가이드 홀에 승강안내되도록 설치됨은 물론 흡기 캠의 외주연이 접촉되어 있으며, 오일 공급 홀과 연통되는 오일 홀이 형성됨과 아울러 내측에 형성된 단턱에 의해 형성된 구멍에 의해 제1,2 유체실로 구분되는 밸브체와; 상기한 밸브체의 구멍을 선택적으로 차단 또는 개방하는 볼 밸브와, 상기 볼 밸브를 탄지하는 밸브 스프링과, 상기 밸브 스프링을 받쳐줌은 물로 밸브체의 단턱 아래측에 승강 가능하게 설치되고 수개의 홀이 형성된 밸브 판과, 상기 밸브 판을 탄지하는 플런져 스프링으로 이루어진 첵 밸브와; 상기한 플런져 스프링을 받쳐줌과 아울러 밸브체의 외주연에 슬라이드 가능하게 결합되어 제2 유체실과 연통되는 압력실을 형성하고, 본체의 오일 배출 홀과 연통되도록 배출구를 보유하는 작은 틈새가 형성됨과 아울러 상단부에 턱이 돌출 형성된 플런져와; 상기한 플런져가 안내되는 가이드 홀이 상측에 형성되고, 그 아래측은 본체의 하단부 내측에 형성된 턱에 고정 설치된 가이드 부재와; 상기한 플런져에 의해 형성된 압력실의 오일 배출을 차량의 속도에 따라 선택적으로 차단하여 흡기 밸브의 닫힘 시간을 지연시키는 작동수단을 포함하여 이루어진 구성에 특징이 있다.

Description

내연기관의 흡기 밸브 개폐장치

제1도는 본 고안에 의한 흡기 밸브 개폐장치의 측단면도.

제2도는 종래 기술의 내연기관의 흡, 배기 밸브 트레인을 나타내는 도면.

제3도는 종래 기술의 밸브 개폐장치의 단측면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

3 : 본체 13 : 밸브체

23 : 첵 밸브 33 : 플런져

41 : 가이드 부재 43 : 솔레노이드

45 : 속도 감지센서 47 : 저자 제어 유닛

52 : 흡기 밸브 56 : 흡기 캠

64 : 실린더 헤드

[산업상 이용분야]

본 고안은 내연기관의 흡기 밸브 개폐장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 DOHC 엔진의 흡기 밸브 닫힘 시간을 지연시킬 수 있도록하여 저속 영역에서 토오크의 향상을 추구할 수 있는 내연기관의 흡기 밸브 개폐장치에 관한 것이다.

[종래의 기술]

일반적으로 내연기관의 흡, 배기밸브의 개폐작용은 크랭크 축으로부터 동력을 전달받아 회전하는 캠축의 캠에 의해 이루어진다.

이러한 흡, 배기밸브의 개폐시기는 내연기관의 출력에 큰 영향을 미치게되는 바, 정확한 시기에 개폐가 이루어져야만 기관에 주어진 최고의 출력을 발생하게 된다.

이에 따라 밸브기구를 설계함에 있어서는 밸브 기구를 형성하는 각 부품의 열팽창으로 인하여 개폐시기가 틀려지거나 밸브 페이스와 밸브 시트가 밀착되지 않으면서 압축가스가 새는 현상을 방지하기 위하여 밸브간극을 주게된다.

그러나 임의의 밸브간극이 주어지면 소음이 크게 발생하고 밸브기구의 각부분에 충격적인 힘을 주게되는 바, 최근에는 유압을 이용한 태핏 즉, 밸브간극을 항상 0으로 조절하여 주는 자동 조절장치가 흡, 배기 밸브 개폐장치에 구비되어 있다.

이러한 밸브 개폐장치는 제2도와 같이 DOHC 기관의 밸브 트레인에 적용되는 밸브 개폐장치를 일예로 설명한다.

즉, 본 고안이 관계하는 밸브 개폐장치(50)는 흡, 배기 밸브(52)(54)와 흡, 배기 캠(56)(58)사이에 개재되어 밸브 간극이 항시 0의 상태를 유지할 수 있도록 하고 있으며, 흡, 배기 캠(56)(58)의 작동에 의해 승강 작동되도록 되어 있다.

상기에서 흡, 배기 밸브(52)(54)는 밸브 스프링(60)(62)에 의하여 탄지되며, 흡, 배기밸브(52)(54)의 상측으로 배치되는 흡, 배기 캠(56)(58)의 회전에 따라 상, 하 슬라이드하면서 밸브 헤드(520)(540)가 실린더 헤드(64)의 흡, 배기 포트(66)(68)를 개폐하게 된다.

그리고 상기 밸브 개폐장치(50)는 제3도에 도시한 바와 같이 하측이 개구되는 원통형의 보디(500)와; 상측으로 직통의 원통부(520)를 갖고 중간부 하측이 외측으로 확개되어 그의 외측단이 상기 보디(500) 내경부의 중간부 하측에 고착되는 가이드 부재(504)와; 상측이 개구되는 원통형으로 형성되어 상기 가이드 부재(504)의 원통부(502)의 내경부에 상하 슬라이드 가능하게 결합되는 플런져(506)와; 내부의 중간부 하측으로 단턱(508)을 두고 그의 상하부로 대,소경의 유체실(510)(512)이 형성되어 상기 플런져(506)의 내경부에 결합되는 밸브체(514)와; 볼(516)과, 이의 볼(516)을 탄지하는 밸브 스프링(518)과, 상기 밸브 스프링(518)을 받쳐줌과 동시에 하측의 플런져 스프링(520)에 의하여 탄지된 밸브 판(522)으로 이루어져 상기 밸브체(514)의 단턱(508)에 형성되는 밸브공(508a)의 하측 유체실(512)에 배치되는 첵 밸브(524)와; 상기 가이드 부재(504)의 상측으로 배치되어 보디(500)의 내부와 상기 플런져(506)의 상측부를 격리하는 격리부재(526)을 포함하여 이루어진다.

이러한 밸브 개폐장치는 제2도에서와 같이 흡, 배기밸브(52)(54)의 상단과 흡, 배기 캠(56)(58)의 사이에 배치되어 실린더 헤드(64)에 형성된 유로(640)로부터 공급되는 오일이 보디(100)의 중간부에 형성된 오일 홈(528)에 형성된 오일 공(530)과 격리부재(526)에 형성된 오일공(532)을 통하여 공급되어져 상하 유체실(510)(512)과 압력실(134)에 충진된다.

이와 같이 오일이 만충된 상태에서 기관의 구동으로 흡, 배기 밸브(52)(54)가 완전히 열린 상태에서 닫히는상태로 넘어갈 때, 즉, 캠(56)(58)이 정상부분에서 하강부분으로 하강할 때 플런져(506)가 플런져 스프링(520)의 탄성력에 의하여 순간적인 하강이 이루어져 압력실(534)과 하측 유체실(512)의 유압이 순간적으로 낮아지면 상측 유체실(510)에 공급되어 있던 오일압이 첵밸브(524)의 볼(516)을 밀고 들어와 상기 유체실(512)과 압력실(534)로 공급되어 밸브의 간극을 0으로 유지하면서 밸브(52)(54)를 개방하여 주게된다.

그리고 밸브(52)(54)가 닫힘 상태가 되면,밸브 스프링(60)(62)의 강한 탄성력에 의하여 밸브(52)(54)가 상승하면서 플런져(506)을 상측으로 밀게 되는 바, 압력실(534)의 유압이 상승되므로 이의 유압은 플런져(506)와 밸브체(514) 사이의 미세한 틈으로 배출이 이루어져 유압의 평형으로 밸브간극을 0으로 유지하여 주면서 밸브(52)(54)는 닫히게 된다.

상기와 같은 밸브의 개폐는 그 간극을 자동으로 제로(Zero)로 유지하면서 계속 반복적으로 이루어진다.

이와 같은 종래 기술의 밸브 개폐장치는, 흡, 배기 밸브와 그 간극을 자동으로 제로(Zero)로 유지하면서 개폐할 수 있는 기능을 실현할 수 있지만, DOHC 엔진의 저속 영역에서 그 출력이 저하됨에 기인하여 그 출력을 증대시키기 위한 방안의 하나로 흡기 밸브의 닫힘시간을 지연시키는 기능을 실형하지 못하기 때문에 흡기 행정시 실린더에 충진되는 혼합기의 충진 효율이 저하되어 저속 영역에서 그 출력이 향상되지 못하는 문제점이 있다.

[고안의 요약]

본 고안은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 고안의 목적은 밸브의 간극을 자동으로 제로(Zero) 상태로 유지함과 아울러 DOHC 엔진의 흡기 밸브 닫힘 시간을 지연시킬 수 있도록하여 저속 영역에서 토오크의 향상을 추구할 수 있는 내연기관의 흡기 밸브 개폐장치를 제공하는 데 있다.

상기한 바와 같은 목적으로 실현하기 위해 본 고안은, 기관의 흡기 밸브와 흡기 캠 사이에 개재되어 밸브 간극을 항시 제로(Zero) 상태로 유지시켜 주는 흡기 밸브 개폐장치를 형성함에 있어서, 상기한 흡기 밸브 개폐장치는 실린더 헤드에 형성된 공급유로와 연통 설치되는 오일 공급 홀이 형성되어 오일이 공급되도록 함과 아울러 배출 유로와 연통 설치된 오일 배출 홀이 형성되고, 상단부에 가이드 홀이 길이 방향으로 형성됨과 아울러 그 하측단 가장자리에 내측에 턱이 형성되어 실린더 헤드에 고정 설치된 본체와; 상기한 본체의 가이드 홀에 승강 안내되도록 설치됨은 물론 흡기 캠의 외주연이 접촉되어 있으며, 오일 공급 홀과 연통되는 오일 홀이 형성됨과 아울러 내측에 형성된 단턱에 의해 형성된 구멍에 의해 제1,2 유체실로 구분되는 밸브체와; 상기한 밸브체의 구멍을 선택적으로 차단 또는 개방하는 볼 밸브와, 상기 볼 밸브를 탄지하는 밸브 스프링과, 상기 밸브 스프링를 받쳐줌은 물론 밸브체의 탄력 아래측에 승강 가능하게 설치되고 수개의 홀이 형성된 밸브 판과, 상기 밸브판을 탄지하는 플런져 스프링으로 이루어진 첵 밸브와; 상기한 플런져 스프링을 받쳐줌과 아울러 밸브체의 외주연에 슬라이드 가능하게 결합되어 제2 유체실과 연통되는 압력실을 형성하고, 본체의 오일 배출 홀과 연통되도록 배출구를 보유하는 작은 틈새가 형성됨과 아울러 상단부에 턱이 돌출 형성된 플런져와; 상기한 플런져가 안내되는 가이드 홀이 상측에 형성되고, 그 아래측은 본체의 하단부 내측에 형성된 턱에 고정 설치된 가이드 부재와; 상기한 플런져에 의해 형성된 압려실의 오일 배출을 차량의 속도에 따라 선택적으로 차단하여 흡기 밸브의 닫힘 시간을 지연시키는 작동수단을 포함하여 이루어진 자동차의 흡기 밸브 개폐 장치를 제공한다.

상기한 작동수단은 실린더 헤드의 배출 유로를 선택적으로 차단하는 솔레노이드와; 상기한 솔레노이드를 제어함과 아울러 차량의 속도를 감지하는 속도 감지센서의 출력신호에 따라 선택적으로 출력신호를 송신하는 전자 제어 유닛으로 이루어짐을 특징으로 한다.

[실시예]

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본 고안에 의한 자동차의 흡기 밸브 개폐장치의 구성을 나타내는 측단면도로서, 종래 기술의 구성과 동일한 부분의 구성은 생략하고 중요한 부분만 상세히 설명하다.

흡기 밸브(52)와 흡기 캠(56) 사이에 개재된 흡기 밸브 개폐장치(1)는 실린더 헤드(64)에 승강 가능하게 설치되어 흡기 캠(56)의 작동에 따라 연동되도록 되어 있다.

상기한 흡기 밸브 개폐장치(1)를 구성하는 본체(3) 실린더 헤드(64)에 형성된 공급유로(640)와 연통 설치되는 오일 공급 홀(5)이 형성되어 오일이 공급되도록 함과 아울러 배출유로(641)와 연통 설치된 오일 배출 홀(7)이 형성되고, 상단부가 중앙을 향해 소정의 경사 각도를 이루어 가이드 홀(9)이 형성됨과 아울러 그 하측단 가장자리에 내측에 턱(11)이 형성되어 실린더 헤드(64)에 고정 설치된다.

상기한 본체(3)의 가이드 홀(9)에 승강 안내되도록 설치되는 밸브체(13)는 흡기 캠(56)의 외주연이 접촉되어 있으며, 오일 공급 홀(5)과 연통되는 오일 홀(15)이 형성되어 내측에 형성된 단턱(17)에 의해 형성된 구멍(18)에 의해 제1,2 유체실(19)(21)로 구분된다.

상기한 밸브체(13)의 상단부는 흡기 캠(56)과 접촉 효율을 증대시키기 위하여 흡기 캠(56)의 단경 곡율 반경보다 더 큰 곡율 반경을 이루는 원호상으로 형성되어 있다.

또한, 상기한 제2 유체실(21)에 채워진 오일이 제1 유체실(19)로 리턴되지 못하도록 하는 첵 밸브(23)는 밸브체(13)의 구멍(18)을 선택적으로 개방하는 볼 밸브(25)와, 상기 볼 밸브(25)를 탄지하는 밸브 스프링(27)과, 상기 밸브 스프링(27)을 받쳐줌을 물론 밸브체(13)의 단턱(15) 아래측에 승강 가능하게 설치되고 수개의 홀(도시생략)이 형성된 밸브 판(29)과, 상기 밸브 판(29)을 탄지하는 플런져 스프링(31)으로 이루어져 있다.

상기한 플런져 스프링(31)을 받쳐주는 플런져(33)는 밸브체(13)의 외주연에 슬라이드 가능하게 결합되어 제2 유체실(21)과 연통되는 압력실(35)을 형성하고, 본체(3)의 오일 배출 홀(7)과 연통되도록 배출구(37)를 보유하는 작은 틈새가 형성됨과 아울러 상단부에 턱(39)이 돌출 형성되어 흡기 캠(56)의 작동에 의해 밸브체(13)와 플런져(33)가 하강함에 따라 압력실(35)의 오일이 밸브체(13)와 플런져(33) 사이의 틈새를 통해 배출구(37)로 토출됨으로써, 밸브 간극이 자동으로 조정된다.

한편, 상기한 플런져(33)의 외주연에 설치된 가이드 부재(41)는 역원추형상으로 형성되어 그 상측은 플런져(33)가 안내되는 가이드 홀(42)이 형성되어 있으며, 그 아래측은 본체(3)의 하단부 내측에 형성된 턱(11)에 고정 설치되어 있다.

또한 차량의 속도에 따라 흡기 밸브(52)의 닫힘 시간을 지연시키는 작동수단은 실린더 헤드(64)의 배출유로(641)를 선택적으로 차단하는 솔레노이드(43)와; 상기한 솔레노이드(43)를 제어함과 아울러 차량의 속도를 감지하는 속도 감지 센서(45)의 출력신호에 따라 선택적으로 출력신호를 송신하는 전자 제어 유닛(47)으로 이루어져 저속 영역에서 흡기 밸브(52)의 닫힘시간을 지연시켜 열려 있는 시간을 길게함으로써, 실린더에 충진되는 충진 효율을 증대시킴에 따라 기관의 출력이 증대되게 된다.

이와같이 구성되는 본 고안의 흡기 밸브 개폐장치는, 기관의 작동에 의해 미도시된 오일 펌프로부터 압송된 오일이 실린더 헤드(64)의 오일 공급유로(640)를 통해 본체(3)의 오일 공급 홀(5) 및 밸브체(13)의 오일 홀(15)를 통해 제1 유체실(19)에 공급되고, 이의 압력에 의해 볼 밸브(25)를 밀고 제2 유체실(21) 및 압력실(35)에 충진된다.

이러한 상태에서 흡기 캠(56)이 작동되면, 그 장경부분의 접촉에 따라 밸브체(13)가 본체(3)의 가이드 홀(9)을 따라 하강하게 되는 바, 이때 밸브 간극이 생기면, 밸브체(13)가 플런져(33)에 수납되어 오일 홀(15)이 차단됨과 아울러 압력실(35)의 가압에 의해 배출구(37)를 통해 실린더 헤드(64)의 배출유로(641)를 통해 배출됨으로써, 흡기 밸브(52)가 열림과 동시에 밸브 간극이 자동조절되게 된다.

이러한 상태에서 기관의 회전수를 감지하는 속도 감지센서(45)의 출력신호가 저속 상태를 감지하여 그 출력신호를 전자 제어 유닛(47)에 출력하면, 상기 전자 제어 유닛(47)은 기 메모리된 설정값과 비교 연산하여 솔레노이드(43)에 전기적인 출력신호를 인가한다.

따라서 상기솔레노이드(43)가 작동되어 제1도의 일점쇄선으로 도시한 바와 같이 실린더 헤드(64)의 오일 배출유로(641)를 차단하면, 압력실(35)로부터 배출되는 오일이 차단됨과 아울러 제2 유체실(21)에 충진된 오일이 첵밸브(23)의 볼 밸브(25)에 의해 제1 유체실(19)로의 리턴이 이루어지지 않기 때문에 흡기 밸브 스프링(60)의 복원력에 의해 흡기 밸브(52)가 닫히는 시간을 지연시켜주게 된다.

이에 따라 충진되는 혼합기의 효율이 증대되어 DOHC 엔진의 단점인 저속에서의 출력 증대를 추구하게 된다.

이와 같이 저속 영역에서는 상기한 작동이 반복 진행되게 되다.

이상 설명한 바와 같이 본 고안의 자동차의 흡기 밸브 개폐장치는, 흡기캠의 작동에 따라 밸브 간극을 자동으로 조절함과 아울러 저속 영역에서 DOHC 엔진의 단점이 출력 저하를 흡기 밸브의 닫힘 시간을 지연시킴으로써, 혼합기가 실린더에 충진되는 충진 효율을 증대시켜 출력 증대를 추구할 수 있기 때문에 신뢰성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

Claims (4)

1. 기관의 흡기 밸브(52)와 흡기 캠(56) 사이에 개재되어 밸브 간극을 항시 제로(Zero) 상태로 유지시켜 주는 흡기 밸브 개폐장치(1)를 형성함에 있어서, 상기한 흡기 밸브 개폐장치(1)는 실린더 헤드(64)에 형성된 공급유로(640)과 연통 설치되는 오일 공급 홀(5) 형성되어 오일이 공급되도록 함과 아울러 배출유로(641)와 연통 설치된 오일 배출 홀(7)이 형성되고, 상단부에 가이드 홀(9)이 길이 방향으로 형성됨과 아울러 그 하측단 가장자리에 내측에 턱(11)이 형성되어 실린더 헤드(64)에 고정 설치된 본체(3)와; 상기한 본체(3)의 가이드 홀(9)에 승강 안내되도록 설치됨은 물론 흡기 캠(56)의 외주연이 접촉되어 있으며, 오일 공급 홀(5)과 연통되는 오일 홀(15)이 형성됨과 아울러 내측에 형성된 단턱(17)에 의해 형성된 구멍(18)에 의해 제1,2 유체실(19)(21)로 구분되는 밸브체(13)와; 상기한 밸브체(13)의 구멍(18)을 선택적으로 차단 또는 개방하는 볼 밸브(25)와, 상기 볼 밸브(25)를 탄지하는 밸브 스프링(27)과, 상기 밸브 스프링(27)를 받쳐줌은 물론 밸브체(13)의 단턱(15) 아래측에 승강 가능하게 설치되고 수개의 홀이 형성된 밸브 판(29)과, 상기 밸브 판(29)을 탄지하는 플런져 스프링(31)으로 이루어진 첵 밸브(23)와; 상기한 플런져 스프링(31)를 받쳐줌과 아울러 밸브체(13)의 외주연에 슬라이드 가능하게 결합되어 제2 유체실(21)과 연통되는 압력실(35)을 형성하고, 본체(3)의 오일 배출 홀(7)과 연통되도록 배출구(37)를 보유하는 작은 틈새가 형성됨과 아울러 상단부에 턱(39)이 돌출 형성된 플런져(33)와; 상기한 플런져(33)가 안내되는 가이드 홀(42)이 상측에 형성되고, 그 아래측은 본체(3)의 하단부 내측에 형성된 턱(11)에 고정 설치된 가이드 부재(41)와; 상기한 플런져(33)에 의해 형성된 압력실(35)의 오일 배출을 차량의 속도에 따라 선택적으로 차단하여 흡기 밸브(52)의 닫힘 시간을 지연시키는 작동수단을 포함하여 이루어진 자동차의 흡기 밸브 개폐장치.
2. 제1항에 있어서, 본체(3)의 상단부는 흡기 캠(56)의 장착 공간 확보를 위해 가이드 홀(9)을 중심으로 경사 각도를 이루어 형성됨을 특징으로 하는 자동차의 흡기 밸브 개폐장치.
3. 제1항에 있어서, 밸브체(13)의 상단부는 흡기 캠(56)과 접촉 효율을 증대시키기 위하여 흡기 캠(56)의 단경 곡율 반경 보다 더 큰 곡율 반경을 이루는 원호상으로 형성됨을 특징으로 하는 자동차의 흡기 밸브 개폐장치.
4. 제1항에 있어서, 작동수단은 실린더 헤드(64)의 배출유로(641)를 선택적으로 차단하는 솔레노이드(43)와; 상기한 솔레노이드(43)를 제어함과 아울러 차량의 속도를 감지하는 속도 감지센서(45)의 출력신호에 따라 선택적으로 출력신호를 송신하는 전자 제어 유닛(47)으로 이루어짐을 특징으로 하는 자동차의 흡기 밸브 개폐장치.