KR0132880Y1 - 밸브 리프트 길이 변형장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 흡배기 밸브의 개도를 변형하므로써, 자동차의 저속 및 고속에서의 토오크 향상 및 연비 향상을 도모하기 위해 엔진의 오일 압력에 따라 밸브 리프트의 길이를 변환시키는 밸브 리프트 길이 변형장치에 관한 것으로, 엔진 속도및 부하에 따라 흡배기 밸브의 리프트 길이를 변형시켜, 흡배기 포트의 개도를 변형시키므로써 엔진 성능 및 연비를 향상시키는 것을 목적으로 하며, 이를 위하여, 본 고안은, 캠축의 회전에 따라 캠의 로우브와 접촉하게 되므로써, 힌지축을 중심으로 상하 운동을 하게 되는 로커 아암과; 상기 로커 아암의 상단면상에서 캠의 로우브와 접하므로써 캠 축의 회전에 따라 로커 아암 전체를 힌지축을 중심으로 상하로 이동시키기 위하여 로커 아암 상단면상에 형성된 홈을 통하여 돌출되어 있는 핑거 폴로우어와; 또한 상기 로커 아암의 힌지축에 대향하는 단부의 하단에 장착된 밸브를 포함하는 밸브 리프트 길이 변형장치에 있어서, 상기 폴로우어는 로커 아암의 상단면상에 돌출된 상태로 고정되어 있는 핑거 폴로우어와 로커 아암의 내부 및 상부로 이동 가능하게 장착되어 있는 다른 핑거 폴로우어로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

밸브 리프트 길이 변형장치

본 고안은 자동차 엔진의 각 실린더에 있는 흡기 밸브 및 배기 밸브를 점화 순서대로 설계된 시기에 개폐작용을 하도록 하는 밸브 기구에 관한 것으로, 보다 상세하게는 흡배기 밸브의 개도를 변형하므로써, 자동차의 저속 및 고속에서의 토오크 향상 및 연비 향상을 도모하기 위해 엔진의 오일 압력에 따라 밸브 리프트의 길이를 변환시키는 밸브 리프트 길이 변환장치에 관한 것이다.

일반적으로, 4사이클 기관의 밸브 기구는 흡배기 밸브와 상기 밸브를 개폐하는 밸브 개폐 기구로 구성되어 있으며, 기관의 출력을 향상시키기 위해 밸브가 개폐될 때의 속도 또는 가속도를 크게 설정하여 밸브가 열리는 면적을 될 수 있는 대로 크게 확보하여 다량의 혼합기를 실린더 안으로 흡입할 필요가 있으나 밸브의 속도나 가속도가 너무 빠르면 밸브가 밸브 시이트에 충돌하거나 밸브의 운동이 캠의 모양에 추종하지 않기 때문에 소음이 커지고 밸브 기구가 파손되는 등의 문제가 발생될 수도 있으므로, 이러한 문제를 해결하기 위해 될 수 있는 대로 큰 밸브 개구 면적을 확보하는 형식을 채용해야 한다.

한편, 상기 4 사이클 기관의 밸브 개폐기구는 밸브의 배치된 위치에 따라 여러가지로 분류되며, 그 종류로는, 실린더 헤드에 설치되어 있으며, 캠이 푸시 로드와 로커 아암을 통해 밸브를 개폐시키는 OHV(overhead valve)형과 밸브 및 캠 샤프트가 실린더 헤드에 설치된 것으로, 캠이 로터 아암을 통해 밸브를 개폐시키는 OHC(overhead camshaft)형과, 캠이 직접 밸브를 개폐시키는 DOHC(direct overhead camshaft)형 및 실린더의 양쪽 또는 한쪽에 밸브를 설치한 것으로, 현재에는 거의 사용되지 않고 있는 SV(side valve)형 등이 있다.

여기서, 어떠한 방식이든간에 상기 밸브는 캠에 의하여 밸브 스템부가 상하 왕복운동을 하면서, 흡기 및 배기 포트를 개폐시키게 되며, 이러한 밸브의 상하 왕복운동을 하는 구간을 리프트 길이라고 한다.

그런데, 이런한 종래의 밸브 기구에 있어서, 상기 밸브의 리프트 길이는 일정하여, 엔진 속도 대비 토오크의 특성이 제1도에 도시된 바와 같이 되어 최대 토오크 구간이 짧게되므로써, 저속 및 고속, 특히 저속에서의 토오크 향상을 이루지 못하게 되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 고안은 상기한 종래의 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 엔진 속도및 부하에 따라 흡배기 밸브의 리프트 길이를 변형시켜, 흡배기 포트의 개도를 변형시키므로써 엔진 성능 및 연비를 향상시키는 것을 목적으로 한다.

제1도는 종래의 일정한 길이를 갖는 밸브 리프트에 의한 토오크의 변화량을 나타내는 그래프.

제2도는 본 고안에 따른 밸브 리프트 길이를 변형시키기 위해 상하로 이동되는 중간 핑거 폴로우어(finger follow)가 부착된 로커 아암의 구조를 나타내는 평면도.

제3도는 본 고안에 따른 밸브 리프트의 길이를 변형시키기 위한 중간 핑거 폴로우어가 상승된 상태에서의 캠의 접촉상태를 나타내는 사시도.

제4a도 및 제4b도는 본 고안에 따른 밸브 리프트길이를 변형시키기 위한 중간 핑거 폴로우어가 상승 및 하강된 상태에서 캠과의 접촉상태를 나타내는 측단면도.

제5도는 본 고안에 따른 밸브 리프트 길이의 변형장치가 부착된 상태에서의 토오크의 변화량을 나타내는 그래프.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 로커 아암 2 : 사이드 핑거 폴로우어

3 : 홈 4 : 중간 핑거 폴로우어

5 : 힌지축 6 : 연결핀

7 : 캠 축 8 : 사이드 캠

9 : 중간 캠 10 : 로우브

11 : 밸브 12 : 압축 스프링

13 : 리테이너 14 : 로드

이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 고안은 캠축의 회전에 따라 캠의 로우브와 접촉하게 되므로써, 힌지축을 중심으로 상하 운동을 하게 되는 로커 아암과; 상기 로커아암의 상단면상에서 캠의 로우브부와 접하므로써 캠축의 회전에 따라 로커 아암 전체를 힌지축을 중심으로 상하로 이동시키기 위하여 로커 아암의 상단면상에 형성된 홈을 통하여 돌출되어 있는 핑거 폴로우어와; 또한 상기 로커 아암의 힌지축에 대향하는 단부의 하단에 장착된 밸브를 포함하는 밸브 리포트 길이 변형장치에 있어서, 상기 폴로우어는 로커 아암의 상단면상에 돌출된 상태로 고정되어 있는 핑거 폴로우어와 로커 아암의 내부 및 상부로 이동 가능하게 장착되어 있는 다른 핑거 폴로우어로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 로커 아암의 내외로 이동 가능하게 장착된 핑거 폴로우어와 접촉하게 되는 캠의 로우브는 다른 핑거 폴로우어롸 접촉하게 되는 캠의 로우브보다 길게 형성되므로써, 상기 캠이 이동 가능한 핑거 폴로우어와 접하고 있는 경우에, 다른 핑거 폴로우어와 접하게되는 캠은 공회전을 하게 되는 것이 바람직하다.

[실시예]

이하, 첨부도면에 의거하여 본 고안의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명한다.

제2도는 본 고안에 따라 밸브 리프트 길이를 변형시키기 위해 상하로 이동되는 중간 핑거 폴로우어(finger follow : 3)가 부착된 로커 아암(1)의 구조를 나타내는 평면도로서, 상기 로커 아암(1)의 상단면상에는 캠의 로우브부와 접하므로써 캠 축의 회전에 따라 로커 아암(1) 전체를 힌지축(5)을 중심으로 상하로 이동시키는 2개의 사이드 핑거 폴로우어(2)가 로커 아암(1)을 중심으로 상하로 이동시키는 2개의 사이드 핑거 플러우어(2)가 로커 아암(1)의 상단면상에 형성된 홈(3)을 통하여 돌출되어 있으며, 상기 사이드 핑거 폴로우어(4)가 같은 방식으로 나란하게 설치되고, 상기 3개의 핑거 폴로우어(2, 2, 4)는 로커 아암(1)의 단부로 연장되어 결합핀(6)에 의하여 연결되며, 이 때, 상기 중간 핑거 폴로우어(4)는 상기 연결핀(6)을 중심으로 상하로 힌지 가능하게 연결된다.

제3도는 본 고안에 따른 밸브 리프트의 길이를 변형시키기 위한 중간 핑거 폴로우어(4)가 상승된 상태에서의 캠(8)의 접촉상태를 나타내는 사시도로서, 본 고안에 의하면, 상기 로커 아암(1)의 상단면상에 형성된 홈(3)을 통해 연장된 종래의 2개의 사이드 핑거 폴로우어(2)와, 본 고안에 의한 중간 핑거 폴로우어(4)에 접하게 되는 3개의 캠(8, 9)은 캠축(7)에 나란히 배열되어 있으며, 중간 핑거 폴로우어(4)와 접촉하게 되는중간 캠(9)은 양쪽 사이드 캠(8)에 비하여 한쪽으로 편심된 로우브(lobe : 10)의 길이가 약간 길게 형성된다.

따라서, 상기 중간 핑거 폴로우어(4)가, 본 도면에서와 같이, 상방으로 이동된 상태에서는 중간 캠(9)과 중간 핑거 폴로우어(4)만이 접하게 되고, 양쪽 사이드 캠(8)은 허공에서 공회전을 하게 되면, 이와 반대로, 상기 중간 핑거 폴로우어(4)가 하향되어 로커 아암(1)내부로 들어가게 되는 경우에는 상기 중간 캠(9)은 공회전을 하게 된다.

제4a도 및 제4b도는 본 고안에 따른 밸브 리포트 길이를 변형시키기 위한 중간 핑거 폴로우어(4)가 상승 및 하강된 상태에서 캠(8, 9)과의 접촉상태를 나타내는 측단면도로서, 상술된 바와 같이, 내부에 사이드 핑거 폴로우어(2)와 중간 핑거 폴로우어(4)가 구비된 로커 아암(1)의 상부에는 캠(8, 9)이 장착되어 있으며, 상기 핑거 폴로우어(2, 4)는 도면의 오른쪽에 도시된 바와 같이, 로커 아암(1)의 선단부에서 결합핀(6)에 의하여 공통적으로 결합되고, 또한 이에 대향하는 로커 아암(1)의 후단부에는 로커 아암(1)의 힌지축(5)이 제공되므로써, 캠(8, 9)의 로우브(10)와 핑거 폴로우어(2, 4)의 접촉시에 로커 아암(1)이 힌지축(5)을 중심으로 상하로 힌지될 수 있도록 된다.

또한, 캠(8, 9)에 의하여 상하 운동을 하는 상기 로커 아암(1)의 전방 하단부에는 가이드 홀을 통해 연장된 밸브(11)가 약간의 간극을 유지한 상태로 배열되어 상기 로커 아암(1)의 상하 운동에 따라 상하로 연동되어 각각의 흡배기 포트를 개폐하도록 되어 있으며, 상기 밸브(1)에는 압축 스프링(12) 및 이를 위한 리테이너(13)가 장착되어 일정한 상향 복원력을 갖도록 형성되어 있다.

한편, 상기 로커 아암(1)의 내부에 장착된 중간 핑거 폴로우어(4)의 후방단부 하면에는 엔진 오일 압력에 따라 상하로 이동되는 로드(14)가 장착되어 상기 로드(14)의 상하 운동에 따라 중간 핑거 폴로우어(4)가 연결핀(6)을 중심으로 상하로 이동될 수 있도록 한다.

따라서, 본 고안에 의하면, 엔진 오일 압력에 따라 상하로 이동되는 로드(14)가 상승되면, 제4a도에 도시된 바와 같이, 이에 따라 중간 핑거 폴로우어(4)가 로커 아암(1)의 상부에 상승되어 중간 캠(9)의 로우브(10)와 접하게 되므로써, 상기 로커 아암(1의 상하 이동폭이 커지게 되며, 따라서, 로커 아암(1)의 하단에서 로커 아암(1)의 운동에 따라 연동되는 밸브(11)의 리프트 길이가 길어지게 되어 상기 밸브(11)의 개방시의 개도가 확대되므로써, 같은 흡배기 행정내에서의 흡입가스 및 배기가스의 량이 확대되게 되며, 이와는 반대로, 제4b도에 도시된 바와 같이, 상기 로드(14)가 하강되어 중간 핑거 폴로우어(4)가 로커 아암(1)내로 들어가게 되면, 로커 아암(1)의 상단부에 돌출되어 있는 2개의 사이드 핑거 폴로우어(2)와 그 상부의 사이드 캠(8, 8)의 로우브(10, 10)가 접하게 되므로써, 상기 로커 아암(1)의 상하 이동폭이 제4a도에 도시된 상태보다 작게되어, 밸브(11)의 리프트 길이 또한 상대적으로 짧게되며, 상기 밸브(11)에 의한 포트의 개도가 작아지게 된다.

따라서, 제5도에 도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 밸브 리프트 길이의 변형장치가 부착된 상태에서는 엔진 속도 및 부하에 따라 흡배기 밸브의 리프트 길이를 조절하므로써, 최대 토오크의 구간을 확대시킬 수 있게되어 엔진성능과 연비 향상 및 배기가스 저감시킬 수 있게 된다.

이상 상술된 바와 같이, 본 고안에 따른 밸브 리프트 길이 변형장치에 따르면, 엔진의 속도 및 부하에 따라 흡배기 밸브의 리프트 길이를 변화시키므로써, 저ㆍ고속에서의 토오크를 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 밸브 타이밍의 최적 오우버랩(overlap)에 의한 연비를 향상시킬 수 있에되며, 이에 따라 배기가스를 저감시킬 수 있게 되는 효과가 있다.

이상에서는 본 고안을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고, 또한 설명하였으나, 본 고안은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 실용신안등록 청구의 범위에서 청구하는 본 고안의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.

Claims (6)

1. 캡축의 회전에 따라 캠의 로우브와 접촉하게 되므로써, 힌지축을 중심으로 상하 운동을 하게 되는 로커 아암과; 상기 로커 아암의 상단면상에서 캠의 로우브부와 접하므로써 캠 축의 회전에 따라 로커 아암 전체를 힌지축을 중심으로 상하로 이동시키기 위하여 로커 아암의 상단면상에 형성된 홈을 통하여 돌출되어 있는 핑거 폴로우어와; 또한 상기 로커 아암의 힌지축에 대향하는 단부의 하단에 장착된 밸브를 포함하는 밸브 리프트 길이 변형장치에 있어서, 상기 폴로우어는 로커 아암의 상단면상에 돌출된 상태로 고정되어 있는 핑거 폴로우어와 로커 아암의 내부 및 상부로 이동 가능하게 장착되어 있는 다른 핑거 폴로우어로 구성되는 것을 특징으로 하는 밸브 리프트 길이 변형장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 핑거 폴로우어는 로커 아암의 선단부에서 연결핀에 의하여 결합되어 있으며, 상기 로커 아암내외로 이동 가능한 핑거 폴로우어는 상기 연결핀을 중심으로 힌지 가능하게 장착되는 것을 특징으로 하는 밸브 리프트 길이 변형장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 로커 아암의 내외로 이동 가능하게 장착된 핑거 폴로우어와 접촉하게 되는 캠의 로우브는 다른 핑거 폴로우어와 접촉하게 되는 캠의 로우브보다 길게 형성되므로써, 상기 캠이 이동 가능한 핑거 폴로우어와 접하고 있는 경우에, 다른 핑거 폴로우어와 접하게되는 캠은 공회전을 하게 되는 것을 특징으로 하는 밸브 리프트 길이 변형장치.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 로커 아암의 내외로 이동 가능하게 장착된 핑거 폴로우어는 엔진 오일 압력에 의하여 상하로 이동되는 로드에 의하여 상하로 이동되는 것을 특징으로 하는 밸브 리프트 길이 변형장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 로드에 의하여 로커 아암내외로 이동 가능한 핑거 폴로우어가 로커 아암의 상부로 상승되어 이에 대응하는 캠의 로우브와 접하게 되면, 상기 로커 아암의 상하 이동촉이 커지게 되고, 로커 아암의 하단에서 로커 아암의 운동에 따라 연동되는 밸브의 리프트 길이가 길어지게 되어 상기 밸브의 개방시의 개도가 확대되므로써, 같은 흡배기 행정내에서의 흡입가스 및 배기가스의 량이 확대되게 되며, 이와는 반대로, 상기 로드가 하강되어 상하로 이동 가능한 핑거 폴로우어가 로커 아암내로 들어가게 되면, 로커 아암의 상단부에 고정된 상태로 돌출되어 있는 핑거 폴로우어와 그 상부의 캠 로우브가 접하게 되므로써, 상기 로커 아암의 상하 이동폭이 작게되어, 밸브의 리프트 길이 또한 상대적으로 짧게되며, 상기 밸브에 의한 포트의 개도가 작아지게 되는 것을 특징으로 하는 밸브 리프트 길이 변형장치.
6. 제5항에 있어서, 밸브 리프트 길이 변형장치애 의하여 엔진 속도 및 부하에 따라 흡배기 밸브의 리프트 길이를 조절하므로써, 최대 토오크의 구간을 확대시킬 수 있게되어 엔진성능과 연비를 향상시킬 수 있게 되는 것을 특징으로 하는 밸브 리프트 길이 변형장치.