KR0157017B1 - 엔진의 흡기밸브 개폐시기 변환장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엔진의 흡기밸브 개폐시기 변환장치에 관한 것으로서, 종래에는

직접구동 방식엔진의 밸브개폐 시기는 캠이 회전함에 따라 엔진의 회전수에 상관없이 일정한 시기에 개폐되므로, 엔진이 저속 회전시에 흡기밸브의 열림시간은 너무 빠른 반면에 닫힘시간이 너무 늦고 또한 고속회전시에는 흡기밸브의 열림시간이 너무 늦는 반면에 닫힘시간이 너무 빠르게 되어 그 결과 엔진의 성능이 저하되고 소음이 발생되는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 한쌍의 흡기밸브 리프터(103)(104)중 어느 하나의 리프터 측에 장착되어 엔진의 회전수에 비례하여 회전하는 모터(107)와; 상기 모터(107) 축에 고정되어 회전하는 피니언 기어(112)와; 상기 피니언기어(112)에 맞물려 회전운동을 직선왕복운동으로 변환하는 래크기어(113)와; 상기 래크기어(113)의 단부에 제1, 제2 힌지(110)(111)를 통해 결합되고 상기 흡기밸브 리프터(104)와 제2 캠(102) 사이에 위치하여 래크기어(113)의 이동시 제2 흡기밸브(106)를 개폐하여 주는 원호상의 개폐부재(109)로 이루어진 것이다.

Description

엔진의 흡기밸브 개폐시기 변환장치.

일반적으로, 실린더헤더에서의 흡기밸브는 실린더당 2개의 밸브를 갖고 혼합기 또는 공기를 실린더에 넣기 위하여 사용되는 것으로, 이는 엔진의 회전수에 맞게 실린더에 공기를 넣기 위해서 열리거나 압축하기 전에 밀폐하는 기능을 갖고 잇다.

이와 같은 흡기밸브는 고속회전이 될수록 힘차게 작동하므로 정확하고 유연하게 운동하지 않으면 안되는 중요한 부품으로서, 엔진이 저속으로 회전시에는 밸브가 빨리 열렸다가 천천히 닫히게 되어 있고 최대 출력 조건일시에는 최적의 상태로 밸브가 개폐되며, 고속 회전시에는 밸브가 늦게 열렸다가 빠르게 닫히게 되는 주기적이고 반복적으로 밸브의 개폐동작을 하여 실린더에 공기를 공급하여 주게 된다.

그러나, 이와 같은 일반적인 흡기밸브의 동작은 직접 구동방식 엔진의 흡기밸브 개폐시기는 캠이 회전함에 따라 엔진의 회전수에 관계없이 일정한 시기에 열리고 닫히게 되어 있다.

즉 도 1 에서 도시한 바와같이 종래에는 엔진의 고속과 저속 및 최대 출력 조건에 맞게 세팅되어 개폐됨으로써, 저속회전시에는 흡기밸브의 닫힘시간이 너무 늦고 고속회전시에는 흡기밸브의 닫힘시간이 너무 빠르게 되어 그 결과 엔진의 성능이 저하되고 소음이 발생되는 단점이 있었다.

즉, 도 1 에서 도시한 바와같이 종래에는 실린더 헤더(100)에 장착되고 흡기쪽 캠샤프트(도면에 미 도시)에 연결되어 그 캠샤프트의 회전에 따라 제 1, 제 2 흡기밸브 리프터(103),(104)에 접촉되어 공기를 흡입하도록 하는 한쌍의 제 1, 제 2 캠(101),(102)과; 상기 제 1, 제 2 흡기밸브 리프터(103),(104)에 각각 내장되어 제 1, 제 2 캠(101),(102)의 운동에 의해 개폐되어 공기를 실린더에 공급하여 주는 한쌍의 제 1, 제 2 흡기밸브(105),(106)와; 상기 제 1, 제 2 흡기밸브 리프터(103),(104)에 각각 내장되어 한쌍의 제 1, 제 2 흡기밸브(105),(106)를 밸브시트에 밀착시켜 기밀을 유지시켜 주는 제 1, 제 2 밸브스프링(103a),(104a)으로 구성된다.

이와 같이 구성되는 종래의 흡기밸브 개폐장치는 먼저, 엔진이 시동되면 크랭크 샤프트와 타이밍벨트로 연결된 실린더 헤더(100)측의 타이밍 기어가 회전을 하게 되고 상기 실린더 헤더(100)측의 타이밍 기어가 회전을 하게 되면 흡기쪽의 캠샤프트가 회전하게 된다. 이때, 상기 캠샤프트는 크랭크 샤프트가 2회전하는 사이에 1회의 속도로 회전을 하게 된다.

상기 캠샤프트가 회전을 하게 되면 이에 고정된 한쌍의 제 1, 제 2 캠(101),(102)이 회전을 하면서 제 1, 제 2 밸브 리프터(103),(104)와 접촉되어 한쌍의 제 1, 제 2 흡기밸브(105),(106)를 개폐하여 실린더에 공기를 공급하게 된다.

즉, 상기 크랭크 샤프트가 2회전하는 사이에 제 1, 제 2 흡기밸브(105),(106)는 캠 샤프트의 제 1, 제 2 캠(101),(102)에 의해 1회씩 개폐가 된다.

그리고, 상기 제 1, 제 2 흡기밸브 리프터(103),(104)에 내에 각각 장착된 제 1, 제 2 밸브 스프링(103a),(104a)은 제 1, 제 2 흡기밸브(105),(106)가 닫혀 있는 동안, 즉 다시말해서, 한쌍의 제 1, 제 2 캠(101),(102)과 제 1, 제 2 흡기밸브 리프터(103),(104)가 접촉하고 있지 않은 상태에서는 상기 제 1, 제 2 흡기밸브(105),(106)를 밸브시트에 밀착시켜 기밀을 유지시켜 주게 된다.

그러나, 이와 같은 종래의 흡기밸브 개폐장치는, 직접구동 방식엔진의 밸브개폐 시기는 캠이 회전함에 따라 엔진의 회전수에 상관없이 일정한 시기에 개폐되므로, 엔진이 저속 회전시에 흡기밸브의 열림시간은 너무 빠른 반면에 닫힘시간이 너무 늦고 또한 고속회전시에는 흡기밸브의 열림시간이 너무 늦는 반면에 닫힘시간이 너무 빠르게 되어 그 결과 엔진의 성능이 저하되고 소음이 발생되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기와 같은 종래의 문제점을 감안하여 흡기밸브의 리프터에 흡기밸브 개폐시기 변환장치를 두어 엔진의 운전조건에 맞게 흡기밸브의 개폐시기를 제어하여 줌으로써 엔진의 성능을 최적으로 유지하도록 한 엔진의 흡기밸브 개폐시기 변환장치를 제공함에 있는 것이다.

이와같은 본 발명은 한쌍의 흡기밸브 리프터중 어느 하나의 리프터 측에 장착되어 엔진의 회전수에 비례하여 회전하는 모터와; 상기 모터 축에 고정되어 회전하는 피니언 기어와; 상기 피니언기어에 맞물려 회전운동을 직선왕복운동으로 변환하는 래크기어와; 상기 래크기어의 단부에 힌지를 통해 결합되고 상기 흡기밸브 리프터와 캠 사이에 위치하여 래크기어의 이동시 흡기밸브를 개폐하여 주는 원호상의 개폐부재로 구성되므로서 달성될수 있는 것이다.

이러한 본 발명은 엔진의 회전수가 점점 빨라질시에 모터가 회전을 하여 피니언기어를 통해 래크기어를 왕복운동시키고 그 래크기어의 왕복운동에 의해 개폐부재가 캠과 접촉되는 순간보다 앞서 흡기밸브를 열어주게 되므로 엔진의 운전조건에 맞게 흡기밸브의 개폐시기가 제어됨으로써 엔진의 성능이 최적으로 유지될뿐 아니라 엔진에서 발생되는 소음이 저감되므로서 상기의 목적을 효과적으로 달성할 수가 있는 것이다.

도 1 은 종래 실린더헤더에서 흡기밸브 개폐장치를 보인 단면도.

도 2 는 본 발명 실린더헤더에서의 흡기밸브 개폐시기 변환장치를 보인 실시예 단면도.

도 3은 도 2의 흡기밸브 개폐시기 변환장치를 보다 상세하게 도시한 사시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100 : 실린더 헤더 101,102 : 제 1, 제 2 캠

103,104 : 흡기밸브 리프터 105,106 : 제 1, 제 2 흡기밸브

107 : 모터 108 : 케이스

109 : 개폐부재 110 : 힌지

112 : 피니언기어 113 : 래크기어

이하 본 발명의 목적을 효과적으로 달성할수 있는 바람직한 실시에로서 그 기술구성 및 작용효과를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2 는 본 발명 실린더헤더에서의 흡기밸브 개폐시기 변환장치를 보인 실시예 단면도이고, 도 3은 도 2의 흡기밸브 개폐시기 변환장치를 보다 상세하게 도시한 사시도로서 이에 도시된 바와같이 본 발명은 실린더 헤더(100)에 장착되고 흡기쪽 캠샤프트에 연결되어 그 캠 샤프트의 회전에 따라 제 1, 제 2 흡기밸브 리프터(103),(104)에 접촉되어 공기를 흡입하도록 하는 한쌍의 제 1, 제 2 캠(101),(102)과; 상기 제 1, 제 2 흡기밸브 리프터(103),(104)에 각각 내장되어 제 1, 제 2 캠(101),(102)의 운동에 의해 개폐되어 공기를 실린더에 공급하여 주는 한쌍의 제 1, 제 2 흡기밸브(105),(106)와; 상기 제 1, 제 2 흡기밸브 리프터(103),(104)에 각각 내장되어 한쌍의 제 1, 제 2 흡기밸브(105),(106)를 밸브시트에 밀착시켜 기밀을 유지시켜 주는 제 1, 제 2 밸브스프링(103a),(104a)으로 구성된 흡기밸브 개폐장치에 있어서, 상기 한쌍의 제 1, 제 2 흡기밸브 리프터(103),(104)중 어느 하나의 리프터 측에 장착되어 엔진의 회전수에 비례하게 회전하는 모터(107)와; 상기 모터(107) 축에 고정되고 케이스(108)내에 장착되어 회전하는 피니언 기어(112)와; 상기 피니언기어(112)에 맞물려 회전운동을 직선왕복운동으로 변환하는 래크기어(113)와; 상기 래크기어(113)의 단부에 제 1, 제 2 힌지(110),(111)를 통해 결합되고 상기 제 2 흡기밸브 리프터(104)와 제 2 캠(102) 사이에 위치하여 래크기어(113)의 이동시 제 2 흡기밸브(106)를 개폐하여 주는 원호상의 개폐부재(109)로 구성한다.

이와 같이, 구성된 본 발명은 도 1과의 종래 기술과 동일부분에 대하여는 이의 동작을 생략하고 전술한 흡기밸브 개폐시기 변환장치에 대해서만을 이하를 통해 설명한다.

먼저, 엔진 시동시 또는 엔진이 저속으로 회전할시에는 본 발명 흡기밸브 개폐시기 변환장치의 개폐부재(109)의 중앙부분(A)에 제 2 캠(102)이 위치하여 접촉 또는 미 접촉을 반복하면서 도 1과 같은 방법으로 제 2 흡기밸브 리프터(104)에 장착되는 제 2 흡기밸브(106)를 개폐하여 실린더에 공기를 공급하여 주게 된다.

그리고, 엔진의 회전수가 점점 빨라지게 되면, 본 발명의 모터(107)가 회전을 하게 되고 상기 모터(107)가 회전함에 따라 이의 축에 고정되고 케이스(108)내에 장착된 피니언기어(112)가 회전을 하게 된다.

상기 피니언기어(112)가 회전을 하게 되면 이에 맞물린 래크기어(113)가 회전운동을 직선왕복운동으로 변화시켜 도 2를 기준으로 우측으로, 즉 다시말해서 바른쪽으로 이동하게 된다.

상기 래크기어(113)가 우측으로 이동을 하게 되면 이에 제 1, 제 2 힌지(110),(111)를 통해 회동가능케 결합된 개폐부재(109)가 우측으로 이동하면서 제 2 흡기밸브(106)를 열어주어 실린더에 공기를 공급하여 주게 된다.

덧붙여 말하면, 엔진의 회전수가 빨라질 경우에 있어서, 개폐부재(109)가 제 2 캠(102)과 만나는 순간 보다 앞당겨 래크기어(113)에 의해 우측으로 이동하면서 제 2 흡기밸브(106)를 열어주게 된다.

이렇게 본 발명은 엔진의 회전수가 점점 빨라질시에 모터(107)가 회전을 하여 피니언기어(112)를 통해 래크기어를 왕복운동시키고 그 래크기어(113)의 왕복운동에 의해 개폐부재(109)가 캠과 접촉되는 순간보다 앞서 제 2 흡기밸브(106)를 열어주게 됨으로써, 엔진의 성능이 최적으로 유지되는 결과를 얻을 수 있다.

본 발명은 한쌍의 흡기밸브 리프터중 어느 하나의 리프터에 흡기밸브 개폐시기 변환장치를 장착하여 엔진의 회전수가 점점 빨라질시에 그 개페시기 변환장치의 모터가 회전을 하여 피니언기어를 통해 래크기어를 왕복운동시키고 그 래크기어의 왕복운동에 의해 개폐부재가 캠과 접촉되는 순간보다 앞서 흡기밸브를 열어주게 되어 결국, 엔진의 운전조건에 맞게 흡기밸브를 열어줌으로써 엔진의 성능이 향상될뿐 아니라, 운전조건에 맞게 흡기밸브의 개폐시기가 제어됨으로써 엔진에서 발생되는 소음이 저감되는 효과가 있다.

본 발명은 혼합기 또는 공기를 실린더에 넣기 위하여 열리거나 압축하기 전에 밀폐하는 실린더헤더의 흡기밸브 개폐시기 제어에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 엔진의 저속, 고속 및 최대 출력의 운전조건에 알맞게 흡기밸브의 개폐시기를 변환하여 주어 엔진의 성능을 향상시키고 엔진 소음을 최대한 저감시키도록 하는 엔진의 흡기밸브 개폐시기 변환장치에 관한 것이다.

Claims (2)

1. 한쌍의 흡기밸브 리프터(103)(104)중 어느 하나의 리프터 측에 장착되어 엔진의 회전수에 비례하여 회전하는 모터(107)와; 상기 모터(107) 축에 고정되어 회전하는 피니언 기어(112)와; 상기 피니언기어(112)에 맞물려 회전운동을 직선왕복운동으로 변환하는 래크기어(113)와; 상기 래크기어(113)의 단부에 제1, 제2 힌지(110)(111)를 통해 결합되고 상기 흡기밸브 리프터(104)와 제2 캠(102) 사이에 위치하여 래크기어(113)의 이동시 제2 흡기밸브(106)를 개폐하여 주는 원호상의 개폐부재(109)로 이루어진 것을 특징으로 한 엔진의 흡기밸브 개폐시기 변환장치.
2. 제 1 항에 있어서, 초기 엔진시동과 저속회전시에는 상기 개폐부재(109)의 중앙에 제2 캠(102)이 위치하게 하여 그 캠(102)으로 하여금 흡기밸브를 개폐하도록 하고 고속회전시에는 상기 개폐부재(109)가 캠(102)보다 앞서 직선운동하여 흡기밸브를 열어주도록 함을 특징으로 한 엔진의 흡기밸브 개폐시기 변환장치.