KR0179303B1 - 엔진의 흡기밸브 역류 방지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엔진의 흡기밸브 역류방지장치에 관한 것으로서, 종래 자동차의 흡기밸브는, 공기의 관성효과를 이용하기 위한 α구간의 설정은 특정 엔진 회전수에 튜닝하기 때문에 대부분의 회전수 영역에서는 피스톤의 상향 운동에 의하여 실린더내의 공기가 인테크 포트쪽으로 역류하게 된다.즉 상기 α구간은 엔진의 고속운전 상태를 위한 것이므로(즉, 관성효과는 속도가 커질수록 커지므로) 저속구간에서 공기의 역류로 인한 흡입공기 손실로 인해 엔진 성능이 저하되는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 인테크 포트(102)의 적소에 공기가 유입되는 방향으로 제 1, 제 2 플랩(104a)(104b)이 샤프트(104c)를 중심으로 회동하여 접혀지고 실린더내에서의 공기가 역류되는 방향으로 제 1, 제 2 플랩(104a)(104b)이 샤프트(104c)를 중심으로 펴져 역류를 차단하는 역류차폐수단(104)을 설치한 것으로서 이러한 본 발명은 인테크 포트에 공기가 유입되는 방향으로는 접혀지고 공기가 역류되는 방향으로는 펴지는 역류차폐수단을 설치하여 실린더에서 인테크 포트쪽으로 공기가 역류될시에 이를 역류차폐수단으로 하여금 차단토록 하여 줌으로써 기존의 저속구간에서의 공기의 역류로 인한 엔진 성능의 저하를 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

엔진의 흡기밸브 역류방지장치.

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 있다.

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.

그리고, 상기의 흡기밸브는, 배기행정 말기의 소기효과와 흡입행정 말기의 관성효과를 위하여 도 1에서와 같이, 상사점(TDC; Top Dead Center)에서 열리고 하사점(BDC; Bottom Dead Center) 후에서 닫히는 역할을 한다.

즉 다시말해서, 도 1에서의 α구간은 공기의 관성효과를 이용하기 위한 구간으로써 특정 엔진회전수에 튜닝(Tuning)하기 때문에 대부분의 회전수 영역에서는 피스톤의 상향운동에 의하여 실린더내의 공기가 인테크 포트쪽으로 역류하게 된다.

종래에는 도 2 에서 도시한 바와같이, 실린더 블럭(도면에 미도시)에 장착되어 실린더 속을 왕복하며 그 실린더 내의 유체 압력을 받아 그 힘을 밖으로 전달하고 역으로 가해진 힘을 유체의 압력으로 변환하는 피스톤(100)과; 상기 피스톤(100)의 상부에 형성되어 연료와 공기간의 혼합을 유도하여 연소하는 연소실(101)과; 상기 연소실(101)의 상부에 형성되어 혼합기나 공기를 그 연소실(101)에 흡입시키는 인테크 포트(102)와; 상기 인테크 포트(102)에 설치되어 피스톤(100)의 왕복운동에 의해 인테크 포트(102)를 개폐하는 흡기밸브(103)로 구성되어 있다.

이와 같이 구성되는 종래 자동차의 흡기밸브는 먼저, 엔진이 시동되면 피스톤(100)의 왕복운동에 의해 크랭크 샤프트와 타이밍벨트로 연결된 실린더 헤드측의 타이밍 기어가 회전을 하게 되고 상기 실린더 헤드측의 타이밍 기어가 회전을 하게 되면 흡기쪽의 캠샤프트가 회전하게 된다.

상기 캠샤프트가 회전을 하게 되면 이에 고정된 캠이 회전을 하면서 흡기밸브 리프터와 접촉되어 흡기밸브(103)를 열어주게 된다.

즉 다시말해서, 피스톤(100)이 하향 운동을 할시에 상기 흡기밸브(103)가 열리게 되어 인테크 포트(102)를 통해 혼합기나 공기가 피스톤(100)의 상부에 형성되는 연소실(101)로 공급되고, 다시 피스톤(100)이 상향운동을 하게 되면 실린더내의 공기가 흡기밸브(103)를 통해 인테크 포트(102)쪽으로 역류하게 된다.

그러나, 이와 같은 종래 자동차의 흡기밸브는, 도 1에서와 같이, 공기의 관성효과를 이용하기 위한 α구간의 설정은 특정 엔진 회전수에 튜닝하기 때문에 대부분의 회전수 영역에서는 피스톤의 상향 운동에 의하여 실린더내의 공기가 인테크 포트쪽으로 역류하게 된다.

즉 상기 α구간은 엔진의 고속운전 상태를 위한 것이므로(즉, 관성효과는 속도가 커질수록 커지므로) 저속구간에서 공기의 역류로 인한 흡입공기 손실로 인해 엔진 성능이 저하되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서 인테크 포트에 공기가 유입되는 방향으로는 접혀지고 공기가 역류되는 방향으로는 펴지는 역류차폐수단을 설치하여 실린더에서 인테크 포트쪽으로 공기가 역류될시에 이를 역류차폐수단으로 하여금 차단토록 하여 저속구간에서의 공기의 역류로 인한 엔진 성능의 저하를 방지하도록 하고, 카브레이터 방식의 엔진에 있어서는 밸브 오버랩시의 공기의 역류를 차단하여 엔진의 성능을 향상시킬수 있는 엔진의 흡기밸브 역류방지장치를 제공함에 있다.

이러한 본 발명의 목적은 엔진의 흡기밸브 역류방지장치는, 인테크 포트에 공기가 유입되는 방향으로 제 1, 제 2 플랩이 샤프트를 중심으로 회동하여 접혀지고 실린더내에서의 공기가 역류되는 방향으로 제 1, 제 2 플랩이 샤프트를 중심으로 펴져 역류를 차단하는 역류차폐수단을 설치하여 구성함으로써 달성될수 있는 것이다.

이와같은 본 발명은 인테크 포트에서 실린더내로 공기의 유입이 진행될때에는 역류차폐수단의 제 1, 제 2 플랩이 샤프트를 중심으로 접혀져 공기의 유입을 방해하지 않고 실린더에서 역류가 발생하여 인테크 포트쪽으로 공기가 유동할시에는 그 역류되는 공기에 의해 제 1, 제 2 플랩이 펼쳐져 인테크 포트를 닫아주게 됨으로써 유동이 차단되어 인테크 포트쪽으로 공기가 역류될시에 이를 제 1, 제 2 플랩으로 하여금 차단하여 줌으로써 저속구간에서의 공기의 역류로 인한 흡입공기가 손실되어 발생할 수 있는 엔진의 성능 저하가 방지되므로서 상기의 목적을 효과적으로 달성할 수가 있는 것이다.

도 1은 일반적인 자동차의 배기행정말기에서 흡기밸브의 개폐동작을 설명하기 위한 구성도.

도 2 은 종래 자동차 엔진에서 인테크 포트에 장착되는 흡기밸브의 동작상태를 보인 구성도.

도 3 는 본 발명 엔진의 흡기밸브 역류방지장치를 보인 구성도로서,

(a)는 피스톤의 하향운동시 인테크 포트에서 실린더내로 유동이 진행될때의 역류방지장치의 설명도이고,

(b)는 피스톤의 상향운동에 의해 역류가 발생하여 실린더에서 인테크 포트쪽으로 유동이 발생때의 역류방지장치의 설명도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100 : 피스톤 101 : 연소실

102 : 인테크 포트 103 : 흡기밸브

104 : 역류차폐수단 104a, 104b : 제 1, 제 2 플랩

103c : 샤프트

이하, 본 발명의 목적을 효과적으로 달성할 수 있는 바람직한 실시예로서 그 기술구성 및 작용효과를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3 는 본 발명 자동차 엔진의 흡기밸브 역류방지장치를 보인 구성도로서, (가)는 피스톤의 하향운동시 인테크 포트에서 실린더내로 유동이 진행될때의 역류방지장치의 설명도이고, (나)는 피스톤의 상향운동에 의해 역류가 발생하여 실린더에서 인테크 포트쪽으로 유동이 발생때의 역류방지장치의 설명도이다.

본 실시예에 따르면, 실린더 블럭에 장착되어 실린더 속을 왕복하며 그 실린더 내의 유체 압력을 받아 그 힘을 밖으로 전달하고 역으로 가해진 힘을 유체의 압력으로 변환하는 피스톤(100)과; 상기 피스톤(100)의 상부에 형성되어 연료와 공기간의 혼합을 유도하여 연소하는 연소실(101)과; 상기 연소실(101)의 상부에 형성되어 혼합기나 공기를 그 연소실(101)에 흡입시키는 인테크 포트(102)와; 상기 인테크 포트(102)에 설치되어 피스톤(100)의 왕복운동에 의해 인테크 포트(102)를 개폐하는 흡기밸브(103)로 구성된 엔진에 있어서, 상기 인테크 포트(102)의 적소에 공기가 유입되는 방향으로 제 1, 제 2 플랩(104a)(104b)이 샤프트(104c)를 중심으로 회동하여 접혀지고 실린더내에서의 공기가 역류되는 방향으로 제 1, 제 2 플랩(104a)(104b)이 샤프트(104c)를 중심으로 펴져 역류를 차단하는 역류차폐수단(104)을 설치하여 구성한다.

이와 같이, 구성된 본 발명은 먼저, 흡입 행정시에, 즉 피스톤(100)이 하향 운동을 할시에는 인테크 포트(102)에 장착된 흡기밸브(103)가 캠과의 접촉으로 열리게 되므로 인테크 포트(102)를 통해 혼합기나 공기가 피스톤(100)의 상부에 형성되는 연소실(101)로 공급되는데, 이때, 상기 인테크 포트(102)내에 장착된 역류차폐수단(104)의 제 1, 제 2 플랩(104a)(104b)은 그 유입되는 공기에 의해서 샤프트(104c)를 중심으로 상호 시계방향 및 반시계방향으로 회전하여 도 3의 (가)와 같이, 접히게 되므로 공기의 유입이 방해되지 않고 연소실(101)로 공급된다.

이후, 피스톤(100)이 상향운동을 하게 되면 실린더내의 공기가 흡기밸브(103)를 통해 인테크 포트(102)쪽으로 역류하게 되는데, 이때 전술한 역류차폐수단(104)의 제 1, 제 2 플랩(104a)(104b)은 그 역류되는 공기에 의해 샤프트(104c)를 중심으로 반시계방향 및 시계방향으로 회전하여 도 3의 (나)와 같이, 90도의 각을 갖고 펴지면서 인테크 포트(102)를 막아주게 되므로 역류가 차단된다.

이와 같이, 본 실시예에서는 인테크 포트에서 실린더내로 공기의 유입이 진행될때에는 역류차폐수단(104)의 제 1, 제 2 플랩(104a)(104b)이 샤프트(104c)를 중심으로 접혀져 공기의 유입을 방해하지 않고 반대로 실린더에서 역류가 발생하여 인테크 포트쪽으로 공기가 유동할시에는 그 역류되는 공기에 의해 제 1, 제 2 플랩이 펼쳐져 인테크 포트를 닫아주게 됨으로써 결국, 저속구간에서의 흡입공기가 손실되지 않아 엔진의 성능이 향상되게 된다.

이상에서 상술한 바와같이 본 발명은 인테크 포트에 공기가 유입되는 방향으로는 접혀지고 공기가 역류되는 방향으로는 펴지는 역류차폐수단을 설치하여 실린더에서 인테크 포트쪽으로 공기가 역류될시에 이를 역류차폐수단으로 하여금 차단토록 하여 줌으로써 기존의 저속구간에서의 공기의 역류로 인한 엔진 성능의 저하를 방지할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 엔진의 흡기밸브 역류방지에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 인테크 포트에 플랩을 설치하여 흡입행정시에 인테크 포트에서 실린더 내로 공기의 유동이 진행될때에는 유동을 방해하지 않고 실린더내로 유입시키고 반대로 실린더에서 인테크 포트쪽으로 유동이 발생할때에는 그 역류되는 유동을 플랩으로 하여금 차단토록 하여 엔진의 성능을 보다 한층 향상시키도록 하는 엔진의 흡기밸브 역류방지장치에 관한 것이다.

Claims (1)

1. 인테크 포트(102)의 적소에 공기가 유입되는 방향으로 제 1, 제 2 플랩(104a)(104b)이 샤프트(104c)를 중심으로 회동하여 접혀지고 실린더내에서의 공기가 역류되는 방향으로 제 1, 제 2 플랩(104a)(104b)이 샤프트(104c)를 중심으로 펴져 역류를 차단하는 역류차폐수단(104)을 설치하여 구성함을 특징으로 한 엔진의 흡기밸브 역류방지장치.