KR100203509B1 - 내연기관의 흡 배기밸브 리프트 가변 캠 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내연기관의 흡. 배기 밸브 개폐 장치에 관한 것으로, 상기 흡, 배기 밸브 개폐 장치를 구성하는 록커 암(2)을 다단으로 형성하고, 록커 샤프트(4)를 크랭크(6)로 형성하며, 캠(3)의 노브(7)를 다단으로 형성하여 엔진의 출력 변화에 따라 상기 록커 샤프트(4)의 크랭크(6)가 회전 변위되게 구성하여 엔진 출력 가감에 따라 밸브 피벗(1)의 리프트 변위량이 가감되게 함으로써, 엔진의 출력 변화에 적응하여 흡. 배기밸브의 개방량을 조절하여 엔진 연소실 내에 혼합기의 흡. 배기 과정을 원활하게 하여 엔진의 가속능을 향상되게 하며, 연소실 내의 불완전 연소를 억제함으로써, 엔진 출력 향상과 대기 오염 확산을 줄일 수 있게 한 것이다.

Description

내연기관의 흡. 배기밸브 리프트 가변 캠 장치

본 발명은 내연기관의 흡. 배기밸브 캠 장치에 관한 것으로, 특히 내연기관의 출력 변화에 적응하여 내연기관의 흡. 배기밸브의 리프트 량이 가변되게 한 내연기관의 흡. 배기밸브 리프트 가변 캠 장치에 관한 것이다.

일반적으로 내연기관은 2 사이클 기관과 4사이클 기관으로 대별되며, 2사이클 기관은 피스톤의 행정 작용에 의해 흡. 배기 작용이 일어나도록 되어 있으나, 4사이클 기관에서는 크랭크샤프트의 회전력을 이용한 캠 장치에 의해 흡. 배기밸브를 여닫을 수 있도록 되어 있다.

종래에 있어서 내연기관의 흡. 배기밸브 리프트 캠 장치는 도1에 나타낸 바와 같이, 흡기 또는 배기밸브 피벗(1)을 작동시키는 록커 암(2)은 일단에 록커 샤프트(4)에 의해 핀 결합되고, 타단은 밸브 피벗(1)이 결합되며, 가운데의 상측 가장 자리에는 캠(3) 노브(7)와 구름 접촉하는 롤러(5)가 부착된다.

상기 록커 암(2)의 상측에 캠(3)과 캠축이 설치된다. 상기 캠(3)의 회전운동을 록커 암(2)의 레버운동으로 변환하고, 상기 록커 암(2)의 레버운동은 밸브 피벗(1)을 직선 왕복 운동으로 변환하여 내연기관의 흡. 배기밸브가 개폐되게 구성하였다.

이러한 종래의 내연 기관 흡. 배기밸브 리프트 장치에서는 엔진의 출력에 따른 크랭크샤프트의 회전력이 캠축에 작동되어 흡. 배기밸브의 개폐 주기가 엔진의 출력 상황에 적합하게 작동된다.

고출력 상태에서는 엔진의 연소실에 공급되는 기화기의 량도 비례해서 증가하게 되며, 다량의 기화기를 단시간에 흡입하기 위하여 흡기밸브의 개방량도 커야한다. 그러나 종래의 흡. 배기밸브 개폐 장치에서는 엔진의 출력 상황에 맞춰 흡. 배기밸브의 리프트 량이 적응되지 못하므로, 엔진 출력의 가속능이 떨어지고, 폐기가스의 배출이 불완전하여 흡입된 기화기가 연소실 내부에서 불완전 연소되어 엔진의 출력을 저하시킬 뿐 아니라 환경 오염을 증가시키는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로, 그 목적은 엔진 출력 상황에 적응하여 흡. 배기밸브의 개방량이 조절되게 구성하여 엔진의 가속능을 향상되게 하고, 엔진의 흡. 배기를 원활하게 하여 엔진의 출력을 향상되게 하며. 연소 상태를 안정화시켜 혼경 오염을 줄일 수 있도록 하는 내연 기관의 흡. 배기밸브 리프트 가변 캠 장치를 제공하는데 있다.

도1은 종래에 있어서 내연기관의 흡. 배기밸브 리프트 캠 장치의 구조를 나타낸 개략도.

도2는 본 발명의 록커 암의 구조를 나타낸 평면도.

도3은 본 발명의 록커 샤프트의 구조를 나타낸 정면도.

도4는 저속 상태에서의 록커 암과 캠과의 접촉 상태를 나타낸 개략도.

도5는 고속 상태에서 록커 암과 캠의 접촉 상태를 나타낸 개략도.

도6은 본 발명의 캠 형상을 나타낸 사시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 밸브 피벗 2 : 록커 암

3 : 캠 4 : 록커 샤프트

5 : 롤러 6 : 크랭크

7 : 노브

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 내연기관의 흡. 배기밸브 개폐 장치에 있어서, 상기 흡. 배기밸브 개폐 장치를 구성하는 록커 암을 다단으로 형성하며, 상기 다단으로 형성된 록커 암의 일측에는 동일한 방향으로 다단으로 크랭크를 형성한 록커 샤프트를 결합한 것과; 상기 다단으로 형성된 록커 암의 각 단에 캠의 노브와 구름 접촉되는 롤러를 구비한 것과; 상기 다단으로 형성된 록커 암의 각 단에 결합된 롤러의 배열 위치를 록커 암의 일단과 핀 결합된 록커 샤프트의 크랭크 단의 상승량 만큼 록커 샤프트의 축 중심방향으로 보상되게 각 단의 록커 암에 설치한 것과; 상기 다단으로 형성된 록커 암의 각 단에 결합된 롤러와 구름 접촉되는 캠의 노브를 다단으로 형성하되, 상기 노브의 단차를 상기 캠 노브의 각단이 대응되는 롤러의 록커 암과 결합된 록커 샤프트의 크랭크 단의 크기에 비례되게 캠의 노브 단차를 형성한 것을 그 기술적 구성상의 기본 특징으로 한다.

위와 같이 구성된 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하면서 상세히 설명하면 다음과 같다.

도2는 본 발명의 록커 암의 구조를 나타낸 평면도이며, 도3은 록커 샤프트의 형상을 나타낸 것이며, 도4와 도5는 엔진 출력 상태에 따른 록커 암과 캠의 접촉 상태를 나타낸 것이며, 도6은 본 발명의 캠 형상을 나타낸 것이다.

본 발명의 록커 암(2)의 구조는 도2에서와 같이, 상기 록커 암(2)은 다단으로 분리된 개체로 형성하며, 상기 다단으로 형성된 록커 아(2)의 일측에는 다단으로 크랭크(6)의 형성 방향이 동일한 록커 샤프트(4)가 결합된다. 상기 다단으로 형성된 록커 암(2)의 각 단에는 캠(3)의 노브(7)와 구름 접촉되는 롤러(5)를 구비한다. 상기 롤러(5)의 배열 위치는 록커 암(2)의 일단에 핀 결합된 록커 샤프트(4)의 크랭크(6) 단의 상승량 만큼 록커 샤프트(4)의 회전 중심 방향으로 보상되게 각단의 록커 암(2)에 설치한다.

상기 다단으로 형성된 록커 암(2)의 타단에는 상기 다단으로 형성된 록커 암(2)을 결속하는 핀이 결합되며, 상기 록커 암(2)의 타단에는 밸브 피벗(1)이 결합된다.

상기 다단으로 형성된 록커 암(2)의 각단에 결합된 롤러(5)와 구름 접촉되는 캠(3) 또한 노브(7)를 다단으로 형성한다.

상기 캠(3)의 회전 중심과 다단으로 형성된 각 노브(7)의 최외각면의 중심 거리는 상기 록커 샤프트(4)의 크랭크(6) 단차의 증감에 비례되게 노브(7) 단차의 높이를 형성한다.

상기 록커 암(2)의 록커 샤프트(4)는 엔진 출력의 증감에 따른 유압의 상승 작용으로 회전각이 가변된다. 엔진의 출력이 증가하면, 상기 록커 샤프트(4)의 크랭크(6)부는 상승되고, 엔진의 출력이 하강하면, 록커 암(2)의 크랭크(6)부는 하락하도록 구성된다.

상기와 같이 엔진의 출력의 증감에 따라 크랭크(6)로 된 록커 샤프트(4)의 회전각을 가변되게 한 본 발명의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 록커 암(2)은 다단으로 형성되어 있으며, 상기 각단의 록커 암(2)은 분리된 객체로 타단에는 핀 결합되어 밸브 피벗(1)이 결합되고, 일단에는 다단으로 크랭크(6)를 형성한 록커 샤프트(4)를 결합하였다. 상기 록커 샤프트(4)는 엔진의 출력 형태에 따라 회전각이 변한다.

엔진의 출력이 상승하면, 록커 샤프트(4)의 크랭크(6)와 핀 결합된 록커 암(2)을 상승시켜 록커 암(2)을 상부로 레버 작동한다. 상기 록커 암(2)에 결합된 롤러(5)와 구름 접촉되는 캠(3)은 정 위치에서 회전되므로, 상기 록커 암(2)의 밸브 피벗(1) 결합부는 정 위치를 고수하게 된다. 그러나 상기 록커 암(2)의 롤러(5)는 록커 샤프트(4) 결합부의 상승으로 위로 상승된다.

상기 록커 암(2)의 롤러(5)의 상승은 엔진 출력 상승 전에 캠(3)과 접촉되지 않았던 록커 암(2)의 롤러(5)가 캠(3)과 구름 접촉되게 한다.

상기 록커 샤프트(4)의 크랭크(6)부와 결합된 록커 암(2)의 롤러(5)는 록커 샤프트(4)의 회전 중심부에 결합된 록커 암(2)의 롤러(5)보다 록커 샤프트(4)의 회전 중심과 롤러(5)간의 중심 거리가 가깝다. 또한 록커 샤프트(4)의 크랭크(6) 단차가 클수록 록커 샤프트(4)의 회전 중심과 록커 암(2)의 롤러(5) 간의 중심 거리는 가깝다.

그러므로 록커 샤프트(4)의 크랭크(6)부가 상승하게 되면, 록커 샤프트(4)의 크랭크(6)부와 결합된 록커 암(2)의 롤러(5)가 캠(3)과 구름 접촉되므로, 록커 암(2)의 레버 운동각은 증가하게 된다.

상기 록커 암(2)의 레버 운동은 밸브 피벗(1)을 직선 운동으로 변환시키며, 상기 록커 암(2)의 레버 운동각이 증가하면, 록커 암(2)의 일단에 결합된 밸브 피벗(1)의 리프트 량도 증가하게 되므로, 흡. 배기 밸브의 개방량이 커지게 된다.

또한 엔진의 출력이 감소하면, 록커 샤프트(4)의 크랭크(6)가 하향되며, 상기 록커 샤프트(4)의 크랭크(6)와 결합된 록커 암(2) 또한 하락한다. 상기 록커 암(2)의 하락은 다단으로 형성된 록커 암(2)에 결합된 롤러(5)중 상단의 롤러(5)를 캠(3)과의 접촉에서 분리시키게 된다.

캠(3)의 노브(7)와 접촉된 롤러(5)와 록커 샤프트(4)의 회전 중심과의 중심거리는 엔진 출력이 감소하기전의 상측 롤러(5)보다 중심거리가 증가하게 되며, 록커 암(2)의 레버 운동각은 감소하게 된다.

상기 록커 암(2)의 레버 운동각의 감소는 밸브 피벗(1)의 리프트 거리를 감소시켜 흡. 배기밸브의 개방량을 감소시키게 된다.

이상에서 살펴 본 바와 같이 본 발명은 록커 암을 다단으로 형성하고, 록커 샤프트를 크랭크로 형성하고, 캠의 노브를 다단으로 형성하여 엔진의 출력 변화에 따라 상기 록커 샤프트의 크랭크가 회전 변위되게 구성한 것으로, 엔진 출력 가감에 따라 밸브 피벗의 리프트 변위량이 가감되게 함으로써, 엔진의 출력 변화에 적응하여 흡. 배기밸브의 개방량을 조절하여 엔진 연소실 내에 혼합기의 흡. 배기 과정을 원활하게 하여 엔진의 가속능을 향상하게 하며, 연소실 내의 불완전 연소를 억제함으로써, 엔진 출력의 향상과 대기 오염 확산을 줄일 수 있게 한 것이다.

Claims (3)

1. 내연기관의 흡. 배기밸브 캠 장치에 있어서, 상기 흡. 배기밸브 장치를 구성하는 록커 암을 다단으로 형성하며, 상기 다단으로 형성된 록커 암의 일측에는 동일한 방향으로, 다단으로 크랭크를 형성한 록커 샤프트를 결합한 것과; 상기 다단으로 형성된 록커 암의 각 단에 캠의 노브와 구름 접촉되는 롤러를 구비한 것을 특징으로 한 내연 기관의 흡. 배기밸브 리프트 가변 캠 장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 다단으로 형성된 록커 암의 각단에 결합된 롤러의 배열 위치를 록커 암의 일단과 핀 결합된 록커 샤프트의 크랭크 단의 상승량 만큼 록커 샤프트의 축 중심방향으로 보상되게 각 단의 록커 암에 설치한 것을 특징으로 한 내연기관의 흡. 배기밸브 리프트 가변 캠 장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 다단으로 형성된 록커 암의 각단에 결합된 롤러와 구름 접촉되는 캠의 노브를 다단으로 형성하되, 상기 노브의 단차를 상기 캠 노브의 각단이 대응되는 롤러의 록커 암과 결합된 록커 샤프트의 크랭크 단의 크기에 비례되게 캠의 노브 단차를 형성한 것을 특징으로 한 내연기관의 흡. 배기밸브 리프트 가변 캠 장치.