KR100222139B1 - 왕복동내연기관의 출구밸브의 유압구동장치 - Google Patents

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Abstract

본원의 유압구동장치는 서보실린더(13)와 서보피스톤(11)의 사이에 이 피스톤을 에워싸는 축방향으로 이동가능한 라이너를 배설한다.
라이너는 서보실린더(13)에서 압력매체라인(27)의 접속부(21)와, 릴리프라인(24)의 접속부(23)와 연통되는 개구(61, 61', 62, 62')를 포함한다. 라이너(60)는 출구밸브의 실링부와 반대측 단부에서 커버(60')에 의해 기밀하게 시일된다. 상기 커버(60')와 서보실린더의 상단커버(13')의 사이에 압력매체로 충전된 챔버(68)가 배설되며, 이 챔버는 이 챔버의 방향으로 닫히는 비귀환밸브(69)를 통해 서보실린더내의 압력챔버(65), 및 벤팅라인의 방향으로 닫히는 비귀환밸브(70)를 통해 벤팅라인(26)과 연통된다. 압력챔버(65)는 릴리프라인(24)의 접속부(23)와 항상 접속된다.

Description

왕복동내연기관의 출구밸브의 유압구동장치
제1도는 종래 기술의 출구밸브를 가진 가동실린더 상부의 종단면도 및 제어장치의 회로도.
제2도는 본원 발명의 서보피스톤을 가진 서보실린더의 종단면도.
본원 발명은 출구밸브의 실링부와 반대측 단부에서 서보실린더내에서 가이드되는 서보피스톤에 접속되고, 밸브개방방향으로 유압매체가 엔진의 속도에 따라 공급되고, 압력매체원으로부터 서보실린더내의 압력챔버로 압력매체라인을 통해 공급되고, 압력매체라인과는 별개로 릴리프라인 및 벤팅라인이 접속되는 왕복동내연기관의 출구밸브의 유압구동장치에 관한 것이다.
이와 같은 장치는 EP-OS 441 100에 공지되어 있다. 이와 같은 장치에서는 온도변화로 인한 출구 밸브축의 길이변화에 따라서 서보피스톤의 위치가 서보실린더에 대해 상대적으로 변위되므로, 출구밸브의 실링부를 시트에 배치할 경우 감쇠상(減衰相)을 변경시키고, 그 결과 출구밸브의 폐쇄점의 변화를 초래한다는 사실을 알 수 있다. 그 결과, 내연기관의 동작성능이 특히 롱스트로크내연기관에서는 좋지 않은 영향을 받게 된다는 사실을 알 수 있다.
본원 발명의 목적은 출구밸브의 축의 길이의 변경으로 출구밸브의 닫히는 동작성능에 대해 좋지 않은 영향을 주지 않도록 전술한 타입의 장치를 개선함에 있다.
본원 발명은 이와 같은 목적을 달성하기 위해서, 서보실린더와 서보피스톤의 사이에 이 피스톤을 에워싸는 축방향으로 이동가능한 라이너를 배설하고, 이 라이너는 서보실린더에서 압력매체라인의 접속부와, 릴리프라인의 접속부와 연통되는 최소한 하나의 개구를 포함하며, 라이너는 출구밸브의 실링부와 반대측 단부에서 커버에 의해 기밀하게 시일되고, 상기 커버와 서보실린더의 상단커버의 사이에 압력매체로 충전된 챔버가 배설되며, 이 챔버는 이 챔버의 방향으로 닫히는 비귀환밸브를 통해 압력챔버, 및 벤팅라인의 방향으로 닫히는 비귀환밸브를 통해 밴팅라인과 연통되고, 압력챔버는 서보실린더에서 릴리프라인의 접속부와 항상 접속되는 왕복동내연기관의 출구밸브의 유압구동장치를 제공한다.
밸브축의 길이의 변화에 따라서 라이너는 서보피스톤과 동일방향 및 동일정도로 변위되며, 따라서 각각의 경우에 있어서 서보피스톤과 라이너사이에 상대적 조정이 유지된다. 따라서, 출구밸브의 축길이의 변화는 본원의 장치로 보상되며, 출구밸브의 서보장치의 개폐는 축길이의 변화에 관계없이 동일하게 된다.
다음에, 본원 발명의 실시예에 대하여 도면에 따라서 상세히 설명한다.
제1도에 도시된 바와 같이, 2행정디젤내연기관의 엔진하우징내에 가동실린더(1)와, 그 상단에 접속된 독립된 하우징(10)내에 배기통로(4)가 배설되어있다. 하우징(10)내에서 배기통로(4)입구에 출구밸브(2)가 배설되며, 출구밸브의 도시된 폐쇄위치에서 가동실린더(1)내의 연소실(3)을 배기통로(4)로부터 닫아서 격리한다. 가동실린더(1)내에서 가동피스톤(5)이 가이드되어 상하로 이동할 수 있다. 가동실린더내의 압축공기는 가동실린더의 하부영역에 배설된 슬릿(도시생략)을 통해 실린더실내로 도입되고, 가동피스톤(5)의 이어지는 업스트로크중에 연소실(3)에서 압축된다. 연소실(3)내로 돌출되어 있는 최소한 하나의 분사노즐(도시생략)에 의해 연료가 공급된다.
연소실(3)과 반대측의 출구밸브(2)의 단부에 피스톤(6)이 배설되며, 이 피스톤은 하우징(10)의 실린더(7)에서 가이드된다. 압축공기라인(9)은 비귀환밸브(8)를 통해 피스톤(6)밑에 위치한 제1도의 실린더실(7')과 접속된다. 따라서, 실린더실(7')에 채워진 공기는 공기스프링을 형성하여 출구밸브(2)를 폐쇄방향으로 동작시킨다.
유압매체에 의해 구동되는 서보피스톤(11)은 유압제어장치(12)와 접속되며, 서보실린더(13)내에서 가이드되어 로드(11')를 통해 제1도의 피스톤(6)의 상측에서 동작한다. 제어장치(12)는 2/2방향제어밸브로 구성되며, 전자석(14)에 의해 구동되는 파일롯밸브(15)와 4/2방향제어밸브(16)를 포함한다. 유압매체, 예를들면 오일은 어큐뮬레이터로서 구성된 압력매체원(18)으로부터 라인(17)을 통해 제어장치(12)에 공급된다. 어큐뮬레이터(18)는 펌프(19)에 의해 탱크(20)로부터 압력매체를 받으며, 펌프(19)는 내연기관의 크랭크축(도시생락)에 의해 또는 전기로 구동된다. 예를 들면 압력매체는 200바의 압력하에 어큐뮬레이터(18)내에 내장되어 있다. 어큐뮬레이터(18)로부터 제어장치(12)에 이르는 라인(17)은 4/2방향제어밸브(16)의 앞에서 2개의 분기라인(17'),(17")으로 분기된다. 분기라인(17')은 4/2방향제어밸브(16)에 이르고, 라인(27)을 통해 서보실린더(13)의 접속점(21)에 접속된다. 분기라인(17")은 리스트릭터(22)를 포함하며, 먼저 파일롯밸브(15)로 유입되고, 다음에 4/2방향제어밸브(16)의 전방측에 유입된다. 서보실린더(13)에는 릴리프라인(24)에 접속되는 또하나의 접속점(23)이 있으며, 이 릴리프라인(24)은 4/2방향제어밸브(16)로 접속된다. 출구라인(24')에 접속되어, 비귀환밸브(25)를 통해 탱크(20)에 접속된다. 또한, 출구라인(24')에 벤팅라인(26)이 접속되고, 벤팅라인(26)은 피스톤(11)상측의 서보실린더(13)에 접속되며, 리스트릭터(57)를 포함한다. 비귀환밸브(25)의 상류측에 릴리프라인(28)이 파이롯밸브(15)로부터 출구라인(24')으로 접속된다.
로드(11')와 반대측의 단부에 서보피스톤(11)은 블라인드홀(40)을 가지고, 제1도의 블라인드홀의 하단에서 크로스홀(56)을 통해 접속점(21)의 영역의 환상(환상)홈(58)과 접속되어 있다. 접속점(23)의 영역에는 서보피스톤(11)과 서보실린더(13)사이에 환상홈(59)이 있다.
제1도에 도시된 위치에서 파일롯밸브(15)의 전자석(14)에 전류를 통하게 하면 분기라인(17")을 통해 공급된 압력매체는 4/2방향제어밸브(16)의 단면에 작용하며, 분기라인(17') 및 라인(27)을 통한 서보실린더(13)에의 압력매체의 공급이 차단된다. 한편, 4/2방향제어밸브(16)는 릴리프라인(24)으로부터 출구라인(24')으로 유로를 만들며, 따라서 서보실린더(13)내의 서보피스톤(11)은 압력매체의 압력이 이완되고, 출구밸브(2)는 폐쇄방향으로 피스톤(6)에 의한 공기스프링에 의해 힘을 받는다. 이와 같은 경우에, 압력매체는 서보실린더의 압력실밖으로 흘러나와 접속점(23)을 통해 릴리프라인(24)으로 들어간다. 비귀환밸브(25)로 인하여, 그 상류측에 위치된 라인(24') 또한 라인(24) 및 (26)에서 대략 10바의 잔류압력이 유지된다. 전자석(14)에 전류를 통하지 않게하면, 파이롯밸브(15)내에서 분기라인(17")과 릴리프라인(28)간의 접속이 이루어지고, 따라서 4/2방향제어밸브(16)의 단면의 압력이 이완된다. 따라서, 4/2방향제어밸브(16)는 라인(24) 및 (24')의 접속을 차단하여, 분기라인(17')을 라인(27)과 접속시키고, 따라서 압축된 압력매체는 접속점(21), 환상홈(58), 크로스홀(56)을 통해 블라인드홀(40)로 흐르며, 그 결과 서보피스톤(11)이 하향이동되어 출구밸브(2)가 열린다.
제2도에 도시된 바와 같이, 본원 발명에 의하면 서보실린더(13)와 서보피스톤(11) 사이에 라이너(60)가 배설되고, 이 라이너(60)는 접속점(21) 및 (23)의 영역에서 각각 외측 환상티슬롯(61) 또는(62)의 형태의 개구와, 라이너의 주위에 각각 배치된 수개의 반경방향유로(61') 및 (62')로 이루어진다. 라이너(60)는 서보실린더(13)내에서 축방향으로 이동가능하고, 제2도의 라이너의 상부에 분리가능하게 접속된 커버(60')를 포함한다. 제2도에 도시된 위치에서 서보피스톤(11)은 커버(60')의 돌출부(63)에 그 상단면이 접하고, 라이너(60)내에 배설되어 슬라이드할 수 있다. 돌출부(63)를 횡단하는 2개의 반경방향유로(71)는 서보피스톤(11)과 라이너(60) 사이에 형성된 압력챔버(65)에서 분기된다. 이들 유로는 라이너(60)를 관통하는 각(角)유로(66)에 통하며, 차례로 상측유로(62')의 하나와 통하고, 돌출부(63)와 서보피스톤(11)의 에지에 배설된 환상티슬롯으로 흐른다.
그 결과, 압력챔버(65)와 접속점(23)에 접속된 릴리프라인(24) 사이에 항상 접속이 이루어진다.
서보피스톤(11)에 있어서, 제2도에 도시된 좌측홀(56)의 약간 상측에 반경방향유로(72)가 있으며, 외측환상티슬롯(73)과 통하고, 라이너(60)에 대해 서보피스톤이 하방으로 이동하는 동안 출구밸브의 개방동작중 유로(61')의 전방에 위치하게 된다.
제2도에 있어서, 서보실린더(13)의 상단커버(13')는 벤팅라인(26)에의 접속점(67)을 포함한다. 상단커버(13')와 커버(60')의 사이에는 압력매체로 충전된 챔버(68)가 위치하고, 이 챔버는 먼저 상기 챔버방향으로 닫혀 있는 비귀환밸브(69)를 통하여 압력챔버(65)와 연통되고, 다음에 접속점(67)방향으로 닫혀 있는 비귀환밸브(70)를 통하여 릴리프라인(26)과 연통된다.
제2도에 도시된 장치는 다음과 같이 기능한다. 출구밸브의 축이 온도상승의 결과로서 길어지게되면 제2도에 있어서 서보피스톤(11)은 로드(11')에 의해 윗쪽으로 변위된다. 서보피스톤(11)의 상단면이 돌출부(63)와 접할 때까지 서보피스톤의 변위와 함께 라이너(60)도 동시에 윗쪽으로 변위된다. 이와 같은 변위에 의해 압력매체는 열려 있는 비귀환밸브(69)를 통해 챔버(68)로부터 압력챔버(65)내로 유입된다. 이와 같이 유입된 압력매체량은 유로(71),(66), 환상티슬롯(62) 및 접속점(23)을 통해 릴리프라인(24)으로 흐른다. 따라서, 라이너(60)에의 서보피스톤(11)의 상대적 위치가 출구밸브축의 길이 변화에 불구하고 유지되며, 출구밸브의 닫히는 동작성능의 변화가 생기지 않는다. 출구밸브의 축이 짧아진다고 해도 이와 같은 효과는 로드(11')에 의해 생긴다.
라이너(60)의 커버(60')의 직경이 서보피스톤(11)의 직경보다 커짐에 따라서 또한 전술한 잔류압력으로 인하여 챔버(68)내에 유압이 발생하고, 유압은 라이너를 제2도의 하향으로 이동시키고, 다시 돌출부(63)를 서보피스톤에 대해 가압한다. 비귀한밸브(70)를 개방함으로써 압력매체가 벤팅라인(26)으로부터 챔버(68)내로 흐르게 된다. 이러한 경우에도 라이너(60)에 대한 서보피스톤(11)의 상대적 위치 및 출구밸브의 닫히는 동작성능도 유지된다.

Claims (2)

  1. 출구밸브의 실링부와 반대측 단부에서 서보실린더내에서 가이드되는 서보피스톤에 접속되고, 밸브개방방향으로 유압매체가 엔진의 속도에 따라 공급되고, 압력매체원으로부터 서보실린더내의 압력챔버로 압력매체라인을 통해 공급되고, 압력매체라인과는 별개로 릴리프라인 및 벤팅라인이 접속되는 왕복동내연기관의 출구밸브의 유압구동장치에 있어서, 서보실린더와 서보피스톤의 사이에 이 피스톤을 에워싸는 축방향으로 이동가능한 라이너를 배설하고, 이 라이너는 서보실린더에서 압력매체라인의 접속부와, 릴리프라인의 접속부와 연통되는 최소한 하나의 개구를 포함하며, 라이너는 출구밸브의 실링부와 반대측 단부에서 커버에 의해 기밀하게 시일되고, 상기 커버와 서보실린더의 상단 커버의 사이에 압력매체로 충전된 챔버가 배설되며, 이 챔버는 이 챔버의 방향으로 닫히는 비귀환밸브를 통해 압력챔버, 및 벤팅라인의 방향으로 닫히는 비귀환밸브를 통해 벤팅라인과 연통되고, 압력챔버는 서보실린더에서 릴리프라인의 접속부와 항상 접속되는 것을 특징으로하는 왕복동내연기관의 출구밸브의 유압구동장치.
  2. 제1항에 있어서, 커버는 라이너와 분리될 수 있도록 설치되는 것을 특징으로 하는 왕복동내연기관의 출구밸브의 유압구동장치.
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