KR100222491B1 - Variable valve timing structure - Google Patents
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Abstract
본 발명은 위상각 변화를 위한 가변 밸브 타이밍 구조에 대한 것으로서, 특히 캠 샤프트로부터 수직방향으로 형성되는 오일 유출공과, 상기 캠 샤프트의 외주면과 캠 샤프트 스프로켓의 내주면간을 일정 폭으로 이격시켜 형성되도록 한 공간부와, 상기 공간부로 유압에 의한 이동이 가능하게 삽입시킨 플런저와, 상기 캠 샤프트 스프로켓의 허브 내주면에 일체로 돌설시켜 상기 플런저에 의해서 연동되도록 한 플레이트와, 상기 플레이트와 상기 캠 샤프트 외주면에 일체로 돌설시킨 스토퍼간으로 삽입되어 일정한 팽창력으로 상기 플레이트를 지지토록 하는 리턴 스프링으로 결합되는 구성으로 형성시켜 유압에 의해 바로 캠 샤프트 스프로켓을 회전운동시켜 위상각 변화가 이루어지도록 하므로서 밸브 타이밍이 차량 운전 조건에 따라 최적의 조건으로 작동되도록 하는 구조 개선에 대한 것이다.The present invention relates to a variable valve timing structure for changing the phase angle, and in particular, is formed so as to be spaced apart from the oil outlet hole formed in the vertical direction from the cam shaft, and the outer peripheral surface of the cam shaft and the inner peripheral surface of the cam shaft sprocket by a predetermined width. A space portion, a plunger inserted into the space portion so as to be movable by hydraulic pressure, a plate integrally protruding from the inner circumferential surface of the hub of the camshaft sprocket and interlocked by the plunger, integrally with the plate and the outer surface of the camshaft The valve timing is changed to the phase of the vehicle by changing the phase angle by rotating the cam shaft sprocket immediately by hydraulic pressure. According to the optimum condition It relates to a structure improved such that operation.
Description
본 발명은 위상각 변화를 위한 가변 밸브 타이밍 구조에 대한 것으로서, 특히 유압에 의해 바로 캠 샤프트 스프로켓을 회전운동시켜 위상각 변화가 이루어지도록 하므로서 밸브 타이밍이 차량 운전 조건에 따라 최적의 조건으로 작동되도록 하는 구조 개선에 대한 것이다.The present invention relates to a variable valve timing structure for changing the phase angle, and in particular, by rotating the cam shaft sprocket immediately by hydraulic pressure so that the phase angle change is made so that the valve timing is operated at the optimum conditions according to the vehicle driving conditions. It's about improving the structure.
가변 밸브 타이밍 기구란 엔진 회전수에 따라 흡기 또는 배기 캠 샤프트의 위상을 변화시켜 흡기밸브의 작동 타이밍이 조절되도록 하므로서 차량 주행 조건에 따른 최적의 엔진 출력이 유지될 수 있도록 하는 것이다.Variable valve timing mechanism is to change the phase of the intake or exhaust cam shaft according to the engine speed to adjust the operation timing of the intake valve to maintain the optimum engine output according to the vehicle driving conditions.
즉 크랭크 샤프트와 연동되는 배기 또는 흡기 캠 샤프트를 끝단부에서 유압에 의해 캠 샤프트 스프로켓의 회전력을 촉진시켜 캠 샤프트의 위상각이 변환될 수 있도록 하므로서 흡기 또는 배기 밸브작동 타이밍이 조절되도록 하는 것이다.That is, the intake or exhaust valve operation timing is adjusted by promoting the rotational force of the cam shaft sprocket by hydraulic pressure at the end of the exhaust or intake cam shaft linked with the crankshaft.
제2도는 종래의 가변 밸브 타이밍 기구가 배기 캠 샤프트에 장착된 것을 일례로 도시한 것으로서, 배기 캠 샤프트(10)의 끝단부 외주면으로는 헬리컬 기어(40)를 장착시켜 기어결합 되도록 하며, 상기 헬리컬 기어(40)의 외주면으로는 캠 샤프트 스프로켓(10)이 기어결합되도록 하고, 상기 캠 샤프트 스프로켓(20)은 흡기 캠 샤프트 스프로켓과 체인및 벨트로 연결시켜 흡기 캠 샤프트를 연동시킨다. 이때 흡기 캠 샤프트는 배기 캠 샤프트(10)와의 사이에 기어결합으로 환설시킨 헬리컬기어(40)를 통해서 상기 배기 캠 샤프트(10)로부터의 구동력을 전달받아 흡기밸브를 작동시키게 된다.2 is a view illustrating an example in which a conventional variable valve timing mechanism is mounted on an exhaust cam shaft, and a helical gear 40 is mounted on the outer circumferential surface of the end of the exhaust cam shaft 10 so that the gear is engaged. The outer circumferential surface of the gear 40 allows the cam shaft sprocket 10 to be geared, and the cam shaft sprocket 20 is connected to the intake cam shaft sprocket with a chain and a belt to interlock the intake cam shaft. At this time, the intake camshaft receives the driving force from the exhaust camshaft 10 through the helical gear 40 turned into a gear coupling between the exhaust camshaft 10 to operate the intake valve.
한편 상기와 같은 구조에서 상기 헬리컬 기어(40)는 배기 캠 샤프트(10)의 단부로부터 유출되는 오일에 의해 형성되는 유압으로 수평이동을 하게 되는바 상기의 유압은 전자 제어 장치(50)에 의해 가변되면서 이를 솔레노이드 밸브(60)가 고속과 저속을 분리하여 단속시키게 되므로 상기 헬리컬 기어(40)의 이동력으로 배기 캠 샤프트 스프로켓(20)의 회전력을 촉진시켜 흡기 캠 샤프트의 위상각을 변환시키게 된다.Meanwhile, in the structure as described above, the helical gear 40 moves horizontally by hydraulic pressure formed by oil flowing out from the end of the exhaust cam shaft 10. The hydraulic pressure is variable by the electronic control device 50. While the solenoid valve 60 separates the high speed and the low speed to control the speed, the solenoid valve 60 converts the phase angle of the intake cam shaft by promoting the rotational force of the exhaust cam shaft sprocket 20 by the moving force of the helical gear 40.
그러나 상기의 구조에서 유압은 캠 샤프트(10)의 끝단부로 유도되면서 바깥측으로 압력을 상승시켜 헬리컬 기어(40)를 수평이동시키게 되므로 캠 샤프트 스프로켓(20)의 회동을 위해서는 캠 샤프트(10)의 외주면과 헬리컬 기어(40)의 내외주면 및 캠 샤프트 스프로켓(20)의 허브(21) 내주면으로도 상기 헬리컬 기어(40)와 대응되는 기어를 형성시켜야만 하므로 각 연결부간 기어형성이 매우 난해할 뿐만 아니라 제작비가 고가인 문제점이 있다.However, in the above structure, the hydraulic pressure is induced to the end of the cam shaft 10 to raise the pressure to the outside to move the helical gear 40 horizontally, so that the outer peripheral surface of the cam shaft 10 for the rotation of the cam shaft sprocket 20 The inner and outer circumferential surface of the helical gear 40 and the inner circumferential surface of the hub 21 of the camshaft sprocket 20 also need to form a gear corresponding to the helical gear 40, so that the gear formation between each connection part is very difficult and the production cost There is a problem that is expensive.
또한 기어결합된 구조에서 헬리컬 기어(40)를 유압에 의해서 수평이동시키게 되므로 유압에 따른 작동 효율이 낮은 문제점도 있다.In addition, since the helical gear 40 is horizontally moved by the hydraulic pressure in the gear-coupled structure, there is a problem in that the operation efficiency due to the hydraulic pressure is low.
이에 본 발명은 상기한 문제점들을 시정 보완시키기 위하여 캠 샤프트로부터의 오일 유출구를 캠 샤프트에서 방사상으로 분출시켜 플런저가 회동되도록 하므로서 캠 샤프트 스프로켓의 회전력을 가감속시켜 보다 유압 작동 효율이 높은 가변 밸브 타이밍 구조를 제공코자 하는데 본 발명의 목적이 있다.Accordingly, the present invention provides a variable valve timing structure having a higher hydraulic operation efficiency by accelerating and decelerating the rotational force of the cam shaft sprocket by releasing the oil outlet from the cam shaft radially from the cam shaft to compensate for the above problems. It is an object of the present invention to provide.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 흡기 또는 배기의 캠 샤프트로부터 수직방향으로 형성되는 오일 유출공과, 상기 캠 샤프트의 외주면과 캠 샤프트 스프로켓의 내주면간을 일정 폭으로 이격시켜 형성되도록 한 공간부와, 상기 공간부로 유도되는 유압에 의해 이동이 가능토록 삽입시킨 플런저와, 상기 캠 샤프트 스프로켓의 허브 내주면에 일체로 돌설시켜 상기 플런저에 의해서 연동되도록 한 플레이트와, 상기 플레이트와 상기 캠 샤프트 외주면에 일체로 돌설시킨 스토퍼간으로 삽입되어 일정한 팽창력으로 상기 플레이트를 지지토록 하는 리턴 스프링으로 결합되는 구성으로 형성시킨 것이 특징이다.In order to achieve the above object, the present invention provides an oil outlet hole formed in a vertical direction from the cam shaft of the intake or exhaust, and a space part spaced apart from the outer circumferential surface of the cam shaft and the inner circumferential surface of the cam shaft sprocket by a predetermined width; And a plunger inserted to be movable by hydraulic pressure guided to the space portion, a plate integrally protruding from the inner circumferential surface of the hub of the camshaft sprocket and interlocked by the plunger, integrally with the plate and the outer surface of the camshaft. It is characterized in that it is formed between the stopper is inserted into the stop spring coupled to the return spring to support the plate with a constant expansion force.
제1도는 본 발명에 따른 작동구조를 도시한 종단면도.1 is a longitudinal sectional view showing an operating structure according to the present invention;
제2도는 종래의 횡단면 구조도.2 is a conventional cross-sectional structure diagram.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
10 : 캠 샤프트 12 : 유출공10 cam shaft 12 outflow hole
13 : 스토퍼 20 : 캠 샤프트 스프로켓13: stopper 20: camshaft sprocket
30 : 공간부 31 : 플런저30: space part 31: plunger
32 : 리턴 스프링32: return spring
이를 첨부한 실시예 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 제1도는 본 발명의 가변 밸브 타이밍 구조가 배기의 캠 샤프트에 적용된 일 실시예를 도시한 종단면도이다.1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment in which the variable valve timing structure of the present invention is applied to the camshaft of the exhaust.
즉 본 발명은 배기 캠 샤프트(10)의 길이방향으로 형성시킨 오일통로(11)의 끝단부를 외주면을 향해서 오일 유출구(12)를 방사상으로 형성하고, 상기 캠 샤프트(10)의 외측으로는 캠 샤프트 스프로켓(20) 허브(21)와의 사이로 오일이 상기 유출구(12)를 통해 유도될 수 있도록 공간부(30)가 형성되도록 한 구조이다.That is, according to the present invention, the oil outlet 12 is radially formed toward the outer circumferential surface of the end portion of the oil passage 11 formed in the longitudinal direction of the exhaust cam shaft 10, and the cam shaft is disposed outside the cam shaft 10. The space portion 30 is formed to allow the oil to be guided through the outlet 12 between the sprocket 20 and the hub 21.
상기의 공간부(30)내에는 유도된 오일의 유압에 의해 이동이 가능토록 플런저(31)가 내장되며, 상기 플런저(31)는 캠 샤프트 스프로켓(20)의 허브(21) 내주면으로부터 돌설시킨 플레이트(22)를 연동시키게 된다. 상기 플레이트(22)는 플런저(31)가 밀착되는 반대측으로 탄설시킨 리턴 스프링(32)에 의해서 지지되며, 따라서 일정 이상의 유압에 의해서만 상기 리턴 스프링(32)을 압축 및 팽창시키면서 연동 을 하게 된다.The plunger 31 is built in the space part 30 so as to be movable by the hydraulic pressure of the induced oil, and the plunger 31 is a plate protruding from the inner circumferential surface of the hub 21 of the cam shaft sprocket 20. (22) to work together. The plate 22 is supported by the return spring 32 which is installed on the opposite side to which the plunger 31 is in close contact, and thus is interlocked while compressing and expanding the return spring 32 only by a certain pressure or more.
한편 상기 리턴 스프링(32)은 플레이트(22)측과 대응되는 측에서 캠 샤프트(10)의 외주면으로부터 일체로 돌설시킨 스토퍼(13)에 의해서 지지된다.On the other hand, the return spring 32 is supported by the stopper 13 which integrally protrudes from the outer circumferential surface of the cam shaft 10 on the side corresponding to the plate 22 side.
상기한 구조에 따라 본 발명의 작용을 설명하면 캠 샤프트(10)의 회동시 상기 캠 샤프트(10)의 외주면으로 돌설시킨 스토퍼(13)에 의해서 상기 스토퍼(13)와 플런저(31)간 오일을 밀게 되므로 플런저(31)에 의해 플레이트(22)가 연동하면서 캠 샤프트(10)와 캠 샤프트 스프로켓(20)은 동시에 회동하게 된다.Referring to the operation of the present invention according to the above structure, the oil between the stopper 13 and the plunger 31 is stopped by the stopper 13 which protrudes to the outer circumferential surface of the cam shaft 10 when the cam shaft 10 rotates. Since the plate 22 is interlocked by the plunger 31, the cam shaft 10 and the cam shaft sprocket 20 rotate at the same time.
이에 따라 배기 캠 샤프트(10)와 흡기 캠 샤프트는 동일한 회전력을 갖게 되는데 차량 주행 속도의 변화시 이를 전자 제어 장치(50)가 체크하게 되면 솔레노이드 밸브(60)를 작동시켜 배기 캠 샤프트(10)로 오일을 공급시키며, 이때의 오일은 캠 샤프트(10)의 길이방향으로 유도되다 끝단부에서 오일 유출공(12)을 통해서 수직으로 공급되어 캠 샤프트(10)와 캠 샤프트 스프로켓(20)의 허브(21)간 공간부(30)내로 유입되고, 이때 형성되는 유압에 의해 상기 공간부(30)내의 플런저(31)를 밀게 되어 플레이트(22)가 연동되도록 하므로서 캠 샤프트(10)와는 관계없이 상기 캠 샤프트 스프로켓(20)은 순간적으로 더 회전을 하게 되므로 흡기 캠 샤프트에서의 위상각 변환이 이루어지고, 따라서 흡기밸브의 작동 타이밍이 달라지면서 보다 고효율의 엔진 출력을 촉진시키게 된다.Accordingly, the exhaust cam shaft 10 and the intake cam shaft have the same rotational force. When the electronic control device 50 checks this when the vehicle traveling speed is changed, the solenoid valve 60 is operated to the exhaust cam shaft 10. The oil is supplied, and the oil is guided in the longitudinal direction of the cam shaft 10 and is vertically supplied through the oil outlet hole 12 at the end thereof so that the hub of the cam shaft 10 and the cam shaft sprocket 20 ( 21 is introduced into the interspace 30, the plunger 31 in the space 30 is pushed by the hydraulic pressure generated at this time so that the plate 22 is linked to the cam shaft 10 irrespective of the cam Since the shaft sprocket 20 rotates further instantaneously, phase angle conversion is performed on the intake camshaft, and thus, the operation timing of the intake valve is changed to promote more efficient engine output. .
이와같은 작용은 특히 종전의 구조가 캠 샤프트(10)와 헬리컬 기어(40)와 캠 샤프트 스프로켓(20)이 서로 기어결합으로 이루어져 유압에 의해 상기 헬리컬 기어(40)를 수평으로 밀어 캠 샤프트 스프로켓(20)을 회전시키게 되는데 비해 본 발명은 유압의 증감에 의해 바로 캠 샤프트 스프로켓(20)을 회전시키게 되므로 위상각 변환작용이 보다 민감하게 수행될 수가 있도록 한다.This action is particularly the camshaft 10, the helical gear 40 and the camshaft sprocket 20 is the gear structure is made of a gear coupling with each other to push the helical gear 40 horizontally by hydraulic pressure camshaft sprocket ( Compared to the rotation of 20), the present invention rotates the cam shaft sprocket 20 immediately by increasing or decreasing the hydraulic pressure, so that the phase angle conversion operation can be more sensitively performed.
특히 각 연동 구조간으로는 헬리컬 기어를 형성시키지 않아도 되므로 제작이 더욱 간편하게 이루어질 수가 있도록 한다.In particular, it is not necessary to form a helical gear between each interlocking structure so that the production can be made more easily.
그리고, 상기 설명된 본 발명의 가변 밸브 타이밍 구조는 흡기의 캠 샤프트에도 적용할 수 있다.And the variable valve timing structure of the present invention described above can also be applied to the cam shaft of the intake air.
그러므로 본 발명은 간단한 캠 샤프트 연동구조의 개선으로 제작의 편의와 제작비 절감을 제공하게 되는 동시에 차량 운전 조건에 적절한 밸브 타이밍 조절로 엔진 출력과 연비를 향상시키게 되는 매우 유용한 효과가 있게 되는 것이다.Therefore, the present invention has a very useful effect of improving the engine output and fuel economy by adjusting the valve timing appropriate to the vehicle driving conditions while providing the convenience of manufacturing and the reduction of manufacturing cost by improving the simple camshaft linkage structure.
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