KR100222532B1

KR100222532B1 - 자동차 엔진의 밸브 리프트 가변장치

Info

Publication number: KR100222532B1
Application number: KR1019950050615A
Authority: KR
Inventors: 김규완
Original assignee: 정몽규; 현대자동차주식회사
Priority date: 1995-12-15
Filing date: 1995-12-15
Publication date: 1999-10-01
Also published as: KR970044120A; US5730092A

Abstract

엔진의 운전 영역에 따라 밸브 리프트를 가변시켜 이상적인 연소가 이루어지도록 함으로써, 엔진의 출력을 향상시킬 수 있도록 한 자동차 엔진의 리프트 가변장치를 제공할 목적으로; 실린더 헤드에 고착되는 가이드의 내경부를 관통하여 실린더 헤드의 상면과 밸브의 상단에 고정되는 리테이너 사이로 탄지되는 밸브 스프링의 탄성력에 의하여 항시 닫힘상태를 유지하며, 캠축의 회전으로 캠이 밸브를 하강시키면 밸브 헤드와 포트의 하단부가 이격되면서 포트를 개방하는 자동차 엔진의 밸브에 있어서, 상기 밸브의 중간부 하측부분을 중공부로 형성하되, 그의 상단부에 좌우 관통공을 형성하여 가이드의 내경부에 냉각수 유입구와 토출구를 갖는 요입부와 연통되도록 하고, 상기 유출구에는 엔진 오일압에 의해 동작되는 개폐밸브를 배치하며, 밸브 헤드의 페이스부에는 밸브의 온도에 따라 수축 및 팽창하면서 밸브의 상승을 제한하는 리프트 가변수단을 배치하여 이루어지는 자동차 엔진의 밸브 가변장치를 제공한다.

Description

자동차 엔진의 밸브 리프트 가변장치

제1도는 본 발명에 의한 밸브 리프트 가변장치의 구성도.

제2도는 본 발명에 적용되는 개폐밸브의 작동 상태 단면도.

제3도는 본 발명에 적용되는 리프트 가변수단의 단면도이다.

본 발명은 자동차 엔진의 밸브 리프트 가변장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 엔진의 운전 영역에 따라 밸브 리프트를 가변시켜 이상적인 연소가 이루어지도록 함으로써, 엔진의 출력을 향상시킬 수 있도록 한 자동차 엔진의 리프트 가변장치에 관한 것이다.

잘 알려진 바와 같이, 자동차 엔진은 연료와 공기가 혼합된 혼합가스를 연소실로 유입시켜 이를 압축 폭발시킴으로써, 피스톤을 상하 왕복 운동시키고, 이 피스톤의 상하 왕복운동을 크랭크 기구로서 회전운동을 변환시켜 회전 동력을 얻게 된다.

이와 같이 혼합기를 연소실에서 연소시켜 동력을 얻는 엔진의 출력은 혼합기의 연소 상태에 따라 크게 좌우된다.

이에 따라 혼합기를 완전 연소시켜 엔진의 출력을 향상시키고, 배기 유해 가스의 생성을 억제하기 위한 수단으로 다양한 연구가 이루어지고 있다. 그의 한 예로서는 밸브의 열림 정도를 보다 이상적으로 하여 연소 효율을 증대시킬 수 있는 방안이 있다.

즉, 종래 밸브의 개폐수단을 살펴보면, 엔진의 크랭크 축과 캠축을 타이밍 벨트 또는 체인으로 연결하여 크랭크 축의 구동력이 캠축으로 전달되도록 함으로써, 캠축이 회전하면서 그에 일체로 형성된 캠이 각 실린더에 배치된 흡,배기 밸브를 개폐시킬 수 있도록 구성된다.

그러나 상기와 같이 흡,배기 밸브를 개폐하는 경우에는 단순히 캠의 리프트에 의하여 밸브가 개폐되는 바, 이들 밸브의 개폐 정도를 증감시킬 수 없기 때문에 엔진 설계 당시 저,중속을 중요시할 것인가, 아니면 고속을 중요시 할 것인가에 따라 그 엔진의 출력 특성이 정해지게 된다.

이에 따라 엔진의 전 운전 영역에서 최대의 출력을 얻을 수 없다는 문제점을 내포하고 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 엔진의 운전 영역에 따라 밸브 리프트를 가변시켜 이상적인 연소가 이루어지도록 함으로써, 엔진의 출력을 향상시킬 수 있도록 한 자동차 엔진의 리프트 가변장치를 제공함에 있다.

이를 실현하기 위하여 본 발명은 실린더 헤드에 고착되는 가이드의 내경부를 관통하여 실린더 헤드의 상면과 밸브의 상단에 고정되는 리테이너 사이로 탄지되는 밸브 스프링의 탄성력에 의하여 항시 닫힘 상태를 유지하며, 캠축의 회전으로 캠이 밸브를 하강시키면 밸브 헤드와 포트의 하단부가 이격되면서 포트를 개방하는 자동차 엔진의 밸브에 있어서,

상기 밸브의 중간부 하측부분을 중공부로 형성하되, 그의 상단부에 좌우 관통공을 형성하여 가이드의 내경부에 냉각수 유입구와 토출구를 갖는 요입부와 연통되도록 하고, 상기 유출구에는 엔진 오일압에 의해 동작되는 개폐밸브를 배치하여, 밸브 헤드의 페이스부에는 밸브의 온도에 따라 수축 및 팽창하면서 밸브의 상승을 제한하는 리프트 가변수단을 배치하여 이루어지는 자동차 엔진의 밸브 가변장치를 제공한다.

이하, 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본 발명이 적용된 밸브의 단면도로서, 밸브(2)는 상하 승강 운동하면서 실린더 헤드(4)에 형성된 포트(6)의 말단부를 개폐하게 된다.

이를 위하여 밸브(2)는 실린더 헤드(4)에 고착되는 가이드(8)의 내경부를 관통하여 실린더 헤드(4)의 상면과 밸브(2)의 상단에 고정되는 리테이너 사이로 탄지되는 밸브 스프링(10)의 탄성력에 의하여 항시 닫힘상태가 유지되며, 캠축의 회전으로 캠이 밸브(2)를 하강시키면 밸브 헤드(12)와 포트(6)의 하단부가 이격되면서 포트(6)를 개방하게 되는 것이다.

이와 같은 밸브에 있어서, 본 발명은 밸브(2)의 중간부 하측부분을 중공부(14)로 형성하되, 그의 상단부에 좌우 관통공(16)을 형성하여 가이드(8)의 내경부로 형성되는 요입부(18)와 연통되도록 하였다.

상기에서 요입부(18)의 상하 길이(H)는 밸브(2)의 리프트 량보다 다소 크게 형성하며, 그의 좌우측으로 냉각수가 유입되는 유입구(20)와 토출구(22)를 형성하였으며, 상기 유입부(20)에는 개폐밸브(24)를 형성하여 유입구(20)을 통한 냉각수 유입을 제어토록 하였다.

상기에서 개폐밸브(24)는 오일압에 의하여 작동되도록 하였으며, 그의 구성은 제2도에서와 같이, 케이스(26) 내부에 중간부 하측부분이 대경부(28)로 이루어지고 그 상측에는 상단에 유로(30)가 형성되는 소경부(32)로 이루어지는 는 플런저(34)가 상하 슬라이드 가능하게 결합되고, 이의 대경부(28) 상측으로 탄성부재(36)가 탄지된다.

이에 따라 상기 플런저(34)는 항시 하측으로 밀려진 상태가 유지되면서 상기 유로(30)가 유입구(20)를 개방하게 된다. 그리고 상기 케이스(26)는 하측 중앙부가 관통되어 오일 갤러리(38)와 연통됨으로써, 엔진의 회전수가 상승됨에 따라 유압이 증가되면 이의 유압에 의하여 플런저(34)가 탄성부재(36)의 탄발력을 극복하면서 상승하여 제2도의 가상선과 같이, 냉각수 유입구(20)를 폐쇄할 수 있게 되는 것이다.

이에 따라 엔진이 저속 운전에 따라 유압이 작게 발생하면, 탄성부재(36)의 탄성력에 의하여 플런저(34)가 하강하여 유입구(20)를 개방함으로써, 밸브(2)에도 냉각수가 공급되도록 한다.

그리고 엔진이 고속으로 운전되어 유압이 크게 발생되면 플런저(34)가 상승하여 유입구(20)를 폐쇄하여 냉각수의 공급을 차단하게 되는 것이다.

또한, 상기 밸브 헤드(12)의 페이스(40)부에는 리프터 가변수단(42)이 형성되는데, 이의 가변수단(42)은 제3도에서와 같이, 페이스(40)의 소정 위치에 둘레홈(42)을 형성하고, 이의 둘레홈(42)에는 하측으로부터 왁스 용기(44)와 페이스 부재(46), 그리고 탄성부재(48)가 순차적으로 적층 형성되어 이루어진다.

상기에서 왁스용기(44)는 밸브(2)의 온도에 따라 내부 왁스가 수축 및 팽창이 이루어져 왁스 용기(44)의 높이가 가변되어지며, 상기 왁스 용기(44)의 상측으로 올려지는 페이스 부재(42)는 외주면이 포트(6)의 말단부로 고착되어 있는 링(50)과 접촉되면서 포트(6)를 폐쇄하게 되는 것이다.

그리고 상기 탄성부재(48)는 항시 페이스 부재(42)가 하강할 수 있도록 탄발력을 발휘하게 되는 것이다.

이에 따라 밸브(2)의 온도가 상승하면 왁스 용기(44)의 높이가 커지면서 페이스 부재(42)를 상승시킴으로써, 밸브(2)가 저속일 때 보다 작게 상승되도록 제어하게 되는 것이다.

이와 같이 본 발명은 엔진이 고속으로 운전될 때에는 밸브로 공급되는 냉각수를 차단하여 밸브(2)의 온도가 상승되도록 함으로써, 왁스 용기(44)를 높이를 크게 하는 것이다.

그러면 밸브(2)의 상승이 제한되어 리프트 거리가 매우 작아지게 되는 것이며, 반대로 저속 운전일 때에는 밸브(2)에 냉각수를 공급하여 밸브(2)의 온도를 낮춤으로써, 왁스 용기(44)가 수축시켜 밸브 리프트를 크게 하는 것이다.

이상과 같이 본 발명은 엔진의 속도에 따라 밸브의 리프트량을 가변시켜 흡기량을 조절할 수 있도록 함으로써, 이상적인 연소가 이루어지도록 하여 엔진의 출력을 향상시킬 수 있는 발명인 것이다.

Claims

실린더 헤드에 고착되는 가이드의 내경부를 관통하여 실린더 헤드의 상면과 밸브의 상단에 고정되는 리테이너 사이로 탄지되는 밸브 스프링의 탄성력에 의하여 항시 닫힘상태로 유지하며, 캠축의 회전으로 캠이 밸브를 하강시키면 밸브 헤드와 포트의 하단부가 이격되면서 포트를 개방하는 자동차 엔진의 밸브에 있어서, 상기 밸브의 중간부 하측부분을 중공부로 형성하되, 그의 상단부에 좌우 관통공을 형성하여 가이드의 내경부에 냉각수 유입구와 토출구를 갖는 요입부와 연통되도록 하고, 상기 유출구에는 엔진 오일압에 의해 동작되는 개폐밸브를 배치하며, 밸브 헤드의 페이스부에는 밸브의 온도에 따라 수축 및 팽창하면서 밸브의 상승을 제한하는 리프트 가변수단을 배치하여 이루어짐을 특징으로 하는 자동차 엔진의 밸브 리프트 가변장치.
제1항에 있어서, 요입부의 상하 길이는 밸브의 리프트 량 보다 다소 크게 형성함을 특징으로 하는 자동차 엔진의 벨브 리프트 가변장치.
제1항에 있어서, 개폐밸브는 소정의 내부 용적을 갖는 케이스와; 중간부 하측을 경계로 하여 소경부와 대경부로 이루어지며, 소경부 상단에 유로가 형성되어 상기 대경부가 케이스의 내부에 상하 슬라이드 가능하게 결합되는 플런져와; 상기 대경부와 케이스 사이에 탄지되어 항시 플런저를 하측으로 밀어 주는 탄성부재와; 를 구비하여 이루어져 상기 케이스는 하측 중앙부호 형성되는 관통공을 통해 공급되는 오일압에 의하여 작동됨을 특징으로 하는 자동차 엔진의 밸브 리프트 가변장치.
제1항에 있어서, 리프트 가변수단은 밸브 페이스의 소정 위치에 형성되는 둘레홈에 하측으로부터 왁스 용기와 페이스 부재, 그리고 탄성부재를 순차적으로 적층하여 형성함을 특징으로 하는 자동차 엔진의 리프트 가변장치.