KR100222544B1 - 자동차용 흡기 밸브 - Google Patents

Abstract

저속시에는 연소실 내로 인입되는 외부 공기의 스월을 증대시키며, 고속시에는 스월을 억제시켜 엔진의 출력 향상을 도모하기 위하여,

실린더블록, 상기한 실린더 블록의 상단에 고정 결합되는 실린더 헤드, 상기한 실린더 헤드의 일측과 연결되는 흡, 배기 밸브 그리고 흡기 장치 및 배기장치를 포함하는 자동차용 엔진에 있어서,

외주면에 경사지게 그로브가 설치된 흡기 밸브와,

상기한 흡기 밸브의 그로브홈과 대응하는 실린더 헤드의 일측에 배치되며 저속 흡기시에 흡기 밸브가 회동되어 외부공기를 흡입하도록 하는 흡기 밸브 회동수단과, 상기한 흡기 밸브의 회동을 저속 및 고속에서 각각 다르게 제어하는 흡기 밸브 회동제어수단으로 이루어지는 자동차용 흡기 밸브를 제공한다.

Description

자동차용 흡기 밸브

본 발명은 자동차용 흡기 밸브에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 흡기시에 연소실로 인입되는 공기의 스월 발생을 증대시켜 엔진의 효율을 증대시키기 위한 자동차용 흡기 밸브에 관한 것이다.

일반적으로 자동차는 구동력을 발생하기 위한 엔진을 포함하고 있다. 상기한 엔진은 실린더 블록과 실린더 헤드 그리고 상기한 실린더 블록을 슬라이드 이동하는 피스톤을 포함하고 있다. 상기한 피스톤과 실린더 헤드 사이에는 외부의 공기를 흡입하여 연료와 함께 연소시키기 위한 연소실이 배치된다.

상기한 엔진의 일측에는 흡기장치와 배기 장치가 배치되는데, 이 흡기장치는 외부의 공기를 연소실내로 흡입하는 역할을 하여 배기장치는 연소실에서 연소된 배기가스를 배출하는 것이다. 상기한 흡기장치는 실린더 헤드의 일측에 배치되는 흡기 포트를 포함하고 있다. 상기한 흡기 포트에는 흡기 밸브가 개재되어 외부의 공기를 연소실로 인입시킬 때 오픈되고 폭발행정 또는 배기 행정이 이루어질 때는 클로우즈 되는 구조로 이루어진다.

이와 같이 이루어지는 자동차용 흡기 밸브는, 엔진의 연소실에 외부의 공기를 흡기밸브를 통하여 흡입하고, 흡입된 공기를 피스톤으로 압축시켜 이 압축된 공기가 들어있는 연소실에 연료를 분사함으로 폭발행정이 이루어지고 이 과정에서 발생한 배기가스는 배기장치를 통하여 연소실에서 외부로 배출된다.

상기와 같은 과정을 반복적으로 실시하여 엔진의 구동력이 발생하게 되는 것이다.

상기와 같이 엔진의 구동력을 발생시킬때 엔진의 효율을 증대시키기 위하여 연구가 이루어지고 있다. 특히 연소실 내로 인입되는 공기에 스월을 발생시켜 폭발행정에서 최대의 토오크를 얻을 수 있게 되는데, 상기한 스월은 저속에서는 스월발생이 증대되어야 연소시 혼합율을 증대시켜 엔진의 효율을 증대시킬 수 있으며, 고속에서는 스월이 크면 오히려 엔진의 효율이 떨어지게 되는데, 이에 대한 충분한 대응을 하지 못하는 단점이 있다. 즉, 저속 고속에 관계없이 스월 현상이 발생하도록 함으로서 고속시에는 오히려 엔진의 출력을 저하시키게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 저속시에는 연소실 내로 인입되는 외부 공기의 스월을 증대시키며, 고속시에는 스월을 억제시켜 엔진의 출력 향상을 도모하는 자동차용 흡기 밸브를 제공하는데 있다.

상기한 본 발명에 따른 목적을 달성하기 위하여, 실린더 블록, 상기한 실린더 블록의 상단에 고정 결합되는 실린더 헤드, 상기한 실린더 헤드의 일측과 연결되는 흡,배기 밸브 그리고 흡기 장치 및 배기장치를 포함하는 자동차용 엔진에 있어서,

외주면에 경사지게 그로브가 설치된 흡기 밸브와,

상기한 흡기 밸브의 그로브 홈과 대응하는 실린더 헤드의 일측에 배치되며 저속 흡기시에 흡기 밸브가 회동되어 외부공기를 흡입하도록 하는 흡기 밸브 회동수단과, 상기한 흡기 밸브의 회동을 저속 및 고속에서 각각 다르게 제어하는 흡기 밸브 회동제어수단으로 이루어지는 자동차용 흡기 밸브를 제공한다.

제1도는 본 발명에 따른 실시예를 설명하기 위한 엔진의 단면도.

제2도는 본 발명에 따른 실시예의 흡기 밸브를 도시한 사시도.

제3도는 제1도의 주요부를 확대하여 도시한 확대 단면도.

제4도는 본 발명에 따른 실시예의 작동상태를 설명하기 위한 구성도이다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 제1도는 본 발명에 따른 실시예를 도시한 단면도로서, 엔진(1)을 도시하고 있다. 상기한 엔진(1)은 실린더 블록(3)과 피스톤(5) 그리고 실린더헤드(7) 및 흡기 포트(9)에 장착되는 흡기 밸브(11)를 도시하고 있다.

상기한 피스톤(5)은 실린더 블록(3)의 내경부에 장착되어 슬라이드 가능하게 배치되는 구조로 이루어지고 있다.

그리고 상기한 실린더 블록(3)과 실린더 헤드(7) 사이에는 연소실(13)이 형성되고 이 연소실(13)은 흡기 포트(9) 및 배기 포트(도시생략)와 연결되는 구조로 이루어지고 있다.

상기한 흡기 포트(9)에 설치되즌 흡기 밸브(11)는 별도로 구성되는 밸브 개폐장치(도시생략)에 의하여 개폐되는 구조로 이루어지고 있다.

상기 밸브 개폐장치는 밸브 스프링(도시생략), 로커 아암(도시생략) 그리고 캠샤프트(도시생략) 등으로 이루어져 있다. 그리고 밸브 스프링은 흡기 밸브가 항상 흡기 포트를 닫는 방향으로 흡기 밸브를 탄지하고 있다. 즉, 흡기 밸브의 엔드부 외주에 홈이 형성되어 있고, 이 홈에는 록커가 결합되어 있으며, 록커의 외주에는 밸브 스프링을 탄지하기 위한 리테이너가 결합되어 있다. 밸브 스프링은 상기 리테이너와 실린더 헤드에 탄지되어 흡기 밸브가 항상 닫혀지도록 배치된다. 상기 록커와 흡기 밸브의 엔드부의 결합은 미끄럼 결합되어 흡기 밸브가 축을 중심으로 회전하는 경우에 지장이 없도록 이루어져 있다. 그리고 흡기 밸브의 엔드부 끝에는 로커아암 또는 캠이 미끄럼 접촉되어 흡기 밸브를 가압할 수 있는 통상의 구조로 이루어져 있다.

제2도는 본 발명에 따른 실시예를 도시한 도면으로서, 흡기 포트(9)에 배치되는 흡기 밸브(11)를 도시하고 있다.

상기한 흡기 밸브(11)는 중간부 외주면에 일측방으로 경사지게 그로브(15)가 형성되는 구조로 이루어지고 있다.

상기한 그로브(15)는 등간격으로 이루어지며 또한 복수로 형성되고 있다.

제3도는 본 발명에 따른 실시예를 도시한 도면으로서, 흡기 밸브 회동수단을 도시하고 있다.

상기한 흡기 밸브의 회동수단은 상기한 흡기밸브(11)의 그로브(15)에 대응하며 실린더 헤드(7)의 일측에 소정의 오일챔버(17)를 형성시킨다. 그리고 상기한 오일챔버(17)의 내측에 슬라이드 가능하게 가이드 부재(19)를 설치하고 이 가이드 부재(19)의 외주 일측을 돌출시켜 직경이 큰 돌출부(21)를 형성시킨다. 상기한 돌출부(21)의 외주에는 실링재(23)를 개재하여 오일 챔버(17)의 외면과 접촉할 수 있도록 형성한다. 그리고 상기한 오일쳄버(17)의 일측에 걸림턱(25)을 두어 가이드 부재((19)의 돌출부(21)와 대응하도록 배치하고, 상기 오일챔버(17)의 걸림턱(25)과 가이드 부재(19)의 돌출부(21) 사이에는 압축 코일 스프링(27)으로 이루어지는 탄성부재로 이루어지고 있다.

제4도는 본 발명에 따른 실시예를 도시한 구성도로서, 흡기 밸브 회전 제어 수단을 도시하고 있다. 상기한 흡기 밸브 회전수단은 오일팬(29)과, 오일펌프(31)와, 방향전환밸브(33)와, 전자제어 유닛(35)과, 차속센서(37)로 이루어지고 있다.

상기한 오일팬(29)은 엔진(1)의 저면에 배치되며 오일이 담겨지는 오일이 담겨지는 수납공간이 마련되고 이 수납공간의 내부에 윤활용 오일이 채워지는 구조로 이루어지고 있다.

그리고 오일펌프(31)는 오일팬(29)의 내부에 장착되어 오일팬(29) 내부의 오일은 고압으로 압송하여 각 윤활부에 전달할 수 있도록 하고 있다.

상기한 윤활부(39)는 오일펌프(31)와 관로로 연결되며 엔진의 각부분을 윤활하는 것이다.

또한 상기한 방향전환 밸브(33)는 오일펌프(31)와 윤활부(39)가 연결되는 관로(40)를 분지하여 오일챔버(17)로 오일을 선택적으로 입력 및 배출하기 위한 것이다. 이러한 방향전환 밸브(33)는 오일챔버(17)측으로 오일팬(29)의 오일을 선택적으로 입력하기 위하여 전자제어 유닛(35)에 의하여 제어되며 솔레노이드 밸브로 이루어지되, 오일펌프(31)에서 토출된 오일을 오일챔버(17)에 입력하거나 배출하는 2웨이 2포트 밸브로 이루어지고 있다.

상기한 본 실시예에서의 방향전환 밸브는 2웨이 2포트 밸브로 이루어지는 것을 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 오일펌프(31)에서 토출되는 오일을 오일챔버(17)로 선택적으로 입력이 이루어지도록 하고 또한 선택적으로 배출이 이루어지도록 하는 것이면 어느 것이나 가능하다.

그리고 상기한 방향전환 밸브(33)를 제어하기 위하여 이 방향전환 밸브(33)와 연결되는 전자 제어 유닛(35)과, 상기한 전자제어 유닛(35)과 연결되어 차속을 검출하는 차속센서(37)가 연결되는 구조로 이루어지고 있다.

이와 같이 이루어지는 자동차용 흡기 밸브는, 차속센서(37)가 자동차의 속도를 감지하여 저속일 경우에는 그에 해당하는 신호를 전자제어 유닛(35)에 전송하고, 이 전송 신호를 받은 전자제어 유닛(35)은 방향전환 밸브(33)를 작동시켜 오일펌프(31)에서 토출되는 오일을 오일챔버(17)에 인입시킨다. 그러면 오일챔버(17)내의 오일이 소정의 압력을 갖게 되어 가이드 부재(19)를 가압한다. 이때 가이드 부재(19)는 흡기 밸브(11)에 형성되어 있는 그로브(15) 사이로 인입된다. 따라서 흡기 밸브(11)가 외부의 공기를 흡입할 때 하방으로 이동하게 되는데, 그로브(15)의 이동 변위가 발생하면서 흡기 밸브(11)의 회동이 이루어진다. 따라서 외부에서 인입되는 공기의 스월을 극대화시킬수 있게 된다.

또한 차량이 고속주행 상태일 경우에는 차속센서(37)가 역시 차속을 감지하여 전자 제어 유닛(35)에 그 검출 신호를 전송하게 된다. 그러면 전자제어 유닛(35)은 방향전환 밸브(33)를 작동시킨다. 그러면 오일펌프(31)를 통하여 토출되는 오일압이 윤활부(39)로 계속 공급이 이루어지고 오일챔버(17)로 인입되는 오일은 방향전환 밸브(33)를 통하여 다시 오일팬(29)으로 리턴된다. 따라서 오일챔버(17)의 압력이 해제되고 코일 스프링(27)의 탄성력에 의하여 가이드부재(19)가 일측으로 밀리면서 흡기 밸브(11)의 그로브(15)에서 가이드 부재(19)가 이탈된다. 따라서 고속시에는 흡기 밸브(11)의 회전이 일어나지 않게 되고 역시 스월의 형성이 작아진다.

상기한 본 발명에 따른 자동차용 흡기 밸브는, 저속시에는 흡기 밸브를 회전시켜 스월현상을 발생시키고, 고속시에는 흡기 밸브의 회전을 억제하여 스월현상을 줄임으로서 엔진의 효율을 증대시킬 수 있게 된다.

Claims (5)

1. 실린더 블록, 상기한 실린더 블록의 상단에 고정 결합되는 실린더 헤드, 상기한 실린더 헤드의 일측과 연결되는 흡, 배기 밸브 그리고 흡기 장치 및 배기장치를 포함하는 자동차용 엔진에 있어서, 외주면에 경사지게 그로브가 설치된 흡기 밸브와, 상기 흡기 밸브의 그로브 홈과 대응하는 실린더 헤드의 일측에 배치되며 저속 흡기시에 흡기 밸브가 외부공기를 흡입하도록 하는 흡기 밸브 회동수단과, 상기 흡기 밸브의 회동을 저속 및 고속에서 각각 다르게 제어하는 흡기 밸브 회동제어수단을 구비하고 있는 자동차용 흡기 밸브.
2. 제1항에 있어서, 상기 흡기 밸브 회동수단은 실린더 헤드에 오일압이 작용하도록 배치되는 오일챔버와, 상기 오일챔버 내에 슬라이드 가능하게 배치되며 저속시 흡기 밸브의 그로브에 선택적으로 삽입되는 가이드 부재와, 상기 가이드 부재가 흡기 밸브 그로브에서 이탈되는 방향으로 탄성력이 작용하도록 탄지되는 탄성부재를 구비하고 있는 자동차용 흡기 밸브.
3. 제2항에 있어서, 상기 가이드부재의 일측 외주면을 돌출시켜 오일이 외부로 새지 않도록 실링재를 개재하는 자동차용 흡기 밸브.
4. 제1항에 있어서, 상기 흡기 밸브 회동제어수단은, 엔진 오일이 담겨지는 오일팬과, 상기 오일팬의 내부에 배치되며 오일을 고압으로 압송하는 오일펌프와, 상기 오일펌프와 관로로 연결되며 엔진의 각부를 윤활하는 윤활부와, 상기 오일펌프와 윤활부가 연결되는 관로를 분지하여 오일챔버로 오일을 선택적으로 입력 및 배출하기 위한 방향전환 밸브와, 상기 방향전환 밸브와 연결되어 이 밸브를 제어하는 전자제어유닛과, 상기 전자제어 유닛과 연결되어 차속을 검출하는 차속센서를 구비하고 있는 자동차용 흡기 밸브.
5. 제4항에 있어서, 상기 방향전환 밸브는 전자제어 유닛에 의하여 제어되며 솔레노이드 밸브로 이루어지되, 오일펌프에서 토출된 오일을 오일챔버에 입력하거나 배출하는 2웨이 2포트 밸브로 이루어지는 자동차용 흡기 밸브.