KR100222857B1 - 자동차용 엔진의 밸브 개폐 기구 - Google Patents

Abstract

엔진의 효율을 극대화시키고 유해 배기가스를 저감하기 위하여, 크랭크 축과 연동하여 회전하는 캠축에 고정 결합되는 캠과, 상기한 캠과 접촉하여 배치되며 캠샤프트와 나란하게 배치되며 로커 샤프트가 축방향으로 슬라이드 이동 가능하게 그 외주에 고정되는 로커 아암과, 상기한 로커 샤프트의 일측에 고정 결합되며 상단부가 소정의 경사면을 이루는 밸브 리프트 길이 조절부재와, 상기한 로커아암의 일측에 힌지 결합되어 일측 선단부 상단이 밸브 리프트 길이 조절 부재의 경사면에 안착되고 일측 선단부 하단은 경사지게 자유단을 형성하는 레버와, 상기한 로커 아암의 일측에 힌지 결합되며 일측면이 레버의 선단부 하단과 접촉하여 배치되는 길이조절 편심캠과, 밸브 리프트 길이조절부재의 경사면과 레버의 접촉부위를 차속에 따라 가변시키기 위한 로커 샤프트 이송수단을 포함하는 자동차용 엔진의 밸브 개폐 기구를 제공한다.

Description

자동차용 엔진의 밸브 개폐 기구

본 발명은 자동차용 엔진의 밸브 개폐 기구에관한 것으로서, 보다 상세하게는속도 영역에 따라서 밸브의 리프트의 길이를 가변토록 함으로서 엔진의 효율을 증대시키고 유해 배기가스를 저감하는 자동차용 엔진의 밸브 개폐 기구를 제공하는데 있다.

일반적으로 자동차의 엔진은 실린더 블록과, 상기한 실린더 블록의 내측에서 슬라이드 왕복 운동하는 피스톤과, 상기한 실린더 블록의 상단에 고정 결합되는 실린더 헤드로 이루어지고 있다. 그리고 상기한 실린더 헤드와 피스톤 사이에는 외부의 공기를 흡입하여 연료와 함께 연소시켜 구동력을 발생하는 연소실을 포함하고 있다.

상기한 엔진은 연소실에 외부의 공기를 흡입하거나 또는 연소된 연소가스를 외부로 배출하기 위하여 다수의 흡 배기 밸브가 실린더 헤드에 배치되는 구조로 이루어지고 있다.

상기한 흡 배기 밸브는 밸브 개폐기구에 의하여 개폐가 이루어지고 있다. 상기한 밸브 개폐기구는 크랭크 샤프트와 연동하여 회전하는 캠축의 외주에 고정 결합되는 캠과, 상기한 캠에 밀착되고 로커 아암 샤프트에 고정되어 캠에 의하여 회동이 이루어지는 로커 아암등으로 이루어지며, 상기한 로커 아암의 일측에 흡 배기 밸브가 접촉되어 개폐가 이루어지는 구조로 이루어지고 있다.

상기한 밸브 개폐 기구는 기관의 출력을 향상시키기 위해 밸브가 개폐 할 때의 속도 또는 가속도를 크게 설정하여 밸브가 열리는 면적을 크게 설정하여 엔진의 효율을 높이는 구조로 설계가 이루어진다.

상기한 밸브의 개폐면적은 설계후에 그 크기가 정해지고 작동중에는 밸브 개폐시간에 비례하여 밸브가 열리는 면적이 가변하게 된다.

상기한 종래의 자동차용 엔진의 밸브 개폐 기구는, 저속 및 고속에서 각각의 공기의 흡입량 및 연소가스의 배출시간이 달라지게 되는 데, 흡 배기 밸브의 개폐시 밸브가 열리는 면적이 기구적으로 일정하게 고정되어 있어 엔진의 효율이 감소되고 유해 배기가스가 증가되는 문제점이 있게 된다.

상기한 본 발명에 따른 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 엔진의 효율을 극대화시키고 유해 배기가스를 저감하는 자동차용 엔진의 밸브 개폐 기구를 제공하는 데 있다.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 크랭크 축과 연동하여 회전하는 캠축에 고정 결합되는 캠과, 상기한 캠과 접촉하여 배치되며 캠샤프트와 나란하게 배치되며 로커 샤프트가 축방향으로 슬라이드 이동 가능하게 그 외주에 고정되는 로커 아암과, 상기한 로커 샤프트의 일측에 고정 결합되며 상단부가 소정의 경사면을 이루는 밸브 리프트 길이 조절부재와, 상기한 로커아암의 일측에 힌지 결합되며 일측 선단부 상단이 밸브 리프트 길이 조절부재의 경사면에 안착되고 일측 선단부 하단은 경사지게 자유단을 형성하는 레버와, 상기한 로커 아암의 일측에 힌지 결합되며 일측면이 레버의 선단부 하단과 접촉하여 배치되는 길이조절 편심캠과, 밸브리프트 길이조절부재의 경사면과 레버의 접촉부위를 차속에 따라 가변시키기 위한 로커 샤프트 이송수단을 포함하는 자동차용 엔진의 밸브 개폐 기구를 제공한다.

제1도는 본 발명에 따른 실시예를 도시한 정면도.

제2도는 제1도의 우측면도.

제3도는 본 발명에 따른 실시예의 작동상태를 설명하기 위한 블록도이다.

이하,본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 첨부하여 보다 상세하게 설명한다.

제1도는 본 발명에 따른 실시예를 도시한 정면도이고, 제2도는 제1도의 우측면도로서, 실린더 블록(1) 및 실린더 헤드(3) 그리고 상기한 실린더 블록(1)의 내부를 슬라이드 이동하는 피스톤(5)과, 상기한 실린더 헤드(3) 및 피스톤(5)의 상당부 사이에 형성되는 연소실(7)에 형성되는 흡, 배기 밸브(9)와, 상기한 흡, 배기 밸브(9)를 개폐하기 위한 개폐 기구(11)를 도시하고 있다.

상기한 흡, 배기 밸브 개폐기구(11)는 크랭크 축(도시생략)과 나란하게 배치되어 크랭크 축의 회전에 따라 회전이 이루어지는 캠축(13)과, 상기한 캠축(13)의 외주에 고정 결합되는 캠(15)과, 상기한 캠축(15)과 소정의 거리를 이격하여 나란하게 배치되는 로커 샤프트(17)와, 상기한 로커 샤프트(17)의 외주에 고정 결합되고 캠(15)과 밀착되어 캠(15)의 회전에 따라 연동하여 회동이 이루어지는 로커 아암(19)과, 상기한 로커 샤프트(17)의 일측에 고정 결합되는 밸브 리프트 길이 조절부재(21)를 포함하고 있다. 상기한 밸브 리프트 길이 조절부재(21)는 상단부가 경사지는 경사면(23)을 가지고 있다.

그리고 상기한 로커 샤프트(17)는 로커 아암(19)의 중심부를 축방향으로 슬라이드 이동 가능하게 결합되는 구조로 이루어지고 있다. 그러고 상기한 로커 아암(19)의 일측에는 중간부가 힌지 결합되는 레버(25)가 배치된다. 상기한 레버(25)는 상단부(27) 및 하단부(29)를 가지며 경사지는 형태로 이루어지고 있다. 상기한 레버(25)의 상단부(27)는 밸브 리프트 길이 조절부재(21)의 경사면(23)에 접촉되며 하단부(29)는 자유단을 이루고 있다.

그리고 상기한 로커 아암(19)의 일측에 길이 조절 편심캠(31)이 회동 가능하게 결합되며 이 길이 조절 편심캠(31)이 레버(25)의 하단부(29)에 밀착되도록 배치된다.

한편 상기한 로커 샤프트(17)는 축방향으로 슬라이드 이동 가능하게 일측단에 로커 샤프트 이송수단이 배치되고 있다. 상기한 로커 샤프트 이송수단은 밸브 리프트 길이 조절부재(21)의 경사면(23)과 레버(25)의 접촉부위를 차속에 따라 가변시키기 위한 것이다. 상기한 로커 샤프트 이송수단은, 제3도에 도시하고 있는 바와 같이, 로커 샤프트(17)의 일단에 고정 결합되는 액츄에이터(33)와, 상기한 엑츄에이터(33)와 연결되어 이 엑츄에이터(33)의 작동을 제어하는 전자제어 유닛(35)과, 상기한 전자 제어 유닛(35)과 연결되어 차량의 속도를 센싱하여 센싱값을 전자제어유닛(35)에 전송하는 속도센서(37)와, 상기한 전자 제어 유닛(37)과 연결되며 액츄에이터(33)의 작동을 제어하는 스위치(39)로 이루어지고 있다.

상기한 액츄에이터(33)는 유압에 의하여 로커 샤프트(17)를 축방향으로 이송하는 구조로 이루어지며, 제어 밸브(41)에 의하여 이 엑츄에이터(33)를 제어하는 구조로 이루어지고 있다.

이와 같이 이루어지는 자동차용 엔진의 밸브 개폐 기구는, 차량의 주행이 이루어지게 되면 속도센서(37)가 차량의 속도를 센싱하여 이 센싱된 신호값을 전자제어 유닛(35)에 전송하게 된다. 그리고 상기한 전자 제어 유닛(35)은 작동 스위치(39)에 의하여 작동이 이루어지게 되며 속도센서(37)의 신호에 따라 엑츄에이터(33)를 제어하게 된다.

주행중인 차량의 속도가 변화하면 전자 제어 유닛(35)에 의하여 엑츄에이터(33)를 작동시키는 제어 밸브(41)를 제어하게 된다. 그러면 엑츄에이터(33)가 로커샤프트(17)를 축방향으로 적정한 거리만큼 이동시키게 된다. 따라서 상기한 로커 샤프트(17)와 일체를 이루고 있는 밸브 리프트 길이 조절부재(21)가 역시 이동하여 밸브 리프트 길이 조절부재(21)의 상단에 형성되어 있는 경사면(23)과 접촉하는 레버(25)의 접촉부위가 이동되면서 레버(25)의 각도가 변하게 된다. 그러면 레버(25)는 로커 아암(19)의 힌지점을 중심으로 회동하여 길이 조절 편심캠(31)의 일측을 가압하여 소정의 거리만큼 회동시킨다. 그러면 상기한 길이 조절 편심캠(31)에 밀착되어 있던 흡, 배기 밸브(9)가 이동하게 된다. 따라서 흡, 배기 밸브(9)의 개폐시간이 달라지게 되는 것이다.

상기한 본 발명에 따른 자동차용 엔진의 밸브 개폐 기구는, 차량의 속도에 따라 흡, 배기 밸브를 개폐 시간을 자동적으로 가변시킴으로서, 엔진의 효율을 증대시키고 연소효율을 증대시킴으로서 유해 배기가스를 저감시킬 수 있게 된다.

Claims (2)

1. 크랭크 축과 연동하여 회전하는 캠축에 고정 결합되는 캠과, 상기한 캠과 접촉하여 배치되며 캠샤프트와 나란하게 배치되면 로커 샤프트가 축방향으로 슬라이드 이동 가능하게 그 외주에 고정되는 로커 아암과, 상기한 로커 샤프트의 일측에 고정 결합되며 상단부가 소정의 경사면을 이루는 밸브 리프트 길이 조절부재와, 상기한 로커아암의 일측에 힌지 결합되며 일측 선단부 상단이 밸브 리프트 길이 조절 부재의 경사면에 안착되고 일측 선단부 하단은 경사지게 자유단을 형성하는 레버와, 상기한 로커 아암의 일측에 힌지 결합되며 일측면이 레버의 선단부 하단과 접촉하여 배치되는 길이조절 편심캠과, 밸브 리프트 길이조절부재의 경사면과 레버의 접촉부위를 차속에 따라 가변시키기 위한 로커 샤프트 이송수단을 포함하는 자동차용 엔진의 밸브 개폐 기구.
2. 제1항에 있어서, 로커 샤프트 이송수단은 로커 샤프트의 일측과 고정되어 유압에 의하여 로커 샤프트를 축방향으로 이송하는 엑츄에이터와, 상기한 엑츄에이터와 연결되어 이 엑츄에이터의 작동을 제어하는 전자제어 유닛과, 상기한 전자 제어 유닛과 연결되어 챠량의 속도를 센싱하여 센싱값을 전자제어 유닛에 전송하는 속도 센서와, 상기한 전자 제어 유닛과 연결되며 액츄에이터의 작동을 제어하는 스위치로 이루어지는 자동차용 엔진의 밸브 개폐 기구.