KR100229940B1

KR100229940B1 - 밸브 스템 실 냉각 구조

Info

Publication number: KR100229940B1
Application number: KR1019970080481A
Authority: KR
Inventors: 김규완
Original assignee: 정몽규; 현대자동차주식회사
Priority date: 1997-12-31
Filing date: 1997-12-31
Publication date: 1999-12-01
Also published as: KR19990060259A

Abstract

본 발명은 자동차 엔진의 밸브 가이드와 밸브 스템 사이의 틈새를 통해 오일이 연소실에 침입하는 것을 방지하는 밸브 스템 실(Seal)의 밀착 구조에 관한 것으로서, 특히 밸브 스템 실의 열화로 인한 립부의 마모를 방지토록 한 밸브 스템 실 냉각 구조에 관한 것이다.

상기 본 발명은 밸브 스템의 상하 이동을 안내하는 밸브 가이드와, 상기 밸브 가이드의 상단에 고정되고 내측에 립부가 형성되어 밸브 가이드와 밸브 스템 사이로 오일이 유입되는 것을 방지하는 스템 실이 구비된 밸브 기구에 있어서, 상기 밸브 가이드와 스템 실은 그 내부에 실린더 헤드의 냉각수 통로와 연통되어 상기 스템 실의 립부 둘레에 엔진의 냉각수가 유입되도록 냉각수 통로가 각각 형성되고, 상기 밸브 가이드와 스템 실 사이에 상기 밸브 가이드의 냉각수 통로와 상기 스템 실의 냉각수 통로를 연결하는 연결 부재가 설치된 것을 특징으로 한다.

Description

밸브 스템 실 냉각 구조

일반적으로 엔진에는 동력행정에 필요한 혼합기를 연소실 안으로 흡입하고, 또한 연소가스를 외부로 배출하기 위한 흡기 밸브 및 배기 밸브가 설치된다.

이와 같은 밸브는 도 1에 도시된 바와 같이 캠 축(2)의 회전 운동으로 왕복 운동되어 연소실의 흡기 포트 및 배기 포트(13)를 개폐하게 된다. 그리고 상기 밸브(10)의 왕복 운동은 실린더 헤드에 설치된 밸브 가이드(7) 내에서 긴 봉형상으로 형성된 밸브 스템(12)이 왕복 운동하게 된다.

한편, 실린더 헤드에는 상기 밸브(10)를 작동하기 위한 캠 축(2) 및 밸브 개폐기구가 설치되고, 상기 밸브 개폐기구들의 원활한 작동을 위해 윤활 및 냉각 작용을 하는 오일이 공급된다.

그런데, 상기 실린더 헤드 내에 공급된 오일이 밸브 가이드(7)와 밸브 스템(12) 사이의 틈새를 통해 연소실에 침입하게 되면 실린더 내의 연소효율이 떨어지고 심한 경우에는 고장을 일으키는 경우가 발생된다. 그래서, 연소실에 오일이 침입하는 것을 방지하도록 상기 밸브 가이드(7) 상측의 밸브 스템(12) 둘레에 스템 실(20)을 설치한다.

이와 같은 종래 밸브 스템 실의 밀착 구조는 밸브(10)의 밸브 스템(12) 둘레에 스템 실(20)이 끼워지고, 상기 스템 실(20)을 지지하도록 그 외주면에 일정 두께의 철판으로 된 실 커버(22)가 설치되며, 상기 실 커버(22)는 밸브 가이드(7) 상측에 고정된다. 그리고 상기 스템 실(20)의 내주면은 밸브 스템(12)의 둘레에 밀착되어 오일 유입이 차단되도록 내측방향으로 돌출된 립부(20a)가 형성된다.

또한 상기 스템 실(20)의 외측면에는 링형의 실 스프링(25)이 설치되어 스템 실(20)이 밸브 스템(12)의 둘레에 밀착되도록 한다.

이와 같이 밸브 스템(10)에 밀착된 스템 실(20)은 밸브 가이드(7) 상측에서 밸브 가이드(7)와 밸브 스템(12)의 틈새를 막아 오일이 그 사이로 침입되는 것을 방지하게 된다.

즉, 상기 밸브 스템(12)이 왕복 운동하게 되면, 상기 스템 실(20)의 립부(20a)가 상기 밸브 스템(12)의 둘레에 밀착되어 있으므로 밸브 스템(12)이 스템 실(20)의 내주면에서 미끄러지듯이 왕복 운동하게 되고, 따라서 연소실내로의 오일의 침입은 방지된다.

그러나 상기한 스템 실(20)은 일반적으로 고무재로 형성되어 있고 오일 유입 방지 기능이 향상되게 립부(20a)가 형성되어 있기 때문에 밸브 스템(12)이 계속적으로 왕복 운동하게 되면 스템 실의 립부(20a)가 열화되어 마모되게 된다.

이와 같이 스템 실(20)의 립부(20a)가 마모되게 되면 오일 유입 방지 기능이 현저히 떨어지게 되어 연소실에 오일이 유입되고, 따라서 오일 소모량이 많아짐은 물론 엔진의 연소 성능도 떨어지는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 엔진의 냉각수를 스템 실의 립부 내측으로 유입되게 하여 스템 실의 립부가 열화되는 것을 방지함으로써 수명이 연장됨은 물론 오일 유입 방지 기능이 향상되도록 하는 밸브 스템 실 냉각 구조를 제공하는 데 있다.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 밸브 스템 실 냉각 구조는, 밸브 스템의 상하 이동을 안내하는 밸브 가이드와, 상기 밸브 가이드의 상단에 고정되고 내측에 립부가 형성되어 밸브 가이드와 밸브 스템 사이로 오일이 유입되는 것을 방지하는 스템 실이 구비된 밸브 기구에 있어서, 상기 밸브 가이드와 스템 실은 그 내부에 실린더 헤드의 냉각수 통로와 연통되어 상기 스템 실의 립부 둘레에 엔진의 냉각수가 유입되도록 냉각수 통로가 각각 형성되고, 상기 밸브 가이드와 스템 실 사이에 상기 밸브 가이드의 냉각수 통로와 상기 스템 실의 냉각수 통로를 연결하는 연결 부재가 설치된 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래 기술의 밸브 스템 실 장착 구조가 도시된 구성도,

도 2는 본 발명에 따른 밸브 스템 실 냉각 구조가 도시된 구성도,

도 3a는 도 2의 A-A선의 단면도,

도 3b는 도 2의 B-B선의 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

50 : 실린더 헤드 60 : 밸브 스템

65 : 밸브 가이드 70 : 스템 실

75 : 실 커버 80 : 실 스프링

90 : 연결 부재

50a, 65a, 65b, 70a : 냉각수 통로

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 의한 밸브 스템 실 냉각 구조는 도 2내지 도 3에 도시된 바와 같이 밸브 스템(60)의 상하 이동을 안내하도록 실린더 헤드(50)에 고정된 밸브 가이드(65)와, 상기 밸브 가이드(65)의 상단에 고정되고 내측에 립부(71)가 형성되어 밸브 가이드(65)와 밸브 스템(60) 사이로 오일이 유입되는 것을 방지하는 스템 실(70)이 구비되어 있는 바, 상기 밸브 가이드(65)와 상기 스템 실(70)은 그 내부에 실린더 헤드(50)의 냉각수 통로(50a)와 연통되어 상기 스템 실(70)의 립부( 내측에 엔진의 냉각수가 유입되도록 냉각수 통로(65a,65b,70a)가 각각 형성되고, 상기 밸브 가이드(65)와 스템 실(70) 사이에 상기 밸브 가이드(60)의 냉각수 통로(65a,65b)와 상기 스템 실(70)의 냉각수 통로(70a)를 연결하는 연결 부재(90)가 설치되어 있다.

즉 상기 스템 실(70)의 립부(71) 내측으로 엔진의 냉각수가 유입되게 밸브 가이드(65)와 스템 실(70)에 냉각수 통로(70a)가 형성되어 있는 것이다.

물론 상기 밸브 가이드(65) 및 스템 실(70)의 냉각수 통로(65a,65b,70a)는 실린더 헤드(50)의 냉각수 통로(50a)와 연통되고, 일측으로 유입되어 타측으로 배출되게 형성되어 있다.

그리고 상기 스템 실(70)의 냉각수 통로(70a)는 도 3a에 도시된 바와 같이 립부(71) 내측에서 냉각이 균일하게 이루어지도록 둘레 방향으로 유동되게 형성되어 있다.

또한 상기 밸브 가이드(65)는 그 상단에 냉각수 유입구(65a') 및 냉각수 유출구(65b')가 각각 형성되고, 상기 냉각수 유입구(65a') 및 유출구(65b')의 외측과 내측에 암나사가 나있는 일정 깊이의 원형 홈(65c)이 각각 형성되어 있다.

그리고 상기 연결 부재(90)는 상기 스템 실(70)과 밸브 가이드(65) 사이에 위치되고 상기 스템 실(70)과 밸브 가이드(65)의 냉각수 통로(65a,65b,70a)와 연통되게 냉각수 홀(91a)이 형성된 원형상의 플랜지부(91)와, 상기 플랜지부(91)의 저면에서 원형 돌출되어 상기 밸브 가이드(65)의 원형홈(65c)에 체결되게 수나사가 형성된 복수개의 나사 고정부(92)로 이루어져 있다.

여기서 도 2의 미설명 부호 '75'는 실 커버이고, '80'은 실 스프링이다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 밸브 스템 실 냉각 구조의 작용을 설명하면 다음과 같다.

캠의 작동에 따라 밸브 스템(60)이 왕복 운동되면서 연소실의 흡배기 포트를 개폐시키게 된다. 동시에 밸브 기구의 원활한 작동을 위해 일정량의 오일이 밸브 스템(60)의 상단 주위에 뿌려지게 된다.

물론 상기 밸브 스템(60)의 둘레에는 스템 실(70)이 설치되어 밸브 가이드(65)와 밸브 스템(60) 사이를 통해 연소실에 오일이 유입되는 것을 막게 된다.

여기서 상기 스템 실(70)의 립부(71)가 밸브 스템(60)의 둘레면에 밀착되어 있는 반면, 밸브 스템(60)은 왕복 운동하게 되므로 스템 실(70)의 립부(71)에 마찰열이 발생하게 된다.

하지만 본 발명은 스템 실(70)의 립부(71) 내측으로 엔진의 냉각수가 유동하면서 마찰열을 저감시키기 때문에 립부(71)가 마모되는 것을 최소화시키게 된다.

즉 엔진의 냉각수가 실린더 헤드(50)의 냉각수 통로(50a)를 통해 밸브 가이드(65)의 냉각수 통로(65a)로 유입되고, 이렇게 유입된 냉각수는 스템 실(70)의 냉각수 통로(70a)를 유동하게 되면서 립부(71)의 온도를 저하시키게 된다. 이와 같이 스템 실(70)의 립부(71)를 냉각시킨 냉각수는 다시 밸브 가이드(65)의 냉각수 통로를 통해 실린더 헤드(50)의 냉각수 통로(50a)로 빠져나가게 된다.

따라서, 상기와 같이 구성되고 작용되는 본 발명의 밸브 스템 실 냉각 구조는 엔진의 냉각수를 이용하여 스템 실의 립부 마모를 최소화시키기 때문에 스템 실의 오일 유입 방지 기능이 일정하게 유지되어 오일 소모량이 줄어들고 엔진의 연소 성능도 향상되는 이점이 있다.

Claims

밸브 스템의 상하 이동을 안내하는 밸브 가이드와, 상기 밸브 가이드의 상단에 고정되고 내측에 립부가 형성되어 밸브 가이드와 밸브 스템 사이로 오일이 유입되는 것을 방지하는 스템 실이 구비된 밸브 기구에 있어서,

상기 밸브 가이드와 스템 실은 그 내부에 실린더 헤드의 냉각수 통로와 연통되어 상기 스템 실의 립부 둘레에 엔진의 냉각수가 유입되도록 냉각수 통로가 각각 형성되고, 상기 밸브 가이드와 스템 실 사이에 상기 밸브 가이드의 냉각수 통로와 상기 스템 실의 냉각수 통로를 연결하는 연결 부재가 설치된 것을 특징으로 하는 밸브 스템 실 냉각 구조.
제 1 항에 있어서,

상기 밸브 가이드 및 스템 실의 냉각수 통로는 일측으로 유입되어 타측으로 배출되게 형성된 것을 특징으로 하는 밸브 스템 실 냉각 구조.
제 1 항에 있어서,

상기 스템 실의 냉각수 통로는 립부 내측에서 둘레 방향으로 유동토록 형성된 것을 특징으로 하는 밸브 스템 실 냉각 구조.
제 1 항에 있어서,

상기 밸브 가이드는 그 상단에 냉각수 유입구 및 냉각수 유출구가 각각 형성되고, 상기 냉각수 유입구 및 유출구의 외측과 내측에 상기 연결 부재가 체결되도록 암나사가 나있는 일정 깊이의 원형 홈이 각각 형성된 것을 특징으로 하는 밸브 스템 실 냉각 구조.
제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,

상기 연결 부재는 상기 스템 실과 밸브 가이드 사이에 위치되고 상기 스템 실과 밸브 가이드의 냉각수 통로와 연통되게 냉각수 홀이 형성된 원형상의 플랜지부와, 상기 플랜지부의 저면에서 원형 돌출되어 상기 밸브 가이드의 원형홈에 체결되게 수나사가 형성된 복수개의 나사 고정부로 이루어진 것을 특징으로 하는 밸브 스템 실 냉각 구조.