KR100241371B1 - 차량 엔진의 흡배기 공용밸브 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량 엔진의 흡배기 공용밸브에 관한 것으로, 종래에는 흡입 및 배기밸브의 구동시 밸브페이스와 흡기 및 배기포트의 충돌로 소음이 발생되고, 밸브 왕복 운동시 밸브와 피스톤의 충돌이 예상되는 문제가 있었다.

본 발명은 예시도면 도 3 내지 도 5 와 같이 기존의 흡배기캠축을 제거하고, 흡배기밸브를 하나의 밸브(흡배기공용밸브(10))로 단일화하여 실린더헤드(16)에 설치하되, 흡배기공용밸브(10)는 전자제어장치(26)와 연결된 모터(22)와 연결 설치함과 더불어 흡기포트(12)와 배기포트(14)의 경계부에 위치하여 설치하며, 상기 흡배기공용밸브(10)의 일측에는 요홈(20)을 형성하여 흡입 및 배기행정에서는 상기 모터(22)의 구동에 의해 흡배기공용밸브(10)의 요홈(20)이 각각 흡배기포트(12)(14)로 향해 있고, 압축 및 폭발행정에서는 외통부(24)가 흡배기포트(12)(14)를 밀폐하도록 이루어진 것이다.

따라서, 본 발명은 연소실의 표면 감소로 연소효율을 증대할 수 있고, 밸브페이스 제거로 엔진의 전체적인 이음을 줄일 수 있는 효과가 있다.

Description

차량 엔진의 흡배기 공용밸브 장치

본 발명은 차량 엔진의 흡배기 공용밸브에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 밸브페이스의 제거로 이음을 제거하고, 연소실 표면 감소로 연소효율을 증대하도록 한 차량 엔진의 흡배기 공용밸브에 관한 것이다.

통상 엔진의 본체는 연료의 연소에서 발생되는 열에너지를 운동에너지로 바꾸어 동력을 발생시켜주는 기계로 상용적으로 사용되는 엔진은 크게 연료에 따라 가솔린엔진과 디젤엔진으로 구분되고, 실린더헤드와 실린더블록, 크랭크케이스의 3부분의 몸체로 구분되어 그 부품들은 정지부품과 운동부품 및 각종 부속장치로 이루어져 있다.

여기서 정지부품인 실린더헤드는 흡기밸브와 배기밸브 그리고 가솔린기관에서는 점화플러그가 장착되어 있고, 디젤기관에서는 연료분사노즐이 부착되어 있는 것으로 첨부된 예시도면 도 1은 엔진(1)의 연소실(2) 내로 연료를 공급시켜주고 연소가스를 배출하여 주는 캠축식 밸브를 표현한 예시도이다.

일반적인 4 행정 사이클의 캠축(5, 6)은 크랭크축의 회전수에 1/2로 타이밍기어가 설치되어 있어서, 크랭크축의 회전에 대한 각 밸브의 개폐 시기가 정확히 맞추어져야 하며, 흡기캠축(5)과 배기캠축(6)에는 캠(7)이 부착되어 있어 이에 연결되어 있는 흡기밸브(3)와 배기밸브(4)를 개폐시키게 된다.

또한, 흡기밸브(3)는 흡기저항이 적게 받도록 설계되고, 배기밸브(4)는 냉각이 잘되고 내구력이 크게 설계되어야 한다.

따라서, 상기한 흡입밸브(3)와 배기밸브(4)는 피스톤이 1 사이클을 하는 동안 극히 짧은 시간에 쉽게 흡기 및 배기를 하여 체적효율을 높이고, 두 밸브(3, 4)가 닫혀 있는 압축 행정과 동력 행정에서는 충분한 기밀을 유지하여야 하며, 연소가스의 고온에 노출되어도 정확히 작동하고, 장시간의 운전에도 견딜 수 있도록 성형되어 야 한다.

그러나, 종래에는 흡배기밸브(3)(4)의 구동시 밸브페이스(8)와 흡기 및 배기포트의 충돌로 소음이 발생되고, 밸브 왕복 운동시 밸브(3, 4)와 피스톤의 충돌이 예상되므로 밸브의 가위각을 줄이지 못하여 연소실 표면이 증가하여 성능이 저하되는 문제가 있었다.

따라서 본 발명은 상기한 종래의 엔진이 지닌 문제를 개선하기 위하여 안출된 것으로, 밸브페이스의 제거로 이음을 제거하고, 연소실 표면 감소로 연소효율을 증대하도록 한 차량 엔진의 흡배기 공용밸브를 제공하고자 함에 발명의 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 기존의 흡기캠축과 배기캠축을 폐지하고, 흡기밸브와 배기밸브를 하나의 밸브(흡배기공용밸브)로 단일화하여 실린더헤드에 설치하되, 흡배기공용밸브는 전자제어장치와 연결된 모터와 연결하여 설치함과 더불어 흡기포트와 배기포트의 경계선인 실린더헤드의 중앙에 위치하여 설치한 것이다.

상기 흡배기공용밸브의 일측에는 요홈을 형성하여 흡입행정에서는 상기 모터의 구동에 의해 흡배기공용밸브의 요홈이 흡기포트로 향해 연료가 요홈을 따라 연소실로 흡입되고, 압축 및 폭발행정에서는 흡배기공용밸브의 외통부가 흡기포트와 배기포트를 막도록 되며, 배기행정에서는 요홈이 배기포트로 향해 배기가스가 요홈을 따라 배기포트로 배출되도록 이루어진 것이다.

따라서, 본 발명은 밸브페이스 제거로 이음을 제거할 수 있고, 연소실 상단부 표면의 감소로 연소효율을 증대할 수 있으며, 부품수 감소로 생산비를 절감할 수 있는 것이다.

도 1 은 종래 엔진의 오버헤드 캠축식 밸브를 표현한 예시도,

도 2 는 종래 오버헤드 캠축식 밸브에 따른 엔진의 일부부분을 절개하여 표현한 단면도,

도 3 은 본 발명에 따른 흡배기 공용밸브가 모우터에 연결한 상태의 예시도,

도 4 의 (가)는 흡배기 공용밸브의 요홈이 흡기포트에 놓여진 상태를 보인 예시도,

(나)는 흡배기 공용밸브의 요홈이 배기포트에 놓여진 상태를 보인 예시도,

도 5 는 흡배기 공용밸브의 외통부가 흡배기포트를 밀폐한 상태를 보인 예시도이다.

- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -

10 - 흡배기공용밸브, 12 - 흡기포트,

14 - 배기포트, 16 - 실린더헤드,

18 - 연소실, 20 - 요홈,

22 - 모우터,24 - 외통부,

26 - 전자제어장치.

이하 본 발명에 대하여 첨부된 예시도면에 의거 그 구성과 작용효과에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 흡기포트(12)와 배기포트(14)가 형성된 차량 엔진에 있어서, 흡기포트(12)와 배기포트(14)가 접하는 경계부에 흡배기공용밸브(10)를 설치하되, 흡배기공용밸브(10)의 외통부(24) 일측에 요홈(20)을 형성함과 더불어 그 상단부는 모터(22)에 설치하여 엔진의 흡입행정에서는 모터(22)의 구동으로 흡배기공용밸브(10)의 요홈(20)이 흡기포트(12)로 향해 위치하고, 압축 및 폭발행정에서는 요홈(20)이 중립에 위치하여 흡기포트(12)와 배기포트(14)를 밀폐하며, 배기행정에서는 요홈(20)이 배기포트(14)로 향하도록 이루어진 것이다.

상기와 같은 차량 엔진의 흡배기 공용밸브(10)는 첨부된 예시도면 도 3에 표현된 바와 같이, 기존의 엔진에 설치된 밸브가 흡입밸브와 배기밸브 두가지로 구성되어 있던 것에서 하나의 밸브(흡배기공용밸브(10))로 단일화하여 엔진의 실린더헤드(16)의 내측에 설치한 것이다.

또한, 흡배기 공용밸브(10)는 모우터(22)와 연결 설치되어 모우터(22)의 구동에 의해 회전되도록 구성되어져 기존의 밸브가 캠축의 캠에 의해 구동된 것을 대체한 것이다.

그리고 흡배기 공용밸브(10)의 외통부(24) 일측에 요홈(20)을 형성하여 흡배기공용밸브(10)가 모우터(22)의 구동으로 회전하면서 후술되는 엔진의 흡기포트와 배기포트로 향하게 되어 연료를 요홈(20)에 따라 흡입되거나 연소된 후 배기가스가 요홈(20)에 따라 배출되는 것이다.

즉, 밸브 하나가 흡기밸브와 배기밸브의 두가지 기능을 겸비하도록 한 것이다.

따라서, 엔진의 흡입행정에서는 연료가 흡기포트(12)를 통해 연소실(18)로 흡입되어야 하므로 흡배기공용밸브(10)의 요홈(18)이 첨부된 예시도면 도 4의 (가)에 표현한 바와 같이, 흡기포트(12) 쪽으로 향하게 되고, 연소실(18)에 들어온 연료는 점화플러그에 의해 점화되면서 압축 및 폭발행정을 거쳐 연소하게 된다.

또한 배기행정에서는 흡배기공용밸브(10)의 요홈(20)이 도 4의 (나)에 표현한 바와 같이, 배기포트(14) 쪽으로 향하여 연소된 후 남은 배기가스가 요홈(20)을 따라 배기포트(14) 쪽으로 배출하게 되는 것이다.

한편 상기 흡배기공용밸브(10)를 회전시키는 모터(22)는 전자제어장치(26)와 연결되어 엔진의 속도에 따라 흡배기공용밸브(10)의 요홈(20)을 흡기포트(12) 또는 배기포트(14) 쪽으로 회전시키는 것이다.

상기 엔진의 4행정중 압축 및 폭발행정에서는 첨부된 예시도면 도 5에 표현된 바와같이, 흡배기공용밸브(10)의 요홈(20)이 흡기포트(12)와 배기포트(14)의 어느쪽으로도 향해 있지 않고 중립에 위치하여 흡배기공용밸브(10)의 외통부(24)가 흡기포트(12)와 배기포트(14)를 밀폐할 수 있도록 된 것이다.

따라서 상기 흡배기공용밸브(10)가 흡기포트(12)와 배기포트(14)를 밀폐함과 더불어 엔진의 구동에 의해 피스톤이 상사점으로 이동된 상태에서 연소실(18)로 흡입된 공기와 혼합된 연료가 점화플러그에 의해 점화되어 연소팽창하여 그 압력으로 피스톤을 하사점으로 내리 밀음으로써 피스톤과 연결된 크랭크축이 회전되어 자동차는 주행하게 된다.

따라서, 본 발명은 연소실의 표면 감소로 연소효율을 증대할 수 있고, 밸브페이스 제거로 엔진의 전체적인 이음을 줄일 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 내연기관의 흡배기 공용 밸브 장치에 있어서, 흡기포트(12)와 배기포트(14)가 접하여 연통되는 경계부 중앙에 흡배기공용밸브(10)를 설치하되, 흡배기공용밸브(10)의 외통부(24) 일측에 요홈(20)을 형성함과 더불어 그 상단부는 모터(22)에 설치하여 엔진의 흡입행정에서는 모터(22)의 구동으로 흡배기공용밸브(10)의 요홈(20)이 흡기포트(12)로 향해 위치하고, 압축 및 폭발 행정에서는 요홈(20)이 중립에 위치하여 흡기포트(12)와 배기포트(14)를 밀폐하며, 배기행정에서는 요홈(20)이 배기포트(14)로 향하도록 구성되는 밸브 페이스 제거형의 원형 막대상 차량 엔진의 흡배기 공용밸브 장치.

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