KR100248333B1 - 자동차 기관의 흡배기 밸브장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차 기관의 실린더에서 가스를 흡입시키고 배출시키기 위한 회전식 구형의 흡입 및 배기 밸브에 관한 것이다.

이와 같은 본 발명의 흡배기 밸브 장치는 실린더 블록의 흡배기구를 각각의 실린더의 행정에 따라 여닫을 수 있도록 내부에 원통형의 구멍이 뚫린 구형상을 가지며, 두 개의 캠축에 연결되어 캠축의 회전에 따라 각각 회동하므로써, 기관의 행정에 따라 가스를 흡입 및 배기하는 흡배기 밸브를 포함하여 구성한 것을 특징으로 한다.

Description

자동차 기관의 흡배기 밸브장치

제1도는 종래의 실시예에 따른 자동차 기관의 부분 단면도.

제2도는 본 발명의 실시예에 따른 자동차 기관의 부분 단면도.

제3도는 제2도의 기관에서 흡배기 밸브 장치의 상세 구성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 실린더 블록 12 : 피스톤

13 : 커넥팅 로드 14 : 흡기 밸브

15 : 배기 밸브 16 : 실린더 헤드

17 : 압력 조절부 18 : 흡기관

19 : 배기관 20 : 점화 플러그

21 : 캠축 22 : 미끄럼 베어링

23 : 벨트

[발명의 분야]

본 발명은 자동차 기관의 실린더에서 가스를 흡입시키고 배출시키기 위한 회전식 구형의 흡입 및 배기 밸브에 관한 것이다.

[종래의 기술]

현재 자동차에 널리 사용되는 기관은 4사이클 기관으로서, 흡기 매니폴드의 도중에 설치된 기화기(또는 연료 분사장치)에 의해 공기와 연료의 균일한 혼합기가 만들어진다.

이 혼합기는 제1도에 도시한 것처럼, 피스턴-크랭크샤프트 기구가 있는 실린더(1) 안으로 흡입되어 압축된 후, 점화플러그(2)에 의하여 점화된다.

점화 플러그(2) 부근에서 발생한 불꽃은 혼합기 전체로 전파되어 이때의 연소로 온도가 상승하고 실린더 안의 압력이 급격히 높아진다.

이 압력이 피스턴(3)에 가해져 피스턴-크랭크샤프트 기구를 통해 크랭크샤프트에 회전력으로 전달된다.

이러한 4사이클 기관의 작동순서는 피스턴이 상사점에서 하강하여 혼합기가 실린더(1) 안으로 흡입되는 흡입 행정과, 흡기 및 배기밸브(5,6)가 닫혀 있는 상태에서 피스턴이 상승하면 혼합기는 압축되어 압력이 높아지고 혼합기 속의 연료는 압축으로 인한 온도의 상승으로 완전히 기화하는 압축 행정과, 압축 행정이 끝나는 상사점의 바로 전에 점화 플러그(2)가 혼합기에 점화하면, 혼합기가 연소하여 발생한 고압가스의 압력을 받아 피스턴(3)이 내려가면서 크랭크샤프트에 회전력을 가하는 동력, 폭발 또는 팽창 행정과, 배기밸브(6)가 열려 있는 상태에서 피스턴(3)이 상승하면 연소 가스가 실린더에서 배출되는 배기행정으로 구성되고, 상기 배기 행정에서 피스턴(3)이 상사점에 도달하면 흡입 행정으로 옮겨 사이클을 되풀이 한다.

이와 같이, 4사이클 기관은 기관의 2회전, 즉 4개의 행정으로 1 사이클이 이루어진다.

2사이클 기관은 기화기에서 균일한 혼합기를 만들어 실린더에 흡입하여 혼합기를 압축한 다음 점화하고, 화염을 전파시켜 연소하는 연소가스의 압력으로 피스턴을 밀어 내려 크랭크샤프트를 회전시키는 것으로서, 원리는 4사이클 기관과 같고, 기본적으로 다른 점은 흡배기 밸브를 사용하지 않고 가스 교환, 즉 연소가스를 배출하고 혼합기를 흡입한다는 것이다.

이 외에도 자동차의 기관으로는 로터리 기관이 있다.

상기 4사이클 기관은 캠(4)의 회전에 따라서 개폐되는 흡기 밸브(5)와 배기밸브(6)를 왕복식 개폐형으로 사용하고 있고, 2사이클 및 로터리 기관은 개방형 포트가 흡배기 밸브의 역할을 하도록 하고 있다.

[문제점]

그러나, 이러한 왕복식 밸브 기관은 밸브 자체의 왕복 관성력 때문에 엔진의 고속 회전이 불가능하다는 문제점을 가진다.

즉, 5000rpm 이상의 고속 운행이 어렵기 때문에 기관의 고출력, 고속화가 어렵다는 단점을 가진다.

또, 왕복 운동으로 인한 흡배기 저항과 맥동 문제 및 밸브의 마모로 인한 제작상의 어려움 및 왕복시 발생하는 진동과 소음이 심하다는 단점도 내포한다.

[문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적]

따라서, 본 발명의 목적은 왕복식 밸브 대신 회전식 구형 단속 밸브를 도입하므로써, 기관의 고회전 및 고출력화를 도모하고, 이에 따라 흡배기 소음, 진동 및 저항을 감소시킬 수 있는 자동차 기관의 흡배기 밸브장치를 제공하기 위한 것이다.

[목적을 달성하기 위한 본 발명의 수단]

본 발명의 흡배기 밸브 장치는 실린더 블록의 흡배기구를 각각의 실린더의 행정에 따라 여닫을 수 있도록 내부에 원통형의 구멍이 뚫린 구형상을 가지며, 두 개의 캠축에 연결되어 캠축의 회전에 따라 각각 회동하여 기관의 행정에 따라 가스를 흡입 및 배기하는 흡배기 밸브와; 상기 캠축에 가압력을 전달하는 가압수단과; 상기 가압수단에 가압력을 제공하는 압력조절기와; 흡배기밸브의 둘레에 설치되어 실린더헤드와 흡배기밸브간의 마찰을 방지하는 베어링;을 포함하여 구성한 것을 특징으로 한다.

[실시예]

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

첨부한 도면 제2도는 본 발명의 실시예에 따른 자동차 기관의 부분 단면도이고, 제3도는 제2도의 기관에서 흡배기 밸브 장치의 상세 구성도이다.

도시한 바와 같이, 본 발명의 밸브 장치는 회전식 구형 단속 흡배기밸브(14,15)를 두 개가 각각의 기존의 캠축(21)에 연결하여 회전 밸브축을 이루어서 작동하도록 되어 있으며, 밸브의 통로는 각각의 실린더의 행정에 따라 각도가 조절되어 있다.

즉, 흡기행정일 때에는, 흡기 밸브(14)에 뚫린 흡기공(14a)과 흡기관(18)이 일치되어 흡입가스가 실린더 블록(11)의 연소실 내부로 흡입되도록 조절된다.

이 때의 배기 밸브(15)는 배기공(15a)이 실린더 헤드(16)의 상부에 위치하고, 배기공(15a)이 없는 부분의 구의 외면(빗금친 부분)이 가스 배출공을 막는다.

아울러, 본 발명의 밸브 장치는 밸브 장치 자체의 하중 만으로 가스 흡입공 및 배출공을 막을 때, 발생할 수 있는 가스의 누설을 방지하기 위하여 제3도와 같이, 압력조절기(17)와, 상기 압력조절기(17)의 압력을 전달받을 수 있는 스프링 및 로울러를 설치하여 압력조절기(17)의 압력을 캠축(21)의 소정 부위에 전달해주는 것이 바람직하다.

또한, 흡배기 밸브(14,15)의 둘레에는 미끄럼 베어링(22)이나 니들 베어링을 설치하여 회동시 흡배기 밸브(14,15)와 실린더 헤드(16)와의 마찰을 방지하는 것이 바람직하다.

두 개의 흡배기 밸브축은 동일한 구조와 메카니즘으로 작동되며, 크랭크 축에 벨트(23), 체인 등으로 연결시켜 연계동작시킨다.

[효과]

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 흡배기 밸브 장치는 기존의 왕복 운동식이 아닌 회전식을 채택하므로써, 관성 저항을 줄이게 된다.

따라서, 고속회전과 고출력이 가능해지며, 아울러 밸브가 둥글기 때문에 장기간 사용할 때에도 고르게 마모되어 내마모성의 향상을 가져 오며, 소음 및 진동을 저감시킬 수 있다.

또한, 그 구조가 간단하므로, 부품을 감소시킬 수 있으며, 아울러, 단계적인 흡입작용으로 양호한 연소효과를 제공한다.

Claims (2)

1. 실린더 블록의 흡배기구를 각각의 실린더의 행정에 따라 여닫을 수 있도록 내부에 원통형의 구멍이 뚫린 구형상을 가지며, 두 개의 캠축에 연결되어 캠축의 회전에 따라 각각 회동하여 기관의 행정에 따라 가스를 흡입 및 배기하는 흡배기 밸브와; 상기 캠축에 가압력을 전달하는 가압수단과; 상기 가압수단에 가압력을 제공하는 압력조절기와; 흡배기밸브의 둘레에 설치되어 실린더헤드와 흡배기밸브간의 마찰을 방지하는 베어링;을 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 자동차의 흡배기 밸브 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 가압수단은 스프링과 로울러인 것을 특징으로 하는 자동차의 흡배기 밸브 장치.