KR100254636B1 - 디젤 엔진용 밸브 개폐 장치 - Google Patents

디젤 엔진용 밸브 개폐 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 디젤 엔진용 밸브 개폐 장치에 관한 것으로서, 실린더 블록의 일측에 캠의 구동에 의해 상하 이동이 가능하게 설치된 푸시 로드와, 푸시 로드의 단부에 구비된 실린더 헤드에 로크 너트와 중공축으로 고정된 로커와, 로커의 자유단부에 접촉하며, 밸브가이더에 삽입된 밸브와, 밸브의 단부에 복수개의 스프링과 어퍼 리테이터 및 밸브 코터, 그리고 밸브 캡으로 구성된 밸브 리프터에 있어서, 오일 펌프(10)와, 오일 펌프(10)로부터 토출되는 오일이 솔레노이드 밸브(12)와 제 1 전자 밸브(14) 및 니들 밸브(16)를 거쳐 밸브 하우징(20)의 유입부(22)에 유입되도록 유입 라인(18)을 구비하고, 밸브 하우징(20)의 토출부(24)와 제 2 전자 밸브(26)를 거쳐 오일 팬으로 되돌리는 토출라인(28)을 포함하여, 주행중 출력이 저하되는 것을 방지하고, 미연소 가스의 발생을 줄여 유해가스의 발생량을 최소화한 것이다.

Description

디젤 엔진용 밸브 개폐 장치
본 발명은 디젤 엔진용 밸브 개폐 장치에 관한 것으로서, 특히 주행중 다변화되어 가는 출력 요구에 따라 불규칙적으로 발생하게 되는 배기가스의 유해 성분 발생량을 최소화하고, 엔진의 토오크가 감소되는 것을 방지할 수 있도록 하는 디젤 엔진용 밸브 개폐 장치 관한 것이다.
일반적으로 차량은 연료와 공기가 혼합된 혼합기를 실린더내로 흡입하고, 압축한 상태에서 점화 플러그에 고압의 전류를 흘려 보냄으로써, 발생하게 되는 불꽃에 의해 점화되면서 그 팽창력을 회전운동을 변환시켜 주행에 필요한 토오크를 얻는 불꽃 점화 기관이 있다.
또한, 에어크리너를 거친 공기만을 실린더내로 흡입한 후 피스톤의 상향 행정(압축 행정)을 통해 압축시킨 후 고압의 인젝터를 통해 연소실(실린더)내로 분사시켜 그 압축열에 의해 기화가 되고, 점화되어 동력을 얻는 압축 착화 기관이 있다.
이 압축 착화 기관의 대표적인 것은 대형 상용차에서 사용되는 디젤 엔진으로 그 구성은 엔진의 냉각과 각 구동부위에서 발생하게 되는 마찰을 방지하기 위한 오일을 저장하는 오일팬과, 내부로는 피스톤과 커낵팅 로드 및 크랭크축을 고정하고, 그 상부로는 흡기계와 배기계등이 설치되어 있는 실린더 헤드를 고정하는 실린더 블록으로 구성되어 있다.
그리고, 이 실린더 블록의 일측으로는 흡기계의 흡기매니폴드와 배기계의 배기매니폴드등이 설치되어 있으며, 그밖에 냉각장치를 비롯하여 시동 장치와 충전장치등이 별도로 설치되어 있다.
한편, 실린더 블록과 실린더 헤드의 일측에는 흡기매니폴드를 통해 유입되는 공기의 흐름을 제어하기 위한 흡기밸브와, 배기 밸브가 설치되어 있다.
이 흡기밸브는 크랭크 축의 구동력으로 회전하게 되는 캠축의 작동에 의해 4 행정중 1 행정에 대해 오픈이 되도록 되어 있다.
첨부 도면인 도 1 은 일반적인 밸브의 구조를 도시한 구성도로서, 실린더 블록(102)의 일측에 고정되어 있는 캠축(104)과, 실린더 헤드(108)의 일측에 로커 축(112)에 회전 가능하게 고정되어 있는 로커(114)와, 캠축(104)의 회전(상향 운동)을 로커(114)에 전달하기 위한 푸시 로드(106)와, 로커(114)의 자유단부가 위치한 실린더 헤드에 삽입된 가이더(116)에 의해 고정되어 있으며, 캡(112)과 상부 리테이너(126) 및 스프링(127)으로 설치되어 있는 밸브(118)로 구성된다.
도면중 미설명 부호 110은 로크 너트이다.
이와 같이 구성된 밸브의 작용은 다음과 같다.
엔진을 가동시킴과 동시에 미도시된 크랭크축이 회전을 하게 되면서, 그 구동력이 체인을 통해 캠축(104)에 전달된다.
이 캠축(104)이 회전하여 캠이 푸시 로드(106)을 밀어 올리게 되면, 로커 축(112)에 힌지고정되어 있는 로커(114)가 시계방향으로 회동하면서, 그 자유단부가 캡(112)를 누르게 된다.
캡(112)이 하부로 이동하게 되면서 밸브(118)가 오픈 되어 서지탱크내에 있던 공기가 흡기매니폴드를 통해 실린더 내로 흡입이 된다.
이후, 캠축(104)이 회전을 계속하여 푸시 로드(106)를 밀고 있던 힘이 제거됨과 동시에 스프링(127)이 복귀되면서 밸브(118)를 밀착시켜 기밀을 유지한 상태에서 압축시킨 후 미도시된 인젝터를 통해 분사된 연료가 압축열에 의해 착화되면서 토오크를 발생시키게 된다.
그리고, 연소된 연소 가스는 배기 밸브가 오픈 되면서 배기계를 통해 대기중으로 방출된다.
그러나, 로커를 작동시켜 밸브를 기구적으로 개폐하는 밸브 개폐 장치는 다변화되어 가는 운전 영역에 따라 발생하게 되는 유해 성분의 배기가스를 최소화하기에는 그 한계가 있고, 구조가 복잡해짐으로써, 잦은 고장과 아울러 차체의 하중이 증가하여 연비가 낮아지게 되는 문제점이 있다.
그리고, 밸브의 개폐시 발생하게 되는 마찰로 구동력에 손실이 발생하게 되는 문제점이 있다.
또한, 중, 저속 및 고속시 밸브의 간극 조정이 난해한 문제점이 있다.
따라서, 본 고안은 위와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 고안은 주행중 발생하게 되는 운전 조건의 변화에 따라 필요로 하는 공기를 공급할 수 있도록 함으로써, 배기가스 중에 포함되어 있는 유해 성분을 최소화하도록 하고, 출력의 저하를 방지할 수 있도록 하는 디젤 엔진용 밸브 개폐장치를 제공하는데 있다.
도 1 은 일반적인 밸브의 구조를 도시한 구성도,
도 2 는 본 발명에 따른 밸브 개폐 장치의 구성도,
도 3 은 본 발명에 따른 밸브 개폐 장치의 블록도,
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
10;오일 펌프 12;솔레노이드 밸브
14;제 1 전자 밸브 14a;제 1 하우징
14b;제 1 스프링 14c;제 1 로드
14d;제 1 홀딩코일 14d-1;제 1 풀인코일
14e;제 1 위치 감지 센서 16;니들 밸브
18;유입 라인 20;밸브 하우징
21;수직공 22;유입부
23;토출공 24;토출부
25;푸시 로드 26;제 2 전자밸브
26a;제 2 하우징 26b;제 2 스프링
26c;제 2 로드 26d;제 2 홀딩 코일
26d-1;제 2 풀인코일 26e;제 2 위치 감지 센서
27;돌기부 28;토출라인
30;ECU
따라서, 이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은 실린더 블록의 일측에 캠의 구동에 의해 상, 하 이동이 가능하게 설치된 푸시 로드와, 푸시로드의 단부에 구비된 실린더 헤드에 로크 너트 와 중공축으로 고정된 로커와, 로커의 자유단부에 접촉하며, 밸브가이더에 삽입된 밸브와, 밸브의 단부에 복수개의 스프링과 어퍼 리테이터 및 밸브 코터, 그리고 밸브 캡으로 구성된 밸브 리프터에 있어서, 오일 펌프와, 오일 펌프로부터 토출되는 오일이 솔레노이드 밸브와 제 1 전자밸브 및 니들 밸브를 거쳐 밸브 하우징의 유입부에 유입되도록 유입라인를 구비하고, 밸브 하우징의 토출부와 제 2 전자밸브를 거쳐 오일 팬으로 되돌리는 토출라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진용 밸브에 의해 달성된다.
이하, 본 발명의 일실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 2 는 본 발명에 따른 밸브 개폐 장치의 구성도이다.
실린더 블록과 실린더 헤드의 일측에 캠의 구동에 의해 이동 가능하게 설치된 푸시 로드와, 실린더 헤드의 상부로 중공축으로 고정된 로커와, 밸브가이더에 삽입된 밸브와, 밸브의 단부에 스프링과 어퍼 리테이터 및 밸브 코터, 그리고 밸브 캡으로 구성된 밸브 리프터에 있어서, 본 실시예는 오일압을 직선운동으로 변환시키는 하우징과, 하우징에 유입되는 오일압을 제어하는 수단으로 구성된다.
즉, 엔진으로 구동되는 오일 펌프(10)와, 오일 펌프(10)로부터 토출되는 오일이 솔레노이드 밸브(12)와 제 1 전자 밸브(14) 및 니들 밸브(16)를 거쳐 밸브 하우징(20)의 유입부(22)에 유입되도록 유입라인(18)를 구비한다.
제 1 전자 밸브(14)는 밸브 하우징(20)으로 유입되는 유량(유압)을 컨트롤 하기 위한 것으로서, 제 1 하우징(14a)에 삽입되는 제 1 스프링(14b)과, 라인의 유로를 조절하는 제 1 로드(14c)와, ECU(30)에 연결된 제 1 홀딩코일(14d)과 제 1 풀인 코일(14d-1) 및 제 1 위치 감지센서(14e)로 구성되어 유입측에 설치된다.
그리고, 밸브 하우징(20)은 유입 라인(18)을 통해 유입된 압력에 따라 밸브를 조작하는 것으로서, 그 내부는 수직공(21)을 형성하여 돌기부(27)가 형성된 푸시로드(25)를 하단에 삽입하고, 이 수직공(21)의 일측에 수평의 토출공(23)을 형성하여 오일이 리턴 되도록 구성된다.
푸시 로드(25)의 일측에 위치감지센서(25a)가 설치되어 있다.
또한, 밸브 하우징(20)의 토출부(24)와, 제 2 하우징(26a)의 내측에 삽입되는 제 2 코일 스프링(26b)과, 제 2 로드(26c) 및 ECU(30)에 연결된 제 2 홀딩 코일(26d)과 제 2 풀인코일(26d-1), 그리고 제 2 위치감지센서(26d)로 구비된 제 2 전자밸브(26)를 거쳐 오일 팬으로 되돌리는 토출라인(28)으로 구성된다.
이와 같이 구성된 본 발명의 작용은 다음과 같다.
엔진을 가동시키게 됨과 동시에 미도시된 엔진의 속도 센서와, 크랭크 각 센서와 흡입공기량 감지 센서 및 제 1 전자 밸브, 그리고 제 2 전자밸브와 푸시로드의 위치를 감지하는 각각의 센서로부터 시그널이 ECU(30)으로 인가된다.
이 시그널이 인가된 ECU(30)은 이를 판독하여 밸브의 개폐 시기가 되었다면 솔레노이드 밸브(12)를 개방시켜 오일 펌프(10)로부터 토출되는 유량이 라인을 따라 흐르게 된다.
이때, 제 1 전자 밸브(14)의 제 1 풀인 코일(14d-1)에 전류가 인가되고, 이어 제 1 홀딩 코일(14d)에 인가됨으로써, 제 1 로드(14c)의 돌출량이 정해지면서 오일은 니들밸브(16)을 거쳐 밸브 하우징(20)으로 유입이 된다.
수직공(21)으로 유입된 오일은 토출라인(28)의 일측에 설치되어 있는 제 2 풀인 코일(26d-1)과 제 2 홀딩 코일(16d)에 의해 그 유로가 적어진 상태로 있음으로 압력이 증가하게 되고, 이 증가된 압력에 의해 수직공(21)의 저면에 삽입되어 있던 푸시로드(25)가 돌출되면서 밸브를 오픈시키게 된다.
밸브를 오픈 시켜 공기를 흡입한 후 제 1 전자 밸브(14)와 제 2 전자밸브(26)이 역으로 작동함으로써, 밸브 하우징(20)내로 유입되는 압력이 차단되거나 낮아지게 되고, 토출라인(28)을 통해 오일 팬으로 리턴 됨으로써, 밸브가 닫혀있게 된다.
즉, 밸브의 개폐량은 제 1 전자 밸브와 제 2 전자밸브의 풀인 코일에 의해서 제어되고, 그 타이밍은 각각의 홀딩코일의 자화정도에 따라 이를 제어하게 된다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 밸브의 개폐 시기와 그 개도량을 엔진의 운전 조건에 따라 가변시키도록하여, 다변화되어 가는 운전 조건에 대해 능동적으로 공기를 흡입할 수 있도록 함으로써, 출력이 저하되는 것을 방지하고, 유해가스가 발생하게 되는 것을 최소화한 효과가 있다.

Claims (1)

  1. 실린더 블록의 일측에 캠의 구동에 의해 상하 이동이 가능하게 설치된 푸시로드와, 푸시로드의 단부에 구비된 실린더 헤드에 로크너트와 중공축으로 고정된 로커와, 로커의 자유단부에 접촉하며, 밸브가이더에 삽입된 밸브와, 밸브의 단부에 복수개의 스프링과 어퍼 리테이너 및 밸브 코터, 그리고 밸브 캡으로 구성된 밸브 리프터에 있어서, 오일 펌프(10)와, 상기 오일 펌프(10)로부터 토출되는 오일이 솔레노이드 밸브(12)와 밸브 하우징(20)으로 유입되는 유량(유압)을 컨트롤 하기 위하여 제 1 하우징(14a)에 삽입되는 제 1 스프링(14b)과 라인의 유로를 조절하는 제 1 로드(14c)와 ECU(30)에 연결된 제 1 홀딩코일(14d)과 제 1 풀인 코일(14d-1) 및 제 1 위치 감지센서(14e)로 구성되어 유입라인(18)에 설치되는 제 1 전자 밸브(14)와, 상기 유입라인(18)을 통하여 유입된 압력에 따라 밸브를 조작하기 위하여 그 내부에 수직공(21)을 형성하여 돌기부(27)가 형성된 푸시로드(25)를 하단에 삽입하고 상기 수직공(21)의 일측에 수평의 토출공을 형성하여 오일이 리턴되도록 구성되는 밸브 하우징(20)과, 상기 밸브 하우징(20)의 토출부(24)와 제 2 하우징(26a)의 내측에 삽입되는 제 2 코일 스프링(26b)과 제 2 로드(26c) 및 ECU(30)에 연결된 제 2 홀딩코일(26d)과 제 2 풀인코일(26d-1) 및 제 2 위치감지센서(26e)로 구성되어 토출라인(28)에 설치되는 제 2 전자 밸브(26)를 포함하는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진용 밸브 개폐장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS6090909A (ja) * 1983-09-23 1985-05-22 ソシエテ　アルザシエンヌ　ドウ　コンストリユク　シオン　メカニツク　ドウ　ミユルーズ 内燃機関用電子油圧式弁制御ユニツト

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