KR100283241B1 - 퇴적물 부착방지를 위한 흡기밸브장치 - Google Patents

Abstract

상, 하로 이동하는 밸브봉(1a)과 밸브헤드(1b)로 구성되는 내부연소엔진 내의 흡기밸브(1)이다. 밸브봉(1a)과 밸브가이드(2) 사이의 접촉면 하단부에서 흡기포트(10)와 연결되는 고리형상홈(2a)과 장홈(2b)이 형성된다. 윤활유(8)는 홈을 통해 밸브봉(1a)과 밸브가이드(2) 사이의 간극으로 흘러내려가고, 밸브가이드(2)에서 흘러나와 흡기포트(10) 내의 밸브헤드(1b)에 부착된다. 밸브헤드(1b) 상의 윤활유(8)는 연료분사수단(9)으로부터 연료가 분사되는 것에 의해 씻겨 내려간다.

Description

퇴적물 부착방지를 위한 흡기밸브장치

제1도는 본 발명의 제1실시예의 주요부의 단면도이다.

제2도는 제1도의 Ⅱ-Ⅱ선을 따르는 확대 횡단 단면도이다.

제3도는 제1도의 Ⅲ-Ⅲ선을 따르는 확대 횡단 단면도이다.

제4도는 본 발명의 제2실시예의 밸브가이드의 확대 횡단 단면도이다.

제5도는 본 발명의 제2실시예의 밸브가이드의 확대 종단 단면도이다.

제6도는 피복층의 확대 도면이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

(1) : 흡기밸브 (1a) : 밸브봉

(1b) : 밸브헤드 (2),(13) : 밸브가이드

(2a) : 고리형상홈 (2b) : 장홈

(8) : 윤활유 (9) : 연료분사수단

(10) : 흡기포트 (14) : 나선형상홈

(15) : 피복층

본 발명은 흡기밸브의 퇴적물 부착방지장치에 관한 것이다.

자동차와 선박의 포핏밸브 특히, 흡기밸브에 밸브가이드와 밸브봉 사이의 간극으로 끓는점이 높은 윤활유 등의 유기물이 누설되어 밸브헤드와 그 근방에 부착되면, 그 흡기밸브는 비교적 낮은 열부하를 받게되고, 그 누설물은 흡기밸브가 200° ∼ 350°로 되면 탄화되므로, 점차 응집되어, 그것에 의해 슬러그 또는 퇴적물이 형성된다. 그 퇴적물은 부식성분을 포함하고 있고, 그 결과 밸브헤드와 그 근방은 부식된다.

일본국 특개평 6-235308호에 의해 제안되어 있는 밸브헤드와 그 근방의 표면의 손실을 억제하기 위한 흡기밸브의 피복층은, 밸브헤드와 그 근방에 형성되는 산화 촉매 기능을 보유하고 있으며, 산화촉매 반응에 의해 밸브헤드와 그 근방에서 끓는점이 높은 유기물이 부착되는 것을 방지한다. 그러나, 이 공보에 기재된 흡기 밸브는 예를 들어 엔진이 저부하, 저속도로 장시간 운전되어, 흡기밸브가 촉매의 반응온도에 도달하기 전에, 촉매의 표면의 일부가 오일이 아래로 내려가는 것에 의해, 윤활유 내의 끓는점이 높은 유기물에 흡기밸브가 부분적으로 덮히고, 촉매는 공기 또는 산소에 의해 그 반응이 방해된다. 따라서, 산화촉매 반응은 충분히 이루어지지 않는다.

손실의 방지를 위한 본 발명의 목적은, 밸브헤드와 그 근방에 퇴적물이 부착되는 것을 방지하고, 윤활유에 의해 촉매표면이 덮히는 것을 방지하기 위하여 연료 분사장치쪽을 향사여 오일을 흐르게하는 밸브장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 한 실시예에 따르면, 본 발명은 내부연소엔진 내의 퇴적물 부착을 방지하기 위한 흡기밸브장치를 제공하는 것으로, 그 흡기밸브장치는 밸브헤드와 밸브봉으로 구성되는 흡기포핏밸브와, 밸브와 삽입되는 밸브가이드와, 밸브헤드를 향해 연료를 분사하는 연료분사수단과, 서로 연결되어 있는 고리형상홈과 장홈을 보유하는 밸브가이드와 밸브봉의 표면이 서로 접촉하고 있고, 연료분사수단의 근방에 있는 흡기포트를 향한 장홈 통로의 하단부로 구성되어 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명은 내부연소엔진 내의 퇴적물 부착을 방지하기 위한 흡기밸브장치를 제공하는 것으로, 그 흡기밸브장치는 밸브헤드와 밸브봉으로 구성되는 흡기포핏밸브와, 밸브가 삽입되는 밸브가이드와, 밸브헤드를 향해 연료를 분사하는 연료분사수단과, 밸브봉과 밸브가이드 사이의 접촉면이 나선형상홈을 보유하고, 연료분사수단 근방의 흡기포트를 향해 개방된 나선형상홈의 하단부로 구성된다.

본 발명에 따르면, 오일을 아래로 흐르게하는 것에 의해 윤활유는 고리형상홈과 장홈 또는 나선형홈을 통해 밸브헤드로 안내되고, 연료분사수단에 의해 연료가 분사되어 윤활유가 씻겨 내려가는 것에 의해 윤활유가 흡기밸브에 부착되는 것을 방지한다.

제1실시예는 제1도에 표시하는 바와 같이, 참조부호 (1)은 흡기밸브를 표시하는 것으로 내열강으로 형성되고, 밸브봉(1a)과 그 하단부의 밸브헤드(1b)로 구성되어 있다. 흡기밸브(1)의 밸브봉(1a)은 실린더헤드(3)에 의해 압압되는 원통형상의 밸브가이드(2) 내에 삽입되며, 흡기밸브(1)는 캠(6)이 원통형상의 태핏(5)을 누르므로써 밸브봉(1a)의 상면이 눌리는 것에 의해 상하로 이동한다. 참조부호 (4)는 밸브스프링을 표시한다.

밀봉수단(7)은 밸브가이드(2)의 상부끝에서 밸브봉(1a)의 원통형상의 외표면과 연결되어 있고, 그것에 의해 흡기밸브(1)의 밸브봉(1a)과 밸브가이드(2) 사이로 윤활유(8)가 과다하게 흘러들어가는 것을 방지한다.

흡기밸브(1)의 근방에서 가솔린 분사를 위한 연료분사수단(9)은 실린더헤드(3)내에서 형성되고, 분사포트(9a)는 흡기포트(10) 내의 밸브헤드(1b)의 표면을 향하고 있다. 밸브가이드(2)의 내표면은 흡기밸브(1)와 접촉하고, 밸브가이드(2)는 밸브가이드(2)의 하단부까지 연장되고 상단부에서 고리형상홈(2a)과 연결되는 장홈(2b)과, 고리형상홈(2a)으로 형성되어 있다. 장홈(2b)의 하단부는 흡기포트(10)를 향해 개방되어 있고, 그 장홈(2b)은 또한 제3도와 제4도에 표시되어 있다.

다음은 상기한 실시예의 기능을 표시한다. 윤활유(8)는 흡기밸브(1)의 밸브봉(1a) 사이의 간극으로 유입되고, 밸브가이드(2)는 고리형상홈(2a)을 임의로 지지하고 있다. 고리형상홈(2a) 내의 윤활유(8)는 흡기포트(10) 내의 흡기밸브(1)의 밸브봉(1a)의 하단부로 흘러내려가고, 장홈(2a)을 경유하여 연료분사수단(9)의 근방에 있는 밸브헤드(1b)에 도달한다. 밸브헤드(1b)와 흡기밸브(1)의 밸브봉(1a)의 하단부에 부착된 윤활유(8)는 가솔린(11)에 의해 씻겨 내려가도록, 가솔린(11)을 연료분사수단(9)에 의해 내뿜는다. 그 결과, 윤활유(8)는 흡기포트(10) 내의 흡기밸브(1)의 표면상에 부착되는 것이 어려워졌다.

상기한 실시예에 있어서, 고리형상홈(2a)과 장홈(2b)은 둘다 밸브가이드(2) 상에 형성되었지만, 흡기밸브(1) 상에 형성할 수도 있다.

고리형상홈(2a)은 가능한한 아래쪽에 형성하는 것이 바람직하다. 밸브가이드 (2)와 흡기밸브(1) 사이의 간극으로 침입하는 윤활유(8)가 고리형상홈(2a)으로 지지되는 한, 윤활유(8)는 고리형상홈(2a) 보다 아래쪽에 있는 접촉면에 도달할 수 없다. 이것은 윤활효과가 감소하는 것을 방지하기 위해서이다.

제2실시예는 제4도에서 표시하고 있다. 상기한 실시예와 본 실시예와의 차이점은 밸브가이드(13)의 원통형상의 내표면에 오직 하나의 홈만을 보유하고 있다는 것이고, 다른 표시는 생략한다. 나선형상홈(14)은 밸브가이드(13)의 원통형상의 내표면에 형성되고, 상기한 실시예의 장홈(2b)과 유사한 개구부(14a)는 인제터(9)의 근방에 있는 흡기포트(10)와 접촉하는 나선형홈(14)의 하단부에 형성되어 있다.

윤활유(8)는 흡기밸브(1)와 밸브가이드(13) 사이의 간극으로 침입하고, 나선형상홈(14)으로 흘러들어 상기한 실시예와 유사한 연료분사수단(9)의 근방에 있는 흡기밸브(1)의 밸브헤드(1b)에 도달한다. 밸브헤드(1b) 상에 부착된 윤활유(8)는 연료분사수단(9)으로부터 가솔린(11)에 의해 씻겨 내려간다. 본 실시예는 상기한 실시예와 동일한 효과를 얻을 수 있으며, 나선형상홈(14)은 장홈(2a)과 비교하여 매우 우수한 오일유지 가능성을 제공하고, 흡입밸브(1)와 밸브가이드(13)의 접촉면의 윤활성을 향상시킨다.

나선형상홈(14)은 밸브가이드(14)의 원통형상의 내표면의 적당한 부분에서부터 밸브가이드(13)의 하단부까지 형성된다. 나선형상홈(14)을 흡입밸브(1) 상에 형성하는 것도 가능하다.

본 발명의 다른 실시예는 제5도에서 표시하고 있는 바와 같이, 흡기밸브(1)에 있어서 흡기포트(10) 내에 위치하는 부분, 즉 끓는점이 높은 유기물 등이 퇴적되기 쉬운 밸브봉(1a)의 하단부 및 밸브헤드(1b)의 전표면에 산화촉매기능을 보유하는 피복층(15)을 형성하고 있다. 제6도에서 확대하고 있는 것과 같이, 흡기밸브 (1)의 표면을 무수한 미공(微孔)(16)을 보유하는 세라믹계의 다공운반체(17)로 피복하고, 미공(16) 내의 Pt, Pb와 Rh 등의 활성물질을 분해, 운반하는 것에 의해 피복층(15)을 형성한다. 다공운반체(17)는 Al₂O₃, ZrO₂, 코제라이트 등의 산화물계의 세라믹으로 형성하는 것이 바람직하고, 용사나 코팅 등의 표면처리수단에 의해 피복되어도 좋다. 만약 흡기밸브(1)의 표면이 거칠게 만들어졌다면, 다공운반체(17)의 내박리성(耐剝離性)은 증가한다. 또, 다공운반체(17)를 Al₂O₃의 처리층과, γ-Al₂O₃의 세척피복층이 적용되는 2단구조로 구성하고 있다면, 미공(16)의 표면은 더욱 크게될 것이고, 그것에 의해 활성물질의 이동가능성은 더욱 증가할 것이다.

이와 같은 피복층(15)을 형성하면, 가솔린에 씻겨 내려가지 않은 윤활유(8)와, 흡기밸브(1)의 상하이동에 의해 밸브헤드(1b)의 표면에 있어서 연료분사수단(9)의 반대측에 뿌려진 윤활유(8)에 포함된 끓는점이 높은 유기물이 피복층(15) 내의 활성물질(18)로 흡수된다. 흡기밸브(1)가 200°∼ 350°의 소정의 온도가 되면, 가열부분에서부터 산화촉매반응이 일어나고, 그것에 의해 끓는점이 높은 유기물이 활성물질(18)로부터 이탈하고, 동시에 확산하는 것으로 밸브헤드(1b)의 표면에 끓는점이 높은 유기물이 탄화퇴적하는 것을 방지한다.

본 발명은 가솔린 엔진보다 내부연소엔진에 적용하는 것이 더욱 바람직하다.

상기한 것은 단지 본 발명의 바람직한 실시예에 관한 것으로 다양한 변형예는 본 발명의 취지에 벗어남이 없이 해당 기술의 숙련자에 의해 이루어질 것이다.

Claims (9)

1. 밸브헤드(1b)와 밸브봉(1a)으로 이루어진 흡기밸브(1)와, 밸브봉(1a)이 삽입되는 밸브가이드(2)와, 밸브헤드(1a)를 향해 연료를 분사하는 연료분사수단(9)과, 서로 연결되어 있는 고리형상홈(2a)과 장홈(2b)을 보유하는 밸브가이드(2)와 밸브봉(1a) 사이의 접촉면과, 연료분사수단(9)의 근방에 형성된 흡기포트(10)를 향해 개방된 장홈(2b)의 하단부로 구성되는 내부연소엔진의 퇴적물 부착방지를 위한 흡기밸브장치.
2. 제1항에 있어서, 고리형상홈(2a)과 장홈(2b)은 밸브봉(1a)을 향해서 밸브가이드(2)의 접촉면의 하방에 형성되는 퇴적물 부착방지를 위한 흡기밸브장치.
3. 제1항에 있어서, 고리형상홈(2a)은 밸브가이드(2)의 접촉면의 하방에 형성되는 퇴적물 부착방지를 위한 흡기밸브장치.
4. 제1항에 있어서, 퇴적물은 밸브가이드(2)와 밸브봉(1a) 사이의 간극으로 흘러 들어간 윤활유(8)인 퇴적물 부착방지를 위한 흡기밸브장치.
5. 제1항에 있어서, 피복층(15)은 흡기포트(10) 내의 적어도 흡기밸브(1)의 부분에 형성된 산화촉매기능을 보유하는 퇴적물 부착방지를 위한 흡기밸브장치.
6. 밸브헤드(1b)와 밸브봉(1a)으로 이루어진 흡기밸브(1)와, 흡기밸브(1)가 삽입되는 밸브가이드(13)와, 밸브헤드(1b)를 향해 연료를 분사하는 연료분사수단(9)과, 나선형상홈(14)을 보유하는 밸브가이드(13)와 밸브봉(1a) 사이의 접촉면과, 연료분사수단(9)의 근방에 있는 흡기포트(10)를 향해 개방된 나선형상홈(14)의 하단부로 구성되는 퇴적물 부착방지를 위한 흡기밸브장치.
7. 제6항에 있어서, 밸브가이드(13)와 밸브봉(1a)의 접촉면에 나선형상홈(14)이 형성되는 퇴적물 부착방지를 위한 흡기밸브장치.
8. 제6항에 있어서, 퇴적물은 밸브가이드(13)와 밸브봉(1a) 사이의 틈새로 흘러들어온 윤활유(8)로 이루어진 퇴적물 부착방지를 위한 흡기밸브장치.
9. 제6항에 있어서, 피복층(15)은 흡기포트(10) 내의 적어도 흡기밸브(1)의 부분에 형성되는 산화촉매기능을 보유하는 퇴적물 부착방지를 위한 흡기밸브장치.