KR100287354B1 - 자동차의 가변 밸브 타이밍 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 가변 밸브 타이밍 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 출력, 연비, 이미션(EMISSION) 등의 향상을 위하여 유압 플런저, 리턴 스프링, 레버등을 간소화하여 엔진의 성능을 향상시키기 위한 자동차의 가변 밸브 타이밍 시스템에 관한 것이다.

본 발명의 자동차의 가변 밸브 타이밍 시스템은 저속캠과 고속캠이 형성되어 있는 캠축과, 상기 캠축이 회전함에 따라 상기 저속캠과 접촉되는 저속플로어 및 고속캠과 접촉되는 고속플로어가 각각 형성되고 상기 저속플로어 및 고속플로어의 아래에 각각 형성된 저속 및 고속로커암으로 이루어지는 가변 밸브 타이밍 시스템에 있어서, 일단에 설치되어 있는 피봇에 의해 지지되어 상하 움직임이 가능하고 타단에는 삽재홈이 형성되어 바디가 삽입되는 고속로커암 및 저속플라워 아래에 형성된 저속로커암과, 상기 삽재홈에 삽입되는 바디의 내측에 순차로 삽입되는 스프링 및 스프링 리테이너와, 상기 스프링 및 스프링 리테이너의 상부에 끼워짐과 동시에 일단부가 상기 스프링 리테이너를 눌러 상기 스프링을 탄압하며 타단의 상부면은 상기 삽재홈의 내측홈과 접촉되도록 설치하는 플런저와, 오일의 유압력을 전달하는 유압통로가 상기 바디의 일측부로 이어지도록 형성된 로커샤프트로 구성된다.

Description

자동차의 가변 밸브 타이밍 시스템

본 발명은 자동차의 가변 밸브 타이밍 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 출력, 연비, 이미션(EMISSION) 등의 향상을 위하여 유압 플런저, 리턴 스프링, 레버등을 간소화하여 엔진의 성능을 향상시키기 위한 자동차의 가변 밸브 타이밍 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 자동차에 사용되는 가솔린 엔진은 가솔린과 공기를 혼합하여 좁은 용기에 밀어 넣어 점화하면 폭발적인 연소와 함께 팽창을 일으키기 때문에 피스톤은 이 힘을 받아서 크랭크 축의 회전운동으로 바꾼다.

이때, 가솔린과 공기가 혼합된 연료는 흡입밸브를 통해서 들어오고, 압축과 팽창을 거친 후 연소하게 되며, 연소된 연료는 배기밸브를 통해서 배출되어 진다.

상기와 같이 자동차의 구동원이 되는 가솔린의 흡입,압축,폭발,배기의 4과정을 거치는 동안, 흡입밸브와 배기밸브로 이루어지는 밸브 시스템은 계속적으로 작동이 이루어진다.

밸브 시스템은 4CYCLE 엔진의 최대 특징이라고 할 수 있는 것으로, 밸브의 형상은 버섯 모양으로서 일반적으로 코일 스프링의 힘에 의해 닫혀 있다.

밸브의 역할은 4CYCLE의 작동 행정중 흡입 및 배기 행정 때에만 열려서 연소실과 실린더 내의 가스교환을 행하는 것이다. 밸브를 눌러서 열리게 하는 장치는 크랭크 샤프트의 회전을 타이밍 체인 또는 벨트와 푸시 로드 등에 전달하여 이것을 캠에 의해 움직이고 있다.

일반적인 작동은 우선, 크랭크 샤프트가 회전함에 따라 그 샤프트와 연결되어 있는 타이밍 체인 등에 의해 푸시 로드가 움직이고, 캠샤프트가 상기 푸시로드에 의해 회전하게 되며, 캠샤프트에 형성되어 있는 캠에 의해서 밸브의 개폐가 이루어진다.

도 1 은 종래에 사용되고 있는 가변 밸브 타이밍 시스템의 저속시를 보여주는 단면도이고, 도 2 는 종래에 사용되고 있는 가변 밸브 타이밍 시스템의 고속시를 보여주는 단면도이다.

우선, 저속캠(112)과 고속캠(116)이 캠축(100)의 일부분에 각각 형성되어 있다.

저속플로어(114)가 저속로커암(121)의 상부에 형성되고, 고속플로어(118)가 고속로커암(120)의 상부에 형성되며, 상기 각각의 저속로커암(121)과 고속로커암(120)의 일단의 아래 방향으로 푸시로드(126)가 설치되어 있다.

이때, 상기 저속로커암(121)의 저속플로어(114)가 상기 저속캠(112)과 접촉되어 있고, 상기 고속로커암(120)의 고속플로어(118)가 상기 고속캠(116)과 접촉되어 있다.

그리고, 상기 고속로커암(120)의 일단에는 피봇(122)이 설치되고, 그 피봇(122)과 연결되어 로커샤프트(130)가 설치되며, 고속로커암(120)이 상하로 회동가능하도록 되어 있으며, 로스트 모션 기구(124)가 설치되고, 상기 로스트 모션 기구(124)의 일단 하부가 상기 로커샤프트(130)에 접촉되어 있다.

로커샤프트(130)는 그 내측에 유압력을 발생시키기 위한 오일이 유입될 수 있도록 유압통로(132)가 형성되고, 플런저(128)가 상기 유압통로(132)에 설치되어 유압력에 의해 이동가능하도록 설치되어 있다. 이때 레버(134)가 피봇(12)에 의해 상기 로커샤프트(130)의 타단부에 설치되고, 플런저(128)이 유압력에 의해 밀려짐과 동시에 상기 레버(134)의 일단부를 밀어서 피봇(122)을 중심으로 레버(134)의 타단부가 회전가능하도록 설치되어 있다.

상기 레버(134)가 유압력에 의해 회전하게 되면 고속로커암(120)과 고속캠(116)이 작동된다.

도 1은 유압력이 전달되지 않아 고속캠 구동용 레버(134)가 작동하지 않는다. 고속로커암(118)은 고속캠(116)에 접촉되어 있으나, 로스트 모션 기구(124)에 의해 실질적인 작동이 이루어지지 않으며, 저속로커암(121)은 로커샤프트(130)에 고정되어 그 상태로 작동된다.

도 2와 같이 유압력이 작용하게 되면, 로커샤프트(130)의 유압통로(132)를 따라 유압이 공급되어 플런저(128)이 작동하고, 상기 플런저(128)가 레버(134)를 작동시켜 고속로커암(118)을 작동시키게 된다.

상기와 같은 종래의 구성 및 동작을 살펴본 바에 의하면, 그 작동이 일반적인 캠과 동일한 메카니즘으로 구성되고, 동작하므로 별도의 구체적인 언급은 피하기로 한다.

그러나, 상기 위와 같은 종래의 구성은 그 구조가 복잡할 뿐만 아니라 레버가 고속로커암의 고속플로어에 정확하게 끼워지기 까지는 몇 번의 캠 회전동안 지연될 가능성도 있고, 레버가 고속 플로어에 바로 끼워지지 않고 몇번 캠이 헛돈 후 끼워지므로 불확실한 연결이 이루어지는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 리턴플런저 및 레버를 제거하여 가변 밸브 타이밍 시스템의 구조를 간단히 하고, 고속캠의 작동을 손쉽게 이루어지도록 하는 것을 그 목적으로 한다.

도 1 은 종래에 사용되고 있는 가변 밸브 타이밍 시스템의 저속시를 보여주는 단면도.

도 2 는 종래에 사용되고 있는 가변 밸브 타이밍 시스템의 고속시를 보여주는 단면도.

도 3 은 본 발명의 가변 밸브 타이밍 시스템의 저속시를 보여주는 단면도.

도 4 는 본 발명의 가변 밸브 타이밍 시스템의 고속시를 보여주는 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 캠축 12 저속캠

13 고속캠 14 저속 플로어

16 고속 플로어 17,18 저속 및 고속로커암

20 피봇 22 플런저

24 스프링 리테이너 26 리턴 스프링

28 통공 30 보디

32 유압통로 34 로커 샤프트

36 유입구 38 삽재홈

본 발명의 자동차의 가변 밸브 타이밍 시스템은 저속캠과 고속캠이 형성되어 있는 캠축과, 상기 캠축이 회전함에 따라 상기 저속캠과 접촉되는 저속플로어 및 고속캠과 접촉되는 고속플로어가 각각 형성되고 저속플로어 및 고속플로어의 아래에 각각 형성된 저속 및 고속 로커암으로 이루어지는 가변 밸브 타이밍 시스템에 있어서,

일단에 설치되어 있는 피봇에 의해 지지되어 상하 움직임이 가능하고 타단에는 삽재홈이 형성되어 바디가 삽입되는 고속로커암 및 저속 플라워 아래에 형성된 저속로커암과,

상기 삽재홈에 삽입되는 바디의 내측에 순차로 삽입되는 스프링 및 스프링 리테이너와,

상기 스프링 및 스프링 리테이너의 상부에 끼워짐과 동시에 일단부가 상기 스프링 리테이너를 눌러 상기 스프링을 탄압하며 타단의 상부면은 상기 삽재홈의 내측홈과 접촉되도록 설치하는 플런저와,

오일의 유압력을 전달하는 유압통로가 상기 바디의 일측부로 이어지도록 형성된 로커샤프트로 구성된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 자동차의 가변 밸브 타이밍 시스템의 구조를 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

저속캠(12)과 고속캠(13)이 형성되어 있는 캠축(10)과, 상기 캠축(10)이 회전함에 따라 상기 저속캠(12)과 접촉되는 저속플로어(14) 및 고속캠(13)과 접촉되는 고속플로어(16)가 각각 형성되고 상기 저속 플로어(14) 및 고속 플로어(16)의 있는 고속로커암(18)으로 이루어지는 가변 밸브 시스템에 있어서,

일단에 설치되어 있는 피봇(20)에 의해 지지되어 상하 움직임이 가능하고 타단에는 삽재홈(38)이 형성되어 바디(30)가 삽입되는 고속로커암(18) 및 저속플라워 아래에 형성된 저속로커암(17)과,

상기 삽재홈(38)에 삽입되는 바디(30)의 내측에 순차로 삽입되는 스프링(26) 및 스프링 리테이너(24)와,

상기 스프링(26) 및 스프링 리테이너(24)의 상부에 끼워짐과 동시에 일단부가 상기 스프링 리테이너(24)를 눌러 상기 스프링(26)을 탄압하며 타단의 상부면은 상기 삽재홈(38)의 내측홈과 접촉되도록 설치하는 플런저(22)와,

오일의 유압력을 전달하는 유압통로(32)가 상기 바디(30)의 일측부로 이어지도록 형성된 로커샤프트(34)로 구성된다.

상기 바디(30)는 그 일측부에 상기 유압통로(32)를 따라 흐르는 오일이 유입되는 유입구(36)를 구비한다.

또한, 상기 스프링 리테이너(24)는 상기 바디(30)의 유입구(36)를 통해 들어오는 오일을 플런저(22) 내부로 보낼 수 있도록 통공(28)이 형성되며, 상기 스프링 리테이너(24)는 중앙부분이 외측변보다 돌출되도록 형성한다.

도 3 은 본 발명의 유압의 오프시 가변 밸브 타이밍 시스템의 저속상태를 보여주고 있으며, 도 4 는 본 발명의 유압의 온시 가변 밸브 타이밍 시스템의 고속상태를 보여주고 있다.

먼저, 저속캠(12)과 고속캠(13)이 캠축(10)의 일부분에 각각 형성되어 있다.

저속플로어(14)가 저속로커암(17)의 상부에 형성되고, 고속플로어(16)가 고속로커암(18)의 상부에 형성되며, 상기 각각의 고속로커암(18) 및 저속로커암(17) 일단의 아래 방향으로 푸시로드(40)가 설치되어 있다.

이때, 상기 저속로커암(17)의 저속플로어(14)가 상기 저속캠(12)과 접촉되어 있다.

그리고, 상기 고속로커암(18)의 일단에는 피봇(20)이 설치되고, 그 피봇(20)과 연결되어 로커샤프트(34)가 그 하부에 세로방향으로 설치되며, 고속로커암(18)이 상하로 움직일 수 있도록 설치되어 있다.

이때, 상기 로커샤프트(34)의 내부에는 유압력을 발생시키는 오일이 흐를 수 있도록 유압통로(32)가 형성되고, 그 유압통로(32)는 플런저 바디(30)의 유입구(36)와 연결되어 있다.

상기 고속로커암(18)의 타단에는 그 내부에 삽재홈(38)이 형성되고, 상기 삽재홈에는 플런저 바디(30)가 삽입되며, 상기 바디(30)의 내측으로 스프링(26)이 삽재되고, 상기 스프링(26)의 상부에 스프링 리테이너(24)가 삽입된다.

또한, 상기 스프링 리테이너(24)의 상부에는 내측으로 캐비티가 형성된 플런저(22)가 상기 스프링(26)을 탄압하며 삽입 설치된다.

상기 스프링 리테이너(24)의 중앙은 양변보다 돌출되도록 형성되고, 중앙에는 통공(28)이 설치되어 흘러들어온 오일이 플런저(22)내로 서서히 유입되거나 배출된다.

그러므로 본 발명의 가변 밸브 타이밍 시스템은 고속로커암(18)과 이를 고정하는 피봇(20)과 실린더 헤드에서 로스트 모션 기구로 오일을 공급하게 되어 고속로커암(18)의 동작을 가능하게 한다.

즉, 저속시에는 실린더 헤드에 설치된 오일회로에 유압이 오프되어 고속플로어(16)는 고속캠(13)의 회전시 동작기구내의 플런저(22)가 후퇴하고 다시 리턴 스프링(26)에 의해 전진하면서 동작을 하게되어 저속캠(12)만 작동하게 된다.

고속시에는 실린더 헤드에 설치된 오일 회로에 유압이 온 되어 유압통로(32)와 유입구(36)를 통해 유입된 오일이 플런저(22)를 밀어줌으로써 고속플로어(16)가 고속캠(13)의 회전에 따라 추종성을 갖고 작동할 수 있게 된다.

따라서, 리프트 및 밸브 오프닝 듀레이션이 큰 고속캠(13)만 작동하게 된다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 자동차의 가변 밸브 타이밍 시스템은 단순화한 가변기구에 의한 엔진 구조를 간단히 할 수 있고, 경비가 절감되는 효과가 있다.

그리고, 손쉬운 조립으로 인하여 조립성이 향상되고, 생산작업 시간이 단축되어 생산효율성이 향상되는 잇점이 있다.

또한, 유압이 온 됨에 따라 실린더 헤드의 유압력이 플러저에 작용하여 오차없이 바로 고속캠이 작동함으로써 시스템의 안정이 이루어지고 신뢰성이 향상되는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 저속캠과 고속캠이 형성되어 있는 캠축과, 상기 캠축이 회전함에 따라 상기 저속캠과 접촉되는 저속플로어 및 고속캠과 접촉되는 고속플로어가 각각 형성되고 상기 저속플로어 및 고속플로어의 아래에 각각 형성된 저속 및 고속로커암으로 이루어지는 가변 밸브 시스템에 있어서,

   일단에 설치되어 있는 피봇에 의해 지지되어 상하 움직임이 가능하고 타단에는 삽재홈이 형성되어 바디가 삽입되는 고속로커암 및 저속플로워 아래에 형성된 저속로커암과,

   상기 삽재홈에 삽입되는 바디의 내측에 순차로 삽입되는 스프링 및 스프링 리테이너와,

   상기 스프링 및 스프링 리테이너의 상부에 끼워짐과 동시에 일단부가 상기 스프링 리테이너를 눌러 상기 스프링을 탄압하며 타단의 상부면은 상기 삽재홈의 내측홈과 접촉되도록 설치하는 플런저와,

   오일의 유압력을 전달하는 유압통로가 상기 바디의 일측부로 이어지도록 형성된 로커샤프트로 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 가변 밸브 타이밍 시스템.
2. 제 1항에 있어서, 상기 바디는 그 일측부에 상기 유압통로를 따라 흐르는 오일이 유입되는 유입구를 구비하는 것을 특징으로 하는 자동차의 가변 밸브 타이밍 시스템.
3. 제 1항에 있어서, 상기 스프링 리테이너는 상기 바디의 유입구를 통해 들어오는 오일을 플런저 내부로 보낼 수 있도록 통공이 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 가변 밸브 타이밍 시스템.
4. 제 1항에 있어서, 상기 스프링 리테이너는 중앙부분이 외측변보다 돌출되도록 형성하는 것을 특징으로 하는 자동차의 가변 밸브 타이밍 시스템.