KR100482851B1 - 밸브 및 밸브시트 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 단위시간당의 흡기량 및 배기량을 증가시킬 수 있으며, 연소실 중앙부로 신기가 도달되는 시간이 단축되어 화염전파가 지연되는 일이 없는 구조의 밸브 및 밸브시트를 제공하는데 있다.

이를위해 본 발명은 연소실의 포트입구에 압입되는 밸브시트와,

그 밸브시트의 주시트면에 밀착하여 연소실을 폐쇄하거나 또는 개방하도록 작동하는 밸브로 구성된 것에 있어서,

상기 밸브의 헤드몸체를 상하로 관통하여 중앙개구부가 형성되어 있으며, 상기 중앙개구부의 상부에 대향되는 밸브시트에는 상기밸브가 상승시 상기 중앙개구부에 밀착하는 보조시트면을 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.

Description

밸브 및 밸브시트{Valve and valve seat structure}

본 발명은 엔진에 도입하는 흡입공기량을 증가시킬 수 있는 구조의 밸브 및 밸브시트에 관한 것이다.

4사이클 엔진에서는 팽창 행정에 필요한 혼합기를 연소실내로 끌어 들이고, 또 연소가스를 외부로 배출하기 위하여 1개의 실린더에 흡입밸브와 배기밸브를 비치하고 있다.

흡배기밸브는 피스톤이 1사이클하는 극히 짧은 시간에 용이하게 흡입·배기를 하여 체적효율을 높일 것, 양밸브가 닫혀있는 압축 및 팽창행정에서 충분한 기밀을 유지할 것, 연소가스의 고온에 노출되어도 정확하게 작동하고 장시간 운전에 견딜것 등의 어려운 조건을 만족시키는 것이어야 한다.

도 3에 종래의 일반적 구조의 밸브 및 밸브시트를 도시하였는 바, 특히 신기흡입량은 밸브헤드경(D)과 밸브시트(20)의 내경(d) 및 밸브리프트(L)와 연관이 있다.

밸브(21)가 하강하여 작동하면 밸브헤드(22)가 밸브시트(20)로부터 이격되면서 혼합가스 또는 연소가스가 연소실로부터 들어오고 나가게 된다.

이 밸브헤드(22)와 밸브시트(20)가 벌어지는 크기를 개구면적(A)이라 하여, 이 개구면적(A)이 커지면 공기유동성능이 좋아져 많은 혼합기를 연소실에 도입하거나 연소가스를 신속하게 외부로 배출할 수 있어 엔진출력을 증가시키는 것이 가능하다.

현재의 밸브구조하에서는 밸브개방시 밸브헤드직경(D)과 밸브시트경(d)의 원주부(개구면적, A)에서 흡배기가 수행되므로 실린더에 도입되는 공기유량(Q)은 다음과 같이 결정된다.

Q(유량) = A(개구면적) ×L(밸브리프트)

상기 식에서 알수 있는 것과 같이 한정된 배기량으로 출력을 높이기 위해서는 단위 시간당 흡입공기량을 어떻게 증가시키느냐가 중요한 인자로서, 최근엔 밸브수를 증가시키거나 밸브지름을 크게하는 방식이 많이 채용되고 있지만, 저회전 저부하에 있어서 연소의 안정성, 연소실 벽에 의한 마스킹의 영향, 내구성에서의 밸브시트 사이의 치수 제한등에 의해 일정한 보어지름에 대하여 밸브의 수를 증가시키거나 또는 밸브 크기를 키우는 것에는 한계가 있을 수 밖에 없었다.

또 밸브헤드(22)의 둘레를 돌아 신기가 유입되므로 연소실의 중앙이나 밸브중심부 직하방까지 도달하는데에는 충분한 시간이 필요하게 되어 연소 및 화염전파가 지연되는 문제점을 안고 있었다.

이에 본 발명은 상기한 점을 감안하여 제안한 것으로서 그의 목적으로 하는 것은

단위시간당의 흡기량 및 배기량을 증가시킬 수 있으며, 연소실 중앙부로 신기가 도달되는 시간이 단축되어 화염전파가 지연되는 일이 없는 구조의 밸브 및 밸브시트를 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은

연소실의 포트입구에 압입되는 밸브시트와,

그 밸브시트의 주시트면에 밀착하여 연소실을 폐쇄하거나 또는 개방하도록 작동하는 밸브로 구성된 것에 있어서,

상기 밸브의 헤드몸체를 상하로 관통하여 중앙개구부가 형성되어 있으며, 상기 중앙개구부의 상부에 대향되는 밸브시트에는 상기밸브가 상승시 상기 중앙개구부에 밀착하는 보조시트면을 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 주시트면과 보조시트면 사이에는 환상공간이 형성되어 있다.

또 상기밸브는 흡기밸브 또는 배기밸브인 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 구성을 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 밸브와 밸브시트의 구조를 나타내는 도면이며, 도 2는 본 발명에 의한 밸브의 저면 형상을 나타내는 도면이다.

도 1에 있어서 부호 1은 실린더 헤드이며, 부호 2는 포트(흡기포트 또는 배기포트)이다.

상기 포트(2)의 연소실에 접한 입구에는 밸브시트(3)가 압입되어 있으며, 이 밸브시트(3)는 주시트면(4)과 보조시트면(5)이 구비되어 있고, 주시트면(4)과 보조시트면(5) 사이에는 공기의 유동성을 향상시키기 위해 형성한 환상공간(6)을 구비하고 있다.

그리고 상기 밸브시트(3)를 개폐하는 밸브(7)의 헤드(8)에는 상기 보조시트면(5)의 직하방에 대향하는 위치로 수직으로 몸체를 관통하여 중앙개구부(9)가 천공되어 있으며, 이 중앙개구부(9)는 원형 또는 호형상의 구멍으로 복수개가 형성되어 있다.

이에따라 압축행정시 밸브(7)가 상승하여 밸브시트(3)에 밀착하였을 때에는 밸브헤드(8)가 주시트면(4)에 밀착하여 연소실을 폐쇄하게 되며, 또 중앙개구부(9)의 상부 외주연이 보조시트면(5)에 밀착하여 중앙개구부(9)로 밀폐되어지게 되므로써 포트(2)를 통하여 압축가스가 누설되는 일이 없다.

그러나 흡기행정 또는 배기행정시에는 밸브(7)가 하강하여 밸브헤드(8)가 밸브시트(3)로부터 떨어지게 되면, 주시트면(4)과 보조시트면(5)이 개방되면서 흡기가 밸브헤드(8)의 외주면을 통해서 뿐 아니라 중앙개구부(9)들을 통해서도 연소실의 중앙부로 직접 도입되게 되는 것이다.

이와같이 하면 흡기공기가 신속하고도 다량으로 연소실 전체에 도입되어지게 되므로써 엔진출력이 증대되어지게 되는 것이다.

반대로 배기밸브의 경우에는 배기가스가 신속하게 외부로 배출되어지게 된다.

이상과 같은 본 발명에 의하면 밸브헤드 몸체의 상하를 관통하도록 중앙개구부를 천공하고 이 중앙개구부가 밸브의 개방시 열려지게 되므로써 중앙개구부의 단면적만큼 밸브 개구면적의 증대를 가져와 많은 흡기를 엔진에 도입할 수 있을 뿐만 아니라 흡기가 연소실의 중앙에 즉시 유입되어져 화염전파의 지연이 없어지고 엔진출력이 증대되어지게 되며, 배기시에는 신속하게 배기가스를 배출할 수 있어 배기저항을 줄일 수 있게 되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 의한 밸브 및 밸브시트를 나타내는 정단면도.

도 2는 본 발명에 의한 밸브의 저면 형상을 나타내는 도면.

도 3은 종래기술.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 실린더헤드 2 : 흡기포트(배기포트)

3 : 밸브시트 4 : 주시트면

5 : 보조시트면 6 : 환상공간

7 : 밸브 8 : 밸브헤드

9 : 중앙개구부

Claims (6)

1. 연소실의 포트입구에 밸브시트가 압입형성되고, 상기 포트입구를 개폐하기 위한 밸브헤드의 도중에는 다수의 중앙개구부가 상하방향으로 관통형성된 구조에 있어서,

   상기한 밸브헤드(8)가 접촉되는 밸브시트(3)의 도중에는 상기 밸브시트(3)가 주시트면(4)과 보조시트면(5)으로 구분되도록 하기 위한 환형상의 환상공간(6)이 소정깊이로 형성된 것을 특징으로 하는 밸브 및 밸브시트.
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