KR101036966B1 - 압축완화 엔진브레이크 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 압축완화 엔진브레이크 모듈에 관한 것으로, 더 상세하게는 엔진브레이크용 오일이 저장된 소켓브레이크에 배출통로와 배출통로를 개폐하는 리셋부재를 구비하여 압축완화 엔진브레이크 작동시 로커암의 회전에 의해 리셋부재가 배출통로를 개방시켜 엔진브레이크 오일을 배출시킴으로써 엔진브레이크를 초기화시키는 압축완화 엔진브레이크 모듈에 관한 것이다.
본 발명에 의한 압축완화 엔진브레이크 모듈을 이용하면, 엔진브레이크 오일의 배출에 의해 엔진브레이크의 초기화가 가능하여 밸브의 최대 리프팅이 압축완화 엔진브레이크를 작동시키지 않았을 때와 동일하여 밸브와 엔진 피스톤의 접촉을 예방할 수 있다.
엔진브레이크, 오일배출, 리셋, 플레이트

Description

압축완화 엔진브레이크 모듈{Compression release brake module}
본 발명은 압축완화 엔진브레이크 모듈에 관한 것으로, 더 상세하게는 엔진브레이크용 오일이 저장된 소켓브레이크에 배출통로와 배출통로를 개폐하는 리셋부재를 구비하여 압축완화 엔진브레이크 작동시 로커암의 회전에 의해 리셋부재가 배출통로를 개방시켜 엔진브레이크 오일을 배출시킴으로써 엔진브레이크를 초기화시키는 압축완화 엔진브레이크 모듈에 관한 것이다.
일반적으로 엔진브레이크는 기어의 변속비를 하향조정하는 방식으로 차량에 제동을 가하는 것으로, 이는 변속단이 하향조정되어야 하기 때문에 엔진의 각 부분에 과다한 부하가 인가되어 엔진의 수명을 단축시키게 되는 문제점이 있었다.
따라서, 종래에는 이러한 문제점을 해결하기 위해 엔진의 행정에 있어 배기밸브를 압축행정 말에 강제적으로 개방하여 엔진의 폭발행정이 이루어지지 않게 함으로써 엔진브레이크의 효과를 극대화 시키는 압축완화 엔진브레이크가 제공되었다.
도 1은 종래기술에 의한 압축완화 엔진브레이크 사용시의 밸브리프트 변위량을 나타낸 그래프이다.
종래기술에 의한 압축완화 엔진브레이크 모듈은 소켓브레이크가 구비되어 엔진브레이크 작동시 엔진브레이크 오일을 공급받아 오일압력에 의해 피스톤이 상하이동함으로써 밸브와 로커암의 간극을 "0"으로 유지시켜 압축행정 말에 배기밸브를 강제로 개방시키도록 구성된다.
이러한 소켓브레이크에 의해 압축행정 말에 배기밸브가 개방되어 차량에 제동을 가함으로써 엔진브레이크의 효과를 극대화 시켰으나, 도 1에서와 같이 엔진브레이크 오일이 소켓브레이크에 한번 유입되면 배출되지 않기 때문에, 소켓브레이크내에 형성된 오일유압에 의해 밸브가 더 개방되는 문제가 발생되었다. 이에 따라 밸브와 피스톤과의 접촉이 발생하고 성능이 약화되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 소켓브레이크내의 엔진오일을 배출시키기 위해 엔진브레이크 오일을 배출시키는 배출통로와 배출통로를 개폐하는 리셋부재가 구비되는 압축완화 엔진브레이크 모듈을 제공하는데 목적이 있다.
로커암 샤프트를 중심으로 각운동하는 로커암;
한쌍의 배기밸브를 연결하며, 상기 로커암의 회전에 의해 가압되어 상기 배기밸브가 실린더의 배기구를 개폐하도록 하는 밸브브릿지;
상기 로커암의 일측에 결합된 조정나사의 하부와 상기 밸브브릿지의 상부 사이에 위치하며, 엔진브레이크 오일의 유입에 의해 하강되어 상기 밸브브릿지를 하향으로 가압하는 피스톤을 포함하는 소켓브레이크;를 포함한다.
본 발명에 의한 압축완화 엔진브레이크 모듈을 이용하면, 엔진브레이크 오일의 배출에 의해 엔진브레이크의 초기화가 가능하여 밸브의 최대 리프팅이 압축완화 엔진브레이크를 작동시키지 않았을 때와 동일하여 밸브와 엔진 피스톤의 접촉을 예방할 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 압축완화 엔진브레이크 모듈의 실시예를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 의한 압축완화 엔진브레이크 모듈의 사시도이고, 도 3a 및 도 3b는 본 발명에 의한 압축완화 엔진브레이크 모듈의 작동상태를 나타낸 사시도이다.
본 발명에 의한 압축완화 엔진브레이크 모듈은 내부에 로커암 샤프트(10)에 장착되어 캠(미도시)에 의해 각운동하는 로커암(100)과, 한쌍의 배기밸브(210)를 연결하며, 상기 로커암(100)의 회전에 의해 가압되어 상기 배기밸브(210)가 실린더의 배기구를 개폐하도록 하는 밸브브릿지(220), 상기 로커암(100) 일측에 결합된 조정나사(110)와 상기 밸브브릿지(220) 사이에 위치하여 엔진브레이크 오일의 유입에 의해 상하이동되는 피스톤(320)을 포함하는 소켓브레이크(300) 및 상기 엔진브레이크 오일이 배출되도록 상기 소켓브레이크(300)에 형성된 배출통로(313)를 개폐하는 리셋부재(400)로 구성된다.
여기서 도시되지는 않았지만 엔진의 압축행정 말에 로커암이 배기밸브를 개방시킬 수 있도록 캠의 외주면에 돌기를 형성한다. 돌기에 의해 배기밸브의 개방타이밍 및 최적의 밸브개방량이 설정된다.
압축완화 엔진브레이크를 작동시키면 로커암(100)과 밸브브릿지(220) 사이에 구비된 소켓브레이크(300)에 의해 엔진브레이크 오일이 소켓브레이크 내에 유입되었을 때, 피스톤(340)이 상하이동 됨으로써 밸브 간극을 대략 "0"으로 유지시켜 엔 진의 압축행정 말에 배기밸브(210)를 강제로 개방시킬 수 있다.
이러한 소켓브레이크(300)는 공지된 기술이나 본 발명에서는 유입된 오일을 배출시키는 배출통로(313)와, 배출통로(313)를 개폐시키는 리셋부재(400)가 더 구비됨으로써 유입된 오일이 배출되어 소켓브레이크(300)에 오일이 유입되기 전 상태로 되돌릴 수 있다.
엔진브레이크 오일의 유입됨으로써 작동되는 상기 소켓브레이크(300)는 하우징(310), 피스톤(320), 플런저(330) 및 탄성부재(340)로 구성된다.
하우징(310)은 내부공간(312)을 가지며, 엔진브레이크 오일이 유입되는 유입구(311)와 상기 유입된 엔진브레이크 오일이 배출되는 배출통로(313)가 형성되어 있다. 상기 하우징의 유입구 상부에는 조정나사의 하부가 접촉되는 반구형상의 접촉부가 형성된다.
그리고, 하우징(310)은 별도의 클립(20)에 의해 조정나사(110)와 결합된다. 클립(20)은 "ㄷ"자형의 단면을 갖는 중공의 원통형으로 형성되며 중심축방향으로 돌출된 돌기부가 상기 하우징(310)의 상부 둘레면과 상기 조정나사(110)의 하부 둘레면에 형성된 결합홈(112, 315)에 삽입되어 상기 하우징(310)과 상기 조정나사(110)를 결합시킨다. 단, 조정나사(110)에 형성된 결합홈(112)은 소정곡률을 갖도록 형성되어 로커암(100)의 회전에 의해 조정나사(110)가 기울어지더라도 클립(20)이 결합홈(112)을 이탈하는 것을 방지한다.
또한, 밸브브릿지(220)에는 하우징(310)의 위치하는 상단부 너비방향 양측에 돌출된 걸림돌기(221)가 형성된다. 걸림돌기(221)에 의해 하우징(310)이 내부공 간(312) 중심축을 중심으로 회전되는 것을 방지할 수 있다.
피스톤(320)은 상기 하우징의 내부공간(312)에 위치되며, 유입된 상기 엔진브레이크 오일이 저장되는 저장부(341)가 형성되고 상기 엔진브레이크 오일의 유입에 의해 상기 하우징의 내부공간(312) 내에서 상하방향으로 이동된다. 피스톤(320)의 하부면은 항상 밸브브릿지(220) 상부면에 접촉된 상태를 유지하도록 구성됨이 바람직하다.
한편, 하우징의 내부공간(312) 하부 둘레면에는 스냅링이 안착되는 홈(12)이 형성된다. 홈(12)에 스냅링(30)을 안착시킴으로써 피스톤(320)이 내부공간(310)에서 완전히 벗어나는 것을 방지한다.
플런저(330)는 상기 엔진브레이크 오일의 유입에 의해 상기 내부공간(312)에서 상하방향으로 이동하여 상기 유입구(311)를 개폐시키며, 탄성부재(340)는 상기 피스톤의 저장부(341) 바닥면과 상기 플런저(330) 하부 사이에 위치하여 상기 플런저(330)를 상기 유입구(311) 방향으로 탄성지지한다.
한편, 소켓브레이크(300) 내로 유입되는 오일은 상기 로커암(100) 내부의 오일유로(120)를 통해 공급되어 상기 로커암(100) 일측에 결합된 조정나사(110) 내부에 형성된 오일통로(111)와 유입구(311)를 거쳐 공급된다.
그리고, 소켓브레이크(300) 내로 유입된 오일이 배출되는 배출통로(313)는 리셋부재(400)에 의해 개폐된다. 리셋부재(400)는 리셋바(410)와 가압플레이트(420) 및 제2 탄성부재(430)로 구성된다.
리셋바(410)는 배출통로(313)를 개폐시기되 상기 소켓브레이크의 하우징에 상기 배출통로(313)를 가로지르도록 형성된 개폐홀(314)에 삽입되어 있다. 리셋바(410)의 하부에는 상기 배출통로(313)를 폐쇄하는 방향으로 상기 리셋바(410)에 탄성을 가하는 제2 탄성부재(430)가 구비되어 있다. 제2 탄성부재(430)는 상기 개폐홀 하부에 구비된 안착홈에 안착된 스냅링에 의해 지지된다.
여기서 상기 제2 탄성부재(430)의 탄성력에 의해 상기 리셋바(410)가 상기 개폐홀(314)을 이탈하지 않도록 상기 리셋바(410)의 하부 둘레면에는 원주방향으로 돌출된 플랜지부(411)가 형성되어 있고, 상기 개폐홀(313)은 상기 플랜지부(411)와 동일한 지름을 갖도록 형성되되 개폐홀(314) 상부는 상기 리셋바(410)의 지름과 동일한 지름을 갖도록 돌출된 리브(13)가 형성됨이 바람직하다.
이에 따라 상기 플랜지부(411)가 상기 개폐홀(314)의 상부에 형성된 리브(14)에 걸림으로써 상기 리셋바(410)가 상기 개폐홀(314)에서 이탈되지 않는다.
그리고, 리셋바(410)를 제2 탄성부재(430)가 압축되는 방향으로 가압하는 가압플레이트(420)는 절곡된 플레이트로 이루어져 로커암(100) 일측에 고정결합된다. 가압플레이트(420)는 로커암(100)에 나사결합되어 조립 및 탈거가 용이하며, 소정길이의 플레이트를 절곡시켜 형성함으로써 제작이 간편하고 중량 증가를 최소화시킬 수 있다.
로커암(100)의 회전이 이루어지지 않는 정지상태에서는 가압플레이트(420) 하부면과 리셋바(410)의 상부면이 소정간격 이격된 상태가 유지되며, 로커암(100)이 캠(미도시)에 의해 회전하여 배기밸브(210)의 밸브리프트가 최대가 될 시점에 리셋바(410)가 가압플레이트(420)에 의해 가압된다.
즉, 가압플레이트(420)는 로커암(100)의 이 회전하여 배기밸브(210)의 밸브리프트가 최대가 되기 직전에 리셋바(410)와 접촉되어 최대가 되었을 때 리셋바(410)가 배출통로(313)를 완전히 개방시키도록 함으로써 소켓브레이크(300) 내에 저장되었던 엔진브레이크 오일을 모두 배출시킬 수 있다.
도 4는 본 발명에 의한 소켓브레이크의 작동상태를 나타낸 단면도이고, 도 5는 본 발명에 의한 압축완화 엔진브레이크 작동시 밸브리프트 변위량을 나타낸 그래프이다.
도 4를 참조하여 소켓브레이크(300)의 작동상태를 살펴보면, 압축완화 엔진브레이크가 작동되지 않을 때는 엔진브레이크 오일의 공급이 없는 상태로, 피스톤(320)의 상부면이 하우징(310)의 내부공간(312) 상측면에 밀착되어 있고, 플런저(320)에 의해 유입구(311)는 폐쇄되어 있다(a).
압축완화 엔진브레이크가 작동되면, 엔진브레이크 오일이 조정나사(110)의 오일통로(111)를 통해 소켓브레이크의 하우징(310) 내로 공급된다. 엔진 브레이크 오일의 공급에 의해 탄성부재(340)가 압축되면서 플런저(330)가 유입구(311)를 개방(b)시킨다.
유입구(311)의 개방으로 엔진브레이크 오일이 피스톤(320)의 저장부(321)로 유입되고, 플런저(330)는 탄성부재(340)가 복원되면서 유입구(311)를 폐쇄시킨다. 이때, 유입된 오일에 의해 하우징의 내부공간(312)에 오일압력이 형성되어 피스톤(320)이 밸브브릿지(220) 방향으로(도 4에서는 하강) 밸브 간극(t)만큼 이동(c)된다.
소켓브레이크의 내부공간(312)에 오일이 저장되어 있는 상태에서 가압플레이트(미도시)가 리셋바(410)를 제2 탄성부재(430)쪽으로 가압하면, 제2 탄성부재(430)가 압축되면서 리셋바(410)가 배출통로(313)를 개방시킨다. 배출통로(313)가 개방되면서 내부공간(312) 및 저장부(321)에 저장된 엔진브레이크 오일이 배출(d)되어 하우징(310) 내의 오일압력이 제거되면 피스톤(320)이 조정나사(110) 방향(도 4에서는 상승)으로 이동(e)된다.
리셋바(410)가 가압된 상태에서 하우징(310) 내의 엔진브레이크 오일이 순간적으로 모두 배출되며, 가압플레이트(미도시)에 의한 외력이 사라지면 제2 탄성부재(430)의 복원력에 의해 리셋바(410)가 배출통로(313)를 폐쇄(f))시킨다.
도 5를 참조하여 밸브리프트의 변위를 살펴보면, 압축완화 엔진브레이크가 작동됨으로써 엔진의 압축행정이 시작되는 시점부터 엔진브레이크 오일이 소켓브레이크에 유입되어 밸브리프트가 진행된다. 압축행정 말에 가까워져 실린더 내의 피스톤이 상사점에 이르기 직전 오일이 배출됨으로써 기존에 설정된 간극이 형성되어 엔진브레이크의 작동전과 동일한 밸브리프트 변위를 나타낸다.
이와 같이 소켓브레이크 내로 유입된 엔진브레이크 오일을 배출시켜 항상 압축완화 엔진브레이크 모듈의 초기화가 가능하다. 이에 따라 배출되지 않은 오일에 의해 밸브간극이 "0"으로 유지되어 밸브의 최대리프트가 정상적인 범위를 벗어나 밸브와 피스톤의 접촉될 수 있는 위험성을 방지할 수 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.
도 1은 종래기술에 의한 압축완화 엔진브레이크 사용시의 밸브리프트 변위량을 나타낸 그래프이다.
도 2는 본 발명에 의한 압축완화 엔진브레이크 모듈의 사시도이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 의한 압축완화 엔진브레이크 모듈의 작동상태를 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명에 의한 소켓브레이크의 작동상태를 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명에 의한 압축완화 엔진브레이크 작동시 밸브리프트 변위량을 나타낸 그래프이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100: 로커암 110: 조정나사
210: 배기밸브 220: 밸브브릿지
300: 소켓브레이크 310: 하우징
320: 피스톤 330: 플런저
340: 탄성부재 400: 리셋부재
410: 리셋바 420: 가압플레이트
430: 제2 탄성부재

Claims (6)

  1. 로커암 샤프트를 중심으로 각운동하는 로커암;
    한쌍의 배기밸브를 연결하며, 상기 로커암의 회전에 의해 가압되어 상기 배기밸브가 실린더의 배기구를 개폐하도록 하는 밸브브릿지;
    상기 로커암의 일측에 결합된 조정나사의 하부와 상기 밸브브릿지의 상부 사이에 위치하며, 엔진브레이크 오일의 유입에 의해 하강되어 상기 밸브브릿지를 하향으로 가압하는 피스톤을 포함하는 소켓브레이크;
    를 포함하는 압축완화 엔진 브레이크 모듈.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 소켓브레이크는 상기 유입된 엔진브레이크 오일이 배출되는 배출통로가 형성되며, 상기 배출통로를 개폐하는 리셋부재를 더 포함하는 압축완화 엔진 브레이크 모듈.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 소켓브레이크는,
    내부공간을 가지며, 엔진브레이크 오일이 유입되는 유입구 및 상기 배출통로가 형성된 하우징;
    상기 유입구를 폐쇄하며, 상기 엔진브레이크 오일의 유입에 의해 상기 유입구를 개방하도록 하강되는 플런저;
    일단은 상기 피스톤의 저장부 바닥면과 상기 플런저 사이에 위치하여 상기 플런저를 상기 유입구 방향으로 탄성지지하는 탄성부재;
    를 포함하고, 상기 피스톤은 상기 하우징의 내부공간에 위치되며, 상기 하우징 내로 유입된 상기 엔진브레이크 오일의 일부가 저장되는 저장부가 형성되고 상기 엔진브레이크 오일의 유입에 의해 상기 내부공간에서 하강되는 압축완화 엔진 브레이크 모듈.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 소켓브레이크의 하우징에는 상기 배출통로를 가로지르는 개폐홀이 형성되며, 상기 리셋부재는,
    상기 개폐홀에 삽입되어 상기 개폐홀의 축방향으로 이동함으로써 상기 배출통로를 개폐하는 리셋바;
    절곡된 플레이트로 형성되며 상기 로커암 일측에 결합되어 상기 리셋바를 가압하는 가압플레이트;
    상기 리셋바 하부에 위치하며 상기 리셋바에 상기 배출통로를 폐쇄하는 방향으로 탄성력을 가하는 제2탄성부재;
    를 포함하는 압축완화 엔진브레이크 모듈.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 리셋바는 하부 둘레면에 원주방향으로 돌출된 플랜지부가 형성되고, 상기 개폐홀은 상기 플랜지부와 동일한 지름을 갖도록 형성되되,
    상기 리셋바가 상기 제2 탄성부재에 의해 상기 배출통로를 폐쇄하는 방향으로 탄성지지 될 때, 상기 개폐홀에서 이탈되지 않도록 상기 개폐홀 상부에 원주방향으로 중심축을 향해 돌출된 리브가 형성된 압축완화 엔진브레이크 모듈.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 가압플레이트의 하단면과 상기 리셋바의 상단부는 소정간격 이격되도록 구성되는 압축완화 엔진브레이크 모듈.
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