KR101047658B1

KR101047658B1 - 엔진브레이크 모듈

Info

Publication number: KR101047658B1
Application number: KR1020090070724A
Authority: KR
Inventors: 윤석중; 김경모
Original assignee: 기아자동차주식회사; 현대자동차주식회사
Priority date: 2009-07-31
Filing date: 2009-07-31
Publication date: 2011-07-07
Also published as: KR20110012839A; DE102009044634B4; DE102009044634A1; US20110023821A1; US8602000B2

Abstract

본 발명은 엔진브레이크 모듈에 관한 것으로, 더 상세하게는 엔진브레이크 모듈이 로커암에 내부에 마련된 공간부에 위치됨으로써 소형화 및 경량화되고, 이에 따라 압력이 형성되는 폐회로의 체적이 좁아져 엔진브레이크 오일의 유동이 빨라짐으로써 엔진브레이크 성능이 향상되는 엔진브레이크 모듈에 관한 것이다.

본 발명에 의한 엔진브레이크 모듈을 이용하면, 구성부품수의 감소로 중량 및 원가가 절감되며, 엔진브레이크 모듈이 로커암 내에 위치됨으로써 유압이 발생되는 공간이 축소되어 빠른 반응속도에 의해 엔진브레이크의 성능이 향상되는 효과가 있다.

엔진브레이크, 로커암, 체크볼

Description

엔진브레이크 모듈{Engine break module}

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 실린더 배기구가 일부 개방된 상태로 유지시켜 압축행정이 일어나지 않도록 함으로써 엔진브레이크 효과를 향상시키는 엔진브레이크 모듈이 제공되었다. 이러한 엔진브레이크 모듈은 별도의 하우징을 구비하고, 하우징 내에 엔진브레이크 모듈이 위치되도록 구성되었다.

도 1a 및 도 1b는 종래기술에 의한 엔진브레이크 모듈의 사시도 및 단면도이 다.

종래기술에 의한 엔진브레이크 모듈은 엔진브레이크 작동시 밸브(60)를 가압하는 피스톤(20) 및 간극조정스크류(30)와, 상기 피스톤(20)을 하강시키기 위해 유압을 형성시키는 컨트롤 밸브(50) 및 체크볼(40)로 구성되되, 상기 컨트롤 밸브(50) 및 체크볼(40)과 상기 피스톤(20) 및 간극조정스크류(30)의 일부를 내부에 위치시키는 하우징(10)이 구비된다.

그러나, 이러한 별도의 하우징에 상기 엔진브레이크 모듈을 위치시킴으로써 부품수가 증가되어 원가 및 중량이 상승되는 단점이 있다. 또한, 간극조정스크류와 피스톤이 같은 공간에 구비되어 하우징 내 유압이 발생되는 체적 커짐으로써 엔진브레이크의 반응속도가 느려 엔진브레이크 성능이 좋지 못한 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 엔진브레이크 모듈의 소형화 및 경량화를 위해 구성부품수를 감소시켜 로커암 내에 마련된 공간부에 위치시키며, 유압이 발생되는 체적을 감소시켜 엔진브레이크 성능을 향상시키는 엔진브레이크 모듈을 제공하는데 목적이 있다.

내부에 엔진브레이크 오일이 유동되는 공급유로와 연결된 제1공간부가 마련된 로커암;

상기 로커암의 제1공간부 상측으로 상기 로커암 상면과 소정간격 이격되어 고정되는 스토퍼;

상기 제1공간부에 위치되며, 상기 엔진브레이크 오일의 유압에 의해 상기 스토퍼와 접촉되도록 상승되어 상기 로커암을 하방향으로 가압하는 가압피스톤을 포함하는 액추에이터;를 포함한다.

본 발명에 의한 엔진브레이크 모듈을 이용하면, 구성부품수의 감소로 중량 및 원가가 절감되며, 엔진브레이크 모듈이 로커암 내에 위치됨으로써 유압이 발생되는 공간이 축소되어 빠른 반응속도에 의해 엔진브레이크의 성능이 향상되는 효과 가 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 엔진브레이크 모듈의 실시예를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 의한 엔진브레이크 모듈의 분해사시도이고, 도 3은 본 발명에 의한 엔진브레이크 모듈의 단면도이다.

본 발명에 의한 엔진브레이크 모듈은 제1공간부(110) 및 제2공간부(120)가 마련된 로커암(100), 상기 로커암(100)의 제1공간부(110) 상측에 상기 로커암 상단면에 소정간격 이격된 스토퍼(410), 상기 제1공간부(110)에 위치되는 액추에이터(200), 상기 제2공간부(120)에 위치되는 컨트롤 밸브(200)로 구성된다.

로커암(100)은 캠에 의해 캠샤프트를 중심으로 각운동되어 밸브(600)를 가압하되, 엔진브레이크의 작동시에는 상기 밸브(600)가 열린상태로 유지되도록 상기 로커암(100)에 외력을 가함으로써 상기 로커암(100)이 상기 밸브(600)를 가압하도록 구성됨이 바람직하다.

상기의 작동을 위해 상기 로커암(100)에는 액추에이터(200)가 위치되는 제1공간부(110)가 마련되고, 상기 제1공간부(110) 상부에 소정간격 이격되어 고정된 스토퍼(410)가 위치된다.

이와 같은 상태에서 엔진브레이크가 작동되면 엔진브레이크 오일 유압에 의해 상기 제1공간부(110)에 위치된 상기 액추에이터(200)의 가압피스톤(210)이 상기 스토퍼(410)와 상기 제1공간부(110) 사이의 간격이상으로 상승된다. 상기 가압피스톤(210)이 상승되어 상기 스토퍼(410)와 접촉되면서 상대적으로 상기 로커암(100)이 밸브(600)를 가압하는 방향으로 이동되어 밸브(600)의 열림상태가 유지된다.

한편, 엔진브레이크 작동이 해제되어 밸브(600)를 닫기 위해서 제1공간부(110)에 저장되었던 엔진브레이크 오일을 외부로 배출시켜야 하며, 이를 위해 외부와 연통되는 배출통로(140)가 형성되며 상기 배출통로(140)를 개폐시키기 위한 컨트롤 밸브(300)가 구비된다. 상기 컨트롤 밸브(300)는 상기 배출통로(140)를 가로지르도록 관통하는 제2공간부(120)에 위치되며, 액추에이터(200)와 같이 엔진브레이크 오일 유압에 의해 작동되어 상기 제1공간부(110)에 저장되었던 엔진브레이크 오일을 상기 로커암(100) 외부로 배출시킨다.

이와 같이 액추에이터 및 컨트롤 밸브(200, 300)를 상기 로커암 내에 마련된 제1 및 제2공간부(110, 120)에 위치시킴으로써 별도의 하우징이 불필요하여 원가 및 중량이 절감되며 레이아웃이 유리한 장점이 있다.

한편, 상기 제1공간부와 상기 제2공간부에 엔진브레이크 오일을 공급하기 위해 상기 로커암의 제1공간부(110) 및 제2공간부(120) 하측에 공급유로(130)가 형성된다. 공급유로(130)로 공급된 엔진브레이크 오일은 상기 공급유로(130)와 상기 제1공간부(110)를 연결하는 제1유로(131)에 의해 상기 제1공간부(110)로 유입되며, 상기 공급유로(130)와 상기 제2공간부(120)를 연결하는 제2유로(132)에 의해 상기 제2공간부(120)로 유입된다. 이때 공급되는 엔진브레이크 오일에 의해 유압이 발생되며, 상기 유압에 의해 상기 액추에이터(200)와 컨트롤 밸브(300)가 작동될 수 있 다.

본 실시예에서의 상기 액추에이터(200)는 상기 가압피스톤(210)을 포함하여, 상기 가압피스톤(210)을 상기 제1유로(131)측으로 가압하는 메인탄성부재(220), 제1공간부의 입구(111)를 개폐하는 체크볼(230), 상기 체크볼(230)을 상기 제1유로(131)측으로 가압하는 서브탄성부재(240) 및 상기 메인탄성부재(220)의 이탈을 방지시키는 스냅링(250)으로 구성된다.

상기 제1공간부(110)의 내주면에 밀착되도록 원통형으로 형성된 상기 가압피스톤(210)은 제1공간부(110)의 길이방향으로 이동됨으로써 상기 스토퍼(410)와 접촉되며, 상기 스토퍼(410)와 접촉되도록 상기 가압피스톤(210)이 상승되면 상기 제2공간부(141)와 연결되는 연결통로(141)가 개방된다. 여기서, 연결통로(141)로는 상기 배출통로(140) 중 상기 배출통로(140)를 가로지르도록 관통된 제2공간부(120)와 상기 제1공간부(110) 사이에 마련된 통로를 말한다.

또한, 상기 가압피스톤(210)은 메인탄성부재(220)에 의해 상기 제1유로(131)측으로 탄성지지되어 상기 가압피스톤(210)이 상승된 상태에서 유압이 제거되면 상기 메인탄성부재(220)의 복원력에 의해 상기 가압피스톤(210)이 원래의 위치로 하강된다.

그리고 상기 액추에이터(200)는 상기 제1공간부의 입구(111)를 개폐하는 체크볼(230)을 포함하는데, 상기 체크볼(230)이 상기 제1공간부의 입구(111)를 개방했을 때 엔진브레이크 오일이 1차적으로 저장되는 수용부(211)가 상기 가압피스톤(210)에 형성된다.

이에 따라 상기 체크볼(230)은 상기 수용부(211) 내에서 상기 수용부(211)의 길이방향을 따라 이동됨으로써 상기 제1공간부의 입구(111)를 개폐시키며, 상기 수용부(211) 천정면과 상기 체크볼(230) 사이에 서브탄성부재(240)가 구비되어, 상기 체크볼(230)을 상기 제1공간부 입구(111)측으로 가압한다.

한편, 본 실시예에서의 컨트롤 밸브(300)는 엔진브레이크 오일에 의해 상기 제2공간부(120)의 길이방향으로 이동되는 컨트롤 피스톤(310)과, 상기 컨트롤 피스톤(310)이 상기 배출통로(140)를 개방시키는 방향으로 상기 컨트롤 피스톤(310)에 탄성력을 인가하는 탄성부재(320)로 구성된다.

상기 제2공간부(132)의 내주면에 밀착되도록 원통형으로 형성된 상기 컨트롤 피스톤(310)은 엔진브레이크 오일의 유압에 의해 상기 제2공간부(120)의 길이방향을 따라 이동함으로써 상기 배출통로(140)를 개폐시킨다.

또한, 하기의 플레이트(330)와 상기 컨트롤 피스톤(310) 사이에 위치되는 상기 탄성부재(320)는 상기 컨트롤 피스톤(310)을 상기 제2유로(132)측, 즉, 상기 컨트롤 피스톤(310)이 상기 배출통로(140)를 개방시키는 방향으로 가압한다. 엔진브레이크 오일의 유압에 의해 상기 컨트롤 피스톤(310)이 상승되면 상기 탄성부재(320)는 압축되어 상기 컨트롤 피스톤(310)에 의해 상기 배출통로(140)를 폐쇄되고, 유압이 제거되었을 때 압축되었던 상기 탄성부재(320)가 복원됨으로써 상기 컨트롤 피스톤(310)이 하강된다.

한편, 상기 제2공간부(120)의 상부 내경은 상기 제2공간부(120)의 하부 내경보다 큰 지름을 갖도록 형성되며, 상기 제2공간부(120)의 상부 내경과 동일한 외경 을 갖는 상기 플레이트(330)가 상기 제2공간부(120)의 상부를 폐쇄한다. 이때, 상기 플레이트(330)의 중앙에는 홀(331)이 형성됨으로써 연결통로(141)를 통해 제2공간부(120)로 유입되는 오일이 배출될 수 있으며, 상기 플레이트(330)에 의해 상기 탄성부재(320)가 안정적으로 지지될 수 있다.

더불어, 상기 제1공간부(110)와 상기 제2공간부(120)의 상부 둘레면에는 스냅링(250, 340)이 안착되는 홈(112, 121)이 형성되어 있다. 각각의 상기 홈(112, 121)에 상기 스냅링(250, 340)이 안착됨으로써 상기 메인탄성부재(220) 및 상기 플레이트(330)가 상기 제1공간부(110) 및 상기 제2공간부(120)에서 벗어나는 것이 방지된다.

그리고 상기 로커암(100)의 제1공간부(110) 상측에 상기 로커암(110)의 상단면과 소정간격 이격되도록 위치된 스토퍼(410)는 별도로 구비된 홀더(500)에 의해 고정된다. 상기 스토퍼(410)의 일단면과 상기 액추에이터의 가압피스톤(210) 상단면 사이에는 간극(t)이 형성되며, 상기 간극(t)의 조절이 용이하도록 상기 스토퍼(410)는 스크류(420)와 일체로 형성된다.

이와 같이 상기 스크류(420)가 상기 홀더(500)에 나사결합됨으로써 상기 스토퍼(410)가 상기 제1공간부(110) 상측으로 상기 가압피스톤(210)의 상단면과 간극(t)을 유지한 상태로 위치 고정될 수 있다.

도 4 및 도 5를 참조하여 상기와 같은 구성에 의한 엔진브레이크 모듈의 작동 상태를 살펴보자.

엔진브레이크가 작동되지 않을 때는 엔진브레이크 오일이 공급되지 않는 상 태로써, 도 3에서와 같이 체크볼(230)은 서브탄성부재(240)에 의해 가압되어 제1공간부의 입구(111)를 폐쇄하고 있으며, 가압피스톤(210)은 메인탄성부재(220)에 의해 제1유로(131) 측으로 가압된 상태이고, 컨트롤 피스톤(310)은 탄성부재(320)에 의해 제2유로(132) 측으로 가압된 상태이다.

또한, 스토퍼(410)는 상기 제1공간부(110) 상측에 상기 가압피스톤(210)의 상단면과 간극(t)만큼 이격되어 고정됨으로써 로커암(100)이 회동될 때, 상기 가압피스톤(210)과 상기 스토퍼(410)는 접촉되지 않는다.

이와 같은 상태에서 엔진브레이크가 작동되면, 엔진브레이크 오일이 공급유로(130)로 공급된다. 엔진브레이크 오일은 상기 제2유로(132)로 먼저 공급되며, 이에 따라 상기 컨트롤 피스톤(310)이 상승되어 배출통로(140)를 폐쇄시킨다(도 4의 a). 이어 상기 제1유로(131)로 엔진브레이크 오일이 공급되며, 이에 따라 상기 체크볼(230)이 상기 제1공간부의 입구(111)를 개방시킨다(도 4의 b).

상기 제1공간부 입구(111)가 개방됨으로써 상기 가압피스톤의 수용부(211)에 엔진브레이크 오일이 유입되고, 압축되었던 서브탄성부재(240)가 복원되면서 상기 체크볼(230)을 상기 제1공간부 입구(111) 측으로 가압한다. 상기 체크볼(230)이 상기 제1공간부(111)의 입구를 폐쇄시키면 상기 제1공간부(110)에 유압이 형성됨으로써 상기 가압피스톤(210)이 상승되어 상기 스토퍼(410)와 접촉된다(도 4의 c).

이와 같이 상기 제1공간부(111)에 엔진브레이크 오일이 유입된 상태에서 상기 체크볼(230)이 상기 제1공간부(111)의 입구를 폐쇄시킴으로써 상기 제1공간부(111) 내의 유압이 일정하게 유지될 수 있다.

여기서 엔진브레이크 오일은 상기 제2유로(132)와 제1유로(131)로 거의 동시에 공급되며, 제1공간부(110)에서 엔진브레이크 오일이 유입되어 저장되는 체적(S)이 도 1b에서의 체적(S1)보다 작게 형성됨으로써 유압의 발생속도가 빨라져 상기 가압피스톤(210)의 상승이 빠르게 일어난다. 이에 따라 엔진브레이크의 성능이 향상된다.

이때, 상기 가압피스톤(210)은 상기 가압피스톤(210)과 상기 스토퍼(410) 사이의 간극(t)보다 더 많이 상승되며, 상기 가압피스톤(210)의 상승높이에서 간극(t)을 제외한 값만큼 상기 로커암에 변위(α)가 발생된다. 여기서 로커암(100)의 변위로 인해 상기 밸브(600)가 실린더 내의 피스톤(미도시)과 접촉되는 일이 발생되지 않도록 상기 간극(t)을 적정한 값으로 조절하는 것이 바람직하다.

이와 같이 상기 로커암(100)의 변위로 인해 엔진브레이크 작동시 밸브(600)가 개방된 상태로 유지되며, 이에 따라 압축행정이 진행되지 않아 차량에 제동이 가해진다.

이와 같은 상태에서 상기 엔진브레이크의 작동이 정지되면, 엔진브레이크 오일이 공급되지 아니하여 상기 컨트롤 피스톤(310)의 하강된다. 상기 컨트롤 피스톤(310)이 하강됨으로써 상기 제1공간부(110)의 엔진브레이크 오일이 연결통로(141)를 통해 제2공간부(120) 내부 중 상기 컨트롤 피스톤(310) 상부 공간으로 유입되어 배출통로(140) 및 플레이트의 홀(331)을 통해 로커암 외부로 배출된다(도 5의 a).

제1공간부(110)에 유입되었던 엔진브레이크 오일이 모두 배출되면 상기 메인 탄성부재(220)의 복원력에 의해 상기 가압피스톤(210)이 원래의 위치로 복귀된다(도 5의 b).

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 1a 및 도 1b는 종래기술에 의한 엔진브레이크 모듈의 사시도 및 단면도이다.

도 2는 본 발명에 의한 엔진브레이크 모듈의 분해사시도이다.

도 3은 본 발명에 의한 엔진브레이크 모듈의 단면도이다.

도 4 및 도 5는 본 발명에 의한 엔진브레이크 모듈의 작동상태를 나타낸 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100: 로커암 110: 제1공간부

120: 제2공간부 130: 공급유로

140: 배출통로 200: 액추에이터

210: 가압피스톤 220: 메인탄성부재

230: 체크볼 240: 서브탄성부재

250: 제1스냅링 300: 컨트롤밸브

310: 컨트롤피스톤 320: 탄성부재

330: 플레이트 340: 제2스냅링

410: 스토퍼 500: 홀더

600: 밸브

Claims

내부에 엔진브레이크 오일이 유동되는 공급유로(130)와 연결된 제1공간부(110)가 밸브를 가압하는 일측 내부에 마련된 로커암(100);

상기 로커암의 제1공간부(110) 상측에 고정되는 스토퍼(410);

상기 제1공간부(110)에 위치되며, 상기 엔진브레이크 오일의 유압에 의해 상기 스토퍼(410)와 접촉되도록 상승되어 상기 로커암(100)의 일측을 하방향으로 가압하는 가압피스톤(210)을 포함하는 액추에이터(200);

를 포함하는 엔진브레이크 모듈.
제 1 항에 있어서,

상기 로커암(100)에는 상기 제1공간부(110)로 유입된 오일이 배출되는 배출통로(140)가 마련되며, 상기 배출통로(140)를 개폐시키는 컨트롤 밸브(300)가 구비된 엔진브레이크 모듈.
제 2 항에 있어서, 상기 액추에이터(200)는,

상기 가압피스톤(210)을 상기 공급유로(130)와 상기 제1공간부(110)를 연결하는 제1유로(131)측으로 탄성지지하는 메인탄성부재(220);

상기 제1공간부의 입구(111)를 개폐하는 체크볼(230);

상기 체크볼(230)을 상기 제1공간부의 입구(111)측으로 탄성지지하는 서브탄성부재(240);

상기 제1공간부(110) 상부 둘레면에 형성된 홈(112)에 안착고정되어 상기 메인탄성부재(220)가 상기 제1공간부(110)를 벗어나지 않도록 지지하는 제1스냅링(250);

을 포함하며, 상기 가압피스톤(210)의 내부에는 수용부(211)가 마련되어 상기 체크볼(230)이 상기 수용부(211)의 길이방향으로 이동함으로써 상기 제1공간부의 입구(111)를 개폐시키는 엔진브레이크 모듈.
제 2 항 또는 제 3항에 있어서,

상기 컨트롤 밸브(300)는 상기 배출통로(140)를 가로지르도록 관통하는 제2공간부(120)에 위치되는 엔진브레이크 모듈.
제 4 항에 있어서, 상기 컨트롤 밸브(300)는,

상기 제2공간부(120)의 길이방향으로 이동함으로써 상기 배출통로(140)를 개폐시키는 컨트롤 피스톤(310);

상기 컨트롤 피스톤(310)이 상기 배출통로(140)를 개방시키는 방향으로 상기 컨트롤 피스톤(310)에 탄성력을 인가하는 탄성부재(320);

상기 탄성부재(320)가 상기 제2공간부(120)에서 벗어나지 않도록 상기 탄성부재(320)를 지지하는 플레이트(330);

상기 제2공간부(120) 상부 둘레면에 형성된 홈(121)에 안착되어, 상기 플레이트(330)를 지지하는 제2스냅링(340);

을 포함하는 엔진브레이크 모듈.
제 1 항에 있어서,

상기 스토퍼(410)가 상기 가압피스톤(210)의 상단면과 이격되도록 위치되어 고정되도록 별도의 홀더(500)가 구비되되,

상기 스토퍼는 상기 스토퍼(410)의 단부와 상기 가압피스톤(210)의 상단면의 간격 조절이 가능하도록 상기 홀더(500)에 나사결합되는 스크류(420)와 일체로 형성된 엔진브레이크 모듈.