KR101114388B1 - 로커암을 구비한 엔진브레이크 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 실시예에 따른 배기밸브를 열어주는 엔진브레이크 시스템은, 배기캠에 의해서 로커암샤프트에서 회전하는 제1로커암, 상기 제1로커암에 지지되어 상기 제1로커암과 함께 상기 로커암샤프트를 회전하여 배기밸브를 열어주는 제2로커암, 및 상기 제1로커암과 상기 제2로커암이 서로 지지되는 부분에 설치되어 그 지지면 사이에 간격을 조절하여 상기 제1로커암이 상기 배기캠에 의해서 선택적으로 작동되도록 하는 피스톤부재를 포함한다.
따라서, 제1로커암과 제2로커암으로 분리된 구조를 갖고, 엔진브레이크가 작동되도록, 상기 제1로커암과 제2로커암이 서로 지지되는 지지면에 피스톤부재에 의해서 갭이 형성되도록 하여, 배기밸브를 열어줌으로써 엔진브레이크 기능이 효과적으로 수행된다.
로커암, 엔진, 브레이크, 시스템.

Description

로커암을 구비한 엔진브레이크 시스템{ENGINE BREAK SYSTEM THAT IS EQUIPPED WITH ROCKER ARM}
본 발명은 로커암을 구비한 엔진브레이크 시스템에 관한 것으로서, 피스톤의 압축 및 팽창 에너지를 이용하여 엔진브레이크 기능을 수행하는 로커암을 구비한 엔진브레이크 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 대형 차량에서는 브레이크의 내구성을 높이기 위해서 보조 브레이크가 사용되고 있다. 예를 들면, 상기 보조 브레이크에는 엔진브레이크("jake brake"라고도 함) 또는 배기 브레이크가 포함된다.
상기 배기 브레이크는 배기가스의 이동을 차단하는 별도의 차단부를 이용하여 배기압을 증가시키는 구조를 갖고 있고, 엔진브레이크는 배기밸브에 별도의 구동부를 장착하여 피스톤의 펌핑 loss를 증가시키는 구조를 갖고 있다.
전술한 바와 같은 엔진브레이크나 배기 브레이크는 별도의 장치가 필요하고, 이를 전자적으로 제어하는 구조를 갖는다. 따라서 엔진의 레이아웃이 복잡해지고, 엔진 또는 차량의 중량이 증가하게 된다. 또한 제조 비용이 상승하고 연료의 소비가 많아지는 문제점이 있다.
본 발명은 피스톤의 압축 또는 팽창 에너지를 이용하여 엔진브레이크 기능을 효과적으로 수행하는 새로운 구조를 갖는 로커암을 구비한 엔진브레이크 시스템을 제공한다.
본 실시예에 따른 배기밸브를 열어주는 엔진브레이크 시스템은, 배기캠에 의해서 로커암샤프트에서 회전하는 제1로커암, 상기 제1로커암에 지지되어 상기 제1로커암과 함께 상기 로커암샤프트를 회전하여 배기밸브를 열어주는 제2로커암, 및 상기 제1로커암과 상기 제2로커암이 서로 지지되는 부분에 설치되어 그 지지면 사이에 간격을 조절하여 상기 제1로커암이 상기 배기캠에 의해서 선택적으로 작동되도록 하는 피스톤부재를 포함한다.
상기 제1로커암에는 상기 제2로커암으로 그 회전력을 전달하는 제1지지부가 형성되고, 상기 제2로커암에는 상기 제1로커암의 상기 제1지지부로부터 그 회전력을 전달받는 제2지지부가 형성되는 것을 특징으로 하고, 상기 피스톤부재는, 상기 제1지지부와 상기 제2지지부가 만나는 면의 갭의 크기를 조절한다.
상기 제2지지부와 밀착되는 상기 제1지지부의 면에는 장착홈이 형성되고, 상기 장착홈에 삽입된 상기 피스톤부재는, 상기 제1로커암에 형성된 공급유로를 통해서 전달되는 유압에 의해서 상기 제2지지부를 밀도록 돌출되어, 상기 제1지지부와 상기 제2지지부 사이의 갭을 형성한다.
상기 제1지지부에 형성된 상기 장착홈에 삽입된 상기 피스톤부재의 내측면에는 체크홈이 형성되고, 상기 체크홈에 삽입된 체크스프링, 및 상기 체크스프링에 의해서 탄성적으로 지지되어 유압이 공급되는 공급유로를 차단하는 체크플레이트를 더 포함하고, 상기 체크플레이트는 상기 장착홈의 유체가 상기 공급유로로 역류되는 것을 방지하는 것을 특징으로 한다.
상기 장착홈 내부의 유압을 해소하는 해소유로가 상기 장착홈에서 상기 제1로커암의 외부로 형성되고, 상기 해소유로를 선택적으로 열어주도록 작동되는 리셋바가 상기 제1로커암에 삽입되어 장착되는 것을 특징으로 한다.
상기 로커암샤프트에 장착되어 상기 제1로커암이 회전할 때, 상기 리셋바를 눌러서 상기 해소유로를 개방하여 상기 장착홈 내부의 유압을 외부로 해소시키는 리셋스토퍼를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1로커암을 회전방향으로 탄성지지하는 탄성지지부가 상기 로커암에 고정되고, 상기 탄성지지부와 상기 리셋스토퍼는 상기 로커암샤프트에 고정된 하나의 플레이트의 한쪽과 다른 쪽에 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 리셋바가 상기 해소유로를 폐쇄하도록 상기 리셋바를 탄성지지하는 리셋스프링을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 로커암을 구비한 엔진브레이크 시스템에 의하면, 제1로커암과 제2로커암으로 분리된 구조를 갖고, 엔진브레이크가 작동되도록, 상기 제1로커암과 제2로커암이 서로 지지되는 지지면에 피스톤 부재에 의해서 갭이 형성되도록 하여, 배기밸브를 열어줌으로써 엔진브레이크 기능이 효과적으로 수행된다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여, 본 발명의 실시예에 따른 로커암을 구비한 엔진브레이크 시스템에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 로커암을 구비한 엔진브레이크 시스템의 개략적인 사시도이다.
도 1을 참조하면, 로커암을 구비한 엔진 브레이크 시스템은, 캠샤프트(100), 배기캠(110), 로커암샤프트(105), 제1로커암(120), 로커암롤러(125), 제2로커암(130), 배기밸브(150), 탄성지지부(160), 고정볼트(170), 리셋스토퍼(180), 및 리셋바(190)를 포함하고, 상기 로커암샤프트(105) 내부에는 그 길이방향으로 유압이 공급되는 메인유로(195)가 형성된다.
상기 캠샤프트(100)의 외주면에는 상기 배기캠(110)이 형성되고, 상기 캠샤프트(100)는 엔진의 크랭크샤프트에 연결되어 회전한다.
상기 로커암샤프트(105)는 상기 캠샤프트(10)와는 설정된 거리를 두고 나란하게 배치되고, 상기 제1로커암(120)과 상기 제2로커암(130)이 상기 로커암샤프 트(105)에 설치된다.
본 발명의 실시예에서 수행되는 엔진브레이크는, 일단 가속페달이 작동되지 않는 상태에서 실린더 내로 연료가 분사되지 않고, 엔진, 변속기, 및 휠은 서로 연결된 조건에서 수행된다.
그리고, 실린더에 배치된 피스톤의 압축행정 중에는 상기 배기밸브(150)는 닫혀있고, 상기 피스톤의 팽창행정 중에는 상기 배기밸브(150)를 설정된 기간 여는 것이다.
즉, 피스톤의 압축력을 이용하여 엔진브레이크 동작을 수행하되, 팽창행정 중에는 상기 배기밸브(150)를 열어 배출함으로써 엔진브레이크의 기능을 극대화하는 것이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 로커암을 구비한 엔진브레이크 시스템의 평면도이다.
도 2를 참조하면, 상기 제1로커암(120)의 단부에는 상기 로커암롤러(125)가 배치되고, 정상조건에서는 상기 로커암롤러(125)는 상기 배기캠(110)과 설정된 갭을 두고 배치되어 작동되지 않는다.
다만, 엔진브레이크가 작동되면, 상기 제1로커암(120)과 상기 제2로커암(130)의 상대적인 위치가 가변되어 상기 로커암롤러(125)가 상기 배기캠(110)에 밀착된다.
따라서, 상기 배기캠(110)은 상기 로커암롤러(125)를 밀어내고, 상기 제1로커암(120)이 상기 로커암샤프트(105)에서 회전되며, 상기 제2로커암(130)이 상기 제1로커암(120)에 지지되어 상기 로커암샤프트(105)에서 회전하여, 그 단부가 상기 배기밸브(150)를 열어주는 것이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 로커암샤프트(105)에는 상기 제1로커암(120)과 상기 제2로커암(130)에 인접해서 상기 플레이트(185)가 장착되고, 상기 플레이트(185)는 고정볼트(170)에 의해서 상기 로커암()에 고정된다.
상기 플레이트(185)의 한쪽에는 상기 제1로커암(120)을 그 회전방향으로 탄성적으로 지지하는 탄성지지부(160)가 형성되고, 다른쪽에는 상기 리셋스토퍼(180)가 형성된다.
상기 리셋스토퍼(180)는 상기 제1로커암(120)과 상기 제2로커암(130)이 회전할 때, 상기 제1로커암(120)의 내부로 삽입되어 장착된 상기 리셋바(190)를 눌러주는 기능을 한다.
상기 리셋스토퍼(180)와 상기 리셋바(190)의 구조와 기능에 대해서는 도 5, 도 6, 및 도 7을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 로커암을 구비한 엔진브레이크 시스템의 분해 사시도다.
도 3을 참조하면, 상기 제1로커암(120)은 한쪽 단부에 상기 로커암롤러(125)가 배치되고, 다른 쪽은 상기 로커암샤프트(105)가 삽입되는 두 개의 링이 형성된다. 상기 제1로커암(120)의 외주면과 상기 링의 내주면은 서로 슬라이딩되도록 밀착된다.
아울러, 상기 제2로커암(130)의 한쪽 단부에는 하나의 링이 형성되고, 다른 쪽 단부에는 상기 배기밸브(150)를 움직이도록 형성되며, 상기 로커암샤프트(105)의 외주면과 그 내주면은 서로 슬라이딩되도록 밀착된다.
상기 제1로커암(120)의 외측에는 제1지지()부가 돌출되어 형성되고, 상기 제2로커암(130)에는 상기 제1지지부(305a)와 대응하여 제2지지부(305b)가 돌출되어 형성된다.
상기 제1로커암(120)과 상기 제2로커암(130)이 상기 로커암샤프트(105)에 체결되면, 상기 제1지지부(305a)와 상기 제2지지부(305b)가 서로 밀착되도록 장착되고, 상기 제1로커암(120)이 회전하면 상기 제2지지부(305b)가 상기 제1지지부(305a)에 의해서 지지되어 상기 제2로커암(130)이 회전하는 것이다.
도 3을 참조하면, 상기 제2지지부(305b)에 밀착되는 상기 제1지지부(305a)의 대응면에는 피스톤부재(300)가 삽입되어 장착된다.
유압이 공급되면 상기 피스톤부재(300)는 상기 제1지지부(305a)에서 상기 제2지지부(305b)를 밀어내어 상기 제1지지부(305a)와 상기 제2지지부(305b)가 밀착된 면에 갭이 형성되고, 설정된 기간에 상기 배기밸브(150)가 열리면서 엔진브레이크가 작동되는 것이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 로커암을 구비한 엔진브레이크 시스템의 일부 상세 단면도이다.
도 4를 참조하면, 상기 제1로커암(120)에는 상기 제1지지부(305a)가 형성되고, 상기 제1지지부(305a)에서 상기 제2지지부(305b)와 대응하는 대응면에는 장착홈(450)이 형성된다.
상기 장착홈(450) 내부로 상기 피스톤부재(300)가 삽입되어 장착되고, 상기 피스톤부재(300)의 외부로 완전하게 인출되지 못하도록 상기 장착홈(450)의 바깥쪽 내측에는 스냅링(400)이 배치된다.
상기 피스톤부재(300)를 상기 제1지지부(305a)의 대응면에서 설정길이 돌출되도록 상기 장착홈(450)으로 유압을 공급하는 공급유로(440)가 상기 제1로커암(120) 내부에 형성된다.
상기 장착홈(450)으로 삽입된 상기 피스톤부재(300)의 내측면에는 체크홈(430)이 형성되고, 상기 체크홈(430) 안으로 체크스프링(410)과 체크플레이트(420)가 순차적으로 삽입되어 장착된다.
상기 체크스프링(410)은 상기 체크플레이트(420)를 탄성적으로 지지하되, 상기 장착홈(450)에 유입된 유압이 상기 공급유로(440)로 역류되는 것을 방지한다.
상기 제1로커암(120) 내부에 형성된 상기 공급유로(440)는 상기 로커암샤프트(105) 내부에 형성된 상기 메인유로(195)와 선택적으로 연결되어 상기 장착홈(450) 안으로 유압을 공급한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 로커암을 구비한 엔진브레이크 시스템에서 제1로커암의 내부 상세 평면도이다.
도 5를 참조하면, 상기 제1로커암(120)에는 가운데에 상기 피스톤부재(300)가 장착되고, 상기 피스톤부재(300)가 장착된 상기 장착홈(450)의 압력을 해소하기 위한 해소유로(500)가 상기 장착홈(450)에서 상기 제1로커암(120)의 외측면으로 형성된다.
아울러, 일단부가 상기 제1로커암(120)의 내부로 상기 리셋바(190)가 삽입된 부분은 상기 해소유로(500)를 선택적으로 폐쇄 또는 개방하게 된다.
상기 리셋바(190)는 그 삽입된 단부가 리셋스프링(510)에 의해서 탄성적으로 지지되고, 상기 리셋스프링(510)은 캡에 고정된다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 로커암을 구비한 엔진브레이크 시스템의 작동 전후 단면도이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 상기 피스톤부재(300)가 장착된 상기 장착홈(450)으로 유압이 공급되면, 상기 제1지지부(305a)에 장착된 상기 피스톤부재(300)가 상기 제2지지부(305b)를 밀어내서 상기 제1지지부(305a)와 상기 제2지지부(305b)가 밀착되는 면에 갭이 형성된다.
따라서, 상기 로커암샤프트(105)에서 상기 제1로커암(120)과 상기 제2로커암(130)의 교차각이 가변되어 상기 제1로커암(120)에 장착된 상기 로커암롤러(125)가 상기 배기캠(110)에 밀착되어 움직이는 것이다.
다시 엔진브레이크가 작동되는 원리에 대해서 설명하면, 상기 장착홈(450)으로 유압이 공급되면, 상기 피스톤부재(300)에 의해서 상기 제1지지부(305a)와 상기 제2지지부(305b) 사이에 갭이 형성되고, 상기 로커암롤러가 상기 배기캠에 밀려서, 상기 제1로커암(120)과 상기 제2로커암(130)이 회전하고, 상기 제1로커암(120)에 장착된 상기 리셋바(190)도 상기 로커암샤프트(105)를 중심으로 회전한다.
따라서, 상기 로커암샤프트(105)에 고정된 상기 리셋스토퍼(180)에 의해서 상기 리셋바(190)가 눌러지면, 상기 장착홈(450)의 압력이 외부로 해소되어, 상기 제1지지부(305a)와 상기 제2지지부(305b)가 밀착된다.
여기서, 상기 탄성지지부(160)가 상기 제1로커암(120)의 그 회전방향으로 탄성적으로 지지하기 때문에 상기 제1지지부(305a)와 상기 제2지지부(305b)가 밀착되는 것이다.
전술한 바와 같이, 엔진브레이크가 작동되면, 설정된 기간 동안만 상기 배기밸브(150)를 열어줌으로써, 실린더의 팽창에너지는 상기 배기밸브(150)를 통해서 제거하되, 피스톤의 압축에너지를 이용하여 엔진브레이크를 작동하는 것이다.
이상을 통해 본 발명의 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 로커암을 구비한 엔진브레이크 시스템의 개략적인 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 로커암을 구비한 엔진브레이크 시스템의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 로커암을 구비한 엔진브레이크 시스템의 분해 사시도다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 로커암을 구비한 엔진브레이크 시스템의 일부 상세 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 로커암을 구비한 엔진브레이크 시스템에서 제1로커암의 내부 상세 평면도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 로커암을 구비한 엔진브레이크 시스템의 작동 전후 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100: 캠샤프트
105: 로커암샤프트
110: 배기캠
120: 제1로커암
125: 로커암롤러
130: 제2로커암
150: 배기밸브
160: 탄성지지부
170: 고정볼트
180: 리셋스토퍼
185: 플레이트
190: 리셋바
195: 메인유로
300: 피스톤부재
305a: 제1지지부
305b: 제2지지부
400: 스냅링
410: 체크스프링
420: 체크플레이트
430: 체크홈
440: 공급유로
450: 장착홈
500: 해소유로
510: 리셋스프링

Claims (8)

  1. 배기캠에 의해서 로커암샤프트에서 회전하는 제1로커암;
    상기 제1로커암에 지지되어 상기 제1로커암과 함께 상기 로커암샤프트를 회전하여 배기밸브를 열어주는 제2로커암; 및
    상기 제1로커암과 상기 제2로커암이 서로 지지되는 부분에 설치되어 그 지지면 사이에 간격을 조절하여 상기 제1로커암이 상기 배기캠에 의해서 선택적으로 작동되도록 하는 피스톤부재; 를 포함하고,
    상기 제1로커암에는 상기 제2로커암으로 그 회전력을 전달하는 제1지지부가 형성되고, 상기 제2로커암에는 상기 제1로커암의 상기 제1지지부로부터 그 회전력을 전달받는 제2지지부가 형성되고,
    상기 피스톤부재는, 상기 제1지지부와 상기 제2지지부가 만나는 면의 갭의 크기를 조절하며, 상기 제2지지부와 밀착되는 상기 제1지지부의 면에는 장착홈이 형성되고,
    상기 장착홈에 삽입된 상기 피스톤부재는, 상기 제1로커암에 형성된 공급유로를 통해서 전달되는 유압에 의해서 상기 제2지지부를 밀도록 돌출되어, 상기 제1지지부와 상기 제2지지부 사이의 갭을 형성하며,
    상기 제1지지부에 형성된 상기 장착홈에 삽입된 상기 피스톤부재의 내측면에는 체크홈이 형성되고, 상기 체크홈에 삽입된 체크스프링; 및 상기 체크스프링에 의해서 탄성적으로 지지되어 유압이 공급되는 공급유로를 차단하는 체크플레이트; 를 포함하고,
    상기 체크플레이트는 상기 장착홈의 유체가 상기 공급유로로 역류되는 것을 방지하고, 상기 장착홈 내부의 유압을 해소하는 해소유로가 상기 장착홈에서 상기 제1로커암의 외부로 형성되고, 상기 해소유로를 선택적으로 열어주도록 작동되는 리셋바가 상기 제1로커암에 삽입되어 장착되고,
    상기 로커암샤프트에 장착되어 상기 제1로커암이 회전할 때, 상기 리셋바를 눌러서 상기 해소유로를 개방하여 상기 장착홈 내부의 유압을 외부로 해소시키는 리셋스토퍼; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 로커암을 구비한 엔진브레이크 시스템.
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  7. 제1 항에 있어서,
    상기 제1로커암을 회전방향으로 탄성지지하는 탄성지지부가 상기 로커암에 고정되고,
    상기 탄성지지부와 상기 리셋스토퍼는 상기 로커암샤프트에 고정된 하나의 플레이트의 한쪽과 다른 쪽에 형성되는 것을 특징으로 하는 로커암을 구비한 엔진브레이크 시스템.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 리셋바가 상기 해소유로를 폐쇄하도록 상기 리셋바를 탄성지지하는 리셋스프링; 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 로커암을 구비한 엔진브레이크 시스템.
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