KR101294167B1 - 엔진 브레이크 모듈 - Google Patents

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KR101294167B1 KR1020110083884A KR20110083884A KR101294167B1 KR 101294167 B1 KR101294167 B1 KR 101294167B1 KR 1020110083884 A KR1020110083884 A KR 1020110083884A KR 20110083884 A KR20110083884 A KR 20110083884A KR 101294167 B1 KR101294167 B1 KR 101294167B1
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윤석중
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기아자동차주식회사
현대자동차주식회사
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    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Abstract

엔진브레이크 모듈을 제공한다.
본 발명은 엔진브레이크오일이 공급되는 오일공급유로와 연통되는 제1공간부와, 상기 오일공급유로와 연통되고 상기 제1공간부와 연통되는 제2공간부를 구비하는 로커암 ; 상기 제1공간부내로 유입되는 엔진브레이크 오일에 의해서 홀더의 스토퍼와 접촉하도록 상승되어 상기 로커암을 변위시키는 엑추에이터 ; 및
상기 제2공간부내로 유입되는 엔진브레이크 오일에 의해서 전진작동되어 상기 엑추에이터의 상승상태를 유지하도록 제어하는 컨트롤밸브;를 포함한다.

Description

엔진 브레이크 모듈{Engine Brake Module}
본 발명은 엔진 브레이크 모듈에 관한 것으로, 더욱 상세히는 엑추에이터와 컨트롤밸브를 로커암에 일체로 구비하면서 기계식으로 홀더의 스토퍼와 접하는 피스톤의 상승상태를 유지하고, 구성부품수를 줄일 수 있는 엔진 브레이크 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 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 1은 종래기술에 따른 엔진 브레이크 모듈을 도시한 사시도와 단면도이다.
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 구성되고, 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 체적이 커짐으로써 엔진브레이크의 반응속도가 느려 엔진브레이크 성능이 좋지 못한 문제점이 있었다.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 엑추에이터와 컨트롤밸브를 로커암에 일체로 구비하면서 기계식으로 홀더의 스토퍼와 접하는 피스톤의 상승상태를 유지하고, 구성부품수를 줄일 수 있는 엔진 브레이크 모듈을 제공하는 것에 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 엔진브레이크오일이 공급되는 오일공급유로와 연통되는 제1공간부와, 상기 오일공급유로와 연통되고 상기 제1공간부와 연통되는 제2공간부를 구비하는 로커암 ; 상기 제1공간부내로 유입되는 엔진브레이크 오일에 의해서 홀더의 스토퍼와 접촉하도록 상승되어 상기 로커암을 변위시키는 엑추에이터 ; 및 상기 제2공간부내로 유입되는 엔진브레이크 오일에 의해서 전진작동되어 상기 엑추에이터의 상승상태를 유지하도록 제어하는 컨트롤밸브;를 포함하는 엔진브레이크 모듈을 제공한다.
바람직하게, 상기 로커암은 상기 오일공급유로와 상기 제1공간부의 하부와의 사이를 연결하는 제1통로와, 상기 오일공급유로와 상기 제2공간부의 측면부와의 사이를 연결하는 제2통로 및 상기 제2공간부내의 엔진브레이크오일을 외부로 배출하도록 체크볼을 갖는 배출통로를 구비한다.
바람직하게, 상기 엑추에이터는 상기 제1공간부내로 유입되는 엔진브레이크오일에 의해서 상기 스토퍼측으로 상하왕복작동되는 제1피스톤 및 상기 제1공간부 에 조립되어 상기 제1피스톤의 외부이탈을 방지하는 제1스토퍼를 포함한다.
더욱 바람직하게, 상기 제1피스톤은 상기 제1공간부의 내부면과 접하는 한쌍의 돌출턱과, 상기 한쌍의 돌출턱사이에 함몰형성되는 걸림홈 및 오일이 유입되는 방향으로 개방되어 엔진브레이크오일이 채워지는 제1오일저장부를 포함한다.
더욱 바람직하게, 상기 컨트롤밸브는 상기 제2공간부내로 유입되는 엔진브레이크오일에 의해서 제1공간부측으로 전후진 왕복작동되는 제2피스톤 및 상기 제2피스톤을 오일유입방향으로 탄력지지하는 컨트롤스프링 및 상기 제2공간부내에 조립되어 상기 제2피스톤의 외부이탈을 방지하는 제2스토퍼를 포함한다.
더욱 바람직하게, 상기 제2피스톤은 상기 제1피스톤의 걸림홈에 걸리는 걸림핀과, 상기 컨트롤스프링이 배치되는 원통부를 포함한다.
더욱 바람직하게, 상기 제2공간부에는 체크볼을 갖는 드레인배출통로를 추가 포함한다.
상기한 바와 같은 본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.
(1) 로커암의 제1공간부에 스토퍼와 접하거나 이격되도록 상하작동되는 엑추에이터를 구비하고, 로커암의 제2공간부에 엑추에이터와의 걸림에 의해서 홀더의 스토퍼와 접촉되는 상승상태를 유지하도록 제어하는 컨트롤밸브를 구비함으로써 엔진브레이크 오일 공급에 의한 엔진브레이크 작동시 스토퍼와 접하는 피스톤의 상승상태를 안정적으로 유지할 수 있기 때문에 피스톤 상승저하없이 브레이크 제동성능을 향상시키고, 이로 인하에 차량의 신뢰성을 높일 수 있다.
(2) 피스톤의 상승상태를 유지하는 메카니즘을 종래 유압식에서 기계식으로 전환하면서 구성부품수를 줄여 조립공정을 단순화하고 제조원가를 절감하여 가격 경쟁력을 높일 수 있는 한편, 사후관리 비용을 절감할 수 있다.
도 1은 종래기술에 따른 엔진브레이크 모듈을 도시한 것으로서,
(a)는 사시도이고,
(b)는 구성도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 엔진브레이크 모듈을 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 엔진브레이크 모듈을 도시한 구성도이다.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 엔진브레이크 모듈의 작동상태도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 엔진브레이크 모듈의 적용시 리프트상태와 종래 리프트상태를 나타내는 엔진리그평가 그래프이다.
상술한 본 발명의 목적, 특징 및 장점은 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 엔진브레이크 모듈(100)는 도 2 내지 도 4a와 4b에 도시한 바와 같이, 홀더(32)의 스토퍼(30)와의 접촉되는 상승상태를 안정적으로 유지하여 제동성능을 향상시키도록 로커암(110), 엑추에이터(120) 및 컨트롤밸브(130)를 포함한다.
상기 로커암(110)은 캠에 의해 캠샤프트를 중심으로 각운동되어 밸브(6)를 가압하되, 엔진브레이크의 작동시에는 상기 밸브(6)가 열린상태로 유지되도록 상기 로커암(110)에 외력을 가함으로써 상기 로커암(110)이 상기 밸브(6)를 가압하도록 구성될 수 있다.
여기서, 상기 스토퍼(30)는 홀더(31)의 선단에 수직하게 나사조립되어 상하이동가능한 스크류부재(32)의 하부단에 구비된다.
이러한 로커암(110)은 상기 밸브로부터 제공되는 엔진브레이크오일이 공급되는 오일공급유로(111)를 구비하고, 상기 오일공급통로와 연통되어 오일이 공급되는 제1공간부(115)와, 상기 오일공급유로와 연통되고 상기 제1공간부(115)의 측면과 연통되는 제2공간부(116)를 구비한다.
여기서, 상기 제1공간부(115)는 엑추에이터(120)를 내부수용할 수 있도록 상기 스토퍼와 대응하는 상부면이 개방되고, 상기 제2공간부(116)는 상기 제1공간부(115)의 측면과 연결되도록 대략 수평방향으로 관통된다.
그리고, 상기 로커암(110)은 상기 오일공급유로(111)와 상기 제1공간부(115)의 하부와의 사이를 연결하여 오일이 자유롭게 출입되는 제1통로(112)를 형성하고, 상기 오일공급유로(111)와 상기 제2공간부(116)의 측면부와의 사이를 연결하여 오일이 자유롭게 출입되는 제2통로(113)를 형성하는 한편, 상기 제2공간부(116)내로 유입되는 엔진브레이크오일을 외부로 배출하도록 체크볼(138)을 갖는 배출통로(139)를 형성한다.
이에 따라, 상기 오일공급유로(111)를 통해 공급되는 오일은 상기 제1,2통로(112,113)를 통하여 상기 제1공간부(115)와 제2공간부(116)내로 각각 공급되고, 상기 제2공간부(116)내의 오일은 상기 배출통로(139)를 통하여 오일압력변화시 외부로 배출되는 것이다.
상기 엑추에이터(120)는 상기 제1공간부(115)내로 유입되는 엔진브레이크 오일에 의해서 상승작동되어 상기 홀더(31)의 스토퍼(30)와 접촉하도록 상승되어 상기 로커암(110)을 변위시키는 것이다.
이러한 엑추에이터(120)는 상기 제1통로(112)를 통해 제1공간부(115)내로 유입되는 엔진브레이크오일에 의해서 상기 스토퍼(30)측으로 상하왕복작동되어 상승되거나 하강되는 제1피스톤(121)을 구비하며, 상기 제1피스톤(121)은 상기 제1공간부(115)의 개방된 상부단에 조립되는 제1스토퍼(122)에 의해서 외부이탈이 곤란하도록 조립된다.
여기서, 상기 제1피스톤(121)은 상기 제1공간부(115)의 내부면과 접하도록 돌출형성되는 한쌍의 돌출턱(123)을 구비하며, 상기 한쌍의 돌출턱(123)사이에는 일정깊이 함몰형성되는 걸림홈(124)을 구비하며, 상기 돌출턱(123)과 걸림홈(124)은 상기 제1피스톤(121)의 몸체 외주면 환고리형상으로 구비될 수 있다.
또한, 상기 제1피스톤(121)의 몸체에는 상기 엔진브레이크 오일이 유입되는 제1통로와 대응하는 방향으로 개방되어 유입되는 엔진브레이크오일이 채워지도록 일정크기의 내부공간을 갖는 제1오일저장부(125)를 형성한다.
이에 따라, 상기 제1통로(112)를 통해 유입되는 오일의 압력에 의해서 상기 제1피스톤(121)은 스토퍼(30)측으로 상승되어 이에 접하고, 오일의 압력저하시 하강복귀되는 것이다.
상기 컨트롤밸브(130)는 상기 제2공간부(116)내로 유입되는 엔진브레이크 오일에 의해서 상기 제1공간부(115)측으로 전진작동되어 상기 엑추에이터(120)의 제피스톤(121)과의 걸림시 피스톤이 일정높이 상승된 상태를 유지하도록 걸림을 기계적으로 제어하는 밸브부재이다.
이러한 컨트롤밸브(130)는 상기 제1통로(112)를 통해 제2공간부(116)내로 유입되는 엔진브레이크오일에 의해서 제1공간부(115)측으로 전진되거나 후진복귀되도록 왕복작동되는 제2피스톤(131)과, 이를 오일유입방향으로 탄력지지하도록 컨트롤스프링(132)를 구비하며, 상기 제2공간부(116)의 개방된 일측단에는 상기 제2공간부(136)내로 삽입되어 조립되는 제2피스톤(131)의 외부이탈을 방지하도록 제2스토퍼(133)를 구비한다.
여기서, 상기 제2피스톤(131)은 상기 제1피스톤(121)의 몸체 외부면에 함몰형성된 걸림홈(124)으로 대응삽입되어 걸리는 걸림핀(134)을 선단에 형성하고, 나머지 몸체는 상기 컨트롤스프링(132)이 배치되는 원통부(135)로 이루어질 수 있다.
이에 따라, 상기 제2피스톤(131)은 상기 제2통로를 통하여 제2공간부내로 유입되는 오일의 압력이 상기 컨트롤스프링(132)의 탄성력보다 크게 되면, 상기 제2피스톤의 전진작동이 이루어지고, 상기 컨트롤스프링(132)의 탄성력보다 작아지게 되면, 후진복귀되는 것이다.
이와 더불어, 상기 제2공간부(116)에는 이에 잔류하는 오일을 외부로 드레인 배출할 수 있도록 체크볼(138)을 갖는 드레인배출통로(139)를 형성하는 것이 바람직하다.
한편, 엔진브레이크가 작동되면, 엔진브레이크 오일이 로커암(110)의 오일공급유로(111)로 공급되고, 공급되는 오일은 상기 제1통로(112)를 통해 제1공간부(115)내로 공급되고, 제2통로(113)를 통해 제2공간부(116)내로 공급되고, 배출통로(139)는 닫힘상태를 유지하게 되고, 상기 제2공간부(116)는 상기 제1피스톤(121)의 돌출턱(123)에 의해서 개방된 선단이 닫혀진 상태를 유지하게 된다.
이어서, 상기 제1공간부(115)내로 공급되어 제1오일저장부(125)에 채워지게 되는 엔진브레이크 오일의 오일압력에 의해서 상기 제1피스톤(121)은 서서히 상승작동되어 상기 한쌍의 돌출턱(123)사이에 형성된 걸림홈(124)을 제2공간부(116)의 개방된 선단과 대응시킨다.
이러한 상태에서, 상기 제2공간부(116)내로 공급되어 제2피스톤(131)의 제2오일저장부(136)에 채워지게 되는 엔진브레이크 오일의 오일압력이 대략 1.3bar 내지 1.7bar 이르게 되면, 상기 컨트롤 스프링(132)을 압축시키면서 상기 제2피스톤(131)는 전진되어 상승된 제1피스톤(121)의 걸림홈(124)으로 대응삽입되어 걸림으로써 상기 제1피스톤(121)이 상승되어 상기 스토퍼와 접촉하는 상태를 유지하게 된다.
여기서 엔진브레이크 오일은 상기 제1통로(112)와 제2통로(113)로 거의 동시에 공급되며, 상기 제1공간부(115)에서 엔진브레이크 오일이 유입되어 저장되는 체적이 작게 형성되면 될수록 유압의 발생속도가 빨라져 상기 제1피스톤(121)의 상승이 빠르게 일어난다. 이에 따라 엔진브레이크의 성능이 향상될 수 있다.
이때, 상기 제1피스톤(121)은 상기 스토퍼(30)와의 간극보다 더 많이 상승되며, 상기 제1피스톤(121)의 상승높이에서 간극을 제외한 값만큼 상기 로커암에 변위가 발생된다.
그리고, 상기 로커암의 변위로 인해 상기 밸브(6)가 실린더 내의 피스톤(미도시)과 접촉되는 일이 발생되지 않도록 상기 스크류부재에 의해서 제1피스톤과 스토파간의 간극을 적정한 값으로 조절하는 것이 바람직하다.
이와 같이, 상기 제1피스톤의 상승상태를 유지하면서 로커암(110)의 변위로 인해 엔진브레이크 작동시 밸브(6)가 개방된 상태로 유지됨에 따라 엔진의 압축행정이 진행되지 않아 차량에 제동이 가해진다.
이와 같은 상태에서 상기 엔진브레이크의 작동이 정지되면, 엔진브레이크 오일이 공급되지 않게 되면, 상기 제2통로를 통해 제2공간부내로 공급되는 오일유압이 저하되면서 상기 컨트롤스프링(132)의 탄성복원력에 의해서 제2피스톤(131)은 후진복귀된다.
이러한 제2피스톤(131)이 후진복귀됨으로써 상기 제1피스톤의 걸림홈에 선단 걸림핀이 삽입되어 있던 걸림이 해제되기 때문에 상기 제1피스톤(121)도 하강복귀된다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
110 : 로커암 111 : 오일공급유로
112 : 제1통로 113 : 제2통로
139 : 배출통로 115 : 제1공간부
116 : 제2공간부 120 : 엑추에이터
121 : 제1피스톤 122 : 제1스토퍼
123 : 돌출턱 124 : 걸림홈
125 : 제1오일저장부 130 : 컨트롤밸브
131 : 제2피스톤 132 : 컨트롤스프링
133 : 제2스토퍼 134 : 걸림핀
135 : 원통부 136 : 제2오일저장부

Claims (7)

  1. 엔진브레이크오일이 공급되는 오일공급유로와 연통되는 제1공간부와, 상기 오일공급유로와 연통되고 상기 제1공간부와 연통되는 제2공간부를 구비하는 로커암 ;
    상기 제1공간부내로 유입되는 엔진브레이크 오일에 의해서 홀더의 스토퍼와 접촉하도록 상승되어 상기 로커암을 변위시키는 엑추에이터 ;
    상기 제2공간부내로 유입되는 엔진브레이크 오일에 의해서 전진작동되어 상기 엑추에이터의 상승상태를 유지하도록 제어하는 컨트롤밸브;를 포함하고,
    상기 엑추에이터는 상기 제1공간부내로 유입되는 엔진브레이크오일에 의해서 상기 스토퍼측으로 상하왕복작동되는 제1피스톤 및 상기 제1공간부 에 조립되어 상기 제1피스톤의 외부이탈을 방지하는 제1스토퍼를 포함하며,
    상기 제1피스톤은 상기 제1공간부의 내부면과 접하는 한쌍의 돌출턱과, 상기 한쌍의 돌출턱사이에 함몰형성되는 걸림홈 및 오일이 유입되는 방향으로 개방되어 엔진브레이크오일이 채워지는 제1오일저장부를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진브레이크 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 로커암은 상기 오일공급유로와 상기 제1공간부의 하부와의 사이를 연결하는 제1통로와, 상기 오일공급유로와 상기 제2공간부의 측면부와의 사이를 연결하는 제2통로 및 상기 제2공간부내의 엔진브레이크오일을 외부로 배출하도록 체크볼을 갖는 배출통로를 구비하는 것을 특징으로 하는 엔진브레이크 모듈.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 컨트롤밸브는 상기 제2공간부내로 유입되는 엔진브레이크오일에 의해서 제1공간부측으로 전후진 왕복작동되는 제2피스톤 및 상기 제2피스톤을 오일유입방향으로 탄력지지하는 컨트롤스프링 및 상기 제2공간부내에 조립되어 상기 제2피스톤의 외부이탈을 방지하는 제2스토퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진브레이크 모듈.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2피스톤은 상기 제1피스톤의 걸림홈에 걸리는 걸림핀과, 상기 컨트롤스프링이 배치되는 원통부를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진브레이크 모듈.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제2공간부에는 체크볼을 갖는 드레인배출통로를 추가 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진브레이크 모듈.
KR1020110083884A 2011-08-23 2011-08-23 엔진 브레이크 모듈 KR101294167B1 (ko)

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