KR101518936B1 - 차량 엔진용 밸브 트레인 - Google Patents

차량 엔진용 밸브 트레인 Download PDF

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Abstract

차량 엔진용 밸브 트레인이 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 차량 엔진용 밸브 트레인은 캠이 장착된 캠 샤프트의 회전에 따라 상, 하부로 왕복 운동하는 로커암이 밸브 브릿지를 이동시켜 연소실에 장착된 밸브를 작동시키는 것으로, 밸브의 상부에서 밸브 브릿지와 밸브 스프링 사이에 개재되어 밸브의 왕복 이동 시, 밸브를 일정 각도로 회전시키는 밸브회전수단을 포함한다.

Description

차량 엔진용 밸브 트레인{VALVE TRAIN OF ENGINE}
본 발명은 차량 엔진용 밸브 트레인에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 리테이너의 기능을 하는 동시에, 밸브의 회전을 용이하게 하여 밸브와 밸브 시트의 편접촉으로 인한 밸브의 편마모 및 변형을 방지하는 차량 엔진용 밸브 트레인에 관한 것이다.
일반적으로 밸브의 개폐 시, 밸브 스프링의 힘이 리테이너와의 접촉면에 그대로 전달되며, 이로 인한 접촉면의 상대 마찰력이 커서 밸브 스프링과 밸브계가 함께 움직이게 된다.
상기 밸브 스프링은 종방향의 변위를 받게 되면, 코일에 비틀림 힘이 발생하여 스프링이 각변위(회전)를 하게 되고, 동시에 밸브계도 같이 각변위를 하게 된다.
그러나, 엔진 회전수가 높아 밸브계의 관성 가속도가 크지 않을 경우, 상기 밸브계와 밸브가 상대 회전운동을 하기 힘들어지게 되고, 밸브 스프링이 회전되었다가 다시 복원되어 원래 위치로 돌아오게 되면, 밸브도 리프트 중에 회전되었다가 원래 위치로 돌아오게 된다.
이에 따라, 상기 밸브는 회전하지 않게 되고, 이로 인해 밸브 시트와의 접촉위치가 변하지 않고 동일위치가 계속 접촉하게 되어 밸브의 편마모 및 변형 또는 가스 누출 등의 문제를 야기시키게 된다.
그리고 가스가 누출되면 배기 밸브의 온도과열로 밸브가 녹아버리고, 연소 및 배기가스가 흡기 밸브로도 유입되어 연소특성이 악화되어 이미션(emission) 및 출력에도 나쁜 영향을 미치게 된다.
또한, 압축 압력의 저하로 연소가 제대로 되지 않아 노킹(knocking)이 발생하고, 피스톤의 멜팅(melting) 등의 문제도 발생하게 된다.
이러한 문제를 해결하기 위해 다중 홈 코터(cotter)를 이용하여 밸브 회전을 원할하게 하는 방법도 있으나, 이는 강제로 밸브의 상대 회전을 유도하는 것이 아니고, 단지 밸브의 상대 회전 시, 상대 마찰력을 적게 하려는 것으로, 엔진의 회전수가 크거나 밸브계의 관성력이 크지 않으면 효과를 얻기 힘들다.
대한민국공개특허공보 제2008-0043973호(2008.05.20.) 일본공개특허공보 제1999-270313호(1999.10.05.)
본 발명의 실시예는 밸브회전수단을 적용하여 리테이너의 기능을 하는 동시에, 밸브의 회전을 용이하게 함으로써, 밸브와 밸브 시트의 편접촉으로 인한 밸브의 편마모 및 변형 또는 가스 누출을 방지하는 차량 엔진용 밸브 트레인에 관한 것이다.
본 발명의 하나 또는 다수의 실시예에서는 캠이 장착된 캠 샤프트의 회전에 따라 상, 하부로 왕복 운동하는 로커암이 밸브 브릿지를 이동시켜 연소실에 장착된 밸브를 작동시키는 차량 엔진용 밸브 트레인에 있어서, 상기 밸브의 상부에서 상기 밸브 브릿지와 밸브 스프링 사이에 개재되어 상기 밸브의 왕복 이동 시, 상기 밸브를 일정 각도로 회전시키는 밸브회전수단을 포함하는 차량 엔진용 밸브 트레인을 제공할 수 있다.
또한, 상기 밸브회전수단은 상기 밸브의 상부 외주면에 결합되는 밸브 코터와, 상기 밸브 코터의 외주면에 결합되는 리테이너 바디와, 상기 리테이너 바디의 외주면과 이격되게 배치되고, 하단이 상기 밸브 스프링에 지지된 상태로 고정되는 칼라와, 상기 리테이너 바디와 칼라 사이에 개재되어 일단이 상기 리테이너 바디에 고정되고, 타단이 상기 칼라에 고정되는 탄성부재로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 밸브회전수단은 상기 밸브의 오픈 작동 시, 상기 탄성부재의 압축으로 발생되는 일정 각도의 변위가 상기 리테이너 바디와 밸브 코터를 통하여 밸브에 전달되어 상기 밸브를 일정 각도로 회전시킬 수 있다.
또한, 상기 밸브 코터는 상기 밸브의 상부 외주면에 형성된 끼움홈에 끼워져 고정되는 탄성부재로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 리테이너 바디는 일측면에 상기 탄성부재의 일단이 고정되는 제1 고정홈이 형성될 수 있다.
또한, 상기 칼라는 일측면에 상기 탄성부재의 타단이 고정되는 제2 고정홈이 형성될 수 있다.
또한, 상기 탄성부재는 코일 스프링으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 실시예는 밸브회전수단을 적용하여 리테이너의 기능을 하는 동시에, 밸브의 회전을 용이하게 함으로써, 밸브와 밸브 시트의 편접촉으로 인한 밸브의 편마모 및 변형 또는 가스 누출을 방지하는 효과가 있다.
또한, 밸브회전수단에 리테이너의 기능이 적용되어 별도로 리테이너의 기능을 추가할 필요가 없어, 제작원가가 절감되는 효과도 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량 엔진용 밸브 트레인의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량 엔진용 밸브 트레인의 단면도이다.
도 3은 도 2의 A부분에 대한 확대도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량 엔진용 밸브 트레인에 적용되는 탄성부재의 정면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차량 엔진용 밸브 트레인의 작동 전 상태도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 차량 엔진용 밸브 트레인의 작동 후 상태도이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
단, 도면에 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.
또한, 본 발명의 실시예를 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량 엔진용 밸브 트레인의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량 엔진용 밸브 트레인의 단면도이다.
도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 차량 엔진용 밸브 트레인(1)은 캠(3)이 장착된 캠 샤프트(5)의 회전에 따라 상, 하부로 왕복 운동하는 로커암(7)이 밸브 브릿지(9)를 이동시켜 연소실에 장착된 밸브(10)를 작동시키는 것으로서, 리테이너의 기능을 하는 동시에, 밸브(10)의 회전을 용이하게 하여 밸브(10)와 밸브 시트의 편접촉으로 인한 밸브(10)의 편마모 및 변형을 방지할 수 있는 구조로 이루어진다.
도 3은 도 2의 A부분에 대한 확대도이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량 엔진용 밸브 트레인에 적용되는 탄성부재의 정면도이다.
도 3과 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 차량 엔진용 밸브 트레인(1)은 밸브회전수단(20)을 포함한다.
상기 밸브회전수단(20)은 상기 밸브(10)의 상부에서 상기 밸브 브릿지(9)와 밸브 스프링(11) 사이에 개재되어 상기 밸브(10)의 왕복 이동 시, 상기 밸브(10)를 일정 각도로 회전시킨다.
여기서, 상기 밸브회전수단(20)은 밸브 코터(30), 리테이너 바디(40), 칼라(50), 및 탄성부재(60)로 이루어진다.
상기 밸브 코터(30)는 상기 밸브(10)의 상부 외주면에 결합된다.
이러한 밸브 코터(30)는 상기 밸브(10)의 상부 외주면에 형성된 끼움홈(13)에 끼워져 고정되는 탄성부재로 이루어질 수 있다.
상기 리테이너 바디(40)는 상기 밸브 코터(30)의 외주면에 결합되며, 일측면에 상기 탄성부재(60)의 일단이 고정되는 제1 고정홈(41)이 형성된다.
상기 칼라(50)는 상기 리테이너 바디(40)의 외주면과 이격되게 배치되고, 하단이 상기 밸브 스프링(11)에 지지된 상태로 고정되며, 일측면에 상기 탄성부재(60)의 타단이 고정되는 제2 고정홈(51)이 형성된다.
상기 탄성부재(60)는 상기 리테이너 바디(40)와 칼라(50) 사이에 개재되어 일단이 상기 리테이너 바디(40)의 제1 고정홈(41)에 고정되고, 타단이 상기 칼라(50)의 제2 고정홈(51)에 고정되며, 코일 스프링으로 이루어진다.
도 4를 참조하면, 상기 탄성부재(60)는 압축력이 발생하면, A지점에서 B지점으로 일정 각도의 변위가 발생되고, 압축력이 해제되면, B지점에서 A지점으로 다시 복귀된다.
이러한 탄성부재(60)의 압축력에 의한 작용은 당업자에 의해 널리 알려진 공지 기술이므로, 하기에서 자세한 설명은 생략하기로 한다.
즉, 상기 밸브회전수단(20)은 상기 밸브(10)의 오픈 작동 시, 상기 탄성부재(60)의 압축으로 발생되는 일정 각도의 변위가 상기 리테이너 바디(40)와 밸브 코터(30)를 통하여 밸브(10)에 전달되어 상기 밸브(10)를 일정 각도로 회전시킨다.
이하, 상기와 같이 구성되는 차량 엔진용 밸브 트레인(1)의 작동을 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차량 엔진용 밸브 트레인의 작동 전 상태도이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 차량 엔진용 밸브 트레인의 작동 후 상태도이다.
도 5와 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 차량 엔진용 밸브 트레인(1)은 먼저, 상기 캠(3)이 장착된 캠 샤프트(5)의 회전에 의해 로커암(7)이 하부로 이동되고, 상기 로커암(7)과 연결된 밸브 브릿지(9)도 로커암(7)의 이동에 의해 하부로 이동되며, 상기 밸브 브릿지(9)와 연결된 밸브(10)는 밸브 브릿지(9)의 이동에 의해 작동된다.
그러면, 상기 밸브(10) 및 밸브 코터(30)와 결합된 리테이너 바디(40)는 밸브(10)의 작동에 의해 하부로 이동되는 동시에 탄성부재(60)를 압축시키게 된다.
상기와 같이, 리테이너 바디(40)에 의해 압축된 탄성부재(60)는 일정 각도의 변위가 발생하게 되고, 이러한 탄성부재(60)의 변위로 인해 리테이너 바디(40)도 일정 부분 회전하게 된다.
즉, 상기 리테이너 바디(40) 및 밸브 코터(30)와 함께 결합된 밸브(10)는 탄성부재(60)의 일정 각도 변위로 인한 리테이너 바디(40)의 회전에 의해 회전하게 된다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 차량 엔진용 밸브 트레인(1)은 밸브회전수단(20)을 적용하여 리테이너의 기능을 하는 동시에, 밸브(10)의 회전을 용이하게 함으로써, 밸브(10)와 밸브 시트의 편접촉으로 인한 밸브(10)의 편마모 및 변형 또는 가스 누출을 방지할 수 있다.
또한, 밸브회전수단(20)에 리테이너의 기능이 적용되어 별도로 리테이너의 기능을 추가할 필요가 없어, 제작원가가 절감될 수 있다.
이상으로 본 발명의 하나의 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
1...차량 엔진용 밸브 트레인 3...캠
5...캠 샤프트 7...로커암
9...밸브 브릿지 10...밸브
11...밸브 스프링 13...끼움홈
20...밸브회전수단 30...밸브 코터
40...리테이너 바디 41...제1 고정홈
50...칼라 51...제2 고정홈
60...탄성부재

Claims (7)

  1. 캠이 장착된 캠 샤프트의 회전에 따라 상, 하부로 왕복 운동하는 로커암이 밸브 브릿지를 이동시켜 연소실에 장착된 밸브를 작동시키는 차량 엔진용 밸브 트레인에 있어서,
    상기 밸브의 상부에서 상기 밸브 브릿지와 밸브 스프링 사이에 개재되어 상기 밸브의 왕복 이동 시, 상기 밸브를 일정 각도로 회전시키는 밸브회전수단을 포함하며,
    상기 밸브회전수단은
    상기 밸브의 상부 외주면에 결합되는 밸브 코터;
    상기 밸브 코터의 외주면에 결합되는 리테이너 바디;
    상기 리테이너 바디의 외주면과 이격되게 배치되고, 하단이 상기 밸브 스프링에 지지된 상태로 고정되는 칼라; 및
    상기 리테이너 바디와 칼라 사이에 개재되어 일단이 상기 리테이너 바디에 고정되고, 타단이 상기 칼라에 고정되는 탄성부재;
    로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량 엔진용 밸브 트레인.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 밸브회전수단은
    상기 밸브의 오픈 작동 시, 상기 탄성부재의 압축으로 발생되는 일정 각도의 변위가 상기 리테이너 바디와 밸브 코터를 통하여 밸브에 전달되어 상기 밸브를 일정 각도로 회전시키는 것을 특징으로 하는 차량 엔진용 밸브 트레인.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 밸브 코터는
    상기 밸브의 상부 외주면에 형성된 끼움홈에 끼워져 고정되는 탄성부재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량 엔진용 밸브 트레인.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 리테이너 바디는
    일측면에 상기 탄성부재의 일단이 고정되는 제1 고정홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 차량 엔진용 밸브 트레인.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 칼라는
    일측면에 상기 탄성부재의 타단이 고정되는 제2 고정홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 차량 엔진용 밸브 트레인.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 탄성부재는
    코일 스프링으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량 엔진용 밸브 트레인.
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