KR101664725B1 - 밸브 간극 조절장치 - Google Patents
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Abstract
하면에 개방면을 형성하고, 로커암 샤프트로부터 개방면까지 오일유로가 형성되어 오일이 연통되는 바디 및 오일유로 상에 마련되어 오일압력에 의해 오일유로가 선택적으로 개방되도록 하는 개폐수단으로 구성된 피스톤; 및 상기 피스톤을 외측에서 감싸는 형상으로 마련되며, 하방으로 슬라이딩됨으로써, 내측면과 피스톤과의 사이에 오일이 저장되는 오일챔버를 형성하는 실린더;를 포함하는 밸브 간극 조절장치가 소개된다.
Description
본 발명은 자동차의 유압식 밸브 간극 조절장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 상용디젤엔진과 같이 고출력 대배기량을 갖는 디젤엔진의 밸브 간극 조절장치에 관한 것이다.
일반적으로, 엔진에는 피스톤 운동에 의해 회전하는 크랭크 샤프트에 의해 흡기/배기 밸브의 개폐작동이 이루어질 수 있도록 밸브 개폐기구가 구비되어 있다. 이러한 밸브 개폐기구는 크랭크 샤프트에 벨트로 연결되어 연동하는 캠 샤프트와, 이 캠 샤프트의 캠에 의해 일정 범위 내에서 요동 운동하는 로커 암과, 이 로커 암과 밀착되어 혼합기 및 연소가스를 배출시키는 흡기/배기밸브를 포함한다. 특히, 상기 흡기/배기 밸브는 헤드가 연소실과 직면하고 있어 연소열에 의해 열을 받아 팽창하게 되므로, 팽창률을 고려하여 흡기/배기 밸브와 로커 암 사이의 간극을 자동으로 조절하여 항상 "0"으로 맞추는 유압식 밸브 간극 조절기(Hydraulic Lash Adjuster, HLA)가 구비되어 있다. 이러한 유압식 밸브 간극 조절기가 설치된 밸브 트레인 시스템에서는, 캠의 노브가 캠 샤프트)를 중심으로 회전하면서 로커암을 가압함에 따라 흡기/배기 밸브가 상하로 움직이면서 흡기 포트 또는 배기 포트를 개폐하며, 로커암의 일단에 유압식 밸브 간극 조절기가 설치되어 로커암과 밸브의 접촉부분 높이를 가변시키면서 밸브 간극을 조절하도록 구성된다.
그러나, 상기와 같은 밸브 간극 조절기는 고출력, 대배기량의 상용디젤엔진에는 사이즈로 인해 유압을 이용한 밸브 간극 조절장치의 적용이 어려운 단점이 있었다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 고출력, 대배기량의 상용디젤엔진에 적용가능하고, 소음을 제거하여 상품성을 높일 수 있는 유압을 이용한 밸브 간극 조절장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 밸브 간극 조절장치는 하면에 개방면을 형성하고, 로커암 샤프트로부터 개방면까지 오일유로가 형성되어 오일이 연통되는 바디 및 오일유로 상에 마련되어 오일압력에 의해 오일유로가 선택적으로 개방되도록 하는 개폐수단으로 구성된 피스톤; 및 상기 피스톤을 외측에서 감싸는 형상으로 마련되며, 하방으로 슬라이딩됨으로써, 내측면과 피스톤과의 사이에 오일이 저장되는 오일챔버를 형성하는 실린더;를 포함한다.
상기 바디의 오일유로는 하방으로 갈수록 직경이 커지도록 형성되어 직경이 커진지점에 개폐수단이 마련될 수 있다.
상기 개폐수단은 탄성부재와 볼로 구성되며, 바디의 내측으로 유입되는 오일압력에 의해 볼이 탄성부재를 가압하면 오일유로가 개방될 수 있다.
상기 바디의 개방면에는 중심측에 오일홀이 형성된 리테이너가 장착되고, 리테이너의 상측에 탄성부재와 볼이 위치될 수 있다.
상기 개폐수단은 체크밸브일 수 있다.
상기 피스톤은 상기 실린더에 삽입되되, 실린더에 삽입된 피스톤의 길이 중 하측부는 실린더와 밀착되고, 상측부는 실린더와의 사이에 소정의 갭을 형성하되, 갭에는 피스톤의 외측으로 권취된 리턴부재가 피스톤의 하측부에 의해 지지되어 실린더를 상방으로 가압할 수 있다.
상기 실린더에는 오일챔버에 대응되는 지점에 리크홀이 형성되어 실린더의 하방에 하중이 작용되면 리크홀을 통해 오일챔버의 오일이 외부로 유출됨으로써, 오일챔버 내의 압력이 해제될 수 있다.
상기 실린더에는 오일챔버에 대응되는 지점에 실린더의 둘레를 따라 내측으로 만입되는 만입홈이 형성되고, 만입홈에는 리크홀이 형성되어 실린더의 하방에 하중이 작용되면 리크홀을 통해 오일챔버의 오일이 로커암과 실린더 사이로 유출됨으로써, 오일챔버 내의 압력이 해제될 수 있다.
상기 실린더의 하면은 하측으로 연장형성되고, 하면에는 탄성있는 재질의 소켓볼이 결합될 수 있다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 밸브 간극 조절장치에 따르면 승용엔진 대비하여 크기가 큰 상용디젤엔진에 적용이 가능하며, 고출력 대배기량 디젤엔진에도 용이하게 적용 가능한 장점이 있다. 또한, 유압에 의해 밸브의 간극을 항상 일정하게 유지될 수 있도록 항시 밸브 간극을 조절함으로써, 엔진의 구동으로 인한 소음 및 진동 성능이 개선되고, 소음 저감 및 정비가 용이해짐으로써, 상품성이 향상되는 장점이 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 밸브 간극 조절장치가 장착된 것을 도시한 도면.
도 2는 밸브 간극 조절장치를 도시한 도면.
도 3은 도 2의 분해사시도 및 단면도.
도 4는 도 2의 작동도.
도 2는 밸브 간극 조절장치를 도시한 도면.
도 3은 도 2의 분해사시도 및 단면도.
도 4는 도 2의 작동도.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 밸브 간극 조절장치에 대하여 살펴본다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 밸브 간극 조절장치가 장착된 것을 도시한 도면이고, 도 2는 밸브 간극 조절장치를 도시한 도면이며, 도 3은 도 2의 분해사시도 및 단면도이다. 또한, 도 4는 도 2의 작동도이다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 밸브 간극 조절장치는 하면에 개방면(211)을 형성하고, 로커암 샤프트(100)로부터 개방면(211)까지 오일유로(230)가 형성되어 오일이 연통되는 바디(210) 및 오일유로(230) 상에 마련되어 오일압력에 의해 오일유로(230)가 선택적으로 개방되도록 하는 개폐수단(250)으로 구성된 피스톤(200); 및 상기 피스톤(200)을 외측에서 감싸는 형상으로 마련되며, 하방으로 슬라이딩됨으로써, 내측면과 피스톤(200)과의 사이에 오일이 저장되는 오일챔버(310)를 형성하는 실린더(300);를 포함한다.
도 3을 통해 본 발명의 밸브 간극 조절장치를 보다 상세하게 살펴보도록 한다. 먼저, 도 3의 (a)는 상기 피스톤(200)의 분해사시도로서, 도면에서 보는 것과 같이 오일유로(230)가 형성되는 바디(210)와 바디(210)의 내측에 마련되는(즉, 삽입되는) 개폐수단(250)으로 구성된다. 특히, 상기 바디(210)의 오일유로(230)는 하방으로 갈수록 직경이 커지도록 형성되고, 직경이 커진 지점에 개폐수단(250)이 마련된다.
상기 개폐수단(250)은 탄성부재(251)와 볼(253)로 구성되며, 바디(210)의 내측으로 유입되는 오일압력에 의해 볼(253)이 탄성부재(251)를 가압하면 볼(253)이 하방으로 가압되어 오일유로(230)가 개방되며, 오일압력과 피스톤(200) 내부에 걸리는 압력이 같아지면, 탄성부재(251)의 탄성력에 의해 볼(253)이 상방으로 가압되어 오일유로(230)가 차단되게 된다. 또한, 상기 바디(210)의 개방면(211)에는 중심측에 오일홀(257)이 형성된 리테이너(255)가 장착될 수 있으며, 상기 리테이너(255)의 상측에 탄성부재(251)와 볼(253)이 위치되는 것이 바람직할 것이다. 그리고, 상기 개폐수단(250)은 체크밸브일 수 있다.
또한, 도 3의 (c)는 상기 실린더(300)의 분해사시도로서, 실린더(300)는 상기 피스톤(200)을 외측에서 감싸는 원통형상이되, 하면은 하측으로 연장형성되고, 하면에는 탄성있는 재질의 소켓볼(380) 및 소켓 리테이너(381)가 결합된다. 따라서, 엔진의 구동으로 인한 밸브(600) 혹은 밸브 브릿지(700)로부터 발생되는 충격 및 소음 등이 바로 밸브 간극 조절장치의 실린더(300)나 피스톤(200)에 전달되지 않고, 소켓볼(380)에 의해 흡수되어 소음이나 진동을 줄일 수 있게 되는 것이다.
상기 피스톤(200)의 하측면은 실린더(300)와 밀착됨으로써, 로커암 샤프트(100)로부터 유입된 오일이 상기 피스톤(200) 바디(210)의 오일유로(230)를 따라 하방으로 이동되면, 오일압력에 의해 피스톤(200)과 실린더(300)의 내측 사이에 오일챔버(310)가 형성된다. 상기 피스톤(200)의 오일유로(230)로 유입된 오일은 오일챔버(310)에 저장되게 되는데, 오일압력에 의해 상기 실린더(300)가 하방으로 슬라이딩되어 상기 오일챔버(310)의 부피가 증대되며 오일이 오일 압력과 오일챔버(310)와의 압력이 같아질 때까지 계속하여 오일챔버(310)에 저장되는 것이다.
상기 피스톤(200)의 상기 실린더(300)의 내측에 삽입되되, 실린더(300)의 삽입되는 길이 중 하측부는 실린더(300)와 밀착되고, 상측부는 실린더(300)와의 사이에 소정의 갭(330)을 형성한다. 상기 갭(330)에는 피스톤(200)의 외측으로 권취된 리턴부재(350)가 마련되어 상기 피스톤(200)의 하측부에 의해 지지됨으로써, 실린더(300)를 상방으로 가압하게 된다. 상기 리턴부재(350)는 상하측으로 멀어지는 방향으로 가압력이 작용하는 코일스프링일 수 있으며, 이때 리턴부재(350)의 상측 및 하측에는 스냅링(351), 리테이너(353) 등과 같이 리턴부재(350)의 이탈을 방지하는 부재가 더 마련되되, 상기 리턴부재(350)의 하측에는 상기 실린더(300)의 하측방향으로의 이동 변위를 제한하는 스냅링(355)과 같은 부재가 마련되는 것이 바람직할 것이다.
상기 오일챔버(310)의 압력과 오일의 압력이 같아져 실린더(300)가 하방으로 슬라이딩되어 변위가 늘어났을 경우, 간극의 조절을 위하여 다시 실린더(300)를 상측으로 이동시키려면, 오일챔버(310)의 압력을 해제할 필요가 있게 된다. 따라서, 상기 오일챔버(310)의 압력을 해제하기 위한 장치로서, 상기 실린더(300)에는 리크홀(370)이 형성된다. 상기 리크홀(370)은 상기 실린더(300)의 측면 중 오일챔버(310)에 대응되는 지점에 형성되어 실린더(300)의 하방에 밸브(600)에 의한 하중이 작용되면 리크홀(370)을 통해 오일챔버(310)의 오일이 외부로 유출됨으로써, 오일챔버(310) 내의 압력이 해제되게 된다.
보다 상세하게는 상기 실린더(300)에는 오일챔버(310)에 대응되는 지점에 실린더(300)의 둘레를 따라 내측으로 만입되는 만입홈(390)이 형성되고, 만입홈(390)에는 리크홀(370)이 형성되어 실린더(300)의 하방에 밸브(600)로부터의 하중이 작용되면 리크홀(370)을 통해 오일챔버(310)의 오일이 로커암(400)과 실린더(300) 사이로 유출됨으로써, 오일챔버(310) 내의 압력이 해제되는 것이다.
상기한 내용과 도 4를 바탕으로 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 밸브 간극 조절장치의 동작을 살펴보도록 한다.
도 4의 (a)는 엔진이 구동을 시작한 후 로커암 샤프트(100)로부터 밸브 간극 조절장치의 내부로 오일이 유입되는 것을 도시한 도면이다. 이때, 오일은 3~4기압 정도로 공급된다. 따라서, 오일압력에 의해 볼(253)이 탄성부재(251)의 탄성력을 이기고 하방으로 가압되어 오일유로(230)가 개방되며, 피스톤(200)의 오일유로(230)로 오일이 점점 공급되어, 오일압력에 의해 실린더(300)가 하방으로 가압되어 슬라이딩됨으로써, 오일챔버(310)의 부피가 증가되게 된다.
상기 실린더(300)의 변위변화는 (b)에서 확인할 수 있다. 오일의 지속적인 공급으로 오일이 공급되는 압력과 오일챔버(310) 내의 압력이 같아지면, 상기 탄성부재(251)의 탄성력에 의해 상기 볼(253)이 상측으로 이동되어 오일유로(230)가 차단되어 피스톤(200)으로 더 이상 오일이 유입되는 것을 방지한다. 이러한 상태에서 밸브(600)의 개폐시 간극의 차이에 의해 실린더(300)의 하방에서 하중이 작용되면, (c)에서 보는 것과 같이 실린더(300)의 만입홈(390) 및 리크홀(370)에 채워져 있던 오일이 상기 로커암(400)과 실린더(300) 사이로 유출되고, 상기 리턴부재(350)에 의해 상기 실린더(300)가 상측으로 슬라이딩 되게 된다.
또한, 상기와 같은 동작에 따라 상기 오일챔버(310) 내의 압력이 오일이 공급되는 압력 대비 낮아지므로, 오일압력에 의해 상기 볼(253)이 탄성부재(251)의 탄성력을 이기고 하방으로 가압되어 오일이 다시 상기 피스톤(200) 내로 유입됨으로써, 실린더(300)가 하방으로 슬라이딩되게 되며 이러한 (a) ~ (c)의 동작을 반복적으로 수행하면서 밸브(600)의 간극을 조절하게 되는 것이다.
상기와 같은 본 발명의 일실시예에 따른 밸브 간극 조절장치는 승용엔진 대비하여 크기가 큰 상용디젤엔진에 적용이 가능하며, 고출력 대배기량 디젤엔진에도 용이하게 적용 가능한 장점이 있다. 또한, 유압에 의해 밸브의 간극을 항상 일정하게 유지될 수 있도록 항시 밸브 간극을 조절함으로써, 엔진의 구동으로 인한 소음 및 진동 성능이 개선되고, 소음 저감 및 정비가 용이해짐으로써, 상품성이 향상되는 장점이 있게 된다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
100 : 로커암 샤프트
200 : 피스톤
210 : 바디
211 : 개방면
230 : 오일유로
250 : 개폐수단
251 : 탄성부재
253 : 볼
255 : 리테이너
257 : 오일홀
300 : 실린더
310 : 오일챔버
330 : 갭
350 : 리턴부재
351 : 스냅링
353 : 리테이너
355 : 스냅링
370 : 리크홀
380 : 소켓볼
381 : 소켓 리테이너
390 : 만입홈
400 : 로커암
600 : 밸브
700 : 밸브 브릿지
200 : 피스톤
210 : 바디
211 : 개방면
230 : 오일유로
250 : 개폐수단
251 : 탄성부재
253 : 볼
255 : 리테이너
257 : 오일홀
300 : 실린더
310 : 오일챔버
330 : 갭
350 : 리턴부재
351 : 스냅링
353 : 리테이너
355 : 스냅링
370 : 리크홀
380 : 소켓볼
381 : 소켓 리테이너
390 : 만입홈
400 : 로커암
600 : 밸브
700 : 밸브 브릿지
Claims (9)
- 하면에 개방면을 형성하고, 로커암 샤프트로부터 개방면까지 오일유로가 형성되어 오일이 연통되는 바디 및 오일유로 상에 마련되어 오일압력에 의해 오일유로가 선택적으로 개방되도록 하는 개폐수단으로 구성된 피스톤; 및
상기 피스톤을 외측에서 감싸는 형상으로 마련되며, 하방으로 슬라이딩됨으로써, 내측면과 피스톤과의 사이에 오일이 저장되는 오일챔버를 형성하는 실린더;를 포함하고,
상기 실린더에는 오일챔버에 대응되는 지점에 리크홀이 형성되어 실린더의 하방에 하중이 작용되면 리크홀을 통해 오일챔버의 오일이 외부로 유출됨으로써, 오일챔버 내의 압력이 해제되는 것을 특징으로 하는 밸브 간극 조절장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 바디의 오일유로는 하방으로 갈수록 직경이 커지도록 형성되어 직경이 커진지점에 개폐수단이 마련되는 것을 특징으로 하는 밸브 간극 조절장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 개폐수단은 탄성부재와 볼로 구성되며, 바디의 내측으로 유입되는 오일압력에 의해 볼이 탄성부재를 가압하면 오일유로가 개방되는 것을 특징으로 하는 밸브 간극 조절장치. - 청구항 3에 있어서,
상기 바디의 개방면에는 중심측에 오일홀이 형성된 리테이너가 장착되고, 리테이너의 상측에 탄성부재와 볼이 위치되는 것을 특징으로 하는 밸브 간극 조절장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 개폐수단은 체크밸브인 것을 특징으로 하는 밸브 간극 조절장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 피스톤은 상기 실린더에 삽입되되, 실린더에 삽입된 피스톤의 길이 중 하측부는 실린더와 밀착되고, 상측부는 실린더와의 사이에 소정의 갭을 형성하되, 갭에는 피스톤의 외측으로 권취된 리턴부재가 피스톤의 하측부에 의해 지지되어 실린더를 상방으로 가압하는 것을 특징으로 하는 밸브 간극 조절장치. - 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 실린더에는 오일챔버에 대응되는 지점에 실린더의 둘레를 따라 내측으로 만입되는 만입홈이 형성되고, 만입홈에는 리크홀이 형성되어 실린더의 하방에 하중이 작용되면 리크홀을 통해 오일챔버의 오일이 로커암과 실린더 사이로 유출됨으로써, 오일챔버 내의 압력이 해제되는 것을 특징으로 하는 밸브 간극 조절장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 실린더의 하면은 하측으로 연장형성되고, 하면에는 탄성있는 재질의 소켓볼이 결합된 것을 특징으로 하는 밸브 간극 조절장치.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020150099718A KR101664725B1 (ko) | 2015-07-14 | 2015-07-14 | 밸브 간극 조절장치 |
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020150099718A KR101664725B1 (ko) | 2015-07-14 | 2015-07-14 | 밸브 간극 조절장치 |
Publications (1)
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