KR101683529B1 - 압축 완화형 엔진브레이크 기능을 갖는 엔진 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 실시예에 따른 압축 완화형 엔진브레이크 기능을 갖는 엔진은, 로커암샤프트를 중심으로 회동하도록 배치되는 배기로커암, 상기 배기로커암의 선단부를 관통하여 고정되고, 그 일측에는 리셋부재가 일체로 돌출되어 형성된 간극조절스크류, 및 상기 간극조절스크류의 누름힘에 의해서 리프트되어 배기포트를 개방하도록 배치되는 배기밸브, 상기 간극조절스크류와 상기 배기밸브 사이에 개재되어 공급되는 유압에 의해서 상기 배기밸브 사이의 갭을 조절하는 간극조절부를 포함하고, 상기 간극조절부는 일측은 상기 간극조절스크류의 선단부에 접하도록 배치되고, 중심부에서 타측으로 개방된 피스톤공간이 형성된 소켓, 상기 피스톤공간에 삽입되고, 상기 배기밸브의 선단부에 접하도록 배치되며, 공급되는 유압에 의해서 상기 배기밸브와 갭을 조절하는 피스톤, 및 상기 피스톤공간으로 공급된 유압을 외부로 방출하는 방출구를 개폐하도록 배치되는 리셋바를 포함하고, 상기 간극조절스크류에 일체로 돌출되어 형성된 상기 리셋부재가 상기 리셋바를 눌러서 상기 방출구를 개방하도록 배치될 수 있다.
Description
본 발명은 피스톤의 압축 및 팽창 에너지를 이용하여 엔진브레이크 기능을 수행하여 차량의 운행안정성을 향상시킬 수 있는 압축 완화형 엔진브레이크 기능을 갖는 엔진에 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 손실을 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.
따라서, 흡기밸브와 배기밸브가 모두 닫힌 압축행정에서 피스톤이 상승할 때 압축에너지를 통해서 엔진브레이크 기능을 수행하고, 팽창행정에서 배기밸브를 열어 줌으로서, 엔진브레이크 기능을 향상시키는 구조가 연구되었다. 종래기술로써는 대한민국 출원번호 1002009-0090262호가 있다.
한편, 압축행정과 팽창행정 사이에 배기밸브를 정확한 타이밍에 열어주어야 엔진브레이크의 효율이 증가하고, 배기밸브와 피스톤의 충돌을 방지할 수 있다.
본 발명의 목적은 엔진브레이크가 작동될 때 보다 정확한 타이밍에 배기밸브를 열어주는 구조를 구현할 수 있는 압축 완화형 엔진브레이크 기능을 갖는 엔진을 제공하는 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 압축 완화형 엔진브레이크 기능을 갖는 엔진은, 로커암샤프트를 중심으로 회동하도록 배치되는 배기로커암, 상기 배기로커암의 선단부를 관통하여 고정되고, 그 일측에는 리셋부재가 일체로 돌출되어 형성된 간극조절스크류, 및 상기 간극조절스크류의 누름힘에 의해서 리프트되어 배기포트를 개방하도록 배치되는 배기밸브, 상기 간극조절스크류와 상기 배기밸브 사이에 개재되어 공급되는 유압에 의해서 상기 배기밸브 사이의 갭을 조절하는 간극조절부를 포함하고, 상기 간극조절부는 일측은 상기 간극조절스크류의 선단부에 접하도록 배치되고, 중심부에서 타측으로 개방된 피스톤공간이 형성된 소켓, 상기 피스톤공간에 삽입되고, 상기 배기밸브의 선단부에 접하도록 배치되며, 공급되는 유압에 의해서 상기 배기밸브와 갭을 조절하는 피스톤, 및 상기 피스톤공간으로 공급된 유압을 외부로 방출하는 방출구를 개폐하도록 배치되는 리셋바를 포함하고, 상기 간극조절스크류에 일체로 돌출되어 형성된 상기 리셋부재가 상기 리셋바를 눌러서 상기 방출구를 개방하도록 배치될 수 있다.
상기 간극조절스크류는 상기 배기로커암에 나사체결되고, 상기 간극조절스크류에 나사 체결되어 상기 간극조절스크류를 상기 배기로커암에 고정시키는 스크류너트를 더 포함할 수 있다.
상기 간극조절스크류의 하단부에는 구형부가 형성되고, 상기 간극조절스크류의 구형부와 대응하여 상기 소켓에는 반구형의 홈이 형성될 수 있다.
유압은 상기 로커암샤프트, 상기 배기로커암, 상기 간극조절스크류, 상기 소켓을 통해서 상기 피스톤공간으로 공급될 수 있다.
유압은 엔진의 실린더헤드를 지나서 상기 로커암샤프트와 상기 배기로커암으로 전달될 수 있다.
상기 로커암샤프트로 공급된 유압을 선택적으로 해소하여 상기 간극조절부의 작동을 제어하는 솔레노이드밸브를 더 포함할 수 있다.
흡기밸브를 누르도록 상기 배기로커암의 일측 상기 로커암샤프트에 배치되는 흡기로커암, 및 인젝터를 눌러서 작동시키도록 상기 흡기로커암의 일측 상기 로커암샤프트에 배치되는 인젝터로커암을 포함할 수 있다.
상기 간극조절부는 밸브브릿지를 통해서 상기 배기밸브를 누르도록 배치되고, 상기 밸브브릿지는 두 개의 배기밸브를 누르도록 배치될 수 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따라서, 배기로커암에 장착되는 리셋부재를 간극조절스크류에 일체로 형성하여, 리셋부재의 구조를 더욱 견고하게 할 수 있고, 리셋부재가 리셋바를 정확한 타이밍에 누를 수 있다.
도 1 및 2는 본 발명과 관련된 압축 완화형 엔진브레이크 기능을 갖는 엔진의 일부 사시도이다.
도 3a 및 3b는 본 발명의 실시예에 따른 압축 완화형 엔진브레이크 기능을 갖는 엔진의 일부 상세 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 압축 완화형 엔진브레이크 기능을 갖는 엔진에서 유압의 일부 흐름을 보여주는 플로우차트이다.
도 3a 및 3b는 본 발명의 실시예에 따른 압축 완화형 엔진브레이크 기능을 갖는 엔진의 일부 상세 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 압축 완화형 엔진브레이크 기능을 갖는 엔진에서 유압의 일부 흐름을 보여주는 플로우차트이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1 및 2는 본 발명과 관련된 압축 완화형 엔진브레이크 기능을 갖는 엔진의 일부 사시도이다.
도 1을 참조하면, 엔진은 캠샤프트(100), 솔레노이드밸브(120), 흡기로커암(140), 인젝터로커암(130), 배기로커암(150), 로커암샤프트(110), 리셋플레이트(160), 간극조절부(180), 리셋바(170), 밸브브릿지(172), 흡기밸브(142), 및 배기밸브(152)를 포함한다.
상기 캠샤프트(100)가 회전하면, 상기 캠샤프트(100)에 형성된 메인캠들이 각각 상기 흡기로커암(140), 상기 인젝터로커암(130), 및 상기 배기로커암(150)을 작동시킨다. 여기서, 상기 흡기로커암(140), 상기 인젝터로커암(130), 및 상기 배기로커암(150)은 상기 로커암샤프트(110)에 회전되어, 상기 흡기밸브(142), 인젝터(미도시), 및 상기 배기밸브(152)를 리프트시킨다.
상기 흡기로커암(140)은 밸브브릿지(172)를 통해서 두 개의 흡기밸브(142)를 리프트시키고, 상기 배기로커암(150)은 상기 간극조절부(180)와 밸브브릿지(172)를 통해서 두 개의 배기밸브(152)를 리프트시킨다.
상기 간극조절부(180)는 상기 배기로커암(150)을 통해서 공급되는 유압을 이용하여 상기 밸브브릿지(172)와 상기 배기로커암(150) 사이에 갭을 줄이고, 상대적으로 상기 배기로커암(150)의 선단을 들어올려서 상기 배기로커암(150)이 상기 캠샤프트(100)의 외주면에 밀착되도록 한다.
본 발명의 실시예에서, 엔진브레이크가 작동되면, 상기 간극조절부(180)로 유압이 공급되고, 상기 간극조절부(180)가 상기 배기로커암(150)의 선단부를 들어올려서, 상기 배기로커암(150)이 상기 캠샤프트(100)에 별도로 형성된 엔진브레이크 돌기(미도시)에 의해서 작동되도록 한다.
따라서, 압축행정에서는 상기 배기밸브(152)를 닫은 상태로 유지하여 엔진브레이크를 수행하고, TDC 기준 약 -10도 지점(변경가능)에서 상기 배기밸브(152)를 열어주어, 팽창행정에서는 압축에너지를 외부로 배출하여 엔진브레이크 기능을 상승시킨다.
아울러, 상기 캠샤프트(100)에 형성된 배기캠(미도시)이 상기 배기로커암(150)을 작동시키면, 상기 배기로커암(150)이 상기 로커암샤프트(110)에서 회전되어 상기 배기밸브(152)를 열어주는 동시에 상기 배기로커암(150)에 장차된 상기 리셋플레이트(160)가 상기 리셋바(170)를 눌러주어서 상기 간극조절부(180) 내부에 형성된 유압이 외부로 해소된다.
도 2를 참조하면, 상기 배기로커암(150)의 선단부에는 상기 간극조절스크류(200)가 상부에서 하부로 관통하여 나사 체결되고, 상기 스크류너트(206)는 상기 간극조절스크류(200)의 상단부에 나사체결되어 상기 간극조절스크류(200)를 상기 배기로커암(150)에 고정시킨다.
아울러, 상기 스크류너트(206)는 상기 리셋플레이트(160)를 상기 간극조절스크류(200)와 상기 배기로커암(150)에 고정시킨다.
상기 간극조절스크류(200)의 하부에는 상기 간극조절부(180)가 배치되고, 상기 간극조절부(180)는 체크플레이트(240), 체크스프링(235), 소켓(225), 피스톤플러그(230), 피스톤(220), 피스톤공간(255), 리셋플러그(215), 유압방출구(256), 리셋바(170), 리셋스프링(205), 및 스냅링(210)을 포함한다.
상기 소켓(225)의 상단부는 반원형의 홈이 형성되고, 상기 간극조절스크류(200)의 하단부는 상기 반원형의 홈에 안착되는 반원형을 갖는다.
상기 소켓(225)의 내부에는 상기 피스톤공간(255)이 형성되고, 상기 피스톤공간(255)은 하부로 개방된다. 상기 피스톤(220)은 상기 피스톤공간(255)으로 하부에서 상부로 삽입되고, 상기 피스톤공간(255)에는 상기 피스톤(220)을 하부로 탄성 지지하는 체크스프링(235)이 배치되고, 상기 체크스프링(235)의 상단부에는 체크플레이트(240)가 배치된다.
여기서, 상기 체크플레이트(240)는 상기 피스톤공간(255)으로 공급된 유압이 상기 간극조절스크류(200) 측으로 역류되는 것을 방지한다.
아울러, 상기 소켓(225)의 일측에는 상기 피스톤공간(255)에 형성된 유압을 외부로 방출하는 유압방출구(256)가 형성되고, 상기 유압방출구(256)를 개폐하는 리셋바(170)가 상기 소켓(225)에 삽입되어 체결된다.
상기 리셋스프링(205)의 상부 외주면에는 리셋스프링(205)이 배치되고, 상기 리셋스프링(205)의 상단에는 리셋스프링(205)이 외부로 이탈되지 않도록 스냅링(210)이 배치된다.
상기 리셋바(170)는 상기 리셋스프링(205)의 탄성력에 의해서 상부로 당겨져서 상기 유압방출구(256)를 폐쇄하고, 상기 배기로커암(150)의 움직임에 의해서 상기 리셋플레이트(160)가 상기 리셋바(170)를 누르는 구조를 갖는다.
여기서, 상기 리셋플레이트(160)가 상기 리셋바(170)를 누르면, 상기 피스톤공간(255) 내부의 유압이 외부로 해소되어 엔진브레이크 기능이 순간적으로 해제된다.
한편, 본 발명의 실시예에서, 상기 리셋플레이트(160)가 상기 리셋바(170)를 누르는 타이밍을 조절하는 것이 힘들고, 상기 리셋플레이트(160)가 상기 리셋바(170)를 누르는 타이밍을 정확하게 설정할 필요가 있다.
도 3a 및 3b는 본 발명의 실시예에 따른 압축 완화형 엔진브레이크 기능을 갖는 엔진의 일부 상세 단면도이다.
도 3a를 참조하면, 상기 배기로커암(150)의 선단부에는 상부에서 하부로 상기 간극조절스크류(200)가 관통하고, 상기 스크류너트(206)가 상기 간극조절스크류(200)에 나사 체결되어 상기 간극조절스크류(200)를 상기 배기로커암(150)에 고정시킨다.
상기 간극조절스크류(200)의 하부에 상기 간극조절부(180)가 배치되고, 상기 간극조절부(180)는 소켓(225), 체크플레이트(240), 체크스프링(235), 피스톤(220), 피스톤공간(255), 유압방출구(256), 리셋스프링(205), 및 리셋바(170)를 포함한다.
상기 배기로커암(150) 및 상기 간극조절스크류(200)를 통해서 상기 소켓(225)의 상기 피스톤공간(255)으로 유압이 공급되고, 공급된 유압은 상기 피스톤(220)을 하부로 밀어낸다. 따라서, 상기 간극조절스크류(200)와 상기 밸브브릿지(172) 사이에 갭을 제거한다.
상기 간극조절스크류(200)와 상기 밸브브릿지(172) 사이에 갭이 제거되면, 상기 배기로커암(150)이 상기 캠샤프트(100)에 형성된 별도의 엔진브레이크용 돌기에 의해서 작동되어 팽창행정 중에 상기 배기로커암(150)이 움직여서 상기 간극조절스크류(200)가 상기 간극조절부(180)를 통해서 상기 배기밸브(152)를 열어주는 기능을 수행한다.
상기 간극조절스크류(200)의 하단부에는 구형의 구형부(305)가 형성되고, 상기 구형부(305)의 하단면이 상기 소켓(225)의 상부에 형성된 반원형의 홈에 안착되어 서로 밀착되는 구조를 갖는다.
본 발명의 실시예에서, 상기 간극조절스크류(200)의 일측면에는 리셋부재(300)가 일체로 돌출되어 형성된다. 상기 리셋부재(300)는 상기 구형부(305)의 상부에 일체로 형성될 수 있다. 여기서, 상기 리셋부재(300)는 상기 간극조절스크류(200)에 일체로 형성되거나, 상기 리셋부재(300)가 상기 간극조절스크류(200)의 일측에 용접 또는 체결될 수 있다.
도 3b를 참조하면, 상기 캠샤프트(100)에 형성된 배기캠(미도시)이 상기 배기로커암(150)을 상기 로커암샤프트(110)에서 회동시키면, 상기 간극조절스크류(200)가 하부로 이동되어 상기 배기밸브(152)를 열어주는 동시에 상기 간극조절스크류(200)에 일체로 형성된 상기 리셋부재(300)가 상기 리셋바(170)를 눌러주어서 상기 간극조절부(180) 내부에 형성된 유압이 외부로 해소된다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 압축 완화형 엔진브레이크 기능을 갖는 엔진에서 유압의 일부 흐름을 보여주는 플로우차트이다.
도 4를 참조하면, 유압은 실린더헤드(400), 로커암샤프트(110), 상기 배기로커암(150), 상기 간극조절스크류(200)를 통해서 상기 피스톤공간(255)으로 공급되고, 상기 솔레노이드밸브(120)는 상기 로커암샤프트(110) 내부에 형성된 오일갤러리의 유압을 유압해소라인으로 선택적으로 해소시킨다.
본 발명의 실시예에서, 상기 솔레노이드밸브(120)가 상기 로커암샤프트(110) 내부의 유압을 상기 유압해소라인(405)으로 해소시키면 상기 피스톤공간(255)으로 유압이 공급되지 않고, 상기 솔레노이드밸브(120)가 상기 로커암샤프트(110) 내부의 유압을 상기 유압해소라인(405)으로 해소하지 않으면, 상기 피스톤공간(255)으로 유압이 공급된다.
따라서, 상기 로커암샤프트(110) 내부로 항상 유압이 공급되는 구조로, 상기 솔레노이드밸브(120)를 닫는 동작을 통해서 상기 피스톤공간(255)로 보다 신속하게 유압을 공급할 수 있어서, 유압의 낭비를 막고, 보다 신속하게 엔진브레이크 기능을 수행할 수 있다.
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
100: 캠샤프트 110: 로커암샤프트
120: 솔레노이드밸브 130: 인젝터로커암
140: 흡기로커암 142: 흡기밸브
150: 배기로커암 152: 배기밸브
160: 리셋플레이트 170: 리셋바
172: 밸브브릿지 180: 간극조절부
200: 간극조절스크류 205: 리셋스프링
206: 스크류너트 210: 스냅링
215: 리셋플러그 220: 피스톤
225: 소켓 230: 피스톤플러그
235: 체크스프링 240: 체크플레이트
255: 피스톤공간 256: 방출구
300: 리셋부재 305: 구형부
400: 실린더헤드
120: 솔레노이드밸브 130: 인젝터로커암
140: 흡기로커암 142: 흡기밸브
150: 배기로커암 152: 배기밸브
160: 리셋플레이트 170: 리셋바
172: 밸브브릿지 180: 간극조절부
200: 간극조절스크류 205: 리셋스프링
206: 스크류너트 210: 스냅링
215: 리셋플러그 220: 피스톤
225: 소켓 230: 피스톤플러그
235: 체크스프링 240: 체크플레이트
255: 피스톤공간 256: 방출구
300: 리셋부재 305: 구형부
400: 실린더헤드
Claims (8)
- 로커암샤프트를 중심으로 회동하도록 배치되는 배기로커암;
상기 배기로커암의 선단부를 관통하여 고정되고, 그 일측에는 리셋부재가 일체로 돌출되어 형성된 간극조절스크류; 및
상기 간극조절스크류의 누름힘에 의해서 리프트되어 배기포트를 개방하도록 배치되는 배기밸브;
상기 간극조절스크류와 상기 배기밸브 사이에 개재되어 공급되는 유압에 의해서 상기 간극조절스크류와 상기 배기밸브 사이의 갭을 조절하는 간극조절부; 를 포함하고,
상기 간극조절부는
일측은 상기 간극조절스크류의 선단부에 접하도록 배치되고, 중심부에서 타측으로 개방된 피스톤공간이 형성된 소켓;
상기 피스톤공간에 삽입되고, 상기 배기밸브의 선단부에 접하도록 배치되며, 공급되는 유압에 의해서 상기 배기밸브와 갭을 조절하는 피스톤; 및
상기 피스톤공간으로 공급된 유압을 외부로 방출하는 방출구를 개폐하도록 배치되는 리셋바; 를 포함하고,
상기 간극조절스크류에 일체로 돌출되어 형성된 상기 리셋부재가 상기 리셋바를 눌러서 상기 방출구를 개방하도록 배치된 것을 특징으로 하는 압축 완화형 엔진브레이크 기능을 갖는 엔진. - 제1항에서,
상기 간극조절스크류는 상기 배기로커암에 나사체결되고,
상기 간극조절스크류에 나사 체결되어 상기 간극조절스크류를 상기 배기로커암에 고정시키는 스크류너트;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압축 완화형 엔진브레이크 기능을 갖는 엔진. - 제1항에서,
상기 간극조절스크류의 하단부에는 구형부가 형성되고, 상기 간극조절스크류의 구형부와 대응하여 상기 소켓에는 반구형의 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 압축 완화형 엔진브레이크 기능을 갖는 엔진. - 제1항에서,
유압은 상기 로커암샤프트, 상기 배기로커암, 상기 간극조절스크류, 상기 소켓을 통해서 상기 피스톤공간으로 공급되는 것을 특징으로 하는 압축 완화형 엔진브레이크 기능을 갖는 엔진. - 제4항에서,
유압은 엔진의 실린더헤드를 지나서 상기 로커암샤프트와 상기 배기로커암으로 전달되는 것을 특징으로 하는 압축 완화형 엔진브레이크 기능을 갖는 엔진. - 제5항에서,
상기 로커암샤프트로 공급된 유압을 선택적으로 해소하여 상기 간극조절부의 작동을 제어하는 솔레노이드밸브;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압축 완화형 엔진브레이크 기능을 갖는 엔진. - 제1항에서,
흡기밸브를 누르도록 상기 배기로커암의 일측 상기 로커암샤프트에 배치되는 흡기로커암; 및
인젝터를 눌러서 작동시키도록 상기 흡기로커암의 일측 상기 로커암샤프트에 배치되는 인젝터로커암;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 압축 완화형 엔진브레이크 기능을 갖는 엔진. - 제1항에서,
상기 간극조절부는 밸브브릿지를 통해서 상기 배기밸브를 누르도록 배치되고,
상기 밸브브릿지는 두 개의 배기밸브를 누르도록 배치된 것을 특징으로 하는 압축 완화형 엔진브레이크 기능을 갖는 엔진.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020150151237A KR101683529B1 (ko) | 2015-10-29 | 2015-10-29 | 압축 완화형 엔진브레이크 기능을 갖는 엔진 |
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KR101683529B1 true KR101683529B1 (ko) | 2016-12-20 |
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ID=57734202
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11008901B1 (en) | 2019-11-22 | 2021-05-18 | Caterpillar Inc. | Rocker arm assembly with air venting |
US11047271B2 (en) | 2019-10-07 | 2021-06-29 | Hyundai Motor Company | Socket module of compression release type engine brake and operating method of engine brake using thereof |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR20070006681A (ko) * | 2004-03-15 | 2007-01-11 | 자콥스 비히클 시스템즈, 인코포레이티드. | 로스트 모션 시스템이 통합된 밸브 브리지 |
KR101036966B1 (ko) * | 2009-06-09 | 2011-05-25 | 기아자동차주식회사 | 압축완화 엔진브레이크 모듈 |
-
2015
- 2015-10-29 KR KR1020150151237A patent/KR101683529B1/ko active IP Right Grant
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