KR101760648B1 - 배기 밸브 작동 기구, 디젤 엔진 및 배기 밸브 작동 기구의 배기 밸브 냉각 방법 - Google Patents

배기 밸브 작동 기구, 디젤 엔진 및 배기 밸브 작동 기구의 배기 밸브 냉각 방법 Download PDF

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Abstract

배기 밸브를 냉각하여 신뢰성이나 내구성을 향상시킬 수 있는 배기 밸브 작동 기구, 디젤 엔진 및 배기 밸브 작동 기구의 배기 밸브 냉각 방법을 제공한다. 작동유를 압축하여 하부 밸브 작동 기구로부터 상부 밸브 작동 기구(20)로 전달되는 구동력을 이용하여 개방되는 배기 밸브를 구비한 배기 밸브 작동 기구에 있어서, 배기 밸브의 밸브체 내부에 형성되어 작동유의 일부를 도입하는 냉매 순환 유로(30)와, 상부 밸브 작동 기구(20)의 하우징(25)을 관통하여 마련된 배유 유로를 구비하고, 배기 밸브의 개폐 동작 시에, 냉매 순환 유로(30)의 출구 개구와 배유 유로의 입구 개구가 연통하여 작동유의 일부에 흐름을 발생시킨다.

Description

배기 밸브 작동 기구, 디젤 엔진 및 배기 밸브 작동 기구의 배기 밸브 냉각 방법{EXHAUST VALVE OPERATING MECHANISM, DIESEL ENGINE, AND METHOD FOR COOLING EXHAUST VALVE OF EXHAUST VALVE OPERATING MECHANISM}
본 발명은, 배기 밸브 작동 기구, 디젤 엔진 및 배기 밸브 작동 기구의 배기 밸브 냉각 방법에 관한 것이다.
최근, 선박용 디젤 엔진은, 출력 향상에 따라 연소실의 벽면 온도가 상승하는 경향이 있다. 특히, 일반적으로 무냉각식인 배기 밸브는, 바닥면부가 고온의 연소 가스에 접하여 온도 상승하므로, 마모에 의한 배기 밸브의 손모가 보고되어 있다. 이와 같은 배기 밸브의 손모는, 배기 밸브가 커 냉각이 곤란한 대구경 엔진(피스톤 직경 60cm 이상)일수록 큰 문제가 된다.
종래의 선박용 디젤 엔진에 있어서는, 배기 밸브의 재질 변경 등에 의하여 손모의 저감을 도모하는 것이 행해지고 있다.
또한, 하기의 특허문헌 1에는, 예를 들면 2사이클 대형 디젤 엔진 중 하나의 가스 통로에 배치되는 밸브의 내부에, 가스상(狀)의 냉매, 또는 적어도 부분적으로 가스상의 상태로 천이 가능한 복수의 성분으로 이루어지는 냉매를 보내는 냉각 기구가 개시되어 있다.
일본 공표특허공보 2013-522513호
상술한 바와 같이, 최근의 선박 주기용 디젤 엔진은, 고출력화에 따라 배기 밸브의 손모가 문제가 되고 있다. 그러나, 선박 주기용 디젤 엔진의 신뢰성이나 내구성을 향상시키기 위해서도, 배기 밸브를 효율적으로 냉각하는 것이 바람직하다.
본 발명은, 상기의 과제를 해결하기 위하여 이루어진 것이며, 그 목적으로 하는 바는, 배기 밸브를 냉각하여 신뢰성이나 내구성을 향상시킬 수 있는 배기 밸브 작동 기구, 디젤 엔진 및 배기 밸브 작동 기구의 배기 밸브 냉각 방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명은, 상기의 과제를 해결하기 위하여, 하기의 수단을 채용했다.
본 발명에 관한 배기 밸브 작동 기구는, 작동유를 압축하여 하부 밸브 작동 기구로부터 상부 밸브 작동 기구로 전달되는 구동력을 이용하여 개방되는 배기 밸브를 구비한 배기 밸브 작동 기구에 있어서, 상기 배기 밸브의 밸브체 내부에 형성되어 상기 작동유의 일부를 도입하는 냉매 순환 유로와, 상기 상부 밸브 작동 기구의 하우징을 관통하여 마련된 배유 유로를 구비하고, 상기 배기 밸브의 개폐 동작 시에, 상기 냉매 순환 유로의 출구 개구와 상기 배유 유로의 입구 개구가 연통하여 상기 작동유의 일부에 흐름을 발생시키는 것을 특징으로 하는 것이다.
이와 같은 배기 밸브 작동 기구에 의하면, 배기 밸브의 밸브체 내부에 형성되어 작동유의 일부를 도입하는 냉매 순환 유로와, 상부 밸브 작동 기구의 하우징을 관통하여 마련된 배유 유로를 구비하고, 배기 밸브의 개폐 동작 시에, 냉매 순환 유로의 출구 개구와 배유 유로의 입구 개구가 연통하여 작동유의 일부에 흐름을 발생시키므로, 배기 밸브 작동 기구에 이용하는 작동유의 일부를 유효 이용하여 배기 밸브를 확실하게 냉각할 수 있다.
상기의 발명에 있어서, 상기 배유 유로에는 유량 제어부를 마련하는 것이 바람직하고, 이로써, 냉각에 사용하는 작동유의 유량을 적절히 제어할 수 있다. 또한, 적합한 유량 제어부로서는, 오리피스 외에, 부하에 따라 유로 단면적을 최적화할 수 있는 서보 밸브 등을 예시할 수 있다.
상기의 발명에 있어서, 상기 하부 밸브 작동 기구의 피스톤 스트로크는, 상기 배기 밸브의 개폐 동작에 필요한 값에 대하여 상기 작동유의 배유량에 따른 값을 더하여 설정되는 것이 바람직하고, 이로써, 배기 밸브의 냉각에 의하여 일부의 작동유가 배유 유로로 유출되는 배유량을 보충할 수 있다. 즉, 하부 밸브 작동 기구의 피스톤 스트로크는, 작동유에 의한 배기 밸브 냉각을 행하지 않는 경우와 비교하여, 배유량에 상당하는 작동유 공급량분만큼 긴 값으로 설정하면 된다.
상기의 발명에 있어서, 상기 냉매 순환 유로의 출구 개구와 상기 배유 유로의 입구 개구가 연통하는 위치는, 배기 밸브 리프트(L)가, 시트부 면적과 통로 최소 면적을 동일하게 한 배기 밸브 리프트량(L1) 이상(L≥L1)이 되도록 설정되는 것이 바람직하고, 이로써, 엔진 성능에 영향을 주지 않고 작동유의 일부를 이용한 배기 밸브 냉각이 가능하게 된다.
본 발명에 관한 디젤 엔진은, 상기의 배기 밸브 작동 기구를 구비한다.
본 발명에 관한 배기 밸브 작동 기구의 배기 밸브 냉각 방법은, 작동유를 압축하여 하부 밸브 작동 기구로부터 상부 밸브 작동 기구로 전달되는 구동력을 이용하여 개방되는 배기 밸브를 구비한 배기 밸브 작동 기구의 배기 밸브 냉각 방법에 있어서, 배기 밸브의 개폐 동작 시에 냉각 매체로서 작동유의 일부를 밸브체 내부에 도입하여 순환시키는 것을 특징으로 하는 것이다.
이와 같은 배기 밸브 작동 기구의 배기 밸브 냉각 방법에 의하면, 배기 밸브의 개폐 동작 시에 냉각 매체로서 작동유의 일부를 밸브체 내부에 도입하여 순환시키므로, 배기 밸브의 작동 기구에 이용하는 작동유의 일부를 유효 이용하여 배기 밸브를 확실하게 냉각할 수 있다.
상술한 본 발명에 의하면, 배기 밸브의 작동 기구에 이용하는 작동유의 일부를 유효 이용하여 배기 밸브를 확실하게 냉각할 수 있게 되어, 배기 밸브의 신뢰성이나 내구성을 향상시킬 수 있다. 또한, 작동유의 일부를 유효 이용하므로, 새로운 냉매 및 냉매 공급 계통을 마련하는 경우와 비교하여 구조 변경이 용이하다.
도 1은 본 발명에 관한 배기 밸브 작동 기구, 디젤 엔진 및 배기 밸브 작동 기구의 배기 밸브 냉각 방법의 일 실시형태를 나타내는 도이고, 상부 밸브 작동 기구에 도입한 작동유의 일부를 밸브체 내부로 유도하는 냉매 순환 유로의 분기부를 나타내는 주요부 단면도이다.
도 2는 배기 밸브의 밸브체 내부에 마련된 냉매 순환 유로를 나타내는 주요부 단면도이다.
도 3a는 배기 밸브의 개폐 동작에 따른 냉매 순환 유로 및 배유 유로의 연통(유동) 상태를 나타내는 주요부 단면도이며, 양 유로가 연통하지 않기 때문에 작동유가 비유동인 상태를 나타낸다.
도 3b는 배기 밸브의 개폐 동작에 따른 냉매 순환 유로 및 배유 유로의 연통(유동) 상태를 나타내는 주요부 단면도이며, 양 유로가 연통하여 작동유가 유동하는 상태를 나타낸다.
도 4a는 하부 밸브 작동 기구의 피스톤 스트로크를 나타내는 단면도이며, 종래 구조를 나타낸다.
도 4b는 하부 밸브 작동 기구의 피스톤 스트로크를 나타내는 단면도이며, 작동유의 일부를 배기 밸브 냉각에 이용하는 경우의 구조를 나타낸다.
도 5는 배기 밸브 리프트, 시트부 면적 및 시트 최소 면적을 나타내는 설명도이다.
도 6은 냉매 순환 유로 및 배유 유로의 연통 위치에 대하여 바람직한 설정의 설명도이며, (a)는 크랭크 각도에 대한 배기 밸브 리프트의 관계, (b)는 크랭크 각도에 대한 개구 면적의 관계를 나타내고 있다.
도 7은 냉매 순환 유로 및 배유 유로의 연통 위치에 대하여 바람직하지 않은 설정의 설명도이며, (a)는 크랭크 각도에 대한 배기 밸브 리프트의 관계, (b)는 크랭크 각도에 대한 개구 면적의 관계를 나타내고 있다.
도 8은 작동유를 압축하여 하부 밸브 작동 기구로부터 상부 밸브 작동 기구로 전달되는 구동력을 이용하여 개방되는 배기 밸브를 구비한 배기 밸브 작동 기구의 개략 구성도이며, 하부 밸브 작동 기구로서 전자 제어식을 채용한 배기 밸브의 구성예를 나타내고 있다.
도 9는 작동유를 압축하여 하부 밸브 작동 기구로부터 상부 밸브 작동 기구로 전달되는 구동력을 이용하여 개방되는 배기 밸브를 구비한 배기 밸브 작동 기구의 개략 구성도이며, 하부 밸브 작동 기구로서 캠식을 채용한 배기 밸브의 구성예를 나타내고 있다.
이하, 본 발명에 관한 배기 밸브 작동 기구, 디젤 엔진 및 배기 밸브 작동 기구의 배기 밸브 냉각 방법의 일 실시형태를 도면에 근거하여 설명한다.
본 실시형태의 디젤 엔진은, 예를 들면 선박 주기용 디젤 엔진이며, 작동유를 압축하여 하부 밸브 작동 기구(10)로부터 상부 밸브 작동 기구(20)로 전달되는 구동력을 이용하여 개방되는 배기 밸브(5)를 구비한 배기 밸브 작동 기구(4)를 구비하고 있다.
도 8에 나타내는 배기 밸브 구조에 있어서, 기통(1) 내에 형성된 연소실(2)의 상부에 연통하여 배기 유로(3)가 마련되고, 이 배기 유로(3)를 개폐하도록 하여 배기 밸브 작동 기구(4)를 구비한 배기 밸브(5)가 마련되어 있다.
도 8에 나타내는 배기 밸브 작동 기구(4)는, 하부 밸브 작동 기구(10) 및 상부 밸브 작동 기구(20)를 구비하고 있다. 이 배기 밸브 작동 기구(4)는, 하부 밸브 작동 기구(10)에서 압축한 작동유를 상부 밸브 작동 기구(20)로 공급하여 전달되는 구동력을 이용하여, 상부 밸브 작동 기구(20)의 공기 스프링(21)으로 밀어 올려져 폐쇄된 상태인 배기 밸브(5)를, 작동유의 압력에 의하여 밀어 내려 개방하는 것이다. 또한, 도면 중의 부호 6은, 하부 밸브 작동 기구(10)와 상부 밸브 작동 기구(20)의 사이를 접속하는 작동유 유로이다.
도 8에 나타내는 하부 밸브 작동 기구(10)는, 메인 밸브(11a, 11b)를 구비한 전자(電磁) 밸브 유닛(11)을 조작하여, 유압 실린더(12) 내의 피스톤(13)을 밀어 올리는 전자 제어식이지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면 도 9에 나타내는 배기 밸브 작동 기구(4A)와 같이, 하부 밸브 작동 기구(10A)로서 피스톤(13)을 캠(15)에 의하여 밀어 올리는 캠식을 채용해도 된다. 도 9에 있어서, 도면 중의 부호 16은 피스톤(13)을 하향으로 부세(付勢)하고 있는 스프링이다.
또한, 전자 제어식의 배기 밸브 작동 기구(4) 및 캠식의 배기 밸브 작동 기구(4A)는, 어느 기구를 채용해도 후술하는 상부 밸브 작동 기구(20)측의 구성 및 동작은 동일하다.
상부 밸브 작동 기구(20)는, 배기 밸브(5)가 상하 방향으로 이동하여 배기 유로(3)를 개폐하는 동작을 가능하게 하기 위하여, 축부(5a)의 상하 방향 이동을 가능하게 지지하는 개폐 동작 지지 부재이다. 이 상부 밸브 작동 기구(20)는, 상술한 공기 스프링(21)에 더하여, 하부 밸브 작동 기구(10)로부터 공급되는 작동유를 수용하는 실린더부(22) 내에 설치된 피스톤(23)을 구비하고 있다. 이 피스톤(23)은, 축부(5a)의 상단부에 장착되어 일체로 동작한다.
또한, 축부(5a)는, 공기 스프링(21)과 산부(傘部)(5b)의 사이에 있어서, 베어링부(24)에서 상하 방향의 슬라이드가 가능하게 지지되어 있다.
이와 같이, 작동유를 압축하여 하부 밸브 작동 기구(10, 10A)로부터 상부 밸브 작동 기구(20)로 전달되는 구동력을 이용하여 개방되는 배기 밸브(5)를 구비한 선박 주기용 디젤 엔진의 배기 밸브 작동 기구(4)는, 본 실시형태에 있어서, 도 1, 도 2, 도 3a 및 도 3b에 나타내는 바와 같이, 배기 밸브(5)의 밸브체 내부에 형성되어 작동유의 일부를 도입하는 냉매 순환 유로(30)와, 상부 밸브 작동 기구(20)의 하우징(25)을 관통하여 마련된 배유 유로(40)를 구비하고 있다. 그리고, 냉매 순환 유로(30) 및 배유 유로(40)는, 배기 밸브(5)의 개폐 동작 시에 있어서, 냉매 순환 유로(30)의 출구 개구(31)와 배유 유로(40)의 입구 개구(41)가 연통하여, 냉매 순환 유로(30)에 도입되는 작동유의 일부에 흐름을 발생시킨다.
냉매 순환 유로(30)는, 작동유의 입구(32)가 실린더부(22) 내에 연통하도록 피스톤(23)에 개구하여, 피스톤(23) 및 축부(5a)의 내부를 통과하여 산부(5b)에 이른다. 산부(5b)의 내부에 마련되는 냉매 순환 유로(30)는, 가능한 한 바닥면에 가까운 위치를 전체 둘레에 걸쳐 통과하고, 다시 축부(5a)를 통과하여 출구 개구(31)에 이른다. 즉, 온도 상승하기 쉬운 배기 밸브(5)의 산부(5b)에 대해서는, 가능한 한 표면에 근접한 위치를 전체 둘레에 걸쳐 통과하는 냉매 순환 유로(30)를 마련하는 것이 바람직하다.
또한, 배기 밸브(5)가 폐쇄된 상태에 있어서, 출구 개구(31)는 공기 스프링(21)의 내부에 개구하는데, 출구 개구(31)로부터의 작동유 유출을 방지하기 위하여, 플랜지(26)의 상면에 고정하여 링벽(27)을 마련하고 있다. 그 결과, 출구 개구(31)는, 배기 밸브(5)의 개폐 동작 범위에 있어서, 배유 유로(40)의 입구 개구(41)와 연통하는 위치를 제외하고, 베어링부(24)로부터 링벽(27)까지 벽면에 의하여 막힌 상태가 된다.
배유 유로(40)는, 상부 밸브 작동 기구(20)의 하우징(25)을 관통하여 마련되고, 그 입구 개구(41)는, 배기 밸브(5)가 개방이 되어, 냉매 순환 유로(30)의 출구 개구(31)와 연통하는 위치에 있다. 그리고, 배유 유로(40)의 타단은, 도시하지 않은 작동유 탱크에 접속되어 있다.
또한, 배유 유로(40)의 적소에는, 예를 들면 하우징(25)의 외벽면 근방 등에, 작동유의 유출 유량을 제어하는 유량 제어부로서 오리피스(42)를 마련하고 있다. 이 오리피스(42)는, 작동유의 유출량이 과대하게 되는 것을 방지하는 것이다. 또한, 오리피스(42) 대신에, 부하에 따라 유로 단면적을 최적화할 수 있는 서보 밸브 등을 채용해도 된다.
상술한 본 실시형태에 의하면, 배기 밸브(5)가 완전 폐쇄인 상태에서는, 하부 밸브 작동 기구(10)로부터의 작동유 공급이 없고, 따라서 배기 밸브(5)는 공기 스프링(21)으로부터 상향의 부세를 받아 시트면에 밀착되어 있다. 이때, 냉매 순환 유로(30) 내의 작동유는, 작동유의 공급이 없는 것에 더하여 출구 개구(31)가 막혀있기 때문에, 유동하지 않고 유로 내에 멈추어 있다.
그러나, 하부 밸브 작동 기구(10)가 동작하면 작동유 유로(6)를 흐르는 작동유의 흐름(화살표 F)이 발생하여, 상부 밸브 작동 기구(20)의 실린더부(22) 내에 유입된다. 이로 인하여, 피스톤(23)에는 작동유의 압력이 작용하여, 축부(5a)를 하향으로 밀어 내리는 힘이 발생하므로, 이 힘이 공기 스프링의 부세를 극복함으로써, 피스톤(23) 및 배기 밸브(5)가 밀어 내려져 배기 유로(3)는 개방된 상태가 된다.
또한, 실린더부(22)에 유입된 작동유의 일부는, 입구(32)로부터 냉매 순환 유로(30)에 유입된다. 그리고, 도 3b에 나타내는 바와 같이, 출구 개구(31) 및 입구 개구(41)의 위치가 일치 또는 대략 일치하여 서로 연통 상태가 되면, 냉매 순환 유로(30) 내의 작동유는, 도면 중에 화살표 f로 나타나는 바와 같이 흘러 배기 밸브(5)를 냉각시킨다. 이 때, 배기 밸브(5)를 냉각시킨 작동유는 배유 유로(40)로부터 오리피스(42)에 유량 제어되어 유출되고, 이 유출분을 보충하도록 하여 새로운 작동유가 입구(32)로부터 유입된다. 이로 인하여, 냉매 순환 유로(30) 내의 작동유는, 배기 밸브(5)가 작동하여 작동유의 배유 유로(40)와 연통하는 타이밍에서만 유로 내를 순환하여 흘러, 온도가 낮은 작동유에 의하여 효율적으로 확실하게 배기 밸브(5)를 냉각시킨다.
그런데, 하부 밸브 작동 기구(10, 10A)의 피스톤 스트로크는, 즉 유압 실린더(12) 내의 피스톤(13)에 부여된 피스톤 스트로크는, 배기 밸브(5)의 냉각에 의하여 일부의 작동유(화살표 f)가 배유 유로(40)에 유출되는 배유량을 보충하기 때문에, 배기 밸브 개폐 동작에 필요한 값에 대하여, 작동유의 배유량에 따른 값을 더하여 설정하는 것이 바람직하다.
구체적으로는, 도 4a에 나타내는 종래의 피스톤 스트로크 H에 대하여, 도 4b에 나타내는 바와 같이, 배유량을 보충하기 위한 피스톤 스트로크 ΔH를 더한 피스톤 스트로크(H<H+ΔH)로 설정한다. 즉, 하부 밸브 작동 기구(10)에 설정되는 본 실시형태의 피스톤 스트로크는, 배기 밸브 냉각을 행하지 않는 경우(종래 구조)와 비교하여, 배유량에 상당하는 작동유 공급량분만큼 긴 값으로 설정하면 된다.
또한, 도 4a, 도 4b는 전자 제어식의 배기 밸브 작동 기구(4)를 나타내고 있지만, 캠식의 배기 밸브 작동 기구(4A)에 대해서도 동일하다.
또한, 냉매 순환 유로(30)의 출구 개구(31)와 배유 유로(40)의 입구 개구(41)가 연통하는 위치(냉각유 유로의 연통 위치)는, 엔진 성능에 영향을 주지 않고 작동유의 일부를 이용한 배기 밸브 냉각을 가능하게 하는 설정이 바람직하다. 이로 인하여, 도 5에 나타내는 바와 같이, 실선으로 나타내는 완전 폐쇄 위치와 가상선으로 나타내는 배기 밸브(5)의 개방 위치에 의하여 정해지는 배기 밸브 리프트(L)에 대해서는, 배기 밸브(5)와 시트부의 사이에 형성되는 시트부 면적(Sa)과, 배기 유로(3)에 설정되어 있는 통로 최소 면적(Sb)이 동일한 배기 밸브 리프트량을 L1로 하고, 배기 밸브 리프트(L)가 L1 이상(L≥L1)이 되도록 설정한다.
도 6은, 냉매 순환 유로(30) 및 배유 유로(40)의 연통 위치에 대하여, 바람직한 설정의 설명도이다. 도 6(a)는, 크랭크 각도에 대한 배기 밸브 리프트의 관계를 나타내고, 도 6(b)는, 크랭크 각도에 대한 개구 면적(시트부 면적(Sa))의 관계를 나타내고 있다.
배기 밸브(5)의 배기 밸브 리프트 및 개구 면적은, 크랭크 각도가 커짐에 따라 커지고, 소정의 크랭크 각도 범위 내에서 일정값을 유지한 후에 작아져 폐쇄된다. 또한, 도면 중의 실선 표시는 배기 밸브 냉각을 행하지 않는 경우이며, 파선 표시가 배기 밸브 냉각에 의하여 변화하는 부분이다.
한편, 배기에 사용되는 유효 면적은, 도 6(b)에 망점 표시를 실시한 영역이며, 시트부 면적(개구 면적)(Sa)이 통로 최소 면적(Sb)보다 작은 영역의 면적이 된다.
그리고, 도 6(a)에 나타내는 바와 같이, 통로 최소 면적(Sb)에 대응하는 크랭크 각도의 배기 밸브 리프트(L)가, “시트부 면적(Sa)=통로 최소 면적(Sb)”의 배기 밸브 리프트량(L1)이 된다.
따라서, 냉각유 통로의 연통 위치에 대해서는, 배기 밸브 리프트(L)가 통로 최소 면적(Sb)에 대응하는 배기 밸브 리프트(L1)보다 큰 값이 되는 영역으로 설정하면, 배기 밸브 냉각에 의하여 발생하는 면적의 감소는 배기에 사용되는 유효 면적의 망점 표시 외가 되기 때문에, 엔진 성능에 영향을 주지 않고 배기 밸브 냉각을 행할 수 있다.
그러나, 도 7(a), (b)에 나타내는 바와 같이, 냉각유 통로의 연통이 배기에 사용되는 유효 면적 내의 영역에서 행해지면, 작동유의 일부가 냉각에 사용되어 밸브의 개방 조작에 사용할 수 있는 양이 감소하므로, 배기 밸브(5)를 개방하여 연소실(2) 내의 연소 배기 가스를 배출할 때에는, 배기 밸브 리프트 및 개구 면적의 지연이 발생한다. 즉, 파선으로 나타내는 배기 밸브 리프트 및 개구 면적은, 배기에 사용되는 유효 면적 내에 있어서 실선 표시보다 크랭크 각도가 커진 방향으로 이동하므로, 이와 같은 지연에 의하여 도 7(b)에 나타내는 해칭부의 면적이 감소하고, 그 결과 가스 교환 불량에 의한 엔진 성능이 악화되게 된다. 바꾸어 말하면, 냉각유 통로의 연통 위치에 대하여, 배기 밸브 리프트(L)가 통로 최소 면적(Sb)에 대응하는 배기 밸브 리프트(L1)보다 큰 값이 되는 영역으로 설정함으로써, 도 7(b)의 해칭부에 상당하는 영역은 배기에 사용되는 유효 면적 외가 되고, 그 결과 가스 교환 불량에 의한 엔진 성능의 악화를 방지할 수 있다.
또한, 상술한 본 실시형태의 선박 주기용 디젤 엔진의 배기 밸브 작동 기구(4, 4A)는, 작동유를 압축하여 하부 밸브 작동 기구(10, 10A)로부터 상부 밸브 작동 기구(20)로 전달되는 구동력을 이용하여 개방되는 배기 밸브(5)의 배기 밸브 냉각 방법으로서, 배기 밸브(5)의 개폐 동작 시에 냉각 매체로서 배기 밸브 작동 기구(4, 4A)에서 사용하는 작동유의 일부를 밸브체 내부에 도입하여 순환시키는 것이 가능하게 되고, 그 결과 배기 밸브 작동 기구(4, 4A)에 이용하는 작동유의 일부를 유효 이용하여 배기 밸브(5)를 확실하게 냉각시킬 수 있다.
이와 같이, 상술한 본 실시형태에 의하면, 배기 밸브 작동 기구(4, 4A)에 이용하는 작동유의 일부를 유효 이용하여 배기 밸브를 확실하게 냉각할 수 있게 되어, 배기 밸브(5)의 신뢰성이나 내구성을 향상시킬 수 있다. 또한, 작동유의 일부를 유효 이용하므로, 새로운 냉매 및 냉매 공급 계통을 마련하는 경우와 비교하여 선박 주기용 디젤 엔진의 구조 변경이 용이하다.
또한, 본 발명은 상술한 실시형태에 한정되지 않고, 예를 들면 유사한 선박용 주기 이외의 디젤 엔진에도 적용 가능한 것 등, 그 요지를 일탈하지 않는 범위 내에 있어서 적절히 변경할 수 있다.
1 기통
2 연소실
3 배기 유로
4, 4A 배기 밸브 작동 기구
5 배기 밸브
5a 축부
5b 산부
6 작동 유로
10, 10A 하부 밸브 작동 기구
11 전자 밸브 유닛
12 유압 실린더
13 피스톤
15 캠
16 스프링
20 상부 밸브 작동 기구
21 공기 스프링
22 실린더부
23 피스톤
24 베어링부
25 하우징
26 플랜지
27 링벽
30 냉매 순환 유로
31 출구 개구
32 입구
40 배유 유로
41 입구 개구
42 오리피스(유량 제어부)

Claims (6)

  1. 압축된 작동유에 의하여 상부 밸브 작동 기구로 전달되는 구동력을 이용하여 개방되는 배기 밸브를 구비한 배기 밸브 작동 기구에 있어서,
    상기 배기 밸브의 밸브체 내부에 형성되어 상기 작동유의 일부를 도입하는 냉매 순환 유로와, 상기 상부 밸브 작동 기구의 하우징을 관통하여 마련된 배유 유로를 구비하고,
    상기 배기 밸브가 개방되었을 때, 상기 냉매 순환 유로의 출구 개구와 상기 배유 유로의 입구 개구가 연통하여 상기 작동유의 일부에 흐름을 발생시키고, 상기 배기 밸브가 폐쇄되었을 때, 상기 냉매 순환 유로의 상기 출구 개구가 막혀 상기 작동유의 흐름이 멈추는 것을 특징으로 하는 배기 밸브 작동 기구.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 배유 유로에 유량 제어부를 마련한 것을 특징으로 하는 배기 밸브 작동 기구.
  3. 청구항 1에 있어서,
    하부 밸브 작동 기구의 피스톤 스트로크는, 상기 배기 밸브의 개폐 동작에 필요한 값에 대하여 상기 작동유의 배유량에 따른 값을 더하여 설정되는 것을 특징으로 하는 배기 밸브 작동 기구.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 냉매 순환 유로의 출구 개구와 상기 배유 유로의 입구 개구가 연통하는 위치는, 배기 밸브 리프트(L)가, 시트부 면적과 통로 최소 면적을 동일하게 한 배기 밸브 리프트량(L1) 이상(L≥L1)이 되도록 설정되는 것을 특징으로 하는 배기 밸브 작동 기구.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 따른 배기 밸브 작동 기구를 구비하는 디젤 엔진.
  6. 압축된 작동유에 의하여 상부 밸브 작동 기구로 전달되는 구동력을 이용하여 개방되는 배기 밸브를 구비한 배기 밸브 작동 기구의 배기 밸브 냉각 방법에 있어서,
    상기 배기 밸브가 개방되었을 때 냉각 매체로서 상기 작동유의 일부를 밸브체 내부에 도입하여 순환시키고, 상기 배기 밸브가 패쇄되었을 때 상기 작동유를 상기 밸브체 내부에 도입하지 않는 것을 특징으로 하는 배기 밸브 작동 기구의 배기 밸브 냉각 방법.
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