KR19980045349A - 흡.배기 밸브 개폐시기 제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 고속주행시, 크랭크 샤프트로부터 캠 샤프트로 구동력을 전달하는 타이밍 벨트에 장력을 가하여, 흡·배기 밸브의 오버 랩 구간을 증가시키므로써, 고속주행시의 연소실 흡기효율을 향상시킬 수 있는 흡·배기 밸브 개폐시기 제어장치이다.

본 발명은, 나란히 배치된 흡기 밸브용 캠 샤프트 풀리(2) 및 배기 밸브용 캠 샤프트 풀리(3), 상기 두 캠 샤프트 풀리(2,3) 사이의 중앙 하부에 배치되는 크랭크 샤프트 풀리(1), 상기 샤프트 풀리(1,2,3) 사이를 연동시키는 타이밍 벨트(4) 등으로 이루어지는 흡·배기 밸브 개폐장치와:상기 흡기 밸브용 캠 샤프트 풀리(2)와 상기 크랭크 샤프트 풀리(1) 사이의 타이밍 벨트(4)의 외면에 접하게 설치되어 타이밍 벨트(4)에 장력을 가하는 텐션 풀리(5)와, 상기 텐션 풀리(5)에 대향되는 타이밍 벨트(4)의 외면에 접하게 설치되어 상기 텐션 풀리(5)의 기능을 돕는 아이들 풀리(6)로 이루어지는 타이밍 벨트 장력 조정기구를 포함하는 흡·배기 밸브 개폐시기 제어장치에 있어서, 엔진 고속회전에 따라 상승되는 유압으로 작동되어, 상기 흡·배기 밸브용 캠 샤프트 풀리(2,3) 사이의 타이밍 벨트(4)를 크랭크 샤프트 풀리(1)측으로 당겨 흡·배기 밸브용 캠 샤프트 사이의 위상차를 축소시키는 유압 실린더(7)를 포함한다.

Description

흡·배기 밸브 개폐시기 제어장치

본 발명은 자동차의 고속주행시, 크랭크 샤프트로부터 캠 샤프트로 구동력을 전달하는 타이밍 벨트에 장력을 가하여, 흡·배기 밸브의 오버 랩 구간을 증가시키므로써, 고속주행시의 연소실 흡기효율을 향상시킬 수 있는 흡·배기 밸브 개폐시기 제어장치이다.

통상적으로, 자동차의 엔진에 있어서, 연소실의 밸브개폐기구인 캠이 실린더 헤드위에 배치되는 오버 헤드 캠(Over Head Cam) 타입의 엔진은 캠 샤프트(Cam Shaft)가 크랭크 샤프트(Crank Shaft)로부터 타이밍 벨트(Timing Belt)를 통하여 전달되는 동력으로 회전되면서, 이 캠 샤프트에 일체형으로 설치된 편심된 캠이 흡기밸브 및 배기밸브를 개폐시키는 흡·배기밸브 개폐장치를 가진다.

첨부된 도면의 도 1은 상기한 흡·배기밸브 개폐장치에서 크랭크 샤프트로부터 캠 샤프트로의 동력전달구조를 보인 정면도이다.

도시된 바와 같이, 흡·배기 개폐장치는, 연료의 폭발력으로 상하로 왕복되는 피스톤의 직선운동을 회전운동으로 바꾸어주는 크랭크 샤프트(미도시)의 끝단에 설치된 크랭크 샤프트 풀리(Crank Shaft Pully)(1)와, 이 크랭크 샤프트 풀리(1)로부터 위로 이격되어 실린더 헤드의 상부에 대칭되게 배치되는 두 개의 캠 샤프트(미도시) 단부의 흡·배기 밸브 개폐용 캠 샤프트 풀리(Cam Shaft Pully)(2,3)와, 상기 크랭크 샤프트 풀리(1)과 캠 샤프트 풀리들(2,3)을 연동시키는 타이밍 벨트(4) 등으로 구성된다.

이와 같은 구성으로, 상기 크랭크 샤프트 풀리(1)가 시계방향으로 회전함에 따라 캠 샤프트(2,3)이 회전하면서 내부의 캠(미도시)를 회전시켜 연소실의 흡·배기 밸브(미도시)를 개폐시키게 된다.

여기에서, 상기 흡기 밸브용 캠 샤프트 풀리(2)와 상기 배기 밸브용 캠 샤프트 풀리(3)는 흡·배기밸브가 오버 랩(Over Lap)되게 즉, 흡·배기 밸브가 동시에 개방되어 흡기의 관성으로 흡·배기 효율이 높아지도록 그 간격이 조정되어 있다.

한편, 상술한 바와 같은 구성을 갖는 흡·배기 밸브 개폐장치에는 도시된 예에서 알 수 있는 바와 같이, 타이밍 벨트(4)가 느슨하게 되면 크랭크 샤프트 풀리(1)의 구동력이 캠 샤프트 풀리들(2,3)에 제대로 전달되지 않기 때문에, 이러한 현상을 방지하기 위해 타이밍 벨트(4)를 팽창하게 하여 일정한 장력이 생기게 하는 타이밍 벨트 장력 조정기구가 설치된다.

타이밍 벨트 장력 조정기구는 초기 장력만 세팅시키는 형식과, 타이밍 벨트 장력 자동 유지기구의 이완측 장력을 운행중에 일정한 장력으로 자동으로 유지시키는 자동조정식으로 구분되며, 도시의 예에서 인용된 것은 후자의 타이밍 벨트 장력 자동 조정기구를 보인 것이다.

도시된 예의 타이밍 벨트 장력 자동 조정기구는 타이밍 벨트(4)의 중앙 외측면에 접하는 풀리로써 측방향으로 이동되면서 벨트(4)에 장력을 가해주는 텐션 풀리(Tension Pully)(5)와, 이 텐션 풀리(5)에 대칭되게 설치되는 아이들 풀리(Idle Pully)(6) 등으로 구성된다.

이와 같은 구성으로, 텐션 풀리(5)가 도시되지 않은 인장 스프링의 탄성력으로 아이들 풀리(6)측으로 이동되면서, 당겨 타이밍 벨트(4)의 이완측(도면에서의 왼쪽부분)을 팽팽하게 하므로써, 타이밍 벨트(4)와 각 풀리(5,6)면들 사이에 마찰면의 마찰력을 크게 하여 크랭크 샤프트 풀리(1)의 캠 샤프트 풀리(2,3)에 대한 구동효율을 높이게 된다.

한편, 흡·배기밸브의 개폐장치는 정속주행시에 흡·배기 효율이 가장 높게 설계되어 있으므로, 정속시보다 빠른 속도로 엔진이 구동되는 고속주행의 경우, 연소실의 흡기와 배기의 순환주기가 짧아지기 때문에 연소실의 충진률이 저속시보다 훨씬 저하되는 현상이 일어난다.

따라서, 종래의 자동차는 고속주행에서 저속주행상태로 변하게 되면, 연소실 충진률 저하로 인하여 엔진의 출력이 상대적으로 떨어지게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점 해소를 위하여 안출된 것으로, 고속 주행시 상승되는 유압으로 작동되는 유압실린더로 타이밍 벨트를 당겨 흡기 밸브의 개방시기를 앞당기므로써, 흡·배기 밸브의 오버 랩 구간을 확대하여 연소실의 흡입효율을 향상시킬 수 있는 흡·배기 밸브 개폐시기 제어장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 종래의 타이밍 벨트 장력 조정기구의 구조를 보인 측면도.

도 2는 본 고안의 일 실시예에 의한 흡·배기 밸브 개폐시기 제어장치의 구성과 작용을 보인 정면도.

도 3은 도 2의 상부 확대도.

도 4는 도 2의 유압 실린더의 오일 공급구조를 보인 단면도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1:크랭크 샤프트 풀리2:흡입 밸브용 캠 샤프트 풀리

3:배기 밸브용 캠 샤프트 풀리4:타이밍 벨트

5:텐션 풀리6:아이들 풀리

7:유압 실린더

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 흡·배기 밸브 개폐시기 제어장치는, 나란히 배치된 흡기 밸브용 캠 샤프트 풀리 및 배기 밸브용 캠 샤프트 풀리, 상기 두 캠 샤프트 풀리 사이의 중앙 하부에 배치되는 크랭크 샤프트 풀리, 상기 샤프트 풀리 사이를 연동시키는 타이밍 벨트 등으로 이루어지는 흡·배기 밸브 개폐장치와; 상기 흡기 밸브용 캠 샤프트 풀리와 상기 크랭크 샤프트 풀리 사이의 타이밍 벨트의 외면에 접하게 설치되어 타이밍 벨트에 장력을 가하는 텐션 풀리와, 상기 텐션 풀리에 대향되는 타이밍 벨트의 외면에 접하게 설치되어 상기 오토 덴셔너의 기능을 돕는 아이들 풀리로 이루어지는 타이밍 벨트 장력 조정기구; 를 포함하는 흡·배기 밸브 개폐시기 제어장치에 있어서, 엔진 고속회전에 따라 상승되는 유압으로 작동되어, 상기 흡·배기 밸브용 캠 샤프트 풀리 사이의 타이밍 벨트를 크랭크 샤프트 풀리측으로 당겨 흡·배기 밸브용 캠 샤프트 사이의 위상차를 축소시키는 유압 실린더를 포함하는 것을 특징으로 한다.

[실시예]

이하, 상기와 같은 구성을 가진 본 발명의 바람직한 일 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 실시예를 설명함에 있어, 서두에서 설명된 종래의 기술과 동일한 본 발명의 구성에 대해서는 동일한 부호를 사용하며, 명료성을 위하여 가능한 종래와 중복되지 않게 개선된 부분만을 주로 하여 설명한다.

첨부된 도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 흡·배기 밸브 개폐시기 제어장치의 구성과 작용을 보인 정면도이고, 도 3은 도 2의 유압 실린더 확대도이며, 도 4는 유압 실린더 오일 공급구조를 보인 단면도이다.

도시된 바와 같이, 본 실시예의 흡·배기 밸브 개폐시기 제어장치는, 엔진의 구동에 따라 회전되는 크랭크 샤프트 풀리(1), 흡·배기 밸브를 개폐시키는 캠 샤프트를 회전시키는 두 개의 캠 샤프트 풀리(2,3), 상기 풀리(1,2,3)을 연동시키는 타이밍 벨트(4), 상기 타이밍 벨트(4)를 내측으로 밀어 타이밍 벨트(4)에 장력을 발생시키는 텐션 풀리(5), 상기 텐션 풀리(5)에 대향되는 위치에서 상기 텐션 풀리(5)의 타이밍 벨트(4)에 대한 작용을 호응하여 주는 아이들 풀리(6), 그리고 상기 두 캠 샤프트 풀리(2,3) 사이의 타이밍 벨트(4)를 아랫방향으로 잡아당겨주는 유압 실린더(7)로 이루어진다. 여기서, 상기 유압 실린더(7)는 도 4의 확대 단면도에 도시된 바와 같은 공급로를 통하여 엔진의 속도가 증가하게 됨에 따라 오일 팬(미도시)로부터 속도에 비례하여 높혀진 압력으로 공급되는 오일에 의하여 작동된다. 이러한 유압 실린더(7)의 작동에 의한 타이밍 벨트(4)의 변화가 도 3에 도시되어 있다.

이와 같이, 본 발명의 유압 실린더(7)는 주행 속도가 증가함에 따라 비례하여 커지는 힘으로 타이밍 벨트(4)를 도 2의 점선의 상태로 잡아 당겨 흡기 밸브용 캠 샤프트 풀리(2)의 회전 위상을 앞당기게 된다. 따라서, 두 캠 샤프트 풀리(2,3) 사이의 위상차를 좁혀지고, 흡·배기 밸브 사이의 오버 랩이 커진다. 이렇게 흡·배기 밸브 사이의 오버 랩이 커지면 흡입공기의 관성을 최대한으로 활용되어, 연소실 흡배기 효율이 크게 향상된다. 따라서 엔진의 출력과 토오크가 유압 실린더(7)가 작용되지 않는 종전과 비교하여 훨씬 커지게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같은 본 발명에 의하면, 자동차의 고속 주행시, 엔진 연소실로 흡입되는 신기의 흡입 효율이 향상되어, 연소온도가 저하되고 따라서 산화질소 배출량을 줄일 수 있다. 또한 흡·배기 밸브의 오버 랩이 확장되어 엔진의 출력 및 토오크가 증대되는 효과도 있다.

한편, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구의 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.

Claims (1)

1. 나란히 배치된 흡기 밸브용 캠 샤프트 풀리 및 배기 밸브용 캠 샤프트 풀리, 상기 두 캠 샤프트 풀리 사이의 중앙 하부에 배치되는 크랭크 샤프트 풀리, 상기 샤프트 풀리 사이를 연동시키는 타이밍 벨트 등으로 이루어지는 흡·배기 밸브 개폐장치와:상기 흡기 밸브용 캠 샤프트 풀리와 상기 크랭크 샤프트 풀리 사이의 타이밍 벨트의 외면에 접하게 설치되어 타이밍 벨트에 장력을 가하는 텐션 풀리와, 상기 텐션 풀리에 대향되는 타이밍 벨트의 외면에 접하게 설치되어 상기 오토 덴셔너의 기능을 돕는 아이들 풀리로 이루어지는 타이밍 벨트 장력 조정기구를 포함하는 흡·배기 밸브 개폐시기 제어장치에 있어서, 엔진 고속회전에 따라 상승되는 유압으로 작동되어, 상기 흡·배기 밸브용 캠 샤프트 풀리 사이의 타이밍 벨트를 크랭크 샤프트 풀리측으로 당겨 흡·배기 밸브용 캠 샤프트 사이의 위상차를 축소시키는 유압 실린더를 포함하는 것을 특징으로 하는 흡·배기 밸브 개폐시기 제어장치.