KR19980045961A - 자동차 엔진의 밸브 간극 조절장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 캠의 회전 운동을 왕복운동으로 변환시켜 밸브에 전달하는 밸브리프터의 간극을 고속 및 저속에 따라 조정하는 자동차 엔진의 밸브 간극 조절장치에 관한 것으로서, 밸브의 간극이 일정하게 설정됨에 따라, 고속 및 저속시 밸브 개폐시기가 불량하게 되는 문제점을 해소하고자 한다. 이를 위하여, 본 발명은 차량의 저속 혹은 고속 운전 상태를 판단하는 전자제어유닛에 의해; 저속시에는 그 전자제어유닛의 시그널을 받는 솔레노이드 밸브(11)가 펌프로 부터 공급된 오일을 플런저(8)로 공급하고, 그 유압에 의해 밀려지는 플런저가 리스트럭션 레버(5)를 밸브(3)의 스템 엔드(4)에 근접되는 쪽으로 이동시키도록 구성된다. 또한, 고속시에는 상기 전자제어유닛의 시그널을 받는 솔레노이드 밸브가 펌프로 부터 공급된 오일 및 저속시 공급되어 있던 오일을 리턴 파이프(12)를 통해 배출시키므로서, 플런저에 연동되는 리스트릭션 레버가 밸브의 스템 엔드로부터 멀어지는 쪽으로 이동되도록 구성된다.

Description

자동차 엔진의 밸브 간극 조절장치

본 발명은 자동차 엔진의 밸브 간극 조절장치에 관한 것으로서, 특히 고속 및 저속 운전상태에 따라 흡,배기 밸브의 리프트 양을 조정하는 밸브 간극 조절장치에 관한 것이다.

주지된 바와 같이, 내연기관을 대표하는 자동차의 엔진은 피스톤, 커넥팅 로드, 크래크 샤프트의 기구로 구성되며, 상기 피스톤이 진원통으로 된 실린더안에서 직선 왕복운동하여 커넥팅 로드를 통해 크랭크 샤프트를 회전시키며, 상기 크랭크 샤프트의 회전력이 동력전달장치를 통해 바퀴를 구동하게 된다.

이러한 엔진은 실린더헤드와 피스톤의 상측 공간에 형성된 연소실로 혼합기를 공급하거나 연소가스를 배출시키기 위해, 흡,배기 포트를 개폐하는 흡,배기 밸브를 구비하여 이루어진다.

흡,배기 밸브는 엔진의 크랭크 샤프트에 연동되는 밸브 개폐기구에 의해 작동되며, 크랭크 샤프트와 벨트로 연결된 캠 샤프트가 편심 캠을 회전시키면, 그 캠에 접촉된 밸브가 흡,배기 포트를 개폐시킴으로써, 피스톤의 상,하 운동에 의해 생성되는 엔진 부압으로 외기를 흡입하고, 연소 가스를 배기하게 된다.

캠과 흡,배기 밸브의 사이에는 상기 캠의 회전운동을 왕복운동으로 변환시켜 밸브에 전달하는 밸브리프터가 설치된다.

여기서, 상기 밸브리프터는 엔진의 작동 온도에 관계없이 밸브 간극이 없는 상태에서 밸브기구가 작동되도록 하기 위한 것으로, 캠과 밸브 스템 엔드의 사이에 유압식 간극 조절기(HLA; hydraulic lash adjuster)가 설치되어 이루어진다.

이러한 유압식 간극 조절기는 캠과 접촉되며 캡(cap) 모양으로 형성된 바디와, 그 바디의 내부에서 승강되며 밸브의 스템 엔드와 접촉된 플런저와, 상기 바디와 플런저의 사이 공간에 형성된 압력실과, 그 압력실로 유압이 공급되도록 하는 오일 통로와, 상기 압력실의 내부에 위치되며 상기 오일 통로를 개폐하는 첵볼(check ball)과, 상기 바디와 플런저의 사이에 탄지된 간극보상 스프링으로 구성된다.

엔진이 작동되면, 오일 펌프로부터 유압이 공급되고 첵볼을 통과하여 압력실로 압입된다.

밸브가 열리 때, 캠에 의해 간극 조절기가 하강되면, 플런저가 위로 올려지고 첵볼이 오일 통로를 막아 더 이상의 유압이 공급되지 않도록 하며, 압력실의 여분의 유압은 리크(leak)를 통해 배출된다.

밸브가 닫힐 때, 플런저에 작용되던 힘이 해제되므로서, 첵볼은 유압에 의해 개방되고 오일 통로가 개방되어 압력실로 유압이 공급된다.

상술한 밸브 간극 조절기는 밸브의 열팽창을 고려하여 간극 조정이 이루어진다. 이 경우, 첵볼의 개폐에 의해 유압이 조절되며, 이는 밸브의 개폐시에만 이루어진다.

이런 까닭에, 종래에는 흡,배기 밸브의 개폐시기 및 리프트량(혹은 간극)이 출력, 효율 등을 고려하여 일정하게 선정되며, 고속이나 저속의 구분이 없이 동일한 상태가 된다.

이러한 상태에서는 저속 혹은 고속 운전시 최적의 리프트 양을 실현할 수 없게 되므로서, 흡,배기 밸브의 개폐시기가 불량하게 되고, 혼합기의 누출(leakage)이 발생되며, 연비 상승 및 아이들(idle) 운전이 불안정하게 되는 문제점이 있다.

이러한 종래 기술의 문제점을 해소하기 위한 목적에서 제안된 것으로, 본 발명은 엔진의 고속 및 저속 운전에 맞도록 밸브의 간극을 조정하므로서, 최적의 운전 성능을 실현할 수 있도록 하는 자동차 엔진의 밸브 간극 조절장치를 제공한다.

도 1은 본 발명에 의한 자동차 엔진의 밸브 간극 조절장치를 도시한 구성도.

도 2는 본 발명에 의한 밸브 간극 조절장치의 저속 운전상태를 보인 도면.

도 3은 본 발명에 의한 밸브 간극 조절장치의 고속운전상태를 보인 도면.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

2-로커암3-밸브

5-리스트릭션 레버8-플런저

9-오일 통로10-오일펌프

11-솔레노이드 밸브12-리턴 파이프

상술한 목적을 실현하기 위한 수단으로서, 본 발명은 차량의 저속 혹은 고속 운전 상태를 판단하는 전자제어유닛에 의해; 저속시에는 그 ECU의 시그널을 받는 솔레노이드 밸브가 펌프로 부터 공급된 오일을 플런저로 공급하고, 그 유압에 의해 밀려지는 플런저가 리스트럭션(restriction) 레버를 밸브의 스템 엔드에 근접되는 쪽으로 이동시키도록 구성된다.

또한, 고속시에는 상기 ECU의 시그널을 받는 솔레노이드 밸브가 펌프로 부터 공급된 오일 및 저속시 공급되어 있던 오일을 리턴 파이프를 통해 배출시켜, 작동유압을 해제시키므로서, 플런저에 연동되는 리스트릭션 레버가 밸브의 스템 엔드로부터 멀어지는 쪽으로 이동되고, 밸브의 리프트 양이 커지도록 구성된다.

이러한 구성에 따라, 엔진의 저속 운전시에는 밸브의 리프트 양이 작아져 밸브 간극이 작아지고, 밸브가 열려 있는 시간이 길어진다.

또한, 엔진의 고속 운전시에는 밸브의 리프트 양이 증대되어 밸브 간극이 커지고, 밸브가 열려 있는 시간이 짧아진다.

이러한 작용에 의해, 본 발명에 의한 밸브 개폐시기는 차량의 주행 상태에 따라 최적의 상태로 자동 조정되므로서, 불연소된 혼합기의 누출이 방지되고, 연비가 상승되며, 엔진의 출력이 향상된다.

이하, 본 발명을 실현하기 위한 바람직한 실시예를 첨부 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명한다.

[실시예]

도 1은 본 실시예에 관련된 자동차 엔진의 밸브 간극 조절장치를 보인 전체 구성도이고, 도 2는 밸브 간극 조절장치의 저속 운전상태, 도 3은 밸브 간극 조절 장치의 고속 운전상태를 보인 도면이다.

도면에서의 설명 부호 (1)은 캠, (2)는 로커암, (3)은 흡기 혹은 배기 밸브를 지칭한다.

로커암(2)은 캠(1)의 회전 운동을 밸브(3)의 상,하 왕복 운동으로 변환한다.

로커암(2)의 상부에는 밸브의 간극을 자동으로 조절하기 위한 본 실시예의 밸브 간극 조정장치가 설치된다.

보다 구체적으로, 밸브(3)의 스템 엔드(4)가 아래쪽에서 접촉된 로커암(2)은 다시 본 실시예의 리스트릭션 레버(5)가 위쪽에서 접촉된다.

리스트릭션 레버(5)의 일측 단부에는 유압 간극 조절기(6)가 설치되며, 타측 단부에는 스프링(7)에 의해 탄지된 플런저(8)가 연결된다.

플러저(8)는 오일 통로(9)를 통해 공급되는 유압에 의해 승강되면서, 리스트릭션 레버(5)가 밸브(3)의 스템 엔드쪽으로 근접되게 혹은 멀어지도록 한다.

오일 통로(9)는 엔진에 의해 구동되는 오일 펌프(10)에 연결되며, 그 사이에 솔레노이드 밸브(11)가 설치된다.

솔레노이드 밸브(11)는 ECU에 의해 듀티 제어된다. ECU는 차속센서의 시그널을 받아, 차량의 고속 및 저속 운전 상태를 판단한다.

차량의 운전 상태가 저속으로 판단될 경우, 그 ECU에 의해 제어되는 솔레노이드 밸브(11)는 플런저(8)로 공급되는 오일 통로(9)를 개방시키게 된다.

반대로, 차량의 운전 상태가 고속으로 판단되면, 상기 ECU에 의해 제어되는 솔레노이드 밸브(11)는 펌프(10)로 부터 공급된 오일과 저속시 플런저(8)쪽으로 공급되어 있던 오일을 오일 탱크로 배출시킨다. 이를 위해, 솔레노이드 밸브(11)는 리턴 파이프(12)를 개방한다.

이렇게 구성된 본 실시예의 밸브 간극 조절장치는 엔진의 고속 및 저속에 따라 후술하는 바와 같이 동작된다.

즉, ECU에 의해 엔진이 저속 운전 상태인 것이 판단되며, 그 ECU에 의해 제어되는 솔레노이드 밸브(11)는 오일 통로(9)를 개방하여, 플런저(8)의 배면쪽에 유압이 작동되도록 한다. 이에 따라, 플런저(8)와 스프링(7)을 매개로 연결된 리스트릭션 레버(5)는 하강되어 리프트 양이 작아지고, 로커암(2)과 밸브(3)의 스템 엔드 사이의 간극이 작아지게 된다.

이와 같은 저속 운전 상태에서의 리프트 양과 엔진 회전수의 관계는 도 2에 잘 도시되어 있다.

또한, 엔진의 고속 운전 상태에서는 ECU에 의해 제어되는 솔레노이드 밸브(11)가 오일 펌프(10)를 통해 공급되는 오일과 저속 운전시 플런저(8)로 공급되어 있던 오일을 리턴 파이프(12)를 통해 오일 탱크로 배출시키게 된다. 이에 따라, 플런저(8)와 스프링(7)을 매개로 연결된 리스트릭션 레버(5)는 상승되고, 로커암(2)과 밸브(3)의 스템 엔드 사이의 간극이 커지게 된다.

이러한 고속 운전 상태에서의 리프트 양과 엔진 회전수의 관계는 도 3에 잘 도시되어 있다.

이상에서 설명된 실시예를 통하여, 본 발명에 의한 자동차 엔진의 밸브 간극 조절장치는 종래 기술의 문제점을 실질적으로 해소하게 됨을 알 수 있다.

즉, 본 발명에 의하면 고속 및 저속 운전에 맞도록 밸브의 간극을 자동 조정하므로서, 전 속도 영역에서 최적의 엔진 성능을 실현하게 된다.

따라서, 본 발명은 엔진에서 누출되는 미연소 가스를 억제하고, 연비를 절감하며, 엔진의 출력을 향상시키는 효과를 얻게 된다.

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 (2)

1. 차량의 운전 상태가 저속 혹은 고속인지 판단하는 전자제어유닛과, 그 전자제어유닛의 시그널을 받아 펌프에 의해 공급되는 오일을 제어하는 솔레노이드 밸브와, 저속시 솔레노이드 밸브에 의해 공급되는 유압을 받아 밀려지는 플런저와, 그 플런저에 연동되어 밸브의 스템 엔드에 근접되는 쪽으로 이동되는 리스트릭션 레버와, 고속시 솔레노이드 밸브에 의해 개방되어 펌프로부터 공급되는 오일 및 저속시 공급되어 있던 오일을 배출시키는 리턴 파이프를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 엔진의 밸브 간극 조절장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 플런저와 리스트릭션 레버의 접촉부에는 스프링이 탄지되는 것을 특징으로 하는 자동차 엔진의 밸브 간극 조절장치.