KR19980046898A - 차량의 트리플 오버헤드 캠샤프트식 밸브장치 - Google Patents

차량의 트리플 오버헤드 캠샤프트식 밸브장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량의 트리플 오버헤드 캠샤프트식 밸브장치에 관한 것으로, 종래에는 기통당 작은 흡기포트를 여러개 형성시키므로 실린더헤드면에 남아있는 공간 즉 포트와 포트사이의 유효공간이 많이 생기게 된다. 이에 상기 실린더헤드의 연소실면의 유효공간을 충분히 활용하지 못하므로, 다량의 혼합기를 흡입시키는데 한계를 느끼게 되는 문제가 있었다.
본 발명은 예시도면 도 3 내지 도 4와 같이, 연소실(10)을 이루는 실린더헤드(7)면 일측에 수평으로 상면에는 수직으로 형성된 1차 대구경 흡기포트(22)와 2차 대구경 흡기포트(24)가 실린더헤드면의 유효공간을 120o정도 커버하여 남는 공간을 충분히 활용할 수 있도록 형성되어 있고, 상기 각 흡기포트(22)(24)를 2개의 흡기용 캠샤프트(30)(32)의 구동으로 작동하는 1·2차 대구경 흡기밸브(28)(28`)가 개폐시키므로, 흡기시 흡입되는 혼합기양이 극대화되어 엔진출력이 크게 향상되는 것이다.

Description

차량의 트리플 오버헤드 캠샤프트식 밸브장치
본 발명은 차량의 트리플 오버헤드 캠샤프트식 밸브장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 2개의 흡기용 캠샤프트와 하나의 배기용 캠샤프트를 사용하여 측면의 흡기포트와 상면의 흡기포트를 개폐토록 하여 흡기밸브의 흡기면적을 극대화시킴으로써 엔진출력을 획기적으로 향상시키도록 한 차량의 트리플 오버헤드 캠샤프트식 밸브장치에 관한 것이다.
일반적으로 차량의 엔진에는 크랭크 축의 회전으로 각 실린더의 흡기밸브, 배기밸브를 점화 순서대로 설계된 시기에 개폐작용을 하도록 하는 밸브기구가 구성되어 있으며, 밸브 배치와 연소실 형상에 의해 사이드 밸브식, 오버헤드 밸브식(OHV), 오버헤드 캠샤프트식(OHC) 등이 있다.
여기서는 오버헤드 캠샤프트식 밸브장치에 있어서 가장 널리 사용되는 캠샤프트가 한쌍인 더블 오버헤드 캠샤프트식(DOHC) 밸브장치에 대한 것으로, 이는 예시도면 도 1과 도 2에 도시한 바와 같다.
종래의 DOCH방식은 두개의 캠샤프트(1)(2)에 기통당 4개의 밸브(3)(4)(5) (6), 즉 2개의 흡기포트(11)를 개폐토록 흡기밸브(3)(4) 2개, 2개의 배기포트(12)를 개폐토록 한 배기밸브(5)(6) 2개를 구성하여 흡기시기에 2개의 흡기밸브를 동시에 작동시켜 혼합기를 흡입하고, 또한 연소후에는 한쌍의 배기밸브를 동시에 작동시켜주어 배기가스를 배출할 수 있도록 되어 있다..
이것은 싱글 오버헤드 캠샤프트식(SOHC)보다 흡기량을 많게 함으로써 성능을 더 높게 하는 효과를 갖게 한다.
최근에는 흡기량을 더 높이기 위한 방안으로 DOHC를 응용한 5밸브식 즉 흡기밸브 3개, 배기밸브2개도 개발되고 있다.
이러한 다밸브식은 연소실(10)을 구성하는 실린더헤드(7)면의 유효면적을 충분히 활용하여 흡기량을 증대시켜 주도록 하는 것이며, 실린더헤드(7)내에 흡기포트를 여러개 구성한 것이다.
종래의 이러한 2개의 캠샤프트(1)(2)를 이용한 기통당 다 밸브식의 밸브장치에 있어서는 많은 흡기를 공급할수록 엔진성능이 올라간다는 사실을 충족시키기위해 연소실을 구성하는 실린더헤드(7)면에 직경이 작은 흡기포트를 일측에 쌍으로 구성하여 상기 포트직경에 맞도록 된 밸브를 사용하고 있다.
따라서, 흡기시기에 다수의 흡기밸브로 흡기포트를 개폐하면 많은 혼합기가 기통의 연소실내에 공급되도록 하여 점화플러그(8)의 일회점화시 큰 폭발력을 얻도록 하여 엔진의 출력을 높이고 있다.
미설명부호 9는 피스톤이고, 11은 크랭크축이며, 12는 타이밍밸트 이다.
그러나, 종래에는 많은 흡기를 공급할수록 엔진성능이 올라간다는 사실을 충족시키기위해 연소실을 구성하는 실린더헤드(7)면에 직경이 작은 흡기포트(11)를 일측에 다수 형성하여 상기 포트직경에 맞도록 된 밸브를 사용하는데에는 작은 흡기포트(11)를 여러개 형성시키므로 실린더헤드(7)면에 남아있는 공간 즉 포트와 포트사이의 유효공간이 많이 생기게 된다. 이에 상기 실린더헤드의 연소실면의 유효공간을 충분히 활용하지 못하므로, 다량의 혼합기를 흡입시키는데 한계를 느끼게 되는 문제가 있었다.
따라서, 본 발명은 상기한 종래의 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 2개의 흡기용 캠샤프트와 하나의 배기용 캠샤프트를 사용하여 측면의 대구경 흡기포트와 상면의 대구경 흡기포트를 개폐토록 하여 대구경 흡기밸브의 흡기면적을 극대화시킴으로써 엔진출력을 획기적으로 향상시키도록 한 차량의 트리플 오버헤드 캠샤프트식 밸브장치를 제공하고자 함에 발명의 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 피스톤과 함께 연소실을 이루는 실린더헤드면중 일측면에 1차 대구경 흡기포트가 형성되고, 상면에는 연소실에 수직으로 된 2차 대구경 흡기포트가 형성되며, 타측면에는 배기포트가 형성되고, 상기한 1차 대구경 흡기포트내에는 대구경 흡기밸브가 1차 흡기용 캠샤프트에 의해 개폐되도록 수평 장착되고, 2차 대구경 흡기포트내에는 대구경 흡기밸브가 2차 흡기용 캠샤프트에 의해 개폐되도록 수직 장착되며, 배기포트에는 배기밸브가 배기용 캠샤프트에 의해 개폐되도록 수평 장착된 것이다.
또한 상기한 1·2차 흡기용 캠샤프트와 배기용 캠샤프트는 실린더헤드내에 정삼각형의 꼭지점에 해당하는 위치에 장착되는 것이다.
따라서, 본 발명은 연소실을 이루는 실린더헤드면 일측에 수평으로 상면에는 수직으로 형성된 1차 대구경 흡기포트와 2차 대구경 흡기포트가 실린더헤드면의 유효공간을 120o정도 커버하여 남는 공간을 충분히 활용할 수 있도록 형성되어 있고, 상기 각 흡기포트를 2개의 흡기용 캠샤프트의 구동으로 작동하는 1·2차 대구경 흡기밸브가 개폐시키므로, 흡기시 흡입되는 혼합기양이 극대화되어 엔진출력이 크게 향상되는 것이다.
도 1은 종래의 더블 오버헤드 캠샤프트식 밸브장치가 장착된 엔진의 단면상태도,
도 2는 종래의 더블 오버헤드 캠샤프트의 작동을 설명하기 위한 도면,
도 3은 본 발명에 따른 트리플 오버헤드 캠샤프트식 밸브장치의 구성을 설명하기 위한 도면,
도 4는 본 발명에 따른 트리플 오버헤드 캠샤프트의 작동을 설명하기 위한 도면이다.
- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -
7 - 실린더헤드, 8 - 점화플러그,
9 - 피스톤, 10 - 연소실,
11 - 크랭크축, 12 - 타이밍밸트,
22 - 1차 대구경 흡기포트, 24 - 2차 대구경 흡기포트,
26 - 배기포트, 28,28` - 대구경 흡기밸브,
30 - 1차 흡기용 캠샤프트, 32 - 2차 흡기용 캠샤프트,
34 - 배기밸브, 36 - 배기용 캠샤프트.
본 발명의 구성 및 작용 효과를 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 피스톤(9)과 함께 연소실(10)을 이루는 실린더헤드(7)면중 일측면에 1차 대구경 흡기포트(22)가 형성되고, 상면에는 연소실(10)에 수직으로 된 2차 대구경 흡기포트(24)가 형성되며, 타측면에는 연소된 배기가스가 배출되는 배기포트(26)가 형성되고, 상기한 1차 대구경 흡기포트(22)내에는 대구경 흡기밸브(28)가 1차 흡기용 캠샤프트(30)에 의해 개폐되도록 수평 장착되고, 2차 대구경 흡기포트(24)내에는 대구경 흡기밸브(28`)가 2차 흡기용 캠샤프트(32)에 의해 개폐되도록 수직 장착되며, 배기포트(26)에는 배기밸브(34)가 배기용 캠샤프트(36)에 의해 개폐되도록 수평 장착된 차량의 트리플 오버헤드 캠샤프트식 밸브장치이다.
또한 상기한 1·2차 흡기용 캠샤프트(30)(32)와 배기용 캠샤프트(36)는 실린더헤드(7)내에 정삼각형의 꼭지점에 해당하는 위치에 장착되되, 상기 1·2차 흡기용 캠샤프트(30)(32)는 크랭크축(11)의 회전력을 전달하는 타이밍밸트(12)에 의해 흡기시 동시에 대구경 흡기밸브(28)(28`)가 개폐되도록 된 것이다.
예시도면 도 3은 본 발명에 따른 트리플 오버헤드 캠샤프트식 밸브장치의 구성을 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 트리플 오버헤드 캠샤프트의 작동을 설명하기 위한 도면이다.
여기서, 본 발명에 따른 트리플 오버헤드 캠샤프트식 밸브장치는 연소실(10)을 이루는 실린더헤드(7)의 면을 흡기량을 극대화할 수 있도록 구조변경과, 3개의 캠샤프트가 사용된 것이다.
그 구조는 피스톤(9)과 함께 연소실(10)을 이루는 실린더헤드(7)면중 일측면에 혼합기가 유입되는 경로인 1차 대구경 흡기포트(22)가 수평으로 하여 형성되고, 상면에는 연소실(10)에 수직으로 된 2차 대구경 흡기포트(24)가 형성되며, 타측면에는 연소된 배기가스가 배출되는 경로인 배기포트(26)가 형성된 것으로, 상면에 수직으로 형성된 1차 대구경 흡기포트(22)와 2차 대구경 흡기포트(24)가 실린더헤드(7)면의 유효공간을 120o정도 활용한 것이다.
상기한 대구경 흡기포트(22)(24)는 종래의 흡기포트보다는 직경이 커서 한번에 많은 양의 혼합기가 인입될 수 있도록 함과 더불어 실린더헤드(7)면의 흡기포트형성후 남는 공간의 면적을 최소화되도록 하였다. 이에 점화플러그(8)는 배기포트(26)측으로 자리변경되어진 것이다.
그리고, 상기와 같이 1·2차 대구경 흡기포트(22)(24)의 구성으로 이를 개폐토록 하는 밸브기구의 위치와 형상도 달라지게 되는데 1차 대구경 흡기포트(22)내에는 대구경 흡기밸브(28)가 1차 흡기용 캠샤프트(30)에 의해 개폐되도록 수평 장착되고, 2차 대구경 흡기포트(24)내에는 대구경 흡기밸브(28`)가 2차 흡기용 캠샤프트(32)에 의해 개폐되도록 수직 장착되며, 배기포트(26)에는 배기밸브(34)가 배기용 캠샤프트(36)에 의해 개폐되도록 수평 장착된다.
또한 상기한 1·2차 흡기용 캠샤프트(30)(32)와 배기용 캠샤프트(36)는 실린더헤드(7)내에 정삼각형의 꼭지점에 해당하는 위치에 장착되되, 상기 1·2차 흡기용 캠샤프트(30)(32)는 크랭크축(11)의 회전력을 전달하는 타이밍밸트(12)에 의해 흡기시 동시에 대구경 흡기밸브(28)(28`)가 개폐되도록 된 것이다.
따라서, 본 발명은 연소실(10)을 이루는 실린더헤드(7)면 일측에 수평으로 상면에는 수직으로 형성된 1차 대구경 흡기포트(22)와 2차 대구경 흡기포트(24)가 실린더헤드면의 유효공간을 120o정도 커버하여 남는 공간을 충분히 활용할 수 있도록 형성되어 있고, 상기 각 흡기포트(22)(24)를 2개의 흡기용 캠샤프트(30)(32)의 구동으로 작동하는 1·2차 대구경 흡기밸브(28)(28`)가 개폐시키므로, 흡기시 흡입되는 혼합기양이 극대화되어 엔진출력이 크게 향상되는 것이다.
상기한 바와 같이, 본 발명은 크랭크축(11)의 회전으로 상기 회전력을 전달받은 타이밍밸트(12)의 작동으로 2개의 흡기용 캠샤프트(30)(32)가 1·2차 대구경 흡기밸브(28)(28`)를 열어주어 흡기시 연소실(10)로 흡입되는 혼합기양이 극대화되어 엔진출력이 크게 향상되는 효과가 있다.

Claims (2)

  1. 피스톤(9)과 함께 연소실(10)을 이루는 실린더헤드(7)면중 일측면에 1차 대구경 흡기포트(22)가 형성되고, 상면에는 연소실(10)에 수직으로 된 2차 대구경 흡기포트(24)가 형성되며, 타측면에는 연소된 배기가스가 배출되는 배기포트(26)가 형성되고, 상기한 1차 대구경 흡기포트(22)내에는 대구경 흡기밸브(28)가 1차 흡기용 캠샤프트(30)에 의해 개폐되도록 수평 장착되고, 2차 대구경 흡기포트(24)내에는 대구경 흡기밸브(28`)가 2차 흡기용 캠샤프트(32)에 의해 개폐되도록 수직 장착되며, 배기포트(26)에는 배기밸브(34)가 배기용 캠샤프트(36)에 의해 개폐되도록 수평 장착된 것을 특징으로 하는 차량의 트리플 오버헤드 캠샤프트식 밸브장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 1·2차 흡기용 캠샤프트(30)(32)와 배기용 캠샤프트(36)는 실린더헤드(7)내에 정삼각형의 꼭지점에 해당하는 위치에 장착되되, 상기 1·2차 흡기용 캠샤프트(30)(32)는 크랭크축(11)의 회전력을 전달하는 타이밍밸트(12)에 의해 흡기시 동시에 대구경 흡기밸브(28)(28`)가 개폐되도록 된 것을 특징으로 하는 차량의 트리플 오버헤드 캠샤프트식 밸브장치.
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