KR19980047343A - Overlap variable device of valve timing - Google Patents
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Abstract
본 발명은 D.O.H.C 엔진에서 밸브의 타이밍을 조절하는 오버랩 가변 장치에 관한 것으로서, 특히 엔진의 운전 속도에 따라 흡배기 밸브가 여닫히는 타이밍을 조절하여 엔진의 출력 효율을 극대화시킨 밸브 타이밍의 오버랩 가변 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an overlap variable device that adjusts the timing of a valve in a DOHC engine. More particularly, the present invention relates to an overlap variable device of valve timing that maximizes the output efficiency of an engine by adjusting the timing of opening and closing of an intake / exhaust valve according to an operating speed of the engine. will be.
상기 본 발명은 배기 밸브를 작동하는 배기 캠축과 흡입 밸브를 작동하는 흡기 캠축이 서로 분리되어 있고, 상기 배기 캠축에서 상기 흡기 캠축으로 회전 동력을 전달토록 배기캠 스프로킷 및 흡기캠 스프로킷이 각각 설치되어 동력 전달 수단으로 상호 연결된 밸브 타이밍 장치에 있어서, 상기 배기 캠스프로킷(50)과 흡기 캠스프로킷(60) 사이에 위치되어 상기 흡기 캠스프로킷(60)이 일정각 만큼 회전토록 벨트 등의 동력 전달수단(70)의 상측과 하측을 눌러주는 복수개의 누름 스프로킷(80)과, 상기 복수개의 누름 스프로킷(80)을 상호 연결하고 지지하는 연결수단(85)과, 상기 연결수단(85)을 상하 이동시키는 구동수단(90)으로 구성된 것을 특징으로 한다.According to the present invention, an exhaust cam shaft for operating an exhaust valve and an intake cam shaft for operating an intake valve are separated from each other, and an exhaust cam sprocket and an intake cam sprocket are respectively installed to transmit rotational power from the exhaust cam shaft to the intake cam shaft. In the valve timing apparatus interconnected by a transmission means, the power transmission means 70 is located between the exhaust cam sprocket 50 and the intake cam sprocket 60 so that the intake cam sprocket 60 is rotated by a predetermined angle 70. A plurality of pressing sprockets 80 for pressing the upper side and the lower side, a connecting means 85 for interconnecting and supporting the plurality of pressing sprockets 80, and a driving means for moving the connecting means 85 up and down. It characterized by consisting of 90.
Description
본 발명은 D.O.H.C 엔진에서 밸브의 타이밍을 조절하는 오버랩 가변 장치에 관한 것으로서, 특히 엔진의 운전 속도에 따라 흡배기 밸브가 여닫히는 타이밍을 조절하여 엔진의 출력 효율을 극대화시킨 밸브 타이밍의 오버랩 가변 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an overlap variable device that adjusts the timing of a valve in a DOHC engine. More particularly, the present invention relates to an overlap variable device of valve timing that maximizes the output efficiency of an engine by adjusting the timing of opening and closing of an intake / exhaust valve according to an operating speed of the engine. will be.
D.O.H.C 엔진은 도 1에 도시된 바와 같이 흡입 밸브(1)를 개폐시키는 흡기 캠축(3)과 배기 밸브(2)를 개폐시키는 배기 캠축(4)이 별도로 구성되어 일정한 시기에 흡입밸브(1)와 배기밸브(2)를 개폐시키도록 되어 있다. 그리고, 상기 배기 캠축(4)은 크랭크 축의 동력을 전달받아 구동되고, 상기 흡기 캠축(3)은 상기 배기 캠축(4)과 벨트(7) 등으로 연결되어 동력을 전달받게 된다.As shown in FIG. 1, the DOHC engine includes an intake camshaft 3 that opens and closes the intake valve 1 and an exhaust camshaft 4 that opens and closes the exhaust valve 2. The exhaust valve 2 is opened and closed. The exhaust camshaft 4 is driven by receiving power of a crankshaft, and the intake camshaft 3 is connected to the exhaust camshaft 4 and the belt 7 to receive power.
여기서, 상기 흡기 캠축(3)과 배기 캠축(4)에 의해 일정한 시기에 흡입 밸브(1)와 배기 밸브(2)를 개폐하는 것을 밸브 타이밍이라고 한다. 상기 흡입 밸브(1)는 피스톤의 흡입행정 앞 즉, 상사점 전에서 열리고, 흡입행정 후 즉, 하사점 후 잠깐 있다가 닫는다. 이것은 흡입의 관성을 사용하여 혼합기를 될 수 있는 한 많은 실린더 내에 충전하기 위한 것이다.Here, opening and closing of the intake valve 1 and the exhaust valve 2 at a predetermined time by the intake camshaft 3 and the exhaust camshaft 4 is referred to as valve timing. The intake valve 1 is opened in front of the intake stroke of the piston, i.e., before top dead center, and briefly after the intake stroke, i.e. after bottom dead center. This is to fill the cylinder as many cylinders as possible using the inertia of suction.
또한, 상기 배기 밸브(2)는 피스톤의 배기행정 전에 즉, 하사점 전에 열려서 연소가스를 신속하게 연소실에서 배출하고 또한 배기행정을 끝마치고 흡입행정으로 넘어간 직후 즉, 상사점 후에 닫힌다. 이것은 연소가스의 배출을 될 수 있는 한 완전히 하기 위한 것이다.Further, the exhaust valve 2 is opened before the exhaust stroke of the piston, i.e., before the bottom dead center, so that the combustion gas is quickly discharged from the combustion chamber and closed immediately after finishing the exhaust stroke and passing over to the intake stroke, i.e., after top dead center. This is to make the emission of combustion gas as perfect as possible.
특히, 배기행정의 종료로부터 흡입행정의 초기에 있어서는 흡입 밸브(1)와 배기 밸브(2)가 함께 열려 있는 시간이 있다. 이것을 오버랩(over lap) 이라고 하며 연소가스의 배출을 완전히 함과 동시에 혼합기의 충전효율을 높이기 위한 것이다.In particular, there is a time when the intake valve 1 and the exhaust valve 2 open together at the beginning of the intake stroke from the end of the exhaust stroke. This is called an overlap (lap) and is intended to improve the filling efficiency of the mixer while simultaneously releasing the combustion gas.
그러나, 종래 D.O.H.C 엔진에서 밸브의 타이밍은 엔진의 회전수에 따라 오버랩의 각은 일정하나 고속에서는 오버랩시간이 짧아지고 저속에서는 상대적으로 길어지는 등 그 시간이 변화하게 된다. 특히 고속 회전시에는 오버랩의 시간이 짧아 흡입되는 연료 혼합물이 폭발가스를 밀어내는 작용을 충분히 할 수 없는 문제점이 있다.However, in the conventional D.O.H.C engine, the timing of the valve is constant depending on the rotational speed of the engine, but the time is changed such that the overlap time is short at high speed and relatively long at low speed. In particular, when the high speed rotation, the overlap time is short, there is a problem that the sucked fuel mixture is not able to sufficiently push the explosion gas.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 흡기 캠축의 각도를 변화시켜 엔진의 부하에 따라 오버랩을 조정함으로써 엔진의 고속과 저속 작동에서 연료 소비 효율을 증대시키고 출력을 향상시키도록 한 밸브 타이밍의 오버랩 가변 장치를 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and by adjusting the overlap of the intake camshaft to adjust the overlap according to the load of the engine to increase the fuel consumption efficiency and improve the output in high speed and low speed operation of the engine An overlap variable device of timing is provided.
도 1은 종래 엔진에서 밸브기구를 도시한 일부 사시도,1 is a partial perspective view showing a valve mechanism in a conventional engine,
도 2a는 본 발명에 따른 밸브 타이밍의 오버랩 가변 장치를 나타낸 사시도,Figure 2a is a perspective view showing an overlap variable device of the valve timing according to the present invention,
도 2b는 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 정면 개략도,2b is a front schematic view showing another embodiment of the present invention;
도 3a는 본 발명의 엔진 저속시 작동상태를 나타낸 정면개략도,Figure 3a is a front schematic view showing the operating state of the engine low speed of the present invention,
도 3b는 본 발명의 엔진 저속시 오버랩 상태를 나타낸 그래프,3b is a graph showing an overlap state at low speed of the engine of the present invention;
도 4a는 본 발명의 엔진 고속시 작동상태를 나타낸 정면 개략도,Figure 4a is a front schematic view showing the operating state of the engine at high speed of the present invention,
도 4b는 본 발명의 엔진 고속시 오버랩 상태를 나타낸 그래프이다.Figure 4b is a graph showing the overlap state at the engine high speed of the present invention.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for the main parts of the drawings
50 : 배기 캠 스프로킷 60 : 흡기 캠 스프로킷 70 : 동력 전달 수단50: exhaust cam sprocket 60: intake cam sprocket 70: power transmission means
70a : 벨트 70b : 체인 80 : 누름 스프로킷70a: belt 70b: chain 80: push sprocket
82 : 상측 스프로킷 84 : 하측 스프로킷 85 : 연결수단82: upper sprocket 84: lower sprocket 85: connecting means
86 : 중심축 87 : 연결축 88 : 베어링86: central axis 87: connecting shaft 88: bearing
90 : 구동 수단 90b : 유압 제공수단 92 : 랙90: drive means 90b: hydraulic pressure providing means 92: rack
94 : 피니온 96 : 구동 모터94: pinion 96: drive motor
상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 밸브 타이밍의 오버랩 가변 장치는, 배기 밸브를 작동하는 배기 캠축과 흡입 밸브를 작동하는 흡기 캠축이 서로 분리되어 있고, 상기 배기 캠축에서 상기 흡기 캠축으로 회전 동력을 전달토록 배기캠 스프로킷 및 흡기캠 스프로킷이 각각 설치되어 동력 전달 수단으로 상호 연결된 밸브 타이밍 장치에 있어서, 상기 배기 캠스프로킷과 흡기 캠스프로킷 사이에 위치되어 상기 흡기 캠 스프로킷이 일정각 만큼 회전토록 상기 동력 전달 수단의 상측과 하측을 눌러주는 복수개의 누름 스프로킷과, 상기 복수개의 누름 스프로킷을 상호 연결하고 지지하는 연결수단과, 상기 연결수단을 상하 이동시키는 구동수단으로 구성된 것을 특징으로 한다.In the valve variable overlap apparatus of the present invention for realizing the above object, an exhaust camshaft for operating an exhaust valve and an intake camshaft for operating an intake valve are separated from each other, and rotational power is applied from the exhaust camshaft to the intake camshaft. In a valve timing apparatus, wherein an exhaust cam sprocket and an intake cam sprocket are respectively installed and interconnected by a power transmission means, the exhaust cam sprocket and the intake cam sprocket are positioned between the exhaust cam sprocket and the intake cam sprocket so that the intake cam sprocket rotates by a predetermined angle. A plurality of pressing sprockets for pressing the upper side and the lower side of the means, a connecting means for connecting and supporting the plurality of pressing sprockets, and a driving means for moving the connecting means up and down.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 의한 밸브 타이밍의 오버랩 가변 장치는 도 2에 도시된 바와 같이 배기 캠스프로킷(50)과 흡기 캠스프로킷(60) 사이에 위치되어 상기 흡기 캠스프로킷(60)이 일정각 만큼 회전토록 벨트 등의 동력 전달수단(70)의 상측과 하측을 눌러주는 복수개의 누름 스프로킷(80)과, 상기 복수개의 누름 스프로킷(80)을 상호 연결하고 지지하는 연결수단(85)과, 상기 연결수단(85)을 상하 이동시키는 구동수단(90)으로 구성되어 있다.The overlap variable apparatus of the valve timing according to the present invention is located between the exhaust cam sprocket 50 and the intake cam sprocket 60 as shown in FIG. 2 so that the intake cam sprocket 60 rotates by a predetermined angle. A plurality of pressing sprockets 80 for pressing the upper and lower sides of the power transmission means 70, connecting means 85 for interconnecting and supporting the plurality of pressing sprockets 80, and the connecting means 85 It consists of a drive means 90 for moving up and down.
상기 누름 스프로킷(80)은 상기 흡기 캠스프로킷(60)이 일정각 만큼 반시계방향으로 회전토록 상기 동력 전달수단(70)의 상측을 눌러주는 상측 스프로킷(82)과, 상기 흡기 캠스프로킷(60)이 일정각 만큼 시계방향으로 회전토록 상기 동력 전달 수단(70)의 하측을 밀어주는 하측 스프로킷(74)으로 구성된다.The pressing sprocket 80 has an upper sprocket 82 for pressing the upper side of the power transmission means 70 such that the intake cam sprocket 60 rotates counterclockwise by a predetermined angle, and the intake cam sprocket 60. It consists of a lower sprocket 74 for pushing the lower side of the power transmission means 70 so as to rotate clockwise by a predetermined angle.
여기서, 상기 누름 스프로킷(80)은 상기 동력 전달 수단(70)이 도 2a에 도시된 바와 같이 벨트(70a)로 형성된 경우 상기 벨트(70a)와 대응되는 누름 롤러(80a)로 구성되고, 상기 동력 전달수단(70)이 도 2b에 도시된 바와 같이 체인(70b)으로 형성된 경우 상기 체인(70b)과 맞물리는 체인기어(80b)로 구성되어 있다.Here, the pressing sprocket 80 is composed of a pressing roller 80a corresponding to the belt 70a when the power transmission means 70 is formed of the belt 70a as shown in FIG. 2A, and the power When the transmission means 70 is formed of a chain 70b as shown in Fig. 2b, it is composed of a chain gear 80b that meshes with the chain 70b.
상기 연결수단(85)은 상기 복수개의 누름 스프로킷(80) 중심에 설치되는 복수개의 중심축(86)과, 상기 복수개의 중심축을 상호 연결하는 연결축(87)으로 구성되고, 상기 중심축(86)과 누름 스프로킷(80)의 연결부분에는 상기 누름 스프로킷(80)의 회전이 자유롭도록 베어링(88)이 설치되는 것이 바람직하다.The connecting means 85 includes a plurality of central shafts 86 installed at the centers of the plurality of pressing sprockets 80, and a connecting shaft 87 interconnecting the plurality of central shafts, and the central shaft 86 ) And the connection portion of the pressing sprocket 80, it is preferable that the bearing 88 is installed so that the rotation of the pressing sprocket 80 is free.
상기 구동 수단(90)은 도 2b에 도시된 바와 같이 상기 연결축(87)의 연장부분에 설치되어 유압의 작용으로 상기 연결축(87)을 상하 이동시키는 유압제공수단(90b)으로 구성된다.As shown in FIG. 2B, the driving means 90 is installed at an extension of the connecting shaft 87 and includes hydraulic pressure providing means 90b that vertically moves the connecting shaft 87 by the action of hydraulic pressure.
상기와 다른 실시 예로 상기 구동 수단(90)은 도 2a에 도시된 바와 같이 상기 연결축(87)의 측면에 형성된 랙(92)과, 상기 랙(92)과 맞물리는 피니온(94)과, 상기 피니온(94)에 연결되어 피니온(94)을 구동시키는 구동모터(96)로 구성되는 방법도 있다.In another embodiment, the driving means 90 includes a rack 92 formed on the side of the connecting shaft 87, a pinion 94 engaged with the rack 92, and There is also a method comprising a drive motor 96 connected to the pinion 94 to drive the pinion 94.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 밸브 타이밍의 오버랩 가변 장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the overlap variable device of the valve timing of the present invention configured as described above are as follows.
엔진이 저속으로 작동될 때 오버랩은 작게 하고 고속 작동시에는 오버랩을 크게 해야 한다.Overlaps should be small when the engine is running at low speeds and large at high speeds.
엔진 저속 상태에서는 도 3에 도시된 바와 같이 흡기 캠스프로킷(60)을 시계반대 방향으로 일정각(α) 회전시켜 오버랩을 작게 한다. 즉, 유압 제공수단(90b)이나 랙(92)과 피니온(94)으로 된 구동 수단(90)을 작동시켜 누름 스프로킷(80)을 하측방향으로 이동시킨다. 그러면 상측 스프로킷(82)이 벨트(70a)나 체인(70b) 등의 동력 전달 수단(70)의 상측을 누르게 된다.In the engine low speed state, as shown in FIG. 3, the intake cam sprocket 60 is rotated by a predetermined angle α in the counterclockwise direction to reduce the overlap. That is, the pressing sprocket 80 is moved downward by operating the driving means 90 made of the hydraulic pressure providing means 90b or the rack 92 and the pinion 94. The upper sprocket 82 then presses the upper side of the power transmission means 70 such as the belt 70a or the chain 70b.
따라서, 상기 동력 전달 수단(70)과 맞물려 있는 흡기 캠 스프로킷(60)이 일정각(α)만큼 시계 반대방향으로 회전된 상태에서 배기 캠 스프로킷(50)의 동력을 전달받아 회전하게 된다. 이때에는 도 3b에 도시된 바와 같이 흡기 타이밍이 일정 정도 늦어져 오버랩은 작게된다.Therefore, the intake cam sprocket 60 meshed with the power transmission means 70 rotates by receiving the power of the exhaust cam sprocket 50 while being rotated counterclockwise by a predetermined angle α. At this time, as shown in FIG. 3B, the intake timing is delayed to some extent, so that the overlap becomes small.
한편, 엔진 고속상태에서는 상기와 반대로 구동 수단(90)을 작동시켜 누름 스프로킷(80)을 상측 방향으로 이동시켜 하측 스프로킷(84)이 상기 동력 전달 수단(70)의 하측을 상측으로 밀어줌으로써 흡기 캠 스프로킷(60)이 시계방향으로 일정각(β) 만큼 회전된다.On the other hand, in the engine high speed state, the driving means 90 is operated in the opposite direction to the above, and the pressing sprocket 80 is moved upward, and the lower sprocket 84 pushes the lower side of the power transmission means 70 upward, thereby causing the intake cam to be inclined. The sprocket 60 is rotated clockwise by a predetermined angle β.
따라서, 도 4b에 도시된 바와 같이 흡기 타이밍이 일정 정도 빨아지게 되고 오버랩은 커지게 된다.Thus, as shown in FIG. 4B, the intake timing is sucked to some extent and the overlap is increased.
상기와 같이 구성되고 작용하는 본 발명에 의한 밸브 타이밍의 오버랩 가변 장치는 엔진의 속도에 따라 흡기 캠축의 각도가 변화되어 엔진의 부하에 따라 오버랩이 조정되기 때문에 엔진의 고속과 저속 작동에서 연료 소비 효율이 증대되고 출력이 향되는 이점이 있다.In the variable valve overlap apparatus according to the present invention constructed and acting as described above, the angle of the intake camshaft is changed according to the engine speed, and the overlap is adjusted according to the load of the engine. There is an advantage that this is increased and the output is directed.
즉, 본 발명은 엔진의 저속 상태에서는 좁은 오버랩으로 연료 혼합물이 배기 밸브 사이로 빠져나가는 것을 막아 연료를 절약할 수 있다. 그리고 엔진의 고속 상태에서는 넓은 오버랩으로 폭발가스가 연소실에 남아 있어 폭발력을 감소시키는 것을 방지할 수 있게 된다. 따라서, 본 발명은 연료 효율 증대 및 엔진 출력 증대를 가져 오게 된다.That is, the present invention can save fuel by preventing the fuel mixture from escaping between the exhaust valves with a narrow overlap in the low speed state of the engine. In the high speed state of the engine, a wide overlap prevents the explosive gas from remaining in the combustion chamber, thereby reducing the explosive power. Therefore, the present invention results in an increase in fuel efficiency and an increase in engine power.
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KR1019960065828A KR19980047343A (en) | 1996-12-14 | 1996-12-14 | Overlap variable device of valve timing |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20010059085A (en) * | 1999-12-30 | 2001-07-06 | 이계안 | Variable valve timing device |
KR20030017870A (en) * | 2001-08-23 | 2003-03-04 | 현대자동차주식회사 | variable exhaust valve timing control apparatus |
KR20030018528A (en) * | 2001-08-30 | 2003-03-06 | 현대자동차주식회사 | Control apparatus for continue variable valve timing |
-
1996
- 1996-12-14 KR KR1019960065828A patent/KR19980047343A/en not_active Application Discontinuation
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