KR19980051357A - 가변 리프트방식의 흡기밸브장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가변 리프트방식의 흡기밸브장치에 관한 것으로, 종래의 흡기밸브는 밸브의 개도양정이 구동캠의 양정돌기에 의해서 정해져 있기 때문에, 분사량을 제어하는 인젝터에서 많은 양의 혼합기가 분사되어도 실질적으로 연소실내로 제대로 유입되지 못 하여 엔진의 성능이 저하되고 불완전연소를 초래하여 환경오염의 주범인 배기가스를 배출하는 문제점이 있었다.

이에, 본 발명은 예시도면 도 2 내지 도 3에서와 같이 차량의 속도를 감지하는 스피드센서(18)가 전자제어장치(20)의 입력단에 연결되고, 상기 전자체어장치(20)의 출력단에 유압조절밸브(22)를 매개로 한 액츄에이터(24)가 실린더헤드(10)의 내부에 설치된 것이다.

따라서, 본 발명은 차량의 속도에 따라 흡기밸브의 개도양정이 가변될 수 있도록 메인리프터와 보조리프터로 이루어진 액츄에이터의 체적효율이 증가함과 더불어 엔진의 성능이 향상되는 효과가 있다.

Description

가변 리프트방식의 흡기밸브장치

본 발명은 가변 리프트방식의 흡기밸브장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 엔진의 출력이 저속시에는 일반적인 밸브 리프트를 가지며 엔진의 출력이 고속시에는 연소실내로 많은 양의 혼합기를 유입시킬 수 있도록 강구한 가변 리프트방식의 흡기밸브장치에 관한 것이다.

일반적으로 엔진의 본체는 연료의 연소에서 얻어지는 열에너지를 운동에너지로 바꾸어 동력을 발생시켜 주는 기계로 상용적으로 사용되는 엔진은 크게 연료에 따라 가솔린엔진과 디젤엔진으로 구분되고, 실린더헤드와 실린더블록, 크랭크케이스의 3부분의 몸체로 구분되어 그 부품들은 정지부품과 운동부품 및 각종 부속장치로 이루어져 있다.

여기서, 정지부품인 실린더헤드는 흡기밸브와 배기밸브 및 가솔린기관에서는 점화프러그가 장착되어 있고, 디젤기관에서는 연료분사노즐이 부착되어 있는 것으로, 예시도면 도 1은 엔진(1)의 연소실(2)내로 연료를 공급시켜주고 연소가스를 배출하여 주는 더블오버헤드캠축식 엔진의 구조를 표현한 사시도이다.

밸브기구는 오버헤드 밸브식과 오버헤드 캠축식이 있으며, 그 중 오버헤드 캠축식의 더블오버헤드 캠축식은 캠축(5, 6)이 크랭크샤프트의 회전수에 1/2로 타이밍기어가 작동하도록 설치되어 있으며, 크랭크샤프트의 회전에 대한 각 밸브의 개폐 시기가 정확히 맞추어져야 하고, 흡기캠축(5)과 배기캠축(6)에 각각 구동캠(7)이 부착되어 있어 흡기밸브(3)와 배기밸브(4)를 개폐시기게 된다.

또한, 흡기밸브(3)는 흡기저항이 적게 받도록 설계되고, 배기밸브(4)는 냉각이잘되고 내구력이 크게 설계되어 있다.

따라서, 상기한 흡기밸브(3)와 배기밸브(4)는 피스톤이 1사이클을 하는 동안 극히 짧은 시간에 구동캠(7)에 의해서 개도되어 흡기 및 배기를 하여 체적효율을 높이고, 두 밸브(3, 4)가 닫혀 있는 압축행정과 동력 행정에서는 충분한 기밀을 유지하여야 하며, 연소가스의 고온에 노출되어도 정확히 작동하고, 장시간의 운전에도 견딜 수 있는 등 어려운 조건에서도 충족하는 것이었다.

그러나, 상술된 바와 같이 종래의 흡기밸브(3)는 밸브의 개도행정이 구동캠(7)의 양정돌기(PROFILE)에 의해서 정해져 있기 때문에, 분사량을 제어하는 인젝터에서 많은 양의 혼합기가 분사되어도 실질적으로 연소실내로 제대로 유입되지 못하였다.

특히, 상기한 문제점은 연소실내의 체적효율의 감소로 엔진의 성능이 저하되고 불완전연소를 초래하여 환경오염의 주범인 배기가스를 배출하는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기한 종래 기술이 지닌 문제점을 해소시키기 위하여 안출된 것으로, 엔진의 출력이 저속시에는 일반적인 밸브 리프트를 가지며 엔진의 출력이 고속시에는 연소실내로 많은 양의 혼합기를 유입시킬 수 있도록 강구한 가변 리프트방식의 흡기밸브장치를 제공하는데 발명의 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 설현하기 위한 본 발명은 차량의 속도를 감지하는 스피드샌서를 전자제어장치의 입력단에 연결시키고, 상기 전자제어장치의 출력단에 유압조절밸브를 매개로 하여 흡기밸브를 개폐시키는 메인리프터와 보조리프터로 이루어진 액츄에이터를 실린더헤드의 내부에 설치된 것이다.

따라서, 본 발명은 차량의 속도에 따라 흡기밸브의 개도양정이 가변될 수 있도록 메인리프터와 보조리프터로 이루어진 액튜에이터를 장착한 것으로, 엔진의 출력상태에 따라 흡기밸브의 개도양정이 가변되어서 연소실내의 체적효율이 증가함과 더불어 엔진의 성능이 향상되는 것이다.

도 1 은 종래 더블오버헤드캠축식 엔진의 구조를 표현한 사시도,

도 2는 본 발명에 따른 가변 리프트방식의 흡기밸브장치의 개요도로서, (가)는 엔진의 출력이 저속 상태일 때를 나타낸 액츄에이터의 단면도이고, (나)는 엔진의 출력이 고속 상태일 때를 나타낸 액츄에이터의 단면도.

도 3은 본 발명에 따른 가면 리프트방식의 흡기밸브장치의 구성도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 실린더헤드 12 : 흡기밸브

14 : 캠축 16 : 구동캠

17 : 양정돌기(PROFILE) 18 : 스피드센서

20 : 전자제어장치(ECU) 22 : 유압조절밸브

24 : 액츄에이터 26 : 밸브스프링

28 : 리프트스프링 30 : 메인리프터

32 : 보조리프트 34 : 오일룸

이하 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거하여 구성과 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 차량의 속도를 감지하는 스피드센서(18)가 전자제어장치(20)의 입력단에 연결되고, 상기 전자제어장치(20)의 출력단에 유압조절밸브(22)를 매개로 한 액츄에이터(24)가 설린더헤드(10)의 내부에 설치된 가변 리프트방식의 흡기밸브 장 치 이다.

상기한 액츄에이터(24)는 흡기밸브(12)를 개폐페시키는 메인리프터(30)와 보조리프터(32)로 구성되고, 상기 메인리프터(30)의 하단부에 밸브스프링(26)이 내설되며, 메인리프터 (30)와 보조리프터(32) 사이에 리프트스프링(2S) 을 내설시키고 오일룸(34)을 형성시킨 것이다.

예시도면 도 2는 본 발명에 따른 가변 리프트방식의 흡기밸브장치의 개요도로서, 엔진의 저속출력과 고속출력시 가변적으로 밸브의 개도양정을 조절하여 주는 장치이다.

이를 위한 본 발명의 흡기밸브장치는 캠축(14)에 부착된 구동캠(16)에 의해서 흡기밸브(12)를 작동시키고, 오일의 압력에 의해서 흡기밸브(12)의 개도양정이 가변되는 액츄에이터(24)를 설치한 것이다.

상기한, 액츄에이터(24)는 구동캠(16)이 접촉하는 메인리프터(30)와 보조리프터(32)로 이루어져 있는 것으로, 상기한 메인리프터(30)의 하단부에는 흡기밸브(12)를 복원시켜 주는 밸브스프링(26)이 내설되어 있고, 또한 메인리프터(30)와 보조리프터(32) 사이에는 보조리프터(32)를 복원시켜 주는 리프터스프링(28)이 내설되어 있는 것이다.

여기서, 보조리프터(32)는 메인리프터(30)의 내부를 왕복운동하는 것으로, 유압조절밸브(22)에서 송출되는 오일이 보조리프터(32)의 상단에 형성된 오일룸(34)에 채워져 보조리프터(32)가 하강되며, 오일룸(34)에 오일이 빠져나가면 리프터스프링(28)에 의헤서 다시 상승하게 된다.

이러한 구성을 갖는 액츄에이터(24)는 엔진의 출력이 저속상태일 때나 일반적인 출력을 요구될 때, 예시도면 도 3의 (가)에서와 같이 구동캠(16)의 회전은 메인리프터(32)를 거쳐 직접적으로 보조리프터(32)에 연계되이 흡기밸브(12)를 개도하게 된다.

즉, 상기 흡기밸브(l2)의 개도는 상기한 구동캠(16)의 양정돌기(17) 만큼 작동하는 것이다.

또한, 예시도면 (나)는 엔진의 출력이 고속상태일 때를 나타낸 액츄에이터(24)의 단면도로서, 구동캠(16)의 작동으로 흡기밸브(12)가 열리게 될 때, 메인리프터(30)와 보조리프터(32) 사이에 형성된 오일룸(34)에 오일이 채워져서 밸브(12)의 개도양정이 증가되는 것이다.

여기서, 오일룸(34)에 유입된 오일은 흡기밸브(12)가 열리는 순간에 이루어져서 밸브(12)의 개도양정을 증가시키는 것이고, 엔진의 폭발행정이나 배기행정과 같이 흡기밸브(12)가 완전히 닫혀있을 시에는 오일룸(34)에 유입된 오일이 완전히 유압조절밸브(22)를 빠져나가는 것이다.

상기와 같은 흡기밸브(12)의 개도양정을 가변적으로 증가시켜 주는 흡기밸브장치는 도 3에 도시된 바와 같이, 차량의 스피드센서(18)에 의해서 현차량의 엔진출력상태를 감지하여 전자제어장치(20)에 보내지고 이 전자제어장치(20)는 상시적으로 변동하는 엔진의 출력에 상응하는 신호로 유압조절밸브(22)를 제어하는 것이다.

따라서, 본 발명의 흡기밸브장치는 엔진의 출력상태에 따라 흡기밸브의 개도양정을 조절하여 엔진의 연소실내로 많은 양의 혼합기를 유입시켜 줄 수 있는 것이다.

상술된 바와 같이 본 발명은 차량의 속도에 따라 흡기밸브의 개도양정이 가변될 수 있도록 메인리프터와 보조리프터로 이루어진 엑츄에이터를 장착한 것으로, 엔진의 출력상태에 따라 흡기밸브의 개도양정이 가변되어서 연소실내의 체적효율이 증가함과 더불어 엔진의 성능이 향상되는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 차량의 속도를 감지하는 스피드센서(18)가 전자제어장치(20)의 입력단에 연결되고, 상기 전자제어장치(20)의 출력단에 유압조절밸브(22)를 매개로 한 액츄에이터(24)가 실린더헤드(10)의 내부에 설치된 것을 특징으로 하는 가변 리프트방식의 흡기밸브장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기한 액츄에이터(24)는 흡기밸브(12)를 개폐시키는 메인리프터(30)와 보조리프터(32)로 구성되고, 상기 메인리프터(30)의 하단부에 밸브스프링(26)이 내설되며, 메인리프터(30)와 보조리프터(32) 사이에 리프트스프링(28)을 내설시키고 오일룸(34)을 형성시킨 것을 특징으로 하는 가변 리프트방식의 흡기밸브장치.