KR19980051363A - 싱글오버헤드캠축식 엔진의 밸브장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 싱글오버헤드캠축식 엔진의 밸브장치에 관한 것으로, 종래의 흡기 밸브는 연소실을 유동되어 되돌아오는 혼합기 혹은 공기에 의해서 흡기밸브로 유입되는 가스가 간섭을 받는 텀블현상이 발생하기 때문에 혼합기 및 공기의 체격효율이 감소하며 연료가 제대로 연소되지 않아서 불완전연소를 초래하여 환경오염의 주범인 배기가스를 배출하는 문제점이 있었다.

이에, 본 발명은 예시도면 도 3에서와 같이 캠축(16)에 부착된 구동캠(18)의 회전에 연동되어 열리도록 구동되는 지지대(26)와 밸브페이스(24)로 이루어진 흡기밸브(12)와 배기밸브(14)가 장착되고, 상기 지지대(26)의 상단에 흡기밸브(12)와 배기밸브(14)가 닫히도록 부착된 실린더(28)로 이루어진 것이다.

따라서, 본 발명은 흡기밸브의 경우 혼합기 및 유입공기의 텀블현상이 극대화되고 배기밸브의 경우 연소가스에 대한 냉각효율이 향상되며, 종국적으로 연소실내의 체적효율이 증가하여 엔진이 이상적으로 연소할 수 있으며 엔진의 성능이 향상되어 환경오염의 주범인 배기가스가 저감되는 효과가 있다.

Description

싱글오버헤드캠축식 엔진의 밸브장치

본 발명은 싱글오버헤드캠축식 엔진의 밸브장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 종래 싱글오버헤드캠축식(SOHC) 엔진의 밸브를 개선하여 엔진의 연소실내에서 흡기가스의 텀블(TUMBLE)유동을 극대화시켜서 엔진성능이 향상될 수 있도록 한 싱글오버헤드캠축식 엔진의 밸브장치에 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, 디셀기관에서는 연료분사노즐이 부착되어 있는 것으로, 예시도면 도 1은 엔진(1)의 연소실(2)내로 연료를 공급시켜주고 연소가스를 배출하여 주는 싱글오버헤드캠축식 엔진의 구조를 표현한 단면도이다.

밸브기구는 오버헤드 밸브식과 오버헤드 캠축식이 있으며, 그 중 오버헤드캠축식의 싱글오버헤드 캠축식은 캠축(5)이 크랭크샤프트의 회전수에 1/2로 타이밍기어가 작동하도록 설치되어 있으며, 크랭크샤프트의 회전에 대한 각 밸브의 개폐시기가 정착히 맞추어져야 하고, 캠축(5)에는 구동캠(7)이 부착되어 있어서 로커암(6)을 매개로 한 흡기밸브(3)와 배기밸브(4)를 개폐시키게 된다.

또한, 흡기밸브(3)는 흡기저항이 적제 받도록 설계되고, 베기밸브(4)는 냉각이 잘되고 내구력이 그게 설치되어 있다.

따라서, 상기한, 흡기발브(3)와 배기밸브(4)는 피스톤이 1 사이클을 하는 동안 극히 짧은 시간에 쉽게 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.

그라나, 상술된 바와 같이 종래의 흡기밸브(3)는 밸브가 열릴 경우에 도 2에 도시된 바와 같이 연소실(2)을 유동되어 되돌아오는 혼합기 혹은 공기에 의해서 흡기밸브(3)로 유입되는 가스가 간섭을 받는 텀블현상이 발생하기 때문에, 혼합기 및 공기의 체적효율이 감소하며 연료가 제대로 연소되지 않아서 불완전연소를 초래하여 환경오염의 주범인 배기가스를 배출하는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기한 종래 기술이 지닌 문제점을 해소시키기 위하여 안출된 것으로, 종래 싱글오버헤드캠축식 엔진의 밸브를 개선하여 엔진의 연소실내에서 흡기가스의 텀블유동을 극대화시켜서 엔진성능이 향상될 수 있도록 한 싱글오버헤드캠축식 엔진의 밸브장치를 제공하는데 발명의 목적이 있다.

이에 본 발명은 상기한 종래 기술이 지닌 문제점을 해소시키기 위하여 안출된 것으로, 종래 싱글오버헤드캠축식(SOHC) 엔진의 밸브를 개선하여 엔진의 연소실내에서 흡기가스의 텀블(TUMBLE)유동을 극대화시켜서 엔진성능이 향상될 수 있도록 한 싱글오버헤드캠축식 엔진의 밸브장치를 제공하는 데 발명의 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 캠축에 부착된 구동캠의 회전에 연동되이 열리도록 구동되는 기기대와 밸브페이스로 이루어진 흡기밸브와 배기밸브가 장착되고, 상기 지지대의 상단에 흡기밸브와 배기밸브가 닫히도록 리턴스프링과 푸시로드 및 피스톤이 내설된 실린더로 이루어진 것이다.

따라서, 본 발명은 흡기밸브의 경우 혼합기 및 유입공기의 텀블현상이 극대화되고 배기밸브의 경우 연소가스에 대한 냉각효울이 향상되며, 종국적으로 연소실내의 체적효율이 증가하여 엔진이 이상적으로 연소할 수 있으며 엔진의 성능이 향상되어 환경오염의 주범인 배기가스가 저감되는 것이다.

도 1은 종래 싱글오버헤드캠축식 엔진의 밸브를 표현한 단면도,

도 2는 종래 오버헤드 밸브의 문제점인 텀블유동을 나타낸 예시도,

도 3은 본 발명에 따른 싱글오버헤드캠축식 엔진의 밸브장치를 나타낸 개요도로서, (가)는 흡기밸브의 개폐를 나타낸 개요도이고, (나)는 배기밸브의 개폐를 나타낸 개요도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 실린더헤드 12 : 흡기밸브

14 : 배기밸브 16 : 캠축

18 : 구동캠 20 : 흡입포트

22 : 배기포트 24 : 밸브페이스

26 : 지지대 28 : 실린더

30, 31 : 푸시로드 32, 33 ; 피스톤

34 : 리턴스프링 36 : 오일유출공

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

본 발명은 캠축(16)에 부착된 구동캠(18)의 회전에 연동되어 열리도록 구동되는 지지대(26)와 밸브페이스(24)로 이루어진 흡기밸브(12)와 배기밸브(14)가 장착되고, 상기 지지대(26)의 상단에 흡기밸브(12)와 배기밸브(I4)가 닫히도록 부착된 실린더(28)로 이루어진 싱글오버헤드캠축식 엔진의 밸브장치이다.

또한, 실린더(28)는 흡기밸브(12)와 베기밸브(14)가 복귀되도록 실린더(28)내부에 리틴스프링(34)과 푸시로드(30, 31)및 피스톤(32, 33)이 내설시키되, 상기기스톤(32, 33)의 일면에는 밸브의 개폐 속도를 조절 할 수 있는 오일유출공(36)이 다수개 타공되어 있는 것이다.

예시도면 도 3은 본 발명에 따른 엔진의 밸브장치를 나타낸 개요도로서, 엔진의 흡기포트(20)를 통하여 연소실로 혼합기를 유입하여 주고 연소가스를 배기포트(22)로 배출하여 주는 것이다.

이를 위한 본 발명은 종래의 구동캠(18)과 연동되어 흡기밸브(12)와 배기밸브(14)가 열리도록 구성되고, 상기 흡기밸브(12)와 배기밸브(14)의 상단으로 밸브(12, 14)가 복귀되도록 실린더(2S)가 장착되어 있다.

상기한 흡기밸브(12)와 배기밸브(14)는 흡입포트(20)와 배기포트(22)의 입구를 개폐하는 밸브페이스(24)와 캠축(16)에 부착된 구동캠(18)의 회전에 의해서 밸브(12, 14)가 열리도록 접하는 지지대(26)로 이루어져 있다.

또한, 실린더(28)는 흡기밸브(12)와 배기밸브(14)를 복귀시켜 주는 장치로써, 실린더(28)의 내부에는 흡기밸브(12)와 배기밸브(14)의 지지대(26)상단에 부착된 푸시로드(30, 31)와 상기 실린더(28)의 내면을 왕복운동하는 피스톤(32, 33) 및 구동캠(18)에 의해서 열려진 밸브(12, 14)를 원상태로 복귀시켜 주는 리턴스프링(34)이 내설되어 있다.

상기한 피스톤(32, 33) 압착면에는 다수개의 오일유출공(36)이 형성되어 있어서, 실린더(28) 내면을 왕복운동하는 흡기피스톤(32)과 배기피스톤(33)의 사이로 오일이 유동되는 것이다.

이하, 본 발명의 실글오버헤드캠축식 엔진의 밸브장치의 작용 및 기대효과를 설명하면 다음과 같다.

도시된 바와 같이, 도 3의 (가)는 흡기밸브(12)의 개폐를 나타낸 개요도이고, (나)는 배기밸브(14)의 개폐를 나타낸 개요도로서, 본 발명의 흡기밸브(12)는 구동캠(18)에 의해서 지지대(26)가 힌지축을 지점으로 일측으로 젖혀지고 이에 연게된 밸브페이스(24)가 열리면서 흡입포트(20)를 통하여 연소실내로 혼합기가 유입되는 것이다.

이때, 실린더(28)내의 피스톤(32)은 리턴스프링(34)을 압축하면서 전진을 하고, 구동캠(18)의 양정돌기가 지지대(26)를 지나가면서 상기 리런스프링(34)은 피스톤(32)을 후진시키면서 지지대(26)를 잡아당기게 되고, 이로써 흡기밸브(12)의 개페가 이루어지는 것이다.

여기서, 실린더(28)의 내부에 충만되어 있는 오일은 피스톤(32)의 왕북운동시에 피스톤(32)의 오일유출공(36)을 통하여 빠져나가고 유입되는 것으로, 오일유출공(36)의 사이즈와 갯수에 따라 흡기밸브(12)의 개페 관성력이 조절된다.

또한, 배기밸브(14)는 상기한 흡기밸브(12)의 작동과 같은 구조에 의해서 개페가 되어 연소실의 연소가스를 배기포트(22)를 통하여 외부로 배출하여 주는 것이다.

상술된 바와 같이 본 발명은 지지대와 밸브페이스로 이루어진 흡·배기밸브가구동캠에 의해서 열리고 실린더에 의해서 닫히는 밸브장치로써, 흡기밸브의 경우 혼합기 및 유입공기의 텀블현상이 극대화되고 배기밸브의 경우 연소가스에 대한 냉각효율이 향상되며, 종국적으로 연소실내의 체적효율이 증가하여 엔진이 이상적으로 연소할 수 있으며 엔진의 성능이 향상되어 환경오염의 주범인 배기가스가 저감되는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 캠축(16)에 부착된 구동캠(18)의 회전에 연동되이 열리도록 구동되는 지지대(26)와 밸브페이스(24)로 이루이진 흡기밸브(12)와 배기발브(14)가 장착되고, 상기지지대(26)의 상단에 흡기밸브(12)와 배기밸브(14)가 닫히더록 부착된 실린더(28)로 이루어진 것을 특징으로 하는 싱글오버헤드캠축식 엔진의 밸브장치.
2. 제 1 항에 있어서, 실린더(28)는 흡기밸브(12)와 배기밸브(14)가 복귀되도록실린더(28) 내부에 리턴스프링(34)과 푸시로드(30, 31) 및 피스톤(32, 33)이 내설시키되, 상기 피스톤(32, 33)의 일면에는 밸브의 개폐 속도를 조절할 수 있는 오일유출공(36)이 다수개 타공되어 있는 것을 특징으로 하는 싱글오버헤드캠축식 엔진의 밸브장치.