KR19980052904A

KR19980052904A - 밸브스프링의 보조 유압제어장치

Info

Publication number: KR19980052904A
Application number: KR1019960071931A
Authority: KR
Inventors: 신병현
Original assignee: 김영귀; 기아자동차 주식회사
Priority date: 1996-12-26
Filing date: 1996-12-26
Publication date: 1998-09-25

Abstract

본 발명은 밸브스프링의 보조 유압제어장치에 관한 것으로, 밸브스프링(20)이 접하는 피스톤부재(30)의 내측으로 실린더헤드(10)에 오일이 공급되는 챔버(11)를 형성하여 오일펌프로 부터 소정의 압력으로 작용되는 오일이 챔버(11)를 통해 피스톤부재(30)를 가압한 상태로 오일탱크로 리턴되도록 하고, 오일통로(12)를 솔레노이드밸브(40)로 개폐 제어토록 한 것에 있어서;

상기 챔버(11)내에 상기 밸브스프링(20)과 대응되는 탄력이 작용되도록 보조스프링(50)을 피스톤부재(30)에 탄력 지지토록 설치하는 것에 의해, 강한 탄성의 밸브스프링(20)과 보조스프링(50)이 균형을 이룬 상태에서 유압에 의해 보조 기능을 수행하므로 중,저속 영역에서 낮은 스프링 반발력으로 마찰손실을 크게 줄여 출력과 연비를 증대시킬 수 있다.

또, 솔레노이드밸브(40)가 고속에서만 작동하여 절전효과와 안정적인 제어가 가능하다.

Description

밸브스프링의 보조 유압제어장치

본 발명은 밸브스프링의 보조 유압제어장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 중,저속 영역에서 낮은 스프링 반발력으로 마찰손실을 크게 줄여 출력과 연비를 증대하고, 솔레노이드밸브가 고속에서만 작동하여 절전효과와 안정적인 제어가 가능하도록 발명된 것이다.

일반적으로 엔진의 흡,배기포트를 개폐시키는 흡배기밸브는 밸브스프링(20)으로 탄력 설치된다.

이 밸브스프링(20)의 재료는 탄력성이 풍푸한 니켈 및 크롬강을 사용하는 데, 장력이 너무 강하면 밸브를 여는데 큰힘을 요하기 때문에 출력의 손실이 있을 뿐만 아니라, 밸브와 밸브기구부품의 마모를 촉진한다.

또, 장력이 너무 약하면 밸브의 밀착이 불충하게 되며 흡입밸브에서는 압축부족으로 엔진 추력이 저하되고, 배기밸브의 위치에서는 연소가스의 블로바이에 의한 소손이 생기며, 밸브 서징(Valve Surging)을 일으키기 쉽다.

따라서, 밸브스프링(20)에 최적의 탄발력을 유지하도록 보조 유압장치가 본원 출원인의 선출원에서 제안된 바 있다.

즉, 밸브스프링(20)이 접하는 피스톤부재(30)의 내측에 오일이 공급되는 챔버(11)를 형성하여 오일탱크로 리턴되도록 하고, 그 오일통로를 솔레노이드밸브(40)로 개폐 제어하는 것에 의해 엔진의 성능에 따라 밸브스프링(20)의 능력을 보조하여 작용되도록 한 것이다.

따라서, 최적의 상태로 밸브의 개폐를 제어하게 되므로, 엔진 출력이 향상되고 밸브와 밸브기구부품의 마모를 방지한다.

또, 적정 장력을 유지하여 밸브의 밀착력을 향상시켜, 흡입밸브의 위치에서는 압축력이 향상되도록 하고, 배기밸브의 위치에서는 연소가스의 블로바이가스를 차단하여 소손을 방지하게 된다.

그리고, 밸브 서징(Valve Surging)을 방지하는 데 유용하게 적용되었다.

상기와 같이 구성된 종래 밸브스프링(20)의 보조 유압제어장치에 의하면, 유압에만 의존하여 밸브스프링(20)을 보조토록 작용되었다.

따라서, 솔레노이드밸브(40)가 계속 작동해야 하므로, 전력의 소모와 아울러 내구성이 저하된다.

또, 오일 공급압이 높아야만 동작되었다.

그리고, 엔진의 최고 속도에 맞춰서 밸브스프링(20)의 강성이 설계되어 보통의 운전 영역에서 마찰손실이 크게되어 출력과 연비에 악영향을 주는 등의 단점이 있었던 것이다.

본 발명의 목적은 중,저속 영역에서 낮은 스프링 반발력으로 마찰손실을 크게 줄여 출력과 연비를 증대시킬 수 있도록 한 밸브스프링의 보조 유압제어장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 솔레노이드밸브가 고속에서만 작동하여 절전효과와 안정적인 제어가 가능하도록 된 밸브스프링의 보조 유압제어장치를 제공하는 데 있다.

도 1은 본 발명의 밸브스프링 보조 유압제어장치를 보인 단면도

도 2는 밸브스프링의 보조 유압제어장치를 보인 등가회로도

도면중 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 - 밸브스프링 20 - 실린더헤드

21 - 챔버22 - 오일통로

30 - 피스톤부재40 - 솔레노이드밸브

50 - 보조스프링

이러한 본 발명의 목적은, 밸브스프링(20)이 접하는 피스톤부재(30)의 내측으로 실린더헤드(10)에 오일이 공급되는 챔버(11)를 형성하여 오일펌프로 부터 소정의 압력으로 작용되는 오일이 챔버(11)를 통해 피스톤부재(30)를 가압한 상태로 오일탱크로 리턴되도록 하고, 오일통로(12)를 솔레노이드밸브(40)로 개폐 제어토록 한 것에 있어서;

상기 챔버(11)내에 상기 밸브스프링(20)과 대응되는 탄력이 작용되도록 보조스프링(50)을 피스톤부재(30)에 탄력 지지토록 설치하는 것에 의해 달성된다.

따라서, 강한 탄성의 밸브스프링(20)과 보조스프링(50)이 균형을 이룬 상태에서 유압에 의해 보조 기능을 수행하므로 중,저속 영역에서 낮은 스프링 반발력으로 마찰손실을 크게 줄여 출력과 연비를 증대시킬 수 있다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의해 상세하 설명하기로 한다.

도 1에서는 본 발명의 장치를 단면도로 도시하고 있다.

또, 도 2는 본 발명의 보조 유압제어장치를 회로도로 도시하고 있다.

이 도면에서와 같이 밸브스프링(20)이 접하는 피스톤부재(30)의 내측에 실린더헤드(10)를 파여지게 하여 오일이 공급되는 챔버(11)를 형성한다.

이 챔버(11)에는 도시하지 않은 오일펌프로 부터 소정의 압력으로 오일압이 작용되어, 피스톤부재(30)를 가압하며 오일탱크로 리턴되어 순환토록 한다.

그리고, 오일이 순환되는 오일통로(12)의 출구측에 솔레노이드밸브(40)를 설치하여 리턴되는 오일압을 제어하는 것이다.

따라서, 오일압의 정도에 따라 밸브스프링(20)에 작용되는 가압력을 조절할 수가 있는 것이다.

한편, 본 발명의 구성상의 특징은 상기 챔버(11)내에 상기 밸브스프링(20)과 대응되는 피스톤부재(30)의 타측에서 반대 탄력이 작용되도록 보조스프링(50)을 탄력 지지토록 설치하게 된다.

따라서, 피스톤부재(30)에 작용되는 오일압을 낮출 수 있게 한다.

또, 엔진의 속도에 따라 가압토록 작용되는 오일압을 특히 고속에서만 강하게 작용되도록 솔레노이드밸브(40)가 차단되므로 절전효과가 크고, 내구성이 향상된다.

그리고, 중,저속 영역에서는 낮은 스프링반발력을 유지하므로 마찰손실을 크게 줄여 출력과 연비를 향상시키게 되는 것이다.

참고로 도 2에서 도시한 등가회로에서

P₀=

위식에서 피스톤부재(30)내에 작용하는 압력이고, 밸브스프링(20) 탄성력이 항상 밸브 관성력 My 보다 1.3배를 유지하도록 설계하면,

로 제어하게 되는 것이다.

여기서, 밸브가속도와 떨림은 캠 설계를 통해 이미 아는 값이고, 나머지 상수들 또한 실험을 통해 미리 결정된 값이므로 엔진 회전속도와 캠 각도에 따른 R값이 계산된다.

그리고, 이 값에 맞도록 솔레노이드밸브(40)로 입구의 구멍을 조절하여 저항을 조절하고, 결과적으로 스프링의 반발력 Fs를 적절히 조절하여 저속에서 마찰손실을 줄여 출력과 연비를 좋게한다.

또한, 보조스프링(50)이 추가됨으로서 밸브가 닫혀있을 때와 저속시에는 보조스프링(50) 만으로 스프링 반발력을 보조함으로서 솔레노이드밸브(40)의 작동시간을 줄여서 절전을 유도하고, 필요 유량의 변화가 줄어들어서 좀더 안정적인 제어가 가능하게 되는 것이다.

상기와 같은 본 발명의 구성에 의하면, 강한 탄성의 밸브스프링(20)과 보조스프링(50)이 균형을 이룬 상태에서 유압에 의해 보조 기능을 수행하므로 중,저속 영역에서 낮은 스프링 반발력으로 마찰손실을 크게 줄여 출력과 연비를 증대시킬 수 있다.

또, 솔레노이드밸브(40)가 고속에서만 작동하여 절전효과와 안정적인 제어가 가능하게 되는 등의 매우 유용한 발명인 것이다.

Claims

밸브스프링(20)이 접하는 피스톤부재(30)의 내측으로 실린더헤드(10)에 오일이 공급되는 챔버(11)를 형성하여 오일펌프로 부터 소정의 압력으로 작용되는 오일이 챔버(11)를 통해 피스톤부재(30)를 가압한 상태로 오일탱크로 리턴되도록 하고, 오일통로(12)를 솔레노이드밸브(40)로 개폐 제어토록 한 것에 있어서;

상기 챔버(11)내에 상기 밸브스프링(20)과 대응되는 탄력이 작용되도록 보조스프링(50)을 피스톤부재(30)에 탄력 지지토록 설치하는 것을 특징으로 하는 밸브스프링의 보조 유압제어장치.