KR19980068836A - Intake / exhaust valve of vehicle engine - Google Patents

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KR19980068836A KR1019970005627A KR19970005627A KR19980068836A KR 19980068836 A KR19980068836 A KR 19980068836A KR 1019970005627 A KR1019970005627 A KR 1019970005627A KR 19970005627 A KR19970005627 A KR 19970005627A KR 19980068836 A KR19980068836 A KR 19980068836A
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박성엽
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김영귀
기아자동차 주식회사
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Abstract

본 발명은 차량 엔진의 흡배기 공용밸브에 관한 것으로, 종래에는 흡입 및 배기밸브의 구동시 밸브페이스와 흡기 및 배기포트의 충돌로 소음이 발생되고, 밸브 왕복 운동시 밸브와 피스톤의 충돌이 예상되므로 밸브의 가위각을 줄이지 못하여 연소실 표면이 증가하여 성능이 저하되는 문제가 있었다.The present invention relates to a common intake / exhaust valve of a vehicle engine. In the related art, noise is generated by collision between a valve face and an intake and exhaust port when driving an intake and exhaust valve, and a valve and a piston collide with each other during a valve reciprocating motion. There was a problem that the performance of the combustion chamber was increased due to the failure of the scissors angle to decrease.

본 발명은 예시도면 도 3 내지 도 5 와 같이 기존의 흡배기캠축과 흡배기밸브를 하나의 캠축(흡배기공용캠축(12)) 및 밸브(흡배기공용밸브(16))로 단일화하여 실린더헤드에 설치하되, 흡배기공용캠축(12)과 흡배기공용밸브(16)가 교차하는 위치에 각각 베벨기어(14)(14')를 서로 맞물려 설치하고, 흡배기공용밸브(16)는 흡기포트(20)와 배기포트(22)의 경계선에 위치하여 설치하며, 상기 흡배기공용밸브(16)의 일측에는 요홈(18)을 형성하여 흡입행정에서는 요홈(18)이 흡기포트(20)로 향하고, 압축 및 폭발행정에서는 요홈(18)이 흡기포트(20)와 배기포트(22) 어느쪽으로도 향해있지 않으며, 배기행정에서는 요홈(18)이 배기포트(22)로 향하도록 이루어진 것이다.The present invention is installed in the cylinder head by unifying the existing intake and exhaust cam shaft and the intake and exhaust valve as one cam shaft (intake and exhaust air cam shaft 12) and the valve (intake and exhaust valve 16) as shown in Figure 3 to 5, Bevel gears 14 and 14 'are engaged with each other at positions where the intake and exhaust air camshaft 12 and the intake and exhaust air valve 16 cross each other, and the intake and exhaust air valve 16 is provided with an intake port 20 and an exhaust port ( 22 is installed at the boundary line, and the groove 18 is formed at one side of the intake and exhaust air valve 16 so that the groove 18 faces the intake port 20 in the suction stroke, and the groove (in the compression and explosion stroke). 18 is not directed to either the intake port 20 or the exhaust port 22, and the groove 18 is made to face the exhaust port 22 in the exhaust stroke.

따라서, 본 발명은 연소실의 표면 감소로 연소효율을 증대할 수 있고, 밸브페이스 제거로 엔진의 전체적인 이음을 줄일 수 있는 효과가 있다.Therefore, the present invention can increase the combustion efficiency by reducing the surface of the combustion chamber, there is an effect that can reduce the overall joint of the engine by removing the valve face.

Description

차량 엔진의 흡배기 공용밸브Intake / exhaust valve of vehicle engine

본 발명은 차량 엔진의 흡배기 공용밸브에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 밸브페이스의 제거로 이음을 제거하고, 연소실 표면 감소로 연소효율을 증대하도록 한 차량 엔진의 흡배기 공용밸브에 관한 것이다.The present invention relates to an intake / exhaust valve for a vehicle engine, and more particularly, to an intake / exhaust valve for a vehicle engine to remove the joint by removing the valve face and to increase the combustion efficiency by reducing the surface of the combustion chamber.

통상 엔진의 본체는 연료의 연소에서 발생되는 열에너지를 운동에너지로 바꾸어 동력을 발생시켜주는 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.Normally, the engine main body is a machine that generates power by converting thermal energy generated from combustion of fuel into kinetic energy. The engine commonly used is divided into gasoline engine and diesel engine according to fuel, cylinder head, cylinder block, It is divided into three parts of the crankcase body, and its parts consist of stationary parts, motion parts and various accessories.

여기서 정지부품인 실린더헤드는 흡기밸브와 배기밸브 그리고 가솔린기관에서는 점화플러그가 장착되어 있고, 디젤기관에서는 연료분사노즐이 부착되어 있는 것으로 첨부된 예시도면 도 1은 엔진(1)의 연소실(2) 내로 연료를 공급시켜주고 연소가스를 배출하여 주는 캠축식 밸브를 표현한 예시도이다.Here, the cylinder head, which is a stationary part, is equipped with an intake valve, an exhaust valve, and a spark plug in a gasoline engine, and a fuel injection nozzle in a diesel engine. FIG. 1 is a combustion chamber 2 of an engine 1. Exemplary diagram representing a camshaft valve that supplies fuel to the inside and discharges combustion gas.

일반적인 4 행정 사이클의 캠축(5, 6)은 크랭크축의 회전수에 1/2로 타이밍기어가 설치되어 있어서, 크랭크축의 회전에 대한 각 밸브의 개폐 시기가 정확히 맞추어져야 하며, 흡기캠축(5)과 배기캠축(6)에는 캠(7)이 부착되어 있어 이에 연결되어 있는 흡기밸브(3)와 배기밸브(4)를 개폐시키게 된다.The camshafts 5 and 6 of the general four-stroke cycle are provided with timing gears 1/2 of the number of revolutions of the crankshaft, so that the timing of opening and closing each valve with respect to the rotation of the crankshaft must be precisely matched. A cam 7 is attached to the exhaust camshaft 6 to open and close the intake valve 3 and the exhaust valve 4 connected thereto.

또한, 흡기밸브(3)는 흡기저항이 적게 받도록 설계되고, 배기밸브(4)는 냉각이 잘되고 내구력이 크게 설계되어야 한다.In addition, the intake valve (3) is designed to receive less intake resistance, the exhaust valve (4) should be designed to be well cooled and durable.

따라서, 상기한 흡기밸브(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 압축 행정과 동력 행정에서는 충분한 기밀을 유지하여야 하며, 연소가스의 고온에 노출되어도 정확히 작동하고, 장시간의 운전에도 견딜 수 있도록 성형된 것이다.Therefore, the intake valve 3 and the exhaust valve 4 are easily intake and exhaust in a very short time while the piston is in one cycle to increase the volumetric efficiency, and the compression stroke in which the two valves 3 and 4 are closed; Power strokes must maintain sufficient air tightness, operate correctly even when exposed to high temperatures of the combustion gases, and are molded to withstand long periods of operation.

그러나, 종래에는 흡입밸브(3) 및 배기밸브(4)의 구동시 밸브페이스(8)와 흡기 및 배기포트의 충돌로 소음이 발생되고, 밸브 왕복 운동시 밸브(3, 4)와 피스톤의 충돌이 예상되므로 밸브의 가위각을 줄이지 못하여 연소실 표면이 증가하여 성능이 저하되는 문제가 있었다.However, conventionally, noise is generated by collision between the valve face 8 and the intake and exhaust ports when the intake valve 3 and the exhaust valve 4 are driven, and the valves 3 and 4 collide with the piston during the valve reciprocating motion. Since it is expected that the scissors angle of the valve could not be reduced, the combustion chamber surface was increased, there was a problem that the performance is reduced.

따라서 본 발명은 상기한 종래의 엔진이 지닌 문제를 개선하기 위하여 안출된 것으로, 밸브페이스의 제거로 이음을 제거하고, 연소실 표면 감소로 연소효율을 증대하도록 한 차량 엔진의 흡배기 공용밸브를 제공하고자 함에 발명의 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to improve the problems of the conventional engine described above, to provide a joint valve for the intake and exhaust of a vehicle engine to remove the joint by removing the valve face and increase the combustion efficiency by reducing the surface of the combustion chamber. There is an object of the invention.

상기와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 기존의 흡기캠축과 배기캠축 및 흡기밸브와 배기밸브를 하나의 캠축(흡배기공용캠축) 및 밸브(흡배기공용밸브)로 단일화하여 실린더헤드에 설치하되, 흡배기공용캠축과 흡배기공용밸브는 베벨기어로 형성하여 서로 맞물려 설치하고, 흡배기공용밸브는 흡기포트와 배기포트의 경계선에 위치하여 설치한 것이다.The present invention for realizing the above object is installed in the cylinder head by unifying the existing intake camshaft and exhaust camshaft and the intake valve and the exhaust valve into a single camshaft (intake and exhaust valve) and valve (intake and exhaust valve). The common camshaft and the intake / exhaust air valve are formed by bevel gears to be engaged with each other.

또한 상기 흡배기공용밸브의 일측에는 요홈을 형성하여 엔진의 흡입행정에서는 상기 요홈이 흡기포트로 놓여져 연료가 요홈을 따라 연소실로 흡입되고, 압축 및 폭발행정에서는 요홈이 흡기포트, 배기포트 어느쪽에도 향해있지 않으며, 배기행정에서는 요홈이 배기포트로 놓여져 연소된 후 배기가스가 요홈을 따라 배기포트로 배출되도록 이루어진 것이다.In addition, a groove is formed at one side of the intake / exhaust air valve so that the groove is placed as an intake port in the engine intake stroke, and fuel is sucked into the combustion chamber along the groove, and in the compression and explosion stroke, the groove is directed to either the intake port or the exhaust port. In addition, in the exhaust stroke, the groove is placed in the exhaust port and burned so that the exhaust gas is discharged along the groove to the exhaust port.

따라서, 본 발명은 밸브페이스 제거로 이음을 제거할 수 있고, 연소실 상단부 표면의 감소로 연소효율을 증대할 수 있으며, 부품수 감소로 생산비를 절감할 수 있는 것이다.Therefore, the present invention can remove the joint by removing the valve face, increase the combustion efficiency by reducing the surface of the upper end of the combustion chamber, it is possible to reduce the production cost by reducing the number of parts.

도 1 은 종래 엔진의 오버헤드 캠축식 밸브를 표현한 예시도,1 is an exemplary diagram representing an overhead camshaft valve of a conventional engine;

도 2 는 종래 오버헤드 캠축식 엔진의 일부분을 절개하여 표현한 단면도,2 is a cross-sectional view showing a portion of a conventional overhead camshaft engine cut away;

도 3 은 본 발명에 따른 흡배기 공용밸브를 표현한 예시도,3 is an exemplary diagram representing an intake and exhaust common valve according to the present invention;

도 4 의 (가)는 본 발명에 따른 흡배기 공용밸브의 요홈이 흡기포트에 위치한 상태를 보인 예시도,Figure 4 (a) is an exemplary view showing a state in which the groove of the intake and exhaust common valve according to the present invention is located in the intake port,

(나)는 흡배기 공용밸브의 요홈이 배기포트에 위치한 상태를 보인 예시도,(B) is an exemplary view showing a state where the groove of the intake and exhaust common valve is located in the exhaust port,

도 5 는 본 발명에 따른 흡배기 공용밸브의 요홈이 중립상태에 위치한 상태를 보인 예시도이다.Figure 5 is an exemplary view showing a state in which the groove of the intake and exhaust common valve according to the present invention in a neutral state.

- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 --Explanation of symbols for the main parts of the drawings-

10 - 실린더헤드, 12 - 흡배기공용캠축,10-cylinder head, 12-intake and exhaust camshaft,

14, 14' - 베벨기어, 16 - 흡배기공용밸브,14, 14 '-Bevel gear, 16-Intake / exhaust valve

18 - 요홈, 20 - 흡기포트,18-groove, 20-intake port,

22 - 배기포트, 24 - 연소실,22-exhaust port, 24-combustion chamber,

26 - 외통부.26-Ministry of Foreign Affairs.

이하 본 발명에 대하여 첨부된 예시도면에 의거 그 구성과 작용효과에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter will be described in detail with respect to the configuration and operation effects based on the accompanying drawings for the present invention.

본 발명은 실린더헤드(10)의 상단부에 베벨기어(14)를 장착한 흡배기공용캠축(12)을 설치하고, 실린더헤드(10)의 내측에는 베벨기어(14')를 장착한 흡배기공용밸브(16)를 설치하되, 상기 베벨기어(14)는 베벨기어(14')와 맞물려 설치하고, 흡배기공용밸브(16)의 일측에는 요홈(18)을 형성하여 흡배기공용밸브(16)의 회전에 의해 요홈(18)이 흡기포트(20)에 향하면 흡기포트(20)에서 연소실(24)로 연료가 흡입되고, 요홈(18)이 배기포트(22)로 향하면 연소실(24)에서 배기포트(22)로 배기가스가 배출하도록 이루어진 것이다.In the present invention, the intake and exhaust air camshaft 12 having the bevel gear 14 mounted to the upper end of the cylinder head 10 is installed, and the intake and exhaust air valve having the bevel gear 14 'mounted inside the cylinder head 10 ( 16), but the bevel gear 14 is installed in engagement with the bevel gear (14 '), by forming a groove 18 on one side of the intake and exhaust air valve 16 by the rotation of the intake and exhaust air valve (16). When the groove 18 faces the intake port 20, fuel is sucked into the combustion chamber 24 from the intake port 20, and when the groove 18 faces the exhaust port 22, the exhaust port 22 in the combustion chamber 24. The exhaust gas is made to discharge.

상기와 같은 차량 엔진의 흡배기공용밸브(16)는 첨부된 예시도면 도 3에 표현된 바와 같이, 기존의 캠축이 흡기캠축과 배기캠축 두가지로 구성되어 있으며, 밸브 또한 흡기밸브와 배기밸브 두가지로 구성되어 있던 것을 하나의 캠축(즉, 흡배기공용캠축) 및 하나의 밸브(흡배기공용밸브(16))로 단일화하여 엔진의 실린더헤드의 내측에 설치한 것이다.As shown in FIG. 3, the intake / exhaust air valve 16 of the vehicle engine, as shown in FIG. 3, has a conventional camshaft composed of two intake camshafts and an exhaust camshaft, and the valve also includes two intake valves and an exhaust valve. In this case, a single camshaft (that is, an intake and exhaust air camshaft) and one valve (intake and exhaust air valve 16) are unified and installed inside the cylinder head of the engine.

상기 흡배기공용밸브(16)는 상단에 베벨기어(14')가 결합되어 후술되는 흡배기공용캠축(12)에 결합되는 베벨기어(14)와 맞물려 흡배기공용캠축(12)이 회전함에 따라 흡배기공용밸브(16)도 회전하도록 이루어진 것이다.The intake / exhaust air valve 16 is coupled to the bevel gear 14 coupled to the intake and exhaust air cam shaft 12, which is coupled to the bevel gear (14 ') at the upper end, as the intake and exhaust air cam shaft 12 is rotated as the intake and exhaust air valve (12) (16) is also made to rotate.

또한, 흡배기공용밸브(16)의 외통부(26) 일측에 요홈(18)이 형성되어 요홈(18)을 따라 연료가 흡입되거나 연소된 후 배기가스가 배출하게 되는 것이다.In addition, the groove 18 is formed on one side of the outer cylinder portion 26 of the intake and exhaust air valve 16 to exhaust the exhaust gas after the fuel is sucked or burned along the groove 18.

상기 흡배기공용밸브(16)는 첨부된 예시도면 도 4 와 도 5에 표현된 바와 같이, 흡기포트(20)와 배기포트(22)의 경계선에 위치하여 흡입행정에서는 흡입포트(20)를 통해 연소실(24)로 연료가 흡입되어야 하므로 흡배기공용밸브(16)에 형성된 요홈(18)이 상기 포트(20, 22)중 흡기포트(20) 쪽으로 향하게 되고, 연소실(24)에 들어온 연료는 점화플러그에 의해 점화되면 압축 및 폭발행정을 거쳐 연소되는 것이다.The air intake and exhaust valve 16 is located in the boundary between the intake port 20 and the exhaust port 22, as shown in the accompanying drawings, Figure 4 and 5, the combustion chamber through the suction port 20 in the intake stroke Since the fuel should be sucked into the inlet 24, the recess 18 formed in the intake / exhaust air valve 16 is directed toward the intake port 20 of the ports 20 and 22, and the fuel entering the combustion chamber 24 is connected to the ignition plug. When it is ignited, it is burned through compression and explosion stroke.

또한 배기행정에서는 예시도면 도 4의 (나)와 같이, 흡배기공용밸브(16)의 요홈(18)이 배기포트(22) 쪽으로 향하여 연소된 후 남은 배기가스가 요홈(18)을 따라 배기포트(22) 쪽으로 배출하게 되는 것이다.In addition, in the exhaust stroke, as shown in FIG. 4B, the exhaust gas remaining after the groove 18 of the intake and exhaust air valve 16 is burned toward the exhaust port 22 is exhausted along the groove 18. 22)

상기 엔진의 4행정중 압축 및 폭발행정에서는 첨부된 예시도면 도 5에 표현된 바와같이, 흡배기공용밸브(16)의 요홈(18)이 흡기포트(20)와 배기포트(22)의 어느쪽으로도 향해 있지 않고 중립에 위치하여 흡배기공용밸브(16)의 외통부(26)가 흡기포트(20)와 배기포트(22)를 밀폐할 수 있도록 된 것이다.In the compression and explosion strokes of the four strokes of the engine, as shown in the accompanying drawings in FIG. 5, the grooves 18 of the intake and exhaust air valve 16 are provided to either the intake port 20 and the exhaust port 22. It is located in a neutral position without facing, so that the outer cylinder portion 26 of the intake and exhaust air valve 16 can seal the intake port 20 and the exhaust port 22.

따라서 상기 흡배기공용밸브(16)가 흡기포트(20)와 배기포트(22)를 밀폐함과 더불어 엔진의 구동에 의해 피스톤이 상사점으로 이동된 상태에서 연소실(24)로 흡입된 공기와 혼합된 연료가 점화플러그에 의해 점화되어 폭발되면서 팽창되고, 이때 압력으로 피스톤이 하사점으로 이동하여 피스톤과 연결된 크랭크축이 회전되어 자동차는 주행하게 된다.Therefore, the intake / exhaust air valve 16 seals the intake port 20 and the exhaust port 22 and mixes with the air sucked into the combustion chamber 24 while the piston is moved to the top dead center by the driving of the engine. When the fuel is ignited by the spark plug and exploded, it expands. At this time, the piston moves to the bottom dead center by rotating the crank shaft connected to the piston to drive the vehicle.

따라서, 본 발명은 연소실의 표면 감소로 연소효율을 증대할 수 있고, 밸브페이스 제거로 엔진의 전체적인 이음을 줄일 수 있는 효과가 있다.Therefore, the present invention can increase the combustion efficiency by reducing the surface of the combustion chamber, there is an effect that can reduce the overall joint of the engine by removing the valve face.

Claims (1)

실린더헤드(10)의 상단부에 베벨기어(14)를 장착한 흡배기공용캠축(12)을 설치하고, 실린더헤드(10)의 내측에는 베벨기어(14')를 장착한 흡배기공용밸브(16)를 설치하되, 상기 베벨기어(14)는 베벨기어(14')와 맞물려 설치하고, 흡배기공용밸브(16)의 일측에는 요홈(18)을 형성하여 흡배기공용밸브(16)의 회전에 의해 요홈(18)이 흡기포트(20)에 향하면 흡기포트(20)에서 연소실(24)로 연료가 흡입되고, 요홈(18)이 배기포트(22)로 향하면 연소실(24)에서 배기포트(22)로 배기가스가 배출하도록 이루어진 차량 엔진의 흡배기 공용밸브.An air intake / exhaust air camshaft 12 having a bevel gear 14 mounted to an upper end of the cylinder head 10 is installed, and an air intake / exhaust air valve 16 equipped with a bevel gear 14 'is provided inside the cylinder head 10. The bevel gear 14 is installed to be engaged with the bevel gear 14 ', and a groove 18 is formed at one side of the intake and exhaust air valve 16 so that the bevel gear 14 is rotated by the intake and exhaust air valve 16. ) Is directed to the intake port 20, fuel is sucked from the intake port 20 to the combustion chamber 24, and when the groove 18 is directed to the exhaust port 22, exhaust gas is exhausted from the combustion chamber 24 to the exhaust port 22. Intake and exhaust common valve of the vehicle engine configured to discharge gas.
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