KR19980075293A

KR19980075293A - Valve spring force aid for intake and exhaust valves for engines

Info

Publication number: KR19980075293A
Application number: KR1019970011473A
Authority: KR
Inventors: 신병현
Original assignee: 김영귀; 기아자동차 주식회사
Priority date: 1997-03-29
Filing date: 1997-03-29
Publication date: 1998-11-16

Abstract

본 발명은 엔진용 흡배기 밸브의 밸브 스프링력 보조기구를 개시한다. 개시된 본 발명은, 흡배기 밸브(1)의 헤드(11)에 설치된 상부 시트(2)로 상단이 지지되고, 상기 헤드(11)에서 하부로 연장된 스템(12)의 외주에 끼워져, 상기 스템(12)이 이동가능하게 삽입된 실린더 헤드(3)의 포켓부로 하단이 지지된 밸브 스프링(4)의 스프링력을 보조하는 기구로서, 상기 상부 시트(2)의 밑면 중앙부에 피스톤(21)이 일체로 형성되고, 상기 피스톤(21)이 이동가능하게 끼워진 실린더(31)가 상기 실린더 헤드(3)의 포켓부에 형성되어, 상기 피스톤(21)이 실린더(31)내의 공기를 압축하여 밸브 스프링(4)의 스프링력을 보조하도록 구성된 것을 특징으로 한다.The present invention discloses a valve spring force aid of an intake and exhaust valve for an engine. The disclosed invention is supported by an upper seat (2) installed on the head (11) of the intake and exhaust valve (1) and fitted to the outer circumference of the stem (12) extending downward from the head (11). A mechanism for assisting the spring force of the valve spring (4) whose lower end is supported by the pocket of the cylinder head (3) into which the 12 is movably inserted, wherein the piston (21) is integrated in the center of the bottom surface of the upper seat (2). And a cylinder 31 in which the piston 21 is movably fitted is formed in the pocket portion of the cylinder head 3, so that the piston 21 compresses the air in the cylinder 31 to provide a valve spring ( It is characterized in that configured to assist the spring force of 4).

Description

Valve spring force aid for intake and exhaust valves for engines

본 발명은 엔진용 흡배기 밸브의 밸브 스프링력 보조기구에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 엔진의 흡배기 밸브에 부여하는 밸브 스프링의 스프링력을 보조하는 기구에 관한 것이다.The present invention relates to a valve spring force assist mechanism of an intake and exhaust valve for an engine, and more particularly, to a mechanism for assisting a spring force of a valve spring applied to an intake and exhaust valve of an engine.

자동차의 엔진은 크게 연료를 압축, 폭발시키는 피스톤이 왕복이동되는 실린더 블럭과, 실린더 블럭의 상부에 장착된 실린더 헤드를 포함한다. 실린더 헤드에는 연료의 주입구 및 연소가스의 배출구인 흡배기 포트가 형성되고, 흡배기 포트에는 그 입구를 개폐하는 흡배기 밸브가 설치된다.The engine of a vehicle includes a cylinder block in which a piston for compressing and exploding fuel is reciprocated, and a cylinder head mounted on an upper portion of the cylinder block. The cylinder head is provided with an intake / exhaust port which is an injection port of fuel and a discharge port of combustion gas, and an intake / exhaust valve which opens and closes the inlet is provided in the intake / exhaust port.

흡배기 밸브는 실린더 헤드의 흡배기 포트를 로커 암의 구동에 의해 선택적으로 개폐시키는 헤드와, 헤드에서 하부로 연장, 형성된 스템으로 구성된다. 스템의 외주에는 연소실내의 고압이 유출되는 것을 방지하는 상하부 밸브 시트가 상하 소정 간격으로 끼워진다.The intake and exhaust valve is composed of a head for selectively opening and closing the intake and exhaust port of the cylinder head by the drive of the rocker arm, and a stem extending and formed downward from the head. Upper and lower valve seats are inserted at the upper and lower predetermined intervals to prevent the high pressure in the combustion chamber from flowing out on the outer circumference of the stem.

또한, 상기 밸브 시트 사이의 스템 외주면에는 밸브가 흡배기 포트를 닫고 있는 동안에, 밸브 시트를 탄력지지하도록 밀어서 실린더 내부의 기밀을 유지시키고, 또한 밸브가 운동하는 동안에는 다른 부품을 밸브 개폐기구중의 하나인 캠의 외면으로 밀어서 캠의 형상대로 정확하게 작동하여 서로 분리되지 않도록 하는 역할을 하는 밸브 스프링이 끼워진다.In addition, while the valve is closing the intake and exhaust port between the stems of the valve seats, the valve seats are pushed to resiliently support to maintain the airtightness inside the cylinder, and while the valve is in motion, the cam is one of the valve opening and closing mechanisms. The valve spring is fitted to push the outer surface of the valve to operate correctly in the shape of the cam so that it does not separate from each other.

즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 밸브(1)는 그 헤드(11)에 상부 시트(2)가 고정되고, 스템(12)는 실린더 헤드(3)의 포켓부에 이동가능하게 삽입되며, 스템(12)의 하단에 페이스(13)가 형성된 구조를 갖는다. 상부 시트(12)와 실린더 헤드(3)의 포켓부 사이의 스템(12) 외주에는 상기된 밸브 스프링(4)이 끼워진다.That is, as shown in FIG. 1, the valve 1 is fixed to the upper seat 2 at its head 11, the stem 12 is movably inserted into the pocket portion of the cylinder head 3, It has a structure in which a face 13 is formed at the bottom of the stem 12. The valve spring 4 described above is fitted to the outer circumference of the stem 12 between the top seat 12 and the pocket portion of the cylinder head 3.

여기서, 밸브 스프링(4)은 밸브(1)의 운동 관성력이 가장 큰 엔진 최고속도를 기준으로 그 강성, 즉 밸브 스프링(4)의 스프링 상수를 결정하게 된다.Here, the valve spring 4 determines the rigidity, that is, the spring constant of the valve spring 4, based on the engine maximum speed at which the motion inertia of the valve 1 is greatest.

따라서, 종래에는 밸브 스프링(4)을 엔진의 최고속도에 따라 결정된 것을 사용하기 때문에, 엔진이 저속으로 회전할 경우에는 밸브 스프링(4)의 강성이 필요이상으로 크게 작용하여 캠축과 태핏간에 마찰력이 크게 발생되므로써, 엔진의 토크(torque) 성능이 저하되고, 캠축의 마모량이 커지는 문제점이 있었다.Therefore, since the valve spring 4 is conventionally determined according to the maximum speed of the engine, when the engine rotates at a low speed, the rigidity of the valve spring 4 is greater than necessary, so that the friction force between the camshaft and the tappet is increased. As a result of large generation, there is a problem that the torque performance of the engine is lowered and the amount of wear of the camshaft is increased.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명은, 낮은 스프링력을 갖는 밸브 스프링을 사용하면서 부족한 부분은 다른 수단으로 보조하도록 하여, 캠축과 태핏간의 마찰력이 크게 발생되지 않도록 하여, 캠축의 마모량을 줄이고 엔진의 토크 성능을 향상시킬 수 있는 엔진용 흡배기 밸브의 밸브 스프링력 보조기구를 제공하는데 목적이 있다.The present invention devised to solve the above problems, while using the valve spring having a low spring force to assist the lacking portion by other means, so that the friction force between the cam shaft and the tappet is not generated large, the wear amount of the cam shaft An object of the present invention is to provide a valve spring force aid of an intake and exhaust valve for an engine that can reduce and improve the torque performance of the engine.

도 1은 종래의 흡배기 밸브 및 밸브 스프링을 나타낸 단면도1 is a cross-sectional view showing a conventional intake and exhaust valve and the valve spring

도 2는 본 발명에 따른 흡배기 밸브의 밸브 스프링력 보조기구를 나타낸 단면도Figure 2 is a cross-sectional view showing the valve spring force assist mechanism of the intake and exhaust valve according to the present invention

도 3 및 도 4는 본 발명의 효과를 나타낸 그래프로서,3 and 4 is a graph showing the effect of the present invention,

도 3은 고속시 힘과 캠 각도에 따른 밸브 스프링력의 추이를 나타낸 그래프3 is a graph showing the transition of the valve spring force according to the force and cam angle at high speed

도 4는 저속시 힘과 캠 각도에 따른 밸브 스프링력의 추이를 나타낸 그래프4 is a graph showing the transition of the valve spring force according to the force and cam angle at low speed

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

1 : 흡배기 밸브2 : 상부 시트1: Intake and exhaust valve 2: Upper seat

3 : 실린더 헤드4 : 밸브 스프링3: cylinder head 4: valve spring

21 : 피스톤31 : 실린더21: piston 31: cylinder

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 흡배기 밸브의 헤드에 설치된 상부 시트로 상단이 지지되고, 상기 헤드에서 하부로 연장된 스템의 외주에 끼워져, 상기 스템이 이동가능하게 삽입된 실린더 헤드의 포켓부로 하단이 지지된 밸브 스프링의 스프링력을 보조하는 기구로서, 상기 상부 시트의 밑면 중앙부에 피스톤이 일체로 형성되고, 상기 피스톤이 이동가능하게 끼워진 실린더가 상기 실린더 헤드의 포켓부에 형성되어, 상기 피스톤이 실린더내의 공기를 압축하여 밸브 스프링의 스프링력을 보조하도록 구성된 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention, the upper end is supported by the upper seat installed in the head of the intake and exhaust valve, and inserted into the outer periphery of the stem extending from the head downward, the stem of the cylinder head is movably inserted A mechanism for assisting the spring force of the valve spring, the lower end is supported by the pocket portion, the piston is integrally formed in the center of the bottom surface of the upper seat, the cylinder in which the piston is movable is formed in the pocket of the cylinder head, The piston is configured to compress the air in the cylinder to assist the spring force of the valve spring.

상기된 본 발명의 구성에 의하여, 흡배기 밸브가 하강함에 의해 피스톤이 실런더내의 공기를 압축시키게 되고, 따라서, 중저속 영역에서는 공기의 압축력이 낮은 스프링력을 갖는 밸브 스프링를 보조하게 된다.According to the above-described configuration of the present invention, the piston compresses the air in the cylinder by lowering the intake / exhaust valve, and thus, in the medium to low speed region, the air compression force of the air assists the valve spring having a low spring force.

[실시예]EXAMPLE

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 따른 밸브 스프링력 보조기구를 나타낸 도면이고, 도 3 및 도 4는 본 발명의 효과를 나타낸 그래프로서, 도 3은 고속시 힘과 캠 각도에 따른 밸브 스프링의 추이를 나타낸 것이고, 도 4는 저속시 힘과 캠 각도에 따른 밸브 스프링력의 추이를 나타낸 것이다.Figure 2 is a view showing the valve spring force assist mechanism according to the present invention, Figures 3 and 4 is a graph showing the effect of the present invention, Figure 3 shows the transition of the valve spring according to the force and cam angle at high speed Figure 4 shows the trend of the valve spring force according to the force and cam angle at low speed.

참고로, 본 실시예의 구성을 설명함에 있어, 명세서의 서두에서 설명된 종래의 기술과 동일한 부분에 대해서는 설명의 중복을 피하기 위하여 반복설명은 생략하고 개선된 부분만을 주로하여 설명하며, 또한 동일부번을 사용한다.For reference, in the description of the configuration of the present embodiment, the same parts as in the prior art described at the beginning of the specification are omitted and repeated descriptions are mainly described in order to avoid duplication of description. use.

도 2에 도시된 바와 같이, 흡배기 밸브(1)의 헤드(11)에 설치된 상부 시트(2)의 밑면 중앙부에 피스톤(21)이 형성된다. 피스톤(21)이 이동가능하게 삽입되는 실린더(31)가 실린더 헤드(3)의 포켓부에 상부를 향해 형성된다.As shown in FIG. 2, a piston 21 is formed in the center of the bottom surface of the upper seat 2 provided in the head 11 of the intake and exhaust valve 1. A cylinder 31 into which the piston 21 is movably inserted is formed upward in the pocket portion of the cylinder head 3.

즉, 밸브 스프링(4)은 실린더(31)의 외주에 끼워져, 그 상하단이 상부 시트(2)와 실린더 헤드(3)의 포켓부에 의해 지지된다. 특히, 밸브 스프링(4)은 상기된 보조기구가 구성되었으므로, 종래보다 낮은 스프링력을 갖는 것을 사용하게 된다.That is, the valve spring 4 is fitted to the outer circumference of the cylinder 31, and the upper and lower ends thereof are supported by the pockets of the upper seat 2 and the cylinder head 3. In particular, since the auxiliary mechanism described above is configured as the valve spring 4, the valve spring 4 has a lower spring force than the conventional one.

한편, 흡배기 밸브(1)의 스템(12)은 피스톤 및 실린더(21, 31)의 중앙을 따라 실린더 헤드(3)의 포켓부에 이동가능하게 끼워지게 된다. 스템(12)의 하단에는 페이스(13)가 일체로 형성된다.On the other hand, the stem 12 of the intake and exhaust valve 1 is movably fitted into the pocket portion of the cylinder head 3 along the center of the piston and the cylinders 21, 31. The face 13 is integrally formed at the bottom of the stem 12.

이하, 상기와 같이 구성된 본 실시예의 동작을 도 3 및 도 4를 참고로 하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the operation of the present embodiment configured as described above will be described in detail with reference to FIGS. 3 and 4.

먼저, 도 3에 도시된 고속시일 경우에는, 승강되는 밸브(1)의 관성력이 밸브 스프링(4)력보다 낮아지기도 한다. 이때는, 피스톤(21)이 실린더(31)내를 고속으로 왕복이동하므로, 실린더(31)와 피스톤(21) 사이의 틈새로 공기의 누설이 적어지므로, 높은 압축 반발력이 실린더(31)내에 형성된다. 이 압축 반발력이 밸브 스프링력에 합산되어, 밸브(1)의 관성력보다 커지게 되므로써, 밸브(1)와 캠이 계속 접촉되어진다.First, in the case of the high speed shown in FIG. 3, the inertia force of the valve 1 to be elevated may be lower than the valve spring 4 force. At this time, since the piston 21 reciprocates in the cylinder 31 at a high speed, the leakage of air is reduced in the gap between the cylinder 31 and the piston 21, so that a high compression repulsion force is formed in the cylinder 31. . This compression repulsion force is added to the valve spring force and becomes larger than the inertia force of the valve 1, so that the valve 1 and the cam continue to contact each other.

반면에, 도 4에 도시된 저속일 경우에는, 피스톤(21)의 이동속도가 상기보다는 느리므로, 공기의 누설이 많아서 압축 반발력을 작아지게 된다. 따라서, 밸브 스프링력과 압축 반발력이 합산된 힘이 작아지게 되어, 밸브(1)의 승강에 따른 마찰손실을 줄일 수 있게 된다.On the other hand, in the case of the low speed shown in FIG. 4, since the moving speed of the piston 21 is slower than the above, the leakage of air is large and the compression repulsive force becomes small. Therefore, the sum of the valve spring force and the compression repulsion force is reduced, so that the frictional loss caused by the lifting and lowering of the valve 1 can be reduced.

상기된 바와 같이 본 발명에 의하면, 밸브 스프링(4)의 스프링력을 보조하는 기구가 구비되어서 낮은 스프링력(4)을 갖는 밸브 스프링(4)을 사용할 수가 있게 되므로써, 저속시에 밸브 스프링(4)의 스프링력이 필요이상으로 작용하지 않게 된다. 따라서, 캠축과 태핏간에 마찰력을 줄일 수가 있고, 캠축의 마모량도 줄일 수가 있으며, 결과적으로 엔진의 토크 성능을 향상시킬 수가 있다.As described above, according to the present invention, a mechanism for assisting the spring force of the valve spring 4 is provided so that the valve spring 4 having the low spring force 4 can be used. ) Spring force will not work more than necessary. Therefore, the friction force between the camshaft and the tappet can be reduced, the amount of wear of the camshaft can be reduced, and as a result, the torque performance of the engine can be improved.

한편, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.On the other hand, the present invention is not limited to the above-described specific preferred embodiments, and various changes can be made by those skilled in the art without departing from the gist of the invention claimed in the claims. will be.

Claims

The upper end is supported by the upper seat installed on the head of the intake / exhaust valve, and the spring force of the valve spring is supported on the outer circumference of the stem extending downward from the head, and the lower end is supported by the pocket portion of the cylinder head into which the stem is movable. As a supporting mechanism,

A piston is integrally formed at the bottom center of the upper seat, and a cylinder in which the piston is movable is formed at the pocket of the cylinder head, so that the piston compresses air in the cylinder to assist the spring force of the valve spring. Valve spring force aid of the engine intake and exhaust valve, characterized in that configured.