KR19980085745A - 자동차 엔진의 밸브 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차 엔진의 각 실린더에 있는 흡기 밸브 및 배기 밸브를 점화 순서대로 설계된 시기에 개폐작용을 하도록 하는 밸브의 구조에 관한 것으로, 캠의 리브와 밸브 리프터가 직접적으로 접촉되는 것을 방지하므로써 리브와 밸브의 마찰 및 마모를 방지하는 것을 목적으로 하며, 이를 위하여, 본 발명은, 캠 샤프트와 일체로 형성되며, 한쪽으로 편심된 로브를 갖는 캠과, 상기 캠의 하부에서 캠의 로브와 접하게 되므로써 상하로 이동되는 밸브 리프터를 포함하는 자동차 엔진의 밸브구조에 있어서, 상기 밸브 리프터의 상부면 내에는 완전한 구형상의 볼이 삽입되어, 밸브 리프터 내에서 회전 가능하게 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차 엔진의 밸브 구조를 제공한다.

Description

자동차 엔진의 밸브 구조

본 발명은 자동차 엔진의 각 실린더에 있는 흡기 밸브 및 배기 밸브를 점화 순서대로 설계된 시기에 개폐작용을 하도록 하는 밸브의 구조에 관한 것이다.

일반적으로, 4 사이클 기관의 밸브 기구는 흡배기 밸브와 상기 밸브를 개폐하는 밸브 개폐 기구로 구성되어 있으며, 기관의 출력을 향상시키기 위해 밸브가 개폐될 때의 속도 또는 가속도를 크게 설정하여 밸브가 열리는 면적을 될 수 있는 대로 크게 확보하여 다량의 혼합기를 실린더 안으로 흡입할 필요가 있으나 밸브의 속도나 가속도가 너무 빠르면 밸브가 밸브 시이트에 충돌하거나 밸브의 운동이 캠의 모양에 추종하지 않기 때문에 소음이 커지고 밸브 기구가 파손되는 등의 문제가 발생될 수도 있으므로, 이러한 문제를 해결하기 위해 될 수 있는 대로 큰 밸브 개구 면적을 확보하는 형식을 채용해야 한다.

한편, 상기 4 사이클 기관의 밸브 개폐기구는 밸브가 배치된 위치에 따라 여러가지로 분류되며, 그 종류로는, 실린더 헤드에 설치되어 있으며, 캠이 푸시 로드와 로커 아암을 통해 밸브를 개폐시키는 OHV(overhead valve)형과, 밸브 및 캠 샤프트가 실린더 헤드에 설치된 것으로, 캠이 로커 아암을 통해 밸브를 개폐시키는 OHC(overhead camshaft)형과, 캠이 직접 밸브를 개페시키는 DOHC(double overhead camshaft)형 및 실린더의 양쪽 또는 한쪽에 밸브를 설치한 것으로, 현재에는 거의 사용되지 않고 있는 SV(side valve)형 등이 있다.

여기서, 어떠한 방식이든간에 상기 밸브는 캠에 의하여 밸브 스템부가 상하 왕복운동을 하면서, 흡기 및 배기 포트를 개폐시키게 되며, 이러한 밸브의 상하 왕복운동을 하는 구간을 리프트 길이라고 한다.

한편, 밸브 리프터는 캠 축의 회전운동을 상하운동으로 바꾸는 부분으로서 원통형으로 되어 있으며, 상부면은 평면으로 캠에 접촉되고, 그 내면에는 푸시 로드가 닿는 오목면 시트가 설치되어 있으며, 외통부는 실린더 블록 또는 실린더 헤드에 설치된 리프터 구멍으로 안내된다.

그러나, 상술된 밸브 리프터 외에 유압을 사용하는 유압 밸브 리프터(hydraulic valve lifter)가 있으며, 이 리프터는 리프터와 푸시 로드의 사이에 유압실이 설치되어 있으며, 리프터의 상하운동은 유압을 통해서 푸시 로드에 전달된다. 이와 같은 구조로 만들면 밸브의 열팽창을 유압실에서 흡수할 수 있으므로 밸브 클리어런스를 필요로 하지 않으며 밸브 개폐기구의 소음을 저감시킬 수 있다. 또한, 이러한 유압 밸브 리프터를 밸브 래시 어저스터(valve lash ajuster) 라고도 한다.

이러한 종래의 밸브 래시 어저스터는 바디의 내부 상단부에 오일이 채워진 부분이 형성되고, 이러한 오일이 채워진 바디의 중심부에는 대략 U자형상의 플런저가 고정되며, 플런저의 내부에는 피스톤으로서의 플런저 시트가 내부에 구멍이 뚫려져 있는 상태에서 상하로 이동 가능하게 설치되어 있다. 또한, 이러한 구멍은 체크 볼에 의하여 막혀져 있으며, 플런저 시트는 스프링에 의해 일정한 상태로 유지되고 있다.

이러한 구성에 의하여, 도 1에 도시된 바와 같이, 캠(1)의 로브(2)가 밸브 리프터(3)를 누르면 계통 전체가 밸브 스템을 누르지만, 이 때 플런저 시트의 주위로 약간의 오일이 흐르게 된다. 즉 오일이 움직이고 있는 상태에서 힘이 전달되므로 밸브 리프터(3)는 항상 캠에 밀착된 상태에서 움직이게 되어, 캠(1)의 로브(2) 형상을 따라 정확하게 작동된다. 또한, 로브(2)가 통과하여 힘이 제거되면 체크 볼에 의해 플런저 시트의 내부 구멍이 개방되어 오일이 보충되고, 스프링의 힘에 따라 계통은 원래의 상태로 돌아간다.

그런데, 이러한 종래에 있어서, 상술된 바와 같이, 캠(1)의 로브(2)와 밸브 리프터(3)의 상부면이 직접직인 접촉을 하게 되므로써 서로간의 마찰에 의한 마모가 발생되며, 이에 따라 밸브 리프트의 변경이 수반되어, 밸브 리프트 변경으로 인한 엔진 성능의 저하 및 마찰로 인한 소음이 발생되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 이러한 종래의 밸브 구조를 개선하여 캠의 리브와 밸브 리프터가 직접적으로 접촉되는 것을 방지하므로써 리브와 밸브의 마찰 및 마모를 방지하도록 하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 종래 밸브 작동구조를 나타내는 사시도.

도 2는 본 발명에 따른 밸브 리프터의 구조를 나타내는 사시도.

도 3은 도 2의 정면도.

(도면의주요부분에대한부호의설명)

1 ; 캠 2 ; 로브

3 ; 밸브 리프터 4 ;볼

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 캠 샤프트와 일체로 형성되며, 한쪽으로 편심된 로브를 갖는 캠과, 상기 캠의 하부에서 캠의 로브와 접하게 되므로써 상하로 이동되는 밸브 리프터를 포함하는 자동차 엔진의 밸브구조에 있어서, 상기 밸브 리프터의 상부면 내에는 완전한 구형상의 볼이 삽입되어, 밸브 리프터 내에서 회전 가능하게 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차 엔진의 밸브 구조를 제공한다.

또한, 상기 캠 및 로브는 밸프 리프터의 상부면 상에 장착된 볼과의 접촉면을 감소시키도록 가능한한 얇은 두께를 갖는 것이 바람직하다.

[실시예]

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 양호한 실시예를 보다 상세하게 설명하며, 본 실시예에서는 종래 기술에서 인용된 부분과 동일한 부분에 대해서는 동일 부호를 부여하고 있으며, 설명의 중복을 피하기 위해 재차 설명하지 않는다.

여기서, 도 2는 본 발명에 따른 밸브 리프터의 구조를 나타내는 사시도이고, 도 3은 도 2의 정면도이다.

먼저, 본 발명에 의하면, 캠(1)의 로브(2)가 접촉하게 되는 밸브 리프터(3)의 상부면 상에 회전 가능하게 장착되는 볼을 제공하여, 로브(2)와 접촉하도록 하므로써 로브(2)와 밸브 리프터(3)가 직접적으로 접촉하게 되는 것을 방지하게 된다.

이를 위하여, 본 발명의 밸브 구조는, 도 2에 도시된 바와 같이, 밸브 리프터(3)의 상부면 상에는 완전한 구형상의 볼(4)이 삽입되어, 밸브 리프터(3)의 내부에서 회전 가능하게 장착되어 있으며, 상기 볼(4)의 상부에는 캠(1)의 로브(2)가 볼(4)과 접촉 가능하게 장착되어 있다.

이러한 구성에 의하여, 상기 캠(1)의 회전시에 로브(2)는 볼(4)과 접촉되어 밸브 전체를 상하로 이동시키게 되며, 이 때, 상기 로브(2)와 접촉하게 되는 볼(4)은 로브(2)의 회전 방향과 동일하게 회전하게 되므로므로써 서로간의 마찰력을 감소시키게 된다.

또한, 상기 캠(1)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 기존의 두께보다 작은 두께를 갖도록 형성되며, 따라서 캠(1)의 로브(2)와 볼(4) 간의 접촉 면적은 일점에 해당되는 매우 작은 면적을 유지하게 된다.

이상 상술된 바와 같이, 자동차 엔진의 밸브 구조에 의하면, 캠(1)의 로브(2와 접촉되는 밸브 리프터(3)의 상단면 상에 자유로이 회전할 수 있도록 하는 볼을 제공하여, 상기 로브(2)와 밸브 리프터가 직접적으로 접촉하게 되는 것을 방지하므로써 서로간의 마모를 방지하게 되는 효과가 있다.

또한, 상기 캠(1)의 두께를 감소시키므로써 전체적으로 캠 샤프트의 중량을 저감시키게 되는 효과가 있다.

한편, 본 발명은 상술된 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구의 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.

Claims (2)

1. 캠 샤프트와 일체로 형성되며, 한쪽으로 편심된 로브를 갖는 캠과, 상기 캠의 하부에서 캠의 로브와 접하게 되므로써 상하로 이동되는 밸브 리프터를 포함하는 자동차 엔진의 밸브구조에 있어서, 상기 밸브 리프터의 상부면 내에는 완전한 구형상의 볼이 삽입되어, 밸브 리프터 내에서 회전 가능하게 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차 엔진의 밸브 구조.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 캠 및 로브는 밸프 리프터의 상부면 상에 장착된 볼과의 접촉면을 감소시키도록 가능한한 얇은 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 자동차 엔진의 밸브 구조.