KR19990020417U - 내연기관의 가변 밸브 리프트 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 내연기관의 가변 밸브 리프트 장치에 관한 것으로서, 엔진의 운전영역에 부합되게 밸브의 개폐를 가변하여 엔진의 성능을 향상하고, 냉각성능을 증진한 것이다.

본 고안은 실린더 헤드(1)에 배기 포트(2)와 차단되는 밸브 가이드(3)를 형성하여 그 상부에 캠(5)의 회전에 의하여 하강되고 스프링(6)에 의하여 상승되는 리프터(4)를 설치하고, 상기 밸브 가이드(3)의 하부에 하단에 배기 포트(2)를 개폐하는 밸브 헤드(8)가 형성되고 상단에 피스톤(9)을 형성한 배기 밸브(7)를 밸브 스프링(10)과 함께 일정길이의 유체실(11)이 형성되게 설치하며, 상기 유체실(11)에 액체 나트륨, 오일 등의 비압축성 작동유체(12)를 충전함과 동시에 상기 유체실(11)에 도관(13)으로 액츄에이터(14)를 설치하며, 상기 액츄에이터(14)는 실린더(15)의 일측에 솔레노이드 코일(16)을 설치하고 상기 솔레노이드 코일(16) 사이에 스프링(18)으로 탄설된 플런저(17)를 설치함과 동시에 플런저(17)의 타단에 다이어프램(19)을 실린더(15)와 기밀이 유지되게 설치하며, 상기 솔레노이드 코일(16)에는 전자제어 유니트(20)를 연결하고 전자제어 유니트(20)에는 회전수 센서의 신호를 입력토록 한 것이다.

Description

내연기관의 가변 밸브 리프트 장치

본 고안은 내연기관의 가변 밸브 리프트 장치에 관한 것이다.

주지하는 바와 같이 내연기관의 회전수는 통상적으로 약 500 RPM에서 부터 6000 RPM 까지 변화하기 때문에 엔진에 흡입되는 공기 또는 혼합기의 흐름이 크게 변화하며, 흡기 밸브 및 배기 밸브의 개폐에 의하여 공기 또는 혼합기와 배기가스의 흐름량을 제어하는 왕복동 내연기관에 있어서는 고속시에 고출력을 얻기 위하여서는 흡기 밸브의 열려 있는 시간을 길게 하여 충전효율을 증가시키는 것이 필요하지만 흡기 밸브의 열려 있는 시간을 길게하면 배기 밸브와의 오버랩이 크게 되므로 저속 운전시에는 엔진의 회전상태가 불량하게 되기 때문에 상기 오버랩을 일정한 범위내에 있게 하여야 한다.

따라서 흡기 밸브와 배기 밸브의 개폐 타이밍을 엔진의 운전조건에 부합시켜 출력 성능을 향상시키기 위하여 가변 밸브 리프트 장치가 사용되고 있다.

상기한 가변 밸브 리프트 장치는 많은 종류의 것이 제안되어 있으며 그 예로서, 일본 실개소 55-152307 호 공보에는 밸브 개폐 타이밍을 저속과 고속에서 변화시키기 위하여 밸브 태핏의 길이를 저속과 고속에서 변화시키는 것이 개시되어 있고, 일본 실개소 58-122713 호 공보에는 밸브 태핏의 유압실에 오일을 공급하는 경우와 공기를 공급하는 경우를 절환하여 밸브의 리프트 량을 변화시키는 것이 개시되었으며, 일본 실개소 58-13006 호 공보 및 실개소 58-130045 공보에는 밸브 태핏의 유압실에 공급하는 오일량을 전자변에 의하여 오일 팬에 되돌려 보내서 밸브 타이밍을 변화시키는 것이 개시되어 있다.

본 고안은 엔진의 운전영역에 부합되게 밸브의 개폐를 가변하여 엔진의 성능을 향상하고, 냉각성능을 증진한 내연기관의 가변 밸브 리프트 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 고안은 실린더 헤드에 배기 포트와 차단된 밸브 가이드를 형성하여 그 상부에 캠에 의하여 하강되고 스프링에 의하여 상승되는 리프터를 설치하고, 상기 밸브 가이드의 하부에 하단에 배기 포트를 개폐하는 밸브 헤드가 형성되고 상단에 피스톤을 형성한 밸브를 밸브 스프링과 함께 유체실이 형성되게 설치하며, 상기 유체실에 작동유체를 충진함과 동시에 그 용적을 가변시키는 액츄에이터를 연결하고, 상기 액츄에이터에 전자제어 유니트를 연결한 것이다.

도 1은 본 고안의 제1실시예의 단면도.

도 2는 본 고안의 다른 실시예의 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 실린더 헤드2 : 밸브 가이드

4 : 가이드5 : 캠

7 : 배기 밸브11 : 유체실

12 : 작동유체14 : 액츄에이터

16 : 솔레노이드 코일17 : 플런저

140 : 기어 펌프

도 1은 본 고안의 제1실시예의 단면도로서, 도시하지 않은 실린더 블록에 피스톤을 삽입하고, 상기 실린더 블록에 실린더 헤드(1)를 결합하여 상기 실린더 헤드(1)에 배기 포트(2)와 차단되는 밸브 가이드(3)를 형성하여 그 상부에 캠(5)의 회전에 의하여 하강되고 스프링(6)에 의하여 상승되는 리프터(4)를 설치하고, 상기 밸브 가이드(3)의 하부에 하단에 배기 포트(2)를 개폐하는 밸브 헤드(8)가 형성되고 상단에 피스톤(9)을 형성한 배기 밸브(7)를 밸브 스프링(10)과 함께 일정길이의 유체실(11)이 형성되게 설치하며, 상기 유체실(11)에 액체 나트륨, 오일 등의 비압축성 작동유체(12)를 충전함과 동시에 상기 유체실(11)에 도관(13)으로 액츄에이터(14)를 설치하며, 상기 액츄에이터(14)는 실린더(15)의 일측에 솔레노이드 코일(16)을 설치하고, 상기 솔레노이드 코일(16) 사이에 스프링(18)으로 탄설된 플런저(17)를 설치함과 동시에 플런저(17)의 타단에 다이어프램(19)을 실린더(15)와 기밀이 유지되게 설치하며, 상기 솔레노이드 코일(16)에는 전자제어 유니트(20)를 연결하고, 전자제어 유니트(20)에는 회전수 센서의 신호를 입력토록 한 것이다.

도 2는 본 고안의 다른 실시예의 단면도로서, 제1실시예와 다른 점은 액츄에이터(14)를 기어 펌프(140)로 형성하고 그 케이싱(141)의 도관(13) 연결부 타측에 케이싱(141)과 연통되는 리저버(142)를 형성하며, 기어 펌프 구동모터에는 전자제어 유니트가 연결되는 것이다.

이상과 같은 본 고안의 엔진의 특성을 양호하게 유지하기 위하여 아이들 운전시에는 밸브의 오버랩을 적게하고, 저속 운전시에는 밸브의 오버랩을 크게하며, 고속 운전시에는 상기 아이들 운전시와 저속 운전시의 중간 정도로 제어하는 바, 엔진의 시동전에 배터리의 전원에 의하여 전자제어 유니트(20)가 미리 설정된 맵 테이블에 따라 출력되어서 솔레노이드 코일(16)을 여자하여 플런저(17)를 전진시키거나 기어 펌프(120)의 구동 모터를 반시계 방향으로 회전시켜서 실린더(15)에 충전된 작동유체(12)를 유체실(11)에 압송하여 유체실(11)의 용적을 크게 하므로서 리프터(4)와 배기 밸브(7)의 리프트 양을 최대되게 하며, 이하 상기 상태를 기준으로 각 회전 단결별로 설명한다.

저속운전 상태

엔진의 구동에 의하여 회전수 센서의 신호가 전자제어 유니트(20)에 입력되어 상기 전자제어 유니트(20)에 미리 설정된 맵 테블과 비교되어 솔레노이드 코일(16)에 출력되어 플런저(17)를 후진하거나 기어 펌프(140)의 구동 모터를 시계방향으로 회전하여 유체실(11)에 충전된 작동유체(12)를 실린더(15) 또는 리저버(142)에 흡입하여 유체실(11)의 용적을 감소시키므로서 리프터(4)와 배기 밸브(7)의 피스톤(9) 사이의 간격이 좁아지게 되며, 캠(5)의 회전에 의하여 리프터(4)가 하강되고 배기 밸브(7)가 열릴 때 배기 밸브(7)의 리프트 량이 짧아지므로서 배기 밸브(7)와 흡기 밸브의 오버랩이 상기 기준상태 보다 작아지게 되며, 캠(5)의 베이스가 리프터(4)에 접촉되면 리프터(4)가 스프링(6)에 의하여 상승되고 배기 밸브(7)가 밸브 스프링(10)의 탄성에 의하여 닫치게 되는 것이다.

고속 운전 상태

엔진의 회전수 센서의 신호와 전자제어 유니트(20)에 미리 설정된 맵 테블과 비교되어 상기와 같이 솔레노이드 코일(16) 또는 기어 펌프(140)의 구동 모터에 출력되어 상기 저속 운전 상태 보다 유체실(11)의 용적을 더 축소시키므로서 상기 저속 운전 상태시 보다 리프트 량이 더 짧기 때문에 배기 밸브(7)와 흡기 밸브의 오버랩을 상기 저속 운전 상태 보다 더 작아지게 하는 것이다.

아이들 운전 상태

상기 고속 운전 상태와 같은 요령으로 밸브의 오버랩을 상기 고속 운전 상태 보다 더 작에 조절하는 것이다.

또한 상기 운전상태에서 리프트 량을 크게할 때에는 전자제어 유니트(20)에 의하여 플런저를 전진시키거나 기어 펌프를 반시계방향으로 회전하는 것이다.

그리고 리프터(4)와 배기 밸브(5) 사이에 유체실(9)을 형성하므로서 실린더 헤드(1)와 배기 밸브(5)의 냉각이 양호하게 되는 것이다.

상기한 실시예에서는 액츄에이터(12)를 솔레노이드 코일(14)과 플런저(15), 기어 펌프(120)에 대하여 설명하였으나 로타리 펌프 등 다른 공지한 것도 사용할 수 있고 엔진의 운전 상태도 아이들, 저속, 고속의 3단계에 대하여 설명하였으나 더 세분화 할 수도 있으며 또한 배기 밸브(5)에 대하여서만 설명하였으나 흡기 밸브에도 실시할 수 있음을 물론이다.

이상과 같이 본 고안은 리프터와 배기 밸브 사이에 유체실을 형성하고 상기 유체실에 작동유체를 충전하여 액츄에이터에 의하여 그 용적을 조절하여 리프트 량을 조절하여 밸브의 오버랩을 엔진의 운전 조건에 따라 조절하므로서 충전 효율이 증대되어 엔진의 연소가 개선되기 때문에 출력과 연비가 향상되고 냉각 성능이 증진되는 효과가 있는 것이다.

Claims (2)

1. 실린더 헤드에 배기 포트와 차단된 밸브 가이드를 형성하여 그 상부에 캠에 의하여 하강되고 스프링에 의하여 상승되는 리프터를 설치하고, 상기 밸브 가이드의 하부에 하단에 배기 포트를 개폐하는 밸브 헤드가 형성되고 상단에 피스톤을 형성한 밸브를 밸브 스프링과 함께 유체실이 형성되게 설치되며, 상기 유체실에 작동유체를 충진함과 동시에 그 용적을 가변시키는 액츄에이터를 연결하고, 상기 액츄에이터에 전자제어 유니트를 연결한 내연기관의 가변 밸브 리프트 장치.
2. 제1항에 있어서, 액츄에이터는 솔레노이드 코일과 플런저, 기어 펌프 중에서 선택되는 내연기관의 가변 밸브 리프트 장치.