KR20000003052U - 엔진의 밸브 개폐장치 - Google Patents

Abstract

엔진의 밸브 개폐장치의 구성을 최소화하여 엔진의 밸브 개폐시 밸브 개폐기구들로부터 발생되는 마찰저항 및 소음을 감소시키고 밸브의 개폐 응답성을 향상시켜 엔진의 동력성능을 증대시킬 수 있는 엔진의 밸브 개폐장치에 관한 것이다. 상기 엔진의 밸브 개폐장치는 밸브 스템의 일단에 밸브 헤드가 형성되며, 상기 밸브 스템의 타단에 일정한 크기의 원판을 갖고 직선 왕복 운동함에 따라 소정의 통로를 개폐하는 밸브와, 일정한 크기를 갖는 베이스 플레이트에 캠축과 결합되는 캠이 형성되고, 상기 캠의 외주면을 따라 상기 원판이 결합되도록 일정한 크기의 홈을 형성하며, 상기 캠축이 회전함에 연동하여 상기 밸브의 개폐동작을 수행하는 홈캠을 포함하여 구성한다. 상기 엔진의 밸브 개폐장치는 종래의 밸브 개폐장치의 구성요소를 단순화하여 엔진의 크기 축소 및 간결화를 도모할 수 있고, 흡·배기 밸브의 개폐시 발생하는 마찰저항 및 소음을 감소시킬 수 있으며, 엔진의 중량을 경량화할 수 있고, 엔진의 동력성능을 개선시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

엔진의 밸브 개폐장치

본 고안은 엔진의 밸브 개폐장치에 관한 것으로서, 특히 엔진의 밸브 개폐장치의 구성을 최소화하여 엔진의 밸브 개폐시 밸브 개폐기구들로부터 발생되는 마찰저항 및 소음을 감소시키고 밸브의 개폐 응답성을 향상시켜 엔진의 동력성능을 증대시킬 수 있는 엔진의 밸브 개폐장치에 관한 것이다.

통상적으로, 종래에는 도 1에 도시된 바와 같이 엔진 내부에 흡기 밸브와 배기 밸브가 장착된다. 상기 흡기 밸브는 연소실내에 혼합기를 공급하는 목적을 가지고 있다. 또한 상기 배기 밸브는 연소실 내에서 연소된 가스를 배출시켜 주는 기능을 한다. 상기 흡·배기 밸브들은 캠축 2에 연동되어 동작된다. 상기 캠축 2는 회전을 하면서 여기에 연결되어 있는 캠 6과 로커암 4를 이용하여 밸브를 개폐한다. 일반적인 엔진일 경우 상기 캠축 2는 크랭크축 8과 타이밍벨트 10로 연결되어 크랭크축 8의 회전을 이용하여 회전하게 된다.

위와 같은 방법을 사용할 때 밸브 개폐장치에 사용되는 밸브 개폐기구들로부터 마찰 저항과 마찰소음이 발생하게 되며, 밸브 기구가 복잡하고 밸브 스프링에 의한 관성력이 발생하는 등의 문제점이 있었다.

본 고안의 목적은 캠의 회전 구동에 따라 엔진의 흡·배기 밸브가 직접 구동할 수 있도록 구성하여 흡·배기 밸브의 개폐 응답성을 향상시키고, 흡·배기 밸브의 개폐시 발생되는 마찰저항 및 소음을 감소시킬 수 있는 엔진의 밸브 개폐장치를 제공하는데 있다.

본 고안의 다른 목적은 엔진의 밸브 개폐장치의 구성요소를 단순화시켜 엔진의 무게를 감소시키고, 밸브 개폐시 발생되는 관성력을 감소시킬 수 있는 엔진의 밸브 개폐장치를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 고안은 엔진의 밸브 개폐장치에 있어서, 밸브 스템의 일단에 밸브 헤드가 형성되며, 상기 밸브 스템의 타단에 일정한 크기의 원판을 갖고 직선 왕복 운동함에 따라 소정의 통로를 개폐하는 밸브와, 일정한 크기를 갖는 베이스 플레이트에 캠축과 결합되는 캠이 형성되고, 상기 캠의 외주면을 따라 상기 원판이 결합되도록 일정한 크기의 홈을 형성하며, 상기 캠축이 회전함에 연동하여 상기 밸브의 개폐동작을 수행하는 홈캠을 포함하여 구성하는 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래 기술에 따른 엔진의 밸브 개폐장치를 도시한 개략도.

도 2는 본 고안의 일실시예에 따른 엔진의 밸브 개폐장치를 도시한 사시도.

도 3은 도 2에 도시된 엔진의 밸브 개폐장치의 결합상태를 나타낸 단면도.

이하 본 고안의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 우선, 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 동일한 부호가 사용되고 있음에 유의해야 한다. 그리고, 본 고안을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 고안의 요지를 흩트리지 않도록 하기 위하여 생략됨을 유의하여야 한다.

도 2는 본 고안의 일실시예에 따른 엔진의 밸브 개폐장치에서 밸브 12와 홈캠 22의 형상을 도시한 사시도이다. 도 3은 도 2에 도시된 엔진의 밸브 개폐장치에서 밸브 12와 홈캠 22의 결합상태를 나타낸 측단면도와 정면도이다.

상기 도 2와 도 3을 참조하여 본 고안의 일실시에에 따른 엔진의 밸브 개폐장치에 대한 구성을 설명한다.

상기 엔진의 밸브 개폐장치는 밸브 스템 16의 일단에 밸브 헤드 14가 형성되며, 상기 밸브 스템 16의 타단에 일정한 크기의 원판 18을 갖고 직선 왕복 운동함에 따라 소정의 통로를 개폐하는 밸브 12와, 일정한 크기를 갖는 베이스 플레이트 24에 캠축 20과 결합되는 캠 28이 형성되고, 상기 캠 28의 외주면을 따라 상기 원판 18이 결합되도록 일정한 크기의 홈 26을 형성하며, 상기 캠축 20이 회전함에 연동하여 상기 밸브 12의 개폐동작을 수행하는 홈캠 22를 포함하여 구성한다.

상기 밸브 12는 흡기 통로와 배기 통로의 일단에 형성되는 각각의 밸브 시트부분에 안착되도록 결합되어 상기 흡기 통로와 배기 통로를 개폐하는 흡·배기 밸브이다. 상기 흡·배기 밸브는 상기 흡·배기 통로의 일단에 형성된 각각의 밸브 시트부분에 밀착되도록 원주방향의 단부에 일정한 각도를 갖고 기울어진 형상의 밸브 헤드 14와, 상기 밸브 헤드 14의 상면으로부터 수직 신장되는 밸브 스템 16과, 상기 밸브 스템 16의 굴곡진 단부에 원판 18이 형성된다. 상기 흡·배기 밸브에 형성되는 각각의 밸브 스템 16의 타단은 상기 홈캠 22의 흡·배기 밸브의 원판 18일면과 상기 홈캠 22의 홈 26바닥면이 서로 평행하도록 일정한 각도를 갖고 기울어진 형상이다. 상기 원판 18은 핀 결합되는 롤러로 구성하여 밸브 스템에 결합할 수 있다.

상기 홈캠 22는 흡·배기 캠으로 구분된다. 상기 흡·배기 캠은 형상이 동일한 구성을 갖는다. 상기 홈캠 22의 내측에 형성되는 캠 28은 상기 캠 28의 기초원으로부터 일정한 높이를 갖고 밸브 12가 열리는 구간과 밸브 12가 닫히는 구간을 갖도록 밸브 양정이 형성되는 볼록 캠이다. 상기 밸브 12에 형성된 원판 18이 결합되어 상기 밸브 12의 개폐 작용을 하는 상기 캠 28의 접촉면은 원호로 구성된다. 상기 캠 28의 표면 곡선을 변화시켜 상기 밸브 12의 개폐시기나 밸브 양정을 다르게 할 수 있으며, 또한 엔진의 성능에 영향을 주어 엔진의 동력성능 및 연비를 개선시킬 수 있다.

전술한 본 고안의 일실시예에 따른 엔진의 밸브 개폐장치의 구성 및 도면을 참조하여 밸브 12가 개폐되는 동작과정을 상세히 설명한다.

먼저 본 고안의 일실시예에 따른 차량의 엔진은 4행정 엔진이며, 상기 차량의 엔진이 구동되는 상태에서 외부로부터 연소실로 유입되는 공기는 흡기 통로와 흡기 밸브를 통해 연소실로 공급되고, 연소된 가스는 연소실로부터 배기 밸브와 배기 통로를 통해 배출되는 것을 가정하여 설명한다. 또한 밸브의 개폐동작에 대한 설명에 있어서는 흡·배기 밸브 가운데 한 개의 밸브(흡기 밸브)를 선택하여 설명함을 유의하여야 한다.

도 3에 도시된 바와 같이 캠축 20의 회전에 따라 홈캠 22의 내측에 형성된 캠 28과 원판 18이 접하게 되는 상태에서 상기 원판 18은 캠 28의 외주면을 따라 움직이게 된다. 이때 상기 캠 28의 기초원부분과 원판 18이 접하고 있는 상태에서는 상기 밸브 12의 개폐동작이 이루어지지 않는다.

상기 캠축 20이 더 회전하게 되어 상기 캠 28에 형성되는 양정부분의 개방구간과 원판 18의 외주면이 접하고 있는 상태에서는 밸브 12가 개방되며 밸브 헤드 14는 밸브 시트로부터 이격되어 흡기 통로가 개방된다. 즉, 캠축 20에 설치되어 회전운동 하는 캠 28과 상기 원판 18이 접촉함에 따라 상기 밸브 12가 하향으로 직선 운동하게 되어 밸브 12가 열리게 된다.

이때 상기 캠축 20이 더 회전하게 되어 상기 캠 28에 형성되는 양정부분의 닫힘 구간과 원판 18의 외주면이 접하고 있는 상태에서는 밸브 12가 닫혀지게되며 밸브 헤드 14는 밸브 시트에 밀착되어 흡기 통로가 닫혀진다. 즉, 캠축 20에 설치되어 회전운동 하는 캠 28과 상기 원판 18의 외주면이 접촉함에 따라 상기 밸브 12가 직선 왕복 운동하게 되어 밸브 12가 열리고 닫히게 된다.

상술한 바와 같이 본 고안의 실시예에 따른 엔진의 밸브 개폐장치는 종래의 밸브 개폐장치의 구성요소를 단순화하여 엔진의 크기 축소 및 간결화를 도모할 수 있고, 흡·배기 밸브의 개폐시 발생하는 마찰저항 및 소음을 감소시킬 수 있으며, 엔진의 중량을 경량화할 수 있고, 엔진의 동력성능을 개선시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (6)

1. 엔진의 밸브 개폐장치에 있어서,

   밸브 스템의 일단에 밸브 헤드가 형성되며, 상기 밸브 스템의 타단에 일정한 크기의 원판을 갖고 직선 왕복 운동함에 따라 소정의 통로를 개폐하는 밸브와,

   일정한 크기를 갖는 베이스 플레이트에 캠축과 결합되는 캠이 형성되고, 상기 캠의 외주면을 따라 상기 원판이 결합되도록 일정한 크기의 홈을 형성하며, 상기 캠축이 회전함에 연동하여 상기 밸브의 개폐동작을 수행하는 홈캠을 포함하여 구성함을 특징으로 하는 엔진의 밸브 개폐장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 밸브는 흡기 통로와 배기 통로의 일단에 형성되는 각각의 밸브 시트부분에 안착되도록 결합되어 상기 흡기 통로와 배기 통로를 개폐하는 흡·배기 밸브이며, 상기 홈캠은 흡·배기 캠으로 구분됨을 특징으로 하는 엔진의 밸브 개폐장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 흡기 밸브는 상기 흡기 통로의 일단에 형성된 밸브 시트부분에 밀착되도록 원주방향의 단부에 일정한 각도를 갖고 기울어진 형상의 밸브 헤드와, 상기 밸브 헤드의 상면으로부터 수직 신장되는 밸브 스템과, 상기 밸브 스템의 굴곡진 단부에 원판이 형성됨을 특징으로 하는 엔진의 밸브 개폐장치.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 배기 밸브는 상기 배기 통로의 일단에 형성된 밸브 시트부분에 밀착되도록 원주방향의 단부에 일정한 각도를 갖고 기울어진 형상의 밸브 헤드와, 상기 밸브 헤드의 상면으로부터 수직 신장되는 밸브 스템과, 상기 밸브 스템의 굴곡진 단부에 원판이 형성됨을 특징으로 하는 엔진의 밸브 개폐장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 원판의 일면과 상기 홈의 바닥면이 서로 평행하도록 상기 밸브 스템의 타단은 일정한 각도를 갖고 기울어진 형상임을 특징으로 하는 엔진의 밸브 개폐장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 홈캠의 내측에 형성되는 캠은 상기 캠의 기초원으로부터 일정한 높이를 갖고 밸브 양정이 형성되는 볼록 캠임을 특징으로 하는 엔진의 밸브 개폐장치.