KR200216197Y1

KR200216197Y1 - Exhaust Valve Cooling System

Info

Publication number: KR200216197Y1
Application number: KR2019970044984U
Authority: KR
Inventors: 김규완
Original assignee: 정몽규; 현대자동차주식회사
Priority date: 1997-12-31
Filing date: 1997-12-31
Publication date: 2001-04-02
Also published as: KR19990032230U

Abstract

본 고안은 목적은 냉각 성능이 우수하여 고출력 엔진에 적합한 배기밸브를 제공하는 데 있다.The object of the present invention is to provide an exhaust valve suitable for a high power engine due to its excellent cooling performance.

본 고안은 상기한 목적을 달성하기 위하여The present invention to achieve the above object

배기밸브(4)와, 그 배기밸브(4)를 안내하는 밸브가이드(3)가 실린더헤드에 비치된 밸브기구에 있어서,In the valve mechanism provided in the cylinder head with an exhaust valve 4 and a valve guide 3 for guiding the exhaust valve 4,

실린더 헤드(1)를 순환하는 냉각수를 상기 밸브 가이드(3)로 도입하기 위하여 형성되는 냉각수 통로(6)와;A coolant passage (6) formed for introducing coolant circulating in the cylinder head (1) into the valve guide (3);

상기 밸브 가이드의 냉각수 통로와 일치하여 냉각수를 상기 배기밸브 몸체 내로 안내하는 냉각수 재킷(7)과;A coolant jacket (7) for guiding the coolant into the exhaust valve body in line with the coolant passage of the valve guide;

상기 밸브 가이드의 냉각수 통로의 도중에 마련되어 있는 압축실(8)과;A compression chamber 8 provided in the middle of the coolant passage of the valve guide;

상하왕복 운동에 의해 상기 압축실 내의 냉각수를 펌핑하는 플런저(9)와;A plunger (9) for pumping the cooling water in the compression chamber by vertical reciprocating motion;

상기 플런저를 탄발 지지하는 스프링(10)과;A spring (10) for supporting the plunger in an elastic manner;

상기 배기밸브로 부터 돌출하고 있으며 배기밸브의 상승시 상기 플런저를 밀어 올리도록 작동하는 플런저 작동봉(11)과;A plunger operating rod (11) protruding from the exhaust valve and operating to push up the plunger when the exhaust valve rises;

를 포함하여 구성되어 있다.It is configured to include.

Description

Exhaust Valve Cooling System

본 고안은 배기밸브 냉각장치에 관한 것이다.The present invention relates to an exhaust valve cooling device.

4사이클 엔진에서는 팽창행정에 필요한 혼합기를 연소실로 끌어 들이고 또한 연소가스를 외부로 배출하기 위하여 1개의 실린더에 흡기밸브와 배기밸브를 비치하고 있다.In a four-cycle engine, an intake valve and an exhaust valve are provided in one cylinder to draw a mixer necessary for the expansion stroke into the combustion chamber and to discharge the combustion gas to the outside.

연소실에서 폭발후의 연소가스 온도는 2000℃ 이상에 달하고 이 열이 피스톤과 실린더 블록, 실린더 헤드, 밸브, 특히 배기밸브에 집중적으로 전달되므로 배기밸브는 열적부하를 가장 많이 받게 된다.In the combustion chamber, the exhaust gas is subjected to the most thermal load since the combustion gas temperature after the explosion reaches 2000 ° C. and heat is concentrated in the piston, the cylinder block, the cylinder head, the valve, especially the exhaust valve.

최근에 고출력 엔진의 선호로 엔진출력 증대를 위해 밸브리프터가 작아도 되고 체적 효율을 증가시킬 수 있도록 밸브 헤드부의 직경을 크게 만드는 일이 헤드부의 직경을 크게 할 경우 밸브 냉각이 곤란해지는 문제가 뒤따르게 되어 밸브의 냉각 문제가 엔진 출력증대의 걸림돌로 작용하고 있다.In recent years, the preference of high-power engines has led to the problem that it is difficult to cool the valve when the diameter of the valve head is increased to increase the diameter of the valve head so that the valve lifter may be smaller or the volumetric efficiency may be increased. The cooling problem of the valve is acting as an obstacle to increasing the engine output.

밸브헤드의 냉각을 좋게 하기 위하여 종래 밸브스템부를 중공부로 하고 그 속에 열전도성이 좋은 금속나트륨을 중공부 용적의 반쯤 봉입한 상태에서 밸브의 상하 운동에 따라 액화된 나트륨이 내부에서 출렁거려 밸브헤드부의 열을 밸브 스템에 전달하여 방출하는 방식이 사용되고 있다.In order to improve the cooling of the valve head, the conventional valve stem part is made into the hollow part, and the sodium liquefied swells in the valve head part according to the vertical movement of the valve while the metal sodium having good thermal conductivity is half filled in the volume of the hollow part. The method of transferring heat to the valve stem and releasing it is used.

그러나, 상기한 나트륨 봉입 방식은 밸브 헤드부의 온도를 약 100℃ 정도 저하시키는 효과가 있으나 나트륨 용액이 정체상태에 있어 외부 열전달에 한계가 있기 때문에 고출력을 위한 배기밸브 냉각시스템 적용에는 제한적일 수 밖에 없게된다.However, the sodium encapsulation method has an effect of reducing the temperature of the valve head portion by about 100 ° C., but the application of the exhaust valve cooling system for high power is limited because the sodium solution has a limitation in external heat transfer. .

이에 본 고안은 상기한 점을 감안하여 제안한 것으로서 그의 목적으로 하는 것은 냉각 성능이 우수하여 고출력 엔진에 적합한 배기밸브를 제공하는 데 있다.Accordingly, the present invention has been proposed in view of the above-mentioned point, and its object is to provide an exhaust valve suitable for a high-power engine having excellent cooling performance.

배기밸브와, 그 배기밸브를 안내하는 밸브가이드가 실린더헤드에 비치된 밸브기구에 있어서,In the valve mechanism provided in the cylinder head with an exhaust valve and a valve guide for guiding the exhaust valve,

실린더 헤드를 순환하는 냉각수를 상기 밸브 가이드로 도입하기 위하여 형성되는 냉각수 통로와;A coolant passage formed to introduce coolant circulating through a cylinder head into the valve guide;

상기 밸브 가이드의 냉각수 통로와 일치하여 냉각수를 상기 배기밸브 몸체 내로 안내하는 냉각수 재킷과;A coolant jacket guiding the coolant into the exhaust valve body in accordance with the coolant passage of the valve guide;

상기 밸브 가이드의 냉각수 통로의 도중에 마련되어 있는 압축실과;A compression chamber provided in the middle of the cooling water passage of the valve guide;

상하왕복 운동에 의해 상기 압축실 내의 냉각수를 펌핑하는 플런저와;A plunger for pumping cooling water in the compression chamber by a vertical reciprocating motion;

상기 플런저를 탄발 지지하는 스프링과;A spring for elastically supporting the plunger;

상기 배기밸브로 부터 돌출하고 있으며 배기밸브의 상승시 상기 플런저를 밀어 올리도록 작동하는 플런저 작동봉과;A plunger operating rod protruding from the exhaust valve and operating to push up the plunger when the exhaust valve rises;

를 포함하여 구성되어 있다.It is configured to include.

도 1 은 본 고안에 의한 배기밸브 냉각장치를 나타내는 도면.1 is a view showing an exhaust valve cooling apparatus according to the present invention.

도 2 는 도 1 의 A-A 단면도.2 is a cross-sectional view taken along line A-A of FIG.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※ Explanation of code for main part of drawing

1 : 실린더 헤드 2 : 배기포트1: cylinder head 2: exhaust port

3 : 밸브가이드 4 : 배기밸브3: valve guide 4: exhaust valve

5 : 냉각수통로 6 : 냉각수통로5: cooling water passage 6: cooling water passage

7 : 냉각수재킷 8 : 압축실7: cooling water jacket 8: compression chamber

9 : 플런저 10 : 스프링9: plunger 10: spring

11 : 플런저 작동봉11: plunger operating rod

이하 본 고안의 구성과 작용을 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings the configuration and operation of the present invention.

도 1 은 본 고안에 의한 배기밸브 냉각 장치를 나타내는 도면이며, 도 2 는 도 1 의 A-A 단면도 이다.1 is a view showing the exhaust valve cooling apparatus according to the present invention, Figure 2 is a cross-sectional view A-A of FIG.

도면중 부호 1은 실린더 헤드이며, 부호 2 는 배기포트이며, 부호3은 실린더 헤드(1)에 압입된 밸브 가이드이며, 부호 4 는 밸브가이드(3)의 안내를 따라 배기포트(2)를 연소실에 대해 개폐하는 배기밸브이다.In the drawing, reference numeral 1 denotes a cylinder head, reference numeral 2 denotes an exhaust port, reference numeral 3 denotes a valve guide press-fitted to the cylinder head 1, and reference numeral 4 denotes an exhaust port 2 along the guide of the valve guide 3. Exhaust valve to open and close.

밸브 가이드(3)에는 실린더 헤드(1)의 냉각을 위해 냉각수가 순환하는 냉각수 통로(5)에 연통하는 냉각수 통로(6)가 형성되어 있으며(도 2 참조) 그 냉각수 통로(6)는 배기밸브(4) 몸체 내에 형성된 냉각수 재킷(7)과 연통하도록 구성되어 있다.In the valve guide 3, a coolant passage 6 is formed in communication with a coolant passage 5 through which coolant circulates for cooling the cylinder head 1 (see FIG. 2), and the coolant passage 6 is an exhaust valve. (4) It is comprised so that it may communicate with the cooling water jacket 7 formed in the body.

냉각수 재킷(7)의 입구부(7a)는 밸브의 리프트량을 고려하여 밸브가이드(3)의 냉각수 통로(6)와 일치상태에서 벗어나지 않는 크기로 형성한다.The inlet portion 7a of the coolant jacket 7 is formed in a size that does not deviate from the coincidence with the coolant passage 6 of the valve guide 3 in consideration of the lift amount of the valve.

상기 밸브 가이드(3)의 냉각수 통로(6)에는 압축실(8)이 형성되어 있으며, 그 압축실 내의 냉각수를 압축시켜 펌핑하는 플런저(9)가 설치되고, 그 플런저(9)는 스프링(10)에 의해 탄발 지지되고 있다.In the cooling water passage 6 of the valve guide 3, a compression chamber 8 is formed, and a plunger 9 for compressing and pumping the cooling water in the compression chamber is provided, and the plunger 9 is a spring 10 ) Is supported by shot force.

상기 플런저(9)는 밸브 가이드(3) 하단으로 돌출하여 배기포트(2) 상에 노출되어 있으며, 배기밸브(4)로 부터 돌출된 플런저 작동봉(11)이 상승시에 압축실(8) 상부로 밀어올려지게 된다.The plunger 9 protrudes to the lower end of the valve guide 3 and is exposed on the exhaust port 2. When the plunger operating rod 11 protruding from the exhaust valve 4 is raised, the upper portion of the compression chamber 8 is raised. Will be pushed up.

이와같은 본 고안은 캠의 회전에 의하여 배기밸브(4)가 하강하여 배기포트(2)를 개방하게 될때, 배기가스가 배기포트를 통해 배출되면서 배기밸브(4)가 최대의 열적부하를 받게 되는데, 이때 냉각수가 배기밸브(4) 몸체 내의 냉각수 재킷(7) 내로 유입되어 배기밸브(4)를 냉각한 후 다시 밸브 가이드(3)의 냉각수 통로(6)를 통해 빠져나가게 되는 것이다.The present invention is such that when the exhaust valve 4 is lowered by the rotation of the cam to open the exhaust port 2, the exhaust gas is discharged through the exhaust port and the exhaust valve 4 receives the maximum thermal load. In this case, the coolant flows into the coolant jacket 7 in the exhaust valve 4 body to cool the exhaust valve 4 and then exits through the coolant passage 6 of the valve guide 3 again.

다시 배기밸브(4)가 상승하여 배기포트(2)를 닫게 되면, 플런저 작동봉(11)에 의해 플런저(9)가 스프링(10)을 압축하면서 밀어올려져 압축실(8) 내의 냉각수를 압축하여 펌핑하게 되므로, 냉각수 통로(6)와 냉각수 재킷(7) 내의 냉각수의 순환유속이 크게 증가하므로 열교환된 냉각수를 신속하게 순환시켜 열전달 기능을 크게 향상시키게 된다.When the exhaust valve 4 is raised again to close the exhaust port 2, the plunger 9 is pushed up by compressing the spring 10 by the plunger operating rod 11 to compress the cooling water in the compression chamber 8. Since the pumping is performed, the circulation flow rates of the cooling water in the cooling water passage 6 and the cooling water jacket 7 are greatly increased, thereby rapidly circulating the heat exchanged cooling water, thereby greatly improving the heat transfer function.

실제로 배기밸브(4)의 상하 작동은 매우 고속으로 일어나므로 압축실(8)내의 냉각수 펌핑에 의해 냉각수 유속을 증대시켜 밸브측의 열을 흡수하여 외부로 전달하는 능력이 크게 향상된다.In fact, since the up and down operation of the exhaust valve 4 takes place at a very high speed, the ability to absorb the heat on the valve side and transfer it to the outside by increasing the cooling water flow rate by the cooling water pumping in the compression chamber 8 is greatly improved.

이상과 같은 본 고안에 의하면, 실린더 헤드 냉각을 위한 냉각수를 밸브 가이드를 통하여 배기밸브 몸체 내로 도입하여 열적부하를 크게 받는 배기밸브의 냉각성능을 제고하고 더욱이 배기밸브의 상하 운동에 의해 냉각수를 펌핑하는 플런저를 구비토록 하므로서, 배기밸브의 냉각성능을 크게 증대시켜 고출력 엔진에 적합한 배기밸브를 제공하는 효과가 있다.According to the present invention as described above, the cooling water for the cylinder head cooling is introduced into the exhaust valve body through the valve guide to improve the cooling performance of the exhaust valve receiving a large thermal load and to further pump the cooling water by the vertical movement of the exhaust valve. By providing the plunger, the cooling performance of the exhaust valve is greatly increased, thereby providing an exhaust valve suitable for a high power engine.

Claims

In the valve mechanism provided in the cylinder head with an exhaust valve 4 and a valve guide for guiding the exhaust valve 4,

A coolant passage (6) formed to introduce coolant circulating in the cylinder head (1) into the valve guide;

A coolant jacket (7) for guiding the coolant into the exhaust valve body in line with the coolant passage of the valve guide;

A compression chamber 8 provided in the middle of the coolant passage of the valve guide;

A plunger (9) for pumping the cooling water in the compression chamber by vertical reciprocating motion;

A spring (10) for supporting the plunger in an elastic manner;

A plunger operating rod (11) protruding from the exhaust valve and operating to push up the plunger when the exhaust valve rises;

Exhaust valve operating apparatus characterized in that it comprises a.