KR20030005629A

KR20030005629A - Hydraulic valve lifter for vehicles

Info

Publication number: KR20030005629A
Application number: KR1020010040997A
Authority: KR
Inventors: 김원규
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2001-07-09
Filing date: 2001-07-09
Publication date: 2003-01-23

Abstract

PURPOSE: A hydraulic valve lifter for a vehicle is provided to absorb valve lash reduction followed by expansion of a valve under low temperature by improving material of a plunger seat. CONSTITUTION: A hydraulic valve lifter for a vehicle comprises a body vertically moving by using a cam and a plunger vertically moving a valve stem. In the hydraulic valve lifter, the material of a plunger seat has coefficient of thermal expansion of the range from 15x10-6/deg.C to 20x10-6/deg.C. The material of the plunger seat is composed of SUH35 having coefficient of thermal expansion of 18x10-6/deg.C. Accordingly, valve lash reduction by expansion of a valve is controlled.

Description

HYDRAULIC VALVE LIFTER FOR VEHICLES}

본 발명은 흡배기 밸브의 밸브 클리어런스가 항상 제로(zero)로 유지되도록 제어하는 차량용 유압 밸브 리프터에 관한 것으로서, 특히 플런저 시트의 재질을 개선하여 저온시 밸브 팽창에 따른 밸브 래쉬 감소량을 충분히 흡수 할 수 있도록 하는 차량용 유압 밸브 리프터에 관한 것이다.The present invention relates to a hydraulic valve lifter for a vehicle that controls the valve clearance of the intake and exhaust valves to always be zero, and in particular, to improve the material of the plunger seat so as to sufficiently absorb the valve lash reduction amount due to the expansion of the valve at low temperatures. It relates to a hydraulic valve lifter for a vehicle.

일반적으로 밸브 기구의 각 부품은 엔진의 온도 상승에 따라 팽창되므로, 밸브도 팽창되어 밸브 페이스와 밸브 시트가 밀착하지 않게 되고, 이때 가스 누출을 일으키게 된다. 이를 방지하기 위해서 밸브 클리어런스를 설치함으로써 엔진이 운전 온도에 달했을 때 일정 정도의 간극을 유지토록 하고 있다.In general, since each component of the valve mechanism expands as the temperature of the engine rises, the valve also expands so that the valve face and the valve seat do not come into close contact with each other, which causes gas leakage. To prevent this, a valve clearance is provided to maintain a certain gap when the engine reaches operating temperature.

상기 밸브 클리어런스의 변화는 밸브 개폐시에 큰 영향을 주며, 틈새가 너무크며 소음이 발생되고 밸브 기구의 각 부분에 충격적인 힘을 주게 되므로, 엔진의 성능을 유지하고, 이상 마모나 소음 방지를 위해, 항상 적절한 값으로 조정해야한다. 그런데 상기한 밸브 클리어런스는 소음이나 취급이 복잡해지는 원인이 되므로, 이들 배제하기 위해서 발명된 것이 밸브 리프터이다.The change in the valve clearance has a great effect when opening and closing the valve, the gap is too large and the noise is generated and gives a shocking force to each part of the valve mechanism, to maintain the performance of the engine, to prevent abnormal wear or noise, You should always adjust it to the appropriate value. By the way, since the valve clearance causes noise and handling to become complicated, the valve lifter was invented to eliminate these.

이와 같은, 밸브 리프터는 기계식 밸브 리프터와 유압식 밸브 리프터로 구분된다. 그 중 유압식 밸브 리프터는 오일의 비압축성을 이용하여 냉간이나 온간에 관계없이 언제나 밸브 클리어런스를 제로(0)로 유지하게 되므로, 밸브 틈새에서 발생되는 소음이 사라지고 밸브 클리어런스의 크기를 제어할 필요가 없을 뿐 아니라, 밸브 기구에 충격을 주지 않으므로 마모가 적은 잇점이 있다.As such, the valve lifter is divided into a mechanical valve lifter and a hydraulic valve lifter. Among them, the hydraulic valve lifter uses the incompressibility of oil to maintain the valve clearance at zero (0) at all times, regardless of whether it is cold or warm, so that the noise generated in the valve gap is eliminated and there is no need to control the size of the valve clearance. Rather, it does not impact the valve mechanism and thus has the advantage of less wear.

종래의 유압 밸브 리프터는 도 1에 도시된 바와 같이 크게, 캠(1)의 작용으로 상하 이동하는 바디(2)와, 상기 바디(2)내에 위치되어 밸브 스템(3)를 상하 이동시키는 플런저(4)로 구성된다.The conventional hydraulic valve lifter has a body 2 which moves up and down by the action of the cam 1 and a plunger which is located in the body 2 and moves the valve stem 3 up and down as shown in FIG. 4) consists of.

상기 플런저(4)는 상기 바디(2)의 작용력을 전달받는 플런저 헤드(5)와 상기 플런저 헤드(5) 하측에 위치하는 플런저 시트(6) 사이에 위치된다. 상기 플런저 시트(6) 내부에는 저압실(L)이 위치되고, 플런저 시트(5) 하측, 플런저(4)에는 고압실(H)이 위치되며 상기 저압식(L)과 고압실(H)사이의 공급구멍(6a)은 체크볼(7)로 개폐된다. 그리고 상기 플런저 시트(6) 하측면과 플런저(4) 밑면, 즉 고압실(H)에 리턴스프링(8)이 설치된다.The plunger 4 is located between the plunger head 5 receiving the action force of the body 2 and the plunger seat 6 positioned below the plunger head 5. The low pressure chamber (L) is located inside the plunger seat (6), the high pressure chamber (H) is located below the plunger seat (5), and the low pressure type (L) and the high pressure chamber (H). Supply hole 6a is opened and closed by check ball 7. In addition, a return spring 8 is installed in the lower side of the plunger seat 6 and the bottom of the plunger 4, that is, in the high pressure chamber H.

여기서, 오일은 상기 바디(2) 측면의 오일공급구(2a)를 통해 플런저(4)와 플런저 헤드(5) 사이로 유입된다.Here, oil is introduced between the plunger 4 and the plunger head 5 through the oil supply port 2a on the side of the body 2.

상기와 같이 구성된 종래의 직동식 유압 밸브 리프터는 캠(1)의 회전에 의한 작용력을 받아 직접 밸브 스템(3)를 직선운동시켜 밸브를 개폐하고, 또한 밸브 클리어런스를 항상 제로 상태로 유지시킨다.The conventional direct acting hydraulic valve lifter configured as described above receives the action force by the rotation of the cam 1 to directly move the valve stem 3 to open and close the valve, and also keeps the valve clearance at zero.

상기 캠(1)이 바디(2)에 작용하지 않을 때, 즉 밸브가 닫혀 있을 때에는 바디(2) 측면의 오일공급구(2a)를 통해 공급된 오일이 저압실(L)에서 고압실(H)까지 오일이 채워져 있다. 이 때 고압실(H)에 설치된 리턴스프링(8)이 플런저 시트(6)를 밀고, 상기 플런저 시트(6)에 의해 바디(2)는 캠(1)에 접촉되고, 상기 플런저(4)는 밸브 스템(3)에 접촉되어 밸브 클리어런스는 제로인 상태로 된다.When the cam 1 does not act on the body 2, that is, when the valve is closed, the oil supplied through the oil supply port 2a on the side of the body 2 is discharged from the low pressure chamber L in the high pressure chamber H. Filled with oil. At this time, the return spring 8 installed in the high pressure chamber H pushes the plunger seat 6, the body 2 is in contact with the cam 1 by the plunger seat 6, and the plunger 4 is In contact with the valve stem 3, the valve clearance is zero.

상기 캠(1)이 회전하면서 바디(2)를 하측으로 누르면 플런저 헤드(5)와 플런저시트(6)가 하측으로 일정 이동한다. 이 때, 고압실(H)의 오일이 가압되면서 체크볼(7)이 플런저 시트의 공급구멍(6a)을 막게 되고 고압실(H)에 차 있는 오일이 빠져나오지 못해 플런저(4)를 하측으로 밀어 준다. 이렇게 바디(2)에서 전달되는 캠(1)의 작용력이 상기 플런저(4)를 하측으로 이동시키면서 밸브 스템(3)에 전달되어 밸브를 개방한다.Pressing the body 2 downward while the cam 1 rotates moves the plunger head 5 and the plunger seat 6 downward. At this time, as the oil in the high pressure chamber H is pressurized, the check ball 7 closes the supply hole 6a of the plunger seat, and oil filled in the high pressure chamber H cannot escape, so that the plunger 4 is lowered. Push. Thus, the action force of the cam 1 transmitted from the body 2 is transmitted to the valve stem 3 while moving the plunger 4 downward to open the valve.

이 때, 상기 밸브 리프터의 길이가 줄어드는 현상을 릭 다운(LEAK DOWN)이라 하는데, 상술한 바와 같이 밸브 래쉬가 증가하면 밸브 리프터의 내부에 있는 리턴스프링(8)에 의해 그 밸브 리프터의 길이도 증가되어 밸브 래쉬를 자동적으로 보상하고, 밸브 래쉬가 감소하면 릭 다운이 발생하여 밸브 리프터의 길이가 줄어 자동적으로 조정되는 기능을 갖는다.At this time, the phenomenon that the length of the valve lifter is reduced is referred to as "LEAK DOWN." As described above, when the valve lash increases, the length of the valve lifter is also increased by the return spring 8 inside the valve lifter. It automatically compensates for the valve lash, and when the valve lash decreases, a rig down occurs and the length of the valve lifter is shortened and adjusted automatically.

이때, 엔진 초기 시동시와 같이 저온시에는 고압실에 있는 오일의 온도가 급격히 낮아짐에 따라 플런저와 플런저 시트 사이의 틈새 및 고압실에 충진된 오일의 점도가 급격히 높아져 상기한 릭 다운 현상을 방해하여 정상적인 작동을 이룰 수 없도록 한다.At this time, as the temperature of the oil in the high pressure chamber is rapidly lowered at the low temperature such as when the engine is initially started, the gap between the plunger and the plunger seat and the viscosity of the oil filled in the high pressure chamber are rapidly increased, thereby preventing the above rig down phenomenon. Do not allow normal operation.

보다 구체적으로 살펴보면, 상기 고압실에서의 압력에 의한 플런저와 플런저 시트 사이의 틈새 간극에 대하여 오일 유량식은 수학식 1과 같다.In more detail, the oil flow rate is expressed by Equation 1 with respect to the clearance gap between the plunger and the plunger sheet due to the pressure in the high pressure chamber.

ΔP:고압실 압력, h:틈새 간극, μ:오일 점도ΔP: high pressure chamber pressure, h: clearance gap, μ: oil viscosity

상기 수학식 1을 이용하여 릭 다운 량을 구하면 수학식 2와 같다.When the rig down amount is calculated using Equation 1, Equation 2 is obtained.

즉, 릭 다운량 ΔL₁은 상기 틈새 간극의 3승에 비례하고, 점도에는 반비례하는 특성을 갖고 있다.That is, the amount of lick down ΔL ₁ is proportional to the third power of the clearance gap and has a property inversely proportional to the viscosity.

또한, 엔진 시동시의 밸브 래쉬의 거동은 도 3에서 도시한다.In addition, the behavior of the valve lash at the engine start is shown in FIG.

즉, 밸브 래쉬는 밸브의 온도가 올라가면서 팽창하기 때문에 초기에 줄어드는 현상을 보인다.That is, since the valve lash expands as the temperature of the valve increases, the valve lash decreases initially.

그러나 상기와 같이 밸브 래쉬를 가변시키는 경우, 초기 시동시 밸브의 래쉬는 줄어들기 때문에, 밸브 리프터의 릭 다운에 의해 보상해야 하는데, 저온일 경우오일 점도가 매우 높아 릭 다운이 원활히 이루어지지 않음으로서, 엔진 스톨 또는 실화 등의 발생을 초래하게 문제점을 내포하고 있다.However, in the case of varying the valve lash as described above, since the lash of the valve is reduced during the initial start-up, it should be compensated by the rig down of the valve lifter. The problem is caused to cause an engine stall or misfire.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 플런저 시트의 재질을 개선하여 저온시 밸브 팽창에 따른 밸브 래쉬 감소량을 충분히 흡수 할 수 있도록 릭 다운 현상을 원활하게 하는 차량용 유압 밸브 리프터를 제공하는 것이다.Therefore, the present invention was created to solve the problems as described above, an object of the present invention is to improve the material of the plunger seat to smoothly reduce the lick down phenomenon to sufficiently absorb the valve lash reduction amount due to expansion of the valve at low temperatures. It is to provide a hydraulic valve lifter for the vehicle.

도 1은 차량용 유압 밸브 리프터의 부분 단면도이다.1 is a partial cross-sectional view of a hydraulic valve lifter for a vehicle.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 엔진 시동시의 밸브 래쉬의 거동을 도시한 그래프이다.2 is a graph showing the behavior of the valve lash at engine start in accordance with an embodiment of the present invention.

도 3은 종래의 엔진 시동시의 밸브 래쉬의 거동을 도시한 그래프이다.3 is a graph showing the behavior of a valve lash at the start of a conventional engine.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명 및 첨부 도면과 같은 많은 특정 상세들이 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있으나, 이들 특정 상세들은 본 발명의 설명을 위해 예시한 것으로 본 발명이 그들에 한정됨을 의미하는 것은 아니다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. While many specific details, such as the following description and the annexed drawings, are shown to provide a more general understanding of the invention, these specific details are illustrated for the purpose of explanation of the invention and are not meant to limit the invention thereto. And a detailed description of known functions and configurations that may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention will be omitted.

상기한 수학식 1 및 수학식 2에서와 같이, 릭 다운량은 오일 점도에 반비례하고, 플러저와 플런저 시트 사이의 틈새 간극의 3승에 비례한다. 따라서, 엔진의 초기 시동시의 릭 다운량을 증가시키기 위해서는 오일 점도를 조절하거나, 또는 상기 플러저와 플런저 시트 사이의 틈새 간극을 증대시키는 방법이 있다.As in the above Equations 1 and 2, the amount of rig down is inversely proportional to the oil viscosity and is proportional to the third power of the clearance gap between the plunger and the plunger sheet. Therefore, there is a method of adjusting the oil viscosity or increasing the gap gap between the plunger and the plunger seat in order to increase the amount of rig down at the initial start of the engine.

그러나, 오일의 점도는 사용되는 오일의 종류가 엔진 오일이기 때문에 그 조절이 불가능하므로, 플러저와 플런저 시트 사이의 틈새 간극을 증대시키는 방법이더욱 유용하다.However, since the viscosity of the oil cannot be adjusted because the type of oil used is an engine oil, a method of increasing the clearance gap between the plunger and the plunger seat is more useful.

이때, 플러저와 플런저 시트 사이의 틈새 간극이 너무 크면 고온시에 소음 등이 발생되므로, 적절한 크기를 유지하는 것이 바람직하다.At this time, if the clearance gap between the plunger and the plunger sheet is too large, noise or the like is generated at a high temperature, so it is desirable to maintain an appropriate size.

여기서, 각 금속은 재질마다 고유의 열팽창 계수를 갖게 되므로, 상기 플러저와 플런저 시트 사이의 틈새 간극의 크기를 조절하기 위해서는 플런저 시트의 재질 변화가 불가피하다.Here, since each metal has a coefficient of thermal expansion inherent in each material, in order to adjust the size of the gap gap between the plunger and the plunger sheet, the material change of the plunger sheet is inevitable.

열팽창 계수Thermal expansion coefficient 스틸steal 12×10^-6/℃12 × 10 ^-6 / ℃ 알루미늄aluminum 22~23×10^-6/℃22 ~ 23 × 10 ^-6 / ℃ SUH35SUH35 18×10^-6/℃18 × 10 ^-6 / ℃

각 금속의 열팽창 계수는 표 1에 의해 표시한다.The coefficient of thermal expansion of each metal is shown in Table 1.

상기한 바와 같이 스틸의 열 팽창계수는 12×10^-6/℃이고, 알루미늄은 22~23×10^-6/℃, 또한 SUH35는 18×10^-6/℃이다.As described above, the coefficient of thermal expansion of steel is 12 × 10 ⁻⁶ / ° C., aluminum is 22 to 23 × 10 ⁻⁶ / ° C., and SUH35 is 18 × 10 ⁻⁶ / ° C.

따라서, 플런저는 스틸로 이루어져 있기 때문에, 열팽창 계수가 가장 큰 알루미늄을 시트의 재질로 제작하는 것이 가장 바람직하다.Therefore, since the plunger is made of steel, it is most preferable to produce aluminum having the largest coefficient of thermal expansion from the sheet material.

그러나 알루미늄은 재질이 약한 연강이므로, 고온 및 고압에 견뎌야 하는 시트의 재질로는 내구성에 문제가 있으므로, 상기 SUH35를 이용하여 시트를 제작하는 것이 바람직하다.However, since aluminum is a mild mild steel material, the sheet material that must withstand high temperature and high pressure has a problem in durability, so it is preferable to manufacture the sheet using the SUH35.

이러한 SUH35를 이용하여 시트를 제작할 경우, 플러저와 플런저 시트 사이의 틈새 간극의 크기 변동은 다음과 같다.When the sheet is manufactured using the SUH35, the size variation of the gap gap between the plunger and the plunger sheet is as follows.

즉, 상온에서 플러저와 플런저 시트 사이의 틈새 간극의 크기는 7㎛이다. 이때, -30℃에서 플런저는 6㎛로 크기가 감소되고, 플런저 시트의 크기는 SUH35 적용시 9㎛가 감소하게 되어 결국 틈새 간극은 10㎛정도 확대된다.That is, the size of the clearance gap between the plunger and the plunger sheet is 7 mu m at room temperature. At this time, the size of the plunger is reduced to 6㎛ at -30 ℃, the size of the plunger sheet is reduced to 9㎛ when applying the SUH35 and eventually the gap gap is expanded by about 10㎛.

또한, 도 2에서와 같이 배기밸브의 밸브 래쉬는 상기와 같이 시트를 열팽창 계수가 높은 SUH35로 재질로 변경하는 것에 의해 초기 시동시에도 원활한 릭 다운을 발생시켜, 초기 시동시에 발생할 수 있는 배기밸브의 밸브 래쉬 저하를 최소화 할 수 있다.In addition, as shown in FIG. 2, the valve lash of the exhaust valve generates a smooth rig down even at initial startup by changing the seat to SUH35 having a high coefficient of thermal expansion as described above. The valve lash deterioration can be minimized.

따라서, 릭 다운은 플러저와 플런저 시트 사이의 틈새 간극의 3승에 비례하기 때문에, 릭 다운량은 대략 3.4배정도 증가되어 저온시의 밸브 팽창에 따른 밸브 래쉬 감소량을 충분히 제어할 수 있다.Therefore, since the rig down is proportional to the third power of the clearance gap between the plunger and the plunger seat, the amount of rig down is increased by about 3.4 times to sufficiently control the amount of valve lash reduction due to the expansion of the valve at low temperature.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 차량용 유압 밸브 리프터는 플런저 시트의 재질을 열팽창 계수가 높은 SUH35를 사용하므로서, 저온시 밸브 팽창에 따른 밸브 래쉬 감소량을 충분히 제어할 수 있는 효과가 있다.As described above, the hydraulic valve lifter for a vehicle according to the present invention uses SUH35 having a high coefficient of thermal expansion as the material of the plunger seat, and thus, the valve lash reduction amount due to valve expansion at low temperature can be sufficiently controlled.

Claims

In the vehicle hydraulic valve lifter,

The material of the plunger seat is a hydraulic valve lifter for a vehicle, characterized in that the thermal expansion coefficient is determined within a range of 15 × 10 ⁻⁶ / ° C. to 20 × 10 ⁻⁶ / ° C.

The method of claim 1, wherein the material of the plunger sheet is

A hydraulic valve lifter for a vehicle, comprising a SUH35 having a coefficient of thermal expansion of 18 × 10 ⁻⁶ / ° C.

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