KR20090052208A - 자동차의 직동식 밸브 태핏 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 자동차의 직동식 밸브 태핏에 관한 것으로서, 양측에 제1 오일 통로가 형성된 외측 태핏 몸체와; 원기둥 모양으로 형성되어 상기 외측 태핏 몸체의 내측에 마련되며, 밸브의 스템 엔드와 일체로 결합되는 내측 태핏 몸체와; 상기 외측 태핏 몸체와 상기 내측 태핏 몸체 사이에 상기 외측 태핏 몸체와 일체로 마련되며, 상기 제1 오일 통로와 연통되는 제2 오일 통로가 양측에 형성된 중간 가이드와; 상기 내측 태핏 몸체에 형성된 홈에 설치된 반원 형상의 스프링에 의해 외측으로 가압되어 상기 중간 가이드와 상기 내측 태핏 몸체를 일체로 결합시키고, 상기 제1 오일 통로 및 상기 제2 오일 통로로 오일이 유입되면 상기 내측 태핏 몸체의 홈으로 슬라이드 이동되어 상기 중간 가이드와 상기 내측 태핏 몸체를 분리시키는 반원 형상의 걸림핀과; 상기 중간 가이드의 내부에 마련되어 상기 외측 태핏 몸체를 상향 가압하는 로스트 모션 스프링을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 의하여, 내측 태핏 몸체와 외측 태핏 몸체를 결합 및 분리 가능하게 함으로써 기통휴지 시스템을 구현할 수 있으므로, 엔진 운전 영역에 따라 밸브의 리프트를 가변시켜 연비를 향상시킬 수 있다.
Description
본 발명은 자동차의 직동식 밸브 태핏에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 내측 태핏 몸체와 외측 태핏 몸체를 결합 및 분리 가능하게 함으로써 기통휴지 시스템을 구현할 수 있으므로, 엔진 운전 영역에 따라 밸브의 리프트를 가변시켜 연비를 향상시킬 수 있는 자동차의 직동식 밸브 태핏에 관한 것이다.
일반적으로, 내연기관에서는 엔진의 크랭크 축의 회전력을 전달받은 캠 축이 회전되고, 이 캠 축에 마련된 캠에 의해 흡기 밸브 및 배기 밸브가 상하 리프팅되어 연소실에 흡입 공기가 공급되고 연소가스가 배기되는 과정을 거침으로써, 혼합기를 압축 및 폭발시켜 동력을 얻는 과정이 반복된다.
상기와 같이 흡기 밸브 및 배기 밸브를 작동시키기 위해 캠, 캠 축, 태핏, 스윙암 또는 로커암 등의 일련의 기구들이 마련되는데, 특히 직동식의 경우에는 캠이 밸브 태핏에 직접 접촉됨으로써 흡기 밸브 및 배기 밸브를 리프팅시킨다.
종래의 직동식 밸브계는, 도 5에 도시된 바와 같이, 크게 밸브(150)와, 밸브(150)의 상부에 밸브(150)와 일체로 결합되어 캠축(105)과 일체로 회전하는 캠(103)과 접촉되어 밸브(150)를 상하 리프팅 시키는 밸브 태핏(VALVE TAPPET, 101)으로 구성된다.
밸브(150)는 상단에 스템 엔드(152)가 형성된 밸브 스템(151)과, 밸브 스템(151)의 하단에 곡률 반경을 두고 형성된 헤드(153)와, 리테이너록(156)과 스프링 시트(154) 사이에 리테이너록(156)을 상향 가압하는 밸브 스프링(155)으로 구성된다. 이 때, 스템 엔드(152)는 리테이너록(156)을 매개로 밸브 태핏(101)과 결합된다.
이러한 구성에 의하여, 캠(103)이 캠축(105)을 중심으로 회전하여 캠(103)이 밸브 태핏(101)을 아래로 누르면, 밸브(150)는 밸브 태핏(101)과 함께 아래 방향으로 이동하여 포트가 개방되어 혼합기가 실린더로 유입되고, 밸브 태핏(101)과 밸브(150)가 밸브 스프링(155)에 의해 복원되면 포트가 폐쇄될 수 있다.
그런데, 종래의 직동식 밸브 태핏(101)에 있어서는, 밸브(150)의 리프트(lift)를 가변시킬 수 없어 운전 중 밸브(150)의 리프트를 변화시키면서 엔진의 성능을 최적화시키기에는 한계가 있다. 즉, 엔진이 저속으로 운전중일 때에는, 일부 기통을 휴지시킴으로써 펌핑 로스를 저감하고 이에 따라 연비를 개선시키는 것이 좋은데, 종래의 직동식 밸브 태핏(101)으로는 기통 휴지 시스템을 적용할 수 없는 것이다.
따라서, 본 발명의 목적은 기통 휴지 시스템을 사용할 수 있도록 밸브의 리프트를 가변시킬 수 있는 자동차의 직동식 밸브 태핏을 제공하는 것이다.
상기 목적은 본 발명에 따라, 자동차의 직동식 밸브 태핏에 있어서, 양측에 제1 오일 통로가 형성된 외측 태핏 몸체와; 원기둥 모양으로 형성되어 상기 외측 태핏 몸체의 내측에 마련되며, 밸브의 스템 엔드와 일체로 결합되는 내측 태핏 몸체와; 상기 외측 태핏 몸체와 상기 내측 태핏 몸체 사이에 상기 외측 태핏 몸체와 일체로 마련되며, 상기 제1 오일 통로와 연통되는 제2 오일 통로가 양측에 형성된 중간 가이드와; 상기 내측 태핏 몸체에 형성된 홈에 설치된 반원 형상의 스프링에 의해 외측으로 가압되어 상기 중간 가이드와 상기 내측 태핏 몸체를 일체로 결합시키고, 상기 제1 오일 통로 및 상기 제2 오일 통로로 오일이 유입되면 상기 내측 태핏 몸체의 홈으로 슬라이드 이동되어 상기 중간 가이드와 상기 내측 태핏 몸체를 분리시키는 반원 형상의 걸림핀과; 상기 중간 가이드의 내부에 마련되어 상기 외측 태핏 몸체를 상향 가압하는 로스트 모션 스프링에 의해 달성된다.
여기서, 기통휴지 시스템이 오프(OFF)일 경우, 상기 걸림핀은 상기 스프링의 탄성력에 의해 가압되어 상기 중간 가이드와 상기 내측 태핏 몸체에 걸쳐있고, 기통휴지 시스템이 온(ON)일 경우, 상기 제1 오일 통로 및 상기 제2 오일 통로로 오일이 유입되어 상기 걸림핀은 상기 스프링의 탄성력을 극복하여 상기 내측 태핏 몸 체의 몸으로 슬라이드 이동됨으로써 상기 중간 가이드로부터 걸림 해제되는 것이 바람직하다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 내측 태핏 몸체와 외측 태핏 몸체를 결합 및 분리 가능하게 함으로써 기통휴지 시스템을 구현할 수 있으므로, 엔진 운전 영역에 따라 밸브의 리프트를 가변시켜 연비를 향상시킬 수 있는 자동차의 직동식 밸브 태핏이 제공된다.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 기통휴지 시스템이 오프(OFF)일 때 본 발명에 따른 자동차의 직동식 밸브 태핏의 상태를 도시한 단면도이고, 도 2는 도 1의 주요 구성을 나타내기 위해 위에서 바라본 평면도로서, 도 1 및 도 2에 도시된 본 발명에 따른 자동차의 직동식 밸브 태핏(1)은 외측 태핏 몸체(10)와, 외측 태핏 몸체(10)의 내부에 마련되어 밸브(50)와 일체로 결합되는 내측 태핏 몸체(20)와, 외측 태핏 몸체(10)와 내측 태핏 몸체(20) 사이에 마련되어 외측 태핏 몸체(10)와 일체로 결합된 중간 가이드(30)와, 오일압에 의해 중간 가이드(30)와 내측 태핏 몸체(20)를 결합 및 분리시키는 걸림핀(40)과, 중간 가이드(30)의 내부에 마련되어 외측 태핏 몸체(10)를 상향 가압하는 로스트 모션 스프링(lost motion spring, 45)을 포함하여 이루어진다.
밸브(50)는 상단에 스템 엔드(52)가 형성된 스템(51)과, 스템(51)과 일체로 하향 연장되고 하단에 곡률 반경을 두고 형성된 헤드(53)로 구성된다. 스템(51)의 중앙부분에는 밸브(50)를 상향 가압하는 밸브 스프링(미도시)이 설치되어 있다.
외측 태핏 몸체(10)는 하부가 개방된 원기둥 형상으로 이루어져 밸브(50)의 스템 엔드(52)를 덮는 구조로 이루어져 있다. 이 때, 외측 태핏 몸체(10)의 양측에는 오일이 공급 및 배출되기 위한 제1 오일 통로(11)가 관통 형성되어 있다.
중간 가이드(30)는 내부가 빈 원기둥 형상으로 이루어져 외측 태핏 몸체(10)의 내부에 외측 태핏 몸체(10)와 일체로 용접 결합된다. 이에, 밸브(50)가 로스트 모션(lost motion)할 때, 중간 가이드(30)는 외측 태핏 몸체(10)와 함께 상하 방향으로 이동될 수 있다. 한편, 중간 가이드(30)의 내부 하측에는 내측 태핏 몸체(20)가 설치되어 있으며, 상측에는 외측 태핏 몸체(10)를 상향 가압하는 로스트 모션 스프링(45)이 설치되어 있다.
중간 가이드(30)의 양측에는 제1 오일 통로(11)와 연통되는 제2 오일 통로(32)가 관통 형성되어 있다. 또한, 중간 가이드(30)의 내측면 양측에는 제2 오일 통로(32)와 연통되어 걸림핀(40)의 일단이 설치되기 위한 홈(31)이 형성되어 있다.
내측 태핏 몸체(20)의 외주면에는 중간 가이드(30)의 홈(31)과 대향하는 위치에 걸림핀(40)의 타단이 설치되기 위한 홈(21)이 형성되어 있다. 내측 태핏 몸체(20)의 홈(21)에는 걸림핀(40)을 외측 방향으로 가압하는 반원 형상의 스프링(43)이 설치되어 있다. 이에, 도 1 및 도 2와 같이 기통휴지 시스템이 오프(OFF)일 경우에는 스프링(43)의 힘에 의해 걸림핀(40)이 외측으로 가압되어 중간 가이드(30)와 내측 태핏 몸체(20)가 일체로 결합된다. 한편, 도 3 및 도 4와 같이 기통휴지 시스템이 온(ON)일 경우에는 ECU에 의해 오일 제어 밸브(Oil Control Valve, OCV)가 개방되어 오일이 제1 오일 통로(11)를 거쳐 제2 오일 통로(32)로 유입되면 이 오일압에 의해 걸림핀(40)이 내측으로 밀려 스프링(43)을 가압하면서 내측 태핏 몸체(20)의 홈(21)으로 들어가게 되며, 이에 따라 중간 가이드(30)와 내측 태핏 몸체(20)가 분리된다.
걸림핀(40)은 반원 형상으로 이루어져 오일 통로(11, 32)와 대응되는 위치에 마련된다. 도 1 및 도 2와 같이 오일 통로(11, 32)로 오일이 공급되지 않는 경우, 걸림핀(40)은 스프링(43)의 힘에 의해 외측으로 가압되어 내측 태핏 몸체(20)와 중간 가이드(30)를 일체로 결합시키고, 도 3 및 도 4와 같이 오일 통로(11, 32)로 오일이 공급되는 경우, 걸림핀(40)은 오일압에 의해 내측 태핏 몸체(20)의 홈(21)으로 이동되어 내측 태핏 몸체(20)와 중간 가이드(30)를 분리시킨다.
이러한 구성에 의하여, 본 발명에 따른 자동차의 직동식 밸브 태핏(1)에 의해 기통휴지 시스템이 구현되는 원리를 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 기통휴지 시스템이 오프(OFF)일 때의 직동식 밸브 태핏(1)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같다. 즉, 걸림핀(40)이 스프링(43)의 힘에 의해 중간 가이드(30)와 내측 태핏 몸체(20)의 각 홈(31, 21)에 걸쳐있고, 이에 의해 중간 가이드(30)와 일체로 용접된 외측 태핏 몸체(10)와 내측 태핏 몸체(20)가 일체로 결합된 상태가 된다. 이에, 캠축(5)이 회전하여 캠(3)이 외측 태핏 몸체(10)의 상부면을 누르면 내측 태핏 몸체(20)가 외측 태핏 몸체(10)와 함께 아래로 이동되어 밸브 스프링을 가압되면서 밸브(50)가 아래로 리프팅된다.
다음, 기통휴지 시스템이 온(ON)일 때의 직동식 밸브 태핏(1)은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같다. 즉, 기통휴지 시스템이 온(ON)인 경우에는 ECU가 오일 제어 밸브(OCV)를 개방하여 제1 오일 통로(11) 및 제2 오일 통로(32)로 오일을 공급하는데, 이 오일압에 의해 걸림핀(40)이 내측 태핏 몸체(20)의 홈(21)으로 이동되어 중간 가이드(30)로부터 이탈된다. 이에, 외측 태핏 몸체(10)와 내측 태핏 몸체(20)가 분리되고, 이 상태에서 캠(3)이 외측 태핏 몸체(10)를 누르면, 로스트 모션 스프링(45)이 압축되면서 외측 태핏 몸체(10)와 중간 가이드(30)만이 하향 이동되고 내측 태핏 몸체(20)는 이동하지 않으므로, 내측 태핏 몸체(20)와 일체로 결합된 밸브(50)는 이동되지 않아 포트가 폐쇄된 상태로 유지될 수 있는 것이다.
이와 같이, 내측 태핏 몸체(20)와 외측 태핏 몸체(10)를 결합 및 분리 가능하게 함으로써 기통휴지 시스템을 구현할 수 있으므로, 엔진 운전 영역에 따라 밸브(50)의 리프트를 가변시켜 연비를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 기통휴지 시스템이 오프(OFF)일 때 본 발명에 따른 자동차의 직동식 밸브 태핏의 상태를 도시한 단면도이고,
도 2는 도 1의 주요 구성을 나타내기 위해 위에서 바라본 평면도이고,
도 3은 기통휴지 시스템이 오프(ON)일 때 본 발명에 따른 자동차의 직동식 밸브 태핏의 상태를 도시한 단면도이고,
도 4는 도 2의 주요 구성을 나타내기 위해 위에서 바라본 평면도이고,
도 5는 종래의 자동차의 직동식 밸브계를 도시한 단면도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1 : 직동식 밸브 태핏 10 : 외측 태핏 몸체
11 : 제1 오일 통로 20 : 내측 태핏 몸체
30 : 중간 가이드 32 : 제2 오일 통로
40 : 걸림핀 43 : 스프링
45 : 로스트 모션 스프링 50 : 밸브
52 : 스템 엔드 3 : 캠 5 : 캠축
Claims (2)
- 양측에 제1 오일 통로가 형성된 외측 태핏 몸체와;원기둥 모양으로 형성되어 상기 외측 태핏 몸체의 내측에 마련되며, 밸브의 스템 엔드와 일체로 결합되는 내측 태핏 몸체와;상기 외측 태핏 몸체와 상기 내측 태핏 몸체 사이에 상기 외측 태핏 몸체와 일체로 마련되며, 상기 제1 오일 통로와 연통되는 제2 오일 통로가 양측에 형성된 중간 가이드와;상기 내측 태핏 몸체에 형성된 홈에 설치된 반원 형상의 스프링에 의해 외측으로 가압되어 상기 중간 가이드와 상기 내측 태핏 몸체를 일체로 결합시키고, 상기 제1 오일 통로 및 상기 제2 오일 통로로 오일이 유입되면 상기 내측 태핏 몸체의 홈으로 슬라이드 이동되어 상기 중간 가이드와 상기 내측 태핏 몸체를 분리시키는 반원 형상의 걸림핀과;상기 중간 가이드의 내부에 마련되어 상기 외측 태핏 몸체를 상향 가압하는 로스트 모션 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 직동식 밸브 태핏.
- 제1항에 있어서,기통휴지 시스템이 오프(OFF)일 경우, 상기 걸림핀은 상기 스프링의 탄성력에 의해 가압되어 상기 중간 가이드와 상기 내측 태핏 몸체에 걸쳐있고,기통휴지 시스템이 온(ON)일 경우, 상기 제1 오일 통로 및 상기 제2 오일 통 로로 오일이 유입되어 상기 걸림핀은 상기 스프링의 탄성력을 극복하여 상기 내측 태핏 몸체의 몸으로 슬라이드 이동됨으로써 상기 중간 가이드로부터 걸림 해제되는 것을 특징으로 하는 자동차의 직동식 밸브 태핏.
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Cited By (2)
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US8307799B2 (en) | 2009-11-05 | 2012-11-13 | Hyundai Motor Company | Lubrication system for fuel pump of GDI engine |
KR101304135B1 (ko) * | 2011-10-04 | 2013-09-05 | 영신정공 주식회사 | 직동형 태핏 장치 |
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2007
- 2007-11-20 KR KR1020070118793A patent/KR20090052208A/ko not_active Application Discontinuation
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US8307799B2 (en) | 2009-11-05 | 2012-11-13 | Hyundai Motor Company | Lubrication system for fuel pump of GDI engine |
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