KR20220095628A - 압축 완화형 엔진 브레이크 장치 - Google Patents

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나웅
전재희
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Abstract

본 발명은 압축 완화형 엔진 브레이크 장치에 관한 것으로, 메인 캠 로브 와 브레이크 캠 로브가 형성된 배기 캠, 그 일단부에 장착되어 상기 배기 캠과 접촉 또는 미접촉하는 롤러를 포함하고, 상기 배기 캠의 회전에 의해 로커암 샤프트를 중심으로 회전하는 배기 로커암, 상기 배기 로커암의 타단부에 배치되고, 배기 밸브와 연결된 밸브 브릿지, 상기 배기 로커암과 밸브 브릿지 사이에 배치되고, 선택적으로 공급되는 작동 오일의 유입에 의해 상기 롤러와 상기 브레이크 캠 로브를 접촉 시켜 상기 배기 캠의 회전에 의해 상기 배기 밸브를 개방하며, 그 내부의 상기 작동 오일을 차단하는 리셋 밸브를 포함하는 브레이크 모듈 및 상기 배기 로커암의 타단부에 장착되며, 리셋 오일의 공급에 따라 돌출되어 상기 리셋 밸브를 밀어 상기 브레이크 모듈 내의 상기 작동 오일을 배출하는 리셋 피스톤을 포함한다.

Description

압축 완화형 엔진 브레이크 장치 {COMPRESSION RELEASE TYPE ENGINE BRAKE}
본 발명은 압축 완화형 엔진 브레이크 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 엔진 브레이크 작동 시, 내부로 유입되는 작동 오일을 자동으로 배출시켜 내부 압력을 초기화시키는 압축 완화형 엔진 브레이크에 관한 것이다.
일반적으로 차량의 유압식 브레이크는 기어의 변속비를 하향 조정하는 방식으로 차량에 제동을 가하는 것으로, 이는 변속단이 하향 조정되어야 하기 때문에 엔진의 각 부분에 과도한 부하가 작용하여 엔진의 수명을 단축시키게 되는 문제점이 있다.
엔진 브레이크의 일종인 압축 완화형 엔진 브레이크 장치는 엔진의 기본 4행정 중, 압축 행정의 말기 즉, 피스톤의 압축 상사점 근처에서 배기 밸브를 일시적으로 개방하여 실린더 내의 압축된 공기를 실린더 밖으로 배출함으로써, 팽창 행정의 펌핑 손실을 유도하여 제동 효과를 얻을 수 있도록 한 것이다.
종래 기술에 따른 압축 완화형 엔진 브레이크 장치는 한 쌍의 배기 밸브와 연결된 밸브 브릿지와, 배기 로커암 사이에 브레이크 모듈이 적용된다.
상기 브레이크 모듈은 브레이크 오일이 유입되는 하우징의 내부에 브레이크 피스톤을 구성하여 엔진 브레이크 작동 시, 상기 브레이크 피스톤이 하측으로 이동하여 상기 배기 로커암과 배기 캠의 간극을 제거함으로써, 압축행정 말기에 배기 밸브를 강제로 개방시키도록 구성된다.
이러한 브레이크 모듈에 의해 압축행정 말기에 배기 밸브가 개방되어 차량에 제동력을 더하게 되나, 상기 엔진 브레이크 오일이 브레이크 모듈에 한번 유입되면, 배출되지 않기 때문에, 상기 브레이크 모듈 내에 형성된 오일압에 의해 배기 밸브가 더 개방되는 문제점이 발생된다.
도 11은 일반적인 압축 완화형 엔진 브레이크의 작동시 나타나는 밸브 리프트 변위량을 나타낸 그래프이다.
도11에 도시된 바와 같이, 배기 브레이크가 작동하는 경우, 배기 밸브와 엔진 피스톤과의 접촉(A)이 발생할 가능성이 있다.
한편, 이를 개선하기 위하여 상기 브레이크 모듈의 일측에 리셋 브라켓이 구비된 압축 완화형 엔진 브레이크가 제공되고 있으나, 상기 리셋 브라켓을 상기 리셋 모듈의 외부에 별로도 적용해야 하기 때문에, 부품수가 증가하고, 전체적이 사이즈가 커지는 단점이 있다.
또한, 배기 로커암에 부착된 리셋 브라켓의 움직임을 통해 리셋 밸브를 작동시키는 방식의 경우, 리셋 브라켓의 위치가 고정되어 리셋 밸브 리프트가 제한적이다. 즉, 발생 리프트가 조립 간극과 열림 길이로 분배되는 문제가 있다.
이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
본 발명은, 엔진 브레이크 작동 시, 브레이크 모듈의 내부로 공급된 엔진 브레이크 오일을 자동으로 배출하여 상기 브레이크 모듈 내부의 압력을 초기화시킴으로써, 배기 밸브와 엔진 피스톤이 접촉되는 것을 방지할 수 있는 압축 완화형 엔진 브레이크 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 압축 완화형 엔진 브레이크 장치는 메인 캠 로브 와 브레이크 캠 로브가 형성된 배기 캠, 그 일단부에 장착되어 상기 배기 캠과 접촉 또는 미접촉하는 롤러를 포함하고, 상기 배기 캠의 회전에 의해 로커암 샤프트를 중심으로 회전하는 배기 로커암, 상기 배기 로커암의 타단부에 배치되고, 배기 밸브와 연결된 밸브 브릿지, 상기 배기 로커암과 밸브 브릿지 사이에 배치되고, 선택적으로 공급되는 작동 오일의 유입에 의해 상기 롤러와 상기 브레이크 캠 로브를 접촉 시켜 상기 배기 캠의 회전에 의해 상기 배기 밸브를 개방하며, 그 내부의 상기 작동 오일을 차단하는 리셋 밸브를 포함하는 브레이크 모듈 및 상기 배기 로커암의 타단부에 장착되며, 리셋 오일의 공급에 따라 돌출되어 상기 리셋 밸브를 밀어 상기 브레이크 모듈 내의 상기 작동 오일을 배출하는 리셋 피스톤을 포함할 수 있다.
상기 브레이크 모듈은 상기 작동 오일이 유입되는 모듈 유입구, 상기 작동 오일이 배출되는 모듈 배출구, 상기 리셋 밸브가 장착되는 리셋 밸브 장착부 및 그 내측에 브레이크 피스톤 장착부가 형성된 브레이크 모듈 하우징, 상기 브레이크 피스톤 장착부에 이동 가능하게 구비되는 브레이크 피스톤, 및 상기 리셋 밸브를 탄성 지지하는 리셋 밸브 탄성부를 포함하되, 상기 리셋 밸브는 상기 모듈 배출구를 선택적으로 차단하도록 구비될 수 있다.
상기 브레이크 피스톤에는 수용 홈이 형성되고, 상기 브레이크 모듈은 상기 수용 홈에 이동 가능하게 구비되어 상기 모듈 유입구를 차단하는 체크 밸브, 및 상기 체크 밸브를 탄성 지지하는 체크 밸브 탄성부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 압축 완화형 엔진 브레이크 장치는 상기 배기 로커암의 타단에 상기 리셋 피스톤이 이동 가능하게 구비되도록 형성된 리셋 피스톤 챔버, 및 상기 리셋 피스톤 챔버로 선택적으로 상기 리셋 오일을 공급하는 리셋 오일 공급부를 더 포함할 수 있다.
상기 리셋 오일 공급부는 상기 배기 로커암에 형성된 로커암 리셋 오일 라인, 및 상기 배기 로커암이 제1 설정 각도에 위치할 때 상기 로커암 리셋 오일 라인과 연통하여 상기 리셋 오일을 공급하도록 상기 로커암 샤프트에 형성된 로커암 샤프트 리셋 오일 공급 라인을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 압축 완화형 엔진 브레이크 장치는 상기 배기 로커암이 제2 설정 각도에 위치할 때 상기 로커암 리셋 오일 라인과 연통하여 상기 리셋 오일을 배출하도록 상기 로커암 샤프트에 형성된 로커암 샤프트 리셋 오일 배출 라인을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 압축 완화형 엔진 브레이크 장치는 상기 리셋 피스톤 챔버 내에 구비되어 상기 리셋 피스톤을 탄성 지지하는 리셋 피스톤 탄성부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 압축 완화형 엔진 브레이크 장치는 상기 브레이크 모듈로 선택적으로 오일을 공급하는 작동 오일 공급부를 더 포함할 수 있다.
상기 작동 오일 공급부는 상기 배기 로커암에 형성된 로커암 작동 오일 라인, 상기 로커암 작동 오일 라인과 연통하여 상기 작동 오일을 공급하도록 상기 로커암 샤프트에 형성된 로커암 샤프트 작동 오일 공급 라인, 및 상기 로커암 샤프트 작동 오일 공급 라인으로 작동 오일을 선택적으로 공급하는 솔레노이드 밸브를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 압축 완화형 엔진 브레이크 장치는 메인 캠 로브 와 브레이크 캠 로브가 형성된 배기 캠, 그 일단부에 장착되어 상기 배기 캠과 접촉 또는 미접촉하는 롤러를 포함하고 그 타단부에 리셋 피스톤 챔버, 상기 리셋 피스톤 챔버와 연통하는 로커암 리셋 오일 라인 및 로커암 작동 오일 라인이 형성된 배기 로커암, 상기 배기 로커암이 회전 가능하게 장착되며, 상기 배기 로커암이 제1 설정 각도에 위치할 때 상기 로커암 리셋 오일 라인과 연통하여 리셋 오일을 공급하도록 로커암 샤프트 리셋 오일 공급 라인이 형성되고, 상기 로커암 작동 오일 라인과 연통하여 작동 오일을 공급하도록 로커암 샤프트 작동 오일 공급 라인이 형성된 로커암 샤프트, 상기 배기 로커암의 타단부에 배치되고, 배기 밸브와 연결된 밸브 브릿지, 상기 배기 로커암과 밸브 브릿지 사이에 배치되고, 상기 작동 오일의 유입에 의해 상기 롤러와 상기 브레이크 캠 로브를 접촉 시켜 상기 배기 캠의 회전에 의해 상기 배기 밸브를 개방하며, 그 내부의 상기 작동 오일을 차단하는 리셋 밸브를 포함하는 브레이크 모듈, 상기 리셋 피스톤 챔버에 이동 가능하게 장착되며, 상기 리셋 오일의 공급에 따라 돌출되어 상기 리셋 밸브를 밀어 상기 브레이크 모듈 내의 상기 작동 오일을 배출하는 리셋 피스톤을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 압축 완화형 엔진 브레이크 장치는 상기 배기 로커암이 제2 설정 각도에 위치할 때 상기 로커암 리셋 오일 라인과 연통하여 상기 리셋 오일을 배출하도록 상기 로커암 샤프트에 형성된 로커암 샤프트 리셋 오일 배출 라인을 더 포함할 수 있다.
상기 로커암 샤프트 리셋 오일 배출 라인은 상기 로커암 샤프트의 축방향으로 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 압축 완화형 엔진 브레이크 장치는 상기 로커암 샤프트 작동 오일 공급 라인으로 작동 오일을 선택적으로 공급하는 솔레노이드 밸브를 더 포함할 수 있다.
상기 로커암 샤프트 작동 오일 공급 라인은 상기 로커암 작동 오일 라인과 항상 연통하도록, 그 일단이 장공(slit hole)으로 형성될 수 있다.
상기 브레이크 모듈은 상기 작동 오일이 유입되는 모듈 유입구, 상기 작동 오일이 배출되는 모듈 배출구, 상기 리셋 밸브가 장착되는 리셋 밸브 장착부 및 그 내측에 브레이크 피스톤 장착부가 형성된 브레이크 모듈 하우징, 상기 브레이크 피스톤 장착부에 이동 가능하게 구비되는 브레이크 피스톤, 및 상기 리셋 밸브를 탄성 지지하는 리셋 밸브 탄성부를 포함하되, 상기 리셋 밸브는 상기 모듈 배출구를 선택적으로 차단하도록 구비될 수 있다.
상기 브레이크 피스톤에는 수용 홈이 형성되고, 상기 브레이크 모듈은 상기 수용 홈에 이동 가능하게 구비되어 상기 모듈 유입구를 차단하는 체크 밸브, 및 상기 체크 밸브를 탄성 지지하는 체크 밸브 탄성부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 압축 완화형 엔진 브레이크 장치는 상기 리셋 피스톤 챔버 내에 구비되어 상기 리셋 피스톤을 탄성 지지하는 리셋 피스톤 탄성부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 압축 완화형 엔진 브레이크 장치에 의하면, 엔진 브레이크 작동 시, 브레이크 모듈의 내부로 공급된 엔진 브레이크 오일을 자동으로 배출하여 상기 브레이크 모듈 내부의 압력을 초기화시킴으로써, 배기 밸브와 엔진 피스톤이 접촉되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 압축 완화형 엔진 브레이크 장치에 의하면, 리셋 피스톤이 선택적으로 돌출되어 로커암의 회전 반경에 상관 없이 리셋 밸브를 여는 충분한 리프트를 발생 시킬 수 있다.
그 외에 본 발명의 실시 예로 인해 얻을 수 있거나 예측되는 효과에 대해서는 본 발명의 실시 예에 대한 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시하도록 한다. 즉 본 발명의 실시 예에 따라 예측되는 다양한 효과에 대해서는 후술될 상세한 설명 내에서 개시될 것이다.
이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시 예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니 된다.
도1은 본 발명의 실시 예에 따른 압축 완화형 엔진 브레이크 장치를 설명하기 위한 엔진의 사이클을 도시한 개략도이다.
도2는 본 발명의 실시 예에 따른 압축 완화형 엔진 브레이크 장치의 정면도이다.
도3은 본 발명의 실시 예에 따른 압축 완화형 엔진 브레이크 장치에 적용될 수 있는 브레이크 모듈과 리셋 피스톤의 단면도이다.
도4는 본 발명의 실시 예에 따른 압축 완화형 엔진 브레이크 장치에 적용될 수 있는 배기 로커암의 투영도이다.
도5 및 도6은 본 발명의 실시 예에 따른 압축 완화형 엔진 브레이크 장치의 배기 브레이크 작동을 나타낸 단면도이다.
도7은 본 발명의 실시 예에 따른 압축 완화형 엔진 브레이크 장치의 배기 브레이크 작동을 나타낸 일부 정면도이다.
도8 및 도9는 본 발명의 실시 예에 따른 압축 완화형 엔진 브레이크 장치의 배기 브레이크 해제시의 작동을 나타낸 단면도이다.
도10은 본 발명의 실시 예에 따른 압축 완화형 엔진 브레이크 장치의 로커암 샤프트 리셋 오일 배출 라인을 나타낸 일부 절개도이다.
도 11은 일반적인 압축 완화형 엔진 브레이크의 작동시 나타나는 밸브 리프트 변위량을 나타낸 그래프이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.
그리고, 하기의 상세한 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성이 동일한 관계로 이를 구분하기 위한 것으로, 하기의 설명에서 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도1은 본 발명의 실시 예에 따른 압축 완화형 엔진 브레이크 장치를 설명하기 위한 엔진의 사이클을 도시한 개략도이다.
일반적으로 엔진 브레이크는 차량이 내리막길 주행이나 잦은 급정거 시에 풋 브레이크에 적용되는 브레이크 패드의 조기 마모를 초래하는 것을 방지하고자 적용하는 것이다.
여기서, 압축 완화형 엔진 브레이크는 엔진의 기본 4행정 중, 압축 행정의 말기에 배기 밸브를 열어 엔진 제동 성능을 발휘할 수 있도록 한 것이다.
상기 압축 완화형 엔진 브레이크는 이러한 엔진의 기본 4행정 중, 압축행정의 말기 즉, 피스톤의 압축 상사점 근처에서 배기 밸브를 일시적으로 개방하여 실린더 내의 압축된 공기를 실린더 밖으로 배출함으로써, 팽창(expansion) 행정의 펌핑 손실을 유도하여 제동 효과를 얻을 수 있도록 한 것이다.
이를 위해, 본 발명의 실시 예에 따른 압축 완화형 엔진 브레이크 장치는 다음과 같이 구성될 수 있다.
도2는 본 발명의 실시 예에 따른 압축 완화형 엔진 브레이크 장치의 정면도이다.
도2를 참조하면, 상기 압축 완화형 엔진 브레이크 장치는 배기 로커암(1)이 로커암 샤프트(3)를 중심으로 회전하도록 로커암 샤프트(3)가 배기 로커암(1)에 삽입되며, 상기 배기 로커암(1)의 일단부에 롤러(5)가 장착되고, 타단부에 조정나사(7)가 장착된다.
상기 롤러(5)는 캠 샤프트(15) 상에 장착되는 배기 캠(10)과 접촉 또는 미 접촉되도록 구성된다.
상기 조정나사(7)는 상기 배기 밸브(20)의 타단부에 장착되어 하단부에 하기에서 설명할, 브레이크 모듈(40)을 통해 밸브 브릿지(30)와 연결된다.
상기 밸브 브릿지(30)는 배기 밸브(20)와 연결되며, 상기 배기 밸브(10)는 쌍으로 구비될 수 있다.
그리고 상기 배기 캠(10)을 프로파일 별로 구분하면, 브레이크 캠 로브 구간과 메인 캠 로브 구간으로 구분할 수 있으며, 상기 브레이크 캠 로브 구간과 메인 캠 로브 구간은 캠 샤프트(15) 상에 브레이크 캠 로브(11)와 메인 캠 로브(13)를 형성함으로써 구현될 수 있다.
상기 메인 캠 로브(13)는 상기 롤러(5)와 접촉하여 배기 행정을 구현하며, 브레이크 캠 로브(11)는 엔진 브레이크 작동 시, 상기 롤러(5)와 접촉하여 배기 밸브(10)를 개방할 수 있다.
그리고 상기 배기 로커암(1)에는 바이어스 스프링(미도시)이 장착되는데, 상기 바이어스 스프링은 상기 배기 로커암(1)의 롤러(5) 측에 대응하는 일단부를 들어올리는 동시에, 상기 배기 로커암(1)의 조정나사(7) 측에 대응하는 타단부를 밸브 브릿지(30) 측으로 밀착되도록 탄성력을 제공한다.
이에, 엔진 브레이크 작동 전(기본 엔진 행정 시) 상태는 상기 바이어스 스프링의 탄성력에 의하여 상기 롤러(5)가 배기 캠(10)의 브레이크 캠 로브(11)와 항상 이격된 상태로 유지되고, 상기 롤러(5)는 배기 행정 시, 상기 배기 캠(10)의 메인 캠 로브(13)에 의해서만 밀려 올라가는 작동을 하게 된다.
즉, 상기 엔진 브레이크를 작동시키기 위한 작동 오일이 공급되지 않으면, 상기 배기 로커암(1)의 타단부에 설치된 롤러(5)와 배기 캠(10) 사이에 간극이 존재하여 상기 배기 캠(10)의 브레이크 캠 로브(11)와 롤러(5)가 접촉되지 않아 엔진 브레이크가 작동하지 않는다.
반면, 상기 엔진 브레이크를 작동시키기 위하여 작동 오일이 공급되면, 상기 브레이크 모듈(40)이 배기 로커암(1)의 타단부를 들어올려 상기 롤러(5)와 배기 캠(10)이 상시 접촉하게 되므로, 압축 행정의 말기에 상기 배기 캠(10)의 브레이크 캠 로브(11)에 의해 배기 로커암(1)이 작동함으로써, 제동 효과를 얻을 수 있게 되는 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 압축 완화형 엔진 브레이크 장치는 상기 배기 로커암(1)과 밸브 브릿지(30) 사이에 구비되는 브레이크 모듈(40)을 포함한다.
도3은 본 발명의 실시 예에 따른 압축 완화형 엔진 브레이크 장치에 적용될 수 있는 브레이크 모듈과 리셋 피스톤의 단면도이고, 도4는 본 발명의 실시 예에 따른 압축 완화형 엔진 브레이크 장치에 적용될 수 있는 배기 로커암의 투영도이다.
도2 내지 도4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 압축 완화형 엔진 브레이크 장치(100)는 상기 배기 캠(10), 상기 배기 로커암(1), 상기 밸브 브릿지(30), 브레이크 모듈(40) 및 리셋 피스톤(70)을 포함할 수 있다.
상기 브레이크 모듈(40)은 상기 배기 로커암(1)과 밸브 브릿지(30) 사이에 배치되고, 선택적으로 공급되는 작동 오일의 유입에 의해 상기 롤러(5)와 상기 브레이크 캠 로브(11)를 접촉 시켜 상기 배기 캠(10)의 회전에 의해 상기 배기 밸브(20)를 개방하며, 그 내부의 상기 작동 오일을 차단하는 리셋 밸브(50)를 포함한다.
상기 리셋 피스톤(70)은 상기 배기 로커암(1)의 타단부에 장착되며, 리셋 오일의 공급에 따라 돌출되어 상기 리셋 밸브(50)를 밀어 상기 브레이크 모듈(40) 내의 상기 작동 오일을 배출할 수 있다.
상기 브레이크 모듈(40)은 상기 작동 오일이 유입되는 모듈 유입구(44), 상기 작동 오일이 배출되는 모듈 배출구(46), 상기 리셋 밸브(50)가 장착되는 리셋 밸브 장착부(56) 및 그 내측에 브레이크 피스톤 장착부(60)가 형성된 브레이크 모듈 하우징(58), 상기 브레이크 피스톤 장착부(60)에 이동 가능하게 구비되는 브레이크 피스톤(62), 및 상기 리셋 밸브(50)를 탄성 지지하는 리셋 밸브 탄성부(52)를 포함하고, 상기 리셋 밸브(50)는 상기 모듈 배출구(46)를 선택적으로 차단하도록 구비될 수 있다.
상기 브레이크 모듈(40)에는 상기 조정 나사(7)의 일단이 안착되는 안착부(42)가 형성되고, 상기 안착부(42)는 상기 모듈 유입구(44)와 연통하도록 형성될 수 있다.
상기 모듈 배출구(46)는 상기 브레이크 피스톤 장착부(60)와 상기 리셋 밸브 장착부(56)를 연통(communicated)하는 제1 모듈 배출구(47)와 상기 리셋 밸브 장착부(56)와 외부를 연통(communicated)하는 제2 모듈 배출구(48)를 포함할 수 있다.
상기 리셋 밸브(50)는 상기 리셋 밸브 탄성부(52)의 탄성력에 의해 도면의 상부로 이동된 상태를 유지하며, 상기 모듈 배출구(46)를 차단하고 있다.
상기 브레이크 피스톤(62)에는 수용 홈(64)이 형성되고, 상기 브레이크 모듈(40)은 상기 수용 홈(64)에 이동 가능하게 구비되어 상기 모듈 유입구(44)를 차단하는 체크 밸브(66), 및 상기 체크 밸브(66)를 탄성 지지하는 체크 밸브 탄성부(68)를 더 포함할 수 있다.
상기 브레이크 피스톤(62)의 측면에는 상하 방향으로 그루부가 형성될 수 있고, 상기 브레이크 모듈 하우징(58)에는 위치 제한 핀(112)이 삽입되어 그 일단이 상기 그루부 측으로 돌출될 수 있다. 상기 위치 제한 핀(112)은 상기 브레이크 피스톤(62)이 상기 그루부의 형성 길이 이상으로 이동하는 것을 제한할 수 있다.
도5 및 도6은 본 발명의 실시 예에 따른 압축 완화형 엔진 브레이크 장치의 배기 브레이크 작동을 나타낸 단면도이고, 도7은 본 발명의 실시 예에 따른 압축 완화형 엔진 브레이크 장치의 배기 브레이크 작동을 나타낸 일부 정면도이다.
도1 내지 도7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 압축 완화형 엔진 브레이크 장치(100)는 상기 배기 로커암(1)의 타단에 상기 리셋 피스톤(70)이 이동 가능하게 구비되도록 형성된 리셋 피스톤 챔버(72), 및 상기 리셋 피스톤 챔버(72)로 선택적으로 상기 리셋 오일을 공급하는 리셋 오일 공급부(74)를 더 포함할 수 있다. 상기 리셋 피스톤 챔버(72)의 상부에는 리셋 피스톤 챔버 캡(73)이 결합하여 상기 리셋 피스톤 챔버(72)를 밀폐 시킬 수 있다.
상기 리셋 피스톤 챔버(72) 내에는 상기 리셋 피스톤(70)을 탄성 지지하는 리셋 피스톤 탄성부(120)가 구비될 수 있다. 상기 리셋 피스톤 탄성부(120)는 예를 들어 압축 스프링 일 수 있다.
상기 리셋 오일 공급부(74)는 상기 배기 로커암(1)에 형성된 로커암 리셋 오일 라인(76), 및 상기 배기 로커암(1)이 제1 설정 각도에 위치할 때 상기 로커암 리셋 오일 라인(76)과 연통하여 상기 리셋 오일을 공급하도록 상기 로커암 샤프트(3)에 형성된 로커암 샤프트 리셋 오일 공급 라인(78)을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 압축 완화형 엔진 브레이크 장치(100)는 상기 배기 로커암(1)이 제2 설정 각도에 위치할 때 상기 로커암 리셋 오일 라인(76)과 연통하여 상기 리셋 오일을 배출하도록 상기 로커암 샤프트(3)에 형성된 로커암 샤프트 리셋 오일 배출 라인(80)을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 압축 완화형 엔진 브레이크 장치(100)는 상기 브레이크 모듈(40)로 선택적으로 오일을 공급하는 작동 오일 공급부(90)를 더 포함할 수 있다.
상기 작동 오일 공급부(90)는, 도3 및 도4를 참조하면, 상기 배기 로커암(1)에 형성된 로커암 작동 오일 라인(92), 상기 로커암 작동 오일 라인(92)과 연통하여 상기 작동 오일을 공급하도록 상기 로커암 샤프트(3)에 형성된 로커암 샤프트 작동 오일 공급 라인(94), 및 상기 로커암 샤프트 작동 오일 공급 라인(94)으로 작동 오일을 선택적으로 공급하는 솔레노이드 밸브(98)를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 압축 완화형 엔진 브레이크 장치(100)는 상기 배기 로커암(1)이 제2 설정 각도에 위치할 때 상기 로커암 리셋 오일 라인(76)과 연통하여 상기 리셋 오일을 배출하도록 상기 로커암 샤프트(3)에 형성된 로커암 샤프트 리셋 오일 배출 라인(80)을 더 포함할 수 있다.
상기 배기 로커암(1)과 상기 로커암 샤프트(3) 사이에는 미끄럼 베어링(110)이 장착될 수 있고, 상기 미끄럼 베어링(110)은 상기 배기 로커암(1)과 함께 상기 로커암 샤프트(3) 주위로 상대 회전할 수 있다.
상기 미끄럼 베어링(110)에는 상기 로커암 리셋 오일 라인(76)과 대응되는 홀이 형성되어 상기 로커암 리셋 오일 라인(76)과 과 상기 로커암 샤프트 리셋 오일 공급 라인(78)이 연통할 수 있다.
상기 미끄럼 베어링(110)에는 상기 로커암 작동 오일 라인(92)에 대응하는 홀이 형성되어 상기 로커암 작동 오일 라인(92)과 상기 로커암 샤프트 작동 오일 공급 라인(94)이 연통할 수 있다.
도8 및 도9는 본 발명의 실시 예에 따른 압축 완화형 엔진 브레이크 장치의 배기 브레이크 해제시의 작동을 나타낸 단면도이고, 도10은 본 발명의 실시 예에 따른 압축 완화형 엔진 브레이크 장치의 로커암 샤프트 리셋 오일 배출 라인을 나타낸 일부 절개도이다.
이하, 도1 내지 도10을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 압축 완화형 엔진 브레이크 장치의 작동을 설명한다.
일반적인 엔진 작동시에는 상기 솔레노이드 밸브(98)는 작동하지 않고, 상기 브레이크 캠 로브(11)와 상기 롤러(5)는 이격된 상태를 유지하고, 상기 메인 캠 로브(13)와 상기 롤러(5)가 접촉하면 상기 배기 밸브(20)가 열리게 된다.
미도시한 ECU(Engine Control Unit)가 차량의 작동 상태를 측정하고 상기 차량의 작동 상태에 따라 배기 브레이크의 작동을 결정하면, 먼저 상기 솔레노이드 밸브(98)를 작동 시켜 상기 브레이크 모듈(40)로 작동 오일을 공급한다.
즉, 상기 솔레노이드 밸브(98)의 개방 작동에 의해 상기 로커암 샤프트 작동 오일 공급 라인(94)로 작동 오일이 공급 되면, 상기 로커암 샤프트 작동 오일 공급 라인(94) 및 로커암 샤프트 작동 오일 공급 라인(94)과 연통하는 상기 로커암 작동 오일 라인(92)로 작동 오일이 공급된다.
상기 로커암 샤프트 작동 오일 공급 라인(94)은 상기 로커암 작동 오일 라인(92)과 항상 연통하도록, 그 일단이 장공(slit hole; 96; 도3 및 도4 참조)으로 형성될 수 있다.
상기 작동 오일은 상기 조정나사(7)의 미도시한 오일 통로를 통해 상기 모듈 유입구(44)로 전달된다.
도5 내지 도7을 참조하면, 상기 모듈 유입구(44)로 상기 작동 오일이 공급되면, 상기 작동 오일의 압력에 의해 상기 체크 밸브(66)를 밀고, 상기 브레이크 모듈 하우징(58) 내측의 상기 브레이크 피스톤 장착부(60)로 공급된다.
그러면, 상기 작동 오일에 의해 상기 브레이크 피스톤(62)이 하강하고, 상기 체크 밸브 탄성부(68)의 복원력에 의해 상기 상기 체크 밸브(66)가 상기 모듈 유입구(44)를 폐쇄하여 상기 브레이크 피스톤 장착부(60)가 폐쇄된다.
즉, 상기 작동 오일에 의해 상기 브레이크 피스톤(62)이 그 하부로 이동하여, 상기 브레이크 모듈(40)의 상대 길이가 커지며(△H), 상기 배기 로커암(1)이 상기 로커암 샤프트(3)를 기준으로 상대 회전(시계 방향)된다.
그러면, 도7에 도시된 바와 같이, 상기 배기 로커암(1)의 롤러(5)와 배기 캠(10)이 접촉한다.
그러면, 상기 메인 캠 로브(13)는 상기 롤러(5)와 접촉하여 배기 행정을 구현하며, 상기 브레이크 캠 로브(11)는 압축행정의 말기 즉, 피스톤의 압축 상사점 근처에서 상기 배기 밸브(20)를 일시적으로 개방하여 팽창(expansion) 행정의 펌핑 손실을 유도하며 제동 효과를 얻을 수 있다.
상기 배기 로커암(1)이 제1 설정 각도에 위치할 때, 즉 도8에 도시된 바와 같이 상기 배기 로커암(1)이 위치하면, 상기 로커암 리셋 오일 라인(76)과 상기 로커암 샤프트 리셋 오일 공급 라인(78)이 연통하여 상기 리셋 피스톤 챔버(72)로 리셋 오일이 공급되고, 상기 리셋 피스톤(70)이 돌출된다. 즉 상기 리셋 피스톤(70)이 그 하방으로 이동하여 상기 리셋 밸브(50)를 밀게 되고, 상기 리셋 밸브(50)가 그 하방으로 이동하여 상기 모듈 배출구(46)가 개방된다.
그러면, 상기 브레이크 피스톤 장착부(60) 내측의 작동 오일이 상기 제1 모듈 배출구(47), 상기 리셋 밸브 장착부(56) 및 상기 제2 도듈 배출구(48)를 통해 외부로 배출될 수 있다.
이후, 도9에 도시된 바와 같이, 상기 배기 로커암(1)이 제2 설정 각도에 위치하면, 상기 로커암 리셋 오일 라인(76)과 상기 로커암 샤프트 리셋 오일 배출 라인(80)이 연통하고, 상기 리셋 피스톤(70)은 상기 리셋 피스톤 탄성부(120)의 탄성부에 복원력에 의해 원위치 한다. 즉, 상기 리셋 피스톤(70)은 상기 리셋 피스톤 챔버(72) 내측으로 상향 이동하고, 상기 리셋 피스톤 챔버(72) 내측의 리셋 오일은 상기 리셋 오일 배출 라인(80)을 통해 외부로 배출된다.
상기 리셋 밸브(50)는 상기 리셋 밸브 탄성부(52)의 복원력에 의하여 원위치 하며 상기 리셋 밸브(50)는 상기 리셋 밸브 장착부(56)를 차단하게 된다.
도10을 참조하면, 상기 로커암 샤프트 리셋 오일 배출 라인(80)은 상기 로커암 샤프트(3)의 축방향으로 형성될 수 있다.
리셋 브라켓을 리셋 모듈의 외부에 별로도 적용하는 일반적인 압축 완화형 엔진 브레이크 장치는 리셋 브라켓의 위치가 고정되어 리셋 밸브의 리프트가 제한적이다.
그러나, 본 발명의 실시 예에 따른 압축 완화형 엔진 브레이크 장치는 상기 배기 로커암(1)의 회전에 따른 상기 리셋 피스톤(70)의 리프트 발생과 상기 리셋 오일의 공급에 따른 상기 리셋 피스톤(70)의 리프트 발생이 더해져 상기 리셋 밸브(50)의 리프트량을 적절히 확보할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 압축 완화형 엔진 브레이크 장치는 배기 브레이크를 작동하기 위한 솔레노이드 밸브 이외에 별도의 솔레노이드 장착 없이 상기 리셋 피스톤(70)의 작동이 가능하여 부품 수 및 중량의 증가 없이 구성이 가능하다.
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
1: 배기 로커암 3: 로커암 샤프트
5: 롤러 7: 조정나사
10: 배기 캠 11: 브레이크 캠 로브
13: 메인 캠 로브 ` 15: 캠 샤프트
20: 배기 밸브 30: 밸브 브릿지
40: 브레이크 모듈 42: 안착부
44: 모듈 유입구 46: 모듈 배출구
47: 제1 모듈 배출구 48: 제2 모듈 배출구
50: 리셋 밸브 52: 리셋 밸브 탄성부
56: 리셋 밸브 장착부 58: 브레이크 모듈 하우징
60: 브레이크 피스톤 장착부 62: 브레이크 피스톤
64: 수용 홈 66: 체크 밸브
68: 체크 밸브 탄성부 70: 리셋 피스톤
72: 리셋 피스톤 챔버 73: 리셋 피스톤 챔버 캡
74: 리셋 오일 공급부 76: 로커암 리셋 오일 라인
78: 로커암 샤프트 리셋 오일 공급 라인
80: 로커암 샤프트 리셋 오일 배출 라인
90: 작동 오일 공급부 92: 로커암 작동 오일 공급 라인
94: 로커암 샤프트 작동 오일 공급 라인
96: 장공 98: 솔레노이드 밸브
100: 압축 완화형 엔진 브레이크 110: 미끄럼 베어링
112: 위치 제한 핀 120: 리셋 피스톤 탄성부

Claims (17)

  1. 메인 캠 로브와 브레이크 캠 로브가 형성된 배기 캠;
    그 일단부에 장착되어 상기 배기 캠과 접촉 또는 미접촉하는 롤러를 포함하고, 상기 배기 캠의 회전에 의해 로커암 샤프트를 중심으로 회전하는 배기 로커암;
    상기 배기 로커암의 타단부에 배치되고, 배기 밸브와 연결된 밸브 브릿지;
    상기 배기 로커암과 밸브 브릿지 사이에 배치되고, 선택적으로 공급되는 작동 오일의 유입에 의해 상기 롤러와 상기 브레이크 캠 로브를 접촉 시켜 상기 배기 캠의 회전에 의해 상기 배기 밸브를 개방하며, 그 내부의 상기 작동 오일을 차단하는 리셋 밸브를 포함하는 브레이크 모듈; 및
    상기 배기 로커암의 타단부에 장착되며, 리셋 오일의 공급에 따라 돌출되어 상기 리셋 밸브를 밀어 상기 브레이크 모듈 내의 상기 작동 오일을 배출하는 리셋 피스톤;
    을 포함하는 압축 완화형 엔진 브레이크 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 브레이크 모듈은
    상기 작동 오일이 유입되는 모듈 유입구, 상기 작동 오일이 배출되는 모듈 배출구, 상기 리셋 밸브가 장착되는 리셋 밸브 장착부 및 그 내측에 브레이크 피스톤 장착부가 형성된 브레이크 모듈 하우징;
    상기 브레이크 피스톤 장착부에 이동 가능하게 구비되는 브레이크 피스톤; 및
    상기 리셋 밸브를 탄성 지지하는 리셋 밸브 탄성부;
    를 포함하되,
    상기 리셋 밸브는 상기 모듈 배출구를 선택적으로 차단하도록 구비된 압축 완화형 엔진 브레이크 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 브레이크 피스톤에는 수용 홈이 형성되고,
    상기 브레이크 모듈은
    상기 수용 홈에 이동 가능하게 구비되어 상기 모듈 유입구를 차단하는 체크 밸브; 및
    상기 체크 밸브를 탄성 지지하는 체크 밸브 탄성부;
    를 더 포함하는 압축 완화형 엔진 브레이크 장치.
  4. 제2항에서,
    상기 배기 로커암의 타단에 상기 리셋 피스톤이 이동 가능하게 구비되도록 형성된 리셋 피스톤 챔버; 및
    상기 리셋 피스톤 챔버로 선택적으로 상기 리셋 오일을 공급하는 리셋 오일 공급부;
    를 더 포함하는 압축 완화형 엔진 브레이크 장치.
  5. 제4항에서,
    상기 리셋 오일 공급부는
    상기 배기 로커암에 형성된 로커암 리셋 오일 라인; 및
    상기 배기 로커암이 제1 설정 각도에 위치할 때 상기 로커암 리셋 오일 라인과 연통하여 상기 리셋 오일을 공급하도록 상기 로커암 샤프트에 형성된 로커암 샤프트 리셋 오일 공급 라인;
    을 포함하는 압축 완화형 엔진 브레이크 장치.
  6. 제5항에서,
    상기 배기 로커암이 제2 설정 각도에 위치할 때 상기 로커암 리셋 오일 라인과 연통하여 상기 리셋 오일을 배출하도록 상기 로커암 샤프트에 형성된 로커암 샤프트 리셋 오일 배출 라인;
    을 더 포함하는 압축 완화형 엔진 브레이크 장치.
  7. 제4항에서,
    상기 리셋 피스톤 챔버 내에 구비되어 상기 리셋 피스톤을 탄성 지지하는 리셋 피스톤 탄성부;
    를 더 포함하는 압축 완화형 엔진 브레이크 장치.
  8. 제1항에서,
    상기 브레이크 모듈로 선택적으로 오일을 공급하는 작동 오일 공급부;
    를 더 포함하는 압축 완화형 엔진 브레이크 장치.
  9. 제8항에서,
    상기 작동 오일 공급부는
    상기 배기 로커암에 형성된 로커암 작동 오일 라인;
    상기 로커암 작동 오일 라인과 연통하여 상기 작동 오일을 공급하도록 상기 로커암 샤프트에 형성된 로커암 샤프트 작동 오일 공급 라인; 및
    상기 로커암 샤프트 작동 오일 공급 라인으로 작동 오일을 선택적으로 공급하는 솔레노이드 밸브;
    를 포함하는 압축 완화형 엔진 브레이크 장치.
  10. 메인 캠 로브 와 브레이크 캠 로브가 형성된 배기 캠;
    그 일단부에 장착되어 상기 배기 캠과 접촉 또는 미접촉하는 롤러를 포함하고, 그 타단부에 리셋 피스톤 챔버, 상기 리셋 피스톤 챔버와 연통하는 로커암 리셋 오일 라인 및 로커암 작동 오일 라인이 형성된 배기 로커암;
    상기 배기 로커암이 회전 가능하게 장착되며, 상기 배기 로커암이 제1 설정 각도에 위치할 때 상기 로커암 리셋 오일 라인과 연통하여 리셋 오일을 공급하도록 로커암 샤프트 리셋 오일 공급 라인이 형성되고, 상기 로커암 작동 오일 라인과 연통하여 작동 오일을 공급하도록 로커암 샤프트 작동 오일 공급 라인이 형성된 로커암 샤프트;
    상기 배기 로커암의 타단부에 배치되고, 배기 밸브와 연결된 밸브 브릿지;
    상기 배기 로커암과 밸브 브릿지 사이에 배치되고, 상기 작동 오일의 유입에 의해 상기 롤러와 상기 브레이크 캠 로브를 접촉 시켜 상기 배기 캠의 회전에 의해 상기 배기 밸브를 개방하며, 그 내부의 상기 작동 오일을 차단하는 리셋 밸브를 포함하는 브레이크 모듈; 및
    상기 리셋 피스톤 챔버에 이동 가능하게 장착되며, 상기 리셋 오일의 공급에 따라 돌출되어 상기 리셋 밸브를 밀어 상기 브레이크 모듈 내의 상기 작동 오일을 배출하는 리셋 피스톤;
    을 포함하는 압축 완화형 엔진 브레이크 장치.
  11. 제10항에서,
    상기 배기 로커암이 제2 설정 각도에 위치할 때 상기 로커암 리셋 오일 라인과 연통하여 상기 리셋 오일을 배출하도록 상기 로커암 샤프트에 형성된 로커암 샤프트 리셋 오일 배출 라인;
    을 더 포함하는 압축 완화형 엔진 브레이크 장치.
  12. 제11항에서,
    상기 로커암 샤프트 리셋 오일 배출 라인은 상기 로커암 샤프트의 축방향으로 형성된 압축 완화형 엔진 브레이크 장치.
  13. 제10항에서,
    상기 로커암 샤프트 작동 오일 공급 라인으로 작동 오일을 선택적으로 공급하는 솔레노이드 밸브;
    를 더 포함하는 압축 완화형 엔진 브레이크 장치.
  14. 제13항에서,
    상기 로커암 샤프트 작동 오일 공급 라인은 상기 로커암 작동 오일 라인과 항상 연통하도록, 그 일단이 장공(slit hole)으로 형성된 압축 완화형 엔진 브레이크 장치.
  15. 제10항에서,
    상기 브레이크 모듈은
    상기 작동 오일이 유입되는 모듈 유입구, 상기 작동 오일이 배출되는 모듈 배출구, 상기 리셋 밸브가 장착되는 리셋 밸브 장착부 및 그 내측에 브레이크 피스톤 장착부가 형성된 브레이크 모듈 하우징;
    상기 브레이크 피스톤 장착부에 이동 가능하게 구비되는 브레이크 피스톤; 및
    상기 리셋 밸브를 탄성 지지하는 리셋 밸브 탄성부;
    를 포함하되,
    상기 리셋 밸브는 상기 모듈 배출구를 선택적으로 차단하도록 구비된 압축 완화형 엔진 브레이크 장치.
  16. 제13항에서,
    상기 브레이크 피스톤에는 수용 홈이 형성되고,
    상기 브레이크 모듈은
    상기 수용 홈에 이동 가능하게 구비되어 상기 모듈 유입구를 차단하는 체크 밸브; 및
    상기 체크 밸브를 탄성 지지하는 체크 밸브 탄성부;
    를 더 포함하는 압축 완화형 엔진 브레이크 장치.
  17. 제10항에서,
    상기 리셋 피스톤 챔버 내에 구비되어 상기 리셋 피스톤을 탄성 지지하는 리셋 피스톤 탄성부;
    를 더 포함하는 압축 완화형 엔진 브레이크 장치.
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