KR920000787B1 - 디젤 기관용 밸브 아암체임버 장치(Valve Arm Chamber Apparatus for Diesel Engine) - Google Patents

디젤 기관용 밸브 아암체임버 장치(Valve Arm Chamber Apparatus for Diesel Engine) Download PDF

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KR920000787B1
KR920000787B1 KR1019840000595A KR840000595A KR920000787B1 KR 920000787 B1 KR920000787 B1 KR 920000787B1 KR 1019840000595 A KR1019840000595 A KR 1019840000595A KR 840000595 A KR840000595 A KR 840000595A KR 920000787 B1 KR920000787 B1 KR 920000787B1
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고오이찌. 아메모리
도시히꼬 가와베
마나부 미야자끼
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얀마 디젤 가부시기가이샤
야마오까 다다오
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Abstract

내용 없음.

Description

디젤 기관용 밸브 아암체임버 장치(Valve Arm Chamber Apparatus for Diesel Engine)
제1도는 기관 실린더 헤드의 상부 측면으로부터 바라본, 본 발명을 구체화한 밸브 아암체임버 장치를 결함시킨 디젤기관의 부분적인 단면도.
제2도는 제1도선 A-A를 따라 절취한 단면도.
제3도는 제1도선 B-B를 따라 절취한 단면도.
제4도는 제1도에 도시된 밸브 아암체임버 요부의 측면도.
제5도는 제4도선 C-C를 따라 절취한 단면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
8 : 유니트 분사기(Unit injector) 9 : 실린더 헤드
12 : 연료 밸브 아암 18 : 흡입 및 배기밸브
13 : 연료캠 17 : 흡입 및 배기 밸브 아암 캠
22 : 공통캠축(common Cam shaft) 19 : 흡입 및 배기 밸브 아암
16 : 연료 밸브 아암 축 20 : 흡입 및 배기 밸브 아암축
10 : 공통 밸브 아암체임버 부재 25,23,21 : 보울트
52 : 윤활유 펌프 10A : 밸브 아암체임버 뚜겅
34 : 조정나사 35 : 고정너트
27 : 레버 28 : 제어봉(control rod)
30 : 핀 29 : 조정기
14 : 로울러 24 : 유니트 분사기 리테이너
62 : Y자형 부분 15 : 시이트(seat)
31 : 스프링 36 : 정지링
33 : 가늘고긴 구멍 32 : 회전방지핀
3 : 리브(rib) 7 : 밸브 아암 밸브
본 발명은 실린더 헤드 상에 설치된 유니트 분사기를 구비한 디젤기관용 밸브 아암체임버 장치에 관한 것이다.
더 상세히 말하자면, 본 발명은 캠축, 연료 밸브 아암을 지지하는 연료 밸브 아암축 및 배기 밸브 아암을 지지하는 배기 밸브 아암축과 같이 상기와 같은 형태의 디젤기관의 축을 지지하는 개량된 지지수단에 관한 것이다.
일반적으로 밸브 아암을 구비한 형태의 OHC 기관에 있어서, 쥬(shoes) 또는 로울러(rollers)를 흡입 및 배기 밸브 아암에 직접적이고 정확하게 캠표면과 접촉 하도록 유지시켜야 한다. 그러므로, 캠축과 흡입 및 배기 밸브 아암축 사이의 평행정도는 가장 중요한 요인이다.
즉, 소정의 평행 상태가 깨지는 경우 슈는 캠표면과 경사지게 접촉하게 되어, 슈의 내구성을 매우 손상시키므로 흡입 및 배기 밸브의 작동을 부정확하게 한다.
한편, 유니트 분사기를 가진 디젤기관에서는 흡입 및 배기 캠축에 대하여, 유니트 분사기를 나란히 구동하도록 연료캠을 배열하는 것이 일반적이다. 로커아암 즉, 연료밸브 아암을 통하여 이러한 연료캠에 의해 유니트분사기가 구동될 때, 캠축과 연료 밸브 아암사이의 평행정도는 캠축과 흡입 및 배기밸브 암축 사이의 평행의 정도와 같이 중요한 요소가 된다.
흡입 및 배기 밸브아암축, 캠축과 연료 밸브 아암축을 독립지지수단에 의하여 지지되도록 할 수 있으나, 그러한 지지수단은 그러한 축들에 대해 요구되는 평행정도를 얻기 어렵게하며, 많은 노동력과 시간을 필요로 한다.
독립 지지수단에 의해 이들 축을 지지하는데는 기관의 작동중에 인접축들 사이의 거리가 미묘하게 변화하여 내구성을 손상시킨다는 문제가 있다.
한편, 캠축이 타이밍 밸트를 통하여 구동되는 기관에 있어서는 오일로부터 타이밍 밸트가 격리되도록 기관의 외부에 타이밍 벨트를 배열함과 동시에 기관의 오일체임버 내에 캠축을 장치할 필요가 있다. 그러므로 이러한 경우에는 캠축에 대해 오일시일을 장치하여야 한다.
따라서 본 발명의 첫번째 목적은 캠축, 연료밸브 아암축과 흡입 및 배기 밸브 아암축 같은 축의 평행정도를 양호하게 갖도록 하는 것이다. 본 발명의 두번째 목적은 기관을 소형화하므로서 조립시간을 단축시킴과 동시에 조립공정의 단계를 줄이는데 있다.
본 발명의 세번째 목적은 밸브 아암체임버 장치의 모든 부분을 다양하게 개량하므로서 기관의 성능을 향상시킴과 동시에 기관의 수리를 용이하게 하도록 하는데 있다.
이를 위하여 본 발명에 따른 밸브 아암체임버 장치는 캠축, 연료 밸브 아암축과 흡입 및 배기 밸브 아암축은 물론 이들 축에 의하여 구동되는 부품까지도 밸브아암체임버를 이루는 부재인 커버내에 장치되어 있다.
특히 본 발명의 양태에 따르면, 기관의 흡입 및 배기밸브 위에 배열된 공통의 캠축을 구비하고 있는 디젤 기관에는, 기관의 실린더헤드에 장치된 유니트 분사기를 구동하는 연료 밸브 아암을 요동시키는 연료캠을 담지한 캠축과, 기관의 흡입 및 배기 밸브를 개폐하는 흡입 및 배기밸브아암을 요동시키는 흡입 및 배기 밸브 캠 일반적으로 캠축을 수용하는 밸브 아암체임버로 이루어진 밸브 아암체임버장치 연료밸브 아암을 지지하는 연료 밸브 아암축, 그리고 흡입 및 배기 밸브 아압을 지지하는 흡입 및 배기 밸브 아암축을 구비하고 있다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 캠축, 연료밸브 아암을 지지하는 연료 밸브 아암축, 그리고 흡입 및 배기 밸브 아암을 지지하는 흡입 및 배기밸브 아암축이 공통의 지지 부재에 의하여 지지된다.
밸브 아암체임버에는 그 내부에 개방구를 형성한 경사진 상부표면을 구비시킬수 있으며, 이러한 개방구는 밸브 아암체임버 뚜껑에 의해 통상 막혀 있다. 캠축은 가급적 흡입 및 배기 밸브 아암을 조정하는 조정나사(adjusting screw)의 높이 보다는 높게 위치시키고, 연료 밸브 아암의 로울러의 높이보다는 낮게 위치시키는 것이 바람직하다. 유니트 분사기 리테이너는 캠축의 축선(axis)과 평행하게 밸브 아암체임버내에 배치된다.
유니트 분사기로부터의 연료 분사속도 또는 분사량을 제어하는 제어봉의 회전을 방지하는 회전방지핀은 밸브 아암체임버를 경유하여 기관에 장치되어 있으며, 체임버는 회전 방지핀의 빠지지 않도록 하는 정지구(stopper)역할을 하는 일체형 리브(integral rib)를 구비한 밸브 아암체임버 부재로 이루어져 있다.
본 발명을 첨부 도면에 의하여 상세히 기술하면 다음과 같다. 제3도에 도시한 바와같이, 디젤기관은 연료 밸브 아암(12)에 의하여 작동되기 적합하게 되어 있는 유니트 분사기(8)(하나만 도시함)가 장치된 실린더 헤드(9)를 구비하고 있다.
제2도에 도시한 것과 같이, 실린더 헤드(9)는 또한 밸브 아암(19)에 의해 작동되기 적합하도록 되어있는 흡입 및 배기 밸브(18)(하나만 도시함)를 구비하고 있다. 연료 밸브 아암(12)과 흡입 및 배기 밸브 아암(19)는 제2도 및 제3도에 나타낸 바와같이, 흡입 및 배기 밸브 아암(19)위에 배열되어 공통캠축(22)에 장치된 연료 캠(13)과 흡입 및 배기 밸브 아암 캠(17)에 의하여 구동되기 적합하게 되어었다.
제1도에 도시한 바와같이 연료밸브 아암(12)과 흡입 및 배기 밸브 아암(19)는 각기 연료 밸브 아암축(16)과 흡입 및 배기 밸브 아암축(20)에 의하여 지지된다. 다시 제3도를 참고하면 캠축(22), 연료 밸브 아암축(16)그리고 흡입 및 배기 밸브 아암축(20)은 일체식 부재(intergral member)로 이루어진 공통의 밸브 아암체임버 부재(10)내에 장치된다. 제1도에 도시한 것과 같이 밸브 아암체임버 부재(10)는 실린더 헤드(9)에 고정된다.
더 상세히 말하자면, 캠축(22)의 양측면에 위치되는 밸브 아암체임버 부재(10)의 부분들은 보울트(23)에 의하여 고정된 반면, 밸브 아암체임버 부재(10)의 양단부는 보울트(21)에 의하여 고정된다.
제1도에는, 캠축(22)과 그의 중심부의 양측면의 밸브 아암체임버를 고정하는 단지 두개의 보울트(23)만이 도시되어 있지만, 여러개의 보울트(23)가 베어링(11)둘레의 부분들을 고정하여, 상당한 힘을 받는 캠축(22)을 지지하고 연료 밸브아암축(16)과 흡입 및 배기 밸브 아암축(20)을 보지하여 회전을 방지한다.
상기한 바와같이 구성된 본 발명의 구체적인 실시예의 밸브 아암체임버 장치에 있어서, 캠축(22), 흡입 및 배기 밸브 아암축(20) 그리고 연료 밸브 아암축(16)은 밸브 아암체임버 부재(10) 내에 미리 설치되며, 이러한 조립체가 실린더 헤드(9)에 단일체로서 장치된다.
이러한 배열은 밸브 아암체임버 및 그와 관련된 부품의 장착을 용이하게 할 뿐 아니라, 기관의 실린더 헤드의 구조를 소형으로 할수 있다.
제1도를 다시 참고하면, 윤활유 펌프(5)가 캠축(22)의 단부와 연결되어 있다.
이윤활유 펌프(5)뿐만 아니라 다른 부재 또한 실린더 헤드(9)에 장치되기 전에 밸브 아암체임버 부재(10)내에 미리 설치된다. 결국, 본 발명의 밸브 아암체임버 장치가 적용되는 디젤기관의 크기는 전체적으로 줄일 수가 있다.
게다가, 캠축(22), 연료 밸브 아암축(16), 흡입 및 배기 밸브 아암축(20)은 물론 이들 축과 관련되거나 이들 축에 의하여 구동되는 부품들을 대단히 용이하게 효과적으로 조립할 수 있는데, 그 이유는 이들 축과 부품들을 밸브 아암체임버 부재(10)내에 미리 설치할 수 있고, 다른 부품들이 실린더 헤드(9)에 장치될 때 이러한 부품을 단일체로서 함께 실린더 헤드(9)에 장치할 수 있기 때문이다.
게다가, 밸브 아암체임버 장치를 단일체로 하여, 그 구조를 미리 설치하는 것은 서로에 대하여 축이 충분한 평행정도를 유지할 수 있도록 하고, 기관에 이러한 축들을 장치하기 위한 고정단계를 줄일 수 있도록 한다.
또한, 상기한 바와같은 본 발명의 실시예에 있어서, 연료밸브 아암(12), 흡입 및 배기 밸브 아암(19), 캠축(22) 그리고 제어봉(28)(제3도 및 제5도 참조)을 수용하는 밸브 아암체임버(10)의 상부 표면이 경사지게 절단되어 있다는 것을 알아야 한다. 즉, 밸브 아암체임버 부재(10)의 상부 표면은, 실린더 헤드(9)에 경사지게 수용하는 유니트 분사기(8)를 장착하고 분리하는 방향과 실질적으로 수직인 편면에, 개방구를 구비 하고 있다. 이 개방구는 실질적인 면적을 차지하고 있으며, 해당 크기의 밸브 아암체임버 뚜껑(10A)으로 닫혀 있다.
상기의 실시예에서는, 밸브 아암체임버 뚜껑(10A)에 의해 덮혀지는 경사진 커다란 상부 개방구를 갖도록 밸브 아암체임버 부재(10)의 상부 표면이 경사져 있기 때문에, 조정나사(34)가 캠축(22)아래에 위치하고 있어 접근하기 어려우나, 화살표(X)로 표시한 것과 같이 연료 밸브 아암축(16)과 캠축(22) 사이의 틈을 통하여 밸브 아암체임버 부재(10)의 외부로부터 삽입되는 스크루드라이버 수단에 의하여 흡입 또는 배기 밸브(18)의 헤드와 그것을 작동시키기 위한 아암(19)간의 간극을 조정하는 조정나사(3 4)를 회전시킬수 있다. 또한, 연료 밸브 아암축(16) 아래에 형성된 틈을 통하여 화살표(Y)방향으로 삽입될 수 있는 렌치등의 공구에 의하여 너트(35)를 잠그므로서 조정나사(34)를 잠그는 것도 가능하다.
게다가, 밸브 아암체임버 부재(10)의 상부 개방구를 막고 있는 밸브 아암체임버 뚜껑(10A)을 제거하므로써, 유니트 분사기(8)를 매우 간단히 실린더 헤드(9)상에 고정하거나 분리할 수 있다.
또한 유니트 분사기(8)의 연료 분사량을 제어하는 레버(27)의 포크 부재와, 제어봉(28)에 확실하게 고정된 조정기(29)의 핀(30)사이를 연결에서 정밀한 조정이 요구되는 부분에 접근하기가 용이하다.
게다가, 흡입 또는 배기밸브(18)와 밸브 아암(19)간의 밸브봉 간극, 연료 분사량을 제어하는 제어봉(28)과 조정기(29)간의 연결의 정밀 조정따위 동등의 다양한 조종 및 잠금 작업(locking operation)은 밸브 아암체임버 뚜껑(10A)을 제거함으로써 대단히 용이하게 수행할 수가 있다.
밸브 아암체임버 부재(10)내에 배치된 캠 축(22)은 흡입 및 배기 밸브 아암(19)의 조정나사(34) 보다는 위에 위치되어 있고, 각 연료 분사기(8)를 구동하는 연료 밸브 아암(12)의 로울러(14)보다는 아래에 위치되어 있다.
그러므로 조정나사(34)를 돌려 조정하고 잠금너트(35)로 잠그는 것이 용이하며, 동시에 밸브 아암체임버의 소형화를 실현하고 있다.
이후 본 발명을 제4도 및 제5도를 참고로 하여 기술하고자 하는데, 제4도는 밸브 아암체임버의 중요부분을 부분적으로 절단한 평면도이며, 제5도는 제3도와 마찬가지로 선 C-C를 따라 절취한 단면도이다.
제4도로부터 알수 있는 바와같이, 실린더 헤드(9)에 밸브 아암체임버내의 유니트 분사기(8)를 고정하는 유니트 분사기 리테이너(24)는 캠축(22)의 축선과 평행으로 배열되어 있다. 유니트 분사기 리테이너(24)는 보울트(25)에 의하여 실린더 헤드(9)에 고정되기 적합하게 되어 있다.
즉, 유니트 분사기 리테이너(24)는 유니트 분사기(8)를 수용하는 가랑이 부(crotch part)(26)을 가진, 두 갈래로 갈라진 부재이다.
제5도로부터 알 수 있는 바와같이 유니트 분사기 리테이너(24)를 위한 시이트(15)가 구비되어 있다.
유니트 분사기 리테이너(24)가 실린더 헤드상에 유니트 분사기를 지지하는 위치와, 볼트(25) 및 시이트(15)의 위치는 캠축(22), 연료 밸브 아암축(16), 흡입 및 배기밸브 아암축(20) 그리고 제어봉에 평행으로 배열되어 있다.
연료 밸브 아암(12)의 일측 단부는 스프링(31)에 의하여 압압되고, 타측단부는 정지링(stopper ring)(36)에 의하여 정지되어 있다. 정지링(36)이 분리될 때, 연료 밸브 아암(12)은 스프링(31)에 의하여 압압되는 방향으로 이동하게 된다. 그때 유니트 분사기 리테이너(24)를 고정하는 보울트(25)를 제거하므로서, 별 어려움 없이 유니트 분사기(8)를 하나의 뭉치로서 분리할 수 있다.
유니트 분사가 리테이너(24)가 캠축(22) 및 다른 축과 평행하게 연장되어있기 때문에, 제어봉(28)과 연료밸브 아암축(16)에 의하여 간섭 반응이 없이 분리될 수 있으므로, 유니트 분사기(8)의 분해는 물론 그것의 유지 및 검사를 용이하게 실시할 수 있다는 잇점이 있다.
더구나, 본 발명의 장치에서, 레버(27)는 제어봉(28)이 제4도에 도시한 바와같이 화살표 C-C 방향으로 직선 이동하는데 따라 화살표 D-D 방향으로 회전되고, 그에 의하여 유니트 분사기(8)로부터의 연료 분사량의 양을 조정할 수 있다. 제어봉(28)이 원치않는 회전을 하지 않도록, 제5도에 도시한 회전 방지핀(32)이 제4도에 도시된 바와같이 제어봉(28)에 형성된 가늘고 긴 구멍(33)을 통하여 실린더 헤드(9)내에 박혀 있다.
회전 방지핀(32)은 밸브 아암체임버 부재(10)상에 일체로 형성된 리브(3)에 의하여 그것의 헤드 부분에 지지된다.
이러한 리브(3)는 회전 방지핀(32)이 이탈하지 않도록 하는 리테이너(retain er)로서의 역할을 하기 때문에, 회전 방지핀(32)은 밸브 아암체임버(10)가 분리됨에 따라 쉽게 회수 할 수 있어 기관의 분해 및 검사를 매우 용이하게 한다.
또한 리브(3)는 캠축(22), 연료 밸브 아암축(16)등등을 지지하는 밸브 아암체임버 부재(10)내의 보스(boss)등을 밸브 아암체임버(7)의 주변부에 연결하는 역할을 하므로서, 밸브 아암체임버 부재(10)의 견고성을 향상시킨다. 더구나, 리브를 설치하면 주조(casting)시에 밸브 아암체임버 부재(10)의 제조가 용이해지는데, 이는 주조중에 리브가 응융된 금속의 탕도(runner)의 일부로서 활용되기 때문이다.
본 발명의 밸브 아암체임버 장치를 구비한 디젤기관은 캠축(22) 연료 밸브 아암축(16) 및 다른 관련 부품들이 밸브 아암체임버부재(10)와 일체로 함께 조립될 수 있기 때문에 소형화 할수 있다.
상기와 동일한 이유로 인해 밸브 아암체임버 장치의 설치가 용이해지며, 그것을 설치하는 비용을 줄일 수 있다는 잇점이 있다.
게다가, 캠축(22), 연료 밸브 아암축(16) 그리고 흡입 및 배기 밸브 아암축( 20)의 서로에 대한 평행 정도 따위 매우 정확한 치수를 갖도록 하는 것이 가능하며, 그것들이 지지부재 들내에서 약간의 유격이 있어도, 요구되는 평행정도를 유지할수가 있다.
게다가, 본 발명에 따르면, 상기에서 설명한 밸브 아암체임버 장치의 부품 및 부분품들을 다양하게 변경하므로서 디젤기기관의 기능 및 성능을 향상시키는 것이 가능하다.

Claims (5)

  1. 기관의 흡입 및 배기밸브(18) 위에 배열되어 있는 공통의 캠축(22)을 가지고 있고, 상기 캠축(22)이, 상기 기관의 실린더헤드(9)에 장치된 유니트분사기(8)를 구동하는 연료밸브아암(12)을 요동시키기 위한 연료캠(13)과, 상기 기관의 상기 흡입 및 배기 밸브(18)를 개폐하는 흡입 및 배기 밸브아암(19)을 요동시키기 위한 흡입 및 배기 밸브캠(17)을 가지고 있는 디젤기관에 있어서, 디젤기관용 밸브 아암체임버 장치가 상기캠축(22)을 지지하는 밸브 아암체임버부재(10), 상기 연료밸브 아암(12)을 지지하는 연료밸브 아암축(16)과, 그리고 상기 흡입 및 배기밸브 아암(19)을 지지하는 흡입 및 배기밸브 아암축(20)으로 이루어진 것을 특징으로하는 디젤기관용 밸브 아암체임버 장치.
  2. 제1항에 있어서, 밸브 아암체임버부재(10)는 상기 캠축(22), 연료밸브 아암축(16) 그리고 흡입 및 배기 밸브 아암축(20)을 수용하고 있고 개방구가 있는 경사진 상부 표면을 가지며, 상기 개방구는 통상 밸브 아암체임버 뚜껑(10A)에 의하여 닫혀 있는 것을 특징으로하는, 디젤기관용 밸브 아암체임버 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 캠축(22)은 연료 밸브아암축(16)과 함께 배열되어 있고, 공통의 밸브아암체임버 내에 있는 흡입 및 배기 밸브아암축(20)은 상기 흡입 및 배기 밸브아암(19)의 조정을 위한 조정나사(34)보다는 높은곳에 위치하고 있고, 상기 연료 밸브아암(12)의 로울러(14)보다는 낮은곳에 위치하고 있는 것을 특징으로 하는, 디젤기관용 밸브아암체임버장치.
  4. 제1항에 있어서, 유니트분사기 리테이너(24)가 상기 캠축(22), 연료밸브 아암축(16)과 그리고 흡입 및 배기밸브 아암축(20)을 수용하고 있는 밸브아암체임버내에 상기 캠축(22)의 축선과 평행으로 배열되어 있는 것을 특징으로 하는, 디젤기관을 밸브아암체임버장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 캠축(22), 연료밸브 아암축(16)과 그리고 흡입 및 배기밸브 아암축(20)을 수용하는 밸브 아암체임버를 통하여 상기 기관에 장치된 유니트 분사기(8)로부터의 연로 분사량을 제어하는 제어봉(28)의 회전을 방지하는 회전방지 핀(32)을 포함하고 있으며, 상기 회전방지핀(32)이 이탈되는 것을 방지하는 정지구 (stopper)로서의 역할을 하는 일체형 리브(integral rib)(3)가 구비된 밸브 아암체임버 부재를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는, 디젤기관용 밸브 아암체임버 장치.
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