KR950005826B1 - 자동차 엔진의 흡, 배기밸브 가변 개폐장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

자동차 엔진의 흡, 배기밸브 가변 개폐장치

제1도는 본 발명에 의한 흡,배기밸브 가변 개폐장치의 측단면도.

제 2도는 제 1도의 작동 상태를 나다내는 측단면도.

제3도는 본 발명의 다른 실시예를 나타내는 측단면도이다.

* 도면의 주요부뷴에 대한 부호의 설명

1 : 실린더헤드 2 : 캠축

5 : 헬리컬 스플라인 축 6 : 스플라인 허브

9 : 요크 10 : 실린더

11 : 피스톤 12 : 솔레노이드 밸브

13 : 오일통로.

본 발명은 자동차 엔진의 흡,배기밸브 가변 개폐장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 엔진의 회전수에 따라 밸브의 개폐시기를 조절하여 최적의 성능을 얻을 수 있는 흡,배기밸브 가변 개폐장치에 관한 것이다.

자동차 엔진은 공기와 연료를 균일하게 혼합시켜 연소실내로 주입시킨 후 점화시켜 폭발하는 힘을 이용하여 피스톤을 승강시키고, 이 피스톤의 승강운동을 크랭크 축을 통하여 회전운동으로 바꾸어 주행에 필요한 힘을 얻고 있다.

연소실내로 흡입되는 혼합기는 밸브 개폐장치에 의해 적절한 시기가 결정되어 흡입행정에서 공급되고 있는데, 대개의 경우 캠축에 형성되는 캠의 위치에 따라 그 개폐시기가 결정되고 있다.

밸브의 개폐시기를 피스톤의 승강운동과 관계하는 크랭크 축의 회전위치에 따라 결정되도록 이루어져 있는네, 실제적으로 밸브의 개폐시기는 피스톤의 상시점이나 하사점에서 이루어지는 것이 아니다.

이것은 흡기의 관성을 이용하여 많은 양의 혼합기를 연소실내로 흡입하기 위해서인데, 이를 위하여 흡기밸브는 피스톤의 홉기행정 전 즉, 배기행정이 완료되기 전에 열리고 흡기행정의 하사점을 지난 뒤에 닫치도록 하고 있다.

그리고 배기밸브는, 동력행정이 끝나기전 즉, 하사점전에 열려서 연소가스를 신속히 실린더 밖으로 배출토록 하고 있으며, 흡기밸브와 동시에 열려있는 오버랩을 두어 혼합기의 흡기체적을 높이도록 하고 있다.

그런데 이러한 방식은 캠축에 일체로 형성되어 있는 캠의 회전으로 흡,배기밸브가 개폐되므로 일정하게 위치된 캠을 갖는 캠축의 각도 변화가 없는 한 밸브의 개폐시기를 변화시킬 수 없는 것이 단점으로 지적되고 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점읕 해소하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 엔진의 회전수에 따라 밸브 개폐시기를 가변시켜 최적의 출력을 얻을 수 있는 자동차 엔진의 흡,배기밸브 가변개폐장치를 제공하는데 있다.

이를 실현하기 위하여 본 발명은, 흡,배기밸브를 개폐하는 디수개의 캠을 보유하는 캠축의 후단부에 헬리컬 스플라인 축을 일체로 형성하여 스플라인 허브와 결합시켜 함께 회전토록 함과 아울러 이 스플라인 허브를 실린더내로 유입하는 오일에 의해 전후진 하는 피스톤과 요크로 연결하여 요크의 전후진 및 회전운동이 동시에 이루어짐에 의해 캠축이 회전됨에 의해 흡,배기밸브의 개페 타이밍이 변환되도록 하는 자동차 엔진의 흡,배기밸브 개폐장치를 제공하고 있다.

상기한 실린더내로 유입되는 오일은 엔진의 회전수에 따라 전격적인 신호를 출력하여 솔레노이드 밸브를개폐하는 ECU(Electronic Control Unit)에 의해 이루어지도록 하여 엔진의 회전수에 따라 개폐시기가 가변되도록 하고 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 따라 더욱 상세히 설명한다.

제1도는 본 발명의 제 1 실시예를 나타내는 밸브 가변 개폐장치의 측단면도로서, 실린더 헤드(1)상에 베어링 등의 회전요소를 개재하여 캠축(2)이 설치되고 있다.

이 캠축(2)은 일측에 스프로켓(3)이 설치되어 그랭크 축으르부터 회전력을 전달받도륵 되어 있으며, 그반대측에는 본 발명이 요지로 하는 타이밍 가변기구(4)가 설치된다.

이 타이밍 가변기구(4)는, 캠축(2)의 일측에 헬리컬 스플라인 축(5)을 일체로 형성하고 있으며, 이 헬리컬 스플라인 축(5)에 지형을 따라 이동할 수 있는 스플라인 허브(6)가 스프링(7)으로 탄지되어 결합되고 있다.

상기한 스플라인 허브(6)는 플랜지(8)가 외주면에 형성되어 요크(9)에 회전가능한 상태로 결합되고 있다.

이 요크(9)는 실린더 헤드(1)에 일체로 형성된 실린더(10)의 내측으로 결합된 피스톤(11)과 일체로 형성되어 함께 이동할 수 있도록 되어 있으며, 이 실린더(10)는 ECU의 신호에 의해 개폐작동하는 솔레노이드밸브(12)에 의해 유로가 개폐되는 오일통로(13)와 연통되고 있다.

이와 같이 이루어지는 본 발명의 흡,배기밸브 가변 개폐장치는, 타이밍가변기구(4)가 작동하지 않는 상태에서는 스프링(7)의 탄성력에 의해 스플라인 허브(6)가 도면에서 보아 우측으로 밀려나기 때문에 통상의 개폐작용이 이루어진다.

이러한 상태에서 엔진의 회전수가 높아지게 되면, 엔진의 회전수를 감지하는 센서로부터 그 감지신호가 ECU로 전달되어 전기적 신호로 변환되면서 솔레노이드 밸브(l2)로 인가된다.

그러면 오일통로(13)를 차단하고 있던 솔레노이드 밸브(12)는 개방되는네, 이때 오일통로(]3)을 통하여 오일펌프로부터 전달되는 유압이 실린더(10)내로 들어가 피스톤(l1)을 밀게 된다.

이러한 작용으로 피스톤(11)이 도면에서 보아 좌측으로 이동하게 되면 이와 일체로 형성되어 있는 요크(9)가 함꼐 이동하게 되는데, 이 요크(9)에는 스플라인 허브(6)의 플랜지(8)가 위치하여 있기 때문에 스플라인 허브(6)가 이동을 하게 된다(제2도 참조).

그런데 스플리인 허브(6)가 결합되어 있는 헬리컬 스플라인 축(5)의 치형이 축의 길이 방향으로 비틀려지면서 형성되어 있기 때문에 스플라인 허브(6)의 이동은 결국 헬리컬 스플라인 축(5)을 회전시키는 결과가 된다.

따라서, 헬리걸 스플라인 축(5)과 일체로 형성되어 있는 캠축(2)이 회전을 하게 되므로 이 캠축(2)에 일체로 형성되어 있는 캠들의 위치가 변화되어 그 만큼 흡기밸브를 빨리 열어주게 된다.

이러한 상태에서 ECU로부터 신호가 차단되면, 솔레노이드 밸브(12)가 오일통로(13)를 닫아주게 되므로 실린더(10)내로는 오일이 공급되지 않고 실린더(10)내에 유입된 오일은 피스톤(11)과의 사이에 형성되는 간극을 통하여 빠져나오게 되는데, 이것은 스프링(7)이 스플라인 허브(6)를 밀게 되므로 이와 기구적으로 연결되어 있는 피스톤(11)이 좌측으로 힘을 받게 되므로 가능하게 된다.

제3도는 본 발명의 다른 실시예를 나타내는 측단면도로서, 제1도와 동일한 부분에 대해서는 동일 부호를 부여하고, 동일 부분에 대해서는 설명을 생략한다.

이 실시예에서 캠축(2)의 후단부에 설치되는 타이밍 가변기구(4)는, 스플라인 허브(6)의 후단부가 피스톤(11)의 내측으로 공회전 가능하게 설치되어 피스톤의 전후 이동에 따라 이동할 수 있도록 되어 있다.

이 실시예에서도 유압통로(13)를 통하여 압력유체를 실린더(10)내로 공급함으로써 피스톤(l1)을 밀어 캠축(2)을 회전시켜 얻어지는 효과는 동일하다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 흡,배기밸브 가변 개폐장치는, 엔진의 회전수에 따라 밸브의 개폐시기를 조절하여 연소실내로 공급하는 혼합기의 공급 타이밍을 가변시킬 수 있기 때문에 엔진의 성능을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

Claims (2)

1. 흡,배기밸브를 개폐하는 캠을 다수개 보유하는 캠축에 있어서, 상기한 캠축(2)의 후단부에 헬리컬 스플라인 축(5)을 일체로 형성하여 플랜지(8)를 갖는 스플라인 허브(6)와 결합하고, 실린더 헤드(1)에 실린더(10)를 형성하여 그 내측에 피스톤(11)을 슬라이드 가능하게 설치함과 아울러 이 피스톤(11)의 선단에 요크(9)를 설치하여 상기한 플랜지(8)를 회전가능하게 설치하고, 실린더(10)의 후단부를 ECU의 출력 신호에 의해 개페하는 솔레노이드 밸브(12)가 설치된 오일통로(13)와 연결하여 솔레노이드 밸브(12)가 개방상태에서 실린더(10)내로 오일압력이 작용토록 함으로서 피스톤(11)의 전진으로 스플라인 허브(6)가 직선이동하여 헬리컬 스플라인 축(5)을 회전시켜 캠축(2)을 일정각도 만큼 회전시키도록 구성한 것을 특징으로 하는 자동차 엔진의 흡, 배기밸브 가변 개폐장치.
2. 제1항에 있어서, 스플라인 축(5)에 설치된 플랜지(8)는 피스톤(11)내측으로 공회전 가능하게 설치됨을 특징으로 하는 자동차 엔진의 흡, 배기밸브 가변 개폐장치.