KR970007580B1 - Variable valve driving apparatus for a car - Google Patents
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Abstract
Description
제1도는 본 발명에 의한 가변장치의 측단면도.1 is a side cross-sectional view of a variable apparatus according to the present invention.
제2도는 본 발명에 의한 가변장치의 작용상태를 나타내는 측단면도이다.2 is a side cross-sectional view showing an operating state of the variable apparatus according to the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1 : 배기캠축 2 : 흡기캠축1: exhaust camshaft 2: intake camshaft
3 : 위상변환기구 6 : 헬리컬 기어3: phase shift mechanism 6: helical gear
7 : 제1내측 헬리컬 기어 8 : 제2내측 헬리컬 기어7: 1st inner helical gear 8: 2nd inner helical gear
9 : 구동 헬리컬 기어 10 : 스프로켓9: driving helical gear 10: sprocket
11 : 제1외측 헬리컬 기어 12 : 제2외측 헬리컬 기어11: first outer helical gear 12: second outer helical gear
13 : 핀 14 : 스프링13: pin 14: spring
15 : 피동 헬리컬 기어 19 : 유압실15: driven helical gear 19: hydraulic chamber
본 발명은 자동차용 흡, 배기밸브 개폐 가변장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 엔진의 전 회전수 영역에서 고출력을 얻고 저연비를 실현할 수 있는 흡, 배기밸브 개폐 가변장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an intake / exhaust valve opening / closing device for automobiles, and more particularly, to an intake / exhaust valve opening / closing device capable of achieving high output and realizing low fuel consumption in an entire engine speed range.
자동차용 흡, 배기밸브는 크랭크 축과 체인 또는 타이밍 벨트로 연결되어 함께 회전하는 캠축에 연동하여 개폐작용을 하게 된다.Automobile intake and exhaust valves are connected to the crankshaft and the chain or the timing belt to open and close in conjunction with the rotating camshaft.
기관의 출력을 향상시키기 위하여 밸브의 개폐속도나 가속도를 크게 설정하는 것이 필요하지만, 밸브의 속도나 가속도가 너무 빠르면 밸브가 밸브 시이트에 충돌하거나 밸브의 운동이 캠의 궤적에 관계하지 않게 되므로 소음이 커지는 원인이 된다.In order to improve the output of the engine, it is necessary to set the opening and closing speed or acceleration of the valve largely, but if the speed or acceleration of the valve is too fast, the valve will not collide with the valve seat or the valve movement will not be related to the cam trajectory. It becomes large.
대개의 경우 캠축은 크랭크 축이 2회전할 때 1회전하여 개폐작용을 하게 되는데, 흡, 배기밸브의 개폐작용에 직접 관계하는 캠이 캠축과 일체로 형성되고 있기 때문에 밸브의 개폐시키는 불변으로 된다.In most cases, the camshaft is opened and closed by one rotation when the crankshaft is rotated two times. Since the cam directly related to the opening and closing action of the intake and exhaust valves is integrally formed with the camshaft, the valve is invariably opened.
이러한 구조의 흡, 배기밸브 개폐장치는, 특정한 회전수 영역에서는 최고의 출력을 얻을 수 있지만 엔진의 전 회전수 영역을 감안하여 보면 그러하지 못하기 때문에 전 구간에서 큰 출력을 얻을 수 없으며 또 연료의 소모량도 출력에 비하여 볼 때 과다하게 소모되는 문제점이 있다.The intake / exhaust valve opening and closing device of such a structure can obtain the best output in a certain rotational speed range, but not in view of the full rotational speed range of the engine. There is a problem of excessive consumption compared to the output.
본 발명은 상기한 바와같은 종래 기술의 문제점을 해소하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 엔진의 전 회전수 영역에서 큰 출력을 얻고 저연비를 실현할 수 있는 자동차용 흡, 배기밸브 개폐 가변장치를 제공하는데 있다.The present invention has been invented to solve the problems of the prior art as described above, the object of the present invention is to provide a variable intake and exhaust valve opening and closing device for automobiles that can achieve a large output in the full rotation speed range of the engine and realize low fuel consumption To provide.
이를 실현하기 위하여 본 발명은, 크랭크 축의 회전력을 전달받아 회전하는 배기캠축과, 이 배기캠축에 설치된 헬리컬 기어와 치차결합되어 동력을 전달받는 흡기캠축으로 이루어지는 밸브 개폐장치에 있어서, 상기한 배기캠축의 스프로켓 일측에 일체로 형성되는 구동 헬리컬 기어를 포함하는 위상변환기구를 설치하여 배기캠축과 흡기캠축사이에 위상변화가 발생되도록 하는 자동차용 흡, 배기밸브 개폐 가변장치를 제공한다.In order to realize this, the present invention provides a valve opening and closing device comprising an exhaust cam shaft which is rotated by receiving a rotational force of a crank shaft, and an intake cam shaft which is gear-coupled with a helical gear installed on the exhaust cam shaft to receive power. A phase shifting mechanism including a driving helical gear formed integrally on one side of a sprocket provides a variable inlet / outlet valve opening and closing device for an automobile in which a phase change occurs between an exhaust cam shaft and an intake cam shaft.
상기한 위상변환기구는, 구동 헬리컬 기어의 내치차와 배기캠축의 헬리컬 기어사이에 제1, 2내측 헬리컬 기어를 설치하고, 구동 헬리컬 기어의 외치차와 흡기캠축의 헬리컬기어사이에 제1, 2외측 헬리컬 기어를 설치함과 아울러 제2외측 헬리컬 기어의 일측에 유압실을 형성하고 제1내측 헬리컬 기어의 일측에 유압에 저항하는 스프링을 설치하여 구성하고 있다.The phase shifting mechanism is provided with first and second inner helical gears between the inner tooth of the driving helical gear and the helical gear of the exhaust camshaft, and the first and the second between the outer gear of the driving helical gear and the helical gear of the intake camshaft. In addition to providing an outer helical gear, a hydraulic chamber is formed on one side of the second outer helical gear and a spring resistant to hydraulic pressure is provided on one side of the first inner helical gear.
또한 상기한 제1, 2내외측 헬리컬 기어는 스프링을 개재하여 핀으로 연결됨으로서 기어 백래시를 방지하도록 구성한다.In addition, the first and second inner and outer helical gears are configured to prevent gear backlash by being connected to a pin via a spring.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 따라 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
제1도는 본 발명에 의한 흡 배기밸브 개폐 가변장치의 측단면도로서, 크랭크 축으로부터 체인으로 동력을 전달받아 회전하는 배기캠축(2)과, 이 배기캠축(1)의 회전력을 전달받아 회전하는 흡기캠축(2)을 포함하여 이루어지고 있다.1 is a side cross-sectional view of the intake exhaust valve opening and closing variable apparatus according to the present invention, the exhaust cam shaft (2) rotates by receiving power from the crank shaft to the chain, and the intake air rotated by receiving the rotational force of the exhaust cam shaft (1) It includes the camshaft 2.
상기한 배기캠축(1)의 일단부에는 위상변환기구(3)가 설치되어 흡기캠축(1)과 배기캠축(1)을 상대회전시키도록 하고 있다.A phase shifting mechanism 3 is provided at one end of the exhaust camshaft 1 so as to relatively rotate the intake camshaft 1 and the exhaust camshaft 1.
상기한 위상변환기구(3)는, 배기캠축(1)의 외주로 삽입되어 자리맞춤핀(4)에의해 고정되는 슬리브(5)와, 이 슬리브(5)의 외주에 형성된 헬리컬 기어(6)에 치차결합되는 제1내측 헬리컬 기어(7) 및 제2내측 헬리컬 기어(8)를 포함하고 있으며, 이 제1, 2내측 헬리컬 기어(7), (8)의 외측에 치차결합되는 구동 헬리컬 기어(9)는 크랭크 축의 회전력을 전달받는 스프로켓(10)과 일체로 형성되어 회전하도록 되어 있다.The phase shifting mechanism (3) includes a sleeve (5) inserted into the outer circumference of the exhaust camshaft (1) and fixed by the alignment pins (4), and a helical gear (6) formed on the outer circumference of the sleeve (5). A first inner helical gear 7 and a second inner helical gear 8 that are geared to the gear, and a drive helical gear that is geared to the outside of the first and second inner helical gears 7, 8; (9) is formed integrally with the sprocket (10) receiving the rotational force of the crankshaft to rotate.
상기한 구동 헬리컬 기어(9)는 내외측에 모두 헬리컬 치(齒)가 형성되고 있는데, 외측의 헬리컬 치에는 제1외측 헬리컬 기어(11)와 제2외측 헬리컬 기어(12)가 치차결합되어 함께 회전할 수 있도록 되어 있다.The driving helical gear 9 has helical teeth formed on both the inner and outer sides thereof, and the first outer helical gear 11 and the second outer helical gear 12 are gear-coupled to the outer helical teeth. It is designed to rotate.
제1내측 헬리컬 기어(7)와 제2내측 헬리컬 기어(8), 그리고 제1외측 헬리컬 기어(11)와 제2외측 헬리컬 기어(12)는 각각 핀(13)으로 결합되고 있는데, 이 핀(13)의 일측단이 제2내측 및 제2외측 헬리컬 기어(8), (12)에 고정되고 타측단이 제1내측 및 제1외측 헬리컬 기어(7), (11)에 파여진 홈내에서 스프링(14)으로 탄지되어 이들 기어사이에서 발생될 수 있는 백래시(backlash)를 방지하도록 되어 있다.The first inner helical gear 7 and the second inner helical gear 8, and the first outer helical gear 11 and the second outer helical gear 12 are joined by pins 13, respectively. One end of the spring 13 is fixed to the second inner and second outer helical gears 8 and 12 and the other end of the spring is recessed in the first inner and first outer helical gears 7 and 11. And 14 to prevent backlash that may occur between these gears.
상기한 제1외측 헬리컬 기어(11)와 제2외측 헬리컬 기어(12)는 흡기캠축(2)의 피동 헬리컬 기어(15)와 함께 치차결합되어 회전력을 전달하도록 되어 있다.The first outer helical gear 11 and the second outer helical gear 12 are geared together with the driven helical gear 15 of the intake camshaft 2 to transmit rotational force.
상기한 제2내측 헬리컬 기어(8)와 제2외측 헬리컬 기어(12)는 축방향의 이동이 함께 이루어질 수 있도록 되어 있는데, 본 실시예에서는 제2내측 헬리컬 기어(8)에 후크(16)를 형성하고 제2외측 헬리컬 기어(12)에는 이 후크(16)가 위치될 수 있는 홈(17)을 형성하여 이들을 결합하고 홈(17)에 스냅링(18)을 설치하여 상호 연결이 이루어지도록 하고 있다.The second inner helical gear 8 and the second outer helical gear 12 are configured to move together in the axial direction. In this embodiment, the hook 16 is attached to the second inner helical gear 8. And a groove 17 in which the hook 16 can be positioned in the second outer helical gear 12 so as to be coupled to each other and a snap ring 18 is installed in the groove 17 so as to be interconnected. .
이러한 구성은 흡기캠축(2)의 피동 헬리컬 기어(15)와 배기캠축(1)의 구동 헬리컬 기어(9)는 축방향의 이동을 하지 않고 회전운동만을 하는데 비하여 제1, 2내외측 헬리컬 기어들 (7), (8), (11), (12)은 회전운동과 축방향의 이동을 함께 하는 것으로 캠축의 위상을 변환시키게 되는데, 축방향의 이동을 위하여 제2외측 헬리컬 기어(12)에 대하여 유압을 작용시키는 유압실(19)이 형성되어 있다.This configuration is characterized in that the driven helical gear 15 of the intake camshaft 2 and the driving helical gear 9 of the exhaust camshaft 1 do not move in the axial direction, but only rotate in the first and second inner and outer helical gears. (7), (8), (11), and (12) convert the phase of the camshaft by the rotational movement and the axial movement together, and to the second outer helical gear 12 for the axial movement. The hydraulic chamber 19 which acts on hydraulic pressure is formed.
이 유압실(19)은 배기캠축(1)에 볼트(20)로 고정되는 커버(21)와의 사이에 형성되고 있는데, 이 유압실(19)은 배기캠축(1)과 볼트(20)와의 사이에 형성되는 통로(22)를 경유하여 배기캠축(1)에 뚫려진 유출입구(23)를 통하여 유압제어부(도시생략)와 연결된다.The hydraulic chamber 19 is formed between the cover 21 fixed to the exhaust cam shaft 1 with the bolt 20, and the hydraulic chamber 19 is disposed between the exhaust cam shaft 1 and the bolt 20. It is connected to the hydraulic control part (not shown) via the inflow opening 23 drilled by the exhaust camshaft 1 via the passage 22 formed in the.
상기한 유압실(19)내의 압력은 제2외측 헬리컬 기어(12)를 도면에서 보아 좌측으로 이동시키는 힘을 생성하게 되는데, 제1내측 헬리컬 기어(7)는 유압에 힘에 대하여 반발하는 스프링(24)으로 탄지되어 유압이 소멸될때에 복귀시키도록 하고 있다.The pressure in the hydraulic chamber 19 generates a force for moving the second outer helical gear 12 to the left as shown in the drawing. The first inner helical gear 7 has a spring that repels the force against the hydraulic pressure. 24) to return when the hydraulic pressure disappears.
이와같이 이루어지는 본 발명의 밸브 개폐 가변장치는, 유압실(19)로 공급되는 유압이 스프링(24)의 탄성력을 이기지 못하는 때로서, 이와같은 상태에서는 스프링(24)의 탄성력에 의해 제1내측 헬리컬 기어(7)가 도면에서 보아 우측으로 밀려남에 의해 이와 연결되어 있는 제2내측 헬리컬 기어(8)가 밀려나면서 제2외측 헬리컬 기어(12)를 밀어 우측으로 이동시키게 된다.In the valve opening and closing device of the present invention, the hydraulic pressure supplied to the hydraulic chamber 19 does not overcome the elastic force of the spring 24. In such a state, the first inner helical gear is caused by the elastic force of the spring 24. As the 7 is pushed to the right as seen in the drawing, the second inner helical gear 8 connected thereto is pushed to push the second outer helical gear 12 to the right.
그리고 유압실(19)로 유입되는 유압이 스프링(24)의 탄성력보다 큰 경우에는 이 유압의 힘에 의해 제2외측 헬리컬 기어(12)가 도면에서 보아 좌측으로 밀려나가면서 제1내측 헬리컬 기어(7)와 제1외측 헬리컬 기어(11)를 좌측으로 이동시켜 제2도에 도시한 바와같은 상태가 된다.When the hydraulic pressure flowing into the hydraulic chamber 19 is greater than the elastic force of the spring 24, the second inner helical gear 12 is pushed to the left side by the hydraulic pressure and the first inner helical gear 7 is pushed to the left in the drawing. ) And the first outer helical gear 11 are moved to the left to bring the state as shown in FIG.
이러한 작용은 크랭크 축의 회전이 스프로켓(10)을 통하여 전달됨에 있어서, 구동 헬리컬 기어(9)의 내측치와 치차결합되어 있는 제1, 2내측 헬리컬 기어(7), (8)를 통하여 배기캠축(1)으로 회전력이 전달되고, 제1, 2외측 헬리컬 기어(11), (12)를 통하여 흡기캠축(2)으로 회전력이 전달되는 과정에서 발생하게 되므로 스프로켓(10)의 위상과 배기캠축(1) 및 흡기캠축(2)의 위상이 상대적으로 변하게 된다.This action is because the rotation of the crankshaft is transmitted through the sprocket 10, the exhaust camshaft (8) through the first and second inner helical gears (7), (8) which are geared to the inner teeth of the drive helical gear (9). 1) the rotational force is transmitted, and in the process of transmitting the rotational force to the intake camshaft 2 through the first and second outer helical gears 11 and 12, the phase of the sprocket 10 and the exhaust camshaft 1 ) And the intake camshaft 2 are relatively changed in phase.
즉 구동 헬리컬 기어(9)의 내측에 치차결합된 제1, 2내측 헬리컬 기어(7), (8)를 통하여 배기캠축(1)으로 회전력이 전달되면서 이들 헬리컬 기어(7), (8)가 축방향으로 이동하게 되므로 헬리컬 기어의 경사진 치(齒)에 의해 배기캠축(1)의 위상이 변하게 되고, 또 구동 헬리컬 기어(9)의 하측에 치차결합된 제1, 2외측 헬리컬 기어(11), (12)를 통하여 흡기캠축(2)으로 회전력이 전달되면서 헬리컬 기어의 경사진 치에 의해 흡기캠축의 위상이 변하게 된다.That is, the rotational force is transmitted to the exhaust camshaft 1 through the first and second inner helical gears 7 and 8 which are geared to the inside of the driving helical gear 9, so that these helical gears 7 and 8 are Since it moves in the axial direction, the phase of the exhaust camshaft 1 is changed by the inclined teeth of the helical gear, and the first and second outer helical gears 11 geared to the lower side of the driving helical gear 9 are also geared up. As the rotational force is transmitted to the intake camshaft 2 through the 12 and 12, the phase of the intake camshaft is changed by the inclined value of the helical gear.
따라서 제1도의 상태가 흡, 배기밸브의 개페시기가 빨라지는 경우라면, 제2도의 상태에서는 흡, 배기밸브의 개폐시기가 느려지게 된다.Therefore, when the opening and closing of the intake and exhaust valves is accelerated in the state of FIG. 1, the opening and closing timing of the intake and exhaust valves becomes slow in the state of FIG.
이상 설명한 바와같이 본 발명에 의한 흡, 배기밸브 개폐 가변장치는, 배기캠축과 흡기캠축사이에 위상변환기구를 설치하여 크랭크 축의 회전력이 전달되는 과정에서 캠축의 위상을 변화시키게 되므로 캠축의 위상이 어떠한 방향으로 변환되었느냐에 따라 밸브의 개폐시기가 변하게 된다.As described above, the intake / exhaust valve opening / closing variable device according to the present invention is provided with a phase shifting mechanism between the exhaust camshaft and the intake camshaft to change the phase of the camshaft in the process of transmitting the rotational force of the crankshaft. The opening / closing timing of the valve changes depending on whether the valve is turned in the direction.
따라서 엔진의 전 회전수 영역에서 밸브의 개폐시기를 가변시킬 수 있으므로 전 부하영역에서 큰 출력을 얻을수 있으며, 저연비를 실현할 수 있는 효과가 있다.Therefore, since the opening and closing time of the valve can be changed in the entire speed range of the engine, a large output can be obtained in the full load range, and low fuel consumption can be realized.
Claims (2)
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| KR1019920023728A KR970007580B1 (en) | 1992-12-09 | 1992-12-09 | Variable valve driving apparatus for a car |
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| KR1019920023728A KR970007580B1 (en) | 1992-12-09 | 1992-12-09 | Variable valve driving apparatus for a car |
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Family Applications (1)
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- 1992-12-09 KR KR1019920023728A patent/KR970007580B1/en not_active IP Right Cessation
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| KR940015154A (en) | 1994-07-20 |
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