KR980009770A

KR980009770A - Valve devices for automotive engines

Info

Publication number: KR980009770A
Application number: KR1019960030861A
Authority: KR
Inventors: 신종철
Original assignee: 양재신; 대우자동차 주식회사
Priority date: 1996-07-27
Filing date: 1996-07-27
Publication date: 1998-04-30

Abstract

본 발명은 흡,배기포트를 개폐하는 방식을 반원기둥 형태의 밸브 회전방식으로 새로이 변경하여 종래의 개폐방식에 따른 캠축, 로커아암, 밸브, 스프링 등의 많은 부품들을 배제하므로서 부품수 감소에 따른 생산비의 대폭적인 절감 및 중량감소에 따라 차량의 연비를 향상시키도록 하는 등의 목적을 갖는 차량용 엔진의 밸브장치에 관한 것으로서, 차량용 엔진에 있어서,The present invention eliminates many components such as a camshaft, a rocker arm, a valve, and a spring according to a conventional opening / closing system by newly changing the method of opening / closing the intake / exhaust port to a semi-cylindrical valve rotation system, The present invention relates to a valve apparatus for an engine for a vehicle having a purpose of improving the fuel economy of the vehicle in accordance with a great reduction in weight and weight reduction,

각각 연소실(22)과 통하는 흡기포트(24)와 배기포트(26)에 연료의 폭발을 구동력으로 하는 크랭크 샤프트와 벨트결합하고 각 포트(24)(26)를 각 행정에 맞게 개폐하도록 하는 개폐 제어수단으로 회동 구성하여 된 것이다.An intake port 24 communicating with the combustion chamber 22 and an exhaust port 26 are connected to a crankshaft driven by an explosion of the fuel as a driving force and opened and closed to open and close the ports 24, As shown in FIG.

Description

Valve devices for automotive engines

본 발명은 부품의 수를 절감하여 생산성 향상을 도모하도록 하는 차량용 엔진에 관한 것이다.The present invention relates to an automobile engine that reduces the number of components and improves productivity.

일반적으로, 차량의 동력발생장치, 즉 엔진은 차량을 구동시키기 위한 동력을 발생시키는 장치이며, 엔진의 주요부, 윤활장치, 연료장치, 냉각장치, 흡배기장치, 점화장치 등으로 구성되어 있다.Generally, a power generating device of a vehicle, that is, an engine is a device that generates power for driving a vehicle, and is composed of a main part of an engine, a lubricating device, a fuel device, a cooling device, an intake and exhaust device, and an ignition device.

엔진은 연료를 열원으로하여 그 연소에 의한 열에너지를 작동유체에 공급하여 열팽창(연소,폭발)시켜서 작동 유체가 팽창하는 힘을 기계적 에너지인 축의 회전력이나 유체의 분출력으로 바꾸어서 동력을 얻는 장치를 열기관(heat engine)이라고 한다.The engine uses a fuel as a heat source and supplies thermal energy by burning to the working fluid to thermally expand (burn, explode), converting the force that the working fluid expands to the rotational force of the shaft, (heat engine).

즉 열기관이란 열에너지를 기계적 에너지(일)로 바꾸는 장치이며, 내연기관과 외연기관으로 분류된다.That is, a heat engine is a device that converts thermal energy into mechanical energy (day), and is classified into an internal combustion engine and an external combustion engine.

실린더 배열에 따라 엔진은 직렬형 엔진, V형 엔진, 수평대향형 엔진, 방사형 엔진, 경사형 엔진, 기타 X형 및 W형 엔진 등이 있으며 특히 차량에서 적용되는 엔진은 모든 실린더가 일렬 수직으로 배열된 직렬형 엔진과 직렬형 실린더 2조가 90˚의 각도로 1개의 크랭크 핀에 2개의 커넥팅 로드가 설치된 V형 엔진으로 대별할 수 있다. 상기 차량용 엔진은 흡기 매니폴드로부터 연소실내로 연료가 흡기되면 캠 샤프트와 회동결합된 피스톤 로드가 승강운동과 좌우운동의 행정을 반복하면서 수직반복운동을 하게 하는 피스톤에 의해 구동력을 얻게 된다.Depending on the arrangement of the cylinders, the engine may be a tandem type engine, a V type engine, a horizontally opposed type engine, a radial type engine, an inclined type engine and other X type and W type engines. And a V-type engine in which two series cylinders and two connecting rods are mounted on one crank pin at an angle of 90 degrees. When the fuel is drawn into the combustion chamber from the intake manifold, the vehicle engine obtains the driving force by the piston which causes the piston rod pivotally coupled to the camshaft to repeat the vertical stroke and the vertical stroke repeatedly.

즉, 피스톤이 하강하고 흡기포트가 열리면서 연료가 연소실내로 흡기하도록 하는 흡기행정, 연료가 만충 흡기되어 흡기포트를 닫고 피스톤을 상승시켜 연소실체적을 압축하는 압축행정, 피스톤이 상사점에 도달하면 점화플러그에서 불꽃방전으로 압축된 연료를 점화연소되도록 하는 폭발행정, 배기포트가 열리면서 폭발행정을 한 연소가스를 실린더 밖으로 배출시키도록 하는 배기행정 등의 피스톤작동으로 구동력을 얻게 된다.That is, an intake stroke in which the piston is lowered and the intake port is opened to allow fuel to be drawn into the combustion chamber, a compression stroke in which the fuel is fully charged and the intake port is closed and the piston is raised to compress the combustion chamber volume, An explosion stroke in which the fuel compressed by the spark discharge in the plug is ignited and burned, and an exhaust stroke in which the exhaust gas is discharged out of the cylinder while the exhaust port is opened.

이와같은 행정은 흡기밸브와 배기밸브를 적절히 개폐시켜 줌으로써 가능한데 상기 각 밸브는 제1도에 도시된 바와같이 실린더 헤드(10)상부에 로커아암(12)의 수직변위를 가능하게 하는 캠축(14)에 의해서 상기 밸브(11)를 개폐하게 되는 것이다.Such a stroke can be achieved by appropriately opening and closing the intake valve and the exhaust valve. Each of the valves is provided with a camshaft 14 for enabling vertical displacement of the rocker arm 12 on the cylinder head 10 as shown in FIG. The valve 11 is opened and closed.

그러나, 이와같은 종래의 차량용 엔진에서 상기 각 밸브는 그 끝단에 수직력을 작용시켜야만 개방 또는 복귀하여 폐방되기 때문에 다수의 캠이 압입된 캠축, 상기 캠축의 회동에 의해 밸브를 흡기포트 및 배기포트로부터 개폐하도록 하는 로커아암이 필수적으로 필요하였다. 이에 따라 구조가 복잡하게 될 뿐 아니라 엔진의 중량과 크기가 증대되어 차량 연비의 저하 및 앤진 룸의 공간활용 측면에 막대한 지장을 초래하게 되는 구조적인 문제점이 대두되었다.However, in such a conventional vehicle engine, each of the above-mentioned valves must be opened or closed only by applying a normal force to the ends thereof, so that the camshaft is press-fitted with a plurality of cams, A rocker arm was necessary. As a result, not only the structure is complicated, but also the weight and size of the engine are increased, resulting in a structural problem in which the fuel efficiency of the vehicle is lowered and the space utilization of the engine room is greatly affected.

따라서, 본 발명은 상기 제반문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 상기 본 발명은 차량용 엔진에 있어서, 각각 연소실과 통하는 흡기포트와 배기포트에 연료의 폭발을 구동력으로 하는 크랭크 샤프트와 벨트결합하고 각 포트를 각 행정에 맞게 개폐하도록 하는 개폐 제어수단으로 회동 구성하여 된 특징을 갖는다.The present invention has been conceived to solve all of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a vehicle engine in which an intake port communicating with a combustion chamber and an exhaust port are connected by a belt to a crankshaft, Closing control means for opening and closing the valve in accordance with each stroke.

도1은 종래의 차량용 엔진의 밸브장치를 도시한 측단면도이다.1 is a side sectional view showing a valve apparatus of a conventional vehicle engine.

도2는 본 발명에 따른 차량용 엔진의 밸브장치를 도시한 측단면도이다.2 is a side sectional view showing a valve apparatus of an engine for a vehicle according to the present invention.

도3은 도2의 평단면도이다.Fig. 3 is a plan sectional view of Fig. 2. Fig.

도4는 본 발명에 따른 차량용 엔진의 개폐 제어수단을 도시한 사시도이다.4 is a perspective view showing an opening / closing control means of a vehicle engine according to the present invention.

＊ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명DESCRIPTION OF THE REFERENCE NUMERALS

20 : 실린더 헤드 22 : 연소실20: cylinder head 22: combustion chamber

23 : 피스톤 24 : 흡기포트23: piston 24: intake port

26 : 배기포트 28 : 크랭크 샤프트26: exhaust port 28: crankshaft

29 : 크랭크 샤프트 풀리 30 : 밸브 샤프트 풀리29: crankshaft pulley 30: valve shaft pulley

32 : 밸브 샤프트 34, 36 : 흡, 배기밸브32: valve shaft 34, 36: intake / exhaust valve

본 발명의 목적은 흡, 배기포트를 개폐하는 방식을 반원기둥 형태의 밸브 회전방식으로 새로이 변경하여 종래의 개폐방식에 따른 캠축, 푸쉬로드, 리프터, 로커아암, 밸브, 스프링 등의 많은 부품들을 배제하므로서 부품수 감소에 따른 생산비의 대폭적인 절감 및 중량감소에 따라 차량의 연비를 향상시키도록 하는 차량용 엔진의 밸브장치를 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a valve closing method of a semicircular valve type which opens and closes an intake and exhaust port to eliminate many parts such as a camshaft, a push rod, a lifter, a rocker arm, The present invention provides a valve apparatus for an automobile engine that improves the fuel economy of the vehicle in accordance with a reduction in the production cost and a reduction in weight due to the reduction in the number of parts.

이하, 본 발명을 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도2는 본 발명에 따른 차량용 엔진의 측단면도이고, 도3은 도2의 평단면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 차량용 엔진의 개폐 제어수단을 도시한 사시도이다.Fig. 2 is a side sectional view of the vehicle engine according to the present invention, Fig. 3 is a plan sectional view of Fig. 2, and Fig. 4 is a perspective view showing the opening and closing control means of the engine for a vehicle according to the present invention.

차량용 엔진에 있어서, 각각 연소실(22)과 통하는 흡기포트 24)와 배기포트(26)에 연료의 폭발을 구동력으로 하는 크랭크 샤프트와 벨트결합하고 각 포트(24)(26)를 각 행정에 맞게 개폐하도록 하는 개폐 제어수단으로 회동 구성하여 된 것이다.The intake port 24 communicating with the combustion chamber 22 and the exhaust port 26 are connected by a belt to a crankshaft driven by the explosion of fuel as a driving force and the respective ports 24 and 26 are opened / And the opening / closing control means is provided.

한편, 상기 개폐 제어수단은 크랭크 샤프트 풀리(29)와 벨트결합하여 회전하는 밸브 샤프트 풀리(30)와; 상기 밸브 샤프트 풀리(30)에 고정결합되고 크랭크 샤프트(28)와 연동하는 밸브 샤프트(32)와; 상기 밸브 샤프트(32)에 압입되고 각 연소실(22)의 흡, 배기포트24) 26)에 위치되는 반원기둥 형상의 밸브(34)를 포함하여 된 것이다.On the other hand, the opening / closing control means includes a valve shaft pulley 30 rotating in a belt-engagement with the crankshaft pulley 29; A valve shaft (32) fixedly coupled to the valve shaft pulley (30) and interlocked with the crankshaft (28); And a semicylindrical valve 34 which is press-fitted into the valve shaft 32 and located in the intake and exhaust ports 24) 26 of the respective combustion chambers 22.

한편, 엔진은 연소실의 개수가 다양하고 배열상태에 따라 앞서 기술한 직렬형, V형, 수평대향형, 방사형, 경사형, X형, W형 등이 있기 때문에 이에 대응하는 상기 개폐제어수단은 연소실(22)의 개수 또는 배열상태에 따라 복수개로 설치할 수도 있다.On the other hand, since the number of the combustion chambers of the engine varies and the above-mentioned series type, V type, horizontally opposed type, radial type, oblique type, X type, W type, (22), or a plurality of them depending on the arrangement state.

또한, 상기 각 흡, 배기포트(24)(26)는 밸브(34)(36)의 가장 긴 지름 이상의 내경과 폭을 갖게 형성함이 바람직하다.It is preferable that each of the intake and exhaust ports 24 and 26 is formed to have an inner diameter and a width larger than the longest diameter of the valves 34 and 36.

또 다른 한편, 엔진의 출력을 높이기 위해 상기 각 포트(24) 26)내의 밸브(34)(36)는 배기측 밸브(36) 보다 흡기측 밸브(34)의 직경을 더 크게 형성함이 바람직하다.On the other hand, in order to increase the output of the engine, the valves 34 and 36 in each of the ports 24 preferably form a larger diameter of the intake-side valve 34 than the exhaust-side valve 36 .

상기와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the operation of the present invention will be described.

연소실(22)에서 피스톤(23)의 각 행정으로 구동하는 크랭크 샤프트(28)에 의해 상기 크랭크 샤프트(28)에 압입된 크랭크 샤프트 풀리(29)가 회전하고, 상기 크랭크 샤프트 풀리(29)와 벨트결합된 각 밸브 샤프트 풀리(29)는 이와 연동하면서 실린더 헤드(20)의 각 연소실 (22) 상부에 위치한 밸브 샤프트(32)를 일방향으로 회동시키게 된다.The crankshaft pulley 29 that is press-fitted into the crankshaft 28 is rotated by the crankshaft 28 driven by each stroke of the piston 23 in the combustion chamber 22 and the crankshaft pulley 29 and the belt Each of the combined valve shaft pulleys 29 rotates the valve shaft 32 located in the upper portion of each combustion chamber 22 of the cylinder head 20 in one direction.

또한, 상기 밸브 샤프트(32)에 압입설치되고 흡기포트(24)와 배기포트(26)에 각각 위치된 회전식 밸브(34)(36)는 상기 밸브 샤프트 (32)의 연동으로 구동되어 피스톤(23)의 행정에 따른 각 포트(24)(26)의 개도가 흡기-압축-폭발-배기 순으로 순차적으로 이루어질 수 있게 되는 것이다.The rotary valves 34 and 36 which are press-fitted into the valve shaft 32 and are located respectively at the intake port 24 and the exhaust port 26 are driven by the interlocking motion of the valve shaft 32, The opening of each of the ports 24 and 26 can be sequentially performed in the order of intake-compression-explosion-exhaust.

상기 피스톤(23)의 행정은 종래와 같으므로 이에 따라 각 밸브(34)(36)의 열림각도를 설정하면 된다.Since the stroke of the piston 23 is the same as that of the conventional art, the opening angle of each of the valves 34 and 36 can be set accordingly.

따라서, 이와같은 본 발명을 실차에 적용하게 되면, 밸브를 개폐하기 위해 설치하는 캠축, 상기 캠축에 의해 연동하는 로커아암, 푸시로드, 수직으로 작용하여 흡,배기포트를 여닫는 밸브스템, 밸브의 간극을 조정하는 리프터 등이 필요없게 되어 실린더 헤드 상부의 공간이 줄어들게 될 뿐 아니라 자중 또한 현격히 감소되어 차량의 연비가 높아지는 매우 획기적인 효과가 발생되는 것이다.Therefore, when the present invention is applied to an actual vehicle, it is possible to provide a camshaft for opening and closing a valve, a rocker arm interlocked with the camshaft, a push rod, a valve stem vertically acting to open and close the intake and exhaust ports, The space above the cylinder head is reduced, and the weight of the cylinder head is significantly reduced, thereby remarkably reducing the fuel consumption of the vehicle.

Claims

In the engine for a vehicle, the intake port 24 communicating with the combustion chamber 22 and the exhaust port 26 are connected by a belt to a crankshaft driven by an explosion of fuel as a driving force, and each port 24, And the valve mechanism is configured to be rotated by opening and closing control means for opening and closing the valve.

The control apparatus according to claim 1, wherein the opening / closing control means comprises: a valve shaft pulley (30) rotating in a belt engagement with a crankshaft pulley (29); A valve shaft (32) fixedly coupled to the valve shaft pulley (30) and interlocked with the crankshaft (28); And a semicylindrical valve (34) which is press-fitted into the valve shaft (32) and is located at a port (24) (26) of each combustion chamber (22).

2. The valve device according to claim 1, wherein the opening / closing control means is provided in a plurality in accordance with the number or arrangement of the combustion chambers (22).

3. The valve device according to claim 2, wherein each of the intake and exhaust ports (24) (26) has an inner diameter and a width larger than the longest diameter of the valves (34) and (36).

The engine according to claim 1, wherein the valves (34) and (36) in each of the ports (24) and (26) form a larger diameter of the intake side valve (34) than the exhaust side valve Valve device.

※ Note: It is disclosed by the contents of the first application.