KR100190804B1 - Separation method of valve stem seal - Google Patents

Abstract

본 발명은 밸브 스템 씰 분리 방법에 관한 것으로서, 특히 실린더 헤드 내에 장착된 밸브 스템 씰을 제거하는 방법에 있어서, 상기 밸브 스템 씰은 실린더 헤드에 장착된 점화 플러그를 분리한 후 그 위치에 공기 공급 수단으로부터 공급되는 압축 공기를 토출시키는 공기 토출 노즐을 체결하고, 상기 공기 토출 노즐로부터 압축 공기를 연소실의 내측으로 공급한 후 흡,배기 밸브가 닫힌 상태에서 분리하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a method for removing a valve stem seal, in particular a method for removing a valve stem seal mounted in a cylinder head, wherein the valve stem seal is provided with an air supply means at a position after the spark plug mounted on the cylinder head is removed. The air discharge nozzle for discharging the compressed air supplied from the air is fastened, and after the compressed air is supplied into the combustion chamber from the air discharge nozzle, the intake and exhaust valves are separated in a closed state.

따라서, 본 발명에서는 점화 플러그의 결합 부위에 별도의 공기 토출 노즐을 체결하여 연소실의 내부로 압축 공기를 공급한 후 밸브가 닫힌 상태에서 밸브 스프링 및 밸브 스템 씰의 분리가 가능케 됨으로써 실린더 헤드를 분리하지 않은 상태에서 작업을 행할 수 있으므로 작업 공수가 현저하게 감소됨과 동시에 더욱 작업 시간이 단축됨으로써 코스트를 현저하게 절감할 수 있게 된다.Therefore, in the present invention, after the separate air discharge nozzle is fastened to the engagement portion of the spark plug to supply compressed air to the inside of the combustion chamber, the valve spring and the valve stem seal can be separated while the valve is closed. Since the work can be performed in a non-working state, the number of work can be significantly reduced and the work time can be further shortened, thereby significantly reducing the cost.

Description

밸브 스템 씰 분리 방법How to remove the valve stem seal

본 발명은 밸브 스템 씰 분리 방법에 관한 것으로서, 특히 실린더의 내측으로 압축 공기를 공급하여 밸브가 닫힌 상태에서 밸브 스템 씰을 분리하도록 하여 실린더 블록을 탈거하지 않고도 밸브 스템 씰의 분리가 가능하도록 된 밸브 스템 씰 분리 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a valve stem seal separating method, and in particular, to supply the compressed air to the inside of the cylinder to separate the valve stem seal in the closed state of the valve so that the valve stem seal can be removed without removing the cylinder block A method of removing a stem seal.

일반적으로 열 에너지를 기계적인 일로 변환시키는 장치를 열기관이라 하며, 이와 같은 열기관은 동작 유체가 고온의 열원에서 열을 받아 고온, 고압의 상태에서 팽창하면서 일을 하고, 연속적으로 일을 하기 위해서는 동작 유체를 다시 고온, 고압의 상태로 순환적 변화를 시켜야 하는데, 이와 같은 동작 유체의 순환적 변화를 열기관의 사이클이라 한다.In general, a device that converts thermal energy into mechanical work is called a heat engine. In such a heat engine, the working fluid receives heat from a high temperature heat source and expands in a high temperature and high pressure state. The cyclic change in the high temperature and high pressure again, such a cyclic change of the working fluid is called the cycle of the heat engine.

열기관의 동작 유체로는 가스 또는 증기가 이용되며, 동작 유체에 열에너지를 공급하는 방식에 따라 외연 기관과 내연 기관으로 나뉘어진다.Gas or steam is used as the working fluid of the heat engine, and is divided into an external combustion engine and an internal combustion engine according to a method of supplying thermal energy to the working fluid.

외연 기관은 증기기관과 같이 연료의 연소에 의해 발생된 열이 보일러 벽을 통하여 물로 전달되어 증기를 발생시키고 이 증기가 일을 하는 방식이며, 내연 기관은 연료를 기관 내부에서 연소시킴에 따라 발생된 열에너지를 기계적인 일로 변환시켜 주는 동력 발생 장치로서 연소 생성물 그 자체가 동작 유체로 되는 것이다.An external combustion engine is a method in which heat generated by combustion of fuel, such as a steam engine, is transferred to water through a boiler wall to generate steam, and this steam works, and an internal combustion engine is generated by burning fuel inside an engine. It is a power generator that converts thermal energy into mechanical work and the combustion product itself becomes a working fluid.

오늘날 이와 같은 내연 기관은 자동차에 적용되고 있으며, 자동차용 내연 기관은 일정 체적 하에서 연소가 진행되는 오토기관과, 일정한 압력하에서 연소가 진행되는 디젤기관 그리고 정적, 정압하에서 연속적으로 연소가 이루어지는 복합 사이클 기관으로 나뉘어진다.Today, such internal combustion engines are applied to automobiles. Automotive internal combustion engines include auto engines that burn under a certain volume, diesel engines that burn under a constant pressure, and multiple cycle engines that continuously burn under static and constant pressure. Divided into.

한편, 도 1 은 이와 같은 내연 기관 중에서 4사이클 오토기관의 기본 구조를 나타내는 도면으로서, 실린더 블록(1)의 하측에 형성된 크랭크 케이스(2)의 하측에는 내측에 오일(3)을 저류시킨 오일팬(4)이 결합되어 있고, 상기 크랭크 케이스(2)의 내측에는 크랭크축(5) 및 커넥팅 로드(6)가 결합되어 있으며, 상기 커넥팅 로드(6)의 선단에는 실린더 블록(1)의 내측에서 슬라이드 왕복 운동하는 피스톤(7)이 결합되어 있다.On the other hand, Fig. 1 is a view showing the basic structure of a four-cycle auto engine among such internal combustion engines, and an oil pan in which oil 3 is stored inside the crankcase 2 formed below the cylinder block 1. (4) is coupled, the crankshaft 5 and the connecting rod (6) is coupled to the inside of the crank case (2), the tip of the connecting rod (6) inside the cylinder block (1) A piston 7 for sliding reciprocating motion is engaged.

한편, 상기 실린더 블록(1)의 상측에는 흡기구(8a) 및 배기구(8b)를 갖는 실린더 헤드(8)가 결합되어 있고, 상기 흡기구(8a) 및 배기구(8b)내에는 캠축(9)의 작동에 따라 회동되는 로커암(10)의 작동에 의해 선택적으로 개폐되는 흡기 및 배기 밸브(11a)(11b)가 밸브 스프링(12)에 의해 탄발 설치되어 있으며, 상기 실린더 헤드(8)의 내측에는 실린더 블록(1)의 내부로 유입된 공기, 연료 혼합기가 팽창될 때 스파크를 발생시켜 폭발적인 연소를 실시하는 점화 플러그(13)가 장착되어 있다.On the other hand, a cylinder head 8 having an inlet port 8a and an exhaust port 8b is coupled to the upper side of the cylinder block 1, and the cam shaft 9 is operated in the inlet port 8a and the exhaust port 8b. Intake and exhaust valves (11a) (11b) that are selectively opened and closed by the operation of the rocker arm (10) rotated in accordance with the ball spring 12 is installed in the cylinder, the cylinder head (8) inside the cylinder An spark plug 13 is mounted to generate sparks when the air and fuel mixture introduced into the block 1 are expanded to perform explosive combustion.

이와 같이 구성된 종래의 내연 기관은 도시하지 않은 크랭크 기어의 작동에 따라 회전되는 크랭크축(5) 및 커넥팅 로드(6)의 작동에 의해 피스톤(7)이 실린더 블록(1)내에서 슬라이드 왕복 운동을 행하게 되며, 이때, 흡입 행정 시에는 상기 피스톤(7)이 상사점에서 하사점으로 하향하는 동안 흡기 밸브(11a)는 개방된 상태에서 연료와 공기가 적정하게 혼합된 혼합기가 실린더 블록(1)의 내측으로 유입됨과 동시에 배기 밸브(11b)는 폐쇄된 상태를 유지하게 된다.In the conventional internal combustion engine configured as described above, the piston 7 performs slide reciprocation in the cylinder block 1 by the operation of the crankshaft 5 and the connecting rod 6 which rotates according to the operation of the crank gear (not shown). In this case, during the intake stroke, while the intake valve 11a is opened while the piston 7 moves downward from the top dead center to the bottom dead center, a mixer in which the fuel and air are properly mixed is provided with the cylinder block 1. At the same time it flows inward, the exhaust valve 11b is kept closed.

이어서, 흡, 배기 밸브(11a)(11b)가 모두 폐쇄된 상태에서 피스톤(7)이 상향하면서 혼합기가 압축되는 압축 행정이 이루어지며, 상기 압축 행정이 종료되기 직전 점화 플러그(13)에서 고압 전류가 흐름에 따라 발생되는 스파크에 의해 소정의 압력으로 압축된 혼합기가 폭발적으로 연소되면서 동력을 작용시키는 폭발 행정이 이루어지고, 이어서 상기 피스톤(7)이 상향함과 동시에 배기 밸브(11b)가 개방되면서 실린더 블록(1)내의 연소 가스는 배기구(8b)를 통하여 배출되는 배기 행정이 반복적으로 이루어지면서 계속적인 동력을 발생시키게 되는 것이다.Subsequently, a compression stroke is performed in which the mixer 7 is compressed while the intake and exhaust valves 11a and 11b are all closed, and a high pressure current is generated in the spark plug 13 immediately before the compression stroke is finished. The explosive stroke in which the mixer compressed to the predetermined pressure is exploded by the spark generated by the flow of the gas and acts as the power is exploded, and then the piston 7 is raised and the exhaust valve 11b is opened. The combustion gas in the cylinder block 1 is to generate continuous power while the exhaust stroke discharged through the exhaust port 8b is repeated repeatedly.

한편, 상기 흡, 배기 밸브(11a)(11b)는 도 2 에 도시한 바와 같이 실린더 헤드(8)내에 장착된 밸브 가이드(14)내에서 슬라이드 작동되고, 상기 밸브 가이드(14)의 상측에는 도 3 에 도시한 바와 같은 밸브 스템 씰(15)이 고정 설치되어 있다.On the other hand, the intake and exhaust valves 11a and 11b are slide-activated in the valve guide 14 mounted in the cylinder head 8, as shown in FIG. 2, and above the valve guide 14 as shown in FIG. The valve stem seal 15 as shown in FIG. 3 is fixed.

상기 밸브 가이드(14)는 주철제의 실린더 헤드에는 설치하지 않으나 알루미늄 합금제의 실린더 헤드인 경우에는 구리-주철합금 또는 특수 주철제의 밸브 가이드를 압입한다.The valve guide 14 is not installed in the cylinder head made of cast iron, but in the case of the cylinder head made of aluminum alloy, the valve guide made of copper-cast iron alloy or special cast iron is press-fitted.

일반적으로 L형 헤드 기관에 비해 I형 헤드 기관에서, 저압축비 기관에 비해 고압축비 기관에서는 많은 량의 윤활유가 상기 밸브 가이드(14)를 통하여 실린더 블록(1)의 내측으로 유입된다.In general, in the type I head engine compared to the L type head engine, and in the high compression ratio engine compared to the low compression ratio engine, a large amount of lubricating oil is introduced into the cylinder block 1 through the valve guide 14.

상기 밸브 스템 씰(15)은 윤활유가 상기 밸브 가이드(14)를 통하여 연소실내로 유입되는 것을 방지하게 되는데, 상기 밸브 스템 씰(15)이 파손되면 윤활유의 소모가 증대되고 윤활유의 연소 생성물이 연소실내에 퇴적됨으로써 결과적으로 엔진의 성능을 현저하게 저하시키게 된다.The valve stem seal 15 prevents lubricating oil from flowing into the combustion chamber through the valve guide 14. When the valve stem seal 15 is broken, consumption of lubricating oil is increased and combustion products of the lubricating oil are burned. By depositing indoors, the performance of the engine is significantly reduced.

그래서, 상기 밸브 스템 씰(15)이 손상되거나 탄성이 약화된 경우나 밸브를 분해한 경우에는 반드시 밸브 스템 씰(15)을 교환해야 한다.Thus, the valve stem seal 15 must be replaced when the valve stem seal 15 is damaged or the elasticity is weakened or the valve is disassembled.

종래에 이와 같은 밸브 스템 씰이 파손되는 등의 이유로 인하여 교환하는 경우에는 엔진 내의 냉각수와 엔진 오일을 배출시킨 후 점화장치, 연료 공급장치등을 탈거하고, 실린더 헤드를 실린더 블록으로부터 분리한 후 별도의 수단, 예컨대 밸브 스프링 콤프레서로 흡,배기 밸브를 상하측에서 고정시키고, 밸브 스프링 코터 핀, 밸브 그리고 밸브 스프링을 분리한 후 밸브 스템 씰을 분리하게 된다.Conventionally, when replacing the valve stem seal due to damage, etc., it is necessary to drain the coolant and the engine oil in the engine, remove the ignition device and the fuel supply device, and separate the cylinder head from the cylinder block. The means, such as a valve spring compressor, fixes the intake and exhaust valves on the upper and lower sides, separates the valve spring coater pins, the valve and the valve spring, and then removes the valve stem seal.

그러나, 이와 같은 종래의 방법은 실린더 헤드 등의 다수 부품을 분리함에 따라 작업 공수가 증가됨은 물론 작업 시간이 많이 소요되고, 이에 따라 코스트가 상승되는 등의 여러 가지 문제점들이 내재되어 있었다.However, such a conventional method has a number of problems inherent, such as increasing the number of working hours as well as the time required for the separation of a plurality of parts, such as the cylinder head, thereby increasing the cost.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점들을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 실린더 헤드를 분리하지 않고 연소실 내에 압축 공기를 공급하여 밸브가 닫힌 상태에서 밸브 스템 씰을 분리함으로써 작업 공수의 간략화로 작업 시간을 현저하게 단축시킴과 동시에 더욱 제조 코스트를 절감할 수 있는 밸브 스템 씰 분리 방법을 제공하는데 있다.The present invention has been invented to solve the problems of the prior art as described above, and an object of the present invention is to supply compressed air into the combustion chamber without separating the cylinder head to separate the valve stem seal in the closed state of the valve. The present invention provides a valve stem seal separation method that can significantly shorten the working time and further reduce the manufacturing cost.

이와 같은 목적을 실현하기 위하여 이루어진 본 발명에 의한 밸브 스템 씰 분리 방법은 실린더 헤드 내에 장착된 밸브 스템 씰을 제거하는 방법에 있어서, 상기 밸브 스템 씰은 실린더 헤드에 장착된 점화 플러그를 분리한 후 그 위치에 공기 공급 수단으로부터 공급되는 압축 공기를 토출시키는 공기 토출 노즐을 체결하고, 상기 공기 토출 노즐로부터 압축 공기를 연소실의 내측으로 공급한 후 흡,배기 밸브가 닫힌 상태에서 분리하는 것을 특징으로 한다.The valve stem seal separating method according to the present invention made to achieve the above object is a method for removing the valve stem seal mounted in the cylinder head, wherein the valve stem seal is separated after the spark plug mounted on the cylinder head. And fastening an air discharge nozzle for discharging the compressed air supplied from the air supply means to the position, and supplying the compressed air to the inside of the combustion chamber from the air discharge nozzle, and separating the intake and exhaust valves in a closed state.

도 1 은 일반적인 자동차의 엔진 구성을 나타내는 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing the engine configuration of a general automobile.

도 2 는 본 발명에 관한 밸브 스템 씰의 결합 구조를 나타내는 일부 결합 단면도이다.Fig. 2 is a partial engagement cross sectional view showing a coupling structure of a valve stem seal according to the present invention.

도 3 은 본 발명에 관한 밸브 스템 씰을 나타내는 사시도이다.3 is a perspective view showing a valve stem seal according to the present invention.

도 4 는 본 발명에 의한 밸브 스템 씰 분리 방법의 사용 상태를 나타내는 도면이다.4 is a view showing a state of use of the valve stem seal detaching method according to the present invention.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

1:실린더 블록 8:실린더 헤드1: Cylinder block 8: Cylinder head

8a:흡기구 8b:배기구8a: intake vent 8b: exhaust vent

11a:흡기 밸브 11b:배기 밸브11a: intake valve 11b: exhaust valve

14:밸브 가이드 15:스템 링14: valve guide 15: stitching

20:공기 토출 노즐20: air discharge nozzle

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 따라서 더욱 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 4 는 본 발명에 의해 밸브 스템 씰을 분리하는 방법을 나타내는 도면으로서, 먼저 실린더 헤드(8)에 체결된 점화 플러그(13)를 분리하고, 그 부위에 공기 토출 노즐(20)을 체결한 후 상기 공기 토출 노즐(20)의 배면 측에 별도의 공기 공급 수단으로부터 소정의 압력으로 압축 공기가 공급되는 호스(22)를 접속시킨다.FIG. 4 is a view showing a method of removing a valve stem seal according to the present invention. First, the spark plug 13 fastened to the cylinder head 8 is removed, and the air discharge nozzle 20 is fastened to the site. A hose 22 to which compressed air is supplied at a predetermined pressure from a separate air supply means is connected to the rear side of the air discharge nozzle 20.

상기 공기 토출 노즐(20)은 호스(22)로부터 공급되는 공기가 토출되도록 통공이 형성되고 점화 플러그(13)의 나사부와 동일한 나사부가 형성된 형상이면 만족하는데, 예컨대 기존의 폐점화 플러그 내에 공기의 유통이 가능하도록 통공을 형성시키고 배면 측에 호스(22)와 접속이 가능하도록 킥 커플러를 용접시켜 사용할 수 있다.The air discharge nozzle 20 is satisfied if the through-hole is formed so that the air supplied from the hose 22 is discharged and the same threaded portion as the threaded portion of the spark plug 13 is formed, for example, the circulation of air in the existing closed ignition plug. The kick coupler may be used by forming a through-hole to enable this and welding the coupler to be connected to the hose 22 on the rear side.

상기 실린더 헤드(8)의 내측으로 공기 토출 노즐(20)을 공기가 공급됨에 따라 실린더 블록(1)의 연소실 내에는 0.5 내지 0.8bar 정도의 압력으로 압축 공기가 충전됨이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.6bar 의 압력을 갖도록 압축 공기가 충전되면 양 흡,배기 밸브(8a)(8b)는 닫힌 상태를 유지하게 된다.As air is supplied to the air discharge nozzle 20 inside the cylinder head 8, the compressed air is preferably filled in the combustion chamber of the cylinder block 1 at a pressure of about 0.5 to 0.8 bar, more preferably. When the compressed air is filled to have a pressure of 0.6 bar, the intake and exhaust valves 8a and 8b remain closed.

이때, 도시하지 않은 로커암 커버를 분리한 후 밸브 스프링(12)을 분리하면 밸브 스템 씰(15)의 분리가 가능케 되는 것이다.At this time, if the valve spring 12 is removed after removing the rocker arm cover (not shown), the valve stem seal 15 may be separated.

상기 밸브 스템 씰(15)은 별도의 분리 전용 공구나 플라이어 등의 공구로 분리하는 것이 가능케 되는 것이다.The valve stem seal 15 can be separated by a separate dedicated tool or a tool such as a plier.

그리고, 상기 실린더 블록(1)의 연소실내로 공기가 공급된 상태에서는 각 밸브가 닫힌 상태가 유지됨으로써 실린더 내의 압축 압력의 누설 시험도 병행하여 실시할 수 있게 된다.In the state where air is supplied into the combustion chamber of the cylinder block 1, each valve is kept closed, so that the leakage test of the compression pressure in the cylinder can be performed in parallel.

이때에는 호스에 별도의 압력 표시계를 장치하고 최초의 압력 값을 확인하면 연소실내에서 공기가 누설되는지 여부를 알 수 있게 되는 것이다.In this case, by installing a separate pressure indicator on the hose and checking the initial pressure value, it is possible to know whether air is leaking in the combustion chamber.

상술한 바와 같이 본 발명에 의한 밸브 스템 씰 분리 방법에서는 점화 플러그의 결합 부위에 별도의 공기 토출 노즐을 체결하여 연소실의 내부로 압축 공기를 공급한 후 밸브가 닫힌 상태에서 밸브 스프링 및 밸브 스템 씰의 분리가 가능케 됨으로써 실린더 헤드를 분리하지 않은 상태에서 작업을 행할 수 있으므로 작업 공수가 현저하게 감소됨과 동시에 더욱 작업 시간이 단축됨으로써 코스트를 현저하게 절감할 수 있는 등의 여러 가지 효과가 있다.As described above, in the valve stem seal detachment method according to the present invention, after supplying compressed air into the combustion chamber by fastening a separate air discharge nozzle to the engagement portion of the spark plug, the valve spring and the valve stem seal are closed. Since the separation can be performed without removing the cylinder head, there are various effects such as a significant reduction in the number of working hours and a shortening of the working time, thereby significantly reducing the cost.

Claims (3)

실린더 헤드 내에 장착된 밸브 스템 씰을 제거하는 방법에 있어서, 상기 밸브 스템 씰은 실린더 헤드에 장착된 점화 플러그를 분리한 후 그 위치에 공기 공급 수단으로부터 공급되는 압축 공기를 토출시키는 공기 토출 노즐을 체결하고, 상기 공기 토출 노즐로부터 압축 공기를 연소실의 내측으로 공급한 후 흡,배기 밸브가 닫힌 상태에서 분리하는 것을 특징으로 하는 밸브 스템 씰 분리 방법.A method of removing a valve stem seal mounted in a cylinder head, wherein the valve stem seal engages an air discharge nozzle for discharging the compressed air supplied from the air supply means to a position after removing the spark plug mounted on the cylinder head. And supplying compressed air from the air discharge nozzle to the inside of the combustion chamber and separating the intake and exhaust valves in a closed state. 제 1 항에 있어서, 상기 연소실내의 압축 공기의 압력은 0.5 내지 0.8bar 인 것을 특징으로 하는 밸브 스템 씰 분리 방법.The method of claim 1, wherein the pressure of the compressed air in the combustion chamber is 0.5 to 0.8 bar. 제 1 항에 있어서, 상기 공기 토출 노즐은 폐점화 플러그에 공기의 유통이 가능하도록 통공을 형성시키고, 배면 측에는 호스와 접속이 가능하도록 킥 커플러를 용접시킨 것을 특징으로 하는 밸브 스템 씰 분리 방법.The method of claim 1, wherein the air discharge nozzle forms a through hole to allow air to flow through the closed ignition plug, and a kick coupler is welded to the rear side so as to be connected to the hose.