KR100375601B1 - 브이형 엔진의 선택적 캠축 구동장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 실린더 블록이 좌우로 분할된 2뱅크 형태의 V형 엔진의 저속, 저부하운전시 일측 뱅크의 운전을 정지시킬 수 있는 V형 엔진의 선택적 캠축 구동장치를 제공하는 데 있다.

이를 위해 본 발명은 좌측 뱅크와 우측뱅크의 밸브를 개폐작동하기 위한 좌·우캠축 스프라켓과 크랭크축 스프라켓을 연결하는 타이밍 체인을 포함하여 구성되는 V형 엔진의 캠축 구동장치에 있어서,

상기 일측 뱅크의 캠축 스프라켓은 엔진의 저속, 저부하 운전시 캠축에의 고정상태가 해체되어 아이들 회전하게 되므로써 캠축의 회전구동이 정지되는 것을 특징으로 한다.

Description

브이형 엔진의 선택적 캠축 구동장치{Conditional cam shaft driving apparatus in V type engine}

본 발명은 V형 엔진의 선택적 캠축구동 장치에 관한 것이다.

출력이 큰 6기통이나 8기통 이상의 엔진의 경우 직렬로 배열할 경우 엔진의 전체길이 및 크랭크 축의 길이가 길어져 엔진룸의 폭이 커지게 되고 말기 때문에 실린더를 2열로 분할하여 V자형을 이루도록 크랭크 축의 좌우에 배치하고 있다.

이와같이 V형 엔진은 실린더 블록(Bank)이 V형으로 2분할되어 있기 때문에 밸브의 개폐를 위한 캠축등의 캠기구도 2개가 필요하다.

종래 V형 엔진의 캠축 구동장치를 간략히 설명하면 도 2에 도시하는 것과 같이 크랭크 축(20)에 고정된 스프라켓(21)과 좌측뱅크(22)의 밸브 구동을 위한 캠축 (23)의 스프라켓(24) 및 우측뱅크(25)의 밸브구동을 위한 캠축(26)의 스프라켓 (27)을 타이밍 체인(28)으로 연결하여 구동하고 있다.

그런데 V형 엔진의 경우 엔진 출력이 크므로 고부하 운전에 적합하나 저속 저부하 운전시에는 엔진 출력이 남아돌게 되므로 에너지 낭비를 초래하여 연비를 나쁘게 만들고 요구되는 부하에 비하여 배기가스 배출량이 너무 많다는 문제점이 있다.

이에 본 발명은 상기한 점을 감안하여 제안한 것으로서 그의 목적으로 하는 것은 실린더 블록이 좌우로 분할된 2뱅크 형태의 V형 엔진의 저속, 저부하운전시일측 뱅크의 운전을 정지시킬 수 있는 V형 엔진의 선택적 캠축 구동장치를 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 좌측 뱅크와 우측뱅크의 밸브를 개폐작동하기 위한 좌·우캠축 스프라켓과 크랭크축 스프라켓을 연결하는 타이밍 체인을 포함하여 구성되는 V형 엔진의 캠축 구동장치에 있어서,

상기 일측 뱅크의 캠축 스프라켓은 엔진의 저속, 저부하 운전시 캠축에의 고정상태가 해체되어 아이들 회전하게 됨으로서 캠축의 회전구동이 정지되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 청구항 2기재에 의하면 상기 캠축 스프라켓이 끼워져 장착되는 캠축 부위에 형성되는 유압실과;

상기 유압실에 대항되는 캠축 스프라켓의 내경면에 형성되는 고정홈과;

상기 고정홈에 일단이 끼워지고 타단은 상기 유압실로 연장된 핀과;

상기 유압실 내의 핀의 단부에 일체로 형성되어 유압실 내벽면의 안내를 따라 이동가능하게 수용된 피스톤과;

상기 핀이 고정홈으로부터 빠지는 방향으로 피스톤을 이동시키도록 유압실에 연통하도록 형성되어 오일펌프로부터 급송되는 오일을 공급안내하는 오일공급통로와 ;

엔진의 저속, 저부하 운전시 상기 오일공급통로를 개방하고 고속,고부하 운전시에는 차단하도록 작동하며, 또 차단 작동시 상기 오일공급통로를 대기에 개방하는 솔레노이드 밸브; 를 포함하여 구성되어 있다.

그리고 본 발명의 청구항 3기재에 의하면 상기 피스톤은 오일압 작용 방향에 대하여 탄발하는 스프링에 의해 지지되며 이 스프링의 탄성력은 오일압보다 작은 것을 특징으로 한다.

또 본 발명의 청구항 4기재에 의하면 상기 솔레노이드 밸브는 전자제어 장치에 의해 작동이 제어되는 3방밸브인것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명에 의한 V형 엔진의 선택적 캠축 구동장치를 나타내는 요부단면도

도 2는 종래 기술에 의한 V형 엔진의 캠축 구동장치

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 캠축 2 : 캠축 스프라켓

3 : 핀 4 : 고정홈

5 : 유압실 6 : 피스톤

7 : 오일공급통로 8 : 캠축 지지부

9 : 오일공급통로 10 : 그루우브

11 : 오일펌프 12 : 솔레노이드 밸브

13 : 전자제어장치 14 : 스프링

15 : TPS

이하 본 발명의 구성과 작용을 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 발명의 V형 엔진의 선택적 캠축 구동장치를 나타내는 요부단면도로서 종래와 동일한 부분들은 종래 기술을 나타낸 도면을 참조하여 설명하였다.

V형 엔진의 일측뱅크(실린더블록)의 밸브 구동을 위한 캠축(1)의 끝에는 캠축 스프라켓(2)이 끼워져 장착되며 종래와 달리 캠축 스프라켓(2)은 키이에 의해 고정되지 아니하고, 핀(3)에 의해 고정되거나 또는 고정상태가 해체된다. 핀(3)의 일단은 캠축 스프라켓(2)에 형성한 고정홈(4)에 끼워져 계합되며, 그의 타단은 캠축(1)에 형성한 유압실(5)내로 연장되어 있고, 유압실(5)내로 연장된 핀(3)의 단부에는 피스톤(6)이 일체로 형성되어 있다.

그리고 피스톤(6)은 유압실(5) 내벽면의 안내를 따라 슬라이딩 이동가능하게 수용되므로써 피스톤이(6)이 후퇴하면 이와 일체로 된 핀(3)의 단부가 고정홈(4)으로부터 빠지면서 캠축(1)몸체내로 몰입되어지게 된다.

또 상기 유압실(5)은 캠축(1)중심부를 통하여 형성된 오일공급통로(7)에 연통하며, 그 접속부는 피스톤(6)의 상부(도시상태기준)로서 핀(3)이 후퇴하는 방향으로 유압실(5)에 오일을 공급하도록 접속된다.

오일공급통로(7)는 캠축(1)을 지지하는 캠축 지지부(8)의 오일공급통로(9)에 연통하며, 캠축 지지부(8)는 캠축(1)과 함께 회전하지 아니하고 정지 상태이므로 오일공급상태가 안정적으로 유지되도록 캠축 지지부(8)의 내면에는 원형 그루우브(10)가 형성되어 있으며, 그 캠축 지지부(8)의 그루우브(10)에는 오일펌프(11)로부터 급송되는 오일이 공급되고 있다.

그리고 상기 오일공급통로(7)(9)를 개폐하기 위한 솔레노이드 밸브(12)가 설치되어 있으며, 통상 구조의 3방향 밸브인 상기 솔레노이드 밸브(12)는 수동식의 온,오프 제어에 의한 작동도 가능하나 전자제어장치(13)에 의해 자동으로 작동이 제어되도록 구성되어 있다.

그리고 상기 피스톤(5)은 오일압에 대항되는 방향, 즉 핀(3)을 고정홈(4)속에 밀어넣는 방향으로 탄발하는 스프링(14)에 의해 지지되고 있으며 스프링(14)의 탄성력은 유압실(5)에 작용하는 저속시 오일압 보다는 작게 설정되어 있다.

이와 같은 본 발명은 엔진의 저속, 저부하 운전시에는 그 운전상태를 드로틀밸브의 개도각을 검출하는 TPS(15)로부터 검출하여 이 정보를 통보받은 전자제어장치(13)가 솔레노이드 밸브(12)를 온 작동시켜 오일공급통로(7)를 개방하게 되며, 이에 따라 오일펌프(11)로부터 급송되는 오일이 캠축 지지부(8)의 그루우브(10), 오일공급통로(7)를 거쳐 유압실(5)로 유입되며, 오일공급압보다 스프링(14)의 탄성력이 작으므로 피스톤(6)이 스프링(14)을 압축하면서 이동하게 된다. 피스톤(6)이 하강하게 되면 핀(3)이 고정홈(4)을 벗어나 캠축(1)본체내로 몰입되며 핀(3)이 구속홈(4)으로부터 이탈되면 캠축 스프라켓(2)은 공회전(아이들회전)하게되어 캠축(1)은 회전을 멈추게 되는 것이다.

캠축(1)이 캠축 스프라켓(2)과 분리되어 구동을 멈추면 흡,배기밸브가 개폐작동하지 않게 되므로 해당 뱅크(실린더블록)는 구동이 정지되며, V자를 이루는 타측뱅크만이 구동되므로써 엔진 출력은 낮아지는 반면 연료 소비는 적어지게 된다.

그러다가 TPS(15)로부터 검출된 엔진의 구동정보가 고속,고부하이면 전자제어장치(13)는 솔레노이드 밸브(12)를 오프시켜 오일펌프(11)로부터 오일공급통로(7)측으로 공급되는 오일의 공급을 차단하며, 이때 솔레노이드 밸브(12)는 삼방향 밸브로 구성되어 있어 오일공급통로(7)는 로커카바내의 대기압에 개방된다.

이에 따라 스프링(14)의 탄발력에 의해 피스톤(6)과 핀(3)이 부상하여 핀(3)이 캠축(1)표면으로 돌출하게 되며(이때 압축되는 오일은 로커카바 내로 배출), 공회전하던 캠축 스프라켓(2)의 고정홈(4)이 핀(3)부위를 지나는 순간 핀(3)고정홈(4)속에 삽입되면서, 양측이 접속되어 캠축(1)은 캠축 스프라켓(2)과 함께 회전을 시작하여 다시 접속이 이루어진 해당 뱅크도 가동되어 V형 엔진의 전 실린더가 정상작동하게 되는 것이다.

이상과 같은 본 발명에 의하면 V자형을 이루는 좌우양측 뱅크중 일측 뱅크를 구동하는 캠축과 캠축 스프라켓이 엔진의 저속, 저부하 엔진에서는 서로 분리되어 캠축 스프라켓은 공회전하고 캠축은 정지되는 것에 의해서 저속, 저부하 운전 조건하에서의 펌핑 손실과 마찰손실을 줄이고 또 연료소비량을 줄여 연비를 개선하고 배기가스 배출량을 감소기키게 되는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 좌측 뱅크와 우측뱅크의 밸브를 개폐작동하기 위한 좌·우캠축 스프라켓과 크랭크축 스프라켓을 연결하는 타이밍 체인을 포함하여 구성되는 V형 엔진의 캠축 구동장치에 있어서,

   상기 캠축 스프라켓이 끼워져 장착되는 캠축 부위에 형성되는 유압실과;

   상기 유압실에 대항되는 캠축 스프라켓의 내경면에 형성되는 고정홈과;

   상기 고정홈에 일단이 끼워지고 타단은 상기 유압실로 연장된 핀과;

   상기 유압실 내의 핀의 단부에 일체로 형성되어 유압실 내벽면의 안내를 따라 이동가능하게 수용된 피스톤과;

   상기 핀이 고정홈으로부터 빠지는 방향으로 피스톤을 이동시키도록 유압실에 연통하도록 형성되어 오일펌프로부터 급송되는 오일을 공급안내하는 오일공급통로와 ;

   엔진의 저속, 저부하 운전시 상기 오일공급통로를 개방하고 고속,고부하 운전시에는 차단하도록 작동하며 또 차단 작동시 상기 오일공급통로를 대기에 개방하는 솔레노이드 밸브;로 구성하여

   상기 일측 뱅크의 캠축 스프라켓은 엔진의 저속, 저부하 운전시 캠축에의 고정상태가 해체되어 아이들 회전하게 되므로써 캠축의 회전구동이 정지되는 것을 특징으로 하는 V형 엔진의 선택적 캠축 구동장치
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 피스톤은 오일압 작용 방향에 대하여 탄발하는 스프링에 의해 지지되며 이 스프링의 탄성력은 오일압보다 작은 것을 특징으로 하는 V형 엔진의 선택적 캠축 구동장치
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 솔레노이드 밸브는 전자제어 장치에 의해 작동이 제어되는 3방밸브인것을 특징으로 하는 V형 엔진의 선택적 캠축 구동장치