KR101274239B1 - 차량용 흡배기 밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 흡배기 밸브에 관한 것으로, 밸브의 들러붙는 현상(밸브 고착)을 방지하기 위한 것이다.
본 발명에 의한 차량용 흡배기 밸브는, 밸브 헤드에서 연장 형성되며, 제1 지름을 갖는 제1 밸브 스템, 상기 제1 밸브 스템에서 연장 형성되며, 제2 지름을 갖는 제2 밸브 스템을 포함하되, 상기 제2 지름은 상기 제1 지름보다 작은 것을 특징으로 한다.

Description

차량용 흡배기 밸브{INTAKE AND EXHAUST VALVE FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 흡배기 밸브에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 카본의 밸브 흡착(밸브 고착)을 방지하기 위한 차량용 흡배기 밸브에 관한 것이다.

일반적으로 차량에 적용되는 흡배기 밸브에서 밸브와 밸브 스템의 상대운동 부분은 상부부터 하부까지 일정한 지름을 갖는 스템(Stem)이 사용된다.

상기와 같은 일반적인 흡배기 밸브는 카본의 흡착(carbon 고착)에 의한 밸브의 비정상거동(밸브 failure)이 발생하는 경우가 있다.

이러한 밸브의 비정상거동은 주로 밸브와 밸브 가이드(밸브 guide)가 고착되어 주로 한쪽 밸브가 닫히지 않게 된다.

이러한 카본 흡착에 의한 밸브 밸브 Failure 를 재현한 결과, 밸브 스템의 고형화된 카본 퇴적이 밸브 페일려(valve failure)의 주요 원인인 것을 밝혀냈다.

즉, 고형화된 카본퇴적은 특이연료(저질연료, 첨가제를 함유하지 않거나 부적절하게 배합된 연료) 운전 후, 연료와 부분 연소된 카본이 밸브 헤드부에 퇴적되어 밸브의 왕복운동시 밸브와 밸브스템의 상대운동부로 끌어져 올라가면서 밸브 스템부에 카본이 퇴적되고 이 카본 퇴적물의 고형화 과정에 의해 밸브 Stem부 고착진행된다.

이것은 엔진의 구조적(Hardware) 문제라기 보다는 사용연료의 특이성에 의한 것으로 판단되며, 주기적인 청정분산제 사용 필요하다.

즉, 카본 고착방지 대책으로 설계적으로 밸브 스템의 클리어런스(Clearance) 증대가 필요하고 주기적인 청정분산제 사용이 필요하다.

그러나, 밸브 스템의 클리어런스를 증대하는 것은 밸브가 닫힐 때 밸브의 작동(밸브 Motion)을 불안하게 하여 밸브 시트(밸브 Seat)나 밸브의 편마모를 발생 시킬 수도 있다.

즉, 카본 고착을 방지하기 위해서는 클리어런스를 증대할 필요가 있으나, 안정된 밸브 거동(밸브 Motion)을 위해서는 적절한 클리어런스를 가질 필요가 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 밸브의 안정된 거동을 유지하면서도 카본 고착을 방지할 수 있는 차량용 흡배기 밸브를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 차량용 흡배기 밸브는 밸브 헤드에서 연장 형성되며, 제1 지름을 갖는 제1 밸브 스템, 상기 제1 밸브 스템에서 연장 형성되며, 제2 지름을 갖는 제2 밸브 스템을 포함하되, 상기 제2 지름은 상기 제1 지름보다 작은 것을 할 수 있다.

상기 제2 지름은 상기 제1 지름으로부터 선형적으로 작아질 수 있다.

상기 제1 밸브 스템은 간섭을 방지하기 위한 설정된 길이로 형성될 수 있다.

상기 설정된 길이는 피스톤 상사점에 해당하는 위치에서 밸브가 내려왔을 때 간섭을 방지하기 위한 길이로 설정될 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 차량용 흡배기 밸브에 의하면, 밸브의 안정된 거동을 유지하면서도 카본 고착을 방지할 수 있다.

도1은 본 발명의 실시예에 의한 차량용 흡배기 밸브를 도시한 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도1은 본 발명의 실시예에 의한 차량용 흡배기 밸브를 도시한 도면이다.

실험에 의하면, 밸브에서 밸브 고착이 되어 문제가 되는 부위와 밸브 거동이 중요한 부위가 다르다.

즉, 밸브 고착이 되어 문제가 되는 부분은 밸브가 일정 리프트(Lift)이상에서 엔진이 정지된 상태에서, 카본 고형화 과정에 의한 밸브가 고착 된 후, 시동시 피스톤이 위로 움직여 밸브와 간섭이 되어 밸브가 휘거나 밸브 목이 부러져 엔진 고장(engine failure)이 발생하게 된다.

밸브 거동이 불안하면 문제가 되는 부분은 밸브가 닫히는 부분에서의 흔들림이 발생할 경우 밸브나 밸브 시트의 마모가 발생되어 연소 가스가 누출되면 밸브가 녹는(Melting) 현상 등의 문제가 발생하여 엔진 고장이 발생하게 된다.

즉, 밸브 고착에 영향을 주는 영역은 밸브가 열려있는 구간이고, 밸브 거동이 중요한 영역은 밸브가 닫히는 구간이다.

따라서, 본 발명의 실시예에 의한 차량용 흡배기 밸브(10)는 밸브 헤드(20)에서 연장 형성되며, 제1 지름(D1)을 갖는 제1 밸브 스템(32), 상기 제1 밸브 스템(32)에서 연장 형성되며, 제2 지름(D2)을 갖는 제2 밸브 스템(34)을 포함하되, 상기 제2 지름(D2)은 상기 제1 지름(D1)보다 작은 것으로 할 수 있다.

즉, 밸브와 밸브 스템이 상대운동을 하는 부분을 2개의 직경을 갖게 구성하였다.

상기 제2 지름(D2)은 상기 제1 지름(D1)보다 그 지름이 20㎛ 이상 작은 것으로 할 수 있다.

상기 제2 지름(D2)은 상기 제1 지름(D1)으로부터 선형적으로 작아져 상대 운동시 밸브의 걸림 현상을 방지한다.

즉, 본 발명의 실시예에 의한 차량용 흡배기 밸브(10)의 스템(30)은 밸브 가이드(40)의 일단을 기준으로 상기 밸브(10)가 열려 있는 구간에서는 클리어런스(Clearance)를 크게하고, 상기 밸브(10)가 닫히려는 구간에서는 스템(30)의 클리어런스를 작게 한다.

예를 들어 밸브 거동이 중요한 영역, 즉 제1 지름(D1)의 클리어런스는 0.020~0.040mm 로 설정될 수 있고, 밸브 고착에 영향을 주는 영역, 즉 제2지름(D2)의 클리어런스는 0.040~0.060 mm 로 설정될 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에 의한 차량용 흡배기 밸브는 밸브가 닫힐 때 밸브의 안정된 거동을 유지하면서도 밸브가 열린 상태에서 카본 고착을 방지할 수 있다.

상기 제1 밸브 스템은 간섭을 방지하기 위한 설정된 길이로 형성될 수 있다.

상기 설정된 길이는 피스톤 상사점에 해당하는 위치에서 밸브가 내려왔을 때 간섭을 방지하기 위한 길이로 설정될 수 있다.

즉, 상기 설정된 길이는 밸브가 열려있을 때라도 피스톤과 간섭되지 않는 높이로 설정되며, 밸브 거동을 불안하게 하지 않은 상태에서 밸브 고착방지가 가능한 길이이다.

상기 설정된 길이는 6mm 이하로 할 수 있으며, 간섭을 피하기 위한 값으로 엔진에 따라 피스톤 최상사점에서 간섭이 발생하는 밸브 리프트(Lift)를 고려하여 결정될 수 있다.

이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.

10: 차량용 흡배기 밸브 20: 밸브 헤드
30: 스템 32: 제1 스템
34: 제2 스템 40: 밸브 가이드

Claims (4)

1. 밸브 헤드에서 연장 형성되며, 밸브가 닫힐 때 안정된 거동을 하도록 제1 지름을 갖는 제1 밸브 스템;
   상기 제1 밸브 스템에서 연장 형성되며, 카본 고착을 방지하도록 제2 지름을 갖는 제2 밸브 스템;
   을 포함하되,
   상기 제2 지름은 상기 제1 지름으로부터 선형적으로 작아지며,
   상기 제1 지름의 클리어런스는 0.020~0.040mm 로 설정되고,
   상기 제2 지름의 클리어런스는 0.040~0.060 mm 로 설정되며,
   상기 제1 밸브 스템은
   간섭을 방지하기 위한 설정된 길이로 형성되되,
   상기 설정된 길이는 피스톤 상사점에 해당하는 위치에서 밸브가 내려왔을 때 간섭을 방지하기 위한 길이로 설정되는 것을 특징으로 하는 차량용 흡배기 밸브.
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