엔진 밸브란?- 정의, 작동 및 유형

엔진 밸브란?

엔진 밸브는 엔진 작동 중에 연소실 또는 실린더로의 유체 또는 가스의 흐름을 허용하거나 제한하기 위해 내연 기관에 사용되는 기계적 구성 요소입니다.

기능적으로 그들은 흐름을 차단하거나 통과시킨다는 점에서 다른 많은 유형의 밸브와 유사하게 작동하지만 정확한 순서로 열리고 닫히기 위해 로커 암과 같은 다른 엔진 구성 요소와 인터페이스하는 순전히 기계적인 장치입니다. 정확한 타이밍.

엔진 밸브라는 용어는 차량의 배기 가스 재순환 시스템 및 배출 제어의 일부로 공기 분사에 사용되는 체크 밸브 유형을 나타낼 수도 있습니다. 이 유형의 엔진 밸브는 이 기사에서 다루지 않습니다.

엔진 밸브는 가솔린, 디젤, 등유, 천연 가스(LNG) 또는 프로판(LP)과 같은 연료를 사용하는지 여부에 관계없이 많은 유형의 연소 엔진에 공통적입니다. 엔진 유형은 연료의 점화에서 동력을 생성하는 연소실인 실린더의 수에 따라 다릅니다.

또한 작동 유형(2사이클 또는 4사이클)과 엔진 내 밸브의 설계 배치[오버헤드 밸브(OHV), 오버헤드 캠(OHC) 또는 밸브 인 블록(VIB)]에 따라 다릅니다.

 

오버헤드 밸브란?

오버헤드 밸브(OHV) 엔진은 밸브가 연소실 위의 실린더 헤드에 있는 피스톤 엔진입니다. 이것은 밸브가 엔진 블록의 연소실 아래에 위치했던 이전의 플랫헤드 엔진과 대조됩니다.

전통적인 OHV 엔진의 캠축은 엔진 블록에 있습니다. 캠축의 움직임은 푸시로드와 로커 암을 사용하여 전달되어 엔진 상단의 밸브를 작동합니다.

오버헤드 캠샤프트(OHC) 엔진에도 오버헤드 밸브가 있습니다. 그러나 혼동을 피하기 위해 푸시로드를 사용하는 오버헤드 밸브 엔진을 종종 "푸시로드 엔진"이라고 합니다. 일부 초기 "배기보다 흡기" 엔진은 측면 밸브와 오버헤드 밸브의 요소를 결합한 하이브리드 설계를 사용했습니다.

 

 

엔진 밸브의 작동 원리

실린더로 혼합물을 허용하는 밸브는 입구 밸브입니다. 사용된 가스가 빠져나가는 것은 배기 밸브입니다. 엔진이 모든 속도에서 효율적으로 작동할 수 있도록 정확한 순간에 열리고 닫히도록 설계되었습니다.

작동은 체인, 벨트 또는 크랭크축의 기어 세트에 의해 구동되는 회전축, 캠축에서 캠이라고 하는 배 모양의 로브에 의해 제어됩니다.

캠축이 엔진 블록에 장착되는 경우 작은 금속 실린더 태핏이 각 캠 위의 채널에 자리 잡고 태핏에서 금속 푸시로드가 실린더 헤드까지 확장됩니다. 각 푸시로드의 상단은 강력한 코일 스프링에 의해 올려진(닫힌) 위치에서 유지되는 밸브의 스템을 지지하는 로커 암과 만납니다.

푸시로드가 캠에서 상승하면 로커 암이 회전하여 스프링 압력에 대항하여 밸브를 아래로(열림) 밀어냅니다. 캠 로브가 더 회전함에 따라 밸브 스프링이 밸브를 닫는 역할을 합니다. 이를 오버헤드 밸브(OHV) 시스템이라고 합니다.

일부 엔진에는 푸시로드가 없습니다. 밸브는 실린더 헤드 자체의 오버헤드 캠 시스템에 있는 단일 또는 이중 캠축에 의해 더 직접적으로 작동됩니다.

캠축과 밸브 사이에 움직이는 부품이 적기 때문에 오버헤드 캠(OHC) 방법은 더 높은 속도로 작동할 수 있기 때문에 푸시로드가 있는 엔진보다 주어진 엔진 용량에 대해 더 효율적이고 더 많은 출력을 생성합니다. 어느 시스템이든 부품이 열을 통해 팽창할 때 밸브가 여전히 완전히 닫힐 수 있도록 작동 기어에 약간의 여유 공간이 있어야 합니다.

밸브 스템과 로커 암 또는 캠 사이에 미리 설정된 갭 태핏 간극이 있어야 팽창이 가능합니다. 태핏 간격은 차량마다 크게 다르며 잘못된 조정은 심각한 영향을 미칠 수 있습니다.

간격이 너무 크면 밸브가 늦게 열리고 일찍 닫혀 출력이 감소하고 엔진 소음이 증가합니다.

간극이 너무 작으면 밸브가 제대로 닫히지 않아 압축 손실이 발생합니다. 일부 엔진에는 엔진 오일 압력에 의해 유압으로 작동되는 자체 조정 태핏이 있습니다.

 

엔진 밸브의 명칭

대부분의 엔진 밸브는 위아래로 터지는 동작으로 인해 포펫 스타일 밸브로 설계되었으며 유체 또는 가스의 통과를 차단하기 위해 가공된 밸브 시트에 맞는 원추형 프로파일 밸브 헤드가 특징입니다. 밸브 헤드의 독특한 모양 때문에 버섯 밸브라고도 합니다.

두 가지 주요 요소는 밸브 스템과 밸브 헤드입니다. 헤드에는 일치시킬 밸브 시트의 가공과 일치하도록 지정된 각도로 가공된 시트 면으로 이어지는 필렛이 있습니다. 밸브 시트에 대한 밸브 면의 안착은 연소 압력에 대한 밸브의 밀봉을 제공합니다.

밸브 스템은 밸브 스프링이 제공하는 시트 압력에 대해 스템을 움직이는 힘을 생성하여 밸브를 작동시키는 엔진의 기계적 요소에 밸브를 연결합니다. 키퍼 홈은 스프링을 제자리에 고정하는 데 사용되며 밸브 스템의 끝은 밸브를 작동시키는 로커 암, 태핏 또는 리프터에 의해 반복적으로 접촉됩니다.

 

엔진 밸브의 종류

1. 포핏 밸브
모양 때문에 버섯 밸브라고도합니다. 엔진으로 유입되는 가스의 타이밍과 양을 제어하는 ​​데 사용됩니다. 자동차 엔진에서 가장 널리 사용되는 밸브입니다. 포펫 밸브는 위아래로 움직이는 움직임 때문에 이름이 붙여졌습니다.
머리와 줄기로 구성되어 있습니다. 완벽한 밀봉을 위해 밸브 시트와 일치해야 하기 때문에 일반적으로 30° ~ 45° 각도의 밸브 면은 완벽하게 연마됩니다. 스템에는 스프링 리테이너 잠금 홈이 있으며 그 끝은 밸브의 상하 운동을 위해 캠과 접촉합니다. 배기 시 차압은 밸브를 밀봉하는 데 도움이 됩니다. 흡기 밸브에서 차압은 밸브를 여는 데 도움이 됩니다.

2. 슬리브 밸브
슬리브 밸브는 이름에서 알 수 있듯이 내연 기관 실린더의 피스톤과 실린더 벽 사이에 끼워져 회전/미끄러지는 튜브 또는 슬리브입니다.
슬리브 측면의 포트는 엔진 주기의 적절한 단계에서 실린더의 흡기 및 배기 포트와 정렬됩니다.
슬리브의 내부 표면은 피스톤이 미끄러지는 내부 실린더 배럴을 형성합니다. 슬리브는 주 실린더 주조를 통해 형성된 포트와 슬리브에서 절단된 포트의 주기적인 일치로 인해 연속 동작으로 가스를 허용하고 배출합니다.
장점: 이 밸브는 구성이 간단하고 작동 시 소음이 없습니다. 밸브캠, 로커암, 태핏밸브 등 소음을 발생시키는 부품이 없기 때문에 소음이 발생하고 슬리브 밸브는 폭발 경향이 적습니다. 밸브가 워터 재킷과 접촉하므로 냉각이 매우 효과적입니다.

3. 로터리 밸브
로터리 밸브에는 여러 유형이 있습니다. 그림은 디스크형 로터리 밸브를 보여줍니다. 포트가 있는 회전 디스크로 구성됩니다. 회전하는 동안 흡기 및 배기 매니폴드와 교대로 통신합니다.
장점: 로터리 밸브는 구조가 간단하고 저렴한 비용으로 제조됩니다. 그들은 고속 엔진에 적합합니다. 이 밸브는 응력과 진동이 적습니다. 회전식 송아지는 부드럽고 균일하며 소음이 없는 작업을 수행합니다.