JP2011236883A

JP2011236883A - 可変バルブリフト装置

Info

Publication number: JP2011236883A
Application number: JP2010231353A
Authority: JP
Inventors: Byoung Young Choi; 炳永催; Young Hong Kwak; 永弘郭; Kiyoung Kwon; 奇榮權; Sang-Won Kim; 相ウォン金; Jin Kook Kong; 鎭國孔; Soo Hyung Woo; 秀亨禹
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 2010-05-06
Filing date: 2010-10-14
Publication date: 2011-11-24
Anticipated expiration: 2030-10-14
Also published as: CN102235199A; US20110272612A1; DE102010060553A1; KR101145638B1; CN102235199B; JP5762717B2; KR20110122999A

Abstract

【課題】燃費低減のためにカムの作動領域を拡大することができ、また、エンジンの機械摩擦を低減し、構成を単純化して、耐久性が向上する可変バルブリフトを提供する。
【解決手段】本発明の可変バルブリフト装置は、開閉部、前記開閉部と選択的に接触するローリフトカム、前記ローリフトカムと並んで配置されるハイリフトカム、調節部、前記調節部に連結されるパッドヒンジ、及び、前記パッドヒンジを中心にピボット（ｐｉｖｏｔ）運動し、前記ハイリフトカムと前記開閉部と接触するパッド、を含み、前記調節部は選択的に前記パッドヒンジの位置を変化させることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は可変バルブリフト装置に係り、より詳しくは、燃費およびエンジンの機械摩擦を低減し、構成を単純化して、耐久性が向上する可変バルブリフト装置に関する。

内燃機関（ｉｎｔｅｒｎａｌｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｅｎｇｉｎｅ）は、燃焼室（ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｃｈａｍｂｅｒ）に燃料と空気を受け入れ、これを燃焼することによって動力を形成する。空気を吸入する時には、カム軸（ｃａｍｓｈａｆｔ）の駆動によって吸気バルブ（ｉｎｔａｋｅｖａｌｖｅｓ）を作動させ、吸気バルブが開いている間に空気が燃焼室に吸入される。また、カム軸の駆動によって排気バルブ（ｅｘｈａｕｓｔｖａｌｖｅ）を作動させ、排気バルブが開いている間に空気が燃焼室から排出される。

吸気バルブ、排気バルブの最適な動作はエンジンの回転速度に応じて変わり、エンジンの回転速度に応じて適切なリフト（ｌｉｆｔ）またはバルブのオープニング、クロージングタイムが異なる。このようにエンジンの回転速度に応じて適切なバルブ動作を実現するために、バルブを駆動させるカムの形状を複数に設計したり、バルブがエンジン回転数に応じて異なるリフト（ｌｉｆｔ）に作動するように実現する可変バルブリフト（ｖａｒｉａｂｌｅｖａｌｖｅｌｉｆｔ；ＶＶＬ）装置が研究されている。
このような可変バルブリフト装置は、カム軸の回転力を利用してバルブを駆動する過程で動力損失を最小にすることが望ましい。

特開平１０−０４７０２９号公報

本発明の目的は、燃費低減のためにカムの作動領域を拡大することができ、また、エンジンの機械摩擦を低減し、構成を単純化して、耐久性が向上する可変バルブリフトを提供することにある。

このような目的を達成するための本発明の可変バルブリフト装置は、開閉部、前記開閉部と選択的に接触するローリフトカム、前記ローリフトカムと並んで配置されるハイリフトカム、調節部、前記調節部に連結されるパッドヒンジ、及び、前記パッドヒンジを中心にピボット（ｐｉｖｏｔ）運動し、前記ハイリフトカムと前記開閉部と接触するパッド、を含み、前記調節部は選択的に前記パッドヒンジの位置を変化させることを特徴とする。

前記開閉部は、前記パッドと接触するタペットボディー、及び、前記タペットボディーに連結されたバルブ、を含むことを特徴とする。

前記パッドは、前記ハイリフトカムと接触するように凸状に形成された第１接触部を含むことを特徴とする。

前記パッドは、前記タペットボディーと接触するように凸状に形成された第２接触部を含むことを特徴とする。

前記タペットボディーには前記第２接触部が案内される案内溝が形成されることを特徴とする。

前記調節部は、シリンダー、前記シリンダー内に備えられ、前記パッドヒンジと結合するピストン、前記シリンダーと前記ピストンを選択的に結合する結合部、及び、前記シリンダーを弾性支持するローストモーションスプリング、を含むことを特徴とする。

前記結合部は、油圧チャンバー、前記油圧チャンバーに備えられる補助ピン、前記ピストン内に備えられ、前記シリンダーと選択的に結合するラッチピン、及び、前記ラッチピンを弾性支持する結合部スプリング、を含むことを特徴とする。

前記開閉部は、前記パッドと接触するローラー、前記ローラーが備えられるスイングアーム、及び、前記スイングアームに連結されたバルブ、を含むことを特徴とする。

また、本発明は、ハイリフトカム、前記ハイリフトカムと並んで配置されるローリフトカム、前記ローリフトカムと選択的に接触し、バルブを含む開閉部、前記ハイリフトカムと前記開閉部の間に備えられ、前記ハイリフトカムと前記開閉部と接触するパッド、前記パッドに連結されて、前記パッドがピボット（ｐｉｖｏｔ）運動するパッドヒンジ、及び、前記開閉部と並んで離隔して配置され前記パッドヒンジの位置を可変する調節部、を含むことを特徴とする。

前記開閉部は、前記パッドを案内する案内溝が形成されたタペットボディーを含むことを特徴とする。

前記開閉部は、前記パッドと接触するローラー、及び、前記ローラーが備えられるスイングアーム、を含むことを特徴とする。

本発明の可変バルブリフト装置によれば、燃費向上のためのカムの作動領域を拡大することができ、バルブリフトを可変するための構成が分離しており、作動部分の重量低減が可能である。
また、エンジンの機械摩擦を低減し、構成を単純化して、耐久性を向上させることができる。

本発明の第１実施形態の可変バルブリフト装置の斜視図である。本発明の第１実施形態の可変バルブリフト装置の正面図である。本発明の第１実施形態の可変バルブリフト装置のハイリフトモードの作動を説明する図である。本発明の第１実施形態の可変バルブリフト装置のローリフトモードの作動を説明する図である。本発明の第２実施形態の可変バルブリフト装置を示す図面である。

以下、本発明の好ましい実施形態を添付した図面に基づいて詳細に説明する。
図１及び図２は、各々、本発明の第１実施形態の可変バルブリフト装置の斜視図及び正面図である。
図３及び図４は、各々、本発明の第１実施形態の可変バルブリフト装置のハイリフトモード及びローリフトモードの作動を説明する図面である。
図１〜図４に示す通り、本発明の第１実施形態の可変バルブリフト装置は、開閉部５０、開閉部５０と選択的に接触するローリフトカム２０、ローリフトカム２０と並んで配置されるハイリフトカム１０、調節部１００、調節部１００に連結されるパッドヒンジ４２、及びパッドヒンジ４２を中心にピボット（ｐｉｖｏｔ）運動し、ハイリフトカム１０と開閉部５０と接触するパッド４０、を含む。
調節部１００は、開閉部５０と並んで離隔して配置され、選択的にパッドヒンジ４２の位置を変化させることができる。
ここで、ハイリフトカム１０がローリフトカム２０の間に配置されることが示されているが、これに限定されるわけではなく、並んで配置されることも可能である。

開閉部５０は、パッド４０と接触するタペットボディー３０、及びタペットボディー３０に連結されたバルブ５２とバルブスプリング５４を含む。
パッド４０は、ハイリフトカム１０と接触するように凸状に形成された第１接触部４４と、タペットボディー３０と接触するように凸状に形成された第２接触部４６とを含む。
ここで、第１接触部４４は、ハイリフトカム１０と接触する時に摩擦が減少するように曲面を形成し、第２接触部４６も、タペットボディー３０と接触する時に摩擦が減少するように曲面を形成する。
タペットボディー３０には第２接触部４６が案内される案内溝３２が形成され、一般的なタペットボディー形状にタペットボディーの上面は平面または曲面である。

調節部１００は、シリンダー１１０、シリンダー１１０内に備えられ、パッドヒンジ４２と結合するピストン１２０、シリンダー１１０とピストン１２０を選択的に結合する結合部１４５、及びピストン１２０を弾性支持するローストモーションスプリング１５０、を含む。
結合部１４５は、油圧チャンバー１３０、油圧チャンバー１３０に備えられる補助ピン１４０、ピストン１２０内に備えられ、シリンダー１１０と選択的に結合するラッチピン１４２、及びラッチピン１４２を弾性支持する結合部スプリング１４４、を含む。
油圧チャンバー１３０はオイル供給通路１３２と連結されて、油圧の供給を受けることができる。

以下、図３及び図４を参照して、本発明の第１実施形態による可変バルブリフト装置の作動を説明する。
図３に示すように、ハイリフトモードでは、オイル供給通路１３２から油圧チャンバー１３０へ油圧が供給される。
ここで、オイル供給通路１３２は図示していないオイルポンプから油圧の供給を受け、油圧の供給及び解消は図示していないＥＣＵ（ｅｎｇｉｎｅｃｏｎｔｒｏｌｕｎｉｔ）によって制御される。
ＥＣＵは、エンジンの作動状態に応じて油圧の供給及び解消を決める。これに関する事項は本発明の要旨から外れるので詳しい説明は省略する。

油圧チャンバー１３０に油圧が供給されれば、補助ピン１４０はラッチピン１４２を押して、ラッチピン１４２がピストン１２０とシリンダー１１０とを連結する。
したがって、ピストン１２０に連結されたパッドヒンジ４２は一定の位置に固定され、ハイリフトカム１０によって開閉部５０が開閉される（ΔＨ）。
ローリフトモードでは、図４に示すように、油圧チャンバー１３０の油圧がオイル供給通路１３２を通じて解消される。

油圧チャンバー１３０の油圧が解消されると、結合部スプリング１４４の弾性力によって、補助ピン１４０とラッチピン１４２は押され、ラッチピン１４２はピストン１２０内に位置して、ピストン１２０とシリンダー１１０の結合が解除される。
したがって、ピストン１２０に連結されたパッドヒンジ４２は一定の位置に固定されず、図４の（ｂ）及び（ｃ）に示すように、ハイリフトカム１０によって、ピストン１２０はローストモーション（ｌｏｓｔｍｏｔｉｏｎ）運動する。
ローリフトカム２０がタペットボディー３０に接触し、開閉部は、ローリフトカム２０によって小さいリフトを有し、開閉される（ΔＬ）。

図５は、本発明の第２実施形態による可変バルブリフト装置を示した図である。
図５を参照して、本発明の第２実施形態による可変バルブリフト装置を説明する。
本発明の第２実施形態による可変バルブリフト装置は、ハイリフトカム２１０、ハイリフトカム２１０と並んで配置されるローリフトカム２２０、ローリフトカム２２０と選択的に接触し、バルブ２５０を含む開閉部２３０、ハイリフトカム２１０と開閉部２３０の間に備えられ、ハイリフトカム２１０と開閉部２３０と接触するパッド２４０、パッド２４０に連結されてパッド２４０がピボット（ｐｉｖｏｔ）運動するパッドヒンジ２４２、及び開閉部２３０と並んで離隔して配置され、パッドヒンジ２４２の位置を可変する調節部３００、を含む。
ここで、ハイリフトカム２１０がローリフトカム２２０の間に配置されることもでき、並んで配置されることも可能である。

開閉部２３０は、パッド２４０と接触するローラー２３１及びローラー２３１が備えられるスイングアーム２３２を含む。
調節部３００は、シリンダー３１０、シリンダー３１０内に備えられ、パッドヒンジ２４２と結合するピストン３２０、シリンダー３１０とピストン３２０を選択的に結合する結合部３４５、及びシリンダー３１０を弾性支持するローストモーションスプリング３５０、を含む。
結合部３４５は、油圧チャンバー３３０、油圧チャンバー３３０に備えられる補助ピン３４０、ピストン３２０内に備えられ、シリンダー３１０と選択的に結合するラッチピン３４２、及びラッチピン３４２を弾性支持する結合部スプリング３４４、を含む。
本発明の第２実施形態による可変バルブリフト装置は、本発明の第１実施形態による可変バルブリフト装置とタペットボディーを除いた構成及び作動が同一であるため、同一の構成及びその作動の反復的な説明は省略する。

以上、本発明に関する好ましい実施例を説明したが、本発明は前記実施例に限定されず、本発明の属する技術範囲を逸脱しない範囲での全ての変更が含まれる。

１０ハイリフトカム
２０ローリフトカム
３０タペットボディー
３２案内溝
４０パッド
４２パッドヒンジ
４４第１接触部
４６第２接触部
５０開閉部
５２バルブ
５４バルブスプリング
１００調節部
１１０シリンダー
１２０ピストン
１３０油圧チャンバー
１３２オイル供給通路
１４０補助ピン
１４２ラッチピン
１４４結合部スプリング
１４５結合部
１５０ローストモーションスプリング
２１０ハイリフトカム
２２０ローリフトカム
２３０開閉部
２４０パッド
２４２パッドヒンジ
２５０バルブ
３００調節部
３１０シリンダー
３２０ピストン
３３０油圧チャンバー
３４０補助ピン
３４２ラッチピン
３４４結合部スプリング
３４５結合部
３５０ローストモーションスプリング

Claims

開閉部、
前記開閉部と選択的に接触するローリフトカム、
前記ローリフトカムと並んで配置されるハイリフトカム、
調節部、
前記調節部に連結されるパッドヒンジ、及び、
前記パッドヒンジを中心にピボット（ｐｉｖｏｔ）運動し、前記ハイリフトカムと前記開閉部と接触するパッド、
を含み、
前記調節部は選択的に前記パッドヒンジの位置を変化させることを特徴とする可変バルブリフト装置。
前記開閉部は、
前記パッドと接触するタペットボディー、及び、
前記タペットボディーに連結されたバルブ、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の可変バルブリフト装置。
前記パッドは、
前記ハイリフトカムと接触するように凸状に形成された第１接触部を含むことを特徴とする請求項２に記載の可変バルブリフト装置。
前記パッドは、
前記タペットボディーと接触するように凸状に形成された第２接触部を含むことを特徴とする請求項２に記載の可変バルブリフト装置。
前記タペットボディーには前記第２接触部が案内される案内溝が形成されることを特徴とする請求項４に記載の可変バルブリフト装置。
前記調節部は、
シリンダー、
前記シリンダー内に備えられ、前記パッドヒンジと結合するピストン、
前記シリンダーと前記ピストンを選択的に結合する結合部、及び、
前記シリンダーを弾性支持するローストモーションスプリング、
を含むことを特徴とする請求項２に記載の可変バルブリフト装置。
前記結合部は、
油圧チャンバー、
前記油圧チャンバーに備えられる補助ピン、
前記ピストン内に備えられ、前記シリンダーと選択的に結合するラッチピン、及び、
前記ラッチピンを弾性支持する結合部スプリング、
を含むことを特徴とする請求項６に記載の可変バルブリフト装置。
前記開閉部は、
前記パッドと接触するローラー、
前記ローラーが備えられるスイングアーム、及び、
前記スイングアームに連結されたバルブ、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の可変バルブリフト装置。
前記調節部は、
シリンダー、
前記シリンダー内に備えられ、前記パッドヒンジと結合するピストン、
前記シリンダーと前記ピストンを選択的に結合する結合部、及び、
前記シリンダーを弾性支持するローストモーションスプリング、
を含むことを特徴とする請求項８に記載の可変バルブリフト装置。
前記結合部は、
油圧チャンバー、
前記油圧チャンバーに備えられる補助ピン、
前記ピストン内に備えられ、前記シリンダーと選択的に結合するラッチピン、及び、
前記ラッチピンを弾性支持する結合部スプリング、
を含むことを特徴とする請求項９に記載の可変バルブリフト装置。
ハイリフトカム、
前記ハイリフトカムと並んで配置されるローリフトカム、
前記ローリフトカムと選択的に接触し、バルブを含む開閉部、
前記ハイリフトカムと前記開閉部の間に備えられ、前記ハイリフトカムと前記開閉部と接触するパッド、
前記パッドに連結されて、前記パッドがピボット（ｐｉｖｏｔ）運動するパッドヒンジ、及び、
前記開閉部と並んで離隔して配置され前記パッドヒンジの位置を可変する調節部、
を含むことを特徴とする可変バルブリフト装置。
前記開閉部は、前記パッドを案内する案内溝が形成されたタペットボディーを含むことを特徴とする請求項１１に記載の可変バルブリフト装置。
前記調節部は、
シリンダー、
前記シリンダー内に備えられ、前記パッドヒンジと結合するピストン、
前記シリンダーと前記ピストンを選択的に結合する結合部、及び、
前記シリンダーを弾性支持するローストモーションスプリング、
を含むことを特徴とする請求項１２に記載の可変バルブリフト装置。
前記結合部は、
油圧チャンバー、
前記油圧チャンバーに備えられる補助ピン、
前記ピストン内に備えられ、前記シリンダーと選択的に結合するラッチピン、及び、
前記ラッチピンを弾性支持する結合部スプリング、
を含むことを特徴とする請求項１３に記載の可変バルブリフト装置。
前記開閉部は、
前記パッドと接触するローラー、及び、
前記ローラーが備えられるスイングアーム、
を含むことを特徴とする請求項１１に記載の可変バルブリフト装置。
前記調節部は、
シリンダー、
前記シリンダー内に備えられ、前記パッドヒンジと結合するピストン、
前記シリンダーと前記ピストンを選択的に結合する結合部、及び、
前記シリンダーを弾性支持するローストモーションスプリング、
を含むことを特徴とする請求項１５に記載の可変バルブリフト装置。
前記結合部は、
油圧チャンバー、
前記油圧チャンバーに備えられる補助ピン、
前記ピストン内に備えられ、前記シリンダーと選択的に結合するラッチピン、及び、
前記ラッチピンを弾性支持する結合部スプリング、
を含むことを特徴とする請求項１６に記載の可変バルブリフト装置。