KR0160202B1

KR0160202B1 - 가변작용식 화살머리 형상을 가진 캠로브 시스템

Info

Publication number: KR0160202B1
Application number: KR1019950704804A
Authority: KR
Inventors: 크리스토스 바라소포우로스
Original assignee: 크리스토스 바라소포우로스
Priority date: 1994-03-03
Filing date: 1994-03-03
Publication date: 1999-01-15
Also published as: AU6155494A; WO1995023912A1; DE69411743T2; KR960702049A; JPH08511600A; DE69411743D1; EP0705382A1; EP0705382B1

Abstract

적절히 생긴 가변작용성 화살머리 형상을 가진 캠로브 시스템으로서, 베어링 윤활을 위한 종방향 구멍을 가진 회전축과 완전히 협력하며, 상기 구멍과 횡방향 개구를 통하여 조합형 유압식 기계식 작동은 상기 로브의 상승을 점진적으로 이동시키고 변경시키며, 동시에 각 실린더의 밸브의 상승을 순차적으로 변경되게 한다.

Description

가변작용식 화살머리 형상을 가진 캠로브 시스템

제1도는 회전축의 도면.

제2도는 캠로브가 초기위치에 있는 상태에서 상기 시스템을 도시하는 도면.

제3도는 캠로브가 최종위치에 있는 상태에서 상기 시스템을 도시하는 도면.

제4도는 종 방향 왕복성 축을 도시하는 도면.

제5도는 상기 축의 특수윤곽을 도시하는 도면.

제6도는 화살머리 형상의 캠로브를 여러개 도시하는 도면.

제7도는 캠로브의 특수 설계를 도시하는 도면.

제8도는 쌍으로 연마할 수 있는 단순한 구조의 캠로브 탑재 시스템.

도면 제1도, 제2도, 제3도, 제4도 및 제6도를 참조하면, 다음 사실을 관할 수 있다.

즉, 본 시스템은, 화살머리 형상의 이동성 캠로브(2)를 가진 회전축(1), 종방향 왕복성 축(3), 볼(4) 및 스프링(5)으로 구성된다. 캠로브는 그 하단이 특수한 원통형 윤곽을 가지기 때문에, 축(1)의 각 원통형 구멍내에 안전하게 조립할 수 있다.

캠로브는 또한, 축(3)이 관통하는 종방향 개구를 가지고 있다. 개구의 내부에는 경사진 램프(ramp)(6)는 축(3)상의 램프(ramp)(7)의 경사와 맞는다. 상기 축은 적당한 수의 종방향 홈을 가지는데, 이 홈들을 통하여, 내연기관 윤활유로 사용되는 유압유체의 순환이 쉽게 되어, 캠로브를 가진 축(1)상의 영역은 항상 유압하에 놓이게 되며, 상기 유압은 또한 엔진의 윤활로서도 공급된다.

이 유압은 어떤 경우이든 스프링(5)의 반동력을 극복하기에 충분하며, 유압유체는 로브의 수직로브(11)를 통과하여 체임버(9)내로 축(1)과 캠로브(2) 사이에 유입된다. 마찬가지로, 캠로브(2)는 유체의 힘에 의하여, 로브램프(6)가 축(3)의 램프(7)와 일치할 때까지 상승한다.

이 위치에서, 로브는 아래기구에 의하여 상승된 채로 남는다.

캠로브가 각 밸브상승자와 접촉하지 않는 동안에는, 로브(2) 및 축(3)은 서로 접촉한 상태로 남는데, 왜냐하면, 램프(6) 및 램프(7)은 서로 일치하기 때문이다. 이 경우, 볼(4)은 수직홀(11)내에 완전히 들어 있어서 (스프링은 후퇴하고) 단순히 램프(7)를 접촉하고 있다.

로브가 각 밸브 상승자와 접촉하자마자, 힘이 그에 더 크게 작용하여 즉, 체임버(9)내의 유압유체에 의해 힘이 작용하여, 순간적으로 로브는 후퇴한다.

이 후퇴로 인하여, 볼(4)은 상향 이동하고, 즉 스프링(5)를 통해 상향이동하여, 시이트(seat)와 같이 특수형상을 가진 홀(11)의 상부에 완전히 맞추어져서, 전체 공간을 밀폐시키고, 동시에 체임버(9)내의 유압유체를 흡수함으로써, 밸브 상승자와의 전체 접촉기간동안, 로브가 더 이상 후퇴하지 못한다. (제6도)

축(3)이 (a)방향으로 (제3도) 이동하면, 램프(7)가 램프(6)으로부터 일정 거리 만큼 뒤로 밀린다. 수직홀(11)을 통과하는 저압 유압유체는 램프(6)와 램프(7)가 다시 접촉할 때까지 캠로브를 윗쪽으로 민다. 이와같이, 전술한 기구에 있어서, 로브는 그가 각 밸브상승자와 접촉하는 동안 새로운 위치에 고정된다.

이 과정은 축(3) 상의 램프(7)의 윤곽(길이, 경사도)에 따라, 캠로브가 상부위치를 가질때까지 반복될 수 있다.

로브가 시초 위치로 점차 후퇴하는 것은 축(3)이 반대 방향으로 점차 이동함으로써 이루어 진다. 이 이동으로 인하여, 처음에는 홀(11)내로 침입하는 램프(7)가 볼(4)을 밀게되고, 또한, 램프(6)를 밀게되어 마지막 결과로서, 전체 로브가 하향이동한다. 체임버(9)내의 유압유체는 수직홀(11)을 통하여 빠져 나가는데, 왜냐하면, 볼(4)은 램프(7)에 의해 이미 밀린 상태에서 홀(11)의 상부 씨이팅(seating) 끝에 안치되지 않으며, 따라서, 체임버(9)에 밀폐상태를 제공하지 못하기 때문이다.

중간위치에 있어서는, 로브는 전술한 기구에 의해 고정된다. (원문 명세서 3쪽 21에서 36줄)

제3도를 참조하면, 종방향 축(3)의 특수윤곽이 도시되어 있다. 이것은 예견되는 것이어서, 램프(7)를 통한 밸브상승의 변화는 적당한 시간이 지난후, 램프(7a)를 통한 동일 실린더의 다른 밸브의 상승의 변경을 따른다. 따라서, 엔진의 회전력과 동력의 평활한 분포가 전체 회전속도 범위에 걸쳐 이루어 진다.

제7도를 참조하면, 캠로브의 윤곽이 도시되어 있으며, 이 캠로브는 두 부분이 조립된 것인데, 제조상의 편의를 위하여 조립체는 빡빡하게 맞추어져 있다.

상기 캠로브는 적당한 형상을 가져서, 여러 위치에서 회전축(1)의 원통형 베이스와 완전히 협력한다. 분명히, 전술한 캠로브는 고정된 캠과도 협력할 수 있다.

주지된 바와 같이, 캠의 연마에 관하여, 이것은 프로파일 마스터 캠(컴퓨터 적용기계)을 이용하여 커핑 툴 머신(Copying tool machine)의 방법으로 수행할 수 있다. 종래의 캠에 있어서는, 연마과정은 프로파일 마스터 캠(제8도 b₁)을 통하여 한개 한개씩(제8도 b₂)수행하였다. 반면에, 본 발명의 캠로브에 있어서는, 연마과정은 프로파일 마스터 캠(제8도, a₁)을 통하여 단순한 구조(제8도, a₁, a₂, a₃)상에서 캠로브를 한 상씩 연마할 수 있다. 이 방법은 종래의 통상 실시하던 방법에 비하며, 분명히 더 신속하고 경제적인 것이다.

본 발명은 화살머리 형상을 가진 캠로브(cam lobe)가 상하위치 사이를 점진적으로 움직이고, 따라서, 내연기관의 각 실린더의 밸브의 상승을 점진적으로 순차적으로 변경시킬 수 있는 새로운 시스템과 방법에 관한 것이며, 본 발명은 내연기관의 기본적 동작 특성과 효율을 개선하려는 것이다.

종래의 캠축을 가진 내연기관의 동작에 있어서 발생하는 단점을 감소시키는 시스템은 지금까지 매우 제한적으로 그리고, 특정 내연기관에 대해서만 적용되어 왔다.

고정 캠 세트멘트(segment) 또는 고정-이동성 세그멘트의 조합을 통해 동작하는 가변 캠에 관한 독일특허 제 DE 42 22 477 A1호를 참조하면, 다음과 같은 사실을 관찰할 수 있다.

(가) 이동작용을 캠에 전달하는 유압수단은 캠을 외부위치로 이동시키고 다시 내부위치로 복귀시키는데 성공함으로써, 그 결과, 회전력을 제한하고, 다만 특정위치에서만 엔진의 동력을 개선한다.

(나) 유압 체임버의 크기에 의한 유압체임버의 심각한 밀폐성 문제, 시스템의 복잡성, 및 캠이 각 밸브 상승자로 부터 하강될 경우에 캠을 외부위치에 잡아 두는데 필요한 높은 유압력 등의 문제를 가지고 있다.

(다) 증가된 고체질량에 의해, 특히 제9도의 윤곽을 가진 캠은 가동중 관성의 힘으로 인하여 심각한 문제를 야기시킨다.

(라) 분명히 제작상의 조립상의 문제가 있다. (제2도, 제3도, 제9도)

(마) 캠들 사이의 거리가 제한된 경우에 있어서는 엔진에 적용할 수가 없는데, 그 예는 미국, 캐나다, 호주 등의 V6 및 V8 엔진이다.

본 발명은 다음과 같은 점에서 성공적이다.

(가) 동일한 실린더의 밸브에 관하여, 하나의 밸브의 상승을 점진적으로 변경하고, 적당한 시간간격 후에 다른 밸브가 뒤따르게 하여, 회전속도 범위에서 엔진의 회전력과 동력을 평활하게 분포시키는 방식의 중요한 잇점을 가진 적당한 형상의 캠로브의 평활하고 점진적인 상승과 복귀를 시킨다는 점.

(나) 엔진의 윤활 시스템으로 부터 공급되는 유압이 필요한 경우, 캠로브의 하부 실린더 부위내에서 작은 필요한 유압 체임버가 완전한 밀폐성을 가지는 것으로서, 본 발명의 적용에는 아무런 문제가 없다.

(다) 캠로브의 안전하고 평활한 상승과 회전축의 원통형 요부에의 안치, 부하 및 관성력 문제의 최소화.

(라) 본 발명은 또한 캠과 기타 부품을 단순하고 신속하고 경제적으로 제작할 수 있으며, 하기 도면에서 분명하듯이 조립을 쉽게 할 수 있다.

(마) 설계변경을 하지 않고 모든 기존 내연기관에 적용할 수 있다.[도면의 간단한 설명]

Claims

가변작용성 화살머리 형상을 가진 캠로브 시스템으로서, 상기 시스템은 로브의 상승을 점차로 변경하며, 동시에 내연기관의 각 실린더의 밸브의 상승을 순차적으로 변경하며, 그 구성은, (가) 화살머리형상(제6도)과 적당히 비슷하며, 회전축(제2도)의 구멍 및 적당한 개구에 안치되는 최소한 하나의 이동성 캠로브, (나) 베어링 씨이트를 윤활하게 하기 위해 하나의 종방향 구멍을 구비하고 횡방향 수직방향 구멍을 구비하는(제1도) 하나의 회전축, (다) 회전축의 종방향 구멍내에 있는 적당한 형상을 가진 왕복성 축(제4도)을 통하여, 수직방향 횡방향 구멍(제3도, 제6도)에 작동하며, 특수형상을 가진 로브를 이동시키며, 유압하에서만 작동하며, 엔진의 윤활유체압을 구비한 조합형 유압식 및 기계식 시스템으로 구성되며, 상기 시스템은 밸브의 점진적인 순차적인 상승에 의해 내연기관의 기본적 동작특성과 효율을 개선하는 것을 특징으로 하는 가변작용성 화살머리 형상을 가진 캠로브 시스템.
제1항에 있어서, 이동하는 캠로브는 화살머리 형상과 같이 적당히 형성되어, 그 하부의 원통형 부위는 회전축의 횡방향 개구를 침입하며, 그 안에 안치되며, 회전축의 굴곡표면과 그 측방향 표면이 일치되며, 상기 회전축은 현 청구항(제2도)에서 통일성 캠의 주기 베이스(RUN OUT)를 로브와 함께 구성하며, 상기 캠은 상기 로브와 평활하고 항시적으로 협력하여, 그 결과, 전체 이동기간중 상승자(펄 크럼 또는 롤러 타페트)의 접동이 평활하고, 방해됨이 없는 것을 특징으로 하는 가변작용성 화살머리 형상을 가진 캠로브 시스템.
제1항에 있어서, 이동을 위한 수단으로서, 조합형 유압식 및 기계식 시스템을 사용하며, 그 구성은, (가) 베어링 윤활을 위하여, 회전축의 종방향 구멍내에 있는 왕복식 축을 구비하며, 상기 회전축은 그 표면에 종 방향 홈을 구비하여, 압축된 유체가 흐를 수 있게 하며, 적당한 형상을 가진 접동표면(제4도)을 구비하며, (나) 완전히 밀폐된 이동로브의 하부 원통형 부분에서, 유압하에 좁은 공간내에 있는 각 접동 표면하에 작동하는 스프링 및 볼을 구비하며, 상기 시스템은 엔진 윤활을 위해 공급되는 유압에 항시적으로 종속되며, 점진적으로 팽창하고 후퇴하는 동안 로브의 이동을 가능케 하며, 동시에 각 실린더의 밸브상승의 순차적 변경을 가능케 함으로서, 그 결과, 모든 속도에서 회전력과 동력의 분포와, 엔진의 동작 범위를 모든 내연기관에 적용할 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 가변작용성 화살머리 형상을 가진 캠로브 시스템.
제2항에 있어서, 연마과정은 단순한 구조체의 요부에 로브의 쌍들을 축 방향으로 탑재시켜 수행하며, 그 전체 조작은 프로파일 마스터 캠을 통하여 카피기계에 의해 수행하며, 이 방법은 자동차 제조분야와 일반 산업에서 사용되는 종래의 캠축의 연마방식에 비하여 분명히 신속하고 더 경제적인 것을 특징으로 하는 가변작용성 화살머리 형상을 가진 캠로브 시스템.