KR100527715B1 - 엔진의 연속 가변 밸브리프트 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 로커암의 사용유무에 관계없이 모든 밸브트레인계에서 간단한 구성으로 엔진의 밸브리프트를 엔진의 운전상태에 따라서 연속적으로 가변시킬 수 있도록 함으로써, 엔진의 전 운전영역에서 최적의 흡배기상태를 구현할 수 있도록 한다.

Description

엔진의 연속 가변 밸브리프트 장치{continuous variable valve lift apparatus of an engine}

본 발명은 엔진의 밸브리프트가 연속적으로 가변될 수 있도록 하는 기술에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 로커암을 사용하지 않는 직접 구동식 밸브트레인계에서도 연속적으로 밸브리프트를 가변시킬 수 있도록 하는 기술에 관한 것이다.

엔진의 연소실에는 엔진의 운전속도에 따라서 필요로 하는 공기의 흡입 및 배출 특성이 다르다. 즉, 엔진의 운전상태에 따라 적절한 흡배기 상태를 구현함에 의해 연비와 출력의 향상을 가져올 수 있다. 따라서, 엔진의 운전상태에 따라 연소실의 흡배기 상태를 가변시키고자 하는 많은 메커니즘이 개발되고 있는 추세이다.

이와 같은 메커니즘 중에는 밸브타이밍을 가변시키는 것과 밸브리프트를 가변시키는 것 등이 있고, 현재 대부분의 밸브리프트를 가변시키는 메커니즘은 로커암을 사용하여 간접적으로 밸브를 개폐하는 간접 구동식 밸브트레인계에서 로커암을 적절히 조절하여 밸브리프트를 가변시키도록 하는 구성이다.

본 발명은 로커암의 사용유무에 관계없이 모든 밸브트레인계에서 간단한 구성으로 엔진의 밸브리프트를 엔진의 운전상태에 따라서 연속적으로 가변시킬 수 있도록 함으로써, 엔진의 전 운전영역에서 최적의 흡배기상태를 구현할 수 있도록 한 엔진의 연속 가변 밸브리프트 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 엔진의 연속 가변 밸브리프트 장치는 태핏하우징과;

상기 태핏하우징 내에 공급되는 유압에 의해 밸브의 스템엔드에 밀착되도록 상기 태핏하우징에 설치된 플런저와;

상기 플런저와 태핏하우징 사이에 설치되어 상기 태핏하우징에 대하여 상기 플런저를 밸브의 스템엔드로 탄지하는 간극제거용스프링과;

상기 태핏하우징의 내부로 오일을 공급하는 오일공급관로와;

상기 오일공급관로에 설치된 체크밸브와;

상기 태핏하우징으로 공급되는 오일을 배출시키는 오일배출관로와;

상기 오일배출관로를 단속하는 밸브수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 1과 도 2는 본 발명에 따른 엔진의 연속 가변 밸브리프트 장치의 구성을 도시한 것으로서, 도 1은 솔레노이드밸브가 오일을 배출시키는 상태를 도시하고 있고, 도 2는 솔레노이드밸브가 오일을 차단하고 있는 상태를 도시한 도면이다.

도 1과 도 2에는 태핏하우징(1)과, 상기 태핏하우징(1) 내에 공급되는 유압에 의해 밸브의 스템엔드(3)에 밀착되도록 상기 태핏하우징(1)에 설치된 플런저(5)와, 상기 플런저(5)와 태핏하우징(1) 사이에 설치되어 상기 태핏하우징(1)에 대하여 상기 플런저(5)를 밸브의 스템엔드(3)로 탄지하는 간극제거용스프링(7)과, 상기 태핏하우징(1)의 내부로 오일을 공급하는 오일공급관로(9)와, 상기 오일공급관로(9)에 설치된 체크밸브(11)와, 상기 태핏하우징(1)으로 공급되는 오일을 배출시키는 오일배출관로(13)와, 상기 오일배출관로(13)를 단속하는 밸브수단이 도시되어 있다.

상기 태핏하우징(1)과 플런저(5)는 함께 밸브의 스템엔드(3)와 캠과의 사이에 삽입되어 서로간의 사이가 벌어지거나 좁아지면서 밸브간극을 제거한 상태로 캠(15)으로부터의 압력을 플런저(5)에 전달하는 역할을 한다.

상기 태핏하우징(1)의 상측에는 캠이 직접 접촉할 수도 있고, 로커암에 의해 간접적으로 캠의 프로파일 변화를 전달 받을 수도 있다.

상기 간극제거용스프링(7)은 밸브스프링보다는 탄성력이 낮으면서도, 밸브의 고속 왕복운동시에도 상기 플런저(5)가 밸브의 스템엔드(3)에 항상 밀착한 상태를 유지할 수 있도록 하는 탄성력을 가진 것으로 한다.

상기 오일공급관로(9)와 오일배출관로(13)는 도시된 바와 같이 상기 태핏하우징(1)의 측면에 형성된 오일공급구 주위의 실린더헤드(17)상에 형성되며, 상기 태핏하우징(1)의 상하 운동을 감안하여 태핏하우징(1)의 상하방향을 따라 길게 오일공급관로(9)와 오일배출관로(13)가 서로 만나는 형상으로 형성하였다.

본 실시예에서는 상기 오일공급관로(9)로 공급되는 오일은 엔진의 윤활용 오일을 펌핑하는 엔진오일펌프(19)를 사용하였는데, 물론 이외에 별도의 오일펌프를 설치할 수도 있다.

한편, 상기 체크밸브(11)는 물론, 상기 오일공급관로(9)를 통해 오일이 태핏하우징(1)을 향하는 방향으로만 유동할 수 있고, 그 반대방향의 유동은 차단하도록 설치된다.

상기 밸브수단은 엔진의 운전상태에 따라 ECU(21)에 의해 제어되는 온오프타입의 솔레노이드밸브(23)로 구성하였는바, 상기 ECU(21)는 엔진의 운전상태에 대한 정보를 입력 받고 엔진의 각종 제어부분을 제어하는 통상적인 엔진 컨트롤러이다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명 실시예의 작용을 설명하면 다음과 같다.

상기 태핏하우징(1)의 내부로는 상기 오일공급통로를 통해 제공되는 오일이 상기 체크밸브(11)를 경유하여 지속적으로 공급되고 있는 상태이므로, 상기 태핏하우징(1) 내부의 오일압력은 상기 솔레노이드밸브(23)가 상기 오일배출관로(13)를 개방하는 상태에 따라 가변된다.

따라서, 상기 솔레노이드밸브(23)를 제어하면, 상기 태핏하우징(1) 내부의 오일압이 제어되는데, 상기와 같이 태핏하우징(1) 내부의 오일압이 가변되면, 상기 태핏하우징(1)과 플런저(5)는 캠(15)과 밸브로부터 지속적으로 압축력이 작용하고 있는 상태로 볼 수 있으므로, 상기 오일압과 캠(15)과 밸브로부터 제공되는 압축력이 평형을 이루는 상태까지 태핏하우징(1)과 플런저(5)의 간격이 조절되게 된다.

상기와 같이 태핏하우징(1)과 플런저(5)의 간격이 조절되면, 결국 캠(15)으로부터 밸브의 스템엔드(3)에 이르는 거리의 변화를 가져오게 되어, 캠프로파일이 변화한 효과를 얻게 되며, 이에 의해 밸브리프트는 변화하게 된다.

즉, 상기 ECU(21)는 엔진의 운전상태에 따라서, 상기 솔레노이드밸브(23)를 듀티제어하게 되는데, 밸브의 1회 개폐시간 동안 도 1과 도 2의 상태를 듀티값에 따라 다수회 전환하여 원하는 수준의 밸브리프트를 형성할 수 있도록 상기 태핏하우징(1)의 내부 압력을 조절하는 것이다.

도 3은 이와 같은 솔레노이드밸브(23)의 듀티제어에 의해 변화하는 크랭크각에 대한 밸브리프트의 변화를 그래프로 도시하고 있는데, 외곽의 실선으로 된 종형상은 솔레노이드밸브(23)의 듀티값을 0 (완전차단상태)으로 한 상태로서, 밸브리프트는 캠(15)의 프로파일 형상에 따라 그대로 형성되며, 상기 종형상의 내부에는 듀티값을 증가시켜감에 따라 밸브리프트가 작아지는 상태가 비교되고 있다.(듀티값이 증가되는 것은 솔레노이드밸브의 열림정도가 커지는 것을 의미하고, 솔레노이드밸브의 열림정도가 커지는 것은 태핏하우징의 내부압력이 떨어지는 것을 의미한다. 전술한 바와 같이 듀티값이 0인 상태가 완전차단상태이고, 반대로 듀티값이 1인 상태가 완전개방상태이다.)

이상과 같이 본 발명에 의하면, 로커암의 사용유무에 관계없이 모든 밸브트레인계에서 간단한 구성으로 엔진의 밸브리프트를 엔진의 운전상태에 따라서 연속적으로 가변시킬 수 있도록 함으로써, 엔진의 전 운전영역에서 최적의 흡배기상태를 구현할 수 있도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 엔진의 연속 가변 밸브리프트 장치의 구성을 도시한 것으로서, 솔레노이드밸브가 오일을 배출시키는 상태를 도시한 도면,

도 2는 도 1에 대비하여 솔레노이드밸브가 오일을 차단하고 있는 상태를 도시한 도면,

도 3은 본 발명에 따라 변화하는 밸브리프트를 설명한 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>

1; 태핏하우징 3; 스템엔드

5; 플런저 7; 간극제거용스프링

9; 오일공급관로 11; 체크밸브

13; 오일배출관로 15; 캠

17; 실린더헤드 19; 엔진오일펌프

21; ECU 23; 솔레노이드밸브

Claims (2)

1. 태핏하우징과; 상기 태핏하우징 내에 공급되는 유압에 의해 밸브의 스템엔드에 밀착되도록 상기 태핏하우징에 설치된 플런저와; 상기 플런저와 태핏하우징 사이에 설치되어 상기 태핏하우징에 대하여 상기 플런저를 밸브의 스템엔드로 탄지하는 간극제거용스프링과; 상기 태핏하우징의 내부로 오일을 공급하는 오일공급관로와; 상기 오일공급관로에 설치된 체크밸브와; 상기 태핏하우징으로 공급되는 오일을 배출시키는 오일배출관로와; ECU에 의해 제어되어 상기 오일배출관로를 단속하는 솔레노이드밸브를 포함하여 구성된 엔진의 가변 밸브리프트 장치에 있어서,

   상기 솔레노이드밸브는 밸브의 1회 개폐시간 동안 온/오프 상태가 듀티값에 따라 다수회 전환되어 상기 태핏하우징의 내부 압력을 조절함으로써 원하는 수준의 밸브리프트를 형성할 수 있도록 제어되는 것을 특징으로 하는 엔진의 가변 밸브리프트 장치.
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