KR100570913B1

KR100570913B1 - 내연기관용 밸브 제어 장치

Info

Publication number: KR100570913B1
Application number: KR1020007001396A
Authority: KR
Inventors: 우도 디흘; 카르스텐 미쉐커; 라이너 발터; 스테판 프란젤; 볼커 보이쉬; 라이머스테판; 울리히 카펜스타인
Original assignee: 로베르트 보쉬 게엠베하
Priority date: 1998-06-12
Filing date: 1999-02-16
Publication date: 2006-04-14
Also published as: KR20010022796A; US6178935B1; EP1029157A1; DE19826046A1; WO1999066177A1; JP2002518624A; EP1029157B1; DE59906944D1; JP4395259B2

Abstract

본 발명은 내연기관의 연소실에 있는 입구 및/또는 출구 횡단면(13)을 제어하기 위한 가스 교환 밸브(1)를 포함하는 내연기관용 밸브 제어 장치에 관한 것이다. 상기 가스 교환 밸브(1)는 피스톤 로드(16)를 통해서 유압식으로 작동하는 차동 피스톤(18)과 연결되어 있는 밸브 부재 샤프트(15)를 갖는 축 방향으로 이동 가능한 가스 교환 밸브 부재(3)를 구비한다.

상기 차동 피스톤(18)은 두 부분으로 구성되어 있으며, 상기 두 부분은 축 방향으로 서로 작용 연결되어 있으며 방사상 상대 운동을 할 수 있도록 배치된다.

내연기관용 밸브 제어 장치, 가스 교환 밸브 부재, 피스톤 로드, 밸브 부재 샤프트, 차동 피스톤

Description

내연기관용 밸브 제어 장치{VALVE CONTROL DEVICE FOR AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE}

본 발명은 청구항 제 1 항의 전제부에 따른 내연기관용 밸브 제어 장치에 관한 것이다.

독일특허공개 DE 195 11 320 A1호에 공지된 상기 방식의 밸브 제어 장치에 있어서 가스 교환 밸브(gas exchange valve)의 피스톤형 밸브 부재는 연료가 공급되어야 할 내연기관의 연소실에서 유입 및 유출 횡단면의 개폐를 제어한다. 또한 디스크 밸브로 이루어진 가스 교환 밸브는 축 방향으로 이동 가능한 밸브 부재를 구비하고 있으며, 밸브 부재의 밸브 부재 샤프트는 피스톤 로드(piston rod)를 통해서 유압식으로 작동하는 조절 피스톤(또는 차동 피스톤, differential piston)과 결합되어 있으며, 조절 피스톤을 통해서 개별 가스 교환 밸브는 나머지 가스 교환 밸브들과는 무관하게 직접 작동될 수 있다. 공지된 밸브 제어 장치의 경우 유압식 조절 피스톤은 밸브 부재 샤프트 또는 가스 교환 밸브의 피스톤 로드상에 직접 장치되어 가스 교환 밸브 부재 자체의 일부를 구성한다. 조절 피스톤은 그것의 하부링 단부면으로 제 1 유압 작동 챔버를 한정하며 그것의 상부 피스톤 단부면으로 제 2 유압 작동 챔버를 한정하고, 이들 유압 작동 챔버는 압력 매체관을 통해 고압매체로 채워지거나 또는 비워질 수 있다. 또한 하부 작동 챔버 내의 작동 유압(hydraulic working pressure)은 조절 피스톤에 가스 교환 밸브의 폐쇄 방향으로 작용하며 상부 작동 챔버는 조절 피스톤에 가스 교환 밸브의 밸브 부재의 개방 방향으로 작용한다. 따라서 작동 챔버를 교대로 고압으로 채움으로써, 유압식으로 조절 피스톤을 작동시켜, 조절 피스톤과 견고하게 연결된 가스 교환 밸브의 밸브 부재를 개방 또는 폐쇄 방향으로 이동시킬 수 있다.

그러나 종래의 밸브 제어 장치는 유압식 조절 피스톤이 그 외부 원주면에서 직접 안내될 뿐만 아니라 이와 연결된 피스톤 로드를 통해서 밸브 부재의 제 2의 안내면을 따라 그 내부면에서 안내되기 때문에, 조절 피스톤의 2중 센터링에 의해 야기되는 정적 여분(static redundancy)이 조절 피스톤에서 발생하는 단점이 있다. 이러한 단점은 최소의 허용 오차 편차에서도 유압식 조절 피스톤의 점착 및 가스 교환 밸브의 재밍(jamming)을 야기한다.

또한, 유압식 조절피스톤이 나사선을 이용해서 가스 교환 밸브의 밸브 부재 샤프트에 고정되는 밸브 제어 장치가 공지되어 있다. 이러한 장치는 또다른 단점, 즉, 상기 나사선을 통해 유압 조절 피스톤으로부터 밸브 부재 샤프트로의 힘 전달이 이루어짐으로써, 응력이 집중된 영역에서 높은 다이내믹 교번 인장/압축 응력이 나타나고, 따라서 그 부분에서 피로로 인한 파괴를 일으킨다는 단점을 갖는다.

본 발명에 따른 내연기관용 밸브 제어 장치는 상기와는 달리, 가스 교환 밸브 부재를 작동시키는 유압식 차동 피스톤(hydraulic differential piston)이 자체의 두개의 안내면(guide surface) 사이 또는 가스 교환 밸브 부재의 안내면에 대해 방사상 유격을 갖는다는 장점을 갖는다. 이는, 특히 차동 피스톤으로된 유압식 밸브작동장치의 피스톤을 두 부분으로 나눔으로써 구조적으로 바람직하게 이루어지며, 피스톤의 두 부분은 축 방향으로 서로 작용적으로 연결되어 있으며, 또한 축 방향으로 슬라이딩 안내(sliding-guide)되며 그리고 서로 방사상 유격을 갖는다. 따라서, 피스톤의 두 부분은 방사상 방향으로 서로 상대 운동을 할 수 있으며, 이는 허용 오차 편차시 차동 피스톤의 재밍(jamming)을 확실히 방지하고, 따라서 최소 허용 오차와 관련한 제조 비용을 절감시킨다. 그럼에도 불구하고, 차동 피스톤에 의해서 한정되는 2개의 유압 작동 챔버의 확실한 밀봉을 보장하기 위해서, 대직경의 제 1 피스톤 부분의 방사상 방향 외주면이 실린더 안내면에서 밀봉 방식으로 슬라이딩되며, 또한 제 1 피스톤 부분은 축 방향으로 이 부분을 통해 돌출한 가스 교환 밸브 부재의 피스톤 로드에 대해서 방사상 유격을 갖도록, 두 부분의 차동 피스톤이 형성된다. 소직경의 제 2 피스톤 부분은 그것의 방사상 내부 벽면이 피스톤 로드에 밀봉 방식으로 안내되며, 실린더 안내벽에 대한 방사상 유격을 갖는다. 두개의 피스톤 부분은 작동 중에 방사상 방향으로 서로 움직일 수 있으며, 또한 서로를 향하고 있는 축 방향의 피스톤 단부면은 서로 밀봉 방식으로 접해있다. 대안적으로서, 차동 피스톤의 두 부분의 단부면 사이에 축 방향 밀봉 요소, 예를 들어 밀봉 디스크를 제공하는 것도 가능하다. 또한, 피스톤 단부면 사이의 확실한 밀봉을 위하여 두개의 피스톤 단부면 중에 하나를 볼(ball)모양으로 형성할 수 있다. 두개의 피스톤 부분은 축 방향 정지면을 통해서 피스톤 로드와 축 방향으로 작용적으로 연결되며, 방사상 방향의 보상 운동을 가능하게 하는 축 방향의 작은 유격을 갖는다. 가스 교환 밸브의 밸브 부재 샤프트는 바람직하게는 차동 피스톤의 피스톤 로드와 일체형으로 구성되어 있으며, 바람직하게는 상기 밸브 부재 샤프트는 안내 부싱(guide bush)에서 축 방향으로 안내되며, 상기 안내 부싱의 단부면은 동시에 하부 유압 작동 챔버를 한정한다. 또한, 바람직하게는 피스톤 로드에서의 정지면은 한편으로는 링 정지면으로서 형성되며, 이 링 정지면에 차동 피스톤의 단부면이 직접 접촉된다. 제 2 정지면은 바람직하게는 피스톤 로드의 샤프트상에 가압 끼워맞춤된 별도의 부재로 구성되며, 이러한 별도의 부재는 밸브 웨지로 형성되어 여러 부분의 형태로 피스톤 로드 둘레에 배치된다. 이러한 웨지형 부재는 그 외주에 차동 피스톤의 방향으로 원추형 횡단면 확대부를 가지며, 이 원추형 횡단면 확대부상으로 대응 원추링(corn-ring)이 축 방향으로 슬라이딩된다. 방사상 방향으로 안쪽을 향하는 고정력은 피스톤 로드에 나사식 고정되는 고정 너트(adjusting or tension nut)에 의해서 가해지며, 이러한 고정 너트는 원추링을 웨지형 정지 부재의 방사상 고정을 통해 축 방향으로 고정시킨다. 웨지형 정지 부재의 하부 단부면은 정지면을 형성하며, 이 정지면은 차동 피스톤의 상부링 단부면과 상호 작용한다. 웨지형 정지 부재가 피스톤 로드의 샤프트에 위치설정되기 위해서, 방사상 방향 안쪽으로 돌출되어 피스톤 로드의 샤프트에 있는 대응 홈 내로 맞물리는 리브를 밸브 웨지에 제공하는 것이 바람직하다.

고정 너트에 의해 가해지는 고정력의 손실을 방지하기 위해서, 그리고 무엇보다도 축 방향 유격 보상을 가능하게 하기 위해서, 너트와 원추링 사이에 특히 스프링판 또는 스프링-링(spring-ring)으로서 U자 형태로 형성된 스프링 요소를 제공하는 것이 유리하다.

상부 정지면을 피스톤 로드에 상술된 방식으로 배치 및 고정함으로써 대직경의 차동 피스톤 부분은 피스톤 로드의 샤프트에 대한 방사상 유격을 가지고 실린더 하우징 내부에서 밀봉 방식으로 안내되며, 소직경의 피스톤 부분은 실린더 하우징벽에 대한 방사상 유격을 가지고 피스톤 로드에서 밀봉 방식으로 안내되고, 차동 피스톤에 축 방향으로 인접한 작동 챔버는 차동 피스톤 부분 사이의 축 방향 밀봉을 통해서 서로 완전히 밀봉된다. 이에 따라서 차동 피스톤의 두 피스톤 부분은 서로 독립적으로, 매우 긴밀한 끼워맞춤(fitting) 또는 허용 오차를 가지고 안내면에서 축 방향으로 안내된다. 따라서 종래의 밸브 제어 장치와는 달리 탄성 밀봉 요소가 필요치 않게 된다.

대안으로서 피스톤 로드가 가스 교환 밸브의 밸브 부재 샤프트로 완전히 대체될 수도 있다.

또한, 개별 피스톤 부분이 별도로 안내됨으로써, 이 부재에서 개별 밀봉면의 높은 상대 속도가 가능해진다. 피스톤 부분 사이의 방사상 유격에 의해, 고온일 경우에도 두 축 방향으로 확실한 힘전달이 가능하고, 상부 정지면의 고정 너트의 나사선으로 동적 하중(dynamic load)이 도입되지 않는다.

본 발명의 밸브 제어 장치에 의해, 가스 교환 밸브 부재 샤프트를 유압식 밸브 제어 장치의 액추에이터(actuator)에 통합하고, 또한 밸브 부재 샤프트를 유압 차동 피스톤에 직접 고정하며, 이때 상기 두 이동 부재 사이로 방사상 힘 또는 모멘트가 전달되지 않게 할 수 있다.

본 발명은 가스 교환 밸브 부재의 개방 및 폐쇄 행정 운동이 유압식으로 이루어지는 밸브 제어 장치로 설명되었으나, 대안으로서 가스 교환 밸브의 벨브 부재의 폐쇄 행정 운동이 기계적으로, 예를 들어 밸브 스프링에 의해서 이루어지는 것도 가능하다.

또한, 기술된 실시예에서는 유압식 피스톤이 가스 교환 밸브의 밸브 부재 샤프트와 일체형으로 형성된 피스톤 로드에 직접 연결되지만, 대안으로서 실린더의 외부에서 가스 교환 밸브의 밸브 부재 샤프트와 결합되는 피스톤 로드에 유압식 피스톤을 고정하는 것도 가능하다.

또한, 피스톤 로드에서 밀봉 방식으로 안내되는 차동 피스톤 부분을 피스톤 로드와 일체형으로 구성하거나 또는 상기 피스톤 부분을 피스톤 로드상에 가압 끼워맞춤하는것 또한 가능하다.

본 발명의 대상의 또다른 장점과 유리한 실시예는 다음의 설명, 도면 그리고 청구항에 제시되어 있다.

본 발명에 따른 내연기관용 밸브 제어 장치의 실시예가 도면에 도시되어 있으며 다음에서 상세히 설명된다.

도 1은 연료 공급되는 내연기관 연소실에 밸브 디스크와 대응 밸브 시트를 포함한 가스 교환 밸브 부재의 하단부 및 밸브 제어 장치의 종단면을 도시한 도면.

도 1에 단면도로 도시된 본 발명에 따른 내연기관용 밸브 제어 장치는 가스 교환 밸브(1)를 구비하고 있으며, 가스 교환 밸브(1)의 피스톤형 가스 교환 밸브 부재(3)는 축 방향으로 이동할 수 있다. 판형 밸브 부재 헤드(7)에 있는 밸브 밀봉면(5)은 내연기관의 연소실의 유입 또는 유출 횡단면을 제어하기 위해 내연기관 하우징(11)에 있는 고정 밸브 시트(9)와 상호 작용한다. 가스 교환 밸브 부재(3)는 밸브 부재 샤프트(15)를 구비하고 있으며, 밸브 부재 샤프트(15)는 일체형으로 피스톤 로드(16)로 이행하며, 상기 피스톤 로드(16)는 유압 조절 장치의 실린더 하우징(17) 내로 돌출한다. 또한, 대직경의 제 1의 피스톤 부분(19)을 포함한 실린더형의 2부분 차동 피스톤(18)이 피스톤 로드(16)에 장착되며, 상기 피스톤 부분(19)의 축 방향 관통 보어벽(21)은 피스톤 로드(16)에 대한 방사상 유격(20)을 갖는다. 대직경의 차동 피스톤 부분(19)의 외주면은 실린더 하우징(17) 내의 안내벽(22)에서 밀봉 방식으로 그리고 슬라이딩 이동 가능하게 안내된다. 상기 피스톤 부분(19)의 축 방향 단부면은 실린더 하우징(17) 내의 유압 작동 챔버를 한정한다. 피스톤 부분(19)의, 연소실에 가까운 하부 단부면(23)은 하부의 유압 작동 챔버(25)를 한정하며, 상기 유압 작동 챔버(25)는 피스톤 로드(16)와 피스톤 부분(19) 사이의 유격을 거쳐서 방사상 유격(20)으로까지 연속될 수 있다.

차동 피스톤(18)의 제 2 피스톤 부분(51)은 직경이 제 1 피스톤 부분(19)보다 작게 형성되어 있다. 제 2 피스톤 부분(51)은 피스톤 로드(16)의 샤프트에서 밀봉 방식으로 안내되며, 실린더 하우징(17)의 안내벽(22)에 대해 방사상 유격을 갖는다. 피스톤 부분(19, 51)의 서로를 향한 축 방향 단부면은 밀봉 방식으로 서로 접해 있으며, 피스톤 부분(19, 51) 간의 방사상 상대 운동이 가능하다. 가스 교환 밸브(1)로부터 먼쪽의 차동 피스톤(18) 단부면(27)은 실린더 하우징(17) 내의 다른 상부 유압 작동 챔버(29)를 한정하고 있다.

작동 챔버(25, 29)는 압력 매체관(31, 33)을 통해서 유압 작동 매체로 채워지며 비워질 수 있다. 기술된 실시예의 압력 매체관의 개방은 상세히 도시되지 않은 방법으로 각각의 제어 밸브, 특히 솔레노이드 밸브(solenoid valve)에 의해 제어 장치에 따라 제어된다.

밸브 부재 샤프트(15) 또는 피스톤 로드(16)는 안내 부싱(35)에 의해 밀봉 방식으로 축 방향으로 실린더 하우징(17) 내로 안내된다. 외주가 밀봉 방식으로 실린더 하우징(17) 내로 삽입된 안내 부싱(35)은 실린더 하우징(17) 내로 돌출한 그것의 상부 단부면(37)으로 차동 피스톤(18)으로부터 먼쪽 단부에서 하부 작동 챔버(25)를 한정한다. 차동 피스톤(18)으로부터 먼쪽 상부 작동 챔버(29)의 단부는 실린더 하우징(17)의 단부면에 의해 폐쇄된다.

피스톤 로드(16)는 외주면에 두개의 정지면을 구비하고 있으며, 이 정지면에는 차동 피스톤(18)의 단부면(23, 27)이 2개의 축 방향의 조절 방향으로 접촉될 수 있다. 하부의 단차부(39; step)는 피스톤 로드(16)에서 제 1 정지면을 형성한다. 상기 단차부(39)는 피스톤 로드(16)의 샤프트의 횡단면이 연소실로부터 먼쪽 단부의 방향으로 축소됨으로써 형성된다. 하부 작동 챔버(25)에 고압이 없을때만, 대직경 차동 피스톤 부분(19)의 하부 피스톤 단부면(23)이 상기 단차부(39)와 접하게 된다. 그렇지 않으면, 하부 작동 챔버(25) 내의 고압에 의해 피스톤 부분(19)이 상부 정지면에 접촉함으로써, 피스톤 로드(16)에 있는 단차부(39)의 면과 피스톤 부분(19)에 있는 하부 피스톤 단부면(23) 사이에 작은 축 방향 유격이 발생하여, 이 유격을 통해서 유격(20) 내로 압력 매체가 흐르며, 또한 이 유격을 통해서 피스톤 로드(16)와 차동 피스톤(18)이 축 방향으로 서로 상대 운동을 할 수 있게 된다. 상기 유격은, 가스 교환 밸브 부재(3)의 폐쇄 행정 운동이 밸브 시트(9)와의 접촉 중에 센터링 작용에 의해 한정되므로, 시스템의 정적 여분을 피하기 위해 필요하다.

연소실에서 먼, 차동 피스톤(18)으로부터 돌출한 피스톤 로드(16)의 상단부에서 밸브 웨지(41)가 피스톤 로드(16)의 샤프트에 장착된다. 상기 밸브 웨지(41)는 링형으로 형성되고, 바람직하게는 두개의 쉘(shell) 절반부로 구성되며, 이 두개의 쉘 절반부의 실린더형 내부 벽면은 피스톤 로드(16) 샤프트에 동일 평면으로 접하게 된다. 밸브 웨지(41)의 외부 벽면은 원추형으로 형성되고, 상기 웨지(41)의 벽 두께는 차동 피스톤(18)의 방향으로 균일하게 증가한다. 또한, 밸브 웨지(41)는 내부 벽면에 링 리브(43)를 구비하며, 상기 링 리브(43)는 피스톤 로드(16)의 원주벽 내의 대응 링 홈(45) 내로 돌출한다. 웨지(41)의 경사지게 연장된 방사상 외주 벽상에 원추링(47; cone ring)이 축 방향으로 슬라이딩되며, 원추링(47)의 내부벽 직경은 웨지(41)의 원추각에 대해 상보적으로 차동 피스톤(18)의 방향으로 원추형으로 감소한다. 원추링(47)은 고정 너트(49)에 의해 밸브 웨지(41)에 축 방향으로 가압되며, 이를 위해 고정 너트(49)는 피스톤 로드(16)의 상단부에 구비되어 있는 나사선(53)에 조여진다.

따라서, 밸브 웨지(41)가 방사상 방향으로 피스톤 로드(16)의 샤프트상에 고정됨으로써, 차동 피스톤(18)으로부터 피스톤 로드(16)의, 더 나아가 가스 교환 밸브 부재(3)의 샤프트(15)로의 힘 전달이 밸브 웨지(41)를 통해서 이루어지며 나사선(53)은 힘 도입과 관련한 변동 응력을 받지 않는다. 원추링(47)과 고정 너트(49) 사이에 상세히 도시되지 않은 스프링 링의 중간 삽입에 의해, 부품의 세틀링 현상(settling phenomenon)이 보상되고, 축 방향의 연결에서 필요한 예비응력이 유지될 수 있다. 차동 피스톤(18)을 향하고 있는 하부의 밸브 웨지(41) 링 단부면은 피스톤 로드(16)에서 제 2 정지면을 형성하고, 상기 제 2 정지면에는 차동 피스톤(18)의 제 2 피스톤 부분(51)이 접촉한다.

상부의 작동 챔버(29)와 하부의 작동 챔버(25) 사이의 밀봉은 피스톤 로드(16)에 밀봉 방식으로 장착되는 소직경 피스톤 부분(51)의 방사상 내부 벽면을 통해서, 피스톤 부분(51, 19)의 단부면들 사이의 밀봉 접촉을 통해서 그리고 대직경의 피스톤 부분(19)과 실린더 하우징(17)의 안내벽(22) 사이의 방사상 외벽 안내를 통해서 이루어진다. 외부에 대해서 하부 작동 챔버(25)를 밀봉하기 위해서 안내 부싱(35)과 피스톤 로드(16) 샤프트 사이에 밀봉링이 구비됨으로써, 피스톤 로드(16)와 안내 부싱(35) 사이에 유격이 발생하게 된다. 피스톤 로드(16)와 차동 피스톤(18) 또는 밸브 부재 샤프트(15)의 축 방향의 안내는 피스톤 로드(16)와 차동 피스톤 부분(19)의 원주면을 통해서만 이루어지며, 상기 차동 피스톤(18)의 두 개의 피스톤 부분(51, 19)은 방사상 방향으로 상대 운동을 할 수 있기 때문에, 허용오차 편차시에도 실린더 하우징(17)에서 차동 피스톤(18)의 기울어짐 또는 재밍이 확실히 방지된다.

본 발명에 따른 내연기관용 밸브 제어 장치는 다음과 같이 작동한다. 휴지 상태, 즉 밸브 시트(9)와 밸브 부재(3)가 접해있는 경우에는 하부 작동 챔버(25)의 유압이 상부 작동 챔버(29)의 유압을 초과하여, 차동 피스톤(18)은 상부 작동 챔버(29)의 방향으로 작용하고, 따라서 가스 교환 밸브 부재(3)는 폐쇄 위치에 고정된다. 만약 가스 교환 밸브(1)의 개방 과정이 이루어져야만 한다면, 하부 작동 챔버(25)는 상세히 도시되지 않은 제어 밸브와 압력 매체관(31)을 통해서 압력이 감소하게 되며(또는 동일한 압력 수준을 유지한다), 이와 동시에 상부 작동 챔버(29)는 압력 매체관(33)을 통해서 고압의 압력 매체로 채워짐으로써, 상부 작동 챔버(29)에서 차동 피스톤(18)의 전체 압력 작용면이 하부 작동 챔버(25)에서보다 크기 때문에, 상부 작동 챔버(29)에서 차동 피스톤(18)에 작용하는 조절력은 하부 작동 챔버(25)에서 차동 피스톤(18)에 작용하는 조절력을 초과한다. 이에 따라서 상부 작동 챔버(29)에 있는 고압은 차동 피스톤(18)을 하부 작동 챔버(25)의 방향으로 이동시키며, 피스톤 로드(16)를 통해서 차동 피스톤(18)과 견고하게 연결되는 가스 교환 밸브 부재(3, 15)가 연소실의 방향으로 이동하게 된다. 밸브 부재(3)의 밸브 밀봉면(5)이 밸브 시트(9)로부터 들어올려지며, 공급 채널의 유입 또는 유출 횡단면(13)이, 상세히 도시되지 않은 내연기관 연소실을 향해 개방된다. 밸브 부재(3)의 폐쇄 행정 운동은 상부 작동 챔버(29)의 압력 감소와 하부 작동 챔버(25)의 압력 충전을 통해서 새롭게(재차) 이루어지며, 그 결과로 밸브 부재(3)의 밸브 밀봉면(5)이 밸브 시트(9)에 재차 밀봉 방식으로 접할 때까지 차동 피스톤(18)과 가스 교환 밸브 부재(3)는 상부 작동 챔버(29)의 방향으로 새롭게 이동한다. 작동 챔버(25, 29)를 교대로 채우고 비우는 것은 압력 매체관(31, 33) 내의 솔레노이드 밸브를 통해 이루어지고, 상기 솔레노이드 밸브는 내연기관의 작동 파라미터에 따라서 상세히 도시되지 않은 제어 장치를 통해 제어된다.

Claims

내연기관의 연소실에 있는 유입 및/또는 유출 횡단면(13)을 제어하기 위한 가스 교환 밸브(1)를 포함하며, 상기 가스 교환 밸브(1)는 축 방향으로 이동 가능한 가스 교환 밸브 부재(3)를 구비하고, 상기 가스 교환 밸브 부재(3)의 샤프트(15)는 상기 밸브 부재 샤프트(15)와 일체형으로 형성된 피스톤 로드(16)를 통해 유압식 차동 피스톤(18)과 결합되어 있는 내연기관용 밸브 제어 장치에 있어서,

상기 차동 피스톤(18)은 두 부분으로 구성되며, 상기 두 부분은 축 방향으로 서로 작용적으로 연결되며, 방사상 상대 운동을 할 수 있도록 서로 배치되고,

대직경의 피스톤 부분(19)의 방사상 외주면은 상기 차동 피스톤(18)의 제 1 안내면을 형성하며, 상기 제 1 안내면은 실린더 하우징(17)의 안내벽(22)에 밀봉 방식으로 슬라이딩 이동 가능하게 안내되고, 소직경의 다른 피스톤 부분(51)의 방사상 내부 벽면은 상기 차동 피스톤(18)의 제 2 안내면을 형성하며, 상기 제 2 안내면은 상기 피스톤 로드(16)에서 밀봉 방식으로 안내되고, 상기 두 피스톤 부분(19, 51)은 방사상 상대 운동을 할 수 있으며,

상기 대직경 피스톤 부분(19)은 이 피스톤 부분(19)을 통해 돌출한 상기 피스톤 로드(16)에 대해 방사상 유격(20)을 가지며, 상기 소직경의 피스톤 부분(51)은 상기 안내벽(22)에 대해 방사상 유격을 갖는 것을 특징으로 하는 내연기관용 밸브 제어 장치.
삭제
제 1 항에 있어서, 상기 피스톤 부분(19, 51)의, 서로를 향하고 있는 단부면은 서로 밀봉 방식으로 접해있는 것을 특징으로 하는 내연기관용 밸브 제어 장치.
삭제
제 1 항에 있어서, 상기 차동 피스톤(18)은 실린더 하우징(17)에서 두개의 유압 작동 챔버를 한정하며, 상기 두 작동 챔버는 압력 매체관을 통해서 압력 매체로 충전되거나 비워질 수 있는 것을 특징으로 하는 내연기관용 밸브 제어 장치.
제 5 항에 있어서, 상기 대직경의 차동 피스톤 부분(19)의, 상기 연소실에 가까운 하부 단부면(23)이 하부 작동 챔버(25)를 한정하며, 상기 하부 작동 챔버의 내부 유압은 상기 가스 교환 밸브 부재(3)의 폐쇄 방향으로 상기 차동 피스톤(18)에 작용하는 것을 특징으로 하는 내연기관용 밸브 제어 장치.
제 5 항에 있어서, 상기 차동 피스톤(18)의, 상기 연소실에서 먼 상부 단부면(27)은 상부 작동 챔버(29)를 한정하며, 상기 상부 작동 챔버의 내부 유압은 상기 가스 교환 밸브 부재(3)의 개방 방향으로 상기 차동 피스톤(18)에 작용하는 것을 특징으로 하는 내연기관용 밸브 제어 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 피스톤 로드(16)에 단차부(39)가 구비되어 있으며, 상기 대직경의 차동 피스톤 부분(19)의, 상기 연소실에 가까운 하부 단부면(23)이 상기 단차부(39)와 상호작용하는 것을 특징으로 하는 내연기관용 밸브 제어 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 피스톤 로드(16)는 상기 연소실에서 먼, 상기 차동 피스톤(18)으로부터 돌출한 단부에 정지면을 구비하며, 상기 정지면은 상기 연소실에서 먼, 상기 차동 피스톤(18)의 상부 단부면(27)과 상호작용하며, 상기 정지면은 상기 피스톤 로드(16)상에 가압 끼워맞춤된 부재에 제공되는 것을 특징으로 하는 내연기관용 밸브 제어 장치.
제 9 항에 있어서, 상기 정지면을 형성하는 상기 부재가 하나 이상의 웨지(41)에 의해서 형성되며, 상기 웨지(41)는 상기 피스톤 로드(16)를 적어도 부분적으로 둘러싸며, 방사상 안쪽을 향한 상기 웨지(41)의 내부 벽면은 상기 피스톤 로드(16)와 접하고 방사상 바깥쪽을 향한 상기 웨지(41)의 외부 벽면은 상기 웨지(41)의 벽직경이 상기 대직경의 차동 피스톤 부분(19) 방향으로 갈수록 증가되도록 원추형으로 연장되는 것을 특징으로 하는 내연기관용 밸브 제어 장치.
제 10 항에 있어서, 상기 웨지(41)는 두개의 쉘 절반부로 구성되며, 상기 웨지(41)의 외주벽은 방사상 방향으로 원추링(47)에 의해 둘러싸이고 상기 원추링(47)의 내부 횡단면은 상기 웨지(41)의 원추형 각도에 대해 상보적으로 원추형으로 상기 대직경의 차동 피스톤 부분(19)의 방향으로 감소하며, 상기 원추링(47)은 상기 피스톤 로드(16)에 나사식으로 고정된 고정 너트(49)를 이용해서 상기 웨지(41)에 축 방향으로 고정되는 것을 특징으로 하는 내연기관용 밸브 제어 장치.
제 10 항에 있어서, 상기 웨지(41)의 상기 내부 벽면에 방사상 안쪽으로 돌출하는 리브(43)가 구비되어 있으며, 상기 리브(43)는 피스톤 로드(16) 내의 대응 홈(45) 내에 맞물리는 것을 특징으로 하는 내연기관용 밸브 제어 장치.
제 10 항에 있어서, 상기 정지면이 상기 대직경 차동 피스톤 부분(19)을 향하는 상기 웨지(41)의 하부 단부면에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 내연기관용 밸브 제어 장치.
제 6 항에 있어서, 상기 연소실에 가까운 상기 하부 작동 챔버(25)는 상기 차동 피스톤(18)으로부터 먼쪽의 단부에서 안내 부싱(35)에 의해서 한정되며, 상기 안내 부싱(35)을 통해서 상기 피스톤 로드(16)가 외부로 돌출하는 것을 특징으로 하는 내연기관용 밸브 제어 장치.