KR100689076B1 - 밸브 시팅을 제어하는 엔진 밸브 작동기 - Google Patents

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조셉 엠. 보리흐
케빈 제이. 키너손
마크 에이. 이스라엘
리챠드 이. 반더포엘
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디이젤 엔진 리타더스, 인코포레이티드
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Abstract

본 발명은 엔진 밸브 작동용 유압 작동기를 제공하는데, 이는 상기 밸브의 시팅 속도를 제어하기 위한 수단을 포함한다. 상기와 같은 설계는, 상기 엔진 밸브의 개방중에 상기 작동기 피스톤의 자유롭고 제한되지 않은 이동 및 상기 밸브가 미리 정해진 밸브 시팅 거리 내에 있는 동안 상기 피스톤과 밸브의 제한되지 않은 복귀를 허용한다. 일단 이러한 미리 정해진 범위 내에 있으면, 상기 작동기 피스톤과 엔진 밸브의 복귀 속도는 제한부를 통하여 배출되는 유체의 유동율에 의해 제한된다. 상기 제한부는 요구되는 최대의 밸브 시팅 속도를 제공하도록 조정된다. 본 발명은 또한 자동 래쉬 조절 수단을 제공한다.

Description

밸브 시팅 기능을 갖는 엔진 밸브 작동기 {ENGINE VALVE ACTUATOR WITH VALVE SEATING CONTROL}
본 출원은 아래와 같은 미국 가출원에 관련되어 있고 이에 대하여 우선권을 주장하는 출원이다.
출원번호 출원일 제목
60/078,113 1998.3.16. 유압 댐핑을 구비한 고정 스트로크 피스톤
60/ 1997.12.5. 유압식 엔진 밸브 시팅 제어를 위한 방법 및 장치
60/056,089 1997.8.28. 제한된 범위의, 래쉬-독립 유압식 엔진 밸브 시팅 제어 장치 및 방법
본 발명은 내연 엔진의 연소실과 관련한 엔진 밸브의 제어에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 엔진 밸브의 시팅(seating; 착좌)을 제어하기 위한 장치를 지향하고 있다.
흡기 및 배기 밸브와 같은 엔진 연소실 밸브는 거의 대부분 포핏 타입의 것이 일반적이다. 이들 엔진 밸브는 통상적으로 밸브 폐쇄 위치를 향하여 스프링이 장하되어 있다. 이러한 밸브의 개방을 위하여 유압을 포함한 몇 가지 수단이 존재한다. 많은 시스템에서, 유압은 하우징 또는 실린더 내부의 작동기 피스톤 상에 작용한다. 피스톤은 엔진 밸브의 밸브 스템에 작동 가능하게 연결될 수 있다. 피스톤 상부의 유압에 반응하여 피스톤은 하방으로 이동하고, 엔진 밸브가 밸브 스프링의 힘에 대항하여 개방되도록 하여 밸브를 개방시킨다. 이러한 유압식 피스톤 장치는 통상 유압 작동기로 지칭된다.
작동기 피스톤의 상부에서 작동기 내부의 유압을 제어함으로써 엔진 밸브 개방 시기를 조절하기 위한 다양한 시스템이 존재한다. 이들 시스템들은 "공통 레일" 시스템들을 포함하고 있으며, 이 "공통 레일" 시스템에서는 솔레노이드 제어 밸브나 기타 다른 밸브가 고압 유체의 공급원으로부터 슬레이브 피스톤의 상부로의 경로를 정확한 시기에 개방시킨다. 이러한 "공통 레일" 시스템의 한가지 예가 본 출원의 양수인에게 양도된 코스마(Cosma) 등의 미국 특허 제 5,619,964호에 개시되어 있다.
작동기 피스톤에 유압을 인가시기 위한 다른 타입의 시스템으로 유압식으로 링크된 마스터 및 슬레이브 피스톤 장치가 있다. 이러한 시스템에서는, 캠이나 기타 다른 장치가 마스터 피스톤의 운동을 일으킨다. 마스터 피스톤의 운동은 작동기("슬레이브") 피스톤에 두 피스톤 사이의 유압 링크를 통하여 전달된다. 마스터 피스톤에 전달된 캠의 운동과 관련한 슬레이브 피스톤의 운동은 정확한 시기에 유압 링크에 유체를 충진시키거나 또는 유압 링크로부터 유체를 배출시킴으로써 변경될 수 있다. 이 방법에서는, 캠-구동 운동 중에서 선택된 부분만이 슬레이브 피스톤에 전달될 수 있다. 따라서, 이러한 시스템들은 종종 "공전(lost motion)" 시스템으로 불린다. 이러한 공전 시스템의 한 예가 본 출원의 양수인에게 양도된 미국 특허 제 5,537,976호에 개시되어 있으며, 이는 유압에 의해 스프링 바이어스에 대항하여 개방된다.
엔진 밸브는 매우 빨리 개방되고 폐쇄될 것이 요구되며, 따라서 통상의 경우에 밸브 스프링의 강성이 매우 크다. 밸브가 닫힐 때, 종국적으로 밸브나 밸브 시트의 손상을 유발하고 심한 경우에는 밸브의 균열이나 파괴를 초래할 만한 속도로 밸브가 밸브 시트에 충돌한다. 캠 프로파일에 따른 밸브 리프터를 사용하는 기계적인 밸브 구동 시스템에서는, 캠의 돌출부 형상이 자동 밸브-폐쇄 속도 제어를 제공한다. 그러나, 밸브 어셈블리를 유압식으로 구동하는 공통 레일의 경우에는 엔진 밸브의 폐쇄 속도를 자체-댐핑할 수 있는 캠이 존재하지 않는다. 이와 유사하게, 유압식 공전 시스템에서는, 마스터 피스톤과 슬레이브 피스톤 사이의 유압 링크로부터 유체의 급속한 배출이 엔진 밸브가 "자유 낙하"하게 끔하고, 바람직하지 않은 높은 속도로 엔진 밸브가 시팅하게 된다.
그 결과, 엔진 밸브 및 실린더 헤드의 설계에 있어서, 밸브 시팅 속도를 제한할 필요가 존재한다. 그러나, 유압식으로 구동되는 시스템을 사용하면, 제한을 위한 이러한 요구가 제한되지 않은 밸브 개방 속도에 대한 요구와 상충하게 된다. 분리된 충진 및 배출 포트를 제공함으로써 이러한 문제를 해결하기 위한 몇 가지 시도가 이루어져 왔다. 미국 특허 제 5,577,468호는 밸브 시팅 속도를 제한하기 위한 시스템을 개시하고 있으나, 이 시스템은 비쌀 뿐만 아니라 정확하지도 않다. 엔진 밸브의 시팅 속도를 제어하기 위한 다른 기존의 방법은 밸브 폐쇄의 전 범위에서 그렇게 동작한다. 이들 방법은 밸브 폐쇄의 과도한 편차를 유발시킬 수 있다. 기존의 시스템들은 또한 실린더 사이에서의 엔진 밸브 래쉬의 편차로 인한 조정에 대한 요구를 수용하는데에서도 실패하였다.
과도한 밸브 폐쇄 속도에 덧붙여서, 피스톤 오버트래블 또한 심각한 엔진 손상을 유발할 수 있다. 따라서, 엔진 작동 중에 엔진 밸브 및 작동기 피스톤의 복귀 스트로크를 정확하게 제어하고 제한하는 것이 필수적이다. 피스톤 스트로크를 제어하는, 즉 기계적으로 정지시키는 몇 가지 방법이 있는데, 피스톤으로의 유체의 흐름을 차단하는 메커니즘과, 그리고 피스톤의 후면에 고압 오일을 인가하는 메커니즘이 있다. 그러나, 이들 설계는 각각의 단점을 가진다. 기계적인 정지구는 시팅 속도가 제어되지 않는 한 내구성의 문제점을 가진다. 오일 공급을 차단하는 시스템은 증기의 형성 또는 가스 기포의 발생으로 인한 오버트래블이 일어나게 한다. 피스톤의 후면에 고압 오일을 흘려 보내는 시스템은 오임 펌프의 과부하를 유발한다.
따라서, 이와 같은 문제점이 없으면서도 간편하고 효과적으로 스트로크를 제한할 수 있는 설계에 대한 요구가 있으며, 특히 정지구에 대한 손상 위험도를 줄일 수 있는 설계에 대한 요구가 있다. 더욱이, 기존의 시스템은, 설정 거리에 대하여 엔진 밸브의 자유롭고 제한되지 않은 복귀가 가능토록 하며, 그리고 밸브가 밸브 시트에 근접함에 따라 제한되고 제어된 복귀가 가능토록 하는, 밸브 시팅 속도 제어에 대한 요구를 충족시키지 못하고 있다.
본 발명은 상술한 요구 사항들을 충족시킬 뿐만 아니라 기타 다른 효과도 또한 제공한다.
발명의 목적
본 발명의 목적은 밸브의 복귀 거리 대부분에 걸쳐서 자유로운 복귀를 허용하고 그리고 시팅 바로 직전의 제한된 밸브 이동에 걸쳐서만 속도 제어를 제공하는 유압식 엔진 밸브 제어 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 추가적인 목적은 보다 빠르고 보다 일관되게 제어되는 밸브 시팅을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 제어된 시팅 속도를 가진 채 자유롭게 밸브가 복귀하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 밸브 시팅 속도가 제어되는 범위로서 조정가능한 범위를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 엔진 밸브의 자유롭고 제한되지 않은 개방을 허용하는 엔진 밸브 작동기를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적으로서 엔진 밸브의 높이 또는 래쉬에서의 변화에 대하여 엔진 밸브 유압 구동 시스템을 수동적으로 또는 자동적으로 조정하기 위한 수단을 제공하는 것이 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 작동기 피스톤의 스트로크를 제한하기 위한 개량된 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 고장이 없고 저렴한 피스톤의 스트로크 제한 수단을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 분리된 별도의 스트로크 제어 피스톤이 없는 슬레 이브 피스톤의 스트로크 제한 수단을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 적어도 하나의 고정된 기계적 정지구를 포함하는 슬레이브 피스톤의 스트로크 제한 수단을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 밸브 시팅 속도를 제어하여 기계적 정지구에 대한 손상 위험도를 감소시키는 유압식 댐퍼를 제공하는데 있다.
본 발명의 추가적인 목적 및 효과는 본 명세서를 통하여 부분적으로는 설명될 것이며, 기타 나머지 것들은 본 명세서 또는 본 발명의 실시를 통하여 당업자라면 누구라도 유추가 가능할 것이다.
이러한 시도와 관련하여, 본 출원인은 엔진 밸브의 시팅 속도를 제어하는 혁신적이고도 경제성 있는 장치를 개발하였다. 본 발명은 엔진 밸브를 작동시키기 위한 유압식 밸브 작동기를 포함하는데, 이는 작동기 하우징과, 상단과 하단을 가지는 작동기 피스톤과, 작동기 피스톤의 상단으로 유체를 보내거나 또는 이로부터 유체를 회수하는 것이 가능하도록 하는 하우징 내의 공급 및 배출 통로와, 그리고 상기 작동기 하우징 내에 배치되어서 작동기 피스톤의 복귀 스트로크 일부분 동안에 유압 유체의 유동에 제한을 제공하며 이로써 작동기 피스톤의 속도 제한을 제공하는 제어 요소를 포함한다. 여기에서, 상기 피스톤은, 상기 하우징 내에 왕복동식으로 배치되고, 상기 작동기 피스톤의 하단은 그 상단의 유압에 반응하여 작동기 피스톤이 하방으로 이동할 때 엔진 밸브가 개방되도록 엔진 밸브에 작동가능하게 연결되어 있으며, 그리고 상기 작동기 피스톤의 상단으로부터 유압이 제거되는 경우에는 작동기 피스톤이 상방으로 복귀하여 엔진 밸브가 폐쇄된다. 상기 제어 요소는, 유체 유동을 제한하기 위한 중앙 오리피스를 포함하는 디스크가 될 수 있다. 이 디스크는 유체 유동을 제한하는 다수개의 오리피스를 포함할 수 있다.
작동기 피스톤은 상기 공급 통로 및 배출 통로로부터 유체가 피스톤의 상단으로 이동할 수 있도록 하는 종방향 및 횡방향 통로를 포함할 수 있다. 상기 종방향 통로는 작동기 피스톤의 상단에서 상부 유체 챔버를 포함하고, 그리고 상기 제어 요소는 상부 유체 챔버 내에 배치될 수 있다. 작동기 피스톤는 추가적으로 상기 횡방향 통로의 위 및 상부 유체 챔버의 아래에 위치하는 돌출 외부 환형 링을 포함할 수 있다.
유압식 작동기는 엔진 밸브 래쉬를 조정하기 위한 수단을 포함할 수 있다. 상기 엔진 밸브 래쉬를 조정하기 위한 수단은 작동기 피스톤 및 하우징 사이에 배치되는 조정가능한 슬리이브와, 그리고 하우징에 나사가공되고 하우징 내부에서 조정 슬리이브의 위치를 조정하기 위하여 슬리이브와 접촉하는 래쉬 조정 스크류를 포함할 수 있다. 이와 달리, 상기 엔진 밸브 래쉬를 조정하기 위한 수단은, 작동기 피스톤의 하단 내에서 왕복동하게 배치되는 래쉬 피스톤과, 래쉬 피스톤을 엔진 밸브를 향해 편향시키기 위하여 래쉬 피스톤의 상부에 배치되는 래쉬 압축스프링과, 그리고 작동기 피스톤과 래쉬 피스톤 사이에서의 유압 링크를 설정하기 위하여 래쉬 피스톤 상부에서 작동기 피스톤의 내부에 배치되는 래쉬 조정 챔버를 포함할 수도 있다.
상기 작동기 피스톤은 추가적으로 상기 래쉬 조정 챔버를 공급 및 배출 통로와 연결시키기 위한 내부의 하부 수직 통로를 포함할 수 있다. 엔진 밸브 래쉬를 조정하기 위한 수단은 상기 래쉬 조정 챔버와 상기 하부 수직 통로 사이에 체크 밸브를 추가적으로 포함할 수 있고, 여기에서 상기 체크 밸브는 상기 하부 수직 통로로부터 상기 챔버로의 유동 만을 허용한다.
상기 유압식 작동기는 또한 핀과, 핀 본체와, 그리고 피스톤 본체를 포함할 수 있으며, 여기에서 상기 핀은 상기 핀 본체내에 왕복동식으로 배치되고, 상기 핀 본체는 피스톤 본체의 내부에 배치되어 고정되고, 그리고 상기 피스톤 본체는 상기 하우징 내에 왕복동식으로 배치된다. 상기 핀 본체는 상기 엔진 밸브로부터 상방으로 편향될 수 있다. 상기 피스톤 본체는 추가적으로 종방향 통로 및 횡방향 통로를 포함하며, 상기 핀은 피스톤 본체의 상단부에서 상기 종방향 통로를 통하여 연장될 수 있다. 상기 핀은 큰 직경의 단면을 포함할 수 있고, 이로써 작동기 핀스톤의 복귀 스트로크 동안에 상기 핀의 큰 직경의 단면은 하우징과 접촉하여 상기 종방향 통로로 힘을 받게 되고, 이와 함께 유동 저항을 일으키며 그리고 작동기 피스톤의 속도를 늦추게 된다. 이와 달리, 상기 핀은 종방향 통로와 그리고, 상기 종방향 통로를 상기 핀의 외부와 연결시키는 상부 및 하부 오리피스를 포함할 수 있다. 상기 핀은 큰 직경의 단면을 포함할 수 있고, 이로써 작동기 피스톤의 복귀 스트로크 동안에 상기 핀의 큰 직경의 단면은 하우징과 접촉하여 상기 종방향 통로로 힘을 받게 되고, 이와 함께 피스톤 본체와 핀 사이의 유압 유체의 유동을 대체로 차단하고, 그리하여 유체는 상기 상부 및 하부 오리피스를 통하여 유동함으로써 유동 저항을 일으키며 그리고 작동기 피스톤의 속도를 늦추게 된다.
본 발명의 유압 작동기의 다른 선택적인 실시예에서는, 제어 요소가 작동기 피스톤의 상단부에서 종방향 통로 내부에 부분적으로 배치되는 시팅 피스톤이 된다. 상기 시팅 피스톤은 수직 통로를 포함하며, 이를 통하여 상부 유체 챔버로부터 공급 및 배출 통로로 유체가 유동하게 된다. 상기 작동기는 상기 시팅 피스톤 아래에서 상기 종방향 통로내에 배치되는 스프링을 추가적으로 포함할 수 있고, 상기 스프링은 상기 시팅 피스톤을 엔진 밸브의 상방으로 편향시킨다. 상기 시팅 피스톤은 그 상단에 노치를 포함할 수 있고, 작동기 피스톤의 복귀 스트로크 동안에 시팅 피스톤이 하우징과 접촉하고 종방향 통로로 더욱 하방으로 밀려나는 경우에, 제한된 유동 경로가 상부 유체 챔버로부터 상기 노치 및 상기 수직 통로를 통하여 공급 및 배출 통로로 형성된다.
본 발명의 추가적인 실시예는 엔진 밸브를 작동시키기 위한 유압 밸브 작동기를 포함하고, 이것은 작동기 하우징과, 상단과 하단을 가진 작동기 피스톤과, 유압 유체가 상기 작동기 피스톤의 상단으로부터 그리고 상단으로 유동하는 것을 가능하도록 하는 하우징내의 공급 및 배출 통로와, 그리고 상기 작동기 피스톤의 상부에서 상기 작동기 하우징내에 배치되는 완충기 플런저(Snubber Plunger)를 포함한다. 상기 작동기 피스톤은 유압에 반응하여 상방 및 하방으로 이동되기에 적합하게 상기 하우징 내에 왕복동식으로 배치되고, 상기 작동기 피스톤의 하단부는 엔진 밸브와 작동가능하게 연결되어서 상기 작동기 피스톤이 상단부 상의 유압에 반응하여 하방으로 변위할 때 엔진 밸브가 개방되고, 그리고 상단으로부터 유압이 제거되어 작동기 피스톤이 상방으로 복귀할 때 엔진 밸브가 닫히도록 한다. 또한 상기 완충기 플런저는 작동기 피스톤의 복귀 스트로크의 일부분 동안에 유압 유체의 유동에 제한을 제공함으로써 작동기 피스톤의 속도를 제한한다. 상기 완충기 플런저는 플런저 하우징내에 왕복동식으로 배치되고, 그리고 스프링에 의해 작동기 피스톤을 향하여 하방으로 편향될 수 있다. 상기 작동기는 더욱이 상기 완충기 플런저의 상부에 배치되는 플런저 챔버를 추가적으로 포함할 수 있다. 상기 완충기 플런저는 또한 상기 플런저 챔버로부터 상기 완충기 플런저를 통하는 유동 경로를 제공하는 수직 통로를 포함할 수 있다. 상기 완충기 플런저는 상기 완충기 플런저의 상방 이동 동안에 유체가 상기 완충기 플런저와 플런저 하우징 사이의 간극을 통하여 플런저 챔버로부터 빠져 나가도록 플런저 하우징의 내부에 배치될 수 있다. 상기 완충기 플런저는 상기 플런저 챔버로부터 상기 완충기 플런저를 통하는 유동 경로를 제공하는 수직 통로 및 수평 통로를 포함할 수 있다.
본 발명은 또한 엔진 밸브를 작동시키기 위한 유압 밸브 작동기가 될 수 있는데, 이 유압 밸브 작동기는 수직으로 배치되는 중앙 보어를 가진 작동기 하우징과, 상단과 하단을 가진 작동기 피스톤과, 상기 중앙 보어의 상단을 밀봉하고 상기 작동기 피스톤을 보유하기 위하여 상기 작동기 피스톤의 상부에 배치되는 단부 캡과, 유압 유체가 상기 작동기 피스톤의 상단으로부터 그리고 상단으로 유동하는 것을 가능하도록 하는 하우징 내의 공급 및 배출 통로와, 그리고 상기 단부 캡의 하방 측면상의 공동을 포함하는 댐핑 어셈블리를 포함하여 이루어진다. 상기 작동기 피스톤은 유압에 반응하여 상방 및 하방으로 이동되기에 적합하게 상기 중앙 보어 내에 왕복동식으로 배치되고, 상기 작동기 피스톤의 하단부는 엔진 밸브와 작동가능하게 연결되어서 상기 작동기 피스톤이 상단부 상의 유압에 반응하여 하방으로 변위할 때 엔진 밸브가 개방되고, 그리고 상단으로부터 유압이 제거되어 작동기 피스톤이 상방으로 복귀할 때 엔진 밸브가 닫히도록 한다. 상기 댐핑 어셈블리에서, 상기 공동은 작동기 피스톤의 상단을 수용할 수 있으며, 그리하여 작동기 피스톤의 복귀 스트로크 동안에 유압 유체가 공동 내부에 트랩되어 쿠션을 제공하며 작동기 피스톤의 속도를 감속시킨다. 상기 작동기 피스톤의 상단은 상기 공동 내부에 맞추어질 수 있는 돌출 단면을 포함할 수 있다. 상기 중앙 보어의 하단은 감소된 직경부를 가질 수 있고, 상기 작동기 피스톤은 상기 중앙 보어의 감소된 직경부 내에 맞추어질 수 있는 돌출부를 가질 수 있으며, 그리하여 엔진 밸브의 개방 동안에 엔진 밸브의 운동을 제한하는 쿠션이 형성된다. 상기 작동기는 엔진 밸브 래쉬의 변화에 대하여 작동기를 조정하기 위한 수단을 추가로 포함할 수 있다. 상기 조정 수단은 작동기 피스톤의 내부에 배치되고 수직적으로 배열된 중앙 통로와, 엔진 밸브와 작동가능하게 연결하기 위하여 작동기 피스톤으로부터 하방으로 돌출하여 중앙 통로로 나사가공된 조정 핀과, 그리고 상기 조정 핀을 제 위치에 고정하기 위하여 상기 조정 핀의 상부에 상기 중앙 통로 내에 배치되는 로킹 핀을 포함할 수 있다.
전술한 일반적인 설명과 후술될 보다 상세한 실시예들은 단지 본 발명을 설명하기 위한 것이지 본 발명의 특허청구범위를 제한하는 것이 아님은 당연한 것이라 할 수 있다. 첨부된 도면은 본 명세서의 일부를 구성하고, 본 발명의 원리를 보다 상세하게 설명하기 위한 실시예들을 도시하고 있다.
도 1은 본 발명에 따른 밸브 구동 시스템의 단면도로서 엔진 밸브가 시팅된 위치에 있는 것을 도시한 것이다.
도 2는 도 1에 도시된 실시예의 자유로운 복귀 상태의 단면도이다.
도 3은 래쉬 조정 수단을 포함한 본 발명의 일 실시예의 단면도이다.
도 4는 자동 래쉬 조절수단을 포함하는 본 발명의 실시예를 도시하는 횡단면도이며,
도 5는 정지위치에 있는 엔진 밸브를 갖춘 도 1에 도시된 본 발명의 실시예를 도시하는 횡단면도이며,
도 6은 엔진 밸브의 자유 복귀 중인 도 1에 도시된 본 발명의 실시예를 도시하는 횡단면이며,
도 7은 엔진 밸브의 완충 복귀 중인 도 1에 도시된 본 발명의 실시예를 도시하는 횡단면도이며,
도 8은 본 발명의 작동결과에 따른 엔진 밸브 위치 대 시간의 그래프이며,
도 9는 작동기 피스톤내에 밸브 시팅핀을 포함하는 본 발명의 다른 실시예를 도시하는 횡단면도이며,
도 10은 작동기 피스톤내에 밸브 시팅핀을 포함하는 본 발명의 또다른 실시예를 도시하는 횡단면도이며,
도 11은 밸브 시팅 피스톤 및 자동 래쉬수단을 갖춘 본 발명의 실시예를 도시하는 횡단면도이며,
도 12는 유체 작동기의 충진 중인 도 11에 도시한 본 발명의 실시예를 도시하는 횡단면도이며,
도 13은 엔진 밸브의 완충 복귀 중인 도 11에 도시한 본 발명의 실시예를 도시하는 횡단면도이며,
도 14는 플런저 및 작동기 피스톤이 내측 통로를 갖고 엔진 밸브가 정지위치에 있는 본 발명의 실시예를 도시하는 횡단면도이며,
도 15는 엔진 밸브의 자유복귀 중인 도 14에 도시한 본 발명의 실시예를 도시하는 횡단면도이며,
도 16은 엔진 밸브의 완충 복귀중인 도 14에 도시한 본 발명의 실시예를 도시하는 횡단면도이며,
도 17은 내측 통로를 갖는 플러저 및 선형 작동기 피스톤을 구비하며 엔진 밸브가 정지위치에 있는 본 발명의 다른 실시예를 도시하는 횡단면도이며,
도 18은 엔진 밸브의 자유 복귀 중인 도 17에 도시한 본 발명의 실시예를 도시하는 횡단면도이며,
도 19는 엔진 밸브의 완충 복귀 중인 도 17에 도시한 본 발명의 실시예를 도시하는 횡단면도이며,
도 20은 선형 플런저 및 선형 작동기를 가지며 엔진 밸브가 정지위치에 있는 본 발명의 다른 실시예를 도시하는 횡단면도이며,
도 21은 엔진 밸브의 자유복귀 중인 도 20에 도시한 본 발명의 실시예를 도시하는 횡단면도이며,
도 22는 엔진 밸브의 완충 복귀 중인 도 21에 도시한 본 발명의 실시예를 도시하는 횡단면도이며,
도 23은 엔진 밸브가 정지위치에 있고 자동 래쉬기구를 포함하는 본 발명의 다른 실시예를 도시하는 횡단면도이며,
도 24는 엔진 밸브의 자유 복귀 중인 도 23에 도시한 본 발명의 실시예를 도시하는 횡단면도이며,
도 25는 엔진 밸브의 완충 복귀 중인 도 23에 도시한 본 발명의 실시예를 도시하는 횡단면도이며,
도 26은 작동기 피스톤 조립체의 최대이동을 제한하기 위한 감쇠기구를 포함하는 본 발명의 실시예를 도시하는 횡단면도이며,
도 27은 작동기 피스톤 조립체의 최소이동을 제한하기 위한 감쇠기구를 포함하는 본 발명의 실시예를 도시하는 횡단면도이다.
본 발명의 유압 작동기(10)의 실시예가 도 1에 도시되어 있다. 유압 작동기(10)는 엔진 밸브(400)를 제어한다. 도 1의 작동기(10)는 하우징(100), 작동기 피스톤(200), 및 제어소자(300)를 포함한다. 엔진 밸브(400)는 통상적으로 밸브 폐쇄위치쪽으로 압박되는 스프링이며 유압에 의한 스프링 편의에 의해 개방된다. 작동기 피스톤(200)이 유압에 의해 하향으로 압박되면, 밸브 스프링(도시않음)의 편향이 극복되고 엔진 밸브(400)가 개방된다. 오일압력이 제거되면, 작동기 피스톤(200)이 복귀되고 엔진 밸브(400)가 상방향으로 이동되어 개방된다.
본 발명에서 설명하는 유압 작동기는 다수 형태의 유압 밸브 작동시스템일수 있다. 일실시예에서, 상기 작동기(10)는 "공전"의 일부일 수 있다. 상기 작동기(200)는 유압링크와 통로(110)를 통해 마스터 피스톤(도시않음)에 연결될 수 있다. 마스터 피스톤은 작동기 피스톤(200)의 유압 링크를 거쳐서 회전 캠에 응답하여 실린더내에서 왕복운동한다. 유체는 가변 타이밍 효과를 달성하기 위해 마스터 피스톤과 작동기 피스톤(200) 사이의 유압 링크로 배출 및 추가될 수 있다.
이와는 달리, 작동기(10)는 통로(110)를 경유하여, 솔레노이드 제어밸브에 의해 제어되는 고압 유체의 공급원에 연결될 수 있다. 이러한 형태의 시스템은 통상 "공통 레일"시스템이라 지칭된다.
엔진 밸브는 기술분야에 공지된 포핏형태이다. 상기 엔진 밸브는 종래 구조의 흡배기 밸브일 수 있다. 상기 엔진 밸브는 일반적으로 밸브헤드, 밸브 스템 및 밸브 스프링을 포함한다. 상기 밸브 스프링은 바람직하게, 엔진 밸브 주위에 배열되는 코일 스프링이다. 밸브 스프링은 밸브 시트에 위치시키기 위해 상방향으로 엔진 밸브를 편향시킨다. 간략함을 위해, 엔진 밸브는 작동기(10)와 직접 접촉할 때의 상태를 도면에 도시했다. 이와는 달리, 엔진 밸브는 밸브 스템 및 스템 자루에 연결될 수 있으며, 스템 자루는 작동기와 접촉한다. 그러나, 엔진 밸브가 작동기 피스톤(200)에 작동가능하게 연결되는 어떤한 배열도 본 발명의 사상내에 포함된다.
작동기 피스톤(200)은 보어(120)내에서 왕복운동할 수 있는 적합한 크기의 원통체이다. 상기 작동기(10) 및 그의 부품들은 바람직하게 금속재료로 제조되나 어떤 다양한 고강도 플라스틱, 복합재료, 또는 어떤 적합한 재료일 수 있다.
상기 하우징(100)은 유체 공급 및 배출 통로(110)를 포함한다. 상기 통로(110)는 유체가 작동기(10)로부터 그리고 작동기로 통행하게 한다. 상기 하우징은 작동기 피스톤(200)을 수용하기 위한 하우징 보어(120)도 포함한다. 상기 보어(120)는 통로(110) 근처에 증가된 직경을 갖는 영역(121)을 가진다.
작동기 피스톤(200)은 작동기 하우징(100)의 보어(120)내에 미끄럼가능하게 배열된다. 상기 작동기 피스톤(200) 및 하우징(100)은 상부 유체챔버(230)를 형성한다. 상기 피스톤(200)은 반경방향, 횡방향 또는 수평방향의 통로(210) 및 길이방향 또는 수직 방향의 통로(220)도 포함한다. 상기 수직 통로(220)는 작동기 피스톤(200)의 종축을 따라 배열된다. 상기 수평 및 수직 통로에는 공급 및 배출통로(110)로부터 상부 유체챔버(230)로 유체의 통행로를 제공한다. 상기 작동기 피스톤(200)은 상기 피스톤(200)의 외측상에 위치된 환형 링(240)도 포함한다. 환형 링(240)의 높이는 도 1에 문자 "D"로 표시되어 있다. 상기 환형 링(240)은 작동기 피스톤(200)상에 위치되어 밸브(400)가 폐쇄(정지)위치에 있는 경우 환형 링(240)의 상부가 하우징 보어(120)내의 증가된 직경 영역(121)위에 있게 한다.
상기 제어소자 디스크(300)는 상부 챔버(230)내에 미끄럼 가능하게 위치된다. 상기 제어 디스크(300)는 측면 오리피스(320) 및 중앙 오리피스(310)를 포함한다. 제어 디스크(300)의 상향 이동은 유지 링(325)에 의해 제한된다.
이후, 작동기(10)의 작동에 대해 설명한다. 도 1 및 도 5는 안착된 위치에 있는 엔진 밸브(400) 및 하우징 보어(120)내에 놓여있는 작동기 피스톤(200)을 도시한다. 도 5는 엔진 밸브의 행정 시점을 설명한다. 통로(110)로부터의 오일은 작동기 피스톤(200)의 수평 통로(210) 내측으로 흐른다. 상기 오일은 수직 통로(220)를 통해 상부 챔버(230)의 내측으로 흐른다. 초기에, 상기 오일은 제어 디스크(300) 내부의 중앙 오리피스(310)를 통해 흐르며, 오일의 흐름에 의해 중앙 오리피스(310) 및 측면 오리피스(320)를 통한 오일의 자유로운 흐름을 가능하게 하도록 제어 디스크(300)를 밀어올린다. 오일이 상부 챔버(230)를 채우면, 작동기 피스톤(200)이 하향으로 압박되어 밸브 스프링의 편향을 극복하고 밸브(400)를 개방한다.
적합한 시점에서, 작동기(10) 및 작동기 피스톤(200)내의 오일압력은 통로(110)를 통해 빠져나와 밸브 스프링이 밸브(400)를 가압할 수 있게 한다. 엔진 밸브의 시팅 속도는 작동기 피스톤(200)의 복귀율에 비례한다. 초기에, 밸브(400)의 시팅 속도는 제한되지 않는다. 도 2 및 도 6은 작동기 피스톤(200) 및 엔진 밸브(400)의 초기 자유복귀를 도시한다. 작동기 피스톤(200)으로부터 통로(110)쪽으로의 오일 흐름으로 상부 챔버(230)내에서의 역류 흐름을 유발한다. 상기 제어 디스크(300)는 하향으로 압박되어 측면 오리피스(320)를 차단한다. 중앙 오리피스(310)는 적합한 밸브 시팅 속도에 일치되게 조절된다. 그러나, 도 2 및 도 6에 도시된 자유 복귀기간 중에, 밸브 시팅 속도는 환형 링(240)이 하우징(100)에 도달하여 작동기 피스톤(200) 주위의 흐름을 차단할 때까지 오일이 피스톤 측면 주위로 자유롭게 흐르므로 중앙 오리피스(310)에 의해 제한되지 않는다.
도 7은 작동기 피스톤(200)의 완충 복귀를 도시한다. 완충 복귀기간 중에, 밸브 시팅 속도는 피스톤(200)이 환형 링(240)에 의해 차단될 때까지 오일이 흐르므로 제한된다. 환형 링(240)이 피스톤 측면 주위로 오일의 복귀흐름을 차단할 때 오일은 디스크(300)내의 조절된 중앙 오리피스(310)를 통해 흘러야 한다. 이러한 기간중에, 상기 작동기 피스톤(200)은 밸브(400)가 안착될 때까지 제어된 비율로 복귀한다. 밸브 안착의 제한비율은 환형 링(240)이 외측 흐름을 차단한 후에 피스톤(240) 상부로부터 상기 보어(120) 상부까지의 거리에 의해 결정된다. 도 7에 도시된 실시예에서, 이 거리는 D2이다.
도 8에는 엔진 밸브 위치 대 시간의 그래프가 도시된다. 상기 라인의 기울기는 밸브 속도에 해당된다. 거리(D2)에 해당되는 제한 범위에 대해, 밸브 시팅(valve seating) 바로 전, 감소된 밸브 시팅 속도는 상기 곡선의 기울기 변화에 의하여 명백하다.
도 3에는 래시 조정 수단을 포함하는 본 발명의 선택적인 실시예가 도시된다. 래시 조정 수단은 하우징(100)과 작동기 피스톤(200) 사이에 위치되는 조정 슬리브(720)를 포함한다. 하우징(100)내의 슬리브(720)의 피스톤은 래시 조정 스크류(710)를 조정함으로써 변동된다. 슬리브(720)는 밸브 시팅 속도가 감소되는 거리가 엔진 밸브(400)의 시팅 바로 전 거리에 대응되도록 배치된다. 본 발명은 하우징(100)과 조정 슬리브(720) 사이에 배치된 밀폐 링(122)도 포함할 수 있다.
도 4에는 래시 조정 수단(lash adjustment means ; 600)의 선택적인 실시예가 도시된다. 도 4에 도시된 작동기 피스톤(200)은 래시 조정 수단(600)을 구비한 수평 통로(210)와 연결되는 하부 통로(250)를 포함한다. 래시 조정 수단(600)은 볼 체크 밸브(640), 래시 압축 스프링(630), 래시 피스톤(610), 및 래시 피스톤 지지 링(620)을 포함할 수 있다. 래시 조정 수단은 거리(D2)가 일정하게 유지되는 동안 래시를 자동적으로 조정하는 기능을 한다.
래시는 피스톤(200)에 유체의 초기 충전동안 조정된다. 유체가 작동기 피스톤(200)에 유입될 때, 유체는 하부 통로(250)으로 유입되며 볼 체크 밸브(640)를 안착되지 않는다. 유체는 래시 피스톤(610)과 밸브(400) 사이의 래시를 상승시키는 래시 조정 챔버(650)에 충전된다. 쳄버(650)가 충전되면, 볼 체크 밸브(640)은 래시 피스톤(610)과 작동기 피스톤(200) 사이의 유압 링크를 발생시키는 스프링(630)의 편향에 의하여 안착된다.
본 발명의 유압 작동기(10)의 다른 실시예가 도 9에 도시된다. 도 9에 도시된 작동기(10)는 하우징(100) 및 작동기 피스톤(200)을 포함한다. 작동기 피스톤(200)은 작동기 피스톤 본체(270) 및 밸브 시팅 핀 본체(260)를 포함한다. 밸브 시팅 핀 본체(260)는 회전으로 하우징(100)내에 슬라이드가능하게 배치되는 작동기 피스톤 본체(270)로 나사 결합된다. 밸브 시팅 핀 본체(260)는 작동기 피스톤 본체(270)로부터 엔진 밸브(400)를 향하여 외측으로 연장된다. 도 10에 도시된 실시예는 또한 밸브 시팅 핀 본체(260)내에 슬라이드가능하게 배치되는 밸브 시팅 핀(261)을 포함한다. 밸브 시팅 핀(261)은 엔진 밸브(400)로부터 연장되고 작동기 피스톤 본체(270)내의 개구를 통하여 하우징(100)내로 통과한다. 밸브 시팅 핀(261)은 밸브 시팅 핀 본체(260)내에 위치된 스프링(262)에 의하여 외측으로 편향된다. 밸브 시팅 핀(261)은 스냅 링(263)에 의하여 밸브 시팅 핀 본체(260)내에 지지된다. 유체는 작동기 피스톤 본체(270)측에 위치된 개구(203) 및 통로(204)를 통하여 상부 유체 챔버(230)로부터 고압 통로(110)로 전방 및 후방으로 통과한다.
도 9에는 개방된 엔진 밸브(400) 및 하방 피스톤으로 연장되는 작동기 피스톤(200)을 구비한 본 발명이 도시된다. 바람직하게는 엔진 밸브(400)가 폐쇄될 때, 통로(100)에서 고압 유체가 배출된다. 작동기 피스톤(200)은 밸브 시팅 핀(261)이 하우징(100)과 접촉할 때까지 자유롭게 복귀된다. 작동기 피스톤(200)이 계속 상승될 때, 밸브 시팅 핀(261)은 작동기 피스톤 본체(270)내의 개구(203)로 압입된다. 밸브 시팅 핀(261)이 개구(203)내에 수용될 때, 개구(203)의 효율적인 크기는 감소되며, 이는 상부 유체 챔버(230)로부터 유출되는 유체의 흐름을 감소시킨다. 감소된 유체의 유동률은 밸브(400)가 폐쇄될 때까지 계속된다. 도 9에 도시된 실시예는 테이퍼진 밸브 시팅 핀(261)을 포함하여 더욱 변형될 수 있다. 테이퍼진 밸브 시팅 핀(261)은 밸브 시팅의 제한 범위 및, 결과적인 것으로서, 가변 밸브 시팅 속도 동안 가변 제한이 부과된다.
도 10에는 본 발명의 다른 실시예가 도시된다. 도 10에 도시된 장치는 상술된 도 9에 도시된 장치에 유사한 방법으로 기능한다. 도 9에 도시된 핀과 다르게, 도 10에 도시된 밸브 시팅 핀(261)은 노치(264) 및 측 오리피스(263)를 포함한다. 밸브 시팅 동안, 통로(110)의 고압 유체는 배출되며 작동기 피스톤(200)은 유체가 통로(203)를 통하여 챔버(230)로부터 유출될 때 자유롭게 복귀된다. 작동기 피스톤(200)이 계속하여 상승될 때, 밸브 시팅 핀(261)은 하우징(100)과 접촉되며 작동기 피스톤 본체(270)의 개구(203)로 압입된다. 통로(203)를 통한 흐름은 실질적으로 폐쇄되어 시팅 제한부(264)를 통하여 핀의 내부로 통과하기 위한 상부 유체 챔버(230)로부터 유체를 유동시킨다. 그때 유체는 측 오리피스(263) 및 통로(204)를 통하여 작동기 피스톤으로부터 유출된다. 노치(264) 및 측 오리피스(263)에 의하여 생성된 비틀린 유동 통로는 유출되는 유체의 유동률을 감소시키며 밸브 시팅 속도를 대응되게 한정한다. 도 9 및 도 10 둘다에 도시된 장치는 상이한 엔진 밸브의 시팅 길이 사이의 차이를 관측하기 위하여 작동기 피스톤 본체(270) 및 밸브 시팅 핀 본체(260)의 상대적 위치를 조정하기 위하여 이용되는 락 너트(265)를 포함한다. 또한 도 9 및 도 10에 도시된 본 발명의 실시예는 도 3 및 도 4에 공개된 래시 조정 장치 중 하나를 포함한다.
도 11, 도 12 및 도 13에는 작동의 다양한 단계 동안 본 발명의 유사한 실시예가 공개된다. 도 11에 도시된 작동기는 작동기 피스톤(200) 및 밸브 시팅 피스톤(350)을 포함한다. 밸브 시팅 피스톤(350)은 중앙 통로(360) 및 노치(355)를 포함한다. 밸브 시팅 피스톤(350)은 밸브 시팅 핀 스프링(365)에 의하여 상방으로 편향된다. 도 11에 도시된 장치는 전술된 도 4에 도시된 것과 유사한 래시 조정 수단(600)도 포함한다.
도 11은 폐쇄된 밸브(400)를 구비한 작동기(10)를 보여준다. 고압 유체는 통로(110)을 통하여 및 작동기 피스톤(200)으로 통과한다. 유체는 통로(360)를 통하여 그리고 노치(355)를 통하여 상부 유체 챔버(230)로 상방으로 통과될 것이다. 유입 유체는 챔버(230)에 충전되며 작동기 피스톤(200)을 강제로 하강시킨다. 작동기 피스톤(200)의 하방 이동은 스프링 편향을 극복하며 밸브(400)를 개방한다.
도 12에는 상부 통로(360)를 통한 밸브 시팅 피스톤(350)내에 고압 유체의 흐름을 보여준다. 초기에, 유체는 또한 래시 조정 수단(600)을 향하여 유동된다. 유체는 하부 통로(250)로 유동되며 볼 체크 밸브(640)를 안착시키지 않는다. 유체는 래시 피스톤(610)과 밸브(400) 사이의 래시를 상승시키는 래시 조정 챔버(650)을 충전한다. 챔버(650)가 충전되었을 때, 볼 체크 밸브(670)가 안착되며, 유압 링크는 래시 피스톤(610)과 밸브(400) 사이에 설정된다.
도 13에는 밸브 시팅 행정 동안 작동기(10)가 도시된다. 밸브(400)가 폐쇄될 때, 작동기(10)의 고압 유체는 통로(110)를 통하여 배출된다. 작동기 피스톤(200)은 밸브 시팅 피스톤(350)이 하우징(100)과 접촉할 때까지 자유 복귀를 시작한다. 밸브 시팅 피스톤(35)이 하우징(100)과 접촉한 후, 오일의 흐름은 노치(355)에 의하여 제한된다. 그러므로, 밸브 시팅 속도는 밸브가 폐쇄될 때까지 대응되도록 제한된다.
본 발명의 다른 실시예가 도 14 내지 도 16에 공개된다. 도 14 내지 도 16에는 하우징(100), 작동기 피스톤(200), 완충기 플런저(380), 플런저 하우징(385) 및 플런지 복귀 스프링(390)을 포함하는 유압 밸브 작동기가 공개된다. 작동기는 엔진 밸브(400)를 작동시키기 위하여 작동기 피스톤(200)을 하방으로 강제 작동시킨다. 하우징(100)은 유압 유체를 작동기(10)로 또는 작동기(10)로부터 이동을 허용하는 통로(110)를 포함한다.
플런저 하우징(385)은 하우징(100)에 배치되며 하우징(100)으로부터 돌출되는 일반적으로 원통형, 중공형 본체이다. 플론저 하우징(385)은 하우징(100)의 상부에 강성으로 장착된다. 바람직하게는 플런저 하우징(385)은 단단한 결합을 제공하기 위하여 하우징(100)에 나사결합된다. 플런저 하우징(385)은 플런저(380) 및 플런저 복귀 스프링(390)이 위치하는 챔버(395)를 포함한다. 플런저 하우징(385)은 챔버(395)내로 돌출되며 플런저 하우징(385)의 완충기 플런저(380)를 지지하는 중지 부재(도시안됨)를 포함한다. 플런저 하우징(385)과 하우징(100) 사이의 나사 결합의 이용은 변화되는 하우징(100)에 상대적인 플런저 하우징(385)의 위치를 허용한다. 플런저 하우징(385)은 바람직한 위치에 플런저 하우징을 배치하기 위하여 수동으로 회전될 수 있다. 플런저 하우징(385)의 수직 위치를 변화시킴으로써 완충기 플런저(380)의 수직 위치를 변화시키며 결과적으로 엔진 밸브(400) 시팅 속도가 제어되는 동안 범위를 조정하기 위한 수단을 제공한다. 플런저 복귀 스프링(390)은 완충기 플런저(380)를 하방으로 편향시키기 위하여 작용한다.
완충기 플런저(380)는 일반적으로 원통형 본체일 수 있다. 완충기 플런저(380)는 플런저 복귀 스프링(390)에 의하여 중지 부재에 대하여 하방으로 편향된다. 완충기 플런저(380)가 하방으로 완전히 변위되었을 때, 완충기 플런저는 완충기 하우징(385)으로부터 거리(D3) 만큼 돌출된다. 완충기 플런저(380)는 내부 통로(398)를 포함한다. 통로(398)는 플런저 챔버(395)와 유압 유체 통로(110) 사이에 제어된 유체 유동 통로를 제공한다.
도 14 내지 도 16에 공개된 실시예의 작동은 지금 상술되지 않는다. 도 14에는 작동기 피스톤(200)의 상부면에 가해지는 챔버(230)내의 유압이 없는 상태로 정지되어 있는 작동기 피스톤(200)이 도시된다. 엔진 밸브는 폐쇄된다. 작동기 피스톤(200)은 완충기 플런저(380)의 바닥에 접한다. 작동기 피스톤(200)이 최소 행정 상태에 있을 때, 완충기 플런저(380)는 최소 행정 상태에 있다. 작동기 피스톤(200)은 플런저 복귀 스프링(390)의 편향에 대하여 완충기 하우징(385)으로 완충기 플런저(380)를 압입시킨다. 하우징(100)내의 작동기 피스톤(200)의 상대적 위치는 나사 플런저 하우징(385)의 회전에 의하여 조정될 수 있다. 이 방법에서, 작동기(10)는 엔진 밸브 래시에서 변화를 위하여 조정될 수 있다. 게다가, 도 15 내지 도 16에 도시된 작동기는 도 4에 공개된 것으로서 래시 조정 수단을 수용하기 위하여 변형될 수 있다.
도 14를 다시 참조하면, 엔진 밸브를 작동시키기 위하여, 압력하에서의 유압 유체는 통로(110)를 통하여 챔버(230)로 유입된다. 유압 유체는 작동기 피스톤(200)을 하방으로 이동시키기 위하여 작동기 피스톤(200)의 상부면에 작용한다. 작동기 피스톤(200)은 엔진 밸브를 밸브 스프링 개구의 편향에 대하여 하방으로 압입한다.
작동기 피스톤(200)은 엔진 밸브를 작동시키기 위하여 하방으로 이동하며, 완충기 플런저(380)는 완충기 플런저(380)의 하방 이동이 플런저 하우징(385)의 중지 부재에 의하여 중지될 때까지 플런저 복귀 스프링의 편향하에서 작동기 피스톤(200)을 하방으로 따른다. 완충기 플런저(380)는 완충기 하우징(385)으로부터 거리(D3)만큼 외측으로 배치된다. 초기에, 유압 유체는 완충기 플런저(380)와 플런저 하우징(385) 사이의 유극 갭을 통하여 챔버(230)로 유입된다. 완충기 플런저(380)의 하방 운동이 기계적 중지 부재에 의하여 중지되었을 때, 작동기 피스톤(200)은 작동기 피스톤(200)이 챔버(230)로 유입되는 유압 유체의 힘하에서 하방으로 행정을 계속할 때 완충기 플런저(380)로부터 분리된다. 밸브 작동 동안, 밸브 개구는 제한되지 않는다. 완충기 플런저(380)는 통로(110)로부터 챔버(230)로 비제한된 유동을 허용하는 체크 밸브로서 작용한다.
엔진 밸브를 폐쇄하는 것이 바람직할 때, 밸브 작동 시스템은 통로(110)를 통한 챔버(230)로부터의 유압 유체를 완화한다. 밸브 스프링의 편향이 작동기 피스톤(200)의 하방 힘을 극복할 때, 작동기 피스톤(200)은 엔진 밸브가 폐쇄될 때 상방으로 이동하기 시작한다. 작동기 피스톤(200)은 도 15에 도시된 바와 같이, 그때 "자유 복귀"의 상태에 있다.
도 16을 참조하면, 엔진 밸브가 폐쇄된 위치를 향하여 이동하며 밸브 시트에 접근을 시작할 때, 작동기 피스톤(200)은 결국 플런저 하우징의 거리(D3)내에 있게 되며 완충기 플런저(380)의 바닥부에 접촉한다. 상기 점으로부터, 엔진 밸브가 시트될 때, 작동기 피스톤(200) 및 엔진 밸브는 완충 복귀상태에 있는 도 16에 도시된 바와 같이, "완충 복귀"의 상태에 있으며, 작동기 피스톤(200)의 상방 속도는 완충기 플런저(380)와 통로(398)의 크기에 의하여 제한된다.
완충 복귀 동안, 완충기 플런저(380)의 상방 이동은 챔버(395 및 230)로부터 유압 유체를 배출한다. 유압 유체는 통로(398)를 통하여 챔버(395)로부터 배출된다. 완충 복귀 동안, 완충기 플런저(380)의 상방 속도 및 엔진 밸브는 유압 유체가 플런저 하우징(390)의 챔버(395 및 230)로부터 배출되는 비율로 제한된다. 작동기 피스톤(200)의 완충 작용은 엔진 밸브(400)의 시팅 속도를 바람직한 밸브로 감소시킨다.
도 14 내지 도 16에 도시된 작동기(10)는 하우징(100)의 플런저 하우징(385)의 위치를 조정함으로써 래시를 위하여 조정될 수 있다. 전술된 바와 같이, 플런저 하우징(385)의 위치는 하우징(100)에서 나사 플런저 하우징(385)을 수동으로 회전시킴으로써 조정될 수 있다. 플런저 하우징(385)(D3)에 상대적인 완충기 플런저(380)의 수직 위치는 또한 밸브 시팅 동안 완충 거리를 조정하기 위하여 변화될 수 있다. 엔진 밸브가 폐쇄될 때, 작동기 피스톤(200)은 도 14에 도시된 바와 같이, 다시 정지 위치에 있을 것이다. 엔진 밸브의 작동 사이클은 그때 다시한번시작될 수 있다.
도 17 내지 도 19를 참조하면, 본 발명의 선택적인 실시예에서, 완충기 플런저(380)는 수직한 내부 통로(398)와 수평한 내부 통로(399)를 갖추고 있다. 수평한 내부 통로(390)와 연결되어 있는 수직한 내부 통로(398)는 플런저 하우징(385) 내의 챔버(395)와 챔버(230) 사이에 유체 연통 경로를 제공한다. 본 발명의 실시예에서, 밸브 장착 속도는 통로(398,399)의 크기에 의해 제어된다.
도 17 내지 도 19에 도시된 실시예의 작용은 도 14 내지 도 16을 참조하여 기술한 실시예의 작용과 유사하다. 그렇지만, 본 실시예에서, 엔진 밸브(400)의 장착 속도는 완충기 플런저(380)가 상방으로 이동할 때, 수직한 내부 통로(398)와 수평한 내부 통로(399)를 통해 챔버(395) 밖으로 배출되는 유압 유체의 유량에 의해 제한된다. 이는 엔진 밸브(400)의 장착 속도가 통로(398)를 통해 챔버(395,230) 밖으로 배출되는 유압 유체의 유량에 의해 한정되는 도 16에 도시된 실시예와 대비된다.
엔진 밸브의 장착 속도는 완충기 플런저(380)에서의 수직한 내부 통로(398)와 수평한 내부 통로(399)의 직경에 의해 결정된다. 도 14 내지 도 16에 도시된 실시예를 참조하여 기술한 바와 같이, 작동기(10)는 하우징(100) 내의 나사형 플런저 하우징(385)을 회전시킴으로써 조절될 수도 있다.
도 20 내지 도 22를 참조하면, 본 발명의 다른 선택적인 실시예에서, 솔리드 완충기 플런저(solid snubber plunger; 380)는 그 내부에 내부 통로가 제공되어 있지 않다. 도 17 내지 도 19와 유사하게, 작동기 피스톤(200)은 또한 솔리드 단편이다. 유압 유체는 도 22에 도시된 바와 같이 완충기 플런저(380) 주위의 클리어런스(396)를 통해 챔버(395)로부터 유동한다. 완충기 하우징(385)은 챔버(395) 밖으로 유압 유체가 보다 유연하게 유동하도록 챔버(230) 내에 엣지를 갖추고 있다.
도 20 내지 도 22에 도시된 본 발명의 실시예의 작용은 도 17 내지 도 19 및 도 14 내지 도 16을 참조하여 기술한 본 발명의 실시예와 유사하다. 그렇지만, 본 실시예에서, 엔진 밸브의 장착 속도는 완충기 하우징(395)과 완충기 플런저(380) 사이의 클리어런스(396)를 통한 유체역학적 유체의 배출 속도에 의해 제어된다. 본 발명의 또다른 실시예를 기술한 도 23 내지 도 25를 참조하면, 작동기 피스톤(200)은 바람직하게는 내부에 챔버(365)를 갖춘 원통의 환형 부재이다. 완충기 플런저(380)는 작동기 피스톤(200) 내에 미끄럼식으로 배치된다. 플런저 복귀 스프링(390)에는 작동기 피스톤(200)이 배치되어 있으며, 작동기 피스톤(200) 밖으로 상방을 향해 완충기 플런저(380)를 편향시킨다. 작동기 피스톤(200)은 래시 조절 수단(600)을 더 포함할 수도 있다. 래시 조절 수단(600)은 도 11 내지 도 13에 도시된 형태를 가지면, 상기한 바와 같은 작용을 한다.
작동기 하우징(100)은 이전에 기술된 실시예들에서와 같이 유압 밸브 작동 회로의 일부분인 유압 유체 공급원과 유체 연통 경로를 제공하는 통로(110)가 제공되어 있다.
작동기 하우징(100)은 래시 조절 수단(600)에 유체를 공급하는 통로(115)를 더 포함하고 있다. 통로(115)는 바람직하게는 저압 유체 공급물에 연결되어 있다. 예컨대, 통로(115)는 베어링 윤활 압력에서 엔진 공급 오일에 연결될 수도 있다. 선택적으로, 통로(115)는 비교적 저압의 유압 유체의 다른 공급물과 연결될 수도 있다. 통로(210)는 통로(115)와 래시 조절 수단(600) 사이에 유체 연통 경로를 제공한다.
완충기 플런저(380)은 바람직하게는 플런저 복귀 스프링(390)에 의한 정지부(도시되지 않음)에 대행하여 상방으로 편향된다. 완충기 플런저(380)가 정지부에 부착될 때, 완충기 플런저(380)는 직경(D3)을 갖는 작동기 피스톤(200) 밖으로 돌출한다. 완충기 플런저(380)는 플런저와 작동기 피스톤(200) 사이에 환형의 클리어런스 갭(351)을 형성할 수 있는 크기를 갖는다. 클리어런스 갭(351)은 챔버(365)와 챔버(230) 사이에 제어된 유체 유동을 위한 경로를 제공한다.
본 발명의 이러한 실시예의 작용은 도 23 내지 도 25를 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 도 23은 정지된 상태의 작동기 피스톤(200)과 완충기 플런저(380)를 도시하고 있다. 밸브 스프링의 편향에 기인하여, 엔진 밸브가 장착되고, 작동기 피스톤(200)은 최소 스트로크로 작용한다. 도 23에 도시된 바와 같이, 밸브 스프링의 상방 편향에 대항하여 하방으로 작동기 피스톤(200)을 가압하기에는 불충분한 유압이 챔버(230) 내에 존재한다. 도 23에 도시된 바와 같이 작동기 피스톤(200)이 정지 위치에 있을 때, 통로(115)는 수평한 통로(210)와 정렬된다. 따라서, 래시 조절 수단(600)과의 저압의 유압 유체용 연통 경로가 형성된다. 이러한 상태에서, 래시 조절 수단(600)은 작동기 피스톤(200)과 엔진 밸브(400) 사이의 느슨한 클리어런스를 자동적으로 조절할 수도 있다.
도 23을 참조하면, 엔진 밸브(400)를 작동시키려는 경우, 압력하의 유압 유체는 통로(110)를 통해 작동기 피스톤(200) 위의 챔버(230)로 유입된다. 유압 유체는 작동기 피스톤(200)을 하방으로 이동시키기 위해 작동기 피스톤(200)의 상부 표면에 대항하여 작용한다. 엔진 밸브(400)는 또한 밸브 스프링의 편향에 대항하여 개구를 하방으로 이동시킨다.
작동기 피스톤(200)이 엔진 밸브(400)를 작동시키기 위해 하방으로 이동할 때, 완충기 플런저(380)는 작동기 피스톤(200)에 대하 상방으로 이동한다. 유압 유체 유입 챔버(230)는 챔버(365)의 팽창 부피를 충진하기 위해 클리어런스 갭(351)을 통해 유동한다.
완충기 플런저(380)의 작용이 기계적 정지부(도시되지 않음)에 의해 정지될 때까지, 완충기 플런저(380)는 챔버(365)의 부피를 팽창시키면서 작동기 피스톤(200)에 대해 상방으로 연속적으로 이동한다. 작동기 피스톤(200)에 대한 완충기 플런저(380)의 작용이 정지부에 의해 정지되면, 작동기 피스톤(200)이 유압 유체 유입 챔버(230)의 힘 하에서 하방으로 연속적으로 스트로크하기 때문에, 완충기 플런저(380)는 작동기 피스톤(200)과 조화하여 하방으로 이동한다.
도 24를 참조하면, 적절한 시간에서, 밸브 작동 시스템은 작동기 피스톤(200) 위의 챔버(230)로부터 유압 유체를 배출할 것이다. 밸브 스프링의 편향이 유압 유체의 하방력을 극복할 때, 작동기 피스톤(200)은 엔진 밸브(400)를 상방으로 이동시켜서 폐쇄시킨다. 도 24는 복귀되지 않은 상태의 작동기 피스톤(200)을 도시하고 있다.
도 25를 참조하면, 엔진 밸브(400)가 폐쇄 위치를 향해 이동하여 폐쇄될 때, 작동기 피스톤(200)은 하우징(100)의 직경(D3) 내로 들어온다. 작동기 피스톤(200)이 이 지점에 도달할 때, 완충기 플런저(380)는 하우징(100)과 접촉한다. 엔진 밸브가 폐쇄될 때까지, 작동기 피스톤(200)은 완충 복귀 상태에 놓이게 된다. 완충 복귀 동안, 완충기 플런저(380)는 작동기 피스톤(200) 내의 챔버(365) 내로 완충기 플런저 복귀 스프링(390)의 편향에 대항하여 가압된다. 작동기 피스톤(200)의 상방 작동 속도는 작동기 피스톤(200)에 대한 완충기 플런저(380)의 작동 속도로 제한된다.
완충 복귀 동안, 완충기 플런저(380)는 작동기 피스톤(200)의 챔버(365) 내로 더 이동한다. 완충기 플런저(380)는 챔버(365)로부터 유압 유체를 이동시킨다. 유압 유체는 클리어런스 갭(351)을 통해 챔버(365)로부터 배출된다. 완충 복귀 동안, 챔버(365)로의 완충기 플런저(380)의 이동 속도는 챔버(365)로부터 유압 유체가 클리어런스(351)를 통해 배출되는 속도로 제한된다. 작동기 피스톤(200)의 복귀 속도 및 엔진 밸브(400)의 장착 속도는 클리어런스(351)를 통해 챔버(365)로부터 배출된 유체의 속도에 의해 제한된다.
엔진 밸브(400)가 폐쇄될 때, 작동기 피스톤(200)은 도 23에 도시된 바와 같이 다시 정지 위치로 복귀할 것이다. 엔진 밸브의 작동 주기는 이후 새롭게 시작될 수도 있다.
본 발명의 또다른 실시예를 도 26을 참조하여 기술할 것이다. 도 26에 도시된 작동기(10)는 하우징(100) 및 그 내부에 미끄럼가능하게 배치된 작동기 피스톤(200)을 포함하고 있다.
하우징(100)은 제 1통로(110)가 제공되어 있다. 하우징(100)은 또한 작동기 피스톤(200)을 수용하기 위한 내부 보어(120)를 더 포함하고 있다. 통로(110)는 유체식으로 보어(120)에 연결되어 있으며, 작동기 피스톤(200) 위의 영역으로 고압 유체를 제공한다. 단부 캡 조립체(125)는 하우징(100)에 고정되어 있으며, 보어(120)의 상단부를 폐쇄한다. 또다른 통로(115)가 하우징(10) 내에 제공되어 있으며, 보어(120)의 하단부에 유체식으로 연결되어 있다. 통로(115)는 저압 공급물을 제공하고, 보어(120)로 유압 유체를 배출한다.
작동기 피스톤(200)은 하우징(100) 내의 보어(120) 내에 미끄럼가능하게 위치되어 있다. 작동기 피스톤(200)은 래시 조절 조립체(290)를 포함하고 있다. 래시 조절 조립체(290)는 작동기 피스톤(200) 내의 중앙 통로(280) 내에 이동가능하게 장착된 래시 조절 핀(285)을 포함하고 있다. 래시 조절 조립체(290)는 래시 조절 핀(285)을 원하는 위치에 고정시키기 위해 록킹 핀(295)을 더 포함하고 있다.
래시 조절 조립체(290)는 작동기 피스톤 조립체(200)의 하단부로부터 연장되어 있다. 래시 조절 핀(285)은 보어(120)의 하부 연장부 내에 상호 위치된 종동 조립체(420)와 접촉할 수 있다. 종동 조립체(420)는 작동기 조립체(200)로부터 하나 이상의 밸브를 작동시키는 엔진 밸브(400)로 작용을 전달한다. 팔로우어 조립체(420)는 또한 제 2통로(120)의 하단부로부터 유압 유체가 배출되는 것을 방해한다.
작동기 피스톤(200)은 제 1댐핑 조립체(800)를 더 포함한다. 제 1댐핑 조립체(800)는 작동기 피스톤(200)의 최대 하방 진행을 제한한다. 이는 엔진 밸브(400)의 과진행을 방지한다. 더욱이, 제 1댐핑 조립체(800)는 마모를 감소시키며, 작동기 피스톤(200)에 대한 손상을 방지하는데, 이는 제 1댐핑 조립체가 작동기 피스톤(200)의 하단부가 보어(120)의 단부와 접촉하는 것을 방지하기 위한 쿠 션을 제공하기 때문이다.
제 1댐핑 조립체(800)는 작동기 피스톤(200)의 하단부로부터 연장된 감소된 직경의 돌출부(215)를 포함하고 있다. 감소된 직경의 돌출부(215)는 도 26에 도시된 바와 같이 보어(120)의 감소된 직경부(121) 내에 수용될 수 있는 크기를 갖는다.
제 2댐핑 조립체(850)는 도 27에 도시되어 있다. 제 2댐핑 조립체(850)는 보어(120) 내에 작동기 피스톤(200)의 최소 상방 진행을 제한한다. 제 2댐핑 조립체(850)는 작동기 피스톤(200)의 장착 속도를 제어할 뿐만 아니라 작동기 피스톤(200)의 상승할 때의 작동기 피스톤의 초기 속도를 제어한다.
제 2 댐핑 조립체(850)는 작동기 피스톤(200)의 상단부로부터 연장된 감소된 직경을 갖춘 돌출부(216)를 포함한다. 상기 돌출부(216)는 단부 캡(125) 내의 공동(123)의 내부에 수용될 수 있는 크기를 갖는다.
제 1 댐핑 조립체(800) 및 제 2 댐핑 조립체(850)의 작동에 대해 설명하면 다음과 같다. 유압 유체는 작동기 피스톤(200)의 초기 하방 이동을 위하여 제 1 통로(110)를 통해 작동기 피스톤(200) 위의 보어(120) 내의 영역으로 공급된다. 작동기 피스톤(200)의 행정 중 제 1 부분은 제 2 댐핑 조립체(850)의 구성에 따라 제한될 수 있다. 유압 유체가 보어(120)에 유입될 때, 작동기 피스톤(200)은 하방으로 움직인다. 이러한 움직임에 의하여, 보어(120)의 하단부 내에 위치한 유압 유체는 통로(115)를 통해 배출된다. 감소된 직경의 돌출부(215)가 보어(120)의 감소된 직경부(121) 내에 수용될 때, 유압 유체는 작동기 피스톤(200)의 하단부와 보 어(120)의 표면 사이의 영역(225) 내에 가둬진다. 갇힌 유압 유체는 작동기 피스톤(200)의 하방 이동을 제한하도록 영역(225) 내에 쿠션을 형성한다.
작동기 피스톤(200)의 상향 행정 동안, 종동부(420)의 상향 이동 및 통로(115)로부터의 유압 유체는 작동기 피스톤(200)을 상방으로 이동시킨다. 작동기 피스톤(200) 위에 위치한 유압 유체는 통로(110)를 통해 배출된다. 그 후, 감소된 직경의 돌출부(216)가 단부 캡(120) 내의 공동(123)에 삽입된다. 이 시점에서, 공동(123) 내부에 위치한 유압 유체는 통로(110)에 이르도록 돌출부(216)와 공동(123) 사이의 제한된 공극을 통과하여야 한다. 공동(123) 내의 상기 유압 유체는 작동기 피스톤(200)의 상향 이동을 제한하는 쿠션을 형성하고 엔진 밸브(400)의 시팅 속도를 제한한다.
본 발명의 범위에서 벗어나지 않고서 본 발명의 구조 및 구성 내에서 다양한 변형과 개량이 있을 수 있음은 당업자에게 있어서 명백하다. 본 발명은 공전, 공통 레일 또는 다른 유압 밸브 작동 시스템의 일부를 구성할 수도 있다. 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서 전술한 작동기(10)의 구성을 다양하게 변경 및 개량시킬 수 있다. 예를 들면, 작동기 피스톤(200) 및 하우징(100)은 다양한 크기와 단면 형상을 가질 수 있으며, 또한 작동기 피스톤(200)이 하우징(100) 내부에 활주 가능하게 놓여질 수도 있다. 마찬가지로, 완충기 플런저(380) 및 플런저 하우징(385)이 다양한 상호보완적 크기 및 단면 형상을 가질 수도 있다. 유압 유체의 유동은 작동기 피스톤(200) 및 엔진 밸브(400)의 소정의 완충을 제공하도록 적절하게 계량되어야 한다. 더욱이, 본 발명이 사용되는 엔진 또는 시스템에 따라 서, 엔진 밸브 또는 다른 밸브에 연결되는 수단을 위한 상이한 유형의 끈 조절수단을 포함하는 등의 다른 변형도 적절할 수 있다. 따라서, 본 발명은 첨부된 청구범위 및 이의 등가물의 범위 내에 있는 본 발명의 변형 및 변경을 포함한다.

Claims (43)

  1. 엔진 밸브 작동용 유압 밸브 작동기로서,
    작동기 하우징과,
    상기 하우징 내에 왕복가능하게 배치되고, 유압에 응답하여 상향 및 하향 이동가능하며, 그리고 상단부 및 하단부를 갖춘 작동기 피스톤과,
    상기 유압 유체가 상기 작동기 피스톤의 상단부에 대하여 이동할 수 있도록 상기 하우징 내에 제공되는 공급 및 배출 통로, 및
    상기 작동기 피스톤의 복귀 행정의 일부분 동안에 유압 유체의 유동을 제한하여 상기 작동기 피스톤의 속도를 제한하며, 상기 작동기 하우징 내에 배치되는 제어 부재를 포함하고 있으며, 그리고
    상기 작동기 피스톤의 하단부가 엔진 밸브에 작동가능하게 연결되어 있어서, 상기 작동기 피스톤이 상기 상단부 상의 유압에 응답하여 하향 이동될 때 상기 엔진 밸브가 개방되고, 그리고 상기 유압이 상기 상단부로부터 제거될 때 상기 작동기 피스톤이 상향 복귀되고 상기 엔진 밸브가 폐쇄되는,
    유압 밸브 작동기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 부재가 디스크인,
    유압 밸브 작동기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 디스크가 유동을 제한하는 중앙 오리피스를 포함하는,
    유압 밸브 작동기.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 디스크가 유동을 제한하는 다수의 오리피스를 포함하는,
    유압 밸브 작동기.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 작동기 피스톤은 상기 공급 통로 및 배출 통로로부터 상기 피스톤의 상단부로 유체의 유동을 허용하는 종방향 및 횡방향 통로를 포함하는,
    유압 밸브 작동기.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 종방향 통로가 상기 작동기 피스톤의 상단부에서 상부 유체 챔버 영역을 포함하는,
    유압 밸브 작동기.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제어 부재가 상기 상부 유체 챔버 내부에 배치되는,
    유압 밸브 작동기.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 작동기 피스톤이 상기 횡방향 통로의 상부와 상기 상부 유체 챔버 아래에 위치되는 돌출 외부 환형 링을 포함하는,
    유압 밸브 작동기.
  9. 제 1 항에 있어서,
    엔진 밸브 래쉬용 조절 수단을 더 포함하는,
    유압 밸브 작동기.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 엔진 밸브 래쉬용 조절 수단이,
    상기 작동기 피스톤과 상기 하우징 사이에 배치되는 조절가능한 슬리브, 및
    상기 하우징으로 나압되며 상기 하우징 내에서 상기 조절가능한 슬리브의 부분을 조절하기 위하여 상기 슬리브와 접촉하는 래쉬 조절 나사를 포함하는,
    유압 밸브 작동기.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 엔진 밸브 래쉬용 조절 수단이,
    상기 작동기 피스톤의 하단부 내에서 왕복가능하게 배치되는 래쉬 피스톤과,
    상기 엔진 밸브 쪽으로 상기 래쉬 피스톤을 편향시키기 위하여 상기 래쉬 피스톤 위에 배치되는 래쉬 압축 스프링, 및
    상기 작동기 피스톤과 상기 래쉬 피스톤 사이에 유압 링크를 설정하기 위하여 상기 래쉬 피스톤 위에서 상기 작동기 피스톤 내부에 위치되는 래쉬 조절 챔버를 포함하는,
    유압 밸브 작동기.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 작동기 피스톤이 상기 공급 통로 및 배출 통로에 상기 래쉬 조절 챔버를 연결시키기 위하여 내측 하부 수직 통로를 더 포함하는,
    유압 밸브 작동기.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 래쉬 조절 수단이 상기 하부 수직 통로와 상기 래쉬 조절 챔버 사이에 체크 밸브를 더 포함하고 있으며, 상기 체크 밸브는 상기 하부 수직 통로로부터 상기 챔버내로의 유동만을 허용하는,
    유압 밸브 작동기.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 작동기 피스톤이 핀 및 핀 본체를 포함하고 있으며, 상기 핀은 상기 핀 본체 내에서 왕복가능하게 배치되고, 상기 핀 본체는 상기 피스톤 본체 내에 고정 배치되고, 그리고 상기 피스톤 본체는 상기 하우징 내에 왕복가능하게 배치되는,
    유압 밸브 작동기.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 핀 본체는 상기 피스톤 본체로부터 하향 연장되고, 상기 엔진 밸브에 작동가능하게 연결되는,
    유압 밸브 작동기.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 핀이 상기 엔진 밸브로부터 상향으로 편향되는,
    유압 밸브 작동기.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 피스톤 본체가 종방향 통로 및 횡방향의 통로를 포함하는,
    유압 밸브 작동기.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 핀이 상기 피스톤 본체의 상단부에서 상기 종방향 통로를 관통하여 연장되는,
    유압 밸브 작동기.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 핀이 대직경부를 포함함으로써, 상기 작동기 피스톤의 복귀 행정동안 상기 핀의 상기 대직경부가 상기 하우징에 접촉하고 상기 종방향 통로로 압입되도록 하여 유동 제한을 발생시키며 상기 작동기 피스톤의 속도를 감소시키는,
    유압 밸브 작동기.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 핀이 종방향 통로와, 그리고 상기 핀의 외부로의 상기 종방향 통로에 접하는 상부 오리피스 및 하부 오리피스를 포함하는,
    유압 밸브 작동기.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 핀이 대직경부를 포함함으로써, 상기 작동기 피스톤의 복귀 행정동안 상기 핀의 상기 대직경부가 상기 하우징에 접촉하고 상기 종방향 통로로 압입되어 실질적으로 상기 피스톤 본체와 상기 핀 사이의 유압 유체유동을 단절하여, 유체가 상기 상부 오리피스 및 하부 오리피스를 통과하도록 하여 유동 제한을 발생시키며 상기 작동기 피스톤의 속도를 감소시키는,
    유압 밸브 작동기.
  22. 제 14 항에 있어서,
    상기 작동기가 엔진 밸브 래쉬용 조절 수단을 더 포함하는,
    유압 밸브 작동기.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 엔진 밸브 래쉬용 상기 조절 수단이, 상기 작동기 피스톤과 상기 하우징 사이에 배설된 조절가능한 슬리브와, 상기 하우징 내에서 상기 조절가능한 슬리브의 위치를 조절하기 위해 상기 하우징으로 나압되고 상기 슬리브와 접촉하는 래쉬 조절 나사를 포함하는,
    유압 밸브 작동기.
  24. 제 22 항에 있어서,
    상기 엔진 밸브 래쉬용 상기 조절 수단이,
    상기 작동기 피스톤의 하단부 내에 왕복가능하게 배치된 래쉬 피스톤과,
    상기 래쉬 피스톤을 상기 엔진 밸브를 향해 편향시키기 위하여 상기 래쉬 피스톤 윗쪽에 배치된 래쉬 압축 스프링, 및
    상기 작동기 피스톤과 상기 래쉬 피스톤 사이에 유압 링크를 설정하기 위하여 상기 래쉬 피스톤 윗쪽의 상기 작동기 피스톤 내에 위치하는 래쉬 조절 챔버를 포함하는,
    유압 밸브 작동기.
  25. 제 6 항에 있어서,
    상기 제어 부재가 상기 작동기 피스톤의 상단부에서 상기 종방향 통로 내에 일부분이 왕복가능하게 배치된 시팅 피스톤인,
    유압 밸브 작동기.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 시팅 피스톤이, 수직 통로를 포함하여, 유체가 상기 수직 통로를 통해 상기 상부 유체 챔버로부터 상기 공급 통로 및 배출 통로를 향해 유동하는,
    유압 밸브 작동기.
  27. 제 25 항에 있어서,
    상기 시팅 피스톤 아래에서 상기 종방향 통로 내에 배치된 스프링을 더 포함하며, 상기 스프링이 상기 시팅 피스톤을 상기 엔진 밸브로부터 상방으로 편향하는,
    유압 밸브 작동기.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 시팅 피스톤이 그 상단부에 노치를 포함함으로써, 상기 작동기 피스톤의 복귀 행정동안 상기 시팅 피스톤이 상기 하우징에 접촉하고 상기 종방향 통로로 하방으로 더 압입될 때, 상기 상부 유체 챔버로부터 상기 노치와 상기 수직 통로를 통하여 상기 공급 통로 및 배출 통로로의 제한된 유동 통로가 설정되도록 하는,
    유압 밸브 작동기.
  29. 제 25 항에 있어서,
    상기 작동기가 엔진 밸브 래쉬용 조절 수단을 더 포함하는,
    유압 밸브 작동기.
  30. 제 29 항에 있어서,
    상기 엔진 밸브 래쉬용 상기 조절 수단이,
    상기 작동기 피스톤과 상기 하우징 사이에 배설된 조절가능한 슬리브, 및
    상기 하우징 내에서 상기 조절가능한 슬리브의 위치를 조절하기 위해 상기 하우징으로 나압되고 상기 슬리브와 접촉하는 래쉬 조절 나사를 포함하는,
    유압 밸브 작동기.
  31. 제 29 항에 있어서,
    상기 엔진 밸브 래쉬용 상기 조절 수단이,
    상기 작동기 피스톤의 하단부 내에 왕복가능하게 배치된 래쉬 피스톤과,
    상기 래쉬 피스톤을 상기 엔진 밸브를 향해 편향시키기 위하여 상기 래쉬 피스톤 윗쪽에 배치된 래쉬 압축 스프링, 및
    상기 작동기 피스톤과 상기 래쉬 피스톤 사이에 유압 링크를 설정하기 위하여 상기 래쉬 피스톤 윗쪽의 상기 작동기 피스톤 내에 위치하는 래쉬 조절 챔버를 포함하는,
    유압 밸브 작동기.
  32. 엔진 밸브 작동용 유압 밸브 작동기로서,
    엑츄에이터 하우징과,
    상단부 및 하단부를 갖는 작동기 피스톤과,
    상기 작동기 피스톤의 상단부를 향하거나 또는 이로부터 유압 유체가 이동하도록 하는 상기 하우징 내의 공급 및 배출 통로, 및
    상기 작동기 피스톤 윗쪽의 상기 작동기 하우징 내에 배설된 완충기 플런저를 포함하며,
    상기 작동기 피스톤은 상기 하우징 내에 왕복가능하게 배치되고 유압에 반응하여 상방 및 하방으로 이동시키며, 상기 작동기 피스톤의 하단부는 상기 엔진 밸브에 작동가능하게 연결되어, 상기 상단부에 작용하는 유압에 반응하여 상기 작동기 피스톤이 하방으로 위치이동할 때 상기 엔진 밸브가 개방되도록 하고, 그리고 상기 상단부로부터 상기 유압이 제거될 때 상기 상기 작동기 피스톤이 상방으로 복귀하여 상기 엔진 밸브가 폐쇄되도록 하며,
    상기 완충기 플런저는 상기 작동기 피스톤의 복귀 행정의 일부 동안에 유압 유체유동 내에 제한을 가하여 상기 작동기 피스톤의 속도를 제한하는,
    유압 밸브 작동기.
  33. 제 32 항에 있어서,
    상기 완충기 플런저는 플런저 하우징 내에 왕복가능하게 배치되는,
    유압 밸브 작동기.
  34. 제 33 항에 있어서,
    상기 완충기 플런저는 스프링에 의해 상기 작동기 피스톤을 향하여 하방으로 편향되는,
    유압 밸브 작동기.
  35. 제 34 항에 있어서,
    상기 플런저 하우징이 상기 완충기 플런저 윗쪽에 위치되는 플런저 챔버를 포함하는,
    유압 밸브 작동기.
  36. 제 35 항에 있어서,
    상기 완충기 플런저는 상기 플런저 챔버로부터 상기 완충기 플런저를 관통하는 하나의 유동 통로를 제공하는 내부 통로를 포함하는,
    유압 밸브 작동기.
  37. 제 35 항에 있어서,
    상기 완충기 플런저는 상기 플런저 하우징 내에 배치되어 상기 완충기 플런저가 상방으로 이동하는 동안 유체가 상기 완충기 플런저와 상기 플런저 하우징 사이의 틈새를 통하여 상기 플런저 챔버 밖으로 유동할 수 있도록 하는,
    유압 밸브 작동기.
  38. 제 35 항에 있어서,
    상기 완충기 플런저가 상기 플런저 챔버로부터 상기 완충기 플런저를 통하는 하나의 유체 통로를 제공하는 수직 통로 및 수평 통로를 포함하는,
    유압 밸브 작동기.
  39. 엔진 밸브 작동용 유압 밸브 작동기로서,
    수직으로 정렬된 중앙 보어를 갖는 작동기 하우징과,
    상단부 및 하단부를 갖는 작동기 피스톤과,
    상기 중앙 보어의 상단부를 밀폐하고 상기 작동기 피스톤을 유지하기 위해 상기 작동기 피스톤 위치 위에 배치된 엔드 캡과,
    상기 작동기 피스톤의 상단부를 향하거나 이로부터 유압 유체가 이동할 수 있도록 하는 상기 하우징 내의 공급 및 배출 통로, 및
    상기 엔드 캡의 하방측 상의 구멍을 보유한 감쇄 조립체를 포함하며,
    상기 작동기 피스톤은 상기 중앙 보어 내에 왕복가능하게 배치되고 유압에 반응하여 상방 및 하방으로 이동하며, 상기 작동기 피스톤의 상기 하단부는 상기 엔진 밸브에 작동가능하게 연결되어, 상기 상단부에 작용하는 유압에 반응하여 상기 작동기 피스톤이 하방으로 위치이동할 때 상기 엔진 밸브가 개방되도록 하고, 그리고 상기 상단부로부터 상기 유압이 제거될 때 상기 상기 작동기 피스톤이 상방으로 복귀하여 상기 엔진 밸브가 폐쇄되도록 하며, 상기 구멍은 상기 작동기 피스톤의 상단부를 수용할 수 있어서 상기 작동기 피스톤의 복귀 행정 도중 유압 유체가 상기 구멍 내에 위치됨으로써 쿠션을 형성하고 상기 작동기 피스톤의 속도를 감소시키는,
    유압 밸브 작동기.
  40. 제 39 항에 있어서,
    상기 작동기 피스톤의 상단부가 상기 구멍 내에 맞추어질 수 있는 돌출부를 포함하는,
    유압 밸브 작동기.
  41. 제 39 항에 있어서,,
    상기 중앙 보어의 상기 하단부는 축소 직경부를 포함하고, 상기 작동기 피스톤은 상기 중앙 보어의 축소 직경부 내에 맞추어질 수 있는 돌출부를 포함하여 상기 엔진 밸브의 개방중에 상기 엔진 밸브의 이동을 제한하는 하나의 쿠션이 형성되도록 하는,
    유압 밸브 작동기.
  42. 제 39 항에 있어서,
    엔진 밸브 래쉬 내에서의 변화를 위한 조절 수단을 더 포함하는,
    유압 밸브 작동기.
  43. 제 42 항에 있어서,
    상기 조절 수단이,
    상기 작동기 피스톤 내에 위치하는 수직으로 정렬된 중앙 통로와,
    상기 작동기 피스톤으로부터 하방으로 돌출된 상기 중앙 통로로 나압되어 상기 엔진 밸브에 작동가능하게 연결되는 조절 핀, 및
    상기 조절 핀 위의 상기 중앙 통로 내에 위치하여 상기 조절 핀을 제위치에 유지시키는 잠금 핀을 포함하는,
    유압 밸브 작동기.
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