KR101101556B1 - 고정시간 밸브 구동을 위한 로스트 모션 시스템 및 방법 - Google Patents

고정시간 밸브 구동을 위한 로스트 모션 시스템 및 방법 Download PDF

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자콥스 비히클 시스템즈, 인코포레이티드.
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Abstract

본 발명은, 통상 내연 기관에서 구동하는 하나 또는 그 이상의 밸브를 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 주 이벤트 밸브 구동을 제공하기 위한 제 1 작동 모드 및 보조 이벤트 밸브 구동을 선택적으로 제공하기 위한 제 2 작동 모드 사이에서 스위칭되는데 적합한 하나 또는 그 이상의 엔진 밸브를 구동하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다. 상기 시스템은: 내부에 보어를 갖는 하우징(302); 상기 보어 내부에 미끄럼 가능하게 배열된 피스톤 조립체로서, 마스터 피스톤 및 슬레이브 피스톤을 포함하는 상기 피스톤 조립체(130/140); 상기 피스톤 조립체로 운동을 전달하기 위한 수단(100); 제어 밸브(320); 저압 유체를 제어 밸브(320)에 제공하고, 제 2 작동 모드를 가능하게 하기 위한 상기 제어 밸브(320)에 연결된 유압 통로(314)를 포함한다.

Description

고정시간 밸브 구동을 위한 로스트 모션 시스템 및 방법{LOST MOTION SYSTEM AND METHOD FOR FIXED-TIME VALVE ACTUATION}
본 발명은, 통상 내연 기관(internal combustion engine)에서 구동하는 하나 또는 그 이상의 밸브를 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 내연 기관에 있는 흡기, 배기, 또는 보조 밸브의 로스트 모션 밸브 구동(lost motion valve actuation)을 제공할 수 있는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
엔진이 정상 출력(positive power) 및 엔진 브레이킹을 제공하기 위해서는 내연 기관 내의 밸브 구동이 필요하다. 연소를 위해 연료 및 공기를 실린더 내부로 수용하기 위하여, 정상 출력 동안 하나 또는 그 이상의 흡기 밸브(intake valve)가 열릴 수 있다. 연소 가스를 실린더 밖으로 방출하기 위하여, 하나 또는 그 이상의 배기 밸브(exhaust valve)가 열릴 수 있다. 개선된 배기물을 위해 가스들을 재순환하기 위하여, 정상 출력 동안 다양한 시점에서 흡기, 배기, 및/또는 보조 밸브가 열릴 수 있다.
엔진이 정상 출력을 제공하는데 사용되지 않는 경우에도, 엔진 브레이킹 및 배기가스 재순환(exhaust gas recirculation)을 제공하기 위하여 엔진 밸브 구동이 또한 사용될 수 있다. 엔진 브레이킹 동안, 적어도 일시적으로 엔진을 공기 압축기(air compressor)로 전환할 수 있도록 하나 또는 그 이상의 배기 밸브가 선택적으로 열릴 수 있다. 그러한 동안, 엔진은 마력을 낮추어 차량 감속을 돕는다. 이는 운전자에게 강화된 차량 제어 방법을 제공할 수 있으며, 그리고 차량 서비스 브레이크들의 마모를 대체로 감소시킬 수 있다.
엔진 밸브(들)은 압축 릴리스 브레이킹(compression-release braking) 및/또는 블리더 브레이킹(bleeder braking)을 제공하기 위하여 구동될 수 있다. 압축 릴리스 방식의 엔진 브레이크, 또는 리타더(retarder)의 작동은 널리 공지되어 있다. 압축 행정 동안 피스톤이 위쪽 방향으로 운동함으로써, 실린더 안에 갇혀 있던 가스들은 압축된다. 압축된 가스는 피스톤의 윗방향 운동에 대항한다. 엔진 브레이크 작동시, 피스톤은 상사점(TDC : top dead center)에 접근함에 따라, 적어도 하나의 배기 밸브가 개방되어 실린더에 있는 압축된 가스들이 배기 매니폴드(exhaust manifold)로 릴리스 되어, 후속되는 아래방향으로의 팽창 행정(expansion down-stroke)에서 압축된 가스들이 보유한 에너지가 엔진에 전달되는 것을 방지한다. 그 동안, 엔진은 출력을 낮추어 차량의 감속을 돕는다. 선행 기술인 압축 릴리스 엔진 브레이크의 하나의 예시는 본 발명에 참조된 쿠민스(Cummins)의 미국 특허 No. 3,220,392(1965년 11월) 명세서에서 제공된다.
블리더 방식의 엔진 브레이크의 작동 또한 널리 공지되어 있다. 엔진 브레이크 작동 동안, 정상적으로 배기 밸브가 올려지는 것에 추가하여, 남은 엔진 사이클을 통하여(풀 사이클 블리더 브레이크 : full-cycle bleeder brake), 또는 싸이클의 일 부분 동안(부분 사이클 블리더 브레이크 : partial-cycle bleeder brake) 배기 밸브(들)이 연속적으로 약간 개방된 상태로 유지될 수 있다. 풀 사이클 블리더 브레이크와 부분 사이클 블리더 브레이크의 주된 차이는, 후자는 흡기 행정의 대부분 동안 배기 밸브가 열린 상태로 유지되지는 않는다는 점이다.
다수의 내연 기관에서는, 고정식 프로파일 캠(fixed profile cam)들에 의해서 그리고 보다 명확하게는 각 캠들의 내부 부분일 수 있는 하나 또는 그 이상의 고정식 로브(fixed lobe)들에 의해서 엔진 실린더 흡기 및 배기 밸브가 열리거나 닫힐 수 있다. 만약 흡기 및 배기 밸브 타이밍 및 리프트(lift)가 다양하다면, 강화된 성능, 개선된 연료 경제성, 보다 적은 배기물들, 및 향상된 차량 운전성과 같은 이점들이 획득될 수 있다. 그러나 고정식 프로파일 캠들의 사용은, 서로 다른 엔진 속도와 같은 다양한 엔진 작동 조건에서 엔진 밸브 리프트를 최적화 시키는 엔진 밸브 리프트의 타이밍 및/또는 양을 제어하는 것을 어렵게 할 수 있다.
고정식 캠 프로파일에 제공되는 밸브 타이밍 및 리프트를 제어하는 한가지 방법은, 밸브와 캠 사이에서의 밸브 트래인 연결장치(valve train linkage)에서 "로스트 모션" 시스템을 채택한 밸브 구동을 제공하는 것이었다. 로스트 모션은 길이 조정이 가능한 기계적, 유압적 및/또는 기타 연결장치 조립체로서 캠 프로파일에 의하여 금지된 밸브 운동을 수정하기 위한 기술적 해결방안의 한 종류에 적용되는 단어이다. 로스트 모션 시스템에서, 캠 로브(cam lobe)는 엔진 작동 조건들의 전 영역에 걸쳐 필요로 하는 "최대" 운동(가장 긴 드웰(dwell) 및 가장 큰 리프트)을 제공할 수 있다. 그 다음, 캠에 의하여 밸브에 전달된 운동의 일부 또는 전부를 빼거나 상실하기 위하여, 개방된 밸브와 최대 운동을 제공하는 캠의 중간에서 밸브 트레인 연결장치(valve train linkage)에 가변 길이 시스템이 포함될 수 있다.
가변 길이 시스템(variable length system)(또는 로스트 모션 시스템)은, 상기 시스템이 완전히 확장되어 있을 때 캠 운동의 전부를 밸브(들)에 전달할 수 있으며, 상기 시스템이 완전히 수축되어 있을 때 캠 운동의 최소량을 밸브에 전달할 수 있거나 전달하지 않을 수 있다. 상기와 같은 시스템 및 방법의 일 예시는, 본 출원인에게 양도되고, 본 출원에서 참고된, 후(Hu)에 의해 발명된 미국 특허 Nos. 5,537,976 및 5,680,841에서 제공된다.
미국 특허 No. 5,680,841의 로스트 모션 시스템에서, 엔진 캠 샤프트(engine cam shaft)는 유체를 마스터 피스톤(master piston)의 유압실(hydraulic chamber)에서 슬레이브 피스톤(slave piston)의 유압실로 이동시키는 마스터 피스톤을 구동할 수 있다. 그 다음 순서로, 슬레이브 피스톤은 엔진 밸브를 열기 위하여, 이를 작동한다. 로스트 모션 시스템은 마스터 피스톤 및 슬레이브 피스톤의 챔버(chamber)를 포함하는 유압 회로(hydraulic circuit)와 연결된 솔레노이드 밸브(solenoid valve) 및/또는 체크 밸브(check valve)를 포함할 수 있다. 마스터 피스톤이 캠 로브 일부에 의하여 작동될 때, 회로 내에서 유압 유체(hydraulic fluid)를 유지하기 위하여 솔레노이드 밸브가 폐쇄 위치로 지속될 수 있다. 솔레노이드 밸브가 폐쇄 위치로 남아 있는 동안, 마스터 피스톤의 운동에 의하여 이동된 유압 유체에 슬레이브 피스톤과 엔진 밸브가 직접 반응하며, 상기 마스터 피스톤은 마스터 피스톤을 작동시킨 캠 로브에 직접 반응하여 유압 유체를 이동시킨다. 솔레노이드 밸브가 열리면, 회로는 서서히 배수되며, 마스터 피스톤에 의하여 생성된 유압의 전부 또는 일부는 슬레이브 피스톤 및 이에 상응하는 엔진 밸브를 이동시키는데 적용되는 대신 회로에 의하여 흡수될 수 있다.
선행 로스트 모션 시스템의 일부는 로스트 모션 시스템의 길이를 신속히 변경하는, 고속 메커니즘(high speed mechanism)을 이용했었다. 로스트 모션 시스템의 길이를 변경하기 위하여 고속 메커니즘을 사용함으로써, 밸브 구동에 걸친 정확한 제어가 이루어질 수 있으며, 이에 따라서 엔진 작동 조건들의 넓은 영역을 위한 최적 밸브 구동이 이루어질 수 있다. 그러나 고속 메커니즘을 이용한 시스템은 제조 및 작동 비용이 증가할 수 있다.
보조 밸브 이벤트(auxiliary valve event)(예를 들면, 엔진 브레이킹) 및 주 밸브 이벤트(main valve event)(예를 들면, 주 배기) 모두를 위하여 단일 캠 로브가 밸브 운동을 전달하는데 사용되는 경우, 주 흡기 이벤트 및 주 배기 이벤트 사이에서 증가된 중복 부분이 존재할 수 있다. 상기 이벤트들 모두를 위한 단일 로브의 사용은, 비교적 넓은 주 이벤트 로브 운동이 밸브 구동 시스템에 전달될 수 있음을 의미한다. 엔진 브레이킹 동안, 밸브 구동 시스템과 엔진 밸브 사이에 래쉬(lash)가 거의 없거나 전혀 없을 수 있기 때문에, 주 이벤트 운동의 압력은 바람직한 주 배기 이벤트보다 큰 주 배기 이벤트를 제공할 수 있다. 흡기 밸브 및 배기 밸브 모두가 동시에 열리는 싸이클의 지속 시간은 증가될 수 있다. 흡기 밸브 및 배기 밸브가 함께 열리는 시간이 길수록, 더 많은 배기 매니폴드 압력이 열린 흡기 밸브를 통하여 빠져 나올 수 있다. 이는 브레이킹 작동을 상당히 감소시킨다. 이에 따라, "리셋" 메커니즘(reset mechanism)을 포함한 밸브 구동 시스템의 필요성이 자주 발생하며, 그 결과 단일 캠 로브가 밸브 운동을 전달하는데 사용되는 경우 밸브는 엔진 브레이킹 동안 통상의 리프트와 폐쇄를 겪는다.
많은 엔진들의 디자인, 크기 및 배치는, 밸브 구동 시스템들이 구동시켜야 하는 엔진의 밸브 측면에 위치하기보다는, 엔진 밸브들로부터 비교적 멀리 떨어진 곳에 (예를 들면, 엔진 로커 암의 입력측에)위치할 것을 요구한다. 제작자는 수동 래쉬 조정을 할 것이라고 예상할 수 있기 때문에, 엔진 로커 암(rocker arm)의 입력 측면 위의 구성요소의 제작 공차는 밸브 측면 위에 있는 구성요소 공차보다 크다. 밸브 구동 시스템과 밸브들 사이에 존재하는 제작 공차(production tolerance)로 인하여, 밸브 측면 위치에서 정확한 로스트 모션 및/또는 리셋 기능성을 제공할 수 있는 밸브 구동 시스템을 채택하는 것은 어려울 수 있다.
본 발명의 로스트 모션 시스템과 방법은, 정상 출력, 엔진 브레이킹 밸브 이벤트(예를 들면, 압축 릴리스 또는 블리더 브레이킹), 및/또는 배기가스 재순환 밸브 이벤트(exhaust gas recirculation valve event)를 위한 로스트 모션 밸브 구동을 필요로 하는 엔진에서 특히 유용할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예의 시스템들은, 작동을 위해 어떠한 고속 전자 제어를 필요로 하지 않는 고정 이벤트 타이밍을 구비한, 저렴하고 제작이 용이한 로스트 모션 회로를 제공할 수 있다. 추가로, 본 발명의 시스템 및 방법들은 브레이킹 동안의 밸브 중복부분을 감소시킬 수 있으며, 밸브 트레인에 대한 충돌을 감소시킬 수 있다.
본 발명의 추가적인 장점은, 일부는 이하 기술된 설명으로 알 수 있을 것이며, 일부는 본 발명의 설명 및/또는 본 발명의 실시로부터 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
종래 기술상의 과제와 관련하여, 본 발명은 하나 또는 그 이상의 엔진 밸브를 구동하기 위한 신규한 시스템 및 방법을 제공한다. 일 실시예에서 본 발명은, 엔진 밸브와 기능적으로 연결된 로스트 모션 서브시스템(lost motion subsystem) ; 상기 로스트 모션 서브시스템과 연결된 유압 유체 공급원(hydraulic fluid supply) ; 그리고, 상기 로스트 모션 서브시스템에 운동을 전달하기 위한 수단(means for imparting motion)을 포함하는 엔진 밸브 구동 시스템(engine valve actuation system)이다. 상기 로스트 모션 서브시스템은, 내부에 보어(bore)를 구비한 하우징(housing) ; 상기 보어 내부에 미끄럼 가능하게 배열된 피스톤 조립체로서, 마스터 피스톤 및 슬레이브 피스톤을 포함한 피스톤 조립체(piston assembly) ; 유압 제어 밸브(hydraulic control valve) ; 상기 유압 제어 밸브를 구동하는 솔레노이드 ; 상기 제어 밸브를 상기 피스톤 조립체에 연결하는 제 1 유압 통로 (hydraulic passage); 상기 유체 공급원을 상기 제어 밸브에 연결하는 제 2 유압 통로 ; 그리고, 상기 솔레노이드 밸브를 상기 제어 밸브에 연결하는 제 3 유압 통로를 포함할 수 있다.
또 다른 실시예에서 본 발명은, 제 1 및 제 2 작동 모드가 작동되는 동안 주 이벤트 밸브 구동을 제공하고 로스트 모션 서브시스템에 전달된 운동을 사용하는 보조 이벤트 밸브 구동을 선택적으로 제공하는 엔진 밸브 구동 방법이다. 상기 방법은 : 로스트 모션 서브시스템에 유압을 공급하는 단계 ; 제 1 작동 모드 동안, 상기 로스트 모션 서브시스템에 전달된 운동의 일부를 선택적으로 상실하기 위하여, 상기 로스트 모션 서브시스템에 적용된 유압의 적어도 일부를 선택적으로 흡수하는 단계 ; 그리고 제 2 작동 모드 동안, 상기 로스트 모션 서브시스템 내에서 유압적인 잠금이 엔진 밸브에 운동을 전달하게 하고, 밸브에 운동이 전달되는 방법을 유압적 수단으로부터 기계적 수단으로 선택적으로 수정하는 단계를 포함할 수 있다.
전술한 개괄적인 기술 및 후술할 상세한 기술은 모두 예시이며, 설명하기 위한 것일 뿐이고, 청구된 발명을 한정하는 것은 아니라는 점을 주지하여야 한다. 도면들은, 이 명세서의 일부를 구성하며, 본 발명의 특정 실시예를 예시하며, 그리고 상세한 설명과 함께 본 발명의 작동원리를 설명하는데 도움을 준다.
본 발명의 이해를 돕기 위하여, 첨부 도면을 참조하기로 하며, 각 도면에서 동일 요소는 동일 부호로 표기될 것이다. 도면은 발명의 예시일 뿐이며 발명을 한정하는 것은 아니다.
도 1은, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 밸브 구동 시스템의 블록 도면이다.
도 2a는, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 밸브 구동 시스템의 개략적인 도면이다.
도 2b는, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 밸브 구동 시스템의 개략적인 도면이다.
도 3은, 본 발명의 다양한 실시예들과 연계된 사용을 위한 다수의 로브들을 갖춘 캠의 개략적인 도면이다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 마스터/슬레이브 피스톤의 개략적인 도면이다.
도 5는, 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 밸브의 개략적인 도면이다.
도 6은, 본 발명의 일 실시예에 따른 어큐뮬레이터(accumulator)의 개략적인 도면이다.
도 7은, 본 발명의 일 실시예에 따른 밸브 리프트 프로파일(valve lift profile)이다.
이하에서는, 첨부된 도면에 예시적으로 도시된 본 발명의 시스템 및 방법의 실시예들을 참고로 설명한다. 실시예에 있어서, 본 발명은 엔진 밸브의 구동을 제어하는 시스템 및 방법을 포함한다.
본 발명의 일 실시예가 밸브 구동 시스템(10)으로서 도 1에서 도시된다. 밸브 구동 시스템(10)은, 운동 전달 수단(100)에 연결되고 하나 또는 그 이상의 엔진 밸브(200)를 갖춘 로스트 모션 시스템 또는 가변 길이 시스템(300)을 포함한다. 운동 전달 수단(100)은 로스트 모션 시스템(300)에 입력 운동을 제공한다. 로스트 모션 시스템(300)은 1) 운동 전달 수단(100)에 의해 입력된 운동의 일부를 상실하는 모드, 그리고 2) 엔진 밸브(200)들에 입력 운동을 전달하는 모드 사이에서 선택적으로 스위칭된다. 이러한 방법에서, 엔진 밸브(200)들에 전달된 운동은 다양한 엔진 밸브 이벤트들, 여기에 한정되는 것은 아니지만 주 흡기, 주 배기, 압축 릴리스 브레이킹, 블리더 브레이킹 및/또는 배기가스 재순환과 같은 이벤트들을 제공하는데 사용될 수 있다. 로스트 모션 시스템(300)을 포함한 밸브 구동 시스템(10)은, 제어 수단(control means)(400)으로부터의 신호 또는 입력의 응답으로서 운동 상실 모드와 운동 비상실 모드 사이에서 스위칭될 수 있다. 본 발명 범위의 한정 없이, 세부적 기술의 잔여부분은 엔진 브레이킹으로서의 운동 비상실 모드에 대응된다. 엔진 밸브(200)들은 배기 밸브들, 흡기 밸브들 및/또는 보조 밸브들일 수 있다.
운동 전달 수단(100)은 캠(들), 캠 종동자(cam follower)(들), 푸쉬 튜브(들), 및/또는 로커 암(rocker arm)(들)의 어떤 조합 또는 기타 이에 상응하는 물질들을 포함할 수 있다. 로스트 모션 시스템(300)은 운동 전달 시스템(100)을 밸브(200)들에 연결하고, 운동 전달 수단(100)으로부터 밸브(200)에 운동을 전달할 수 있는 어떤 구조물도 포함할 수 있다. 어떤 관점에서는, 로스트 모션 시스템(300)은 한 종류 이상의 길이를 선택적으로 취할 수 있는 어떤 구조물(들)이 될 수 있다. 로스트 모션 시스템(300)은, 운동 전달 수단(100)에 연결되며 기능적 길이를 한 가지 이상 취할 수 있는데 적합한, 예를 들면 기계식 연결장치(mechanical linkage), 유압식 연결장치(hydraulic linkage), 유압기계식 연결장치(hydro-mechanical linkage), 전기기계식 연결장치(electromechanical linkage), 및/또는 기타 연결장치를 포함할 수 있다. 로스트 모션 시스템(300)은, 예를 들면, 유압 유체를 로스트 모션 시스템(300) 내의 회로로부터 릴리스하거나 또는 회로에 부가하는데 사용되는 트리거 밸브(trigger valve)(들), 체크 밸브(들), 어큐뮬레이터(들), 및/또는 기타 장치들과 같은 유압 회로 내의 유체 압력 또는 양을 조절하는 장치들을 포함할 수 있다. 로스트 모션 시스템(300)은, 운동 전달 수단(100)과 밸브(200)들을 연결하는 밸브 트레인 내의 임의의 지점에 위치할 수 있다. 바람직한 실시예에서는, 후술할 것과 같이, 로스트 모션 시스템(300)은 엔진의 푸쉬 튜브 측면에 위치한다.
제어 수단(400)은, 로스트 모션 시스템(300)과 연결되고 선택적으로 로스트 모션 시스템(300)이 전달받은 운동 일부를 상실하거나 또는 상실하지 않도록 하는 어떠한 전자적 및/또는 기계적 장치를 포함할 수 있다. 제어 수단(400)은, 로스트 모션 시스템(300)의 적당한 모드를 결정하고 선택하기 위한 적정 차량 구성요소(들)에 연결된 마이크로프로세서(microprocessor)를 포함할 수 있다. 차량 구성요소는, 제한되는 바 없이, 엔진 속도 탐지 수단들, 클러치 위치 탐지 수단들, 연료 위치 탐지 수단들, 및/또는 차량 속도 탐지 수단들 등을 포함할 수 있다. 미리 정해진 조건에서, 제어 수단(400)은 신호를 생산하고, 로스트 모션 시스템(300)에 신호를 전달할 것이며, 상기 시스템은 적정 작동 모드로 스위칭될 것이다. 예를 들어, 유효 연료, 맞물린 클러치, 및/또는 특정 속도보다 큰 엔진 RPM과 같은 조건을 기초로 하여 엔진 브레이킹 모드가 바람직하다고 제어 수단(400)이 결정한 경우, 제어 수단(400)은 엔진 브레이킹 모드로 스위칭하기 위한 신호를 생산하여 로스트 모션 시스템(300)에 전달할 수 있다. 밸브 구동 시스템(10)은 밸브 구동이 하나 또는 그 이상의 엔진 속도 및 엔진 작동 조건들에서 최적화될 수 있다는 것이 고려되었다.
본 발명의 다른 실시예가 도 2a에서 도시된다. 상기 도면을 참고하여, 운동 전달 수단(100)은 캠(110) 및 푸쉬 튜브 조립체(push tube assembly)(125)를 포함할 수 있다. 도 2a에서 도시된 바와 같이, 운동 전달 수단(100)은 로스트 모션 시스템(300)에 작용하는데 적합하다.
캠(110)은 엔진 밸브 이벤트를 제공하기 위한 하나 또는 그 이상의 캠 로브들을 포함할 수 있다. 도 3을 참고하여, 캠 로브는, 예를 들면 주 (배기 또는 흡기) 이벤트 로브(112), 엔진 브레이킹 로브(114) 및 EGR 로브(116)와 같은 로브들을 포함할 수 있다. 캠(110) 위에 있는 로브들의 묘사는 오직 설명을 위한 것이며, 이에 한정되는 것은 아니다. 로브들의 수, 조합, 크기, 위치 및 모양은 발명의 의도된 범위를 벗어나지 않으면서 현저히 다양해질 수 있다. 예를 들면, 엔진 브레이킹 로브(114)는 블리더 브레이킹 이벤트 또는 압축 릴리스 브레이킹 이벤트를 제공하기 위한 모양일 수 있다.
로스트 모션 시스템(300)은 하우징(302), 마스터 피스톤 조립체(master piston assembly)(130), 슬레이브 피스톤 조립체 (slave piston assembly)(140), 로커(120), 하우징(302) 내에 형성된 유압 회로(310), 제어 밸브(320), 어큐뮬레이터(330) 및 밸브 구동 솔레노이드(340)를 포함할 수 있다.
마스터/슬레이브 피스톤 조립체(130/140)는 로커(120)를 캠(110)과 연결한다. 본 발명의 마스터/슬레이브 피스톤 조립체(130/140)의 일 실시예가 도 4에서 도시된다. 슬레이브 피스톤 조립체(140)는 하우징(302) 내에 형성된 보어에 미끄럼 가능하게 배열되어 있으며, 그 결과 하우징(302)에 대한 유압 밀봉을 유지하면서 보어 내에서 앞뒤로 미끄러질 수 있다. 마스터 피스톤 조립체(130)는 슬레이브 피스톤 조립체(140)와 밀봉을 형성함과 동시에, 보어에 대하여 미끄러지기에 적합하다. 도 2a 및 도 4에 도시된 일 실시예에서, 마스터 피스톤 조립체(130)의 한쪽 단부는 캠(110)으로부터의 운동을 전달받기 위하여 푸쉬 튜브(125)와 연결될 수 있다. 푸쉬 튜브(125)는, 캠(110) 표면에 연결되기 위하여 예를 들면 롤러(126)와 같은 캠 종동자를 포함할 수 있다. 대안적으로는, 도 2b에서 도시된 바와 같이, 밸브 구동 시스템(10)은 푸쉬 튜브(125) 없이 작동될 수 있으며, 이러한 경우 캠(110)이 마스터 피스톤 조립체(130)에 직접 작용한다. 슬레이브 피스톤 조립체(140)의 한쪽 단부는 로커(120)의 제 2 단부(124)에 연결될 수 있다.
마스터/슬레이브 피스톤 조립체(130/140)는 충전 통로(fill passage)(311)를 통하여 유압 유체를 받는다. 충전 통로(311)와 연결을 위한 충전 홀(fill hole)(141)은 슬레이브 피스톤 조립체(140) 내에서 형성될 수 있다. 롤러(126)가 캠(110)의 기초원(base circle) 위에 있는 경우, 마스터 피스톤 조립체(130)는 가장 낮은 위치에 있게 된다. 마스터 피스톤 조립체(130)와 슬레이브 피스톤 조립체(140) 사이에서 어떤 유압 유체도 공급되지 않는 경우, 마스터/슬레이브 피스톤 조립체는 완전히 밀착(collapse)되어, 마스터 피스톤 조립체(130)와 슬레이브 피스톤 조립체(140) 사이에서 기계적 연결(mechanical link)이 발생한다. 충전 통로(311)가 위치된 결과, 도 4에서 도시된 바와 같이 롤러(126)가 캠(110)의 기초원 위에 있는 경우, 마스터 피스톤 조립체(130)와 슬레이브 피스톤 조립체(140) 사이의 가변 부피 갭(variable volume gap)(313)을 만들기 위하여 유압 유체가 마스터/슬레이브 피스톤 조립체에 선택적으로 공급될 수 있다. 유압 유체가 마스터 피스톤 조립체(130)와 슬레이브 피스톤 조립체(140) 사이에서 공급된 경우, 상기 갭(313)은 가변 높이(s)를 갖는다. 정상 출력 작동 동안, 유체가 상기 갭(313)의 안팎에서 펌핑(pump)될 수 있다. 이는, 마스터/슬레이브 피스톤 조립체의 운동을 완충시켜서, 밸브 트레인에 대한 전반적인 충격을 감소시킬 수 있다. 마스터/슬레이브 피스톤 조립체에 어떤 유압 유체도 공급되지 않는 경우, 상기 조립체는 완전히 밀착되며, 상기 갭(313)도 제거된다(솔리드 컨디션(solid condition)). 상기 솔리드 컨디션은, 마스터/슬레이브 피스톤 조립체(130/140) 내에 어떤 유체도 없는 경우 엔진의 냉간 시동(cold engine start)을 위하여 사용될 수 있으며, 그리고 정상 출력 동안 밸브 구동의 제어를 위하여 사용될 수 있다.
롤러가 캠(110)의 기초원 위에 있는 경우, 상기 갭(313)의 높이(s)는 엔진 및 시스템(10)의 요구사양 및 필요사양에 따라 다양할 수 있다. 바람직한 실시예로서, 상기 갭(313)의 최대 높이는, 캠(110) 위에 있는 엔진 브레이킹 로브(114) 크기와 시스템 래쉬 및 공차를 위한 허용오차를 더한 것보다 크지만, 마스터/슬레이브 피스톤 조립체가 완전히 밀착될 때 주 이벤트 로브(112)의 전체 운동이 엔진 밸브(200)들에 전달되도록 하는 크기를 갖는다. 상기 갭(313)의 최대 높이는, 슬레이브 피스톤 조립체(140)에 대비하여 로커(120)의 제 2 단부(124)의 위치를 제어할 수 있는 조절 수단(123)에 의하여 조절된다.
도 2a를 계속 참고하면, 로커(120)는 밸브(200)들을 구동하도록 구성된다. 로커(120)는 로커 샤프트(rocker shaft)를 수용하기 위한 중앙 개구부(central opening)(121), 밸브 브릿지(valve bridge)(250)와 연결하는데 적합한 제 1 단부(122), 및 슬레이브 피스톤 조립체(140)와 연결하는데 적합한 제 2 단부(124)를 포함할 수 있다. 로커(120)는 중앙 개구부(121) 주변에서 앞뒤로 피벗 운동하는데 적합하다. 로커 암(120)이 밸브 브릿지 및 슬레이브 피스톤 조립체(140)와 연결됨에 따라 제 1 단부(122) 및 제 2 단부(124)는 약간의 피벗 운동을 허용하는데 적합할 수 있다. 시스템 래쉬(도시되지 않음)가 제 1 단부(122)와 밸브 브릿지(250) 사이에 존재할 수 있다.
캠(110)이 회전함에 따라, 롤러(126)가 캠(110)의 표면을 따라가며, 푸쉬 튜브(125)는 마스터 피스톤 조립체(130)를 이동시킨다. 작동 모드에 의하여, 마스터 피스톤 조립체(130)에 의하여 생성된 유압이 슬레이브 피스톤 조립체(140)를 이동시킬 수 있어서, 로커(120)를 회전시킨다. 로커(120)가 회전함에 따라, 로커(120)는 하나 또는 그 이상의 엔진 밸브(200)를 구동시키는데 적합하다.
유압 회로(310)는 시스템(10)의 목적을 달성하는데 적합한 유압 통로의 어떠한 조합도 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 도 2a에 도시된 바와 같이, 유압 회로는, 마스터/슬레이브 피스톤 조립체(130/140)를 유압 유체 공급원(hydraulic fluid supply)(500)에 연결하는 일정 공급 통로(constant supply passage)(312), 유압 유체를 마스터/슬레이브 피스톤 조립체(130/140)에 제공하기 위하여 마스터/슬레이브 피스톤 조립체(130/140)를 제어 밸브(320)에 연결하는 충전 통로(311), 및 시스템을 브레이킹 작동 모드로 스위칭하기 위하여 제어 밸브(320)를 솔레노이드 밸브(340)에 연결하는 저압 통로(low-pressure passage)(314)를 포함한다. 바람직한 실시예에서, 도 2a에 도시된 바와 같이, 저압 통로(314)는 일정 공급 통로(312)와 분리된다. 이러한 배치는, 엔진 브레이킹 모드가 풀려있도록 허용된 동안 윤활(lubricating) 및 댐핑(damping)을 위해, 정상 출력 작동시 유압 유체가 마스터/슬레이브 피스톤 조립체(130/140)에 공급되는 것을 허용한다.
로스트 모션 시스템(300)은, 로스트 모션 시스템(300)의 길이를 리셋하기 위한 수단(315)을 더 포함할 수 있어서, 그 결과 브레이킹 작동 동안 엔진 밸브(200)들은 일반적인 밸브 리프트 및 폐쇄를 겪을 수 있다. 리셋 수단(reset means)(315)은 로스트 모션 시스템(300)의 길이를 리셋하기 위하여 마스터/슬레이브 피스톤 조립체(130/140)로부터 유체를 선택적으로 릴리스하는데 적합하다. 일 실시예에서, 도 2a에 도시된 바와 같이, 리셋 수단은 하우징(302) 내에 형성된 유압 통로(315)를 포함한다. 엔진 브레이킹 동안, 롤러(126)가 캠(110) 위에 있는 주 이벤트 로브(112)에 접근함에 따라, 마스터 피스톤 조립체(130)와 슬레이브 피스톤 조립체(140) 사이의 갭(313) 내에 있는 고압의 유압 유체가 리셋 수단(315)을 통하여 릴리스되어 마스터/슬레이브 피스톤 조립체(130/140)가 밀착되도록 한다(솔리드 컨디션). 그 다음, 슬레이브 피스톤 조립체(140)와 마스터 피스톤 조립체(130) 사이의 기계적 연결을 통하여 주 이벤트 로브(112)의 전체 운동이 엔진 밸브(200)들에 전달될 수 있다. 이에 따라, 리셋 수단(315)은, 운동이 밸브(200)들에 전달되는 방법을 유압 연결장치로부터 기계적 연결장치로 변형할 수 있다.
일 실시예에서, 유압 유체는 일정 공급 통로(312)로 릴리스되어, 다음 엔진 사이클 동안 마스터/슬레이브 피스톤 조립체(130/140)의 보다 빠른 재충전(refill)을 허용한다. 그러나 유압 유체는, 예를 들면 엔진 오버헤드(engine overhead) 및/또는 오일 공급원(500)과 같은 엔진의 다른 부분들로 릴리스될 수 있다.
엔진 브레이킹 작동 동안, 시스템 내의 래쉬가 감소되거나 완전히 흡수될 수 있기 때문에, 시스템(10)은 추가적 리프트를 갖는 밸브 리프트 프로파일(210)을 제공할 수 있다. 도 7에서 도시된 바와 같이, 리셋 수단(315)을 통한 유압 유체의 릴리스는, 마스터/슬레이브 피스톤 조립체가 밀착되고, 엔진 밸브(200)들이 예를 들면 주 배기 사상과 같은 표준 엔진 밸브 이벤트의 잔여 이벤트를 따르도록 허용한다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 캠 프로파일(111), 주 배기 이벤트(220)를 포함한 밸브 리프트 프로파일(210), 및 주 흡기 이벤트(230) 프로파일을 설명한다.
리셋 수단(315)은 수정된 밸브 리프트 프로파일(210) 중의 임의의 지점에서 리셋이 발생하도록 하는 크기를 가지고 위치될 수 있다. 예를 들어, 리셋은 주 배기 이벤트(220)보다 일찍 발생할 수 있다. 리셋 수단(315)은 예를 들면 리셋 이벤트 동안의 바람직한 밸브 속도, 리셋 이벤트 동안의 바람직한 밸브 가속, 디자인과 제작 공차, 및/또는 기타 디자인 고려사항과 같은 요인들에 기초하여 위치된다. 바람직하게는, 엔진 밸브(200)들이 감소된 속도 및 가속도를 가질 때 리셋이 발생하도록 리셋 수단(315)이 위치된다.
제어 밸브(320)는 하우징(302) 내에 형성된 보어 내부에 배치될 수 있다. 제어 밸브(320)는 마스터/슬레이브 피스톤 조립체로의 유압 유체의 흐름을 제어하는데 적합하다. 본 발명의 일 실시예에서, 도 5에 도시된 바와 같이, 제어 밸브(320)는 체크 밸브 조립체(check valve assembly)(3200) 및 제어 핀 조립체(control pin assembly)(3210)를 포함한다. 체크 밸브 조립체(3200)는 스프링(3202)에 접촉한 볼(ball)(3201)을 포함할 수 있다. 스프링(3202)은 나사 조립체(screw assembly)(3203)와 접촉하며, 상기 나사 조립체(3203)는 체크 밸브(3200)를 하우징(302)에 결속한다. 제어 핀 조립체(3210)는, 하우징(302)을 결속하는 베이스(base)(3215), 제어 핀(3213), 및 제 1 단부는 베이스(3215)에 접촉하고 제 2 단부는 제어 피스톤(control piston)(3213)에 접촉하는 스프링(3214)을 포함할 수 있다. 제어 핀 조립체(3210)는 제 1 단부는 제어 피스톤(3213)에 접촉하고, 제 2 단부는 볼(3201)에 접촉하는 핀(3211)을 더 포함할 수 있다. 핀(3211)은 핀 가이드(pin guide)(3212) 내부에서 자유로이 미끄러진다.
스프링(3214)은 편향되어, 저압 공급 통로(314)에서 유체의 압력이 떨어지면, 제어 피스톤(3213)에 의하여 핀(3211)은 볼(3201)에 대항하는 힘을 받고, 볼(3201)은 볼의 시트(seat)(핀 가이드)(3212)에서 떨어져 있게 한다. 유체의 압력이 저압 공급 통로(314)로부터 보충될 때, 예를 들면 엔진 브레이킹을 시작할 때, 유체의 압력은 제어 피스톤(3213)에 작용하며 스프링(3214)의 편향력에 대항한다. 이는 핀(3211)이 핀 가이드(3212) 내에서 아래 방향으로 움직이고, 볼(3201)이 볼의 시트(핀 가이드)(3212) 위로 시팅(seat)되도록 한다. 이 지점에서, 볼(3201)은 일정 공급 통로(312) 반대 방향으로 유체가 흐르는 것을 방지하며, 그 결과 유체는 충전 통로(311) 내에서 갇힌다.
어큐뮬레이터(330)는 하우징(302) 내에 형성된 보어 내에 위치하며 운동 전달 수단(100)에 의해 전달된 운동을 흡수하는데 적합하다. 본 발명의 일 실시예에서, 도 6에서 도시된 바와 같이, 어큐뮬레이터(330)는 어큐뮬레이터 피스톤(accumulator piston)(332) 및 제 1 단부는 베이스(336)와 접촉하고 제 2 단부는 어큐뮬레이터 피스톤(332)과 접촉하는 스프링(334)을 포함할 수 있다. 어큐뮬레이터 피스톤(332)은 하우징(302) 내의 보어 내부에서 미끄러지는데 적합하다. 브레이킹이 시작되기 전까지, 어큐뮬레이터(330)는 일정 공급 통로(312) 및 충전 통로(311)를 통하여 마스터/슬레이브 피스톤과 완전히 연결된다. 이는 충전 통로(311) 및 일정 공급 통로(312) 내의 유압 유체가 마스터/슬레이브 피스톤 조립부(130/140)와 어큐뮬레이터(330) 사이에서 앞뒤로 펌핑되도록 하며, 따라서 캠(110) 위에 있는 선택된 밸브 이벤트들 또는 그 일부가 상실되도록 한다.
본 발명에 따른 일 실시예에서, 도 6에서 도시된 바와 같이, 어큐뮬레이터(330)는 어큐뮬레이터 피스톤(332) 내에서 형성된 블리드 홀(bleed hole)(338)을 더 포함할 수 있다. 블리드 홀(338)은, 일정 공급 통로(312)로부터 예를 들면 엔진 기름통(sump)과 같은 오일 공급원(500)으로 유압 유체가 천천히 누수되도록 허용한다. 밸브 구동 시스템(10)으로부터의 유압 유체의 느린 누수는, 유압 회로(310)와 연결된 유압 유체의 국부 저압 공급원(localized low pressure source)으로부터의 냉각 유압 유체(cooler hydraulic fluid)에 의하여 꾸준히 보충된다. 이러한 냉각 효과는 밸브 구동 시스템(10)이 온도 한계를 초과하는 것을 방지한다. 유압 유체의 국부 공급원은 체크 밸브(350)를 통하여 유압 회로(310)와 연결될 수 있다. 이러한 유압 유체의 국부 공급원은 또한 냉간 시동시 유압 회로(310)에 유체를 충진하는데 사용될 수 있다. 이러한 유압 유체의 국부 저장소는 하우징(302) 내에서 일체화될 수 있다.
로스트 모션 시스템(300)은 솔레노이드 밸브(340)를 포함할 수 있다. 솔레노이드 밸브(340)는 (도시되지 않으며) 폐쇄되거나 또는 열린 위치에 편향된 스프링인 내부의 플런저(plunger)를 포함할 수 있다. 스프링의 편향력은 솔레노이드 밸브(340)가 상시 개방(normally open)될지 또는 상시 폐쇄(normally closed)될지를 결정한다. 본 발명의 실시예들은 상시 개방된 또는 상시 폐쇄된 솔레노이드 밸브(340) 중 어느 것이라도 사용할 수 있다. 예를 들어, 만약 솔레노이드 밸브(340)가 상시 폐쇄된다면, 상기 솔레노이드 밸브(340)가 제어 수단(400)에 의하여 가동되고 개방될 때까지, 유압 유체가 저압 통로(314)로 릴리스되는 것을 방지할 것이다. 바람직한 실시예에서, 솔레노이드 밸브(340)는 저속 밸브(low-speed valve)이다.
도 2a를 참조하여, 로스트 모션 모드 동안(예를 들면, 비-브레이킹(non-braking)) 시스템(10) 실시예의 작동이 기술될 것이다. 공급원(500)으로부터의 유압 유체가 체크 밸브(350)를 통하여 유압회로(310)로 진입하고, 일정 공급 통로(312)를 채운다. 솔레노이드 밸브(340)는 폐쇄된 채로 남아서, 저압 통로(314)로의 유압 유체 공급을 방지한다. 볼(3201)은 핀(3211)에 의하여 시팅되지 않은 채로 남아서(unseat), 유압 유체가 일정 공급 통로(312)로부터 충전 통로(311)로 흐르도록 한다. 엔진 브레이킹 모드가 시작될 때까지, 충전 통로(311)는 일정 공급 통로(312)와 연결된 채로 유지된다. 이는 유압 유체가 마스터/슬레이브 피스톤 조립체(130/140)와 어큐뮬레이터(330) 사이에서 앞뒤로 펌핑되도록 한다. 캠(110)이 회전함에 따라, 마스터 피스톤 조립체(130)의 위쪽 방향 운동에 의하여 생성된 유압은, 엔진 브레이킹 로브(114)의 운동을 슬레이브 피스톤 조립체(140), 로커(120) 및 궁극적으로 밸브(200)들에 전달하지 않은 채 어큐뮬레이터(330)에 의하여 흡수된다. 캠(110)이 주 이벤트 로브(112)에 접근함에 따라, 마스터/슬레이브 피스톤 조립체(130/140) 내부에 남은 유체가 펌핑되어 밖으로 빠지고, 마스터 피스톤 조립체(130)는 슬레이브 피스톤 조립체(140)와 접촉하게 되어, 기계적 연결을 형성한다. 그 다음, 주 이벤트 로브(112)의 전체 운동은 엔진 밸브(200)들에 전달된다.
운동 전달이 필요한 경우, 제어 수단(400)은 트리거 밸브(340)에 신호를 전달하여, 상기 트리거 밸브(340)가 열리고 유압 유체가 저압 통로(314)를 채우도록 한다. 통로(314) 내의 압력은 제어 피스톤(3213)을 이동시키며, 핀(3211)을 아래 방향으로 이동시키고 볼(3201)이 시팅되도록 한다. 이때, 볼(3201)은 일정 공급 통로(312)를 밀봉하여, 그 결과 유체가 충전 통로(311) 내에서 트랩(trap)된다. 캠(110)이 기초원 위에 있을 때, 슬레이브 피스톤 조립체(140)는 리셋 통로(reset passage)(315)를 막는다. 이는 유압 유체가 마스터/슬레이브 피스톤 조립체로부터 릴리스되는 것을 방지한다. 마스터/슬레이브 피스톤 조립체(130/140)는 유압적으로 잠기며, 엔진 브레이킹 로브(114)로부터의 운동은 밸브(200)들에 전달된다. 캠(110)이 회전을 계속하여 주 배기 로브(112)에 접근함에 따라, 슬레이브 피스톤 조립부(140)는 리셋 통로(315)가 노출되도록 위치된다. 이는 마스터/슬레이브 피스톤 조립부(130/140) 내의 유압 유체가 일정 공급 통로(312)로 또는 다른 곳으로 다시 펌핑되도록 하며, 그리고 전술한 바와 같이 마스터/슬레이브 피스톤 조립체가 밀착되도록 한다. 마스터/슬레이브 피스톤 조립체(130/140)의 밀착은, 전체 밸브 리프트의 어떠한 증가 또는 배기 밸브 폐쇄로의 변화 없이, 밸브(200)들이 표준 주 이벤트의 잔여 이벤트들을 따르도록 한다. 캠(110)이 기초원으로 돌아갈 경우, 마스터/슬레이브 피스톤 조립체는 유압 유체로 다시 채워진다. 만약 마스터/슬레이브 피스톤 조립체에 의하여 유압 유체를 다시 채우는 것 또는 생성하는 것이 필요하다면, 충전 통로(311) 내의 압력은 일정 공급 통로(312) 내의 압력보다 낮아질 것이다. 볼(3201)은 압력차에 의하여 시트되지 않을 것이며, 유압 유체가 충전 통로(311) 및 마스터/슬레이브 피스톤 조립체 내부로 허용될 것이다. 충전 통로(311)와 마스터/슬레이브 피스톤 조립체가 가득 차거나 또는 충전 통로(311) 내의 압력이 일정 공급 통로(312) 내의 압력보다 높아지면 볼(3201)이 다시 시트될 것이다.
엔진 브레이킹이 더 이상 필요하지 않게 되면, 트리거 밸브(340)는 제어 수단(400)으로부터 이를 끄고 폐쇄하라는 신호를 받는다. 저압 통로(314) 내의 유압 유체는 밖으로 쏟아져서 제어 피스톤(3213)이 원래 위치로 돌아가도록 한다. 이는 시스템(10)이 로스트 모션 모드(예를 들면, 정상 출력 작동)로 돌아가도록 한다.
본 발명의 변형안 및 수정안이 본 발명의 범위나 사상으로부터 떠난 것은 아니라는 점은, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백하다. 예를 들어, 상기 시스템이 밸브 브릿지(250)를 사용하지 않는 단일 엔진 밸브를 구동시키는데 적합할 수 있다. 밸브 프로파일 위에 있는 리셋 위치는, 리셋 수단(315)의 크기 및/또는 위치를 수정함으로써 다양해질 수 있다. 추가로, 솔레노이드 밸브(340)는 고압 솔레노이드 밸브(high-pressure solenoid valve)일 수 있으며, 상기 고압 솔레노이드 밸브는 몇몇 다른 요소들이 시스템으로부터 제거되도록 할 수 있다. 그러므로, 첨부한 청구항들 및 이와 균등한 내용의 범주 내에서부터 제공된, 본 발명의 모든 수정안 및 변형안에 대해서도, 본 발명의 범위가 미친다는 것을 강조하고자 한다.

Claims (4)

  1. 엔진 로커 암, 유압 통로, 그리고 체크 밸브 조립체 및 상기 체크 밸브 조립체와 상기 유압 통로 사이에 배열된 제어 핀 조립체를 구비하는 제어 밸브를 갖는 내연 기관 내에서, 주 이벤트 밸브 구동을 제공하기 위한 제 1 작동 모드 및 로스트 모션 서브시스템에 전달된 운동을 사용하는 보조 이벤트 밸브 구동을 제공하기 위한 제 2 작동 모드 동안 엔진 밸브를 구동하기 위한 방법으로서, 상기 방법은:
    상기 로스트 모션 서브시스템에 유압을 공급하는 단계;
    상기 제 1 작동 모드 동안, 상기 로스트 모션 서브시스템에 전달된 운동의 일부를 선택적으로 상실시키기 위하여, 상기 로스트 모션 서브시스템에 인가된 유압의 적어도 일부를 선택적으로 흡수하는 단계 ; 및
    상기 제 2 작동 모드 동안, 저압의 유압 유체를 상기 제어 밸브에 제공하며, 상기 로스트 모션 서브시스템 내에서 유압적인 잠금을 통하여 상기 로커 암에 운동을 전달하며, 그리고 상기 로스트 모션 서브시스템의 길이를 선택적으로 리셋하는 단계를 포함하는, 엔진 밸브를 구동하기 위한 방법.
  2. 주 이벤트 밸브 구동을 제공하기 위한 제 1 작동 모드와 보조 이벤트 밸브 구동을 제공하기 위한 제 2 작동 모드 사이에서 스위칭되는 하나 또는 그보다 많은 엔진 밸브를 구동하기 위한 시스템에 있어서, 상기 시스템은
    내부 보어를 갖는 하우징;
    상기 보어 안에 미끄럼 가능하게 배열된 피스톤 조립체로서, 마스터 피스톤 및 슬레이브 피스톤을 포함하며 상기 엔진 밸브에 작용할 수 있게 연결되는 피스톤 조립체;
    상기 피스톤 조립체로 운동을 전달하기 위한 수단;
    상기 피스톤 조립체로의 유압 유체 공급을 제어하기 위한 제어 밸브; 및
    상기 제어 밸브에 저압 유압 유체를 제공하고, 상기 제 2 작동 모드를 가능하게 하기 위해 상기 제어 밸브에 연결된 유압 통로를 포함하며,
    상기 제어 밸브는:
    체크 밸브 조립체; 및
    상기 체크 밸브 조립체와 상기 유압 통로 사이에 배열된 제어 핀 조립체를 포함하는, 엔진 밸브 구동 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제 2 작동 모드 동안 유압 유체를 상기 피스톤 조립체로부터 릴리스하기 위한 수단을 더 포함하는, 엔진 밸브 구동 시스템.
  4. 제2항에 있어서, 상기 유압 통로에 연결된, 솔레노이드로 구동되는 유압 유체 밸브를 더 포함하는, 엔진 밸브 구동 시스템.
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Families Citing this family (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8820276B2 (en) 1997-12-11 2014-09-02 Jacobs Vehicle Systems, Inc. Variable lost motion valve actuator and method
US6904892B1 (en) * 2003-12-18 2005-06-14 Caterpillar Inc Compression release brake system
JP5036321B2 (ja) * 2004-02-17 2012-09-26 ジェイコブス ビークル システムズ、インコーポレイテッド マルチ・リフト・バルブの作動のためのシステム及び方法
CN101076655B (zh) * 2004-10-14 2010-06-30 雅各布斯车辆系统公司 用于内燃机中可变气门致动的系统和方法
WO2006110710A2 (en) * 2005-04-11 2006-10-19 Jacobs Vehicle Systems, Inc. Valve actuation system with valve seating control
US7555999B2 (en) * 2005-10-24 2009-07-07 Eaton Corporation Cold temperature operation for added motion valve system
DE102006002145A1 (de) * 2006-01-17 2007-07-19 Daimlerchrysler Ag Gaswechselventilbetätigungsvorrichtung
US8528508B2 (en) * 2007-03-16 2013-09-10 Jacobs Vehicle Systems, Inc. Individual rocker shaft and pedestal mounted engine brake
US8726863B2 (en) 2007-03-16 2014-05-20 Jacobs Vehicle Systems, Inc. Rocker shaft pedestal incorporating an engine valve actuation system or engine brake
DE102007019236B4 (de) * 2007-04-24 2022-06-09 Daimler Truck AG Motorbremse
CN101743384B (zh) * 2007-06-01 2012-09-05 雅各布斯车辆系统公司 可变气门驱动系统
BRPI0917208B1 (pt) * 2008-07-31 2020-10-20 Jacobs Vehicle Systems, Inc sistema de atuação de válvula de movimento perdido
DE102009035404A1 (de) 2009-07-30 2011-02-03 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Verbrennungsmotor mit elektrohydraulisch hubvariabler Ventilbetätigung
BR112012014229B1 (pt) 2009-12-16 2019-11-05 Volvo Lastvagnar Ab mecanismo de válvula para um motor de combustão interna
CN107859565B (zh) 2010-07-27 2021-01-05 雅各布斯车辆系统公司 组合发动机制动和正功率发动机空动阀致动系统
US9790824B2 (en) 2010-07-27 2017-10-17 Jacobs Vehicle Systems, Inc. Lost motion valve actuation systems with locking elements including wedge locking elements
DE102010054712B4 (de) 2010-12-16 2023-06-07 Zf Cv Systems Hannover Gmbh Druckluftversorgungsanlage und pneumatisches System
CA2825771A1 (en) 2011-01-27 2012-08-02 Scuderi Group, Inc. Lost-motion variable valve actuation system with valve deactivation
WO2012103401A2 (en) 2011-01-27 2012-08-02 Scuderi Group, Llc Lost-motion variable valve actuation system with cam phaser
EP2864600B1 (en) 2012-01-06 2018-08-08 Scuderi Group, Inc. Lost-motion variable valve actuation system
US9016249B2 (en) 2012-09-24 2015-04-28 Jacobs Vehicle Systems, Inc. Integrated lost motion rocker brake with automatic reset
FI20135003L (fi) * 2013-01-03 2014-07-04 Waertsilae Finland Oy Pakoventtiilijärjestely ja menetelmä pakoventtiilin sulkeutumisen kontrolloimiseksi
CN103925037B (zh) * 2013-01-14 2016-09-14 浙江师范大学 一种可调液压挺柱
US9297295B2 (en) 2013-03-15 2016-03-29 Scuderi Group, Inc. Split-cycle engines with direct injection
WO2015077762A1 (en) 2013-11-25 2015-05-28 Pacbrake Company Compression-release engine brake system for lost motion rocker arm assembly and method of operation thereof
US9752471B2 (en) 2013-11-25 2017-09-05 Pacbrake Company Compression-release engine brake system for lost motion rocker arm assembly and method of operation thereof
JP6469850B2 (ja) 2014-09-18 2019-02-13 イートン ソチエタ・レスポンサビリタ・リミタータEaton SRL エンジン制動用のロッカアームアセンブリ
GB2536927B (en) * 2015-03-31 2020-08-26 Eaton Intelligent Power Ltd Self-retracting hydraulic engine brake system
EP3298251B1 (en) 2015-05-18 2020-01-01 Eaton Intelligent Power Limited Rocker arm having oil release valve that operates as an accumulator
WO2017105458A1 (en) * 2015-12-17 2017-06-22 Cummins Inc. Compression brake for internal combustion engine
CN106321178B (zh) * 2016-08-29 2019-12-13 新奥(中国)燃气投资有限公司 一种发动机的推杆和发动机及气门间隙的自动调节方法
EP3523527B2 (en) * 2016-10-06 2023-11-29 Volvo Truck Corporation Method for controlling a braking torque of the engine
WO2019060131A1 (en) * 2017-09-22 2019-03-28 Cummins Inc. SWIVEL PUSHER OR ROLLER LINGUET FOR COMPRESSION RELEASE BRAKES
EP3850196A4 (en) * 2018-09-10 2023-01-04 Jacobs Vehicle Systems, Inc. VARIABLE IDLE VALVE ACTUATION SYSTEMS AND METHODS
JP7250144B2 (ja) 2019-01-15 2023-03-31 ジェイコブス ビークル システムズ、インコーポレイテッド ロストモーションを選択的にリセットするエンジンバルブ機構部品
CN110541761B (zh) * 2019-09-30 2024-04-05 江苏卓联精密机械有限公司 快速充油的发动机制动液压控制装置
CN117441056A (zh) * 2021-06-11 2024-01-23 伊顿智能动力有限公司 用于气门机构组件的液压膜盒
US20230212965A1 (en) * 2022-01-05 2023-07-06 Deere & Company Engine braking system

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03142555A (ja) * 1989-10-27 1991-06-18 Nec Software Kansai Ltd 端末利用状況情報管理方式
KR20000068287A (ko) * 1996-08-22 2000-11-25 디이젤 엔진 리타더스, 인코포레이티드 기관 밸브용 제어 시스템 및 방법

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3809033A (en) * 1972-07-11 1974-05-07 Jacobs Mfg Co Rocker arm engine brake system
DE3929072A1 (de) * 1989-09-01 1991-03-07 Bosch Gmbh Robert Ventilsteuervorrichtung mit magnetventil fuer brennkraftmaschinen
DE3939066A1 (de) * 1989-11-25 1991-05-29 Bosch Gmbh Robert Elektrohydraulische ventilsteuervorrichtung fuer brennkraftmaschinen
JP4129489B2 (ja) 1995-08-08 2008-08-06 ジェイコブス ビークル システムズ、インコーポレイテッド カムと電子液圧エンジンバルブとの組み合わせ制御を有する内燃機関
US5626116A (en) * 1995-11-28 1997-05-06 Cummins Engine Company, Inc. Dedicated rocker lever and cam assembly for a compression braking system
US5996550A (en) * 1997-07-14 1999-12-07 Diesel Engine Retarders, Inc. Applied lost motion for optimization of fixed timed engine brake system
EP1036257A1 (en) * 1997-11-04 2000-09-20 Diesel Engine Retarders, Inc. Lost motion full authority valve actuation system
US6000374A (en) * 1997-12-23 1999-12-14 Diesel Engine Retarders, Inc. Multi-cycle, engine braking with positive power valve actuation control system and process for using the same
US5975251A (en) * 1998-04-01 1999-11-02 Diesel Engine Retarders, Inc. Rocker brake assembly with hydraulic lock
US6253730B1 (en) * 2000-01-14 2001-07-03 Cummins Engine Company, Inc. Engine compression braking system with integral rocker lever and reset valve

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03142555A (ja) * 1989-10-27 1991-06-18 Nec Software Kansai Ltd 端末利用状況情報管理方式
KR20000068287A (ko) * 1996-08-22 2000-11-25 디이젤 엔진 리타더스, 인코포레이티드 기관 밸브용 제어 시스템 및 방법

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