KR101163702B1 - Electro-hydraulic valve train - Google Patents
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Abstract
본 발명은 엔진의 작동 상태에 따라 밸브 리프트 및 밸브 개폐 타이밍을 변화시킬 수 있는 전기-유압 밸브 트레인에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 전기-유압 밸브 트레인은 하단에 밸브 헤드가 형성되어 있고, 중간부에 그 직경이 다른 부분의 직경보다 큰 대경 스템이 형성된 밸브 스템; 캠축의 캠과 접촉하는 롤러를 포함하며, 일단은 상기 밸브 스템이 연결되어 있되, 상기 캠의 회전에 따라 타단을 기준으로 선회 운동을 하며 상기 밸브 스템을 상하 왕복 운동시키는 스윙암; 상기 밸브 스템을 감싸고 있으며, 상기 밸브 스템이 상측으로 움직일 때 브레이크 작동을 하는 제1브레이크 유닛; 그리고 상기 스윙암의 타단에 장착되어 있고, 상기 스윙암의 타단을 선택적으로 상하로 움직이며, 상기 스윙암의 타단이 하측으로 움직일 때 브레이크 작동을 하는 제2브레이크 유닛;을 포함할 수 있다.The present invention relates to an electro-hydraulic valve train capable of changing the valve lift and valve opening and closing timing in accordance with the operating state of the engine.
An electro-hydraulic valve train according to an embodiment of the present invention includes a valve stem having a valve head formed at a lower end thereof, and having a large diameter stem formed at a middle portion thereof larger than a diameter of another portion; And a roller in contact with a cam of a camshaft, one end of which is connected to the valve stem, the swing arm pivoting about the other end according to the rotation of the cam and reciprocating the valve stem up and down; A first brake unit surrounding the valve stem and configured to brake when the valve stem moves upward; And a second brake unit mounted on the other end of the swing arm, selectively moving the other end of the swing arm up and down, and configured to brake when the other end of the swing arm moves downward.
Description
본 발명은 전기-유압 밸브 트레인에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 엔진의 작동 상태에 따라 밸브 리프트 및 밸브 개폐 타이밍을 변화시킬 수 있는 전기-유압 밸브 트레인에 관한 것이다.The present invention relates to an electro-hydraulic valve train, and more particularly, to an electro-hydraulic valve train capable of changing the valve lift and valve opening and closing timing according to the operating state of the engine.
내연기관(internal combustion engine)은 연소실(combustion chamber)에 연료와 공기를 받아들여 이를 연소함으로써 동력을 형성한다. 공기를 흡입할 때에는 캠축(camshaft)의 구동에 의해 흡기밸브(intake valves)를 작동시키고, 흡기밸브가 열려있는 동안 공기가 연소실에 흡입되게 된다. 또한, 캠축의 구동에 의해 배기밸브(exhaust valve)를 작동시키고 배기밸브가 열려있는 동안 공기가 연소실에서 배출되게 된다. An internal combustion engine generates fuel by receiving fuel and air in a combustion chamber and burning it. When inhaling air, intake valves are operated by driving a camshaft, and air is sucked into the combustion chamber while the intake valve is open. In addition, the exhaust valve is operated by the camshaft and air is discharged from the combustion chamber while the exhaust valve is open.
그런데, 최적의 흡기밸브/배기밸브 동작은 엔진의 회전속도에 따라 달라진다. 즉, 엔진의 회전속도에 따라 적절한 리프트(lift) 또는 밸브 오프닝/클로징 타임이 달라지게 된다. 이와 같이 엔진의 회전속도에 따라 적절한 밸브 동작을 구현하기 위하여, 밸브를 구동시키는 캠의 형상을 복수개로 설계하거나, 밸브가 엔진회전수에 따라 다른 리프트(lift)로 동작하도록 구현하는 가변 밸브 리프트(variable valve lift; VVL) 장치가 연구되고 있다. However, the optimum intake valve / exhaust valve operation depends on the rotational speed of the engine. That is, an appropriate lift or valve opening / closing time varies depending on the rotational speed of the engine. In order to implement a proper valve operation according to the rotational speed of the engine, a variable valve lift for designing a plurality of cams for driving the valve, or to operate the valve in accordance with the engine rotational speed different lift (lift) ( Variable valve lift (VVL) devices are being studied.
한편, 종래에 유압을 이용하여 밸브 닫힘 시기를 조절하는 EHV(electro hydraulic valve train)에 대한 연구가 계속되고 있다.On the other hand, the research on the electro-hydraulic valve train (EHV) that controls the closing timing of the valve by using a hydraulic pressure continues.
이러한 EHV는 유압의 해소 타이밍을 조절하여 밸브 열림/닫힘 시기를 조절할 수 있는 장점이 있으나, 밸브의 리프트를 조절하기 위해서는 별도의 장치가 필요한 단점이 있었다. The EHV has the advantage of controlling the valve opening / closing timing by adjusting the release timing of the hydraulic pressure, but there is a disadvantage that a separate device is required to adjust the lift of the valve.
또한, 종래의 EHV는 캠축의 구동에 의하여 오일 펌프가 유압을 형성하였고, 이 유압을 EHV에 공급하기 위하여 밸브의 상측에 EHV, 오일 펌프, 그리고 유압 라인을 구비하였다. 따라서, 스윙암을 사용하는 기존의 엔진에 종래의 EHV를 적용하기 위하여는 엔진의 구조를 변경하여야 하는 문제점이 있었다.In addition, in the conventional EHV, the oil pump generates hydraulic pressure by driving the camshaft, and in order to supply the hydraulic pressure to the EHV, an EHV, an oil pump, and a hydraulic line are provided on the upper side of the valve. Therefore, in order to apply the conventional EHV to an existing engine using a swing arm, there is a problem in that the structure of the engine must be changed.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 밸브부와 피벗부에 각각 브레이크 유닛을 장착함으로써 엔진의 구조를 거의 변경하지 않고서도 적용 가능한 전기-유압 밸브 트레인을 제공하는 것이다.Accordingly, the present invention has been made to solve the problems described above, and provides an electro-hydraulic valve train that can be applied with little change in the structure of the engine by attaching brake units to the valve portion and the pivot portion, respectively. .
본 발명의 다른 목적은 스윙암의 피벗부의 위치를 변화시킴으로써 밸브 리프트를 변화시킬 수 있는 전기-유압 밸브 트레인을 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide an electro-hydraulic valve train which can change the valve lift by changing the position of the pivot of the swingarm.
본 발명의 실시예에 따른 전기-유압 밸브 트레인은 하단에 밸브 헤드가 형성되어 있고, 중간부에 그 직경이 다른 부분의 직경보다 큰 대경 스템이 형성된 밸브 스템; 캠축의 캠과 접촉하는 롤러를 포함하며, 일단은 상기 밸브 스템이 연결되어 있되, 상기 캠의 회전에 따라 타단을 기준으로 선회 운동을 하며 상기 밸브 스템을 상하 왕복 운동시키는 스윙암; 상기 밸브 스템을 감싸고 있으며, 상기 밸브 스템이 상측으로 움직일 때 브레이크 작동을 하는 제1브레이크 유닛; 그리고 상기 스윙암의 타단에 장착되어 있고, 상기 스윙암의 타단을 선택적으로 상하로 움직이며, 상기 스윙암의 타단이 하측으로 움직일 때 브레이크 작동을 하는 제2브레이크 유닛;을 포함할 수 있다. An electro-hydraulic valve train according to an embodiment of the present invention includes a valve stem having a valve head formed at a lower end thereof, and having a large diameter stem formed at a middle portion thereof larger than a diameter of another portion; And a roller in contact with a cam of a camshaft, one end of which is connected to the valve stem, the swing arm pivoting about the other end according to the rotation of the cam and reciprocating the valve stem up and down; A first brake unit surrounding the valve stem and configured to brake when the valve stem moves upward; And a second brake unit mounted on the other end of the swing arm, selectively moving the other end of the swing arm up and down, and configured to brake when the other end of the swing arm moves downward.
상기 제1브레이크 유닛은 중공 형상이며, 상기 대경 스템이 위치하는 제1내경부와, 상기 제1내경부의 상측에 형성되며 상기 밸브 스템의 상측 부분이 위치하는 제2내경부가 구비된 제1하우징; 상기 대경 스템의 상단과 상기 제1내경부의 상단부 사이에 형성되는 제1브레이크 챔버; 그리고 상기 제1브레이크 챔버에 연결되어 유압을 공급하며, 상기 대경 스템에 의하여 선택적으로 닫히는 제1공급 라인;을 포함할 수 있다. The first brake unit is hollow and has a first housing having a first inner diameter portion at which the large diameter stem is located and a second inner diameter portion formed at an upper side of the first inner diameter portion and positioned at an upper portion of the valve stem. ; A first brake chamber formed between an upper end of the large diameter stem and an upper end of the first inner diameter part; And a first supply line connected to the first brake chamber to supply hydraulic pressure and selectively closed by the large diameter stem.
상기 제1브레이크 챔버에 공급된 유압은, 상기 밸브 스템이 상측으로 움직일 때, 상기 밸브 스템의 상측 움직임을 저지하며 상기 대경 스템과 상기 제1내경부 사이를 통해 제1브레이크 챔버에서 유출될 수 있다. The hydraulic pressure supplied to the first brake chamber may prevent the upward movement of the valve stem when the valve stem moves upward, and may flow out of the first brake chamber through the large diameter stem and the first inner diameter portion. .
상기 제1내경부의 하부에는 스템 씰이 장착되어 있으며, 상기 스템 씰은 상기 대경 스템의 외주면에 밀착될 수 있다. A stem seal is mounted below the first inner diameter part, and the stem seal may be in close contact with an outer circumferential surface of the large diameter stem.
제2브레이크 유닛은 중공 형상이며, 제3내경부와 상기 제3내경부의 하측에 형성되어 있으며 상기 제3내경부보다 작은 직경을 가진 제4내경부를 포함하는 제2하우징; 상기 스윙암의 타단에 결합되어 있고, 상기 제3내경부에 움직일 수 있도록 삽입되는 마스터 피스톤; 상기 마스터 실린더의 하부에 이격되어 배치되며, 상기 제3내경부에 움직일 수 있도록 삽입되는 상단부와, 상기 상단부의 하단에 일체로 연결되어 있으며 상기 제4내경부에 움직일 수 있도록 삽입되는 중단부를 포함하는 슬레이브 피스톤; 상기 마스터 피스톤, 상기 슬레이브 피스톤, 그리고 상기 제3내경부에 의하여 형성되는 피스톤 챔버; 상기 슬레이브 피스톤의 상단부의 하단과 상기 제3내경부의 하단부 사이에 형성되는 제2브레이크 챔버; 상기 피스톤 챔버에 유압을 공급하는 제2공급 라인; 그리고 상기 제2브레이크 챔버에 연결되어 유압을 공급하며, 상기 슬레이브 피스톤의 상단부에 의하여 선택적으로 닫히는 제3공급 라인;을 포함할 수 있다. A second housing having a hollow shape and formed under the third inner diameter portion and the third inner diameter portion and including a fourth inner diameter portion having a diameter smaller than that of the third inner diameter portion; A master piston coupled to the other end of the swing arm and inserted into the third inner diameter to move; A top end spaced apart from the lower end of the master cylinder and inserted into the third inner diameter part to be movable; and a stop part integrally connected to the lower end of the upper end part and inserted to move to the fourth inner diameter part; Slave piston; A piston chamber formed by the master piston, the slave piston, and the third inner diameter portion; A second brake chamber formed between a lower end of the upper end of the slave piston and a lower end of the third inner diameter part; A second supply line supplying hydraulic pressure to the piston chamber; And a third supply line connected to the second brake chamber to supply hydraulic pressure and selectively closed by an upper end of the slave piston.
상기 제2브레이크 유닛은 상기 피스톤 챔버에 배치되어 상기 마스터 피스톤을 항시 상기 스윙암을 향하여 미는 탄성력을 제공하는 제1스프링을 더 포함할 수 있다. The second brake unit may further include a first spring disposed in the piston chamber to provide an elastic force that always pushes the master piston toward the swing arm.
상기 제2브레이크 유닛은 상기 제3내경부에 고정되어 상기 제1스프링을 지지하고 상기 슬레이브 피스톤의 상측 움직임을 제한하는 스토퍼를 더 포함할 수 있다.The second brake unit may further include a stopper fixed to the third inner diameter part to support the first spring and limit an upward movement of the slave piston.
상기 제2브레이크 유닛은 상기 슬레이브 피스톤의 중단부의 외주면과 하단면을 연결하며 상기 제2브레이크 챔버에 연결되어 제2브레이크 챔버의 유압을 유출시키는 연결라인을 더 포함할 수 있다. The second brake unit may further include a connection line connecting the outer circumferential surface and the lower surface of the stop portion of the slave piston and connected to the second brake chamber to discharge the hydraulic pressure of the second brake chamber.
상기 제2하우징과 상기 슬레이브 피스톤의 하단면 사이에는 상기 슬레이브 피스톤을 항시 상기 마스터 피스톤을 향하여 미는 탄성력을 제공하는 제2스프링이 개재되어 있을 수 있다. A second spring may be interposed between the second housing and the lower surface of the slave piston to provide an elastic force that always pushes the slave piston toward the master piston.
상기 제2브레이크 유닛은 상기 마스터 실린더를 상기 제2하우징에 선택적으로 고정하는 랫칭 피스톤을 더 포함할 수 있다. The second brake unit may further include a latching piston for selectively fixing the master cylinder to the second housing.
상기 랫칭 피스톤은 상기 마스터 실린더 내부에서 횡방향으로 움직일 수 있도록 장착되어 있으며, 상기 제3내경부에는 상기 랫칭 피스톤이 선택적으로 삽입되는 랫칭 홈이 형성되어 있을 수 있다. The latching piston may be mounted to move in the transverse direction within the master cylinder, and a latching groove into which the latching piston is selectively inserted may be formed in the third inner diameter part.
상기 랫칭 홈은 상기 랫칭 피스톤에 유압을 공급하는 제4공급 라인에 연결되어 있으며, 상기 마스터 실린더 내부에는 상기 유압에 대항하는 탄성력을 상기 랫칭 피스톤에 제공하는 랫칭 스프링이 장착되어 있을 수 있다. The latching groove may be connected to a fourth supply line for supplying hydraulic pressure to the latching piston, and a latching spring may be mounted inside the master cylinder to provide the latching piston with an elastic force against the hydraulic pressure.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 밸브 트레인의 밸브부와 피벗부에 각각 브레이크 유닛을 장착함으로써 밸브 열림/닫힘 시기를 조절할 수 있다. 또한, 스윙암 타입의 밸브 트레인이 장착되는 기존의 엔진 구조를 거의 변경하지 않고도, 전기-유압 밸브 트레인을 장착할 수 있다. According to the present invention as described above, the valve opening / closing timing can be adjusted by mounting the brake unit to the valve portion and the pivot portion of the valve train, respectively. It is also possible to mount an electro-hydraulic valve train with little modification to the existing engine structure in which the swing arm type valve train is mounted.
더 나아가, 스윙암의 피벗부에 장착된 브레이크 유닛이 피벗부의 위치를 변화시킴으로써 밸브 리프트를 변화시킬 수 있다. Furthermore, the brake unit mounted on the pivot portion of the swing arm can change the valve lift by changing the position of the pivot portion.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기-유압 밸브 트레인의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전기-유압 밸브 트레인을 구성하는 제1브레이크 유닛의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전기-유압 밸브 트레인을 구성하는 제2브레이크 유닛의 일부 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전기-유압 밸브 트레인의 밸브가 완전히 열렸을 때를 도시한 개략도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전기-유압 밸브 트레인에서 제1브레이크 유닛의 작동을 설명하기 위한 개략도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 전기-유압 밸브 트레인에서 제2브레이크 유닛의 작동을 설명하기 위한 개략도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기-유압 밸브 트레인의 단면도이다. 1 is a cross-sectional view of an electro-hydraulic valve train according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view of the first brake unit constituting the electro-hydraulic valve train according to the embodiment of the present invention.
3 is a partial cross-sectional view of the second brake unit constituting the electro-hydraulic valve train according to an embodiment of the present invention.
4 is a schematic diagram showing when the valve of the electro-hydraulic valve train according to the embodiment of the present invention is fully opened.
5 is a schematic view for explaining the operation of the first brake unit in the electro-hydraulic valve train according to an embodiment of the present invention.
6 is a schematic view for explaining the operation of the second brake unit in the electro-hydraulic valve train according to an embodiment of the present invention.
7 is a cross-sectional view of an electro-hydraulic valve train according to another embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 전기-유압 밸브 트레인(1)은 스윙암 타입의 엔진에 적용된다. 즉, 실린더 헤드(3)의 상부에 스윙암(10)이 구비되어 있으며, 상기 스윙암(10)의 상부에는 캠축(2)이 구비되어 있다. 또한, 상기 스윙암(10)의 일단에는 밸브 스템(20)이 연결되어 있으며, 스윙암(10)의 상부에는 상기 캠축(2)의 캠(4)에 접촉하는 롤러(7)가 롤러 축(5)을 통하여 회전 가능하게 연결되어 있다. 따라서, 상기 캠축(2)이 회전하게 되면, 상기 캠(4)에 접촉하는 롤러(7)에 의하여 상기 스윙암(10)은 그 타단을 기준으로 선회 운동을 하게 된다. 이에 따라, 상기 밸브 스템(20)은 상하로 움직이며 흡기구 또는 배기구를 열거나 닫게 된다. 또한, 상기 스윙암(10)의 일단 하부에는 스프링 시트(12)가 배치되어 상기 스윙암(10)의 일단이 아래로 움직이면 상기 스프링 시트(12)를 밀도록 되어 있으며, 상기 스프링 시트(12)와 상기 실린더 헤드(3) 사이에는 밸브 스프링(14)이 개재되어 있다. 따라서, 밸브 스템(20)의 하측 움직임은 상기 캠(4)에 의하여 발생되고, 밸브 스템(20)의 상측 움직임은 상기 밸브 스프링(14)에 의하여 발생한다.As shown in FIG. 1, an electro-
상기 전기-유압 밸브 트레인(1)은 상기 밸브 스템(20), 제1브레이크 유닛(40), 그리고 제2브레이크 유닛(50)을 포함한다.The electro-
밸브 스템(20)의 상단은 스윙암(10)의 일단에 회전 가능하게 연결되어 있으며, 밸브 스템(20)의 하단에는 흡기구 또는 배기구를 막는 밸브 헤드(22)가 형성되어 있다. 밸브 스템(20)의 중간부에는 대경 스템(24)이 형성되어 있는데, 대경 스템(24)의 직경은 밸브 스템(20)의 다른 부분의 직경보다 크다.An upper end of the
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 제1브레이크 유닛(40)은 상기 밸브 스템(20)을 감싸고 있으며, 상기 밸브 스템(20)이 상측으로 움직일 때(즉, 밸브가 닫힐 때) 브레이크 작동을 한다. 이러한 목적을 위하여, 상기 제1브레이크 유닛(40)은 제1하우징(46), 제1브레이크 챔버(44), 그리고 제1공급 라인(42)을 포함한다.As shown in FIGS. 1 and 2, the
제1하우징(46)은 중공의 원통 형상이다. 제1하우징(46)은 상기 실린더 헤드(3)의 상단에 장착되어 있거나, 상기 실린더 헤드(3)와 일체로 형성될 수 있다. 상기 제1하우징(46)의 내면은 그 하측에 구비된 제1내경부(48)와 상기 제1내경부(48)의 상측에 구비된 제2내경부(45)를 포함한다. 상기 제1내경부(48)의 직경은 상기 제2내경부(45)의 직경보다 크며, 상기 제1내경부(48)에는 상기 대경 스템(24)이 위치하고, 상기 제2내경부(45)에는 상기 밸브 스템(20)의 상부가 위치한다. 따라서, 제1내경부(48)의 직경은 상기 대경 스템(24)의 직경과 거의 동일하고 상기 제2내경부(45)의 직경은 상기 밸브 스템(20)의 다른 부분(대경 스템(24)을 제외한 부분)의 직경과 거의 동일하다. 또한, 상기 제1내경부(48)의 하부에는 스템 씰(32)이 장착되어 있다. 상기 스템 씰(32)은 상기 대경 스템(24)의 외주면에 밀착되어 제1브레이크 챔버(44)에 공급되었던 오일이 흡기구 또는 배기구를 통하여 연소실에 유입되는 것을 방지한다. The
제1브레이크 챔버(44)는 상기 대경 스템(24)의 상단과 상기 제1내경부(48)의 상단부(즉, 상기 제1내경부(48)와 상기 제2내경부(45) 사이의 단차진 면) 사이에 형성된다. 따라서, 상기 제1브레이크 챔버(44)의 체적은 밸브 스템(20)(특히, 대경 스템(24))의 움직임에 따라 변화하게 된다.The
제1공급 라인(42)은 상기 제1하우징(46)의 내부에 형성되어 있으며, 상기 제1브레이크 챔버(44)에 선택적으로 연결된다. 상기 제1공급 라인(42)은 오일 펌프 또는 오일 컨트롤 밸브 등에 연결되어 있어 유압을 공급받으며, 이 공급 받은 유압을 선택적으로 상기 제1브레이크 챔버(44)에 공급한다. 보다 구체적으로, 밸브 헤드(22)가 흡기구 또는 배기구를 연 상태에서는, 상기 제1공급 라인(42)은 상기 제1브레이크 챔버(44)에 연결되어 유압을 공급한다. 이 상태에서 밸브 스템(20)이 상측으로 움직이면, 상기 대경 밸브(24)가 상기 제1공급 라인(42)을 닫게 되고 제1브레이크 챔버(44)에 남아 있는 오일은 밸브 스템(20)의 상측 움직임을 저지하게 된다. 이 상태에서 밸브 스템(20)이 더 상측으로 움직이면 제1브레이크 챔버(44)에 남아 있는 오일은 대경 스템(20)과 제1내경부(48) 사이의 틈을 통해 제1브레이크 챔버(44) 밖으로 유출되게 되고, 이 오일은 제1공급 라인(42) 또는 제1내경부(48)에 형성된 별도의 배출 라인을 통하여 오일 저장소로 이동하게 된다. The
도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 제2브레이크 유닛(50)은 상기 스윙암(10)의 타단에 장착되어 있고, 상기 스윙암(10)의 타단을 상하로 움직이며, 상기 스윙암(10)의 타단이 하측으로 움직일 때 브레이크 작동을 한다. 상기 제2브레이크 유닛(50)은 제2하우징(51), 마스터 피스톤(52), 슬레이브 피스톤(72), 피스톤 챔버(94), 제2브레이크 챔버(80), 스토퍼(70), 제1,2스프링(66, 74), 제2,3공급 라인(68, 76), 그리고 배출 라인(78)을 포함한다.1 and 3, the
상기 제2하우징(51)은 중공의 원통 형상이다. 상기 제2하우징(51)은 실린더 헤드(3)의 상단에 장착되거나 상기 실린더 헤드(3)와 일체로 형성될 수 있다. 상기 제2하우징(51)의 내면은 그 상측에 구비된 제3내경부(55)와, 상기 제3내경부(55)의 하측에 구비된 제4내경부(57)를 포함한다. 상기 제3내경부(55)의 직경은 상기 제4내경부(57)의 직경보다 크다.The
상기 마스터 피스톤(52)은 그 상단이 상기 스윙암(10)의 타단에 회전 가능하게 연결되어 있으며, 그 하단은 상기 제3내경부(55)에 이동 가능하도록 삽입되어 있다. 또한, 상기 마스터 피스톤(52)은 상기 제3내경부(55)에 선택적으로 고정될 수 있다. 이러한 목적을 위하여, 상기 마스터 피스톤(52)의 내부에는 횡방향으로 랫칭 실린더(54)가 형성되어 있으며, 이 랫칭 실린더(54)에는 랫칭 피스톤(58a, 58b)이 이동 가능하도록 삽입되어 있다. 또한, 상기 랫칭 실린더(54)의 중간부에는 격벽(56)이 형성되어 있으며, 상기 격벽(56)과 상기 랫칭 피스톤(58a 58b) 사이에는 상기 랫칭 피스톤(58a 58b)을 제3내경부(55)를 향하여 항시 밀어주는 랫칭 스프링(60a, 60b)이 개재되어 있다. 또한, 상기 제3내경부(55)에는 상기 랫칭 피스톤(58a, 58b)이 선택적으로 삽입되는 랫칭 홈(64)이 형성되어 있으며, 상기 랫칭 홈(64)은 상기 랫칭 스프링(60a, 60b)의 탄성력에 대항하는 유압을 상기 랫칭 피스톤(58a, 58b)에 공급하기 위한 제4공급 라인(62)에 연결되어 있다. 랫칭 스프링(60a, 60b)의 탄성력에 의하여 상기 랫칭 피스톤(58a, 58b)이 상기 랫칭 홈(64)에 삽입되어 있으면, 상기 마스터 피스톤(52)은 상기 제3내경부(55)에 고정되게 된다. 이 상태에서, 오일 펌프 또는 오일 컨트롤 밸브에서 상기 제4공급 라인(62)으로 유압이 공급되면, 이 유압은 상기 랫칭 피스톤(58a, 58b)을 상기 마스터 피스톤(52)의 내부로 밀게 되고, 이에 따라 상기 마스터 피스톤(52)은 상기 제3내경부(55)로부터 해방되어 상하로 움직일 수 있게 된다.The upper end of the
상기 슬레이브 피스톤(72)은 상기 마스터 피스톤(52)의 하부에 이격되어 배치된다. 상기 슬레이브 피스톤(72)은 상기 제2하우징(51) 내부에서 움직일 수 있도록 되어 있다. 상기 슬레이브 피스톤(72)은 상단부(82)와 이 상단부(82)에 일체로 연결된 중단부(84)를 구비한다. 상기 상단부(82)의 직경은 상기 중단부(84)의 직경보다 크며, 상기 상단부(82)는 상기 제3내경부(55)에 위치하고, 상기 중단부(84)는 상기 제4내경부(57)에 위치한다. 따라서, 상기 상단부(82)의 직경은 제3내경부(55)의 직경과 거의 동일하며, 상기 중단부(84)의 직경은 상기 제4내경부(57)의 직경과 거의 동일하다. 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 슬레이브 피스톤(72)의 내부에는 중단부(84) 외주면과 하단면을 연결하는 연결 라인(86)이 형성되어 있다. The
피스톤 챔버(94)는 상기 마스터 피스톤(52), 상기 슬레이브 피스톤(72), 그리고 상기 제3내경부(55)에 의하여 형성된다. 상기 피스톤 챔버(94)는 제2공급 라인(68)에 연결되어 유압을 공급받는다. 상기 제2공급 라인(68)을 통하여 피스톤 챔버(94)에 공급된 유압은 상기 마스터 피스톤(52)이 하강하는 경우 상기 슬레이브 피스톤(72)에 가해지게 된다. 따라서, 상기 슬레이브 피스톤(72) 역시 하강하게 된다. The
상기 피스톤 챔버(94)의 하부에는 스토퍼(70)가 배치된다. 이 스토퍼(70)는 상기 제3내경부(55)에 고정되어 있으며, 상기 슬레이브 피스톤(72)의 상승 움직임을 제한하게 된다. 상기 스토퍼(70)는 환형으로 형성되어 피스톤 챔버(94)의 유압이 슬레이브 피스톤(72)에 가해질 수 있도록 되어 있다. 또한, 상기 스토퍼(70)와 마스터 피스톤(52)의 하단 사이에는 제1스프링(66)이 개재되어 있다. 상기 제1스프링(66)은 상기 마스터 피스톤(52)에 항시 상측으로 향하는 탄성력을 가한다. A
제2브레이크 챔버(80)는 슬레이브 피스톤의 상단부(82)의 하단과 상기 제3내경부(55)의 하단부(즉, 상기 제3내경부(55)와 상기 제4내경부(57) 사이의 단차진 면) 사이에 형성된다. 상기 제2브레이크 챔버(80)의 체적은 슬레이브 피스톤(72)의 움직임에 따라 달라진다. 즉, 상기 슬레이브 피스톤(72)이 하강하면 제2브레이크 챔버(80)의 체적은 감소하고, 상기 슬레이브 피스톤(72)이 상승하면 제2브레이크 챔버(80)의 체적은 증가한다. 상기 슬레이브 피스톤(72)이 하강하면 제2브레이크 챔버(80) 내의 오일은 상기 연결 라인(86)을 통하여 제2브레이크 챔버(80) 외부로 배출되며 브레이크 작동을 하게 된다. 이러한 목적을 위하여, 상기 연결 라인(86)의 직경은 충분히 작아야 한다. 또한, 상기 제2브레이크 챔버(80)는 제3공급 라인(76)과 선택적으로 연결되어 제3공급 라인(76)으로부터 유압을 선택적으로 공급받는다. 즉, 상기 슬레이브 피스톤(72)이 하강하면 제3공급 라인(76)이 닫히고 슬레이브 피스톤(72)이 상승하면 제3공급 라인(76)이 열리게 된다. The
제2스프링(74)은 상기 슬레이브 피스톤(72)과 제2하우징(51) 사이에 개재되어 피스톤 챔버(94)의 유압에 대항하는 탄성력을 항시 상기 슬레이브 피스톤(72)에 가한다. The
배출 라인(78)은 상기 제2하우징(51)의 하단에 형성되어 있다. 슬레이브 피스톤(72)이 하강하면 제2브레이크 챔버(80) 내의 오일은 슬레이브 피스톤의 중단부(84)와 제4내경부(57) 사이의 틈을 통해 제2브레이크 챔버(80) 외부로 유출되고, 이 오일은 중력에 의하여 제2하우징(51)의 하부로 흘러 간다. 그 후, 상기 오일은 배출 라인(78)을 통하여 오일 저장소로 흘러가게 된다.
The
이하, 도 4 내지 도 6을 참조로, 본 발명의 실시예에 따른 전기-유압 밸브 트레인의 작동을 설명한다. 4 to 6, the operation of the electro-hydraulic valve train according to the embodiment of the present invention will be described.
밸브 헤드(22)가 흡기구 또는 배기구를 완전히 연 상태가 도 4에 도시되어 있다. 이 상태에서, 캠축(2)이 도 5에 도시된 바와 같이 회전하면, 밸브 스템(20)이 상측으로 움직이며 대경 밸브(24)가 제1공급 라인(42)을 닫게 되고 제1브레이크 챔버(44)에 남아 있는 오일은 밸브 스템(20)의 상측 움직임을 저지하게 된다. 이 상태에서 밸브 스템(20)이 상측으로 더 움직이면 제1브레이크 챔버(44)에 남아 있는 오일은 대경 스템(20)과 제1내경부(48) 사이의 틈을 통해 제1브레이크 챔버(44) 외부로 유출되게 된다. 이 때, 밸브가 닫히는 속도가 늦어지며 램프가 형성되게 된다.The state in which the
캠축(2)이 회전할 때 제2브레이크 유닛(50)이 스윙암(10)의 타단부를 지지하지 않는 상태가 도 6에 도시되어 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 제1오일 컨트롤 밸브(100)는 제4공급 라인(62)을 통하여 랫칭 피스톤(58a, 58b)에 유압을 가하게 되면, 랫칭 피스톤(58a, 58b)은 랫칭 홈(64)에서 빠지고 랫칭 실린더(54)에 삽입되게 된다. 따라서, 마스터 피스톤(52)은 상기 제3내경부(55)로부터 해방된다. 6 shows a state in which the
이 상태에서, 제2오일 컨트롤 밸브(110)는 상기 제2공급 라인(68)을 통하여 상기 피스톤 챔버(94)에 오일을 공급한 후 상기 제2공급 라인(68)을 닫는다. In this state, the second
이 상태에서, 캠축(2)이 회전하며 스윙암(10)을 하방향으로 누르면, 마스터 피스톤(52)이 하방향으로 움직이며 피스톤 챔버(94) 내의 오일을 가압하고, 피스톤 챔버(94) 내의 오일은 슬레이브 피스톤(72)에 힘을 가하게 된다. 따라서, 슬레이브 피스톤(72)은 하측으로 움직이며 슬레이브 피스톤의 상단부(82)가 제3공급 라인(76)을 닫게 되고 제2브레이크 챔버(80)에 남아 있는 오일은 슬레이브 피스톤(72)의 하측 움직임을 저지하게 된다. 이 상태에서 슬레이브 피스톤(72)이 하측으로 더 움직이면 제2브레이크 챔버(80)에 남아 있는 오일은 연결 라인(86)을 통하여 제2브레이크 챔버(80) 외부로 유출되게 된다. 이 때, 슬레이브 피스톤(72)의 하강 속도가 늦어지며 램프가 형성되게 된다. 또한, 마스터 피스톤(52)이 하측으로 움직이므로 스윙암(10)의 타단도 하측으로 움직이게 된다. 따라서, 스윙암(10)의 선회 움직임의 기준이 움직이게 되며 밸브 리프트가 변화하게 된다. In this state, when the
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기-유압 밸브 트레인(1)을 도시한 단면도이다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기-유압 밸브 트레인(1)은 본 발명의 실시예에 따른 전기-유압 밸브 트레인(1)과 마스터 피스톤(52)의 구조를 제외하고는 동일하다. 7 is a cross-sectional view of an electro-
본 발명의 다른 실시예에 따른 전기-유압 밸브 트레인(1)에서 마스터 피스톤(52)을 제3내경부(55)에 선택적으로 고정 하는 구조물(랫칭 피스톤, 랫칭 스프링, 랫칭 실린더 등)이 포함되지 않는다. 대신, 상기 마스터 피스톤(52)은 피스톤 챔버(94)에 공급된 유압, 제1,2스프링(66, 74)의 탄성력에 의하여 지지된다. 이 경우, 마스터 피스톤(52)이 제3내경부(55)에 고정되지 않으므로, 캠축(2)의 회전에 따라 상기 마스터 피스톤(52)은 상하로 움직이게 되며 이에 따라 슬레이브 피스톤(72)도 상하로 움직이게 된다.
In the electro-
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, And all changes to the scope that are deemed to be valid.
Claims (12)
캠축의 캠과 접촉하는 롤러를 포함하며, 일단은 상기 밸브 스템이 연결되어 있되, 상기 캠의 회전에 따라 타단을 기준으로 선회 운동을 하며 상기 밸브 스템을 상하 왕복 운동시키는 스윙암;
상기 밸브 스템을 감싸고 있으며, 상기 밸브 스템이 상측으로 움직일 때 브레이크 작동을 하는 제1브레이크 유닛; 그리고
상기 스윙암의 타단에 장착되어 있고, 상기 스윙암의 타단을 선택적으로 상하로 움직이며, 상기 스윙암의 타단이 하측으로 움직일 때 브레이크 작동을 하는 제2브레이크 유닛;
을 포함하는 전기-유압 밸브 트레인.A valve stem having a valve head formed at a lower end thereof, and having a large diameter stem formed at a middle portion thereof having a diameter larger than that of other portions;
And a roller in contact with a cam of a camshaft, one end of which is connected to the valve stem, the swing arm pivoting about the other end according to the rotation of the cam and reciprocating the valve stem up and down;
A first brake unit surrounding the valve stem and configured to brake when the valve stem moves upward; And
A second brake unit mounted to the other end of the swing arm and selectively moving the other end of the swing arm up and down, and configured to brake when the other end of the swing arm moves downward;
Electro-hydraulic valve train comprising a.
상기 제1브레이크 유닛은
중공 형상이며, 상기 대경 스템이 위치하는 제1내경부와, 상기 제1내경부의 상측에 형성되며 상기 밸브 스템의 상측 부분이 위치하는 제2내경부가 구비된 제1하우징;
상기 대경 스템의 상단과 상기 제1내경부의 상단부 사이에 형성되는 제1브레이크 챔버; 그리고
상기 제1브레이크 챔버에 연결되어 유압을 공급하며, 상기 대경 스템에 의하여 선택적으로 닫히는 제1공급 라인;
을 포함하는 전기-유압 밸브 트레인. The method of claim 1,
The first brake unit is
A first housing having a hollow shape and having a first inner diameter portion at which the large diameter stem is located and a second inner diameter portion formed at an upper side of the first inner diameter portion and having an upper portion of the valve stem;
A first brake chamber formed between an upper end of the large diameter stem and an upper end of the first inner diameter part; And
A first supply line connected to the first brake chamber to supply hydraulic pressure and selectively closed by the large diameter stem;
Electro-hydraulic valve train comprising a.
상기 제1브레이크 챔버에 공급된 유압은, 상기 밸브 스템이 상측으로 움직일 때, 상기 밸브 스템의 상측 움직임을 저지하며 상기 대경 스템과 상기 제1내경부 사이를 통해 제1브레이크 챔버에서 유출되는 것을 특징으로 하는 전기-유압 밸브 트레인.The method of claim 2,
The hydraulic pressure supplied to the first brake chamber prevents upward movement of the valve stem when the valve stem moves upward, and flows out of the first brake chamber through the large diameter stem and the first inner diameter part. Electric-hydraulic valve train.
상기 제1내경부의 하부에는 스템 씰이 장착되어 있으며, 상기 스템 씰은 상기 대경 스템의 외주면에 밀착되는 것을 특징으로 하는 전기-유압 밸브 트레인. The method of claim 3,
A stem seal is mounted below the first inner diameter portion, and the stem seal is in close contact with an outer circumferential surface of the large diameter stem.
제2브레이크 유닛은
중공 형상이며, 제3내경부와 상기 제3내경부의 하측에 형성되어 있으며 상기 제3내경부보다 작은 직경을 가진 제4내경부를 포함하는 제2하우징;
상기 스윙암의 타단에 결합되어 있고, 상기 제3내경부에 움직일 수 있도록 삽입되는 마스터 피스톤;
상기 마스터 실린더의 하부에 이격되어 배치되며, 상기 제3내경부에 움직일 수 있도록 삽입되는 상단부와, 상기 상단부의 하단에 일체로 연결되어 있으며 상기 제4내경부에 움직일 수 있도록 삽입되는 중단부를 포함하는 슬레이브 피스톤;
상기 마스터 피스톤, 상기 슬레이브 피스톤, 그리고 상기 제3내경부에 의하여 형성되는 피스톤 챔버;
상기 슬레이브 피스톤의 상단부의 하단과 상기 제3내경부의 하단부 사이에 형성되는 제2브레이크 챔버;
상기 피스톤 챔버에 유압을 공급하는 제2공급 라인; 그리고
상기 제2브레이크 챔버에 연결되어 유압을 공급하며, 상기 슬레이브 피스톤의 상단부에 의하여 선택적으로 닫히는 제3공급 라인;
을 포함하는 전기-유압 밸브 트레인.The method of claim 1,
The second brake unit
A second housing having a hollow shape and formed under the third inner diameter portion and the third inner diameter portion and including a fourth inner diameter portion having a diameter smaller than that of the third inner diameter portion;
A master piston coupled to the other end of the swing arm and inserted into the third inner diameter to move;
A top end spaced apart from the lower end of the master cylinder and inserted into the third inner diameter part to be movable; and a stop part integrally connected to the lower end of the upper end part and inserted to move to the fourth inner diameter part; Slave piston;
A piston chamber formed by the master piston, the slave piston, and the third inner diameter portion;
A second brake chamber formed between a lower end of the upper end of the slave piston and a lower end of the third inner diameter part;
A second supply line supplying hydraulic pressure to the piston chamber; And
A third supply line connected to the second brake chamber to supply hydraulic pressure and selectively closed by an upper end of the slave piston;
Electro-hydraulic valve train comprising a.
상기 제2브레이크 유닛은 상기 피스톤 챔버에 배치되어 상기 마스터 피스톤을 항시 상기 스윙암을 향하여 미는 탄성력을 제공하는 제1스프링을 더 포함하는 전기-유압 밸브 트레인.The method of claim 5,
And the second brake unit further comprises a first spring disposed in the piston chamber to provide an elastic force that always pushes the master piston towards the swing arm.
상기 제2브레이크 유닛은 상기 제3내경부에 고정되어 상기 제1스프링을 지지하고 상기 슬레이브 피스톤의 상측 움직임을 제한하는 스토퍼를 더 포함하는 전기-유압 밸브 트레인.The method of claim 6,
And the second brake unit further includes a stopper fixed to the third inner diameter part to support the first spring and to limit upward movement of the slave piston.
상기 제2브레이크 유닛은 상기 슬레이브 피스톤의 중단부의 외주면과 하단면을 연결하며 상기 제2브레이크 챔버에 연결되어 제2브레이크 챔버의 유압을 유출시키는 연결라인을 더 포함하는 전기-유압 밸브 트레인.The method of claim 5,
The second brake unit further comprises a connection line connecting the outer circumferential surface and the bottom surface of the stop portion of the slave piston and connected to the second brake chamber to discharge the hydraulic pressure of the second brake chamber.
상기 제2하우징과 상기 슬레이브 피스톤의 하단면 사이에는 상기 슬레이브 피스톤을 항시 상기 마스터 피스톤을 향하여 미는 탄성력을 제공하는 제2스프링이 개재되어 있는 것을 특징으로 하는 전기-유압 밸브 트레인.The method of claim 5,
An electro-hydraulic valve train interposed between the second housing and the lower surface of the slave piston to provide an elastic force that always pushes the slave piston toward the master piston.
상기 제2브레이크 유닛은 상기 마스터 실린더를 상기 제2하우징에 선택적으로 고정하는 랫칭 피스톤을 더 포함하는 전기-유압 밸브 트레인.The method according to any one of claims 5 to 9,
The second brake unit further comprises a latching piston for selectively securing the master cylinder to the second housing.
상기 랫칭 피스톤은 상기 마스터 실린더 내부에서 횡방향으로 움직일 수 있도록 장착되어 있으며, 상기 제3내경부에는 상기 랫칭 피스톤이 선택적으로 삽입되는 랫칭 홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전기-유압 밸브 트레인. The method of claim 10,
The latching piston is mounted so as to move in the transverse direction inside the master cylinder, the third inner diameter is an electro-hydraulic valve train, characterized in that the latching groove is formed is selectively inserted into the latching piston.
상기 랫칭 홈은 상기 랫칭 피스톤에 유압을 공급하는 제4공급 라인에 연결되어 있으며, 상기 마스터 실린더 내부에는 상기 유압에 대항하는 탄성력을 상기 랫칭 피스톤에 제공하는 랫칭 스프링이 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 전기-유압 밸브 트레인.
The method of claim 11,
The latching groove is connected to a fourth supply line for supplying the hydraulic pressure to the latching piston, the master cylinder is characterized in that the latching spring is provided with an elastic force against the hydraulic pressure to the latching piston is mounted -Hydraulic valve train.
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