KR101180932B1 - 가변 기통 정시 시스템이 적용된 가솔린 엔진 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 가변 기통 정지 시스템이 적용된 4기통 가솔린 엔진에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 스위칭 태핏을 이용하여 4기통 가솔린 엔진중 2개의 실린더헤드를 가변적으로 정지시킬 수 있는 가변 기통 정지 시스템을 사용하는 4기통 가솔린 엔진에 관한 것이다.
본 발명은 상기 4기통중 2개의 실린더 헤드의 흡기 밸브 및 배기 밸브에 이들의 개폐를 조절하도록 배치된 스위칭 태핏과, 항상 고압인 고압 오일공급 라인과, 상기 스위칭 태핏과 상기 고압 오일공급라인을 연결하는 오일공급회로에 의하여 작동하는 가변기통 정지시스템을 적용한 4기통 가솔린 엔진을 제공한다.
4기통 가솔린 엔진, 가변 기통 정지 시스템(cylinder deactivation system), 태핏(tappet)
Description
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가변 기통 정지 시스템용 오일 공급 회로가 설치된 실린더 헤드의 사시도,
도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ을 따라 취한 단면도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가변 기통 정지 시스템용 오일 공급 회로의 개념도.
본 발명은 가변 기통 정지 시스템이 적용된 가솔린 엔진에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 스위칭 태핏을 이용하여 4기통 가솔린 엔진중 2개의 실린더헤드를 가변적으로 정지시킬 수 있는 가변 기통 정지 시스템을 사용하는 4기통 가솔린 엔진에 관한 것이다.
가변 기통 정지 시스템(cylinder deactivation system)이란 필요하지 않은 실린더를 정지시키는 시스템이다. 이러한 가변 기통 정지 시스템에 의하면 필요하지 않은 실린더를 정지시킴으로써 연비를 향상시킬 수 있다.
이러한 가변 기통 정지 시스템은 운전조건에 따라서 흡기 밸브 및 배기 밸브의 개폐를 조절하는 태핏(tappet)에 고압의 오일 또는 저압의 오일을 공급함으로써 흡기 캠 또는 배기 캠의 작동을 조절한다.
즉, 태핏에 고압의 오일이 인가되면 캠은 회전을 하지만 밸브는 작동하지 않으며, 태핏에 저압의 오일이 인가되면 캠은 회전을 하고 밸브도 작동하는 보통 상태를 회복하게 된다.
그런데, 종래의 가변 기통 정지 시스템은 8기통 이상에서만 적용되었을 뿐 4기통 엔진에 대해서는 적용된 바 없었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 4기통 가솔린 엔진에 가변 기통 정지 시스템을 제공하기 위한 오일 공급 회로를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 목적은 가변 기통 정지 시스템이 적용되어 연비가 절약된 4기통 가솔린 엔진을 제공하는 것을 목적으로 한다.
이러한 기술적 과제를 해결하기 위한 가변 기통 정지 시스템이 적용된 가솔린 엔진은 4기통 중 2개의 실린더 헤드의 흡기 밸브 및 배기 밸브에 이들의 개폐를 조절하도록 배치된 스위칭 태핏과, 상기 스위칭 태핏에 고압의 오일을 공급하도록 항상 고압인 고압 오일공급 라인과, 상기 스위칭 태핏과 상기 고압 오일공급라인을 연결하는 오일공급회로를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 고압 오일 공급라인에 연결된 가변 오일 공급라인을 더 포함할 수 있으며, 상기 가변 오일 공급라인은 양단부에 오일 컨트롤 밸브와, 상기 오일 컨트롤 밸브에 대응하여 배치되는 오리피스를 포함할 수도 있다.
상기 오리피스는 상기 오일 컨트롤 밸브가 오프상태일 때 오일을 공급하여 상기 가변 오일 공급라인이 저압 오일 상태가 되게 하며, 상기 가변 오일 공급라인이 저압 오일 상태일 때, 상기 스위칭 태핏은 상기 흡기 및 배기 밸브가 배기 및 흡기 작동을 수행하게 할 수도 있다.
상기 오일 컨트롤 밸브가 온상태일 때 상기 오일 컨트롤 밸브를 통해 오일이 공급되어 상기 가변 오일 공급라인이 고압 오일 상태가 될 수도 있다.
상기 가변 오일 공급라인이 고압 오일 상태일 때, 상기 스위칭 태핏은 상기 흡기 및 배기 밸브가 작동하지 않게 하여 가변 기통 정지 시스템을 작동할 수 있다.
상기 가변 기통 정지 시스템의 오일 공급 회로는 배기시에는 실린더 헤드 배기측 메인 갤러리와, 실린더 헤드 후방부 윤활을 윤활 오일 갤러리와, 상기 배기 스위칭 태핏 오일 공급용 오일 갤러리와, 상기 배기 1, 4 번 실린더 스위칭 태핏을 포함하도록 구성되며, 상기 가변 기통 정지 시스템의 오일 공급 회로는 흡기시에는 실린더 헤드 배기측 메인 갤러리와, 실린더 헤드 후방부 윤활을 위한 오일 갤러리와, 상기 흡기 스위칭 태핏 오일 공급용 오일 갤러리와, 상기 흡기 1, 4 번 실린더 스위칭 태핏을 포함할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조로, 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가변 기통 정지 시스템용 오일 공급 회로가 실린더 헤드에 설치되어 있는 모습을 도시한 사시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 4기통 가솔린 엔진(1)의 실린더 헤드(100)의 상면에는 가변 기통 정지 시스템용 오일 공급 회로가 형성된다.
상기 4기통 실린더 헤드(100)의 상면에는 가변기통 시스템을 구현하기 위한 고압오일라인(200)이 가변 밸브 타이밍 장치(continuously variable valve timming; CVVT)용 가변 오일공급라인(400)과 별도로 구비된다.
일반적으로, 상기 4기통 실린더 헤드(100) 전방 측부에는 컨트롤 밸브(10)가 배치되어 상기 4기통 실린더 헤드(100)를 개폐할 수 있는 밸브를 통한 오일의 흐름을 제어하여 실린더 헤드의 흡기동작과 배기동작을 제어한다.
상기 가변 밸브 타이밍 장치용 가변 오일공급라인(400)에는 한쌍의 컨트롤 밸브(10)가 배치되며, 상기 한쌍의 컨트롤 밸브(10)와 대향하는 위치에 한쌍의 오리피스(20)가 제공되어 상기 컨트롤 밸브(10)와 함께 상기 가변 오일공급라인(400)의 오일 상태를 고압상태와 저압상태로 제어한다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 4기통 가솔린 엔진(1)의 4기통중 1번 실린더 헤드측을 보기 위하여 절단한 단면도가 도시된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 실린더 헤드(100)에는 주하우징(2)과, 1번 실린더 헤드의 흡배기 운동을 제어하기 위하여 크랭크축과 함께 움직이는 캠의 운동을 밸브에 전달하기 위한 스위칭 태핏(3)을 더 구비한다.
본 실시예에 있어서, 각각 네개의 밸브를 구비하며, 상부에 놓인 두개의 캠축을 갖는 4개의 실린더중 1번 및 4번 실린더 헤드에 스위칭 태핏(3)을 더 장착하였으나, 이에 제한되지 않고 2번 및 4번 실린더 헤드에 스위칭 태핏(3)이 더 장착될 수 있다.
도 3에 있어서, 상기 스위칭 태핏(3)은 작동상태인 H와 정지상태인 0으로 표시하여 태핏의 작동을 설명하였다.
한편, 엔진(1)은 실린더 보어(5)를 구비하며, 각 실린더 보어(5)는 밸브 가이드(6)에서 안내되는 상세히 도시하지 않은 네개의 가스 교환 밸브와, 이에 상응하는 가스 교환통로(7)를 통해서 조절된다.
가스 교환통로(7)와 밸브가이드(6)는 주하우징(2)의 주블록(8)과 일체로 형성될 수 있다.
상기 캡 축이 구동하면서 상기 태핏(3)의 움직임을 조절하고 상기 태핏(3)은 상하 왕복운동을 하며 흡기 밸브(도시하지 않음) 및 배기 밸브(도시하지 않음)를 개폐한다.
본 발명의 실시예에 따른 가변 기통 정지 시스템용 오일 공급 회로는 배기시에는 실린더 헤드 후방부 윤활을 위한 오일 갤러리와 실린더 헤드 배기측 메인 갤러리로 이루어진 고압 오일 회로와, 상기 배기 스위칭 태핏 오일 공급용 오일 갤러리와 상기 배기 1, 4 번 실린더 스위칭 태핏을 포함하는 가변 오일 회로에 의하여 연결되어 상기 밸브의 작동을 제어한다.
상기 가변 기통 정지 시스템의 오일 공급 회로는 흡기시에는 실린더 헤드 배 기측 메인 갤러리와 실린더 헤드 후방부 윤활을 위한 오일 갤러리로 이루어진 고압 오일 회로와, 상기 흡기 스위칭 태핏 오일 공급용 오일 갤러리와, 상기 흡기 1, 4 번 실린더 스위칭 태핏을 포함하는 가변 오일 회로에 의하여 연결되어 상기 밸브의 작동을 제어한다.
이를 구체적으로 설명하면, 가변 기통 정지 시스템이 적용된 4기통 가솔린 엔진(1)은 상기 4기통중 2개의 실린더 헤드의 흡기 밸브 및 배기 밸브에 이들의 개폐를 조절하도록 스위칭 태핏(3)을 구비하며, 실린더 헤드 후방부 윤활을 위한 오일 갤러리와 실린더 헤드 배기측 메인 갤러리로 이루어진 고압 오일공급 라인(200)을 구비한다.
상기 스위칭 태핏(3)과 상기 고압 오일공급라인(300)은 오일공급회로에 의하여 작동하는데, 상기 오일공급회로는 상기 고압 오일 공급라인(200)에 연결된 가변 오일 공급라인(400)과 분기라인(300)에 의해서 연결된다.
상기 분기라인(300)에는 오리피스(20)가 더 구비되어 오일을 흐르게 할 수 있다.
상기 가변 오일 공급라인(400)은 양단부에 오일 컨트롤 밸브(10)와, 상기 오일 컨트롤 밸브(10)에 대응하여 배치되는 오리피스(20)를 구비한다.
상기 오리피스(20)는 상기 오일 컨트롤 밸브(10)가 오프상태일 때 오일을 공급하여 상기 가변 오일 공급라인(400)이 저압 오일 상태가 되게 하며, 상기 가변 오일 공급라인(400)이 저압 오일 상태일 때, 상기 스위칭 태핏(3)이 작동되어 상기 흡기 및 배기 밸브가 배기 및 흡기 작동을 수행하게 한다.
상기 오리피스(20)는 상기 오일 컨트롤 밸브(10)가 온상태일 때 오일을 공급하여 상기 가변 오일 공급라인이 고압 오일 상태가 되게 한다.
상기 가변 오일 공급라인(400)이 고압 오일 상태일 때, 상기 스위칭 태핏(3)은 상기 흡기 및 배기 밸브가 작동하지 않게 한다.
배기 및 흡기 작동을 수행하는 배기 및 흡기 밸브는 상기 가변 오일 공급 라인(400)에 연결되어 오일을 공급받는다. 상기 배기 및 흡기 밸브는 엔진 컨트롤 유닛(도시하지 않음)의 제어 신호에 따라 제1,4 실린더의 배기측 태핏(3)과 흡기측 태핏(3)에 공급되는 오일을 조절한다.
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.
본 발명에 의하면, 연비를 향상시킨 4기통 가솔린 엔진을 제공할 수 있다.
본 발명에 의하면, 4기통 가솔린 엔진에 가변 기통 정지 시스템을 적용할 수 있다.
Claims (9)
- 가변 기통 정지 시스템이 적용된 가솔린 엔진에 있어서,4기통 중 2개의 실린더 헤드의 흡기 밸브 및 배기 밸브에 이들의 개폐를 조절하도록 배치된 스위칭 태핏과,항상 고압인 고압 오일공급 라인과,상기 스위칭 태핏과 상기 고압 오일공급라인을 연결하는 오일공급회로에 의하여 작동하는 가변 기통 정지 시스템이 적용된 가솔린 엔진.
- 제 1 항에 있어서,상기 고압 오일 공급라인에 연결된 가변 오일 공급라인을 더 포함하는 가변 기통 정지 시스템이 적용된 가솔린 엔진.
- 제 2 항에 있어서,상기 가변 오일 공급라인은 양단부에 오일 컨트롤 밸브와, 상기 오일 컨트롤 밸브에 대응하여 배치되는 오리피스를 포함하는 가변 기통 정지 시스템이 적용된 가솔린 엔진.
- 제 3 항에 있어서,상기 오리피스는 상기 오일 컨트롤 밸브가 오프상태일 때 오일을 공급하여 상기 가변 오일 공급라인이 저압 오일 상태가 되게 하는 가변 기통 정지 시스템이 적용된 가솔린 엔진.
- 제 4 항에 있어서,상기 가변 오일 공급라인이 저압 오일 상태일 때, 상기 스위칭 태핏은 상기 흡기 및 배기 밸브가 배기 및 흡기 작동을 수행하게 하는 가변 기통 정지 시스템이 적용된 가솔린 엔진.
- 제 3 항에 있어서,상기 오리피스는 상기 오일 컨트롤 밸브가 온상태일 때 오일을 공급하여 상기 가변 오일 공급라인이 고압 오일 상태가 되게 하는 가변 기통 정지 시스템이 적용된 가솔린 엔진.
- 제 4 항에 있어서,상기 가변 오일 공급라인이 고압 오일 상태일 때, 상기 스위칭 태핏은 상기 흡기 및 배기 밸브가 작동하지 않게 상기 스위칭 태핏으로 하여금 고정하는 배기 및 흡기 작동을 수행하는 가변 기통 정지 시스템이 적용된 가솔린 엔진.
- 제 1 항에 있어서,상기 가변 기통 정지 시스템의 오일 공급 회로는 배기시에는 실린더 헤드 배 기측 메인 갤러리와, 실린더 헤드 후방부 윤활을 윤활 오일 갤러리와, 상기 배기 스위칭 태핏 오일 공급용 오일 갤러리와, 상기 배기 1, 4 번 실린더 스위칭 태핏을 포함하는 가변 기통 정지 시스템이 적용된 가솔린 엔진.
- 제 1 항에 있어서,상기 가변 기통 정지 시스템의 오일 공급 회로는 흡기시에는 실린더 헤드 배기측 메인 갤러리와, 실린더 헤드 후방부 윤활을 위한 오일 갤러리와, 상기 흡기 스위칭 태핏 오일 공급용 오일 갤러리와, 상기 흡기 1, 4 번 실린더 스위칭 태핏을 포함하는 가변 기통 정지 시스템이 적용된 가솔린 엔진.
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