KR101231414B1 - 2단 가변 밸브 리프트 장치 - Google Patents

2단 가변 밸브 리프트 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 저속 밸브리프트와 고속 밸브리프트의 2단으로 작동하는 로울러 핑거 팔로워 방식의 2단 가변 밸브 리프트 장치에 관한 것이다. 구체적으로 저속용 로울러 핑거 팔로워(20)의 일측에 형성된 제1걸림홈(26)과, 상기 고속용 로울러 핑거 팔로워(30)의 일측에 형성된 제2걸림홈(36)과, 저속 밸브리프트로 작동시 상기 제1걸림홈(26)에 걸리는 제1걸림부(44)가 일측에 형성되고 고속 밸브리프트로 작동시 상기 제2걸림홈(36)에 걸리는 제2걸림부(46)가 타측에 형성된 리프트 전환부재(40)를 구비하여, 상기 리프트 전환부재(40)는 상기 제1걸림홈(26) 또는 제2걸림홈(36)에 선택적으로 걸리게 되어, 저속 또는 고속 밸브리프트로 작동시에 각각 프로파일이 서로 영향을 주지 않으므로, 밸브 프로파일의 구현이 자유로우며, 밸브 프로파일을 다양하게 적용할 수 있게 된다.

Description

2단 가변 밸브 리프트 장치{2 step variable valve lift apparatus}
도1은 본 발명에 의한 2단 가변 밸브 리프트 장치의 평면도 및 입면도,
도2a는 본 발명에 의한 2단 가변 밸브 리프트 장치의 저속 밸브리프트시의 작용상태도,
도2b는 본 발명에 의한 2단 가변 밸브 리프트 장치의 고속 밸브리프트시의 작용상태도이다.
<도면 중 주요 부호에 대한 설명>
10 : 로커 몸체 20 : 저속용 로울러 핑거 팔로워
26 : 제1걸림홈 30 : 고속용 로울러 핑거 팔로워
36 : 제2걸림홈 40 : 리프트 전환부재
44 : 제1걸림부 46 : 제2걸림부
본 발명은 2단 가변 밸브 리프트 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 밸브 프로파일 구현이 자유로운 로울러 핑거 팔로워(Roller Finger Follower) 방식의 2단 가변 밸브 리프트 장치에 관한 것이다.
최근 차 회사의 성장과 더불어 엔진에 대한 요구는 점점 고도화, 다양화의 경향이 높아지고, 엔진성능에 부가해서, 진동이나 소음의 저감, 정비의 불필요화가 진척되고 있다.
예를 들면, 엔진성능의 향상을 위하여, 자동차 등에 사용되는 OHC(오버 헤드 캠축)식 엔진에 있어서, 흡기밸브나 배기밸브를 개폐하는 밸브 구동계를 조작해서 이들의 흡배기 밸브의 개폐타이밍을 변경하도록 한 장치가 개발되어 있다.
이와 같은 장치(가변밸브타이밍기구)에서는, 예를 들면 캠축에 고속용 캠과 저속용 캠을 장비해서, 이들의 고속용 캠과 저속용 캠 중의 어느것을 선택해서 사용하므로써 운전상태에 대응한 흡배기밸브의 개폐타이밍을 얻도록 하고 있다. 이때, 상기 고속용 캠은 고속운전에 대응한 개폐타이밍을 얻을 수 있는 캠(밸브)프로파일을 구비하고, 저속용 캠은 저속운전에 대응한 개폐타이밍을 얻을 수 있는 캠(밸브)프로파일을 구비하고 있다.
이와 같은 고속용 캠과 저속용 캠과 선택기구로서, 로커암식캠장치에서는, 로커암을 상호연결하거나, 연결을 해제하므로써, 고속용캠에 의해 밸브를 구동하거나, 저속용캠에 의해 밸브를 구동해서, 운전상태에 대응한 흡배기밸브의 개폐타이밍을 얻는 일이 행해지고 있다. 이러한 장치로서, 일본 특개소 61-81510호, 한국특허공고 제1995-0014401호 등이 개시되어 있다.
최근 혼다(Honda)사에서 출시된 CIVIC 차량의 R18A 엔진을 보면, VTEC를 이용하여 LIVC(Late Inlet Valve Close) 방식의 가변 밸브 리프트기구를 사용하여 엔진의 연비를 개선하고 있다. 이러한 가변 밸브 리프트 기구는 LIVC를 실린더당 2개 의 흡기밸브중 1개에만 적용하여도 2개 밸브 모두에 LIVC를 적용한 것과 동등한 효과의 연비개선을 얻을 수 있는 것으로서, 가변 밸브 리프트기구를 흡기 1개밸브에만 적용하므로 원가측면에서 매우 유리한 기구이다.
그런데, 지금까지 개발된 2단 가변 밸브 리프트기구들을 보면, 저속 밸브리프트(Low Valve Lift) 작동시에는 고속 밸브리프트(High Valve Lift) 구동기구의 작동이 멈추지만, 고속 밸브리프트(High Valve Lift) 작동시에는 저속 밸브리프트(Low Valve Lift) 구동기구의 작동이 멈추지 않는다는 문제점이 있었다. 따라서, 혼다(Honda) R18A를 예로 들면 LIVC (Late Inlet Valve Close) 방식을 사용하기 위해 부분부하에서 밸브 리프트가 오히려 더 크게 작동된다.
부분부하 연비를 위한 LIVC 방식의 가변 밸브 리프트기구는 IVC(Inlet Valve Close) 타이밍이 중요한 사항인데, 부분부하에서 불필요한 고속 밸브리프트(High Valve Lift) 밸브프로파일은 밸브 스프링 누름 힘에 의한 손실을 초래하게 된다는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 연비효과 대비 원가상승에 유리한 1개 흡기밸브 LIVC방식에서 밸브 프로파일의 구현이 자유로운 로울러 핑거 팔로워(Roller Finger Follower) 방식의 2단 가변 밸브 리프트 장치를 제공하는데 있다.
본 발명에 의한 2단 가변 밸브 리프트 장치는, 저속용 캠에 의해 작동하도록 로커 몸체에 결합된 저속용 로울러 핑거 팔로워와, 고속용 캠에 의해 작동하도록 로커 몸체에 결합된 고속용 로울러 핑거 팔로워를 구비하여, 저속 밸브리프트와 고속 밸브리프트의 2단으로 작동하는 로울러 핑커 팔로워 방식의 2단 가변 밸브 리프트 장치에 있어서, 상기 저속용 로울러 핑거 팔로워의 일측에 형성된 제1걸림홈과, 상기 고속용 로울러 핑거 팔로워의 일측에 형성된 제2걸림홈과, 저속 밸브리프트로 작동시 상기 제1걸림홈에 걸리는 제1걸림부가 일측에 형성되고 고속 밸브리프트로 작동시 상기 제2걸림홈에 걸리는 제2걸림부가 타측에 형성된 리프트 전환부재를 구비하되, 상기 리프트 전환부재는, 저속 밸브리프트로 작동시에는 상기 제1걸림부가 상기 제1걸림홈에 걸리고 상기 제2걸림부가 상기 제2걸림홈에서 빠지며 고속 밸브리프트로 작동시는 상기 제2걸림부가 상기 제2걸림홈에 걸리고 상기 제1걸림부가 상기 제1걸림홈에서 빠지도록 상기 로커 몸체에 결합되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 로커 몸체에는 유압 공급시 상기 리프트 전환부재를 일측으로 이동시키는 유압 밸브 리프터가 결합되어 있는 한편 유압 해제시 상기 리프트 전환부재를 타측으로 복원시키는 리턴스프링이 결합되어 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도1 및 도2의 해칭선은 부재를 구분하기 위한 선이다.
도1의 (a)는 본 발명이 적용된 2단 가변 밸브 리프트 장치의 평면도이고, 도1의 (b)는 본 발명이 적용된 2단 가변 밸브 리프트 장치의 입면도이다. 도시한 바와 같이 본 발명은, 도시하지 않은 저속용 캠에 의해 작동하도록 로커 몸체(10)의 내측에는 저속용 로울러 핑거 팔로워(20)가 결합되고, 도시하지 않은 고속용 캠에 의해 작동하도록 로커 몸체(10)의 외측에는 고속용 로울러 핑거 팔로워(30)가 결합되어, 저속운전시 저속 밸브리프트로 작동하고 고속운전시 고속 밸브리프트로 작동하는 로울러 핑커 팔로워 방식의 2단 가변 밸브 리프트 장치이다.
상기 로커 몸체(10)의 일측에는 상기 저속용 로울러 핑거 팔로워(20) 또는 고속용 로울러 핑거 팔로워(30)에 선택적으로 걸리는 리프트 전환부재(40)가 결합되어 있는 한편, 유압공급시 상기 리프트 전환부재(40)를 후술하는 제2걸림홈 측으로 이동시키는 유압 밸브 리프터(50)가 결합되어 있고, 유압해제시 상기 리프트 전환부재(40)를 후술하는 제1걸림홈 측으로 복원시키는 리턴스프링(60)이 결합되어 있다. 그리고, 상기 로커 몸체(10)의 타측에는 힌지축(70)이 상기 저속용 로울러 핑거 팔로워(20)와 상기 고속용 로울러 핑거 팔로워(30)를 연결하여 결합시키고 있다.
상기 힌지축(70)에는, 상기 저속용 로울러 핑거 팔로워(20)가 작동하지 않을 시에 복원시키는 제1복원스프링(80)이 결합되어 있는 한편 상기 고속용 로울러 핑거 팔로워(30)가 작동하지 않을시에 복원시키는 제2복원스프링(90)이 결합되어 있다.
그리고, 상기 로커 몸체(10)의 타측(힌지축 측)의 하부에는 밸브 스프링(102)이 결합된 흡기밸브(100)가 결합되어 있다.
상기 저속용 로울러 핑거 팔로워(20)의 중간에는 도시하지 않은 저속용 캠이 접촉하는 로울러(22)가 로울러축(24)에 의해 결합되어 있고, 상기 저속용 핑거 팔 로워(20)의 일측(리프트 전환부재 측)에는 상기 리프트 전환부재(40)의 후술하는 제1걸림부가 걸리는 제1걸림홈(26)이 형성되어 있는 한편 엔진 장착시 이탈을 방지하는 제1스토퍼(28)가 형성되어 있다.
상기 고속용 로울러 핑거 팔로워(30)의 중간에는 도시하지 않은 고속용 캠이 접촉하는 캠 접촉부(32)가 상기 로울러(22)의 폭방향 양측에 형성되어 있으며, 상기 고속용 핑거 팔로워(30)의 일측(리프트 전환부재 측)에는 상기 리프트 전환부재(40)의 후술하는 제2걸림부가 걸리는 제2걸림홈(36)이 형성되어 있는 한편 엔진 장착시 이탈을 방지하는 제2스토퍼(38)가 형성되어 있다.
상기 리프트 전환부재(40)는, 중간축부(42)의 일측에는 저속 밸브리프트로 작동시 상기 제1걸림홈(26)에 걸리는 헤드형태의 제1걸림부(44)가 형성되고, 상기 중간축부(42)의 타측에는 고속 밸브리프트로 작동시 상기 제2걸림홈(36)에 걸리는 헤드형태의 제2걸림부(46)가 형성되어 있다. 이때, 상기 리프트 전환부재(40)는, 저속 밸브리프트로 작동시에는 상기 제1걸림부(44)가 상기 제1걸림홈(26)에 걸리고 상기 제2걸림부(46)가 상기 제2걸림홈(36)에서 빠지며, 고속 밸브리프트로 작동시는 상기 제2걸림부(46)가 상기 제2걸림홈(36)에 걸리고 상기 제1걸림부(44)가 상기 제1걸림홈(26)에서 빠지게 된다.
한편, 상기 로커 몸체(10)의 일측에는 상기 제1걸림부(46)가 슬라이딩 작동하며 그 내부에 상기 리턴스프링(60)이 수용된 제1공간부(12)가 형성되어 있는 한편 상기 제2걸림부(48)가 슬라이딩 작동하며 그 내부에 상기 유압 밸브 리프터(50)를 통해 공급되는 오일이 채워지는 제2공간부(14)가 형성되어 있다.
상기 제1복원스프링(80)의 일측단(82)은 상기 로커 몸체(10)에 걸리고, 상기 제1복원스프링(80)의 타측단(84)은 상기 저속용 로울러 핑거 팔로워(20)에 걸리며, 상기 제2복원스프링(90)의 일측단(92)은 상기 로커 몸체(10)에 걸리고, 상기 제2복원스프링(90)의 타측단(94)은 상기 고속용 로울러 핑거 팔로워(30)에 걸리게 설치되어 있다.
이와 같이 구성된 본 발명에 의한 2단 가변 밸브 리프트 장치에서, 도2a에 도시한 바와 같이 유압 밸브 리프터(50)에 오일이 공급되지 않으면, 리턴스프링(60)의 복원력에 의해 리프트 전환부재(40)가 좌측(저속용 로울러 핑거 팔로워 측)으로 이동하여 제1걸림부(44)가 상기 제1걸림홈(26)에 걸리고 제2걸림부(46)가 제2걸림홈(36)에서 빠지게 되어, 저속용 로울러 핑거 팔로워(20)는 작동상태로 되고, 고속용 로울러 핑거 팔로워(30)는 비작동상태로 되어, 저속 밸브 리프트로 작동한다.
그리고, 도2b에 도시한 바와 같이 유압 밸브 리프터(50)에 오일이 공급되면, 유압에 의해 리프트 전환부재(40)가 우측(고속용 로울러 핑거 팔로워 측)으로 이동하여 제1걸림부(44)가 상기 제1걸림홈(26)에서 빠지고 제2걸림부(46)가 제2걸림홈(36)에 걸리게 되어, 고속용 로울러 핑거 팔로워(30)는 작동상태로 되고, 저속용 로울러 핑거 팔로워(20)는 비작동상태로 되어, 고속 밸브 리프트로 작동한다.
따라서, 저속 또는 고속 밸브리프트로 작동시에 각각 프로파일이 서로 영향을 주지 않으므로, 밸브 프로파일의 구현이 자유로우며, 밸브 프로파일을 다양하게 적용할 수 있게 된다.
본 발명에 의한 2단 가변 밸브 리프트 장치에 의하면, 로울러 핑거 팔로워(RFF)방식을 사용하여 연비를 개선하고자 할 때 연비효과 대비 원가상승에 유리한 1개 흡기밸브 LIVC방식에서 밸브 프로파일의 구현이 자유로우며, 저속/고속 밸브리프트의 프로파일이 서로 영향을 주지 않으므로 밸브 프로파일을 다양하게 적용할 수 있다는 효과가 있다.

Claims (2)

  1. 저속용 캠에 의해 작동하도록 로커 몸체에 결합된 저속용 로울러 핑거 팔로워와, 고속용 캠에 의해 작동하도록 로커몸체에 결합된 고속용 로울러 핑거 팔로워를 구비하여, 저속 밸브리프트와 고속 밸브리프트의 2단으로 작동하는 로울러 핑커 팔로워 방식의 2단 가변 밸브 리프트 장치에 있어서,
    상기 로커 몸체에는 유압 공급시 유압 밸브 리프터에 결합되어 일측으로 이동되고, 상기 유압 해제 시에는 리턴스프링에 의해 타측으로 복원되도록 결합되며, 상기 저속용 로울러 핑거 팔로워의 일측에 형성된 제1걸림홈과, 상기 고속용 로울러 핑거 팔로워의 일측에 형성된 제2걸림홈과, 저속 밸브리프트로 작동시 상기 제1걸림홈에 걸리는 제1걸림부가 일측에 형성되고 고속 밸브리프트로 작동시 상기 제2걸림홈에 걸리는 제2걸림부가 타측에 형성된 리프트 전환부재를 구비하되,
    상기 리프트 전환부재는, 저속 밸브리프트로 작동시에는 상기 제1걸림부가 상기 제1걸림홈에 걸리고 상기 제2걸림부가 상기 제2걸림홈에서 빠지며, 고속 밸브리프트로 작동시는 상기 제2걸림부가 상기 제2걸림홈에 걸리고 상기 제1걸림부가 상기 제1걸림홈에서 빠지도록 상기 로커 몸체에 결합되고,
    상기 로커 몸체의 타측에는 힌지축이 상기 저속용 로울러 핑거 팔로워와 상기 고속용 로울러 핑거 팔로워를 연결하여 결합하되, 상기 저속용 로울러 핑거 팔로워가 작동하지 않을시에 복원시키는 제1복원스프링과, 상기 고속용 로울러 핑거 팔로워가 작동하지 않을시에 복원시키는 제2복원스프링이 결합되며,
    상기 저속용 로울러 핑거 팔로워와 고속용 로울러 핑거 팔로워가 중앙의 리프트 전환부재를 향하는 일측에는 상기 리프트 전환부재에 삽입됨으로써, 엔진에 장착 시 이탈을 방지하는 제1스토퍼와 제2스토퍼를 형성한 것
    을 특징으로 하는 2단 가변 밸브 리프트 장치.
  2. 삭제
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