KR101235052B1

KR101235052B1 - 가변 밸브 리프트 장치

Info

Publication number: KR101235052B1
Application number: KR1020100123456A
Authority: KR
Inventors: 정영종; 노태훈
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2010-12-06
Filing date: 2010-12-06
Publication date: 2013-02-19
Also published as: KR20120062267A

Abstract

본 발명은 가변 밸브 리프트 장치에 관한 것으로, 캠 샤프트에 구비된 제1 캠, 상기 캠 샤프트에 나란하게 구비되는 스윙암 샤프트, 상기 제1 캠에 접촉하며, 상기 스윙암 샤프트를 중심으로 피벗(pivot) 운동 가능하게 구비되는 스윙암, 상기 스윙암의 피벗 운동에 따라 피벗 운동 가능하게 상기 스윙암 샤프트에 구비되며, 밸브 개폐 유닛을 개폐하는 제2 캠 및 상기 스윙암과 상기 제2 캠의 상대적인 각을 조절하는 제어부를 포함한다.

Description

가변 밸브 리프트 장치{VARIBLE VAVLE LIFT APPARATUS}

본 발명은 가변 밸브 리프트 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 간단한 구성으로 밸브의 리프트량을 엔진의 동작상태에 따라 가변 시킬 수 있는 가변 밸브 리프트 장치에 관한 것이다.

일반적으로 엔진에는 연료가 연소되어 동력을 발생시키는 연소실이 구비되고, 이 연소실에는 연소될 연료가 포함된 혼합가스를 제공하는 흡기밸브와 연소된 가스를 방출하는 배기밸브가 형성되어 있다. 이들 흡기밸브 및 배기밸브는 크랭크 샤프트에 연결된 밸브 개폐기구에 의해 연소실을 개폐한다.

통상적인 밸브 개폐기구는 일반적으로 일정한 형상을 갖는 캠에 의해 밸브가 항상 일정한 리프트 양을 가지게 되며, 따라서 흡입 또는 배출되는 가스의 양을 조절할 수 없다. 이에 따라 엔진은 그 운전영역 전반에 걸쳐서 필요로 하는 최적의 상태를 발휘하지 못하게 된다.

즉, 저속의 운전상태에 맞추어 밸브 개폐기구가 설계되면 고속의 운전상태에서는 밸브가 열려있는 시간과 양이 충분하지 못하게 되고, 고속의 운전상태에 맞추어 설계되면 저속의 운전상태에서 반대의 현상이 일어나게 된다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 엔진의 작동 상태에 따라 밸브 리프트 양을 조절할 수 있는 가변 밸브 리프트 장치를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 가변 밸브 리프트 장치는 캠 샤프트에 구비된 제1 캠, 상기 캠 샤프트에 나란하게 구비되는 스윙암 샤프트, 상기 제1 캠에 접촉하며, 상기 스윙암 샤프트를 중심으로 피벗(pivot) 운동 가능하게 구비되는 스윙암, 상기 스윙암의 피벗 운동에 따라 피벗 운동 가능하게 상기 스윙암 샤프트에 구비되며, 밸브 개폐 유닛을 개폐하는 제2 캠 및 상기 스윙암과 상기 제2 캠의 상대적인 각을 조절하는 제어부를 포함할 수 있다.

상기 제어부는 상기 스윙암과 상기 제2 캠 사이에 구비되며, 상기 스윙암 샤프트와의 상대적인 거리가 가변되는 엑추에이터 핀을 포함할 수 있다.

상기 제어부는 상기 스윙암 샤프트에 형성된 제어 라인 및 상기 제어 라인과 연통하며, 상기 스윙암에 형성되고, 상기 엑추에이터 핀이 구비되는 엑추에이터 챔버를 더 포함할 수 있다.

상기 제어부는 상기 엑추에이터 챔버에 구비되어 상기 엑추에이터 핀을 탄성 지지하는 엑추에이터 탄성부를 더 포함할 수 있다.

상기 제어부는 상기 스윙암 샤프트에 형성된 제어 라인 및 상기 제어 라인과 연통하며, 상기 제2 캠에 형성되고, 상기 엑추에이터 핀이 구비되는 엑추에이터 챔버를 더 포함할 수 있다.

상기 스윙암은 스윙암 롤러를 포함하며, 상기 스윙암 롤러가 상기 제1 캠과 접촉할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 가변 밸브 리프트 장치에 의하면, 간단한 구성으로 엔진의 작동 상태에 따라 밸브 리프트 양을 조절할 수 있다.

구성이 간단하여 제작 단가를 낮출 수 있고, 작동 부재의 수가 상대적으로 적어 동하중이 상대적으로 작아 엔진 효율이 증대된다.

도1은 본 발명의 실시예에 의한 가변 밸브 리프트 장치의 사시도이다.
도2는 본 발명의 실시예에 의한 가변 밸브 리프트 장치의 단면도이다.
도3은 본 발명의 실시예에 의한 가변 밸브 리프트 장치의 로우 리프트 모드의 작동 작동을 설명하는 도면이다.
도4는 본 발명의 실시예에 의한 가변 밸브 리프트 장치의 로우 리프트 모드의 밸브 프로파일을 도시한 도면이다.
도5는 본 발명의 실시예에 의한 가변 밸브 리프트 장치의 하이 리프트 모드의 작동 작동을 설명하는 도면이다.
도6은 본 발명의 실시예에 의한 가변 밸브 리프트 장치의 하이 리프트 모드의 밸브 프로파일을 도시한 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도1은 본 발명의 실시예에 의한 가변 밸브 리프트 장치의 사시도이고, 도2는 본 발명의 실시예에 의한 가변 밸브 리프트 장치의 단면도이다.

도3은 본 발명의 실시예에 의한 가변 밸브 리프트 장치의 로우 리프트 모드의 작동 작동을 설명하는 도면이고, 도4는 본 발명의 실시예에 의한 가변 밸브 리프트 장치의 로우 리프트 모드의 밸브 프로파일을 도시한 도면이다.

도1 내지 도4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 가변 밸브 리프트 장치는 캠 샤프트(10)에 구비된 제1 캠(20), 상기 캠 샤프트(10)에 나란하게 구비되는 스윙암 샤프트(30), 상기 제1 캠(20)에 접촉하며, 상기 스윙암 샤프트(30)를 중심으로 피벗(pivot) 운동 가능하게 구비되는 스윙암(40), 상기 스윙암(40)의 피벗 운동에 따라 피벗 운동 가능하게 상기 스윙암 샤프트(30)에 구비되며, 밸브 개폐 유닛(100)을 개폐하는 제2 캠(50) 및 상기 스윙암(40)과 상기 제2 캠(50)의 상대적인 각을 조절하는 제어부(60)를 포함한다.

상기 제어부(60)는 상기 스윙암(40)과 상기 제2 캠(50) 사이에 구비되며, 상기 스윙암 샤프트(30)와의 상대적인 거리가 가변되는 엑추에이터 핀(62)을 포함한다.

상기 엑추에이터 핀(62)은 도면에는 "T"자 형상으로 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 상기 스윙암(40)과 상기 제2 캠(50) 사이에 구비되어 상기 엑추에이터 핀(62)의 위치 변경에 따라, 상기 스윙암(40)과 상기 제2 캠(50)의 상대적인 각도가 변경되는 어떠한 형상이라도 가능하다.

상기 제어부(60)는 상기 스윙암 샤프트(30)에 형성된 제어 라인(64) 및 상기 제어 라인(64)과 연통하며, 상기 스윙암(40)에 형성되고, 상기 엑추에이터 핀(62)이 구비되는 엑추에이터 챔버(66)를 더 포함한다.

상기 제어부(60)는 상기 엑추에이터 챔버(66)에 구비되어 상기 엑추에이터 핀(62)을 탄성 지지하는 엑추에이터 탄성부(68)를 더 포함한다.

상기 스윙암(40)은 스윙암 롤러(42)를 포함하며, 상기 스윙암 롤러(42)가 상기 제1 캠(20)과 접촉한다.

이하, 도1 내지 도4를 참조하여 본 발명의 실시예에 의한 가변 밸브 리프트 장치의 로우 리프트 모드에서의 작동을 설명한다.

로우 리프트 모드에서는, 도3에 도시된 바와 같이, 미도시한 ECU(engine control unit)의 제어에 따라 상기 제어 라인(64)으로 유압이 공급되어, 상기 엑추에이터 핀(62)의 상대적인 위치는 상기 스윙암 샤프트(30)와 멀어진다.

그러면, 상기 스윙암(40)과 상기 제2 캠(50)의 상대적인 각도가 좁아져, 도4에 도시된 바와 같이, 상대적으로 작은 밸브 리프트를 갖는 밸브 프로파일을 형성한다.

여기서, 상기 ECU의 작동 등은 본 발명이 속한 기술 분야의 통상의 기술자에게 자명한 사항으로 자세한 설명은 생략한다.

상기 엑추에이터 탄성부(68)는 상기 유압 제어 라인을 복수개로 형성하여 상기 엑추에이터 핀(62)의 상대적인 위치를 변경하여 생략할 수도 있다.

도5는 본 발명의 실시예에 의한 가변 밸브 리프트 장치의 하이 리프트 모드의 작동 작동을 설명하는 도면이고, 도6은 본 발명의 실시예에 의한 가변 밸브 리프트 장치의 하이 리프트 모드의 밸브 프로파일을 도시한 도면이다.

도5 및 도6을 참조하면, 하이 리프트 모드에서는 상기 ECU의 제어에 따라 상기 제어 라인(64)의 유압이 해소되어, 상기 엑추에이터 핀(62)의 상대적인 위치는 상기 스윙암 샤프트(30)에 인접하게 된다.

그러면, 상기 스윙암(40)과 상기 제2 캠(50)의 상대적인 각도가 커져 도6에 도시된 바와 같이, 상대적으로 큰 밸브 리프트를 갖는 밸브 프로파일을 형성한다.

본 발명의 실시예에서, 도면에는 상기 엑추에이터 챔버(66)가 스윙암(40)에 형성되는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 상기 제2 캠(50)에 형성될 수도 있다.

상기 엑추에이터 챔버(66)가 상기 제2 캠(50)에 형성되는 경우, 상기 엑추에이터 챔버(40)의 위치를 제외하고, 앞서 설명한 구성 및 작동이 동일하므로, 본 발명이 속한 기술 분야의 통상의 기술자가 본 발명의 상세한 설명을 바탕으로 재현 가능하므로 자세한 설명은 생략한다.

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.

10: 캠 샤프트 20: 제1 캠
30: 스윙암 샤프트 40: 스윙암
42: 스윙암 롤러 50: 제2 캠
60: 제어부 62: 엑추에이터 핀
64: 제어 라인 66: 엑추에이터 챔버
68: 엑추에이터 탄성부 100: 밸브 개폐부

Claims

캠 샤프트에 구비된 제1 캠;
상기 캠 샤프트에 나란하게 구비되는 스윙암 샤프트;
상기 제1 캠에 접촉하며, 상기 스윙암 샤프트를 중심으로 피벗(pivot) 운동 가능하게 구비되는 스윙암;
상기 스윙암의 피벗 운동에 따라 피벗 운동 가능하게 상기 스윙암 샤프트에 구비되며, 밸브 개폐 유닛을 개폐하는 제2 캠; 및
상기 스윙암과 상기 제2 캠의 상대적인 각을 조절하는 제어부;
를 포함하되,
상기 제어부는
상기 스윙암과 상기 제2 캠 사이에 구비되며, 상기 스윙암 샤프트와의 상대적인 거리가 가변되는 엑추에이터 핀;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 리프트 장치.
삭제
제1항에서,
상기 제어부는
상기 스윙암 샤프트에 형성된 제어 라인; 및
상기 제어 라인과 연통하며, 상기 스윙암에 형성되고, 상기 엑추에이터 핀이 구비되는 엑추에이터 챔버;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 리프트 장치.
제3항에서,
상기 제어부는
상기 엑추에이터 챔버에 구비되어 상기 엑추에이터 핀을 탄성 지지하는 엑추에이터 탄성부;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 리프트 장치.
제1항에서,
상기 제어부는
상기 스윙암 샤프트에 형성된 제어 라인; 및
상기 제어 라인과 연통하며, 상기 제2 캠에 형성되고, 상기 엑추에이터 핀이 구비되는 엑추에이터 챔버;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 리프트 장치.
제5항에서,
상기 제어부는
상기 엑추에이터 챔버에 구비되어 상기 엑추에이터 핀을 탄성 지지하는 엑추에이터 탄성부
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 리프트 장치.
제1항에서,
상기 스윙암은
스윙암 롤러를 포함하며,
상기 스윙암 롤러가 상기 제1 캠과 접촉하는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 리프트 장치.