KR101241201B1 - Variable valve lift apparatus - Google Patents

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Abstract

본 발명에 의한 가변 밸브 리프트 장치는 캠축에 구비된 입력캠, 상기 입력캠의 회전운동을 왕복운동으로 변환시키도록 상기 캠축에 구비된 리프트 바디, 상기 리프트 바디를 제어하는 제어부, 출력캠을 포함하고, 제1축을 중심으로 일정각도로 회전하며 상기 리프트 바디의 왕복운동을 전달받도록 상기 제1축에 구비된 회전암, 및상기 출력캠과 접촉하며 상기 회전암에 의하여 개폐되도록 제2축에 구비된 밸브부를 포함할 수 있다.The variable valve lift apparatus according to the present invention includes an input cam provided on the camshaft, a lift body provided on the camshaft to convert the rotational motion of the input cam into a reciprocating motion, a controller for controlling the lift body, and an output cam. A rotational arm provided on the first shaft to rotate at a predetermined angle about the first axis and to receive the reciprocating motion of the lift body, and provided on the second shaft to contact the output cam and open and close by the rotational arm. It may include a valve unit.

가변 밸브 리프트, CDA(cylinder deactivation) Variable valve lifts, cylinder deactivation

Description

가변 밸브 리프트 장치{VARIABLE VALVE LIFT APPARATUS}Variable valve lift device {VARIABLE VALVE LIFT APPARATUS}

본 발명은 가변 밸브 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 캠축에 리프트 바디를 구비하여 밸브의 개폐량과 개폐시간을 조절할 수 있는 가변 밸브 리프트 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a variable valve device, and more particularly, to a variable valve lift device capable of adjusting the opening and closing time and opening and closing time of the valve by providing a lift body on the camshaft.

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.In general, an engine is provided with a combustion chamber in which fuel is combusted to generate power, and the combustion chamber is formed with an intake valve for providing a mixed gas containing fuel to be burned and an exhaust valve for discharging the combusted gas. These intake valves and exhaust valves open and close the combustion chamber by a valve opening and closing mechanism connected to the crankshaft.

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. Conventional valve opening and closing mechanisms generally have a constant lift amount of the valve by means of a cam having a constant shape, and thus cannot control the amount of gas that is sucked or discharged. As a result, the engine can not exhibit the optimum state required throughout its operating range.

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. That is, if the valve opening / closing mechanism is designed in accordance with the low speed operation state, the time and amount of valve opening are not sufficient in the high speed operation state, and if the valve opening mechanism is designed in the high speed operation state, the opposite phenomenon occurs in the low speed operation state. do.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 캠축에 리프트 바디를 구비하여 밸브의 개폐량과 개폐시간을 조절할 수 있는 가변 밸브 리프트 장치를 제공하는 것이다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a variable valve lift apparatus capable of adjusting the opening and closing time and opening and closing time of the valve by having a lift body on the camshaft.

일반적인 캠의 형상이나 밸브트레인의 과도한 변경 없이 간단한 구성으로 구비하여 밸브의 개폐량과 개폐시간을 조절할 수 있는 가변 밸브 리프트 장치를 제공하는 것이다.It is to provide a variable valve lift device that can be provided in a simple configuration without undue change of the general cam shape or valve train to control the opening and closing time of the valve.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 가변 밸브 리프트 장치는 캠축에 구비된 입력캠, 상기 입력캠의 회전운동을 왕복운동으로 변환시키도록 상기 캠축에 구비된 리프트 바디, 상기 리프트 바디를 제어하는 제어부, 출력캠을 포함하고, 제1축을 중심으로 일정각도로 회전하며 상기 리프트 바디의 왕복운동을 전달받도록 상기 제1축에 구비된 회전암 및 상기 출력캠과 접촉하며 상기 회전암에 의하여 개폐되도록 제2축에 구비된 밸브부를 포함할 수 있다.Variable valve lift apparatus according to an embodiment of the present invention for achieving the above object is an input cam provided on the camshaft, a lift body provided on the camshaft to convert the rotational motion of the input cam into a reciprocating motion, the lift body The controller includes a control unit and an output cam, and rotates at a predetermined angle about the first axis and contacts the rotary arm provided on the first shaft and the output cam to receive the reciprocating motion of the lift body. It may include a valve unit provided on the second shaft to open and close.

상기 리프트 바디는 상기 입력캠의 회전운동을 전달받는 리프트 샤프트 및 상기 리프트 샤프트를 안내하는 샤프트 안내부를 포함할 수 있다.The lift body may include a lift shaft which receives a rotational movement of the input cam and a shaft guide part for guiding the lift shaft.

상기 리프트 샤프트는 상기 입력캠과 접촉하는 제1베어링 및 상기 샤프트 안내부와 접촉하는 제2베어링을 포함할 수 있다.The lift shaft may include a first bearing in contact with the input cam and a second bearing in contact with the shaft guide.

상기 회전암은 상기 제1베어링과 간섭되지 아니하며 상기 리프트 샤프트와 접촉하도록 형성된 리프트 샤프트 접촉부를 포함하고, 상기 리프트 샤프트는 상기 리프트 샤프트와 접촉하는 제3베어링을 포함할 수 있다.The rotary arm may include a lift shaft contact portion which is not interfered with the first bearing and is configured to contact the lift shaft, and the lift shaft may include a third bearing that contacts the lift shaft.

상기 회전암에 복원력을 제공하는 탄성부를 더 포함하고, 상기 밸브부는 상기 출력캠과 접촉하는 밸브부 베어링을 더 포함할 수 있다.It may further include an elastic portion for providing a restoring force to the rotary arm, the valve unit may further include a valve unit bearing in contact with the output cam.

상기 제어부는 스텝 모터로 할 수 있다.The control unit may be a step motor.

상기 리프트 바디는 제1,2,3 베어링을 포함하고, 상기 캠의 회전운동을 전달받는 리프트 샤프트 및 상기 리프트 샤프트를 안내하는 샤프트 안내부를 포함할 수 있다.The lift body may include first, second and third bearings, and may include a lift shaft that receives the rotational movement of the cam and a shaft guide that guides the lift shaft.

상기 제1베어링은 상기 입력캠과 접촉하고, 상기 제2베어링은 상기 샤프트 안내부와 접촉하며, 상기 제3베어링은 상기 회전암과 접촉하고, 상기 회전암은 상기 제1베어링과 간섭되지 아니하며 상기 제3베어링과 접촉하도록 형성된 리프트 샤프트 접촉부를 포함할 수 있다. The first bearing is in contact with the input cam, the second bearing is in contact with the shaft guide, the third bearing is in contact with the rotary arm, and the rotary arm is not in interference with the first bearing. It may include a lift shaft contact formed to be in contact with the third bearing.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 가변 밸브 리프트 장치는 캠축에 리프트 바디를 구비하여 밸브의 개폐량과 개폐시간을 조절할 수 있다.As described above, the variable valve lift apparatus according to the embodiment of the present invention may include a lift body on the camshaft to adjust the opening / closing amount and opening / closing time of the valve.

또한, 일반적인 캠의 형상이나 밸브트레인의 과도한 변경 없이 간단한 구성으로 구비하여 밸브의 개폐량과 개폐시간을 조절할 수 있는 가변 밸브 리프트 장치를 제공할 수 있다.In addition, it is possible to provide a variable valve lift device that can be provided with a simple configuration without excessive change of the shape or valve train of the general cam to adjust the opening and closing time and opening time of the valve.

출력 캠의 간단한 설계변경이나 리프트 바디의 각도 조절에 따라 밸브 리프 트 조절이 용이하고, CDA모드의 운전도 가능하다.The valve lift can be easily adjusted according to the simple design change of the output cam or the angle of the lift body, and the CDA mode can be operated.

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.

도1은 본 발명의 실시예에 의한 가변 밸브 리프트 장치의 사시도이다.1 is a perspective view of a variable valve lift apparatus according to an embodiment of the present invention.

도2는 본 발명의 실시예에 의한 가변 밸브 리프트 장치의 분해도이고, 도3은 도2의 Ⅲ-Ⅲ 을 따른 리프트 바디의 단면도이다.Figure 2 is an exploded view of the variable valve lift apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a cross-sectional view of the lift body according to III-III of FIG.

도1내지 도3을 참조하면, 입력캠(110)이 캠축(100)에 구비된다. 1 to 3, an input cam 110 is provided on the camshaft 100.

상기 입력캠(110)의 회전운동을 왕복운동으로 변환시키도록 상기 캠축(100)에는 리프트 바디(300)가 구비된다.The cam shaft 100 is provided with a lift body 300 to convert the rotational motion of the input cam 110 into a reciprocating motion.

상기 리프트 바디(300)는 제어부(200)에 의하여 제어된다.The lift body 300 is controlled by the controller 200.

출력캠(420)을 포함하고, 제1축(400)을 중심으로 일정각도로 회전하며 상기 리프트 바디(300)의 왕복운동을 전달받도록 상기 제1축(400)에 회전암(410)이 구비된다.It includes an output cam 420, the rotary arm 410 is provided on the first shaft 400 to rotate at a predetermined angle around the first shaft 400 and to receive the reciprocating motion of the lift body 300 do.

상기 출력캠(420)과 접촉하며 상기 회전암(410)에 의하여 개폐되도록 제2축(500)에는 밸브부(510)가 구비된다.The valve unit 510 is provided on the second shaft 500 to be in contact with the output cam 420 and to be opened and closed by the rotation arm 410.

상기 리프트 바디(300)는 상기 입력캠(110)의 회전운동을 전달받는 리프트 샤프트(310) 및 상기 리프트 샤프트(310)를 안내하는 샤프트 안내부(320)를 포함한다.The lift body 300 includes a lift shaft 310 that receives the rotational movement of the input cam 110 and a shaft guide 320 that guides the lift shaft 310.

상기 회전암(410)에는 상기 제1베어링(330)과 간섭되지 아니하며 상기 리프트 샤프트(310)와 접촉하도록 형성된 리프트 샤프트 접촉부(430)가 형성된다.The rotary arm 410 is provided with a lift shaft contact portion 430 which is not interfered with the first bearing 330 and formed to contact the lift shaft 310.

상기 리프트 샤프트(310)에는 상기 입력캠(110)과 접촉하는 제1베어링(330), 상기 샤프트 안내부(320)와 접촉하는 제2베어링(340) 그리고 상기 리프트 샤프트 접촉부(430)와 접촉하는 제3베어링(350)이 구비된다. The first shaft 330 in contact with the input cam 110, the second bearing 340 in contact with the shaft guide part 320, and the lift shaft contacting part 430 are in contact with the lift shaft 310. The third bearing 350 is provided.

상기 회전암(410)에 복원력을 제공하는 탄성부(440)가 상기 제1축(400)에 구비된다.An elastic portion 440 is provided on the first shaft 400 to provide a restoring force to the rotary arm 410.

상기 밸브부(510)에는 상기 출력캠(420)과 접촉하는 밸브부 베어링(530)이 구비된다.The valve unit 510 is provided with a valve unit bearing 530 in contact with the output cam 420.

상기 제어부(200)는 스텝 모터(210)로 할 수 있다.The control unit 200 may be a step motor 210.

상기 제어부(200), 즉 스텝모터는 차량의 운전상태에 따라 ECU(electronic control unit)에 의하여 제어되며, 이러한 제어에 관한 사항은 당해 기술분야의 통상의 기술자에 자명한 사항으로 자세한 설명은 생략한다.The control unit 200, that is, the step motor is controlled by an electronic control unit (ECU) according to the driving state of the vehicle, the details of such control will be apparent to those skilled in the art and will not be described in detail. .

이하에서는 본 발명의 실시예에 의한 가변 밸브 리프트 장치의 작동에 대하여 도4와 도5를 참조하여 설명한다.Hereinafter, the operation of the variable valve lift apparatus according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 and 5.

도4와 도5는 각각 본 발명의 실시예에 의한 가변 밸브 리프트 장치의 하이 리프트 모드와 로우 리프트 모드의 작동을 개략적으로 나타내는 도면이다.4 and 5 are views schematically showing the operation of the high lift mode and the low lift mode of the variable valve lift apparatus according to the embodiment of the present invention, respectively.

도4와 도5를 참조하면, 상기 입력캠(110)의 회전에 의하여 상기 리프트 샤프트(310)는 도면에 도시된 화살표방향으로 일정한 거리를 왕복운동한다4 and 5, the lift shaft 310 reciprocates a predetermined distance in the direction of the arrow shown in the drawing by the rotation of the input cam 110.

상기 제어부(200)에 의하여 상기 리프트 바디(300)가 상기 입력축(100)을 중심으로 반시계방향으로 회전하면 로우 리프트 모드가 구현된다.When the lift body 300 is rotated counterclockwise about the input shaft 100 by the controller 200, a low lift mode is implemented.

즉, 도5에 도시된 상기 리프트 샤프트(310)와 상기 제1축(400)의 거리(L2)가 도4에 도시된 상기 리프트 샤프트(310)와 상기 제1축(400)의 거리(L1)보다 멀어지게 되고, 따라서, 밸브(520)의 개폐시간과 개폐량이 작아지게 된다.That is, the distance L2 between the lift shaft 310 and the first shaft 400 illustrated in FIG. 5 is the distance L1 between the lift shaft 310 and the first shaft 400 illustrated in FIG. 4. ), The opening and closing time and the opening and closing amount of the valve 520 is reduced.

반대로, 상기 제어부(200)에 의하여 상기 리프트 바디(300)가 상기 입력축(100)을 중심으로 시계방향으로 회전하면 하이 리프트 모드가 구현된다.On the contrary, when the lift body 300 is rotated clockwise around the input shaft 100 by the controller 200, the high lift mode is implemented.

즉, 도4에 도시된 상기 리프트 샤프트(310)와 상기 제1축(400)의 거리(L1)가 도5에 도시된 상기 리프트 샤프트(310)와 상기 제1축(400)의 거리(L2)보다 짧아지게 되고, 따라서, 밸브(520)의 개폐시간과 개폐량이 커지게 된다.That is, the distance L1 between the lift shaft 310 and the first shaft 400 illustrated in FIG. 4 is the distance L2 between the lift shaft 310 and the first shaft 400 illustrated in FIG. 5. ), And thus the opening and closing time and opening and closing amount of the valve 520 is increased.

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.

도1은 본 발명의 실시예에 의한 가변 밸브 리프트 장치의 사시도.1 is a perspective view of a variable valve lift apparatus according to an embodiment of the present invention.

도2는 본 발명의 실시예에 의한 가변 밸브 리프트 장치의 분해도.2 is an exploded view of a variable valve lift apparatus according to an embodiment of the present invention.

도3은 도2의 Ⅲ-Ⅲ 을 따른 리프트 바디의 단면도.3 is a cross-sectional view of the lift body according to III-III of FIG. 2;

도4는 본 발명의 실시예에 의한 가변 밸브 리프트 장치의 하이 리프트 모드의 작동을 개략적으로 나타내는 도면.4 is a view schematically showing the operation of the high lift mode of the variable valve lift apparatus according to the embodiment of the present invention.

도5는 본 발명의 실시예에 의한 가변 밸브 리프트 장치의 로우 리프트 모드의 작동을 개략적으로 나타내는 도면.5 is a view schematically showing the operation of the low lift mode of the variable valve lift apparatus according to the embodiment of the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

100: 캠축 110: 입력캠 100: camshaft 110: input cam

200: 제어부 210: 스텝 모터200: control unit 210: step motor

300: 리프트 바디 310: 리프트 샤프트300: lift body 310: lift shaft

320: 샤프트 안내부 330: 제1베어링 320: shaft guide portion 330: first bearing

340: 제2베어링 350: 제3베어링 340: second bearing 350: third bearing

400: 제1축 410: 회전암 400: first axis 410: rotary arm

420: 출력캠 430: 리프트 샤프트 접촉부 420: output cam 430: lift shaft contact

440: 탄성부 500: 제2축 440: elastic portion 500: second axis

510: 밸브부 520: 밸브 510: valve portion 520: valve

530: 밸브부 베어링530: valve bearing

Claims (8)

캠축에 구비된 입력캠;An input cam provided on the camshaft; 상기 입력캠의 회전운동을 왕복운동으로 변환시키도록 상기 캠축에 구비된 리프트 바디;A lift body provided on the camshaft to convert the rotational motion of the input cam into a reciprocating motion; 상기 리프트 바디를 제어하는 제어부;A controller for controlling the lift body; 출력캠을 포함하고, 제1축을 중심으로 일정각도로 회전하며 상기 리프트 바디의 왕복운동을 전달받도록 상기 제1축에 구비된 회전암; 및A rotation arm including an output cam, the rotation arm being provided at the first axis to rotate at a predetermined angle about the first axis and receive the reciprocating motion of the lift body; And 상기 출력캠과 접촉하며 상기 회전암에 의하여 개폐되도록 제2축에 구비된 밸브부;A valve unit provided on a second shaft in contact with the output cam and opened / closed by the rotary arm; 를 포함하는 가변 밸브 리프트 장치.Variable valve lift apparatus comprising a. 제1항에서,In claim 1, 상기 리프트 바디는 상기 입력캠의 회전운동을 전달받는 리프트 샤프트; 및The lift body may include a lift shaft that receives a rotational movement of the input cam; And 상기 리프트 샤프트를 안내하는 샤프트 안내부를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 리프트 장치.And a shaft guide for guiding the lift shaft. 제2항에서,3. The method of claim 2, 상기 리프트 샤프트는,The lift shaft, 상기 입력캠과 접촉하는 제1베어링; 및A first bearing in contact with the input cam; And 상기 샤프트 안내부와 접촉하는 제2베어링;A second bearing in contact with the shaft guide; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 리프트 장치.Variable valve lift apparatus comprising a. 제3항에서,4. The method of claim 3, 상기 회전암은 상기 제1베어링과 간섭되지 아니하며 상기 리프트 샤프트와 접촉하도록 형성된 리프트 샤프트 접촉부를 포함하고, The rotary arm includes a lift shaft contact portion which is formed to contact the lift shaft without interference with the first bearing, 상기 리프트 샤프트는 상기 리프트 샤프트 접촉부와 접촉하는 제3베어링을 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 리프트 장치.And the lift shaft comprises a third bearing in contact with the lift shaft contact. 제4항에서,In claim 4, 상기 회전암에 복원력을 제공하는 탄성부를 더 포함하고,Further comprising an elastic portion for providing a restoring force to the rotating arm, 상기 밸브부는 상기 출력캠과 접촉하는 밸브부 베어링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 리프트 장치.The valve unit further comprises a valve unit bearing in contact with the output cam. 제5항에서,The method of claim 5, 상기 제어부는 스텝 모터인 것을 특징으로 하는 가변 밸브 리프트 장치.The control unit is a variable valve lift apparatus, characterized in that the step motor. 제1항에서,In claim 1, 상기 리프트 바디는,The lift body, 제1,2,3 베어링을 포함하고, 상기 캠의 회전운동을 전달받는 리프트 샤프트; 및A lift shaft including first, second and third bearings and receiving a rotational movement of the cam; And 상기 리프트 샤프트를 안내하는 샤프트 안내부를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 리프트 장치.And a shaft guide for guiding the lift shaft. 제7항에서,8. The method of claim 7, 상기 제1베어링은 상기 입력캠과 접촉하고,The first bearing is in contact with the input cam, 상기 제2베어링은 상기 샤프트 안내부와 접촉하며,The second bearing is in contact with the shaft guide, 상기 제3베어링은 상기 회전암과 접촉하고,The third bearing is in contact with the rotary arm, 상기 회전암은 상기 제1베어링과 간섭되지 아니하며 상기 제3베어링과 접촉하도록 형성된 리프트 샤프트 접촉부를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 리프트 장치.And the rotary arm includes a lift shaft contact portion which is not interfered with the first bearing and is configured to contact the third bearing.
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