KR101336392B1

KR101336392B1 - 비활성 로커 암을 포함하는 밸브 제어 시스템

Info

Publication number: KR101336392B1
Application number: KR1020087019635A
Authority: KR
Inventors: 데이비드 지. 제니스; 마이클 알. 조스
Original assignee: 이턴 코포레이션
Priority date: 2006-01-10
Filing date: 2008-08-11
Publication date: 2013-12-16
Also published as: EP1974130B1; WO2007080488A3; CN101365865A; EP1974130A2; JP2009522506A; KR20080087155A; US7121241B1; WO2007080488A2; DE602007006416D1; CN101365865B; JP4891342B2

Abstract

종래의 상부 로커 암(27) 아래, 모듈 하우징(17) 안에 비활성 로커 암(51)이 배치된 밸브 제어 시스템이 제공된다. 비활성 로커 암은 래치 탭(63)을 포함하며, 래치 탭이 래치 부재(65)와 맞물릴 때(도3), 시스템은 일반적인 밸브 액추에이팅 모드로 동작한다. 래치 부재가 래치 해제된 조건이라면(도4), 비활성 로커 암은 피벗하여, 밸브를 압축하여 스프링을 리턴시키는데(41), 이는 그 후에 필요로 되는 공전 스프링의 역할을 하며, 이들의 일반적인 피스톤을 다시 향하여 비활성 로커 암(51) 및 래쉬 보정 장치(35)를 바이어싱한다.

밸브 제어 시스템, 로커 암, 모듈 하우징, 래치 탭, 래쉬 보정 장치

Description

비활성 로커 암을 포함하는 밸브 제어 시스템{VALVE CONTROL SYSTEM INCLUDING DEACTIVATING ROCKER ARM}

본 발명은 내부 연소 엔진의 엔진 포펫 밸브(engine poppet valve)를 제어하는 밸브 제어 시스템에 관한 것이고, 특히 밸브 비활성 유형의 밸브 제어 시스템에 관한 것이다.

본 발명의 밸브 제어 시스템은 밸브가 일반적인 열림 및 닫힘보다 적은 양으로 열리고 닫히도록 엔진 포펫 밸브 트레인(engine poppet valve train)에 일부 부가적인 래쉬(lash)를 도입하는데 사용될 수 있을지라도, 본 발명은 밸브 트레인 충분 래쉬(이후에 "공전(lost motion)이라 칭해짐)로 도입하기에 특히 적절하여, 밸브는 더 이상 열리지 않고 모두 닫히며, 본 발명은 그것에 관하여 설명될 것이다. 자동차 제조업체는 그들의 엔진 내에 밸브 비활성 캐퍼빌리티(capability)를 통합시킬 수 있기를 희망하여, 예를 들어, 광 엔진 로드 조건하에서, 여러 엔진 흡입 포펫 밸브가 비활성화될 수 있으므로, 자동차의 연료 경제성을 개선시킨다.

본 발명의 밸브 제어 시스템은 여러 유형 및 구조의 밸브 기어 트레인에서 사용될 수 있을지라도, 이는 "단부 피벗 로커 암" 유형의 밸브 기어 트레인에 사용하기에 적합하며, 제한의 방법이 아니라, 단지 예시의 방법으로 설명될 것이다. 단 부 피벗 로커 암 유형의 밸브 기어 트레인에서, 소위 "단부 피벗"은 전형적으로 수력 래쉬 조정자의 볼 플런저 부분(ball plunger portion)(또한 이후에 "HLA" 또는 래쉬 보정 장치"라 칭해진다)을 포함한다. 로커 암은 HLA의 볼 플런저 부분 상에 피벗 가능하게 고정된 그의 한 단부, 및 엔진 피벗 밸브의 스템 팁(stem tip)과 맞물리는 대향하는 단부를 갖는다. 이러한 대향하는 단부들 사이에, 로커 암은 캠샤프트(camshaft)의 캠 로브(cam lobe)와 맞물리는 캠 팔로워 부분(cam follower portion)을 포함하는데, 이들 전부는 이제 엔진 밸브 트레인 기술의 당업자에게 널리 공지된다.

또한, 이제 "밸브 비활성" 캐퍼빌리티를 포함하는 유형의 밸브 제어 시스템이 당업자에게 널리 공지된다. 밸브 비활성 제어 시스템의 하나의 공지된 실시예에서, 단부 피벗 로커 암 밸브 기어 트레인에 대해서, 이동 가능한 래치 부재를 포함하는 수력 래쉬 조정기가 제공된다. 단지 예시의 방법으로, 래치 부재는 HLA가 배치된 실린더 헤드 보어 및 HLA의 축으로 이동 가능한 바디 부재에 동작 가능하게 관련되는 것이 전형적이다. 그러므로 HLA는: (i) 캠 샤프트의 회전이 일반적인 밸브 리프트의 결과를 가져오는 래치 조건, 또는 (ii) 공전을 밸브 기어 트레인에 도입하는 래치 해제 조건 중 어느 하나에서 동작될 수 있음으로써, 캠 샤프트의 회전은 매우 작은 리프트, 또는 더 공통적으로 개별적인 엔진 포펫 밸브의 모두에서 리프트가 존재하지 않는 결과를 가져올 것이다.

필요로 되는 래치 메커니즘 및 관련된 제어가 엔진 밸브 트레인의 전체 비용에 실질적으로 부가될지라도, 이제 이러한 밸브 비활성 제어 시스템은 상업적인 성 공을 누리기 시작한다. 더욱 두드러지게, 전형적인 종래 밸브 비활성 시스템은 (그의 일반적인 래치 위치를 다시 향하여 HLA의 "해치 해제" 부분을 바이어싱하는데 필요로 되는) 공전 스프링을 필요로 한다. 이러한 시스템 기술에서 널리 공지된 바와 같이, 밸브 기어 트레인의 공진은 전형적으로 최대 밸브 "리프트"(즉, 밸브가 열림에 따른 엔진 포켓 밸브의 선형 움직임)와 거의 동일하여 필요로 되는 공진 스프링의 크기 및 이동을 나타낸다. 이러한 공진 스프링을 제공하는 여분의 비용 외에도, 비활성 유형의 HLA의 존재는 실린더 헤드 내에서 더 많은 공간을 필요로 하므로 전체 밸브 트레인 시스템의 패키징을 복잡하게 한다.

비활성 유형 HLA에서 사용하기 위해 필요로 되는 공진 스프링이 매우 작을 수 있다면, 공진 스프링의 부가적인 비용 및 비활성 HLA의 패키징은 이러한 밸브 비활성 시스템의 상업성에 대한 방해물을 포함하지 않을 것이다.

그러나 당업자에게 이해되는 바와 같이, 공진 스프링은 "밸브 비활성 모드"에서 동작할 때마다, 전형적으로 공진 스프링이 밸브 트레인의 동적 안전성을 유지할 수 있도록 (바이어싱력에 관하여) 크기가 정해져야만 한다.

따라서, 본 발명의 목적은 밸브 비활성 캐퍼빌리티를 갖는 개선된 밸브 제어 시스템을 제공하는 것인데, 이는 종래 밸브 비활성 시스템의 상술된 단점을 극복한다.

본 발명의 특정한 목적은 그의 "밸브" 활성" 모드를 향하여 다시 장치를 바이어싱 하기 위한 별도의 공진 스프링에 대한 요구를 제거함으로써 상술된 목적을 성취하는 개선된 밸브 제어 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 특정한 목적은 기능을 바이어싱하는 필요로 되는 공전을 수행하기 위해서 밸브 리턴 스프링(valve return spring)을 사용함으로써 상술된 목적을 성취하는 개선된 밸브 제어 시스템을 제공한다.

본 발명의 상기 목적 및 다른 목적은 베이스 원 부분 및 리프트 부분을 갖는 캠 프로필을 한정하는 캠 샤프트의 회전에 응답하여 닫힌 위치 및 열린 위치 사이의 실린더 헤드에 관하여 일반적으로 수직 방향으로 이동 가능한 엔진 포펫 밸브 및 실린더 헤드를 포함하는 내부 연소 엔진을 위한 개선된 밸브 제어 시스템의 규정에 의해 성취된다. 제1 로커 암은 캠 프로필과 맞물리는 캠 팔로워를 포함하며, 엔진 포펫 밸브의 스템 팁 부분과 맞물리는 그의 하나의 축 단부에서 밸브 팁 패드(valve tip pad)를 한정하며, 또한 밸브 팁 패드와 축으로 대향하는 단부에서 지렛목 표면을 한정한다. 래쉬 보정 장치는 단지 일반적인 수직 움직임을 위해 실린더에 관하여 고정되며 제1 로커 암의 지렛목 표면과 맞물리는 지렛목 부분을 포함한다. 밸브 리턴 스프링은 엔진 포펫 밸브에 관하여 위치된 수직으로 상부 단부 및 수직으로 하부 단부를 갖는다.

개선된 밸브 제어 시스템은 제1 로커 암 수직 아래에 배치되며 실린더 헤드에 관하여 고정된 피벗 위치를 포함하는 비활성 로커 암에 의해 특징지어진다. 비활성 로커 암은 피벗 위치에 축으로 대향하여 배치된 제1 및 제2 단부를 가지며, 제1 단부는 밸브 리턴 스프링의 하부 단부에 관하여 수직으로 고정되며, 제2 단부는 래쉬 보정 장치의 하부 단부에 관하여 수직으로 고정된다. 래치 부재는 실린더 헤드에 관하여 고정되며, 비활성 로커 암의 제2 단부 부분 및 래쉬 보정 장치의 낮은 단부에 관하여 동작 가능하게 관련된다. 래치 조건에서, 래치 부재는 래쉬 보정 장치의 실제 수직 움직임을 보호하고, 래치 해제된 조건에서, 래치 부재는 아래 방향으로 제2 단부의 실제 수직 움직임을 허용하여, 제1 로커 암은 엔진 포펫 밸브의 스템 팁 부분을 주심으로 피벗하고, 위 방향으로 비활성 로커 암의 제1 단부의 실제 수직 움직임을 허용하여, 밸브 리턴 스프링을 압축시킨다.

도1은 본 발명에 따라 만들어진 밸브 비활성 모듈의 사시도.

도2는 도1과는 다른 방향에서 보여지며, 본 발명을 보는 것을 용이하게 하도록 제거된 모듈 하우징을 갖는 도1에 도시된 밸브 비활성 시스템의 개략도.

도3 및 도3A는 리프트 및 베이스 원 조건을 각각 도시하는, 그의 일반적인 밸브 활성 모드에서 본 발명의 밸브 제어 시스템의 축 횡단면도.

도4 및 도4A는 또한 리프트 및 베이스 원 조건을 각각 도시하는, 그의 밸브 비활성 모드에서 본 발명의 밸브 비활성 시스템을 도시하는, 도3과 유사한 축 횡단면도.

이제 본 발명을 제한하는 것으로는 의도되지 않는 도면을 참조하면, 도1은 일반적으로 11로 병기된 엔진 포펫 밸브를 제어하는 밸브 제어 시스템을 도시하는데, 엔진 포펫 밸브는 밸브 스템 부분을 포함한다. 본 발명이 예컨대, 오목부(hollow)에 반하는 고형체(solide), 딥 드로운(deep drawn)에 반하는 포지 드(forged) 등과 같이 엔진 포펫의 어떤 특정한 유형 또는 구조에 국한되지 않는다는 것을 당업자는 명확히 이해해야만 한다.

도1은 일반적으로 15로 병기된 밸브 비활성 모듈을 도시하는데, 전형적으로 모듈(15)이 엔진 실린더 헤드(여기서 도시되지 않음)에 의해 한정된 메이팅, 유사-형 리세스(recess) 내에 수용될 것임을 당업자는 이해할 것이다. 그러나 본 발명의 실행이 여기서 도시된 모듈 배열의 사용을 필요로 하지 않는다는 것을 당업자가 이해해야만 한다. 밸브 비활성 모듈은 다수의 보어 및 개구를 바람직하게 한정하는 모듈 하우징(17)을 포함한다. 특히, 모듈 하우징(17)은 하나 이상의 수직 볼트 보어(21) 및 큰 수직 HLA 보어(19)를 한정한다. "수직"이라는 용어는 본원, 첨부된 청구항에서 사용되지만, 제한의 방법이 아닌, 단지 일반적인 엔진 방향 지정에 기초하는 적당하고 일반적인 방향을 나타내며, 이러한 경우에 밸브 스템 부분(13)이 일렬의 엔진에서 경우와 같이, 일반적으로 수직 방향으로 방향지정된다는 것을 가정하는 것임을 당업자가 이해해야만 한다.

모듈 하우징(17)은 또한 한 쌍의 정렬된 수평 보어(23) 및 다른 수평 보어(25), 다음에 설명될 보어(23,25)의 기능을 한정한다. 또한 실린더 헤드가 간략성을 위해 도면에서 삭제되었을지라도, 모듈 하우징(17)은 실제로 실린더 헤드의 일부이므로, 기술된 엘리먼트가 "실린더 헤드에 관하여" 고정되거나 이동 가능한 엘리먼트에 대한 참조는 모듈 하우징(17)에 관한 (적합하게) 고정되거나 이동 가능하다는 것을 의미하는 것을 이해될 것임이 이해되어야만 한다.

또한, 도1을 참조하지만, 도2에 관하여, 밸브 비활성 모듈(15)은 "상부" 로 커 암(27)("제1 로커 암"으로서 첨부된 청구항을 참조)을 포함하는데, 이는 다수의 널리 공지된 유형 및 구조일 수 있다. 도1 및 도2에 도시된 바와 같이, 본 발명이 롤러 유형 캠 팔로워와 사용에 제한될 것이라고 이해되어야 할지라도, 상부 로커 암(27)은 롤러 유형 캠 팔로워(31)에 회전 가능하게 고정된 롤러 샤프트(29)를 지지하는 대향하는 측 병을 갖는 스템핑되거나 주조된 부재를 포함한다. 상부 로커 암(27)은 당업자에게 널리 공지된 방법으로, 일반적으로 35로 병기된 수력 래쉬 조정기의 볼 플런저 부분(본원에서 쉽게 보여지지 않음)과 맞물리도록 구성된 지렛목 표면(33)(즉, 도1 및 도2에 도시된 것의 아래쪽)을 한정한다. 수력 래쉬 조정기가 본원에서 사용되는 것이 바람직할지라도, 본 발명은 이에 국한되지 않으며, 어떤 유형의 래쉬 보정 장치는 상부 로커 암(27)에 대해서 "지렛목" 부재 또는 지지 부재로서 사용될 수 있다.

로커 암(27)의 대향하는 축 단부, 즉, 지렛목 표면(33)에 축으로 대향하는 곳에 당업자에게 널리 공지된 방법으로 밸브 스템 부분(13)의 팁을 맞물리도록 배치된 밸브 팁 패드 부분(37)의 일부가 존재한다. 밸브 스템의 팁이 어떤 도면에서 실제로 보여지지 않기 때문에, 팁은 단지 밸브 스템 부분을 병기하는 참조 번호 "13"을 칭할 것이다. 캠 팔로워(31)의 경우에서와 같이, 밸브 팁 패드 부분(37)은 기술에 널리 공지된 어떤 형태를 취할 수 있으며, 발명은 부분(37)의 어떤 특정한 형태에 국한되지 않는다.

모든 도면을 이제 참조하면, 밸브 스템 부분(13)의 상부 단면을 향하여 배치된 것은 밸브 스템 부분에 관하여 고정(즉, "수직" 방향으로 관련 움직임에 반하여 고정)된 스프링 리테이너(39)이다. 스프링 리테이너(39)에 반하여 위치된 것은 밸브 리턴 스프링(41)의 상부 단부이다. 스프링 리테이너(39) 및 밸브 리턴 스프링(41) 둘 다는 이미 널리 공지되었으며 상업적으로 사용 가능한 엘리먼트를 포함할 수 있다.

도3, 도3A, 도4 및 도4만을 참조하면, 어떤 종래 유형 및 구조일 수 있으며 어떤 종래 캠 샤프트 형성 방법에 의해 형성될 수 있는 캠 샤프트(43)가 제공된다. 캠 샤프트(43)는 기술에 공지된 바와 같이, 베이스 원 부분(45) 및 리프트 부분(47)을 포함하는 캠 프로필을 갖는 캠 로브를 포함한다. 그러므로 도3 및 도4 둘 다에서, 캠 프로필의 리프트 부분(47)은 캠 팔로워(31)와 맞물리는 반면, 도3A 및 도4A 둘 다에서, 캠 프로필의 베이스 원부분(45)은 캠 팔로워(31)와 맞물린다.

이제 도2 내지 도4A를 우선 참조하면, 본 발명의 중요한 양상에 따라, 비활성 로커 암(51)의 각 측으로부터 수평으로 신장하는 한 쌍의 원통형 포스트(cylindrical posts)(53)(이들 중 하나 만이 도2 내지 도4A의 각각에서 보여질 수 있다)를 갖는, 비활성 로커 암(51)이 모듈 하우징(17) 내에 존재한다. 대안적으로, 단일 샤프트 부재는 모듈 하우징(17) 내에서 수용되는 그의 단부를 갖는, 로커 암(51)을 통과하는 샤프트가 별도의 원통형 포스트 대신 제공될 수 있다. 각각의 원통형 포스트(또는 단일 샤프트의 단부)(53)는 수평 보어(23)들 중 하나에 수용되어, 보어(23) 및 포스트(53)가 모듈 하우징(17)에 관하여, 그리고 그로 인해 이전 설명에 따라 실린더 헤드에 관하여 고정된, 비활성 로커 암(51)을 위한 "피벗 위치"를 한정하도록 공동 동작한다. 실린더 헤드에 관한 어떤 그의 일반적인 방향 지 정에서 밸브 비활성 모듈(15)과 함께, 비활성 로커 암(51)은 결과적으로 나타나는 목적으로 상부 로커 암(17) "수직 하부"에 배치될 것이다.

비활성 로커 암(51)은 제1 단부(55)(전형적으로 한 쌍의 단부(55), 이들 중 단지 하나만이 도면에 도시됨)를 갖는다. 제1 단부(55) 각각의 상부 표면에 반하여 위치되는 것은 원통형 지지 부재(57)이고, 지지 부재(57)는 스프링 시트 부재(spring seat member)(59)의 직경 방향으로 대향하는 측 상에 형성된다. 스프링 시트 부재(59)는 일반적으로 컵-형태 구조로 형성되지만, 밸브 스템 부분(13)을 수용하도록 개구를 한정하는 하부 부분을 가져서, 스프링 시트 부재(59)는 밸브 리턴 스프링(41)의 하부 단부에 대한 시트의 역할을 한다.

비활성 로커 암(51)은 또한 제2 단부 부분(61)을 포함하는데, 도2에서 가장 잘 보여지는 바와 같이, 제2 단부(61)의 상부 표면은 수력 래쉬 조정기(35)의 하부 단부를 위한 시트의 역할을 하므로, 제2 단부(61)는 HLA(35)의 하부 단부에 관하여, 수직 움직임에 대해 고정된 관계로 남아있도록 의도된다. 바람직하게, 제2 단부(61)의 상부 표면은 어떤 종류의 접촉 패드가 제공되며, 이는 HLA(35)의 외부 바디의 최하부 단부 표면과 맞물리므로, 밸브 활성 및 비활성 모드 사이의 움직임 동안 제2 단부(61)의 상부 표면 및 HLA 외부 바디의 관련된 슬라이딩 움직임을 허용하며, 이는 이후에 부가적으로 설명될 것이다.

비활성 로커 암(51)의 제2 단부(61)로부터 축으로 신장하는 것은 예로서만 본원에서 도시된 래치 탭(latch tab)(63)이다. 도2에서 보여지는 바와 같이, 래치 탭(63)에 근접하게 배치된 것은 일반적으로 65로 병기된 이동 가능한 래치 부재이 며, 이들의 기능은 이후에 상세히 설명되는 바와 같이 선택적으로 (a) 래치 탭(63)에 맞물리거나; (b) 래치 탭(63)과 맞물리지 않는다. 주요 실시예에서, 단지 예시의 방법으로, 래치 부재(65)는 도1에 도시된 수평 보어(25) 내에 배치되며, 도2("래치" 조건)에 도시된 부분에 스프링(여기서 도시되지 않음)에 의해 바이어싱 될 것이다. 래치 부재(65)는 수평 보어(25)에 (도1에서 보여질 수 있는 단부로부터) 도입된 유압에 의해 바이어싱되어, 래치 탭(63)이 더 이상 래치 부분(67)과 맞물리지 않는 위치(도2의 도면의 평면상에서 위로 그리고 오른쪽으로) 래치 부재(65)를 이동시킨다.

본 발명의 범위 내에서, 여러 공지된 래칭 배열이 사용될 수 있다는 것이 당업자에게 이해되어야만 한다. 예를 들어, 본원에서 도시된 래칭 배열은 래치 부재 및 비활성 로커 암(51) 사이에 있고, 본 발명의 범위 내에서 이동 가능한 래치 부재 및 래쉬 보정 장치(HLA 35)의 일부 부분 사이에 래칭 배열을 또한 가질 수 있다. 게다가, 본원에 도시된 래칭 배열이 래치 부재(65)의 수평 움직임을 포함할지라도, 래치 조건 및 래치 해제 조건 사이의 움직임은 또한 비활성 로커 암(51)의 축을 따라 래치 부재의 움직임에 의해 또한 성취된다. 래칭을 위한 여러 다른 배열은 당업자에게 또한 발생될 것이고(수력, 물리적, 전자기적 등) 모든 이러한 대안적인 래칭 배열이 본 발명의 범위 내이 있다고 의도된다.

"밸브 활성 모드"에서 밸브 비활성 모듈(15)을 동작시키기를 희망할 때, 래치 부재(65)는도2 및 도3에 도시된 래치 조건으로 이동되며, 래치 탭(63)은 래치 부분(67)과 맞물린다. 원통형 부분(53)은 모듈 하우징에 관하여 고정되며, 래치 탭(63)은 래치 부재(65)에 의해 "고정"된 위치에 유지되는 래치 조건에서, 비활성 로커 암(51)의 어떠한 실질적인 움직임도 존재하지 않는다는 것이 명백해야만 한다. 그러므로 스프링 시트 부재(59)는 도3에 도시된 위치에 남겨져, 밸브 리턴 스프링(41)의 하부 단부를 위한 "고정"된 시트를 제공한다. 동시에, 비활성 로커 암(51)의 제2 단부(61)는 (HLA가 실린더 헤드에서 보어 내에 배치된 것처럼 매우 동일한 방법으로) HLA(35)를 위한 수직으로 "고정"된 시트를 제공하여, HLA(35)의 볼 플런저 부분은 상부 로커 아(27)이 피벗하는 실제 지렛목의 역할을 한다.

상술된 바와 같은 래치 조건에서, 캠 프로필의 리프트 부분(47)이 캠 팔로워(31)와 맞물릴 때, 수력 래쉬 조정기(35)의 볼 플런저 부분의 실제 아래 방향으로 움직임(적은 양의 "래쉬" 보정 움직임만)이 존재하지 않는다. 그러므로 상부 로커 암(27)을 위한 "고정"된 지렛목 위치를 효율적으로 제공하는 HLA(35)와 함께, 캠 프로필의 리프트 부분(47)은 상부 로커 암(27)이 도3에서 나타내지는 방법으로 피벗하도록 하고, 도3A에 도시된 "베이스 원" 조건으로부터, 도3에 나타내진 오픈 위치를 향하여 도4에 도시된 닫힌 위치로부터 아래로 엔진 포펫 밸브(11)를 이동시킨다. 엔진 포펫 밸브(11)의 이러한 아래 방향 움직임은 밸브 리턴 스프링(41)의 바이어싱력에 대향하는데, 일반적으로 종래 방법으로, 스프링 시트 부재(59)는 비활성 로커 암(51)이 래치되며 원통형 포스트(53)를 중심으로 피벗할 수 없다는 사실의 관점에서 수직으로 고정된 상태로 있는다.

"밸브 비활성 모드"에서 밸브 비활성 모듈(15)을 동작시키기를 희망할 때, 래치 부재(65)는 도2에 도시된 위치로부터, 더 이상 맞물리지 않으며 래치 탭(63) 의 아래 방향으로 움직임을 보호하는 래치 해제 조건으로 이동된다. 그러므로 밸브 비활성 모듈(15)은 도4에 도시된 래치 해제된 조건에서 동작할 수 있다. 이제 아래로 이동이 자유로운 비활성 로커 암(51)의 제2 단부(61)와 함께, 제1 단부(55)는 위로 이동하도록 힘이 가해지고, 지지 부재(57) 및 스프링 시트 부재(59)에 위로 힘을 가하여, 스프링 리테이너(39)에 반하여 밸브 리턴 스프링(41)을 압축시킨다. 이해되는 바와 같이, 도4에 도시된 바와 같은 엔진 포펫 밸브(11)가 닫힌 위치에 있기 때문에, 그의 밸브 시트 삽입(여기에 도시되지 않음)에 반하여 위치되면, 스프링이 리테이너(39)는 밸브 스템 부분(13)의 상부 단부에 그의 부착물에 의해 수직 방향으로 "고정"된다. 결과적으로, 캠 프로필의 리프트 부분(47)이 캠 팔로워(31)와의 맞물림 밖으로 움직인 후에, 팔로워(31)는 베이스 원부분(45)(도4A 참조)과 맞물린다. 이제 밸브 리턴 스프링(41)은 HLA(35) 및 비활성 로커 암(51)을 위한 "공전" 스프링의 역할을 하여, HLA(35)를 위로 바이어싱하며, 도4A에 도시된 바와 같은 위치로 위로 상부 로커 암(27)을 바이어싱하여 캠 프로필과 맞물려 캠 팔로워(31)를 유지시킨다.

도4에 도시된 래치 해제 조건에서 그러나 도4A에 도시된 바와 같이 "베이스 원" 상에서 동작하는 밸브 비활성 모듈(15)과 함께, 스프링(41)은 스프링 시트 부재(59)를 아래로 바이어싱 하며, 제1 단부(55) 상의 지지 부재(57)의 대응하는 힘은 비활성 로커 암(51)이 실린더 포스트(53)를 중심으로 회전하도록 하여, 위 방향으로 HLA(35) 및 제2 단부 부분(61)을 이동시킨다. HLA(35)의 위 방향 움직임은 상부 로커 암(27)이 그러나 이번에는 밸브 스템 부분(13) 상에서 밸브 팁 패드 부 분(37)과 맞물리는 피벗 지점과 함께 다시 피벗하도록 한다. 그러므로, 상부 로커 암(27)은 그의 일반적인, 액추에이팅 해제 위치로 리턴되며, 비활성 로커 암(51)은 희망한다면, 래칭 배열이 밸브 활성 모드에서 동작을 위해 다시 맞물릴 수 있는 도2 및 도3에 도시된 바와 같이 그의 위치로 리턴된다.

원통형 포스트(53)의 축으로부터 제1 단부(55) 및 지지 부재(57)의 맞물림까지 거리, 및 포스트(53)의 축으로부터 제2 단부(61) 및 HLA(35)의 맞물림까지 거리 사이의 비율이 존재하는 것으로 보여질 것이다. 비율이 약 1.0:1.5인 주요 실시예에서, 존재한다면, 공전 스프링에 의해 가해질 힘과 동일한 HLA(35) 상의 위 방향 힘을 제공하기 위해서 비율이 밸브 리턴 스프링(41)의 힘에 관하여 선택적이어야만 한다는 것이 중요하다. 동시에, 상부 로커 암(27)의 구조는 밸브 비활성 모드에서 리프트 부분(47)이 캠 팔로워(31)와 맞물릴 때, HLA(35)가 아래로 움직이는 엔진 포펫 밸브(11)보다 아래로 이동하도록 선택되어야만 한다. 그러므로 제2 단부(61)는 제1 단부(55)보다 더 포스트(53)로부터 이어야만 한다. 상기 명세서의 판독 및 이해로부터 여러 치수, 비율, 스프링력 등의 적합한 선택을 행하는 것은 당업자의 능력에 달려있다고 여겨진다.

바람직하게, 본 발명의 다른 양상에 따라, 전체 밸브 비활성 모듈(15)은 실린더 헤드 내에서 조립을 위해 조립되고, 테스트되어 엔진 조립 고장에 수송된다. 전형적으로, 그러나 예시의 방법으로만, 엔진 조립 공장에 수송된 밸브 비활성 모듈(15)이 엔진 포펫 밸브(11) 또는 스프링 리테이너(39), 또는 밸브 리턴 스프링(41)을 포함하지 않을 것이다. 모듈 하우징(17)이 실린더 헤드에 장착된 후에, 엔진 포펫 밸브(11)는 밸브 유도 및 밸브 스템 밀봉(여기서 도시되지 않음)을 위로 통과하고, 스프링 시트 부재(59)의 개구를 통해 실린더 헤드의 화이어-덱(연소) 측으로부터 장착될 것이다. 밸브 리턴 스프링(41) 및 스프링 리테이너(39)는 장착되고, 마침내, 상부 로커 암(27)이 HLA(35)의 지렛대 부분 및 밸브 스템 부분(13)의 팁이 맞물리는 위치에 설정될 것이다.

본 발명은 위에서 상세히 설명되었고, 본 발명의 여러 대안 및 수정이 명세서의 판독 및 이해로부터 당업자에게 명백해질 것이라 여겨진다. 모든 이러한 대안 및 수정은 첨부된 청구항의 범위 내에서 나올 때에만 본 발명에 포함되는 것으로 의도된다.

Claims

베이스 원 부분(45) 및 리프트 부분(47)을 갖는 캠 프로필을 한정하는 캠 샤프트(43)의 회전에 관하여 닫힌 위치(도4) 및 열린 위치(도3) 사이에서 실린더 헤드(17)에 관한 일반적으로 수직방향으로 이동 가능한 엔진 포펫 밸브(11) 및 실린더 헤드; 상기 캠 프로필과 맞물릴 수 있는 캠 팔로워(31)를 포함하고, 상기 엔진 포펫 밸브(11)의 스템 팁 부분(13)과 맞물리는 그의 하나의 축 단부에서 밸브 팁 패드(37)를 한정하며, 또한 상기 밸브 팁 패드(37)와 축으로 대향하는 단부에서 지렛목 표면(33)을 한정하는 제1 로커 암(27); 단지 일반적인 수직 움직임을 위해 상기 실린더 헤드에 관하여 고정되며 상기 제1 로커 암(27)의 지렛목 표면(33)과 맞물리는 지렛목 부분을 포함하는 래쉬 보정 장치(35); 상기 엔진 포펫 밸브(11,13)에 관하여 위치된 수직으로 상부 단부 및 수직으로 하부 단부를 갖는 밸브 리턴 스프링(41)을 포함하는, 내부 연소 엔진을 위한 밸브 제어 장치(15)에 있어서,

(a) 상기 제1 로커 암(27) 수직 아래에 배치되며 상기 실린더 헤드(17)에 관하여 고정된 피벗 위치(23,53)를 포함하는 비활성 로커 암(51);

(b) 상기 피벗 위치(23,53)에 축으로 대향하여 배치된 제1(55) 및 제2(61) 단부를 가지며, 상기 제1 단부(55)는 상기 밸브 리턴 스프링(51)의 상기 하부 단부에 관하여 축으로 고정되며, 사익 제2 단부(61)는 상기 래쉬 보정 장치(35)의 하부 단부에 관하여 고정되는, 상기 비활성 로커 암(51); 및

(c) 상기 실린더 헤드(17)에 관하여 고정되며, 상기 비활성 로커 암(51)의 상기 제2 단부 부분(61) 및 상기 래쉬 보정 장치(35)의 낮은 단부에 관하여 동작 가능하게 관련된 래치 부재(65)를 포함함으로써,

(i) 래치된 조건(도2 및 도3)에서, 상기 래치 부재(65)는 상기 래쉬 보정 장치(35)의 실제 수직 움직임을 보호하며,

(ii) 래치 해제된 조건(도4)에서, 상기 래치 부재는 아래 방향으로 상기 제2 단부의 실제 수직 움직임을 허용하여, 상기 제1 로커 암(27)이 상기 엔진 포펫 밸브(11)의 스템 팁 부분(13)을 중심으로 피벗하고, 위 방향으로 상기 비활성 로커 암(51)의 상기 제1 단부(55)의 실제 수직 움직임을 허용하여, 상기 밸브 리턴 스프링(41)을 압축시키는 것을 특징으로 하는 내부 연소 엔진을 위한 밸브 제어 장치.
제 1항에 있어서,

상기 밸브 리턴 스프링(41)은 상기 래치 부재(65)가 압축 해제 조건(도4)에 있을 때, 상기 비활성 로커 암(51) 및 상기 래쉬 보정 장치(35)를 위한 공전 스프링의 역할을 하는 것을 특징으로 하는 내부 연소 엔진을 위한 밸브 제어 장치.
제 1항에 있어서,

상기 실린더 헤드는 오목부를 한정하며, 상기 밸브 제어 장치는 상기 오목부 내에 배치되도록 적응된 모듈 하우징(17)을 포함하는데, 상기 모듈 하우징(17)은 일반적으로 수직 보어(19)를 한정하며, 상기 래쉬 보정 장치(35)는 상기 수직 보어(19) 내에서 상관으로 배치되는 것을 특징으로 하는 내부 연소 엔진을 위한 밸브 제어 장치.
제 3항에 있어서,

상기 비활성 로커 암(51)의 상기 피벗 위치(23,53)는 상기 모듈 하우징(17)에 관하여 고정된 부재(53)를 포함하며, 상기 비활성 로커 암(51)은 상기 모듈 하우징(17) 내에 배치되며, 상기 래치 부재(65)는 상기 모듈 하우징 내에 배치되며, 상기 래치된 조건(도2 및 도3) 및 래치 해제된 조건(도4) 사이에서만 그에 관한 움직임을 위해 고정되는 것을 특징으로 하는 내부 연소 엔진을 위한 밸브 제어 장치.
제 1항에 있어서,

상기 밸브 리턴 스프링(41)은 상기 밸브 리턴 스프링의 수직으로 하부 단부와 동작 가능하게 관련된 시트 부재(59)를 포함하며, 상기 시트 부재(59)는 상기 비활성 로커 암(51)의 제1 단부(55)와 맞물리는 그의 부분(57)을 포함함으로써, 수직으로 위 방향으로 상기 제1 단부(55)의 움직임이 상기 시트 부재(59)로 수직으로 이동하여, 상기 밸브 리턴 스프링을 압축시키는 것을 특징으로 하는 내부 연소 엔진을 위한 밸브 제어 장치.
제 5항에 있어서,

상기 비활성 로커 암(51)은 상기 피벗 위치(23,53)로부터 상기 제2 단부(61)로의 거리가 상기 피벗 위치(23,53)로부터 상기 제1 단부(55)로의 거리보다 크도록 구성됨으로써, 상기 래치 해제된 조건(도4)에서, 상기 리프트 부분(47) 및 사익 캠 팔로워(31)의 맞물림이 상기 엔진 피벗 밸브(11)에 아래로 힘을 가하는 것이 아니라, 상기 래쉬 보정 장치(35)에 아래로 힘을 가하는 것을 특징으로 하는 내부 연소 엔진을 위한 밸브 제어 장치.