KR101338430B1 - 가변 밸브 리프트 장치 - Google Patents

Abstract

가변 밸브 리프트 장치는 입력 축에 구비된 입력 캠, 상기 입력 축과 평형하게 구비된 로커 샤프트, 상기 입력 캠과 접촉하며 상기 로커 샤프트를 중심으로 피벗(pivot)운동하는 제1 로커 레버, 그 일단에 접촉부를 구비하며 상기 로커 샤프트를 중심으로 피벗(pivot)운동하며 상기 제1 로커 레버와 선택적으로 결합하는 제2 로커 레버, 상기 접촉부와 접촉하는 밸브 개폐부 및 상기 제1 로커 레버와 상기 제2 로커 레버를 선택적으로 결합하는 결합부를 포함한다.

가변 밸브 리프트(VVL: Variable Valve Lift), 입력 캠, 캠 축, CDA

Description

가변 밸브 리프트 장치{VARIABLE VALVE LIFT APPARATUS}

본 발명은 가변 밸브 리프트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 밸브의 리프트를 엔진의 동작상태에 따라 가변 시킬 수 있는 가변 밸브 리프트 장치에 관한 것이다.

내연기관(internal combustion engine)은 연소실(combustion chamber)에 연료와 공기를 받아들여 이를 연소함으로써 동력을 형성한다. 공기를 흡입할 때에는 캠축(camshaft)의 구동에 의해 흡기밸브(intake valves)를 작동시키고, 흡기밸브가 열려있는 동안 공기가 연소실에 흡입되게 된다. 또한, 캠축의 구동에 의해 배기밸브(exhaust valve)를 작동시키고 배기밸브가 열려있는 동안 공기가 연소실에서 배출되게 된다.

그런데, 최적의 흡기밸브/배기밸브 동작은 엔진의 회전속도에 따라 달라진다. 즉, 엔진의 회전속도에 따라 적절한 리프트(lift) 또는 밸브 오프닝/클로징 타임이 달라지게 된다. 이와 같이 엔진의 회전속도에 따라 적절한 밸브 동작을 구현하기 위하여, 밸브를 구동시키는 캠의 형상을 복수개로 설계하거나, 밸브가 엔진회전수에 따라 다른 리프트(lift)로 동작하도록 구현하는 가변 밸브 리프트(variable valve lift; VVL) 장치가 연구되고 있다.

본 발명의 목적은 밸브의 리프트를 엔진의 동작상태에 따라 가변 시킬 수 있는 가변 밸브 리프트 장치를 제공하는 것이다.

엔진의 작동 상태에 따라 CDA(Cylinder Deactivation) 작동을 통해 연비향상을 도모할 수 있으며, 종래 일반적인 밸브 트레인의 과도한 설계 변경 없이 가변 밸브 리프트 장치를 구성할 수 있어 생산 단가를 낮출 수 있는 가변 밸브 리프트 장치를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 가변 밸브 리프트 장치는 입력 축에 구비된 입력 캠, 상기 입력 축과 평형하게 구비된 로커 샤프트, 상기 입력 캠과 접촉하며 상기 로커 샤프트를 중심으로 피벗(pivot)운동하는 제1 로커 레버, 그 일단에 접촉부를 구비하며 상기 로커 샤프트를 중심으로 피벗(pivot)운동하며 상기 제1 로커 레버와 선택적으로 결합하는 제2 로커 레버, 상기 접촉부와 접촉하는 밸브 개폐부 및 상기 제1 로커 레버와 상기 제2 로커 레버를 선택적으로 결합하는 결합부를 포함할 수 있다.

상기 결합부는 상기 제2 로커 레버의 타단에 상기 제1 로커 레버와 선택적으 로 결합하도록 구비된 결합 핀 및 상기 결합 핀에 복원력을 제공하도록 구비된 결합 핀 스프링을 포함할 수 있다.

상기 결합부는 상기 결합 핀이 선택적으로 삽입되도록 상기 제1 로커 레버에 형성된 결합 홀, 상기 결합 핀을 선택적으로 분리하도록 상기 결합 홀 내에 구비된 로커 레버 리턴 핀 및 상기 로커 레버 리턴 핀에 복원력을 제공하도록 구비된 로커 레버 리턴 핀 스프링을 더 포함할 수 있다.

상기 로커 샤프트에는 로커 샤프트 오일 공급 라인이 형성되고, 상기 로커 레버 리턴 핀에 작동 오일을 공급하도록 상기 로커 샤프트 오일 공급 라인과 연결된 로커 레버 오일 공급 라인이 상기 제1 로커 레버에 형성될 수 있다.

상기 제1 로커 레버를 지지하는 접촉 캡 및 상기 접촉 캡에 복원력을 제공하는 리턴 스프링을 더 포함할 수 있다.

상기 제1 로커 레버의 일단에는 상기 입력 캠과 접촉하는 롤러가 구비될 수 있다.

상기 제2 로커 레버는 2개로 구비되어 상기 제1 로커 레버 양단에 구비될 수 있다.

상기 제1 로커 레버와 상기 제2 로커 레버는 각각 제1 로커 레버 결합 홀 및제2 로커 레버 결합 홀이 형성되어 상기 로커 샤프트에 피벗 운동 가능하게 결합할 수 있다.

본 발명의 실시예에 의한 가변 밸브 리프트 장치는 입력 축에 구비된 입력 캠, 상기 입력 축과 평형하게 구비된 로커 샤프트, 상기 입력 캠과 접촉하며 상기 로커 샤프트를 중심으로 피벗(pivot)운동하는 제1 로커 레버, 그 일단에 접촉부를 구비하며 상기 로커 샤프트를 중심으로 피벗(pivot)운동하며 상기 제1 로커 레버와 선택적으로 결합하는 제2 로커 레버, 상기 접촉부와 접촉하는 밸브 개폐부 및 상기 제1 로커 레버와 상기 제2 로커 레버를 선택적으로 결합하는 결합부를 포함하며, 상기 결합부는 상기 로커 샤프트에 형성된 오일 공급 라인을 통해 작동 오일을 공급받아 상기 제1 로커 레버와 상기 제2 로커 레버를 선택적으로 결합할 수 있다.

상기 결합부는 상기 제2 로커 레버의 타단에 상기 제1 로커 레버와 선택적으로 결합하도록 구비된 결합 핀, 상기 결합 핀에 복원력을 제공하도록 구비된 결합 핀 스프링, 상기 결합 핀이 선택적으로 삽입되도록 상기 제1 로커 레버에 형성된 결합 홀, 상기 결합 핀을 선택적으로 분리하도록 상기 결합 홀 내에 구비된 로커 레버 리턴 핀 및 상기 로커 레버 리턴 핀에 복원력을 제공하도록 구비된 로커 레버 리턴 핀 스프링을 포함할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 가변 밸브 리프트 장치에 의하면, 밸브의 리프트를 엔진의 동작상태에 따라 가변 시킬 수 있다.

엔진의 작동 상태에 따라 CDA(Cylinder Deactivation) 작동을 통해 연비향상을 도모할 수 있으며, 종래 일반적인 밸브 트레인의 과도한 설계 변경 없이 가변 밸브 리프트 장치를 구성할 수 있다.

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

도1은 본 발명의 실시예에 의한 가변 밸브 리프트 장치의 구성을 도시한 사시도이고, 도2는 도1은 본 발명의 실시예에 의한 가변 밸브 리프트 장치의 주요 구성을 도시한 도면이고, 도3은 도1의 Ш-Ш선을 따른 단면도이다.

도1 내지 도3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 가변 밸브 리프트 장치는 입력 축(10)에 구비된 입력 캠(20) 및 상기 입력 축과 평형하게 구비된 로커 샤프트(50)를 포함한다.

상기 입력 캠(20)과 접촉하며 상기 로커 샤프트(50)를 중심으로 피벗(pivot)운동하는 제1 로커 레버(30)가 구비되며, 상기 로커 샤프트(50)를 중심으로 피벗(pivot)운동하며 상기 제1 로커 레버(30)와 선택적으로 결합하도록 제2 로커 레버(40)가 구비되며 그 일단에는 접촉부(46)를 형성된다.

상기 접촉부(46)와 접촉하여 밸브 개폐부(70)가 개폐되며 상기 제1 로커 레버(30)와 상기 제2 로커 레버(40)는 결합부에 의하여 선택적으로 결합한다.

상기 제1 로커 레버(30)와 상기 제2 로커 레버(40)는 각각 제1 로커 레버 결합 홀(39) 및 제2 로커 레버 결합 홀(49)이 형성되어 상기 로커 샤프트(50)에 피벗 운동 가능하게 결합한다.

접촉 캡(62) 및 상기 접촉 캡(62)에 복원력을 제공하는 리턴 스프링(64)을 더 포함하는 로스트 모션 탄성부(60)가 상기 제1 로커 레버(30)를 탄성 지지한다.

상기 제1 로커 레버(30)의 일단에는 상기 입력 캠(20)과 접촉하는 롤러(31)가 구비되며 상기 입력 캠(20)의 회전이 상기 제1 로커 레버(30)의 피벗 운동으로 전환 된다.

상기 제2 로커 레버(40)는 2개로 구비되어 상기 제1 로커 레버(30) 양단에 구비된다.

상기 결합부는 상기 제2 로커 레버(40)의 타단에 상기 제1 로커 레버(30)와 선택적으로 결합하도록 구비된 결합 핀(42), 상기 결합 핀(42)에 복원력을 제공하도록 구비된 결합 핀 스프링(44), 상기 결합 핀(42)이 선택적으로 삽입되도록 상기 제1 로커 레버(30)에 형성된 결합 홀(32), 상기 결합 핀(42)을 선택적으로 분리하도록 상기 결합 홀(32) 내에 구비된 로커 레버 리턴 핀(34) 및 상기 로커 레버 리턴 핀(34)에 복원력을 제공하도록 구비된 로커 레버 리턴 핀 스프링(63)을 포함한다.

상기 로커 샤프트(50)에는 로커 샤프트 오일 공급 라인(52)이 형성되고, 상기 로커 레버 리턴 핀(34)에 작동 오일을 공급하도록 상기 로커 샤프트 오일 공급 라인(52)과 연결된 로커 레버 오일 공급 라인(38)이 상기 제1 로커 레버(30)에 형성되며, 상기 로커 샤프트(50)에 로커 샤프트 오일 공급 홀(54)이 형성되어 작동 오일을 공급한다.

도4는 본 발명의 실시예에 의한 가변 밸브 리프트 장치의 작동을 비교 설명하는 도면이다.

이하, 도3 및 도4를 참조하여 본 발명의 실시예에 의한 가변 밸브 리프트 장 치의 작동을 설명한다.

도4의 (a)는 본 발명의 실시예에 의한 가변 밸브 리프트 장치가 정상 운전 상태일 경우 작동 상태를 도시한 도면이다.

정상 작동 상태에서는 상기 결합 핀(42)가 상기 결합 홀(32) 내에 삽입되어 상기 제1 로커 레버(30)와 상기 제2 로커 레버(40)는 일체로 작동한다.

즉, 일반적인 밸브 개폐 작동을 하게 된다.

도4의 (b)는 본 발명의 실시예에 의한 가변 밸브 리프트 장치가 CDA(cylinder deactivation) 모드로 운전하는 상태의 작동을 도시한 도면이다.

CDA 모드에서는 상기 로커 샤프트 오일 공급 라인(52)과 상기 로커 레버 오일 공급 라인(38)을 통해 작동 오일이 공급되어 상기 로커 레버 리턴 핀(34)이 상기 결합 핀(42)을 밀게 된다.

따라서, 상기 제1 로커 레버(30)와 상기 제2 로커 레버(40)는 분리되며, 상기 제1 로커 레버(30)은 로스트 모션(lost motion)하고 상기 제2 로커 레버(40)는 작동을 하지 않는다.

따라서 상기 밸브 개폐부(70)는 열리지 않으며 연료 소비가 없어 엔진의 연비 향상이 가능해진다.

다시 엔진의 작동 상태에 따라 엔진이 정상 작동하게 되면, 상기 유압이 해소된다.

그러면 다시 상기 결합 핀(42)이 상기 결합 홀(32) 내에 삽입되어 상기 제1 로커 레버(30)와 상기 제2 로커 레버(40)는 일체로 작동한다.

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.

도1은 본 발명의 실시예에 의한 가변 밸브 리프트 장치의 구성을 도시한 사시도이다.

도2는 도1은 본 발명의 실시예에 의한 가변 밸브 리프트 장치의 주요 구성을 도시한 도면이다.

도3은 도1의 Ш-Ш선을 따른 단면도이다.

도4는 본 발명의 실시예에 의한 가변 밸브 리프트 장치의 작동을 비교 설명하는 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 입력 축 20: 입력 캠

30: 제1 로커 레버 31: 롤러

32: 결합 홀 34: 로커 레버 리턴 핀

36: 로커 레버 리턴 핀 스프링 38: 로커 레버 오일 공급 라인

39: 제1 로커 레버 결합 홀 40: 제2 로커 레버

42: 결합 핀 44: 결합 핀 스프링

46: 접촉부 49: 제2 로커 레버 결합 홀

50: 로커 샤프트 52: 로커 샤프트 오일 공급 라인

54: 로커 샤프트 오일 공급 홀 60: 로스트 모션 탄성부

62: 접촉 캡 64: 리턴 스프링

70: 밸브 개폐부

Claims (10)

1. 입력 축에 구비된 입력 캠;

   상기 입력 축과 평형하게 구비된 로커 샤프트;

   상기 입력 캠과 접촉하며 상기 로커 샤프트를 중심으로 피벗(pivot)운동하는 제1 로커 레버;

   그 일단에 접촉부를 구비하며 상기 로커 샤프트를 중심으로 피벗(pivot)운동하며 상기 제1 로커 레버와 선택적으로 결합하는 제2 로커 레버;

   상기 접촉부와 접촉하는 밸브 개폐부; 및

   상기 제1 로커 레버와 상기 제2 로커 레버를 선택적으로 결합하는 결합부;

   를 포함하는 가변 밸브 리프트 장치.
2. 제1항에서,

   상기 결합부는

   상기 제2 로커 레버의 타단에 상기 제1 로커 레버와 선택적으로 결합하도록 구비된 결합 핀; 및

   상기 결합 핀에 복원력을 제공하도록 구비된 결합 핀 스프링;

   을 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 리프트 장치.
3. 제2항에서,

   상기 결합부는

   상기 결합 핀이 선택적으로 삽입되도록 상기 제1 로커 레버에 형성된 결합 홀;

   상기 결합 핀을 선택적으로 분리하도록 상기 결합 홀 내에 구비된 로커 레버 리턴 핀; 및

   상기 로커 레버 리턴 핀에 복원력을 제공하도록 구비된 로커 레버 리턴 핀 스프링;

   을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 리프트 장치.
4. 제3항에서,

   상기 로커 샤프트에는 로커 샤프트 오일 공급 라인이 형성되고,

   상기 로커 레버 리턴 핀에 작동 오일을 공급하도록 상기 로커 샤프트 오일 공급 라인과 연결된 로커 레버 오일 공급 라인이 상기 제1 로커 레버에 형성된 것을 특징으로 하는 가변 밸브 리프트 장치.
5. 제1항에서,

   상기 제1 로커 레버를 지지하는 접촉 캡 및 상기 접촉 캡에 복원력을 제공하는 리턴 스프링을 더 포함하는 가변 밸브 리프트 장치.
6. 제1항에서,

   상기 제1 로커 레버의 일단에는 상기 입력 캠과 접촉하는 롤러가 구비된 것을 특징으로 하는 가변 밸브 리프트 장치.
7. 제1항에서,

   상기 제2 로커 레버는 2개로 구비되어 상기 제1 로커 레버 양단에 구비되는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 리프트 장치.
8. 제1항에서,

   상기 제1 로커 레버와 상기 제2 로커 레버는 각각 제1 로커 레버 결합 홀 및제2 로커 레버 결합 홀이 형성되어 상기 로커 샤프트에 피벗 운동 가능하게 결합하는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 리프트 장치.
9. 입력 축에 구비된 입력 캠;

   상기 입력 축과 평형하게 구비된 로커 샤프트;

   상기 입력 캠과 접촉하며 상기 로커 샤프트를 중심으로 피벗(pivot)운동하는 제1 로커 레버;

   그 일단에 접촉부를 구비하며 상기 로커 샤프트를 중심으로 피벗(pivot)운동하며 상기 제1 로커 레버와 선택적으로 결합하는 제2 로커 레버;

   상기 접촉부와 접촉하는 밸브 개폐부; 및

   상기 제1 로커 레버와 상기 제2 로커 레버를 선택적으로 결합하는 결합부;

   를 포함하며,

   상기 결합부는 상기 로커 샤프트에 형성된 오일 공급 라인을 통해 작동 오일을 공급받아 상기 제1 로커 레버와 상기 제2 로커 레버를 선택적으로 결합하는 가변 밸브 리프트 장치.
10. 제9항에서,

    상기 결합부는

    상기 제2 로커 레버의 타단에 상기 제1 로커 레버와 선택적으로 결합하도록 구비된 결합 핀;

    상기 결합 핀에 복원력을 제공하도록 구비된 결합 핀 스프링;

    상기 결합 핀이 선택적으로 삽입되도록 상기 제1 로커 레버에 형성된 결합 홀;

    상기 결합 핀을 선택적으로 분리하도록 상기 결합 홀 내에 구비된 로커 레버 리턴 핀; 및

    상기 로커 레버 리턴 핀에 복원력을 제공하도록 구비된 로커 레버 리턴 핀 스프링;

    을 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 리프트 장치.

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