KR101382864B1 - 태핏밸브용 기통휴지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 구조가 간단하여 차량의 중량 및 원가를 절감시킬 수 있을 뿐만 아니라 내구성과 작동 신뢰성을 향상시킬 수 있고, 밸브의 로스트 모션의 간격과 그에 따른 기통휴지기간을 용이하게 조절할 수 있도록 한 태핏 밸브용 기통휴지장치를 제공하기 위해, 캠 프로파일을 가진 회전하는 캠과, 이 캠의 회전운동을 상하 직선 운동으로 전환하는 운동전환기구, 이 운동전환기구에 의해 승하강되면서 엔진의 각 기통의 흡기포트 혹은 배기포트를 개폐하는 태핏밸브, 상기 운전전환기구가 상기 태핏밸브에 항상 접촉되면서 상기 운동전환기구를 가압하는 유압장치 및, 상기 운동전환기구와 상기 태핏밸브가 소정 갭을 두고 이격되게 하는 갭형성장치를 구비한다.

기통휴지장치, 가압판, 유압장치, 갭형성장치

Description

태핏밸브용 기통휴지장치{Cylinder deactivation device for tappet valve}

본 발명은 차량 엔진의 태핏밸브에 관한 것으로, 특히 유압과 피스톤 및 스프링을 이용하여 태핏 밸브의 로스트 모션을 발생시키는 태핏밸브용 기통휴지장치에 관한 것이다.

종래 가솔린 엔진에서 엔진의 연비를 향상시키기 위해 기통휴지장치(CDA; Cylinder Deactivation system)가 사용되고 있다.

상기 기통휴지장치는 엔진의 다기통 중에 일부 기통의 흡기밸브와 배기밸브를 닫아서 운전하지 않음으로써 연료 소모량을 저감시키는 기술이다.

종래의 기통휴지장치로서는 2개의 캠 프로파일과, 2개의 로커아암 및 2개의 로커아암을 연결하는 연결핀 등을 이용하여 밸브 개폐 프로파일을 제어해서 기통 휴지를 구현하거나, 혹은 2중 태핏밸브를 이용하여 기통휴지를 구현하거나, 또는 핑거 팔로워 방식에서는 핑거 팔로워 내에 2개의 캠 프로파일에 따라 움직일 수 있는 전환기구를 사용하여 기통휴지를 구현하고 있었다.

그런데 상기와 같은 종래의 기통휴지장치들은 그 구조가 복잡하여 작동 신뢰성과 내구성이 저하되고, 차량의 중량 및 원가를 상승시킨다는 결점이 있었다.

이에 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 안출된 것으로, 구조가 간단하여 차량의 중량 및 원가를 절감시킬 수 있을 뿐만 아니라 내구성과 작동 신뢰성을 향상시킬 수 있고, 밸브의 로스트 모션의 간격과 그에 따른 기통휴지기간을 용이하게 조절할 수 있도록 한 태핏밸브용 기통휴지장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 캠 프로파일을 가진 회전하는 캠과, 이 캠의 회전운동을 상하 직선 운동으로 전환하는 운동전환기구, 이 운동전환기구에 의해 승하강되면서 엔진의 각 기통의 흡기포트 혹은 배기포트를 개폐하는 태핏밸브, 상기 운전전환기구가 상기 태핏밸브에 항상 접촉되면서 상기 운동전환기구를 가압하는 유압장치 및, 상기 운동전환기구와 상기 태핏밸브가 소정 갭을 두고 이격되게 하는 갭형성장치를 구비한다.

바람직하기로는 상기 운동전환기구가 상기 캠에 항상 접촉되어 상기 캠 프로파일에 따라 상하로 승하강되면서 상기 태핏밸브를 가압하는 지지플레이트를 갖춘 것을 특징으로 한다.

상기 지지플레이트에 폭 방향으로 소정 간격을 두고 배치되면서 2개의 지지바아의 일단이 고정되게 부착되고, 상기 지지바아에는 상기 유압장치에 의해 가압되어 상기 태핏밸브와 접촉되거나 혹은 상기 갭형성장치에 의해 상기 태핏밸브로부터 소정 갭을 두고 이격되는 가압판이 끼워져 상하로 승하강되게 장착되며, 상기 지지바아의 선단부에는 상기 가압판의 이탈을 방지하는 스톱퍼가 각각 고정되게 부착된 것을 특징으로 한다.

상기 유압장치가 상기 가압판과 상기 지지플레이트를 일체로 연결하는 신축 가능한 유압피스톤, 이 유압피스톤에 오일을 공급하거나 드레인시키는 오일공급원을 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 오일공급원으로부터 상기 유압피스톤에 오일을 공급하거나 드레인되게 하도록 상기 지지플레이트에 형성된 오일통로와, 상기 오일공급원과 상기 오일통로 사이의 유로를 개폐하는 제어밸브 및, 이 제어밸브에 제어신호를 인가하여 유로를 개방시키거나 혹은 상기 제어신호를 차단하여 공급된 유압을 드레인시키는 엔진제어유니트가 추가로 구비된 것을 특징으로 한다.

상기 갭형성장치가 상기 유압피스톤의 외주에 감겨져서 상기 지지플레이트의 내측면과 상기 가압판에 양단이 각각 연결되어 상기 가압판이 상기 태핏밸브로부터 이격되게 가압판을 탄력적으로 지지하는 리턴스프링을 구비한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 태핏밸브용 기통휴지장치에 의하면, 캠 프로파일에 따라 승하강하는 지지플레이트가 가압판을 매개로 유압장치에 의해 태핏밸브와 접촉하거나 혹은 상기 가압판이 리턴스프링에 의해 이격되어 로스트 모션의 간격을 발생시키는 구조로 되어, 구조가 간단해서 차량의 중량 및 원가를 절감시킬 수 있을 뿐만 아니라 장치의 내구성과 작동 신뢰성을 향상시킬 수 있고, 상기 유압장치의 유압을 적절히 조절해서 밸브의 로스트 모션의 간격과 그에 따른 엔진의 각 기통의 휴지기간 을 용이하게 조절할 수 있는 등의 효과가 있다.

이하 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.

도 1에는 본 발명에 따른 태핏 밸브용 기통휴지장치의 구성이 도시되어 있는 바, 즉 대체로 ㄷ자 형상의 단면을 가진 지지플레이트(1)는 통상적인 캠(2)에 의해 상하로 이동가능하게 캠(2)과 밀착하도록 설치되고, 상기 캠(2)은 구동축(3)에 일체로 회전되게 장착되어, 상기 구동축(3)이 회전함에 따라 상기 캠(2)이 일체로 회전하면서 캠 프로파일에 의해 상기 지지플레이트(1)가 상하로 이동하게 된다.

즉 상기 지지플레이트는 상기 캠의 회전운동을 받아서 상하 직선운동을 전환하는 운동전환기구극 구성한다.

상기 지지플레이트(1)가 형성하는 설치 공간의 내부에는 2개의 지지바아(4)가 지지플레이트(1)의 폭 방향으로 소정 간격을 두고 배치된 상태에서 그 일단이 지지플레이트(1)에 고정되게 부착되고, 지지바아(4)의 타단은 수직한 하방으로 연장되어 형성된다.

상기 2개의 지지바아(4)에는 원형 단면을 가진 가압판(5)이 끼워지고, 이 가압판(5)은 지지바아(4)의 길이방향을 따라 상하로 이동가능하게 끼워져 지지되며, 상기 가압판(5)의 이탈을 방지하기 위해 상기 2개의 지지바아(4)의 타단에는 스톱퍼(4a)가 일체로 부착된다.

또한 상기 가압판(5)과 2개의 지지바아(4) 사이의 내부 공간에는 상하로 신축 가능한 유압피스톤(6)이 배치되어서 유압피스톤(6)의 일단이 상기 가압판(5)에 안착되어 지지되고, 상기 유압피스톤(6)의 타단은 상기 지지플레이트(1)의 내측면에 고정되게 일체로 부착된다.

상기 유압피스톤(6)은 소경 피스톤이 대경 피스톤에 신축가능하게 끼워져 결합된 구조로 이루어지고, 상기 소경 피스톤과 대경 피스톤에는 유압을 받을 수 있는 오일통로가 유압피스톤의 길이방향으로 형성된다.

상기 지지플레이트(1)의 일측면에서부터 내측면을 향하여 오일통로(1a)가 관통해서 형성되고, 상기 오일통로(1a)는 유압피스톤에 형성된 오일통로와 연통되게 형성되어, 상기 오일통로(1a)를 통해 오일이 주입되면, 상기 오일은 유압피스톤의 오일통로까지 유입되어서 상기 유압피스톤을 신장시키게 된다.

상기 유압피스톤(6)의 외주에는 리턴스프링(7)이 끼워져서 그 일단이 상기 지지플레이트(1)의 내측면에 고정되게 부착되는 반면에 타단은 상기 가압판(5)에 부착되어서, 상기 가압판(5)이 리턴스프링(7)에 의해 지지플레이트(1)에 탄력적으로 지지되게 설치된다.

상기 리턴스프링(7)은 상기 가압판(5)이 태핏밸브의 선단부로부터 이격되게 하는 갭형성장치를 구성한다.

상기 오일통로(1a)에는 적정 압력(상기 린턴스프링의 탄성력보다 큰 압력)의 오일을 공급할 수 오일통로(1a)에 오일공급원이 연결되고, 상기 오일공급원으로부터 오일통로(1a)에 공급되는 유압을 제어하기 위한 제어밸브가 오일공급원과 오일통로(1a) 사이에 설치되며, 상기 제어밸브는 엔진제어유니트(ECU)의 제어신호를 인가받아 작동하도록 엔진제어유니트의 출력단에 접속된다.

상기 유압피스톤과 오일통로(1a) 및 오일공급원은 유압장치를 구성한다.

그리고 상기 가압판(5)의 하방에는 태핏밸브(8)의 밸브스템의 선단부가 상기 가압판(5)과 소정 간격을 두고 배치되고, 상기 태핏밸브(8)는 엔진 기통의 흡기포트 혹은 배기포트를 개폐하도록 설치된다.

이에 따라 엔진의 각 기통이 정상적으로 구동될 때에는 상기 엔진제어유니트가 상기 제어밸브에 제어신호를 인가하고, 이에 따라 상기 오일공급원과 오일통로(1a)의 유로가 개방되어서 도 2에 도시한 바와 같이 유압이 상기 오일통로(1a)로 유입되어, 이렇게 유입된 유압은 상기 유압피스톤(6)까지 주입되어서 유압피스톤(6)의 길이가 늘어나는 동시에 상기 리턴스프링(7)도 인장되어서 탄성 복원력을 보유하게 되며, 이로 인해 상기 가압판(5)은 유압피스톤의 신장운동으로 인해 하방으로 이동하여 가압판(5)과 태핏밸브(8) 사이의 소정 간격을 메우게 되어, 상기 지지플레이트(1)와 가압판(5) 및 태핏밸브(8)가 일체로 연결되게 된다.

그러므로 상기 캠(2)이 구동축(3)에 의해 회전할 때에 캠 프로파일에 따라 상기 지지플레이트(1)가 상승 혹은 하강하면서 상기 가압판(5)을 매개로 태핏밸브(8)를 하방으로 밀어주거나 혹은 태핏밸브(8)가 그 리턴스프링에 의해 상승하여 엔진의 각 기통의 흡기포트 혹은 배기포트를 개폐하게 된다.

그런데 상기 엔진제어유니트(ECU)가 엔진의 소정 기통을 휴지시키고자 할 경우에는 상기 제어밸브에 인가된 제어신호를 차단하고, 이에 따라 상기 오일공급원으로부터 상기 오일통로(1a)에 공급된 유압이 드레인된다.

상기와 같이 오일통로(1a)에 공급된 오일이 도 3에 도시한 바와 같이 유압피 스톤(6)과 오일통로(1a)를 빠져나와서 드레인되면, 상기 리턴스프링(7)의 탄성 복원력에 의해 상기 가압판(5)은 지지플레이트(1)의 내측면을 향해 당겨지게 된다.

이에 따라 상기 태핏밸브(8)의 선단부(8a)와 가압판(5) 사이에는 소정 갭(a)이 형성되고, 상기 캠(2)이 회전하여 그 캠 프로파일에 따라 상기 지지플레이트(1)가 하강하면서 가압판(5)도 함께 하강할 때에 가압판(5)과 태핏밸브(8)사이의 상기 소정 갭이 메워지기 전까지는 태핏밸브(8)가 가압판에 의해 가압되지 않아서 로스트 모션(lost Motion)이 발생하게 되어, 기통휴지기능이 구현되게 된다.

이때에 상기 오일통로(1a) 내부의 오일압력을 적절히 조절하면 가압판(5)과 태핏밸브(8)의 선단부(8a) 사이의 갭(a)의 크기를 용이하게 조절할 수 있으므로, 결국에는 로스트 모션의 간격을 용이하게 조절할 수 있을 뿐만 아니라 흡기포트 혹은 배기포트의 개폐시간을 용이하게 조절할 수 있게 되는 것이다.

도 1과 도 2는 본 발명에 기통휴지장치가 구비된 태핏밸브의 작동 설명도,

도 3은 본 발명에 따른 기통휴지장치에 의해 로스트 모션이 발생된 상태의 측변도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1-지지플레이트 2-캠

3-구동축 4-지지바아

5-가압판 6-유압피스톤

7-리턴스프링 8-태핏밸브

Claims (6)

1. 회전하는 캠의 회전운동을 상하 직선 운동으로 전환하는 운동전환기구와, 상기 운동전환기구에 의해 승하강되면서 엔진의 각 기통의 흡기포트 혹은 배기포트를 개폐하는 태핏밸브에 항상 접촉되어 상기 운동전환기구를 가압하는 유압장치, 상기 운동전환기구와 상기 태핏밸브가 소정 갭을 두고 이격되게 하는 갭형성장치, 상기 운동전환기구가 상기 캠에 항상 접촉되어 상기 캠의 프로파일에 따라 상하로 승하강되면서 상기 태핏밸브를 가압하는 지지플레이트를 구비하고;

   상기 지지플레이트에 폭 방향으로 소정 간격을 두고 배치되면서 지지바아의 일단이 고정되게 부착되고, 상기 지지바아에는 상기 유압장치에 의해 가압되어 상기 태핏밸브와 접촉되는 가압판이 끼워져 상하로 승하강되게 장착되며, 상기 지지바아의 선단부에는 상기 가압판의 이탈을 방지하는 스톱퍼가 각각 고정되게 부착된 것을 특징으로 하는 태핏밸브용 기통휴지장치.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서, 상기 가압판은 상기 갭형성장치에 의해 상기 태핏밸브로부터 소정 갭을 두고 이격되는 것을 특징으로 하는 태핏밸브용 기통휴지장치.
4. 청구항 1에 있어서, 상기 유압장치가 상기 가압판과 상기 지지플레이트를 일체로 연결하는 신축가능한 유압피스톤, 이 유압피스톤에 오일을 공급하거나 드레인시키는 오일공급원을 구비한 것을 특징으로 하는 태핏밸브용 기통휴지장치.
5. 청구항 4에 있어서, 상기 오일공급원으로부터 상기 유압피스톤에 오일을 공급하거나 드레인되게 하도록 상기 지지플레이트에 형성된 오일통로와, 상기 오일공급원과 상기 오일통로 사이의 유로를 개폐하는 제어밸브 및, 이 제어밸브에 제어신호를 인가하여 유로를 개방시키거나 혹은 상기 제어신호를 차단하여 공급된 유압을 드레인시키는 엔진제어유니트가 추가로 구비된 것을 특징으로 하는 태핏밸브용 기통휴지장치.
6. 청구항 5에 있어서, 상기 갭형성장치가 상기 유압피스톤의 외주에 감겨져서 상기 지지플레이트의 내측면과 상기 가압판에 양단이 각각 연결되어 상기 가압판이 상기 태핏밸브로부터 이격되게 가압판을 탄력적으로 지지하는 리턴스프링을 구비한 것을 특징으로 하는 태핏밸브용 기통휴지장치.

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