KR101448737B1 - Valve lift apparatus - Google Patents
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Abstract
본 발명은 밸브 리프트를 차량의 운전 상태에 따라 가변 시킬 수 있는 연속가변 밸브 리프트 장치에 관한 것으로, 외측에 캠이 형성된 캠샤프트, 상기 캠샤프트와 나란하게 배치되는 로커암샤프트, 상기 로커암샤프트에 회전가능하도록 장착되는 로커암, 상기 캠샤프트가 회전가능하도록 삽입되는 파이프저널, 상기 파이프저널의 일측 외주면을 슬라이딩 가능하게 지지하는 실린더헤드, 및 상기 파이프저널의 외주면에 돌출되도록 형성되어 상기 로커암에 의해서 상기 파이프저널과 함께 상기 로커암샤프트를 중심으로 회전하는 출력캠을 포함하고, 상기 출력캠은 상기 파이프저널의 길이 방향으로 설정된 간격을 두고 형성된다.The present invention relates to a continuously variable valve lift apparatus capable of varying a valve lift according to a running state of a vehicle, and more particularly to a continuously variable valve lift apparatus having a cam shaft formed with an outer cam, a rocker arm shaft disposed in parallel with the cam shaft, A pipe journal inserted rotatably so as to be rotatable, a cylinder head slidably supporting an outer circumferential surface of one side of the pipe journal, and a cylinder head formed to protrude from an outer circumferential surface of the pipe journal, And an output cam rotating about the rocker arm shaft together with the pipe journal, wherein the output cam is formed at a predetermined interval in the longitudinal direction of the pipe journal.
따라서, 출력캠이 형성된 캠샤프트가 파이프저널에 삽입되고, 상기 파이프저널이 실린더헤드에 지지되어, 상기 파이프저널과 상기 캠샤프트의 지지구조가 견고해진다. 아울러, 하나의 상기 파이프저널의 외주면에 길이방향으로 설정된 간격을 두로 두 개 이상의 출력캠을 형성함으로써, 조립구조가 간단해질 뿐만 아니라 조립구조가 견고해지는 효과가 있다.Therefore, the camshaft formed with the output cam is inserted into the pipe journal, and the pipe journal is supported by the cylinder head, so that the support structure of the pipe journal and the camshaft becomes rigid. In addition, by forming two or more output cams at intervals of two in the longitudinal direction on the outer peripheral surface of one pipe journal, not only the assembling structure is simplified but also the assembling structure is robust.
밸브 리프트(Valve Lift), 캠, 캠샤프트, 출력캠 Valve Lift, Cam, Camshaft, Output Cam
Description
본 발명은 연속 가변 밸브 리프트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 밸브의 리프트량을 엔진의 동작상태에 따라 가변 시킬 수 있는 가변 밸브 리프트 장치에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a continuously variable valve lift, and more particularly, to a variable valve lift apparatus capable of varying a lift amount of a valve according to an operation state of an engine.
내연기관(internal combustion engine)은 연소실(combustion chamber)에 연료와 공기를 받아들여 이를 연소함으로써 동력을 형성한다. 공기를 흡입할 때에는 캠샤프트(camshaft)의 구동에 의해 흡기밸브(intake valves)를 작동시키고, 흡기밸브가 열려있는 동안 공기가 연소실에 흡입되게 된다. 또한, 캠샤프트의 구동에 의해 배기밸브(exhaust valve)를 작동시키고 배기밸브가 열려있는 동안 공기가 연소실에서 배출되게 된다. An internal combustion engine forms a power by receiving fuel and air into a combustion chamber and burning it. When the air is sucked, the intake valves are actuated by driving the camshaft, and the air is sucked into the combustion chamber while the intake valve is opened. Further, by driving the camshaft, an exhaust valve is operated and air is discharged from the combustion chamber while the exhaust valve is opened.
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 복수 개로 설계하거나, 밸브가 엔진회전 수에 따라 다른 리프트(lift)로 동작하도록 구현하는 가변 밸브 리프 트(variable valve lift; VVL) 장치가 연구되고 있다. However, the optimum intake valve / exhaust valve operation depends on the rotational speed of the engine. That is, an appropriate lift or valve opening / closing time depends on the rotational speed of the engine. In order to realize an appropriate valve operation in accordance with the rotational speed of the engine, a plurality of cams for driving the valve are designed, or a variable valve lift which implements the valve to operate as a different lift according to the engine speed (VVL) devices have been studied.
이러한 가변 밸브 리프트 장치는, 캠샤프트의 회전력을 이용하여 밸브를 구동하는 과정에서 동력 손실이 최소화되는 것이 바람직하다. 그리고 V형 엔진의 경우 양쪽 뱅크(bank) 모두에 적용할 수 있도록 대칭적으로 장착될 수 있는 구조인 것이 바람직하다. In this variable valve lift device, it is desirable that the power loss is minimized in the process of driving the valve using the rotational force of the camshaft. And in the case of a V-type engine, a structure that can be symmetrically mounted so as to be applicable to both banks.
한편, 캠샤프트의 일측 외주면에는 입력캠이 형성되고, 아울러 캠을 작동시키는 출력캠(valve operating cam)이 상기 캠샤프트에 장착되는데, 상기 출력캠이 여러 개일 경우, 그 구조가 복잡한 문제점이 있다.On the other hand, an input cam is formed on the outer circumferential surface of one side of the camshaft, and a valve operating cam for operating the cam is mounted on the camshaft.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 작동 영역을 다양하게 구성할 수 있는 밸브 리프트 장치를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide a valve lift apparatus capable of various operating regions.
아울러, 캠샤프트와 이에 장착되는 출력캠의 조립구조가 간단하고 견고한 밸브 리프트 장치를 제공한다.Further, the present invention provides a simple and robust valve lifting device for assembling the camshaft and the output cam mounted thereon.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 밸브 리프트 장치는, 외측에 캠이 형성된 캠샤프트, 상기 캠샤프트와 나란하게 배치되는 로커암샤프트, 상기 로커암샤프트에 회전가능하도록 장착되는 로커암, 상기 캠샤프트가 회전가능하도록 삽입되는 파이프저널, 상기 파이프저널의 일측 외주면을 슬라이딩 가능하게 지지하는 실린더헤드, 및 상기 파이프저널의 외주면에 돌출되도록 형성되어 상기 로커암에 의해서 상기 파이프저널과 함께 상기 로커암샤프트를 중심으로 회전하는 출력캠을 포함하고, 상기 출력캠은 상기 파이프저널의 길이 방향으로 설정된 간격을 두고 형성된다.To achieve these and other advantages and in accordance with the purpose of the present invention, as embodied and broadly described, a valve lift apparatus includes a cam shaft having an outer cam, a rocker arm shaft disposed in parallel with the cam shaft, A pipe journal inserted to allow the camshaft to rotate, a cylinder head slidably supporting an outer circumferential surface of one side of the pipe journal, and a cylinder head protruding from an outer circumferential surface of the pipe journal, And an output cam rotating about a rocker arm shaft, wherein the output cam is formed at a predetermined interval in the longitudinal direction of the pipe journal.
상기 로커암샤프트의 중심축과 편심된 편심축을 중심으로 회전시켜 상기 로커암의 위치를 가변시켜 상기 출력캠에 의해서 움직이는 밸브의 움직임타이밍과 움직임크기를 연속적으로 가변시키는 구동부를 더 포함한다.And a driving unit for continuously varying the movement timing and the movement size of the valve moved by the output cam by rotating the eccentric shaft eccentric to the central axis of the rocker arm shaft to change the position of the rocker arm.
상기 출력캠은, 제1실린더의 제1밸브를 작동시키는 제1출력캠, 및 상기 제1실린더의 제2밸브를 작동시키는 제2출력캠을 포함한다.The output cam includes a first output cam for actuating a first valve of the first cylinder and a second output cam for actuating a second valve of the first cylinder.
상기 로커암의 제1암의 단부에는 상기 캠에 접촉하는 롤러가 배치된다.At the end of the first arm of the rocker arm, a roller that contacts the cam is disposed.
상기 출력캠의 일측에는 상기 로커암의 제2암의 단부와 접촉하는 롤러가 배치된다.And a roller that contacts an end of the second arm of the rocker arm is disposed at one side of the output cam.
상기 파이프저널의 일측 외주면은 실린더헤드에 의해서 지지되어 슬라이딩되는 구조를 갖는다.The outer circumferential surface on one side of the pipe journal has a structure to be supported by the cylinder head and slide thereon.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 밸브 리프트 장치에서, 출력캠이 형성된 캠샤프트가 파이프저널에 삽입되고, 상기 파이프저널이 실린더헤드에 지지되어, 상기 파이프저널과 상기 캠샤트의 지지구조가 견고해진다.As described above, in the valve lift apparatus according to the embodiment of the present invention, the camshaft having the output cam is inserted into the pipe journal, the pipe journal is supported on the cylinder head, and the support structure of the pipe journal and the camshaft It becomes solid.
아울러, 하나의 상기 파이프저널의 외주면에 길이방향으로 설정된 간격을 두로 두 개 이상의 출력캠을 형성함으로써, 조립구조가 간단해질 뿐만 아니라 견고해지는 효과가 있다.In addition, by forming two or more output cams at intervals of two in the longitudinal direction on the outer circumferential surface of one pipe journal, the assembling structure becomes simple and robust.
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.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 밸브 리프트 장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 밸브 리프트 장치의 개략적인 단면도이다.FIG. 1 is a perspective view of a valve lift apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a valve lift apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 1 및 도 2를 참조하면, 밸브 리프트 장치는, 캠샤프트(110), 로커암샤프트(142), 로커암(140), 파이프저널(200), 출력캠(155), 리프터(105), 및 밸브(100)를 포함한다.1 and 2, the valve lift apparatus includes a
상기 캠샤프트(110)의 일측 외주면에는 제1로브(120)를 갖는 입력캠(115)이 형성되고, 상기 로커암샤프트(142)가 삽입되는 상기 로커암(140)은 일측으로 돌출되어 형성된 제1암(130)과 그 반대측으로 돌출되어 형성된 제2암(145)을 포함한다.An
상기 제1암(130)의 단부에는 제1롤러(125)가 장착되고, 상기 제1롤러(125)는 상기 입력캠(115)에 밀착된 구조를 갖는다.A
상기 파이프저널(200)의 외주면에는 상기 캠샤프트(110)의 길이방향으로 간격을 두고, 상기 출력캠(155)이 두 개가 형성되고, 각 상기 출력캠(155)의 하부에 리프터(105)가 배치되며, 상기 리프터(105)의 하부에는 상기 밸브(100)가 배치된다. 상기 출력캠(155)은 상기 리프터(105)를 하부방향으로 누르는 제2로브(160)가 형성된다. 즉, 상기 리프터(105)는 상기 제2로브(160)에 의해서 하부 방향으로 움직인다.Two
상기 파이프저널(200)의 중심홀을 관통하여 상기 캠샤프트(110)가 관통하여 설치되고, 여기서, 상기 캠샤프트(110)의 외주면과 상기 파이프저널(200)의 내주면은 서로 슬라이딩되는 구조를 갖는다.The outer circumferential surface of the
상기 출력캠(155) 중 하나(두 개의 출력캠 중 오른쪽 것)의 상단부에는 제2롤러(150)가 구비되고, 상기 로커암(140)의 상기 제2암(145)의 단부의 일측 하부면이 상기 출력캠(155)의 상기 제2롤러(150)를 하부로 밀어내어 상기 출력캠(155)과 상기 파이프저널(200)을 회전시키는 구조를 갖는다.A
도 1 및 도 2를 참조하여, 상기 밸브 리프트 장치의 작동과정을 설명하면, 상기 캠샤프트(110)가 엔진의 크랭크샤프트(미도시)로부터 회전력을 전달받아 회전하고, 상기 입력캠(115)이 상기 제1롤러(125)를 통해서 상기 제1암(130)을 상부로 민다. 1 and 2, the operation of the valve lift apparatus will be described. The
상기 제1암(130)의 움직임에 따라서, 상기 로커암(140)이 회전하여, 상기 제2암(145)이 하부로 내려오면, 상기 제2암(145)이 하부 방향으로 움직인다. As the
그리고, 상기 제2암(145)은 상기 제2롤러(150)를 통해서 상기 출력캠(155)과 상기 파이프저널(200)을 상기 캠샤프트(110)에서 회전시킨다.The
그러면, 상기 출력캠(155)의 하부에 형성된 상기 제2로브(160)가 상기 리프터(105)와 상기 밸브(100)를 설정된 거리 하부로 움직인다. 여기서, 상기 밸브(100)는 흡입밸브 또는 배기밸브이며, 그 상세한 구조와 기능은 공지기술이므로 생략한다.Then, the
도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ선에 따른 밸브 리프트 장치의 개략적인 단면도이다.3 is a schematic cross-sectional view of the valve lifting device taken along the line III-III in FIG.
도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 파이프저널(200)의 일측 외주면이 실린더헤 드(205)에서 슬라이딩되도록 이에 견고하게 지지된다.2 and 3, the outer circumferential surface of one side of the
본 발명의 실시예에서는 상기 파이프저널(200)의 외주면에는 그 양단에 상기 출력캠(155)이 형성되고, 상기 실린더헤드(205)는 상기 출력캠(155) 사이 상기 파이프저널(200)의 외주면을 지지한다.In the embodiment of the present invention, the
상기 파이프저널(200)의 중심부에 그 길이방향으로 형성된 관통홀로 상기 캠샤프트(110)가 삽입되고, 상기 파이프저널(200)이 상기 캠샤프트(110)를 지지하는 구조를 갖는다.The
아울러, 상기 파이프저널(200)의 길이 방향으로 상기 출력캠(155)이 두 개가 형성되어 있으나, 그 개수는 두 개 이상이 형성될 수 있다.In addition, although two
전술한 바와 같이, 두 개의 상기 출력캠(155)은 하나의 상기 파이프저널(200)에 형성되고, 하나의 상기 로커암(140)과 하나의 상기 입력캠(115)에 의해서 상기 파이프저널(200)이 움직이는 간단한 구조를 갖는다. 만약, 두 개의 출력캠이 각각 별도의 부품으로 장착되는 경우 구조가 복잡하고 견고함이 떨어진다.The two
도 2를 참조하면, 상기 로커암샤프트(142)는 그 중심축(C1)을 갖고, 상기 중심축(C1)과 편심거리(d)만큼 편심된 편심축(C2)을 중심으로 회전하는 구조를 갖는다. 2, the
즉, 상기 로커암샤프트(142)가 상기 편심축(C2)을 중심으로 회전함으로써, 상기 로커암(140)의 설정된 위치가 편심거리(d)만큼 가변되어, 상기 밸브(100)의 리프트양과 리프트타이밍이 연속적으로 가변되는 것이다.That is, when the
상기 로커암샤프트(142)를 움직이는 구동부는 모터 또는 유압장치가 적용될 수 있으며, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.The driving unit for moving the
도 3을 참조하면, 상기 실린더헤드(205)의 장착부에 상기 파이프저널(200)이 장착되고, 상기 파이프저널(200) 안으로 상기 캠샤프트(110)가 삽입되어 지지된다. 여기서, 상기 캠샤프트(110)는 상기 파이프저널(200)에서 회전한다.3, the
아울러, 상기 파이프저널(200)은 상기 출력캠(155)과 함께 설정된 각도 회전하여 상기 리프터(105)와 상기 밸브(100)를 움직인다.In addition, the
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 밸브 리프트 장치의 일부 개략적인 측면도이다.4 is a schematic side view of a portion of a valve lift apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 상기 파이프저널(200)의 양단부에 상기 출력캠(155)이 형성되고, 상기 출력캠(155) 사이 상기 파이프저널(200)의 외주면이 상기 실린더헤드(205)의 지지면에 슬라이딩되도록 지지된다. 상기 출력캠(155)을 제외한 나머지 부분이 상기 실린더헤드(205)에 지지될 수 있다.4, the
볼 발명의 실시예에서, 상기 출력캠(155) 중 하나에만 상기 제2롤러(150)가 배치되어, 부품수가 줄고, 조립구조가 간단하다.In the embodiment of the present invention, the
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.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 밸브 리프트 장치의 사시도이다.1 is a perspective view of a valve lift apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 밸브 리프트 장치의 개략적인 단면도이다.2 is a schematic cross-sectional view of a valve lift apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ선에 따른 밸브 리프트 장치의 개략적인 단면도이다.3 is a schematic cross-sectional view of the valve lifting device taken along the line III-III in FIG.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 밸브 리프트 장치의 일부 개략적인 측면도이다.4 is a schematic side view of a portion of a valve lift apparatus according to an embodiment of the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>Description of the Related Art
100: 밸브100: Valve
105: 리프터105: lifter
110: 캠샤프트110: camshaft
115: 입력캠115: input cam
120: 제1로브120: first lobe
125: 제1롤러125: first roller
130: 제1암130: first cancer
142: 로커암샤프트142: Rocker arm shaft
140: 로커암140: Rocker arm
145: 제2암145: Second cancer
150: 제2롤러150: second roller
155: 출력캠155: Output cam
160: 제2로브160: second lobe
200: 파이프저널200: Pipe Journal
205: 실린더헤드205: cylinder head
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