KR101461890B1 - 다단 가변 밸브 리프트 장치, 다단 가변 밸브 리프트 시스템 및 이를 포함하는 엔진 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 다단 가변 밸브 리프트 장치에 관한 것으로, 캠 샤프트; 상기 캠 샤프트에 슬라이딩 가능하게 구비되고, 가이드 돌출부가 형성된 캠 베이스 및 캠 로브가 각각 형성된 복수 개의 캠; 상기 가이드 돌출부가 선택적으로 삽입되는 가이드 홈이 형성된 작동 로드를 포함하는 솔레노이드 유닛; 및 상기 복수 개의 캠 중 어느 하나의 캠에 선택적으로 접촉하는 밸브 개폐부:를 포함한다.
Description
본 발명은 다단 가변 밸브 리프트 장치, 다단 가변 밸브 리프트 시스템 및 이를 포함하는 엔진에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 간단한 구성으로 복수 개의 밸브 리프트 모드를 구현할 수 있는 다단 가변 밸브 리프트 장치 및 이를 포함하는 엔진에 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.
가변 밸브 리프트 장치의 예로, 등록특허 10-1235052 등이 있다.
가변 밸브 리프트 장치의 예로, 등록특허 10-1235052 등이 있다.
본 발명은, 간단한 구성으로 복수 개의 밸브 리프트 모드를 구현할 수 있는 다단 가변 밸브 리프트 장치, 다단 가변 밸브 리프트 시스템 및 이를 포함하는 엔진을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 다단 가변 밸브 리프트 장치는 캠 샤프트; 상기 캠 샤프트에 슬라이딩 가능하게 구비되고, 가이드 돌출부가 형성된 캠 베이스 및 캠 로브가 각각 형성된 복수 개의 캠; 상기 가이드 돌출부가 선택적으로 삽입되는 가이드 홈이 형성된 작동 로드를 포함하는 솔레노이드 유닛; 및 상기 복수 개의 캠 중 어느 하나의 캠에 선택적으로 접촉하는 밸브 개폐부:를 포함할 수 있다.
상기 복수 개의 캠, 상기 솔레노이드 유닛 및 상기 밸브 개폐부는 하나의 가변 밸브 유닛을 이루며, 상기 가변 밸브 유닛는 각 실린더별로 2개씩 구비될 수 있다.
상기 실린더에 구비되는 가변 밸브 유닛들은 각각 서로 다른 숫자의 캠을 가질 수 있다.
상기 가변 밸브 유닛의 캠 로브는 리프트가 서로 다르며, 그 크기 순서로 배치될 수 있다.
상기 각 실린더 별로 구비되는 가변 밸브 유닛의 각 캠 중 적어도 어느 하나의 캠 로브는 다른 가변 밸브 유닛 중 어느 하나의 캠 로브와 리프트가 서로 다를 수 있다.
상기 가변 밸브 유닛 중 어느 하나의 캠 로브는 "0" 리프트를 가질 수 있다.
상기 각각의 실린더에 구비되는 어느 하나의 가변 밸브 유닛은 다른 가변 밸브 유닛과 독립적으로 작동할 수 있다.
상기 가이드 돌출부는 서로 이웃하는 각각의 캠의 캠 베이스를 연결하도록 경사지게 형성되며, 상기 각 가이드 돌출부는 상기 캠을 어느 한 방향으로 이동하도록 형성된 작동 가이드 돌출부와 그 반대 방향으로 형성된 리버스 가이드 돌출부를 포함할 수 있다.
상기 작동 가이드 돌출부와 상기 리버스 가이드 돌출부가 교차하는 지점에는마름모꼴 형상의 교차 돌출부가 형성될 수 있다.
상기 가변 밸브 유닛 중 양단의 캠에 형성된 가이드 돌출부 중 어느 하나의 캠에 형성된 가이드 돌출부는 그 작동 가이드 돌출부의 시작 위치와 리버스 가이드 돌출부의 종료 위치가 동일한 원주 상에 형성되고, 다른 하나의 캠에 형성된 가이드 돌출부는 그 작동 가이드 돌출부의 종료 위치와 리버스 가이드 돌출부의 시작 위치가 동일한 원주 상에 형성될 수 있다.
상기 가변 밸브 유닛 중 내측에 구비된 캠에 형성된 가이드 돌출부는 그 작동 가이드 돌출부의 시작 위치와 다른 가이드 돌출부의 종료 위치가 동일한 원주 상에 형성되고, 그 리버스 가이드 돌출부의 시작 위치와 다른 리버스 가이드 돌출부의 종료 위치가 동일한 원주 상에 형성되되, 상기 각 원주는 서로 다를 수 있다
상기 밸브 개폐부는 상기 캠과 접촉하는 롤러를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의한 다단 가변 밸브 리프트 시스템은 캠 샤프트; 상기 캠 샤프트에 슬라이딩 가능하게 구비되고, 가이드 돌출부가 형성된 캠 베이스 및 캠 로브가 각각 형성된 복수 개의 캠; 상기 가이드 돌출부가 선택적으로 삽입되는 가이드 홈이 형성된 작동 로드를 포함하는 솔레노이드 유닛; 및 상기 복수 개의 캠 중 어느 하나의 캠에 선택적으로 접촉하는 밸브 개폐부:를 포함하되, 상기 복수 개의 캠, 상기 솔레노이드 유닛 및 상기 밸브 개폐부는 하나의 가변 밸브 유닛을 이루며, 상기 가변 밸브 유닛는 각 실린더별로 2개씩 구비될 수 있다.
상기 실린더에 구비되는 가변 밸브 유닛들은 각각 서로 다른 숫자의 캠을 가질 수 있다.
상기 각각의 실린더에 구비되는 어느 하나의 가변 밸브 유닛은 다른 가변 밸브 유닛과 독립적으로 작동할 수 있다.
상기 가이드 돌출부는 서로 이웃하는 각각의 캠의 캠 베이스를 연결하도록 경사지게 형성되며, 상기 각 가이드 돌출부는 상기 캠을 어느 한 방향으로 이동하도록 형성된 작동 가이드 돌출부와 그 반대 방향으로 형성된 리버스 가이드 돌출부를 포함할 수 있다.
상기 작동 가이드 돌출부와 상기 리버스 가이드 돌출부가 교차하는 지점에는마름모꼴 형상의 교차 돌출부가 형성될 수 있다.
상기 가변 밸브 유닛 중 양단의 캠에 형성된 가이드 돌출부 중 어느 하나의 캠에 형성된 가이드 돌출부는 그 작동 가이드 돌출부의 시작 위치와 리버스 가이드 돌출부의 종료 위치가 동일한 원주 상에 형성되고, 다른 하나의 캠에 형성된 가이드 돌출부는 그 작동 가이드 돌출부의 종료 위치와 리버스 가이드 돌출부의 시작 위치가 동일한 원주 상에 형성될 수 있다.
상기 가변 밸브 유닛 중 내측에 구비된 캠에 형성된 가이드 돌출부는 그 작동 가이드 돌출부의 시작 위치와 다른 가이드 돌출부의 종료 위치가 동일한 원주 상에 형성되고, 그 리버스 가이드 돌출부의 시작 위치와 다른 리버스 가이드 돌출부의 종료 위치가 동일한 원주 상에 형성되되, 상기 각 원주는 서로 다를 수 있다.
본 발명의 실시예에 의한 엔진은 본 발명의 실시예에 따른 다단 가변 밸브 리프트 장치 또는 본 발명의 실시예에 의한 다단 가변 밸브 리프트 시스템가 구비될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 다단 가변 밸브 리프트 장치, 다단 가변 밸브 리프트 시스템 및 이를 포함하는 엔진에 의하면, 간단한 구성으로 복수 개의 밸브 리프트 모드를 구현할 수 있다.
도1은 본 발명의 실시예에 의한 다단 가변 밸브 리프트 장치를 도시한 도면이다.
도2는 본 발명의 실시예에 의한 다단 가변 밸브 리프트 장치의 하나의 캠과 솔레노이드 유닛을 도시한 도면이다.
도3은 본 발명의 실시예에 의한 다단 가변 밸브 리프트 장치의 캠과 솔레노이드 유닛을 도시한 도면이다.
도4는 본 발명의 실시예에 의한 다단 가변 밸브 리프트 장치의 캠을 도시한 사시도이다.
도5는 본 발명의 실시예에 의한 다단 가변 밸브 리프트 장치의 작동을 도시한 도면이다.
도6은 본 발명의 실시예에 의한 다단 가변 밸브 리프트 장치의 작동 모드를 설명하는 도면이다.
도2는 본 발명의 실시예에 의한 다단 가변 밸브 리프트 장치의 하나의 캠과 솔레노이드 유닛을 도시한 도면이다.
도3은 본 발명의 실시예에 의한 다단 가변 밸브 리프트 장치의 캠과 솔레노이드 유닛을 도시한 도면이다.
도4는 본 발명의 실시예에 의한 다단 가변 밸브 리프트 장치의 캠을 도시한 사시도이다.
도5는 본 발명의 실시예에 의한 다단 가변 밸브 리프트 장치의 작동을 도시한 도면이다.
도6은 본 발명의 실시예에 의한 다단 가변 밸브 리프트 장치의 작동 모드를 설명하는 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다
명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 의미한다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.
층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 바로 위에 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도1은 본 발명의 실시예에 의한 다단 가변 밸브 리프트 장치를 도시한 도면이고, 도2는 본 발명의 실시예에 의한 다단 가변 밸브 리프트 장치의 하나의 캠과 솔레노이드 유닛을 도시한 도면이다.
도3은 본 발명의 실시예에 의한 다단 가변 밸브 리프트 장치의 캠과 솔레노이드 유닛을 도시한 도면이고, 도4는 본 발명의 실시예에 의한 다단 가변 밸브 리프트 장치의 캠을 도시한 사시도이다.
도1 내지 도4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 다단 가변 밸브 리프트 장치는 캠 샤프트(10), 상기 캠 샤프트(10)에 슬라이딩 가능하게 구비되고, 가이드 돌출부(90)가 형성된 캠 베이스(22) 및 캠 로브(24)가 각각 형성된 복수 개의 캠(20, 30, 40, 50, 60, 70, 80), 상기 가이드 돌출부(90)에 선택적으로 삽입되는 가이드 홈이 형성된 작동 로드(102)를 포함하는 솔레노이드 유닛(100) 및 상기 복수 개의 캠(20, 30, 40, 50, 60, 70, 80) 중 어느 하나의 캠에 선택적으로 접촉하는 밸브 개폐부(도5 참조; 110)를 포함할 수 있다.
설명의 편의를 위하여 상기 캠들을 제1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 캠(20, 30, 40, 50, 60, 70, 80)으로 지칭하여 설명 하기로 한다.
도2에 도시된 하나의 캠(20)을 예로 들면, 상기 가이드 돌출부(90)는 상기 캠 베이스(22)에 형성되며, 상기 솔레노이드 유닛(100)이 작동하여 상기 작동 로드(102)가 회전하는 상기 캠(20)의 상기 가이드 돌출부(90)가 치합(engaged)되면, 상기 캠(20)이 상기 캠 샤프트(10)의 길이방향을 따라 슬라이딩 하게 된다. 상기 작동 로드(102)는 회전하는 상기 가이드 돌출부(90)의 말단에서 원위치로 복귀한다.
상기 가이드 돌출부(90)는 상기 캠 베이스(22)의 원을 이루는 베이스 서클(base circle)를 형성하며, 상기 캠 베이스(22)에는 이너 서클(90a)이 형성되고, 상기 이너 서클(90a)의 양단은 상기 가이드 돌출부(90)와 연결된다. 따라서, 상기 작동 로드(102)가 상기 가이드 돌출부(90)의 일단에 위치하게 되면, 상기 이너 서클(90a)에 의하여 상기 작동 로드(102)가 상기 솔레노이드 유닛(100)으로 삽입된다.
상기 복수 개의 캠(20, 30, 40, 50, 60, 70, 80), 상기 솔레노이드 유닛(100) 및 상기 밸브 개폐부(110)는 하나의 가변 밸브 유닛(12,14)을 이루며, 상기 가변 밸브 유닛(12,14)는 각 실린더별로 2개씩 구비될 수 있다. 즉, 도1에 도시된 바와 같이, 하나의 실린더(200)에 각각 제1 가변 밸브 유닛(12)과 제2 가변 밸브 유닛(14)이 구비될 수 있다
상기 각각의 실린더(200)에 구비되는 어느 하나의 가변 밸브 유닛은 다른 가변 밸브 유닛과 독립적으로 작동할 수 있다. 즉, 제1 가변 밸브 유닛(12)과 상기 제2 가변 밸브 유닛(14)은 동일하게 작동하는 것이 아니라, 엔진의 작동 상태에 따라 어느 하나의 가변 밸브 유닛만이 작동하거나, 동시에 제1 가변 밸브 유닛(12)과 상기 제2 가변 밸브 유닛(14)이 작동될 수도 있다.
도3에는 상기 제2 가변 밸브 유닛(14)이 도시되어 있다.
도3에 도시된 상기 제2 가변 밸브 유닛(14)를 예를 들어 설명하면, 상기 가이드 돌출부(90)는 서로 이웃하는 상기 제5, 6, 7 캠(60, 70, 80)의 캠 베이스를 연결하도록 경사지게 형성되며, 상기 각 가이드 돌출부(90)는 상기 제5, 6, 7 캠(60, 70, 80)을 어느 한 방향으로 이동하도록 형성된 작동 가이드 돌출부(91)와 그 반대 방향으로 형성된 리버스 가이드 돌출부(92)를 포함한다.
상기 작동 가이드 돌출부(91)와 상기 리버스 가이드 돌출부(92)가 교차하는 지점에는 마름모꼴 형상의 교차 돌출부(94)가 형성되어, 상기 작동 로드(102)가 이동 중에 상기 작동 가이드 돌출부(91) 또는 상기 리버스 가이드 돌출부(92)의 치합(engaged) 상태가 유지되도록 한다.
제1 작동 가이드 돌출부(91a)가 제5, 6 캠(60, 70)들을 연결하도록 형성되고, 제2 작동 가이드 돌출부(91b)가 제6, 7 캠(70, 80)들을 연결하도록 형성된다.
또한, 제1 리버스 가이드 돌출부(92a)가 제5, 6 캠(60, 70)들을 연결하도록 형성되고, 제2 리버스 가이드 돌출부(92b)가 제6, 7 캠(70, 80)들을 연결하도록 형성된다.
상기 가변 밸브 유닛 중 양단의 캠에 형성된 가이드 돌출부 중 어느 하나의 캠에 형성된 가이드 돌출부는 그 작동 가이드 돌출부의 시작 위치와 리버스 가이드 돌출부의 종료 위치가 동일한 원주 상에 형성되고, 다른 하나의 캠에 형성된 가이드 돌출부는 그 작동 가이드 돌출부의 종료 위치와 리버스 가이드 돌출부의 시작 위치가 동일한 원주 상에 형성될 수 있다.
즉, 도3에 도시된 캠들 예로 들면, 양단에 캠은 제5, 7 캠(60, 80)들이고, 상기 제1 작동 가이드 돌출부(91a)의 시작 위치(A)와 상기 제1 리버스 가이드 돌출부(92a)의 종료 위치(B)가 동일한 원주(I) 상에 형성되고, 상기 제2 가이드 돌출부(91b)의 종료 위치(H)와 상기 제2 리버스 가이드 돌출부(92b)의 시작 위치(G)가 동일한 원주(L) 상에 형성될 수 있다.
상기 가변 밸브 유닛 중 내측에 구비된 캠에 형성된 가이드 돌출부는 그 작동 가이드 돌출부의 시작 위치와 다른 가이드 돌출부의 종료 위치가 동일한 원주 상에 형성되고, 그 리버스 가이드 돌출부의 시작 위치와 다른 리버스 가이드 돌출부의 종료 위치가 동일한 원주 상에 형성되되, 상기 각 원주는 서로 다르게 형성된다.
즉, 도3에 도시된 캠들을 예로 들면, 내측에 구비된 캠은 제6 캠(70)이고, 상기 제2 작동 가이드 돌출부(91b)의 시작 위치(C)와 제1 가이드 돌출부(91a)의 종료 위치(D)가 동일한 원주(J) 상에 형성되고, 제1 리버스 가이드 돌출부(92a)의 시작 위치(E)와 제2 리버스 가이드 돌출부(92b)의 종료 위치(F)가 동일한 원주(K) 상에 형성되되, 상기 각 원주(J, K)는 서로 다르게 형성된다.
상기 실린더(200)에 구비되는 가변 밸브 유닛들(12, 14)은 각각 서로 다른 숫자의 캠을 가질 수 있다. 즉, 도1에 도시된 바와 같이, 상기 제1 가변 밸브 유닛(12)은 각각 서로 다른 캠 로브를 갖는 제1, 2, 3, 4 캠(20, 30, 40, 50)을 포함할 수 있고, 상기 제2 가변 밸브 유닛(14)는 각각 서로 다른 캠 로브를 갖는 제5, 6, 7 캠(60, 70, 80)을 포함할 수 있으나, 상기 캠의 숫자는 이에 한정되는 것은 아니고, 실린더의 크기, 가변 밸브 유닛의 크기 등에 따라 다른 숫자의 캠이 구비될 수도 있다.
상기 가변 밸브 유닛(12, 14)의 캠 로브는 리프트가 서로 다르며, 그 크기 순서로 배치될 수 있다. 즉, 도1에 도시된 바와 같이, 상기 각각의 캠의 로브는 가변 리프트를 구현할 수 있도록 서로 다른 크기의 리프트를 갖고, 로브의 크기에 따라 순차적으로 배치될 수 있다.
상기 각 실린더(200) 별로 구비되는 가변 밸브 유닛(12, 14)의 각 캠 중 적어도 어느 하나의 캠 로브는 다른 가변 밸브 유닛 중 어느 하나의 캠 로브와 리프트가 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 가변 밸브 유닛(12)의 캠 로브와 상기 제2 가변 밸브 유닛(14)의 캠 로브 중 어느 하나의 캠 로브는 서로 다른 리프트를 갖는다.
상기 가변 밸브 유닛 중 어느 하나의 캠 로브는 "0" 리프트를 가질 수 있어 실린더 휴지(CDA; Cylinder deactivation) 기능 구현이 가능하다.
상기 밸브 개폐부(110)는, 도5에 도시된 바와 같이, 상기 캠과 접촉하는 롤러(102)를 포함할 수 있으며, 상기 롤러(102)는 상기 솔레노이드 유닛(100)의 작동으로 상기 캠들이 이동함에 따라 상기 캠들 중 어느 하나의 캠과 접촉하게 된다.
이하, 도1 내지 도5를 참조하여, 본 발명의 실시예에 의한 다단 가변 밸브 리프트 장치의 작동을 설명한다.
엔진의 작동 상태에 따라 ECU(engine control unit)은 가변 밸브 리프트 장치의 작동 모드를 선택하여 해당 모드로 상기 솔레노이드 유닛(100)의 작동을 제어한다.
상기 엔진의 작동 상태에 따른 가변 밸브 리프트 장치의 작동 모드 등 상기 ECU의 구성 및 작동은 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 자명한 사항이므로, 자세한 설명은 생략 하기로 한다.
도3 및 도5를 참조하면, 상기 롤러(102)는 상기 제5캠(60)에 접촉하여 상기 제5캠(60)의 회전에 따라 상기 밸브 개폐부(110)가 개폐된다.
상기 솔레노이드 유닛(100)가 작동하면, 상기 도5의 (a)에 도시된 바와 같이, 제1 작동 가이드 돌출부(91a)의 시작 위치(A)에서 상기 작동 로드(102)가 치합되어 상기 제1 가이드 돌출부(91a)의 종료 위치(D)에서 분리된다.
그러면, 상기 제5, 6, 7 캠(60, 70, 80)들은 도면에 도시된 화살표 방향으로 상기 캠 샤프트(10) 상에서 이동하게 된다.
이 상태에서, 상기 솔레노이드 유닛(100)가 작동하면, 상기 도5의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 작동 로드(102)는 상기 제2 작동 가이드 돌출부(91b)의 시작 위치(C)에서 치합되어 상기 제2 가이드 돌출부(91b)의 종료 위치(H)에서 분리된다.
그러면, 상기 제5, 6, 7 캠(60, 70, 80)들은 도면에 도시된 화살표 방향으로 상기 캠 샤프트(10) 상에서 이동하게 된다.
이 상태에서, 상기 솔레노이드 유닛(100)가 작동하면, 상기 도5의 (c)에 도시된 바와 같이, 상기 작동 로드(102)는 상기 제2 리버스 가이드 돌출부(92b)의 시작 위치(G)에서 치힙되고, 제2 리버스 가이드 돌출부(92b)의 종료 위치(F)에서 분리된다.
그러면, 상기 제5, 6, 7 캠(60, 70, 80)들은 도면에 도시된 화살표 방향으로 상기 캠 샤프트(10) 상에서 이동하게 된다.
이 상태에서, 상기 솔레노이드 유닛(100)가 작동하면, 상기 도5의 (d)에 도시된 바와 같이, 상기 작동 로드(102)는 제1 리버스 가이드 돌출부(92a)의 시작 위치(E)에서 치합되고, 상기 제1 리버스 가이드 돌출부(92a)의 종료 위치(B)에서 분리된다.
그러면, 상기 제5, 6, 7 캠(60, 70, 80)들은 도면에 도시된 화살표 방향으로 상기 캠 샤프트(10) 상에서 이동하여, 상기 도5의 (e)에 도시된 상태가 된다.
이후, 상기 가변 밸브 리프트 장치는 엔진의 작동 상태에 따라 앞서 설명한 작동을 반복하게 된다.
도6은 본 발명의 실시예에 의한 다단 가변 밸브 리프트 장치의 작동 모드를 설명하는 도면이다.
상기 가변 밸브 유닛(12, 14)에 각각 상기 제1,2,3,4 캠(20, 30, 40, 50) 및 제5,6,7캠(60, 70, 80)이 구비되고, 예를 들어 상기 제1,2,3,4 캠(20, 30, 40, 50)의 리프트가 각각 0, 5, 8, 10mm이고, 상기 제5, 6, 7캠(60, 70, 80)의 리프트가 0, 2, 10mm라고 한다면, 상기 가변 밸브 유닛(12, 14)은 도6에 도시된 바와 같이 10개의 밸브 리프트 모드를 구현할 수 있다.
즉, 상기 가변 밸브 유닛(12, 14)의 작동 조합에 따라 CDA(cylinder deactivation) 모드, idle 모드, 스월 모드, 고 스월 모드 성능 모드 등 다양한 작동 모드의 구현이 가능하다.
본 발명의 실시예에 의한 다단 가변 밸브 리프트 장치는 밸브 리프트를 가변하기 위한 가이드 돌출부가 캠 베이스에 형성되므로, 다단 가변 밸브 리프트 장치의 크기를 콤팩트 하게 구성할 수 있고, 따라서, 실린더 크기에 비해 상대적으로 다양한 작동 모드를 구현할 수 있어 엔진의 연비 개선 및 성능 향상이 가능하다.
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.
10: 캠 샤프트 12, 14: 가변 밸브 유닛
20, 30, 40, 50, 60, 70, 80: 캠 22: 캠 베이스
24: 캠 로브 90: 가이드 돌출부
91: 작동 가이드 돌출부 92: 리버스 가이드 돌출부
94: 교차 돌출부 100: 솔레노이드 유닛
102: 작동 로드 110: 밸브 개폐부
112: 롤러
20, 30, 40, 50, 60, 70, 80: 캠 22: 캠 베이스
24: 캠 로브 90: 가이드 돌출부
91: 작동 가이드 돌출부 92: 리버스 가이드 돌출부
94: 교차 돌출부 100: 솔레노이드 유닛
102: 작동 로드 110: 밸브 개폐부
112: 롤러
Claims (20)
- 캠 샤프트;
상기 캠 샤프트에 슬라이딩 가능하게 구비되고, 가이드 돌출부가 형성된 캠 베이스 및 캠 로브가 각각 형성된 복수 개의 캠;
상기 가이드 돌출부가 선택적으로 삽입되는 가이드 홈이 형성된 작동 로드를 포함하는 솔레노이드 유닛; 및
상기 복수 개의 캠 중 어느 하나의 캠에 선택적으로 접촉하는 밸브 개폐부:
를 포함하고,
상기 복수 개의 캠, 상기 솔레노이드 유닛 및 상기 밸브 개폐부는 하나의 가변 밸브 유닛을 이루며,
상기 가변 밸브 유닛는 각 실린더별로 2개씩 구비되고,
상기 각각의 실린더에 구비되는 어느 하나의 가변 밸브 유닛은 다른 가변 밸브 유닛과 독립적으로 작동하는 것을 특징으로 하는 다단 가변 밸브 리프트 장치. - 삭제
- 제1항에서,
상기 실린더에 구비되는 가변 밸브 유닛들은 각각 서로 다른 숫자의 캠을 갖는 것을 특징으로 하는 다단 가변 밸브 리프트 장치. - 제1항에서,
상기 가변 밸브 유닛의 캠 로브는 리프트가 서로 다르며, 그 크기 순서로 배치되는 것을 특징으로 하는 다단 가변 밸브 리프트 장치. - 제1항에서,
상기 각 실린더 별로 구비되는 가변 밸브 유닛의 각 캠 중 적어도 어느 하나의 캠 로브는 다른 가변 밸브 유닛 중 어느 하나의 캠 로브와 리프트가 서로 다른 것을 특징으로 하는 다단 가변 밸브 리프트 장치. - 제1항에서,
상기 가변 밸브 유닛 중 어느 하나의 캠 로브는 "0" 리프트를 갖는 것을 특징으로 하는 다단 가변 밸브 리프트 장치. - 삭제
- 제1항에서,
상기 가이드 돌출부는 서로 이웃하는 각각의 캠의 캠 베이스를 연결하도록 경사지게 형성되며,
상기 각 가이드 돌출부는 상기 캠을 어느 한 방향으로 이동하도록 형성된 작동 가이드 돌출부와 그 반대 방향으로 형성된 리버스 가이드 돌출부를 포함하는 다단 가변 밸브 리프트 장치. - 제8항에서,
상기 작동 가이드 돌출부와 상기 리버스 가이드 돌출부가 교차하는 지점에는마름모꼴 형상의 교차 돌출부가 형성된 것을 특징으로 하는 다단 가변 밸브 리프트 장치. - 제8항에서,
상기 가변 밸브 유닛 중 양단의 캠에 형성된 가이드 돌출부 중 어느 하나의 캠에 형성된 가이드 돌출부는 그 작동 가이드 돌출부의 시작 위치와 리버스 가이드 돌출부의 종료 위치가 동일한 원주 상에 형성되고,
다른 하나의 캠에 형성된 가이드 돌출부는 그 작동 가이드 돌출부의 종료 위치와 리버스 가이드 돌출부의 시작 위치가 동일한 원주 상에 형성된 것을 특징으로 하는 다단 가변 밸브 리프트 장치. - 제8항에서,
상기 가변 밸브 유닛 중 내측에 구비된 캠에 형성된 가이드 돌출부는
그 작동 가이드 돌출부의 시작 위치와 다른 가이드 돌출부의 종료 위치가 동일한 원주 상에 형성되고,
그 리버스 가이드 돌출부의 시작 위치와 다른 리버스 가이드 돌출부의 종료 위치가 동일한 원주 상에 형성되되,
상기 각 원주는 서로 다른 것을 특징으로 하는 다단 가변 밸브 리프트 장치. - 제1항, 제3항, 제4항, 제5항, 제6항, 제8항, 제9항, 제10항 또는 제11항 중 어느 하나의 항에서,
상기 밸브 개폐부는 상기 캠과 접촉하는 롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 다단 가변 밸브 리프트 장치. - 캠 샤프트;
상기 캠 샤프트에 슬라이딩 가능하게 구비되고, 가이드 돌출부가 형성된 캠 베이스 및 캠 로브가 각각 형성된 복수 개의 캠;
상기 가이드 돌출부가 선택적으로 삽입되는 가이드 홈이 형성된 작동 로드를 포함하는 솔레노이드 유닛; 및
상기 복수 개의 캠 중 어느 하나의 캠에 선택적으로 접촉하는 밸브 개폐부:
를 포함하되,
상기 복수 개의 캠, 상기 솔레노이드 유닛 및 상기 밸브 개폐부는 하나의 가변 밸브 유닛을 이루며,
상기 가변 밸브 유닛는 각 실린더별로 2개씩 구비되고,
상기 각각의 실린더에 구비되는 어느 하나의 가변 밸브 유닛은 다른 가변 밸브 유닛과 독립적으로 작동하는 것을 특징으로 하는 다단 가변 밸브 리프트 시스템. - 제13항에서,
상기 실린더에 구비되는 가변 밸브 유닛들은 각각 서로 다른 숫자의 캠을 갖는 것을 특징으로 하는 다단 가변 밸브 리프트 시스템. - 삭제
- 제13항에서,
상기 가이드 돌출부는 서로 이웃하는 각각의 캠의 캠 베이스를 연결하도록 경사지게 형성되며,
상기 각 가이드 돌출부는 상기 캠을 어느 한 방향으로 이동하도록 형성된 작동 가이드 돌출부와 그 반대 방향으로 형성된 리버스 가이드 돌출부를 포함하는 다단 가변 밸브 리프트 시스템. - 제16항에서,
상기 작동 가이드 돌출부와 상기 리버스 가이드 돌출부가 교차하는 지점에는마름모꼴 형상의 교차 돌출부가 형성된 것을 특징으로 하는 다단 가변 밸브 리프트 시스템. - 제16항에서,
상기 가변 밸브 유닛 중 양단의 캠에 형성된 가이드 돌출부 중 어느 하나의 캠에 형성된 가이드 돌출부는 그 작동 가이드 돌출부의 시작 위치와 리버스 가이드 돌출부의 종료 위치가 동일한 원주 상에 형성되고,
다른 하나의 캠에 형성된 가이드 돌출부는 그 작동 가이드 돌출부의 종료 위치와 리버스 가이드 돌출부의 시작 위치가 동일한 원주 상에 형성된 것을 특징으로 하는 다단 가변 밸브 리프트 시스템. - 제16항에서,
상기 가변 밸브 유닛 중 내측에 구비된 캠에 형성된 가이드 돌출부는
그 작동 가이드 돌출부의 시작 위치와 다른 가이드 돌출부의 종료 위치가 동일한 원주 상에 형성되고,
그 리버스 가이드 돌출부의 시작 위치와 다른 리버스 가이드 돌출부의 종료 위치가 동일한 원주 상에 형성되되,
상기 각 원주는 서로 다른 것을 특징으로 하는 다단 가변 밸브 리프트 시스템. - 제1항의 다단 가변 밸브 리프트 장치 또는 제13항의 단 가변 밸브 리프트 시스템이 구비된 엔진.
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