KR101468262B1 - Apparatus for variably adjusting the control times of gas exchange valves in an internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은, 구동 부재와, 출력 부재와, 하나 이상의 압력 챔버와, 압력 매체 공급 장치와, 하나 이상의 압력 어큐뮬레이터를 구비한, 내연 기관의 가스 교환 밸브들의 제어 시간을 가변 조정하기 위한 장치에 관한 것으로서, 압력 매체 공급 장치에 의해서는 하나 이상의 압력 챔버에 압력 매체가 공급되거나 상기 압력 챔버로부터 압력 매체가 배출될 수 있고, 압력 챔버에 압력 매체가 공급되거나 압력 챔버로부터 압력 매체가 배출됨으로써 구동 부재에 대한 출력 부재의 위상 위치가 변동할 수 있고, 압력 어큐뮬레이터는 저장 공간을 부분적으로 제한하는 제1 압력면을 갖는 변위 가능한 부재를 포함하며, 저장 공간은 압력 매체 공급 장치에 연결되고, 저장 공간에 압력이 공급됨으로써 변위 가능한 부재가 에너지 어큐뮬레이터의 힘에 대항하여 변위될 수 있다.The present invention relates to an apparatus for varying the control time of gas exchange valves of an internal combustion engine, comprising a drive member, an output member, at least one pressure chamber, a pressure medium supply device and at least one pressure accumulator , The pressure medium can be supplied to the at least one pressure chamber or the pressure medium can be discharged from the pressure chamber by the pressure medium supply device and the pressure medium is supplied to the pressure chamber or the pressure medium is discharged from the pressure chamber, The phase position of the output member may be variable and the pressure accumulator includes a displaceable member having a first pressure surface that partially limits the storage space, the storage space being connected to the pressure medium supply device, Whereby the displaceable member is displaced against the force of the energy accumulator .
현대의 내연 기관에서는, 규정된 각도 범위에서, 즉 최대 진각 위치(maximal advance position)와 최대 지각 위치(maximal retard position) 사이에서 크랭크축과 캠축 간의 위상 관계를 가변적으로 구성할 수 있도록 하기 위해, 가스 교환 밸브들의 제어 시간을 가변 조정하기 위한 장치가 사용된다. 이런 장치는 통상적으로 크랭크축에 의해 구동되면서 크랭크축의 토크를 캠축에 전달하는 작동 장치를 포함한다. 여기서 작동 장치 내부에는 크랭크축과 캠축 간의 위상 위치에 목표한 바대로 영향을 미칠 수 있게 하는 유압식 액추에이터가 형성된다. 작동 장치에 압력 매체를 공급하기 위해 압력 매체 공급 장치가 제공된다.In modern internal combustion engines, in order to be able to variably configure the phase relationship between the crankshaft and the camshaft in a prescribed angular range, that is, between a maximal advance position and a maximal retard position, An apparatus for variably adjusting the control time of the exchange valves is used. Such an apparatus typically includes an actuating device that is driven by the crankshaft and transmits the torque of the crankshaft to the camshaft. Inside the actuating device, a hydraulic actuator is formed which allows the phase position between the crankshaft and the camshaft to be influenced as desired. A pressure medium supply device is provided for supplying pressure medium to the actuating device.
앞서 언급한 형식의 장치는 예컨대 EP 제1 025 343 B1호로부터 공지되어 있다. 상기 장치는 상호 간에 회전 가능한 2개의 로터를 포함하며, 그 중 외부 로터는 크랭크축에 연결되어 구동되고, 내부 로터는 캠축과 회전 불가능한 방식으로 연결된다. 상기 장치는 복수의 중공 공간을 포함하고, 이 중공 공간 각각은 상호 작용하는 2개의 압력 챔버로 베인(vane)에 의해 분할된다. 압력 챔버들에 압력 매체를 공급하거나 압력 매체로부터 압력 매체를 배출함으로써 베인이 압력 챔버들 내부에서 변위되며, 그럼으로써 로터들의 상호 간 회전과, 그에 따라 크랭크축에 대한 캠축의 회전이 목표한 바대로 이루어진다.A device of the type mentioned above is known, for example, from EP 1 025 343 B1. The apparatus includes two rotatable rotors, one of which is connected to the crankshaft and driven, and the inner rotor is connected to the camshaft in a non-rotatable manner. The apparatus includes a plurality of hollow spaces, each of which is divided by vanes into two pressure chambers that interact. The vanes are displaced within the pressure chambers by feeding the pressure medium to the pressure chambers or by discharging the pressure medium from the pressure medium so that the mutual rotation of the rotors and thus the rotation of the camshaft relative to the crankshaft is as desired .
압력 챔버들에 압력 매체를 공급하거나 압력 챔버로부터 압력 매체를 배출하는 것은, 압력 매체 펌프와, 탱크와, 제어 밸브와, 복수의 압력 매체 라인을 포함하는 압력 매체 공급 장치에 의해 제어된다. 이와 관련하여 압력 매체 라인은 압력 매체 펌프를 제어 밸브에 연결한다. 각각의 추가 압력 매체 라인은 제어 밸브의 작동 포트들(working ports) 중 하나를 압력 챔버들에 연결한다. 압력 매체는 통상적으로 내연 기관의 윤활유 회로로부터 제공된다.Feeding the pressure medium to the pressure chambers or discharging the pressure medium from the pressure chambers is controlled by a pressure medium supply device including a pressure medium pump, a tank, a control valve, and a plurality of pressure medium lines. In this connection, the pressure medium line connects the pressure medium pump to the control valve. Each additional pressure media line connects one of the working ports of the control valve to the pressure chambers. The pressure medium is typically supplied from a lubricating oil circuit of an internal combustion engine.
장치의 기능을 보장하기 위해서, 압력 매체 시스템 내 압력은 내연 기관의 각각의 작동 단계에서 특정 값을 초과해야 한다. 이는, 특히 압력 매체 펌프가 크랭크축에 의해 구동되고 그로 인해 시스템 압력이 내연 기관의 속도에 따라 상승하기 때문에, 내연 기관의 아이들링 단계에서 중요하다. 또한, 압력 매체 펌프에 의해 공급되는 시스템 압력은 압력 매체 온도에 따라 좌우되는데, 다시 말해 온도가 상승하면 시스템 압력은 강하한다. 따라서 압력 매체 펌프는, 외부 로터에 대한 내부 로터의 위상 위치를 충분히 신속하게 조정할 수 있도록 최악의 조건에서도 상기 압력 매체 펌프가 시스템 압력을 충분히 제공할 수 있는 방식으로 구성되어야 한다. 예컨대 높은 압력 매체 온도 및/또는 낮은 회전 속도와 같이 최악의 압력 조건에서도 요구되는 조정 속도를 보장할 수 있도록, 압력 매체 펌프는 그에 상응하게 구성되어야 한다. 그 결과 작동 장치의 최대 요건에 부합하게 구성됨으로써 내연 기관의 대부분의 작동 단계들 중 그 크기가 너무 크게 설정되는 압력 매체 펌프가 사용되고 있다. 이에 대안적인 실시예에 따라서는, 필요에 따라 압력 매체를 제공하는 조절 가능한 압력 매체 펌프가 사용될 수 있다. 이 두 경우에 증가한 복잡성은 내연 기관의 비용, 장착 공간 요구 및 연료 소비에 부정적으로 작용한다.In order to ensure the functioning of the device, the pressure in the pressure medium system must exceed a certain value at each operating phase of the internal combustion engine. This is important in the idling phase of the internal combustion engine, especially since the pressure medium pump is driven by the crankshaft and thereby the system pressure rises with the speed of the internal combustion engine. In addition, the system pressure supplied by the pressure medium pump depends on the pressure medium temperature, i.e., as the temperature rises, the system pressure drops. The pressure medium pump should therefore be constructed in such a way that the pressure medium pump can sufficiently provide the system pressure even under worst-case conditions so that the phase position of the inner rotor relative to the outer rotor can be adjusted quickly enough. The pressure medium pump must be adapted accordingly to ensure the required regulating speed even in the worst pressure conditions, for example at high pressure medium temperatures and / or low rotational speeds. As a result, a pressure medium pump is used, which is configured to meet the maximum requirements of the operating device, so that the size of the most operating steps of the internal combustion engine is set too large. In accordance with this alternative embodiment, an adjustable pressure medium pump providing a pressure medium may be used if desired. The increased complexity in these two cases negatively affects the cost of the internal combustion engine, the space requirement and fuel consumption.
US 제5,775,279 A호에서도 상기와 같은 장치가 또 다른 형태로 공지되어 있다. 상기 공보의 실시예에 따라서는 압력 매체 펌프와 제어 밸브 사이에, 압력 매체 공급 장치에 연결되는 압력 어큐뮬레이터가 배치된다. 이런 압력 어큐뮬레이터는 높은 시스템 압력 단계에서 압력 매체로 충진된다. 시스템 압력이 강하하면, 압력 어큐뮬레이터는 자동으로 비워지며, 그럼으로써 압력 매체 공급 장치에는 추가의 압력 매체가 제공된다. 그에 따라 장치의 위상 조정이 지원을 받는다. 이와 같은 실시예의 단점에는, 시스템 압력이 조정 과정을 바탕으로 강하하는 것이 아니라, 또 다른 외부 상황을 바탕으로, 예컨대 회전 속도의 감속에 의해 강하할 때 압력 어큐뮬레이터가 비워지는 상황이 해당된다. 그로 인해, 후속하는 위상 조정 과정을 위해서는 더 낮은 압력 지원과 더 작은 압력 매체 용적이 압력 어큐뮬레이터로부터 제공된다. 추가 단점은, 압력 어큐뮬레이터가 압력 매체 공급 장치를 지원할 수 있는 최대 압력이 위상 조정 과정 직전에 압력 매체 공급 장치에 존재하는 압력에 상응한다는 점에 있다. 만일 높은 온도 및 낮은 회전 속도 조건에서 엔진 제어 유닛으로부터 조정 요구가 장치로 전달된다면, 압력 어큐뮬레이터에 충진되었던 시스템 압력이 낮았기 때문에, 압력 어큐뮬레이터의 압력 지원은 더 적게 된다. 그로 인해 조정 과정이 실행되지 못하거나 조정 속도가 상당히 감소할 수 있다. 그러므로 이런 경우에도 압력 매체 펌프는 단점들을 초래하는 피크 부하에 부합하게 구성되어야 한다.Such a device is also known in another form in US 5,775,279 A. According to an embodiment of the publication, a pressure accumulator is disposed between the pressure medium pump and the control valve, the pressure accumulator being connected to the pressure medium supply device. These pressure accumulators are filled with the pressure medium at high system pressure stages. If the system pressure drops, the pressure accumulator is automatically emptied, thereby providing additional pressure medium in the pressure medium supply. The phase adjustment of the device is thereby supported. A disadvantage of such an embodiment is that the system pressure does not drop on the basis of the adjusting process, but on the basis of another external situation, for example, when the pressure accumulator is emptied when it is lowered by deceleration of the rotational speed. Thereby, lower pressure support and smaller pressure medium volume are provided from the pressure accumulator for subsequent phase adjustment procedures. A further disadvantage is that the maximum pressure at which the pressure accumulator can support the pressure medium supply corresponds to the pressure present in the pressure medium supply just before the phase adjustment process. If the adjustment request is transmitted from the engine control unit to the device under high temperature and low rotational speed conditions, the pressure support of the pressure accumulator is less, since the system pressure that was filled in the pressure accumulator is low. This may cause the adjustment process to fail or the adjustment speed to decrease significantly. Therefore, even in this case, the pressure medium pump must be configured to match the peak load that causes disadvantages.
본 발명의 목적은, 내연 기관의 가스 교환 밸브들의 제어 시간을 가변 조정하기 위한 장치에 있어서, 내연 기관의 각각의 작동 단계에서 높은 조정 속도 조건에서도 제어 시간의 안전한 조정이 보장되도록 하는 데 있다. 또 다른 목적은, 가변식 압력 매체 펌프의 사용이 배제되는 것과 마찬가지로 압력 매체 펌프가 초과 크기로 설정되는 것(예상되는 피크 부하에 부합하는 구성)을 배제할 수 있도록 하는 것이다.It is an object of the present invention to provide an apparatus for variably adjusting the control time of gas exchange valves of an internal combustion engine so that safe adjustment of the control time is ensured even under high regulation speed conditions in each operation stage of the internal combustion engine. Another object is to make it possible to exclude that the pressure medium pump is set to an oversized size (configuration conforming to the expected peak load) as well as the use of a variable pressure medium pump is excluded.
상기 목적은 본 발명에 따라, 변위 가능한 부재가 제어 공간을 부분적으로 제한하는 하나 이상의 제2 압력면을 포함하고, 제어 공간에 압력을 공급함으로써 변위 가능한 부재가 에너지 어큐뮬레이터의 힘에 대항하여 변위될 수 있으며, 압력 어큐뮬레이터의 내부에서는 저장 공간으로부터 제어 공간으로 향하는 압력 매체 흐름이 방지됨으로써 달성된다.This object is achieved according to the present invention by providing a method of controlling a displaceable member comprising at least one second pressure surface in which a displaceable member partially restricts the control space and by supplying pressure to the control space the displaceable member can be displaced against the force of the energy accumulator Which is achieved by preventing the flow of pressure medium from the reservoir to the control space inside the pressure accumulator.
이와 관련하여서는, 압력 어큐뮬레이터의 내부에서 저장 공간과 제어 공간이 서로 연결되지 않는 점이 제공될 수 있다.In this regard, it may be provided that the storage space and the control space are not connected to each other inside the pressure accumulator.
변위 가능한 부재는 예컨대 압력 탱크 내부에서 스프링 부재로서 형성되는 에너지 어큐뮬레이터의 힘에 대항하여 변위될 수 있는 압력 피스톤으로서 형성될 수 있다. 또한, 이에 대안적인 실시예에 따라, 예컨대 탄성 중합체로 이루어져 가역 변형이 가능한 몸체나, 또는 가스로 충진된 가스 포켓과 같이 또 다른 형태의 에너지 어큐뮬레이터도 사용될 수 있다. 압력 어큐뮬레이터 내부에서 상호 간에 고립된 압력 공간들을 부분적으로 제한하는 변위 가능한 부재를 포함하는 압력 어큐뮬레이터를 형성함으로써, 상기 두 압력 공간은 상호 간에 분리되어 제어될 수 있는데, 다시 말하면, 충진되고, 그리고/또는 비워질 수 있다. 누출을 제외하고는 압력 공간들 사이에는 연결부가 존재하지 않는다. 따라서 예컨대 다양한 압력원이 저장 공간 및 제어 공간의 충진을 위해 사용될 수 있다. 이에 대안적인 실시예에 따라서는, 압력 어큐뮬레이터의 내부에 저장 공간과 제어 공간 간의 압력 매체 연결부가 제공될 수도 있다. 제어 공간으로 공급되는 압력 매체는 상기 압력 매체 연결부를 통해 저장 공간에 도달할 수 있다. 그러나 이 경우 저장 공간으로부터 제어 공간으로 역전되는 압력 매체 흐름이 방지되도록 해야 한다. 이는 예컨대 압력 어큐뮬레이터의 하우징 또는 압력 피스톤 내부에 제공되고 내부에는 체크 밸브가 배치되는 압력 매체 채널을 통해 실현될 수 있다. 이런 경우 저장 공간 및 제어 공간의 충진은 제어 공간의 충진에 의해서만 이루어질 수 있다. 그리고 압력 어큐뮬레이터가 비워져야 한다면, 제어 공간은 탱크에 연결된다. 저장 공간은 압력 매체 공급 장치 내로 비워지며, 제어 공간은 탱크로 비워져 무압 상태가 된다. 저장 공간으로부터 제어 공간으로 이루어질 수 있는 압력 매체의 오버플로는 체크 밸브에 의해 방지된다.The displaceable member can be formed, for example, as a pressure piston that can be displaced against the force of an energy accumulator formed as a spring member inside the pressure tank. Also, according to an alternative embodiment thereto, another type of energy accumulator, for example a body made of an elastomer and capable of reversible deformation, or a gas pocket filled with gas, may be used. By forming a pressure accumulator comprising a displaceable member that partially limits pressure spaces isolated from one another in the pressure accumulator, the two pressure spaces can be controlled separately from one another, i.e., filled and / or Can be emptied. Except for leakage, there is no connection between pressure spaces. Thus, for example, various pressure sources can be used for filling the storage space and the control space. According to an alternative embodiment, a pressure medium connection may be provided inside the pressure accumulator between the storage space and the control space. The pressure medium supplied to the control space can reach the storage space through the pressure medium connection portion. In this case, however, the pressure medium flow from the storage space to the control space must be prevented. This can be realized, for example, through a pressure medium channel which is provided in the housing of the pressure accumulator or inside the pressure piston and in which a check valve is located. In this case, filling of the storage space and the control space can be done only by filling the control space. And if the pressure accumulator should be emptied, the control space is connected to the tank. The storage space is emptied into the pressure medium supply device, and the control space is emptied into the tank to be pressurized. Overflow of the pressure medium, which can consist of storage space and control space, is prevented by the check valve.
만일 저장 공간에 압력 매체가 공급됨으로써 변위 가능한 부재가 제어 공간에 압력 매체가 공급될 때와 동일한 방향으로 변위되면, 제어 공간은 저장 공간의 충진을 지원할 수 있다. 이를 위해 제어 공간은 저장 공간의 충진 과정 중에 마찬가지로 압력 매체로 충진된다. 이로써 압력 피스톤의 두 압력면 상에서 하나의 힘이 상기 두 압력면에 작용하며, 그럼으로써 에너지 어큐뮬레이터에는 더 큰 힘이 저장된다(스프링 부재는 더욱 강하게 압축된다). 만일 충진된 압력 어큐뮬레이터가 엔진 제어 유닛으로부터 위상 조정 과정을 지원하라는 명령을 받게 되면, 제어 공간은 저장 공간과 무관하게 비워질 수 있다. 다시 말하면, 저장 공간이 압력 매체 공급 장치 내로 비워지는 동안에, 위상 조정 과정을 지원할 수 있도록, 제어 공간은 대기압에 대항하여 탱크 내로 공기 배출될 수 있다. 적합한 구성을 통해, 제어 공간의 공기 배출은 저장 공간이 압력 매체 공급 장치 내로 비워지는 것보다 더욱 빠르게 이루어질 수 있다. 그로 인해 에너지 어큐뮬레이터에 저장되었던 모든 힘이 제1 압력면을 통해 저장 공간에 작용하게 된다. 결과적으로 압력은 지원 과정의 개시 시 상기 시점에 에너지 어큐뮬레이터에 작용하는 부하에 따라 최대 다음 식의 인자만큼 상승할 수 있다.If the displaceable member is displaced in the same direction as when the pressure medium is supplied to the control space by supplying the pressure medium to the storage space, the control space can support the filling of the storage space. To this end, the control space is also filled with the pressure medium during the filling of the storage space. This causes one force on the two pressure surfaces of the pressure piston to act on the two pressure surfaces, whereby a greater force is stored in the energy accumulator (the spring member is compressed more strongly). If the filled pressure accumulator is commanded from the engine control unit to support the phase adjustment process, the control space may be emptied regardless of the storage space. In other words, while the storage space is emptied into the pressure medium supply, the control space can be vented into the tank against atmospheric pressure so as to support the phase adjustment process. With a suitable configuration, the air discharge of the control space can be made faster than the storage space being emptied into the pressure medium supply. So that all of the force stored in the energy accumulator acts on the storage space through the first pressure side. As a result, the pressure may rise up to a factor of at most the following equation depending on the load acting on the energy accumulator at this point in the start of the support process.
위의 식에서, A1은 제1 압력면의 면적에 상응하며, A2는 제2 압력면의 면적에 상응한다. 만일 에너지 어큐뮬레이터로서 예컨대 스프링 부재가 사용되면, 압력은 지원 과정의 개시 시, 스프링이 자체의 최대 압축된 상태에 아직 도달하지 않은 한, 전체 인자()만큼 상승한다.In the above equation, A 1 corresponds to the area of the first pressure surface, and A 2 corresponds to the area of the second pressure surface. If, for example, a spring member is used as an energy accumulator, the pressure will be at the beginning of the support process, as long as the spring has not yet reached its maximum compression state, ).
본 발명은, 구동 부재와, 출력 부재와, 하나 이상의 압력 챔버와, 압력 매체 공급 장치와, 하나 이상의 압력 어큐뮬레이터를 구비한, 내연 기관의 가스 교환 밸브들의 제어 시간을 가변 조정하기 위한 장치를 기본으로 하며, 이 경우 압력 매체 공급 장치에 의해 하나 이상의 압력 챔버에 압력 매체가 공급되거나 압력 챔버로부터 압력 매체가 배출될 수 있고, 그에 따라 압력 챔버에 압력 매체를 공급하거나 압력 매체로부터 압력 매체를 배출함으로써 구동 부재에 대한 출력 부재의 위상 위치가 변동할 수 있으며, 압력 어큐뮬레이터의 변위 가능한 부재는 상호 간에 독립적으로 형성되어 압력을 공급받을 수 있는 2개 이상의 공간을 부재의 변위 방향으로 제한한다. 여기서 공간들 중 하나 이상의 공간(저장 공간)은 압력 매체 공급 장치에 연결되며, 그에 따라 위상 조정 과정 중에 압력 매체 공급 장치 내로 비워질 수 있다. 또한, 하나 이상의 추가 공간(제어 공간)은 저장 공간의 충진 과정 중에 마찬가지로 압력 매체를 공급 받으며 저장 공간의 비움 과정 중에는 저장 공간보다 더욱 빠르게 비워진다. 이는 예컨대 대기압에 대항하여 탱크 내로 이루어질 수 있다. 그에 따라, 제어 공간에 대한 압력 매체 공급이 이루어지지 않는 경우에서보다 변위 가능한 부재가 더욱 강하게 편향되는 방식으로, 제어 공간은 충진 과정을 지원한다.The present invention is based on a device for varying the control time of gas exchange valves of an internal combustion engine, comprising a drive member, an output member, at least one pressure chamber, a pressure medium supply device, and at least one pressure accumulator In which case the pressure medium may be supplied to the at least one pressure chamber by means of the pressure medium supply device or the pressure medium may be discharged from the pressure chamber, thereby supplying the pressure medium to the pressure chamber or discharging the pressure medium from the pressure medium The phase position of the output member relative to the member may vary and the displaceable members of the pressure accumulator may be formed independently of each other to limit the two or more spaces that can be supplied with pressure to the direction of displacement of the member. Wherein at least one of the spaces (storage space) is connected to the pressure medium supply device and can thereby be emptied into the pressure medium supply device during the phase adjustment process. In addition, the one or more additional spaces (control spaces) are similarly supplied with the pressure medium during the filling of the storage space, and are emptied faster than the storage space during the emptying of the storage space. This can be done for example in the tank against atmospheric pressure. Thereby, the control space supports the filling process in such a way that the more displaceable member is more strongly deflected in the case where no pressure medium supply to the control space is made.
압력 어큐뮬레이터로부터 제공되는 압력의 상승에 의해, 압력 어큐뮬레이터는 최대 소모량을 억제할 수 있으며, 그럼으로써 압력 매체 펌프는 내연 기관의 정상 작동에 부합하게 구성될 수 있다. 요컨대 위상 위치에 대해 절대 안전하고 신속한 조정을 보장하기 위해 초과 크기로 설정되거나 조절되는 압력 매체 펌프가 필요하지 않게 된다. 이에 추가로 작동 장치의 조정 속도는 증가한다. 이에 대안적인 실시예에 따라서 조정 속도는 동일하게 유지되면서도 작동 장치의 크기는 더 작게 설정될 수 있다. 그렇게 함으로써 질량, 질량 관성 모멘트 및 비용은 감소될 수 있다.Due to the pressure increase provided by the pressure accumulator, the pressure accumulator can suppress the maximum consumption, so that the pressure medium pump can be configured to conform to the normal operation of the internal combustion engine. In short, there is no need for a pressure medium pump that is set or adjusted to an oversize to ensure absolute safe and rapid adjustment to the phase position. In addition, the adjustment speed of the operating device increases. Thus, according to an alternative embodiment, the size of the operating device can be set to be smaller while the adjustment speed remains the same. By doing so, mass, mass moment of inertia and cost can be reduced.
본 발명의 개선 실시예에 따라, 제어 공간은 내연 기관의 작동 중에 선택적으로 압력원 또는 탱크에 연결될 수 있다. 압력원은 예컨대 압력 매체 공급 장치 또는 이 압력 매체 공급 장치의 압력 매체 펌프이거나, 또는 이에 독립된 압력원, 예컨대 서보 소모 장치(예: 파워 스티어링 시스템)의 압력원일 수 있다. 이때 서보 소모 장치의 압력원인 경우, 낮은 시스템 압력을 나타내는 작동 단계에서도 압력 어큐뮬레이터는 완전하게 충진될 수 있다. 압력원 또는 탱크와의 선택적인 연결은 제어 수단을 통해, 예컨대 스위칭 밸브(예: 시트 밸브) 또는 비례 밸브(예: 슬라이드 밸브) 형태의 3/2-방향 제어 밸브를 통해 이루어진다. 이에 대안적인 실시예에 따라 2개의 제어 수단이 고려되며, 제어 수단들 중 일측 제어 수단은 압력원으로부터 제어 공간으로 향하는 연결부를 차단 또는 개방하고, 타측 제어 수단은 제어 공간으로부터 탱크로 향하는 연결부를 차단 또는 개방한다. 제어 수단들은 예컨대 방향 제어 밸브(예: 스위칭 또는 비례 밸브)와 같이 전자기 작동 유압 밸브이거나, 또는 릴리스될 수 있는 체크 밸브 등일 수 있다. 이와 같은 제어 수단들은 내연 기관의 엔진 제어 유닛으로부터 제어 신호들을 수신하며, 이 제어 신호들에 따라 압력 어큐뮬레이터가 충진되거나 비워진다. 그로 인해 다양한 지원 전략이 실현될 수 있다. 마찬가지로 유압 작동 제어 수단의 사용도 생각해볼 수도 있다. 이런 경우, 제어 수단의 유압 작동 장치는 압력 매체 공급 장치에 연결될 수 있다. 그에 따라 제어 수단은 압력 매체 공급 장치 내의 압력이 강하할 시에 지정된 값 미만으로 자동 전환될 수 있다. 그럼으로써 조절 관련 복잡성은 상당 부분 감소된다.According to an improved embodiment of the present invention, the control space may be selectively connected to a pressure source or tank during operation of the internal combustion engine. The pressure source may be, for example, a pressure medium supply device or a pressure medium pump of the pressure medium supply device, or may be a pressure source of an independent pressure source, such as a servo consuming device (e.g., a power steering system). At this time, in the case of the pressure of the servo consuming device, the pressure accumulator can be completely filled even in the operating stage which shows a low system pressure. The selective connection with the pressure source or tank is made via control means, for example via a 3/2-way control valve in the form of a switching valve (eg seat valve) or a proportional valve (eg slide valve). According to an alternative embodiment, two control means are considered, one of the control means blocks or opens the connection portion from the pressure source to the control space, and the other control means blocks the connection portion from the control space to the tank Or open. The control means may be, for example, an electromagnetic actuating hydraulic valve, such as a directional control valve (e.g., a switching or proportional valve), or a check valve that may be released, or the like. Such control means receive control signals from the engine control unit of the internal combustion engine, and the pressure accumulator is filled or emptied according to these control signals. A variety of support strategies can be realized thereby. Likewise, the use of the hydraulic operation control means may be considered. In this case, the hydraulic actuating device of the control means may be connected to the pressure medium supply device. So that the control means can be automatically switched to less than the specified value when the pressure in the pressure medium supply drops. The control related complexity is thereby greatly reduced.
본 발명을 구체화한 실시예에 따라, 제어 공간은 소모 장치를 통한 우회 경로 없이 탱크 내로 비워질 수 있다. 이때 제어 공간은 바람직하게는 대기압에 대항하여 통상 비례 밸브 또는 스위칭 밸브를 통해 비워진다.According to an embodiment embodying the invention, the control space may be emptied into the tank without a bypass path through the consumable device. At this time, the control space is preferably emptied through the proportional valve or the switching valve against atmospheric pressure.
본 발명의 개선 실시예에 따라, 제어 수단이 제공되며, 그에 따라 제어 공간은 제어 수단에 의해 선택적으로 탱크 또는 압력원에 연결될 수 있다. 제어 수단은 예컨대 방향 제어 밸브로서 형성될 수 있다.According to an improved embodiment of the invention, a control means is provided, whereby the control space can be selectively connected to the tank or the pressure source by the control means. The control means may be formed, for example, as a directional control valve.
이에 대안적인 본 발명의 개선 실시예에 따라서는 제어 수단이 제공되며, 이 제어 수단은 제1 상태에서 저장 공간으로부터 압력 매체 공급 장치로 향하는 압력 매체 흐름을 차단하고 저장 공간 및 제어 공간으로 향하는 압력 매체 흐름은 허용하며, 제2 상태에서는 저장 공간으로부터 압력 매체 공급 장치로 향하는 압력 매체 흐름을 허용하고 소모 장치를 통한 우회 경로 없이 제어 공간과 탱크 간의 연결부를 제공한다. 이와 관련하여 저장 공간 및 제어 공간은 체크 밸브를 통해 연결되고, 제어 수단들과 공간들 사이에 연결부가 배치되며, 체크 밸브는 저장 공간으로부터 제어 공간으로 향하는 압력 매체 흐름을 차단한다.In accordance with an alternative embodiment of the present invention, there is provided a control means which, in a first state, interrupts the flow of the pressure medium from the storage space towards the pressure medium supply device, And in a second state allows pressure medium flow from the storage space to the pressure medium supply device and provides a connection between the control space and the tank without a bypass path through the consumable device. In this regard, the storage space and the control space are connected via a check valve, a connection is arranged between the control means and the spaces, and the check valve blocks the pressure medium flow from the storage space to the control space.
그에 따라, 위상 조정이 실행되지 않지만, 그럼에도 시스템 압력이 강하하는 내연 기관의 작동 단계들에서, 저장 공간이 압력 매체 공급 장치에 연결되는 점은 방지된다. 그로 인해 저장 공간 내 압력과 압력 매체 용적은 높은 값으로 유지된다.Accordingly, in the operation steps of the internal combustion engine in which the phase adjustment is not performed, but the system pressure is reduced, the storage space is prevented from being connected to the pressure medium supply device. Whereby the pressure in the storage space and the volume of the pressure medium are maintained at a high value.
이와 관련하여 저장 공간과 압력 매체 공급 장치를 연결하는 저장 라인과, 압력원과 제어 공간을 연결하는 제어 라인이 제공될 수 있다. 또한, 제어 수단은 저장 라인, 제어 라인, 제어 공간, 저장 공간 및 탱크를 위한 각각 하나의 포트를 포함하는 단 하나의 방향 제어 밸브로서 형성될 수 있다. 그렇게 함으로써 부품의 개수와 내연 기관의 작동 중 조절 관련 복잡성은 감소된다. 이에 대안적인 실시예에 따라, 제어 수단은 제어 라인 내에 배치되는 하나 이상의 제1 방향 제어 밸브를 포함할 수 있다. 또한, 제어 수단은 저장 라인 내에 배치되는 제2 방향 제어 밸브를 포함할 수 있다. 이와 관련하여 방향 제어 밸브들은 예컨대 스위칭 또는 비례 밸브로서 형성될 수 있다. 이에 대안적인 실시예에 따라 제어 수단은 또한, 저장 라인 내에 배치되고 릴리스될 수 있는 체크 밸브를 포함할 수 있다.In this connection, a storage line connecting the storage space and the pressure medium supply device, and a control line connecting the pressure source and the control space may be provided. In addition, the control means may be formed as a single directional control valve including a storage line, a control line, a control space, a storage space and a respective port for the tank. In doing so, the number of components and control related complexity during operation of the internal combustion engine is reduced. According to an alternative embodiment, the control means may comprise at least one first directional control valve disposed in the control line. In addition, the control means may comprise a second directional control valve disposed in the storage line. In this regard, the directional control valves may be formed, for example, as a switching or proportional valve. In accordance with this alternative embodiment, the control means may also comprise a check valve which can be arranged and released in the storage line.
바람직하게는 본원의 장치에서 제어 공간과 압력원 사이에 체크 밸브가 제공될 수 있으며, 이런 체크 밸브는 제어 공간으로부터 압력원 방향으로 향하는 압력 매체 흐름을 차단한다. 그로 인해 제어 공간 내에 위치하는 압력 매체 용적은 탱크에 연결될 때까지 둘러싸인다. 그렇게 함으로써 시스템 압력이 강하하더라도 변위 가능한 부재는 편향된 위치에 유지되며, 그에 따라 바람직하지 않은 방식으로 저장 공간이 비워지는 점은 방지된다.Preferably, in the apparatus herein, a check valve may be provided between the control space and the pressure source, such that the check valve blocks the pressure medium flow from the control space toward the pressure source direction. Whereby the volume of the pressure medium located in the control space is surrounded until it is connected to the tank. By doing so, even if the system pressure drops, the displaceable member is held in the biased position, thereby preventing the storage space from being emptied in an undesirable manner.
본 발명의 개선 실시예에 따라, 저장 공간과 압력 매체 공급 장치 사이에는 압력 매체 공급 장치로부터 저장 공간 방향으로 향하는 압력 매체 흐름을 차단하는 체크 밸브가 제공될 수 있다. 그렇게 함으로써, 작동 장치에서 생성된 압력 피크가 압력 어큐뮬레이터 내로 전달되는 점이 방지된다. 그로 인해 압력 피크 중에 작동 장치의 압력 챔버로부터 역류하는 압력 매체는 체크 밸브에서 유보되며, 그렇게 함으로써 본원의 장치의 유압 강성은 상승되고, 그로 인해 조정 속도도 상승하며, 크랭크축으로부터 캠축으로 이루어지는 토크 전달은 개선된다.According to an improved embodiment of the present invention, a check valve may be provided between the storage space and the pressure medium supply device to block the flow of the pressure medium from the pressure medium supply device toward the storage space. By doing so, the pressure peak generated in the operating device is prevented from being transmitted into the pressure accumulator. As a result, the pressure medium flowing back from the pressure chamber of the actuating device during the pressure peak is released from the check valve, thereby increasing the hydraulic stiffness of the device of the present invention, thereby increasing the speed of adjustment, and torque transmission from the crankshaft to the camshaft Is improved.
다시 말하면, 압력 어큐뮬레이터의 압력 지원은, 하나 이상의 제어 수단의 간단한 스위칭을 통해 활성화될 수 있다. 이와 관련하여 위상 위치가 일정하게 유지되는 내연 기관의 작동 단계들에서는, 저장 공간에 축적되는 압력 매체 용적이 공급된다. 이런 경우 압력 어큐뮬레이터로부터 제공되는 압력은 각각의 실시예에 따라 최대 1+A2/A1에 상당할 수 있는 인자와 현재 시스템 압력을 곱한 값에 상응하거나, 또는 동일한 인자와, 충진 단계 중에 존재하는 최대 시스템 압력을 곱한 값에 상응한다. 완전한 인자(1+A2/A1)는, 항상 에너지 어큐뮬레이터의 모든 저장 용량이 아직 모두 사용되지 않을 때, 즉 스프링 부재가 아직 블록으로 압축되지 않거나, 압력 피스톤이 여전히 정지부에 접하고 있을 때에만 존재한다. 본 발명의 개선 실시예에 따라, 변위 가능한 부재는 배압 공간(counter-pressure space)을 적어도 부분적으로 제한하는 제3 압력면을 포함하며, 이 경우 배압 공간에 압력 매체가 공급되면, 제어 공간 또는 저장 공간에 압력 매체가 공급되는 경우와 같이, 변위 가능한 부재는 반대 방향으로 변위된다. 그로 인해 에너지 어큐뮬레이터로부터 변위 가능한 부재에 가해지는 힘은 제3 압력면에 대해 작용하는 압력에 의해 야기되는 힘만큼 상승하기 때문에, 압력 어큐뮬레이터로부터 제공될 수 있는 압력은 재차 상승한다.In other words, the pressure support of the pressure accumulator can be activated by simple switching of one or more control means. In this regard, in the operating steps of the internal combustion engine in which the phase position is kept constant, the volume of the pressure medium accumulated in the storage space is supplied. In this case, the pressure provided by the pressure accumulator may correspond to a value that may correspond to a maximum of 1 + A 2 / A 1 , multiplied by the present system pressure, or the same factor, depending on each embodiment, It corresponds to the value multiplied by the maximum system pressure. The complete factor (1 + A 2 / A 1 ) is always used when all the storage capacities of the energy accumulator have not yet been fully used, that is, when the spring member is not yet compressed into the block or the pressure piston is still in contact with the stop exist. According to an improved embodiment of the invention, the displaceable member comprises a third pressure surface at least partially restricting the counter-pressure space, wherein when the pressure medium is supplied to the back pressure space, The displaceable member is displaced in the opposite direction, such as when the pressure medium is supplied to the space. As a result, the force applied to the displaceable member from the energy accumulator rises by a force caused by the pressure acting on the third pressure surface, so that the pressure that can be provided from the pressure accumulator rises again.
압력 어큐뮬레이터의 압력 지원은 각각의 위상 조정 과정 중에 이용될 수 있다. 이를 위해서는 위상 조정이 요구될 때마다 제어 수단(방향 제어 밸브 및/또는 릴리스될 수 있는 체크 밸브)은 저장 공간이 비워지는 위치로 이동한다. 위상 조정 요구 사이의 작동 단계에서 압력 어큐뮬레이터가 충진될 수 있다. 또한, 압력 어큐뮬레이터의 압력 지원을 필요에 따라 제공할 또 다른 가능성도 있다. 만일 압력 매체 펌프로부터 공급되는 압력 또는 용적 흐름이 위상 조정을 위해 충분하지 않다는 점이 엔진 제어 유닛에서 감지되면, 엔진 제어 유닛은 압력 어큐뮬레이터를 통한 압력 지원을 허용한다. 이와 같은 조치는, 압력 어큐뮬레이터가 충진될 수 있는 시간을 연장하고, 그에 따라 압력 지원 중 압력 어큐뮬레이터의 성능을 증가시킨다. 이에 대안적인 실시예에 따라, 압력 어큐뮬레이터의 압력 지원은 예컨대 높은 용적 흐름 또는 높은 조정 속도를 필요로 하는 임계의 조정 과정을 위한 "부스트(boost)" 기능으로서만 이용될 수 있다. 만일 엔진 제어 유닛에서, 상기 임계의 조정 과정이 유도되어야 한다는 점이 감지되면, 엔진 제어 유닛은 제어 수단의 적합한 조정을 통해 압력 지원을 활성화한다.The pressure support of the pressure accumulator can be used during each phase adjustment procedure. To this end, the control means (directional control valve and / or check valve which can be released) is moved to the position where the storage space is emptied whenever a phase adjustment is required. The pressure accumulator can be filled in the operating phase between the phase adjustment requests. There is also another possibility to provide the pressure support of the pressure accumulator as needed. If the engine control unit detects that the pressure or volume flow supplied from the pressure medium pump is not sufficient for phase adjustment, the engine control unit allows pressure support through the pressure accumulator. Such a measure prolongs the time that the pressure accumulator can be filled, thereby increasing the performance of the pressure accumulator during pressure support. In accordance with this alternative embodiment, the pressure support of the pressure accumulator can only be used as a "boost" function for the adjustment process of the criticality, which requires, for example, high volumetric flow or high regulation speed. If it is detected in the engine control unit that the adjustment process of the threshold should be induced, the engine control unit activates the pressure support through appropriate adjustment of the control means.
마찬가지로, 작동 장치의 압력 챔버들로 향하거나 압력 챔버로부터 배출되는 압력 매체 흐름을 제어하는 제어 밸브와 함께 단일 부재로서 제어 수단을 형성하는 점도 생각해볼 수 있다.It is likewise conceivable to form the control means as a single member with a control valve which controls the pressure medium flow to the pressure chambers of the actuating device or from the pressure chamber.
본 발명을 구체화한 실시예에 따라, 제어 공간과 탱크 간 최소 관류 횡단면과 저장 공간과 작동 장치 간 최소 관류 횡단면 사이의 비율은, 제2 압력면의 면적과 제1 압력면의 면적 간 비율보다 크다.According to an embodiment embodying the present invention, the ratio between the control space and the minimum cross-sectional area between the tank and the storage space and the minimum cross-sectional area between the operating device is greater than the ratio between the area of the second pressure surface and the area of the first pressure surface .
바람직하게 저장 공간의 최대 용적은 최대 지각 위치로부터 최대 진각 위치로 이루어지는 위상 조정을 위해 필요한 용적의 적어도 두 배에 상응한다.Preferably the maximum volume of the storage space corresponds to at least twice the volume required for phase adjustment from the maximum retard position to the maximum advancing position.
압력 어큐뮬레이터는 예컨대 압력 매체 펌프와 제어 밸브 사이의 압력 매체 라인 내로 유입될 수 있다. 이에 대안적인 실시예에 따라 압력 어큐뮬레이터는 압력 매체 라인들 중에서, 제어 밸브의 작동 포트들 중 일측 작동 포트를 일측 그룹의 압력 챔버들에 연결하는 압력 매체 라인 내로 유입될 수 있다. 이와 같은 실시예에 추가로, 제어 밸브의 타측 작동 포트를 타측 그룹의 압력 챔버들에 연결하는 압력 매체 라인 내로 유입되는 제2 압력 어큐뮬레이터가 제공될 수 있다.The pressure accumulator may, for example, be introduced into the pressure medium line between the pressure medium pump and the control valve. According to an alternative embodiment, the pressure accumulator may be introduced into the pressure medium line connecting one of the working ports of the control valve to one of the pressure chambers of the group, among the pressure medium lines. In addition to such an embodiment, a second pressure accumulator may be provided which is introduced into the pressure medium line connecting the other working port of the control valve to the pressure chambers of the other group.
본 발명의 추가 특징들은 다음의 상세한 설명과, 본 발명의 실시예들이 개략적으로 도시되어 있는 도면으로부터 제시된다.
도 1은 내연 기관을 매우 개략적으로만 도시한 개략도이다.
도 2a는 작동 장치를 절단하여 도시한 종단면도이다.
도 2b는 작동 장치를 절단하여 도시한 횡단면도이다.
도 3은 본원의 장치의 제1 실시예를 도시한 도면이다.
도 4 내지 도 12는 본원의 장치의 추가 실시예의 도면이다.Additional features of the invention will be set forth in the description that follows, and in the drawings in which embodiments of the invention are shown schematically.
1 is a schematic view showing the internal combustion engine only in a very schematic manner.
2A is a longitudinal sectional view showing the operating device cut away.
2B is a cross-sectional view showing the operating device cut away.
3 is a diagram showing a first embodiment of the apparatus of the present application.
Figures 4-12 are views of further embodiments of the apparatus of the present application.
도 1에는 내연 기관(1)이 개략적으로 도시되어 있으며, 실린더(4) 내에서 크랭크축(2)에 안착되는 피스톤(3)이 도시되어 있다. 크랭크축(2)은 도시한 실시예에 따라 각각 하나의 견인식 구동 장치(5)를 통해 흡기 캠축(6) 또는 배기 캠축(7)과 각각 연결되어 있으며, 제1 및 제2 장치(10)는 크랭크축(2)과 캠축들(6, 7) 간의 상대적 회전을 제공할 수 있다. 장치들(10)은 각각 하나의 유압 작동 장치(10a, b, c)와 압력 매체 공급 장치(37)를 포함한다. 캠축들(6, 7)의 캠들(8)은 하나 이상의 흡기 가스 교환 밸브(9a) 또는 하나 이상의 배기 가스 교환 밸브(9b)를 작동시킨다. 마찬가지로 캠축들(6, 7) 중 일측의 캠축에만 장치(10)가 장착되거나, 또는 장치(10)를 장착한 단 하나의 캠축(6, 7)이 제공될 수도 있다.Fig. 1 schematically shows an internal combustion engine 1, in which a
도 3은 작동 장치들(10a, b, c)과, 압력 매체 공급 장치(37)와, 압력 어큐뮬레이터(43)를 구비한 본 발명에 따른 장치(10)의 제1 실시예를 도시하고 있다. 도 2a 및 도 2b는 작동 장치(10a, b, c)를 각각 종단면도와 횡단면도로 도시하고 있다. 작동 장치(10a, b, c)는 외부 로터(22)로서 형성된 구동 부재와, 내부 로터(23)로서 형성된 출력 부재를 포함한다. 외부 로터(22)는 하우징(22a)과, 이 하우징(22a)의 축방향 측면에 배치되는 2개의 측면 커버(24, 25)를 포함한다. 내부 로터(23)는 임펠러의 형태로 구현되며, 실질적으로 원통형으로 구현된 허브 부재(26)를 포함하며, 이 허브 부재의 외부 원통형 원주면으로부터는 도시한 실시예의 경우 5개의 베인(27)이 반경 방향에서 바깥쪽을 향해 연장된다. 베인들(27)은 내부 로터(23) 쪽을 향해 독립적으로 형성되고, 허브 부재(26)에 형성된 베인 그루브(28)에 배치된다. 베인들(27)은 베인 그루브들(28)의 그루브 바닥들과 베인들(27) 사이에 각각 배치되는 베인 스프링들(27a)에 의해 반경 방향에서 바깥쪽을 향해 힘을 공급 받는다.Figure 3 shows a first embodiment of the
복수의 돌출부(30)는 하우징(22a)의 외부 원주 벽부(29)로부터 출발하여 반경 방향에서 안쪽을 향해 연장된다. 도시한 실시예에 따라서는, 돌출부들(30)이 원주 벽부(29)와 함께 단일 부재로 형성되어 있다. 외부 로터(22)는 돌출부들(30)의 원주 벽부들로서 반경 방향에서 안쪽에 위치하는 그런 원주 벽부들에 의해 내부 로터(23)에 대해 회전 가능하게 이 내부 로터 상에서 지지된다.The plurality of
원주 벽부(29)의 외부 자켓면에는 체인 휠(21)이 배치되며, 이 체인 휠에 의해서는 미도시된 체인 구동 장치를 통해 크랭크축(2)으로부터 외부 로터(22)로 토크가 전달될 수 있다.A
측면 커버(24, 25) 각각은 하우징(22a)의 축방향 측면들 중 일측 축방향 측면에 각각 배치되고, 축방향 측면에 회전 불가능하게 고정된다. 이를 위해 각각의 돌출부(30)에는, 하우징(22a)에 측면 커버(24, 25)를 회전 불가능하게 고정시키는 고정 부재(32), 예컨대 나사가 통과하는 축방향 개구가 제공된다.Each of the side covers 24 and 25 is respectively disposed on one axial side surface of the axial side surfaces of the housing 22a and is non-rotatably fixed on the axial side surface. To this end, each
작동 장치(10a, b, c) 내부에서는, 원주방향으로 이웃한 각각 2개의 돌출부(30) 사이에 중공 공간(33)이 형성된다. 중공 공간들(33) 각각은, 원주방향에서 이웃한 돌출부들(30)의 제한 벽부들(34)로서 상호 간에 맞은편에 위치하고 실질적으로 반경 방향으로 연장되는 그런 제한 벽부들(34)에 의해, 축방향에서는 측면 커버들(24, 25)에 의해, 반경 방향에서 안쪽을 향해서는 허브 부재(26)에 의해, 그리고 반경 방향에서 바깥쪽을 향해서는 원주 벽부(29)에 의해 제한된다. 중공 공간들(33) 각각의 내부로는 베인(27)이 돌출되며, 이런 베인(27)은, 측면 커버들(24, 25)뿐 아니라 원주 벽부(29)에 상기 베인이 접하는 방식으로 형성된다. 그에 따라 각각의 베인(27)은 해당 중공 공간(33)을 상호 작용하는 2개의 압력 챔버(35, 36)로 분할한다.Inside the
내부 로터(23)는 규정된 각도 범위에서 외부 로터(22)에 대해 회전될 수 있다. 각도 범위는 내부 로터(23)의 일측 회전 방향에서, 베인(27)이 중공 공간들(33)의 대응하는 제한 벽부(34)[진각 정지부(34a)]에 접하게 됨으로써 제한된다. 이와 유사하게 각도 범위는 타측 회전 방향에서, 베인(27)이 지각 정지부(34b)의 역할을 하는 중공 공간들(33)의 타측 제한 벽부들(34)에 접하게 됨으로써 제한된다.The inner rotor 23 can be rotated with respect to the outer rotor 22 in a specified angular range. The angular range is limited by the
일측 그룹의 압력 챔버(35, 36)에는 압력을 공급하고 타측 그룹의 압력 챔버에서는 감압함으로써, 내부 로터(23)에 대한 외부 로터(22)의 위상 위치는 가변될 수 있다. 두 그룹의 압력 챔버(35, 36) 모두에 압력을 공급하면, 두 로터(22, 23)의 위상 위치는 서로 일정하게 유지될 수 있다. 이에 대안적인 실시예에 따라, 위상 위치가 일정한 단계 동안 압력 챔버(35, 36) 어느 곳에도 압력 매체를 공급하지 않을 수도 있다. 유압 압력 매체로서는 통상적으로 내연 기관(1)의 윤활유가 사용된다.The phase position of the outer rotor 22 with respect to the inner rotor 23 can be varied by supplying pressure to the
압력 챔버들(35, 36)에 압력 매체를 공급하거나 압력 챔버들로부터 압력 매체를 배출하기 위해 도 3에 도시한 압력 매체 공급 장치(37)가 제공된다. 압력 매체 공급 장치(37)는 압력 매체 펌프(38)로서 구현된 압력원과, 탱크(39)와, 제어 밸브(40)와, 복수의 압력 매체 라인(41)을 포함한다. 제어 밸브(40)는 공급 포트(P)와, 탱크 포트(T)와, 2개의 작동 포트(A, B)를 포함한다. 압력 매체 라인들(41) 각각은 공급 포트(P)와 압력 매체 펌프(38)를 연결하고, 제1 압력 챔버(35)와 제1 작동 포트(A)를 연결하고, 제2 압력 챔버(36)와 제2 작동 포트(B)를 연결하며, 탱크(39)와 탱크 포트(T)를 연결한다. 그에 따라 압력 매체는 압력 매체 펌프(38)로부터 압력 매체 라인(41)을 통해 제어 밸브(40)의 공급 포트(P)에 도달할 수 있게 된다. 제어 밸브(40)의 제1 위치에서, 공급 포트(P)는 제1 압력 챔버(35)에 연결되는 반면, 제2 압력 챔버(36)는 탱크(39)에 연결된다. 제어 밸브(40)의 제2 위치에서는 압력 챔버들(35, 36) 중 어느 것도 탱크(39) 및 공급 포트(P)에 연결되지 않는다. 제어 밸브(40)의 제3 위치에서 공급 포트(P)는 제2 압력 챔버(36)에 연결되는 반면, 제1 압력 챔버(35)는 탱크(39)에 연결된다.The pressure
내연 기관(1)의 작동 중에 캠축들(6, 7)에는, 캠 종동 장치들에 대한 캠들(8)의 롤링 접촉에 의해 야기되는 교번 토크가 작용한다. 이때 밸브 스프링의 힘은 가스 교환 밸브가 완전하게 개방될 때까지 제동되는 방식으로 캠축(6, 7)에 작용한다. 이에 뒤이어 캠축(6, 7)은 밸브 스프링의 힘에 의해 가속된다. 그 결과 작동 장치(10a, b, c) 내부에서는 압력 피크가 생성되며, 이런 압력 피크에 의해서는 공급 포트(P)에 연결된 압력 챔버들(35, 36)이 압력 매체 펌프(38)에 대해 비워지게 되며, 이런 점은 조정 속도를 대폭 감속시키게 된다. 이를 방지하게 위해 제어 밸브(40)와 압력 매체 펌프(38)를 연결하는 압력 매체 라인(41) 내에는 체크 밸브(42a)가 제공된다. 체크 밸브(42a)는 압력 챔버들(35, 36)로부터 제어 밸브(40)를 통해 압력 매체 펌프(38)로 이루어질 수도 있는 압력 매체의 역류를 방지한다. 압력 피크는 체크 밸브(42a)에서 유보되며, 그럼으로써 바람직하지 못하게 압력 챔버들(35, 36)이 비워지는 점은 효과적으로 방지되고, 그로 인해 토크 전달의 안정성 및 조정 속도는 증가된다.During the operation of the internal combustion engine 1, the
작동 장치(10a, b, c)의 조정 속도는 압력 매체 펌프(38)에서 제공되는 압력 매체 용적 흐름 또는 상기 펌프에서 제공되는 압력에 따른다. 제공되는 압력 또는 제공되는 압력 매체 용적 흐름은 그 자체적으로 다수의 인자, 예컨대 내연 기관(1)의 속도 및 압력 매체 온도에 따른다. 예컨대 높은 압력 매체 온도 및/또는 낮은 회전 속도와 같은 최악의 조건에서도 요구되는 조정 속도를 보장하기 위해, 압력 매체 펌프(38)는 그에 상응하게 구성되어야 한다. 그로 인해 작동 장치(10a, b, c)의 최대 요건에 부합하게 구성되고, 그에 따라 내연 기관(1)의 대부분의 작동 단계 동안 초과 크기로 설정되는 압력 매체 펌프(38)가 사용된다. 또한, 이에 대안적인 실시예에 따라서는, 필요에 따라 압력 매체를 제공하는 조절 가능한 압력 매체 펌프(38)도 사용될 수 있다. 이와 같은 두 경우에 증가한 복잡성은 내연 기관(1)의 연료 소비 및 비용에 부정적으로 작용한다.The adjustment speed of the
이와 같은 단점을 방지하기 위해, 본원의 장치(10)에는 압력 어큐뮬레이터(43)가 제공된다. 압력 어큐뮬레이터(43)는 압력 피스톤(45)으로서 형성되는 변위 가능한 부재를 포함하며, 이 변위 가능한 부재는 압력 탱크(44) 내부에서 에너지 어큐뮬레이터의 힘에 대항하여 변위될 수 있다. 도시한 실시예에서 에너지 어큐뮬레이터는 스프링 부재(46)로서 구현된다. 그러나 예컨대 적합하게 형성된 탄성 중합체 몸체 또는 가스로 충진된 가스 포켓과 같은 또 다른 유형의 에너지 어큐뮬레이터도 생각해볼 수 있다.In order to avoid such disadvantages, a
압력 피스톤(45)은 2개의 압력면(47, 48)을 포함한다. 제1 압력면(47)은 압력 탱크(44)와 함께 저장 공간(49)을 제한하고, 제2 압력면(48)은 역시 압력 탱크(44)와 함께 제어 공간(50)을 제한한다. 이때 압력 피스톤(45)과 압력 탱크(44)는, 압력 어큐뮬레이터(43) 내부에서 두 공간(49, 50) 간에 연결부가 존재하지 않는 방식으로 형성된다. 도시된 실시예에 따라서는 압력 피스톤(45)의 변위 경로가 정지부들(54)에 의해 제한된다. 저장 공간(49)은 저장 라인(51)에 의해 압력 매체 공급 장치(37)에 연결되고, 저장 라인(51)은 흐름 방향으로 볼 때 체크 밸브(42a)의 후방에서 상기 압력 매체 공급 장치 내로 유입된다. 제어 공간(50)은 선택적으로 탱크(39)에 연결되거나, 또는 제어 라인(52)에 의해 압력원에 연결될 수 있다. 도시한 실시예에서 압력원으로서는 압력 매체 공급 장치(37)가 사용된다. 그러나 마찬가지로 예컨대 파워 스티어링 시스템의 서보 소모 장치의 압력 매체 펌프(38)와 같은 또 다른 압력원을 사용하는 점도 생각해볼 수 있다. 이런 경우 제어 공간(50)으로부터 배출되는 압력 매체는 내연 기관(1)의 윤활유 회로의 탱크(39)로 안내되는 것이 아니라, 서보 소모 장치의 대응하는 탱크(39)로 안내된다.The pressure piston (45) includes two pressure surfaces (47, 48). The
제어 공간(50)으로 향하거나 제어 공간으로부터 배출되는 압력 매체 흐름을 제어하기 위해서, 제1 방향 제어 밸브(53)의 형태로 제어 수단(60)이 제공된다. 제1 방향 제어 밸브(53)는 압력 포트(P1)와, 제어 공간 포트(A1)와, 배출 포트(T1)를 포함한다. 압력 포트(P1)는 압력원에 연결되며, 도시한 실시예에서는 제어 라인(52)을 통해 압력 매체 공급 장치(37)에 연결된다. 제어 공간 포트(A1)는 제어 공간(50)에 연결되고, 배출 포트(T1)는 탱크(39)에 연결된다. 제1 방향 제어 밸브(53)의 제1 제어 위치에서, 제어 공간 포트(A1)는 압력 포트(P1)에 연결되는 반면, 배출 포트(T1)는 다른 포트들(P1, A1) 중 어느 포트와도 연결되지 않는다. 제1 방향 제어 밸브(53)의 제2 제어 위치에서, 제어 공간 포트(A1)는 배출 포트(T1)에 연결되는 반면, 압력 포트(P1)는 다른 포트들(T1, A1) 중 어느 포트와도 연결되지 않는다.A control means 60 is provided in the form of a first
이에 추가로 추가 체크 밸브(42b)가 제공되며, 이 추가 체크 밸브는 제어 라인(52)에 배치되어, 제어 공간(50)으로부터 압력 매체 공급 장치(37)로 압력 매체가 역류하는 것을 방지한다. 만일 내연 기관(1)의 작동 중에 엔진 제어 유닛으로부터 어떠한 조정 요구도 본원의 장치(10)에 전달되지 않으면, 제어 밸브(40)는 제2 (중간) 위치에 위치하고, 제1 방향 제어 밸브(53)는 제1 위치에 위치한다. 그 결과 작동 장치(10a)로, 또는 작동 장치로부터 압력 매체는 흐르지 않게 된다. 동시에 압력 매체는 저장 라인(51)을 통해 저장 공간(49)에 도달할 뿐 아니라, 제어 라인(52)을 통해 제어 공간(50)에 도달한다. 저장 공간(49) 또는 제어 공간(50)에 유입된 압력 매체는 압력면(47) 또는 압력면(48)에 작용하며, 그럼으로써 압력 피스톤(45)은 스프링 부재(46)의 힘에 대항해서 정지부들(54)의 방향으로 변위되며, 그럼으로써 제어 공간(50) 및 저장 공간(49)의 용적은 증가하게 된다. 만일 압력 매체 공급 장치(37)에서 압력이 강하하면, 저장 공간(49) 내 압력도 동일한 정도로 강하한다. 제어 공간(50)과 압력 매체 공급 장치(37) 사이의 압력 강하를 바탕으로, 제어 라인(52) 내 체크 밸브(42b)가 폐쇄되며, 그럼으로써 제어 공간(50) 내 압력 강하와 제어 공간으로부터의 압력 매체 배출은 방지된다. 그로 인해 제어 공간(50) 및 저장 공간(49)의 용적은 압력 매체 공급 장치(37) 내의 압력 강하에도 불구하고 일정하게 유지된다. 이 경우 압력 피스톤(45)이 자신의 정지 위치로부터 편향되었던 경로(x)에 대해서는 다음 식이 적용된다.In addition, an
위의 식에서 A1은 제1 압력면(47)의 면적에 상응하고, A2는 제2 압력면(48)의 면적에 상응하고, pmax는 충진 단계 중에 최대 발생하는 시스템 압력에 상응하며, D는 스프링 부재(46)의 스프링 상수에 상응한다. 이때 최대 변위 경로는 정지부들(54)에 의해 제한된다. 여기서 정지 위치라고 하면, 스프링 부재(46)가 최대한 이완되어 있는 압력 피스톤(45)의 상태를 의미한다. Where A 1 corresponds to the area of the
만일 엔진 제어 유닛에 의해 위상 각도 조정이 요구되면, 제어 밸브(40)는 자신의 제1 또는 제3 위치로 전환된다. 그로 인해 압력 매체는 압력 매체 펌프(38)로부터 제1 또는 제2 압력 챔버(35, 36)에 도달하며, 그럼으로써 위상 조정은 작동 장치(10a, b, c)에 의해 야기된다. 만일 압력 매체 펌프(38)로부터 송출된 용적 흐름이 조정을 보장하기에 너무 적거나, 또는 더욱 높은 조정 속도에 도달해야 하면, 제1 방향 제어 밸브(53)는 자신의 제2 제어 위치로 전환된다. 이와 같은 제어 위치에서 제어 공간(50)은 탱크(39)에 연결된다. 그로 인해 제어 공간(50) 내부에서 압력 하에 존재하는 압력 매체는 대기압에 연결되며, 그럼으로써 제어 공간(50)은 신속하게 비워진다. 이와 동시에 저장 공간(49)은 압력 매체 공급 장치(37)로 비워진다. 압력 피스톤(45)이 제1 압력면(47)을 통해서만 저장 공간(49)에 대해 지지되는 방식으로 제어 공간(50)의 압력 매체가 신속하게 비워진다면, 스프링 부재(46)의 전체 힘은 저장 공간(49)에만 작용한다. 그로 인해 압력 피스톤(45)이 아직 완전하게 편향되지 않은 한, 다시 말하면 정지부들(54)에 접하지 않은 한, 비움 과정의 개시 시점에 저장 공간(49)에 존재하는 압력(p)에 대해서는 다음 식이 적용된다.If phase angle adjustment is required by the engine control unit, the
압력 매체 라인(41)에서, 흐름 방향으로 볼 때 저장 라인(51)의 전방에 체크 밸브(42a)가 배치되기 때문에, 저장 공간(49)의 전체 압력(p) 및 전체 용적이 작동 장치(10a)에 제공되고, 내연 기관(1)의 오일 통로로 배출되지 않는 점이 보장된다. 따라서 통상적인 압력 어큐뮬레이터를 구비한 사용예에서와 같이 현재 시스템 압력 또는 최대 충진 압력이 제공될 뿐만 아니라, 인자 1+A2/A1만큼 상승한 압력도 제공된다. 그로 인해 압력 매체 공급 장치(37)는 제1 방향 제어 밸브(53)에서 제2 제어 위치의 조정에 의해 압력 지원을 받을 수 있게 된다. 또한, 크기 설정이 동일한 경우 작동 장치(10a)의 조정 속도가 뚜렷이 상승할 수 있거나, 또는 조정 속도가 동일한 경우 작동 장치(10a)는 더 작게 구현될 수 있는데, 이는 초과 크기로 설정되거나 조절되는 압력 매체 펌프(38)의 단점들을 감수하지 않고서도 이루어진다.Since the
마찬가지로 제어 라인(52)에 체크 밸브(42b)를 배치하지 않는 그런 실시예도 생각해볼 수 있다. 위상 위치가 일정하게 유지되는 내연 기관(1)의 작동 단계에, 압력 어큐뮬레이터(43)는 앞서 설명한 실시예와 유사하게 충진된다. 시스템 압력이 강하하면, 압력 매체는 저장 공간(49)뿐만 아니라 제어 공간(50)으로부터도 배출된다. 이는 두 공간(49, 50) 내 압력 강하를 야기하며, 이는 압력 피스톤(45)을 압력 피스톤의 정지 위치 방향으로 변위시킨다. 그로 인해 본 실시예에 따라 저장 공간(49) 내에서 제공될 수 있는 압력뿐 아니라 위상 조정을 위해 제공될 수 있는 압력 매체 용적도 감소된다. 그럼에도 제1 방향 제어 밸브(53)가 제2 스위칭 위치로 전환되면, 저장 공간(49) 내에서는 압력 상승이 개시된다. 이런 경우 압력 피스톤(45)이 아직 완전하게 편향되지 않은 경우 제공되는 압력(p)에 대해서는 다음 식이 적용된다.Likewise, an embodiment in which the
위의 식에서, psys는 압력 지원이 개시될 시에 존재하는 시스템 압력에 상응한다. 이와 관련하여, 필요한 최대 시스템 압력이 단지 극미하게만 압력 매체 펌프(38)의 용량을 상회하는 내연 기관(1)에서 본 실시예의 사용을 생각해볼 수도 있다. 이런 경우 제어 라인(52) 내에 체크 밸브(42b)를 배치하지 않아도 되며, 그럼으로써 비용은 절감된다.In the above equation, p sys corresponds to the system pressure present at the start of pressure support. In this regard, it may be conceivable to use the present embodiment in the internal combustion engine 1 where the required maximum system pressure exceeds the capacity of the pressure
압력 상승을 실현하기 위해서는, 저장 공간(49)으로부터 배출되는 압력 매체 흐름에 대한, 제어 공간(50)으로부터 배출되는 압력 매체 흐름의 비율(QD/QV)에 대해 다음 식이 적용되어야 한다.In order to realize the pressure rise, the following equation should be applied to the ratio (Q D / Q V ) of the pressure medium flow discharged from the
이를 달성하기 위해, 제어 공간(50)과 탱크(39) 간의 최소 관류 횡단면(AD)에 대해서는 다음 식이 적용된다.To achieve this, the following equation applies for the minimum perfusion cross-section (A D ) between the
위의 식에서, AV는 저장 공간(49)과 작동 장치(10a) 사이, 또는 작동 장치(10a)와 탱크(39) 사이의 최소 관류 횡단면에 상응한다.In the above equation, A V corresponds to the minimum perfusion cross-section between the
마찬가지로 제1 작동 장치(10a) 외에도 하나 이상의 추가 작동 장치(10b, 10c)가 추가 압력 매체 라인들(41) 및 추가 제어 밸브들(40)을 통해 압력 매체 공급 장치(37)에 의해 제어될 수 있는 점도 생각해볼 수 있다. 이때 추가 작동 장치(10b)는 마찬가지로 압력 어큐뮬레이터(43)로부터 지원을 받을 수 있다. 이를 위해 상기 작동 장치(10b)로 향하는 분기는 흐름 방향에서 체크 밸브(42a) 후방에 위치한다. 만일 압력 어큐뮬레이터(43)가 제1 작동 장치(10a)만을 지원해야 하면, 추가 작동 장치(10c)로 향하는 분기는 흐름 방향에서 체크 밸브(42a) 전방에 배치되어야 한다.One or more
압력 어큐뮬레이터(43)의 기능성을 보장하기 위해, 스프링 공간의 공기 배출구(46a)가 탱크(39) 쪽을 향해 제공된다.In order to ensure the functionality of the
마찬가지로 체크 밸브(42a)가 흐름 방향에서 저장 라인(51)으로 향하는 분기의 후방에 배치되는 점도 생각해볼 수 있다(도 4). 이런 경우 작동 장치(10a, b)와, 저장 라인(51)으로 향하는 분기 사이에서 압력 피크가 유보된다. 그로 인해 압력 피크는 압력 어큐뮬레이터(43)에 도달하지 못하며, 그럼으로써 작동 장치(10a, b)를 통해 더욱 안정적인 토크 전달이 달성된다. 마찬가지로 흐름 방향에서 저장 라인(51)으로 향하는 분기의 전방 및 후방에서 압력 매체 라인(41) 내에 체크 밸브(42a)를 각각 삽입하는 점도 생각해볼 수 있다(도 5). 이런 경우 안정적인 토크 전달이 작동 장치(10a, b)를 통해 달성될 뿐 아니라, 저장 공간(49)의 압력 매체 용적 또는 압력이 내연 기관(1)의 오일 통로로 배출되는 점도 방지된다.It is also conceivable that the
본 발명에 따른 장치(10)의 추가 실시예는 도 6에 도시되어 있다. 도 3에 도시된 실시예와는 다르게, 본 실시예에서는 추가 체크 밸브(42c)가 저장 라인(51)에 배치된다. 이런 체크 밸브(42c)는 압력 매체 공급 장치(37)로부터 저장 공간(49)으로 향하는 압력 매체 흐름을 방지하며, 그럼으로써 작동 장치들(10a, b, c) 내에서 생성된 압력 피크는 압력 어큐뮬레이터(43)의 저장 공간(49)에까지 나아가지 못하고, 체크 밸브(42c)에서 유보된다. 그로 인해 장치(10)의 유압 강성은 도 5에 따른 실시예와 유사하게 상승한다. 압력 어큐뮬레이터(43)의 저장 공간(49)을 충진할 수 있도록 연결 라인(55)이 제공되며, 이 연결 라인은 일측에서 압력 매체 공급 장치(37)와 제1 방향 제어 밸브(53) 사이에서 제어 라인(52) 내로 유입되고, 타측에서는 체크 밸브(42c)와 저장 공간(49) 사이에서 저장 라인(51) 내로 유입된다. 이와 관련하여 연결 라인(55) 내에는 저장 공간(49)으로부터 배출되는 압력 매체가 압력 매체 펌프(38)와 체크 밸브(42a) 사이에서 압력 매체 공급 장치(37)로 흐르는 것을 방지하는 추가 체크 밸브(42d)가 배치될 수 있다. 본 실시예를 약간 변형한 예에 따라서는, 압력 어큐뮬레이터(43)의 유입 지점들 사이에서, 체크 밸브(42a)가 배치되는 모든 압력 매체 라인(41) 및/또는 체크 밸브(42b) 역시도 생략될 수 있다.A further embodiment of the
도 7 내지 도 11에는 장치(10)에 대한 본 발명의 추가의 실시예들이 각각 도시되어 있다. 이런 실시예들에서는 제어 라인(52)뿐 아니라 저장 라인(51)에 제어 수단들(60)이 제공된다. 이 제어 수단들(60)은 압력 매체의 관류를 적어도 일측 방향으로 차단할 수 있다.7-11, respectively, further embodiments of the present invention for
도 7에 도시된 실시예에 따라서, 방향 제어 밸브(56) 형태의 단 하나의 제어 밸브가 제공된다. 방향 제어 밸브(56)는 압력 포트(P1)와, 제어 공간 포트(A1)와, 저장 포트(V1)와, 저장 공간 포트(B1)와, 배출 포트(T1)를 포함한다. 압력 포트(P1) 및 저장 포트(V1)는 압력원에 연결되고, 도시한 실시예에 따라서는 제어 라인(52) 또는 저장 라인(51) 각각을 통해 압력 매체 공급 장치(37)에 연결된다. 제어 공간 포트(A1)는 제어 공간(50)에 연결되고, 저장 공간 포트(B1)는 저장 공간(49)에 연결되며, 배출 포트(T1)는 탱크(39)에 연결된다. 또한, 일측에서 방향 제어 밸브(56)와 제어 공간(50) 사이에서 제어 라인(52) 내로 유입되고, 타측에서는 방향 제어 밸브(56)와 저장 공간(49) 사이에서 저장 라인(51) 내로 유입되는 연결 라인(55)이 제공된다. 이런 연결 라인(55)에는, 저장 라인(51)으로부터 제어 라인(52)으로 향하는 압력 매체 흐름을 방지하는 체크 밸브(42d)가 배치된다. 방향 제어 밸브(56)의 제1 제어 위치에서는 제어 공간 포트(A1)만이 압력 포트(P1)에 연결되는 반면, 모든 다른 포트들(B1, T1, V1)은 폐쇄된다. 방향 제어 밸브(56)의 제2 제어 위치에서는 저장 포트(V1)가 저장 공간 포트(B1)에 연결되고, 제어 공간 포트(A1)는 탱크 포트(T1)에 연결되는 반면, 압력 포트(P1)는 다른 포트들(A1, B1, T1, V1) 중 어느 포트와도 연결되지 않는다.According to the embodiment shown in Fig. 7, only one control valve in the form of a directional control valve 56 is provided. The directional control valve 56 includes a pressure port P 1 , a control space port A 1 , a storage port V 1 , a storage space port B 1 and a discharge port T 1 . The pressure port P 1 and the storage port V 1 are connected to a pressure source and connected to the pressure
만일 내연 기관(1)의 작동 중에 엔진 제어 유닛에 의해 조정 요구가 장치(10)에 전달되지 않으면, 방향 제어 밸브(56)는 제1 제어 위치에 위치하게 된다. 이런 상태에서 압력 매체는 압력 매체 공급 장치(37)로부터 제어 라인(52) 및 방향 제어 밸브(56)를 통해 제어 공간(50)에 도달하게 된다. 이와 동시에 마찬가지로 저장 공간(49)은 연결 라인(55)을 통해 충진된다. 이런 상태에서 압력 어큐뮬레이터(43)는 도 3에 도시한 압력 어큐뮬레이터(43)와 비슷하게 거동한다. 압력 피스톤(45)은 스프링 부재(46)의 힘에 대항하여 변위되며, 공간들(49, 50)은 압력 매체로 충진된다. 만일 압력 매체 공급 장치(37)의 압력이 감소하면, 마찬가지로 제어 공간(50) 내 압력도 감소한다. 그러나 저장 공간(49)은 높은 압력 상태를 유지하는데, 왜냐하면 일측에서 방향 제어 밸브(56)에 의해, 타측에서는 체크 밸브(42d)에 의해 저장 공간이 압력 매체 공급 장치(37)에 대해 고립되기 때문이다. 그로 인해 압력 어큐뮬레이터(43)는 자신의 충진된 상태를 유지한다. 만일 방향 제어 밸브(56)가 제2 제어 상태로 전환되면, 일측에서 제어 공간(50)은 탱크(39) 내로 비워지고, 타측에서는 저장 공간(49)이 압력 매체 공급 장치(37) 내로 비워진다. 이런 과정은 제1 실시예와 유사하게 진행된다(도 3).If the adjustment request is not transmitted to the
도 8은 체크 밸브(42a)의 배치에서만 앞서 언급한 실시예들과 차이를 나타내는 본 발명에 따른 추가의 실시예를 도시하고 있다. 이와 관련하여 체크 밸브(42a)는 도 4에 따른 실시예와 유사하게 배치된다. 또한, 흐름 방향에서 저장 라인(51)의 전방 및 후방에 각각 배치되는 2개의 체크 밸브(42a)를 포함하는 도 5와 유사한 실시예도 생각해볼 수 있다.Fig. 8 shows a further embodiment according to the present invention which is different from the above-mentioned embodiments only in the arrangement of the
도 9 내지 도 11은 실질적으로 도 7 및 도 8에 따른 장치와 동일한 본 발명에 따른 추가의 장치들(10)을 각각 도시하고 있다. 도 7 및 도 8에 따른 장치와 다른 점으로는, 도 9 내지 도 11에 도시한 장치들(10)은 단 하나의 제어 수단(60)[도시한 실시예에 따라서는 단 하나의 방향 제어 밸브(56)] 대신에, 2개의 제어 수단(60)을 구비하는 것에 있다. 그에 따라 제1 제어 수단(60)은 압력 매체 공급 장치(37)와 저장 공간(49) 간의 연결을 제어하는 반면, 제2 제어 수단(60)은 압력 매체 공급 장치(37), 제어 공간(50) 및 탱크(39) 사이의 연결을 제어한다.Figs. 9-11 respectively show
도 9에 도시한 실시예에 따라, 제1 제어 수단(60)은 릴리스될 수 있는 체크 밸브(42e)로서 형성되며, 이런 체크 밸브는 제1 제어 위치에서 압력 매체 공급 장치(37)로부터 저장 공간(49)으로 향하는 압력 매체 흐름을 허용하지만, 그 반대 방향의 압력 매체 흐름은 저지한다. 제2 제어 위치에서 압력 매체 흐름은 양방향으로 허용된다. 이런 경우 제2 제어 수단(60)은 제1 실시예에 도시한 제1 방향 제어 밸브(53)이다.According to the embodiment shown in Fig. 9, the first control means 60 is formed as a
도 10은, 도 9에 따른 실시예와 다르게, 릴리스될 수 있는 체크 밸브(42e)가 제2 방향 제어 밸브(57)로, 특정한 실시예에 따라서는 2/2 방향 제어 밸브로 대안적인 실시예를 도시하고 있다. 제1 제어 위치에서 제2 방향 제어 밸브(57)는 압력 매체 공급 장치(37)와 저장 공간(49) 사이의 압력 매체 흐름을 허용하지 않는다. 제2 제어 위치에서 압력 매체는 양방향으로 흐를 수 있다.10 shows that, unlike the embodiment according to Fig. 9, the
도 11은, 도 10에 따른 실시예와 다르게, 제1 제어 위치에서 압력 매체 공급 장치(37)로부터 제어 공간(50) 방향으로 향하는 압력 매체 흐름만이 허용되는 반면 그 반대되는 압력 매체 흐름은 제1 방향 제어 밸브(53)에서 저지되는 방식으로, 제1 방향 제어 밸브(53)가 변형된 실시예를 도시하고 있다.11, only the pressure medium flow from the pressure
도 12는 도 6에 도시한 실시예에 따라 설명되는 본 발명의 추가 관점을 도시하고 있다. 여기서 상기 관점이 앞서 언급한 모든 실시예에서 사용될 수 있다는 점은 분명하게 주지되어야 한다. 상기 장치(10)는, 제1 방향 제어 밸브(53)와 제어 공간(50) 사이의 연결 라인(55)이 제어 라인(52) 내로 유입되고 스프링 공간의 공기 배출구(46a)는 제공되지 않는 점에서, 도 6에 도시한 장치(10)와 차이가 있다. 오히려 스프링 공간은 압력 매체로 충진될 수 있는 배압 공간(58)으로서 형성된다. 제1 방향 제어 밸브(53)는 본 실시예에 따라 배압 공간(58)에 연결되는 추가의 배압 포트(G)를 구비한다. 제1 방향 제어 밸브(53)의 제1 제어 위치에서, 제어 공간 포트(A1)는 압력 포트(P1)에 연결되는 반면, 배압 포트(G)는 배출 포트(T1)에 연결된다. 제1 방향 제어 밸브(53)의 제2 제어 위치에서는, 제어 공간 포트(A1)가 배출 포트(T1)에 연결되는 반면, 압력 포트(P1)는 배압 포트(G)에 연결된다. 제1 방향 제어 밸브(53)가 제1 제어 위치에 위치한다면, 도 6에 따른 실시예에 비해 어떠한 변화도 발생하지 않는다. 그러나 제2 제어 위치에서는 추가로 압력 매체가 배압 챔버(58) 내로 안내된다. 압력 매체는 압력 피스톤(45)의 제3 압력면(59)에 스프링 부재(46)와 동일한 방향으로 작용하는 힘을 공급한다. 그렇게 함으로써 저장 공간(49) 내 압력은 추가로 상승된다.Fig. 12 shows a further view of the invention which is illustrated in accordance with the embodiment shown in Fig. It should be clearly appreciated that the above viewpoints can be used in all the embodiments mentioned above. The
도시한 모든 실시예에서, 압력 어큐뮬레이터(43)는 제어 밸브(들)(40)과 압력 매체 펌프(38)를 연결하는 압력 매체 라인(41) 내로 유입된다. 마찬가지로, 작동 장치들(10a, b)과 제어 밸브(들)(40)을 연결하는 압력 매체 라인(41) 내로 압력 어큐뮬레이터(들)(43)이 유입되는 실시예도 생각해볼 수 있다.In all of the embodiments shown, a
내연 기관(1)에서 제어 시간의 가변 제어를 위한 적용에 압력 어큐뮬레이터(43)를 사용하는 것 이외에도, 이 압력 어큐뮬레이터(43)는 또 다른 차량 분야에서, 예컨대 전환 가능한 캠 종동 장치에서, 또는 자동화된 변속기에 대한 분야에서 사용될 수도 있다.In addition to using the
1 : 내연 기관
2 : 크랭크축
3 : 피스톤
4 : 실린더
5 : 견인식 구동 장치
6 : 흡기 캠축
7 : 배기 캠축
8 : 캠
9a : 흡기 가스 교환 밸브
9b : 배기 가스 교환 밸브
10 : 장치
10a : 제1 작동 장치
10b, c : 추가 작동 장치
21 : 체인 휠
22 : 외부 로터
22a : 하우징
23 : 내부 로터
24 : 측면 커버
25 : 측면 커버
26 : 허브 부재
27 : 베인
27a : 베인 스프링
28 : 베인 그루브
29 : 원주 벽부
30 : 돌출부
32 : 고정 부재
33 : 중공 공간
34 : 제한 벽부
34a : 진각 정지부
34b : 지각 정지부
35 : 제1 압력 챔버
36 : 제2 압력 챔버
37 : 압력 매체 공급 장치
38 : 압력 매체 펌프
39 : 탱크
40 : 제어 밸브
41 : 압력 매체 라인
42a : 체크 밸브
42b : 체크 밸브
42c : 체크 밸브
42d : 체크 밸브
42e : 릴리스될 수 있는 체크 밸브
43 : 압력 어큐뮬레이터
44 : 압력 탱크
45 : 압력 피스톤
46 : 스프링 부재
46a : 공기 배출구
47 : 제1 압력면
48 : 제2 압력면
49 : 저장 공간
50 : 제어 공간
51 : 저장 라인
52 : 제어 라인
53 : 제1 방향 제어 밸브
54 : 정지부
55 : 연결 라인
56 : 방향 제어 밸브
57 : 제2 방향 제어 밸브
58 : 배압 공간
59 : 제3 압력면
60 : 제어 수단
A : 제1 작동 포트
B : 제2 작동 포트
P : 공급 포트
T : 배출 포트
P1 : 압력 포트
T1 : 배출 포트
A1 : 제어 공간 포트
B1 : 저장 공간 포트
V1 : 저장 포트
G : 배압 포트1: Internal combustion engine
2: Crankshaft
3: Piston
4: Cylinder
5: Traction drive
6: intake camshaft
7: exhaust camshaft
8: Cam
9a: Intake gas exchange valve
9b: Exhaust gas exchange valve
10: Device
10a: First operating device
10b, c: Additional operating device
21: Chain wheel
22: outer rotor
22a: housing
23: Internal rotor
24: side cover
25: side cover
26: Hub member
27: Vane
27a: Vane spring
28: Vane groove
29:
30:
32: Fixing member
33: hollow space
34:
34a:
34b:
35: first pressure chamber
36: Second pressure chamber
37: Pressure medium supply
38: Pressure medium pump
39: Tank
40: Control valve
41: pressure medium line
42a: Check valve
42b: Check valve
42c: Check valve
42d: Check valve
42e: Check valve which can be released
43: Pressure accumulator
44: Pressure tank
45: Pressure piston
46: spring member
46a: air outlet
47: first pressure side
48: second pressure face
49: Storage space
50: control space
51: storage line
52: control line
53: first direction control valve
54:
55: connection line
56: Directional control valve
57: second direction control valve
58: backpressure space
59: third pressure face
60: control means
A: First operating port
B: Second operating port
P: Supply port
T: exhaust port
P 1 : Pressure port
T 1 : exhaust port
A 1 : Control space port
B 1 : Storage port
V 1 : Storage port
G: Back pressure port
Claims (18)
● 구동 부재(22)와, 출력 부재(23)와, 하나 이상의 압력 챔버(35, 36)와, 압력 매체 공급 장치(37)와, 하나 이상의 압력 어큐뮬레이터(43)를 구비하며,
● 상기 압력 매체 공급 장치(37)에 의해서는 하나 이상의 압력 챔버(35, 36)로 압력 매체가 공급되거나 압력 챔버로부터 압력 매체가 배출될 수 있고,
● 압력 챔버(35, 36)에 압력 매체가 공급되거나 압력 챔버로부터 압력 매체가 배출됨으로써 구동 부재(22)에 대한 출력 부재(23)의 위상 위치가 변동할 수 있으며,
● 압력 어큐뮬레이터(43)는 저장 공간(49)을 부분적으로 제한하는 제1 압력면(47)을 구비한 변위 가능한 부재(45)를 포함하고,
● 저장 공간(49)은 압력 매체 공급 장치(37)에 연결되며,
● 저장 공간(49)에 압력이 공급됨으로써, 변위 가능한 부재(45)는 에너지 어큐뮬레이터(46)의 힘에 대항하여 변위될 수 있는, 내연 기관의 가스 교환 밸브의 제어 시간을 가변 조정하기 위한 장치에 있어서,
● 변위 가능한 부재(45)는 제어 공간(50)을 부분적으로 제한하는 하나 이상의 제2 압력면(48)을 포함하고,
● 제어 공간(50)에 압력이 공급됨으로써, 변위 가능한 부재(45)는 상기 에너지 어큐뮬레이터(46)의 힘에 대항하여 변위될 수 있으며,
● 압력 어큐뮬레이터(43)의 내부에서는 저장 공간(49)으로부터 제어 공간(50)으로 향하는 압력 매체 흐름이 저지되는 것을 특징으로 하는, 내연 기관의 가스 교환 밸브의 제어 시간을 가변 조정하기 위한 장치(10).An apparatus (10) for variably adjusting the control time of the gas exchange valves (9a, b) of the internal combustion engine (1)
At least one pressure chamber (35, 36), a pressure medium supply device (37) and at least one pressure accumulator (43)
The pressure medium supply device 37 may supply the pressure medium to one or more pressure chambers 35, 36 or may discharge the pressure medium from the pressure chamber,
The phase position of the output member 23 with respect to the driving member 22 may fluctuate by supplying the pressure medium to the pressure chambers 35 and 36 or discharging the pressure medium from the pressure chamber,
The pressure accumulator 43 comprises a displaceable member 45 having a first pressure surface 47 that partially limits the storage space 49,
The storage space 49 is connected to the pressure medium supply device 37,
By supplying pressure to the storage space 49, the displaceable member 45 can be displaced against the force of the energy accumulator 46, by means of a device for varying the control time of the gas exchange valve of the internal combustion engine As a result,
The displaceable member 45 comprises at least one second pressure surface 48 that partially limits the control space 50,
By supplying pressure to the control space 50, the displaceable member 45 can be displaced against the force of the energy accumulator 46,
An apparatus 10 for variably adjusting the control time of a gas exchange valve of an internal combustion engine, characterized in that the pressure medium flow from the storage space (49) to the control space (50) is blocked in the pressure accumulator (43) ).
● 제1 상태에서 저장 공간(49)으로부터 압력 매체 공급 장치(37)로 향하는 압력 매체 흐름을 차단하고 저장 공간(49) 및 제어 공간(50)으로 향하는 압력 매체 흐름은 허용하며,
● 추가 상태에서는 저장 공간(49)으로부터 압력 매체 공급 장치(37)로 향하는 압력 매체 흐름을 허용하고 소모 장치를 통한 우회 경로 없이 상기 제어 공간(50)과 탱크(39) 사이에 연결부를 형성하는
제어 수단들(60)이 제공되는 것을 특징으로 하는, 내연 기관의 가스 교환 밸브의 제어 시간을 가변 조정하기 위한 장치(10).3. The method of claim 2,
In the first state, the pressure medium flow from the storage space 49 to the pressure medium supply device 37 is blocked and the pressure medium flow to the storage space 49 and the control space 50 is allowed,
In an additional state, permits the flow of the pressure medium from the storage space 49 to the pressure medium supply device 37 and forms a connection between the control space 50 and the tank 39 without a bypass path through the consuming device
Characterized in that the control means (60) are provided for the control of the gas exchange valve of the internal combustion engine.
The device (10) according to claim 4, characterized in that the control means (60) is formed as a directional control valve (53).
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