KR101511961B1 - 엔진의 연속가변밸브 리프트 장치 - Google Patents

Abstract

엔진의 연속가변밸브 리프트 장치에 관한 것으로, 4절 링크 구조로 이루어진 로커암과 리프트 암의 회전각도를 변경해서 차량의 운전상태에 기초해서 흡기밸브의 공기흡입량을 조절하고, 캠샤프트의 회전방향과 엔진의 레이아웃에 따른 간섭을 고려하여 링크절의 위치 및 길이를 조절하여 밸브의 열림 시기를 진각시키는 구성을 마련하여, 차량의 운전상태에 따라 실린더 입구에 설치되는 흡기밸브의 승강거리를 변경함으로써 공기흡입량을 조절하여 펌핑 로스를 감소시키고, 밸브 열림 시기를 진각시켜 엔진의 효율 및 연비를 향상시킬 수 있다는 효과가 얻어진다.

Description

엔진의 연속가변밸브 리프트 장치{CONTINUOUSLY VARIABLE VALVE LIFT ACTUATOR OF ENGINE}

본 발명은 엔진의 연속가변밸브 리프트 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량의 운전조건에 따라 밸브의 리프트량을 제어하는 엔진의 연속가변밸브 리프트 장치에 관한 것이다.

자동차 엔진에 적용되는 밸브기구는 엔진의 행정에 따라 연소실에 혼합기를 공급하고 연소가스를 배출한다.

최근에는 엔진의 운전조건, 즉 엔진의 회전속도와 부하에 의해 구분되는 엔진의 운전영역에 따라 밸브의 개도율이나 개폐시기를 변화시켜 혼합기 유입량과 연소가스의 배출효율을 최적화하는 가변밸브 기구들이 개발되어 엔진에 적용되고 있다.

이에 따라, 자동차 엔진용 가변밸브 기구들은 엔진의 연비나 토크, 출력 등과 같은 엔진의 성능을 향상시킬 수 있고 배출가스의 양을 저감한다.

이와 같은 자동차 엔진용 가변밸브 기구는 밸브의 개폐시기를 가변시키는 가변밸브 타이밍 기구, 밸브의 개도량을 가변시키는 가변밸브 리프트 기구, 밸브의 작동각을 변화시키는 가변밸브 작동각 기구 등으로 이루어진다.

그 중에서 가변밸브 리프트 기구는 중저속모드에서 출력 및 연비를 향상시키기 위한 것으로서, 로커 암(rocker arm) 방식, 피봇(pivot) 방식, 태핏(tappet) 방식, 버킷(bucket) 방식 등으로 구분된다.

본 출원인은 가변밸브 리프트 기구에 관한 기술을 하기의 특허문헌 1 내지 특허문헌 3 등 다수에 개시하여 출원한 바 있다.

대한민국 특허 등록번호 제10-1084739호(2011년 11월 22일 공고) 대한민국 특허 등록번호 제10-1084741호(2011년 11월 22일 공고) 대한민국 특허 공개번호 제10-2012-0088363호(2012년 8월 8일 공개)

그러나 종래기술에 따른 엔진의 연속가변밸브 리프트 장치는 가솔린 차량에 적용되는 경우, 흡기행정시 스로틀 바디에 의해 공기를 흡입하는 방식을 사용함에 따라 펌핑 로스가 커지는 문제점이 있었다.

이에 따라, 가솔린 엔진에 적용되는 연속 가변밸브 리프트 장치의 구조를 개선하여 실린더 입구의 흡기밸브에서 공기를 흡입량을 조절함으로써, 펌핑 로스를 감소시킬 수 있는 기술의 개발이 요구되고 있다.

이와 함께, 차량의 운전상태, 즉 고속 운전 상태 또는 저속 운전 상태에서의 공기 흡입량을 조절하여 차량의 연비 및 출력을 향상시키는 기술의 개발이 요구되고 있다.

그리고 종래기술에 따른 엔진의 연속가변밸브 리프트 장치는 엔진에 장착된 상태에서 밸브 간극을 조정하는 조정 공정을 필요로 한다.

이와 같이, 종래기술에 따른 엔진의 연속가변밸브 리프트 장치는 엔진에 장착된 상태에서 조정공정을 수행함에 따라 밸브 간극 조정불량이 발생하는 경우, 엔진으로부터 탈착한 후 새로운 장치로 교체해서 조정 공정을 수행해야 하는 불편함이 있었다.

이에 따라, 종래기술에 따른 엔진의 연속가변밸브 리프트 장치는 엔진 생산성 및 제품의 품질이 저하되는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 실린더 입구의 흡기밸브에서 공기흡입량을 조절하여 펌핑 로스를 최소화하는 엔진의 연속가변밸브 리프트 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 차량의 운전조건에 따라 공기 흡입량을 조절할 수 있는 엔진의 연속가변밸브 리프트 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 엔진의 연속가변밸브 리프트 장치의 제조 및 조립공정에서 발생하는 기통간 밸브 리프트 편차를 조절할 수 있는 엔진의 연속가변밸브 리프트 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 밸브의 열림 시기를 진각으로 개선하여 엔진의 연비 및 효율을 향상시킬 수 있는 엔진의 연속가변밸브 리프트 장치를 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 엔진의 연속가변밸브 리프트 장치는 4절 링크 구조로 이루어진 로커암과 리프트 암의 회전각도를 변경해서 차량의 운전상태에 기초해서 흡기밸브의 공기흡입량을 조절하고, 캠샤프트의 회전방향과 엔진의 레이아웃에 따른 간섭을 고려하여 링크절의 위치 및 길이를 조절하여 밸브의 열림 시기를 진각시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 컨트롤샤프트에 결합된 한 쌍의 편심캠과 캠샤프트에 결합된 캠의 회전운동에 의해 미리 설정된 각도 범위 내에서 회전운동하는 로커암 및 상기 컨트롤샤프트에 일측이 결합되어 미리 설정된 각도 범위에서 회전운동하는 한 쌍의 리프트 암을 포함하고, 상기 로커암의 양단에는 각각 상기 로커암의 중심축 방향과 수직 방향으로 한 쌍의 플랜지부와 각 플랜지부와 미리 설정된 각도만큼 이격되어 한 쌍의 결합플랜지부가 형성되며, 상기 결합플랜지부와 리프트 암은 각각 리프트 암 링크에 의해 회전 가능하게 연결되는 것을 특징으로 한다.

상기 한 쌍의 플랜지부 각각의 중앙에는 로커암 액슬이 결합되는 결합공이 형성되고, 상기 로커암 액슬은 상기 로커암의 양단에 형성된 한 쌍의 플랜지부의 결합공에 관통 결합되며, 상기 로커암 액슬의 중앙부에는 상기 캠과 접촉되는 베어링이 결합되고, 상기 리프트 암의 중앙부에는 상기 컨트롤샤프트가 결합되도록 결합구가 형성되며, 상기 리프트 암의 하면에는 밸브 리프트 량을 조절하는 곡면이 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 상기 로커암과 리프트 암의 회전각도를 조절하여 밸브간 리프트 편차를 조절하는 편차조절부를 더 포함하고, 상기 편차조절부는 상기 로커암의 양단에 마련된 각 결합플랜지부의 삽입공과 리프트 암 링크의 원통부에 각각 결합되는 한 쌍의 조정스크류 및 각 조정스크류의 선단에 체결되는 한 쌍의 고정너트를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 한 쌍의 리프트 암 외측에는 각각 상기 리프트 암에 복원력을 제공하도록 상기 컨트롤샤프트에 관통 설치되는 한 쌍의 리턴 스프링이 마련되는 것을 특징으로 한다.

상기 리프트 암의 전면에는 접촉돌부가 형성되고, 상기 엔진의 연속가변밸브 리프트 장치가 설치되는 캐리어에는 상기 리프트 암에 복원력을 제공하도록 상기 접촉돌부의 하부에 접촉되게 리턴 스프링이 마련되는 것을 특징으로 한다.

각 조정스크류의 머리에는 조정스크류의 회전각도를 조절하도록 공구가 삽입되는 조절홈이 형성되고, 밸브의 리프트 편차 조절시 조절량을 확인하도록 미리 설정된 간격마다 눈금이 표시되는 것을 특징으로 한다.

하이 리프트 모드에서 캠이 시계 방향으로 회전하는 경우, 상기 컨트롤샤프트는 시계 방향으로 회전해서 상기 리프트 암을 상승시켜 로우 리프트 모드로 전환하고, 상기 로커암의 롤러와 캠의 접촉점 위치가 캠 중심을 기준으로 하강하면서 진각 효과가 발생하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 엔진의 연속가변밸브 리프트 장치에 의하면, 차량의 주행상태에 따라 밸브의 승강거리를 변경함으로써, 공기의 흡입량을 정밀하게 조절할 수 있다는 효과가 얻어진다.

그리고 본 발명에 의하면, 엔진의 각 기통간 밸브 리프트 편차가 발생하는 경우, 편차조절장치를 이용해서 로커암과 리프트 암의 회전각도를 조절하여 기통간 밸브 리프트 편차를 조절할 수 있다는 효과가 얻어진다.

또, 본 발명에 의하면, 엔진의 흡기밸브를 구동하는 캠샤프트의 회전방향과 엔진의 레이아웃의 간섭에 따라 링크절의 위치 및 길이 등을 조절함으로써, 다양한 엔진에 적용해서 밸브 열림 시기의 진각시킬 수 있다는 효과가 얻어진다.

또한, 본 발명에 의하면, 4절 링크 구조의 연속가변밸브 리프트 장치에서 B 점의 위치를 변경해서 하이 리프트 모드 또는 로우 리프트 모드에서 밸브 열림 시기를 진각시킬 수 있다는 효과가 얻어진다.

결과적으로, 본 발명에 의하면, 기통간 밸브 리프트 편차를 정확하게 조절하여 차량의 주행상태에 따라 엔진에 공급되는 공기흡입량을 정밀하게 제어할 수 있고, 밸브 열림 시기를 진각시켜 엔진의 연비 및 효율을 향상시킬 수 있다는 효과가 얻어진다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 엔진의 연속가변밸브 리프트 장치의 사시도,
도 2는 도 1에 도시된 엔진의 연속가변밸브 리프트 장치의 측면도,
도 3은 도 1에 도시된 엔진의 연속가변밸브 리프트 장치의 분해 사시도,
도 4는 도 1에 도시된 엔진의 연속가변밸브 리프트 장치가 설치된 캐리어의 사시도,
도 5 및 도 6은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 엔진의 연속가변밸브 리프트 장치의 작동방법을 설명하기 위한 참고도,
도 7 및 도 8은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 엔진의 연속가변밸브 리프트 장치의 공기 흡입량 조절 동작을 설명하는 동작 상태도,
도 9 내지 도 14는 캠샤프트의 회전방향에 따라 밸브 열림 시기를 진각으로 개선하는 동작을 설명하는 예시도,
도 15는 종래기술 및 본 발명에 따른 엔진의 연속가변밸브 리프트 장치와 밸브 리프트 장치의 밸브 리프트 선도.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 엔진의 연속가변밸브 리프트 장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

본 발명에 따른 엔진의 연속가변밸브 리프트 장치는 2중 4절 링크 구조로 구성되는 종래기술에 따른 연속가변밸브 리프트 장치와 달리 4절 링크 구조로 이루어져 캠샤프트의 회전방향과 엔진의 레이아웃에 따른 간섭을 고려하여 링크절의 위치 및 길이를 조절하여 밸브의 열림 시기를 진각시키도록 구성된다.

이에 따라, 본 발명은 엔진의 연속가변밸브 리프트 장치의 구성을 간단하게 하여 제작시 작업시간 및 비용을 절감하고, 엔진의 연비 및 효율을 향상시킬 수 있다.

이와 같이, 4절 링크 구조로 구성되는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 엔진의 연속가변밸브 리프트 장치를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 엔진의 연속가변밸브 리프트 장치의 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 엔진의 연속가변밸브 리프트 장치의 측면도이며, 도 3은 도 1에 도시된 엔진의 연속가변밸브 리프트 장치의 분해 사시도이다.

도면에서 'F'는 전방, 'B'는 후방, 'U'는 상방, 'D'는 하방, 'L'은 좌측 및 'R'은 우측을 나타낸다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 엔진의 연속가변밸브 리프트 장치는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 컨트롤샤프트(10)에 결합된 한 쌍의 편심캠(11)과 캠샤프트(12)에 결합된 캠(13)의 회전운동에 의해 미리 설정된 각도 범위 내에서 회전운동하는 로커암(20) 및 컨트롤샤프트(10)에 일측이 결합되어 미리 설정된 각도 범위에서 회전운동하는 한 쌍의 리프트 암(30)을 포함한다.

이와 함께, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 엔진의 연속가변밸브 리프트 장치는 로커암(20)과 리프트 암(30)의 회전각도를 조절하여 밸브간 리프트 편차를 조절하는 편차조절부(40)를 더 포함할 수 있다.

로커암(20)은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 중앙에 컨트롤샤프트(10)가 결합되도록 설치공이 형성되어 대략 원통 형상으로 형성될 수 있다.

로커암(20)의 양단에는 각각 로커암(20)의 중심축 방향과 수직 방향으로 한 쌍의 플랜지부(21) 및 각 플랜지부(21)와 일정 각도만큼 이격되어 한 쌍의 결합플랜지부(25)가 형성될 수 있다.

한 쌍의 플랜지부(21) 각각의 중앙에는 아래에서 설명할 로커암 액슬(23)이 결합되는 결합공(22)이 형성될 수 있다.

로커암 액슬(23)은 로커암(20)의 양단에 형성된 각 플랜지부(21)의 결합공(22)에 관통 결합되고, 로커암 액슬(23)의 중앙부에는 캠(13)과 접촉되는 베어링(24)이 결합될 수 있다.

베어링(24)은 캠샤프트(12)에 설치된 캠(13)의 외주면에 접촉되고, 캠(13)의 회전운동을 로커암 액슬(23)을 거쳐 로커암(20)으로 전달하는 기능을 한다.

한 쌍의 결합플랜지부(25)는 아래에서 설명할 조정스크류(41) 및 고정너트(42)와 함께 편차조절부(40)를 구성한다.

이를 위해, 각 결합플랜지부(25)에는 조정스크류(41)가 삽입되는 삽입공(26)이 형성될 수 있다.

이와 함께, 결합플랜지부(25)는 로커암(20)의 회전운동을 아래에서 설명할 리프트 암 링크(36)를 통해 리프트 암(30)으로 전달하는 기능을 한다.

편차조절부(40)의 구성은 아래에서 도 3을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

컨트롤샤프트(10)는 차량의 운전상태에 따라 공기의 흡입량을 조절하기 위해 구동모터(도면 미도시)의 회전동작에 의해 회전운동한다.

이를 위해, 차량의 제어부(도면 미도시)는 차량의 고속운전시 공기 흡입량을 증가시키는 하이 리프트 모드(high lift mode)와 차량의 저속운전시 공기 흡입량을 감소시키는 로우 리프트 모드(low lift mode)를 구현하기 위해, 상기 구동모터의 구동을 제어하는 제어신호를 발생한다.

구동모터는 상기 제어부의 제어신호에 따라 미리 설정된 각도만큼 회전운동한다.

컨트롤샤프트(10)의 중앙부에는 로커암(20)이 결합되고, 로커암(20)의 양측에는 각각 편심캠(11)과 리프트 암(30)이 결합될 수 있다.

편심캠(11)은 컨트롤샤프트(10)에 결합되어 컨트롤샤프트(10)의 회전운동에 의해 미리 설정된 각도만큼 회전운동한다.

편심캠(11)은 고정핀(11a)에 의해 컨트롤샤프트(10)에 고정되어 컨트롤샤프트(10)의 회전운동시 함께 회전하게 된다.

한 쌍의 리프트 암(30)은 각각 밸브(14)의 상단에 마련된 스윙암(15)의 상단과 접촉되어 밸브 리프트 량을 조절하는 기능을 한다.

이를 위해, 리프트 암(30)의 중앙부에는 컨트롤샤프트(10)가 결합되도록 결합구(31)가 형성되고, 리프트 암(30)의 하면에는 밸브 리프트 량을 조절하는 곡면(32)이 형성된다.

리프트 암(30)의 상부에는 리프트 암 링크(36)와 결합되는 결합부(33)가 마련되고, 결합부(33)에는 리프트 암 링크(36)의 단차부가 결합되도록 결합홈(34)이 형성될 수 있다.

결합부(33)의 양측벽에는 각각 리프트 암 액슬(39)이 결합되는 결합공(35)이 형성될 수 있다.

리프트 암 링크(36)는 양단에 각각 조정스크류(41)와 리프트 암 액슬(39)이 회전 가능하게 결합되어 조정스크류(41)와 리프트 암 액슬(39) 사이의 거리를 일정하게 유지하는 기능을 한다.

이를 위해, 리프트 암 링크(36)은 일측에 조정스크류(41)가 결합되는 원통부(37)와 타측에 리프트 암(30)의 결합홈(34)에 회전 가능하게 결합되는 단차부(38)를 포함할 수 있다.

단차부(38)에는 리프트 암 액슬(39)이 결합되는 액슬 결합공이 형성될 수 있다.

한편, 본 실시 예에서는 리프트 암(30)의 상부에 결합부(33)가 형성되고, 리프트 암 링크(36)의 일측에 결합부(33)에 형성된 결합홈(34)에 결합되도록 단차부(38)가 마련되는 것으로 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

즉, 본 발명은 리프트 암의 상부에 단차부를 형성하고, 리프트 암 링크의 일측에 단차부가 결합되는 결합홈이 형성된 결합부를 마련하도록 변경될 수 있다.

편차조절부(40)는 로커암(20)의 결합플랜지부(25)와 리프트 암 링크(36)의 결합각도를 조절해서 리프트 암의 곡면 각도를 조절함으로써, 엔진의 기통간 밸브의 리프트 편차를 조절하는 기능을 한다.

이를 위해, 편차조절부(40)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 로커암(20)의 양단에 마련된 각 결합플랜지부(25)의 삽입공(26)과 리프트 암 링크(36)의 원통부(37)에 각각 결합되는 한 쌍의 조정스크류(41) 및 각 조정스크류(41)의 선단에 체결되는 한 쌍의 고정너트(42)를 포함할 수 있다.

조정스크류(41)와 고정너트(42)는 결합플랜지부(25)와 리프트 암 링크(36)의 결합각도가 조절된 상태에서 결합플랜지부(25)와 원통부(37)를 고정하는 기능을 한다.

조정스크류(41)의 머리에는 드라이버나 전용 공구를 삽입해서 조정스크류(41)의 회전각도를 조절하도록 조절홈(43)이 형성될 수 있다.

이와 함께, 조정스크류(41)의 머리에는 밸브(114)의 리프트 편차 조절시 조절량을 확인할 수 있도록 일정 간격마다 눈금이 표시될 수 있다.

각 조정스크류(41)의 중앙부에는 플랜지(44)가 형성되고, 각 조정스크류(41)의 내측부 및 외측부는 각각 결합플랜지부(25)의 삽입공(26) 직경과 리프트 암 링크(36)의 원통부(37) 내경에 대응되는 직경으로 형성될 수 있다.

이와 같이, 본 발명은 조정스크류를 이용해서 로커암에 형성된 결합플랜지부와 리프트 암 링크의 결합각도를 조절하여 로커암과 리프트 암의 회전각도를 조절함으로써 기통간 밸브 리프트 편차를 조절할 수 있다.

한편, 한 쌍의 리프트 암(30) 외측에는 각각 리프트 암(30)에 복원력을 제공하는 한 쌍의 리턴 스프링(50)이 마련될 수 있다.

도 4는 도 1에 도시된 엔진의 연속가변밸브 리프트 장치가 설치된 캐리어의 사시도이다.

각 리턴 스프링(50)은 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 토션 스프링으로 마련되어 컨트롤샤프트(10)의 양측에 각각 결합될 수 있다.

여기서, 리턴 스프링(50)의 일단은 엔진의 연속가변밸브 리프트 장치가 설치되는 캐리어(51)의 일면에 고정되고, 리턴 스프링(50)의 타단은 리프트 암(30)에 결합될 수 있다.

이를 위해, 각 리프트 암(30)에는 리턴 스프링(50)의 일단이 삽입되도록 삽입공이 형성될 수 있다.

이와 같이, 본 발명은 한 쌍의 리프트 암 외측에 리턴 스프링을 마련함에 따라, 컨트롤샤프트 및 캠샤프트의 회전운동에 따라 회전운동하는 링크암 및 로커암에 복원력을 제공하여 신속하게 본래 위치로 복원시킬 수 있다.

특히, 본 발명은 한 쌍의 리턴 스프링을 컨트롤샤프트의 양측에 설치함에 따라 엔진의 캐리어에 리턴 스프링을 설치하는 경우에 비해, 캐리어 부품을 단순화하고, 캐리어 간의 레이아웃을 용이하게 변경할 수 있다.

물론, 본 발명은 캐리어의 상면에 설치홈을 형성해서 리턴 스프링을 설치하고, 로커암의 전면에 리턴 스프링에 접촉되는 접촉돌부를 형성하도록 변경될 수도 있다.

다음, 도 5 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 따른 엔진의 연속가변밸브 리프트 장치의 작동방법을 상세하게 설명한다.

도 5 및 도 6은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 엔진의 연속가변밸브 리프트 장치의 작동방법을 설명하기 위한 참고도이고, 도 7 및 도 8은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 엔진의 연속가변밸브 리프트 장치의 공기 흡입량 조절 동작을 설명하는 동작 상태도이다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 엔진의 연속가변밸브 리프트 장치는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같은 4절 링크 구조를 이룬다.

입력 링크(Input Link, A-C)인 캠샤프트(12)의 회전 운동에 의해 로커암(20) 및 리프트 암 링크(36)가 회전운동을 하면, 리프트 암(30)의 하면에 형성된 곡면(32)의 프로파일 형상에 따라 스윙암(15)은 중앙부에 결합된 축을 중심으로 상하 방향으로 시소 운동한다.

그러면, 밸브(14)는 스윙암(15)의 일측 하단에 눌리면서 실린더 헤드에 형성된 공기흡입구를 개방 또는 폐쇄한다.

한편, 차량의 운전상태별 엔진부하에 따라 컨트롤샤프트(10)가 회전 운동하면, 편심캠(11)이 미리 설정된 각도만큼 회전함에 따라 4절 링크 구조를 이루는 로커암(20), 리프트 암 링크(36) 및 리프트 암(30)이 상방 또는 하방으로 이동하게 된다 .

즉, 차량의 저속운전시에는 도 7에 도시된 바와 같이, 로커암(20), 리프트 암 링크(36) 및 리프트 암(30)이 일정 각도를 이룸에 따라, 스윙암(15)의 회전각도를 감소시킴으로써, 공기흡입량을 감소시키는 로우 리프트 모드를 구현할 수 있다.

반면, 차량의 고속운전시에는 도 8에 도시된 바와 같이, 로커암(20)과 리프트 암 링크(36)가 거의 겹쳐지면서 리프트 암(30)의 곡면이 일정 각도만큼 경사지게 회전함에 따라, 스윙암(15)의 회전각도를 증가시킴으로써, 공기흡입량이 증가되는 하이 리프트 모드를 구현할 수 있다.

한편, 엔진의 연속가변밸브 리프트 장치 설계시, 밸브간 리프트 편차를 조절함과 동시에 실제 엔진에 조립된 상태에서 주위환경, 즉 캠샤프트의 회전위치 및 회전방향에 따라 진각 및 지각 현상이 발생한다.

즉, 진각 현상이 발생하면, 밸브 열림 시기가 기준시기보다 빨라짐에 따라 엔진의 연비 및 효율이 증가한다.

반면, 지각 현상이 발생하면, 밸브 열림 시기가 기준시기보다 늦어짐에 따라 엔진의 연비 및 효율이 저하된다.

따라서 본 실시 예에서는 엔진의 연비 및 효율을 향상시키기 위해 밸브 열림 시기를 진각으로 개선한다.

예를 들어, 도 9 내지 도 14는 캠샤프트의 회전방향에 따라 밸브 열림 시기를 진각으로 개선하는 동작을 설명하는 예시도이다.

도 9에 도시된 바와 같은 로우 리프트 모드 상태에서 캠이 시계 방향으로 회전하는 경우, 컨트롤샤프트(CS-C)가 고정점 CS를 중심으로 반시계 방향으로 회전함에 따라 서로 연결되어 있는 링크에 의해 B 점의 위치가 H 방향으로 이동하게 된다.

그래서 리프트 암이 하강하여 밸브를 더 눌러줌에 따라 밸브의 승강 거리가 증가하면서 하이 리프트 모드가 발생한다.

이 과정에서 로커암(A-롤러-C)의 롤러와 캠의 접촉점 위치가 캠 중심으로 기준으로 하강하면서 밸브가 열리는 시간이 빨라짐에 따라 하이 리프트 모드의 진각 효과를 얻을 수 있다.

도 10에 도시된 바와 같이 하이 리프트 모드 상태에서 캠이 시계 방향으로 회전하는 경우, 컨트롤샤프트(CS-C)가 고정점 CS를 중심으로 시계 방향으로 회전함에 따라 서로 연결되어 있는 링크에 의해 B 점의 위치가 L 방향으로 이동하게 된다.

이로 인해, 리프트 암이 상승하여 밸브를 덜 눌러줌에 따라 밸브의 승강 거리가 감소하면서 로우 리프트 모드가 발생한다.

이 과정에서 로커암(A-롤러-C)의 롤러와 캠의 접촉점의 위치가 캠 중심을 기준으로 상승하게 되어 밸브가 열리는 시간이 늦춰짐에 따라 로우 리프트 모드의 지각 효과를 얻을 수 있다.

이와 같이, 본 발명은 4절 링크 구조를 이용해서 하이 리프트 모드에서 진각 효과를 얻을 수 있다.

반면, 본 발명은 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, B 점의 위치를 변경함으로써, 로우 리프트 모드에서 진각 효과를 얻도록 변경될 수 있다.

즉, 도 11에 도시된 바와 같이 B 점의 위치가 변경된 로우 리프트 모드 상태에서 캠이 시계 방향으로 회전하는 경우, 컨트롤샤프트(CS-C)가 고정점 CS를 중심으로 반시계 방향으로 회전함에 따라 서로 연결되어 있는 링크에 의해 B 점의 위치가 H 방향으로 이동하게 된다.

이로 인해, 리프트 암이 하강하여 밸브를 더 눌러줌에 따라 밸브의 승강 거리가 증가하면서 하이 리프트 모드가 발생한다.

이 과정에서 로커암(A-롤러-C)의 롤러와 캠의 접촉점의 위치가 캠 중심을 기준으로 상승하게 되어 밸브가 열리는 기간이 늦춰짐에 따라 하이 리프트 모드의 지각 효과를 얻을 수 있다.

그리고 도 12에 도시된 바와 같이 B 점의 위치가 변경된 하이 리프트 모드 상태에서 캠이 시계 방향으로 회전하는 경우, 컨트롤샤프트(CS-C)가 고정점 CS를 중심으로 시계 방향으로 회전함에 따라 서로 연결되어 있는 링크에 의해 B 점의 위치가 L 방향으로 이동하게 된다.

이로 인해, 리프트 암이 상승하여 밸브를 덜 눌러줌에 따라 밸브의 승강 거리가 감소하면서 로우 리프트 모드가 발생한다.

이 과정에서 로커암(A-롤러-C)의 롤러와 캠의 접촉점의 위치가 캠 중심을 기준으로 하강하게 되어 밸브가 열리는 기간이 빨라짐에 따라 로우 리프트 모드의 진각 효과를 얻을 수 있다.

이와 같이, 본 발명은 4절 링크 구조의 연속가변밸브 리프트 장치에서 B 점의 위치를 변경해서 하이 리프트 모드 또는 로우 리프트 모드에서 진각 효과를 얻을 수 있다.

또한 도 13과 같이 하이 리프트 모드 상태에서 캠이 반시계 방향으로 회전하는 경우, C점과 CS점의 위치를 변경해서 도 9의 시계 방향 회전시와 반대 방향에서 로우 리프트 모드의 진각 효과를 얻을 수 있다.

또한 도 14와 같이 로우 리프트 모드 상태에서 캠이 반시계 방향으로 회전하는 경우, B 점의 위치를 변경함으로써 동일하게 하이 리프트 모드의 진각 효과를 얻을 수 있다.

이와 같이, 본 발명은 엔진의 흡기밸브를 구동하는 캠샤프트의 회전방향과 엔진의 레이아웃의 간섭에 따라 링크절의 위치 및 길이 등을 조절함으로써, 다양한 엔진에 적용해서 하이 리프트 모트 또는 로우 리프트 모드에서 밸브 열림 시기의 진각 효과를 얻을 수 있다.

도 15는 종래기술 및 본 발명에 따른 엔진의 연속가변밸브 리프트 장치와 밸브 리프트 장치의 밸브 리프트 선도이다.

종래기술에 따른 엔진의 연속가변밸브 리프트 장치는 도 15의 (a)에 도시된 바와 같이 밸브 리프트 선도에서 밸브 리프트 중심이 동일하다.

반면, 본 발명에 따른 엔진의 연속가변 밸브 리프트 장치는 도 15의 (b)에 도시된 바와 같이 밸브 리프트 선도에서 로우 리프트의 중심을 진각시킬 수 있다.

상기한 바와 같은 과정을 통하여, 본 발명은 차량의 운전상태에 따라 실린더 입구에 설치되는 흡기밸브의 승강거리를 변경함으로써 공기흡입량을 조절하여 펌핑 로스를 감소시키고, 밸브 열림 시기를 진각시켜 엔진의 효율 및 연비를 향상시킬 수 있다.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.

본 발명은 차량의 운전상태에 따라 실린더 입구에 설치되는 흡기밸브의 승강거리를 변경함으로써 공기흡입량을 조절하여 펌핑 로스를 감소시키고, 밸브 열림 시기를 진각시켜 엔진의 효율 및 연비를 향상시키는 기술에 적용된다.

10: 컨트롤샤프트 11: 편심캠
11a: 고정핀 12: 캠샤프트
13: 캠 14,114,214: 밸브
15: 스윙암 20: 로커암
21: 플랜지부 22: 결합공
23: 로커암 액슬 24: 베어링
25: 결합플랜지부 26: 삽입공
30: 리프트 암 31: 결합구
32: 곡면 33: 결합부
34: 결합홈 35: 결합공
36: 리프트 암 링크 37: 원통부
38: 단차부 39: 리프트 암 액슬
40: 편차조절부 41: 조정스크류
42: 고정너트 43: 조절홈
50: 리턴 스프링 51: 캐리어

Claims (8)

1. 컨트롤샤프트에 결합된 한 쌍의 편심캠과 캠샤프트에 결합된 캠의 회전운동에 의해 미리 설정된 각도 범위 내에서 회전운동하는 로커암 및
   상기 컨트롤샤프트에 일측이 결합되어 미리 설정된 각도 범위에서 회전운동하는 한 쌍의 리프트 암을 포함하고,
   상기 로커암의 양단에는 각각 상기 로커암의 중심축 방향과 수직 방향으로 한 쌍의 플랜지부와
   각 플랜지부와 미리 설정된 각도만큼 이격되어 한 쌍의 결합플랜지부가 형성되며,
   상기 결합플랜지부와 리프트 암은 각각 리프트 암 링크에 의해 회전 가능하게 연결되고,
   차량의 운전상태에 기초해서 4절 링크 구조로 이루어진 상기 로커암과 리프트 암의 회전각도를 변경해서 흡기밸브의 공기흡입량을 조절하며, 캠샤프트의 회전방향과 엔진의 레이아웃에 따른 간섭을 고려하여 링크절의 위치 및 길이를 조절해서 밸브의 열림 시기를 진각시키는 것을 특징으로 하는 엔진의 연속가변밸브 리프트 장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 한 쌍의 플랜지부 각각의 중앙에는 로커암 액슬이 결합되는 결합공이 형성되고,
   상기 로커암 액슬은 상기 로커암의 양단에 형성된 한 쌍의 플랜지부의 결합공에 관통 결합되며,
   상기 로커암 액슬의 중앙부에는 상기 캠과 접촉되는 베어링이 결합되고,
   상기 리프트 암의 중앙부에는 상기 컨트롤샤프트가 결합되도록 결합구가 형성되며,
   상기 리프트 암의 하면에는 밸브 리프트 량을 조절하는 곡면이 형성되는 것을 특징으로 하는 엔진의 연속가변밸브 리프트 장치.
4. 제1항 또는 제3항에 있어서,
   상기 로커암과 리프트 암의 회전각도를 조절하여 밸브간 리프트 편차를 조절하는 편차조절부를 더 포함하고,
   상기 편차조절부는 상기 로커암의 양단에 마련된 각 결합플랜지부의 삽입공과 리프트 암 링크의 원통부에 각각 결합되는 한 쌍의 조정스크류 및
   각 조정스크류의 선단에 체결되는 한 쌍의 고정너트를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진의 연속가변밸브 리프트 장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 한 쌍의 리프트 암 외측에는 각각 상기 리프트 암에 복원력을 제공하도록 상기 컨트롤샤프트에 관통 설치되는 한 쌍의 리턴 스프링이 마련되는 것을 특징으로 하는 엔진의 연속가변밸브 리프트 장치.
6. 제4항에 있어서,
   상기 리프트 암의 전면에는 접촉돌부가 형성되고,
   상기 엔진의 연속가변밸브 리프트 장치가 설치되는 캐리어에는 상기 리프트 암에 복원력을 제공하도록 상기 접촉돌부의 하부에 접촉되게 리턴 스프링이 마련되는 것을 특징으로 하는 엔진의 연속가변밸브 리프트 장치.
7. 제4항에 있어서,
   각 조정스크류의 머리에는 조정스크류의 회전각도를 조절하도록 공구가 삽입되는 조절홈이 형성되고,
   밸브의 리프트 편차 조절시 조절량을 확인하도록 미리 설정된 간격마다 눈금이 표시되는 것을 특징으로 하는 엔진의 연속가변밸브 리프트 장치.
8. 제1항에 있어서,
   하이 리프트 모드에서 캠이 시계 방향으로 회전하는 경우, 상기 컨트롤샤프트는 시계 방향으로 회전해서 상기 리프트 암을 상승시켜 로우 리프트 모드로 전환하고, 상기 로커암의 롤러와 캠의 접촉점 위치가 캠 중심을 기준으로 하강하면서 진각 효과가 발생하는 것을 특징으로 하는 엔진의 연속가변밸브 리프트 장치.

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