KR101568189B1 - 타행 주행 시 연비 향상을 위한 밸브 작동 방법 및 밸브 제어 장치 - Google Patents

타행 주행 시 연비 향상을 위한 밸브 작동 방법 및 밸브 제어 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101568189B1
KR101568189B1 KR1020150120814A KR20150120814A KR101568189B1 KR 101568189 B1 KR101568189 B1 KR 101568189B1 KR 1020150120814 A KR1020150120814 A KR 1020150120814A KR 20150120814 A KR20150120814 A KR 20150120814A KR 101568189 B1 KR101568189 B1 KR 101568189B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
valve
oil
stroke
intake
exhaust
Prior art date
Application number
KR1020150120814A
Other languages
English (en)
Inventor
강석진
Original Assignee
강석진
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 강석진 filed Critical 강석진
Priority to KR1020150120814A priority Critical patent/KR101568189B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101568189B1 publication Critical patent/KR101568189B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/08—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing for rendering engine inoperative or idling
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04—Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/08—Introducing corrections for particular operating conditions for idling
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2800/00—Methods of operation using a variable valve timing mechanism
    • F01L2800/04—Timing control at idling

Abstract

자동차의 타행 주행 시, 엔진 연소실 내의 압축 공기를 제거하여 연비를 향상시킬 수 있는 메커니즘, 및 이를 구현하기 위한 밸브 작동 방법 및 밸브 제어 장치가 개시된다. 상기 타행 주행을 위한 밸브 작동 방법은, 연료의 연소에 의해 동력을 발생시키는 일반 주행 모드 후, 엔진으로의 연료 공급을 차단하여, 차량의 관성만으로 주행하는 타행 주행 모드에 있어서, 엔진의 피스톤이 일반 주행 모드에서 발생한 관성에 의하여 하사점까지 하강하며, 흡기 밸브는 개방되지만, 실린더 내부로 연료가 공급되지는 않는 흡기 행정; 피스톤이 하사점으로부터 상사점으로 이동하며, 배기 밸브가 개방되어 있는 압축 행정; 피스톤이 관성에 의하여 다시 하사점까지 하강하며, 흡기 밸브가 개방되어 있는 팽창 행정; 및 피스톤이 하사점으로부터 상사점으로 이동하고, 배기 밸브가 개방되어 있는 배기 행정을 포함한다.

Description

타행 주행 시 연비 향상을 위한 밸브 작동 방법 및 밸브 제어 장치 {Method for actuating valve for improving fuel efficiency in coasting and apparatus for controlling valve}
본 발명은 자동차의 타행 주행 시, 엔진의 실린더 내부에 압축 압력 및 부압이 형성되지 않도록 하여 연비를 향상시킬 수 있는 메커니즘과 이를 수행하기 위한 엔진의 흡기 및 배기 밸브 작동 방법 및 제어장치에 관한 것이다.
자동차 엔진에 적용되는 밸브 기구는 엔진의 행정에 따라 연소실에 공기 또는 연료와 공기의 혼합기체를 공급하고 연소가스를 배출한다. 최근에는 엔진의 운전조건, 즉 엔진의 회전속도와 부하 등에 따라, 밸브의 개도율이나 개폐시기를 변화시켜, 공기 또는 혼합기체 유입량과 연소가스의 배출 효율을 최적화하는 가변 밸브 기구들이 개발되고 있다. 이와 같이 자동차 엔진의 밸브 기구들을 개선하면, 엔진의 연비 및 토크, 출력 등의 엔진 성능을 개선할 수 있다.
자동차의 내연기관은, 흡기-압축-팽창(폭발)-배기의 행정을 가지며, 압축 행정 말기에 연료를 착화시켜, 열에너지의 팽창 운동에 의해 동력을 얻는다. 자동차가 동력에 의해 주행하는 경우에는, 실린더(연소실) 내부가 밀폐되어야, 팽창 압력을 효율적으로 동력으로 전환시킬 수 있으나, 동력을 필요로 하지 않는 타행 조건(차량의 관성력 만으로 주행하는 상태, coasting)에서는, 엔진 저항을 최소화하여 최대한 많은 거리를 주행하도록 하여야, 엔진의 연비를 향상시킬 수 있다. 그러나 통상적인 엔진에 있어서는, 동력을 발생시키는 일반 주행의 경우나, 동력을 필요로 하지 않는 타행 주행의 경우 모두, 항상 실린더(연소실) 내부에 압축 압력이 발생한다. 따라서, 타행 주행 조건에서는, 실린더 내부의 압축 압력이 엔진 저항으로 작용하여, 연비를 저하시키는 단점이 있다.
본 발명의 목적은, 자동차의 타행 주행 조건에서, 엔진 저항을 감소시킬 수 있는 밸브 작동 방법 및 밸브 제어 장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은, 자동차의 타행 주행 조건에서, 연비를 향상시키고, 차량 관성에 의한 주행 거리를 증가시킬 수 있는 밸브 작동 방법 및 밸브 제어 장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은, 엔진의 냉각 효율을 향상시킬 수 있는 밸브 작동 방법 및 밸브 제어 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 연료의 연소에 의해 동력을 발생시키는 일반 주행 모드 후, 엔진으로의 연료 공급을 차단하여, 차량의 관성만으로 주행하는 타행 주행 모드에 있어서, 엔진의 피스톤이 일반 주행 모드에서 발생한 관성에 의하여 하사점까지 하강하며, 흡기 밸브는 개방되지만, 실린더 내부로 연료가 공급되지는 않는 흡기 행정; 피스톤이 하사점으로부터 상사점으로 이동하며, 배기 밸브가 개방되어 있는 압축 행정; 피스톤이 관성에 의하여 다시 하사점까지 하강하며, 흡기 밸브가 개방되어 있는 팽창 행정; 및 피스톤이 하사점으로부터 상사점으로 이동하고, 배기 밸브가 개방되어 있는 배기 행정을 포함하는 타행 주행을 위한 밸브 작동 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은, 상하 방향으로 슬라이딩 이동 가능한 상부 스플릿 바; 상기 상부 스플릿 바의 하부에 위치하고, 상하 방향으로 슬라이딩 이동 가능하며, 상부 스플릿 바와의 사이에 오일 수용부를 형성하는 하부 스플릿 바; 상기 상부 스플릿 바 및 하부 스플릿 바를 슬라이딩 이동 가능하도록 수용하며, 상기 오일 수용부로 오일을 공급하기 위한 오일 공급 갤러리가 일단에 형성되어 있는 본체; 상기 오일 공급 갤러리로 오일을 공급하기 위한 오일 챔버; 상기 오일 공급 갤러리를 통해 오일 수용부로 오일을 공급하거나, 오일 수용부로부터 오일을 배출하기 위한 밸브; 상기 하부 스플릿 바의 하부에 장착되어, 상기 상부 스플릿 및 하부 스플릿 바를 주기적으로 상하 이동시키는 캠; 및 상기 상부 스플릿 바의 상하 이동에 의하여 구동되어, 흡기 또는 배기 밸브의 개폐를 제어하는 로커 암을 포함하는 밸브 제어 장치를 제공한다.
본 발명에 따른 자동차 엔진의 밸브 작동 방법 및 밸브 제어 장치에 의하면, 타행 주행 조건에서, 엔진 저항을 감소시킴으로써, 연비를 향상시킬 수 있고, 차량 관성에 의한 주행 거리를 증가시킬 수 있을 뿐만 아니라, 엔진의 냉각 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 밸브 작동 방법이 구현될 수 있는 자동차 엔진 밸브 구조의 일 예를 보여주는 도면.
도 2는 일반 주행 모드(A) 및 타행 주행 모드(B)에서, 각 행정별 크랭크 각도에 대한 밸브 궤적 및 피스톤 궤적을 보여주는 그래프.
도 3 및 4는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 타행 주행을 위한 밸브 제어 장치의 측면도 및 평면도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 밸브 제어 장치에 사용될 수 있는 3-방향 솔레노이드 밸브의 작동 상태를 보여주는 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 밸브 작동 방법이 구현될 수 있는 자동차 엔진 밸브 구조의 일 예를 보여주는 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 자동차 엔진은 실린더(102)를 포함하며, 실린더(102) 내에서 피스톤(104)이 상하 왕복 운동한다. 실린더(102)의 상부에는, 하나 이상의 흡기 밸브(106) 및 하나 이상의 배기 밸브(108)가 위치하며, 상기 흡기 밸브(106) 및 배기 밸브(108)는 각각 흡기 가스 통로(110) 및 배기 가스 통로(112)와의 소통을 제공하도록 개방 또는 폐쇄된다. 흡기 밸브(106) 및 배기 밸브(108)는 밸브 제어 장치에 의해서 구동되며, 상기 밸브 제어 장치는 기계식, 유압식, 수압-기계식, 전자석식, 또는 다른 종류의 시스템일 수 있다. 밸브 제어 장치는 흡기 밸브(106) 및 배기 밸브(108)를 작동시켜, 예를 들어, 메인 흡기, 메인 배기, 엔진 브레이킹, 배기 가스 재순환 등의 엔진 밸브 이벤트를 생성할 수 있다.
도 2는 일반 주행 모드(A) 및 타행 주행 모드(B)에서, 각 행정별 크랭크 각도에 대한 밸브 궤적 및 피스톤 궤적을 보여주는 그래프이다. 도 2의 A에 도시된 바와 같이, 일반 주행 모드(A)의 엔진 구동에 있어서는, 흡기 행정에서, 피스톤(104)이 하사점까지 하강하며, 흡기 밸브(106)가 열리고, 흡기 밸브(106)를 통해, 연료, 구체적으로는 가솔린 엔진의 경우, 연료와 공기의 혼합기체가 실린더(102) 내부로 유입되며, GDI 가솔린 엔진이나 디젤 엔진의 경우 외부 공기 만 유입된 후, 흡기 밸브(106)가 닫힌다. 다음 압축 행정에서, 피스톤(104)이 하사점으로부터 상사점으로 이동하면서, 실린더(102) 내부의 공기 혹은 연료와 공기의 혼합기체를 압축시키고, 압축 행정 종료 직전에 연료를 발화시켜(가솔린 엔진의 경우, 점화플러그에 의해서, 디젤 엔진의 경우, 경유의 압축착화 등에 의해 연료가 발화된다), 연료를 팽창시킨다. 팽창 행정에서, 연료의 팽창력에 의해 피스톤(104)이 하사점까지 밀려나면서 엔진 구동력이 발생한다. 마지막, 배기 행정에서, 피스톤(104)이 하사점으로부터 상사점으로 이동하고, 배기 밸브(108)가 열리면서, 실린더(102) 내부의 연소 가스를 배기 밸브(108)를 통해 배출시킨다. 일반 주행 모드(A)에서, 상술한 흡기, 압축, 팽창 및 배기 과정을 반복하여, 엔진이 연료를 연소시키고 피스톤(104)에 결합된 크랭크를 회전시킴으로써, 자동차를 구동시키는 동력이 발생한다.
이와 같은 연료의 연소에 의해 동력을 발생시키는 일반 주행 모드(A) 후, 엔진으로의 연료 공급을 차단하면, 자동차는 동력을 발생시키지 않고, 차량의 관성만으로 주행하는 타행 주행 모드(B)로 구동된다. 도 2의 B에 도시된 바와 같이, 타행 주행 모드(B)의 엔진 구동에 있어서는, 흡기 행정에서, 피스톤(104)은 일반 주행 모드(A)에서 발생한 관성에 의하여 하사점까지 하강하며, 피스톤(104)이 원활히 하강하도록 흡기 밸브(106)는 열리지만, 연료 공급이 차단되어 있는 상태이므로, 실린더 내부로 연료가 공급되지는 않는다. 이때, 만일 상기 흡기 밸브(106)가 닫혀 있으면, 압력 강하로 인하여(실린더(102) 내부가 부압(negative pressure) 상태로 됨), 피스톤(104)이 원활히 하강하기 어렵다. 다음 압축 행정에서, 피스톤(104)이 하사점으로부터 상사점으로 이동하며, 이때, 배기 밸브(108)는 개방되어 있다. 이와 같이, 배기 밸브(108)가 개방되어 있으면, 배기 밸브(108)를 통해 실린더 내부 공기가 배출되어, 공기의 압축 압력이 발생하지 않으며, 따라서, 피스톤(104)은 압축 공기의 저항 없이, 실린더(102) 벽과의 기계적 마찰만이 존재하는 상태에서, 상사점으로 이동할 수 있다. 다음 팽창 행정에서, 피스톤(104)은 일반 주행 모드(A)에서 발생한 관성에 의하여 다시 하사점까지 하강하며, 이때 흡기 밸브(106)가 개방된다. 상기 팽창 행정에서는 연료 공급이 차단되어 있고, 흡기 밸브(106)가 개방되어 있으므로, 실린더 내부가 대기압(정압) 상태로 유지되어 피스톤(104)이 원활히 하강할 수 있다. 마지막, 배기 행정에서, 피스톤(104)이 하사점으로부터 상사점으로 이동하고, 배기 밸브(108)가 개방되므로, 실린더(102) 내부 공기의 압축 압력이 발생하지 않으며, 실린더 벽과의 기계적 마찰만이 존재하는 상태에서, 피스톤(104)이 상사점으로 이동한다.
본 발명에 따른 타행 주행을 위한 밸브 작동 방법, 즉, 엔진 구동 방법에 있어서는, 흡기 및 팽창 행정에서, 흡기 밸브(106)가 개방되고, 압축 및 배기 행정에서 배기 밸브(108)가 개방되며, 엔진은 기계적 마찰 정도의 손실만으로 회전하므로, 차량의 관성력을 최대한 유지하여, 더 먼 거리를 주행할 수 있게 된다. 즉, 통상적인 엔진에 있어서는, 타행 주행 시, 실린더(102) 내부 공기를 압축하여, 저항에 의한 제동 효과가 발생되고, 연비를 악화시키는 반면(압축비가 높은 엔진일수록 압축 에너지가 커지므로 타행 주행 시 차량 관성에 의한 주행거리가 짧아진다), 본 발명에 있어서는, 동력을 필요로 하지 않는 타행 주행의 경우, 실린더(102) 내부에서 공기의 압축이 이루어지지 않도록 하였다. 또한, 본 발명에 의하면, 팽창 행정 시 흡기 밸브(106)를 열어 외부의 차가운 공기를 고온의 실린더 내부로 유입시키고, 압축 행정 시 배기 밸브(108)를 열어 실린더 내부를 냉각시킨 고온의 공기를 외부로 배출시킴으로써, 엔진의 냉각 성능을 향상시키는 추가적인 효과를 얻을 수 있다.
도 2의 A에 도시된 바와 같이, 배기 행정에서의 배기 밸브(108)의 개방 및 폐쇄와 흡기 행정에서의 흡기 밸브(106)가 개방 및 폐쇄는 연속적으로(continuously) 이루어진다. 즉, 배기 및 흡기 행정의 전반부 동안, 배기 밸브(108) 및 흡기 밸브(106)가 점차적으로 개방된 후, 배기 및 흡기 행정의 후반부 동안 배기 밸브(108) 및 흡기 밸브(106)가 점차적으로 폐쇄되며, 이는 도 2에서 곡선 궤적으로 표시되었다. 반면, 본 발명에 있어서, 도 2의 B에 도시된 바와 같이, 압축 행정에서의 배기 밸브(108)의 개방 및 폐쇄와 팽창 행정에서의 흡기 밸브(106)의 개방 및 폐쇄가 불연속적으로 이루어지는 것이 바람직하다. 즉, 배기 밸브(108) 및 흡기 밸브(106)가 압축 및 팽창 행정의 시작 시점에서 순간적으로 개방된 후, 압축 및 팽창 행정 동안 개방 상태를 유지하다가, 압축 및 팽창 행정의 종료 시점에서 순간적으로 폐쇄되면, 피스톤(104)에 걸리는 공기 저항을 보다 완전히 감소시킬 수 있으며, 이는 도 2의 B에서 직선 궤적으로 표시되었다.
본 발명에 따른 밸브 작동 방법은, 차량의 타행 주행 영역, 즉, 가속 페달이 눌려지지 않은 연료 무분사 영역(모든 차량의 연료시스템에 셋팅되어 있음)이며, 관성에 의해 차량이 일정 속도 이상으로 구동되는(즉, 엔진이 일정속도 이상으로 회전하는) 상태에 적용된다. 예를 들면, 운전자가 일정 속도로 차량을 운행하다가 더 이상의 속도를 원하지 않고 계속 주행하는 경우, 완만한 내리막이 이어져 내리막 조건으로 차량을 계속 주행할 수 있는 경우, 수동 변속기 차량의 운행 중 변속을 위해 가속 페달을 떼고 클러치를 구동시키는 경우(이 경우 타행 시간은 짧으나 빈도가 많아 효과가 크다), 전방 정지 신호가 있어 일정 거리 타행 주행 후 정지하는 경우 등, 연료 공급을 차단한 상태에서, 차량을 주행시키는 경우에, 본 발명의 방법이 유용하게 적용될 수 있다.
도 3 및 4는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 타행 주행을 위한 밸브 제어 장치의 측면도 및 평면도이다. 도 3 및 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 밸브 제어 장치는, 상하 방향으로 슬라이딩 이동 가능한 상부 스플릿 바(30, split bar); 상기 상부 스플릿 바(30)의 하부에 위치하고, 상하 방향으로 슬라이딩 이동 가능하며, 상부 스플릿 바(30)와의 사이에 오일 수용부(24)를 형성하는 하부 스플릿 바(32); 상기 상부 스플릿 바(30) 및 하부 스플릿 바(32)를 슬라이딩 이동 가능하도록 수용하며, 상기 오일 수용부(24)로 오일을 공급하기 위한 오일 공급 갤러리(22, oil supply gallery)가 일단에 형성되어 있는 본체(10, body)를 포함한다. 여기서, 상기 상부 스플릿 바(30)의 하부 및/또는 하부 스플릿 바(32)의 상부에는 돌출부(30a)가 형성되어, 상기 돌출부(30a)에 의해 상부 스플릿 바(30)와 하부 스플릿 바(32)가 밀착되지 않음으로써, 상부 스플릿 바(30)와 하부 스플릿 바(32) 사이의 공간에 오일 수용부(24)가 형성될 수 있다. 상기 오일 수용부(24)에 오일이 공급되어 오일 수용부(24)의 크기가 증가하면, 그에 따라, 상기 상부 스플릿 바(30)가 상부로 이동하여, 로커 암(40, rocker arm)을 구동시킨다. 또한, 상기 오일 수용부(24)의 크기가 소정 크기 이상이 되면, 상기 오일 수용부(24) 내의 오일을 배출하는 안전 오일 배출 갤러리(26, safety oil drain gallery)가 상기 본체(10)의 다른 일단에 형성되어 있는 것이 바람직하다. 상기 안전 오일 배출 갤러리(26)는 상기 상부 스플릿 바(30)가 소정 거리 이상 상승하는 것을 방지함으로써, 로커 암(40)의 과도한 상승에 의해, 피스톤(104)과 밸브(108)가 충돌하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 밸브 제어 장치는, 상기 오일 공급 갤러리(22)로 오일을 공급하기 위한 오일 챔버(20, oil chamber); 상기 오일 공급 갤러리(22)를 통해 오일 수용부(24)로 오일을 공급하거나 오일 수용부(24)로부터 오일을 배출하기 위한 밸브(12); 상기 하부 스플릿 바(32)의 하부에 장착되어, 상기 상부 스플릿 바(30) 및 하부 스플릿 바(32)를 주기적으로 상하 이동시키는 캠(50, cam); 및 상기 상부 스플릿 바(30)의 상하 이동에 의하여 구동되어, 예를 들면, 지렛대의 원리로 구동되어, 흡기 또는 배기 밸브(106, 108)의 개폐를 제어하는 로커 암(40, rocker arm)을 포함한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 밸브(12)는 오일 챔버(20)로부터 오일 수용부(24)로 오일을 공급하거나("ON" 상태), 오일 수용부(24)로부터 외부로, 예를 들면, 실린더 헤드로 오일을 배출할 수 있는("OFF" 상태) 3-방향 솔레노이드 밸브(3-way solenoid valve)인 것이 바람직하다. 상기 캠(50)은 흡기 행정 및 배기 행정에서 배기밸브(108) 및 흡기 밸브(106)를 개폐하며, 상기 밸브(12)는 압축 행정 및 팽창 행정에서 배기밸브(108) 및 흡기 밸브(106)를 개폐한다. 따라서, 상기 캠(50)은 일반 주행 시 및 타행 주행 시 모두 동작하고, 배기 밸브(108) 및 흡기 밸브(106)의 개방 및 폐쇄가 연속적으로 일어나도록 하며, 상기 밸브(12)는 타행 주행 시에만 작동하며, 배기 밸브(108) 및 흡기 밸브(106)의 개방 및 폐쇄가 불연속적으로 일어나도록 한다(도 2 참조). 통상, 상기 캠(50)이 1회전할 때 엔진의 크랭크는 2회전한다. 도 4에서, 도면 부호 62는 캠 베드(cam bed)를 나타내고, 64는 유압 조절 밸브(regulating valve)를 나타내며, 66은 전자 오일 펌프(electronic oil pump)를 나타낸다.
다음으로, 도 3 및 4를 참조하여, 본 발명에 따라, 타행 주행 모드에서, 압축 행정 시 배기 밸브(108)를 열어 흡입된 공기를 압축 없이 배기로 배출하거나, 팽창 행정 시 흡기 밸브(106)를 열어 실린더 내부로 외부 공기를 유입시키는 과정을 설명한다. 먼저, ① 압축 또는 팽창 행정 시작 시, 배기 또는 흡기 밸브 측 3-방향 솔레노이드 밸브(10)를 턴온(turn on, 90도 회전)시켜 개방하면, ② 소정 압력(예를 들면, 약 5.0 bar)으로 유지되고 있는 오일 챔버(20) 내부의 오일이 오일 공급 갤러리(22)를 통해 오일 수용부(24)로 유입된다. ③ 오일 수용부(24)로 유입된 오일은 상부 스플릿 바(30)를 밀어 올리고, ④ 밀어 올려진 상부 스플릿 바(30)에 의해 로커 암(40)의 일단이 상승하여, 로커 암(40)의 타단에 결합된 배기밸브(108) 또는 흡기 밸브(106)를 개방(open)시킴으로써, 실린더(102)로부터 공기를 배출시키거나, 실린더(102)로 공기가 유입되도록 한다. ⑤ 한편, 상기 상부 스플릿 바(30)의 바닥면이 안전 오일 배출 갤러리(26, safety oil drain gallery)에 도달하면, 작동 오일이 안전 오일 배출 갤러리(26)를 통해 배출된다. 다음으로, ⑥ 압축 또는 팽창 행정 종료 전, 3-방향 솔레노이드 밸브(10)를 턴오프(turn off, 최초 상태로 90도 회전)시켜 폐쇄하면, 밸브 스프링의 복원력에 의해 ⑦ 상부 스플릿 바(30)를 밀고 있는 오일이 3-방향 솔레노이드 밸브(10) 및 오일 배출 갤러리(28, oil drain gallery)를 통해 실린더 헤드로 배출되어, ⑧ 상부 스플릿 바(30) 및 로커 암(40)의 일단이 하강하며, 로커 암(40)의 타단에 결합된 배기밸브(108) 또는 흡기 밸브(106)를 폐쇄(close) 상태로 복귀시킨다. 한편, ⑨ 흡기 및 배기 행정에서는 상기 캠(50, cam)이 상부 스플릿 바(30) 및 하부 스플릿 바(32)를 동시에 구동시켜, 배기밸브(108) 또는 흡기 밸브(106)를 개폐한다.
본 발명에 따른 밸브 작동 방법 및 밸브 제어 장치에 의하면, 타행 주행 시, 압축 및 팽창 행정에서, 공기를 추가로 유입 및 배출시키므로, 엔진 저항을 작게 하여, 연료 소비율을 감소시키고, 엔진 냉각 성능을 향상시킬 수 있다.

Claims (7)

  1. 연료의 연소에 의해 동력을 발생시키는 일반 주행 모드 후, 엔진으로의 연료 공급을 차단하여, 차량의 관성만으로 주행하는 타행 주행 모드에 있어서,
    엔진의 피스톤이 일반 주행 모드에서 발생한 관성에 의하여 하사점까지 하강하며, 흡기 밸브는 개방되지만, 실린더 내부로 연료가 공급되지는 않는 흡기 행정;
    피스톤이 하사점으로부터 상사점으로 이동하며, 배기 밸브가 개방되어 있는 압축 행정;
    피스톤이 관성에 의하여 다시 하사점까지 하강하며, 흡기 밸브가 개방되어 있는 팽창 행정; 및
    피스톤이 하사점으로부터 상사점으로 이동하고, 배기 밸브가 개방되어 있는 배기 행정을 포함하는 타행 주행을 위한 밸브 작동 방법.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 팽창 행정 시 흡기 밸브를 열어 외부의 차가운 공기를 고온의 실린더 내부로 유입시키고, 압축 행정 시 배기 밸브를 열어 실린더 내부를 냉각시킨 고온의 공기를 외부로 배출시킴으로써, 엔진의 냉각 성능을 향상시키는 것인, 타행 주행을 위한 밸브 작동 방법.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 배기 행정에서의 배기 밸브의 개방 및 폐쇄와 흡기 행정에서의 흡기 밸브의 개방 및 폐쇄는 연속적으로 이루어지고, 압축 행정에서의 배기 밸브의 개방 및 폐쇄와 팽창 행정에서의 흡기 밸브의 개방 및 폐쇄는 불연속적으로 이루어지는 것인, 타행 주행을 위한 밸브 작동 방법.
  4. 상하 방향으로 슬라이딩 이동 가능한 상부 스플릿 바;
    상기 상부 스플릿 바의 하부에 위치하고, 상하 방향으로 슬라이딩 이동 가능하며, 상부 스플릿 바와의 사이에 오일 수용부를 형성하는 하부 스플릿 바;
    상기 상부 스플릿 바 및 하부 스플릿 바를 슬라이딩 이동 가능하도록 수용하며, 상기 오일 수용부로 오일을 공급하기 위한 오일 공급 갤러리가 일단에 형성되어 있는 본체;
    상기 오일 공급 갤러리로 오일을 공급하기 위한 오일 챔버;
    상기 오일 공급 갤러리를 통해 오일 수용부로 오일을 공급하거나, 오일 수용부로부터 오일을 배출하기 위한 밸브;
    상기 하부 스플릿 바의 하부에 장착되어, 상기 상부 스플릿 및 하부 스플릿 바를 주기적으로 상하 이동시키는 캠; 및
    상기 상부 스플릿 바의 상하 이동에 의하여 구동되어, 흡기 또는 배기 밸브의 개폐를 제어하는 로커 암을 포함하는 밸브 제어 장치.
  5. 제4 항에 있어서, 상기 오일 수용부의 크기가 소정 크기 이상이 되면, 상기 오일 수용부 내의 오일을 배출하는 안전 오일 배출 갤러리가 상기 본체의 다른 일단에 형성되어 있는 것인, 밸브 제어 장치.
  6. 제4 항에 있어서, 상기 캠은 흡기 행정 및 배기 행정에서 배기밸브 및 흡기 밸브를 개폐하며, 상기 밸브는 압축 행정 및 팽창 행정에서 배기밸브 및 흡기 밸브를 개폐하는 것인, 밸브 제어 장치.
  7. 제4 항에 있어서, 상기 캠은 일반 주행 시 및 타행 주행 시 모두 동작하고, 배기 밸브 및 흡기 밸브의 개방 및 폐쇄가 연속적으로 일어나도록 하며, 상기 밸브는 타행 주행 시에만 작동하며, 배기 밸브 및 흡기 밸브의 개방 및 폐쇄가 불연속적으로 일어나도록 하는 것인, 밸브 제어 장치.
KR1020150120814A 2015-08-27 2015-08-27 타행 주행 시 연비 향상을 위한 밸브 작동 방법 및 밸브 제어 장치 KR101568189B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150120814A KR101568189B1 (ko) 2015-08-27 2015-08-27 타행 주행 시 연비 향상을 위한 밸브 작동 방법 및 밸브 제어 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150120814A KR101568189B1 (ko) 2015-08-27 2015-08-27 타행 주행 시 연비 향상을 위한 밸브 작동 방법 및 밸브 제어 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101568189B1 true KR101568189B1 (ko) 2015-11-11

Family

ID=54605870

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150120814A KR101568189B1 (ko) 2015-08-27 2015-08-27 타행 주행 시 연비 향상을 위한 밸브 작동 방법 및 밸브 제어 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101568189B1 (ko)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007060853A1 (ja) * 2005-11-24 2007-05-31 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha ハイブリッド車両
JP2008075569A (ja) * 2006-09-21 2008-04-03 Toyota Motor Corp 内燃機関の制御装置
JP2013068099A (ja) * 2011-09-20 2013-04-18 Hitachi Automotive Systems Ltd 内燃機関の制御装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007060853A1 (ja) * 2005-11-24 2007-05-31 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha ハイブリッド車両
JP2008075569A (ja) * 2006-09-21 2008-04-03 Toyota Motor Corp 内燃機関の制御装置
JP2013068099A (ja) * 2011-09-20 2013-04-18 Hitachi Automotive Systems Ltd 内燃機関の制御装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7395813B2 (en) Method of controlling the intake and/or the exhaust of at least one deactivated cylinder of an internal-combustion engine
EP1472439B1 (en) Engine valve actuator providing miller cycle benefits
EP2245281B1 (en) Engine for an air hybrid vehicle
US9038388B2 (en) Method of operating a piston expander of a steam engine
US9074588B2 (en) Air compression method and apparatus
CN105736086A (zh) 燃烧制动与减压制动结合的发动机制动方法及减压装置
KR20080092974A (ko) 액체 분사식 2-행정 연소 엔진
US4386587A (en) Two stroke cycle engine with increased efficiency
EP0854975B1 (en) Floating piston, piston-valve engine
CN103032158B (zh) 一种圆环缸体发动机
KR101568189B1 (ko) 타행 주행 시 연비 향상을 위한 밸브 작동 방법 및 밸브 제어 장치
KR20170086688A (ko) 차량을 감속시키기 위한 연소 엔진 제어 방법
KR102059029B1 (ko) 공기 충전량을 줄여 내연기관을 작동하기 위한 방법 및 장치
US7506625B2 (en) Method and apparatus for controlling engine valve timing
CN2893162Y (zh) 发动机阀门致动器
EP3728814B1 (en) Method for operating an internal combustion engine
CN202991233U (zh) 圆环缸体发动机
JP2007303292A (ja) 内燃機関の制御装置
CN109339959A (zh) 一种内燃发动机及其提高效率的方法
WO2021042644A1 (zh) 可变中冷型绝热式内燃机
CN205349455U (zh) 发动机减压制动装置
US8943822B2 (en) Engine system having dedicated auxiliary connection to cylinder
GB2508501A (en) Valve train facilitating adjustable valve lift via a hydraulic plunger
CN201031715Y (zh) 发动机可变气门配气机构
CN109736958A (zh) 一种提高发动机制动功率的方法

Legal Events

Date Code Title Description
A302 Request for accelerated examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190930

Year of fee payment: 5