KR101588483B1

KR101588483B1 - 가변 압축비 엔진의 압축비를 조정하는 볼 상승 장치

Info

Publication number: KR101588483B1
Application number: KR1020117001939A
Authority: KR
Inventors: 비아니 라비
Original assignee: 비아니 라비
Priority date: 2008-06-26
Filing date: 2009-06-26
Publication date: 2016-01-25
Also published as: CN102216589A; ES2387602T3; EP2307687B1; FR2933140A1; US20100288237A1; JP5667048B2; AU2009267910A1; EP2307687A2; CA2727631A1; KR20110033250A; AU2009267910B2; CN102216589B; WO2010004123A3; FR2933140B1; JP2011525956A; WO2010004123A2; US8291871B2

Abstract

본 발명에 따른 상부 챔버(121) 및 하부 챔버(122)를 갖는 이중-작용 유압 제어 작동기(8) 그리고 제어 래크(7)에 연결되는 적어도 1개의 작동기 피스톤(13)을 포함하는 가변 압축비 엔진의 압축비를 조정하는 장치는, 적어도 2개의 볼(401, 402) 또는 셔터로서, 각각의 볼 또는 셔터는 장착부(403, 404) 상에 위치되고, 제어 작동기(8)의 상부 챔버(121) 및 하부 챔버(122)를 연결하는 전달 포트(405)의 하나의 단부를 각각 차단하고, 볼(401, 402)은 볼이 유압 유체가 하나의 방향으로만 통과되게 하기 위해 스프링(408, 409)에 의해 볼의 장착부(403, 404) 상에 보유될 때에 비복귀 밸브 요소로서 작용하는, 볼 또는 셔터와; 볼이 유압 유체가 양쪽 방향으로 통과되게 하도록 볼(401, 402)이 볼의 장착부(403, 404)로부터 상승되게 하는 상승 수단(410)을 포함한다.

Description

가변 압축비 엔진의 압축비를 조정하는 볼 상승 장치{BALL LIFT DEVICE FOR ADJUSTING THE COMPRESSION RATIO OF A VARIABLE COMPRESSION RATIO ENGINE}

본 발명은, 제어 작동기의 상부 및 하부 챔버를 연결하는 적어도 1개의 덕트를 차단하기 위해 장착부(seat) 상에 위치되는 적어도 1개의 볼 또는 밸브 요소(ball or valve element)로서, 볼 또는 밸브 요소는 유압 유체가 하나의 방향으로만 통과되게 하기 위해 볼 또는 밸브 요소가 스프링에 의해 볼 또는 밸브 요소 장착부 상에 보유될 때에 비복귀 밸브 요소(nonreturn valve element)로서 동작되고, 유압 유체가 양쪽 방향으로 통과되게 하기 위해 상승 수단(lifting means)에 의해 볼 또는 밸브 요소의 장착부로부터 상승될 수 있는, 볼 또는 밸브 요소를 포함하는 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치에 관한 것이다.

본 출원인 소유의 국제 특허 제WO98/51911호, 제WO00/31377호 및 제WO03/008783호에 따르면, 가변 배기량 엔진(variable displacement engine)을 위한 다양한 기계식 장치가 공지되어 있다.

본 출원인의 명의로 된 국제 특허 제WO98/51911호는, 내연 피스톤 기관의 효율을 개선하는 데 사용되는 장치로서, 내연 피스톤 기관의 유효 배기량 및/또는 내연 피스톤 기관의 체적비를 주행 동안 조정함으로써 가변 부하 및 속도에서 사용되는, 장치를 기재하고 있다는 것을 주목하여야 한다. 이러한 형태의 엔진은 "가변 압축비 엔진"으로서 당업자에게 공지되어 있고, 이러한 명칭이 다음의 설명에서 사용될 것이다.

본 출원인의 명의로 된 국제 특허 제WO00/31377호에 따르면, 가변 압축비 엔진을 위한 기계식 전달 장치는 연소 피스톤을 포함하고, 연소 피스톤은 한편으로는 그 하부 부분에서 롤링 안내 장치(rolling guidance device)에 고정되고, 다른 한편으로는 피스톤과 커넥팅 로드 사이의 운동을 전달하는 것을 가능케 하는 커넥팅 로드에 고정되는 기어 휠(gearwheel)과 상호 작용하는 전달 부재(transmission member)에 고정되는 구성이 공지되어 있다.

본 출원인의 명의로 된 국제 특허 제WO03/008783호에 따르면, 가변 압축비 엔진을 위한 기계식 전달 장치는, 연소 피스톤이 내부에서 이동되는 적어도 1개의 실린더를 포함하고, 연소 피스톤은 한편으로는 롤링 안내 장치와 작은-치수 래크에 의해 그리고 다른 한편으로는 커넥팅 로드에 고정되는 기어 휠과 또 다른 큰-치수 래크에 의해 상호 작용하는 "피스톤 래크"로서 또한 호칭되는 전달 부재에 연소 피스톤의 하부 부분 내에서 고정된다는 것을 주목하여야 한다. 가변 압축비 엔진을 위한 기계식 전달 장치는 기어 휠과 상호 작용하는 적어도 1개의 제어 래크, 클램핑 예응력(clamping prestress)을 제공하는 전달 부재에 연소 피스톤을 부착하는 수단, 래크의 치형부를 강화하는 것을 가능케 하는 연결 수단 그리고 기어 휠의 구조를 보강 및 경량화하는 수단을 또한 포함한다.

큰-치수 래크의 치형부와 기어 휠의 치형부 사이의 최소 동작 간극은 큰-치수 래크 상에 그리고 기어 휠 상에 형성되는 베어링 표면의 위치에 의해 고정된다는 것을 주목하여야 한다.

특허 출원 제FR 2 896 544호에 따르면, 가변 압축비 엔진은, 공통 실린더 헤드를 포함하고, 공통 실린더 헤드는 한편으로는 엔진의 연소 챔버에서 엔진의 적어도 1개의 실린더의 단부를 그리고 다른 한편으로는 작동기의 상부 챔버에서 엔진의 제어 작동기의 적어도 1개의 실린더의 단부를 폐쇄하기 위해 크랭크 케이스와 상호 작용하고, 크랭크 케이스는 가변 압축비 엔진의 가동 커플링의 모든 구성 요소를 수용한다는 것을 주목하여야 한다.

특허 출원 제FR 2 896 539호 또는 제WO2007/085739호에 따르면, 가변 압축비 엔진은 엔진의 음향 방출을 제어하기 위해 그리고 엔진의 크랭크 케이스의 제조 공차를 증가시키기 위해 롤링 표면들이 영구적으로 상호 접촉 상태로 유지되게 하는 적어도 1개의 상승기 작동기(lifter actuator)를 갖고, 가변 압축비 엔진은 가변 압축비 엔진이 갖는 실린더와 동수의 상승기 작동기 및 제어 작동기를 갖는다는 것을 주목하여야 한다.

특허 제WO98/51911호 및 제FR 2 896 539호에 따르면, 가변 압축비 엔진의 제어 래크의 수직 위치는 제어 작동기로부터 있을 수 있는 누설을 보상하기 위해, 그리고 오일의 압축성의 효과를 감소시킴으로써 제어 작동기의 수직-위치 설정점의 유지의 정확도를 증가시키고 작동기의 챔버 내부측에서의 임의의 공동화 현상을 방지하도록 설계되는 사전 충전 압력(precharge pressure)을 제공하기 위해 제공되는 가압 유압 유체의 입구를 포함하는 제어 작동기에 의해 제어된다는 것을 또한 주목하여야 한다.

국제 특허 제WO98/51911호에서, 제어 작동기는 하부 챔버 및 상부 챔버를 포함하고, 상부 챔버의 배기량은 "상부 작동기 로드"로서 또한 호칭되는 작동기 스핀들 연장부(actuator spindle extender)에 의해 하부 챔버의 배기량과 동일하게 유지된다는 것이 주목되어야 한다. 또한, 국제 특허 제WO98/51911호에 따르면, 제어 작동기는 작동기 피스톤, 스프링에 의해 소정 위치에서 유지되는 밸브 그리고 제어 로드를 또한 포함하고, 작동기의 상부 단부는 실린더 헤드에 의해 폐쇄되고, 실린더 헤드는 한편으로는 실린더 헤드와 상부 작동기 로드 사이에 그리고 다른 한편으로는 실린더 헤드와 제어 로드 사이에 밀봉 수단을 포함한다.

본 출원인의 명의로 된 프랑스 특허 출원 제FR 2 896 539호 및 제FR 07/05237호에서 청구된 것과 같이, 가변 압축비 엔진은 한편으로는 엔진의 상승 작동기(들)에 상승기 작동기(들)가 동작되는 데 필요한 유압을 공급하기 위해, 그리고 다른 한편으로는 엔진의 제어 작동기에 제어 작동기의 있을 수 있는 유압 누설을 보상하는 데 그리고 제어 작동기의 정확도를 증가시키는 데 필요한 유압을 제공하기 위해 제공되는 유압 동력 유닛을 포함한다. 유닛에는 가변 압축비 엔진의 캠 샤프트 중 임의의 하나에 의해 구동될 수 있는 고압 펌프를 통해 가변 압축비 엔진의 윤활 회로에 의해 상기 유닛에 오일이 공급되며, 그후, 유닛이 엔진의 제어 작동기(들) 및 상승기 작동기(들)를 공급한다는 것이 주목되어야 한다.

본 출원인의 명의로 된 프랑스 특허 출원 제FR 2 896 539호 또는 제WO2007/085739호에 따르면, 제어 작동기에 제공된 유압은 또한 가변 압축비 엔진의 체적비를 증가시키도록 설계되는 동작 중에 제어 작동기의 이동 속도를 증가시키는 데 사용될 수 있다는 것이 주목되어야 한다. 이러한 후자의 변형예에 따르면, 유압은 작동기의 실린더 헤드 내에 생성되는 챔버에 의해 작동기의 상부 로드의 상부 표면에 인가된다.

본 출원인의 명의로 된 특허 출원 및 특허에서, 제어 로드는 바람직하게는 가변 압축비 엔진의 압축비를 제어하는 시스템의 형성을 간략화하기 위해 적어도 1개의 센서와 상호 작용하는 솔레노이드 밸브에 의해 대체될 수 있다는 것이 주목되어야 한다.

본 발명에 따른 볼 또는 밸브-요소 상승으로 압축비를 조정하는 장치는 위에서 참조된 본 출원인의 명의로 된 다양한 특허 출원 및 특허에서 설명된 것과 같이 압축비를 제어하는 것과 관련된 한 세트의 문제점을 해결하도록 설계되고, 이들 문제점은 다음과 같다:

- 하부 챔버의 변위와 동일한 변위를 제어 작동기의 상부 챔버에 제공하는 상부 작동기 로드는 가변 압축비 엔진의 상부 챔버와 실린더 헤드 사이에서의 적어도 1개의 밀봉 개스킷(gasket)의 형성과 관련된다. 개스킷은, 개스킷이 실린더 헤드 내에 생성되는 홈 내에 수납되고, 홈은 상부 작동기 로드와 동축으로 형성되어야 하기 때문에, 가변 압축비 엔진을 제조하는 것을 더 복잡하게 한다. 홈을 형성하는 데 요구된 기계 가공 정밀도와 관련된 어려움에 추가하여, 홈에 대한 상부 작동기 로드의 있을 수 있는 편심 때문에 개스킷에서 양호한 밀봉을 보증하기 어렵다. 이러한 어려움은 한편으로는 로드가 가변 압축비 엔진이 가동 중일 때에 수행하는 이동으로부터 그리고 다른 한편으로는 가변 압축비 엔진의 크랭크 케이스에 대해 실린더 헤드를 이동시키는 실린더 헤드의 팽창으로부터 기인하고, 이들 2개의 효과는 결합되어 명확하게 로드에 대해 홈을 편심시키는 경향이 있다.

- 위의 문단에서 설명된 것과 같이, 상부 제어 작동기 로드는 다양한 제조 문제점을 제기한다. 그러나, 가변 압축비 엔진의 체적비를 증가시키는 것을 목표로 하는 동작 중에 가변 압축비 엔진의 제어 작동기의 이동 속도를 증가시키기 위해, 유압이 작동기의 실린더 헤드 내에 생성되는 챔버에 의해 제어 작동기의 상부 로드의 상부 표면에 인가되는 것이 유용하고 심지어 필수적이다. 종래 기술에서, 로드를 제거하는 것은 이러한 기능을 제거하는 것에 상당하고, 이것은 불가능하다.

- 큰 에너지를 소비하거나 과도하게 높은 원가를 갖지 않는 상태에서 작은 압력 손실을 보증하고 가변 압축비 엔진의 윤활 회로가 함유하는 불순물 그리고 다양한 오염물을 수용하는 제어 로드에 대한 대체물로서 솔레노이드 밸브를 설계하기 어렵다.

참조로서 인용된 본 출원인의 명의로 된 특허 출원 및 특허에서 설명된 것과 같은 압축비의 명령 및 제어와 관련된 다양한 문제점, 명확하게는 제조의 어려움, 상부 작동기 로드의 비용 그리고 실린더 헤드와 실린더 헤드의 장착부와 관련된 문제점, 그리고 비용-효율적으로 제어 로드를 대체하는 제어 솔레노이드 밸브의 기능 사양을 충족시키는 어려움과 관련된 문제점을 해결하기 위해, 본 발명에 따른 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치는 다음의 사항을 제안하고 있다:

· 가변 압축비 엔진의 실린더 헤드의 형성을 상당히 단순화하기 위해 상부 작동기 로드를 제거할 수 있는 가능성;

· 본 출원인의 명의로 된 특허 제FR 2 896 539호에서 설명된 것과 같이 상부 제어 작동기 로드 그리고 실린더 헤드 내에 생성된 챔버의 제거에도 불구하고, 가변 압축비 엔진의 체적비를 증가시키는 것을 목표로 하는 동작 중에 작동기의 이동 속도를 증가시키는 데 필요한 가변 압축비 엔진의 제어 작동기에 대한 지원 기능의 보유;

· 가변 압축비 엔진의 윤활유 내에 존재하는 불순물 그리고 다양한 오염물과 양립 가능한 강력하고 내구성이고 합리적인 가격인 조정 장치에 의한 종래의 솔레노이드 밸브의 대체.

본 발명에 따른 상부 챔버 및 하부 챔버를 갖는 유압 이중-작용 제어 작동기 그리고 제어 래크에 연결되는 적어도 1개의 작동기 피스톤을 포함하는 가변 압축비 엔진의 압축비를 조정하는 장치는,

· 적어도 2개의 볼 또는 밸브 요소로서, 각각의 볼 또는 밸브 요소는 장착부 상에 위치되고, 제어 작동기의 상부 챔버 및 하부 챔버를 연결하는 전달 채널의 일 단부 및 다른 단부를 각각 차단하고, 볼은 유압 유체가 하나의 방향으로만 통과되게 하기 위해 볼이 스프링에 의해 볼의 장착부 상에 보유될 때에 비복귀 밸브 요소로서 작용하는, 볼 또는 밸브 요소와;

· 볼이 유압 유체가 양쪽 방향으로 통과되게 하도록 볼의 장착부로부터 볼을 상승시키는 것을 가능케 하는 상승 수단을 포함한다.

본 발명에 따른 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치는,

제어 작동기로서, 제어 작동기의 작동기 피스톤은 로크 나사에 의해 제어 래크에 부착되는, 제어 작동기와;

· 유체의 가압 저장부를 수용하는 가변 압축비 엔진의 유압 동력 유닛으로 복귀되기 위해 유압 유체가 전달 채널로부터 배출되게 하지만 유체가 전달 채널로 복귀되는 것을 방지하는 적어도 1개의 보상 비복귀 밸브 요소를 포함한다.

본 발명에 따른 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치는, 전달 채널 내에 수납되는 원통형 상승기 그리고 볼이 볼의 장착부로부터 상승되도록 원통형 상승기의 단부가 볼과 접촉되고 그 다음에 볼을 압박하도록 길이 방향으로 원통형 상승기를 병진 이동시키는 것을 가능케 하는 전기 기계식 작동기를 포함하는, 상승 수단을 포함한다.

본 발명에 따른 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치는, 볼로부터 원통형 상승기를 멀리 이동시키는 경향의 스프링에 의해 복귀되는, 원통형 상승기를 포함한다.

본 발명에 따른 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치는, 상승기 맞닿음부에 의해 병진 이동이 정지되고, 맞닿음부는 원통형 상승기가 볼을 상승시키게 하는 방향에 대향되는 방향으로 위치되는, 원통형 상승기를 포함한다.

본 발명에 따른 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치는 원통형 상승기가 상승기 맞닿음부와 접촉될 때에 원통형 상승기와 볼 사이의 간극을 조정하는 것을 가능케 하기 위해 볼-간극 조정 장치에 의해 조정될 수 있는 거리를 상승기 맞닿음부와 볼 사이에 포함한다.

본 발명에 따른 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치는, 가변 압축비 엔진의 크랭크 케이스 내에 직접적으로 또는 간접적으로 생성되고 볼의 장착부의 위치에 대한 상승기 맞닿음부의 위치를 조정하는 것을 가능케 하는 나사를 포함하고, 나사는 로킹 수단에 의해 회전되는 것이 정지될 수 있는, 볼 간극을 조정하는 장치를 포함한다.

본 발명에 따른 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치는, 전달 채널 외부측에 수납되는, 전기 기계식 작동기를 포함한다.

본 발명에 따른 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치는, 가변 압축비 엔진의 크랭크 케이스에 직접적으로 또는 간접적으로 부착되는 권선부 및 케이지를 갖는 적어도 1개의 전자기 흡인 컵을 포함하고, 권선부는 권선부에 전류가 횡단될 때에 원통형 상승기를 압박하는 금속 상승기 전기자(metal lifter armature)를 끌어당기는 것을 가능케 하는 자기장을 생성하는 데 사용되는, 전기 기계식 작동기를 포함한다.

본 발명에 따른 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치는, 작은 높이에 걸쳐 볼을 상승시키는 것을 가능케 하는 제1 전자기 흡인 컵 그리고 더 큰 높이에 걸쳐 볼을 상승시키는 것을 가능케 하는 제2 전자기 흡인 컵을 포함하는, 전기 기계식 작동기를 포함한다.

본 발명에 따른 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치는, 금속 지지 전기자에 부착될 수 있는 권선부 및 금속 케이지를 포함하고, 금속 지지 전기자는 가변 압축비 엔진의 크랭크 케이스에 직접적으로 또는 간접적으로 고정되는 제2 흡인 컵 조정 장치에 의해 볼을 향해 이동될 수 있지만 반대 방향으로는 정지되는, 전기 기계식 작동기의 제1 전자기 흡인 컵을 포함한다.

본 발명에 따른 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치는, 가변 압축비 엔진의 크랭크 케이스에 직접적으로 또는 간접적으로 부착되는 권선부 및 금속 케이지를 포함하고, 권선부는 제2 전자기 흡인 컵의 권선부에 전류가 횡단될 때에 제1 전자기 흡인 컵의 금속 지지 전기자를 끌어당기기 위해 자기장을 생성하는 데 사용되는, 전기 기계식 작동기의 제2 전자기 흡인 컵을 포함한다.

본 발명에 따른 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치는 볼의 작은 상승 높이를 조정하기 위해 제1 흡인 컵 조정 장치에 의해 조정될 수 있는 최대 거리를 한편으로는 원통형 상승기에 고정되거나 원통형 상승기와 접촉되는 금속 상승기 전기자와 다른 한편으로는 제1 전자기 흡인 컵의 금속 케이지 사이에 포함한다.

본 발명에 따른 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치는, 가변 압축비 엔진의 크랭크 케이스에 직접적으로 또는 간접적으로 고정된 맞닿음부의 위치를 조정하는 것을 가능케 하고 금속 상승기 전기자가 금속 케이지의 위치에 대해 위치되는 나사를 포함하고, 나사는 로킹 수단에 의해 회전되는 것이 정지될 수 있는, 제1 전자기 흡인 컵 조정 장치를 포함한다.

본 발명에 따른 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치는 볼의 큰 상승 높이를 조정하기 위해 제2 흡인 컵 조정 장치에 의해 조정될 수 있는 최대 거리를 제1 전자기 흡인 컵의 금속 지지 전기자와 제2 전자기 흡인 컵의 금속 케이지 사이에 포함한다.

본 발명에 따른 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치는, 제2 전자기 흡인 컵의 금속 케이지의 위치에 대한 금속 지지 전기자의 맞닿음부의 위치를 조정하는 것을 가능케 하는 나사를 포함하고, 나사는 로킹 수단에 의해 회전되는 것이 정지될 수 있는, 제2 흡인 컵 조정 장치를 포함한다.

본 발명에 따른 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치는, 상승기 비복귀 장치를 통해 증분 방식으로 그리고 일련의 작은 이동에 의해 원통형 상승기를 이동시키는 금속 상승 전기자를 이동시키는 것을 가능케 하는 적어도 1개의 상승 전자기 흡인 컵을 포함하고, 비복귀 장치는 원통형 상승기가 볼을 향해서만 이동되게 하는, 전기 기계식 작동기를 포함한다.

본 발명에 따른 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치는, 스프링 및/또는 전달 채널 내에 존재하는(prevailing) 압력의 작용 하에서 원통형 상승기가 원통형 상승기의 초기 위치로 복귀되게 하는 상승기 비복귀 장치를 로킹 해제하는 시스템을 포함하고, 초기 위치는 볼이 볼의 장착부 상에 위치되게 하는, 전기 기계식 작동기를 포함한다.

본 발명에 따른 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치는, 원통형 상승기를 이동시키는 금속 상승 전기자에 고정되는 적어도 제1 금속 스트립을 포함하고, 금속 스트립은 가변 압축비 엔진의 크랭크 케이스에 고정되고 또한 원통형 상승기의 본체를 파지하는 적어도 제2 금속 스트립과 상호 작용하는 원통형 상승기의 본체를 파지하고, 제1 및 제2 금속 스트립 양쪽은 원통형 상승기가 볼을 향해 이동되게 하지만 반대 방향으로 이동되지 않게 하는, 전기 기계식 작동기의 상승기 비복귀 장치를 포함한다.

본 발명에 따른 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치는, 원통형 상승기를 해제하기 위해 제1 및 제2 금속 스트립을 동시에 상승시키는 것을 가능케 하는 스트립 상승 수단을 포함하는, 상승기 비복귀 장치를 로킹 해제하는 시스템을 포함한다.

본 발명에 따른 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치는, 압전 층(piezoelectric layer)의 적층체로서, 압전 층의 적층체는 상승기가 볼의 장착부로부터 볼을 상승시키도록 전류의 효과 하에서의 압전 층의 적층체의 팽창에 의해 원통형 상승기를 압박할 수 있는, 압전 층의 적층체를 포함하는, 전기 기계식 작동기를 포함한다.

본 발명에 따른 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치는, 2개의 수평 벽들 사이에서 전개되는 "H자" 형상의 압전 모터를 포함하고, "H자" 형상부의 2개의 수직 바는 그 다음에 수직 바의 길이를 변형시킴으로써 벽들 사이에 모터를 웨지 결합시키고, 한편 "H자" 형상부의 수평 바는 또한 수평 바의 길이를 변형시킴으로써 그리고 "H자" 형상부의 2개의 수직 바의 길이 변동과 동기화 방식으로 상호 작용함으로써 모터를 이동시키고, 모터는 모터가 부착된 원통형 상승기를 이동시키는, 전기 기계식 작동기를 포함한다.

본 발명에 따른 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치는, 원통형 상승기 그리고 길이 방향으로 원통형 상승기를 병진 이동시키는 것을 가능케 하는 피스톤-기반 유압 작동기를 포함하고, 피스톤-기반 유압 작동기는 볼의 장착부로부터 볼을 상승시키기 위해 제어 솔레노이드 밸브에 의해 가변 압축비 엔진의 유압 동력 유닛 내에 존재하는 압력을 사용할 수 있는, 상승 수단을 포함한다.

본 발명에 따른 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치는, 피스톤의 최대 행정을 결정하는 2개의 탄성 행정단 맞닿음부(elastic end-of-stroke abutment)를 포함하고, 제1 탄성 맞닿음부는 엔진의 크랭크 케이스와 접촉될 때에 가변 압축비 엔진의 최대 압축비를 제한하는 것을 가능케 하고, 한편 제2 탄성 맞닿음부는 엔진의 제어 작동기의 실린더 헤드와 접촉될 때에 가변 압축비 엔진의 최소 압축비를 제한하는 것을 가능케 하는, 유압 이중-작용 제어 작동기의 작동기 피스톤을 포함한다.

본 발명에 따른 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치는, 2개의 탄성 행정단 맞닿음부 중 하나 또는 다른 하나가 엔진의 크랭크 케이스[이것은 제1 맞닿음부임] 또는 엔진의 제어 작동기의 실린더 헤드[이것은 제2 맞닿음부임] 중 어느 한쪽과 접촉될 때에 가변 압축비 엔진의 압축비를 조정할 수 있기 위해 래크에 대한 피스톤의 위치를 조정하는 것을 가능케 하는 조정 와셔(adjustment washer)를 피스톤의 하부 표면과 제어 래크의 하부 작동기 로드 사이에 포함하는, 제어 래크에 부착된 유압 이중-작용 제어 작동기의 작동기 피스톤을 포함한다.

본 발명에 따른 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치는, 유압 이중-작용 제어 작동기의 하부 챔버 및 상부 챔버를 연결하는 피스톤 감압 덕트를 포함하고, 덕트는 하부 챔버 내에 포켓을 형성할 수 있는 공기가 상부 챔버 내로 통과되게 하는, 작동기 피스톤을 포함한다.

본 발명에 따른 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치는, 유압 이중-작용 제어 작동기의 하부 챔버와 상부 챔버 사이에서의 유압 유체의 유동 속도를 제한하는 압력 손실을 형성하도록 계산되는 작동기 피스톤과 로크 나사 사이에 남겨진 공간을 포함하는, 피스톤 감압 덕트를 포함한다.

본 발명에 따른 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치는, 작동기 피스톤과 로크 나사 사이에 남겨진 상당한 공간을 포함하고, 공간은 유압 유체가 로크 나사와 작동기 피스톤 사이에 클램핑되는 감압 와셔의 하부 표면 상에 형성되는 홈을 통해 유압 이중-작용 제어 작동기의 하부 챔버로부터 상부 챔버로 통과되게 하는, 작동기 피스톤의 피스톤 감압 덕트를 포함한다.

본 발명에 따른 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치는, 큰 길이를 갖기 위해 나선형 형태로 되어 있고, 나선부의 시작부는 와셔의 중심 구멍 내로 연결되고, 한편 나선부의 단부는 와셔의 주변부 내로 연결되는, 감압 와셔가 포함하는 홈을 포함한다.

본 발명에 따른 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치는, 제어 래크에 작동기 피스톤을 부착하는 것을 가능케 하는 로크 나사의 본체 내에 형성되거나 끼워지는 감압 모세관 덕트를 포함하고, 모세관 덕트의 프로파일, 단면 및 길이는 제어 작동기의 하부 챔버와 상부 챔버 사이에서의 유압 유체의 통과를 제한하는 압력 손실을 형성하도록 계산되는, 피스톤 감압 덕트를 포함한다.

본 발명에 따른 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치는, 작동기 감압 덕트를 포함하고, 작동기 감압 덕트의 입구는 상부 챔버의 최고 지점에서 위치되고, 작동기 감압 덕트의 출구는 가변 압축비 엔진의 임의의 지점 내로 개방되고, 작동기 감압 덕트는 감압 솔레노이드 밸브에 의해 차단 또는 개방될 수 있는, 유압 이중-작용 제어 작동기를 포함한다.

본 발명에 따른 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치는 가변 압축비 엔진의 제어 래크의 수직 위치를 측정하는 것을 가능케 하는 위치 센서를 포함한다.

본 발명에 따른 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치는 가변 압축비 엔진의 피스톤 래크의 통과 순간을 측정하는 것을 가능케 하는 통과 검출 센서를 포함한다.

본 발명에 따른 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치는 가변 압축비 엔진의 제어 작동기의 상부 챔버 내에 존재하는 압력을 측정하는 것을 가능케 하는 압력 센서를 포함한다.

본 발명에 따른 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치는 가변 압축비 엔진이 포함하는 연소 챔버 내에 존재하는 압력을 측정하는 것을 가능케 하는 압력 센서를 포함한다.

본 발명에 따른 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치는 가변 압축비 엔진이 포함하는 크랭크 샤프트의 각도 위치를 측정하는 것을 가능케 하는 각도 센서를 포함한다.

본 발명에 따른 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치는, 재공급 비복귀 밸브 요소를 포함하고, 밸브 요소는 가변 압축비 엔진의 유압 동력 유닛으로부터의 가압 유압 유체가 상부 챔버 내로 진입되게 하지만 상부 챔버로부터 배출되지 않게 하는, 제어 작동기의 상부 챔버를 포함한다.

본 발명에 따른 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치는, 재공급 비복귀 밸브 요소를 포함하고, 밸브 요소는 가변 압축비 엔진의 유압 동력 유닛으로부터의 가압 유압 유체가 하부 챔버 내로 진입되게 하지만 하부 챔버로부터 배출되지 않게 하는, 제어 작동기의 하부 챔버를 포함한다.

본 발명에 따른 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치는, 전달 채널이 형성되는 가변 압축비 엔진의 크랭크 케이스에 끼워지는 판으로서, 볼을 상승시키는 수단 그리고 전달 채널과 크랭크 케이스 내로 합체되는 덕트 사이에 밀봉부를 제공하는 밀봉 수단을 포함하는, 판을 포함한다.

본 발명에 따른 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치는, 가변 압축비 엔진의 크랭크 케이스에 견고하게 부착되고, 제1 흡인 컵은 원통형 상승기와 접촉되는 자유 작은-상승 전기자를 끌어당길 수 있고, 한편 제2 전자기 흡인 컵은 상승기에 고정되는 큰-상승 전기자를 끌어당기는 것을 가능케 하는, 제1 전자기 흡인 컵 및 제2 전자기 흡인 컵을 포함한다.

본 발명에 따른 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치는, 흡인 컵들이 수납되는 원통형 외피(cylindrical sheath)에 의해 크랭크 케이스에 고정되고, 외피는 크랭크 케이스 내로 나사 결합되는, 작은-상승 전자기 흡인 컵 및 큰-상승 전자기 흡인 컵을 포함한다.

본 발명에 따른 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치는, 복귀 스프링을 포함하는, 자유 작은-상승 전기자를 포함한다.

본 발명에 따른 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치는, 복귀 스프링을 포함하는, 원통형 상승기에 고정된 큰-상승 전기자를 포함한다.

본 발명에 따른 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치는, 원통형 상승기의 작은 상승의 높이를 조정하는 것을 가능케 하는 조정 수단을 포함하는, 작은-상승 전자기 흡인 컵을 포함한다.

본 발명에 따른 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치는, 원통형 상승기의 큰 상승의 높이를 조정하는 것을 가능케 하는 조정 수단을 포함하는, 큰-상승 전자기 흡인 컵을 포함한다.

본 발명에 따른 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치는, 전자기 흡인 컵의 양쪽에 전류가 공급되지 않을 때에 원통형 상승기와 볼 사이의 거리를 조정하는 것을 가능케 하는 조정 수단을 포함하는, 원통형 외피를 포함한다.

본 발명에 따른 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치는, 각각의 볼에 대해,

· 장착부 상에 위치될 수 있는 니들을 갖는 상보성 폐쇄 수단으로서, 니들은 유압 이중-작용 제어 작동기의 상부 챔버 및 하부 챔버를 연결하는 전달 채널 내로 연결되는 챔버 중 하나 또는 다른 하나 즉 상부 챔버 또는 하부 챔버로부터 기인하는 연결 채널을 차단할 수 있는, 상보성 폐쇄 수단과;

· 유압 유체가 양쪽 방향으로 통과되게 하기 위해 니들의 장착부로부터 니들을 견인하는 것을 가능케 하는 견인 수단을 포함한다.

본 발명에 따른 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치는, 연결 채널을 통과하는 오일의 유동 속도를 제어하고 유동 속도의 더 양호한 제어를 보증하는 것을 가능케 하는 보정 구멍(calibrated hole)을 포함할 수 있는, 연결 채널을 포함한다.

본 발명에 따른 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치는, 유압 유체가 양쪽 방향으로 통과되게 하기 위해 니들의 단부 중 하나가 니들이 장착부로부터 멀어지도록 길이 방향으로 니들을 병진 이동시키는 것을 가능케 하는 전기 기계식 작동기를 포함하는, 견인 수단을 포함한다.

본 발명에 따른 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치는, 원통형 본체 내부측에 부착되는 권선부 및 케이지를 갖는 전자기 흡인 컵을 원통형 본체의 내부측 상에 포함하고, 흡인 컵의 권선부는 권선부에 전류가 횡단될 때에 니들에 고정되는 금속 전기자를 끌어당기는 것을 가능케 하고 니들을 견인하는 것을 가능케 하는 자기장을 생성하는 데 사용되는, 전기 기계식 작동기를 포함한다.

본 발명에 따른 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치는, 단일의 상승 높이에 걸쳐 볼을 상승시키기 위해 권선부에 전류가 횡단될 때에 원통형 상승기를 압박하는 상승 금속 상승기 전기자를 끌어당기는 것을 가능케 하는 자기장을 생성하는 권선부를 갖는 전자기 흡인 컵을 원통형 본체의 내부측 상에 포함하는, 전기 기계식 작동기를 포함한다.

본 발명에 따른 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치는, 가변 압축비 엔진의 유압 동력 유닛 내에 존재하는 압력이 유압 작동기에 의해 볼을 상승시키거나 니들을 견인하는 데 사용되도록 단차식 작동될(steped) 수 있는, 볼 또는 니들을 상승시키거나 견인하는 전기 기계식 수단을 포함한다.

비제한 예로서 제공되는 첨부 도면을 참조한 다음의 설명은 본 발명, 본 발명이 제안하고 있는 특징 그리고 본 발명이 제공할 수 있는 장점을 더 용이하게 이해하게 할 것이다.
도1은 본 발명에 따른 압축비를 조정하는 볼-상승 또는 밸브-요소-상승 장치의 가변 압축비 엔진에서의 주요 구성 요소 및 구성 요소의 위치를 도시하는 개략 단면도이다.
도2는 본 발명에 따른 압축비를 조정하는 볼-상승 또는 밸브-요소-상승 장치의 전기 기계식 작동기를 도시하는 단면도이다.
도3은 본 발명에 따른 압축비를 조정하는 볼-상승 또는 밸브-요소-상승 장치의 전기 기계식 작동기를 도시하는 분해 사시도이다.
도4 내지 도6은 본 발명에 따른 압축비를 조정하는 볼-상승 또는 밸브-요소-상승 장치의 전기 기계식 작동기의 동작 원리를 도시하는 개략도이다.
도7 내지 도9는 본 발명에 따른 압축비를 조정하는 볼-상승 또는 밸브-요소-상승 장치의 전기 기계식 작동기의 제1 변형예의 동작 원리를 도시하는 개략도이다.
도10 내지 도12는 볼 또는 밸브 요소를 상승시키는 것을 가능케 하는 원통형 상승기를 증분식으로 그리고 일련의 작은 이동에 의해 이동시키는 것을 가능케 하는 압축비를 조정하는 장치의 전기 기계식 작동기의 제2 변형예를 도시하는 개략도이다.
도13 내지 도20은 본 발명에 따른 압축비를 조정하는 볼-상승 장치의 변형예를 도시하는 도면이다.
도21은 가변 압축비 엔진의 엔진 블록 그리고 엔진 블록 상에서의 본 발명에 따른 압축비를 조정하는 볼-상승 또는 밸브-요소-상승 장치의 위치를 도시하는 분해 사시도이다.

도1은 유압 이중-작용 제어 작동기(8)의 상부 챔버(121) 및 하부 챔버(122)를 연결하는 적어도 1개의 덕트를 차단하는 수단 그리고 유압 유체가 양쪽 방향으로 통과되게 하기 위해 차단 수단의 장착부로부터 차단 수단을 상승시키는 것을 가능케 하는 상승 수단(410)을 포함하는 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 장치(400)를 도시하고 있다.

본 출원인에게 소유되는 특허 출원 및 특허에 따르면, 가변 압축비 엔진은 피스톤에 고정되는 "피스톤 래크"로서 호칭되고 한편으로는 롤링 안내 장치(4)와 그리고 다른 한편으로는 기어 휠(5)과 상호 작용하는 전달 부재(3)를 연소 피스톤(2)의 하부 부분 내에서 갖는 기계식 전달 장치(1)를 포함한다.

연소 피스톤(2)에 고정된 전달 부재 또는 피스톤 래크(3)에는 제1 큰-치수 래크(35)가 전달 부재 또는 피스톤 래크의 표면 중 하나 상에 제공되고, 제1 큰-치수 래크의 치형부(34)는 기어 휠(5)의 치형부(51)와 상호 작용한다.

전달 부재 또는 피스톤 래크(3)는, 제1 래크(35)로부터 다른 측면 상에서, 작은-치수 치형부(38)가 롤링 안내 장치(4)의 롤러(40)의 치형부와 상호 작용하는 제2 래크(37)를 포함한다.

크랭크 케이스(100)는 연소 피스톤(2)의 이동과 롤링 안내 장치(4)의 롤러(40)의 이동을 동기화시키는 래크(46)를 포함하는 지지부(41)에 고정된다.

기어 휠(5)은 연소 피스톤(2)과 크랭크 샤프트(9) 사이의 운동을 전달하기 위해 크랭크 샤프트(9)에 연결되는 커넥팅 로드(6)와 상호 작용한다.

기어 휠(5)은 제어 래크(7)와 전달 부재 또는 피스톤 래크(3)로부터 다른 측면 상에서 상호 작용하고, 크랭크 케이스(100)에 대한 제어 래크의 수직 위치는 제어 작동기(8)를 포함하는 제어 장치(12) 그리고 크랭크 케이스(100) 내에 생성되는 작동기 실린더(112) 내에서 안내되는 작동기 피스톤(13)에 의해 구동된다.

제어 작동기(8)는 상부 챔버(121) 및 하부 챔버(122)를 작동기 피스톤(13) 위 및 아래에 포함하고, 이들 챔버는 작동기 피스톤(13)의 동일한 행정에 대해 서로로부터 상이한 변위를 갖는다.

제어 작동기(8)는 제어 래크(7)에 고정되는 하부 작동기 로드(16) 그리고 제어 래크(7)의 하부 작동기 로드(16)에 작동기 피스톤(13)을 부착하는 것을 가능케 하는 로크 나사(132)를 포함한다.

로크 나사(132)는 제어 작동기(8)의 상부 챔버(121) 내에 수납되는 로킹 헤드(139)를 포함한다.

유압 이중-작용 제어 작동기(8)의 작동기 피스톤(13)은 작동기 피스톤의 최대 행정을 결정하는 2개의 탄성 행정단 맞닿음부(130, 131)를 포함할 수 있다.

제1 맞닿음부(131)는 엔진의 크랭크 케이스(100)와 접촉될 때에 가변 압축비 엔진의 최대 압축비를 제한하는 것을 가능케 하고, 한편 제2 맞닿음부(130)는 엔진의 제어 작동기(8)의 실린더 헤드(300)와 접촉될 때에 가변 압축비 엔진의 최소 압축비를 제한하는 것을 가능케 한다.

유압 이중-작용 제어 작동기(8)의 작동기 피스톤(13)은 래크(7)에 대한 피스톤(13)의 위치를 조정하는 것을 가능케 하는 조정 와셔(135)를 피스톤(13)의 하부 표면과 제어 래크(7)의 하부 작동기 로드(16) 사이에 포함한다.

이러한 조정 와셔(135)는 2개의 탄성 행정단 맞닿음부(130, 131) 중 하나 또는 다른 하나가 엔진의 크랭크 케이스(100)[이것은 제1 맞닿음부(131)임] 또는 엔진의 제어 작동기(8)의 실린더 헤드(300)[이것은 제2 맞닿음부(130)임] 중 어느 한쪽과 접촉될 때에 가변 압축비 엔진의 압축비를 조정하는 것을 가능케 한다.

작동기 피스톤(13)은 유압 이중-작용 제어 작동기(8)의 하부 챔버(122) 및 상부 챔버(121)를 연결하는 피스톤 감압 덕트(133)를 포함한다. 피스톤 감압 덕트(133)는 하부 챔버(122) 내에 포켓을 형성한 공기가 상부 챔버(121) 내로 통과되게 한다.

피스톤 감압 덕트(133)는 유압 이중-작용 제어 작동기(8)의 하부 챔버(122)와 상부 챔버(121) 사이에서의 유압 유체의 유동 속도를 제한하는 압력 손실을 형성하도록 계산되는 작동기 피스톤(13)과 로크 나사(132) 사이에 남겨진 공간을 포함할 수 있다.

작동기 피스톤(13)의 피스톤 감압 덕트(133)는 작동기 피스톤(13)과 로크 나사(132) 사이에 남겨진 상당한 공간을 포함할 수 있고, 공간은 유압 유체가 로크 나사(132)와 작동기 피스톤(13) 사이에 클램핑되는 감압 와셔(136)의 하부 표면 상에 형성되는 홈을 통해 유압 이중-작용 제어 작동기(8)의 하부 챔버(122)로부터 상부 챔버(121)로 통과되게 한다.

홈의 프로파일, 단면 및 길이는 유압 이중-작용 제어 작동기(8)의 로크 나사(132)와 작동기 피스톤(13) 사이에 유체의 통과를 제한하는 압력 손실을 형성하도록 계산된다.

감압 와셔(136) 내에 형성된 홈은 큰 길이를 갖기 위해 나선형 형태로 되어 있을 수 있고, 나선부의 시작부는 와셔의 중심 구멍 내로 연결되고, 한편 나선부의 단부는 와셔의 주변부 내로 연결된다.

작동기 피스톤(13)의 피스톤 감압 덕트(133)는 로크 나사(132)의 본체 내에 형성되거나 끼워지는 감압 모세관 덕트(134)와 연통된다. 감압 모세관 덕트(134)의 프로파일, 단면 및 길이는 유압 이중-작용 제어 작동기(8)의 하부 챔버(122)와 상부 챔버(121) 사이에서의 유압 유체의 통과를 제한하는 압력 손실을 형성하도록 계산된다.

유압 이중-작용 제어 작동기(8)는 작동기 감압 덕트(137)를 포함할 수 있고, 작동기 감압 덕트의 입구는 상부 챔버(121)의 최고 지점에서 위치되고, 작동기 감압 덕트의 출구는 가변 압축비 엔진의 임의의 지점 내로 개방된다.

작동기 감압 덕트(137)의 출구는 엔진의 오일 섬프(oil sump)(500) 내로 직접적으로 또는 간접적으로 연결된다. 작동기 감압 덕트(137)는 감압 솔레노이드 밸브(138)에 의해 차단 또는 개방될 수 있다.

가변 압축비 엔진은 제어 래크(7)의 수직 위치를 측정하는 것을 가능케 하는 적어도 1개의 위치 센서(95)를 포함할 수 있다.

가변 압축비 엔진은 피스톤 래크(3)의 통과가 검출된 크랭크 샤프트(9)의 각도 위치를 고려하여 엔진의 압축비를 센서로부터 유도할 수 있기 위해 피스톤 래크(3)의 통과를 검출하는 적어도 1개의 센서를 포함할 수 있다.

가변 압축비 엔진은 유압 이중-작용 제어 작동기(8)의 상부 챔버(121) 내에 존재하는 압력을 측정하는 것을 가능케 하는 도시되지 않은 적어도 1개의 압력 센서를 포함할 수 있다.

가변 압축비 엔진은 가변 압축비 엔진이 포함하는 연소 챔버 내에 존재하는 압력을 측정하는 것을 가능케 하는 도시되지 않은 적어도 1개의 압력 센서를 포함할 수 있다.

가변 압축비 엔진은 적어도 1개의 크랭크 샤프트 각도 위치 센서(93) 그리고 적어도 1개의 컴퓨터(94)를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 압축비를 조정하는 장치(400)는 적어도 2개의 볼(401, 402) 또는 밸브 요소를 갖는 차단 수단을 포함하고, 각각의 볼 또는 밸브 요소는 장착부(403, 404) 상에 위치되고, 유압 이중-작용 제어 작동기(8)의 상부 챔버(121) 및 하부 챔버(122)를 크랭크 케이스(100) 내로 합체되는 덕트(406, 407)에 의해 연결하는 전달 채널(405)의 일 단부 및 다른 단부를 각각 차단한다.

볼(401, 402)은 유압 유체가 하나의 방향으로만 통과되게 하기 위해 볼이 스프링(408, 409)에 의해 볼의 장착부(403, 404) 상에 보유될 때에 비복귀 밸브 요소로서 작용한다.

본 발명에 따른 압축비를 조정하는 장치(400)는 유압 유체가 양쪽 방향으로 통과되게 하기 위해 볼의 장착부(403, 404)로부터 볼(401, 402)을 상승시키는 것을 가능케 하는 상승 수단(410)을 포함한다.

압축비를 조정하는 장치(400)는 유체의 가압 저장부(251)를 수용하는 가변 압축비 엔진의 유압 동력 유닛(200)으로 복귀되기 위해 유압 유체가 전달 채널(405)로부터 배출되게 하지만 유압 유체가 전달 채널(405)로 복귀되는 것을 방지하는 적어도 1개의 보상 비복귀 밸브 요소(411)를 포함한다.

압축비를 조정하는 장치(400)의 상승 수단(410)은 전달 채널(405) 내에 수납되는 원통형 상승기(412)를 각각의 볼(401, 402)에 대해 포함한다.

상승 수단(410)은 볼이 볼의 장착부(403, 404)로부터 상승되도록 원통형 상승기의 단부 중 하나가 대응 볼(401, 402)과 접촉된 다음에 대응 볼을 압박하도록 길이 방향으로 원통형 상승기(412)를 병진 이동시키는 것을 가능케 하는 전기 기계식 작동기(413)를 포함한다.

도2 및 도3은 압축비를 조정하는 장치(400)의 상승 수단(410)을 형성하는 전기 기계식 작동기(413)의 비제한 예시 실시예를 도시하고 있다.

다른 볼의 장착부(404)로부터 다른 볼(402)을 상승시키는 다른 전기 기계식 작동기(413)가 동일하다는 이해 하에서, 볼의 장착부(403)로부터 볼(401)을 구동시키는 단일의 전기 기계식 작동기(413)가 도시되어 있다.

그러므로, 각각의 전기 기계식 작동기(413)는 가변 압축비 엔진의 크랭크 케이스(100) 내부측에 직접적으로 또는 가변 압축비 엔진의 크랭크 케이스(100)에 고정되는 원통형 본체(450) 내부측 중 어느 한쪽에 수납될 수 있다.

각각의 전기 기계식 작동기(413)는 권선부(416, 417) 및 케이지(418, 419)를 갖는 적어도 1개의 전자기 흡인 컵(414, 415)을 포함한다.

제1 전자기 흡인 컵(414)의 권선부(416)는 권선부(416)에 전류가 횡단될 때에 원통형 상승기(412)를 압박하는 금속 상승기 전기자(420)를 끌어당기는 것을 가능케 하는 자기장을 생성하는 데 사용된다.

전달 채널(405) 내에 수납된 원통형 상승기(412)는 원통형 상승기(412)가 볼(401, 402)을 상승시키게 하는 방향에 대향되는 방향으로 위치되는 상승기 맞닿음부(423)에 의해 병진 이동이 정지된다.

상승기 맞닿음부(423)와 볼(401, 402) 사이의 거리는 원통형 상승기(412) 및/또는 금속 상승기 전기자(420)가 상승기 맞닿음부(423)와 접촉될 때에 원통형 상승기(412)와 볼(401, 402) 사이의 간극을 조정하는 것을 가능케 하기 위해 볼 간극을 조정하는 장치(426, 427)에 의해 조정될 수 있다.

볼-간극 조정 장치는 가변 압축비 엔진의 크랭크 케이스(100) 내에 직접적으로 또는 간접적으로 생성되고 볼(401, 402)의 장착부(403, 404)의 위치에 대한 상승기 맞닿음부(423)의 위치를 조정하는 것을 가능케 하는 나사(426)를 포함한다.

볼-간극 조정 장치를 형성하는 나사(426)는 로킹 수단(427)에 의해 회전되는 것이 정지될 수 있다.

볼(401, 402)로부터 멀리 이동시키는 경향이 있는 (도시되지 않은) 스프링에 의해 복귀되기 위해 전달 채널(405) 내에 수납된 원통형 상승기(412)가 제공된다.

각각의 전기 기계식 작동기(413)는 한편으로는 작은 높이에 걸쳐 볼(401, 402)을 상승시키는 것을 가능케 하는 제1 전자기 흡인 컵(414) 그리고 다른 한편으로는 더 큰 높이에 걸쳐 볼(401, 402)을 상승시키는 것을 가능케 하는 제2 전자기 흡인 컵(415)을 포함한다.

제1 전자기 흡인 컵(414)은 금속 지지 전기자(421)에 부착될 수 있는 권선부(416) 및 금속 케이지(418)를 포함한다.

한편으로는 원통형 상승기(412)에 고정되거나 원통형 상승기와 접촉되는 금속 상승기 전기자(420) 그리고 다른 한편으로는 제1 전자기 흡인 컵(414)의 금속 케이지(418) 사이의 최대 거리는 볼(401, 402)의 작은 상승 높이를 조정하기 위해 제1 흡인 컵 조정 장치(423, 430)에 의해 조정될 수 있다.

제1 전자기 흡인 컵 조정 장치는 가변 압축비 엔진의 크랭크 케이스(100)에 직접적으로 또는 간접적으로 고정된 맞닿음부(423)의 위치를 조정하는 것을 가능케 하고 금속 상승기 전기자(420)가 금속 케이지(418)의 위치에 대해 위치되는 나사(430)를 포함하고, 나사(430)는 로킹 수단(431)에 의해 회전되는 것이 정지될 수 있다.

제1 전자기 흡인 컵(414)의 금속 지지 전기자(421)는 볼(401, 402)을 향해 이동될 수 있다.

제1 전자기 흡인 컵(414)의 금속 지지 전기자(421)와 제2 전자기 흡인 컵(415)의 금속 케이지(419) 사이의 최대 거리는 볼(401, 402)의 큰 상승 높이를 조정하기 위해 제2 흡인 컵 조정 장치(422, 424)에 의해 조정될 수 있다.

제2 흡인 컵 조정 장치는 제2 전자기 흡인 컵(415)의 금속 케이지(419)의 위치에 대한 금속 지지 전기자(421)의 맞닿음부(422)의 위치를 조정하는 것을 가능케 하는 나사(424)를 포함하고, 나사(424)는 로킹 수단(425)에 의해 회전되는 것이 정지될 수 있다.

제1 흡인 컵(414)의 권선부(416)는 권선부(416)에 전류가 횡단될 때에 원통형 상승기(412)를 압박하기 위해 금속 상승기 전기자(420)를 끌어당기는 것을 가능케 하는 자기장을 생성하는 데 사용된다.

제2 흡인 컵(415)은 가변 압축비 엔진의 크랭크 케이스(100)에 직접적으로 또는 간접적으로 부착될 수 있는 권선부(417) 및 금속 케이지(419)를 포함한다.

제2 흡인 컵(415)의 권선부(417)는 제2 흡인 컵(415)의 권선부(417)에 전류가 횡단될 때에 제1 전자기 흡인 컵(414)의 금속 지지 전기자(421)를 끌어당기기 위해 자기장을 생성하는 데 사용된다.

도7 내지 도9에 도시되어 있는 제1 변형예에 따르면, 압축비를 조정하는 장치(400)의 상승 수단(410)을 형성하는 전기 기계식 작동기(413)는 가변 압축비 엔진의 크랭크 케이스(100)에 견고하게 부착되는 제1 전자기 흡인 컵(432) 및 제2 전자기 흡인 컵(433)을 포함하고, 제1 흡인 컵(432)은 원통형 상승기(412)와 접촉되는 자유 작은-상승 전기자(438)를 끌어당길 수 있고, 한편 제2 전자기 흡인 컵(433)은 상승기에 고정되는 큰-상승 전기자(434)를 끌어당기는 것을 가능케 한다.

작은-상승 및 큰-상승 전자기 흡인 컵(432, 433)은 이들 흡인 컵이 수납되는 원통형 외피(435)에 의해 크랭크 케이스(100)에 고정되고, 외피(435)는 크랭크 케이스(100) 내로 나사 결합된다.

자유 작은-상승 전기자(438)는 복귀 스프링(436)을 포함한다.

원통형 상승기(412)에 고정된 큰-상승 전기자(434)는 복귀 스프링(437)을 포함한다.

작은-상승 전자기 흡인 컵(432)은 원통형 상승기(412)의 작은 상승의 높이를 조정하는 것을 가능케 하는 도시되지 않은 조정 수단을 포함한다.

큰-상승 전자기 흡인 컵(433)은 원통형 상승기(412)의 큰 상승의 높이를 조정하는 것을 가능케 하는 도시되지 않은 조정 수단을 포함한다.

원통형 외피(435)는 전자기 흡인 컵(432, 433)의 양쪽에 전류가 공급되지 않을 때에 원통형 상승기(412)와 볼(401, 402) 사이의 거리를 조정하는 것을 가능케 하는 도시되지 않은 조정 수단을 포함한다.

도10 내지 도12에 도시되어 있는 제2 변형예에 따르면, 압축비를 조정하는 장치(400)의 상승 수단(410)을 형성하는 전기 기계식 작동기(413)는 상승기 비복귀 장치(470)를 통해 증분 방식으로 일련의 작은 이동만큼 원통형 상승기(412)를 구동시키는 금속 상승 전기자(478)를 이동시키는 것을 가능케 하는 적어도 1개의 상승 전자기 흡인 컵(476)을 포함한다.

상승기 비복귀 장치(470)는 원통형 상승기(412)가 볼(401, 402)을 향해서만 이동되게 한다.

전기 기계식 작동기(413)는 스프링(472) 및/또는 전달 채널(405) 내에 존재하는 압력의 작용 하에서 원통형 상승기(412)가 원통형 상승기의 초기 위치로 복귀되게 하는 상승기 비복귀 장치(470)를 로킹 해제하는 시스템(471)을 포함하고, 초기 위치는 볼(401, 402)이 볼의 장착부(403, 404) 상에 위치되게 한다.

전기 기계식 작동기(413)의 상승기 비복귀 장치(470)는 원통형 상승기(412)를 구동시키는 금속 상승 전기자(478)에 고정되는 적어도 제1 금속 스트립(473)을 포함한다.

금속 스트립(473)은 가변 압축비 엔진의 크랭크 케이스(100)에 고정되고 또한 상승기의 본체를 파지하는 적어도 제2 금속 스트립(474)과 상호 작용하는 원통형 상승기(412)의 본체를 파지한다.

제1 및 제2 금속 스트립(473, 474) 양쪽은 원통형 상승기(412)가 볼(401, 402)을 향해 이동되게 하지만 역전 방향으로 이동되지 않게 한다.

상승기 비복귀 장치(470)를 로킹 해제하는 시스템(471)은 원통형 상승기(412)를 해제하기 위해 제1 및 제2 금속 스트립(473, 474)을 동시에 상승시키는 것을 가능케 하는 스트립 상승 수단(475)을 포함한다.

스트립 상승 수단(475)은 상승 수단에 고정되는 금속 로킹 해제 전기자(479)를 끌어당기는 적어도 1개의 전자기 로킹 해제 흡인 컵(477)에 의해 작동될 수 있다는 것을 주목하여야 한다.

제3 변형예에 따르면, 압축비를 조정하는 장치(400)의 상승 수단(410)을 형성하는 전기 기계식 작동기(413)는, 압전 층의 적층체로서, 압전 층의 적층체는 상승기가 볼 또는 밸브 요소의 장착부(403, 404)로부터 볼(401, 402) 또는 밸브 요소를 상승시키도록 전류의 효과 하에서의 압전 층의 적층체의 팽창에 의해 원통형 상승기(412)를 압박할 수 있는, 압전 층의 적층체를 포함한다.

제4 변형예에 따르면, 압축비를 조정하는 장치(400)의 상승 수단(410)을 형성하는 전기 기계식 작동기(413)는 2개의 수평 벽들 사이에 전개되는 "H자"-형상의 압전 모터를 포함하고, "H자" 형상부의 2개의 수직 바는 그 다음에 수직 바의 길이를 변형시킴으로써 벽들 사이에 모터를 웨지 결합시키고, 한편 "H자" 형상부의 수평 바는 또한 수평 바의 길이를 변형시킴으로써 그리고 "H자" 형상부의 2개의 수직 바의 길이 변동과 동기화 방식으로 상호 작용함으로써 모터를 이동시키고, 모터는 모터가 부착된 원통형 상승기(412)를 이동시킨다.

제5 변형예에 따르면, 압축비를 조정하는 장치(400)의 상승 수단(410)은 도시되지 않은 피스톤-기반 유압 작동기에 의해 길이 방향으로 병진 이동될 수 있는 원통형 상승기(412)를 포함할 수 있고, 작동기는 볼의 장착부(403, 404)로부터 볼(401, 402)을 상승시키기 위해 제어 솔레노이드 밸브에 의해 가변 압축비 엔진의 유압 동력 유닛(200) 내에 존재하는 압력을 사용할 수 있다.

동일하게, 본 발명에 따른 압축비를 조정하는 장치(400)는 유압 이중-작용 제어 작동기(8)의 상부 챔버(121)를 재공급하는 것을 가능케 하는 비복귀 밸브 요소(428)를 포함한다. 재공급 비복귀 밸브 요소(428)는 가변 압축비 엔진의 유압 동력 유닛(200)으로부터 기인하는 가압 유압 유체가 상부 챔버(121) 내로 진입되게 하지만 상부 챔버로부터 배출되지 않게 한다.

본 발명에 따른 압축비를 조정하는 볼-상승 장치(400)는 유압 이중-작용 제어 작동기(8)의 하부 챔버(122)의 재공급을 가능케 하는 비복귀 밸브 요소(429)를 포함한다. 재공급 비복귀 밸브 요소(429)는 가변 압축비 엔진의 유압 동력 유닛(200)으로부터 기인하는 가압 유압 유체가 하부 챔버(122) 내로 진입되게 하지만 하부 챔버로부터 배출되지 않게 한다.

도13 내지 도20에는 유압 이중-작용 제어 작동기(8)의 상부 챔버(121) 및 하부 챔버(122)를 연결하는 적어도 1개의 덕트를 차단하는 수단과 양쪽 방향으로 유압유체를 통과시키기 위해서 그들의 장착부로부터 차단 수단을 상승시키게 할 수 있는 상승 수단(410)을 포함하는 가변 압축비 엔진의 압축비를 조정하는 장치(400)의 변형예가 도시되어 있다.

상승 수단(410)은 전달 채널(405) 내에 수납되는 원통형 상승기(412)를 각각의 볼(401, 402)에 대해 포함한다.

다른 볼의 장착부(404)로부터 다른 볼(402)을 상승시키는 다른 전기 기계식 작동기(413)가 동일하다는 이해 하에서, 볼의 장착부(403)로부터 볼(401)을 구동시키는 하나의 전기 기계식 작동기(413)만이 도시되어 있다.

그러므로, 각각의 전기 기계식 작동기(413)는 가변 압축비 엔진의 크랭크 케이스(100) 내부측에 직접적으로, 또는 가변 압축비 엔진의 크랭크 케이스(100)에 또는 크랭크 케이스(100)에 끼워지고 유압 동력 유닛(200)으로부터의 입구 채널(210)을 포함하는 판(460)에 고정되는 원통형 본체(450) 내부측 중 어느 한쪽에 수납될 수 있다.

이러한 특정한 경우에, 각각의 전기 기계식 작동기(413)는 권선부(492)에 전류가 횡단될 때에 원통형 상승기(412)를 압박하는 상승 금속 상승기 전기자(493)를 끌어당기는 것을 가능케 하는 자기장을 생성하는 권선부(492)를 포함하는 전자기 흡인 컵(490)을 예컨대 원통형 본체(450)의 내부측 상에 포함한다.

원통형 상승기(412)의 이동은 볼의 장착부(403, 404)로부터 볼을 상승시키고 유압 유체가 양쪽 방향으로 통과되게 하기 위해 대응 볼(401, 402)을 이동시키는 것을 가능케 한다.

상승 금속 상승기 전기자(493)는 대응 볼(401, 402)이 볼의 장착부(403, 404)에 대해 위치되도록 코일(492)이 전류에 의해 더 이상 횡단되지 않을 때에 원통형 상승기의 최초 위치로 원통형 상승기(412)를 복귀시키는 것을 가능케 하는 복귀 스프링(494)이 위치되는 원통형 상승기(412)에 고정된다.

압축비를 조정하는 장치(400)는 장착부(602) 상에 위치될 수 있는 니들(601)을 갖는 상보성 차단 수단(600)을 각각의 볼(401, 402)에 대해 포함하고, 니들은 유압 이중-작용 제어 작동기(8)의 상부 챔버(121) 및 하부 챔버(122)를 연결하는 전달 채널(405) 내로 연결되는 상부 챔버(121) 또는 하부 챔버(122)의 하나 또는 다른 하나로부터 기인하는 연결 채널(604)을 차단할 수 있고, 연결 채널(604)은 보정 구멍(603)을 포함할 수 있다.

보정 구멍(603)은 보정 구멍을 통과하는 오일의 유동 속도를 제어하고 유동 속도의 더 양호한 제어를 보증하는 것을 가능케 한다.

본 발명에 따른 압축비를 조정하는 장치(400)는 유압 유체가 양쪽 방향으로 통과되게 하기 위해 니들의 장착부(602)로부터 니들(601)을 견인하는 것을 가능케 하는 견인 수단(610)을 각각의 볼(401, 402)에 대해 제공되는 각각의 니들(601)에 대해 포함한다.

견인 수단(610)은 유압 유체가 양쪽 방향으로 통과되게 하기 위해 니들의 단부 중 하나가 니들의 장착부(602)로부터 멀어지도록 길이 방향으로 니들(601)을 병진 이동시키는 것을 가능케 하는 전기 기계식 작동기(613)를 포함한다.

다른 볼(402)에 대응하고 다른 니들의 장착부(602)로부터 다른 니들(601)을 구동시키는 다른 전기 기계식 작동기(613)가 동일하다는 이해 하에서, 예컨대 볼(401)에 대응하는 니들의 장착부(602)로부터 니들(601)을 이동시키는 것을 가능케 하는 하나의 전기 기계식 작동기(613)만이 도시되어 있다.

그러므로, 각각의 전기 기계식 작동기(613)는 가변 압축비 엔진의 크랭크 케이스(100) 내부측에 직접적으로, 또는 가변 압축비 엔진의 크랭크 케이스(100)에 또는 크랭크 케이스(100)에 끼워지는 판(460)에 고정되는 원통형 본체(650) 내부측 중 어느 한쪽에 수납될 수 있다.

이러한 특정한 경우에, 각각의 전기 기계식 작동기(613)는 원통형 본체(650) 내부측에 부착되는 권선부(615) 및 케이지(616)를 갖는 전자기 흡인 컵(614)을 예컨대 원통형 본체(650) 내부측에 포함한다.

흡인 컵(614)의 권선부(615)는 권선부(615)에 전류가 횡단될 때에 니들(601)에 고정되는 금속 전기자(617)를 끌어당기는 것을 가능케 하고 니들(601)을 견인하는 것을 가능케 하는 자기장을 생성하는 데 사용된다.

니들의 장착부(602)로부터 니들(601)을 상승시키는 것은 유압 유체가 연결 채널(604)을 통과하게 하는 것을 가능케 한다.

이러한 특정한 배열에서, 본 발명에 따른 압축비를 조정하는 장치(400)는 적어도 2개의 볼(401, 402)을 갖는 차단 수단 그리고 니들(601)을 각각의 볼(401, 402)에 대해 갖는 제2 상보성 차단 수단(600)을 포함하고, 차단 수단은 병렬로 위치된다.

그러므로, 상보성 차단 수단(600)은 볼의 장착부(403, 404)로부터 볼을 상승시키는 데 필요한 힘을 감소시키고 그에 따라 구체적으로 더 적은 동력의 전자기 흡인 컵(490)을 제공하는 것을 가능케 하는 대응 볼(401, 402)의 상류 및 하류 사이에서의 압력의 강하를 유발시키는 작은 유동 속도의 오일의 통과를 보증하는 것을 니들(601)이 니들의 장착부(602)로부터 멀리 이동될 때에 가능케 한다.

더욱이, 상보성 차단 수단(600)은 특히 제어 래크가 제어 래크의 설정점 위치에 근접할 때에 가변 압축비 엔진의 제어 래크(7)를 정밀하게 제어하는 것을 가능케 한다.

니들의 장착부(602)로부터의 니들(601)의 이전의 이동은 또한 대응 볼(401, 402)의 하나의 높이 또는 상승 레벨만을 수행하는 것을 가능케 하고, 볼(401, 402)은 이제 전달 채널(405) 내에서 상당한 유동 속도의 오일을 얻는 데에만 사용된다.

도21은 전달 채널(405)이 생성되는 가변 압축비 엔진의 크랭크 케이스(100)에 끼워지는 판(460)을 갖는 볼(401, 402) 또는 밸브 요소를 포함하는 압축비를 조정하는 장치(400)를 도시하고 있다.

동일하게, 판(460)은 압축비를 조정하는 장치(400)의 볼(401, 402)을 상승시키는 수단(410) 그리고 경우에 따라 니들(601)을 견인하는 수단(610)을 지지한다. 판(460)은 전달 채널(405)과 전달 채널(405)이 연통되는 크랭크 케이스(100) 내로 합체된 덕트(406, 407) 사이에서의 장착을 보증하는 수단을 포함한다.

특정 실시예에 따르면, 전자기 흡인 컵 또는 컵들은 주기성 개방비 또는 펄스 폭 변조(PWM: Pulse Width Modulation)로 구동될 수 있고, 이러한 구동 방법은 흡인 컵(들)의 전기자가 흡인 컵의 코일로부터 가장 먼 위치와 전기자가 코일에 가장 근접한 위치 사이의 중간 위치를 구하는 것을 가능케 한다는 것을 주목하여야 한다.

동작:

특정 실시예에 따르면, 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치(400)의 동작은 다음과 같다.

가변 압축비 엔진이 소정의 압축비에서 그리고 압축비의 어떠한 변동도 없는 상태에서 사용될 때에, 유압 유체가 제어 작동기(8)의 작동기(122)의 상부 챔버(121)로부터 하부 챔버로 그리고 그 반대로 통과되게 하는 것을 각각 가능케 하는 2개의 볼(401, 402)은 볼의 장착부(403, 404) 상에 위치된다.

이러한 경우에, 유체는 상부 챔버(121)로부터 하부 챔버(122)로 또는 반대 방향으로 중 어느 쪽으로도 이동될 수 없고, 이것은 소정의 수치에서 엔진의 제어 작동기(8)의 위치를 유지하고 고정 상태로 엔진의 압축비를 유지하는 효과를 갖는다.

가변 압축비 엔진의 동작 상태를 고려하여, 규칙적으로 엔진의 압축비를 조정하는 것이 필요하다. 경우에 따라, 이러한 엔진의 압축비의 변동은 엔진의 성능 또는 효율을 최대화하거나 그렇지 않으면 엔진의 3-방향 촉매 변환기의 동작을 개선하는 데 사용된다.

이들 다양한 필요성을 고려하여, 가변 압축비 엔진의 컴퓨터(94)(ECU)가 엔진의 압축비를 증가시켜야 하면, 컴퓨터는 제어 작동기(8)의 하부 챔버(122)의 볼(402)을 상승시키는 것을 담당하는 전기 기계식 작동기(413)로 전류를 보내고, 이것의 정확한 효과는 볼의 장착부(404)로부터 볼을 상승시키는 것이고, 작동기(413)는 작동기의 원통형 상승기(412)에 의해 볼(402)을 상승시킨다.

그러므로, 볼의 장착부(404)로부터의 볼(402)의 상승은 유압 유체가 제어 작동기(8)의 하부 챔버(122)로부터 배출되게 하고 전달 채널(405)을 통해 상부 챔버(121) 내로 진입되게 하고, 제어 작동기(8)의 상부 챔버(121)의 볼(401)은 그와 관련하여 유압 유체가 상부 챔버(121) 내로 진입되게 하지만 유압 유체가 볼의 비복귀 효과 때문에 재차 배출되지 않게 한다.

도1에서 관찰될 수 있는 것과 같이, 어떠한 유압 펌프도 제어 작동기(8)의 작동기 피스톤(13)을 이동시키는 데 필요하지 않다.

이동은 실제로는 작동기 피스톤이 부착된 가변 압축비 엔진의 제어 래크(7)에 의해 작동기 피스톤(13) 상에 인가되는 교대성 힘에 의해 제공되고, 래크(7) 자체에는 엔진의 연소 챔버 내에 수용된 가스의 압력으로부터 기인하는 힘 및/또는 기어 휠(5), 연소 피스톤(2), 피스톤 래크(3) 그리고 피스톤 래크의 롤링 안내 장치(4)인 엔진의 주요 가동 부품의 관성으로부터 기인하는 힘이 적용된다.

도1의 관찰로부터 용이하게 유도될 수 있는 것과 같이, 하부 챔버(122)를 향한 제어 작동기(8)의 작동기 피스톤(13)의 이동은 하부 챔버(122)의 체적의 감소보다 큰 상부 챔버(121)의 체적의 증가를 유발하고, 이것은 로크 나사(132)에 의해 대체되는 상부 작동기 로드의 부존재로부터 기인한다.

이 때문에, 상부 챔버(121) 내의 압력은 작동기 피스톤(13)이 하부 챔버(122)를 향해 이동될 때에 감소되고, 상부 챔버(121)의 재공급 비복귀 밸브 요소(428)는 가변 압축비 엔진의 유압 동력 유닛(200)으로부터 기인하는 가압 유압 유체가 상부 챔버(121) 내로 진입되게 한다.

역으로, 가변 압축비 엔진의 컴퓨터(94)(ECU)가 엔진의 압축비를 감소시켜야 하면, 컴퓨터(94)는 제어 작동기(8)의 상부 챔버(121)의 볼(401)을 상승시키는 것을 담당하는 전기 기계식 작동기(413)로 전류를 보내고, 이것은 볼의 장착부(403)로부터 볼(401)을 상승시키는 효과를 갖고, 작동기(413)는 작동기의 원통형 상승기(412)에 의해 볼을 상승시킨다.

이와 같이, 볼의 장착부(403)로부터의 볼(401)의 상승은 유압 유체가 제어 작동기(8)의 상부 챔버(121)로부터 배출되게 하고 전달 채널(405)을 통해 제어 작동기(8)의 하부 챔버(122) 내로 진입되게 하고, 한편 제어 작동기(8)의 하부 챔버(122)의 볼(402)은 그와 관련하여 유압 유체가 하부 챔버(122) 내로 진입되게 하지만 유압 유체가 볼의 비복귀 효과 때문에 재차 배출되지 않게 한다.

도1의 관찰로부터 용이하게 유도될 수 있는 것과 같이, 상부 챔버(121)를 향한 제어 작동기(8)의 작동기 피스톤(13)의 이동은 로크 나사(132)에 의해 대체된 상부 작동기 로드의 부존재 때문에 상부 챔버(121)의 체적의 감소보다 작은 하부 챔버(122)의 체적의 증가를 유발한다.

이 때문에, 챔버(121, 122) 및 전달 채널(405) 내의 압력은 작동기 피스톤(13)이 상부 챔버(121)를 향해 이동될 때에 유압 동력 유닛(200) 내에 존재하는 압력보다 커진다. 결국, 출구가 유압 동력 유닛(200) 내로 덕트(480)를 통해 연결되는 보상 비복귀 밸브 요소(411)는 상부 챔버(121)로부터 기인하는 가압 유압 유체가 전달 채널(405)을 통해 유압 동력 유닛을 향해 배출되게 한다.

이러한 경우에, 보상 비복귀 밸브 요소(411)를 통해 유압 동력 유닛(200)으로 제어 작동기(8)에 의해 방출된 유압 유체의 체적은 피스톤에 의해 수행된 이동 동작 중에 작동기 피스톤(13)에 의해 쓸려진 상부 챔버(121)의 체적과 피스톤(13)에 의해 동시에 쓸려진 하부 챔버(122)의 체적 사이의 차이와 대략 동일하고, 동작은 가변 압축비 엔진의 압축비를 감소시키도록 설계된다는 것을 주목하여야 한다.

관찰될 수 있는 것과 같이, 볼(401, 402) 그리고 가변 압축비 엔진의 다른 가동 구성 요소에 의해 작동기 피스톤(13)에 인가된 교대성 힘의 조합 작용은 비복귀 래칫(nonreturn ratchet)의 동작과 유사한 동작을 형성하고, 피스톤(13)은 볼(401, 402)이 볼의 전기 기계식 작동기(413)에 의해 개방 상태로 유지되는 경우의 챔버(121 또는 122)의 방향으로 이동될 수 있지만, 역전 방향으로 이동될 수 없다.

가변 압축비 엔진의 압축비를 증가시키도록 설계되는 이동 또는 압축비를 감소시키도록 설계되는 또 다른 이동과 관련되는 지와 무관하게, 볼의 작동기(413)에 의해 상승된 상태로 유지되는 대응 볼(401, 402)이 볼의 장착부(403, 404) 상에 재위치되어야 하는 순간은 가변 압축비 엔진의 컴퓨터(94)(ECU)에 의해 결정된다.

이 순간은 제어 래크(7)의 위치를 기초로 하여 컴퓨터(94)(ECU)에 의해 유도되고, 위치는 그와 관련하여 컴퓨터가 상호 작용하는 위치 센서(95)에 의해 복귀되고, 센서는 래크(7)의 수직 위치를 영구적으로 측정한다.

이처럼 통지되면, 컴퓨터(94)(ECU)는 제어 래크(7)가 요구 압축비에 대응하는 위치에 도달된 때에 볼의 장착부(403, 404) 상에 볼(401, 402)을 재위치시킬 수 있다.

컴퓨터(94)(ECU)와 제어 래크(7)의 위치 센서(95) 사이의 상호 작용은 또한 작동기 피스톤(13)의 개스킷의 밀봉 결함으로 인한 제어 작동기(8)의 상부 챔버(121)와 하부 챔버(122) 사이의 누설과 관련되거나 챔버(121, 122) 중 임의의 하나와 제어 작동기(8)의 외부측 사이의 누설과 관련되는 지와 무관하게 다양한 누설로부터 기인할 수 있는 제어 래크(7)의 위치의 임의의 드리프트(drift)를 보상하는 것을 가능케 한다.

이러한 경우에, 컴퓨터(94)(ECU)는 피스톤이 요구 위치로 복귀될 때까지 작동기 피스톤(13)의 드리프트의 방향에 대향되는 챔버의 볼(401, 402)의 임시 상승을 지시할 수 있다.

누설이 챔버 중 임의의 하나 즉 상부 챔버(121) 및/또는 하부 챔버(122)와 제어 작동기(8)의 외부측 사이에서 발생될 때에, 작동기에는 상부 챔버와 관련하여 직접적으로 상부 챔버(121)의 재공급 비복귀 밸브 요소(428)에 의해 또는 하부 챔버(122)와 관련하여 상부 챔버(121)의 볼(401)이 개방 또는 약간 개방될 때에 상부 챔버 및 전달 채널(405)을 통해 간접적으로 유압 유체가 재공급된다.

본 발명에 따른 압축비를 조정하는 장치(400)의 특정 실시예에 따르면, 위치 센서(95)에 의해 컴퓨터(94)(ECU)에 영구적으로 전달되는 제어 래크(7)의 위치에 추가하여, 컴퓨터에는 또한 엔진의 그 자체가 알려져 있는 크랭크 샤프트 각도 센서(93)에 의해 가변 압축비 엔진의 크랭크 샤프트(9)의 각도 위치가 통지될 수 있다.

이러한 실시예에 따르면, 볼(401, 402)이 볼의 장착부(403, 404) 상에 위치될 때의 상부 챔버(121)의 볼(401) 그리고 하부 챔버(122)의 볼(402)의 상류와 하류 사이에서의 압력 차이는 가변 압축비 엔진의 다양한 지점의 속도 및 부하에 대응하는 크랭크 샤프트(9)의 다양한 각도 위치에 대해 컴퓨터(94)(ECU)의 메모리 내에 사전에 기록되었을 것이다.

이들 사전 기록된 수치는 엔진의 모든 지점의 속도 및 부하에서 그리고 크랭크 샤프트(9)의 모든 각도 위치에 대해 컴퓨터(94)(ECU)가 제어 작동기(8)의 상부 챔버(121) 및 하부 챔버(122)의 볼(401, 402)의 상류와 하류 사이에서의 압력 차이를 유도하게 한다.

이러한 실시예에 따르면, 컴퓨터(94)(ECU)는 작동기를 요구하지 않는 상태에서의 볼의 전기 기계식 작동기(413)에 의한 볼의 장착부(403, 404)로부터의 볼(401, 402)의 상승이 원통형 상승기(412) 상에 높은 압박력을 생성하게 하기 위해 볼의 상류와 하류 사이에서의 약간의 압력 차이에 대응하는 크랭크 샤프트(9)의 각도에서 제어 작동기(8)의 상부 챔버(121) 또는 하부 챔버(122)의 볼(401, 402)의 상승을 개시할 수 있다.

더욱이, 이러한 실시예에 따르면, 컴퓨터(94)(ECU)는 소정량의 유압 유체가 제어 작동기(8)의 상부 챔버(121) 또는 하부 챔버(122)의 볼(401, 402)과 볼의 장착부(403, 404) 사이를 통과하게 하고 그에 의해 작동기 피스톤(13)이 피스톤의 새로운 위치 설정점에 도달되게 하는 데 요구되는 크랭크 샤프트(9)의 회전을 예측하는 데 필요한 정보를 상기 컴퓨터(94)(ECU)가 갖고 있기 때문에 양호한 정확도로 제어 작동기(8)의 거동을 예측할 수 있다.

그러므로, 컴퓨터(94)(ECU)는 작동기 피스톤(13)이 피스톤의 새로운 위치 설정점에 도달되는 데 필요한 볼의 장착부(403, 404) 상에서의 볼(401, 402)의 상승의 높이 및 시간을 이 정보로부터 유도할 수 있다.

볼(401, 402)의 높이 및 상승은 작동기 피스톤(13)의 위치 설정의 정밀도를 증가시키기 위해 유압 유체의 점도의 함수로서 컴퓨터(94)(ECU)에 의해 수정될 수 있다는 것을 주목하여야 한다. 점도는 유압 유체의 온도를 기초로 하여 컴퓨터(94)(ECU)에 의해 명확하게 유도될 수 있고, 온도는 그와 관련하여 도시되지 않은 센서에 의해 전달된다.

특정 실시예에 따르면, 볼의 장착부(403, 404)로부터 제어 작동기(8)의 상부 챔버(121) 또는 하부 챔버(122)의 볼(401, 402)을 상승시키는 각각의 전기 기계식 작동기(413)는 볼의 2개의 상승 높이 즉 작은 상승 높이(도5 및 도8) 그리고 큰 상승 높이(도6 및 도9)를 가능케 한다는 것을 주목하여야 한다.

제어 래크(7)에 의해 제어 작동기(8)의 작동기 피스톤(13)에 인가되는 소정의 힘에 대해, 큰 상승은 피스톤의 높은 이동 속도를 얻는 것을 가능케 하고, 한편 작은 상승은 피스톤의 낮은 이동 속도를 얻는 것을 가능케 한다.

높은 속도는 설정점 위치로부터 멀리 떨어진 작동기 피스톤(13)의 위치로부터 설정점 위치에 인접한 또 다른 위치로 신속하게 이동되는 것을 가능케 하고, 한편 낮은 속도는 설정점 위치에 인접한 위치로부터 설정점 위치로 이동되는 것을 가능케 한다.

낮은 속도는 또한 있을 수 있는 누설에 의해 유도된 작동기 피스톤(13)의 느린 드리프트를 보상하는 데 또는 위치가 서로에 근접할 때에 하나의 설정점 위치로부터 또 다른 설정점 위치로 이동하는 데 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 압축비를 조정하는 장치(400)의 특정 실시예에 따르면, 이러한 결과는 전기 기계식 작동기(413)에 2개의 전자기 흡인 컵(414, 415)을 제공함으로써 얻어질 수 있다. 제1 전자기 흡인 컵(414)은 제어 작동기(8)의 상부 챔버(121) 또는 하부 챔버(122)의 볼(401, 402)의 작은 상승을 제공하고, 한편 제2 전자기 흡인 컵(415)은 볼의 큰 상승을 제공한다.

작은 상승을 성취하기 위해, 가변 압축비 엔진의 컴퓨터(94)(ECU)는 제1 흡인 컵(414)의 케이지(418)로 금속 상승기 전기자(420)를 끌어당기고 그 다음에 자기적으로 결합시키는 효과를 갖는 전류를 전기 기계식 작동기(413)의 제1 전자기 흡인 컵(414)에 공급한다. 금속 상승기 전기자(420)의 이동은 낮은 높이에 걸쳐 볼을 상승시키기 위해 볼(401, 402)을 향해 원통형 상승기(412)를 압박하는 것을 가능케 한다(도5).

큰 상승을 성취하기 위해, 컴퓨터(94)(ECU)가 전류를 전기 기계식 작동기(413)의 제2 전자기 흡인 컵(415)에 공급하는 것과 동시에 또는 그 직후에, 가변 압축비 엔진의 컴퓨터(94)(ECU)는 전류를 전기 기계식 작동기(413)의 제1 전자기 흡인 컵(414)에 공급하고, 그에 의해 볼(401, 402)의 작은 상승을 성취한다(도6).

이 효과는 제2 전자기 흡인 컵(415)의 케이지(419)로 제1 전자기 흡인 컵(414)의 케이지(418)가 부착되는 금속 지지 전기자(421)를 끌어당기고 그 다음에 자기적으로 결합시키는 것이다. 원통형 상승기(412)를 압박하는 제1 전자기 흡인 컵(414)의 케이지(418)를 향한 금속 상승기 전기자(420)의 이동 그리고 제2 전자기 흡인 컵(415)의 케이지(419)를 향한 제1 전자기 흡인 컵(414)의 금속 지지 전기자(421)의 이동의 모두는 볼(401, 402)의 큰 상승을 성취하는 것을 가능케 한다(도6).

가변 압축비 엔진이 어떤 시간 동안 정지된 때에, 유압 유체에 대해 용해 또는 혼합된 공기는 유체로부터 분리되는 경향이 있다는 것이 주목되어야 한다.

공기의 더 작은 밀도 때문에, 공기는 유체 위에 공기 포켓을 형성하도록 수집되는 경향이 있고, 제어 작동기(8)의 하부 챔버(122)가 수용하는 유체의 표면 그리고 상부 챔버(121)가 수용하는 유체의 표면 양쪽 상에서도 그러하다.

공기 포켓의 더 큰 압축성 때문에, 공기 포켓은 작동기 피스톤(13)의 위치 설정의 불안정성을 유발할 수 있고, 제어 작동기(8)가 포함하는 감압 장치(133, 134, 137)에 의해 공기 포켓을 배출할 것이 필요하다.

감압 장치는 작동기 피스톤(13) 내에 생성되고 제어 작동기(8)의 하부 챔버(122) 및 상부 챔버(121)를 연결하는 피스톤 감압 덕트(133) 및 모세관 덕트(134)를 통해 제어 작동기(8)의 하부 챔버(122) 내에 수용된 유압 유체의 표면으로부터 상부 챔버(121)로 탈출되는 공기를 운반한다.

제어 작동기(8) 내에 수용된 모든 공기가 상부 챔버(121) 내에 수용된 유압 유체의 표면 상의 포켓 내에 수집되면, 공기는 가변 압축비 엔진이 시동될 때에 감압 솔레노이드 밸브(138)에 의해 배출된다.

이러한 결과를 얻기 위해, 솔레노이드 밸브(138)는 입구가 상부 챔버(121)의 최고 위치에서 위치되고 출구가 엔진의 임의의 지점 내로 개방되는 제어 작동기(8)의 감압 덕트(137)를 개방하고, 이 지점은 엔진의 오일 섬프(500)에 직접적으로 또는 간접적으로 연결된다.

감압 솔레노이드 밸브(138)는 제어 작동기(8)의 상부 챔버(121) 내에 형성된 공기 포켓을 완전히 배출하는 데 필요한 시간 동안 감압 덕트(137)를 개방한다.

작동기 피스톤(13) 내에 생성되고 제어 작동기(8)의 하부 챔버(122) 및 상부 챔버(121)를 연결하는 감압 덕트(133) 그리고 특히 모세관 덕트(134)는 상당한 압력 손실을 형성하는 작은 통로 섹션을 갖는다. 압력 손실은 상부 챔버(121)와 하부 챔버(122) 사이에서의 오일의 통과를 제한하지만, 하부 챔버(122) 내에 수용된 공기가 상부 챔버(121)로 신속하게 통과되게 한다.

그러나, 작동기 피스톤(13) 내에 생성된 감압 덕트(133) 및 모세관 덕트(134)는 피스톤의 드리프트를 유발하고, 드리프트는 제어 작동기(8)의 상부 챔버(121) 및/또는 하부 챔버(122)의 볼(401, 402)을 경우에 따라 상승시킴으로써 피스톤을 규칙적으로 재위치시키는 컴퓨터(94)(ECU)에 의해 보상된다.

가변 압축비 엔진이 시동될 때에, 엔진의 온도는 엔진의 제어 작동기(8)가 수용하는 유압 유체의 온도와 같이 증가된다. 이러한 온도 상승은 온도의 효과 하에서의 유체의 팽창 때문에 유체가 작동기의 내부 벽에 인가하는 압력을 증가시키는 경향이 있다.

압력을 제어하기 위해, 가변 압축비 엔진의 컴퓨터(94)(ECU)는 유체의 과도한 체적이 보상 비복귀 밸브 요소(411)를 통해 엔진의 유압 동력 유닛(200)으로 복귀될 수 있도록 작동기 피스톤(13)의 위치 설정점을 주기적으로 약간 변동시키고, 밸브 요소는 동력 유닛(200)으로 복귀되기 위해 유체가 전달 채널(405)로부터 배출되게 하지만, 유체가 전달 채널(405)로 복귀되는 것을 방지한다.

특정 실시예에 따르면, 볼(401, 402) 또는 니들(601)을 상승시키거나 견인하는 전기 기계식 수단은 단차식 작동될 수 있다.

이러한 경우에, 가변 압축비 엔진의 유압 동력 유닛(200) 내에 존재하는 압력은 유압 작동기에 의해 볼(401, 402)을 상승시키는 데 또는 니들(601)을 견인하는 데 사용된다.

이러한 변형예에 따르면, 전기 기계식 수단은 한편으로는 유압 작동기와 접촉 상태로 유압 동력 유닛(200) 내에 수용된 가압 오일을 위치시키는 데 또는 다른 한편으로는 엔진의 오일 섬프와 접촉 상태로 유압 작동기를 위치시키는 데 사용된다.

위의 설명은 예로서만 제공되었고, 본 발명의 범주를 결코 제한하지 않고, 본 발명의 범주는 임의의 다른 등가물로 설명된 실행 세부 사항을 대체함으로써 벗어날 수 없다는 것이 이해되어야 한다.

Claims

상부 챔버(121) 및 하부 챔버(122)를 갖는 유압 이중-작용 제어 작동기(8) 그리고 제어 래크(7)에 연결되는 적어도 1개의 작동기 피스톤(13)을 포함하는 가변 압축비 엔진의 압축비를 조정하는 장치에 있어서,
적어도 2개의 볼(401, 402) 또는 밸브 요소로서, 각각의 볼 또는 밸브 요소는 장착부(403, 404) 상에 위치되고, 제어 작동기(8)의 상부 챔버(121) 및 하부 챔버(122)를 연결하는 전달 채널(405)의 일 단부 및 다른 단부를 각각 차단하고, 볼(401, 402)은 유압 유체가 하나의 방향으로만 통과되게 하기 위해 볼이 스프링(408, 409)에 의해 볼의 장착부(403, 404) 상에 보유될 때에 비복귀 밸브 요소로서 작용하는, 볼 또는 밸브 요소와;
볼이 유압 유체가 양쪽 방향으로 통과되게 하도록 볼의 장착부(403, 404)로부터 볼(401, 402)을 상승시키는 것을 가능케 하는 상승 수단(410)을 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 압축비 엔진의 압축비를 조정하는 볼-상승 장치.
제1항에 있어서,
제어 작동기(8)로서, 제어 작동기의 작동기 피스톤(13)은 로크 나사(132)에 의해 제어 래크(7)에 부착되는, 제어 작동기와;
유체의 가압 저장부(251)를 수용하는 가변 압축비 엔진의 유압 동력 유닛(200)으로 복귀되기 위해 유압 유체가 전달 채널(405)로부터 배출되게 하지만 유체가 전달 채널로 복귀되는 것을 방지하는 적어도 1개의 보상 비복귀 밸브 요소(411)를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치.
제1항에 있어서, 상승 수단(410)은 전달 채널(405) 내에 수납되는 원통형 상승기(412) 그리고 볼이 볼의 장착부(403, 404)로부터 상승되도록 원통형 상승기의 단부가 볼(401, 402)과 접촉되고 그 다음에 볼을 압박하도록 길이 방향으로 원통형 상승기(412)를 병진 이동시키는 것을 가능케 하는 전기 기계식 작동기(413)를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치.
제3항에 있어서, 원통형 상승기(412)는 볼(401, 402)로부터 원통형 상승기를 멀리 이동시키는 경향의 스프링에 의해 복귀되는 것을 특징으로 하는 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치.
제3항에 있어서, 원통형 상승기(412)는 상승기 맞닿음부에 의해 병진 이동이 정지되고, 맞닿음부는 원통형 상승기(412)가 볼(401, 402)을 상승시키게 하는 방향에 대향되는 방향으로 위치되는, 것을 특징으로 하는 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치.
제5항에 있어서, 상승기 맞닿음부와 볼(401, 402) 사이의 거리는 원통형 상승기(412)가 상승기 맞닿음부와 접촉될 때에 원통형 상승기(412)와 볼(401, 402) 사이의 간극을 조정하는 것을 가능케 하기 위해 볼-간극 조정 장치에 의해 조정될 수 있는 것을 특징으로 하는 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치.
제6항에 있어서, 볼 간극을 조정하는 장치는 가변 압축비 엔진의 크랭크 케이스(100) 내에 직접적으로 또는 간접적으로 생성되고 볼(401, 402)의 장착부(403, 404)의 위치에 대한 상승기 맞닿음부의 위치를 조정하는 것을 가능케 하는 나사를 포함하고, 나사는 로킹 수단에 의해 회전되는 것이 정지될 수 있는, 것을 특징으로 하는 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치.
제3항에 있어서, 전기 기계식 작동기(413)는 전달 채널(405) 외부측에 수납되는 것을 특징으로 하는 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치.
제3항에 있어서, 전기 기계식 작동기(413)는 가변 압축비 엔진의 크랭크 케이스(100)에 직접적으로 또는 간접적으로 부착되는 권선부 및 케이지를 갖는 적어도 1개의 전자기 흡인 컵을 포함하고, 권선부는 권선부에 전류가 횡단될 때에 원통형 상승기(412)를 압박하는 금속 상승기 전기자를 끌어당기는 것을 가능케 하는 자기장을 생성하는 데 사용되는, 것을 특징으로 하는 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치.
제9항에 있어서, 전기 기계식 작동기(413)는 작은 높이에 걸쳐 볼(401, 402)을 상승시키는 것을 가능케 하는 제1 전자기 흡인 컵(414, 432) 그리고 더 큰 높이에 걸쳐 볼(401, 402)을 상승시키는 것을 가능케 하는 제2 전자기 흡인 컵(415, 433)을 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치.
제10항에 있어서, 전기 기계식 작동기(413)의 제1 전자기 흡인 컵(414)은 금속 지지 전기자(421)에 부착될 수 있는 권선부(416) 및 금속 케이지(418)를 포함하고, 금속 지지 전기자(421)는 가변 압축비 엔진의 크랭크 케이스(100)에 직접적으로 또는 간접적으로 고정되는 제2 흡인 컵 조정 장치(422, 424)에 의해 볼(401, 402)을 향해 이동될 수 있지만 반대 방향으로는 정지되는, 것을 특징으로 하는 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치.
제10항에 있어서, 전기 기계식 작동기(413)의 제2 전자기 흡인 컵(415)은 가변 압축비 엔진의 크랭크 케이스(100)에 직접적으로 또는 간접적으로 부착되는 권선부(417) 및 금속 케이지(419)를 포함하고, 권선부(417)는 제2 전자기 흡인 컵(415)의 권선부(417)에 전류가 횡단될 때에 제1 전자기 흡인 컵(414)의 금속 지지 전기자(421)를 끌어당기기 위해 자기장을 생성하는 데 사용되는, 것을 특징으로 하는 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치.
제10항에 있어서, 한편으로는 원통형 상승기(412)에 고정되거나 원통형 상승기와 접촉되는 금속 상승기 전기자(420)와 다른 한편으로는 제1 전자기 흡인 컵(414)의 금속 케이지(418) 사이의 최대 거리는 볼(401, 402)의 작은 상승 높이를 조정하기 위해 제1 흡인 컵 조정 장치(423, 430)에 의해 조정될 수 있는 것을 특징으로 하는 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치.
제13항에 있어서, 제1 전자기 흡인 컵 조정 장치는 가변 압축비 엔진의 크랭크 케이스(100)에 직접적으로 또는 간접적으로 고정된 맞닿음부(423)의 위치를 조정하는 것을 가능케 하고 금속 상승기 전기자(420)가 금속 케이지(418)의 위치에 대해 그 위에 위치되는 나사(430)를 포함하고, 나사(430)는 로킹 수단(431)에 의해 회전되는 것이 정지될 수 있는, 것을 특징으로 하는 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치.
제12항에 있어서, 제1 전자기 흡인 컵(414)의 금속 지지 전기자(421)와 제2 전자기 흡인 컵(415)의 금속 케이지(419) 사이의 최대 거리는 볼(401, 402)의 큰 상승 높이를 조정하기 위해 제2 흡인 컵 조정 장치(422, 424)에 의해 조정될 수 있는 것을 특징으로 하는 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치.
제15항에 있어서, 제2 흡인 컵 조정 장치는 제2 전자기 흡인 컵(415)의 금속 케이지(419)의 위치에 대한 금속 지지 전기자(421)의 맞닿음부(422)의 위치를 조정하는 것을 가능케 하는 나사(424)를 포함하고, 나사(424)는 로킹 수단(425)에 의해 회전되는 것이 정지될 수 있는, 것을 특징으로 하는 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치.
제3항에 있어서, 전기 기계식 작동기(413)는 상승기 비복귀 장치(470)를 통해 증분 방식으로 일련의 작은 이동만큼 원통형 상승기(412)를 이동시키는 금속 상승 전기자(478)를 이동시키는 것을 가능케하는 적어도 1개의 상승 전자기 흡인 컵(476)을 포함하고, 비복귀 장치는 원통형 상승기(412)가 볼(401, 402)을 향해서만 이동되게 하는, 것을 특징으로 하는 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치.
제17항에 있어서, 전기 기계식 작동기(413)는 스프링(472)과 전달 채널(405) 내에 존재하는 압력의 작용 중 어느 하나의 하에서 원통형 상승기(412)가 원통형 상승기의 초기 위치로 복귀되게 하는 상승기 비복귀 장치(470)를 로킹 해제하는 시스템(471)을 포함하고, 초기 위치는 볼(401, 402)이 볼의 장착부(403, 404) 상에 위치되게 하는, 것을 특징으로 하는 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치.
제18항에 있어서, 전기 기계식 작동기(413)의 상승기 비복귀 장치(470)는 원통형 상승기(412)를 이동시키는 금속 상승 전기자(478)에 고정되는 적어도 제1 금속 스트립(473)을 포함하고, 금속 스트립(473)은 가변 압축비 엔진의 크랭크 케이스(100)에 고정되고 또한 원통형 상승기(412)의 본체를 파지하는 적어도 제2 금속 스트립(474)과 상호 작용하는 원통형 상승기(412)의 본체를 파지하고, 제1 및 제2 금속 스트립(473, 474) 양쪽은 원통형 상승기(412)가 볼(401, 402)을 향해 이동되게 하지만 반대 방향으로 이동되지 않게 하는, 것을 특징으로 하는 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치.
제18항에 있어서, 상승기 비복귀 장치(470)를 로킹 해제하는 시스템(471)은 원통형 상승기(412)를 해제하기 위해 제1 및 제2 금속 스트립(473, 474)을 동시에 상승시키는 것을 가능케 하는 스트립 상승 수단(475)을 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치.
제3항에 있어서, 전기 기계식 작동기(413)는 압전 층의 적층체를 포함하고, 압전 층의 적층체는 상승기가 볼의 장착부(403, 404)로부터 볼(401, 402)을 상승시키도록 전류의 효과 하에서의 압전 층의 적층체의 팽창에 의해 원통형 상승기(412)를 압박할 수 있는 것을 특징으로 하는 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치.
제3항에 있어서, 전기 기계식 작동기(413)는 2개의 수평 벽들 사이에서 전개되는 "H자"-형상의 압전 모터를 포함하고, "H자" 형상부의 2개의 수직 바는 그 다음에 수직 바의 길이를 변형시킴으로써 벽들 사이에 모터를 웨지 결합시키고, 한편 "H자" 형상부의 수평 바는 또한 수평 바의 길이를 변형시킴으로써 그리고 "H자" 형상부의 2개의 수직 바의 길이 변동과 동기화 방식으로 상호 작용함으로써 모터를 이동시키고, 모터는 모터가 부착된 원통형 상승기(412)를 이동시키는, 것을 특징으로 하는 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치.
제1항에 있어서, 상승 수단(410)은 원통형 상승기(412) 그리고 길이 방향으로 원통형 상승기(412)를 병진 이동시키는 것을 가능케 하는 피스톤-기반 유압 작동기를 포함하고, 피스톤-기반 유압 작동기는 볼의 장착부(403, 404)로부터 볼(401, 402)을 상승시키기 위해 제어 솔레노이드 밸브에 의해 가변 압축비 엔진의 유압 동력 유닛(200) 내에 존재하는 압력을 사용할 수 있는, 것을 특징으로 하는 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치.
제1항에 있어서, 유압 이중-작용 제어 작동기(8)의 작동기 피스톤(13)은 피스톤의 최대 행정을 결정하는 2개의 탄성 행정단 맞닿음부(130, 131)를 포함하고, 제1 탄성 맞닿음부(131)는 제1 탄성 맞닿음부가 엔진의 크랭크 케이스(100)와 접촉될 때에 가변 압축비 엔진의 최대 압축비를 제한하는 것을 가능케 하고, 한편 제2 탄성 맞닿음부(130)는 제2 탄성 맞닿음부가 엔진의 제어 작동기(8)의 실린더 헤드(300)와 접촉될 때에 가변 압축비 엔진의 최소 압축비를 제한하는 것을 가능케 하는, 것을 특징으로 하는 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치.
제24항에 있어서, 제어 래크(7)에 부착된 유압 이중-작용 제어 작동기(8)의 작동기 피스톤(13)은 2개의 탄성 행정단 맞닿음부(130, 131) 중 하나인 제1 맞닿음부(131)가 엔진의 크랭크 케이스(100)에 접촉하거나 2개의 탄성 행정단 맞닿음부(130, 131) 중 다른 하나인 제2 맞닿음부(130)가 엔진의 제어 작동기(8)의 실린더 헤드(300)와 접촉될 때에 가변 압축비 엔진의 압축비를 조정할 수 있기 위해 래크에 대한 피스톤의 위치를 조정하는 것을 가능케 하는 조정 와셔(135)를 피스톤(13)의 하부 표면과 제어 래크(7)의 하부 작동기 로드(16) 사이에 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치.
제1항에 있어서, 작동기 피스톤(13)은 유압 이중-작용 제어 작동기(8)의 하부 챔버(122) 및 상부 챔버(121)를 연결하는 피스톤 감압 덕트(133)를 포함하고, 덕트는 하부 챔버(122) 내에 포켓을 형성할 수 있는 공기가 상부 챔버(121) 내로 통과되게 하는, 것을 특징으로 하는 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치.
제26항에 있어서, 피스톤 감압 덕트(133)는 유압 이중-작용 제어 작동기(8)의 하부 챔버(122)와 상부 챔버(121) 사이에서의 유압 유체의 유동 속도를 제한하는 압력 손실을 형성하도록 계산되는 작동기 피스톤(13)과 로크 나사(132) 사이에 남겨진 공간을 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치.
제26항에 있어서, 작동기 피스톤(13)의 피스톤 감압 덕트(133)는 작동기 피스톤(13)과 로크 나사(132) 사이에 남겨진 상당한 공간을 포함하고, 공간은 유압 유체가 로크 나사(132)와 작동기 피스톤(13) 사이에 클램핑되는 감압 와셔(136)의 하부 표면 상에 형성되는 홈을 통해 유압 이중-작용 제어 작동기(8)의 하부 챔버(122)로부터 상부 챔버(121)로 통과되게 하는, 것을 특징으로 하는 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치.
제28항에 있어서, 감압 와셔(136)가 포함하는 홈은 큰 길이를 갖기 위해 나선형 형태로 되어 있고, 나선부의 시작부는 와셔의 중심 구멍 내로 연결되고, 한편 나선부의 단부는 와셔의 주변부 내로 연결되는, 것을 특징으로 하는 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치.
제26항에 있어서, 피스톤 감압 덕트(133)는 제어 래크(7)에 작동기 피스톤(13)을 부착하는 것을 가능케 하는 로크 나사(132)의 본체 내에 형성되거나 끼워지는 감압 모세관 덕트(134)를 포함하고, 모세관 덕트(134)의 프로파일, 단면 및 길이는 제어 작동기(8)의 하부 챔버(122)와 상부 챔버(121) 사이에서의 유압 유체의 통과를 제한하는 압력 손실을 형성하도록 계산되는, 것을 특징으로 하는 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치.
제1항에 있어서, 유압 이중-작용 제어 작동기(8)는 작동기 감압 덕트(137)를 포함하고, 작동기 감압 덕트의 입구는 상부 챔버(121)의 최고 지점에서 위치되고, 작동기 감압 덕트의 출구는 가변 압축비 엔진의 임의의 지점 내로 개방되고, 작동기 감압 덕트(137)는 감압 솔레노이드 밸브(138)에 의해 차단 또는 개방될 수 있는, 것을 특징으로 하는 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치.
제1항에 있어서, 가변 압축비 엔진의 제어 래크(7)의 수직 위치를 측정하는 것을 가능케 하는 위치 센서(95)를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치.
제1항에 있어서, 가변 압축비 엔진의 피스톤 래크(3)의 통과 순간을 측정하는 것을 가능케 하는 통과 검출 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치.
제1항에 있어서, 가변 압축비 엔진의 제어 작동기(8)의 상부 챔버(121) 내에 존재하는 압력을 측정하는 것을 가능케 하는 압력 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치.
제1항에 있어서, 가변 압축비 엔진이 포함하는 연소 챔버 내에 존재하는 압력을 측정하는 것을 가능케 하는 압력 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치.
제1항에 있어서, 가변 압축비 엔진이 포함하는 크랭크 샤프트(9)의 각도 위치를 측정하는 것을 가능케 하는 각도 센서(93)를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치.
제1항에 있어서, 제어 작동기(8)의 상부 챔버(121)는 재공급 비복귀 밸브 요소(428)를 포함하고, 밸브 요소는 가변 압축비 엔진의 유압 동력 유닛(200)으로부터의 가압 유압 유체가 상부 챔버(121) 내로 진입되게 하지만 상부 챔버로부터 배출되지 않게 하는, 것을 특징으로 하는 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치.
제1항에 있어서, 제어 작동기(8)의 하부 챔버(122)는 재공급 비복귀 밸브 요소(429)를 포함하고, 밸브 요소는 가변 압축비 엔진의 유압 동력 유닛(200)으로부터의 가압 유압 유체가 하부 챔버(122) 내로 진입되게 하지만 하부 챔버로부터 배출되지 않게 하는, 것을 특징으로 하는 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치.
제1항에 있어서, 전달 채널(405)이 형성되는 가변 압축비 엔진의 크랭크 케이스(100)에 끼워지는 판(460)을 포함하고, 판은 볼(401, 402)을 상승시키는 수단(410) 그리고 전달 채널(405)과 크랭크 케이스(100) 내로 합체되는 덕트(406, 407) 사이에 밀봉부를 제공하는 밀봉 수단을 포함하는, 것을 특징으로 하는 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치.
제10항에 있어서, 제1 전자기 흡인 컵(432) 및 제2 전자기 흡인 컵(433)은 가변 압축비 엔진의 크랭크 케이스(100)에 견고하게 부착되고, 제1 흡인 컵(432)은 원통형 상승기(412)와 접촉되는 자유 작은-상승 전기자(438)를 끌어당길 수 있고, 한편 제2 전자기 흡인 컵(433)은 상승기에 고정되는 큰-상승 전기자(434)를 끌어당기는 것을 가능케 하는, 것을 특징으로 하는 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치.
제40항에 있어서, 작은-상승 전자기 흡인 컵(432) 및 큰-상승 전자기 흡인 컵(433)은 흡인 컵들이 수납되는 원통형 외피(435)에 의해 크랭크 케이스(100)에 고정되고, 외피(435)는 크랭크 케이스(100) 내로 나사 결합되는, 것을 특징으로 하는 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치.
제40항에 있어서, 자유 작은-상승 전기자(438)는 복귀 스프링(436)을 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치.
제40항에 있어서, 원통형 상승기(412)에 고정된 큰-상승 전기자(434)는 복귀 스프링(437)을 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치.
제40항에 있어서, 작은-상승 전자기 흡인 컵(432)은 원통형 상승기(412)의 작은 상승의 높이를 조정하는 것을 가능케 하는 조정 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치.
제40항에 있어서, 큰-상승 전자기 흡인 컵(433)은 원통형 상승기(412)의 큰 상승의 높이를 조정하는 것을 가능케 하는 조정 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치.
제41항에 있어서, 원통형 외피(435)는 전자기 흡인 컵(432, 433)의 양쪽에 전류가 공급되지 않을 때에 원통형 상승기(412)와 볼(401, 402) 사이의 거리를 조정하는 것을 가능케 하는 조정 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치.
제1항에 있어서, 각각의 볼(401, 402)에 대해,
장착부(602) 상에 위치될 수 있는 니들(601)을 갖는 상보성 폐쇄 수단(600)으로서, 니들(601)은 유압 이중-작용 제어 작동기(8)의 상부 챔버(121) 및 하부 챔버(122)를 연결하는 전달 채널(405) 내로 연결되는 챔버 중 하나 또는 다른 하나 즉 상부 챔버(121) 또는 하부 챔버(122)로부터 기인하는 연결 채널(604)을 차단할 수 있는, 상보성 폐쇄 수단과;
유압 유체가 양쪽 방향으로 통과되게 하기 위해 니들의 장착부(602)로부터 니들(601)을 견인하는 것을 가능케 하는 견인 수단(610)을 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치.
제47항에 있어서, 연결 채널(604)은 연결 채널을 통과하는 오일의 유동 속도를 제어하고 유동 속도의 더 양호한 제어를 보증하는 것을 가능케 하는 보정 구멍(603)을 포함할 수 있는 것을 특징으로 하는 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치.
제47항에 있어서, 견인 수단(610)은 유압 유체가 양쪽 방향으로 통과되게 하기 위해 니들의 단부 중 하나가 니들이 장착부(602)로부터 멀어지도록 길이 방향으로 니들(601)을 병진 이동시키는 것을 가능케 하는 전기 기계식 작동기(613)를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치.
제49항에 있어서, 전기 기계식 작동기(613)는 원통형 본체(650) 내부측에 부착되는 권선부(615) 및 케이지(616)를 갖는 전자기 흡인 컵(614)을 원통형 본체(650)의 내부측 상에 포함하고, 흡인 컵(614)의 권선부(615)는 권선부(615)에 전류가 횡단될 때에 니들(601)에 고정되는 금속 전기자(617)를 끌어당기는 것을 가능케 하고 니들(601)을 견인하는 것을 가능케 하는 자기장을 생성하는 데 사용되는, 것을 특징으로 하는 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치.
제3항에 있어서, 전기 기계식 작동기(413)는 단일의 상승 높이에 걸쳐 볼(401, 402)을 상승시키기 위해 권선부(492)에 전류가 횡단될 때에 원통형 상승기(412)를 압박하는 상승 금속 상승기 전기자(493)를 끌어당기는 것을 가능케 하는 자기장을 생성하는 권선부(492)를 갖는 전자기 흡인 컵(490)을 원통형 본체(450)의 내부측 상에 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치.
제1항에 있어서, 볼(401, 402) 또는 니들(601)을 상승시키거나 견인하는 전기 기계식 수단은 가변 압축비 엔진의 유압 동력 유닛(200) 내에 존재하는 압력이 유압 작동기에 의해 볼(401, 402)을 상승시키거나 니들(601)을 견인하는 데 사용되도록 단차식 작동될 수 있는 것을 특징으로 하는 가변 압축비 엔진을 위해 압축비를 조정하는 볼-상승 장치.