KR101642255B1 - 엔진 밸브를 구동하기 위한 통합형 마스터­슬레이브 피스톤 - Google Patents

엔진 밸브를 구동하기 위한 통합형 마스터­슬레이브 피스톤 Download PDF

Info

Publication number
KR101642255B1
KR101642255B1 KR1020157025992A KR20157025992A KR101642255B1 KR 101642255 B1 KR101642255 B1 KR 101642255B1 KR 1020157025992 A KR1020157025992 A KR 1020157025992A KR 20157025992 A KR20157025992 A KR 20157025992A KR 101642255 B1 KR101642255 B1 KR 101642255B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
valve
rocker arm
engine
motion
master piston
Prior art date
Application number
KR1020157025992A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20150121125A (ko
Inventor
가브리엘 로버츠
네일 푸치스
저스틴 발트럭키
Original Assignee
자콥스 비히클 시스템즈, 인코포레이티드.
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 자콥스 비히클 시스템즈, 인코포레이티드. filed Critical 자콥스 비히클 시스템즈, 인코포레이티드.
Publication of KR20150121125A publication Critical patent/KR20150121125A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101642255B1 publication Critical patent/KR101642255B1/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • F01L1/12—Transmitting gear between valve drive and valve
    • F01L1/18—Rocking arms or levers
    • F01L1/181—Centre pivot rocking arms
    • 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
    • F01L1/26—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of two or more valves operated simultaneously by same transmitting-gear; peculiar to machines or engines with more than two lift-valves per cylinder
    • F01L1/267—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of two or more valves operated simultaneously by same transmitting-gear; peculiar to machines or engines with more than two lift-valves per cylinder with means for varying the timing or the lift of the valves
    • 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
    • F01L13/00—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • F01L13/0015—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque
    • F01L13/0036—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque the valves being driven by two or more cams with different shape, size or timing or a single cam profiled in axial and radial direction
    • 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
    • F01L13/00—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • F01L13/06—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for braking
    • F01L13/065—Compression release engine retarders of the "Jacobs Manufacturing" type
    • 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
    • F01L1/02—Valve drive
    • F01L1/04—Valve drive by means of cams, camshafts, cam discs, eccentrics or the like
    • F01L1/08—Shape of cams
    • 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
    • F01L13/00—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • F01L13/06—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for braking
    • 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
    • F01L1/12—Transmitting gear between valve drive and valve
    • F01L1/18—Rocking arms or levers
    • F01L2001/186—Split rocking arms, e.g. rocker arms having two articulated parts and means for varying the relative position of these parts or for selectively connecting the parts to move in unison
    • F01L2105/00—
    • 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
    • F01L2305/00—Valve arrangements comprising rollers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)
  • Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)

Abstract

제 1 엔진 밸브 및 제 2 엔진 밸브를 구동하는 장치는 로커 아암의 모션 수용 단부에서 주된 밸브 구동 모션 소스 및 보조 밸브 구동 모션 소스로부터 모션을 수용하는 로커 아암을 포함한다. 로커 아암에서 마스터 피스톤 보어에 놓여지는 마스터 피스톤은, 보조 밸브 구동 모션 소스로부터 모션을 수용하도록 구성된다. 로커 아암에서 슬레이브 피스톤 보어 내에 놓여지는 슬레이브 피스톤은 제 1 엔진 밸브에 보조 밸브 구동 모션을 제공하도록 구성된다. 유압 회로는, 마스터 피스톤 보어 및 슬레이브 피스톤 보어를 연결하는 로커 아암에 제공되며, 체크 밸브는 로커 아암 내에 배치되고, 유압 유체를 유압 회로에 공급하도록 구성된다. 장치는, 로커 아암 샤프트 및 주된 밸브 구동 모션 소스 및 보조 밸브 구동 모션 소스를 포함하는 시스템, 이를테면 내연 기관에 포함될 수 있다.

Description

엔진 밸브를 구동하기 위한 통합형 마스터­슬레이브 피스톤 {INTEGRATED MASTER-SLAVE PISTONS FOR ACTUATING ENGINE VALVES}
관련 출원에 대한 교차 참조
[0001] 본 출원은 2013년 2월 25일자로 출원된 미국 가특허 출원 일련번호 제 61/769,171 호의 이익을 주장하며, 그의 교시들은 이의 인용에 의해 본원에 포함된다.
배경
[0002] 본 개시물은 일반적으로 내연 기관들, 그리고 특히 엔진 밸브들을 구동하는 장치 및 시스템에 관한 것이다.
[0003] 내연 기관들은 전형적으로 엔진 밸브들을 구동하기 위해서 기계적, 전기적 또는 유체역학적 밸브 구동 시스템을 사용한다. 이들 시스템들은 엔진의 크랭크샤프트 회전에 의해 구동되는 캠샤프트들, 로커 아암들 및 푸시로드들의 조합을 포함할 수 있다. 캠샤프트가 엔진 밸브들을 구동하기 위해 사용될 때, 밸브 구동 타이밍은 캠샤프트 상의 로브들의 크기 및 위치에 의해 정해질 수 있다.
[0004] 캠샤프트의 각각 360도 회전 동안, 엔진은 4 행정(즉, 팽창, 배기, 흡기 및 압축)으로 구성된 풀 사이클을 완료한다. 흡기 및 배기 밸브 양자 모두는, 피스톤이 실린더 헤드로부터 멀리 이동하는(즉, 실린더 헤드와 피스톤 헤드 사이의 용적이 증가 중인) 대부분의 팽창 행정 중에 폐쇄될 수 있고 그리고 폐쇄 상태로 유지될 수 있다. 포지티브 파워 작동 중, 팽창 행정 중에 연료가 연소되며, 포지티브 파워가 엔진에 의해 전달된다. 팽창 행정은, 하사점(bottom dead center) 지점에서 종료하며, 이 때, 피스톤은 방향이 역전되며, 배기 밸브는 메인 배기 이벤트를 위해 개방될 수 있다. 캠샤프트 상의 로브는, 피스톤이 상방으로 이동하고 실린더 밖으로 연소 가스들을 강제함에 따라 메인 배기 이벤트를 위해서 배기 밸브를 개방하도록 동기화될 수 있다.
[0005] 추가의 보조 밸브 이벤트들은, 이것이 필수는 아니지만, 바람직할 수 있으며, 차량 엔진 제동을 제공하기 위해서 내연 기관을 통해 배기 가스의 유동 제어를 제공하는 것으로 공지되어 있다. 예컨대, 압축-해제(compression-release, CR) 엔진 제동, 블리더 엔진 제동, 배기 가스 재순환(exhaust gas recirculation, EGR), 브레이크 가스 재순환(brake gas recirculation, BGR), 또는 다른 보조 밸브 이벤트들을 위해 배기 밸브들을 구동하는데 바람직할 수 있다. 또한 게다가, 이것으로 제한하는 것은 아니지만, 조기 흡기 밸브 개방(early intake valve opening, EIVC), 늦은 흡기 밸브 폐쇄(late intake valve closing, LIVC), 조기 배기 밸브 개방(early exhaust valve opening, EEVO)과 같은 일반적으로 가변 밸브 구동(variable valve actuation, VVA) 이벤트로서 일반적으로 분류되는 다른 포지티브 파워 밸브 모션들이 또한 바람직할 수 있다.
[0006] 압축-해제 유형의 엔진 제동 중, 배기 밸브들은 동력을 발생시키는 내연 기관을 동력을 흡수하는 공기 압축기로 적어도 일시적으로 변환하기 위해서 선택적으로 개방될 수 있다. 피스톤이 피스톤의 압축 행정 중에 상방으로 이동함에 따라, 실린더에서 포획되는 가스들은 압축될 수 있으며, 이에 의해 피스톤의 상방 모션에 대향된다. 피스톤이 상사점(top dead center, TDC) 위치에 접근함에 따라, 하나 이상의 배기 밸브가 실린더로부터 배기 매니폴드로 압축된 가스를 해제하도록 개방될 수 있어, 압축된 가스들에 저장된 에너지가 후속 팽창 다운-스트로크에서 엔진으로 복귀되는 것을 방지한다. 이렇게 함으로써, 엔진은 차량 속도를 줄이는 것을 돕기 위해서 지연 동력을 개설할 수 있다.
[0007] 블리더 유형 엔진 제동 중, 피스톤의 배기 행정 중 발생하는 메인 배기 밸브 이벤트에 추가로 또는 그 대신에, 배기 밸브(들)가 나머지 3 개의 엔진 사이클들(완전-사이클 블리더 브레이크) 동안 또는 나머지 3 개의 엔진 사이클들 중 일부(부분-사이클 블리더 브레이크) 동안 약간 개방 상태로 유지될 수 있다. 실린더 내외로의 실린더 가스들의 블리딩은 엔진을 지연시키도록 작동할 수 있다. 통상, 블리더 제동 작동시 제동 밸브(들)(즉, 이들 밸브들은 제동 작동을 성취하기 위해서 사용됨)의 초기 개방은, 압축 TDC보다 앞서며(즉, 조기 밸브 구동), 이후 리프트가 소정 시간 주기 동안 일정하게 유지된다. 이렇게 함으로써, 블리더 유형 엔진 브레이크는 조기 밸브 구동으로 인해 밸브(들)를 구동하는데 더 낮은 힘을 요구할 수 있으며, 압축-해제 유형 브레이크의 급속한 블로우-다운 대신에 연속 블리딩으로 인해 노이즈를 적게 생성한다.
[0008] EGR 시스템들은, 포지티브 파워 작동 중 엔진 실린더 내로 배기 가스들의 일부가 역류하는 것을 허용할 수 있으며, 전형적으로 포지티브 파워 작동들 중 엔진에 의해 형성된 질소 산화물(NOx)들의 양의 감소를 유발한다. EGR 시스템은, 또한 엔진 제동 사이클들 동안 배기 매니폴드 및 엔진 실린더에서의 압력 및 온도를 제어하는데 사용될 수 있다. 내부 EGR 시스템들은 배기 밸브(들) 및/또는 흡기 밸브(들)를 통해 엔진 실린더 내로 역으로 배기 가스들을 재순환시킨다.
[0009] BGR 시스템들은 엔진 제동 작동 중 엔진 실린더 내로 배기 가스들의 일부가 역류하는 것을 허용할 수 있다. 흡기 행정 중 엔진 실린더 내로 배기 가스들의 반대로의 재순환은, 예컨대 압축-해제 제동에 이용될 수 있는 실린더에서의 가스들의 질량을 증가시킬 수 있다. 그 결과, BGR은 제동 이벤트로부터 실현되는 제동 효과를 증가시킬 수 있다.
[0010] 종래의 엔진 브레이크들은, 전형적으로, 전용 제동 캠으로부터 제동 밸브로 모션을 전달하는 로커 아암 또는 하우징과 같은 전용 구성요소를 갖는다. 예컨대, 쿠민스 엔진 컴퍼니(Cummins Engine Co.)의 ISX15L 엔진 브레이크는 전용 캠 로커 브레이크를 갖는데, 그의 유일한 목적은 제동 캠으로부터 제동 밸브로의 제동 모션들을 전달하는 것이다. 불행하게도, 이러한 공지된 기존 시스템들은 설치를 위한 전용 구성요소들 및 추가 공간을 필요로 한다.
[0011] 본 개시물은, 부여된 엔진 실린더와 연관된 제 1 엔진 밸브 및 제 2 엔진 밸브를 구동하는 장치를 설명한다. 특히, 상기 장치는, 로커 아암의 모션 수용 단부에서 주된(primary) 밸브 구동 모션 소스로부터의 모션을 수용하는 로커 아암(배기 또는 흡기 로커 아암을 포함할 수 있음)을 포함할 수 있다. 모션 수용 단부에서 로커 아암에 형성된 마스터 피스톤 보어 내에 놓여지는 마스터 피스톤은 보조 밸브 구동 모션 소스로부터 모션을 수용하도록 구성된다. 로커 아암의 밸브 구동 단부에서 로커 아암에 형성된 슬레이브 피스톤 보어 내에 놓여지는 슬레이브 피스톤은 제 1 엔진 밸브에 보조 밸브 구동 모션을 제공하도록 구성된다. 유압 회로는, 마스터 피스톤 보어 및 슬레이브 피스톤 보어를 연결하는 로커 아암에 제공되며, 체크 밸브는 로커 아암 내에 배치되고, 유압 유체를 유압 회로에 공급하도록 구성된다. 다양한 실시예들에서, 캠 롤러들/태핏들 또는 볼들/소켓들이 이러한 예들에서 캠들 또는 푸시로드들을 각각 포함할 수 있는 주된 밸브 작동 모션 소스 및 보조 밸브 작동 모션 소스로부터 모션을 수용하도록 적용될 수 있다. 마스터 피스톤 보어는 로커 아암으로부터 측방향으로 연장하는 마스터 피스톤 보어에 형성될 수 있다. 주된 밸브 액츄에이터는 로커 아암의 밸브 구동 단부 상에서 제 1 엔진 밸브 및 제 2 엔진 밸브 양자 모두에 제공될 수 있다. 일 실시예에서, 주된 밸브 액츄에이터는 로커 아암의 모션 수용 단부에 대해 슬레이브 피스톤보다 밸브 구동 단부를 따라 더 말단에 위치된다. 로커 아암은 로커 아암 샤프트 보어의 표면 상에 위치된 유압 유체 공급 포트와 로커 아암 샤프트 보어를 더 포함할 수 있다. 유압 유체 공급 통로는 유압 유체 공급 포트와 체크 밸브 사이에 유체 연통을 제공할 수 있다.
[0012] 게다가, 장치의 다양한 실시예들은 로커 아암 샤프트, 주된 밸브 구동 모션 소스 및 보조 밸브 구동 모션 소스를 포함하는 내연 기관과 같은 시스템에 포함될 수 있다. 이 시스템은 체크 밸브에 유압 유체를 공급하도록 구성된 하나 이상의 유체 공급 디바이스를 더 포함하며, 이 유체 공급 디바이스(들)는 적절한 콘트롤러의 디렉션 하에 작동할 수 있다.
[0013] 이 개시물에 설명된 특징들은 첨부된 청구항들에서 구체적으로 설명된다. 이들 특징들은 첨부 도면들과 함께 취해진 하기 상세한 설명의 고려로부터 명백해질 것이다. 하나 또는 그 초과의 실시예들이 이제 첨부 도면들을 참조하여 단지 예시의 목적으로 설명되며, 여기서 유사한 도면 부호들은 유사한 요소들을 나타낸다.
[0014] 도 1은 본 개시물에 따른 장치의 저부 우측 사시도이다.
[0015] 도 2는 본 개시물에 따른 장치의 우측면도이며, 장치가 유용하게 적용될 수 있는 시스템의 다양한 구성요소들을 추가로 예시한다.
[0016] 도 3은 본 개시물에 따른 장치의 평면도이며, 장치가 유용하게 적용될 수 있는 시스템의 다양한 구성요소들을 추가로 예시한다.
[0017] 도 4는 본 개시물에 따른 장치의 상부 부분 횡단면도이며, 장치가 유용하게 적용될 수 있는 시스템의 다양한 구성요소들을 추가로 예시한다.
[0018] 도 5는 도 4에 예시된 장치의 확대된 상부 부분 횡단면도이며, 특히 체크 밸브 및 제어 밸브의 특징들을 예시한다.
[0019] 도 6은 본 개시물에 따른 장치의 우측 부분 횡단면도이며, 특히 슬레이브 피스톤 조립체의 특징들을 예시한다.
[0020] 도 7은 본 개시물에 따른 장치의 우측 부분 횡단면도이며, 특히 마스터 피스톤 조립체의 특징들을 예시한다.
[0021] 도 8 및 도 9는 본 개시물의 다양한 실시예들에 따른 예시적 밸브 이벤트 작동들을 위한 다양한 캠 디자인들 및 밸브 무브먼트들을 예시한다.
[0022] 이제 도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 개시물에 따른 장치(100)의 예시적 실시예가 예시된다. 특히, 장치(100)는 모션 수용 단부(104) 및 밸브 구동 단부(106)를 갖는 로커 아암(102)을 포함한다. 로커 아암(102)은 설계 선택의 문제로서 배기 로커 아암 또는 흡기 로커 아암으로서 구성될 수 있다. 로커 아암(102)은 내부에 형성된 로커 아암 샤프트 보어(108)를 가지며, 이 보어는 표면(110)에 의해 형성되고 로커 아암 샤프트(302)를 수용하도록 구성된다(도 3). 로커 아암 샤프트 보어(108)의 치수들은 로커 아암이 로커 아암 샤프트를 중심으로 회전하는 것을 허용하도록 선택된다. 유압 유체 공급 포트(112)가 표면(110) 상에 형성되고 로커 아암 샤프트(302)에 형성된 제어 유체 채널(304)에 의해 제공되는 유체, 이를 테면 엔진 오일을 수용하도록 위치 설정된다.
[0023] 로커 아암(102)의 모션 수용 단부(104)는, 주된 밸브(primary valve) 구동 모션 소스(414) 및 보조 밸브(auxiliary valve) 구동 모션 소스(416) 양자 모두로부터의 밸브 구동 모션들을 수용하도록 구성된다(도 4). 예시된 실시예에서, 밸브 구동 모션들은, 주된 밸브 구동 모션 소스(414) 및 보조 밸브 구동 모션 소스(416)는 오버헤드 캠샤프트 상에 놓여지는 캠들을 포함하는 경우에서와 같이, 주된 캠 롤러(114) 및 보조 캠 롤러(116)를 경유하여 수용된다. 도시된 바와 같이, 캠 롤러(114, 116)들은 캠 롤러 액슬(118)들을 경유하여 로커 아암(102)에 부착될 수 있다. 그러나, 당업자에 의해 이해될 것인 바와 같이, 캠 롤러(114, 116)들은 예컨대 오버헤드 캠과 접촉하도록 구성된 태핏(tappet)들로 대체될 수 있다. 주된 밸브 구동 모션 소스(414) 및 보조 밸브 구동 모션 소스(416)가 푸시로드들을 포함하는 경우에서와 같이, 다른 대안예에서, 롤러들은 볼 또는 소켓 구현예에 의해 대체될 수 있다. 또한 추가로, 임의의 태핏 개재(intervening) 없이 적절한 푸시로드로부터 모션을 직접 수용하도록 하기 설명되는 마스터 피스톤(120)이 바람직할 수 있다.
[0024] 본 개시물의 특징은, 보조 밸브 구동 모션이 로커 아암(102)으로부터 측방향으로 연장하는 마스터 피스톤 보스(122) 내에 놓이는 마스터 피스톤(120)에 의해 직접 수용된다는 것이다. 실시예에서, 마스터 피스톤 보스(122)는, 마스터 피스톤(120)이 보조 밸브 구동 모션 소스(416)에 정렬하여, 이에 의해 보조 밸브 구동 모션의 지향 전송(direction transmission)을 용이하게 하도록 구성된다. 도시된 바와 같이, 마스터 피스톤(120)은, 보조 캠 롤러(116)를 지지하도록 예시된 예에서 구성된 마스터 피스톤 보어(402)(도 4 및 도 7) 밖으로 연장하는 단부(124)를 포함한다. 다시 한번, 마스터 피스톤(120)의 단부(124)는 보조 밸브 구동 모션 소스(416)의 특별한 구현예에 기초하여 보조 밸브 구동 모션을 수용하도록 구성될 수 있다. 도 2에 가장 잘 예시된 바와 같이, 마스터 피스톤(120)은 마스터 피스톤 이동 제한 스크류(master piston travel limit screw)(204)를 수용하도록 개구를 갖는 플랜지(202)를 포함할 수 있다. 차례로, 마스터 피스톤 이동 제한 스크류(204)는 예시된 실시예에서 마스터 피스톤 보스(122) 아래에 연장하는 제한 스크류 보스(206)에 장착될 수 있다. 마스터 피스톤 바이어스 스프링(208)은, 유압 회로(하기에 보다 완전하게 설명됨)가 충전되지 않을 때 마스터 피스톤 보어(402) 내로 마스터 피스톤을 편향시키기 위해서 제공되며, 이에 의해 마스터 피스톤(120)이 보조 밸브 구동 모션 소스(416)로부터 임의의 모션을 수용하는 것을 방지한다. 당업자가 이해할 것인 바와 같이, 다양한 구성들이 적용될 수 있으며, 이에 의해 바이어스 스프링(208)이 범용성의 손실 없이 마스터 피스톤 보어(402) 내로 마스터 피스톤(120)을 편향시키는 것이 허용된다. 추가로, 마스터 피스톤 이동 제한 스크류(204)는, 예시된 예에서 보조 캠 롤러(116)와 캠샤프트를 정렬하도록 작동한다. 그러나, 마스터 피스톤(120)의 초과 연장을 방지하도록 메인 이벤트를 후속하도록 보조 캠샤프트가 설계된다면, 마스터 피스톤 이동 제한 스크류(204)의 이동 제한 기능은 선택적일 수 있음이 이해된다.
[0025] 도 1 내지 도 6에 추가로 예시되는 바와 같이, 로커 아암(102)은 로커 아암(102)의 밸브 구동 단부(106)에 배치된 슬레이브 피스톤 하우징(126)을 포함할 수 있다. 슬레이브 피스톤 하우징(126)은 내부에 형성된 슬레이브 피스톤 보어(606)를 가지며, 이 보어는 차례로 슬레이브 피스톤(604)을 수용한다(도 6). 도 2에 가장 잘 도시된 바와 같이, 슬레이브 피스톤 하우징(126)은, 슬레이브 피스톤(604)이 밸브 브리지(220)에 놓여지는 브리지 핀(222)에 직접 접촉할 수 있도록 구성되며, 이에 의해 슬레이브 피스톤(604)이 제 2 엔진 밸브(232)에 독립적으로 제 1 엔진 밸브(230)를 구동하는 것을 허용한다. 도 2에 추가로 도시된 바와 같이, 소량의 래시(lash)(예컨대, 1 mm 미만)가 슬레이브 피스톤(604)과 브리지 핀(222) 사이에 제공될 수 있다.
[0026] 주된 밸브 액츄에이터(128)가 또한 로커 아암(102)의 밸브 구동 단부(106)에 배치된다. 예시된 실시예에서, 주된 밸브 액츄에이터(128)는, 래시 조절 너트(130)를 포함하는 이른바 "코끼리 발(elephant's foot, efoot)" 스크류 조립체를 포함한다. 당업자는, 주된 밸브 액츄에이터(128)가 하나 또는 그 초과의 엔진 밸브들에 밸브 구동 모션들을 커플링하는 다른 주지의 메카니즘들을 사용하여 구현될 수 있음을 이해할 것이다. 더 예시되는 바와 같이, 주된 밸브 액츄에이터(128)는 로커 아암(102)의 모션 수용 단부(104)에 대해서, 슬레이브 피스톤 하우징(126), 그리고 그 결과 슬레이브 피스톤(604)보다 로커 아암의 밸브 구동 단부(106)를 따라 더 말단에 위치된다. 그러나, 이는 주된 밸브 액츄에이터(128)가 슬레이브 피스톤(604)과 같이 모션 수용 단부(104)로부터 등거리일 수 있거나, 심지어 슬레이브 피스톤(604)보다 모션 수용 단부(104)로부터 더 짧은 거리에 있을 수 있기 때문에 요구사항은 아니다.
[0027] 또한 게다가, 콘트롤 밸브 하우징(132)이 로커 아암에 제공된다. 도 1 및 도 3에 가장 잘 도시된 바와 같이, 콘트롤 밸브 하우징(132)은 로커 아암(102)의 길이방향 축에 대해 횡방향으로 정렬될 수 있지만, 이는 요구사항은 아니다. 하기에 보다 상세히 설명되는 바와 같이, 예시된 실시예에서 콘트롤 밸브 하우징(132)은, 마스터 피스톤 보어 및 슬레이브 피스톤 보어와 유체 연통하는 유압 회로 내로 유압 유체의 유동을 조절하도록(regulate) 사용되는 체크 밸브를 에워싼다.
[0028] 도 2는, 장치(100)를 예시하는 것 이외에, 장치(100)와 조합하여, 엔진 밸브(230, 232)들의 구동을 제어하는 시스템을 형성할 수 있는 다른 엔진 구성요소들을 또한 예시한다. 특히, 도 2는 캠샤프트(214) 상에 장착된 캠(210)으로서 구현되는 보조 밸브 구동 모션 소스(416)를 예시한다. 도 2에 예시되지는 않았지만, 이 실시예에서, 주된 밸브 구동 모션 소스(414)는 또한 캠샤프트 상에 장착되는 캠을 포함할 것이다. 도시된 바와 같이, 이러한 캠(210)은 캠(210)의 베이스 서클로부터 연장하는 하나 또는 그 초과의 로브(212)들(예시의 용이함을 위해서 단지 하나의 로브만 도시됨)을 포함할 수 있다. 당분야에 공지된 바와 같이, 로브(212)들은 소망하는 기능들, 예를 들면, 메인 배기 이벤트들, 압축 해제 제동, 블리더 제동, EGR, BGR 또는 상기 언급된 VVA 모션들과 같은 다른 밸브 이벤트들을 성취하기 위해서 설계된 다수의 밸브 무브먼트들 중 일부를 실시하게 하도록 크기가 정해지고, 형상을 가지며 위치 설정될 수 있다. 예시된 실시예에서, 마스터 피스톤(120)은 후퇴된(retracted) 위치로 도시되며, 즉, 바이어스 스프링(208)이 마스터 피스톤(120)을 마스터 피스톤 보어(402) 내로 편향중에 있으며, 이에 의해 캠(210)과 마스터 피스톤(120) 사이의 임의의 모션 전달을 방지하는 것에 더 주목한다. 그러나, 당업자는, 모션 전달을 방지하기 위해서 마스터 피스톤(120)을 내측방으로 편향시키기 보다는 오히려, 마스터 피스톤(120)을 외측방으로 그리고 캠(210)과 연속 접촉하게 편향시키는 것이 또한 가능하다는 것을 이해할 것이다. 이러한 예에서, 마스터 피스톤(120) 상에서 캠(210)에 의해 부과된 모션은, 하기에 보다 상세히 설명되는 바와 같이, 유압 회로(406)가 완전 충전되는 이러한 예들을 제외하고는 항상 손실될 것이다.
[0029] 도 2에 추가로 도시된 바와 같이, 주된 밸브 액츄에이터(128)는 밸브 브리지(220)와 맞물림하는 것으로 예시된다. 당분야에 공지된 바와 같이, 밸브 브리지(220)는 로커 아암(102)에 의해 제공되는 밸브 구동 모션(특히, 주된 밸브 구동 모션 소스(414)를 경유해 수용되는 그러한 밸브 구동 모션들)이 제 1 엔진 밸브 및 제 2 엔진 밸브(230, 232)들 양자 모두에 전달되는 것을 허용한다. 상기 설명된 바와 같이, 밸브 브리지(220)는 브리지 핀(222)을 포함할 수 있으며, 이 브리지 핀은 밸브 브리지(220)(이후, 브리지 핀(222)의 숄더부(224)들과 맞물림)에 또는 브리지 핀(222)에 직접 적용된 구동 모션들 때문에 제 1 엔진 밸브(230)의 구동을 허용하며, 이에 의해 제 1 엔진 밸브(230)의 독립적인 제어를 허용한다. 당업자에 의해 이해되는 것과 같이, 엔진 밸브(230, 232)들은 흡기 또는 배기 밸브들을 포함할 수 있으며, 슬레이브 피스톤(604)에 의해 독립적으로 구동되는 엔진 밸브는, 인보드 밸브(도시된 바와 같이 제 1 엔진 밸브(230)와 같음) 또는 아웃보드 밸브(제 2 엔진 밸브(232)와 같음)를 포함할 수 있음이 이해된다.
[0030] 이제 도 3을 참조하면, 장치(100)에 조합하여, 엔진 밸브(230, 232)들의 구동을 제어하는 시스템을 형성할 수 있는 추가 엔진 구성요소들이 도시된다. 보다 특히, 장치(100)는 로커 아암 샤프트(302) 상에 장착되어 도시된다. 로커 아암 샤프트는, 내부에 형성된 제어 유체 채널(304) 뿐만 아니라 윤활 유체 채널(306)을 포함할 수 있다. 당분야에 공지된 바와 같이, 윤활 유체 채널(306)은, 적절한 윤활제, 이를 테면 엔진 오일이 로커 아암(102) 및 관련된 구성요소들에 분배되는 것을 허용하는 로커 아암 샤프트(302)에 있는 다양한 출구 포트들에 커플링된다. 유사한 방식으로, 제어 유체 채널(304)은 하기에 보다 상세히 설명되는 바와 같이 (유압 유체 공급 포트(112)를 경유하여) 로커 아암(102) 내에 있는 유압 회로(406)로 유압 유체, 이를 테면 엔진 오일을 제공한다. 도시된 바와 같이, 제어 유체 채널(304) 내의 유체는, 차례로 콘트롤러(310)에 의해 제어되는 하나 또는 그 초과의 유체 공급 장치(308)들에 의해 조절될 수 있다.
[0031] 예컨대, 유체 공급 장치(들)(308)는 제어 유체 채널(304) 내로의 가압 유체의 흐름(통상적으로, 대략 50 psig)을 선택적으로 허용하는 당분야에 공지된 바와 같은 적절한 솔레노이드를 포함할 수 있다. 콘트롤러(310)는 예컨대 엔진 콘트롤 유닛(ECU)에서 구체화되는 바와 같이, 마이크로프로세서, 마이크로콘트롤러, 디지털 신호 프로세서, 코-프로세서 등 또는 저장된 명령들, 또는 프로그램가능한 로직 어레이들 등을 실행하는 것이 가능한 그의 조합들과 같은 프로세싱 디바이스를 포함할 수 있다. 당 분야에 공지된 바와 같이, 콘트롤러(310)는 제어 유체 채널(304) 내로 유체의 유동을 선택적으로 허용 또는 제한하도록 유체 공급 장치(들)(308)에 적절한 전기 신호들을 제공할 수 있다. 예컨대, 일 실시예에서, 콘트롤러(310)는 사용자 입력 디바이스(예컨대, 스위치(도시 생략))에 커플링될 수 있으며, 이 디바이스를 통해서, 사용자는 작동의 소망하는 보조 밸브 모션 모드를 활성화하도록 허용될 수 있다. 사용자 입력 디바이스의 선택의 콘트롤러(310)에 의한 검출은, 이후 콘트롤러(310)가 제어 유체 채널(304)에서 유체의 흐름을 허용하기 위해서 유체 공급 장치(들)(308)에 필수 신호들을 제공하는 것을 유발할 수 있다. 대안으로, 또는 추가로, 콘트롤러(310)는 유체 공급 장치(들)(308)를 제어하는 방법을 판정하기 위해서 콘트롤러(310)에 의해 사용되는 데이터를 제공하는 하나 또는 그 초과의 센서들(도시 생략)에 커플링될 수 있다.
[0032] 추가로, 제어 유체 채널(304)에서의 유체의 조절은 전체적(gloabal) 또는 국부적(local) 레벨 상에서 제공될 수 있음이 이해된다. 즉, 전체적 제어인 경우에, 단일 유체 공급 디바이스(308)가 제공될 수 있으며, 이 디바이스는 차례로 복수 개의 엔진 실린더들과 연관된 복수 개의 로커 아암들에 유압 유체를 공급하는 단일 제어 유체 채널(304)로의 유체 공급을 제어한다. 대안으로, 국부적 제어인 경우에, 상이한 실린더와 각각 연관된, 복수 개의 유체 공급 디바이스(308)들 중 하나의 디바이스가, 차례로 실린더에 대응하는 단지 그 로커 아암에만 유압 유체를 공급하는 제어 유체 채널(304)로의 유체의 유동을 제어한다. 전체적 접근법이 구현하기에 덜 복잡하지만, 국부적 접근법은 개별 엔진 실린더들의 작동에 걸쳐 더 큰 선택성 및 제어를 허용한다. 게다가 또한, 중간(intermediate) 접근법이 적용될 수 있으며, 이에 의해 다중 유체 공급 디바이스(308)들이 배치되지만 개별 실린더들보다 오히려 실린더들의 그룹에 각각 연관되고 그룹을 위해 유체 유동을 제어한다.
[0033] 이제 도 4 내지 도 7을 참조하면, 장치(100)의 내부 유압 특징들이 추가로 예시된다. 명확화를 위해서, 도 4 및 도 5는 도 2에 도시된 IV-IV 섹션 평면을 따라 취해진 상부 부분 횡단면도 및 제어 하우징(132) 및 관련된 구성요소들의 확대된 상부 부분 횡단면도를 각각 예시하는 것에 주목한다. 도 6 및 도 7은, 도 3에 각각 도시된 섹션 평면들 VI-VI 및 VII-VII을 따라 취한 부분 우측 횡단면도들을 제각기 예시한다. 도 6에 가장 잘 도시된 바와 같이, 유압 유체 공급 통로(602)가 유압 유체 공급 포트(112)와 제어 밸브 하우징(132) 사이에서 로커 아암(102)에 제공된다. 도시되지 않았지만, 유압 유체 공급 포트(112)는 로커 아암 샤프트에 있는 유체 출구에 정렬하며, 이 유체 출구는 차례로 제어 유체 채널(304)과 유체 연통한다. 하기에 보다 상세히 설명되는 바와 같이, 제어 밸브 하우징(132) 내의 체크 밸브는, 유압 유체 공급 통로(602)로부터 수용되는 유압 유체(존재한다면)의 유압 회로(406)로의 공급을 제어한다. 예시된 실시예에서, 유압 회로(406)는 제어 밸브 하우징(132)과 마스터 피스톤 보어(402) 사이에 유체 연통을 제공하는 제 1 레그(406a) 및, 제어 밸브 하우징(132)과 슬레이브 피스톤 보어(606) 사이에 유체 연통을 제공하는 제 2 레그(406b)를 포함한다.
[0034] 도 6은 슬레이브 피스톤 보어(606) 내에 놓여지는 슬레이브 피스톤(604)을 더 예시한다. 슬레이브 피스톤 보어(606) 내로 슬레이브 피스톤(604)을 편향시키는 슬레이브 피스톤 스프링(608)이 또한 도시된다. 슬레이브 피스톤 보어(606)에서 슬레이브 피스톤 스프링(608)을 보유하고, 하기에 더욱 상세히 설명되는 바와 같이 유압 회로(406)가 충전될 때, 보어(606) 밖으로 슬레이브 피스톤(604)이 연장하는 것을 허용하도록, 와셔(610) 및 리테이닝 링(612)이 또한 제공된다. 실시예에서, 소량의 래시(lash)(예컨대, 1 mm 미만)가 슬레이브 피스톤(604)과 브리지 핀(222) 사이에 제공될 수 있다(도 2 참조). 실시예에서, 비교적 저압 유압 유체(예컨대, 공통 오일 공급으로부터 제공되는 바와 같음)에 의한 유압 회로(406)의 충전은, 그 자체만으로, 슬레이브 피스톤(604)이 슬레이브 피스톤 보어(606) 밖으로 연장하는 것을 유발하지 않을 것이며 그리고 이에 의해 제공된 래시를 취하도록, 슬레이브 피스톤 스프링(608)이 선택된다. 유압 회로(406)가 유압 유체로 완전 충전된다면, 단지 유압 회로(406)를 경유하여 슬레이브 피스톤(604)에 마스터 피스톤(120)에 의해 제공되는 비교적 고압들이 슬레이브 피스톤 스프링(608)에 의해 제공되는 편향(bias)을 극복하기에 충분할 것이며, 이에 의해 제공된 어떠한 래시도 취할 것이다.
[0035] 이미 주목된 바와 같이, 체크 밸브가 유압 회로(406) 내로 유압 유체를 공급하기 위해 제공된다. 이의 특별한 실시예가 도 5에서 예시되며, 여기서 체크 밸브 볼(502) 및 체크 밸브 스프링(504)에 의해 예시되는 체크 밸브가 도시된다. 체크 밸브 볼(502)은, 차례로 리테이닝 링(508)에 의해 고정되는 체크 밸브 시트(506)와 접촉하는 체크 밸브 스프링(504)에 의해 편향된다. 추가로 도시된 바와 같이, 체크 밸브는 유압 유체 공급 통로(602)와 유체 연통된다. 예시된 실시예에서, 체크 밸브는 차례로 제어 밸브 하우징(132)에 형성된 제어 밸브 보어(512) 내에 배치되는 제어 밸브 피스톤(510) 내에 놓여진다. 추가로 도시된 바와 같이, 제어 밸브 스프링(520)은, 제어 밸브 보어(512) 내에 또한 배치되며, 이에 의해 휴지(resting) 위치 내로(즉, 도 5에서 좌측을 향해) 제어 밸브 피스톤(510)을 편향시킨다. 와셔(522) 및 리테이닝 링(424)은, 제어 밸브 보어(512) 내에서 제어 밸브 스프링(520)을 보유하고, 그리고 하기에 설명되는 바와 같이 제어 밸브 하우징(132)을 나가도록 유압 유체를 위한 경로를 제공하도록 제공될 수 있다.
[0036] 존재할 때, 유압 유체는 체크 밸브 볼(502)이 시트(506)로부터 변위하는 것을 유발하는 체크 밸브 스프링(504)의 편향을 극복하기 위해서 충분히 가압되며, 이에 의해 제어 밸브 피스톤(510)에 형성된 횡단 보어(514) 내로 그리고 이어서 제어 밸브 피스톤(510)에 또한 형성되는 제 1 둘레, 환상 채널(516) 내로 유압 유체가 유동하는 것을 허용한다. 이와 동시에, 유압 유체 공급 통로(602)에서의 유압 유체의 존재는, 제어 밸브 피스톤(510)이 제어 밸브 스프링(520)에 의해 제공되는 편향을 극복하는 것을 유발하고, 이에 의해 제 1 환상 채널(516)이 제어 밸브 보어(512)를 형성하는 내부 벽에 형성된 제 2 둘레, 환상 채널(518)에 실질적으로 정렬할 때까지, 제어 밸브 피스톤(510)을 (도 5에서 우측을 향하여) 변위시키는 것을 허용한다. 제 1 및 제 2 환상 채널(516, 518)들이 정렬된다면, 도면에 도시된 바와 같이 제 2 환상 채널(518)과 유체 연통하는 유압 회로(406) 내로 유압 유체가 자유 유동하며 이에 의해 유압 회로를 채운다. 도 6 및 도 7에 가장 잘 도시된 바와 같이, 유압 회로(406)에 유압 유체를 충전하는 것은, 슬레이브 피스톤 보어(606) 및 마스터 피스톤 보어(402) 내로 유압 유체가 유동하는 것을 유발할 것이며, 이에 의해 마스터 피스톤(120)이 그의 보어 밖으로 연장하는 것을 유발한다. 유압 회로가 채워진다면, 체크 밸브 볼(502)을 가로지르는 압력 구배는 평균화될 것이며, 이에 의해 체크 밸브 볼(502)이 재착좌(re-seat)하는 것을 허용하며, 그리고 유압 회로(406)로부터의 유압 유체의 이탈을 실질적으로 방지한다. 유압 유체의 상대적 비압축성(non-compressibility)이 부여된다면, 지금 충전된 슬레이브 및 마스터 피스톤 보어(606, 402)들과 조합하여, 충전된 유압 회로(406)는 본질적으로 마스터 피스톤(120)과 슬레이브 피스톤(604) 사이에 강성 연결을 형성하여, 마스터 피스톤(120)에 적용된 모션(예컨대, 보조 밸브 구동 모션 소스(416)에 의해 제공되는 바와 같음)이 슬레이브 피스톤(604)으로 전달된다.
[0037] 가압된 유압 유체의 공급이 유압 유체 공급 통로(602)로부터 제거될 때, 제어 밸브 피스톤(510)에 존재하는 압력 감소는, 제어 밸브 스프링(520)이 제어 밸브 피스톤(510)을 그의 휴지 위치로 역으로 다시 한번 편향시키는 것을 허용한다. 차례로, 이는 제어 밸브 피스톤(510)의 축경부(reduced-diameter portion)(526)가 제 2 환형 채널(518)에 정렬하는 것을 유발하며, 이에 의해 유압 회로(406) 내의 유압 유체가 방출되는 것을 허용한다. 특히, 각각의 슬레이브 피스톤 바이어스 스프링(608) 및 마스터 피스톤 바이어스 스프링(208)에 의해 슬레이브 피스톤(604) 및 마스터 피스톤(120) 상에 제공된 편향은, 이들 각각의 보어(606, 402)들 그리고, 이에 따라 유압 회로(406)로부터 지금 감압된(depressurized) 유압 유체의 적어도 일부가 추출되는 것을 유발하는데 충분할 것이다. 마스터 피스톤(120) 및 슬레이브 피스톤(604)이 이후 이들의 각각의 보어(402, 606)들 내로 수축될 것이기 때문에, 어떠한 모션도 보조 밸브 구동 모션 소스(416)로부터 수용되거나 제 1 엔진 밸브(230)로 전달되지 않을 것이다.
[0038] 체크 밸브가 유압 회로(406)에서 계속해서 사용되는 동안, 충전되고, 충분히 가압될 때, 도 5에 예시된 제어 밸브의 특별한 구현이 유압 유체의 방전을 허용하기 위한 요구사항은 아니라는 것에 주목한다. 즉, 유압 유체의 방출을 허용하기 위해서 제어 밸브의 작동에 의존하기 보다는, 유압 회로(406) 및/또는 피스톤 보어(402, 606)들 어디에서는 충분한 누출을 허용하여 유압 유체의 보다 점진적인 누출을 허용함으로써 복잡함을 감소시키는 것이 가능할 수 있다. 그러나, 이러한 점진적인 누출은 보조 밸브 이벤트들의 불연속과 포지티브 파워 모드의 재개 사이 천이 주기를 연장한다. 또다른 대안으로서, 복잡함과 천이 시간 사이의 균형은, 메인 이벤트 모션 중 유압 유체의 통기를 허용함으로써 성취될 수 있으며, 이에 의해 제어 밸브의 추가의 복잡함 없이 주목되는 천이(transition) 시간을 단축한다. 추가로, 단일 제어 밸브 스프링(520)이 도 5에 예시되고 있지만, 당업자들은, 하나 또는 그 초과의 추가 스프링들이 제 2 환상 채널(518)을 지나는 제어 밸브 피스톤(510)의 과도한 병진운동(over-translation)을 방지하기 위해 제공될 수 있음을 이해할 것이다. 이를 위해서 제어 밸브 보어(512) 내에 하드 스톱(hard stop)이 제공될 수 있지만, 2 차 제어 밸브 스프링의 존재가 발생할 수 있는 압력 상승(pressure spike)들의 완화의 추가 이점을 또한 제공할 수 있다.
[0039] 도 8은, CR 엔진 제동시의 사용을 위한 예시적 배기 밸브 모션들 및 캠 설계의 그래프이며, 이는 주된 밸브 구동 모션 소스(414)를 통해 메인 이벤트 배기 모션들을 여전히 허용하면서, CR 및 BGR 이벤트들이 보조 밸브 구동 모션 소스(416)를 통해 달성될 수 있는 방법을 예시한다. 즉, 도 8에 도시된 바와 같이, 메인 배기 이벤트(중간의 큰 곡선들)는 주된 캠 롤러(114)를 통해 전달되는 바와 같은 주된 캠 리프트 프로파일을 반영하는 반면, CR 및 BGR 이벤트들(중간의 큰 곡선들의 양쪽의 더 작은 곡선들)은 보조 캠 롤러(116)를 통해 전달되는 바와 같은 보조 캠 리프트 프로파일을 반영한다.
[0040] 실시예에서, 정상 배기 및 흡기 로커 아암들은 본원에 개시된 장치(100)에 의해 대체될 수 있다. 이러한 실시예는, 추가의 제동력이 요망되는, 이른바 고출력 밀도(high power density, HPD) 구현에서 유용할 수 있다. 이 경우에, 상기 설명된 바와 같이 마스터/슬레이브/유압 회로는 배기 로커 아암 뿐만아니라 흡기 로커 아암으로 통합된다. 이 경우에, 상기 설명된 바와 같이 배기 로커 아암 및 흡기 로커 아암 양자 모두는 각각 이들 자체의 주된 밸브 구동 모션 소스 및 보조 밸브 구동 모션 소스를 갖는 것으로 가정된다. 이에 따라, 모션 소스들이 캠들로서 구현되는 경우에서와 같이, 2 개의 제동 캠 로브들이 각각의 로커 아암의 모션 수용 단부 상에 제공된다. 이 경우에, 흡기 및 배기 로커 아암들은 공통 로커 샤프트 상에 함께 장착된다. 이러한 구현을 가정하면, 도 9는 예시적 HPD 시스템의 작동 중, 도 8과 유사한 밸브 및 캠 모션들의 그래프도이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 이러한 구현은 메인 배기 이벤트(중간의 큰 곡선들) 및 제 1 CR/BGR 이벤트들(예시된 그래프의 어느 한쪽 단부에서 작은 곡선들) 뿐만 아니라 제 2 CR/BGR 이벤트들(메인 이벤트 곡선들과 겹치는 작은 곡선들)을 제공한다.
[0041] 상기 설명된 바와 같이, 개선된 엔진 제동 장치 및 시스템이 본원에 설명되며, 이에 의해 현재 이용 가능한 디바이스들의 단점들 및 문제들이 극복되는 것을 허용한다. 이는, 전용(dedicated) 구성요소, 이를 테면 로커에 대한 필요를 제거하고 필요한 밸브 모션들을 제공하기 위해서 단일 로커 아암에 있는 유압 회로 뿐만 아니라 통합된 마스터 및 슬레이브 피스톤들의 제공을 통해 성취된다. 이러한 구성의 특별한 이점은, 구성요소들의 개수 감소이며, 전용 구성요소들을 위한 공간이 입수가능하지 않은 엔진 구성들에서의 용이한 패키징이다. 적어도 이러한 이유들을 위해서, 전술된 기술들이 종래 기술들에 걸쳐 진보를 재현한다.
[0042] 특히 바람직한 실시예들이 도시되고 설명되어 있지만, 당업자들에 의해서 다양한 변형예들 및 수정예들이 본 교시들을 벗어나지 않으면서 만들어질 수 있음이 이해될 것이다. 따라서, 상기 설명된 교시들의 임의의 그리고 모든 수정예들, 변경예들 또는 등가물들이 상기 개시되고 본원에서 주장되는 기본적인 기저 원리들의 범주 내에 있음이 심사숙고된다.

Claims (23)

  1. 로커 아암 샤프트(rocker arm shaft) 상에 배치되고 제 1 엔진 밸브 및 제 2 엔진 밸브를 구동하도록 구성되며, 로커 아암의 모션(motion) 수용 단부에서 주된(primary) 밸브 구동 모션 소스(source)로부터 모션을 수용하도록 더 구성되는, 로커 아암(rocker arm);
    로커 아암의 모션 수용 단부의 일부분으로부터 분리되게 로커 아암의 모션 수용 단부의 상기 일부분에서 마스터 피스톤 보어(master piston bore)에 배치되고 주된 밸브 구동 모션 소스로부터 모션을 수용하도록 구성되며, 마스터 피스톤 보어 밖으로 연장하는 마스터 피스톤의 단부에서 보조 밸브 구동 모션 소스로부터 모션을 수용하도록 구성되는, 마스터 피스톤(master piston);
    로커 아암의 밸브 구동 단부에서 로커 아암의 모션 수용 단부에 반대로 슬레이브 피스톤 보어(slave piston bore)에 배치되고, 제 1 엔진 밸브 및 제 2 엔진 밸브중 제 1 엔진 밸브에만 보조 밸브 구동 모션을 제공하도록 구성되는, 슬레이브 피스톤(slaver piston);
    로커 아암 내에 있는 유압 회로; 및
    로커 아암에 배치되고 유압 회로에 유압 유체를 공급하도록 구성되는 체크 밸브(check valve)를 포함하며,
    상기 유압 회로는 마스터 피스톤 보어 및 슬레이브 피스톤 보어를 연결하는,
    엔진 실린더에 연관된 제 1 엔진 밸브 및 제 2 엔진 밸브를 구동하는 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 로커 아암은 로커 아암의 모션 수용 단부에서, 주된 밸브 구동 모션 소스로부터 모션을 수용하도록 구성된 캠 롤러(cam roller) 또는 태핏(tappet)을 더 포함하는,
    엔진 실린더에 연관된 제 1 엔진 밸브 및 제 2 엔진 밸브를 구동하는 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 마스터 피스톤은, 마스터 피스톤 보어 밖으로 연장하는 마스터 피스톤의 단부에서, 보조 밸브 구동 모션 소스로부터 모션을 수용하도록 구성된 캠 롤러또는 태핏을 포함하는,
    엔진 실린더에 연관된 제 1 엔진 밸브 및 제 2 엔진 밸브를 구동하는 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 로커 아암은 로커 아암의 밸브 구동 단부에서 주된 밸브 액츄에이터(valve actuator)를 더 포함하고, 상기 주된 밸브 액츄에이터는 로커 아암의 모션 수용 단부에 대해 슬레이브 피스톤 보다 더 말단에(distally) 위치되는,
    엔진 실린더에 연관된 제 1 엔진 밸브 및 제 2 엔진 밸브를 구동하는 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 체크 밸브는 로커 아암의 제어 밸브 보어 내에 배치되는 제어 밸브(control valve) 내에 배치되며, 상기 유압 회로는 마스터 피스톤 보어, 슬레이브 피스톤 보어 및 제어 밸브 보어를 연결하는,
    엔진 실린더에 연관된 제 1 엔진 밸브 및 제 2 엔진 밸브를 구동하는 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 로커 아암은 배기(exhaust) 로커 아암인,
    엔진 실린더에 연관된 제 1 엔진 밸브 및 제 2 엔진 밸브를 구동하는 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 로커 아암은 흡기(intake) 로커 아암인,
    엔진 실린더에 연관된 제 1 엔진 밸브 및 제 2 엔진 밸브를 구동하는 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 마스터 피스톤 보어 내로 마스터 피스톤을 편향시키도록 구성된 바이어스 스프링(bias spring)을 더 포함하는,
    엔진 실린더에 연관된 제 1 엔진 밸브 및 제 2 엔진 밸브를 구동하는 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 마스터 피스톤 보어 밖으로 마스터 피스톤을 편향시키도록 구성된 바이어스 스프링을 더 포함하는,
    엔진 실린더에 연관된 제 1 엔진 밸브 및 제 2 엔진 밸브를 구동하는 장치.
  10. 제 1 항의 장치,
    로커 아암 샤프트,
    주된 밸브 구동 모션 소스, 및
    보조 밸브 구동 모션 소스를 포함하는,
    엔진 실린더에 연관된 제 1 엔진 밸브 및 제 2 엔진 밸브를 구동하는 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 주된 밸브 구동 모션 소스 및 보조 밸브 구동 모션 소스는 푸시로드(pushrod)들을 포함하며, 상기 로커 아암은, 로커 아암의 모션 수용 단부에서 주된 밸브 구동 모션 소스로부터 모션을 수용하도록 구성된 주된 볼(primary ball) 또는 소켓(socket)을 더 포함하며, 상기 마스터 피스톤은 마스터 피스톤 보어 밖으로 연장하는 마스터 피스톤의 단부에서, 보조 밸브 구동 모션 소스로부터 모션을 수용하도록 구성된 보조(auxiliary) 볼 또는 소켓을 포함하는,
    엔진 실린더에 연관된 제 1 엔진 밸브 및 제 2 엔진 밸브를 구동하는 시스템.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
  21. 삭제
  22. 삭제
  23. 삭제
KR1020157025992A 2013-02-25 2014-02-25 엔진 밸브를 구동하기 위한 통합형 마스터­슬레이브 피스톤 KR101642255B1 (ko)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201361769171P 2013-02-25 2013-02-25
US61/769,171 2013-02-25
US14/188,867 US9068478B2 (en) 2013-02-25 2014-02-25 Apparatus and system comprising integrated master-slave pistons for actuating engine valves
US14/188,867 2014-02-25
PCT/US2014/018201 WO2014130991A1 (en) 2013-02-25 2014-02-25 Integrated master-slave pistons for actuating engine valves

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150121125A KR20150121125A (ko) 2015-10-28
KR101642255B1 true KR101642255B1 (ko) 2016-07-26

Family

ID=51386735

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020157025992A KR101642255B1 (ko) 2013-02-25 2014-02-25 엔진 밸브를 구동하기 위한 통합형 마스터­슬레이브 피스톤

Country Status (7)

Country Link
US (1) US9068478B2 (ko)
EP (1) EP2959122B1 (ko)
JP (1) JP6109345B2 (ko)
KR (1) KR101642255B1 (ko)
CN (1) CN105264183B (ko)
BR (1) BR112015020330B1 (ko)
WO (1) WO2014130991A1 (ko)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105579674B (zh) * 2013-12-05 2018-04-13 雅各布斯车辆系统公司 用于驱动发动机气门的、包括收缩和延伸机构的装置和系统
CN107075987B (zh) 2014-09-18 2020-06-23 伊顿(意大利)有限公司 用于发动机制动的摇臂总成
US9429049B2 (en) 2015-05-11 2016-08-30 Caterpillar Inc. Intake valve actuation system for dual fuel engine
WO2016184495A1 (en) 2015-05-18 2016-11-24 Eaton Srl Rocker arm having oil release valve that operates as an accumulator
DE102015016526A1 (de) * 2015-12-19 2017-06-22 Daimler Ag Verfahren zum Betreiben einer Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine
AT519946B1 (de) * 2017-05-08 2019-07-15 MAN TRUCK & BUS OESTERREICH GesmbH Ventiltriebhebel
US10641140B2 (en) 2017-05-12 2020-05-05 Caterpillar Inc. Hydraulic early engine exhaust valve opening system
CN111788369B (zh) 2017-12-04 2022-08-05 伊顿智能动力有限公司 具有偏置构型的引擎制动摇臂
EP3775507B1 (en) * 2018-04-04 2022-06-01 Pacbrake Company Lost motion exhaust rocker engine brake system with actuation solenoid valve and method of operation
CN113454314A (zh) * 2019-02-25 2021-09-28 伊顿智能动力有限公司 双模式摇臂组件
JP7368593B2 (ja) 2019-08-05 2023-10-24 ジェイコブス ビークル システムズ、インコーポレイテッド 正の力および気筒休止の動作と副バルブ事象との組み合わせ
WO2021076698A1 (en) * 2019-10-15 2021-04-22 Cummins Inc. An exhaust valve opening system
US11619147B2 (en) 2019-12-13 2023-04-04 Jacobs Vehicle Systems, Inc. Valve actuation system comprising parallel lost motion components deployed in a rocker arm and valve bridge
US11519307B2 (en) 2019-12-13 2022-12-06 Jacobs Vehicle Systems, Inc. Valve actuation system comprising in-series lost motion components deployed in a pre-rocker arm valve train component and valve bridge
CN114901929B (zh) 2019-12-13 2024-04-26 雅各布斯车辆系统公司 用于气缸停用和辅助气门致动的包括串接空动部件的气门致动系统
CN113785106A (zh) * 2020-02-19 2021-12-10 伊顿智能动力有限公司 堞形装置、机械囊盒和摇臂
CN111691942B (zh) * 2020-06-29 2021-05-11 东风商用车有限公司 一种发动机的集成式制动摇臂装置
WO2023161836A1 (en) * 2022-02-24 2023-08-31 S.T.C. S.R.L. Control system for a decompression engine brake
WO2024171160A1 (en) * 2023-02-18 2024-08-22 Jacobs Vehicle Systems, Inc. Rocker arm with outwardly sprung hydraulic actuator piston

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014515456A (ja) 2011-05-26 2014-06-30 ジェイコブス ビークル システムズ、インコーポレイテッド エンジン・バルブを作動させるための主要ロッカ・アーム／補助ロッカ・アーム・アセンブリ

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2738031B2 (ja) * 1989-06-27 1998-04-08 三菱自動車工業株式会社 エンジンブレーキ装置
SE501193C2 (sv) * 1993-04-27 1994-12-05 Volvo Ab Avgasventilmekanism i en förbränningsmotor
US6125828A (en) * 1995-08-08 2000-10-03 Diesel Engine Retarders, Inc. Internal combustion engine with combined cam and electro-hydraulic engine valve control
WO1997006355A1 (en) * 1995-08-08 1997-02-20 Diesel Engine Retarders, Inc. Internal combustion engines with combined cam and electro-hydraulic engine valve control
JP2001522014A (ja) 1997-11-04 2001-11-13 ディーゼル エンジン リターダーズ，インコーポレイテッド ロスト・モーション全能バルブ作動システム
BR9815102A (pt) 1997-11-21 2000-12-12 Diesel Engine Retarders Inc Motor de combustão interna.
DE60043780D1 (de) 1999-09-10 2010-03-18 Diesel Engine Retarders Inc Kipphebelsystem mit totgang und integrierter motorbremse
WO2001020150A1 (en) 1999-09-17 2001-03-22 Diesel Engine Retarders, Inc. Captive volume accumulator for a lost motion system
US6450144B2 (en) 1999-12-20 2002-09-17 Diesel Engine Retarders, Inc. Method and apparatus for hydraulic clip and reset of engine brake systems utilizing lost motion
US6386160B1 (en) * 1999-12-22 2002-05-14 Jenara Enterprises, Ltd. Valve control apparatus with reset
US6691674B2 (en) 2001-06-13 2004-02-17 Diesel Engine Retarders, Inc. Latched reset mechanism for engine brake
EP1492946B1 (en) 2002-04-08 2011-11-02 Jacobs Vehicle Systems, Inc. Compact lost motion system for variable valve actuation
KR100751607B1 (ko) * 2002-09-12 2007-08-22 디이젤 엔진 리타더스, 인코포레이티드 내적 배기 가스 재순환 시스템 및 방법
US6920868B2 (en) * 2002-09-12 2005-07-26 Jacobs Vehicle Systems, Inc. System and method for modifying engine valve lift
US6904892B1 (en) * 2003-12-18 2005-06-14 Caterpillar Inc Compression release brake system
US7823553B2 (en) 2007-03-16 2010-11-02 Jacobs Vehicle Systems, Inc. Engine brake having an articulated rocker arm and a rocker shaft mounted housing
WO2008150457A1 (en) * 2007-06-01 2008-12-11 Jacobs Vehicle Systems, Inc. Variabale valve actuation system
US7971569B2 (en) * 2008-07-31 2011-07-05 Jacobs Vehicle Systems, Inc. Bias system for dedicated engine braking rocker arm in a lost motion system
US7712449B1 (en) 2009-05-06 2010-05-11 Jacobs Vehicle Systems, Inc. Lost motion variable valve actuation system for engine braking and early exhaust opening
KR101057894B1 (ko) 2009-09-22 2011-08-22 기아자동차주식회사 차량의 엔진브레이크 장치
DE102011118537A1 (de) * 2011-05-04 2012-11-08 Man Truck & Bus Ag Brennkraftmaschine mit mindestens einem Brennraum
CN102787880B (zh) 2011-05-18 2014-11-26 上海尤顺汽车部件有限公司 一种带主副活塞的摇臂制动方法和装置
CN202090976U (zh) 2011-05-18 2011-12-28 上海尤顺汽车部件有限公司 带主副活塞的摇臂制动装置
CN202937322U (zh) 2012-11-23 2013-05-15 中国第一汽车股份有限公司 集成式发动机制动用摇臂

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014515456A (ja) 2011-05-26 2014-06-30 ジェイコブス ビークル システムズ、インコーポレイテッド エンジン・バルブを作動させるための主要ロッカ・アーム／補助ロッカ・アーム・アセンブリ

Also Published As

Publication number Publication date
CN105264183A (zh) 2016-01-20
JP6109345B2 (ja) 2017-04-05
US20140238015A1 (en) 2014-08-28
BR112015020330B1 (pt) 2022-04-05
CN105264183B (zh) 2018-04-03
US9068478B2 (en) 2015-06-30
EP2959122A4 (en) 2016-10-05
EP2959122B1 (en) 2018-01-10
WO2014130991A1 (en) 2014-08-28
EP2959122A1 (en) 2015-12-30
KR20150121125A (ko) 2015-10-28
BR112015020330A2 (pt) 2017-07-18
JP2016507701A (ja) 2016-03-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101642255B1 (ko) 엔진 밸브를 구동하기 위한 통합형 마스터­슬레이브 피스톤
KR101569663B1 (ko) 엔진 밸브 작동을 위한 주 및 보조 로커 암 조립체
EP2137386B1 (en) Engine brake having an articulate rocker arm and a rocker shaft mounted housing
KR101194145B1 (ko) 엔진 밸브 작동 장치
EP2598727B1 (en) Combined engine braking and positive power engine lost motion valve actuation system
KR101683445B1 (ko) 주 밸브 이벤트의 선택적인 중단을 통한 엔진 밸브의 내부-실린더 보조 작동
US8528508B2 (en) Individual rocker shaft and pedestal mounted engine brake
US20100108007A1 (en) Rocker shaft mounted engine brake
US20160017765A1 (en) Bias mechanisms for a rocker arm and lost motion component of a valve bridge
KR20150135152A (ko) 메인 밸브 이벤트의 불능 및/또는 인접한 로커 암의 커플링을 이용하는 보조 밸브 모션
CN104712397B (zh) 一种复合摇臂发动机制动装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190710

Year of fee payment: 4