KR101672687B1 - 웨지 잠금 요소를 포함하는 잠금 요소를 갖는 로스트 모션 밸브 가동 시스템 - Google Patents

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마이클 지. 주니어 그론
케빈 오디버트
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Abstract

하나 또는 그 초과의 엔진 밸브들을 가동하기 위한 시스템이 모션들이 마찬가지로 선택적으로 하나 또는 그 초과의 엔진 밸브들에 가해지거나 또는 가해지는 것을 방지하도록 밸브 트레인 내에 배치된 잠금 메커니즘을 선택적으로 잠그고 잠금 해제하기 위해 잠금 요소들을 포함하는 로스트 모션 조립체를 포함한다. 실시예에서, 잠금 요소들은 원추대에 따라 형성되고 하우징에 형성된 외부 리세스와 맞물리도록 구성되는 하나 이상의 웨지 경사 표면을 갖는 웨지들을 포함하고, 외부 리세스는 또한 원추대에 따라 형성되는 외부 리세스 경사 표면을 포함한다. 장치는 하우징의 하우징 보어 내에 배치되는 잠금 메커니즘 및 또한 하우징 보어에 배치되는 완충기를 포함할 수 있다. 또한, 외부 리세스는 하우징 보어의 길이방향 축선을 따른 잠금 요소의 이동을 가능하게 하도록 구성될 수 있다.

Description

웨지 잠금 요소를 포함하는 잠금 요소를 갖는 로스트 모션 밸브 가동 시스템 {LOST MOTION VALVE ACTUATION SYSTEMS WITH LOCKING ELEMENTS INCLUDING WEDGE LOCKING ELEMENTS}
관련 출원의 교차 참조
본 출원은 발명의 명칭이 "조합된 엔진 제동 및 포지티브 동력 엔진 로스트 모션 밸브 가동 시스템(Combined Engine Braking And Positive Power Engine Lost Motion Valve Actuation System)" 이고 2010년 7월 27일에 출원된, 우선 출원이 미국 특허 출원 일련번호 제 61/368,248호의 우선권을 주장하는, 발명의 명칭이 "조합된 엔진 제동 및 포지티브 동력 엔진 로스트 모션 밸브 가동 시스템(Combined Engine Braking And Positive Power Engine Lost Motion Valve Actuation System)" 이고 2011년 7월 27일에 출원된 동시 계류 미국 특허 출원 일련번호 제 13/192,330호의 부분 연속이며, 이 출원들의 교시들은 본원에 인용에 의해 포함된다.
본 개시는 일반적으로 내연기관의 하나 또는 그 초과의 엔진 밸브들의 가동을 위한 시스템들 및 방법들에 관한 것이다. 특히, 본 개시의 실시예들은 로스트 모션 시스템을 사용하는 밸브 가동을 위한 시스템들 및 방법들에 관한 것이다.
내연기관의 밸브 가동은 엔진이 포지티브 동력을 발생하기 위해 요구되고, 또한 보조 밸브 이벤트들을 발생하기 위해 사용될 수 있다. 포지티브 동력 동안, 흡입 밸브들은 연소를 위해 실린더 안으로 연료 및 공기가 들어가도록 개방될 수 있다. 하나 또는 그 초과의 배기 밸브들은 연소 가스가 실린더로부터 빠져나가는 것을 가능하게 하도록 개방될 수 있다. 흡입, 배기 및/또는 보조 밸브들은 또한 개량된 방출들을 위한 배기 가스 재순환(EGR)을 위해 포지티브 동력 동안 다양한 시점에 개방될 수 있다.
엔진 밸브 가동은 또한 엔진 제동 및 엔진이 포지티브 동력을 발생하기 위해 사용되지 않을 때 제동 가스 재순환(BGR)을 발생하는데 사용될 수 있다. 엔진 제동 동안, 하나 또는 그 초과의 배기 밸브들이, 적어도 일시적으로 엔진을 공기 컴프레서로 전환하기 위해 선택적으로 개방될 수 있다. 그렇게 함으로써, 엔진은 차량을 느려지게 하는 것을 돕기 위한 지연 마력을 발생한다. 이는 작업자에게 차량에 대한 증가된 제어를 제공할 수 있고 실질적으로 차량의 상용 제동부들의 마모를 감소시킬 수 있다.
엔진 밸브(들)는 압축 해제 제동 및/또는 블리더(bleeder) 제동을 발생하기 위해 가동될 수 있다. 압축 해제 타입 엔진 제동부, 또는 지연기의 작동은 주지되어 있다. 피스톤이 그의 압축 스트로크 동안 상방으로 이동할 때, 실린더에 포집되는 가스들이 압축된다. 압축된 가스들은 피스톤의 상방 모션에 반대이다. 엔진 제동 작동 동안, 피스톤이 상사점(TDC)에 접근할 때, 적어도 하나의 배기 밸브가 실린더 내의 압축 가스들을 배기 매니폴드로 해제하기 위해 개방되고, 이는 압축 가스들에 저장된 에너지가 그 이후의 팽창 하방 스트로크 시 엔진으로 복귀되는 것을 방지한다. 그렇게 함으로써, 엔진은 차량을 느려지게 하는 것을 돕기 위한 지연 동력을 발생한다. 종래 기술의 압축 해제 엔진 제동의 예가 Cummins의 미국 특허 제 3,220,392호의 개시에 의해 제공되며, 이는 본원에 인용에 의해 포함된다.
블리더 타입 엔진 제동의 작동이 또한 오랫동안 공지되어 있다. 엔진 제동 동안, 정상 배기 밸브 리프트 외에, 배기 밸브(들)는 나머지 엔진 사이클(완전한 사이클 블리더 제동)에 걸쳐 또는 사이클의 일부 동안(부분 사이클 블리더 제동) 계속해서 약간 개방된 채로 유지될 수 있다. 부분 사이클 블리더 제동과 완전한 사이클 블리더 제동 사이의 주된 차이는 전자가 대부분의 흡입 스트로크 동안 배기 밸브 리프트를 갖지 않는다는 것이다. 블리더 타입 엔진 제동을 이용하는 시스템 및 방법의 예는 미국 특허 제 6,594,996호의 개시에 의해 제공되며, 이는 본원에 인용에 의해 포함된다.
제동 가스 재순환(BGR)의 기본 원리들이 또한 주지되어 있다. 엔진 제동 동안 엔진은 흡입 매니폴드보다 더 높은 압력에서 엔진 실린더로부터 배기 매니폴드로 가스를 배기한다. BGR 작업은 이러한 배기 가스들의 일부가 실린더 피스톤의 흡입 및/또는 팽창 스트로크들 동안 엔진 실린더 안으로 다시 유동하는 것을 가능하게 한다. 특히, BGR 은 엔진 실린더 피스톤이 흡입 및/또는 팽창 스트로크들의 끝에서 거의 하사점 위치에 있을 때 배기 밸브를 개방함으로써 달성될 수 있다. 엔진 실린더 안으로의 이러한 가스들의 재순환은 현저한 이익들을 제공하기 위해 엔진 제동 사이클 동안 사용될 수 있다.
많은 내연기관들에서, 엔진 흡입 및 배기 밸브들은 고정된 프로파일 캠들에 의해, 더 구체적으로는 캠들의 각각의 일체형 부분일 수 있는 하나 또는 그 초과의 고정 로브들 또는 범프들에 의해 개방되고 폐쇄될 수 있다. 흡기 및 배기 밸브 타이밍 및 리프트가 변동될 수 있다면 증가된 성능, 개량된 연료 절약, 더 낮은 방출들 및 더 양호한 차량 구동성과 같은 이익들이 얻어질 수 있다. 하지만 고정된 프로파일 캠들의 사용은 엔진 밸브 리프트의 타이밍들 및/또는 양들을 조정하여 이들을 다양한 엔진 작동 조건들에 대하여 최적화하는 것을 어렵게 할 수 있다.
고정된 캠 프로파일이 주어질 때, 밸브 타이밍 및 리프트를 조정하는 하나의 방법은 밸브와 캠 사이의 밸브 트레인 결합부에 "로스트 모션" 장치를 제공하는 것이다. 로스트 모션은 가변 길이의 기계적, 유압, 또는 다른 결합부 조립체에 의해 캠 프로파일에 의해 금지되는 밸브 모션을 수정하기 위한 기술적 해법들의 부류에 적용되는 용어이다. 로스트 모션 시스템에서, 캠 로브가 엔진 작동 조건들의 전체 범위에 걸쳐 요구되는 "최대"(가장 긴 드웰(dwell) 그리고 가장 큰 리프트) 모션을 제공할 수 있다. 가변 길이의 시스템이 그 후 캠에 의해 밸브에 부과되는 모션의 일부 또는 모두를 빼내거나 손실시키기 위해, 개방될 밸브와 최대 모션을 제공하는 캠의 중간의 밸브 트레인 결합부에 포함될 수 있다.
일부 로스트 모션 시스템들은 고속에서 작동할 수 있고 엔진 사이클로부터 엔진 사이클로의 엔진 밸브의 개방 및/또는 폐쇄 시점들을 변동시킬 수 있다. 이러한 시스템들은 본원에 가변 밸브 가동(VVA) 시스템들로서 지칭된다. VVA 시스템들은 유압 로스트 모션 시스템들 또는 전자기 시스템들일 수 있다. 공지된 VVA 시스템의 예가 미국 특허 제 6,510,824호에 개시되고, 이는 인용에 의해 본원에 포함된다.
엔진 밸브 타이밍은 캠 위상 이동(cam phase shifting)을 사용하여 또한 변동될 수 있다. 캠 위상 이동기들은 캠 로브가 로커 아암과 같은 밸브 트레인 요소를 엔진의 크랭크 각도에 대하여 가동하는 시점을 변동시킨다. 공지된 캠 위상 이동 시스템의 예가 미국 특허 제 5,934,263호에 개시되고, 이는 인용에 의해 본원에 포함된다.
비용, 패키징 및 크기는 종종 엔진 밸브 가동 시스템의 바람직함을 판정할 수 있는 요인들이다. 기존의 엔진들에 부가될 수 있는 부가적인 시스템들은 종종 비용 제한적이고 이들의 대형 크기로 인해 부가적인 공간 요구사항들을 가질 수 있다. 이전에 존재하는 엔진 제동 시스템들은 높은 비용 또는 부가적인 패키징을 회피할 수 있지만, 이러한 시스템들의 크기 및 부가적인 구성요소들의 개수는 종종 낮은 신뢰성 및 크기에 의한 어려움들을 초래할 수 있다. 따라서 비용이 낮고, 높은 성능 및 신뢰성을 제공하며, 또한 공간 또는 패키징 문제들을 제공하지 않을 수 있는 내부 엔진 밸브 가동 시스템을 제공하는 것이 종종 바람직하다.
본 개시의 시스템들 및 방법들의 실시예들은 포지티브 동력, 엔진 제동 밸브 이벤트들 및/또는 BGR 밸브 이벤트들을 위한 밸브 가동을 요구하는 엔진들에서 특히 유용할 수 있다. 본 개시의, 반드시 전체는 아닌, 일부 실시예들은 로스트 모션 시스템을 단독으로 및/또는 캠 위상 이동 시스템들, 제 2 로스트 모션 시스템들 및 가변 밸브 가동 시스템들과 조합하여 이용하여 엔진 밸브들을 선택적으로 가동하기 위한 시스템 및 방법을 제공할 수 있다. 본 개시의, 반드시 전체는 아닌, 일부 실시예들은 엔진 제동 작동 동안 개량된 엔진 성능 및 효율을 제공할 수 있다. 본 개시의 실시예들의 부가적인 이점들은 부분적으로 이후의 설명에 명시되고, 부분적으로 설명 및/또는 본원에 설명된 교시들의 실시로부터 당업자에게 자명할 것이다.
전술한 어려움들에 대응하여, 출원인들은 모션들이 마찬가지로 하나 또는 그 초과의 엔진 밸브들에 가해질 수 있거나 또는 가해지는 것이 방지될 수 있도록 밸브 트레인 내에 배치되는 장치의 잠금 메커니즘을 선택적으로 잠그고 잠금 해제하기 위한 잠금 요소들을 포함하는 로스트 모션 조립체를 포함하는 하나 또는 그 초과의 엔진 밸브들을 가동하기 위한 시스템의 다양한 실시예들을 갖는다. 실시예에서, 잠금 요소들은 원추대(cone frustum)에 따라 형성되고 하우징에 형성되는 외부 리세스와 맞물리도록 구성되는 하나 이상의 웨지 경사 표면을 갖는 웨지들을 포함하며, 외부 리세스는 원추대에 따라 또한 형성되는 외부 리세스 경사 표면을 포함한다. 실행에서, 잠금 메커니즘은 유압식으로 가동된다.
다른 실시예에서, 장치는 하우징, 하우징의 하우징 보어 내에 배치되는 잠금 메커니즘 그리고 또한 하우징 보어에 배치되는 완충기(snubber)를 포함한다.
또 다른 실시예에서, 외부 리세스는 잠금 요소가 외부 리세스와 맞물릴 때 하우징 보어의 길이방향 축선을 따른 잠금 요소의 이동을 가능하게 하도록 구성된다. 이러한 실시예에 따르면, 외부 리세스의 수직 높이(즉, 길이방향 축선을 따른 치수)는 잠금 요소의 수직 높이보다 더 클 수 있고, 또한 잠금 요소의 수직 높이의 2 배 미만의 범위에 있거나 심지어 잠금 요소의 수직 높이의 2 배보다 더 클 수 있다.
전술한 일반적인 설명 및 이후의 상세한 설명 모두는 단지 예시적이고 설명적이며, 청구되는 본 발명의 제한이 아닌 것이 이해되어야 한다.
본 발명의 이해를 돕기 위해, 유사한 참조 부호들이 유사한 요소들을 지칭하는 첨부된 도면들이 이제 참조될 것이다.
도 1은 본 개시의 제 1 실시예에 따라 구성되는 밸브 가동 시스템의 도면이다.
도 2는 본 개시의 제 1 실시예에 따라 구성되는 메인 로커 아암 및 잠금 밸브 브리지의 횡단면의 개략도이다.
도 3은 본 개시의 제 1 실시예에 따라 구성되는 엔진 제동 로커 아암의 횡단면의 개략도이다.
도 4는 본 개시의 대체 실시예에 따른 대체 엔진 제동 밸브 가동 수단의 개략도이다.
도 5는 본 개시의 실시예들에 의해 제공되는 작동의 2 사이클 엔진 제동 모드 동안 배기 및 흡입 밸브 가동들을 예시하는 그래프이다.
도 6은 본 개시의 실시예들에 의해 제공되는 작동의 2 사이클 엔진 제동 모드 동안 배기 밸브 가동들을 예시하는 그래프이다.
도 7은 본 개시의 실시예들에 의해 제공되는 작동의 실패 모드 동안 배기 밸브 가동을 예시하는 그래프이다.
도 8은 본 개시의 실시예들에 의해 제공되는 작동의 2 사이클 엔진 제동 모드 동안 배기 및 흡입 밸브 가동들을 예시하는 그래프이다.
도 9는 본 개시의 실시예들에 의해 제공되는 작동의 부분적인 블리더 엔진 제동 모드 및 2 사이클 압축 해제 동안 배기 및 흡입 밸브 가동들을 예시하는 그래프이다.
도 10은 본 개시의 제 2 대체 실시예에 따른 잠금된 위치에서의 엔진 밸브 브리지 또는 엔진 제동 밸브 가동 수단의 커플링 해제의 횡단면의 개략도이다.
도 11은 본 개시의 제 2 대체 실시예에 따른 잠금 해제된 위치에서의 엔진 밸브 브리지 또는 엔진 제동 밸브 가동 수단의 커플링 해제의 횡단면의 개략도이다.
도 12는 본 개시의 제 2 대체 실시예에서 사용되는 웨지 잠금 요소의 제 1 도면이다.
도 13은 본 개시의 제 2 대체 실시예에서 사용되는 웨지 잠금 요소의 제 2 도면이다.
도 14는 본 개시에 따른 웨지 잠금 요소의 측면도 및 저면도를 예시한다.
도 15는 본 개시에 따른 대체 웨지 잠금 요소의 측면도를 예시한다.
도 16 및 도 17은 본 개시에 따른 외부 리세스를 갖는 하우징을 예시한다.
도 18은 본 개시의 제 2 대체 실시예에서 사용되는 웨지 잠금 요소의 횡단면의 확대 개략도이다.
도 19는 본 개시의 제 2 대체 실시예의 선택된 요소들의 도면이다.
도 20은 본 개시의 제 3 대체 실시예를 예시하는 부분 절개도의 도면이다.
도 21 및 도 22는 도 20에 도시된 로스트 모션 시스템의 횡단면의 개략도들이다.
도 23은 로커 아암에 제공되는 바와 같은, 본 개시의 제 4 대체 실시예를 예시하는 횡단면의 개략도이다.
도 24는 푸시 튜브(push-tube)에 장착되는 바와 같은 도 23에 도시된 로스트 모션 시스템을 예시하는 횡단면의 개략도이다.
도 25는 본 개시의 제 5 대체 실시예를 예시하는 횡단면의 개략도이다.
도 26은 본 개시의 제 6 대체 실시예를 예시하는 횡단면의 개략도이다.
도 27은 본 개시의 제 7 대체 실시예를 예시하는 횡단면의 개략도이다.
도 28은 본 개시의 제 8 대체 실시예를 예시하는 횡단면의 개략도이다.
참조는 이제 본 개시의 시스템들 및 방법들의 실시예에 대해 상세하게 이루어질 것이며, 이의 예들이 첨부 도면들에서 예시된다. 본 개시의 실시예들은 하나 또는 그 초과의 엔진 밸브들을 가동시키는 시스템들 및 방법들을 포함한다.
본 개시의 제 1 실시예가 밸브 가동 시스템(10)으로서 도 1에서 도시된다. 밸브 가동 시스템(10)은 메인 배기 로커 아암(200), 엔진 제동부(100)를 제공하도록 배기 밸브를 가동시키는 수단, 메인 흡입 로커 아암(400), 및 엔진 제동부(300)을 제공하기 하도록 흡입 밸브를 가동시키는 수단을 포함할 수 있다. 도 1에서 도시되는 바람직한 실시예에서, 엔진 제동부(100)를 제공하도록 배기 밸브를 가동시키는 수단은 동일한 참조 번호에 의해 인용되는 엔진 제동 배기 로커 아암이며, 엔진 제동부(300)를 제공하도록 흡입 밸브를 가동시키는 수단은 동일한 참조 번호로 인용되는 엔진 제동 흡입 로커 아암이다. 로커 아암(100, 200, 300 및 400)은 하나 또는 그 초과의 로커 아암들에 유압 유체를 제공하기 위해 하나 또는 그 초과의 통로(passage)(510 및 520)들을 포함하는 하나 또는 그 초과의 로커 샤프트(500)들을 피봇팅 시킬 수 있다.
메인 배기 로커 아암(200)은 배기 밸브 브릿지(600)의 중심 부분과 접촉하는 말단부(distal end)(230)를 포함할 수 있으며, 메인 흡입 로커 아암(400)은 흡입 밸브 브릿지(700)의 중심 부분과 접촉하는 말단부(420)를 포함할 수 있다. 엔진 제동 배기 로커 아암(100)은 배기 밸브 브릿지(600)에서 제공되는 슬라이딩 핀(sliding pin)(650)과 접촉하는 말단부(120)를 포함할 수 있으며, 엔진 제동 흡입 로커 아암(300)은 흡입 밸브 브릿지(700)에서 제공되는 슬라이딩 핀(750)과 접촉하는 말단부(320)를 포함할 수 있다. 배기 밸브 브릿지(600)가 두 개의 배기 밸브 조립체(800)들을 가동시키기 위해 사용될 수 있으며, 흡입 밸브 브릿지(700)가 두 개의 흡입 밸브 조립체(900)들을 가동시키기 위해 사용될 수 있다. 각각의 로커 아암(100, 200, 300 및 400)들은 캠 또는 푸시 튜브와 접촉하는 수단을 포함하는 이들의 각각 말단부들의 반대편 단부들을 포함할 수 있다. 이러한 수단은, 예를 들어 캠 롤러를 포함할 수 있다.
로커 아암(100, 200, 300 및 400)들을 가동시키는 (아래에 설명되는) 캠들은 로커 아암들에 피봇팅 모션을 제공하기 위해 기저부 원형 부분 및 하나 또는 그 초과의 범프들 또는 로브들을 각각 포함할 수 있다. 바람직하게는, 메인 배기 로커 아암(200)이 엔진 실린더에 대한 배기 스트로크 동안 배기 밸브들을 선택적으로 개방시킬 수 있는 메인 배기 범프를 포함하는 캠에 의해 구동되며, 메인 흡입 로커 아암(400)이 엔진 실린더에 대한 흡입 스트로크 동안 흡입 밸브들을 선택적으로 개방시킬 수 있는 메인 흡입 범프를 포함하는 캠에 의해 구동된다.
도 2는 메인 배기 로커 아암(200)의 구성요소들 및 메인 흡입 로커 아암(400) 뿐만 아니라, 횡단면에서 배기 밸브 브릿지(600) 및 흡입 밸브 브릿지(700)를 예시한다. 참조가 메인 배기 로커 아암(200) 및 배기 밸브 브릿지(600)에 대해 이루어질 것인데, 이는 메인 흡입 로커 아암(400) 및 흡입 밸브 브릿지(700)는 동일한 디자인을 가질 수 있고 따라서 별도로 설명될 필요가 없다는 것이 이해되기 때문이다.
도 2를 참조하여, 로커 아암이 로커 샤프트(210)를 중심으로 회전하기 위해 구성되도록 메인 배기 로커 아암(200)은 로커 샤프트(210) 상에 피봇식으로(pivotally) 장착될 수 있다. 모션 종동자(220)가 메인 배기 로커 아암(200)의 한 단부에서 배치될 수 있고, 요소들 사이에서 저 마찰 상호작용을 용이하게 하기 위해 로커 아암과 캠(260) 사이에서 접촉 점으로서의 역할을 할 수 있다. 캠(260)은 단일 메인 배기 범프(262), 또는 흡입 측에 대해서 메인 흡입 범프를 포함할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에서, 도 2 에서 도시되는 것처럼 모션 종동자(220)는 롤러 종동자(220)를 포함할 수 있다. 캠(260)과 접촉하도록 구성되는 모션 종동자의 다른 실시예들이 본 개시의 범주 및 사상 내에서 잘 고려된다. 선택적인 캠 위상 이동 시스템(265)이 캠(260)에 작동가능하게 연결될 수 있다.
유압 유체가 (도시되지 않은) 솔레노이드 유압식 제어 밸브의 제어 하에서 (도시되지 않은) 유압 유체 공급기로부터 로커 아암(200)에 공급될 수 있다. 유압 유체는 로커 샤프트(210)에 형성되는 통로(510)를 통해 로커 아암(200) 내에 형성되는 유압 통로(215)로 유동할 수 있다. 도 2 에서 도시되는 로커 샤프트(210) 및 로커 아암(200)에서의 유압 통로의 배열은 오직 예시적인 목적을 위한 것이다. 유압 유체를 로커 아암(200)을 통해 배기 밸브 브릿지(600)로 공급하기 위한 다른 유압 배열들이 본 개시의 범주 및 사상 내에서 잘 고려된다.
조정 나사 조립체가 로커 아암(200)의 제 2 단부(230)에 배치될 수 있다. 조정 나사 조립체는 래쉬 조정(lash adjustment)을 제공할 수 있는 로커 아암(200)을 통해 연장하는 나사(232), 및 제자리에 나사(232)를 잠금할 수 있는 나사가공된 너트(threaded nut)(234)를 포함할 수 있다. 로커 통로(215)와 연통하는 유압 통로(235)가 나사(232)에 형성될 수 있다. 스위블 기부(swivel foot)(240)가 나사(232)의 한 단부에 배치될 수 있다. 본 개시의 일 실시예에서, 저압 오일(low pressure oil)이 스위블 기부(240)를 윤활시키도록 로커 아암(200)에 공급될 수 있다.
스위블 기부(240)는 배기 밸브 브릿지(600)와 접촉할 수 있다. 배기 밸브 브릿지(600)는 밸브 브릿지를 통해 연장하는 중심 개구(712) 및 밸브 브릿지의 제 1 단부를 통해 연장하는 측면 개구(714)를 가지는 밸브 브릿지 본체(710)를 포함할 수 있다. 측면 개구(714)는 제 1 배기 밸브(810)의 밸브 스템(valve stem)과 접촉하는 슬라이딩 핀(650)를 수용할 수 있다. 제 2 배기 밸브(820)의 밸브 스템은 배기 밸브 브릿지의 다른 단부와 접촉할 수 있다.
배기 밸브 브릿지(600)의 중심 개구(712)는 외측 플런저(outer plunger)(720), 캡(cap)(730), 내측 플런저(inner plunger)(760), 내측 플런저 스프링(744), 외측 플런저 스프링(746), 및 하나 또는 그 초과의 웨지 롤러들 또는 볼들(740)을 포함하는 로스트 모션 조립체를 수용할 수 있다. 외측 플런저(720)는 웨지 롤러 또는 볼(740)을 수용하기 위해 내측 보어(22) 및 외측 플런저 벽을 통해 연장하는 측면 개구를 포함할 수 있다. 내측 플런저(760)는 내측 플런저가 아래로 눌릴 때 하나 또는 그 초과의 웨지 롤러들 또는 볼(740)들을 단단히 수용하도록 성형되는 하나 또는 그 초과의 리세스(762)들을 포함할 수 있다. 도시되는 것처럼, 밸브 브릿지(700)의 중심 개수(712)는 또한 하나 또는 그 초과의 웨지 롤러들 또는 볼(740)들을 롤러들 또는 볼들이 외측 플런저(720) 및 배기 밸브 브릿지를 함께 잠금하는 것을 허용하는 방식으로 수용하기 위한 하나 또는 그 초과의 리세스(770)들을 포함할 수 있다. 외측 플런저 스프링(746)은 중심 개구(712)에서 위쪽으로 외측 플런저(720)를 편향시킬 수 있다. 내측 플런저 스프링(744)은 외측 플런저 보어(722)에서 위쪽으로 내측 플런저(760)를 편향시킬 수 있다.
유압 유체는 솔레노이드 제어 밸브로부터, 통로(510, 215 및 235)들을 통해 외측 플런저(720)로 선택적으로 공급될 수 있다. 이러한 유압 유체의 공급은 내측 플런저(760)를 내측 플런저 스프링(744)의 편향에 대해 아래로 변위시킬 수 있다. 내측 플런저(760)가 충분히 아래로 변위될 때, 내측 플런저에서 하나 또는 그 초과의 리세스(762)들은 하나 또는 그 초과의 웨지 롤러들 또는 볼(740)들과 꼭 맞을(register) 수 있고 상기 웨지 롤러들 또는 볼들을 수용할 수 있으며, 이는 배기 밸브 브릿지 본체(710)로부터 외측 플런저(720)를 차례로 분리시키거나 잠금 해제시킬 수 있다. 결과적으로, 이러한 "잠금 해제" 상태 동안, 메인 배기 로커 아암(200)에 의해 캡(730)에 적용되는 밸브 가동 모션은 배기 밸브(810 및 820)들을 가동시키기 위해 배기 밸브 브릿지 본체(710)를 아래로 이동시키지 않는다. 대신에, 이러한 하방 모션은 외측 플런저(720)가 외측 플런저 스프링(746)의 편향에 대해 배기 밸브 브릿지 본체(710)의 중심 개구(712) 내에서 아래쪽으로 슬라이딩하는 것을 초래한다.
도 1 및 도 3을 참조하여, 엔진 제동 배기 로커 아암(100) 및 엔진 제동 흡입 로커 아암(300)은, 본원에 참조로 포함되는 미국 특허 제 3,809,033호 및 제 6,422,186호에서 예시되는 로커에서 제공되는 것과 같은 로스트 모션 요소들을 포함할 수 있다. 엔진 제동 배기 로커 아암(100) 및 엔진 제동 흡입 로커 아암(300)은 각각 엔진 제동 배기 로커 아암 및 엔진 제동 흡입 로커 아암 밑에 있는 밸브 브릿지(600 및 700)들에서 제공되는 연장 가능한 액추에이터 피스톤들과 슬라이딩 핀(650 및 750)들 사이의 래쉬 공간(lash space)(104)을 차지할 수 있는 선택적으로 연장가능한 액추에이터 피스톤(132)을 각각 가질 수 있다.
도 3을 참조하여, 로커 아암(100 및 300)은 동일한 구성 부품들을 가질 수 있으며, 따라서 참조가 설명의 용이함을 위해 배기 측 엔진 제동 로커 아암(100)의 요소들에 대해 이루어질 수 있다.
로커 아암(100)의 제 1 단부는 캠(140)과 접촉하는 캠 로브 종동자(111)를 포함할 수 있다. 캠(140)은 압축 해제, 제동 가스 재순환, 배기 가스 재순환, 및/또는 부분적인 블리더 밸브 가동을 배기 측 엔진 제동 로커 아암(100)에 제공하기 위해 하나 또는 그 초과의 범프(142, 144, 146 및 148)들을 포함할 수 있다. 흡입 측 엔진 제동 로커 아암(300)과 접촉할 때, 캠(140)은 하나, 두 개 또는 그 초과의 흡입 이벤트들을 흡입 밸브에 제공하기 위해 하나, 두 개, 또는 그 초과의 범프들을 가질 수 있다. 엔진 제동 로커 아암(100 및 300)들은 각각의 슬라이딩 핀(650 및 750)들을 통해 하나 이상의 엔진 밸브를 각각 작동시키기 위해 캠(140)들로부터 유도되는 모션을 전달할 수 있다.
배기 측 엔진 제동 로커 아암(100)은 유압 유체 통로(510, 520 및 121)들을 포함하는 로커 샤프트(500) 상에 피봇식으로 배치될 수 있다. 유압 통로(121)는 유압 유체 통로(520)를 로커 아암(100) 내에서 제공되는 포트(port)와 연결시킬 수 있다. 배기 측 엔진 제동 로커 아암(100) (및 흡입 측 엔진 제동 로커 아암(300))은 (도시되지 않은) 솔레노이드 유압식 제어 밸브의 제어 하에서 유압 유체를 로커 샤프트 통로(520 및 121)들을 통해 수용할 수 있다. 솔레노이드 제어 밸브가 로커 샤프트(500) 상에 또는 그 밖의 장소에 위치될 수 있는 것이 고려된다.
엔진 제동 로커 아암(100)은 제어 밸브(115)를 또한 포함할 수 있다. 제어 밸브(115)는 로커 샤프트 통로(121)로부터 유압 유체를 수용할 수 있고 로커 아암(100)을 통해 로스트 모션 피스톤 조립체(113)로 연장하는 유체 통로((114)와 연통한다. 제어 밸브(115)가 제어 밸브 보어에 슬라이딩 가능하게 배치될 수 있고 단지 통로(121)로부터 통로(114)로의 유압 유체 유동만을 허용하는 내부 체크 밸브를 포함할 수 있다. 제어 밸브(115)의 디자인 및 위치가 본 개시의 의도된 범주를 벗어남 없이 변경될 수 있다. 예를 들어, 이의 길이방향 축선이 실질적으로 로커 샤프트(500)의 길이방향 축선과 정렬되도록 대체 실시예에서 제어 밸브(115)가 대략 90˚로 회전될 수 있다는 것이 고려된다.
엔진 제동 로커 아암(100)의 제 2 단부는 래쉬 조정 조립체(112)를 포함할 수 있으며, 상기 래쉬 조정 조립체는 래쉬 나사 및 잠금 너트를 포함한다. 로커 아암(100)의 제 2 단부는 래쉬 조정 조립체(112) 아래의 로스트 모션 피스톤 조립체(113)를 또한 포함할 수 있다. 로스트 모션 피스톤 조립체(113)는 로커 아암(100)의 헤드부에 제공되는 보어(131)에 슬라이딩 가능하게 배치되는 액추에이터 피스톤(132)을 포함할 수 있다. 보어(131)는 유체 통로(114)와 연통한다. 액추에이터 피스톤(132)이 액추에이터 피스톤과 슬라이딩 핀(650) 사이에 래쉬 공간을 생성하기 위해 스프링(133)에 의해 위쪽으로 편향될 수 있다. 로스트 모션 피스톤 조립체(113)의 디자인이 본 개시의 의도되는 범주로부터 벗어남 없이 변경될 수 있다.
통로(121)로부터 제어 밸브(115)로의 유압 유체의 적용은, 도 3에서 도시되는 것처럼 제어 밸브가 제어 밸브 위의 스프링의 편향에 대해 위쪽으로 인덱싱(index)하는 것을 유발시킬 수 있으며, 이는 유압 유체가 통로(114)를 통해 로스트 모션 피스톤 조립체(113)로 유동하는 것을 허용한다. 제어 밸브(115) 내에 포함되는 체크 밸브는 통로(114)로부터 통로(121)로의 유압 유체의 반대방향 유동(backward flow)을 방지한다. 유압 유체 압력이 액추에이터 피스톤(131)에 적용될 때, 상기 액추에이터 피스톤은 스프링(133)의 편향에 대해 아래로 이동할 수 있고 액추에이터 피스톤과 슬라이딩 핀(650) 사이에서 임의의 래쉬 공간을 차지할 수 있다. 차례로, 캠 범프(142, 144, 146 및/또는 148)들로부터 엔진 제동 로커 아암(100)으로 부여되는 밸브 가동 모션이 슬라이딩 핀(650) 및 상기 슬라이딩 핀 아래에 있는 배기 밸브(810)에 전달될 수 있다. 유압 압력이 (도시되지 않은) 솔레노이드 제어 밸브의 제어 하에서 통로(121)에서 감소될 때, 제어 밸브(115)는 이의 위에 있는 스프링의 영향력 하에서 이의 보어 내로 하강(collapse)할 수 있다. 결과적으로, 통로(114) 및 보어(131)에서의 유압 압력이 제어 밸브(115)의 정상측을 지나 로커 아암(100)의 외측으로 배출(vent)된다. 차례로, 래쉬 공간(104)이 액추에이터 피스톤과 슬라이딩 핀(650) 사이에서 다시 생성되도록 스프링(133)은 액추에이터 피스톤(132)에 위쪽으로 힘을 가할 수 있다. 이러한 방식으로, 배기 및 흡입 엔진 제동 로커 아암(100 및 300)은 슬라이딩 핀(650 및 750)들에 그리고 따라서 이러한 슬라이딩 핀들 아래에 배치되는 엔진 밸브들에 밸브 가동 모션들을 선택적으로 제공할 수 있다.
도 4를 참고하여, 본 개시의 또 다른 대체 실시예에서, 엔진 제동부(100)를 제공하기 위한 배기 밸브를 가동시키는 수단, 및/또는 엔진 제동부(300)를 제공하기 위한 흡입 밸브를 가동시키는 수단이, 제한 없이 액추에이터 피스톤(102)을 포함하는 비-유압식 시스템을 포함하는 임의의 로스트 모션 시스템, 또는 임의의 다양한 밸브 가동 시스템에 의해 제공될 수 있는 것이 고려된다. 래쉬 공간(104)이, 전술하는 것처럼 액추에이터 피스톤(102)과 밑에 있는 슬라이딩 핀(650/750) 사이에서 제공될 수 있다. 로스트 모션 또는 다양한 밸브 가동 시스템(100/300)은 선택적으로 엔진 밸브를 가동시킬 수 있는 것으로 공지된 임의의 타입일 수 있다.
엔진 제동 로커 아암(100)의 작동은 이제 설명될 것이다. 포지티브 동력(positive power) 동안, 유압 유체를 통로(121)로 선택적으로 공급하는 솔레노이드 유압식 제어 밸브가 폐쇄된다. 이와 같이, 유압 유체는 통로(121)로부터 로커 아암(100)으로 유동하지 않으며, 유압 유체가 로스트 모션 피스톤 조립체(113)에 제공되지 않는다. 로스트 모션 피스톤 조립체(113)는 도 3에서 예시되는 하강된 위치로 유지된다. 이러한 위치에서, 래쉬 공간(104)이 로스트 모션 피스톤 조립체(113)와 슬라이딩 핀(650/750) 사이에 유지될 수 있다.
엔진 제동 동안, 솔레노이드 유압식 제어 밸브가 로커 샤프트에서의 통로(121)로 유압 유체를 공급하도록 활성화될 수 있다. 유압 유체가 통로(114)를 통해 로스트 모션 피스톤 조립체(113)로 유동하도록 유체 통로(121) 내의 유압 유체의 존재는, 도시되는 것처럼 제어 밸브(115)가 위쪽으로 이동하는 것을 유발시킨다. 이것은 로스트 모션 피스톤(132)이 아래로 연장하는 것을 유발시키고, 로커 아암(100)이 하나 또는 그 초과의 캠 범프(142, 144, 146 및 148)로부터 유도하는 모든 운동이 슬라이딩 핀(650/750)으로 그리고 밑에 있는 엔진 밸브로 전달되도록 래쉬 공간(104)을 차지하는 위치로 잠긴다.
도 2, 도 3 및 도 5를 참조하여, 제 1 방법 실시예에서 시스템(10)이 포지티브 동력 및 엔진 제동 작동을 제공하기 위해 전개(follow)하는 것처럼 작동될 수 있다. 포지티브 동력 작동(제동) 동안, 유압 유체 압력이 연료가 실린더에 공급되기 전에 메인 배기 로커 아암(200)에서 우선적으로 감소되거나 제거되고 다음으로 메인 흡입 로커 아암(400)에서 감소되거나 제거된다. 결과적으로, 내측 플런저(760)들이 내측 플런저 스프링(744)들에 의해 그들의 가장 정상측 위치들로 몰아(urge)지며, 이는 내측 플런저들의 하측 부분들이 하나 또는 그 초과의 웨지 롤러들 또는 볼(740)들을 밸브 브릿지 본체(710)들의 벽들에서 제공되는 리세스(770) 내에 있도록 힘을 가하는 것을 유발시킨다. 이는 외측 플런저(720)들 및 밸브 브릿지 본체(710)들이 도 2 에서 도시되는 것처럼 함께 "잠기는 것"을 유발시킨다. 차례로, 메인 배기 및 메인 흡입 로커 아암(200 및 400)들을 통해 외측 플런저(720)들로 적용되는 메인 배기 및 메인 흡입 밸브 가동들이 밸브 브릿지 본체(710)들에 전달되며, 차례로 흡입 및 배기 엔진 밸브들이 메인 배기 및 메인 흡입 밸브 이벤트들을 위해 가동된다.
이러한 시간 동안, 래쉬 공간(104)이 각각 상기 로커 아암 또는 수단과 그 아래에 배치되는 슬라이딩 핀(650 및 750)들 사이에서 유지되도록 감소된 유압 유체 압력이 엔진 제동 배기 로커 아암(100) 및 엔진 제동 흡입 로커 아암(300)(또는 엔진 제동부(100)를 제공하도록 배기 밸브를 가동시키는 수단 및 엔진 제동부(300)를 제공하도록 흡입 밸브를 가동시키는 수단)에 제공되거나 전혀 제공되지 않는다. 결과적으로, 엔진 제동 배기 로커 아암 또는 수단(100)도 엔진 제동 흡입 로커 아암 또는 수단(300)도 슬라이딩 핀(650 및 750)들 또는 이러한 슬라이딩 핀들 아래에 배치되는 엔진 밸브(810 및 910)에 임의의 밸브 가동 모션을 부여하지 않는다.
엔진 제동 작동 동안, 엔진 실린더에 연료를 공급하는 것을 멈추고 연료가 실린더로부터 제거되는 미리 결정된 시간을 기다린 후에, 증가된 유압 유체 압력이 각각의 로커 아암들 또는 수단(100, 200, 300 및 400)에 제공된다. 유압 유체 압력이 메인 흡입 로커 아암(400) 및 엔진 제동 흡입 로커 아암 또는 수단(300) 우선적으로 적용되며, 이후에 메인 배기 로커 아암(200) 및 엔진 제동 배기 로커 아암 또는 수단(100)에 적용된다.
주 흡입 로커 아암(400) 및 메인 배기 로커 아암(200)에 대한 유압 유체의 적용은 내측 플런저(760)들이 하나 또는 그 초과의 웨지 롤러들 또는 볼(740)들이 리세스(762) 내로 이동할 수 있도록 아래로 이동하는 것을 유발시킨다. 이것은 내측 플런저(760)들이 밸브 브릿지 본체(710)로부터 "잠금 해제"되는 것을 허용한다. 결과적으로, 외측 플런저(720)에 적용되는 메인 배기 및 흡입 밸브 가동이 손실(lose)되는데, 이는 외측 플런저들이 스프링(746)들의 편향에 대하여 중심 개구(712)들 내로 슬라이딩하기 때문이다. 이것은 메인 배기 및 흡입 밸브 이벤트들이 "손실"되는 것을 유발시킨다.
엔진 제동 배기 로커 아암(100)(또는 엔진 제동을 제공하기 위해서 배기 밸브를 가동시키는 수단(100)) 및 엔진 제동 흡입 로커 아암(300)(또는 엔진 제동을 제공하기 위해서 흡입 밸브를 가동시키는 수단(300))에 유압 유체를 적용하는 것은, 액추에이터 피스톤(132) 각에서 하방으로 연장하여 이러한 로커 아암들 또는 수단들과 그 아래에 배치되는 슬라이딩 핀(650 및 750)들 사이에서 임의의 래시 공간(lash space)(104)을 취하는 것을 유발한다. 그 결과, 엔진 제동 배기 로커 아암 또는 수단(100)과 엔진 제동 흡입 로커 아암 또는 수단(300)에 적용된 엔진 제동 밸브 가동들이 슬라이딩 핀(650, 750)들 그리고 그 아래에 엔진 밸브들로 전달된다.
도 5는, 메인 배기 로커 아암(200), 엔진 제동을 제공하도록 배기 밸브를 가동하는 수단(100), 메인 흡입 로커 아암(400) 및 엔진 제동을 제공하도록 흡입 밸브를 가동하는 수단(300)을 포함하는 밸브 가동 시스템(10)을 사용하여 제공될 수 있으며 바로 위에서 설명된 바와 같이 작동될 수 있는, 흡입 및 배기 밸브 가동들을 예시한다. 메인 배기 로커 아암(200)은 메인 배기 이벤트(924)를 제공하도록 사용될 수 있고, 메인 흡입 로커 아암(400)은 포지티브 동력 작동 중 메인 흡입 이벤트(932)를 제공하기 위해 사용될 수 있다.
엔진 제동 작동 중, 엔진 제동을 제공하기 위해서 배기 밸브를 가동하는 수단(100)은 표준 BGR 밸브 이벤트(922), 증가된 리프트(lift) BGR 밸브 이벤트(924) 및 2 개의 압축 해제 밸브 이벤트(920)들을 제공할 수 있다. 엔진 제동을 제공하기 위해 흡입 밸브를 가동하는 수단(300)은 엔진 제동을 위해 실린더로 추가 공기를 제공하는 2 개의 흡입 밸브 이벤트(930)들을 제공할 수 있다. 그 결과, 시스템(10)은 완전한(full) 2 사이클 압축 해제 엔진 제동을 제공할 수 있다.
계속해서 도 5를 참조하면, 제 1 대체 실시예에서, 시스템(10)은 엔진 제동을 제공하도록 흡입 밸브를 가동하는 수단(300)으로서 기능하도록 가변 밸브 가동 시스템을 적용하는 결과로서 2 개의 흡입 밸브 이벤트(930)들 중 하나 또는 다른 하나만을 제공할 수 있다. 가변 밸브 가동 시스템(300)은 단지 하나 또는 다른 하나 또는 양자 모두의 흡입 밸브 이벤트(930)들을 선택적으로 제공하도록 사용될 수 있다. 이러한 흡입 밸브 이벤트들 중 단지 하나가 제공된다면, 1.5-사이클 압축 해제 엔진 제동이 발생한다.
다른 대체 실시예에서, 시스템(10)은 엔진 제동을 제공하도록 배기 밸브를 가동하는 수단(100)으로서 기능하도록 가변 밸브 가동 시스템을 적용하는 결과로서 2 개의 압축 해제 밸브 이벤트(920)들 중 단지 하나 또는 다른 하나를 제공하고 및/또는 BGR 밸브 이벤트(922, 924)들 중 하나, 두 개를 제공하거나 BGR 밸브 이벤트를 제공하지 않을 수 있다. 가변 밸브 가동 시스템(100)은, 단지 하나 또는 다른 하나, 또는 양자 모두의 압축 해제 밸브 이벤트(920)들 및/또는 BGR 밸브 이벤트(922, 924)들 중 하나, 두 개를 제공하거나 BGR 밸브 이벤트를 제공하지 않을 수 있다. 시스템(10)이 이렇게 구성될 때, BGR을 갖거나 BGR 없이 4-사이클 또는 2-사이클 압축 해제 엔진 제동을 선택적으로 제공할 수 있다.
엔진 제동을 제공하도록 배기 밸브를 가동하는 수단(100)을 가동하는 캠 상에 대응하여 증가된 높이 캠 로브 범프(height cam lobe bump)를 가짐으로써 제공되는 증가된 리프트 BGR 밸브 이벤트(922)의 포함의 중요성이 도 6 및 도 7에 의해 예시된다. 도 3, 도 4 및 도 6을 참조하면, 증가된 리프트 BGR 밸브 이벤트(922)를 생성하는 캠 범프의 높이는, 엔진 제동을 제공하도록 배기 밸브를 가동하는 수단(100)과 슬라이딩 핀(650) 사이에 제공되는 래시 공간의 크기를 초과한다. 이러한 증가된 높이 또는 리프트는 이벤트(920, 924)에 비교할 때 도 6의 이벤트(922)로부터 분명해진다. 시스템(10)을 이용한 포지티브 동력 작동의 재시행(reinstitution) 중, 배기 밸브 브리지(valve bridge)(600)가 외부 플런저(720)에 대한 잠금을 실패하여, 통상적으로 메인 배기 이벤트(924)의 손실을 유발하며, 이에 따라 심각한 엔진 파손을 유발할 수 있음이 가능하다. 도 7을 참조하면, 증가된 리프트 BGR 밸브 이벤트(922)를 포함함으로써, 메인 배기 이벤트(924)가 고장(failure)으로 인해 손실된다면, 증가된 리프트 BGR 밸브 이벤트(922)는 정상적으로 예상되는 메인 배기 밸브 이벤트(924)가 발생한 것으로 가정되었던 시간에 시간적으로 근접하게 실린더로부터 배기 가스가 이탈하고, 달리 발생할 수 있었던 엔진 파손을 방지하는 것을 허용할 수 있다.
상기 설명된 시스템(10)들 중 하나 또는 그 초과의 시스템을 사용하여 성취될 수 있는, 밸브 가동들의 대체 실시예의 일 세트가 도 8에 의해 예시된다. 도 8을 참조하면, 배기 밸브 가동(920, 922, 924)들을 제공하기 위해 사용되는 시스템은, 상기에서 설명된 것과 동일하며, 메인 배기 로커 아암(200) 및 엔진 제동 배기 로커 아암(100)을 가동하는 방식(도 3) 또는 엔진 제동을 제공하기 위해서 배기 밸브를 가동하는 수단(100)(도 4)이 또한 동일하다. 메인 흡입 로커 아암(400) 및 이를 작동하는 방식은 이전 실시예들과 유사하게 동일하다.
계속해서 도 8을 참조하면, 흡입 밸브 이벤트(934 및/또는 936)들 중 하나, 또는 다른 하나 또는 양자 모두가 3 개의 대체 배열체들 중 하나를 사용하여 제공될 수 있다. 제 1 대체 실시예에서, 엔진 제동을 제공하도록 흡입 밸브를 가동하는 수단(300)(로커 아암 또는 다른 것이 제공되는지의 여부)이 시스템(10)으로부터 제거될 수 있다. 추가로, 도 2를 참조하면, 수단(300) 대신에, 선택적인 캠 위상 이동 시스템(265)이 메인 흡입 로커 아암(400)을 가동하는 캠(260) 상에서 작동하도록 제공될 수 있다. 캠 위상 변이 시스템(265)은, 엔진의 크랭크각도에 대해서 캠(260)의 위상을 선택적으로 수정할 수 있다. 그 결과, 도 2 및 도 8을 참조하면, 흡입 밸브 이벤트(934)는 메인 흡입 캠 범프(262)로부터 생성될 수 있다. 흡입 밸브 이벤트(934)는 통상적으로 발생할 수 있는 것보다 나중에 발생하게 "이동(shifted)"될 수 있다. 자세하게는, 흡입 밸브 이벤트(934)는 제 2 압축 해제 밸브 이벤트(920)와 간섭하지 않도록 지연될 수 있다. 흡입 밸브 이벤트(936)는, 캠 위상 변이 시스템(265)이 활용되어, 1.5-사이클 압축 해제 엔진 제동을 초래할 때 제공될 수 없다.
캠 위상 변이 시스템(265)을 포함하는 시스템(10)을 사용하여 압축 해제 엔진을 구성하는 것이 하기와 같이 이루어질 수 있다. 첫 번째로, 연료가 당해 엔진 실린더에서 차단되며, 미리 정해진 딜레이(delay)가 연료가 실린더로부터 비워지는(clear) 것을 허용하는 것이 발생된다. 다음으로, 캠 위상 변이 시스템(265)이 메인 흡입 밸브 이벤트의 타이밍을 지연하도록 활성화된다. 마지막으로, 배기 측 솔레노이드(solenoid) 유압 제어 밸브(도시 생략)는 메인 배기 로커 아암(200) 및 엔진 제동을 제공하도록 배기 밸브를 가동하는 수단(100)에 유압 유체를 공급하게 활성화될 수 있다. 이는 배기 밸브 브리지 본체(710)가 외부 플런저(720)로부터 잠금 해제되고 메인 배기 밸브 이벤트들을 불능이 되도록 유발할 수 있다. 엔진 제동을 제공하도록 배기 밸브를 가동하는 수단(100)으로 유압 유체를 공급하는 것은 상기에서 설명된 바와 같이 하나 또는 그 초과의 압축 해제 이벤트들 및 하나 또는 그 초과의 BGR 이벤트들을 포함하는 엔진 제동 배기 밸브 이벤트들을 제공할 수 있다. 이러한 순서는 작동의 엔진 제동 모드로부터 포지티브 동력 작동 시작으로 역으로 천이되도록 역전될 수 있다.
도 4 및 도 8을 참조하면, 제 2 및 제 3 대체 실시예들에서, 흡입 밸브 이벤트(934 및/또는 936)들 중 하나 또는 다른 하나, 또는 양자 모두의 이벤트가 엔진 제동을 제공하도록 흡입 밸브를 가동하는 수단(300)으로서 기능하도록 로스트 모션(lost motion) 시스템 또는 가변 밸브 가동 시스템을 채용함으로써 제공될 수 있다. 가변 밸브 가동 시스템은 흡입 밸브 이벤트(934, 936)들 중 하나 또는 다른 하나, 또는 양자 모두의 이벤트들을 선택적으로 제공할 수 있는 반면, 로스트 모션 시스템은, 양자 모두의 흡입 밸브 이벤트(934, 936)들을 선택적으로 제공할 수 있다.
유압 로스트 모션 시스템 또는 유압 가변 밸브 가동 시스템을 포함하는 시스템(10)을 이용하여 압축 해제 엔진 제동을 실행하는 것이 다음과 같이 발생할 수 있다. 첫 번째로, 연료가 당해 엔진 실린더에서 차단되며, 미리 정해진 딜레이가 실린더로부터 연료를 확실히 허용하는 것이 초래된다. 다음으로, 흡입 측 솔레노이드 유압 제어 밸브가 메인 흡입 로커 아암(400) 및 흡입 밸브 브리지(700)에 유압 유체를 공급하도록 활성화될 수 있다. 이는, 흡입 밸브 브리지 본체(710)가 외부 플런저(720)로부터 잠금 해제되고 메인 흡입 밸브 이벤트들을 불능이 되도록 유발할 수 있다. 마지막으로, 배기측 솔레노이드 유압 제어 밸브는 메인 배기 로커 아암(200) 및 엔진 제동을 제공하도록 배기 밸브를 가동하는 수단(100)에 유압 유체를 공급하게 활성화될 수 있다. 이는, 배기 밸브 브리지 본체(710)가 외부 플런저(720)로부터 잠금 해제되고 메인 배기 밸브 이벤트들을 불능이 되도록 유발할 수 있다. 엔진 제동을 제공하도록 배기 밸브를 가동하는 수단(100)으로 유압 유체를 공급하는 것은 상기에서 설명된 바와 같이 하나 또는 그 초과의 압축 해제 밸브 이벤트(920)들, 및 하나 또는 그 초과의 BGR 밸브 이벤트(922, 924)들을 포함하는 소망하는 엔진 제동 배기 밸브 이벤트들을 제공할 수 있다. 이러한 순서는 작동의 엔진 제동 모드로부터 포지티브 동력 작동 시작으로 역으로 천이되도록 역전될 수 있다.
상기 설명된 방법에 대한 다른 대체 실시예가 도 9에 의해 예시된다. 도 9에서, 도시된 모든 밸브 가동들은 상기 설명된 바와 동일하며, 하나의 예외가 상기 설명된 시스템(10)들 중 어떤 것을 사용하여 제공될 수 있다. 부분적인 블리더 배기 밸브 이벤트(926)(도 9)가 BGR 밸브 이벤트(922) 및 압축 해제 밸브 이벤트(920)(도 5 및 도 8)를 대신한다. 이는, 2 개의 캠 범프들 대신에 배기 캠 상에서 부분적인 블리더 캠 범프를 포함함으로써 성취될 수 있으며, 이는 그렇지 않다면 BGR 밸브 이벤트(922) 및 압축 해제 밸브 이벤트(920)를 발생시킬 것이다.
앞서 논의된 실시예들 중 임의의 실시예가 가변적인 기하학적 터보차저, 가변적인 배기 스로틀, 가변적인 흡입 스로틀 및/또는 외부 배기 가스 재순환 시스템의 사용과 조합되어 시스템(10)을 사용하여 성취되는 엔진 제동 수준을 수정할 수 있음이 또한 이해된다. 게다가, 엔진 제동 수준은 단일 솔레노이드 유압 제어 밸브의 제어 하에서 유압 유체를 수용하도록 함께 엔진에서 하나 또는 그 초과의 밸브 가동 시스템(10)들을 그룹화함으로써 수정될 수 있다. 예컨대, 6 개의 실린더 엔진에서, 2 개의 흡입 및/또는 배기 밸브 가동 시스템(10)의 3 세트들은 제각기 3 개의 별개의 솔레노이드 유압 제어 밸브들의 제어하에 있을 수 있다. 이러한 경우에, 엔진 제동의 가변 수준들은, 2 개, 4 개 또는 모두 6 개의 엔진 실린더들에서 엔진 제동을 발생시키도록 유압 유체를 흡입 및/또는 배기 밸브 가동 시스템(10)들에 제공하기 위해 솔레노이드 유압 제어 밸브들을 선택적으로 활성화함으로써 제공될 수 있다.
상기 설명된 실시예들에서, 특히 도 2에 예시된 실시예는, 모션이 하나 또는 그 초과의 엔진 밸브들에 선택적으로 적용될 수 있도록 밸브 트레인의 특정 구성요소 내에(즉, 밸브 브리지(600/700) 내에) 배치되는 잠금 가능한, 로스트 모션 조립체의 특별한 실시예를 고려한다. 상기 설명된 실시예들에서, 잠금 가능한 로스트 모션 조립체는 하우징 보어의 특별한 형태, 자세하게는 중앙 개구(712) 내에 배치되었다. 밸브 트레인의 다른 구성요소들 내에 배치될 수 있는 잠금 가능한 로스트 모션 조립체의 추가의 실시예들이 하기에 설명된다. 게다가, 상기 설명된 실시예는 볼을 포함하는 잠금 요소에 의해 잠금 성능(locking capability)이 제공되는 잠금 가능한 로스트 모션 조립체를 고려한다. 대안의 잠금 요소들이 하기 설명된 다양한 실시예들에서 제시된다.
이제 도 10 내지 도 19를 참조하면, 밸브 브리지(600/700)의 제 2 대체 실시예가 예시되며, 여기서 유사한 도면 부호들은 유사한 요소들을 지칭한다. 도 10 내지 도 19에 도시된 실시예들은 도 1 내지 도 9에 예시된 것과 같은 방식으로 작동될 수 있지만, 도 10 내지 도 19의 실시예들은 엔진 제동 제공을 제한하는 것으로 고려되지 않는 것에 주의해야 한다. 도 10 내지 도 19의 실시예들은 로스트 모션 시스템의 포함으로부터 이점을 갖는 엔진 밸브 가동의 임의의 유형을 제공할 수 있다. 도 10 내지 도 19의 실시예들은 하기에 상세히 설명되는 하나 또는 그 초과의 웨지(wedge) 형상 잠금 요소들의 사용의 결과로서 적어도 부분적으로 도 1 내지 도 9의 실시예들과 상이하다.
도 10을 참조하면, 밸브 브리지(600/700)는 밸브 브리지를 통해 연장하는 하우징 보어(712) 및 밸브 브리지의 제 1 단부를 통해 연장하는 측면 개구(714)를 갖는 밸브 브리지 본체(또는 보다 일반적으로는, 하우징)(710)를 포함할 수 있다. 일반적으로, 하우징 보어(712)는 그의 길이를 따라 임의의 지점에서 하우징을 통해 연장할 수 있으며, 즉, 이러한 중앙에 위치된 보어들이 많은 환경들에서 바람직할 수 있지만, 하우징 보어(712)가 중앙에 위치된 보어로서 반드시 배치될 필요는 없다. 측면 개구(714)는 제 1 엔진 밸브(도 2에 도시됨)의 밸브 스템(stem)과 접하는 슬라이딩 핀(650/750)을 수용할 수 있다. 제 2 배기 밸브(도 2에 도시됨)의 밸브 스템은 배기 밸브 브리지의 타단부에 접할 수 있다.
하우징 보어(712)는 예시된 실시예에서, 외부 플런저(720), 캡(730), 내부 플런저(760), 내부 플런저 스프링(744), 외부 플런저 스프링(746) 및 하나 또는 그 초과의 잠금 요소(780)들을 포함하는 잠금 가능한 로스트 모션 조립체(701)를 수용할 수 있다. 외부 플런저 스프링(746)은 하우징 보어(712)에서 상방으로 외부 플런저(720)를 편향시킬 수 있다. 내부 플런저 스프링(744)은 외부 플런저 보어에서 상방으로 내부 플런저(760)를 편향시킬 수 있다. 외부 플런저(720)는 하나 또는 그 초과의 잠금 요소(780)들이 배치되는 외부 플런저의 측벽을 통해 연장하는 개구들을 포함할 수 있다. 개구들은 잠금 요소(780)들이 내부에서 앞뒤로(back and forth)(즉, 반경 방향으로) 자유롭게 슬라이드하는 것을 허용하기에 충분한 크기이다.
일 실시예에서, 잠금 요소(780)들은 특정한 특징들을 갖는 웨지들을 포함할 수 있다. 이제, 도 12 및 도 13을 참조하면, 웨지(780)들은 실질적으로 평탄한 상부 표면(781), 평탄한 저부 표면(782), 웨지 경사 표면(783), 볼록한 외부면(784), 오목한 내부면(785) 및 라운드진 측면 에지(786)들을 가질 수 있다. 바람직하게는, 평탄한 상부 표면(781) 및 평탄한 저부 표면(782)은 실질적으로 (즉, 제조 허용 공차들 내에서) 서로 평행하다. 하기에 추가로 상세히 설명되는 바와 같이, 모션들이 로스트 모션 조립체(701)를 통해 하나 또는 그 초과의 엔진 밸브들에 전달될 수 있도록, 웨지(780)는 잠금 가능한 로스트 모션 조립체(701)의 요소들이 함께 잠금되는 것을 (즉, 반드시 필요한 것은 아니지만, 요소들이 일반적으로 서로에 대해서 이동불가한(immobile) 잠금 상태에서) 허용한다. 이렇게 함으로써, 모션 소스(예컨대, 캠)에 의해 공급되며 밸브 트레인에 의해 전달되는 상당한 힘들을 견디기 위해서 웨지(780)들이 요구된다. 각각의 웨지(780)의 평탄한 상부(781)는, 이러한 힘들이 더 큰 표면적에 걸쳐 널리 퍼지는 것을 허용하며, 이에 의해 웨지(780) 상에서 임의로 부여된 지점에 의해서 받게 되는 압력을 낮춘다. 그 결과, 웨지(780)들이 마모되거나 너무 이른(premature) 고장을 겪게 되는 경향이 적다.
각각의 웨지(780)의 다른 특징은, 하기에 설명되는 바와 같이, 하우징 보어(712)를 규정하는 표면에 형성된 외부 리세스 경사 표면(773)과 협동하는 웨지 경사 표면(783)이다. 현재 바람직한 실시예에서, 웨지 경사 표면(783)은 도 14에 추가로 예시된 바와 같이, 원추대(cone(또는 conic) frustum)에 따라 규정된다. 특히, 도 14는 도 12 및 도 13에 예시된 웨지(780)의 측면 및 저면도를 예시하며, 웨지 경사 표면(783)이 차례로 콘(791)에 따라 규정되는 원추대(790)에 따라 어떻게 규정되는지를 더 예시한다. 종래 기술에서 공지된 바와 같이, 원추대(790)는, 콘의 중심축에 수직하게 콘(791)과 교차하는 수평한 평면(R1, R2)들에 의해 규정되며 거리(H)만큼 분리되는 체적이다. 원추대(790)를 규정하는 거리(H)는 웨지(780)의 전체 두께(또는 높이)까지 연장할 수 있으며, 이 경우에 볼록한 외부면(784)은 평탄한 상부 표면(781)과 웨지 경사 표면(783) 사이에서 에지에 대해 감소될 수 있는 것에 주의해야 한다. 도 14의 측면도(상부)에서 보는 바와 같이, 웨지 경사 표면(783)은 콘의 표면에 의해 규정되는 콘의 중심 축에 대해 각도를 갖는다. 이와 마찬가지로, 도 14의 저면도(저부)에서 가장 잘 볼 수 있는 바와 같이, 웨지 경사 표면(783)은 그의 전체 길이를 따라 구부러지며, 이러한 곡면(curve)은 웨지(780)의 폭(즉, 측면 에지(786)들 사이 거리)에 의해 차단된 콘(791)의 그 부분의 곡률을 따른다. 예시된 실시예에서, 볼록한 외부면(784) 및 오목한 내부면(785)의 양자 모두의 표면들은, 콘의 중심축에 대해 실질적으로 수평(즉, 제조 허용 공차들 내에 있음)하지만, 이는 필요조건은 아니다. 그의 두께(또는 수직 높이), 폭, 길이, 웨지 경사 표면 각도 등을 포함하는 웨지(780)의 특별한 치수들은 설계 선택의 문제로서 선택될 수 있다.
대안의 실시예에서, 각각의 웨지(780)는, 도 15에 도시된 바와 같이, 웨지 경사 표면(783) 뿐만 아니라 제 2 웨지 경사 표면(783')을 포함하도록 형성될 수 있다. 특히, 제 2 웨지 경사 표면(783')은, 제 1 웨지 경사 표면(783)이 배치되는 웨지의 그 측면에 대향하는 웨지(780)의 측면 상에 배치될 수 있다. 이에 따라, 예시된 실시예에서, 제 1 웨지 경사 표면(783)은 평탄한 저부 표면(782) 상에 배치되며, 제 2 웨지 경사 표면(783')은 평탄한 상부 표면(781) 상에 배치된다. 추가로 도시된 바와 같이, 제 2 웨지 경사 표면(783)은 평탄한 상부 표면(781) 및 평탄한 저부 표면(782)에 실질적으로 평행하며 그 사이 웨지의 두께(또는 높이)를 양분하는(bisecting) 평면에 대해서 제 1 웨지 경사 표면(783)과 대칭이다(mirror). 도 15에 예시된 웨지(780)의 실시예는, 특히 제조 목적들에 유리하다. 제 2 웨지 경사 표면(783')이 제 1 웨지 경사 표면(783)의 본질적으로 동일한 경면 대칭이기 때문에, 제조 중 웨지(780)의 배향에 따른 의존성(즉, 상방에 마주하는 평탄한 상부 표면(781) 또는 평탄한 저부 표면(782))이 감소된다.
도 10 및 도 11에 예시된 실시예에서, 외부 리세스(772)는 하우징 보어(712)를 형성하는 표면(779)에 형성된다. 일 실시예에서, 외부 리세스(772)는 하우징 보어(712)를 형성하는 표면(779)의 전체 둘레 주위에 환형 채널로서 형성된다. 외부 리세스(772)의 이러한 환형 형상은 외측 플런저(720)(및, 결과적으로, 잠금 요소(780)들)가 잠금 메커니즘의 작동의 손실 없이 하우징 보어(712) 내에서 자유롭게 회전하는 것을 허용한다. 이는 또한 하우징 보어(712) 및 외부 리세스(772)를 따라 일정한 마모를 용이하게 한다. 잠금 요소(들)(780)이 예를 들면 도 11 및 도 18에 도시된 외부 리세스(772)와 맞물릴 때, 외측 플런저(720) 및 하우징(710)은 효과적으로 함께 잠금된다.
지금부터 도 16 및 도 17을 참조하면, 외부 리세스(772)는 웨지의 경사 표면(783)과 같이, 원추(791) 및 원추대(790)에 따라 형성되는 외부 리세스 경사 표면(773)을 더 포함한다. 이에 따라, 외부 리세스 경사 표면(783)은 웨지의 경사 표면(783)과 같이 원추(791)의 표면에 의해 형성된 원추(791)의 중심 축선에 대해 실질적으로 동일한 각도(즉, 제조 허용오차들 내에서)를 갖는다. 경사 표면(773, 783)들의 예시된 정렬을 고려하면, 외측 플런저(720)가 하방으로 가압될 때, 경사 표면(773, 783)들의 상호작용은 잠금 요소(780)를 반경 방향 내측으로 압박하고, 이에 의해 하우징(710)으로부터 외측 플런저(720)의 잠금 해제를 허용한다. 바람직하게는, 원추(791)의 중심 축선은 도 17에 도시된 바와 같이, 하우징 보어(712)의 길이 방향 축선과 실질적으로 정렬한다(즉, 제조 허용 오차 내에서). 웨지의 경사 표면(783) 및 외부 리세스 경사 표면(773)의 상보적인 구성은 그 사이의 실질적으로 연속적인 맞물림을 허용하며 이는 이어서 인가된 로드들이 더 큰 면적에 걸쳐 확산된다.
도 16 내지 도 18에 추가로 도시된 바와 같이, 외부 리세스(772)는 외부 리세스 경사 표면(773)의 종단점으로부터 하우징 보어(712)의 길이 방향 축선에 대해 실질적으로 평행하게 연장하는 배면 또는 벽(774)을 더 포함한다. 일 실시예에서, 배면(774)은 웨지의 경사 표면(783)의, 모두가 아닌 경우, 대부분이 외부 리세스 경사 표면(773)과 정합하는 것을 허용하기에 적어도 충분한 반경 방향 깊이(하우징 보어(712)를 형성하는 표면(779)에 대해)에 위치된다. 더욱이, 배면(774)은 잠금 요소(780)가 외부 리세스(772)와 정합될 때(즉, 잠금 상태에서) 하우징 보어(712)의 길이 방향 축선 방향으로 제조 허용 오차를 넘어 잠금 요소(780)의 운동을 허용하기에 충분한 수직 높이(즉, 하우징 보어(712)의 길이 방향 축선을 따라)를 가져야 한다. 이는 배면(774)의 수직 높이가 잠금 요소(780)와 외부 리세스(772)의 상부 표면 사이에 갭(787)을 제공하도록 선택되는 도 18에 예시된다. 밸브 가동(도시 안됨)을 위한 모션 소스(예를 들면, 캠)가 밸브(예를 들면, 기본 원 상에)에 모션을 제공하지 않을 때 갭(787)은 하우징(710)에 외측 플런저(720)의 잠금을 용이하게 할 수 있다. 모션이 밸브에 제공되지 않을 때, 외부 리세스(772)와 맞물리기 위한 이들의 반경 방향 외측 이동을 방지하도록 잠금 요소(780)들 상에 부하가 거의 없거나 전혀 없어야 한다. 갭(787)은 바람직하게는 엔진 상의 웜 래시(warm lash)와 적어도 동일한(또는 수용하는) 크기를 가져야 한다. 더욱이, 갭(787)은 외측 플런저(720)의 충분한 길이 방향 모션이 하우징(710)의 이동을 보상하는 것을 허용하는 크기를 가질 수 있다. 예를 들면, 하우징(710)은 밸브 브리지에 의해 구현되고, 밸브 브리지는 제동 리프트 동안 경사질 수 있고, 이는 로커 암의 e-기부(foot)에 의해 제공된 오일 공급원과 하우징(710)의 연결 해제를 유발할 수 있다. 이 경우, 잠금 부재(780)의 길이 방향 모션은 이 같은 연결 해제를 방지하는것이 바람직하고, 이는 그렇지 않으면 오일 손실들 및 내측 플런저(760)의 잠재적인 재 잠금을 유발할 수 있다.
도 10, 도 11 및 도 18에 예시된 바와 같이, 내측 플런저(760)가 하방으로 가압될 때 내측 플런저(760)는 잠금 요소(들)(780)를 확실히 수용하도록 형성된 내부 리세스(763)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 내부 리세스(763)는 내측 플런저(760)의 전체 둘레 주위에 환형 채널로서 형성된다. 더욱이, 내부 리세스(763)는 외부 리세스(772)의 밖으로 잠금 부재(들)(780)의 완전한 철회를 허용하도록 충분히 깊도록 구성된다. 도시된 바와 같이, 내측 플런저(760)가 (예를 들면, 유압 압력에 의해) 하방으로 변위될 때 내부 리세스(763)는 잠금 요소(780)들이 내부 리세스(763) 내로 계속해서 슬라이드되는 것을 허용하는 경사 표면들을 가질 수 있다. 잠금 요소(780)들이 도 12 내지 도 15에 예시된 웨지들의 형태인 상기 실시예들에서, 웨지의 오목형 내부면(785)의 반경은 내부 리세스(763)에 의해 형성된 내측 플런저(760)의 외측 표면에 실질적으로 순응하도록(즉, 제조 허용오차 내에서) 선택된다.
도 10을 다시 참조하면, 유압 유체는 솔레노이드 제어 밸브로부터 통로(510, 215 및 235)(도 2 참조)를 통하여 외측 플런저(720)에 있는 잠금 해제 개구로 잠금 해제 입력으로서 선택적으로 공급될 수 있다. 예시된 실시예에서, 잠금 해제 개구는 하우징(710)의 밖으로 연장하는 외측 플런저(720)의 개방 단부(731)이다. 유압 유체의 공급은 내측 플런저 스프링(744)의 편향을 극복하고(against) 내측 플런저(760)를 하방으로 변위시킬 수 있다. 내측 플런저(760)가 충분히 하방으로 변위될 때, 내측 플런저 내의 하나 또는 둘 이상의 리세스(763)가 하나 또는 둘 이상의 잠금 요소(780)들과 맞춰져서 수용할 수 있으며 이는 이어서 도 10에 도시된 바와 같이, 하우징(710)으로부터 외측 플런저(720)와 커플링 해제되거나 잠금 해제될 수 있다. 결과적으로, 이러한 잠금 해제 상태 동안, 메인 로커 암(200)(도 2 참조)에 의해 캡(730)으로 인가된 밸브 가동 모션은 엔진 밸브들을 작동시키기 위해 밸브 브리지 본체(710)를 하방으로 이동시키지 않는다. 대신, 이러한 하방 모션은 외측 플런저(720)가 외측 플런저 스프링(746)의 편향을 극복하고 밸브 브리지 본체(710)의 하우징 보어(712) 내에서 하방으로 슬라이드하는 것을 유발한다. 예시된 예에서 잠금 해제 입력은 잠금 해제 개구를 통하여 제공된 유압 유체이지만, 잠금 해제 입력이 기계적 입력(예를 들면, 로드, 피스톤, 등)의 형태로 공기 입력 또는 이들의 임의의 조합이 제공될 수 있다는 것이 이해된다.
외측 플런저(720)를 하우징(710)에 재 잠금하는 것이 바람직할 때, 잠금 해제 입력은 제거될 수 있거나 다른 잠금 입력이 제공될 수 있다. 예시된 예에서, 이는 통로(510, 215 및 235)들(도 2 참조) 내의 유압 유체 압력을 감소시키거나 제거함으로써 수행된다. 결과적으로, 내측 플런저(760)는 내측 플런저 스프링(744)에 의한 이의 최상부 위치 내로 압박되어 잠금 요소(780)가 외부 리세스(772)와 정렬할 때 내측 플런저의 하부 부분이 하나 또는 둘 이상의 잠금 요소(780)들을 외측 플런저 측벽(도 19 참조)의 측부 개구들을 통하여 외부 리세스(772) 내로 강제되는 것을 유발한다. 이는 도 10에 도시된 바와 같이, 외측 플런저(720) 및 하우징(710)이 함께 잠금되는 것을 유발한다. 이어서, 로커 암을 통하여 외측 플런저(720)로 인가되는 밸브 가동들은 하우징(710)에 전달되고, 이어서 엔진 밸브들은 밸브 이벤트들 동안 작동된다.
이 시기 동안(즉, 잠금 메커니즘이 잠금 상태에 있을 때) 슬라이딩 핀(650/750) 위에 놓이는 로커 암(또는 엔진 밸브를 작동하기 위한 수단)(100/300)에 감소된 유압 유체 압력이 제공되거나 유압 유체 압력이 로커 암에 제공되지 않아서, 래시 공간(104)(도 4 참조)이 이러한 로커 암 또는 수단과 그 아래 배치되는 슬라이딩 핀(650/750) 사이에 유지된다. 결과적으로, 로커 암(100/300)은 어떠한 밸브 가동 모션도 슬라이딩 핀(650/750)으로 또는 이러한 슬라이딩 핀들 아래 배치되는 엔진 밸브들로 전달하지 않는다.
잠금 요소들을 포함하는 로스트 모션 조립체(701)의 제 3 대체 실시예는 도 20 내지 도 22에 예시되며, 여기서 동일한 도면부호들은 다른 실시예에서 동일한 요소들을 지칭한다. 도 20 내지 도 22에 도시된 실시예들이 도 1 내지 도 19에 예시된 실시예들과 동일한 방식으로 작동될 수 있고 이 실시예들 중 어느 것도 엔진 제동을 제공하는 것으로 제한되는 것으로 고려되지 않는 것에 주의해야 한다. 도 20 내지 도 22의 실시예는 로스트 모션 시스템의 포함으로부터 이익을 가지는 임의의 유형의 엔진 밸브 가동을 제공할 수 있다.
도 20 내지 도 22를 참조하면, 로스트 모션 조립체(701)는 로커 받침부에 의해 지지된 로커 샤프트(500) 상에 제공된 로커 암(200/400)에 제공될 수 있다. 로커 암(200/400)은 하나 또는 둘 이상의 엔진 밸브들(도시 안됨)을 작동하기 위해 제 1 단부에 배치된 스위블 기부(240)를 가질 수 있다. 로커 암(200/400)은 유압 유체 공급원(213)으로부터 유압 유체를 수용하기 위한 내부 통로(215)를 포함할 수 있다. 내부 통로(215)는 하우징(216)에 제공된 측부 또는 측면 개구(218)들(아래에서 설명된 바와 같이 잠금 해제 입력을 수용하기 위한 잠금 해제 개구로서 기능함)을 통하여 로스트 모션 조립체(701)와 연통될 수 있다.
이러한 실시예에서, 하우징(216)은 푸시 튜브(262)(또는 캠 등과 같은 다른 밸브 트레인 요소) 위의 로커 암(200/400)에 제공된 개구에 장착될 수 있다. 잠금 너트(219)가 하우징(216)을 로커 암에 고정하기 위해 사용될 수 있다. 하우징(216)은 하우징을 통하여 수직방향으로 연장하는 하우징 보어(712), 및 하우징 보어와 연통하는 측부 개구(218)를 가질 수 있다. 이러한 실시예에서, 유압 유체는 잠금 해제 입력으로서 사용되며 측부 개구(218)들을 통하여 하우징(216)에 선택적으로 제공될 수 있다.
하우징(216)의 하우징 보어(712)는 외측 플런저(720), 내측 플런저(760), 내측 플런저 스프링(744), 외측 플런저 스프링(746), 및 다시 한번 웨지들로서 구현된 하나 또는 둘 이상의 잠금 요소(780)들을 포함하는 로스트 모션 조립체(701)를 수용할 수 있다. 외측 플런저 스프링(746)은 하우징 보어(712)에서 외측 플런저(720)를 하방으로 편향할 수 있다. 내측 플런저 스프링(744)은 외측 플런저 보어에서 내측 플런저(760)를 상방으로 편향할 수 있다. 외측 플런저(720)는 웨지(780)들이 배치되는 외측 플런저의 측벽을 통하여 연장하는 개구를 포함할 수 있다. 개구들은 웨지(780)들이 개구 내에서 전방 및 후방으로 자유롭게 슬라이드되는 것을 허용하도록 충분한 크기를 갖는다. 예시된 실시예에서, 웨지(780)들은 도 15에 도시된 바와 같이 두 개의 대향 배치되는 웨지의 경사 표면들을 가지는 유형이다.
도 20 내지 도 22의 실시예와 도 10 및 도 11의 실시예의 비교를 통하여 확실히 명백한 바와 같이, 중요한 차이는 내부 및 외측 플런저(760, 720)들 및 이들의 대응하는 스프링(744, 746)들의 상대적 구성이다. 일반적으로, 본원에서 설명된 실시예들에서, 외측 플런저 스프링(746)이 밸브 모션 소스(예를 들면, 캠, 로커 암, 푸시 튜브, 등)에 반대로 외측 플런저(720)에 편향력을 인가하도록 외측 플런저 스프링이 배치되는 반면, 내측 플런저 스프링(744)이 잠금 해제 입력(예를 들면, 유압 유체)에 반대로 내측 플런저(760)에 편향력을 인가하도록 전개된다. 결론적으로, 도 20 내지 도 22에 예시된 실시예에서, 외측 플런저 스프링(744)은 이러한 실시예에서 밸브 모션 소스(즉, 푸시 튜브(262))가 외측 플런저(720) 아래 배열되는 정도로 외측 플런저(720) 위에 배열된다.
도 10 및 도 11의 실시예에서와 같이, 하우징(216)은 전술된 바와 같이, 웨지(780)들을 수용하기 위한 외부 리세스(772)를 포함할 수 있다. 이러한 실시예에서, 외부 리세스(772)는 전술된 바와 같이 외부 리세스 경사 표면(773)을 포함할 뿐만 아니라 또한 외부 리세스의 경사 상부 표면(775)을 포함하며, 이 경사 표면들은 외측 플런저(720)가 각각 웨지들 상에서 하방 또는 상방으로 가압할 때 웨지(780)들을 내측으로 압박한다. 앞에서와 같이, 외부 리세스 경사 표면(773)은 로커 암(200/400)에 의해 제공된 엔진 밸브들을 개방하기 위해 요구된 높은 로드들을 지지하도록 충분히 크다. 도 20 내지 도 22에 도시된 바와 같이, 외측 플런저 리세스(772)들은 또한 선택적으로 웨지(780)들의 수직 크기보다 더 큰 수직 크기를 가질 수 있다.
전술된 바와 같이, 내측 플런저가 도 22에 도시된 바와 같이, 하방으로 푸시될 때 내측 플런저(760)는 웨지(780)들을 확실히 수용하도록 형성된 내부 리세스(763)를 포함할 수 있다. 내측 플런저(760)가 통로(215)들로부터 인가된 유압 압력에 의해 하방으로 변위될 때 리세스(763)들은 웨지(780)들이 리세스들 내로 점진적으로 슬라이드하는 것을 허용하도록 설계된 경사 표면들을 가질 수 있다.
작동 중, 유압 유체는 로커 암(200 내지 400) 내의 통로(215)를 통하여 하우징(216)을 수용하는 로커 암의 보어 내에 형성된 환형 구역으로 잠금 해제 입력으로서 제공될 수 있으며 상기 환형 구역은 측부 개구(218)들과 정렬하도록 배치된다. 이에 따라, 유압 유체가 통로(215)에 공급될 때, 측부 개구(218)들을 통하여 이의 상단부에서 폐쇄되는 하우징(216)의 내부 구역 내로 유동하는 것이 허용된다. 결론적으로, 유압 유체는 외측 플런저(720)의 상부 개구를 통하여 그리고 외측 플런저 보어 내로 유동할 것이고 이에 의해 내측 플런저(760)가 내측 플런저 스프링(744)이 편향을 극복하고 하방으로의 이동을 유발한다. 위에서 설명된 바와 같이, 내측 플런저(760)의 이러한 하방 모션은 웨지(780)들이 내측 플런저(760)의 내부 리세스(763)에 수용되는 것을 허용하고, 이에 의해 외측 플런저(760)가 하우징(216)(도 22 참조)으로부터 잠금 해제된다.
도 20 내지 도 22에 도시된 하우징(216)과 로스트 모션 조립체(701)의 장점은 이 같은 밸브 트레인 요소들이 전술된 바와 같이 카트리지 삽입부를 수용하고 유압 유체를 공급하도록 적절한 크기의 개구를 갖도록 구성된 경우, 하우징과 로스트 모션 조립체가 로커 암(도시됨) 및 푸시 튜브들과 같은 다수의 밸브 트레인 요소들 내로의 삽입을 위해 카트리지 삽입부로서 제조될 수 있다는 점이다.
웨지들을 포함하는 로스트 모션 조립체(701)의 제 4 대체 실시예는 도 23 및 도 24에 예시되며, 여기서 동일한 도면부호들은 다른 실시예에서 동일한 요소들을 지칭한다. 도 23 및 도 24는 로스트 모션 조립체(701)의 방위 및 밸브 트레인 내에 로스트 모션 조립체를 장착하는 방법만이 상이하다. 도 23 및 도 24에 도시된 바와 같이, 도 23의 로스트 모션 조립체(701)가 도 24의 로스트 모션 시스템에 대해 뒤집어진다. 또한, 도 23의 로스트 모션 시스템들은 로커 암(200/400) 내에 장착되는 반면, 도 24의 공정 시스템이 푸시 튜브(262)의 단부에 제공된다. 도 23 및 도 24 실시예의 작동 및 조립이 충분히 비슷하여 단지 하나의 설명만이 모두에 대해 제공된다. 도 23 및 도 24에 도시된 실시예들이 도 1 내지 도 22에 예시된 실시예들과 유사한 방식으로 작동될 수 있다는 점을 또한 주의하며 이의 실시예들 중 어느 것도 엔진 제동을 제공하는 것으로 고려되지 않는다. 도 23 및 도 24의 실시예들은 로스트 모션 시스템의 포함으로 유익한 임의의 유형의 엔진 밸브 가동을 제공할 수 있다.
도 23 및 도 24를 참조하면, 로스트 모션 조립체(701)는 로커 암(200/400) 또는 푸시 튜브(262) 내에 장착된(카트리지 삽입부의 경우에서와 같이) 하우징(216)에 제공될 수 있다. 대안적으로, 하우징(216)은 로커 암(200/400) 또는 푸시 튜브(262)의 본체 내에 일체로 형성될 수 있다. 유압 유체는 캡(730) 내에 제공된 개구를 통하여 로스트 모션 조립체(701)에 선택적으로 공급될 수 있다. 도 23 및 도 24에 도시된 실시예들은 주로 잠금 해제 입력(예를 들면, 유압 유체)이 시스템에 공급되는 방식으로 도 20 내지 도 22에 도시된 실시예들과 상이하다. 도 23 및 도 24에서, 유압 유체는 캡(730)을 통하여 공급되는 반면, 도 20 내지 도 22에서는, 유압 유체가 측부 통로(218)들을 통하여 공급된다.
도 23 및 도 24를 계속해서 참조하면, 하우징(216)의 하우징 보어(712)는 외측 플런저(720), 내측 플런저(760), 내측 플런저 스프링(744), 외측 플런저 스프링(746), 및 도 15에서 예시된 것들과 유사한 웨지들로서 이러한 실시예에서 예시된 하나 또는 둘 이상의 잠금 요소(780)들을 포함하는 로스트 모션 조립체(701)를 수용할 수 있다. 외측 플런저 스프링(746)은 도 23에 도시된 바와 같이, 하우징 보어(712)에서 외측 플런저(720)를 하방으로 (또는 도 24에 도시된 바와 같이 반대 방향으로) 편향할 수 있다. 내측 플런저 스프링(744)은 도 23에 도시된 바와 같이, 외측 플런저 보어 내에서 내측 플런저(760)를 하방으로 (또는 도 24에서 도시된 바와 같이 반대 방향으로) 편향시킬 수 있다. 외측 플런저(720)는 웨지(780)들이 배치되는 외측 플런저의 측벽을 통하여 연장하는 개구를 포함할 수 있다. 도 23 및 도 24에 도시된 실시예들의 작동은 도 20 내지 도 22에 도시된 실시예들과 본질적으로 동일하다.
로스트 모션 시스템을 포함하는 밸브 트레인 구성요소(600/700)의 제 5 대체 실시예가 도 25에 예시되며, 여기서 동일한 도면부호들은 다른 실시예에서 동일한 요소들을 지칭한다. 도 25에 도시된 실시예는 도 1 내지 도 24에 예시된 실시예와 동일한 방식으로 작동될 수 있으며, 이 실시예들 중 어느 것도 엔진 제동을 제공하는 것으로 제한되는 것으로 고려되지 않는다. 도 25의 실시예는 로스트 모션 시스템의 포함으로부터 유익한 임의의 타입의 엔진 밸브 가동을 제공할 수 있다.
제 5 대체 실시예는 외부 리세스(772)의 크기 및 형상 및 완충기 피스톤(830)을 포함하는 완충기의 부가를 제외하고 도 10 및 도 11에 도시된 것과 본질적으로 동일하다. 외부 리세스(772)에는 외부 리세스가 수용하는 잠금 요소(780)들(예를 들면, 웨지들)의 수직 크기보다 더 큰 수직 크기가 제공될 수 있다. 도 10 및 도 11에 예시된 외부 리세스에 비해, 외부 리세스(772)의 증가된 수직 크기는 외부 리세스(772)와 맞추기 위해 웨지(780)들을 위한 하우징 보어의 길이 방향 축선을 따라 더 큰 이동 거리를 제공할 수 있다. 외부 리세스(772)의 증가된 수직 크기가 하우징 보어의 길이 방향을 따라 측정된 웨지(780)들의 두께(또는 수직 높이)의 두 배, 또는 심지어 두 배 이상일 수 있다는 것이 인정된다. 위에서 언급된 바와 같이, 외부 리세스(772) 경계들과 웨지(780)들 사이의 이러한 부가 공간 또는 갭은 하우징이 잠금 메커니즘의 잠금 상태 동안 이동할 때조차 로스트 모션 조립체가 잠금 해제 입력과의 접촉을 유지하는 것을 허용한다. 전술된 실시예에서와 같이, 외부 리세스(772)는 엔진 사이클(2-사이클 엔진 제동) 당 두 개의 밸브 개방 이벤트들 동안 하우징(710)의 로딩을 지지하기에 충분한 웨지(780)들과 맞물리는 표면적을 갖는다. 암형 원주형 리세스(772)들의 크기 및 형상의 이러한 변형이 본원에서 설명된 다른 실시예들에서 사용될 수 있다는 점에 주의한다.
도 25에 도시된 실시예에서, 완충기 피스톤(830)은 컵 형상일 수 있으며 외부 플런저(720) 아래의 하우징 보어(712)의 바닥 부분에 미끄럼 가능하게 배치될 수 있다. 완충기 피스톤(830)은 유압 시일이 두 개 사이에 형성되는 것을 가능하게 하도록 하우징 보어(712)의 바닥 부분의 직경과 밀착 끼워 맞춤되는 외경을 가질 수 있다. 스프링(834)은 외부 플런저(720) 쪽으로 완충기 피스톤(830)을 편향시킬 수 있다.
완충기 피스톤(830)은 완충기 피스톤(830)의 내부와 하우징 보어(712) 사이로 유압 유체의 유동을 선택적으로 허용하는 하나 또는 그 초과의 측면 통로(832)들을 가질 수 있다. 도 25에 도시된 실시예에서, 두 개의 측면 통로(832)들이 수직으로 분리되도록 도시되어 있다. 스프링(834)은 외부 플런저(720)를 향해 상향으로 완충기 피스톤(830)을 충분히 편향시킬 수 있음으로써 최저 측면 통로가 하우징 보어(712) 내에 형성된 숄더(748) 위에 있으며 완충기 피스톤(830)이 그의 최상부 위치(도시된 바와 같이)에 있을 때 하우징 보어(712)와 유압적으로 연통된다.
도 25에 예시된 시스템의 작동 중에, 외부 플런저(720)를 하우징(710)으로부터 해제시키기 위해서 전술한 바와 같이 내부 플런저(760)를 하방으로 변위시키도록 유압 유체가 제공된다. 그 결과로 외부 플런저가 완충기 피스톤(830)과 만날 때까지 외부 플런저(720)는 하우징 보어(712)의 내측으로 급속히 하강될 수 있다. 외부 플런저(720)가 하강함에 따라서, 외부 플런저(720)와 하우징(710) 사이의 틈새, 즉 누수 통로들은 하우징 보어(712) 내의 일부 유압 유체가 누수될 수 있게 한다. 또한, 완충기 피스톤(830)과 만나기 이전에, 외부 플런저(720)의 하방 모션에 의해 변위된 유압 유체는 하나 또는 그 초과의 측면 개구(832)들을 통해 완충기 피스톤(830)의 내부로 통과한다. 일단 외부 플런저(720)가 완충기 피스톤(830)과 접촉하면, 외부 플런저(720)의 계속된 하방 모션은 외부 플런저에 의해 하방으로 변위되는 결과로써 완충기 피스톤(830)에 의해 점진적으로 억제될 수 있다. 더 구체적으로, 완충기 피스톤(830) 내의 하나 또는 그 초과의 측면 통로(832)들의 위치 및/또는 크기는 완충기 피스톤(830)의 내부와 밸브 브릿지 본체(710)의 내부의 하우징 보어(712) 사이의 유압 연통이 선택적이도록, 그리고 일부 예들에서 밸브 브릿지 본체(710)의 내부 벽에 제공된 숄더(748)에 의해 점진적으로 차단되도록 제공될 수 있다. 완충기 피스톤(830)과 하우징(710) 사이에 포획된 유압 유체의 상대적인 비압축성의 결과로써, 완충기 피스톤(830)은 도 1 내지 도 24에 의해 예시된 실시예들과 연관하여 설명된 바와 같이, 두 개가 서로로부터 해제될 때 하우징(710)에 대한 외부 플런저(720)의 하방 모션을 완화할 수 있다. 외부 플런저(720)가 (즉, 로스트 모션 조립체에 모션이 가해지지 않을 때 외부 플런저 스프링(746)에 의해 가해지는 편향에 따라서)완충기 피스톤(830)으로부터 멀리 이동될 때, 외부 플런저(720)와 완충기 피스톤(830) 사이의 체적 팽창은 완충기 피스톤(830)과 하우징(710) 사이의 공동으로부터 유압 유체를 흡인하는 경향이 있을 수 있으며, 그 후 유압 유체는 후속 이벤트들을 위해 다시 완충기 피스톤(830)으로 그리고 완충기 피스톤(830)으로부터 추가의 전달에 이용될 수 있다.
로스트 모션 시스템과 합체되는 밸브 트레인 구성요소(600/700)의 제 6 대체 실시예가, 동일한 참조 부호들이 다른 실시예들에서 동일한 요소들을 지칭하는 도 26에 예시된다. 도 26에 도시된 실시예는 주로 완충기의 디자인에 대해서 도 21에 도시된 것과 상이하다. 도 26에서, 외부 플런저(720)는 외부 플런저(720)의 내부와 하우징 보어(712) 사이로 유압 유체가 유동되게 허용하는 하나 또는 그 초과의 측면 통로(721)를 포함할 수 있다. 전과 마찬가지로, 내부 플런저 스프링(744)은 도 26에 도시된 바와 같이, 잠금 요소(780)와 외부 리세스(772)의 맞물림을 초래하는 위치로 내부 플런저(760)를 상향으로 편향시키도록 외부 플런저(720)의 내부에 제공될 수 있다.
외부 플런저(720)는 완충기 피스톤(840)을 외부 플런저(720)의 바닥에 연결하는데 사용되는 잠금 링(724)을 수용하는 하부 고리(723)를 더 포함할 수 있다. 하부 고리(723)는 외부 플런저(720)에 대한 완충기 피스톤(840)의 약간의 수직 이동을 허용하는 동시에, 그와 같은 이동 범위를 제한할 수 있을 정도의 크기일 수 있다.
완충기 피스톤(840)은 스프링(844,848)에 의해 외부 플런저(720)로부터 멀리 편향될 수 있다. 스프링(848)은 외부 플런저(720)의 중간-섹션에 형성된 숄더로부터 완충기 피스톤(840)의 상부 에지까지 연장할 수 있다. 완충기 피스톤(840)의 상부 에지가 리세스, 숄더, 또는 스프링(848)을 수용하고 완충기 피스톤 상부 에지에 대한 스프링의 맞물림 상태를 유지하는 다른 구조물을 포함할 수 있다는 것이 이해된다. 스프링(844)은 완충기 피스톤(840)의 바닥에 제공된 개구(842)에 의해 형성된 시트에 대한 폐쇄 위치로 체크 밸브(846)를 또한 편향시킬 수 있다.
도 26에 예시된 시스템의 작동 중에, 외부 플런저(720)를 하우징(710)으로부터 해제하도록 위에서 설명된 바와 같이, 내부 플런저(760)를 하방으로 변위시키기 위해 해제 인풋(예를 들어, 유압 유체)이 제공될 수 있다. 외부 플런저(720)의 내부로의 내부 플런저(760)의 하강은 약간의 유압 유체가 외부 플런저의 내부로부터 측면 개구(721)를 통해 하우징 보어(712)의 내측으로 변위되게 할 수 있다. 동시에, 외부 플런저(720)는 하우징(710)의 바닥 단부 벽 쪽으로 하우징 보어(712)의 내측으로 급속히 하강될 수 있다. 외부 플런저(720) 및 내부 플런저(760)의 이동의 결과로써, 유압 유체는 완충기 피스톤(840) 내의 개구(842)를 통과하도록 압박될 뿐만 아니라 누수 통로들을 통해 하우징(710)의 밖으로 압박될 수 있다. 체크 밸브(846)의 존재로 인해서, 완충기 피스톤(840)의 내부는 유압 유체로 채워질 수 있다. 완충기 피스톤(840) 내부의 가압은 도 26에 도시된 바와 같이, 완충기 피스톤(840)이 외부 플런저(720)에 대해 그의 최대 하방 변위를 취하게 할 수 있다.
외부 플런저(720)는 따라서 완충기 피스톤이 하우징(710)의 바닥 단부 벽과 접촉할 때까지 완충기 피스톤(840)을 하방으로 운반할 수 있다. 외부 플런저(720)의 하방 모션은 완충기 피스톤이 하우징(710) 단부 벽에 의해 상향으로 푸시되는 결과로써 완충기 피스톤(840)에 의해 점진적으로 억제될 수 있다. 더 구체적으로, 완충기 피스톤의 상향 이동은 그 내부의 유압 유체가 완충기 피스톤(840)과 외부 플런저(720) 사이의 직경이 작은 갭을 통해서 변위되게 한다. 완충기 피스톤(840)과 외부 플런저(720) 사이의 갭의 크기는 유체 유동을 감속시키고 외부 플런저의 하방 모션을 점진적으로 억제한다. 그 결과로써, 완충기 피스톤(840)은 도 1 내지 도 24에 의해 예시된 실시예들과 연관하여 설명된 바와 같이, 두 개가 서로로부터 해제될 때 하우징(710)에 대한 외부 플런저(720)의 하방 모션을 완화할 수 있다.
로스트 모션 시스템과 합체되는 밸브 트레인 구성요소(600/700)의 제 7 대체 실시예가, 동일한 참조 부호들이 다른 실시예들에서 동일한 요소들을 지칭하는 도 27에 예시된다. 도 27에 도시된 실시예는 다음의 방식에서 도 25에 도시된 것과 상이하다. 도 27에서, 외부 플런저(720)는 외부 플런저(720)의 내부와 하우징(710)의 하우징 보어(712) 사이로 유압 유체가 유동되게 허용하는 하나 또는 그 초과의 측면 통로(721)를 포함할 수 있다. 내부 플런저 스프링(744)은 도 27에 도시된 바와 같이, 잠금 요소(780)와 외부 리세스(772)의 맞물림을 초래하는 위치로 내부 플런저(760)를 상향으로 편향시키도록 외부 플런저(720)의 내부에 제공될 수 있다.
계속해서 도 27을 참조하면, 캡(730)은 외부 플런저(720)의 상단부에 연결될 수 있다. 하나 또는 그 초과의 고부하 스프링(heavy spring)(850)들은 외부 플런저(720)에 대해 하방으로 하우징(710)을 편향시키도록 캡(730)에 작용할 수 있다. 하나 또는 그 초과의 고부하 스프링(850)들은 아래에서 상세히 설명되는 바와 같이, 두 개가 서로로부터 해제될 때 밸브 본체(710)에 대한 외부 플런저(720)의 하방 모션의 억제를 도울 수 있다.
도 27에 도시된 완충기는 컵-형상일 수 있고 유압 유체가 완충기 피스톤(852)의 내부와 하우징 보어(712) 사이로 유동되게 허용하는 상부 개구(858)를 가지는 완충기 피스톤(852)을 포함한다. 스프링(854)은 외부 플런저(720) 쪽으로 완충기 피스톤(852)을 편향시킬 수 있다. 스프링(854)은 잠금 링(856)에 의해서 완충기 피스톤(852)에 연결될 수 있다. 도 27에 도시된 실시예는 2 개의 밸브 스템들 각각을 위한 슬라이딩 핀(650/750)을 또한 포함할 수 있다.
도 27에 예시된 시스템의 작동 중에, 외부 플런저(720)를 하우징(710)으로부터 해제하도록 위에서 설명된 바와 같이, 내부 플런저(760)를 하방으로 변위시키기 위해 해제 인풋(예를 들어, 유압 유체)이 제공될 수 있다. 외부 플런저(720)의 내부로의 내부 플런저(760)의 하강은 약간의 유압 유체가 외부 플런저의 내부로부터 측면 개구(721)를 통해 하우징 보어(712)의 내측으로 변위되게 할 수 있다. 동시에, 외부 플런저(720)는 완충기 피스톤(852) 쪽으로 하우징 보어(712)의 내측으로 급속히 하강될 수 있다. 외부 플런저(720) 및 내부 플런저(760)의 이동의 결과로써, 유압 유체는 완충기 피스톤(852) 내의 개구(858)를 통과하도록 압박될 뿐만 아니라 누수 통로들을 통해 밸브 본체(710)의 밖으로 압박될 수 있다.
일단 외부 플런저(720)가 완충기 피스톤(852)과 접촉하게 되면, 외부 플런저(720)의 계속된 하방 모션은 완충기 피스톤이 외부 플런저에 의해 하방으로 변위되는 결과로써 완충기 피스톤에 의해 점진적으로 억제될 수 있다. 더 구체적으로, 완충기 피스톤(852) 내의 개구(858)의 위치 및/또는 크기는 완충기 피스톤(852)의 내부와 밸브 브릿지 본체(710)의 하우징 보어(712) 사이의 유압 연통이 선택적이며, 일부 예들에서 점진적으로 차단되도록 제공될 수 있다. 그 결과로, 완충기 피스톤(852)은 하나 또는 그 초과의 고부하 스프링(850)과 협력하여, 도 1 내지 도 24에 의해 예시된 실시예들과 연관하여 설명된 바와 같이 두 개가 서로로부터 해제될 때 밸브 브릿지 본체(710)에 대한 외부 플런저(720)의 하방 모션을 완화할 수 있다.
로스트 모션 시스템과 합체되는 밸브 트레인 구성요소(600/700)의 제 8 대체 실시예가, 동일한 참조 부호들이 다른 실시예들에서 동일한 요소들을 지칭하는 도 28에 예시된다. 도 28에 도시된 실시예는 주로, 하우징(710)에 대해 외부 플런저(720)를 편향시키는데 사용되는 스프링(들)의 위치에 대해서 도 27에 도시된 것과 상이하다. 도 28에서, 스프링(860)에는 위에서와는 반대로 하우징(710) 내에 제공된다. 스프링(860)은 하우징(710) 및 완충기 피스톤(852)에 대해 상향으로 외부 플런저(720)를 편향시킨다.
도 28에 예시된 시스템의 작동 중에, 외부 플런저(720)를 하우징(710)으로부터 해제하도록 내부 플런저(760)를 하방으로 변위시키기 위해 유압 유체가 제공될 수 있다. 외부 플런저(720)의 내부로의 내부 플런저(760)의 하강은 약간의 유압 유체가 외부 플런저의 내부로부터 측면 개구(721)를 통해 하우징 보어(712)의 내측으로 변위되게 할 수 있다. 동시에, 외부 플런저(720)는 완충기 피스톤(852) 쪽으로 하우징 보어(712)의 내측으로 급속히 하강될 수 있다. 외부 플런저(720) 및 내부 플런저(760)의 이동의 결과로써, 유압 유체는 완충기 피스톤(852) 내의 개구(858)를 통과하도록 압박될 뿐만 아니라 누수 통로들을 통해 밸브 본체(710)의 밖으로 압박될 수 있다.
도 28의 실시예에서, 완충기 피스톤(852)의 이동은 스프링(860,854)에 의해 가해진 상대적인 힘들에 의해 부분적으로 제어된다. 특히, 완충기 피스톤(852)과 맞물리는 스프링(860,854)들은 하우징(710)에 대한 외부 플런저(720)의 대략 중간-스트로크에서 동일한 힘을 갖도록 구성된다. 외부 플런저(720)가 계속해서 하우징(710) 내에서 하강하기 때문에, 제 1 스프링(860)으로부터의 힘은 제 2 스프링(854)에 의해 가해진 반대 힘보다 더 크게 되는 지점으로 증가되며, 그에 의해서 완충기 피스톤(852)을 하방으로 푸시한다. 완충기 피스톤(852)의 하방 속도는 개구(858)를 통해 유동하는 오일에 의해 유발된 압력 차로 인해서 스프링(860,854)과 유압력 사이의 힘의 차이에 의해서 제어된다. 결과적으로, 잠금 메커니즘이 이미 해제 상태에 있는 정상적인 밸브 이벤트 동안에, 외부 플런저(720)의 하방 모션은 외부 플런저(720)가 그의 바닥 최고 위치에 도달하기 이전에, 완충기 피스톤(852)이 그의 스트로크의 바닥에 도달하게(즉, 하우징(710)의 바닥 벽에 맞닿게) 할 것이다.
그러나, 잠금 메커니즘이 비교적 높은 리프트 밸브 이벤트 중에 잠금 상태로부터 해제 상태로 전환될 예들이 있을 것이라는 것이 이해될 수 있다. 이런 경우에, 외부 플런저(720)는 급속히 해제될 것이며, 그에 의해 제 1 스프링(860)이 유사하게 급속히 압축되게 할 것이다. 결과적으로, 완충기 피스톤(852)이 외부 플런저(720)와의 충돌을 회피하도록 하방으로 이동하기에 시간이 불충분할 것이다. 그러나, 외부 플런저(720)가 완충기 피스톤(852)과 접촉하기 때문에, 개구(858)를 막을 것이며 그에 의해서 완충기 피스톤(852)에 의해 포획된 유압 유체를 더욱 가압할 것이다. 본 발명에서 설명된 다른 실시예들에 대해 위에서 설명된 바와 같이, 이는 차례로 외부 플런저(720)의 추가의 급속한 붕괴를 방지하는 외부 플런저(720)에 가해질 상당히 느린 힘을 초래하며 완충기 피스톤(852)의 존재 없이도 발생하게 될 결과적인 소음을 초래한다.
본 개시의 변형예들 및 변경예들이 본 발명의 범주 또는 사상으로부터 이탈함이 없이 만들어질 수 있다는 것은 당업자들에게 자명할 것이다. 예를 들어, 엔진 제동부(100)를 제공하도록 배기 밸브를 작동시키기 위한 수단 및 엔진 제동부(300)를 제공하도록 흡입 밸브를 작동시키기 위한 수단이 다른 용례들에서 비-엔진(non-engine) 제동 밸브 가동들을 제공할 수 있다.
다른 예에서, 잠금 요소 및 대응하는 외부 리세스에 대한 다양한 변경예들이 사용될 수 있다. 예를 들어, 웨지-형태의 실시의 경우에 웨지 및/또는 외부 리세스의 경사 표면이 비-원추형 표면에 따라 형성될 수 있다. 게다가, 하우징 보어를 형성하는 표면의 전체 표면 주위에 환형 채널을 포함한다기보다는, 외부 리세스는 하나 또는 그 초과의 웨지들 중의 각각의 웨지들과 정렬되고 그들을 수용하도록 구성되는(이와는 달리 서로 연결되지 않은) 하나 또는 그 초과의 슬롯들을 포함할 수 있다. 대안으로, 그러나 동일한 맥락으로, 잠금 요소들은 하우징 보어를 형성하는 표면 내에 형성되고 그와 정렬되는 대응하는 구멍들 내에 수용되는 하나 또는 그 초과의 핀들을 포함할 수 있다.
또 다른 예에서, 위에서 설명된 다양한 완충기들이 완충기 피스톤들 및 관련 구성요소들을 포함하지만, 잠금 메커니즘의 구성요소들 중 다양한 구성요소들 사이에만, 예를 들어 외부 플런저와 하우징 사이에만 유일하게 디자인된 누수 통로들을 제공하는 것을 기초로 하여 완충기를 실시하는 것도 가능할 수 있다. 이런 방식으로, 완충기의 기능은 하우징과 잠금 메커니즘 사이에 제공된 틈새를 통한 유압 유체의 유동에 의해 유일하게 제공된다. 게다가, 잠금 메커니즘이 완충기와 조합된 본 발명에서 설명된 다양한 실시예들이 특정 형태의 밸브 트레인 구성요소(즉, 밸브 브릿지)의 맥락에서 설명되었지만, 그와 같은 잠금 메커니즘/완충기 조합은 본 발명에서 설명된 다양한 다른 실시예들을 포함한, 임의의 밸브 트레인 구성요소와 합쳐질 수 있다고 이해된다.
특히 바람직한 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 당업자들은 변경예들 및 변형예들이 본 교시들로부터 이탈함이 없이 만들어질 수 있다는 것을 이해할 것이다. 그러므로, 위에서 설명된 교시들의 임의의 그리고 모든 변형예들, 변경예들 또는 균등물들이 위에서 개시되고 본 발명에서 청구되는, 기준이 되는 기본 원리들의 범주 내에 속한다고 생각해야 된다.

Claims (44)

  1. 하나 또는 그 초과의 엔진 밸브(810, 820, 910, 920)들을 가동시키기 위한 밸브 트레인을 포함하는 내연기관에서, 상기 하나 또는 그 초과의 엔진 밸브들에 가해지는 모션을 제어하기 위한 장치로서,
    상기 밸브 트레인 내에 배치되는 하우징(710, 216); 및
    잠금 메커니즘을 포함하며,
    상기 하우징은 하우징 안으로 연장하는 하우징 보어(712) 및 상기 하우징 보어를 형성하는 표면에 형성되는 외부 리세스(772)를 갖고, 상기 외부 리세스는 제 1 경사 표면(773)을 포함하고,
    상기 잠금 메커니즘은 하우징 보어에 배치되고 잠금 요소(780)를 포함하며, 상기 잠금 요소는 제 1 경사 표면과 상보적인 제 2 경사 표면(783)을 포함하고, 잠금 메커니즘의 잠금 상태에서 외부 리세스와 맞물리며 이에 의해 장치를 통하여 하나 또는 그 초과의 엔진 밸브들에 모션을 가하는 것을 가능하게 하고, 그리고
    상기 제 1 경사 표면은 원추대(cone frustum)(790)에 따라 형성되고, 상기 잠금 메커니즘은 웨지를 포함하며, 상기 웨지는 원추대에 따라 형성되며 제 1 경사 표면과 정합하도록 구성되는 제 2 경사 표면을 포함하고, 상기 제 1 경사 표면과 제 2 경사 표면의 상호 작용은 외부 리세스로부터 웨지를 빼내는 것과 잠금 메커니즘의 잠금 해제를 강제하고 이에 의해 장치를 통하여 하나 또는 그 초과의 엔진 밸브들에 모션을 가하는 것을 방지하는,
    장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 외부 리세스는 하우징의 이동을 보상하기 위해 하우징 보어의 길이방향 축선을 따른 잠금 요소의 이동을 가능하게 하도록 구성되는,
    장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 잠금 메커니즘은
    상기 하우징 보어에 슬라이딩 가능하게 배치되는 외부 플런저(720)로서, 외부 플런저 측벽을 형성하는 내부 보어(722), 및 외부 플런저 측벽을 통하여 연장하는 측면 개구를 갖고, 상기 웨지가 외부 플런저 측면 개구에 배치되는 외부 플런저; 및
    상기 외부 플런저의 내부 보어에 슬라이딩 가능하게 배치되는 내부 플런저(760)로서, 웨지를 수용하도록 구성되는 내부에 형성된 내부 리세스(763)를 갖는 내부 플런저를 더 포함하는,
    장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 외부 플런저는 잠금 해제 입력을 수용하도록 구성되는 잠금 해제 개구를 포함하고, 상기 잠금 해제 입력은 내부 플런저가 외부 플런저 내로 슬라이딩하는 것을 야기하고 이에 의해 웨지가 내부 리세스에 수용되는 것을 가능하게 하는,
    장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 잠금 해제 개구는 외부 플런저의 단부에 배치되고 잠금 해제 입력으로서 유압 유체를 수용하도록 구성되는,
    장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 외부 플런저는 하우징 보어의 개방 단부에 수용되고 상기 잠금 해제 개구는 하우징 보어의 개방 단부 가까이에 외부 플런저의 단부(731)에 있는,
    장치.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 하우징은 하우징 보어 및 잠금 해제 개구와 유체 연통하도록 구성되고, 또한 잠금 해제 입력으로서 유압 유체를 수용하도록 구성되는 측면 개구(218)를 포함하는,
    장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징은 밸브 브리지(700), 로커 아암(200, 400), 푸시 튜브(262) 또는 캠 종동자에 의해 제공되는,
    장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징은 푸시 튜브와 로커 아암 사이에 또는 로커 아암과 엔진 밸브 사이에 제공되는,
    장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 하우징은 푸시 튜브 또는 로커 아암 중 하나에 장착되도록 구성되는 카트리지 삽입부인,
    장치.
  11. 제 2 항에 있어서,
    상기 외부 리세스는 웨지의 수직 높이보다 더 큰 수직 높이를 갖는,
    장치.
  12. 제 4 항에 있어서,
    상기 외부 리세스는 웨지가 외부 리세스와 맞물릴 때 외부 리세스와 웨지 사이에 갭(787)을 제공하기에 충분한 수직 높이를 갖고, 상기 갭은 잠금 메커니즘이 잠금 해제 입력의 소스와의 접촉을 유지하는 것을 가능하게 하는,
    장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 웨지는 원추대에 따라 형성되는 제 3 경사 표면(783')을 포함하고, 상기 제 3 경사 표면은 제 2 경사 표면에 대향하는 웨지의 측에 배치되는,
    장치.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 잠금 메커니즘과 하우징 사이의 하우징 보어에 배치되고 잠금 메커니즘과 연통하며, 잠금 메커니즘의 적어도 일부의 이동을 점진적으로 억제하도록 구성되는 완충기(snubber)를 더 포함하는,
    장치.
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KR1020150099268A 2014-07-15 2015-07-13 웨지 잠금 요소를 포함하는 잠금 요소를 갖는 로스트 모션 밸브 가동 시스템 KR101672687B1 (ko)

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US14/331,982 2014-07-15
US14/331,982 US9790824B2 (en) 2010-07-27 2014-07-15 Lost motion valve actuation systems with locking elements including wedge locking elements

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