KR101917735B1 - 내연 기관의 보조 운동 소스와 주 운동 부하 경로 사이의 링키지 - Google Patents

내연 기관의 보조 운동 소스와 주 운동 부하 경로 사이의 링키지 Download PDF

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피터 조
저스틴 발트루키
데이비드 페레이라
니나드 와만
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자콥스 비히클 시스템즈, 인코포레이티드.
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Abstract

내연 기관에서, 보조 운동 소스와 주 운동 부하 경로 사이에 링키지(linkage)가 제공되고, 이로써, 링키지에 의해 보조 운동 소스로부터 수용되는 운동들이 결과적으로, 적어도 하나의 엔진 밸브에 대한 제 1 힘 및 주 운동 부하 경로에 대한, 주 운동 소스를 향한 방향으로의 제 2 힘을 제공한다. 자동 래쉬 조절기가 주 운동 부하 경로와 연관되는 경우, 제 2 힘은 자동 래쉬 조절기에 의해 이루어지는 래쉬 조절들의 제어를 보조하도록 선택될 수 있다. 다양한 실시예들에서, 링키지가 기계식 링키지로 구체화될 수 있는 반면, 다른 실시예들에서는, 유압식 링키지가 채용될 수 있다. 링키지는 밸브 브릿지 또는 로커 암 내에 통합되거나, 또는 다른 방식으로 협력할(cooperate) 수 있다.

Description

내연 기관의 보조 운동 소스와 주 운동 부하 경로 사이의 링키지{LINKAGE BETWEEN AN AUXILIARY MOTION SOURCE AND A MAIN MOTION LOAD PATH IN AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE}
관련 출원에 대한 상호-참조
[0001] 본 출원은, "Hydraulic Lash Adjuster"라는 명칭으로 2014년 6월 10일에 출원된 미국 가출원 일련번호 제 62/010,365 호의 이익 향유를 주장하며, 상기 가출원의 교시들(teachings)은 이러한 인용에 의해 본원에 통합된다.
[0002] 본 개시물은 일반적으로, 내연 기관들에 관한 것으로, 특히, 그러한 내연 기관들 내의 엔진 밸브들에 운동들을 제공하기 위한 기법들에 관한 것이다.
[0003] 중장비들, 예컨대, 고속도로용 트럭들(on-highway trucks), 건설 기계들, 토목 기계들, 등을 늦추는(slowing) 데에서 휠 브레이크들을 보조하고 보충하기 위해 압축 해제 브레이킹(compression release braking) 또는 엔진 브레이킹(engine braking)이 채용될 수 있다. 당업계에 공지된 바와 같이, 압축 해제 브레이킹은, 다양한 엔진 밸브들의 선택적 제어를 통해, 내연 기관을 파워 생성 유닛으로부터 파워 소비 공기 압축기로 전환시킨다. 실시예에서, 압축 해제 브레이킹 시스템은 실린더의 피스톤이 상사점(top-dead-center) 포지션에 근접할 때 엔진의 압축 행정으로부터의 압축 공기가 배기 밸브를 통해 방출되도록 실린더 배기 밸브를 액츄에이팅한다. 일반적으로, 배기 밸브는 로커 암(rocker arm)에 의해 액츄에이팅되며, 결과적으로, 로커 암은 종종, 밸브 브릿지에 의해 배기 밸브에 작동 가능하게(operatively) 연결된다. 로커 암의 요동 운동(rocking motion)은 밸브 브릿지를(또는 밸브를 직접) 내리 누르며(press down) 이는 결과적으로 배기 밸브를 개방하고, 압축 공기를 방출한다.
[0004] 자동 래쉬 조절기(automatic lash adjuster) 또는, 대부분의 경우에, 유압식(hydraulic) 래쉬 조절기(이후 자동 래쉬 조절기로 지칭됨)는 종종, 엔진에 의한 포지티브 파워 생성(positive power generation) 동안 로커 암과 밸브 또는 밸브 브릿지 사이에 제로 간극(zero clearance)(또는 래쉬)을 유지하기 위해, 로커 암 또는 밸브 트레인(valvetrain)의 다른 곳, 예컨대, 밸브 브릿지 상에 직접 또는 위에 배치된다. 유압식 래쉬 조절기들의 예들은 미국 특허 제 2,808,818 호 및 유럽 특허 출원 공보 제 0190418A1 호에서 찾을 수 있다. 기계식 자동 래쉬 조절기의 예는 국제 특허 출원 공보 제 WO2013136508A1 호에서 찾을 수 있다. 이러한 참조의 교시들은 이러한 인용에 의해 본원에 통합된다. 예로서 유압식 래쉬 조절기를 사용하면, 자동 래쉬 조절기는 엔진 오일과 같은 작동유(hydraulic fluid)에 의해 작동되는 중공형(hollow) 슬라이딩 플런저를 포함할 수 있다. 엔진 밸브가 폐쇄될 때, 자동 래쉬 조절기는 자유롭게 작동유로 채워질 수 있으며, 자동 래쉬 조절기를 확장하고 이에 의해 자동 래쉬 조절기가 확장할 때 래쉬 공간을 차지한다. 래쉬 조절기가 로딩될(loaded) 때, 유압식 래쉬 조절기로의 유체 공급이 차단될 수 있고, 자동 래쉬 조절기 내의 유체 압력은 플런저가 붕괴되는(collapsing) 것을 방지한다. 이러한 방식으로, 자동 래쉬 조절기는, 엔진 밸브를 액츄에이팅하는 데에 사용되는 컴포넌트들 사이의 임의의 래쉬 공간을 차지할 수 있다.
[0005] 그러한 시스템(100)의 예는 도 1에 개략적으로 예시된다. 특히, 시스템은 주 운동 부하 경로(main motion load path) 또는 밸브 트레인(106)을 통해 하나 또는 그 초과의 엔진 밸브들(104)을 액츄에이팅하기 위해(또는 엔진 밸브들(104)에 운동들을 제공하기 위해) 사용되는 주 운동 소스(102)를 포함한다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 운동 소스는, 엔진 밸브에 적용될 운동들을 결정하는(dictate) 임의의 컴포넌트, 예컨대, 캠(cam)이다. 반대로, 운동 부하 경로 또는 밸브 트레인은, 운동 소스와 엔진 밸브 사이에 배치되고 운동 소스에 의해 제공되는 운동을 엔진 밸브에 전달하는 데에 사용되는 임의의 하나 또는 그 초과의 컴포넌트들, 예컨대, 태핏들(tappets), 로커 암들, 푸시로드들(pushrods), 밸브 브릿지들, 자동 래쉬 조절기들, 등을 포함한다. 게다가, 본원에서 사용되는 바와 같이, "주(main)" 또는 "일차(primary)"라는 기술어(descriptor)는 소위 주 이벤트 엔진 밸브 운동들, 즉, 포지티브 파워 생성 동안 사용되는 밸브 운동들에 관한, 본 개시물의 피쳐들(features)을 지칭하는 반면, "보조(auxiliary)"라는 기술어는 보조적인 엔진 밸브 운동들, 즉, 통상적인 포지티브 파워 생성 이외의 엔진 작동(예컨대, 압축 해제 브레이킹, 블리더(bleeder) 브레이킹, 실린더 감압(decompression), 브레이크 가스 재순환(BGR), 등) 동안 사용되는 밸브 운동들, 또는 통상적인 포지티브 파워 생성에 부가한 엔진 작동(예컨대, 내부 배기 가스 재순환(IEGR), 가변 밸브 액츄에이션(VVA), 밀러/앳킨슨 사이클(Miller/Atkinson cycle), 스윌 제어(swirl control), 등) 동안 사용되는 밸브 운동들에 관한, 본 개시물의 피쳐들을 지칭한다. 또한, 보조 운동들을 하나 또는 그 초과의 밸브들(104)에 전하기 위해 보조 운동 소스(108)가 제공된다.
[0006] 추가로 도시되는 바와 같이, 선택적인 자동 래쉬 조절기(110, 112)는 주 운동 부하 경로(106)와 연관될(associated) 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 자동 래쉬 조절기는, 운동 부하 경로에서 래쉬를 차지하는 데에 사용되는 정도까지 운동 부하 경로와 "연관"되고, 운동 부하 경로 내에서 직접적으로, 또는 운동 부하 경로에 대해 평행하게 작동한다. 이는 도 1에 예시되며, 도 1에서는, 제 1 선택적 자동 래쉬 조절기(110)가 주 운동 부하 경로(106)에 대해 인-라인(in-line)으로 예시되거나, 또는 제 2 선택적 자동 래쉬 조절기(112)가 주 운동 부하 경로(106)에 대해 평행하게 포지셔닝된다.
[0007] 상기 주목된 바와 같이, 압축 해제 엔진 브레이킹은, 실린더의 압축 행정들 동안 배기 밸브의 개방을 필요로 한다. 압축 행정들 동안 실린더 내의 매우 높은 압력들을 가정하면, 배기 밸브를 개방하는 데에 요구되는 힘은 상대적으로 높다. 결과적으로, 보조 운동 소스(108) 및 보조 운동 부하 경로를 따르는 임의의 개재(intervening) 컴포넌트들은 배기 밸브를 개방하는 데에 요구되는 비교적 높은 힘들을 견딜 수 있도록 구성되어야 하는데, 즉, 이들은 그에 상응하게(commensurately) 더 커서 이로써 생산 비용들 및 무게를 증가시킨다.
[0008] 부가적으로, 압축 해제 브레이킹 작동을 위한 밸브 개방 동안, 로커 암에 의해 전해지는 운동들에 의한 힘 또는 부하(load)가 자동 래쉬 조절기로부터 제거된다. 이러한 힘이 없기 때문에, 자동 래쉬 조절기는 자유롭게 과도한 연장(over-extend) 또는 펌프 업(pump-up), 즉, "재킹(jacking)"할 수 있으며, 자동 래쉬 조절기로부터 플런저가 과도하게 돌출하는 것을 초래한다. 결과적으로, 엔진 밸브가 완전히(fully) 안착되는(seating) 것이 방지될 수 있다. 밸브의 부분적인 개방은 궁극적으로, 열악한 성능 및/또는 배출을 초래할 수 있으며, 몇몇 경우들에서는, 파국적인(catastrophic) 밸브-대-피스톤 충돌을 초래할 수 있다.
[0009] 따라서, 기존의 시스템들의 이러한 단점들을 해소하는(address) 시스템들을 제공하는 것이 유리할 것이다.
[0010] 본 개시물은, 보조 운동 소스와 주 운동 부하 경로 사이에 링키지(linkage)가 제공되고, 이로써, 링키지에 의해 보조 운동 소스로부터 수용되는 운동들이 결과적으로, 적어도 하나의 엔진 밸브에 대한 제 1 힘 및 주 운동 부하 경로에 대한, 주 운동 소스를 향한 방향으로의 제 2 힘을 제공하는 시스템을 설명한다. 이러한 방식으로, 엔진 밸브를 개방하는 데에 필요한 힘이 보조 운동 소스와 주 운동 소스 사이에서 (주 운동 부하 경로를 통해) 분담될(shared) 수 있다. 그러한 부하 분담은, 밸브에 보조 운동들을 제공하는 데에 사용되는 컴포넌트들이 덜 강건하게(robustly), 즉, 더 가볍고 더 싸게 설계되는 것을 허용한다. 부가적으로, 자동 래쉬 조절기가 주 운동 부하 경로와 연관되는 경우들에서, 엔진 브레이킹과 같은 보조 작동들 동안, 래쉬 조절을 제어하는 데에, 예컨대, 재킹을 제한하거나 방지하는 데에 제 2 힘이 사용될 수 있다. 다양한 실시예들에서, 이하에서 설명되는 예들에서는, 링키지가 기계식 링키지로 구체화될 수 있는 반면, 다른 실시예들에서는, 유압식 링키지가 채용될 수 있다.
[0011] 이하에서 설명되는 실시예들에서, 시스템은 적어도 2개의 엔진 밸브들을 주 운동 부하 경로에 작동 가능하게 연결하는 밸브 브릿지를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 밸브 브릿지는, 보조 운동 소스로부터 수용되는 운동들에 대한 응답으로, 밸브 브릿지의 회전을 유도하도록 구성된 보조 운동 수용 표면을 포함할 수 있으며, 이로써, 유도된 회전은 제 2 힘을 제공한다. 보조 운동 수용 표면은 밸브 브릿지의 그러한 유도된 회전도 또한 제한하도록 구성될 수 있다. 게다가 또한, 보조 운동 수용 표면은 (밸브 브릿지가 적어도 2개의 엔진 밸브들 중 제 1 엔진 밸브에 작동 가능하게 연결되는 위치에 대해), 주 운동들이 밸브 브릿지에 가해지는, 밸브 브릿지 상의 점으로부터 더 멀어지거나 그러한 점에 더 가까워지도록 구성될 수 있다. 밸브 브릿지의 회전을 수반하는, 본원에서 설명되는 모든 실시예들에서, 피봇(pivot) 부재는 밸브 브릿지의 개구부에 회전 가능하게(rotatably) 수용되도록 제공될 수 있으며, 피봇 부재는 제 1 엔진 밸브를 수용하기 위한 리셉터클(receptacle)을 더 포함한다.
[0012] 밸브 브릿지를 통합하는 다양한 실시예들에서, 레버 암이 제공될 수 있으며, 레버 암의 제 1 단부는 보조 운동 소스로부터 운동들을 수용하도록 구성되고, 제 2 단부는 제 2 힘을 전하도록 구성된다. 밸브 브릿지와 레버 암 사이의 연결점 또는 슬라이딩 가능한 브릿지 핀을 포함하여, 밸브 브릿지 상의 다양한 점들은 레버 암에 대한 지렛대 받침점(fulcrum point)으로서 역할을 할 수 있다. 실시예에서, 레버 암의 제 2 단부는 밸브 브릿지에 회전 가능하게 커플링될 수 있다. 추가적인 실시예들에서, 레버 암은 주 운동 부하 경로의 다른 컴포넌트에 커플링될 수 있거나, 주 운동 부하 경로의 다른 컴포넌트와 밸브 브릿지 사이에 포지셔닝되도록 구성될 수 있다. 탄성 엘리먼트는 레버 암과 밸브 브릿지 사이에 제공될 수있다.
[0013] 게다가 또한, 밸브 브릿지에는, 제 1 피스톤 보어(bore) 및 제 2 피스톤 보어와 연통하는(in communication) 유압식 회로가 제공될 수 있으며, 제 1 피스톤 보어 및 제 2 피스톤 보어는, 또한 밸브 브릿지에 있고, 각각, 보어 내에 배치되는 제 1 및 제 2 피스톤들을 갖는다. 이러한 실시예에서, 제 1 피스톤은 보조 운동 소스와 정렬되고, 제 2 피스톤은 제 2 힘을 제공하도록 구성된다. 보조 운동 소스에 의해 가해지는 운동은, 마스터(master) 피스톤으로서 작용하는 제 1 피스톤에 의해, 슬레이브(slave) 피스톤으로서 작용하는 제 2 피스톤으로 전달되고, 이로써 제 2 힘을 제공한다. 다른 실시예에서, 유압식 회로와 연통하는 제 3 보어 - 제 3 보어는, 제 3 보어 내에 배치되고 2개의 엔진 밸브들 중 제 1 엔진 밸브와 정렬되는 제 3 피스톤을 가짐 - 가 제공될 수 있다. 이러한 경우에, 제 3 피스톤은 또한, 슬레이브 피스톤으로서 작용하고, 이로써 제 1 힘을 제공한다.
[0014] 이하에서 설명되는 추가적인 실시예들에서, 시스템은 엔진 밸브에 작동 가능하게 연결된 로커 암을 포함할 수 있다. 그러한 실시예들에서, 링키지는 로커 암과 접촉하는 레버 암으로서 구체화될 수 있으며, 레버 암은 보조 운동 소스로부터 운동들을 수용하도록 구성된 제 1 단부 및 제 2 힘을 전하도록 구성된 제 2 단부를 재차 갖는다. 이러한 실시예들에서, 레버 암을 위한 지렛대 받침점은 엔진 밸브의 부분, 로커 암 자체의 부분, 및/또는 레버 암과 로커 암 사이의 연결점에 의해 제공될 수 있다. 레버 암은 로커 암의 운동 수용 단부 상에서 또는 로커 암의 운동 전달 단부 상에서 로커 암과 접촉할 수 있다. 게다가 또한, 제 2 힘에 대한 응답으로의 로커 암의 이동을 제한하기 위해, 이동 제한기가 제공될 수 있다.
[0015] 더 추가적인 실시예들에서, 자동 래쉬 조절기는 주 운동 부하 경로와 연관될 수 있다. 다양한 실시예들에서, 링키지는, 자동 래쉬 조절기와 적어도 하나의 엔진 밸브 사이에서, 주 운동 부하 경로의 점에서 제 2 힘을 주 운동 부하 경로에 가하도록 구성될 수 있다. 게다가, 링키지는, 그에 의해 제공되는 제 2 힘이, 자동 래쉬 조절기에 의한 래쉬 조절을 제어하기에 충분하도록 구성될 수 있다.
[0016] 본 개시물에서 설명되는 특징들은 첨부된 청구항들에서 상세하게 설명된다. 이러한 특징들은, 첨부된 도면들과 관련하여 취해진, 이하의 상세한 설명의 고려로부터 명백해질 것이다. 이제 하나 또는 그 초과의 실시예들이, 첨부한 도면들을 참조하여 오직 예로서만 설명되며, 동일한 참조 번호들은 동일한 엘리먼트들을 나타낸다.
[0017] 도 1은 종래 기술 기법들에 따른 시스템의 개략적인 블록도이고;
[0018] 도 2는, 본 개시물에 따른, 적어도 하나의 엔진 밸브를 액츄에이팅하기 위한 방법의 흐름도이며;
[0019] 도 3은 본 개시물에 따른 시스템의 개략적인 블록도이고;
[0020] 도 4 내지 도 14는 본 개시물에 따른 밸브 브릿지들에 기초한 다양한 실시예들의 개략적인 예시들이며; 그리고
[0021] 도 15 내지 도 17은 본 개시물에 따른 로커 암에 기초한 다양한 실시예들의 개략적인 예시들이다.
[0022] 이제 도 2 및 도 3을 참조하면, 내연 기관의 하나 또는 그 초과의 엔진 밸브들을 액츄에이팅하기 위한 방법 및 시스템이 추가로 설명된다. 당업계에 공지된 바와 같이, 내연 기관들은 전형적으로, 하나 또는 그 초과의 실린더들 - 실린더들은, 실린더들 내부에 배치된 피스톤들을 가짐 - 뿐만 아니라, 포지티브 파워 생성 동안 공기 및/또는 연료를 실린더 내로 흡입하고 결과적인 연소 가스들을 배기하는 데에 사용되는 하나 또는 그 초과의 엔진 밸브들을 포함한다. 추가로 공지된 바와 같이, 보조 밸브 운동들, 예컨대, 상기 설명된 압축 해제 브레이킹을 구현하기 위해 요구되는 보조 밸브 운동들은, 보조 운동 소스에 의한 엔진 밸브들의 적합한 제어를 통해 구현될 수 있다.
[0023] 도 2의 블록(202)에서, 제 1 힘이 적어도 하나의 엔진 밸브에 가해지고, 제 1 힘은 보조 운동 소스에 의해 제공되는 운동들에 기초한다. 도 3에 관하여, 시스템(300)은, 상기 설명된 바와 같이, 하나 또는 그 초과의 엔진 밸브들(104)에 적용될 보조 운동들(316)을 결정하는 캠 또는 유사한 컴포넌트를 포함할 수 있는 보조 운동 소스(108)를 포함한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 결과적으로 제 1 힘(318)을 엔진 밸브(들)(104)에 제공하는 링키지(302)에 보조 운동들(316)이 제공된다. 제 1 힘은, 보조 운동들을 위해 요구되는 바와 같이, 하나 또는 그 초과의 밸브들(104)을 개방하기에 충분하다.
[0024] 재차 도 2를 참조하면, 블록(204)에서, 주 운동 소스를 향하는 방향으로 제 2 힘이 주 운동 부하 경로에 가해지며, 제 2 힘은 또한, 보조 운동 소스에 의해 제공되는 운동들에 기초한다. 블록들(202 및 204)은 설명의 편의를 위해 순차적인 방식(serial fashion)으로 예시되었지만, 실제로는, 제 1 및 제 2 힘들의 적용은 본질적으로 동시에 발생할 것이다(비록 이것이 본 개시물의 필요 조건은 아닐지라도). 이는, 도 3과 관련하여, 입력 보조 운동들(316)에 기초하여 제 2 힘(320)을 생성하는 링키지(302)에 의해 개략적으로 도시되며, 제 2 힘(320)은, 주 운동 소스(102)로 향하는 방향으로, 주 운동 부하 경로(106)에 가해진다. 도 3 및 나머지 도면들에 도시된 바와 같이, 보조 운동들(316)은 두꺼운(heavy) 실선 화살표를 사용하여 도시되는 반면, 제 1 힘(318)은 두꺼운 일점 쇄선(dashed and dotted) 화살표를 사용하여 도시되고, 제 2 힘(320)은 오직 파선으로만 된 두꺼운 화살표를 사용하여 도시된다. 제 2 힘(320)이 주 운동 부하 경로(106)를 따르는 임의의 점에서 가해질 수 있다는 사실을 예시하기 위해, 제 2 힘(320)은 도 3에서 주 운동 부하 경로(106)와 나란하게 개략적으로 도시된다는 것이 추가로 주목된다. 제 2 힘(320)을 주 운동 부하 경로(106)에 가하는 것에 의해, 제 2 힘(320)에 대향하여(in opposition) 주 부하 경로(106)에 의해 제공되는 동일하고 정반대인(opposite) 힘이, 엔진 밸브(들)(104)의 이동을 용이하게 하기 위하여, 링키지(302)에 의해 채용될 수 있다. 즉, 링키지(302)는, 보조 운동 소스(108)와 주 운동 소스(102) 사이에서 그리고/또는 이들의 각각의 운동 부하 경로들 사이에서, 하나 또는 그 초과의 밸브들(104)을 개방하는 데에 요구되는 힘들의 분담을 용이하게 할 수 있다.
[0025] 주 운동 부하 경로(106)가, 주 운동 부하 경로(106)와 연관되는 자동 래쉬 조절기(110, 112)를 갖는 경우에, 제 2 힘(320)은 자동 래쉬 조절기(110, 112)와 하나 또는 그 초과의 밸브들(104) 사이의 점에서 주 운동 부하 경로(106)에 가해질 수 있다. 주 운동 부하 소스(102)를 향하는, 그리고 결과적으로 이러한 시나리오에서, 자동 래쉬 조절기(110, 112)를 향하는 방향으로 제 2 힘(320)이 주 운동 부하 경로(106)에 가해지기 때문에, 제 2 힘(320)은 또한, 자동 래쉬 조절기(110, 112)에 의한 래쉬 조절을 제어하는 데에 사용될 수 있다. 예컨대, 제 2 힘(320)이, 자동 래쉬 조절기의 연장 동안 자동 래쉬 조절기에 의해 제공되는 최대 힘보다 더 크게 되는 것이 바람직할 수 있다. 링키지(302)를 사용하면, 원하는 부하 분담 및/또는 자동 래쉬 조절기(110, 112)의 제어를 제공하기 위해서 제 2 힘(320)의 크기가 선택될 수 있다. 이하에서 더 상세하게 설명되는 도 4 내지 도 17은 링키지(302)의 다양한 구현예들을 예시한다.
[0026] 이제 도 4를 참조하면, 밸브 브릿지(402) 형태의 링키지(302)의 실시예가 추가로 예시된다. 밸브 브릿지(402)는, 그러한 컴포넌트들을 제조하는 데에 전형적으로 사용되는 재료들로부터 제조될 수 있고, 적어도 2개의 엔진 밸브들(404, 406)(오직 밸브 스템들(stems)만 도시됨)을, 대응하는, 개략적으로 예시된 리셉터클들 또는 개구부들(413, 415)에 수용하도록 구성된다. 종래 기술의 시스템들을 따라, 밸브 스프링(408, 410)은 엔진 밸브들(404, 406)을 정상적으로 폐쇄된 상태로 유지하기 위해 제공된다. 도 4는 또한, 주 운동 부하 경로(106)에 인-라인으로 포지셔닝된 선택적인 자동 래쉬 조절기(110)를 예시한다. 도 4 내지 도 17에 예시되는 다양한 선택적인 자동 래쉬 조절기들은 통상적인 구조 및 작동으로 이루어지고, 본 개시물은 이들의 특정 구현예에 의해 제한되지 않는다는 점이 주목된다. 게다가, 본원에서 예시되는 자동 래쉬 조절기들(110, 112)이 작동유의 공급을 필요로 하는 경우, 그러한 작동유를 공급하는 종래의 수단이 채용된다고 추정된다. 그럼에도 불구하고, 포지티브 파워 생성 동안, 주 운동 소스(102) 및 주 운동 부하 경로(106)의 나머지(제공되는 경우, 주 운동 부하 경로(106)의 자동 래쉬 조절기(110) 및 밸브 브릿지(402)가 구성 부재들임)는 주 운동들이 일반적인 방식으로 밸브들(404, 406)에 가해지는 것을 야기한다.
[0027] 도 4에 추가로 예시된 바와 같이, 밸브 브릿지(402)는 또한, 연장된 영역(403)을 포함한다. 이러한 실시예에서, 연장된 영역(403)은 (주 운동 소스(102), 주 운동 부하 경로(106), 및/또는 자동 래쉬 조절기(110)가 밸브 브릿지(402)와 접촉하는, 밸브 브릿지(402)의 점에 대해서) 제 1 엔진 밸브(404)를 지나서, 밸브 브릿지(402)의 대향 측 단부 상의 대응하는 영역보다 더 멀리 연장된다. 부가적으로, 연장된 영역(403)은, 보조 운동 소스와 또는 보조 운동 부하 경로(108')의 부분을 형성하는 다른 컴포넌트와 축방향으로 정렬되도록 구성된 보조 운동 수용 표면(405)을 포함한다. 이러한 방식으로 구성되면, 보조 운동 수용 표면(405)은 보조 운동 소스(108') 및 주 운동 소스(102)/주 운동 부하 경로(106)/자동 래쉬 조절기(110)에 대해, 지렛대 받침점으로서 역할을 하는 제 1 엔진 밸브(404)와 함께 레버 배열체를 생성한다. 결과적으로, 도시된 방향으로 보조 운동들이 보조 운동 수용 표면(405)에 가해질 때, 제 1 엔진 밸브(404)가 밸브 브릿지(402)와 접촉하는 점을 중심으로 밸브 브릿지(402)의 회전이 (예컨대, 도 4에 예시된 바와 같이 반시계 방향으로) 유도된다. 이러한 방식으로, 도시된 바와 같이, 제 1 힘이 제 1 엔진 밸브(404)에 가해지는 동안 제 2 힘은 주 운동 소스(102)/주 운동 부하 경로(106)/자동 래쉬 조절기(110)에 가해진다. 예시된 실시예에서, 보조 운동 수용 표면(405)은, 밸브 브릿지(402)와 보조 운동 소스(108') 사이의 회전을 용이하게 하도록 구성된 표면을 갖는데, 이는 보조 운동 소스(108')의 표면에 대한 밸브 브릿지(402)의 회전을 수용하기에 유익하다. 마찬가지로, 보조 운동 소스(108')의 표면은 보조 운동 수용 표면(405)에 대해 이러한 방식으로 구성될 수 있다.
[0028] 추가로 도시된 바와 같이, 이와 같이 생성되는 레버 배열체는, R1 및 R2로서 예시되는, 레버 암들의 길이들에 의해 결정된다. 당업계에 공지된 바와 같이, 이러한 레버 배열체에 의해 제공되는 기계적 이점은 비율(R2/R1)로서 표현될 수 있다. 결과적으로, 주어진 보조 운동으로부터 기인하는 힘에 대한 지식으로, 레버 암 길이들은 제 2 힘에 대해 원하는 크기를 발생시키도록 선택될 수있다. 도 4에 예시된 레버 암 길이들은 축척대로 도시되지 않았고; 실제로, 비율(R2/R1)은 상대적으로 작을 것으로 예상되지만, 채용되는 실제 비율들은 해당 시스템의 특정한 필요들에 따라 달라질 것이라는 점을 주목한다.
[0029] 도 4에 추가로 도시된 바와 같이, 밸브 브릿지(402)의 회전을 용이하게 하기 위해 선택적인 피봇 부재(412)가 제 1 엔진 밸브(404)와 함께 채용될 수 있다. 특히, 피봇 부재(412)는 밸브 브릿지(402)의 개구부(413)에 회전 가능하게 수용되도록 구성될 수 있으며, 개구부는 실질적으로, 제 1 엔진 밸브(404)의 길이방향 축 상에 센터링된다(centered). 피봇 부재(412)의 상부 또는 외측 표면은 바람직하게, 개구부(413)의 상보적인 내측 표면과 매칭되도록 구성되며, 이러한 표면들은 밸브 브릿지(402)의 회전을 용이하게 하도록 라운딩 처리될(rounded) 수 있다. 예시된 예에서, 상보적인 표면들은 반원이 되도록 형성되지만, 이는 필요 조건은 아니다. 예컨대, 대안적인 구성이 도 4a에 예시되며, 여기서, 엔진 밸브(404)는 밸브 브릿지(402)에 일체형으로 형성된 피봇 부재에 수용된다; 피봇 부재는, 도시된 바와 같이, 라운딩 처리된 표면(417)에서 끝나는 플레어형(flared) 개구부(413')를 포함한다. 플레어형 개구부(413')의 더 큰 폭뿐만 아니라 라운딩 처리된 표면(417)은, 제 1 엔진 밸브(404)를 중심으로 한 밸브 브릿지(402)의 회전을 허용한다. 재차 도 4와 관련하여, 피봇 부재(412)는 제 1 엔진 밸브(404)를 수용하기 위해 추가적인 리셉터클 또는 개구부(제 2 엔진 밸브(406)를 수용하는 데에 사용되는 개구부(415)와 비교 가능함)를 포함할 수 있다.
[0030] 이제 도 5 및 도 6을 참조하면, 추가적인 밸브 브릿지-기반 실시예가 예시된다. 특히, 밸브 브릿지(502)는 보조 운동 수용 표면(522)을 재차 포함한다. 이러한 실시예에서, 보조 운동 수용 표면(522)은 실질적으로, 제 1 엔진 밸브(504) 및 보조 운동 소스(108') 양자 모두와 정렬된다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 실질적으로 정렬된다는 것은 관련 컴포넌트들의 축들 사이의 정렬을 지칭하며, 이로써 이러한 컴포넌트들 간의 상호 작용은 양쪽 컴포넌트의 무시 가능한 회전 양을 초래한다. 따라서, 이러한 실시예에서, 보조 운동 수용 표면(522), 제 1 엔진 밸브(504), 그리고 보조 운동 소스(108') 사이의 정렬은 밸브 브릿지(502)의 무시 가능한 회전을 초래한다. 그러나, 이러한 실시예에서, 밸브 브릿지(502)의 회전은 보조 운동 수용 표면(522) 자체의 구성으로부터 기인한다. 예시된 바와 같이, 보조 운동 수용 표면(522)의 (밸브 브릿지(502)의 중심점에 대한) 최외측(outermost) 에지는, 보조 운동 수용 표면(522)의 최내측(innermost) 에지의 수직 치수보다 더 큰 수직 치수(즉, 제 1 엔진 밸브(504)로부터 멀어지고 보조 운동 소스(108')를 향하는 방향)를 갖고, 최외측 및 최내측 에지들은 실질적으로 평면인 표면에 의해 연결된다. 요약하면, 보조 운동 수용 표면(522)은, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 제 1 엔진 밸브(504)의 축에 대해 그리고 보조 운동 소스(108')의 운동 전달 표면, 즉, 보조 운동 소스(108')의 하부 표면에 대해 경사부(incline)로서 구성된다. 대안적으로, 또는 부가적으로, 보조 운동 소스(108')의 운동 전달 표면은 유사한 방식으로 제 1 엔진 밸브(504)의 축 및 보조 운동 수용 표면(522)에 대해 경사질 수 있다. 이전과 같이, 도 5 및 도 6의 예시된 실시예는 밸브 브릿지(502)의 회전을 용이하게 하기 위해 피봇 부재(512)를 포함할 수 있다.
[0031] 결과적으로, 예시된 실시예에서, 보조 운동 소스(108')가 보조 운동 수용 표면(522)과 접촉할 때, 보조 운동 소스(108')는 최외측 에지와 먼저 접촉하며 이에 의해 밸브 브릿지(502)의 회전을 유도한다. 밸브 브릿지(502)의 회전은 제 2 엔진 밸브(506)와 밸브 브릿지(502) 사이의 갭(513)을 초래할 수 있음을 주목한다. 도 6에 도시 된 바와 같이, 밸브 브릿지(502)의 회전은 보조 운동 소스(108')가 최내측 에지와 만날 때까지 이러한 방식으로 계속된다. 보조 운동 소스(108')와 보조 운동 수용 표면(522) 사이의 계면(interface)의 실질적인 평면성(planarity)을 가정하면, 밸브 브릿지(502)의 추가적인 회전은 제한될 것이다. 따라서, 제 2 힘에 의해 유도되는 운동의 크기는 제한될 것이고, 보조 운동 소스(108')에 의해 제공되는 임의의 추가적인 운동은 제 1 엔진 밸브(504)에만 전적으로 전달될 것이다. 도 6에 예시된 구성은, 소위 블리더 브레이크 어플리케이션들에 특히 적용 가능할 것으로 예상된다. 당업계에 공지된 바와 같이, 블리더 브레이킹 시스템은 엔진 지연(engine retardation)을 제공하기 위해 배기 밸브를 계속 개방 상태로 유지한다. 결과적으로, 이러한 블리더 브레이크 시스템은 배기 밸브 브릿지를 연속적으로 로딩할 것이고(즉, 상기 설명된 바와 같이, 배기 밸브 브릿지의 회전을 유도함), 자동 래쉬 조절기(110)가 제공되는 그러한 실시예들에서, 자동 래쉬 조절기(110)를 연속적으로 로딩할 것이다. 자동 래쉬 조절기(110)에 대한 그러한 연속적인 로딩은 자동 래쉬 조절기(110)로 하여금 결국 완전히 붕괴되게 할 것이고, 보조 밸브 개방의 부분적인 또는 완전한 손실(loss) 및 후속하는 주 이벤트 밸브 개방의 부분적인 손실을 초래할 것이다. 보조 운동 수용 표면(522)이 밸브 브릿지(502)의 회전을 제한하고 결과적으로 자동 래쉬 조절기(110)의 연장을 제어하도록 구성함으로써, 이러한 상황들 하에서 예컨대, 자동 래쉬 조절기(110)의 완전한 붕괴가 회피될 수 있다.
[0032] 대안적인 보조 운동 수용 표면(722)이 도 7에 추가로 예시된다. 이러한 실시예에서, 밸브 브릿지(502)는, 도 5 및 도 6의 실시예들에서와 같이, 제 1 엔진 밸브(504) 및 보조 운동 소스(108')와 축방향으로 정렬되어 로케이팅된 보조 운동 수용 표면(722)을 재차 갖는다. 그러나, 이러한 실시예에서, 보조 운동 수용 표면(722)은 상이한 높이들을 갖는 2개의 돌출부들(702, 704)로 형성된다. 도시된 바와 같이, 최외측 돌출부(702)는 최내측 돌출부(704)보다 더 큰 수직 높이를 갖는다. 재차, 보조 운동 소스(108')가 최외측 돌출부(702)와 먼저 접촉하고 그런 다음에 최내측 돌출부(704)와 접촉함에 따라, 밸브 브릿지(502)의 회전은 최외측 돌출부(702)와 최내측 돌출부(704) 사이의 높이 차이(ΔH)에 의해 제한될 것이다.
[0033] 이제 도 8을 참조하면, 도 4의 실시예와 유사한 다른 실시예가 도시된다. 그러나, 이러한 실시예에서, 자동 래쉬 조절기(110)는, 밸브 브릿지(802)에 단순히 접하는 것이 아니라, 밸브 브릿지(802)의 중심점 내로 직접적으로 통합된다. 부가적으로, 주 운동 부하 경로(106)의 실시예의 추가적인 세부 사항들이 도 8에 예시된다. 특히, 주 운동 부하 경로(106)는, 소위 엘리펀트 풋(elephant foot; 834)과 정합하는 고정형 인서트(832)를 갖는 로커 암(830)을 포함한다. 당업계에 공지된 바와 같이, 자동 래쉬 조절기(110)에 작동유를 공급하기 위해 사용되는 유압 통로들(도시되지 않음)이 로커 암(830), 조절 스크류(832) 및 엘리펀트 풋(834)에 제공될 수 있다.
[0034] 이제 도 9를 참조하면, 당업계에 공지된 바와 같이, 밸브 브릿지(902)는 슬라이딩 브릿지 핀(912)을 포함한다. 도시된 바와 같이, 밸브 브릿지(902)는 2개의 엔진 밸브들(904, 906)에 작동 가능하게 연결되고, 제 1 엔진 밸브(904)는 브릿지 핀(912)에 커플링된다. 이러한 방식으로, 엔진 밸브들(904, 906) 양자 모두가 밸브 브릿지(902) 및 브릿지 핀(912)을 통해 액츄에이팅될 수 있거나, 오직 제 1 엔진 밸브(904)만이 오직 브릿지 핀(912)만을 통해 액츄에이팅될 수 있다. 추가로 도시된 바와 같이, 레버 암(940)은, 도시된 것처럼, 보조 운동 소스(108')로부터 보조 운동들을 수용하도록 구성된 제 1 단부(942), 및 제 2 힘을 주 운동 소스(102)/주 운동 부하 경로(106)/자동 래쉬 조절기(110)에 전하도록 구성된 제 2 단부(944)를 갖는다. 예시된 실시예에서, 레버 암(940)은 브릿지 핀(912) 및 제 1 엔진 밸브(904)의 길이방향 축들에 대해 오프셋되도록 구성된 보조 운동 수용 표면(922)을 포함할 수 있다. 도시되지는 않았지만, 레버 암(940)의 제 1 단부의 하부측과 브릿지 핀(912)의 상부 표면은, 이들 사이의 회전을 용이하게 하고 마찰을 감소시키는 상보적인 표면들로 구성될 수 있다. 레버 암(940)의 제 2 단부(944)는 밸브 브릿지(902)의 상부 표면과 접촉하고, 레버 암(940)은 레버 암(940)이 브릿지 핀(912)과 접촉하는(또는 브릿지 핀(912)에 연결되는) 점을 중심으로 자유롭게 회전한다. 즉, 레버 암(940)과 브릿지 핀(912) 사이의 접촉/연결점은 레버 암(940)에 대한 지렛대 받침점으로서 역할을 할 수 있다. 보조 운동 소스(108')가 레버 암(940)의 제 1 단부(942)에 운동들을 전함에 따라, 브릿지 핀(912)에 대한 보조 운동 수용 표면(922)의 오프셋은 레버 암(940)의 회전을 유도하고, 이는 결국, 제 2 단부(944)가 접촉하고 있는 임의의 컴포넌트(102, 106, 110)에 대한 제 2 힘의 적용을 야기한다.
[0035] 도 9의 실시예에 대한 변형들이 도 10 및 도 11에서 추가로 예시된다. 도 10에서, 밸브 브릿지(1002)는 제 1 및 제 2 엔진 밸브들(1004, 1006)에 작동 가능하게 연결된 상태로 제공된다. 그러나, 이러한 실시예에서, 브릿지 핀(912)은 제공되지 않는다. 대신에, 레버 암(1040)은 피봇팅 연결부(1048)에서, 제 1 엔진 밸브(1004)가 밸브 브릿지(1002)에 작동 가능하게 연결되는 위치에 근접한 점에서 밸브 브릿지(1002)와 접촉한다. 피봇팅 연결부(1048)는 레버 암(1040)을 밸브 브릿지(1002)에 고정시키는 데에 사용되는 핀, 또는 밸브 브릿지(1002)에 형성된 그루브를 포함할 수 있고, 그루브는, 레버 암(1040)의 내측 표면 상에 형성된 대응하는 돌출부 또는 유사한 피쳐를 수용한다. 이러한 방식으로, 레버 암(1040)은 레버 암(1040)의 지렛대 받침점으로서 피봇팅 연결부(1048)를 중심으로 자유롭게 피봇팅한다. 도 10에 도시된 바와 같이, 피봇팅 연결부(1048)는 실질적으로, 제 1 엔진 밸브(1004)와 정렬될 수 있지만, 이는 필수 조건은 아니다. 도시된 바와 같이, 레버 암(1040)의 제 2 단부(1044)는 밸브 브릿지(1002)와 주 운동 소스(102)/주 운동 부하 경로(106)/자동 래쉬 조절기(110) 사이에 포지셔닝된다. 추가로 도시된 바와 같이, 이러한 실시예에서, 레버 암(1040)의 제 1 단부(1042)는 보조 운동 소스(108')와 정렬된 보조 운동 수용 표면(1022)을 포함할 수 있다. 재차, 제 1 및 제 2 단부들(1042, 1044)에 의해 설정되는(established) 각각의 암들의 길이들의 비율(R2/R1)은, 따라서 가해지는 제 2 힘의 크기를 결정한다.
[0036] 도 11의 실시예에서, 밸브 브릿지(1102)는 제 1 및 제 2 엔진 밸브들(1104, 1106)에 작동 가능하게 연결된 상태로 제공된다. 이러한 실시예에서, 브릿지 핀(1112)은 제 1 엔진 밸브(1104)에 작동 가능하게 연결된 상태로 제공된다. 부가적으로, 레버 암(1140)은 피봇팅 연결부(1148)에서, 레버 암(1140)의 제 2 단부(1144)가 밸브 브릿지(1102)의 점 - 점은, 필수적인 것은 아니지만, 전형적으로 중앙에 로케이팅됨 - 과 접촉하는 점에서 밸브 브릿지(1102)와 접촉한다. 이러한 방식으로, 레버 암(1140)은 피봇팅 연결부(1048)를 중심으로 자유롭게 피봇팅한다. 그러나, 이러한 실시예에서, 피봇팅 연결부들(1148)은 레버 암(1140)의 지렛대 받침점이 아니다. 이를 위해, 보조 운동 수용 표면(1122)이 레버 암(1140)의 제 1 단부(1142) 상에 제공되며, 표면(1122)은 브릿지 핀(1112)의 길이방향 축에 대하여 오프셋된다. 이러한 방식으로, 브릿지 핀(1112)은, 운동들이 보조 운동 소스(108')에 의해 보조 운동 수용 표면(1122)에 가해질 때 레버 암(1140)의 지렛대 받침점으로서 역할을 한다. 브릿지 핀(1112)을 중심으로 하는 레버 암(1140)의 결과적인 회전은 밸브 브릿지(1102)의 회전 및 제 2 힘의 적용을 추가로 유도한다.
[0037] 도 9 내지 도 11의 다양한 레버 암 실시예들에는 도시되지 않았지만, 탄성 엘리먼트, 예컨대, 스프링 또는 유사한 컴포넌트를 레버 암(940, 1040, 1140)과 밸브 브릿지(902, 1002, 1102) 사이에 포함하고 이에 의해, 레버 암과 밸브 브릿지 사이의 "슬랩핑(slapping)"을 회피하기 위해서, 밸브 브릿지와 접촉하도록 또는 밸브 브릿지로부터 멀어지도록 레버 암을 살짝 바이어싱하는(biasing) 것이 바람직할 수 있다. 예컨대, 그리고 도 11에 관하여, 탄성 엘리먼트는 레버 암(1140)과 밸브 브릿지(1102) 사이에, 피봇팅 연결부(1148)와 브릿지 핀(1112) 사이의 위치에 배치될 수 있다. 당업자는, 이러한 탄성 엘리먼트를 위한 다른 위치들이, 해당하는 레버 암 및 밸브 브릿지의 특정 구성에 따라 동일하게 채용될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
[0038] 이제 도 12 내지 도 14를 참조하면, 링키지가 유압식 링키지로서 구현되는 다양한 실시예들이 추가로 예시된다. 처음 도 12 및 도 13에 관하여, 밸브 브릿지(1202)는 제 1 및 제 2 엔진 밸브들(1204, 1206)에 작동 가능하게 연결된 상태로 제공된다. 그러나, 이러한 실시예에서, 밸브 브릿지(1202)는, 제 1 보어 내에 배치된 제 1 피스톤(1250)을 갖는 제 1 보어 및 제 2 보어 내에 배치된 제 2 피스톤(1252)을 갖는 제 2 보어와 연통하는 유압식 회로(1254)를 통합한다. 당업계에 공지된 바와 같이, 유압식 회로(1254)로의 유체는 주 운동 부하 경로(106)에 형성된 적합한 유압식 통로들(1253)을 통해서 공급될 수 있다. 또한, 당업계에 공지된 바와 같은 체크 밸브(1255)는 유압식 회로(1254) 내의 압력을 유지하기 위해, 그리고 유압식 통로들(1253) 내로의 작동유의 역류를 방지하기 위해 제공될 수 있다. 추가로 도시된 바와 같이, 제 1 피스톤(1250)은 보조 운동 소스(108')와 정렬되도록 구성되는 반면, 도시된 것처럼, 제 2 피스톤(1252)은 주 운동 소스(102)/주 운동 부하 경로(106)/자동 래쉬 조절기(110)와 정렬되도록 구성된다. 유압식 회로(1254)가 작동유로 완전히 충전될(charged) 때, 제 1 피스톤(1250)은 마스터 피스톤으로서 작동할 수 있는 반면, 제 2 피스톤(1252)은 슬레이브 피스톤으로서 작동할 수 있다. 따라서, 도 13에 도시된 바와 같이, 보조 운동 소스(108')에 의해 제 1 피스톤(1250)에 가해지는 보조 운동들은 제 1 피스톤(1250)으로 하여금 제 1 보어 내에서 슬라이딩하게 한다. 도 13에 추가로 도시된 바와 같이, 유압식 회로(1254)는 실질적으로 폐쇄되었기 때문에(즉, 내부의 작동유는 누설되려면 비교적 긴 시간이 걸림), 제 1 피스톤(1250)의 이동은 제 2 피스톤(1252)으로 전달되어, 제 2 피스톤으로 하여금 제 2 보어 밖으로 슬라이딩하게 한다. 이러한 방식으로, 제 2 힘은 주 운동 소스(102)/주 운동 부하 경로(106)/자동 래쉬 조절기(110)에 가해질 수 있다. 유압력(hydraulic force)의 원리를 사용하여, 제 2 힘은 제 1 피스톤(1250)의 면적(area) 대 제 2 피스톤(1252)의 면적의 비율의 적절한 선택을 통해 설정될 수 있다.
[0039] 도 13에 추가로 도시된 바와 같이, 제 2 피스톤(1252)을 통해 전달되는 제 2 힘에 부가하여, 제 1 힘은 밸브 브릿지(1202)를 통해 제 1 엔진 밸브(1204)로 전달된다. 특히, 제 1 또는 제 2 피스톤(1250, 1252)은 (당업계에 공지된 수단을 사용하여) 이동 제한되고, 한계에 도달할 때, 보조 운동 소스(108')로부터의 추가적인 이동은, 피스톤들의 추가적인 병진 운동(translation)보다는, 브릿지(1202)의 회전을 유도한다.
[0040] 추가적인 유압식 실시예가 도 14에 예시된다. 도 14의 실시예는 실질적으로 도 12 및 도 13의 실시예와 유사하고, 제 3 보어에 거주하는(residing) 제 3 피스톤(1456)이 부가되며, 제 3 보어는 또한, 유압식 회로(1254)와 연통한다. 이러한 경우에, 제 1 및 제 2 피스톤들(1250, 1252)의 작동은 실질적으로 동일한 반면, 제 3 피스톤(1456)은, 제 1 피스톤(1250)의 병진 운동에 대한 반응으로(그리고 다시, 유압식 회로(1254)가 완전히 충전되었다고 가정하면), 부가적인 슬레이브 피스톤으로서 작용한다. 즉, 제 1 피스톤(1250)이 보조 운동들에 대한 응답으로 병진 운동함에 따라, 제 3 피스톤(1456)이 또한, 제 1 힘을 제 1 엔진 밸브(1204)에 제공하도록 병진 운동할 것이다. 재차, 제 1, 제 2 및 제 3 피스톤(1250, 1252, 1456)의 각각의 면적들의 적절한 선택은 각각의 전달되는 힘들의 크기를 결정할 것이다. 도 14에 예시된 실시예에서, 제 1 및 제 3 피스톤들(1250, 1456) 양자 모두는, 밸브 브릿지(1202)의 본체와 맞물릴 수 있는 숄더들(shoulders)을 갖는 것으로 예시되며, 이에 의해 이동을 제한하고 주 운동들이 밸브 브릿지(1202)를 통해 전달되는 것을 허용한다. 도 14의 실시예의 이점은, 제 1 엔진 밸브(1204)로의 제 1 힘이, 밸브 브릿지(1202)의 회전 없이 전달될 수 있다는 점이다.
[0041] 도 4 내지 도 14의 이전에 설명된 각각의 실시예들에서, 다수의 엔진 밸브들에 걸쳐 밸브 브릿지의 사용이 가정되었다. 그러나, 모든 경우들에 해당할 필요는 없으며, 본원에 설명된 바와 같은 링키지의 사용은, 밸브 브릿지가 사용되지 않는 시스템, 즉, 단일 밸브 시스템 또는 동시 밸브 개방 시스템(이후에 본원에서 단일 밸브 시스템으로서 지칭됨)에 동등하게 적용될 수 있다. 그러한 실시예들의 다양한 예들이 도 15 내지 도 17에 추가로 예시된다.
[0042] 이제 도 15를 참조하면, 주 운동 부하 경로(106) - 이는, 자동 래쉬 조절기(110)를 더 포함할 수 있음 - 를 통해 결과적으로 주 운동들 소스(102)로부터 보조 운동들을 수용하는 로커 암(1530)에 의해 적어도 하나의 엔진 밸브(1504)가 액츄에이팅되는 시스템이 예시된다. 종래 기술의 시스템들에 따라, 로커 암(1530)은 로커 암 샤프트(1560) 상에 회전 가능하게 장착될 수 있다. 예시된 실시예에서, 주 운동 부하 경로(106)는 로커 암(1530)의 운동 수용 단부(1532)에서 로커 암(1530)에 커플링된 푸시 로드(106')를 포함한다. 로커 암(1530)의 운동 전달 단부(1534)는 로커 암(1530)의 운동들을 엔진 밸브(1504)에 전달한다. 공지된 바와 같이, 로커 암(1530)에서 유도되는 주 운동들은 엔진 밸브(1504)로 하여금 밸브 스프링(1508)의 폐쇄 힘을 극복하게 한다.
[0043] 도 15의 실시예는 로커 암(1530)의 운동 전달 단부(1534) 상에 장착된 레버 암(1540)을 추가로 예시한다. 특히, 레버 암(1540)의 제 1 단부(1542)는 보조 운동 소스(108')와 정렬되도록 구성되는 반면, 레버 암(1540)의 제 2 단부(1544)는 피봇팅 연결부(1548)에 의해 로커 암(1530)에 연결된다. 이전과 같이, 피봇팅 연결부(1548)는, 상기 설명된 바와 같은 다수의 적합한 연결 메커니즘들 중 임의의 것을 사용하여 구현될 수 있다. 도 15에 추가로 도시된 바와 같이, 로커 암(1530)의 운동 전달 단부(1534)는 레버 암(1540)의 제 1 및 제 2 단부들(1542, 1544)에 대해 중간에 있는 점에서 레버 암(1540)과 접촉한다. 이러한 동일한 점에서, 레버 암(1540)은 또한 엔진 밸브(1504)와 접촉한다. 도시된 바와 같이, 레버 암(1540)의 제 1 단부(1542)는, 제 1 단부(1542)가, 엔진 밸브(1504)의 길이방향 축에 대해 오프셋된 위치에서 보조 운동들을 수용하도록 구성된다. 결과적으로, 엔진 밸브(1504), 또는 2개의 밸브 지렛대 받침 로커의 경우에는 밸브 브릿지가 레버 암(1540)에 대한 지렛대 받침점으로서 역할을 한다. 보조 운동들이 레버 암(1540)의 제 1 단부(1542)에 가해질 때, 제 1 힘은 레버 암에 의해 엔진 밸브(1504)로 전달되고 제 2 힘은 제 2 단부(1544) 및 피봇팅 연결부(1548)에 의해 다시 로커 암(1530)으로 전달된다. 재차, 지렛대 받침점에 대한 제 1 및 제 2 단부들(1542, 1544)의 각각의 길이들은, 각각의 제 1 및 제 2 힘들의 크기들을 선택하도록 구성될 수 있다.
[0044] 도 15에 추가로 도시된 바와 같이, 이동 제한기(1549)는 레버 암의 통합 부분일 수 있고, 레버 암(1540)에 의해 로커 암(1530)에 유도되는 이동을 제한하기 위해 로커 암(1530)에 대해 배치되며, 이로써 자동 래쉬 조절기(110)에 가해지는 제 2 힘을 제한한다. 재차, 자동 래쉬 조절기(110)에 대해 다시 적용되는 이동의 양에 대한 그러한 제한들은 자동 래쉬 조절기(110)의 연장에서의 변화를 제어할 수 있다.
[0045] 이제 도 16을 참조하면, 단일 밸브 시스템이 재차 예시된다. 이러한 실시예에서, 적어도 하나의 엔진 밸브(1504)는 로커 암(1630)의 운동 전달 단부(1634)에 의해 구동된다. 그러나, 도 15의 실시예와는 대조적으로, 레버 암(1640)은 로커 암(1630)의 운동 수용 단부(1632) 상에 제공된다. 도시된 바와 같이, 레버 암(1640)은 레버 암(1640)의 제 1 단부(1642)와 제 2 단부(1644) 중간에 있는 피봇팅 연결부(1648)에 의해 로커 암(1630)에 커플링된다. 슬라이딩 부재(1662)는 또한, 로커 암(1630)의 운동 수용 단부(1632)에 제공되며, 슬라이딩 부재(1662)는 레버 암(1640)의 제 2 단부(1644)에 연결된다. 적합한 커플링(1664)이 슬라이딩 부재(1662)를 푸시 로드(106')에 작동 가능하게 연결한다. 포지티브 파워 작동 동안, 주 운동 부하 경로(106)를 따라서 수용되는 운동들은 푸시 로드(106')를 통해, 커플링(1664) 및 슬라이딩 부재(1662)를 통해 로커 암(1630)으로, 그리고 최종적으로 엔진 밸브(1504)로 전달된다.
[0046] 그러나, 보조 작동 동안, 보조 운동 소스(108')(이러한 예에서, 주어진 실린더의 감압을 활성화하기 위해 사용되는 피스톤 또는 유사한 메커니즘을 포함할 수 있음)는 보조 운동들을 레버 암(1640)의 제 1 단부(1642)에 적용하고, 그런 다음에 피봇팅 연결부(1648)를 중심으로 회전시키며, 이에 의해 슬라이딩 부재(1662) 및 커플링(1664)으로 하여금 제 2 힘을 주 운동 소스(102)/주 운동 부하 경로(106)/자동 래쉬 조절기(110)의 방향으로 전달하게 한다. 이러한 실시예에서, 레버 암(1640)의 이동은 레버 암(1640)의 제 1 단부(1642)의, 로커 암(1630)과의 접촉에 의해 제한될 수 있고, 따라서 가해지는 제 2 힘을 재차 제한한다.
[0047] 마지막으로, 자동 래쉬 조절기(112)가 주 운동 부하 경로(106)에 대해 평행하게 배치되는 시스템의 예를 예시하는 도 17을 참조한다. 특히, 도 17은, 종종 오버헤드 캠 엔진 구성들에서 발견할 수 있는 소위 핑거 팔로워(finger follower)의 예를 예시한다. 특히, 시스템은, 당업계에 공지된 바와 같이, 다양한 로브들(1703)을 갖는 캠 형태의 주 운동 소스(102')를 포함한다. 차례대로, 주 운동 소스(102')는 핑거 팔로워(1732)의 롤러(1736)를 통해 핑거 팔로워(1732)와 접촉한다. 유압식 래쉬 조절기 조절기(112)가 핑거 팔로워(1732)의 제 1 단부에 배치되는 반면, 핑거 팔로워(1732)의 대향 단부는 주 운동 소스(102')로부터 수용되는 운동들을 적어도 하나의 엔진 밸브(1504)에 전달한다. 예시된 실시예에서, 엔진 밸브(1504)와 접촉하는 핑거 팔로워(1732)의 단부는 개구부를 포함하고, 슬라이딩 핀(1712)은 그러한 개구부를 통과하도록 허용된다. 슬라이딩 핀(1712)은 엔진 밸브(1504) 및 레버 암(1740) 양자 모두에 작동 가능하게 연결된다. 레버 암은, 보조 운동 수용 표면(1743)을 통해 보조 운동 소스(108')로부터 보조 운동들을 수용하도록 정렬된 제 1 단부(1742)를 갖는다. 보조 운동 수용 표면(1743)은 슬라이딩 핀(1712) 및 엔진 밸브(1504) 양자 모두의 길이방향 축에 대해 오프셋된다는 것이 재차 주목된다. 레버 암(1740)은 개구부(도시되지 않음)를 포함하고, 개구부는 핑거 팔로워(1732)가 개구부를 통과하게 허용하며, 또한, 레버 암(1740)의 제 2 단부(1744)가, 핑거 팔로워(1730)의 하부 표면에 형성된 돌출부(1738)에 근접하여 포지셔닝되는 것을 허용한다.
[0048] 포지티브 파워 작동 동안, 주 운동 소스(102')로부터의 운동들은 롤러(1736) 및 핑거 팔로워(1730) 상에 전달되고, 이는 결국, 슬라이딩 핀(1712) 그리고 최종적으로 엔진 밸브(1504) 상에 작용한다. 그러나, 보조 작동 동안, 보조 운동 소스(108')는 보조 운동들을 레버 암(1740)의 제 1 단부(1742)에 적용하고, 그런 다음에 레버 암(1740)은, 레버 암(1740)에 대해서 지렛대 받침점으로서 역할을 하는, 슬라이딩 핀(1712)의 상부 단부를 중심으로 회전한다. 레버 암(1740)의 회전은 레버 암의 제 2 단부(1744)로 하여금 돌출부(1738)와 접촉하게 하고, 이에 의해 제 2 힘을 핑거 팔로워(1730)에 전달한다. 그런 다음에, 제 2 힘은 롤러(1736)에 대한 핑거 팔로워(1730)의 연결부를 중심으로 핑거 팔로워(1730)의 회전(예시된 예에서는 시계 방향) 및 자동 래쉬 조절기(112)와의 접촉을 유도하며, 이로써, 자동 래쉬 조절기(112)에 의해 취해지는 래쉬 조절의 제어를 돕는다. 이러한 실시예에서, 핑거 팔로워(1730)의 이동은 레버 암(1740)의 개구부에 의해 제한될 수 있으며, 따라서 가해지는 제 2 힘을 재차 제한한다. 이전의 모든 레버 암 실시예들에서와 같이, 레버 암(1740)의 제 1 및 제 2 단부들(1742, 1744)의 각각의 길이들은, 레버 암에 의해 제공되는 기계적 이점을 조정하여(tailor) 원하는 크기의 제 2 힘을 전달하도록 선택될 수 있다.
[0049] 특정한 바람직한 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 당업자는, 본 교시들을 벗어나지 않고 변경들 및 수정들이 이루어질 수 있음을 이해할 것이다. 따라서, 상기 설명된 교시들의 임의의 그리고 모든 수정들, 변형들 또는 균등물들이, 상기 개시되고 본원에서 청구되는 기본적인 근본 원리들의 범위 내에 있다는 점이 고려된다.

Claims (34)

  1. 실린더와 연관되는(associated) 적어도 하나의 엔진 밸브(engine valve)를 갖는 내연 기관(internal combustion engine)에서 사용하기 위한 시스템으로서, 상기 시스템은:
    주 운동 부하 경로(main motion load path)를 따라서 상기 적어도 하나의 엔진 밸브에 운동들(motions)을 공급하도록 구성된 주 운동 소스(main motion source);
    운동들을 상기 적어도 하나의 엔진 밸브에 공급하도록 구성된 보조 운동 소스(auxiliary motion source); 및
    상기 보조 운동 소스로부터 운동들을 수용하고, 제 1 힘을 상기 적어도 하나의 엔진 밸브에 제공하고, 그리고 제 2 힘을, 상기 보조 운동 소스로부터의 운동들에 기초하여, 상기 주 운동 소스를 향하는 방향으로 상기 주 운동 부하 경로에 제공하도록 구성된, 레버 암(lever arm);을 포함하는,
    실린더와 연관되는 적어도 하나의 엔진 밸브를 갖는 내연 기관에서 사용하기 위한 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    2개의 엔진 밸브들이 상기 실린더와 연관되고, 상기 시스템은:
    상기 2개의 엔진 밸브들에 작동 가능하게(operatively) 연결되고 상기 주 운동 부하 경로 내에 배치되는 밸브 브릿지(valve bridge)를 더 포함하는,
    실린더와 연관되는 적어도 하나의 엔진 밸브를 갖는 내연 기관에서 사용하기 위한 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 레버 암은 상기 밸브 브릿지와 접촉하고, 상기 레버 암은 상기 보조 운동 소스로부터 운동들을 수용하도록 구성된 제 1 단부 및 상기 제 2 힘을 전하도록 구성된 제 2 단부를 갖는,
    실린더와 연관되는 적어도 하나의 엔진 밸브를 갖는 내연 기관에서 사용하기 위한 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 레버 암은 지렛대 받침점(fulcrum point)으로서 상기 밸브 브릿지의 부분과 상호작용하도록 추가적으로 구성되는,
    실린더와 연관되는 적어도 하나의 엔진 밸브를 갖는 내연 기관에서 사용하기 위한 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 밸브 브릿지는 상기 2개의 엔진 밸브들 중 제 1 엔진 밸브와 정렬되는 슬라이딩 가능한(slidable) 브릿지 핀(pin)을 더 포함하고, 상기 브릿지 핀은 상기 지렛대 받침점인,
    실린더와 연관되는 적어도 하나의 엔진 밸브를 갖는 내연 기관에서 사용하기 위한 시스템.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 레버 암의 제 2 단부는 상기 밸브 브릿지에 회전 가능하게 커플링되는,
    실린더와 연관되는 적어도 하나의 엔진 밸브를 갖는 내연 기관에서 사용하기 위한 시스템.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 레버 암은 상기 밸브 브릿지의 연결점에서 그리고 상기 레버 암의 상기 제 1 단부와 상기 제 2 단부 사이에서 상기 밸브 브릿지에 회전 가능하게 커플링되고, 상기 연결점은 상기 지렛대 받침점인,
    실린더와 연관되는 적어도 하나의 엔진 밸브를 갖는 내연 기관에서 사용하기 위한 시스템.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 레버 암은 상기 주 운동 부하 경로의 다른 컴포넌트에 커플링되는,
    실린더와 연관되는 적어도 하나의 엔진 밸브를 갖는 내연 기관에서 사용하기 위한 시스템.
  9. 제 4 항에 있어서,
    상기 레버 암의 상기 제 2 단부는 상기 주 운동 부하 경로의 다른 컴포넌트와 상기 밸브 브릿지 사이에 포지셔닝되도록 구성되는,
    실린더와 연관되는 적어도 하나의 엔진 밸브를 갖는 내연 기관에서 사용하기 위한 시스템.
  10. 제 3 항에 있어서,
    상기 레버 암과 상기 밸브 브릿지 사이의 탄성 엘리먼트(resilient element)를 더 포함하는,
    실린더와 연관되는 적어도 하나의 엔진 밸브를 갖는 내연 기관에서 사용하기 위한 시스템.
  11. 제 2 항에 있어서,
    자동 래쉬 조절기(automatic lash adjuster)는 상기 주 운동 부하 경로 및 상기 밸브 브릿지 내에 배치되는,
    실린더와 연관되는 적어도 하나의 엔진 밸브를 갖는 내연 기관에서 사용하기 위한 시스템.
  12. 제 1 항에 있어서,
    엔진 밸브는 상기 실린더와 연관되고, 상기 시스템은:
    상기 엔진 밸브에 작동 가능하게 연결되고 상기 주 운동 부하 경로 내에 배치되는 로커 암(rocker arm)을 더 포함하며,
    상기 레버 암은 상기 로커 암과 접촉하고, 상기 레버 암은 상기 보조 운동 소스로부터 운동들을 수용하도록 구성된 제 1 단부 및 상기 제 2 힘을 전하도록 구성된 제 2 단부를 갖는,
    실린더와 연관되는 적어도 하나의 엔진 밸브를 갖는 내연 기관에서 사용하기 위한 시스템.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 레버 암은 지렛대 받침점으로서 상기 엔진 밸브의 부분과 상호작용하도록 추가적으로 구성되는,
    실린더와 연관되는 적어도 하나의 엔진 밸브를 갖는 내연 기관에서 사용하기 위한 시스템.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 레버 암은 지렛대 받침점으로서 상기 로커 암의 부분과 상호작용하도록 추가적으로 구성되는,
    실린더와 연관되는 적어도 하나의 엔진 밸브를 갖는 내연 기관에서 사용하기 위한 시스템.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 레버 암의 제 2 단부는 상기 로커 암에 회전 가능하게 커플링되는,
    실린더와 연관되는 적어도 하나의 엔진 밸브를 갖는 내연 기관에서 사용하기 위한 시스템.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 레버 암은 상기 주 운동 부하 경로의 다른 컴포넌트에 작동 가능하게 연결되는,
    실린더와 연관되는 적어도 하나의 엔진 밸브를 갖는 내연 기관에서 사용하기 위한 시스템.
  17. 제 12 항에 있어서,
    상기 레버 암의 상기 제 2 단부는 상기 주 운동 부하 경로의 다른 컴포넌트와 상기 로커 암 사이에 포지셔닝되도록 구성되는,
    실린더와 연관되는 적어도 하나의 엔진 밸브를 갖는 내연 기관에서 사용하기 위한 시스템.
  18. 제 12 항에 있어서,
    상기 레버 암은 상기 로커 암의 운동 전달 단부 상에서 상기 로커 암과 접촉하는,
    실린더와 연관되는 적어도 하나의 엔진 밸브를 갖는 내연 기관에서 사용하기 위한 시스템.
  19. 제 12 항에 있어서,
    상기 레버 암은 상기 로커 암의 운동 수용 단부 상에서 상기 로커 암과 접촉하는,
    실린더와 연관되는 적어도 하나의 엔진 밸브를 갖는 내연 기관에서 사용하기 위한 시스템.
  20. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 2 힘에 대한 응답으로의 상기 로커 암의 이동을 제한하도록 포지셔닝되는 이동 제한기(travel limiter)를 더 포함하는,
    실린더와 연관되는 적어도 하나의 엔진 밸브를 갖는 내연 기관에서 사용하기 위한 시스템.
  21. 제 12 항에 있어서,
    상기 주 운동 부하 경로와 연관되는 자동 래쉬 조절기를 더 포함하는,
    실린더와 연관되는 적어도 하나의 엔진 밸브를 갖는 내연 기관에서 사용하기 위한 시스템.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 레버 암은, 상기 자동 래쉬 조절기와 상기 적어도 하나의 엔진 밸브 사이에서, 상기 주 운동 부하 경로 내의 지점에서 상기 제 2 힘을 상기 주 운동 부하 경로에 가하도록 구성되는,
    실린더와 연관되는 적어도 하나의 엔진 밸브를 갖는 내연 기관에서 사용하기 위한 시스템.
  23. 제 21 항에 있어서,
    상기 제 2 힘은, 상기 자동 래쉬 조절기에 의한 래쉬 조절을 제어하기에 충분한,
    실린더와 연관되는 적어도 하나의 엔진 밸브를 갖는 내연 기관에서 사용하기 위한 시스템.
  24. 실린더와 연관되는 적어도 하나의 엔진 밸브 및 주 운동 부하 경로를 따라 상기 적어도 하나의 엔진 밸브에 운동들을 공급하는 주 운동 소스를 포함하는 내연 기관에서, 상기 적어도 하나의 엔진 밸브를 액츄에이팅하기 위한 방법으로서,
    보조 운동 소스로부터의 운동들에 기초하여, 제 1 힘을 상기 적어도 하나의 엔진 밸브에 가하는 단계; 및
    상기 보조 운동 소스와 상기 주 운동 부하 경로에 작동 가능하게 연결되는(operatively connected) 레버 암을 통해, 상기 보조 운동 소스로부터 상기 레버 암에 의해 받아들인 운동들에 기초하여, 상기 주 운동 소스를 향하는 방향으로 제 2 힘을 상기 주 운동 부하 경로에 가하는 단계;를 포함하는,
    적어도 하나의 엔진 밸브를 액츄에이팅하기 위한 방법.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 주 운동 부하 경로는 상기 주 운동 부하 경로와 연관되는 자동 래쉬 조절기를 포함하고, 상기 제 2 힘은, 상기 자동 래쉬 조절기에 의한 래쉬 조절을 제어하기에 충분한,
    적어도 하나의 엔진 밸브를 액츄에이팅하기 위한 방법.
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