KR102335326B1 - 다단 가변 밸브 리프트 장치 - Google Patents

다단 가변 밸브 리프트 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102335326B1
KR102335326B1 KR1020170060520A KR20170060520A KR102335326B1 KR 102335326 B1 KR102335326 B1 KR 102335326B1 KR 1020170060520 A KR1020170060520 A KR 1020170060520A KR 20170060520 A KR20170060520 A KR 20170060520A KR 102335326 B1 KR102335326 B1 KR 102335326B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
cam
stopper
valve lift
cams
moving cam
Prior art date
Application number
KR1020170060520A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20180125781A (ko
Inventor
우수형
손진욱
손유상
한승국
김백식
김우태
Original Assignee
현대자동차 주식회사
기아 주식회사
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 현대자동차 주식회사, 기아 주식회사 filed Critical 현대자동차 주식회사
Priority to KR1020170060520A priority Critical patent/KR102335326B1/ko
Priority to US15/833,405 priority patent/US10436080B2/en
Priority to CN201711316577.3A priority patent/CN108868945B/zh
Publication of KR20180125781A publication Critical patent/KR20180125781A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102335326B1 publication Critical patent/KR102335326B1/ko

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L13/00Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • F01L13/0015Modifications 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
    • F01L13/0036Modifications 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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L13/00Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • F01L13/0015Modifications 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
    • F01L13/0063Modifications 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 by modification of cam contact point by displacing an intermediate lever or wedge-shaped intermediate element, e.g. Tourtelot
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L13/00Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • F01L13/0015Modifications 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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/02Valve drive
    • F01L1/04Valve drive by means of cams, camshafts, cam discs, eccentrics or the like
    • F01L1/047Camshafts
    • F01L1/053Camshafts overhead type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D13/0203Variable control of intake and exhaust valves
    • F02D13/0207Variable control of intake and exhaust valves changing valve lift or valve lift and timing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/12Transmitting gear between valve drive and valve
    • F01L1/18Rocking arms or levers
    • F01L1/185Overhead end-pivot rocking arms
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L13/00Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • F01L13/0015Modifications 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
    • F01L13/0036Modifications 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
    • F01L2013/0052Modifications 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 with cams provided on an axially slidable sleeve
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L13/00Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • F01L2013/10Auxiliary actuators for variable valve timing
    • F01L2013/101Electromagnets
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2201/00Electronic control systems; Apparatus or methods therefor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2305/00Valve arrangements comprising rollers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2820/00Details on specific features characterising valve gear arrangements
    • F01L2820/03Auxiliary actuators
    • F01L2820/031Electromagnets

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)

Abstract

본 발명은 간단한 구성으로 다단의 밸브 리프트를 구현하면서도, 캠 시프트에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있는 다단 가변 밸브 리프트 장치에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 다단 가변 밸브 리프트 장치는, 중공의 원통형상으로 형성되어 캠 샤프트와 함께 회전하면서 상기 캠 샤프트의 축 방향으로 이동 가능하도록 구비되며, 캠 가이드 돌출부 및 서로 다른 밸브 리프트를 구현하는 복수개의 캠을 형성하는 이동 캠; 상기 캠 가이드 돌출부를 선택적으로 안내하여 상기 이동 캠을 상기 캠 샤프트의 축 방향으로 이동시키는 작동 유닛; 상기 작동 유닛의 작동을 제어하는 제어부; 상기 복수의 캠 중 어느 하나의 캠과 접촉하여 개폐되는 밸브 개폐부; 상기 캠 샤프트의 외주면에 형성되는 복수개의 스토퍼 그루브; 및 상기 이동 캠에 구비되고, 상기 스토퍼 그루브에 삽입되어 상기 이동 캠이 이동된 후의 위치에서 안정적으로 회전하도록 기능하는 스토퍼 장치;를 포함할 수 있다.

Description

다단 가변 밸브 리프트 장치{MUTIPLE VARIABLE VALVE LIFT APPRATUS}
본 발명은 다단 가변 밸브 리프트 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 간단한 구성으로 다단의 밸브 리프트를 구현할 수 있는 다단 가변 밸브 리프트 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 내연기관(internal combustion engine)은 연소실(combustion chamber)에 연료와 공기를 받아들여 이를 연소함으로써 동력을 형성한다. 공기를 흡입할 때에는 캠축(camshaft)의 구동에 의해 흡기밸브(intake valves)를 작동시키고, 흡기밸브가 열려있는 동안 공기가 연소실에 흡입되게 된다. 또한, 캠축의 구동에 의해 배기밸브(exhaust valve)를 작동시키고 배기밸브가 열려있는 동안 공기가 연소실에서 배출되게 된다.
그런데, 최적의 흡기밸브/배기밸브 동작은 엔진의 회전속도에 따라 달라진다. 즉, 엔진의 회전속도에 따라 적절한 리프트(lift) 또는 밸브 오프닝/클로징 타임이 달라지게 된다. 이와 같이 엔진의 회전속도에 따라 적절한 밸브 동작을 구현하기 위하여, 밸브가 엔진의 회전속도에 따라 다른 리프트(lift)로 동작하도록 구현하는 가변 밸브 리프트(variable valve lift; VVL) 장치가 연구되고 있다.
한편, 밸브를 구동시키기 위한 복수개 캠을 설계하고, 복수 캠이 축 방향으로 움직여 밸브를 구동시키는 캠이 선택되도록 작동하는 캠 시프트(cam shift) 방식의 가변 밸브 리프트(variable valve lift; VVL) 장치는 복수개 캠과 밸브 개폐부의 상대위치를 정확하게 관리하는 것이 중요하다.
하지만, 엔진의 급변하는 온도의 영향으로 캠 시프트를 가이드하는 구성요소가 열팽창 등에 의해 변형되면, 복수개 캠과 밸브 개폐부의 상대위치가 정확하게 관리되지 못할 수 있다. 따라서, 캠 시프트에 대한 신뢰성이 저하될 수 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 간단한 구성으로 다단의 밸브 리프트를 구현하면서도, 캠 시프트에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있는 다단 가변 밸브 리프트 장치를 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 다단 가변 밸브 리프트 장치는, 중공의 원통형상으로 형성되어 캠 샤프트와 함께 회전하면서 상기 캠 샤프트의 축 방향으로 이동 가능하도록 구비되며, 캠 가이드 돌출부 및 서로 다른 밸브 리프트를 구현하는 복수개의 캠을 형성하는 이동 캠; 상기 캠 가이드 돌출부를 선택적으로 안내하여 상기 이동 캠을 상기 캠 샤프트의 축 방향으로 이동시키는 작동 유닛; 상기 작동 유닛의 작동을 제어하는 제어부; 상기 복수의 캠 중 어느 하나의 캠과 접촉하여 개폐되는 밸브 개폐부; 상기 캠 샤프트의 외주면에 형성되는 복수개의 스토퍼 그루브; 및 상기 이동 캠에 구비되고, 상기 스토퍼 그루브에 삽입되어 상기 이동 캠이 이동된 후의 위치에서 회전하도록 기능하는 스토퍼 장치;를 포함할 수 있다.
상기 스토퍼 장치는, 상기 이동 캠의 내주면으로부터 반경방향 외측으로 함몰되는 스토퍼 장착 홈; 상기 스토퍼 그루브에 삽입되는 스토퍼 볼; 및 상기 스토퍼 장착 홈 내에 구비되어 상기 스토퍼 볼을 탄성 지지하는 탄성 부재;를 포함할 수 있다.
상기 스토퍼 볼은 상기 이동 캠의 축 방향 이동에 따라 상기 복수개의 스토퍼 그루브에 단계적으로 삽입될 수 있다.
상기 캠 가이드 돌출부는 플레이트 형상으로 형성될 수 있다.
상기 작동 유닛은, 상기 제어부에 의해 작동하는 솔레노이드; 및 상기 캠 가이드 돌출부가 삽입되어 상기 캠 가이드 돌출부를 안내하도록 상기 솔레노이드의 작동에 따라 선택적으로 돌출되는 가이드부;를 포함할 수 있다.
상기 복수개의 캠은 구현하는 밸브 리프트가 큰 순서로 순차적으로 배치될 수 있다.
가장 큰 밸브 리프트 또는 가장 작은 밸브 리프트가 구현되는 경우, 상기 이동 캠은 캠 캡에 접촉될 수 있다.
상기 스토퍼 장착 홈은 상기 이동 캠의 캠이 배치된 부분에 형성될 수 있다.
상기 스토퍼 장착 홈은 상기 캠의 로브가 돌출되는 방향으로 함몰되도록 형성될 수 있다.
상기 스토퍼 장착 홈은 상기 복수개의 캠 중 구현하는 밸브 리프트가 가장 큰 캠에 형성될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 간단한 구성으로 다단의 밸브 리프트를 구현할 수 있다.
또한, 가이드 돌출부가 플레이트 형상으로 형성되고, 캠 캡이 이동 캠의 위치를 안정화시킴에 따라 이동 캠의 캠 시프트에 대한 신뢰성이 향상될 수 있다.
나아가, 스토퍼 장치가 이동 캠에 구비됨으로써, 캠 샤프트의 강성이 확보되어 내구성 및 신뢰성이 개선될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 다단 가변 밸브 리프트 장치의 사시도이다.
도 2 내지 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 다단 가변 밸브 리프트 장치의 작동도이다.
도 8은 도 7의 A??A선을 따라 절개된 단면도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 다단 가변 밸브 리프트 장치의 사시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 다단 가변 밸브 리프트 장치는 캠 샤프트(10), 서로 다른 형상의 복수개의 캠(21, 22, 23)이 형성되고, 제1 캠 가이드 돌출부(25)가 형성되며, 상기 캠 샤프트(10)와 함께 회전하고, 상기 캠 샤프트(10)의 축 방향으로 슬라이딩 가능한 제1 이동 캠(20), 서로 다른 형상의 복수개의 캠(31, 32, 33)이 형성되고, 제2 캠 가이드 돌출부(35)가 형성되며, 상기 캠 샤프트(10)와 함께 회전하고, 상기 캠 샤프트(10)의 축 방향으로 슬라이딩 가능한 제2 이동 캠(30), 선택적으로 돌출되어 상기 제1 캠 가이드 돌출부(25)를 안내하여 상기 제1 이동 캠(20)을 제1 방향으로 이동시키는 제1 작동 유닛(60), 선택적으로 돌출되어 상기 제2 캠 가이드 돌출부(35)를 안내하여 상기 제2 이동 캠(30)을 제2 방향으로 이동시키는 제2 작동 유닛(90), 상기 제1 작동 유닛(60)과 상기 제2 작동 유닛(90)의 작동을 제어하는 제어부(12) 및 상기 복수의 캠(21, 22, 23, 31, 32, 33) 중 어느 하나의 캠과 접촉하여 개폐되는 밸브 개폐부(110, 120)를 포함한다.
상기 제1 이동 캠(20)과 상기 제2 이동 캠(30)에는 각각 3개의 캠들(21, 22, 23), (31, 32, 33)이 형성된 것으로 도시되었으나, 이에 한정되지 않으며, 다양한 수의 캠들이 형성될 수 있다.
또한, 상기 복수개의 캠들(21, 22, 23), (31, 32, 33)은 구현하는 밸브 리프트가 큰 순서로 순차적으로 배치될 수 있으며, 어느 하나의 캠, 예를 들어 도면의 23, 33로 표시된 캠은 캠 리프트가 "0"인 CDA(cylinder deactivation) 캠 일 수 있다.
상기 제1 캠 가이드 돌출부(25)와 상기 제2 캠 가이드 돌출부(35)는 상기 제1 이동 캠(20)과 상기 제2 이동 캠(30)을 각각 제1 방향 또는 제2 방향으로 이동 시키도록 그 형성 방향이 서로 반대이다. 예를 들어 제1 캠 가이드 돌출부(25)는 도면의 좌측으로 상기 제1 이동 캠(20)을 이동시킬 수 있고, 상기 제2 캠 가이드 돌출부(25)는 도면의 우측으로 상기 제2 이동 캠(30)을 이동시킬 수 있다.
상기 제1, 2 작동 유닛(60, 90)은 각각 상기 제어부(12)의 제어에 따라 작동하는 제1, 2 솔레노이드(61, 91) 및 상기 제1, 2 이동 캠(20, 30)을 각각 이동시키도록 상기 제1, 2 솔레노이드(61, 91)에 의해 돌출되어 상기 제1, 2 캠 가이드 돌출부(25, 35)가 삽입되는 제1, 2 가이드부(70, 100)를 포함한다.
상기 제1, 2 작동 유닛(60, 90)은 각각 핀 하우징(78)을 더 포함하고, 상기 제1, 2 가이드부(70, 100)는 상기 핀 하우징(78)에 회전 가능하게 구비되어 상기 제1, 2 솔레노이드(61, 91)의 작동에 따라 돌출되는 메인 핀(71, 101) 및 상기 핀 하우징(78)에 회전 가능하게 구비되어 상기 메인 핀(71, 101)에 치합되어 상기 메인 핀(71, 101)과 함께 돌출되는 종속 핀(74, 76, 104, 106)을 더 포함한다.
도 1에는 하나의 핀 하우징(78)에 하나의 메인 핀(71, 101)과 2 개의 종속 핀(74, 76, 104, 106)이 구비된 것이 도시되었으나, 메인 핀(71, 101)과 종속 핀(74, 76, 104, 106) 수는 이에 한정되지 않으며, 상기 복수개의 캠들(21, 22, 23), (31, 32, 33)이 형성된 수에 비례하여 구비될 수 있다.
상기 제1, 2 이동 캠(20, 30)에는 상기 제1, 2 이동 캠(20, 30)이 이동된 후, 제1, 2 가이드부(70, 100)가 원위치 되도록 경사부(27, 37)가 형성된다.
상기 제1 이동 캠(20)과 상기 제2 이동 캠(30)은 함께 이동하도록 연결되거나, 하나의 이동 캠(40)으로서 일체로 형성될 수 있다. 즉, 상기 제1 캠 가이드 돌출부(25)와 상기 제2 캠 가이드 돌출부(35)는 상기 이동 캠(40)을 각각 제1 방향 또는 제2 방향으로 이동시킬 수 있다. 또한, 상기 제1 이동 캠(20)과 상기 제2 이동 캠(30)을 연결하도록 반경이 일정한 원통 형상의 저널부(42)가 형성된다.
상기 메인 핀(71, 101)과 상기 종속 핀(74, 76, 104, 106)이 돌출되어 상기 제1, 2 캠 가이드 돌출부(25, 35)가 상기 상기 메인 핀(71, 101)과 상기 종속 핀(74, 76, 104, 106) 사이에 삽입되면, 상기 제1 이동 캠(20)과 상기 제2 이동 캠(30) 또는 상기 이동 캠(40)이 상기 캠 샤프트(10)의 축 방향으로 이동되고, 상기 메인 핀(71, 101)과 상기 종속 핀(74, 76, 104, 106)은 상기 경사부(27, 37)를 따라 이동하여 원위치 하게 된다.
이하, 도 2 내지 도 7을 참조로 본 발명의 실시예에 따른 다단 가변 밸브 리프트 장치의 작동을 설명한다.
도 2 내지 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 다단 가변 밸브 리프트 장치의 작동도이다.
도 3은 도 2의 일부 단면도이고, 도 5는 도 4의 일부 단면도이며, 도 7은 도 6의 일부 단면도이다.
도 3, 도 5, 및 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 다단 가변 밸브 리프트 장치는 스토퍼 그루브(50) 및 스토퍼 장치(80)을 더 포함한다.
상기 스토퍼 그루브(50)는 전체적인 형상이 원통형상으로 형성된 상기 캠 샤프트(10)의 외주면에 형성된다. 또한, 상기 스토퍼 그루브(50)는 복수개가 형성되며, 구현하고자 하는 밸브 리프트의 수만큼 형성될 수 있다. 도 3, 도 5, 및 도 7에는 3개의 스토퍼 그루브(52, 54, 56)가 나열되어 형성된 것이 도시되었다.
상기 스토퍼 장치(80)는 전체적인 형상이 중공의 원통형상으로 형성된 상기 이동 캠(40)의 내주면으로부터 반경방향 외측으로 함몰된 형상으로 형성된 스토퍼 장착 홈(82), 상기 스토퍼 그루브(50)에 삽입되는 스토퍼 볼(84), 및 상기 스토퍼 장착 홈(82) 내에 구비되어 상기 스토퍼 볼(84)을 탄성 지지하는 탄성 부재(86)를 포함한다.
상기 스토퍼 볼(84)은 상기 스토퍼 그루브(50)에 삽입되어 상기 이동 캠(40)이 이동 후 위치에서 안정적으로 회전하도록 기능한다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 스토퍼 볼(84)이 좌측의 그루브(52)에 삽입되고, 상기 밸브 개폐부(110, 120)가 상기 캠들 중 우측의 캠(21, 31)과 접촉하고 있는 상태에서, 엔진의 부하가 낮아지면, 상기 제어부(12)는 상기 제2 작동 유닛(90)을 작동시켜 상기 제2 가이드부(100)가 돌출된다. 그러면, 상기 제2 가이드부(100)의 메인 핀(101)과 그 좌측의 종속 핀(106) 사이로 상기 제2 캠 가이드 돌출부(35)가 삽입되어 안내된다. 그러면, 상기 제2 이동 캠(30)과 상기 제1 이동 캠(20)이, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 제2 방향(도면의 우측)으로 이동하고, 상기 스토퍼 볼(84)이 중간의 그루브(54)에 삽입되고, 상기 밸브 개폐부(110, 120)는 상기 캠들 중 중간의 캠(22, 32)과 접촉하여 개폐된다. 이와 같은 단계로 밸브 리프트가 가변된다. 그리고, 상기 제2 가이드부(100)는 상기 제2 이동 캠(30)에 형성된 경사부(37)에 의해 원위치 하게 된다.
한편, 상기 밸브 개폐부(110, 120)가 상기 캠들 중 우측의 캠(21, 31)과 접촉하는 엔진의 고속 고부하 상태일 때(도 2 및 도 3 참조), 상기 캠(21, 22, 23, 31, 32, 33)의 회전에 따른 상기 캠 샤프트(10)의 이탈을 방지하기 위해 상기 저널부(42)의 외주를 감싸도록 배치된 캠 캡(130)의 우측 면은 상기 제2 이동 캠(30)에 접촉된다. 따라서, 상기 캠들 중 우측의 캠(21, 31)에 의해 밸브 리프트를 구현하도록 하는 상기 이동 캠(40)이 안정적으로 위치되고, 캠 시프트의 신뢰성 향상될 수 있다.
도 4 및 도 5의 상태에서, 엔진의 부하가 더 낮아지면, 상기 제어부(12)는 상기 제2 작동 유닛(90)을 작동시켜 상기 제2 가이드부(100)가 돌출된다. 그러면, 상기 제2 가이드부(100)의 메인 핀(101)과 그 우측의 종속 핀(104) 사이로 상기 제2 캠 가이드 돌출부(35)가 삽입되어 안내된다. 그러면, 상기 제2 이동 캠(30)과 상기 제1 이동 캠(20)이, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 제2 방향(도면의 우측)으로 한번 더 이동하고, 상기 스토퍼 볼(84)이 우측의 그루브(56)에 삽입되고, 상기 밸브 개폐부(110, 120)는 상기 캠들 중 좌측의 캠(23, 33)과 접촉하여 개폐된다. 이와 같은 단계로 밸브 리프트가 가변된다. 그리고, 상기 제2 가이드부(100)는 상기 제2 이동 캠(30)에 형성된 경사부(37)에 의해 원위치 하게 된다.
한편, 상기 밸브 개폐부(110, 120)가 상기 캠들 중 좌측의 캠(23, 33)과 접촉하는 엔진의 저속 저부하 상태일 때(도 6 및 도 7 참조), 상기 캠 캡(130)의 우측 면은 상기 제1 이동 캠(20)에 접촉된다. 따라서, 상기 캠들 중 좌측의 캠(23, 33)에 의해 밸브 리프트를 구현하도록 하는 상기 이동 캠(40)이 안정적으로 위치되고, 캠 시프트의 신뢰성 향상될 수 있다.
도 6 및 도 7의 상태에서, 엔진의 부하가 커지면, 상기 제어부(12)는 상기 제1 작동 유닛(60)을 작동시켜 상기 제1 가이드부(100)가 돌출된다. 상기 제1 가이드부(100)의 돌출에 의한 상기 이동 캠(40)의 제1 방향(도면의 좌측) 이동에 따른 밸브 리프트의 변화는 앞서 설명한 상기 이동 캠(40)의 제2 방향(도면의 우측) 이동에 따른 밸브 리프트의 변화와 상기 이동 캠(40)의 이동 방향이 반대일 뿐, 작동이 유사하므로 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
일반적으로, 캠과 캠 사이의 공간이 한정되나, 본 발명의 실시예에 따른 다단 가변 밸브 리프트 장치는 상기 제1 캠 가이드 돌출부(25)와 상기 제2 캠 가이드 돌출부(35)가 플레이트 형상으로 형성되어, 캠 샤프트(10)의 축 방향 공간에 대한 제약을 극복할 수 있다. 또한, 상기 플레이트 형상으로 형성된 상기 제1 캠 가이드 돌출부(25)와 상기 제2 캠 가이드 돌출부(35)는 엔진의 온도 변화에 따른 축 방향 변형이 민감하지 않으며, 변형되더라도 상기 이동 캠(40)의 작동에 미치는 영향이 작을 수 있다.
도 8은 도 7의 A??A선을 따라 절개된 단면도이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 상기 스토퍼 장착 홈(82)은 상기 이동 캠(40)의 캠(21, 22, 23, 31, 32, 33)이 배치된 부분에 형성된다. 또한, 상기 스토퍼 장착 홈(82)은 상기 캠(21, 22, 23, 31, 32, 33)의 로브(lobe)가 돌출되는 방향으로 함몰되도록 형성될 수 있다. 따라서, 상기 탄성 부재(86)가 구비되는 상기 스토퍼 장착 홈(82)이 형성되는 공간이 확보된다. 즉, 상기 스토퍼 장착 홈(82)이 형성되면서도 상기 캠(21, 22, 23, 31, 32, 33) 및 상기 캠(21, 22, 23, 31, 32, 33)이 형성된 이동 캠(40)의 강성이 최대한 보장될 수 있다. 나아가, 상기 스토퍼 그루브(50)가 형성된 캠 샤프트(10) 및 상기 스토퍼 장치(80)의 설계자유도가 향상됨은 물론이다. 도 3, 5, 7 및 8에는 상기 캠(21, 22, 23, 31, 32, 33) 중 로브가 가장 많이 돌출된 우측 캠(21, 31)에 상기 스토퍼 장착 홈(82)이 형성된 것이 도시되었으나, 이에 한정되지는 않는다.
한편, 축방향 상대이동을 위하여 스플라인(spline)이 형성되는 상기 이동 캠(40) 및 상기 캠 샤프트(10)에서 상기 캠 샤프트(10)에 상기 스토퍼 장착 홈(82)이 형성되는 경우에는 상기 캠 샤프트(10)의 가공 및 대량생산이 용이하지 못할 수 있으며, 상기 캠 샤프트(10)의 강성을 저하시킬 수 있다. 하지만, 본 발명의 실시예따라 이러한 문제점이 해소될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 간단한 구성으로 다단의 밸브 리프트를 구현할 수 있다. 또한, 가이드 돌출부(25, 35)가 플레이트 형상으로 형성되고, 캠 캡(130)이 이동 캠(40)의 위치를 안정화시킴에 따라 이동 캠(40)의 캠 시프트(10)에 대한 신뢰성이 향상될 수 있다. 나아가, 스토퍼 장치(80)가 이동 캠(40)에 구비됨으로써, 캠 샤프트(10)의 강성이 확보되어 내구성 및 신뢰성이 개선될 수 있다.
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
10: 캠 샤프트 12: 제어부
20: 제1 이동 캠 21, 22, 23, 31, 32, 33: 캠
25: 제1 캠 가이드 돌출부 27, 37: 경사부
30: 제2 이동 캠 35: 제2 캠 가이드 돌출부
40: 이동 캠 42: 저널부
50: 스토퍼 그루브
60: 제1 작동 유닛 61: 제1 솔레노이드
70: 제1 가이드부 71, 101: 메인 핀
74, 76, 104, 106: 종속 핀 78: 핀 하우징
80: 스토퍼 장치 82: 스토퍼 장착 홈
84: 스토퍼 볼 86: 탄성 부재
90: 제2 작동 유닛 91: 제2 솔레노이드
100: 제2 가이드부
110, 120: 밸브 개폐부
130: 캠 캡

Claims (10)

  1. 중공의 원통형상으로 형성되어 캠 샤프트와 함께 회전하면서 상기 캠 샤프트의 축 방향으로 이동 가능하도록 구비되며, 캠 가이드 돌출부 및 서로 다른 밸브 리프트를 구현하는 복수개의 캠을 형성하는 이동 캠;
    상기 캠 가이드 돌출부를 선택적으로 안내하여 상기 이동 캠을 상기 캠 샤프트의 축 방향으로 이동시키는 작동 유닛;
    상기 작동 유닛의 작동을 제어하는 제어부;
    상기 복수의 캠 중 어느 하나의 캠과 접촉하여 개폐되는 밸브 개폐부;
    상기 캠 샤프트의 외주면에 형성되는 복수개의 스토퍼 그루브; 및
    상기 이동 캠에 구비되고, 상기 스토퍼 그루브에 삽입되어 상기 이동 캠이 이동된 후의 위치에서 회전하도록 기능하는 스토퍼 장치;
    를 포함하고,
    상기 스토퍼 장치는,
    상기 이동 캠의 내주면으로부터 반경방향 외측으로 함몰되는 스토퍼 장착 홈;
    상기 스토퍼 그루브에 삽입되는 스토퍼 볼; 및
    상기 스토퍼 장착 홈 내에 구비되어 상기 스토퍼 볼을 탄성 지지하는 탄성 부재;
    를 포함하며,
    상기 스토퍼 장착 홈은 상기 이동 캠의 캠이 배치된 부분에 형성되고, 상기 복수개의 캠 중 구현하는 밸브 리프트가 가장 큰 캠에 형성되는 것을 특징으로 하는 다단 가변 밸브 리프트 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    스토퍼 볼은 상기 이동 캠의 축 방향 이동에 따라 상기 복수개의 스토퍼 그루브에 단계적으로 삽입되는 것을 특징으로 하는 다단 가변 밸브 리프트 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 캠 가이드 돌출부는 플레이트 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 다단 가변 밸브 리프트 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 작동 유닛은,
    상기 제어부에 의해 작동하는 솔레노이드; 및
    상기 캠 가이드 돌출부가 삽입되어 상기 캠 가이드 돌출부를 안내하도록 상기 솔레노이드의 작동에 따라 선택적으로 돌출되는 가이드부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 다단 가변 밸브 리프트 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 복수개의 캠은 구현하는 밸브 리프트가 큰 순서로 순차적으로 배치되는 것을 특징으로 하는 다단 가변 밸브 리프트 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    가장 큰 밸브 리프트 또는 가장 작은 밸브 리프트가 구현되는 경우, 상기 이동 캠은 축방향으로 캠 캡에 접촉되는 것을 특징으로 하는 다단 가변 밸브 리프트 장치.
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 스토퍼 장착 홈은 상기 캠의 로브가 돌출되는 방향으로 함몰되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 다단 가변 밸브 리프트 장치.
  10. 삭제
KR1020170060520A 2017-05-16 2017-05-16 다단 가변 밸브 리프트 장치 KR102335326B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170060520A KR102335326B1 (ko) 2017-05-16 2017-05-16 다단 가변 밸브 리프트 장치
US15/833,405 US10436080B2 (en) 2017-05-16 2017-12-06 Multiple variable valve lift apparatus
CN201711316577.3A CN108868945B (zh) 2017-05-16 2017-12-12 多级可变气门升程装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170060520A KR102335326B1 (ko) 2017-05-16 2017-05-16 다단 가변 밸브 리프트 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180125781A KR20180125781A (ko) 2018-11-26
KR102335326B1 true KR102335326B1 (ko) 2021-12-03

Family

ID=64270551

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170060520A KR102335326B1 (ko) 2017-05-16 2017-05-16 다단 가변 밸브 리프트 장치

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10436080B2 (ko)
KR (1) KR102335326B1 (ko)
CN (1) CN108868945B (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111396166A (zh) * 2020-04-16 2020-07-10 昆明云内动力股份有限公司 一种凸轮移位式可变气门升程系统和方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006090161A (ja) * 2004-09-21 2006-04-06 Toyota Motor Corp バルブ特性可変装置付き動弁機構
JP2014530978A (ja) * 2011-10-21 2014-11-20 ダイムラー・アクチェンゲゼルシャフトDaimler AG バルブ駆動装置
JP2015224625A (ja) * 2014-05-30 2015-12-14 マツダ株式会社 エンジンの動弁装置
KR101619427B1 (ko) * 2015-06-12 2016-05-10 현대자동차 주식회사 다단 가변 밸브 리프트 장치
KR101713757B1 (ko) * 2015-11-30 2017-03-08 현대자동차주식회사 다단 가변 밸브 리프트 장치

Family Cites Families (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3046402C2 (de) 1980-12-10 1984-08-09 Audi Nsu Auto Union Ag, 7107 Neckarsulm Vorrichtung zum Abschalten einzelner Zylinder einer mehrzylindrigen Hubkolben-Brennkraftmaschine
DE3234640A1 (de) * 1982-09-18 1984-03-22 Volkswagenwerk Ag, 3180 Wolfsburg Ventiltrieb, insbesondere fuer eine brennkraftmaschine
DE4230877A1 (de) 1991-09-30 1993-04-01 Volkswagen Ag Ventilsteuerung fuer ein hubventil mit zwei nocken
JP3422528B2 (ja) 1992-08-17 2003-06-30 フオルクスワーゲン・アクチエンゲゼルシヤフト 軸に限定揺動可能に支持された少なくとも1個のカムを有するカム軸装置
JP3357426B2 (ja) * 1993-08-03 2002-12-16 ヤマハ発動機株式会社 バルブタイミング可変装置
EP0686230B1 (en) * 1993-12-17 1999-10-13 Valasopoulos, Christos Cam lobe with offset angular movement
DE19611641C1 (de) 1996-03-25 1997-06-05 Porsche Ag Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine
DE19945340A1 (de) * 1999-09-22 2001-03-29 Schaeffler Waelzlager Ohg Auf unterschiedliche Hübe für wenigstens ein Gaswechselventil umschaltbarer Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine
JP3926541B2 (ja) 2000-06-30 2007-06-06 株式会社日立製作所 内燃機関のカム駆動制御装置
US6425359B2 (en) 2000-06-23 2002-07-30 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Valve moving apparatus of an internal combustion engine
GB2373545A (en) * 2001-03-20 2002-09-25 William John Hurr Camshaft assembly with selectively engageable and disengageable cam lobes
DE10148243A1 (de) 2001-09-28 2003-04-10 Ina Schaeffler Kg Ventiltrieb mit Ventilhubumschaltung für die Gaswechselventile eines 4-Takt-Verbrennungsmotors
US6647936B2 (en) * 2002-04-22 2003-11-18 Borgwarner Inc. VCT lock pin having a tortuous path providing a hydraulic delay
CN100378298C (zh) * 2003-03-21 2008-04-02 奥迪股份公司 有气缸盖的内燃机气门机构
DE102004011586A1 (de) 2003-03-21 2004-10-07 Audi Ag Ventiltrieb einer einen Zylinderkopf aufweisenden Brennkraftmaschine
EP1503048B1 (de) * 2003-07-19 2008-10-08 Dr. Ing. h.c. F. Porsche Aktiengesellschaft Ventiltrieb für eine Brennkraftmaschine
JP2005057911A (ja) * 2003-08-06 2005-03-03 Nsk Ltd アクチュエータ
US7762225B2 (en) 2003-10-25 2010-07-27 Audi Ag Valve train of an internal combustion engine comprising at least one camshaft
DE102004008670B4 (de) 2004-02-21 2013-04-11 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Ventiltrieb mit Nockenumschaltung für die Gaswechselventile eines 4-Takt-Verbrennungsmotors
DE102004037198A1 (de) 2004-07-30 2006-03-23 Ina-Schaeffler Kg Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine
DE102007010148A1 (de) * 2007-03-02 2008-09-04 Audi Ag Ventiltrieb für Gaswechselventile einer Brennkraftmaschine mit einem axial beweglichen Lager
DE102007010149A1 (de) * 2007-03-02 2008-09-04 Audi Ag Ventiltrieb für Gaswechselventile einer Brennkraftmaschine mit verschiebbarem Nockenträger und Doppelschneckentrieb
DE102007061353A1 (de) * 2007-12-21 2009-06-25 Audi Ag Ventiltrieb für Gaswechselventile einer Brennkraftmaschine mit einem verschiebbarem Nockenträger mit Endlosnut
DE102008054254A1 (de) 2008-10-31 2010-05-06 Schaeffler Kg Nockenwelle für einen hubvariablen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine
DE202009016619U1 (de) 2009-02-06 2010-09-23 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine
DE202009015465U1 (de) * 2009-02-14 2010-02-25 Schaeffler Kg Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine
DE102010013216B4 (de) 2009-04-04 2022-04-28 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine
DE102009030373A1 (de) 2009-06-25 2010-12-30 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine
DE102009039733A1 (de) * 2009-09-02 2011-03-10 Thyssenkrupp Presta Teccenter Ag Ventiltrieb für Gaswechselventile einer Brennkraftmaschine mit axial verschiebbaren Nockeneinheiten
DE102010033087A1 (de) 2010-08-02 2012-02-02 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine
KR101610064B1 (ko) * 2010-09-01 2016-04-07 현대자동차 주식회사 가변 밸브 리프트 기구
DE102011003024A1 (de) * 2011-01-24 2012-07-26 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Schiebenockensystem mit Reibarretierung
DE102011018503A1 (de) * 2011-04-23 2012-10-25 Audi Ag Ventiltrieb für Gaswechselventile einer Brennkraftmaschine mit einer Grundnockenwelle und zwischen Drehlagern der Grundnockenwelle in zwei oder mehr diskrete Verschiebestellungen verschiebbaren Nockenträgern
KR101448778B1 (ko) * 2013-03-08 2014-10-13 현대자동차 주식회사 다단 가변 밸브 리프트 장치
JP2015132225A (ja) 2014-01-15 2015-07-23 スズキ株式会社 車両用エンジンの可変動弁装置
US9500104B2 (en) * 2014-09-30 2016-11-22 Hyundai Motor Company Variable valve lift apparatus
KR101683522B1 (ko) * 2015-09-21 2016-12-07 현대자동차 주식회사 연속 가변 밸브 리프트 장치 및 이를 포함하는 엔진
JP2017072066A (ja) * 2015-10-07 2017-04-13 トヨタ自動車株式会社 可変動弁機構

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006090161A (ja) * 2004-09-21 2006-04-06 Toyota Motor Corp バルブ特性可変装置付き動弁機構
JP2014530978A (ja) * 2011-10-21 2014-11-20 ダイムラー・アクチェンゲゼルシャフトDaimler AG バルブ駆動装置
JP2015224625A (ja) * 2014-05-30 2015-12-14 マツダ株式会社 エンジンの動弁装置
KR101619427B1 (ko) * 2015-06-12 2016-05-10 현대자동차 주식회사 다단 가변 밸브 리프트 장치
KR101713757B1 (ko) * 2015-11-30 2017-03-08 현대자동차주식회사 다단 가변 밸브 리프트 장치

Also Published As

Publication number Publication date
CN108868945B (zh) 2021-12-17
KR20180125781A (ko) 2018-11-26
US20180334933A1 (en) 2018-11-22
US10436080B2 (en) 2019-10-08
CN108868945A (zh) 2018-11-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5540073B2 (ja) 吸排気バルブを動作させるための内燃機関用バルブ駆動部
KR101619230B1 (ko) 연속 가변 밸브 듀레이션 장치 및 이를 포함하는 엔진
US9500104B2 (en) Variable valve lift apparatus
KR101461906B1 (ko) 가변 밸브 리프트 장치의 연결 구조
KR101619427B1 (ko) 다단 가변 밸브 리프트 장치
US9038584B2 (en) Valve operating device of engine
KR101637296B1 (ko) 연속 가변 밸브 듀레이션 장치 및 이를 포함하는 엔진
US20140251250A1 (en) Multiple variable valve lift apparatus
KR101734235B1 (ko) 연속 가변 밸브 타이밍 장치 및 이를 포함하는 엔진
US8899196B2 (en) Variable valve lift apparatus
KR100962194B1 (ko) 연속 가변 밸브 리프트 시스템
KR20140114497A (ko) 다단 가변 밸브 리프트 장치, 다단 가변 밸브 리프트 시스템 및 이를 포함하는 엔진
US9057293B2 (en) Multiple variable valve lift apparatus
KR102310415B1 (ko) 다단 가변 밸브 리프트 장치
KR102335326B1 (ko) 다단 가변 밸브 리프트 장치
KR101209726B1 (ko) 가변 밸브 리프트 장치
KR101655221B1 (ko) 다단 가변 밸브 리프트 장치
US10077690B2 (en) Multiple variable valve lift apparatus
KR101734261B1 (ko) 연속 가변 밸브 타이밍 장치 및 이를 포함하는 엔진
KR101484235B1 (ko) 가변 밸브 리프트 장치
KR102119446B1 (ko) 다단 가변 밸브 리프트 장치
KR101655223B1 (ko) 다단 가변 밸브 리프트 장치
KR101628088B1 (ko) 연속 가변 밸브 듀레이션 장치 및 이를 포함하는 엔진
KR20160057761A (ko) 가변 밸브 리프트 장치
JPH01271606A (ja) バルブタイミング可変装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant