KR102546520B1 - 적어도 2개의 로커 암 및 일방향 커플링 메커니즘을 포함하는 밸브 작동 시스템 - Google Patents

적어도 2개의 로커 암 및 일방향 커플링 메커니즘을 포함하는 밸브 작동 시스템 Download PDF

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존 맨델
마테이 알렉산드루
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자콥스 비히클 시스템즈, 인코포레이티드.
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Abstract

밸브 작동 시스템은 제1 엔진 밸브에 작동 가능하게 연결된 적어도 하나의 메인 로커 암을 포함하며, 적어도 하나의 메인 로커 암은 적어도 메인 밸브 작동 모션을 수신하도록 구성된다. 제2 로커 암은 제2 엔진 밸브에 작동 가능하게 연결되며, 제2 로커 암은 제1 보조 밸브 작동 모션을 수신하도록 구성된다. 제2 로커 암은 제2 로커 암과 제2 엔진 밸브를 선택적으로 커플링(couple)하거나, 또는 디커플링(decouple)하여 제2 로커 암으로부터 제2 엔진 밸브로의 제1 보조 밸브 작동 모션의 전달을 허용하거나 방지할 수 있는 유압 제어식 제1 액추에이터를 더 포함한다. 적어도 하나의 메인 로커 암과 제2 로커 암 사이에 배치된 일방향 커플링 메커니즘은 밸브 작동 모션이 적어도 하나의 메인 로커 암으로부터 제2 로커 암으로 전달되도록 허용하지만, 이의 반대는 그렇지 않다.

Description

적어도 2개의 로커 암 및 일방향 커플링 메커니즘을 포함하는 밸브 작동 시스템
관련 출원의 교차 참조
본 출원은 2018년 12월 7일자로 출원된 발명의 명칭이 "VALVE ACTUATION SYSTEM COMPRISING TWO OR THREE TYPE 3 ROCKERS"인 공동 계류중인 미국 임시 출원 제62/776,938호의 이익을 주장하며, 이의 교시는 본 인용에 의해서 본원에 포함된다. 본 출원은 또한, 본원과 동일자로 출원된 발명의 명칭이 "VALVE ACTUATION SYSTEM COMPRISING TWO ROCKER ARMS AND A COLLAPSING MECHANISM"인 대리인 문서 번호 JVSPP086US의 공동 계류중인 출원과 관련이 있다.
기술분야
본 개시내용은 일반적으로 내연 기관에서의 밸브 작동 시스템에 관한 것이고, 특히, 적어도 2개의 로커 암 및 일방향 커플링 메커니즘을 포함하는 밸브 작동 시스템에 관한 것이다.
내연 기관에서 사용하기 위한 밸브 작동 시스템은 당 업계에 잘 알려져 있다. 일부 밸브 작동 시스템은 소위 보조 밸브 작동 모션, 즉 연료의 연소를 통해 포지티브 동력 생산 모드에서 엔진을 작동시키기 위해서 사용되는 밸브 작동 모션(종종 메인 밸브 작동 모션이라고 함)과 다른 또는 이에 부가되는 밸브 작동 모션을 제공할 수 있다. 이러한 보조 밸브 작동 모션은, 엔진의 실린더가 본질적으로 공기 압축기로 작용하는 무연료 상태에서 작동되어 차량의 구동 트레인을 통해 차량에 억제 동력을 제공하는 압축 완화 엔진 제동(compression-release engine braking)을 포함하지만 이에 제한되지는 않는다. 소위 높은 동력 밀도(HPD: High Power Density) 압축 완화 엔진 제동은 엔진의 각각의 사이클에 대해 2개의 압축 완화 이벤트를 제공하며, 이는 엔진의 각각의 사이클에 대해 단일 압축 완화 이벤트만 제공되는 종래 기술의 압축 완화 시스템에 비해 증가된 억제 동력을 제공한다. 이러한 HPD 시스템에서는 HPD 엔진 제동을 구현하는 보조 밸브 작동 모션에 유리하도록 메인 밸브 작동 모션이 "손실"(엔진 벨브에 전달되지 않음)되는 것을 허용하는 것이 필요하다.
메인 이벤트 모션의 손실을 촉진하기 위해, HPD 밸브 작동 시스템은, 예를 들어, 미국 특허 제8,936,006호 및/또는 미국 특허출원공개 제2014/0245992호에서 설명되는 바와 같이, 밸브 브리지에 접철 메커니즘을 통합하는 것으로 알려져 있다. 이러한 종래 기술 시스템에 있어서, 접철 메커니즘은, 기계적으로 잠긴 상태에서, 밸브 작동 모션이 밸브 브리지를 통해 전달되는 것을 허용하고, 기계적으로 잠금 해제된 상태에서, 접철 메커니즘이 적용된 밸브 작동 모션을 흡수하여 밸브 브리지를 통한 전달을 방지하게 하는 유압 제어식 잠금 메커니즘을 포함한다.
또한, 연료 효율을 개선하고 테일 파이프(tail pipe) 배출을 줄이기 위해, 다른 이점 중에서도, 소위 실린더 비활성화(CDA: cylinder deactivation)는 많은 내연 기관에서 바람직한 특징이다. 접철 밸브 브리지는 또한 이러한 목적을 위해서 사용될 수 있다.
그러나, 일부 경우에, 밸브 브릿지에 배치된 접철 메커니즘이 실현 가능하지 않거나(예를 들어, 충분한 공간 부족, 유압 래시 조절기 사용 또는 접철 메커니즘을 수용할 수 없는 가이드 밸브 브리지 사용 때문), 또는 밸브 브릿지가 바람직하지 않다. 결과적으로, CDA 및/또는, 기존 또는 HPD 엔진 제동과 같은 보조 밸브 작동의 제공을 용이하게 하는 밸브 작동 시스템은 당 업계의 반가운 발전에 해당될 것이다.
위에서 언급된 종래 기술 솔루션의 단점은 적어도 두 개의 엔진 밸브를 작동시키기 위한 시스템의 제공을 통해서 해결되며, 이 시스템은 적어도 2 개의 엔진 밸브 중 제1 엔진 밸브를 작동시키기 위해 제1 엔진 밸브에 작동 가능하게 연결된 적어도 하나의 메인 로커 암을 포함하며, 적어도 하나의 메인 로커 암은 메인 밸브 작동 모션 소스로부터 적어도 메인 밸브 작동 모션을 수신하도록 구성된다. 시스템은 적어도 2 개의 엔진 밸브 중 제2 엔진 밸브를 작동시키기 위해 제2 엔진 밸브에 작동 가능하게 연결된 제2 로커 암을 더 포함하며, 제2 로커 암은 제1 보조 밸브 작동 모션 소스로부터 제1 보조 밸브 작동 모션을 수신하도록 구성되며, 제2 로커 암은 유압 제어식 제1 액추에이터를 더 포함한다. 유압 제어식 제1 액추에이터는, 제1 액추에이터 제1 상태에서, 제2 로커 암과 제2 엔진 밸브를 커플링(couple)하여 제2 로커 암으로부터 제2 엔진 밸브로의 제1 보조 밸브 작동 모션의 전달을 허용하며, 제1 액추에이터 제2 상태에서, 제2 로커 암과 상기 제2 엔진 밸브를 디커플링(decouple)하여 제2 로커 암으로부터 제2 엔진 밸브로의 보조 밸브 작동 모션의 전달을 방지한다. 시스템은 추가적으로, 메인 밸브 작동 모션이 적어도 하나의 메인 로커 암으로부터 제2 로커 암으로 전달되도록, 그리고 제1 보조 밸브 작동 모션이 제2 로커 암으로부터 적어도 하나의 메인 로커 암으로 전달되지 않도록 적어도 하나의 메인 로커 암과 상기 제2 로커 암 사이에 배치된 일방향 커플링 메커니즘을 포함한다. 이러한 실시형태에서, 시스템은 적어도 하나의 메인 로커의 모션 부여 단부 또는 제2 로커 암의 모션 부여 단부에 배치된 유압 래시 조절기를 포함할 수 있다.
일방향 커플링 메커니즘은 적어도 하나의 메인 로커 암에 의해 제공된 제1 접촉 표면 및 제2 로커 암에 의해 제공된 제2 접촉 표면을 포함할 수 있으며, 제1 및 제2 접촉 표면은, 메인 밸브 작동 모션이 제1 및 제2 접촉 표면들 사이의 접촉을 유발하는 반면, 제1 보조 밸브 작동 모션이 제1 및 제2 접촉면들 사이에 접촉을 유발하지 않도록 구성된다. 특정 실시형태에서, 일방향 커플링 메커니즘은 적어도 하나의 메인 로커 암으로부터 제2 로커 암을 향해 확장되고 제1 접촉 표면을 포함하는 제1 확장부, 및 제2 로커 암으로부터 적어도 하나의 메인 로커 암을 향해 확장되고 제2 접촉 표면을 포함하는 제2 확장부를 포함한다. 또한, 제1 접촉 표면 또는 제2 접촉 표면 중 하나는 조정 가능한 접촉 표면을 포함할 수 있다.
다른 실시형태에서, 적어도 하나의 로커 암은 제1 엔진 밸브를 작동시키도록 구성된 제1 로커 암을 포함하며, 일방향 커플링 메커니즘은 제1 로커 암과 제2 로커 암 사이에 배치된다. 또한, 적어도 하나의 메인 로커 암은 메인 밸브 작동 모션 소스로부터 메인 밸브 작동 모션을 수신하도록 구성된 제3 하프(half) 로커 암을 포함한다. 또한, 이러한 실시형태에서, 적어도 하나의 메인 로커 암은, 제1 접철 메커니즘 상태에서, 제3 하프 로커 암과 제1 로커 암을 커플링하여 제3 하프 로커 암으로부터 제1 로커 암으로의 메인 밸브 작동 모션의 전달을 허용하도록 구성되고, 제2 접철 메커니즘 상태에서, 제3 하프 로커 암과 제1 로커 암을 디커플링하여 제3 하프 로커 암으로부터 제1 및 제2 로커 암으로의 메인 밸브 작동 모션의 전달을 방지하도록 구성된 접철 메커니즘을 포함한다. 접철 메커니즘은 제3 하프-로커 암에 배치될 수 있으며, 이 경우 제1 로커 암은 접철 메커니즘 접촉 표면을 포함한다. 대안적으로, 접철 메커니즘은 제1 로커 암에 배치될 수 있다. 여하튼, 접철 메커니즘은 잠금 메커니즘을 포함할 수 있다.
이러한 다른 실시형태에서, 제3 하프 로커 암은 제3 하프 로커 암을 메인 밸브 작동 모션 소스와 접촉되도록 편향시키기 위해 탄성 요소와 협력적으로 결합되도록 구성된 탄성 요소 접촉 표면을 포함할 수 있다. 추가로, 제1 로커 암은 또한 하프 로커 암을 포함할 수 있다. 탄성 요소는 제3 하프 로커 암을 메인 밸브 작동 모션 소스와 접촉되도록 편향시키기 위해 제3 하프 로커 암과 제1 로커 암 사이에 배치될 수 있다. 이러한 경우에, 이동 제한기는 제1 로커 암에 가해지는 부하를 제한하기 위해 탄성 요소의 이동을 제한하도록 구성된다.
또한, 이러한 다른 실시형태에서, 제1 로커 암은 제2 보조 밸브 작동 모션 소스로부터 제2 보조 밸브 작동 모션을 수신하도록 구성될 수 있다. 이러한 경우에, 제1 로커 암은, 제2 액추에이터 제1 상태에서, 제1 로커 암과 제1 엔진 밸브를 커플링하여 제1 로커 암으로부터 제1 엔진 밸브로의 제2 보조 밸브 작동 모션의 전달을 허용하도록 구성되며, 제2 액추에이터 제2 상태에서, 상기 제1 로커 암과 제1 엔진 밸브를 디커플링하여 제1 로커 암으로부터 제1 엔진 밸브로의 제2 보조 밸브 작동 모션의 전달을 방지하도록 구성된 유압 제어식 제2 액추에이터를 더 포함할 수 있다.
본 개시내용에서 설명된 특징은 첨부된 청구범위에서 구체적으로 제시된다. 이러한 특징 및 수반되는 이점은 동반된 도면과 함께 다음의 상세한 설명을 고려하면 명백해질 것이다. 이제 첨부 도면을 참조하여 하나 이상의 실시형태를 단지 예로서 설명할 것이며, 동일한 참조 번호는 동일한 요소를 나타낸다:
도 1은 본 개시내용의 제1 실시형태에 따른 밸브 작동 시스템의 개략도이다.
도 2는 본 개시내용의 제2 실시형태에 따른 밸브 작동 시스템의 개략도이다.
도 3 내지 도 5는 각각 본 개시내용에 따른 보조 또는 제2 로커 암의 상부 좌측 등각 투상도, 상부 우측 등각 투상도 및 측 단면도이다.
도 6은 본 개시내용에 따른 메인 로커 암의 실시형태의 상부 좌측 등각 투상도이다.
도 7 및 도 8은 각각 본 개시내용에 따른 제3 로커 암의 상부 좌측 등각 투상도 및 측 단면도이다.
도 9는 본 개시내용에 따른 제1 로커 암의 제1 실시형태의 상부 좌측 등각 투상도이다.
도 10은 본 개시내용에 따른 제1 로커 암의 제2 실시형태의 상부 좌측 등각 투상도이다.
도 11 및 도 12는 각각 도 1 및 도 3 내지 도 6의 실시형태에 따른 밸브 작동 시스템의 일 실시예의 평면도 및 배면도이다.
도 13 내지 도 15는 각각 도 2, 도 3 내지 도 5 및 도 7 내지 도 9의 실시형태에 따른 밸브 작동 시스템의 일 실시예의 평면도, 배면도 및 정면도이다.
도 16 내지 도 18은 각각 도 2, 도 3 내지 도 5 및 도 7, 도 8 및 도 10의 실시형태에 따른 밸브 작동 시스템의 제2 실시예의 평면도, 배면도 및 정면도이다.
도 1은 메인 로커 암(100), 보조 또는 제2 로커 암(102) 및 일방향 커플링 메커니즘(114)을 포함하는 밸브 작동 시스템(11)의 제1 실시형태를 개략적으로 도시한다. 메인 로커 암(100)과 일방향 커플링 메커니즘(114)과 보조/제2 로커 암(102) 사이에 단방향 화살표로 표시된 바와 같이, 메인 로커 암(100)은 보조/제2 로커 암(102)을 구동할 수 있지만 그 반대의 경우는 구동할 수 없다. 메인 로커 암(100)은 메인 모션 소스(108)(예를 들어, 캠 등)로부터 밸브 작동 모션을 수신하도록 구성되고 제1 엔진 밸브(104)에 작동 가능하게 연결되는 반면, 보조 로커 암(102)은 보조 모션 소스(110)로부터 밸브 작동 모션을 수신하도록 구성되고 제2 엔진 밸브(106)에 작동 가능하게 연결되며, 제1 및 제2 엔진 밸브(104, 106)(내연 기관(10)의 실린더(107)와 연관됨). 당 업계에 알려진 바와 같이, 엔진 밸브(104, 106)는 흡기 밸브, 배기 밸브 또는 보조 밸브를 포함할 수 있으며, 일 실시형태에서, 개별 밸브 작동 시스템(11)은 단일 실린더와 연관된 상이한 엔진 밸브 유형에 대해 별도로 제공될 수 있다(예를 들어, 실린더의 흡기 밸브에 대한 밸브 작동 시스템(11)의 일 실시예 및 이 동일한 실린더의 배기 밸브에 대한 밸브 작동 시스템(11)의 다른 실시예). 본원에서 사용되는 바와 같이, 기술어 "메인"은 엔진 작동의 포지티브 동력 생성 상태 중에 사용되는 밸브 작동 모션을 지칭한다. 한편, 본원에서 사용되는 바와 같이, 기술어 "보조"는 포지티브 동력 생성에 부가되는 또는 이를 대신하는 엔진 작동의 상태 동안, 예를 들어 다양한 유형의 엔진 제동, 후기 흡입 밸브 닫힘(LIVC), 조기 배기 밸브 개방(EEVO) 등에 대해서 사용되는 밸브 작동 모션을 지칭한다.
또한, 본 실시형태에서, 보조/제2 로커 암(102)에는 제1 액추에이터(112), 예를 들어 보조 로커 암(102) 외부로 연장하거나, 또는 이의 안으로 후퇴되도록 선택적으로 제어될 수 있는 유압 작동식 액추에이터가 제공된다. 제1 액추에이터(112)는(예를 들어, 액추에이터의 확장된 상태, 또는 제1 액추에이터 제1 상태에서) 보조 밸브 작동 모션 소스(110)로부터 수신된 밸브 작동 모션을 제2 밸브(106)로 선택적으로 전달하도록 제어될 수 있거나, 또는(예를 들어, 액추에이터의 후퇴된 상태, 또는 제1 액추에이터 제2 상태에서) 액추에이터와 보조 밸브 트레인의 다른 구성요소 사이에 래시 공간을 설정함으로써 이러한 모션의 전달을 방지하도록 제어될 수 있다. 따라서, 제1 액추에이터(112)는 보조 모션 소스(110) 또는 제2 엔진 밸브(106) 중 어느 하나를 향해 연장되고/이로부터 후퇴되도록 구성될 수 있다. 전자의 경우, 제1 액추에이터(112)는 보조/제2 로커 암(102)의 모션 수신 단부에 배치될 수 있고, 후자의 경우, 제1 액추에이터(112)는 보조/제2 로커 암(102)의 모션 부여 단부에 배치될 수 있다.
메인 로커 암(100)과 보조/제2 로커 암(102) 사이의 커플링은 단지 일방향이기 때문에, 메인 모션 소스(108)로부터의 메인 밸브 작동 모션은 제1 및 제2 밸브 모두로 전달된다. 동시에, 제1 액추에이터(112)의 제어를 통해 보조 모션 소스(110)로부터의 보조 밸브 작동 모션은 제2 밸브(106)에만 전달될 수 있다. 이러한 방식으로, 다수의 바람직한 엔진 작동 상태를 구현하기 위해 보조 밸브 작동 모션이 메인 밸브 작동 모션에 추가될 수 있다. 본원에서 사용되는 용어 "커플링된"은 구성요소들 중 하나에 적용되는 밸브 작동 모션들 중 적어도 일 부분이 반드시 고정된 또는 양방향 연결부를 요구하지 않으면서 다른 구성요소로 전달되기에 충분한 구성요소들 사이의 연통을 지칭하고, 용어 "디커플링된"은 밸브 작동 모션이 이러한 구성요소들을 통해 전달되지 않도록 하는 구성요소들 사이의 연통의 결여 또는 불충분한 연통을 지칭한다. 따라서, 예를 들어, 단순히 서로 접촉되는 구성요소들은 일 구성요소로부터 다른 구성요소로 밸브의 작동 모션의 전달이 달성되는 정도로 커플링될 수 있다. 대안적으로, 서로 접촉하지만 한 구성요소로부터 다른 구성요소로 밸브 작동 모션의 전달로 귀결되지 않는 구성요소들은 디커플링된 상태이다. 또 다른 대안으로서, 디커플링은, 구성요소들 중 하나에 적용된 모든 밸브 작동 모션이 다른 구성요소로 전달되기 전에 손실되도록 두 구성요소 사이에 충분한 양의 간극 또는 래시 공간 설정하는 것으로부터 기인될 수 있다. 그러나, 적용된 밸브 작동 모션의 전부는 아니나 일부의 전달로 여전히 귀결되는 두 구성요소 사이의 래쉬 공간의 설정은 여전히 이러한 구성요소 사이의 커플링으로 간주된다.
언급된 바와 같이, 제1 액추에이터(112)는 보조/제2 로커 암(102) 외부로 연장되거나 안으로 후퇴되도록 제어될 수 있다. 이를 위해, 그리고 제1 액추에이터(112)가 유압 액추에이터를 포함하는 경우, 당 업계에 공지된 바와 같이 하나 이상의 고속 솔레노이드와 연통되는 당 업계에 공지된 적절한 엔진 제어 유닛(ECU)을 포함하는 제어 시스템(도시되지 않음)이 제공될 수 있다. 이 경우, ECU는 고속 솔레노이드를 제어하여 제1 액추에이터(112)에 유압 유체를 제공하거나 유압 유체의 흐름을 제한함으로써 제1 액추에이터의 작동 상태를 제어할 수 있다. 주어진 엔진(10)이 (엔진의 단일 실린더에서 그리고/또는 다수의 실린더에 걸쳐서 개별 밸브 유형에 대응되는) 다수의 밸브 작동 시스템(11)을 포함할 수 있는 경우에, ECU는 이러한 목적을 위해 복수의 밸브 작동 시스템(11)에 대한 유압 유체를 제어하는 단일 솔레노이드와, 또는 각각 개별 밸브 작동 시스템(11) 또는 밸브 작동 시스템(11)의 하위 그룹을 제어하는 다수의 솔레노이드와 통신될 수 있다.
또한, 시스템(11)은 제1 또는 제2 엔진 밸브(104, 106) 또는 둘 모두와 연관된 하나 이상의 유압 래시 조절기(116, 118)를 포함할 수 있다. 당 업계에 알려진 바와 같이, 유압 래시 조절기는 종종 엔진 오일과 같은 유압 유체에 의해 작동되는 중공의 슬라이딩 플런저를 포함할 것이다. 엔진 밸브가 닫히면(즉, 엔진 밸브에 밸브 작동 모션이 적용되지 않음), 이와 연관된 자동 래시 조절기는 여기에 지속적으로 공급되는 유압 유체로 자유롭게 채워져, 자동 래시 조절기를 확장시키고, 따라서 조절기가 확장됨에 따라 엔진 밸브를 위한 밸브 트레인의 임의의 래시 공간을 차지할 수 있다. 래시 조절기가 부하를 받으면(즉, 밸브 작동 모션이 엔진 밸브에 적용될 때), 유압 래시 조절기로의 유체 공급이 차단될 수 있고, 자동 래시 조절기 내에 갇힌 유압 유체의 체적의 유체 압력은 플런저가 접철되는 것을 방지한다. 이러한 방식으로, 자동 래시 조절기는 엔진 밸브를 작동시키기 위해서 사용되는 구성요소들 사이의 임의의 래시 공간을 차지할 수 있다. 일 실시형태에서, 하나 이상의 유압 래시 조절기(116, 118)는 메인 로커 암(100) 및/또는 보조/제2 로커 암(102)의 모션 부여 단부에 제공된다. 그러나, 당업자는 이러한 유압 래시 조절기(116, 118)가 제1 및/또는 제2 엔진 밸브(104, 106)와 연관된 밸브 트레인을 따라 본질적으로 어디에나 배치될 수 있다는 점을 이해할 것이다.
이제, 도 2를 참조하면, 밸브 작동 시스템(21)의 제2 실시형태가 개략적으로 도시되어 있고, 각각의 제1, 제2 및 제3 로커 암(200, 202, 204)을 포함한다. 이 시스템(21)에서, 도 1의 시스템(11)과 비교해서, 메인 로커 암(100)이 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 제1 로커 암(200), 제3 로커 암(204) 및 접철 메커니즘(216, 218)의 조합에 의해 효과적으로 제공된다. 대안적인 실시형태에서, 제1 로커 암(200)은 전체 또는 하프 로커 암을 포함할 수 있다. 전자의 경우, 제1 로커 암(200)은 밸브 작동 모션 소스로부터 밸브 작동 모션을 직접 수신하지 않는 반면, 후자의 경우, 제1 로커 암(200)은 선택적인 보조 밸브 작동 모션 소스(214)로부터 밸브 작동 모션을 수신하도록 구성될 수 있다. 여하튼, 도시된 바와 같이, 제1 로커 암(200)은 제1 엔진 밸브(206)와 접촉되도록 구성된다. 반면에, 제3 로커 암(204)은 메인 밸브 작동 모션 소스(210)로부터 밸브 작동 모션을 수신하도록 구성된 하프(half) 로커 암이다. 본 실시형태에서, 접철 메커니즘(216, 218)은 제1 또는 제3 로커 암(200, 204) 중 하나(그러나 둘 다는 아님)에 제공될 수 있다. 접철 메커니즘(216, 218)은 제1 및 제3 로커 암(200, 204)을 선택적으로 커플링/디커플링하도록 작동된다. 커플링 상태(또는 제1 접철 메커니즘 상태)에서, 메인 모션 소스(210)로부터의 밸브 작동 모션은 제3 로커 암(204)을 통해 제1 로커 암(200)으로 전달되는 반면, 디커플링된 상태(또는 제2 접철 메커니즘 상태)에서, 제3 로커 암(204)으로부터 제1 로커 암(200)으로 어떠한 움직임도 전달되지 않는다. 접철 메커니즘(216, 218)은 미국 특허 제9,790,824호에 설명된 유형의 유압 작동식 잠금 메커니즘을 포함할 수 있으며, 이의 교시는 이러한 인용에 의해 본원에 포함된다(이의 실시예는 도 8을 참조하여 아래에 예시됨). 대안적으로, 기계적으로 잠금 메커니즘에 의존하는 대신, 접철 메커니즘(216, 218)은 당 업계에 알려진 바와 같이 제어 밸브를 사용하여 구현되어 피스톤 또는 유사한 구성요소가 연장된 위치에서 강체적으로(rigidly) 유지되도록 하는, 그러나 그렇지 않으면 유압 유체의 갇힌 체적이 해제될 때 후퇴되는 유압 유체의 갇힌 체적을 생성할 수 있다. 또한, 접철 메커니즘(216, 218)이 유압으로 작동되는 디바이스에 제한될 필요가 없고 대신 공압적으로 또는 전자기적으로 구현될 수 있다는 점을 당업자는 이해할 것이다.
유사한 구성이 대응되는 실린더의 흡기 및 배기 밸브 모두에 사용된다고 가정하면, 접철 메커니즘(216, 218)이 제1 및 제3 로커 암(200, 202)을 디커플링시키도록 작동될 때, 모든 메인 밸브 작동 모션이 손실되기 때문에, 실린더는 비활성화된 상태, 즉 포지티브 동력을 생산할 수 없는 상태로 유지될 수 있다.
또한, 도 2의 실시형태에서, 제1 로커 암(200)은 제2 액추에이터(222), 예를 들어, 제1 로커 암(200)의 외부로 연장되거나 안으로 후퇴하도록 선택적으로 제어될 수 있는 유압 작동식 액추에이터를 선택적으로 구비한다. 제1 로커 암(200)이 선택적 보조 모션 소스(214)로부터 밸브 작동 모션을 수신하도록 구성될 때, 제2 액추에이터(222)는 선택적인 보조 모션 소스(214) 또는 제2 엔진 밸브(206) 중 어느 하나와 상호 작용하도록 구성될 수 있으며, 즉, 각각 제1 로커 암(200)의 모션 수신 단부 또는 모션 부여 단부에 배치될 수 있다. 제2 액추에이터(222)는(예를 들어, 액추에이터의 확장된 상태, 또는 제2 액추에이터 제1 상태에서) 보조 밸브 작동 모션 소스(214)로부터 수신된 밸브 작동 모션을 제1 밸브(206)로 선택적으로 전달하도록 제어될 수 있거나, 또는(예를 들어, 액추에이터의 후퇴된 상태, 또는 제2 액추에이터 제2 상태에서) 액추에이터와 보조 밸브 트레인의 다른 구성요소 사이에 래시 공간을 설정함으로써 이러한 모션의 전달을 방지하도록 제어될 수 있다.
제2 로커 암(202)은 보조 밸브 작동 모션을 (선택적 보조 모션 소스(214)에 의해 제공되는(제공되는 경우) 보조 모션과는 별도로) 수신하도록 구성되며, 이는 제1 액추에이터(220)의 작동을 통해 선택적으로 제2 엔진 밸브(208)로 전달되거나 손실될 수 있다(제1 액추에이터 제1 상태 및 제1 액추에이터 제2 상태에서의 작동을 포함하여, 도 1에 예시된 제1 액추에이터(112)와 동일함). 제1 액추에이터(220)는 또한 전술된 바와 같이 유압 작동식 액추에이터를 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 일방향 커플링 메커니즘(224)은, 제1 로커 암(200)과 제2 로커 암(202) 사이에 제공되어 제1 로커 암에 의해 (직접적으로 또는 간접적으로) 수신된 메인 또는 보조 밸브 작동 모션이 제2 로커 암(202)으로 전달되도록 할 수 있으나 보조 모션 소스(212)에 의해 제2 로커 암(202)에 적용된 보조 밸브 작동 모션은 제1 로커 암(200)으로 전달되지 않는다. 따라서, 제2 엔진 밸브(208)는 (메인 모션 소스(210) 또는 선택적 보조 모션 소스(214) 중 어느 하나에 의해) 제1 로커 암(200)에 적용되는 임의의 밸브 작동 모션을 항상 수신할 것이며, 또한 보조 모션 소스(212)로부터 수신된 밸브 작동 모션을 선택적으로 전달할 수 있다.
결과적으로, 도 2의 시스템을 사용하여 이의 구성 및 접철 메커니즘(216, 218) 및 제1 및 제2 액추에이터(220, 222)의 상태에 따라 다수의 상이한 작동 상태가 달성될 수 있다. 예를 들어, 선택적 보조 모션 소스(214)가 제공되지 않을 때(또는, 가장 가능하게는, 제2 액추에이터(222)가 제공되지 않을 때), 제2 접철 메커니즘 상태(즉, 커플링 해제 상태)에서 접철 메커니즘(216, 218)의 작동은 메인 밸브 이벤트가 제1 및 제2 엔진 밸브(206, 208)에 제공되는 것을 방지한다. 추가로, 이러한 경우에, 제1 액추에이터(220)가 또한 후퇴 상태(제1 액추에이터 제2 상태)로 유지되는 경우, 보조 모션 소스(212)로부터의 밸브 모션은 마찬가지로 제2 엔진 밸브(208)로 전달되지 않고, 따라서 실린더를 비활성화시킨다. 접철 메커니즘(216, 218)만 활성화되는 경우(접철 메커니즘 제1 상태), 메인 모션 소스(210)로부터의 밸브 이벤트만 엔진 밸브(206, 208)로 전달된다. 또한, 접철 메커니즘(216, 218)이 접철되지만(접철 메커니즘 제2 상태), 제1 액추에이터(220)가 연장되면(제1 액추에이터 제1 상태), 보조 모션 소스(212)로부터의 밸브 작동 모션만이 제2 엔진 밸브(208)에 적용된다. 마지막으로, 접철 메커니즘(216, 218) 및 제1 액추에이터(220) 모두가 활성화되면(각각 접철 메커니즘 제1 상태 및 제1 액추에이터 제1 상태), 메인 모션 소스(210)로부터의 밸브 작동 모션은 제1 및 제2 엔진 밸브(206, 208) 모두로 전달되는 반면, 보조 모션 소스(212)로부터의 밸브 운동은 제2 엔진 밸브(208)로만 전달된다. 선택적 보조 모션 소스(214) 및 제2 액추에이터(222)가 제공되는 경우, 상술된 작동 상태는 제1 및 제2 엔진 밸브(206, 208) 둘 다에 적용되는 선택적인 보조 모션 소스(214)로부터의 보조 모션의 추가로 (제2 액추에이터 제1 상태에서 제2 액추에이터(222)의 작동을 통해) 선택적으로 더 증대될 수 있다.
도 1의 경우에서와 같이, 접철 메커니즘(216, 218)은 제1 및 제3 로커 암(200, 204)을 커플링/디커플링하도록, 즉 상술된 제어 시스템을 사용하여 상술된 바와 같은 제1 및 제2 접철 메커니즘 상태에서 작동하도록 제어될 수 있다. 제1 및 제2 액추에이터(220, 222)는 마찬가지로, 보조 밸브 작동 모션 소스(212) (및, 제공되는 경우, 선택적 보조 밸브 작동 모션 소스(214))로부터 수신된 밸브 작동 모션을 엔진 밸브(206, 208)로 전달하거나 이러한 모션의 전달을 방지하도록(즉, 이를 손실하도록) 제어 시스템에 의해 제어될 수 있다. 또한, 도시된 바와 같이, 시스템(21)은, 바람직하게는 제1 로커 암(200) 및/또는 제2 로커 암(202)의 모션 부여 단부에 있는 하나 이상의 유압 래시 조절기(226, 228)를 포함할 수 있다. 그러나, 당업자는 이러한 유압 래시 조절기(226, 228)가 제1 및/또는 제2 엔진 밸브(206, 208)와 연관된 밸브 트레인을 따라 본질적으로 어디에나 배치될 수 있다는 점을 다시 한번 이해할 것이다.
도 1 및 도 2와 관련하여, 다양한 로커 암(100, 102, 200, 202, 204)이 밸브 작동 시스템(11, 21)을 구현하기 위해서 사용될 수 있다. 도 3 내지 도 10은 이러한 다양한 로커 암의 구현예를 제공한다. 특히, 도 3 내지 도 5는 보조/제2 로커 암(102, 202)의 실시형태를 도시하고, 도 6은 메인 로커 암(100)의 실시형태를 도시하고, 도 7 및 도 8은 제3 로커 암(204)의 실시형태를 도시하고, 도 9는 제1 로커 암(200)의 제1 실시형태를 도시하고, 도 10은 제1 로커 암(200)의 제2 실시형태를 도시한다.
이제 도 3 내지 도 5를 참조하면, 보조/제2 로커 암(300)은 모션 수신 단부(302) 및 모션 부여 단부(304)를 포함한다. 모션 수신 및 부여 단부(302, 304) 사이에, 로커 샤프트(미도시)를 수용하여 로커 샤프트를 중심으로 하는 로커 암(300)의 왕복 모션을 허용하도록 구성된 로커 샤프트 개구(306)가 제공된다. 도시된 실시형태에서, 로커 암(300)의 모션 수신 단부(302)는 내부에 배치된 제1 액추에이터(500)(도 5에서 가장 잘 도시된 바와 같이)를 갖는 제1 액추에이터 보스(308)를 포함한다. 제1 액추에이터(500)는 보조 밸브 작동 모션 소스(110, 212)로부터 보조 밸브 작동 모션을 수신하기 위해 장착된 롤러 팔로워(312)를 갖는 액슬(314)을 지지한다. 모션 부여 단부(304)는 내부에 배치된 유압 래시 조절기(518)(도 5에서 가장 잘 도시된 바와 같이)를 갖는 유압 래시 조절기 보스(316)를 포함한다.
도 5를 참조하면, 제1 액추에이터(500)는 액추에이터 보스(308)에 형성된 보어(502)에 상주하고, 액추에이터 보어(502) 내에 활주 가능하게 배치된 액추에이터 피스톤(504)을 포함한다. 도시된 바와 같이, 수동 래시 조정 어셈블리(508)가 보어(502)에 제공되고, 액추에이터 피스톤(504)은 래시 조정 어셈블리(508)와 액추에이터 피스톤(504) 사이에 개재된 액추에이터 편향 스프링(506)에 의해 보어(502) 안으로 편향된다. 추가로, 제2 로커 암(300)에는 제어 밸브(510)가 제공된다. 당 업계에 알려진 바와 같이, 유압 유체는 제어 밸브(510) 및 제1 액추에이터 보어(502)를 제어 밸브(510)에 연결하는 유압 통로(512)(부분적으로 도시됨)를 통해 액추에이터 보어(502)로 라우팅될 수 있다. 제어 밸브(510)를 통해 보어(502)에 유압이 가해지면, 액추에이터 피스톤(506)은 보어(502)로부터 연장되고 당 업계에 공지된 바와 같이 제어 밸브(510)에 의해 제공된 유압 유체의 잠긴 체적에 의해 이러한 연장된 위치(즉, 제1 액추에이터 제1 상태)에서 강체적으로 유지된다. 반면에, 제어 밸브(510)(결과적으로, 보어(502))에 가해지는 유압의 부재는 잠긴 유압 유체를 해제하여 액추에이터 피스톤(504)이 보어(502) 내에서 자유롭게 미끄럼 운동하는 것을 허용한다(즉, 제1 액추에이터 제2 상태).
도 5에서 더 도시되는 바와 같이, 유압 래시 조절기(518)는 유압 래시 조절기 보스(316)에 형성된 보어(522)에 존재하고 보어(522)에 배치된 래시 조절기 피스톤(520)을 포함한다. 보어(522) 외부로 연장되는 래시 조절기 피스톤(520)의 단부에는 제2 엔진 밸브(106, 208)와 접촉되도록 구성된 스위블(526)이 장착된다. 당 업계에 알려진 바와 같이, 로커 암(300)의 하나 이상의 유압 통로(미도시)는 보어(522)에 대한 유압 유체의 연속 공급을 제공한다. 유압 래시 조절기(518)에서 부하가 제거되는 경우, 래시 조절기 피스톤(520)이 가능한 범위까지 보어(522) 외부로 연장되게 하고 상술된 바와 같이 유압 유체의 잠긴 부피를 설정하게 하는 유압 유체가 체크 밸브(미도시)를 지나 압력 챔버(524)로 유동될 수 있다.
마지막으로, 도 4에 가장 잘 도시된 바와 같이, 로커 암(300)은 로커 암(300)으로부터 멀어지게 측 방향으로 확장되는 모션 부여 단부(304)에 있는 확장부(402)를 포함한다. 확장부(402)의 상측 표면(404)은 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 로커 암(300)이 다른 로커 암으로부터 밸브 작동 모션을 수신하도록 하지만, 밸브 작동 모션을 다른 로커 암으로 전달하지 못하도록 하는 접촉 표면을 설정한다. 따라서, 확장부(402)는 일방향 커플링 메커니즘(114, 224)의 일 부분을 형성한다.
이제 도 6을 참조하면, 메인 로커 암(600)은 모션 수신 단부(602) 및 모션 부여 단부(604)를 포함한다. 모션 수신 및 부여 단부(602, 604) 사이에, 로커 샤프트(미도시)를 수용하여 로커 샤프트를 중심으로 하는 로커 암(600)의 왕복 모션을 허용하도록 구성된 로커 샤프트 개구(606)가 제공된다. 도시된 실시형태에서, 로커 암(600)의 모션 수신 단부(602)는 메인 밸브 작동 모션 소스(108)로부터 밸브 작동 모션을 수신하기 위한 롤러 팔로우(603)를 포함한다.
로커(600)의 모션 부여 단부(604)는 상술된 보스(316) 및 유압 래시 조절기(518)와 유사한 유압 래시 조절기(610)를 갖는 유압 래시 조절기 보스(608)를 포함한다. 더 도시되는 바와 같이, 로커 암(600)은 로커 암(600)으로부터 멀어지게 측 방향으로 확장되는 모션 부여 단부(604)에 있는 확장부(612)를 포함한다. 확장부(612)의 상측 표면(614)은 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 로커 암(600)이 다른 로커 암에 밸브 작동 모션을 전달하도록 하지만, 밸브 작동 모션을 다른 로커 암으로 수신하지 못하도록 하는 접촉 표면을 설정한다. 따라서, 확장부(612)는 일방향 커플링 메커니즘(114)의 일 부분을 형성한다. 이러한 특정 실시형태에서, 확장부(612)는 확장부(612)의 하측 표면(614)이 조정될 수 있도록 하는 조정 가능한 접촉 표면(616)(또한, 도 12, 도 15 및 도 18에 도시됨)을 포함한다. 대안적으로, 특히 유압 래시 조절기가 밸브 작동 시스템에 통합되는 경우, 접촉 표면(616)은 고정될 수 있으며, 즉 조정 불가능할 수 있다.
이제 도 7 및 도 8을 참조하면, 제3 로커 암(700)은, 메인 밸브 작동 모션 소스(210)로부터 밸브 작동 모션을 수신하기 위해 장착된 액슬(705) 및 롤러 팔로워(704)를 갖는 모션 수신 단부(702)만을 포함한다는 점에서 하프 로커를 포함한다. 더 예시되는 바와 같이, 로커 샤프트(미도시)를 수용하여 로커 샤프트를 중심으로 하는 로커 암(700)의 왕복 모션을 허용하도록 구성된 로커 샤프트 개구(706)가 제공된다.
도 8에 가장 잘 도시된 바와 같이, 제3 로커 암(700)은 제3 로커 암(700)에 형성된 보어(801) 내에 배치된 접철 메커니즘(802)를 포함하며, 이 접철 메커니즘(802)은 후술되는 다른 로커 암의 접철 메커니즘 접촉 표면과의 접촉을 설정한다. 특히, 도 8에 도시된 접철 메커니즘(802)은 보어(801)에 배치된 하우징(810)을 포함하는 유압 작동식 잠금 메커니즘이다. 하우징(810)은 예를 들어, 하우징(810)과 하우징 보어(801) 사이의 유지 링과의 나사 결합, 억지 끼워맞춤 또는 슬립 끼워맞춤을 통해 하우징 보어(801)에 고정적으로 유지된다. 예시된 실시형태에서 하우징(810)이 제공되지만, 본원에 설명된 하우징(810)의 특징부는 제3 로커 암(700)의 바디에 직접적으로 제공될 수 있다는 점이 이해된다. 여하튼, 이어서, 하우징(810)은 내부에 활주 가능하게 배치된 외측 플런저(812)를 갖는 보어(811)를 포함한다. 보어(801) 외부로 연장되는 외측 플런저(812)의 단부는 볼(822) 및 스위블(824)을 갖는 캡(822)에 의해 종단되며, 이들은 아래에 설명된 접철 메커니즘 접촉 표면과 집합적으로 접촉을 설정한다. 외측 플런저(812)는 또한 내측 플런저(814)가 내부에 활주 가능하게 배치된 보어(813)를 갖는다. 도시된 실시형태에서, 잠금 스프링(820)은 내측 플런저(814)를 외측 플런저 보어(813) 안으로 편향시킨다. 잠금 스프링(820)에 의해 제공되는 편향력이 반대되지 않는 한, 내측 플런저(814)는 외측 플런저 보어(813) 안으로 편향되어 잠금 요소(816)가 외측 플런저(812)의 측벽에 형성된 개구를 통해 연장되게 한다. 추가로 도시되는 바와 같이, 하우징(810)은 이의 내측 벽에 형성된 외측 리세스(818)를 갖는다. 잠금 요소(816)가 연장되고 외측 리세스(818)와 정렬되는 경우, 외측 플런저(812)는 하우징 보어(811) 내에서 미끄러짐 운동되는 것이 기계적으로 방지되며, 즉, 이는 외측 플런저(812)가 제3 로커 암(700)에 적용되는 임의의 밸브 작동 모션에 관계없이 연장된 위치에 유지되도록 하우징(810)에 대해 고정된다. 결과적으로, 제3 로커 암(700)에 적용된 임의의 밸브 작동 모션은 접철 메커니즘(802) 및 접철 메커니즘 접촉 표면을 통해 다른 로커 암(미도시)으로 전달되며, 즉, 접철 메커니즘(802)는 제1 접철 메커니즘 상태에서 작동된다.
하우징(810)은 또한, 이의 외측 측벽 표면 상에 형성된 환형 채널(830), 및 제1 로커 암(204)에 형성된 통로(미도시)로부터 유압 유체를 수용할 수 있는 하우징의 측벽을 통해 연장되는 방사상 개구(832)를 포함한다. 따라서 공급된 유압 유체는, 유압 유체에 의해 가해지는 압력이 잠금 스프링(820)에 의해 제공되는 편향을 상쇄시키고 내측 플런저(814)가 외측 플런저 보어(813) 외부로 미끄럼 운동되도록 (외측 플런저(813)의 개구부(미도시)를 통해)추가로 외측 플런저 보어(813)로 라우팅될 수 있다. 이렇게 함에 따라, 내측 플런저(814)의 감소된 직경 부분은 잠금 요소(816)와 정렬되어 잠금 요소(816)가 후퇴되어 외측 리세스(818)와 분리될 수 있게 한다. 이러한 상태에서, 외측 플런저(812)는 하우징 보어(811) 안으로 더 미끄럼 운동되도록 허용되며, 즉, 이는 잠금이 해제된다. 결과적으로, 제3 로커 암(700)에 적용된 임의의 밸브 작동 모션은 이러한 모션이 단순히 외측 플런저(812)가 하우징 보어(810) 내에서 왕복되게 하는 정도로 접철 메커니즘(802)을 통해 다른 로커 암으로 전달되지 않으며, 즉, 접철 메커니즘(802)는 제2 접철 메커니즘 상태에서 작동된다.
도 7 및 도 8에 추가로 도시된 바와 같이, 탄성 요소(708)(도시된 바와 같이, 예를 들어 압축 스프링)가 제공되어 제3 로커 암(700)에 편향되고 제3 로커 암(700)이 메인 밸브 작동 모션 소스와 접촉되도록 가압할 수 있다. 도 8에 가장 잘 도시된 바와 같이, 탄성 요소(708)는 외측 플런저(812), 캡(822), 볼(822) 및 스위블(824) 주위에 배치되고, 일 단부에서 제3 로커 암(700)에 추가로 접하는 한편, 탄성 요소(708)의 다른 단부는 다른 로커 암(미도시)과 접한다. 이렇게 구성된 탄성 요소(214)는 제1 로커 암(204)을 제2 로커 암(206)으로부터 멀어지게 하고 모션 소스와 접촉되도록 편향시킨다. 일 실시형태에서, 제3 로커 암(700)이 메인 모션 소스, 예를 들어 캠 베이스 서클 상에 과도한 부하를 가하지 않는 점을 보장하기 위해서 이동 제한기가 제공될 수 있다. 이는 제3 로커 암(700)의 메인 모션 소스를 향한 회전을 제한하도록 구성된 고정된 표면(즉, 제3 로커 암(700)의 왕복에 대해 움직이지 않음)의 사용을 통해 제공될 수 있다.
이제 도 9를 참조하면, 제1 로커 암(900)의 제1 실시형태가 예시되며, 여기서 제1 로커 암은 모션 부여 단부(904)만을 갖는 하프 로커이다. 로커 샤프트(미도시)를 수용하여 로커 샤프트를 중심으로 하는 로커 암(900)의 왕복 모션을 허용하도록 로커 샤프트 개구(906)가 제공된다. 도 6의 실시형태와 유사하게, 로커(900)의 모션 부여 단부(904)는 유압 래시 조절기(910)를 갖는 유압 래시 조절기 보스(908)를 포함한다. 더 도시되는 바와 같이, 로커 암(900)은 로커 암(900)으로부터 멀어지게 측 방향으로 연장되는 모션 부여 단부(904)에 있는 확장부(912)를 포함한다. 확장부(912)의 상측 표면(914)은 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 로커 암(900)이 다른 로커 암에 밸브 작동 모션을 전달하도록 하지만, 밸브 작동 모션을 다른 로커 암으로 수신하지 못하도록 하는 접촉 표면을 설정한다. 따라서, 확장부(912)는 일방향 커플링 메커니즘(224)의 일 부분을 형성한다. 이러한 특정 실시형태에서, 확장부(912)는 확장부(912)의 하측 표면(914)이 조정될 수 있도록 하는 조정 가능한 접촉 표면(616)(또한, 도 12, 도 15 및 도 18에 도시됨)을 포함한다. 대안적으로, 특히 유압 래시 조절기가 밸브 작동 시스템에 통합되는 경우, 접촉 표면(916)은 고정될 수 있으며, 즉 조정 불가능할 수 있다.
도 9에 추가로 도시된 바와 같이, 모션 부여 단부(904)는 볼트(922) 및 스위블(918)을 지지하는 상향 확장 플랜지 또는 보스(924)를 더 포함한다. 차례로, 스위블(918)은 접철 메커니즘(802)의 일부를 형성하는 대응되는 스위블(824)과 접촉되도록 구성되고 위치되는 접철 메커니즘 접촉 표면(920)을 정의한다. 다양한 실시형태에서, 볼트(922)는 고정되거나 조정 가능할 수 있다.
이제 도 10을 참조하면, 제1 로커 암(1000)의 제2 실시형태는 동일한 참조 번호로 표시된 바와 같이 도 9에 예시된 것과 실질적으로 유사한 특징부를 포함한다. 그러나, 도 9의 실시형태와 달리, 제1 로커 암(1000)의 제2 실시형태는 모션 수신 단부(1002)도 포함한다는 점에서 풀(full) 로커이다. 또한, 예시된 실시형태에서, 로커 암(1000)의 모션 수신 단부(1002)는 내부에 배치된 제2 액추에이터(1010)를 갖는 제2 액추에이터 보스(1008)를 포함한다. 제2 액추에이터(1010)는 보조 밸브 작동 모션 소스(214)로부터 보조 밸브 작동 모션을 수신하기 위해 장착된 롤러 팔로워(1014)를 갖는 액슬(1012)을 지지한다.
도 1에 예시된 시스템 및 도 3 내지 도 6의 로커 구현예에 따른 밸브 작동 시스템의 실시예가 도 11 및 도 12와 관련하여 더 예시된다. 도시된 바와 같이, 메인 로커 암(600) 및 보조/제2 로커 암(300) 각각은 이들의 동작 수신 단부에 있는, 당 업계에 알려진 캠 샤프트 상에 상주하는 캠의 형태인 밸브 구동 모션 소스(108, 110)로부터 밸브 작동 모션을 수신하도록 구성된 적절한 팔로워(603, 312)를 포함한다. 상술된 바와 같이, 보조/제2 로커(300) 용 롤러 팔로워(312)는 제1 액추에이터(504) 상에 상주한다. 모션 부여 단부에서, 로커(300, 600)는 각각 제1 및 제2 엔진 밸브(미도시)와 결합되도록 구성된 적절한 피봇 요소 또는 스위블(1202, 1204)을 포함하며, 이 스위블(1202, 1204)은 대응되는 유압 래시 조절기 상에 장착된다. 더 도시되는 바와 같이, 메인 로커 암(600) 및 보조/제2 로커(300)는 각각, 상술된 바와 같이, 다른 로커를 향해 확장되는 각각의 확장부(612, 402)를 포함한다. 도 3에 가장 잘 도시된 바와 같이, 메인 로커 확장부(612)는 위에 위치되고 보조 로커 확장부(402)와 중첩된다. 확장부들(612, 402) 사이에는 조정 가능한 접촉 표면(614)이 제공된다. 이와 같이 구성된 메인 로커 암(600)은 보조/제2 로커(300)로 모션을 전달할 수 있지만 보조/제2 로커 암(300)은 메인 로커 암(100)으로 모션을 전달할 수 없다.
도 2에 예시된 시스템 및 도 3 내지 도 5 및 도 7 내지 도 9의 로커 구현예에 따른 밸브 작동 시스템의 실시예가 도 13 내지 도 15와 관련하여 더 예시된다. 본 실시형태에서, 선택적 보조 모션 소스(214) 및 액추에이터(222)는 포함되지 않는다. 따라서, 제1 로커 암(900) 및 제3 로커 암(700)은 하프 로커이다. 제3 로커 암(700)은, 도 14에 가장 잘 도시된 바와 같이, 롤러 팔로워(704)를 포함한다. 편향 스프링(708)이 제1 및 제3 로커 암(900, 700) 사이에 배치되며, 이 스프링은 제3 로커 암(700)을 메인 모션 소스(210)와의 지속적인 접촉으로 편향시킨다. 바이어스 스프링(708)에 의해 가려져 있지만, 이 실시형태에서, 제3 로커 암(700)은 제1 로커 암(900)과 접촉되도록 연장될 수 있는 접철 메커니즘을 포함한다. 당업자에 의해 이해되는 바와 같이, 바이어스 스프링(708)은 밸브 작동 시스템에 포함된 임의의 유압 래시 조절기에 부하를 가할 것이다. 이러한 편향이 모든 상황에서 허용된다면, 유압 래시 조절기는 결국 최소 길이 상태로 접철되며, 이는 우선, 유압 래시 조절기의 목적을 불가능하게 만들 것이다. 따라서, 이것이 발생하는 것을 방지하기 위해, 바이어스 스프링(708)의 이동을 제한하는, 즉 제1 및 제3 로커 암(900, 700)에 바이어스를 계속 적용하는 것을 방지하도록 제한하는 이동 제한기가 포함될 수 있다. 이러한 방식으로, 특히, 캠의 베이스 서클에서, 밸브 작동 모션이 대응되는 제1 엔진 밸브에 적용되지 않을 때, 즉, 캠이 밸브 작동 모션을 제공하는 경우, 유압 래시 조절기의 접철이 방지된다.
또한, 이러한 실시형태에서, 제2 로커 암(300)은 이의 동작 수신 단부에 있는 액추에이터(504)를 포함하며, 이 액추에이터는 도시된 바와 같이 롤러 팔로워(312)를 지지한다. 도 15에 가장 잘 도시된 바와 같이, 그리고 도 11 및 도 12에 예시된 실시형태와 유사하게, 제1 로커 암(900)은 제2 로커 암(300)의 방향으로 확장되는 확장부(912)를 포함하고, 제2 로커 암(300)은 제1 로커 암(900)의 방향으로 확장되는 확장부(402)를 포함한다. 마찬가지로, 확장부(912, 402)는 밸브 작동 모션이 제1 로커 암(900)으로부터 제2 로커 암(300)으로 전달될 수 있도록 서로 중첩되지만, 이의 반대로는 그렇지 않다.
도 2에 예시된 시스템 및 도 3 내지 도 5 및 도 7, 도 8 및 도 10의 로커 구현예에 따른 밸브 작동 시스템의 실시예가 도 16 내지 도 18과 관련하여 더 예시된다. 도 16 내지 도 18의 실시형태에 예시된 구성요소는, 달리 언급되지 않는 한, 도 13 내지 도 15에 예시된 동일 번호의 구성요소와 실질적으로 동일한 방식으로 구성되고 동작한다.
도 13 내지 도 15의 실시형태와 달리, 제1 로커 암(1000)은 제2 액추에이터(1010) 상에 배치된 롤러 팔로워(1014)를 포함한다. 따라서, 상술된 바와 같이, 제2 액추에이터(1010)는 선택적 보조 모션 소스(214)에 의해 제공되는 보조 밸브 모션을 선택적으로 픽업하거나 손실하도록 제어될 수 있다. 도 16에서, 편향 스프링(708)은 접철 메커니즘(802) 및 접철 메커니즘 접촉 표면(920)이 가시적이도록 압축되지 않은 상태로 도시되는 점을 주의한다. 추가적으로, 이 실시형태에서 그리고 도 18에 가장 잘 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 로커 암(1000, 300) 모두는 각각 엔진 밸브(미도시)와 결합되기 위해 적합한 피봇(1802, 1804)을 포함하며, 이 스위블(1802, 1804)은 대응되는 유압 래시 조절기 상에 장착된다.
특정 바람직한 실시형태가 도시되고 설명되었지만, 당업자는 본 교시로부터 벗어나지 않으면서 변형예 및 수정예가 만들어질 수 있다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 상술된 교시의 임의의 그리고 모든 수정예, 변형예 또는 균등물은 위에서 개시되고 본원에서 청구된 기본적 근본 원리의 범위 내에 있다는 점이 고려된다. 예를 들어, 접철 메커니즘의 특정 구현이 위에서 설명되었지만, 다른 유형의 접철 메커니즘이 채용될 수 있다는 점이 이해된다.

Claims (19)

  1. 내연 기관의 실린더와 연관된 적어도 2개의 엔진 밸브를 작동시키기 위한 시스템에 있어서,
    상기 적어도 2 개의 엔진 밸브 중 제1 엔진 밸브를 작동시키기 위해 상기 제1 엔진 밸브에 작동 가능하게 연결된 적어도 하나의 메인 로커 암 - 상기 적어도 하나의 메인 로커 암은 메인 밸브 작동 모션 소스로부터 적어도 메인 밸브 작동 모션을 수신하도록 구성됨 -;
    상기 적어도 2 개의 엔진 밸브 중 제2 엔진 밸브를 작동시키기 위해 상기 제2 엔진 밸브에 작동 가능하게 연결된 제2 로커 암 - 상기 제2 로커 암은 제1 보조 밸브 작동 모션 소스로부터 제1 보조 밸브 작동 모션을 수신하도록 구성되며, 상기 제2 로커 암은, 제1 액추에이터 제1 상태에서, 상기 제2 로커 암과 상기 제2 엔진 밸브를 커플링(couple)하여 상기 제2 로커 암으로부터 상기 제2 엔진 밸브로의 상기 제1 보조 밸브 작동 모션의 전달을 허용하도록 구성되며, 제1 액추에이터 제2 상태에서, 상기 제2 로커 암과 상기 제2 엔진 밸브를 디커플링(decouple)하여 상기 제2 로커 암으로부터 상기 제2 엔진 밸브로의 상기 보조 밸브 작동 모션의 전달을 방지하도록 구성된 유압 제어식 제1 액추에이터를 더 포함함 -; 및
    상기 메인 밸브 작동 모션이 항상 상기 적어도 하나의 메인 로커 암으로부터 상기 제2 로커 암으로 전달되도록, 그리고 상기 제1 보조 밸브 작동 모션이 상기 제2 로커 암으로부터 상기 적어도 하나의 메인 로커 암으로 전달되지 않도록, 상기 적어도 하나의 메인 로커 암과 상기 제2 로커 암 사이에서, 상기 적어도 하나의 메인 로커 암과 상기 제2 로커 암의 모션 부여 단부에 배치된 일방향 커플링 메커니즘을 포함하는 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 메인 로커 암의 모션 부여 단부에 배치된 유압 래시 조절기를 더 포함하는 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제2 로커 암의 모션 부여 단부에 배치된 유압 래시 조절기를 더 포함하는 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 액추에이터는 상기 제2 로커 암의 모션 수신 단부에 배치되는, 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1 액추에이터는 상기 제2 로커 암의 모션 부여 단부에 배치되는, 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 일방향 커플링 메커니즘은,
    상기 적어도 하나의 메인 로커 암에 의해 제공되는 제1 접촉 표면; 및
    상기 제2 로커 암에 의해 제공되는 제2 접촉 표면을 포함하며,
    상기 제1 및 제2 접촉 표면은, 상기 메인 밸브 작동 모션이 상기 제1 및 제2 접촉 표면들 사이의 접촉을 유발하는 반면, 상기 제1 보조 밸브 작동 모션이 상기 제1 및 제2 접촉면들 사이에 접촉을 유발하지 않도록 구성되는, 시스템.
  7. 제6항에 있어서, 상기 일방향 커플링 메커니즘은,
    상기 적어도 하나의 메인 로커 암으로부터 상기 제2 로커 암을 향해 확장되고 상기 제1 접촉 표면을 포함하는 제1 확장부; 및
    상기 제2 로커 암으로부터 상기 적어도 하나의 메인 로커 암을 향해 확장되고 상기 제2 접촉 표면을 포함하는 제2 확장부를 포함하는, 시스템.
  8. 제6항에 있어서, 상기 제1 접촉 표면 또는 상기 제2 접촉 표면은 조정 가능한 접촉 표면을 포함하는, 시스템.
  9. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 메인 로커 암은,
    상기 제1 엔진 밸브를 작동시키도록 구성된 제1 로커 암 - 상기 일방향 커플링 메커니즘은 상기 제1 로커 암과 상기 제2 로커 암 사이에서 상기 제1 로커 암과 상기 제2 로커 암의 모션 부여 단부에 배치됨 -;
    상기 메인 밸브 작동 모션 소스로부터 상기 메인 밸브 작동 모션을 수신하도록 구성된 제3 하프(half) 로커 암; 및
    제1 접철 메커니즘 상태에서, 상기 제3 하프 로커 암과 상기 제1 로커 암을 커플링하여 상기 제3 하프 로커 암으로부터 상기 제1 로커 암으로의 상기 메인 밸브 작동 모션의 전달을 허용하도록 구성되고, 제2 접철 메커니즘 상태에서, 상기 제3 하프 로커 암과 상기 제1 로커 암을 디커플링하여 상기 제3 하프 로커 암으로부터 상기 제1 및 제2 로커 암으로의 상기 메인 밸브 작동 모션의 전달을 방지하도록 구성된 접철 메커니즘을 포함하는, 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 상기 접철 메커니즘은 상기 제3 하프 로커 암에 배치되는, 시스템.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제1 로커 암은 접철 메커니즘 접촉 표면을 포함하는, 시스템.
  12. 제9항에 있어서, 상기 접철 메커니즘은 상기 제1 로커 암에 배치되는, 시스템.
  13. 제9항에 있어서, 상기 접철 메커니즘은 잠금 메커니즘을 포함하는, 시스템.
  14. 제9항에 있어서, 상기 제3 하프 로커 암은 상기 제3 하프 로커 암을 상기 메인 밸브 작동 모션 소스와 접촉되도록 편향시키기 위해 탄성 요소와 협력적으로 결합되도록 구성된 탄성 요소 접촉 표면을 포함하는, 시스템.
  15. 제9항에 있어서, 상기 제1 로커 암은 하프 로커 암인, 시스템.
  16. 제15항에 있어서, 상기 제3 하프 로커 암을 상기 메인 밸브 작동 모션 소스와 접촉되도록 편향시키기 위해 상기 제3 하프 로커 암과 상기 제1 로커 암 사이에 배치되는 탄성 요소를 더 포함하는 시스템.
  17. 제16항에 있어서, 상기 제1 로커 암에 가해지는 부하를 제한하기 위해 상기 탄성 요소의 이동을 제한하도록 구성된 이동 제한기를 더 포함하는 시스템.
  18. 제9항에 있어서, 상기 제1 로커 암은 제2 보조 밸브 작동 모션 소스로부터 제2 보조 밸브 작동 모션을 수신하도록 구성되는, 시스템.
  19. 제18항에 있어서, 상기 제1 로커 암은, 제2 액추에이터 제1 상태에서, 상기 제1 로커 암과 상기 제1 엔진 밸브를 커플링하여 상기 제1 로커 암으로부터 상기 제1 엔진 밸브로의 상기 제2 보조 밸브 작동 모션의 전달을 허용하도록 구성되며, 제2 액추에이터 제2 상태에서, 상기 제1 로커 암과 상기 제1 엔진 밸브를 디커플링하여 상기 제1 로커 암으로부터 상기 제1 엔진 밸브로의 상기 제2 보조 밸브 작동 모션의 전달을 방지하도록 구성된 유압 제어식 제2 액추에이터를 포함하는, 시스템.
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