KR102645207B1 - 엔진 밸브 구동 시스템에서의 래시 조절기 제어 - Google Patents

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저스틴 디. 발트러키
가브리엘 에스. 로버츠
마테이 알렉산드루
존 맨델
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자콥스 비히클 시스템즈, 인코포레이티드.
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Abstract

내연 기관에서 밸브 구동을 위한 시스템은 유형 II 밸브 트레인 아키텍처를 포함한 전용 캠 환경에서 HLA 잭킹의 방지에 특히 적합한 유압식 래시 조절기 및 밸브 구동 밸브 트레인 구성요소를 위한 구성을 제공한다. 일 구현예에서, 메인 이벤트 밸브 트레인과 연관된 스트로크 제한 스프링 편향 피스톤을 포함할 수 있는 래시 조절기 로딩 구성요소는 잭킹을 방지하기 위해 일정한 압축력 하에서 래시 조절기를 유지시킨다.

Description

엔진 밸브 구동 시스템에서의 래시 조절기 제어
본 개시내용은 일반적으로 내연 기관에서 밸브를 구동시키기 위한 시스템에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 개시내용은 래시 조절기의 과대 연장을 제어 및 방지하기 위한 특징을 포함하는 엔진 밸브 구동 시스템에 관한 것이다.
내연 기관은 작동 중에 하나 이상의 연소실로 가연 성분인 통상적으로 연료 및 공기의 흐름을 제어하기 위한 밸브 구동 시스템을 필요로 한다. 이러한 시스템은 엔진 작동 중에 흡기 및 배기 밸브의 모션 및 타이밍을 제어한다. 포지티브 동력 모드에서, 흡기 밸브는 연소를 위해 연료 및 공기가 실린더로 들어가도록 개방되고, 배기 밸브는 이후 연소 생성물이 실린더에서 빠져나가도록 개방된다. 이러한 작동은 통상적으로 엔진의 "포지티브 동력" 작동이라 하며, 포지티브 동력 작동 중에 밸브에 가해진 모션은 통상적으로 "메인 이벤트" 밸브 구동 모션이라 한다. 엔진 제동(동력 흡수)을 초래하는 모션과 같은 보조 밸브 구동 모션은 하나 이상의 엔진 밸브에 부여된 "보조" 이벤트를 사용하여 달성될 수 있다.
메인 이벤트 포지티브 동력 작동 모드 중에 밸브 이동은 통상적으로 모션 소스로서 하나 이상의 회전 캠에 의해 제어된다. 밸브 트레인에 배치된 캠 팔로워, 푸시 로드, 로커 암 및 기타 요소는 캠 표면으로부터 밸브로 모션을 직접 전달한다. 밸브 브리지를 사용하면 단일 상류 밸브 트레인으로부터 복수의 밸브에 모션을 부여할 수 있다. 보조 이벤트의 경우, 보조 이벤트 밸브 이동이 가능하도록 밸브 트레인에서 "로스트 모션(lost motion)" 장치를 이용할 수 있다. 로스트 모션 장치는 밸브 모션이 다른 방식으로 각각의 캠 표면 단독에 의한 구동 결과로 발생했을 모션과 비교하여 수정되는 기술적 해결책의 한 부류를 지칭한다. 로스트 모션 장치는, 밸브의 메인 이벤트 작동에 추가로 또는 이에 대한 대안으로, 보조 이벤트의 선택적인 발생이 용이하도록 길이, 강성, 또는 압축률이 변경되고 제어될 수 있는 장치를 포함할 수 있다. 보조 이벤트는 별도의 보조 또는 제동 캠과 밸브 트레인이 보조 이벤트의 선택적인 발생이 용이하도록 하나 이상의 밸브에 보조 모션을 부여하는 데 사용될 수 있는 전용 캠 시스템에 의해 용이하게 될 수도 있다.
래시 조절 특징은 통상적으로 과도한 소음, 진동, 충격력 및 마모를 유발할 수 있는 밸브 트레인 구성요소 사이의 과도한 간극인 래시를 용이하게 제거하기 위해 밸브 구동 시스템에 제공된다. 예를 들어, 제동 이벤트 동안, 상당한 래시가 엔진 밸브 트레인에 도입될 수 있다. 통상적으로 유압식 래시 조절기("HLA's")인 래시 조절기는 통상적으로 밸브 트레인이 제로 리프트 아래에 있거나 무부하 상태일 때 밸브 사이클의 일 부분 동안 래시 테이크업 모드에서 유압 하에 확장되도록 협력한 후, 통상적으로 예를 들어 메인 이벤트 구동 중에 밸브 트레인이 고부하 상태일 때 밸브 사이클의 밸브 개방 부분 동안 유압 "잠금" 또는 비압축성 모드를 취하는 기계적 구성요소를 포함할 수 있다. HLA 사용과 관련된 한 가지 문제는 HLA가 테이크업 모드에서 너무 멀리 연장될 수 있고 과도하게 연장된 위치에서 유압으로 잠길 때 발생할 수 있는 HLA의 과대 연장 또는 "잭킹(jacking)"을 방지하는 것이다. 이는 과도한 밸브 트레인 힘 및 기타 바람직하지 않은 결과를 초래할 수 있다. 이와 같이, HLA에 적절한 부하를 유지함으로써 잭킹을 방지하기 위해 또는 HLA 연장을 제한하기 위해 종래 기술에서 조치가 취해져 왔다.
로스트 모션 캠 시스템은 통상적으로 동일한 캠 로브에 대해 상이한 프로파일링형 리프트 섹션을 갖는 적어도 하나의 캠을 사용하여 각각의 메인 이벤트 및 하나 이상의 보조 이벤트에 대해 모션을 부여한다. 이러한 상이한 프로파일링형 리프트 섹션은 밸브 트레인에 위치된 피스톤 또는 액추에이터와 같은 별도의 로스트 모션 메커니즘을 사용하여 활성화 또는 비활성화된다. 예시적인 보조 이벤트는 엔진 제동, 조기 배기 밸브 개방(EEVO) 또는 후기 흡기 밸브 폐쇄(LIVC) 리프트 이벤트를 포함하며, 밸브 세트의 하나 이상의 밸브(즉, 각각의 실린더에 대한 2개의 배기 밸브)에 부여될 수 있다. 로스트 모션 제동 시스템과 같은 로스트 모션 보조 밸브 리프트 시스템은 메인 이벤트 모션에서 2개의 엔진 밸브를 구동시키기 위해 로스트 모션 캠과 연관된 단일 로커 및 로커와 연관된 밸브 브리지를 이용할 수 있다. 밸브 중 하나의 보조 밸브 리프트 또는 제동 모션은, 로커에 수용될 수 있고 브리지에 배치되고 이에 대해 독립적인 모션을 제공하는 브리지 핀을 통해 밸브에 보조 또는 제동 모션을 선택적으로 부여할 수 있는 로스트 모션 장치인, 보조 밸브 리프트 또는 제동 액추에이터에 의해 용이하게 된다. 보조 밸브 리프트 또는 제동 액추에이터는 로스트 모션 캠 상의 보조 또는 제동 이벤트 리프트 프로파일 섹션 또는 로브가 엔진 제동과 같은 보조 이벤트가 요구될 때만 밸브에서 보조 또는 제동 모션을 초래하도록 선택적으로 활성화 및 비활성화된다.
반면에, 전용 캠 밸브 구동 시스템은 전용 보조 모션 소스 및 전용 보조 밸브 트레인 구성요소를 이용할 수 있으며, 이 중 적어도 일부는 메인 이벤트 모션 소스 및 밸브 트레인과 분리되어 보조 이벤트를 용이하게 한다. 예를 들어, 그 기술 요지가 본원에서 참조로서 그 전체가 통합되는 Meistrick의 미국 특허 제8,851,048호는 메인 이벤트 모션이 밸브 브리지 및 궁극적으로 이와 협력하는 2개의 엔진 밸브에 부여되는 전용 캠 시스템을 설명하고 있다. 엔진 밸브 중 하나의 보조 모션은 보조 로커와 협력하여 밸브 브리지 내의 브리지 핀을 통해 궁극적으로 하나의 엔진 밸브에 보조 모션을 전달하여 제동 이벤트와 같은 보조 이벤트를 야기하는 전용 보조 모션 소스(캠)에 의해 용이하게 될 수 있다.
전용 캠 밸브 구동 시스템은, "Design and Development of a 2-Step Rocker Arm"이란 명칭의 SAE 기술 문서 2007-01-1285에 설명된 바와 같이, 일반적으로 "유형 II" 밸브 트레인 아키텍처로 알려진 시스템이 포함할 수 있다. 이러한 아키텍처는 일단에서 펄크럼을 중심으로 회동하는 로커 암을 포함할 수 있으며, 그 대향 단부는 밸브 또는 밸브와 협력하는 밸브 트레인 구성요소와 치합한다. 메인 이벤트 모션은 메인 이벤트 캠과 같은 메인 이벤트 모션 소스에 의해 로커 암의 중앙 또는 중간 위치에서 부여될 수 있다. 이러한 시스템은 래시 조절기를 이용할 수 있다. 유형 II 아키텍처에서, 래시 조절기는 메인 이벤트 부하 경로에 직접 배치되지 않고, 대신 메인 이벤트 부하에 대한 반력 역할을 할 수 있으며, 예를 들어 로커 암 피벗의 상대 이동에 의해 래시가 조절되는 위치에 배치될 수 있다.
전용 캠 및 로커와 같은 전용 보조 모션 소스 또는 메인 이벤트 모션 소스와 분리될 수 있는 볼트-온 마스터/슬레이브 브레이크에 의해 보조 모션이 용이하게 되는 엔진 환경에서, 전술한 유형 II 아키텍처 및 기타 환경에서, 래시 조절기의 과대 연장을 방지하는 데 어려움이 있을 수 있다.
그러므로, 종래 기술의 전술한 단점 및 기타 단점을 해결하는 시스템을 제공하는 것이 유리할 것이다.
전술한 과제에 대응하여, 본 개시내용은 로스트 모션 및 전용 캠 보조 모션 시스템 둘 모두에 적용될 수 있는 래시 조절기의 과대 연장을 제어 및 방지하기 위한 특징을 갖는 밸브 구동 시스템의 다양한 실시예를 제공한다. 보다 구체적으로, 본 개시내용은 래시 조절기 로딩 구성요소가 과대 연장을 방지하기 위해, 다른 밸브 트레인 구성요소를 통해, 래시 조절기와 직접적으로 또는 간접적으로 협력할 수 있는 시스템을 설명한다. 래시 조절기 로딩 구성요소는 밸브 트레인 애의 다양한 요소에 배치되거나 이와 협력할 수 있고, 래시 조절기가 다른 방식으로 과대 연장되는 경향이 있을 때 엔진 사이클 동안 때때로 래시 조절기에 편향력을 가하거나 이의 적용을 용이하게 할 수 있다. 그러므로, 설명된 시스템은 래시 조절기 작동을 용이하게 하고 통합된 로스트 모션 및 전용 보조 캠/밸브 트레인 엔진 환경 둘 모두에서 래시 조절기의 과대 연장 또는 "잭킹" 위험을 감소시킨다.
일 양태에 따르면, 내연 기관에서 둘 이상의 엔진 밸브 중 적어도 하나를 구동시키기 위한 시스템은 메인 이벤트 모션 소스; 메인 이벤트 모션 소스로부터의 모션을 메인 이벤트 부하 경로를 통해 적어도 하나의 밸브로 전달하기 위한 메인 이벤트 밸브 트레인; 보조 이벤트 모션 소스; 보조 모션을 적어도 하나의 밸브로 전달하기 위한 보조 이벤트 밸브 트레인; 메인 이벤트 부하 경로와 협력하는 래시 조절기; 및 래시 조절기와 협력하는 래시 조절기 로딩 구성요소를 포함할 수 있다.
본 개시내용의 다른 양태에 따르면, 내연 기관에서 전용 캠 시스템에 특히 적합할 수 있는 둘 이상의 엔진 밸브 중 적어도 하나를 구동시키기 위한 장치 또는 시스템은 메인 이벤트 모션 소스, 메인 이벤트 모션 소스로부터의 모션을 제1 부하 경로를 통해 밸브 브리지로 전달하기 위한 메인 이벤트 밸브 트레인, 메인 이벤트 모션 소스와 별도인 보조 이벤트 모션 소스, 보조 모션 소스로부터의 모션을 제2 부하 경로를 통해 둘 이상의 엔진 밸브 중 하나로 전달하기 위한 보조 이벤트 밸브 트레인, 제1 부하 경로에 배치된 래시 조절기, 및 래시 조절기의 과대 연장을 방지하기 위해 제1 부하 경로에 배치된 래시 조절기 로딩 구성요소를 포함할 수 있다. 래시 조절기 로딩 구성요소는 밸브 브리지에 배치된 스트로크 제한 스프링 장진형 피스톤 또는 로커와 같은 다른 메인 이벤트 밸브 트레인 구성요소를 포함할 수 있고, 상한 및 하한에 의해 정의된 고정 스트로크 및 보조 이벤트 동안 래시 조절기 연장을 제어하기 위해 래시 조절기에 대해 피스톤을 편향시키기 위한 압축 스프링과 같은 편향 구성요소를 구비할 수 있다. 래시 조절기 로딩 구성요소는 래시 조절기의 재충전을 가능하게 하는 래시 조절기 재충전 상태, 래시 조절기 로딩 구성요소가 래시 조절기에 편향력을 가하는 예압 상태, 및 래시 조절기 로딩 구성요소가 메인 이벤트 모션 소스로부터 밸브 브리지로 고부하를 전달하는 메인 이벤트 상태를 취할 수 있다. 메인 이벤트 모션 소스는 메인 이벤트 리프트 표면에 추가하여 예압 캠 표면 및 래시 조절기 재충전 캠 표면을 포함하여 래시 조절기 로딩 구성요소가 작동 동안 래시 조절기 재충전 및 예압 상태를 취하게 할 수 있다. 따라서, 래시 조절기 로딩 구성요소는 래시 조절기 재충전의 제어를 제공하고 별도의 메인 이벤트 및 보조 모션 소스를 포함할 수 있는 작동 환경에서 래시 조정기의 과대 연장을 방지할 수 있다.
본 개시내용의 다른 양태에 따르면, 내연 기관의 유형 II 밸브 트레인 아키텍처에서 전용 캠 시스템에 특히 적합할 수 있는 둘 이상의 엔진 밸브 중 적어도 하나를 구동시키기 위한 장치 또는 시스템이 제공된다. 본 시스템은 메인 이벤트 모션 소스, 메인 이벤트 모션 소스로부터의 모션을 제1 부하 경로를 통해 밸브 브리지로 전달하기 위한 메인 이벤트 밸브 트레인, 메인 이벤트 모션 소스와 별도인 보조 이벤트 모션 소스, 보조 모션 소스로부터의 모션을 제2 부하 경로를 통해 엔진 밸브로 전달하기 위한 보조 이벤트 밸브 트레인, 래시 조절기, 및 래시 조절기의 과대 연장을 방지하기 위해 제1 부하 경로와 협력하는 래시 조절기 로딩 구성요소를 포함할 수 있다. 래시 조절기 로딩 구성요소는 엔드 피벗형 로커 암, 피벗, 또는 다른 밸브 트레인 구성요소에 배치되거나 이와 협력적으로 연관되는 스트로크 제한 스프링 장진형 피스톤 또는 스프링 장진형 레버 암을 포함할 수 있다. 스프링 편향 피스톤은 상한 및 하한에 의해 정의된 고정 스트로크 및 보조 이벤트 동안 래시 조절기 연장을 제어하기 위해 래시 조절기에 대해 피스톤을 편향시키기 위한 압축 스프링과 같은 편향 구성요소를 구비할 수 있다. 래시 조절기 로딩 구성요소는 래시 조절기의 재충전을 가능하게 하는 래시 조절기 재충전 상태, 래시 조절기 로딩 구성요소가 래시 조절기에 편향력을 가하는 예압 상태, 및 래시 조절기 로딩 구성요소가 메인 이벤트 모션 소스로부터 밸브 브리지로 고부하를 전달하는 메인 이벤트 상태를 취할 수 있다. 메인 이벤트 모션 소스는 메인 이벤트 리프트 표면에 추가하여 예압 캠 표면 및 래시 조절기 재충전 캠 표면을 포함하여 래시 조절기 로딩 구성요소가 작동 동안 래시 조절기 재충전 및 예압 상태를 취하게 할 수 있다. 따라서, 래시 조절기 로딩 구성요소는 래시 조절기 재충전의 제어를 제공하고 별도의 메인 이벤트 및 보조 모션 소스를 포함할 수 있는 유형 II 작동 환경에서 래시 조정기의 과대 연장을 방지할 수 있다.
본 개시내용의 다른 양태 및 장점은 다음의 상세한 설명으로부터 당업자에게 명확해질 것이며, 이러한 양태는 포괄적이거나 제한적인 것으로 간주되어서는 안된다. 전술한 일반적인 설명 및 다음의 상세한 설명은 본 개시내용의 발명 양태의 예를 제공하기 위한 것으로, 첨부된 청구범위에 정의된 범위를 제한하거나 제약하는 것으로 해석되어서는 안된다.
본 발명의 전술한 및 기타 수반되는 이점 및 특징은 첨부된 도면과 함께 다음의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이며, 동일한 참조 부호는 전체에 걸쳐 동일한 요소를 나타낸다. 설명 및 실시예는 본 개시내용의 양태에 따른 예시적인 예로서 의도된 것이지 본원에 첨부된 청구범위에 기재된 발명의 범위를 제한하려는 것이 아님을 이해할 것이다.
도 1은 본 개시내용의 양태에 따른 밸브 구동 시스템의 개략적인 블록도이다.
도 2는 본 개시내용에 따른 밸브 구동 시스템 및 도 1의 시스템의 개략적인 예시적인 구현예이다.
도 3은 로스트 모션 캠 프로파일의 그래픽 표현이다.
도 4a는 도 1 및 2와 비교하여 수정된 구성에서 래시 조절기 및 래시 조절기 로딩 구성요소의 다른 구현예의 세부사항을 나타낸 단면도이다. 도 4b는 도 4a와 비교하여 수정된 구성에서 래시 조절기 및 래시 조절기 로딩 구성요소의 또 다른 구현예의 세부사항을 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 개시내용의 추가 양태에 따른 밸브 구동 시스템의 개략적인 블록도이다.
도 6은 본 개시내용에 따른 밸브 구동 시스템 및 도 5의 시스템의 개략적인 예시적인 구현예이다.
도 7은 본 개시내용의 추가 양태에 따른 전용 보조 모션 소스를 포함하는 밸브 구동 시스템의 개략적인 블록도이다.
도 8은 본 개시내용의 양태에 따른 래시 조절기 로딩 구성요소를 포함하는 전용 보조 모션 소스 시스템에서 사용될 수 있는 예시적인 밸브 구동 구성요소의 사시도이다.
도 9a는 래시 조절기의 재충전을 가능하게 하는 탑 아웃 위치에 도시된 래시 조절기 로딩 구성요소를 포함하는 도 8의 밸브 구동 시스템을 나타낸 단면도이다.
도 9b는 래시 조절기가 래시 조절기 로딩 구성요소로부터 전달된 편향력을 받는 예압 위치에 도시된 래시 조절기 로딩 구성요소를 포함하는 도 8의 밸브 구동 시스템을 나타낸 단면도이다.
도 9c는 메인 이벤트 모션이 밸브 브리지로 전달되는 바텀 아웃 위치에 도시된 래시 조절기 로딩 구성요소를 포함하는 도 8의 밸브 구동 시스템을 나타낸 단면도이다.
도 10은 크랭크샤프트 각도의 함수로서 각각의 메인 이벤트 및 보조 이벤트(제동) 밸브 리프트를 나타낸 도 8의 밸브 구동 시스템의 예시적인 작동의 그래픽 표현이다.
도 11은 예시적인 캠 표면의 상세도이다.
도 12는 유형 II 밸브 아키텍처에 관한 본 개시내용의 양태에 따른 밸브 구동 시스템(1200)의 개략도이다.
도 13은 유형 II 밸브 아키텍처에서 제1 예시적인 래시 조절기 로딩 구성요소 어레인지먼트의 개략도이다.
도 14는 유형 II 밸브 아키텍처에서 제2 예시적인 래시 조절기 로딩 구성요소 어레인지먼트의 개략도이다.
도 15는 유형 II 밸브 아키텍처에서 제3 예시적인 래시 조절기 로딩 구성요소 어레인지먼트의 개략도이다.
도 16은 유형 II 밸브 아키텍처에서 제4 예시적인 래시 조절기 로딩 구성요소 어레인지먼트의 개략도이다.
도 17은 유형 II 밸브 아키텍처에서 제5 예시적인 래시 조절기 로딩 구성요소 어레인지먼트의 개략도이다.
본 개시내용의 양태에 따른 예시적인 밸브 구동 시스템에서 구성요소의 기능을 먼저 일반적으로 설명하고, 이어서 보다 상세한 예시적인 구현예를 설명할 것이다. 이러한 일반적이고 예시적인 설명은 예시를 위한 것으로 본 개시내용에 반영된 발명에 관해 완전하거나 제한적이지 않다.
도 1은 본 개시내용의 양태에 따른 예시적인 밸브 구동 시스템(100)의 개략적인 블록도이다. 밸브 구동 모션 소스(104)는 메인 이벤트 모션 소스 구성요소(104.1) 및 보조 이벤트 모션 소스 구성요소(104.2)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 밸브 구동 모션 소스(104)는 캠 및 캠샤프트 구동 구성요소를 포함할 수 있다. 메인 이벤트 모션 소스 구성요소(104.1)는 캠 상의 메인 이벤트 캠 로브를 포함할 수 있고, 보조 이벤트 모션 소스(104.2)는 캠 상의 하나 이상의 보조 또는 로스트 모션 캠 로브를 포함할 수 있다.
모션 소스(104.1 및 104.2)로부터의 모션은 메인 이벤트 모션 밸브 트레인 구성요소(102.1) 및 보조 이벤트 모션 밸브 트레인 구성요소(102.2)를 포함할 수 있는 밸브 트레인(102)에 전달된다. 밸브 트레인 모션 구성요소(102.1 및 102.2)는 공통 요소를 포함할 수 있음을 인식할 것이다. 예를 들어, 메인 이벤트 모션 밸브 트레인 구성요소(102.1) 및 보조 이벤트 모션 밸브 트레인 구성요소(102.2)는 공통 캠 팔로워 및 공통 로커 암을 이용할 수 있다. 메인 이벤트 밸브 트레인 구성요소(102.1)는 유압식 래시 조절기일 수 있는 래시 조절기(102.11)를 포함할 수 있다.
래시 조절기(102.11)는 메인 이벤트 모션 밸브 트레인 구성요소(102.1) 중 하나에 배치될 수 있으며, 이 경우 구성요소는 래시 조절기를 위한 하우징으로서 기능할 수 있다. 로스트 모션 조립체(102.21)는 보조 이벤트 모션 밸브 트레인 구성요소(102.2)에 포함될 수 있으며, 이 경우 구성요소는 로스트 모션 조립체를 위한 하우징으로서 기능할 수 있다.
밸브 트레인(102) 및 그 구성요소는 엔진 밸브(108.1 및 108.2)에 모션을 부여할 수 있는 밸브 브리지(106)와 협력한다. 본 개시내용의 일 양태에 따르면, 래시 조절기 로딩 구성요소(106.1)는 밸브 브리지(106)에 수용될 수 있고, 래시 조절기(102.11)와 협력하여 (즉, 래시 조절기의 연장 방향에 대한 힘으로) 래시 조절기를 로딩된 상태에서 유지시킬 수 있다. 밸브 브리지(106)는 또한 밸브 브리지(106)에 모션을 부여하지 않고 로스트 모션 조립체(102.21)로부터 제동 엔진 밸브(108.2)로 모션의 전달을 가능하게 하는 구성요소일 수 있는 보조 모션 브리지 구성요소(106.2)를 수용할 수 있다.
도 2는 도 1의 기능 블록도와 일치하는 구현예에서 밸브 구동 시스템(200)의 개략도이다. 밸브 구동 모션 소스는 메인 이벤트 로브(212) 및 보조 이벤트 로브(214 및 216)를 포함하는 로스트 모션 캠(210)일 수 있다. 보조 이벤트는 압축 해제(CR) 제동, EEVO, LIVC 또는 배기 가스 재순환(EGR)과 같은 제동 이벤트를 포함할 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 추가적으로 도 3을 참조하면, 로스트 모션 캠의 추가 세부사항이 예시된다. 로스트 모션 캠의 예시적인 프로파일은 메인 이벤트 로브 프로파일(312), 및 보조 이벤트 로브 프로파일(314 및 316)을 포함할 수 있다. 로스트 모션 캠(210)의 각 완전 회전 동안 대응하는 모션이 로커 암(220)에 전달된다. 이러한 모션은 추가로 설명될 바와 같이 다른 밸브 트레인 구성요소에 선택적으로 더 전달되어 메인 이벤트 및 보조 이벤트 동안 엔진 밸브에 원하는 모션을 야기할 수 있다.
로커 암(220)은 캠 팔로워(222)를 포함하고 로커 암 저널(224)을 통해 연장되는 로커 암 샤프트(미도시)를 중심으로 회동 또는 회전 이동을 위해 장착된다. 로커 암(220)은 인보드 밸브 액추에이터(240)를 수용하기 위한 제1 보어(226) 및 HLA(250)를 수용하기 위한 제2 보어(228)를 포함할 수 있다. 당업자라면 인식할 바와 같이, 로커 암(220)은 통상적으로 로커 암 저널(224) 내면으로부터 제2 보어(228) 및 HLA에 가압된 유압 유체의 일정한 공급을 제공하기 위해 내부에 유체 통로(229)(개략적으로 표시됨)를 포함할 것이다. 벤트(230)는 피스톤 보어(228)로부터의 유압 유체의 유출을 제공할 수 있다. 유압 유체는 통상적으로 로커 암 샤프트(미도시)를 통해 공급된다. 당업계에 공지된 바와 같이, HLA는 수동적으로 HLA가 밸브 트레인에서 래시를 수용하게 확장되도록 로커 암 내의 포트형 통로를 통해 가압된 유압 유체로 채워지는 래시 조절 모드, 및 그 내부의 유압 유체가 유출에 대해 확인되어 압축이 되지 않고 본질적으로 솔리드 성분으로 기능하는 유압식으로 격리된 유압식 "잠금" 모드를 수동적으로 취할 수 있다. HLA는 피벗(252), 및 피벗(252)에 대해 회동 또는 회전할 수 있는 협력 페데스탈 또는 풋(254)을 지지할 수 있으므로, 어느 정도 밸브 브리지(260)의 회동 이동을 제공한다. 통로(227)는 부하가 가해질 때 액추에이터 피스톤 회로로부터 오일의 역류를 방지하기 위한 제어 밸브를 포함할 수 있다.
이러한 구현예에서, 본 개시내용의 발명 양태에 따르면, HLA는 밸브 브리지(260) 내의 보어(262)에 배치된 스트로크 제한 피스톤(270)의 형태로 래시 조절기 로딩 구성요소에 의해 제공되는 스트로크 제한 압축력을 받는다. 래시 조절기 로딩 구성요소의 스트로크는 HLA를 압축하는 방식으로 편향되지만, HLA의 과도한 압축을 방지하기 위해 스트로크 제한기(276)에 의해 또한 제한된다. 압축 스프링(272)은 피스톤(270)의 내부 보어(274)에 배치되고 피스톤의 단부 벽(275)과 치합된다. 압축 스프링(272)의 대향 단부는 밸브 브리지 보어(262)의 바닥 벽(263)과 치합되어 피스톤(270)에 상향력을 제공한다. 밸브 브리지(260)에 체결된 스냅 링 또는 리테이닝 링일 수 있는 스트로크 제한기(276)는 피스톤(270)의 숄더(277)의 상향 이동과 치합하여 이를 방지할 수 있고, 이에 따라 밸브 브리지(260)에 대한 피스톤(270)의 상향 이동을 제한할 수 있다.
메인 이벤트 밸브 모션은 모션 소스(로스트 모션 캠)(210)로부터 2개의 엔진 밸브(280, 282)로 제1 부하 경로를 따라 전달될 수 있다. 보다 구체적으로, 제1 부하 경로는 캠 팔로워(222), 로커 암(220), HLA(250) 및 밸브 브리지(260)에 의해 형성될 수 있다. 따라서, 모션 소스로부터 엔진 밸브로의 제1 부하 경로는 피벗(252) 및 페데스탈(254)을 포함하는 캠 팔로워(222), 로커 암(220), 및 HLA의 밸브 트레인 구성요소를 포함할 수 있다.
제동 모션과 같은 보조 모션은 인보드 밸브 액추에이터(240)를 포함하는 제2 부하 경로를 통해 엔진 밸브(282) 중 하나에 부여될 수 있다. 이 경우 브리지 핀(266)의 형태인 보조 모션 브리지 구성요소는 밸브 브리지(260)의 모션과 별도로 인보드 밸브 액추에이터(240)로부터 제동 밸브(282)로 모션 전달을 제공할 수 있다. 인보드 밸브 액추에이터(240)는 로스트 모션 조립체 또는 장치이며, 이는 엔진 제동과 같은 보조 이벤트에 야기하기 위해 엔진 사이클 동안 적절한 시간에 전환형 유압 통로(227)를 통해 선택적으로 유압식으로 활성화 및 비활성화될 수 있다. 전환형 유압 통로(227)는 통상적으로 샤프트에 장착된 다수의 밸브 로커에 유압 유체를 제공하는 로커 샤프트 내의 축방향 연장 통로(미도시)로부터 피스톤 보어(226)에 유압 유체를 제공한다. 활성화된 상태에서, 인보드 밸브 액추에이터(240)를 형성하는 피스톤(242)은 대응하는 피스톤 보어(226) 외부로 연장될 수 있고 비압축성 또는 솔리드 연장 상태로 유지되어 모션을 전달할 수 있다. 비활성화된 상태에서, 인보드 밸브 액추에이터의 액추에이터 피스톤(242)은 보어(226) 내로 후퇴할 수 있어, 로커 암으로부터 전달된 모션을 상실하고 이에 따라 압축성 또는 모션 흡수 상태에 있을 수 있다. 인식될 바와 같이, 이러한 구현예에서, 모션 소스로부터 제동 밸브(282)로의 제2 부하 경로는 보조 이벤트 모션 밸브 트레인 구성요소(캠 팔로워(222), 로커 암(220), 인보드 밸브 액추에이터(240)) 및 브리지 핀(266)에 의해 형성된다.
인식될 바와 같이, 본 개시내용의 발명 양태에 따르면, 전술한 구현예는 래시 조절된 메인 이벤트 밸브 구동 및 보조 이벤트(제동) 밸브 구동을 위한 별도의 부하 경로를 제공한다. 작동 시, 엔진 제동이 수행될 때, 인보드 밸브 액추에이터(240)는 인보드 밸브(282)에만 모션을 부여하도록 연장되며, 로커 암(220)이 실질적으로 동시에 로스트 모션 캠 상의 보조 로브 중 하나에 의해 부여된 모션을 가질 것으로 인식된다. 로커가 캠의 내부 기초원으로부터 보조 로브에 의해 정의된 기초원으로 이동함에 따라, 로커(220)는 인보드 밸브 액추에이터보다 로커 암 피벗(로커 암 샤프트의 중심)으로부터 더 먼 거리에 배치되는 HLA에서 더 많은 스트로크를 생성할 것이다. 따라서, 브리지(260)의 내부 측면(도 2의 우측)이 인보드 밸브 액추에이터(240)로부터 힘을 받아 이동하는 브리지 핀(266)의 하향 이동과 함께 하향으로 회동함에 따라 래시 조절기 로딩 구성요소(스트로크 제한 브리지 피스톤(270))는 HLA에 압축 부하를 생성할 것이고 임의의 과대 연장 또는 잭킹을 방지할 것이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 피스톤(270)의 바닥면과 밸브 브리지 보어의 바닥 벽(263) 사이에는 간극이 존재한다. 이러한 간극은 피스톤 래시 조절기 로딩 구성요소에 대한 로스트 모션 이동 거리(279)를 정의한다. 로커 암(220)의 보조 이벤트 모션이 "상실"되고 밸브 브리지(260)와 엔진 밸브(280 및 282)의 원하지 않는 모션을 초래하지 않도록 로스트 모션 이동 거리는 선택될 수 있다. 즉, 제동 이벤트에서, 밸브(282)는 인보드 밸브 액추에이터를 통해 전달된 캠(210)의 제동 로브로부터 모션을 받아 구동될 것인 반면, 로커 암(220) 및 HLA의 모션은 스트로크 제한 피스톤(270)을 통해 "상실"될 것이고 피스톤(270)이 밸브 브리지 보어의 바닥 벽(263)에 대해 바닥에 닿고 밸브 브리지의 모션 및 메인 이벤트 모션을 위한 두 밸브 모두의 개방을 초래할 때까지 밸브 브리지 또는 엔진 밸브(280)로 전달되지 않는다. 로스트 모션 갭은 보조 이벤트 캠 리프트 프로파일로부터 다른 방식으로 발생할 모션을 "상실"하지만 메인 이벤트 모션을 상실하지 않도록 설계된다.
도 4a는 본 개시내용의 양태에 따른 래시 조절기 로딩 구성요소 및 HLA에 대한 대안적인 어레인지먼트를 도시하고 있다. 이러한 구현예에서, 스트로크 제한 피스톤의 특징은 (도 2에서와 같이) 밸브 브리지보다는 로커 암에 통합된다. 이러한 어레인지먼트를 통해 래시 조절기가 배치된 동일한 부하 경로를 통해 밸브 제동 모션이 달성되어 밸브 제동 모션을 용이하게 하기 위한 독립적인 밸브 액추에이터(인보드 밸브 액추에이터)의 필요성을 제거하는 데 사용될 수 있다. 이와 관련하여, 래시 조절기가 배치되는 부하 경로(제1 부하 경로)와 보조 밸브 모션 액추에이터가 배치되는 부하 경로(제2 부하 경로)는 동일하다. 로커 암(420)은 스트로크 제한 피스톤(470)을 수용하기 위한 보어(428)를 포함할 수 있으며, 결과적으로 내부에 HLA를 지지하기 위한 HLA 수용 보어(471)를 포함한다. 이동 제한기(476)는 피스톤(470)의 이동(하향 방향)을 제한한다. 압축 스프링(472)은 로커 암 보어(428)에 배치되고 일단에서 피스톤(470) 상의 숄더(477) 및 다른 단부에서 바닥 보어 벽(429)과 치합하여, 피벗(452) 및 페데스탈(454)에 의해 치합되는 브리지(미도시)에 대해 HLA에 압축력을 제공한다. 도 2에 도시된 구성에서와 같이, 피스톤(470)은 보어(428) 및 바닥 벽(429)을 갖는 챔버(430)를 형성하고 로스트 모션 이동 거리(479)를 제공하도록 구성되어, 제1 부하 경로를 통한 보조 밸브 이벤트의 전달을 방지한다. 피스톤(470)은 로커 암(420) 내의 일정한(연속적인) 공급 통로(421)로부터 HLA 수용 보어(471) 및 HLA로 유압 유체의 흐름을 가능하게 하는 애뉼러스(472)를 포함할 수 있다. 전환형 유체 공급 통로(424)는 제어 밸브(425)의 제어 하에서 보어(428)에 유체를 제공할 수 있다. HLA로부터의 유체 흐름은 피스톤(470)과 보어(428) 사이의 긴밀한 간극에 의해 보어(429)로부터 방지될 수 있다. HLA로의 일방향 흐름을 용이하게 하기 위해 피스톤(470) 및 내부에 제공된 체크 밸브(474)에 벤트(473)가 제공될 수 있다. 작동 시, 보조 모션 밸브의 활성화가 요구될 때, 유압 유체 제어 밸브(425)가 전환되어 챔버(430)에 유압(오일)을 제공하고 래시 조절기 로딩 조립체(피스톤(470))를 연장하고 연장 위치에서 잠글 수 있어, 밸브 제동 모션을 개시한다. 제어 밸브(425)가 꺼질 때, 래시 조절기 체크 밸브는 "오프" 위치를 가리키고 챔버(430)는 브레이크가 비활성화되도록 벤트(472) 및 체크 밸브(474)를 통한 유체의 통과에 의해 환기될 수 있다. 인식될 바와 같이, 이러한 구성에 의해 래시 조절기가 배치된 동일한 부하 경로를 통해 제동 모션이 수행된다. 이는 보조 밸브 모션을 달성하기 위해 전술한 인보드 밸브 액추에이터와 같은 독립적인(별도의) 밸브 액추에이터의 필요성을 제거하는 데 사용될 수 있다.
도 4b는 본 개시내용의 양태에 따른 래시 조절기 로딩 구성요소 및 HLA에 대한 대안적인 어레인지먼트를 도시하고 있다. 이러한 구현예에서, 스트로크 제한 피스톤의 특징은 (도 2에서와 같이) 밸브 브리지보다는 로커 암에 통합된다. 이러한 어레인지먼트를 통해 래시 조절기가 배치된 제2 부하 경로를 통해 밸브 제동 모션이 달성되어 밸브 제동 모션을 용이하게 하기 위한 독립적인 밸브 액추에이터(전술한 바와 같은 인보드 밸브 액추에이터)를 이용하는 구현예에 사용될 수 있다. 로커 암(420)은 스트로크 제한 피스톤(470)을 수용하기 위한 보어(428)를 포함할 수 있으며, 결과적으로 내부에 HLA를 지지하기 위한 HLA 수용 보어(471)를 포함한다. 이동 제한기(476)는 피스톤(470)의 이동(하향 방향)을 제한한다. 압축 스프링(472)은 로커 암 보어(428)에 배치되고 일단에서 피스톤(470) 상의 숄더(477) 및 다른 단부에서 바닥 보어 벽(429)과 치합하여, 피벗(452) 및 페데스탈(454)에 의해 치합되는 브리지(미도시)에 대해 HLA에 압축력을 제공한다. 도 2에 도시된 구성에서와 같이, 피스톤(470)은 보어(428) 및 바닥 벽(429)을 갖는 챔버(430)를 형성하고 로스트 모션 이동 거리(479)를 제공하도록 구성되어, 제1 부하 경로를 통한 보조 밸브 이벤트의 전달을 방지한다. 피스톤(470)은 로커 암(420) 내의 일정한(연속적인) 공급 통로(421)로부터 HLA 수용 보어(471) 및 HLA로 유압 유체의 흐름을 가능하게 하는 애뉼러스(472)를 포함할 수 있다. HLA로부터의 유체 흐름은 피스톤(470)과 보어(428) 사이의 긴밀한 간극에 의해 보어(429)로부터 방지될 수 있다. 작동 시, 유압 유체는 연속 공급 통로(421) 및 애뉼러스(472)를 통해 래시 조절기에 공급된다. 챔버(430)는, 어떠한 유압 유체 없이, 즉 공기에 의해 점유될 수 있다. 벤트(427)는 공기를 외부 환경으로 환기할 수 있다. 래시 조절기로부터의 공기는 벤트(473)를 통해 챔버(430)로 환기될 수 있다. 인식될 바와 같이, 이러한 구성은 보조 밸브 모션을 달성하기 위해 전술한 인보드 밸브 액추에이터와 같은 독립적인(별도의) 밸브 액추에이터가 이용되는 곳을 제거하는 엔진 환경에서 사용될 수 있다.
당업자에 의해 인식될 바와 같이, 도 2 및 4b와 관련하여 전술한 실시예는 보조 모션이 메인 이벤트 모션 소스와 별도인 보조 모션 소스와 함께 적어도 하나의 밸브에 가해지는 환경에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 보조 모션이 전용 로커 암 또는 볼트-온 마스터 슬레이브 브레이크, 또는 반드시 로스트 모션 메인 이벤트 모션 소스가 아닌 임의의 보조 모션 소스에 의해 용이하게 되는 보조 모션 시스템에서. 메인 이벤트 로커 암의 모션은 보조 모션 이벤트와 타이밍될 수 있고, 이에 따라 압축 스프링(예를 들어, 도 2의 274 또는 도 4b의 472)은 이러한 이벤트 동안 적어도 부분적으로 압축된 상태를 유지하지만, 포지티브 동력 또는 보조 리프트 이벤트 중에 리프트가 제공되는 지점까지 완전히 압축되지 않는다. 이는 메인 이벤트 모션으로 래시 조절기를 예압하여 보조 모션 이벤트 동안 래시 조절기의 연장을 방지한다.
도 5는 본 개시내용의 추가 양태에 따른 예시적인 밸브 구동 시스템(500)의 개략적인 블록도이다. 이러한 시스템은 도 1과 관련하여 전술한 시스템과 유사하다. 그러나, 일부 차이점은 래시 조절기의 위치와 관련이 있다. 보다 구체적으로, 래시 조절기(506.3)는 래시 조절기 로딩 구성요소(506.1)와 함께 밸브 브리지(506)에 배치될 수 있다. 밸브 구동 모션 소스(504)는 메인 이벤트 모션 소스 구성요소(504.1) 및 보조 이벤트 모션 소스 구성요소(504.2)를 포함할 수 있다. 모션 소스(504.1 및 504.2)로부터의 모션은 메인 이벤트 모션 밸브 트레인 구성요소(502.1) 및 보조 이벤트 모션 밸브 트레인 구성요소(502.2)를 포함할 수 있는 밸브 트레인(502)에 전달된다. 이러한 구성요소 세트는 단일 로커 암과 같은 공통 요소를 포함할 수 있다. 로스트 모션 조립체(502.21)는 보조 이벤트 모션 밸브 트레인 구성요소(502.2)에 포함될 수 있으며, 이 경우 구성요소는 로스트 모션 조립체를 위한 하우징으로서 기능할 수 있다.
밸브 트레인 구성요소는 밸브 브리지(506) 및/또는 그의 구성요소에 모션을 전달한다. 래시 조절기(506.3) 및 래시 조절기 로딩 구성요소(506.1)는 밸브 브리지(506)에 배치될 수 있다. 보조 모션 브리지 구성요소(506.2)는 밸브 브리지(506)에 구성요소로서 제공될 수 있고, 예를 들어 밸브 브리지(506)에 모션을 부여하지 않고 로스트 모션 조립체(502.21)로부터 제동 엔진 밸브(508.2)로 모션 전달을 가능하게 하는 브리지 핀을 포함할 수 있다. 본 개시내용의 일 양태에 따르면, 래시 조절기 로딩 구성요소(506.1)는 (즉, 래시 조절기의 연장 방향에 대한 힘으로) 래시 조절기(506.3)를 로딩된 상태에서 유지시키도록 기능한다.
도 6은 도 5의 기능 블록도와 일치하는 구현예에서 밸브 구동 시스템(600)의 개략도이다. 로커 암(620)은 로스트 모션 캠(610)에 의해 구동되고 브리지 핀(666)과 협력하여 제동 밸브(682)에 모션을 부여하는 인보드 밸브 액추에이터(640)를 포함한다. 로커 암(620)은 또한 그 단부로부터 연장되고 스위블 또는 볼을 갖는 정적(솔리드) 연장 피벗(652)을 포함한다. 피벗(652)은 추가로 설명될 바와 같이 HLA 베이스(655)와 치합하는 e-풋 페데스탈(654)과 협력하여 HLA/브리지 조립체에 모션을 부여한다. 유압 유체 통로(622)는 피벗(652), 페데스탈(654) 및 로커 암을 통해 저널로부터 인보드 밸브 액추에이터(640) 및 HLA(650)와 같은 유압 구동형 구성요소로 연장될 수 있다.
스트로크 제한 피스톤(670)은 밸브 브리지(660)의 보어(662) 내에 장착된다. 숄더(677)는 브리지(660)에 체결된 이동 제한기(676)와 치합하기 위해 피스톤의 상면에 제공될 수 있다. 피스톤(670)은 또한 HLA의 구성요소를 수용하도록 구성된 내부 환형 벽(678)을 포함한다. 환형 벽(678)은 또한 피스톤을 상향 방향으로 편향시키기 위해 압축 스프링(672)을 부분적으로 수용하는 환형 리세스(680)를 형성한다. 압축 스프링(672)은 브리지 보어(662)의 바닥 벽(663) 및 피스톤(670)의 환형 리세스(680) 내에 형성된 상부 벽과 치합한다. 간극(679)을 갖는 로스트 모션 갭은 피스톤(670)의 바닥 단부와 브리지 보어 바닥 벽(663) 사이에 형성된다.
작동 시, 엔진의 메인 이벤트(포지티브 동력) 모션 동안, 로커 암(620)은 로스트 모션 캠(610)으로부터 피벗(652), 페데스탈(654) 및 HLA(650)를 통해 밸브 브리지로 메인 이벤트 모션을 부여한다. 스프링 피스톤(670) 및 관련 구성요소를 포함하는 브리지 위치형 래시 조절기 로딩 구성 요소에 제공된 일정한 압축력은 HLA(650)의 과대 연장 또는 "잭킹"이 발생하지 않도록 작동한다. 보조 모션 동안, 제동 작동이 수행 중이거나 활성되면, 로커 암(620)으로부터의 모션이 활성화된 인보드 밸브 액추에이터(640)를 통해 브리지 핀(666) 및 제동 밸브(682)에 전달된다. 로커 비율 및 로커 암(620) 상의 인보드 액추에이터 및 펄크럼(652)의 각각의 위치로 인한 로커 암의 모션은 인보드 밸브 액추에이터에 의해 수행되는 스트로크보다 HLA의 더 큰 변위 또는 스트로크를 초래할 것이다. 이러한 더 큰 스트로크는 HLA에 대해 작용하는 스트로크 제한 피스톤(670)으로부터 압축력을 초래하여 과대 연장을 방지한다. 피스톤(670)과 브리지 보어 바닥 벽(663) 사이의 간극(679)으로 인한 HLA 장착 구성의 로스트 모션 기능은 밸브 브리지(660) 및 이에 따른 엔진 밸브(680 및 682)로부터 로커 암의 보조 모션을 "숨기기" 위해 작동할 것이고, 밸브(682)가 제동 작용에 따라 여전히 이동할 것으로 이해된다.
도 7은 본 개시내용의 양태에 따른 예시적인 밸브 구동 시스템(700)의 개략적인 블록도이다. 이러한 예시적인 시스템에서, 모션 소스(702)는 메인 이벤트 모션 소스(702.1) 및 보조 모션 소스(702.2)를 포함할 수 있다. 이러한 모션 소스는 도 7에서 화살표 및 개략적으로 표시된 구성요소(박스)로 표시되는 각각의 부하 경로를 통해 궁극적으로는 하나 이상의 엔진 밸브(720.1 및 720.2)로 모션이 부여되도록 하는 캠 또는 다른 장치를 포함할 수 있다. 메인 이벤트 모션 소스(702.1) 및 보조 이벤트 모션 소스(702.2)는 메인 이벤트 캠 및 보조 이벤트(전용 또는 제동) 캠을 포함하는 별도의 캠과 같은 별도의 소스일 수 있다. 메인 이벤트 밸브 트레인 구성요소(704)는 메인 이벤트 모션(및 부하)을 엔진 밸브(720.1 및 720.1)에 전달한다. 유압식 래시 조절기(HLA)일 수 있는 래시 조절기(706)는 메인 이벤트 밸브 트레인 내의 구성요소 사이의 래시를 수용하기 위해 메인 이벤트 부하 경로에 배치될 수 있다. 인식될 바와 같이, 래시 조절기(706)는 밸브 트레인 구성요소가 상대적으로 낮은 부하 상태에 있을 때 확장하는 반강성 상태 및 메인 이벤트 밸브 모션 동안과 같이 밸브 트레인 구성요소가 고부하 상태에 있을 때 강성 상태를 래시 조절기가 추정하도록 제공하는 내부 구성요소를 포함할 수 있다.
보조 모션 소스(702.2)는 엔진 밸브(720.2)에서 엔진 제동과 같은 보조 이벤트 밸브 모션의 발생을 용이하게 하기 위해 보조 이벤트 부하 경로에서 모션을 선택적으로 전달하거나 흡수할 수 있는 보조 이벤트 활성화 시스템(708)을 포함할 수 있는 보조 이벤트 부하 경로를 통해 모션(및 부하)을 전달할 수 있다. 하나 이상의 보조 모션 밸브 트레인 구성요소(710)는 메인 이벤트 밸브 트레인 구성요소(704)의 서브세트로서 제공될 수 있다. 예를 들어, 메인 이벤트 밸브 트레인 구성요소(704)는 밸브 브리지를 포함할 수 있고, 보조 모션 밸브 트레인 구성요소는 밸브 브리지에 슬라이딩 가능하게 배치된 브리지 핀을 포함할 수 있어 브리지 핀은 메인 이벤트 밸브 작동 동안 브리지로부터 메인 이벤트 모션을 전달한다. 브리지 핀은 예를 들어 밸브(720.2)에서 엔진 제동 모션을 용이하게 하기 위해 보조 이벤트 활성화 시스템이 활성될 때 브리지 메인 이벤트 모션과 무관하게 보조 모션을 전달하도록 브리지에 대해 이동할 수 있다.
본 개시내용의 일 양태에 따르면, 메인 이벤트 밸브 트레인 구성요소(704)는 메인 이벤트 밸브 트레인에 배치된 래시 조절기 로딩 구성요소(730)를 포함할 수 있다. 래시 조절기 로딩 구성요소(730)는 엔진 작동 동안 래시 조절기(706)의 과대 연장 또는 "잭킹"을 방지하기 위해 래시 조절기(706)와 상호 작용한다. 보다 구체적으로, 더 상세히 후술될 바와 같이, 래시 조절기 로딩 구성요소(730)는 보조 이벤트 동안 또는 보조 이벤트로 또는 이로부터의 전이 동안과 같은 상대적으로 낮은 부하 기간 동안 래시 조절기에서 편향력을 유지할 수 있다. 편향력은 래시 조절기의 유압력을 상쇄하고 래시 조절기의 과대 연장을 방지하기에 충분한 크기일 것이다. 더 나아가, 래시 조절기 로딩 구성요소(730)는 래시 조절기(706)의 재충전을 가능하게 할 수 있고 메인 이벤트 밸브 작동 동안 메인 이벤트 밸브 트레인에 존재하는 부하와 같은 고부하가 메인 이벤트 밸브 트레인에 전달되게 할 것이다.
도 8은 통합형 래시 조절기 로딩 구성요소(830)를 갖는 밸브 브리지(804)를 포함하는 본 개시내용의 양태에 따른 밸브 구동 시스템(800)의 예시적인 구성요소를 나타낸 사시도이다. 추가적인 내부 세부사항을 설명할 것이지만, 도 8은 밸브 브리지(804)로부터 연장되는 스프링 편향 피스톤(840)을 도시하고 있다. 조절 세트스크류(860) 및 잠금 너트(870)는 설명될 바와 같이 스프링 편향 피스톤의 작동 파라미터를 조절하기 위해 제공될 수 있다. 밸브 브리지(804)는 밸브 가이드(822.1)를 통해 연장되는 제1 엔진 밸브(820.1)의 스템과 직접 접촉할 수 있다. 브리지 핀(810)은 밸브 브리지(804)의 대향 단부에 있는 보어에서 슬라이딩 모션을 위해 수용될 수 있고 제2 엔진 밸브(820.2)의 스템과 상호 작용하여 메인 이벤트 및 그의 보조 모션을 제공할 수 있다. 밸브(820.2)는 밸브 가이드(822.2)를 통해 연장될 수 있다.
도 9a, 9b 및 9c는 도 8의 예시적인 밸브 구동 시스템(800)의 단면도로서, 래시 조절기 로딩 구성요소(830) 및 래시 조절기(906)를 포함한다. 이들 도면은 3개의 상이한 구성 또는 "상태"에서의 래시 조절기 로딩 구성요소(830)를 도시하고 있다. 밸브 브리지(804)는 피스톤(840)을 수용하고 도 9a에 대해 수직 방향으로 슬라이딩 이동이 가능하도록 그 중앙부에 형성된 피스톤 안내 보어(805)를 포함할 수 있다. 피스톤(840)은 일반적으로 원통형 형상을 가질 수 있고 이 예에서 편향 압축 스프링(848)의 형태인 편향 구성요소와 협력할 수 있다. 스프링(848)은 피스톤(840)의 내부 보어(842)에 부분적으로 수용될 수 있고 스프링(848)의 상단은 보어 단부 벽(844)에 대해 안착된다. 피스톤(840)은 피스톤 안내 보어(805)보다 더 큰 직경을 갖는 환형 피스톤 스커트 또는 숄더(846)를 포함할 수 있다. 밸브 브리지 카운터보어(807)는 피스톤 안내 보어(805)와 일반적으로 축방향 정렬되고 더 큰 직경 및 내부 나사산(808)을 갖는 브리지(804)의 밑면에 형성될 수 있다. 카운터보어(807)는 브리지(804)에서 카운터보어 단부 벽(809)을 형성할 수 있다. 따라서, 카운터보어(807)는 내부에 피스톤 환형 숄더(846)의 제한된 이동을 수용하고 허용하며, 카운터보어 단부 벽(809)이 밸브 브리지(804) 내에서 환형 숄더(846) 및 이에 따른 피스톤(840)의 이동에 대한 상한을 제공하는 것으로 이해된다. 세트스크류(860)는 카운터보어 내부 나사(808)와 협력하는 외부 나사산(862)을 포함할 수 있고 세트스크류 스프링 시트(864)를 포함할 수 있다. 스프링(848)의 하단은 시트 단부 벽(866)에 대해 안착된 상태에서 스프링 시트(864)에 수용될 수 있다. 세트스크류 단부 벽(868)은 피스톤 환형 숄더(846)의 이동에 대한 하한을 정의할 수 있다. 세트스크류(860)는 피스톤(840)에 압축 스프링(848)에 의해 제공되는 편향력뿐만 아니라 피스톤 하한의 위치를 조절할 수 있다.
도 9a, 9b 및 9c는 밸브 브리지(804)에서 래시 조절기 로딩 구성요소(830)로서 작동하는 전술한 스프링 피스톤 어레인지먼트와 협력 관계에 있는 유압식 래시 조절기(906)를 도시하고 있다. 도 11은 도 9a, 9b 및 9c에 도시된 예시적인 캠의 상세도이다. 래시 조절기(906)는 도 9a, 9b 및 9c의 배향에서 하향 방향인 확장 방향, 및 상향 방향인 수축 또는 압축 방향을 가질 수 있다. 인식될 바와 같이, 피스톤(840)은 압축 스프링(848)에 의해 밸브 브리지(804) 내에서 상향 방향으로 편향되어, 래시 조절기(906)에 스프링력을 가하는 경향이 있다. 그러나, 피스톤의 스트로크는 상향 방향으로 모두 제한되며, 이러한 편향력은 피스톤 위치가 스트로크 한계 사이에 있는 동안에만 가해진다.
도 9a는 피스톤이 최상 이동 한계에 있는 래시 조절기 재충전 상태에 있는 피스톤(840)을 도시하고 있다. 구체적으로, 피스톤 환형 숄더(846)는 피스톤(840)의 상향 이동을 제한하기 위해 카운터보어 단부 벽(809)과 치합한다. 이 위치에 있는 피스톤(840)으로, 압축 스프링(848)의 편향력은 래시 조절기에 대해 격리되고, 래시 조절기는 밸브 트레인에서 발달된 임의의 래시를 수용하기 위해 확장될 수 있다. 이러한 확장으로 인해 래시 조절기는 통상적으로 소정의 작동 압력에서 제어 시스템 내에서 순환하는 유압 제어 유체로 재충전된다. 메인 이벤트 캠(902.1)과 점선(912)으로 표시된 HLA(906) 사이에 존재할 수 있는 캠 롤러, 로커 암 및 푸시 로드와 같은 밸브 트레인 구성요소와 더불어 예시적인 메인 이벤트 캠(902.1)이 도 9a에 또한 도시되어 있다. 추가적으로 도 11을 참조하면, 메인 이벤트 캠(902.1)의 기초원(922)은 점선으로 표시된다. 메인 이벤트 캠(902.1)은 메인 이벤트 리프팅 표면(928)을 포함할 수 있다. 메인 이벤트 캠(902.1)은 래시 조절기 로딩 구성요소의 HLA 재충전 및 스프링 브리지 예압 상태를 용이하게 하기 위한 작동면을 또한 포함한다. 서브베이스 원 표면일 수 있는 예시적인 HLA 재충전 캠 표면(924)은 추가로 설명될 바와 같이 HLA 재충전 상태를 취하는 래시 조절기 로딩 구성요소(830)를 용이하게 할 수 있다. 메인 이벤트 캠(902.1)은 또한 서브베이스 원 표면일 수도 있는 래시 조절기 로딩 구성요소 예압 표면(926)을 포함하여, 추가로 설명될 바와 같이 래시 조절기 로딩 구성요소 예압 상태를 취하는 래시 조절기 로딩 구성요소(830)를 용이하게 할 수 있다. 도 9a에 도시된 바와 같이, 메인 이벤트 캠(902.1)은 메인 이벤트 밸브 트레인 구성요소(912)가 HLA 재충전 캠 표면(924)과 상호 작용하도록 회전식으로 위치된다. 도 11에 더 상세히 설명된 바와 같이, 메인 이벤트 캠(902.1)은 메인 이벤트 표면(928), HLA 재충전 캠 표면(924) 및 래시 조절기 로딩 구성요소 예압 표면(926) 사이에 제1, 제2 및 제3 전이 표면(921, 923, 925)을 포함할 수 있다. 인식될 바와 같이, 캠(902.1)은 본원에서 추가로 설명될 바와 같이 메인 이벤트 밸브 트레인에서 메인 이벤트 모션, HLA 재충전 및 래시 조절기 로딩 구성요소 모션을 용이하게 하기 위해 시계 방향으로 회전할 수 있다.
도 9b는 메인 이벤트 캠(902.1)의 예압 캠 표면(926)이 메인 이벤트 밸브 트레인 구성요소(912)와 상호 작용하는 예압 상태에 있는 피스톤(840)을 도시하고 있다. 이러한 예압 상태에서, 피스톤 환형 숄더(846) 및 이에 따른 피스톤(840)은 상한(카운터보어 단부 벽(809))과 하한(세트스크류 단부 벽(868)) 사이의 피스톤 안내 보어(805) 내에 위치된다. 따라서, 스프링(848)의 편향력은 래시 조절기(906)에 대해 가해져서, 래시 조절기를 예압 상태에서 유지시키고 래시 조절기(906)가 과대 연장되는 것을 방지한다. 피스톤(840)의 이러한 상태는 보조 모션 소스(902.2)가 보조 밸브 트레인(도 9b에 완전히 도시되지 않음, 브리지 핀 제외)을 통해 브리지 핀(810)에 힘을 가하는 제동과 같은 보조 이벤트 동안 통상적으로 취해질 것이다. 브리지 핀(810)이 하향 변위될 때, 밸브 브리지(804)는 밸브(820.1)의 스템을 중심으로 기울어지거나 회동될 수 있으며, 밸브(820.1)가 보조 이벤트 동안 동일한 위치(즉, 폐쇄됨)에서 유지될 수 있는 것으로 이해된다. 밸브 브리지(804)의 회동은 밸브 브리지의 중심을 아래로 이동시키는 경향이 있다. 따라서, 래시 조절기 로딩 구성요소(피스톤(840))는 스프링(848)의 편향력을 가하고 래시 조절기가 과대 연장되는 것을 방지할 수 있다.
도 9c는 메인 이벤트 캠(902.1)의 메인 이벤트 리프트 표면(928)이 메인 이벤트 밸브 트레인 구성요소(912)와 상호 작용하는 메인 이벤트 모션 상태에 있는 피스톤(840)을 도시하고 있다. 이러한 상태에서, 피스톤 환형 숄더(846) 및 이에 따른 피스톤(840)은 밸브 브리지(804) 내의 스트로크의 더 낮은 범위에서 "바텀 아웃"된다. 구체적으로, 피스톤 환형 숄더(846)는 세트스크류 단부 벽(868)과 치합한다. 이러한 상태는 엔진 밸브(820.1 및 820.1)의 메인 이벤트 구동과 통상적으로 연관된 (피스톤(840)을 통해 밸브 브리지(804)로) 고부하의 전달을 가능하게 한다. 이러한 상태 동안, 래시 조절기(906)는 메인 이벤트 리프트 표면(928)에 의해 제공되는 메인 이벤트로 인해 고부하를 받기 때문에, 래시 조절기(906)는 강성 상태에서 유지되고 그렇지 않으면 확장할 수 없다.
도 10은 도 8의 밸브 구동 시스템의 예시적인 작동 특성 및 순서를 나타낸 그래픽 표현이다. 이 도면은 크랭크샤프트 각도의 함수로서 메인 이벤트 및 보조 이벤트(제동) 밸브 모션(리프트)을 나타내고 있다. 메인 이벤트 밸브 트레인 모션은 점선으로 도시되어 있다. 보조 이벤트 밸브 트레인 모션(1110)은 실선으로 도시되어 있고, 크랭크샤프트 각도의 약 30도 내지 약 530도의 제로 밸브 리프트 축(x축)과 일치한다는 점을 유의해야 한다. 일 실시예에서, 메인 이벤트 및 보조 이벤트 리프트는 별도의 부하 경로 및 밸브 트레인 구성요소를 통한 2개의 별도 모션 소스에 의해, 예를 들어 도 9a-9c에 도시된 바와 같은 메인 이벤트 캠 및 별도의 전용 보조 캠에 의해, 제공된다.
도 10은 하나 이상의 밸브(예를 들어, 도 9a의 브리지 핀(810)를 통한 밸브(820.2))의 리프트를 초래하는 보조 밸브 트레인에서 발생하는 2개의 보조 밸브 이벤트를 도시하고 있다. 브레이크 가스 재순환(BGR) 이벤트(1112)는 크랭크샤프트 각도의 약 530도 내지 약 620도에서 발생할 수 있다. 압축 해제(CR) 제동 이벤트(1114)는 크랭크샤프트 각도의 약 665도 내지 크랭크샤프트 각도의 약 30도에서(즉, 다음 엔진 사이클의 시작으로) 발생할 수 있다. 당업자라면 도 10에 예시된 것에 대한 대안으로 또는 이에 추가하여 다수의 다른 보조 이벤트 중 임의의 이벤트가 이용될 수 있음을 이해할 것이다.
본 개시내용의 양태에 따르면, 래시 조절기 로딩 구성요소는 메인 이벤트 밸브 트레인에서 래시 조절기의 제어된 로딩을 제공할 수 있다. 래시 조절기 로딩 구성요소는 메인 이벤트 리프트 이후 및 보조 이벤트(1112 및 1114)의 발생 이전에 래시 조절기 재충전의 발생을 제공할 수 있다. 보다 구체적으로, 여전히 도 10을 참조하면, 약 360도 내지 약 420도에서 시작하는 메인 리프트 이벤트 후에, 래시 조절기 로딩 구성요소는 약 420도로부터 약 520도로 연장되는 래시 조절기 재충전 기간 또는 단계(1120)로 전이한다. 이러한 단계 동안 메인 이벤트 밸브 트레인 모션(1010)은 도 10의 네거티브 밸브 리프트 영역에 있는 점선으로 도시된 바와 같이 메인 이벤트 캠 상의 서브베이스 원 표면에 의해 구현될 수 있음을 인식할 것이다. 재충전 기간의 지속 시간은 그 상에서 재충전 캠 표면(도 9a에서 924)이 제공될 수 있는 메인 이벤트 캠 표면과 같은 메인 이벤트 모션 소스의 적절한 구성에 의해 제어되어, 래시 조절기 로딩 구성요소는 전술한 바와 같이 재충전 상태를 취할 수 있다. 서브베이스 원 모션은 통상적으로 메인 이벤트 밸브 트레인에서 래시를 발생시킬 것이다. 이러한 단계 동안, 래시 조절기 로딩 구성요소는 피스톤(840)의 스트로크가 상한(보어 단부 벽(809))에 의해 제한되는 도 9a에 도시된 래시 조절기 재충전 상태를 취할 것이다. 이러한 상태에서, 래시 조절기 로딩 구성 요소는 메인 이벤트 모션 이후 및 보조 이벤트 이전에 래시 조절기의 재충전을 가능하게 할 것이다.
본 개시내용의 추가 양태에 따르면, 래시 조절기 로딩 구성요소는 보조 이벤트 동안 래시 조절기의 과대 연장 또는 "잭킹"이 발생하지 않게 할 수 있다. 계속해서 도 10을 참조하면, 보조 이벤트(1112 및 1114)의 시작 전에, 크랭크샤프트 각도의 약 520도에서, 래시 조절기 로딩 구성요소는 재충전 단계(1120)로부터 예압 기간 또는 단계(1130)로 전이할 수 있다. 이러한 단계 동안 메인 이벤트 밸브 트레인 모션은 도 10의 네거티브 밸브 리프트 영역에 있는 점선으로 도시된 바와 같이 메인 이벤트 캠 상의 서브베이스 원 표면에 의해 구현될 수 있음을 인식할 것이다. 그러나, 예압 단계 서브베이스 원 캠 표면은 통상적으로 재충전 캠 표면보다 캠 회전 축으로부터 더 높은 고도(반경 방향 거리)를 가질 수 있으며, 이로 인해 래시 조절기 로딩 구성요소는 피스톤(840)(도 9a)이 스트로크 상한과 하한 사이에 있는 상태에 있으므로 압축 스프링(848)의 편향력을 래시 조절기에 가할 수 있다. 예압 단계의 타이밍 및 이 단계로의 전이는 예압 캠 표면(도 9a에서 926)을 포함할 수 있는 메인 이벤트 캠과 같은 메인 이벤트 모션 소스 상의 적절한 제어 표면에 의해 달성될 수 있다. 이러한 단계 동안, 래시 조절기 로딩 구성요소는 피스톤(840)이 래시 조절기에 대해 편향력을 유지시켜 래시 조절기가 과대 연장되는 것을 방지하는 도 9b에 도시된 예압 상태에 있을 것이다. 예압 상태는 720도 크랭크 각도를 지나 도 10에 도시된 바와 같이 다음 엔진 동력 사이클로 계속될 수 있으며, 예압 상태는 1032에서 CR 이벤트의 종료를 넘어 약 120도의 크랭크 각도 동안 새로운 엔진 사이클로 계속된다. 본 개시내용으로부터 인식될 바와 같이, 예압 상태의 지속 시간은 적어도 임의의 보조 이벤트의 지속 시간 동안 연장될 수 있다. 위의 예에서 두 보조 이벤트가 연속적으로 발생하고 단일 예압 이벤트의 지속 시간이 두 보조 이벤트의 지속 시간에 걸쳐 연장되지만, 본 개시내용은 또한 다수의 보조 이벤트의 별도의 각각의 지속 시간과 일치하도록 주어진 엔진 사이클에서 간헐적인 시간에 발생하는 예압을 고려한다. 본 개시내용으로부터 인식될 바와 같이, 압축 스프링(848)과 같은 래시 조절기 로딩 구성요소 내의 편향 구성요소에 의해 제공되는 편향력은 래시 조절기의 유압으로 인해 발생하는 힘과 같은 래시 조절기의 임의의 힘에 대응하도록 적절한 정도를 가져야 한다.
본 개시내용으로부터 인식될 바와 같이, 메인 이벤트의 타이밍 및 지속 시간, 래시 조절기 로딩 구성요소의 HLA 재충전 및 예압 상태는 메인 이벤트 캠 상의 재충전 및 예압 캠 표면을 비롯하여 전술한 작동 파라미터의 적절한 구성 및 래시 조절기 로딩 구성요소에 대한 스트로크 제한의 구성에 의해 제어될 수 있다. 더 나아가, 피스톤 스트로크는 메인 이벤트 캠 상의 HLA 재충전 표면과 메인 이벤트 캠 상의 원하는 메인 이벤트 개폐 위치 사이의 변환 거리와 실질적으로 매칭되어야 HLA의 최적 재충전을 확보하고 다른 이점을 얻을 수 있음을 인식할 것이다.
도 12는 본 개시내용의 양태에 따른 유형 II 밸브 아키텍처에 관한 밸브 구동 시스템(1200)의 개략도이다. 이러한 예시적인 시스템에서, 모션 소스(1202)는 메인 이벤트 모션 소스(1202.1) 및 보조 모션 소스(1202.2)를 포함할 수 있다. 이러한 모션 소스는 도 12에서 화살표 및 개략적으로 표시된 구성요소(박스)로 표시되는 각각의 부하 경로를 통해 궁극적으로는 엔진 밸브(1220)로 모션이 부여되도록 하는 캠 또는 다른 장치를 포함할 수 있다. 메인 이벤트 모션 소스(1202.1) 및 보조 이벤트 모션 소스(1202.2)는 메인 이벤트 캠 및 보조 이벤트(전용 또는 제동) 캠을 포함하는 별도의 캠과 같은 별도의 소스일 수 있다. 메인 이벤트 밸브 트레인 구성요소(1204)는 메인 이벤트 모션(및 부하)을 엔진 밸브(1220)에 전달한다. 유압식 래시 조절기(HLA)일 수 있는 래시 조절기(1206)는 로커용 엔드 피벗에 배치될 수 있어 메인 이벤트 부하 경로에 직접 배치되지 않을 수 있다. 다시 말해서, HLA는 메인 이벤트 부하 경로와 평행할 수 있고 메인 이벤트 밸브 트레인 내의 구성요소 사이의 래시를 수용하기 위해 메인 이벤트 부하에 반력을 제공할 수 있다.
보조 모션 소스(1202.2)는 엔진 밸브(1220)에서 엔진 제동과 같은 보조 이벤트 밸브 모션의 발생을 용이하게 하기 위해 보조 이벤트 부하 경로에서 모션을 선택적으로 전달하거나 흡수할 수 있는 보조 이벤트 활성화 시스템(1208)을 포함할 수 있는 보조 이벤트 부하 경로(1205)를 통해 모션(및 부하)을 전달할 수 있다. 하나 이상의 보조 모션 밸브 트레인 구성요소(1210)는 메인 이벤트 밸브 트레인 구성요소(1204)의 서브세트로서 제공될 수 있다. 예를 들어, 메인 이벤트 밸브 트레인 구성요소(1204)는 엔드 피벗 로커를 포함할 수 있고, 보조 모션 밸브 트레인 구성요소(1210)는 동일한 엔드 피벗 로커를 포함할 수 있다.
본 개시내용의 일 양태에 따르면, 메인 이벤트 밸브 트레인 구성요소(1204)는 메인 이벤트 밸브 트레인에 배치된 래시 조절기 로딩 구성요소(1230)를 포함할 수 있다. 래시 조절기 로딩 구성요소(1230)는 추가로 설명될 바와 같은 다양한 실시예에서 메인 이벤트 밸브 트레인에 배치될 수 있는 래시 조절기(1206)의 과대 연장 또는 "잭킹"을 방지하기 위해 메인 이벤트 밸브 트레인 내의 구성요소와 상호 작용한다. 보다 구체적으로, 더 상세히 후술될 바와 같이, 래시 조절기 로딩 구성요소(1230)는 보조 이벤트 동안 또는 보조 이벤트로 또는 이로부터의 전이 동안과 같은 상대적으로 낮은 부하 기간 동안 래시 조절기에 편향력을 야기하도록 밸브 트레인 내의 구성요소에 작용할 수 있다. 더 나아가, 래시 조절기 로딩 구성요소(1230)는 래시 조절기(1206)의 재충전을 가능하게 할 수 있고 메인 이벤트 밸브 작동 동안 메인 이벤트 밸브 트레인에 존재하는 부하와 같은 고부하가 메인 이벤트 밸브 트레인에 전달되게 할 것이다.
도 13은 유형 II 밸브 아키텍처에서 제1 예시적인 래시 조절기 로딩 구성요소 어레인지먼트(1300)의 개략도이다. 메인 이벤트 모션 소스는 로커(1304)의 중간 영역에서 작동하는 캠(1302.1)일 수 있으며, 이는 피벗(1350)에 장착된 핑거 팔로워로 알려진 유형일 수 있다. 메인 이벤트 캠(1302.1)과 별도인 보조(전용) 캠일 수 있는 보조 모션 소스(1302.2)는 설명의 편의를 위해 도 13에 점선으로 도시된 보조 밸브 트레인 구성요소를 통해 로커(1304)에 작용할 수 있다. 메인 이벤트 캠과 별도로 도시되어 있지만, 보조 캠은 메인 이벤트 캠과 동일한 캠샤프트에 있을 수 있고 로커(1304)의 동일한 영역(즉, 중앙 또는 중간 영역)에서 작동할 수 있다. 로커(1304)는 밸브(1320)에서 작동한다. 래시 조절기(1306)는 로커와 메인 이벤트 모션 소스(1302.1) 사이에 존재하는 래시를 수용하도록 피벗(1350)과 협력하거나 통합될 수 있다. 래시 조절기 로딩 구성요소(1330)는 로커(1304) 내에 배치되거나 이와 협력하여 메인 이벤트 모션 소스(1302.1) 및 로커(1304) 둘 모두에 대해 반응해서 래시 조절기(1306)에 대한 부하를 유지시켜 그의 과대 연장을 방지할 수 있다. 인식될 바와 같이, 래시 조절기 로딩 구성요소(1330)의 내부 구성요소는 전술한 바와 같이 스프링 장진형 스트로크 제한 기능을 제공할 수 있어, 래시 조절기(1306)는 메인 및 보조 이벤트 동안 제어된 위치에 유지된다. 더 나아가, 메인 이벤트 캠(1302.1)에는 도 9a-9c, 10 및 11을 참조하여 전술한 바와 같이 HLA 재충전 및 예압 기능을 구현하기 위해 서브베이스 원 영역이 제공될 수 있다.
도 14는 유형 II 밸브 트레인 아키텍처에서 제2 예시적인 래시 조절기 로딩 구성요소 어레인지먼트(1400)의 개략도이다. 메인 이벤트 모션 소스는 로커(1404)의 중간 영역에서 작동하는 캠(1402.1)일 수 있으며, 이는 피벗(1450)에 장착된 핑거 팔로워로 알려진 유형일 수 있다. 메인 이벤트 캠(1402.1)과 별도인 보조(전용) 캠일 수 있는 보조 모션 소스(1402.2)는 설명의 편의를 위해 도 14에 점선으로 도시된 보조 밸브 트레인 구성요소를 통해 로커(1404)에 작용할 수 있다. 메인 이벤트 캠과 별도로 도시되어 있지만, 보조 캠은 메인 이벤트 캠과 동일한 캠샤프트에 있을 수 있고 로커(1404)의 동일한 영역(즉, 중앙 또는 중간 영역)에서 작동할 수 있다. 로커(1404)는 밸브(1420)에서 작동한다. 래시 조절기(1406)는 로커와 메인 이벤트 모션 소스(1402.1) 사이에 존재하는 래시를 수용하도록 피벗(1450)과 협력하거나 통합될 수 있다. 래시 조절기 로딩 구성요소(1430)는 래시 조절기(1406)에 인접하게 배치되고 및/또는 래시 조절기(1406)와 협력하여 엔진 및 래시 조절기(1406)의 고정부에 대해 반응해서 래시 조절기(1406)에 대한 부하를 유지시켜 그의 과대 연장을 방지할 수 있다. 인식될 바와 같이, 래시 조절기 로딩 구성요소(1430)의 내부 구성요소는 전술한 바와 같이 스프링 장진형 스트로크 제한 기능을 제공할 수 있어, 래시 조절기(1406)는 메인 및 보조 이벤트 동안 제어된 위치에 유지된다. 인식될 바와 같이, 메인 이벤트 캠(1402.1)에는 도 9a-9c 및 10을 참조하여 전술한 바와 같이 HLA 재충전 및 예압 기능을 구현하기 위해 서브베이스 원 영역이 제공될 수 있다.
도 15는 유형 II 밸브 아키텍처에서 제3 예시적인 래시 조절기 로딩 구성요소 어레인지먼트(1500)의 개략도이다. 메인 이벤트 모션 소스는 로커(1504)의 중간 영역에서 작동하는 캠(1502.1)일 수 있으며, 이는 피벗(1550)에 장착된 핑거 팔로워로 알려진 유형일 수 있다. 메인 이벤트 캠(1502.1)과 별도인 보조(전용) 캠일 수 있는 보조 모션 소스(1502.2)는 설명의 편의를 위해 도 15에 점선으로 도시된 보조 밸브 트레인 구성요소를 통해 로커(1504)에 작용할 수 있다. 메인 이벤트 캠과 별도로 도시되어 있지만, 보조 캠은 메인 이벤트 캠과 동일한 캠샤프트에 있을 수 있고 로커(1404)의 동일한 영역(즉, 중앙 또는 중간 영역)에서 작동할 수 있다. 로커(1504)는 밸브(1520)에서 작동한다. 래시 조절기(1506)는 로커와 메인 이벤트 모션 소스(1502.1) 사이에 존재하는 래시를 수용하도록 피벗(1550)과 협력할 수 있다. 래시 조절기 로딩 구성요소(1530)는 래시 조절기(1506)와 피벗(1550) 사이에 개재되어 래시 조절기(1506)에 대한 부하를 유지시켜 그의 과대 연장을 방지할 수 있다. 인식될 바와 같이, 래시 조절기 로딩 구성요소(1530)의 내부 구성요소는 전술한 바와 같이 스프링 장진형 스트로크 제한 기능을 제공할 수 있어, 래시 조절기(1506)는 메인 및 보조 이벤트 동안 제어된 위치에 유지된다. 인식될 바와 같이, 메인 이벤트 캠(1502.1)에는 도 9a-9c 및 10을 참조하여 전술한 바와 같이 HLA 재충전 및 예압 기능을 구현하기 위해 서브베이스 원 영역이 제공될 수 있다.
도 16은 유형 II 밸브 아키텍처에서 제4 예시적인 래시 조절기 로딩 구성요소 어레인지먼트(1600)의 개략도이다. 메인 이벤트 모션 소스는 로커(1604)의 중간 영역에서 작동하는 캠(1602.1)일 수 있으며, 이는 피벗(1650)에 장착된 핑거 팔로워로 알려진 유형일 수 있다. 메인 이벤트 캠(1602.1)과 별도인 보조(전용) 캠일 수 있는 보조 모션 소스(1602.2)는 설명의 편의를 위해 도 16에 점선으로 도시된 보조 밸브 트레인 구성요소를 통해 로커(1604)에 작용할 수 있다. 메인 이벤트 캠과 별도로 도시되어 있지만, 보조 캠은 메인 이벤트 캠과 동일한 캠샤프트에 있을 수 있고 로커(1604)의 동일한 영역(즉, 중앙 또는 중간 영역)에서 작동할 수 있다. 로커(1604)는 밸브(1620)에서 작동한다. 래시 조절기(1606)는 로커와 메인 이벤트 모션 소스(1602.1) 사이에 존재하는 래시를 수용하도록 피벗(1650)과 협력하거나 통합될 수 있다. 슬라이딩 핀(1607)은 로커(1604)에 배치될 수 있다. 래시 조절기 로딩 구성요소(1630)는 로커에서 슬라이딩 핀 위치로 로커(1604)에 위치되어 래시 조절기(1606)에 대한 부하를 유지시켜 그의 과대 연장을 방지할 수 있다. 인식될 바와 같이, 래시 조절기 로딩 구성요소(1630)의 내부 구성요소는 전술한 바와 같이 스프링 장진형 스트로크 제한 기능을 제공할 수 있어, 래시 조절기(1606)는 메인 및 보조 이벤트 동안 제어된 위치에 유지된다. 인식될 바와 같이, 메인 이벤트 캠(1602.1)에는 도 9a-9c 및 10을 참조하여 전술한 바와 같이 HLA 재충전 및 예압 기능을 구현하기 위해 서브베이스 원 영역이 제공될 수 있다. 고정 스트로크 래시 조절기 로딩 구성요소(1630)는 슬라이딩 핀(1607)을 로커로부터 핀 접촉면으로 편향시킬 수 있고 고정 스트로크를 제공할 수 있다. 이를 통해 래시 조절기(1606)는 래시 조절기 로딩 요소를 그 정지로부터 압축하지 않고 기초원 상의 로커로 래시를 설정할 수 있다. 보조 모션 동안, 로커 암은 메인 이벤트 캠 프로파일 상의 리프트 이벤트에 의해 래시 조절기 로딩 요소에 대해 가압된다. 보조 모션 소스(1602.2)가 슬라이딩 핀(1606)에 작용하여 밸브를 개방할 때, 래시 조절기 로딩 요소는 로커 암에 대해 압축 상태에서 유지되고 HLA의 과대 연장을 방지한다. 핀(1607)에는 도 9a, 9b 및 9c의 스프링 피스톤과 관련하여 전술한 바와 같은 편향 구조 및 스트로크 제한 구조가 제공될 수 있고, HLA(1606)의 연장을 방지하기에 충분한 스프링력으로 로커(1604)의 밸브 단부로부터 고정 스트로크로 편향될 수 있다. 메인 이벤트 캠의 예압 기간 동안, 이러한 스프링은 부분적으로 압축될 수 있어, 핀(1607)이 1602.2 모션 소스에 의해 하향 이동될 때, 스프링(1602)은 압축된 상태를 유지하고 HLA(1606)의 연장을 방지한다.
도 17은 유형 II 밸브 아키텍처에서 제5 예시적인 래시 조절기 로딩 구성요소 어레인지먼트(1700)의 개략도이다. 메인 이벤트 모션 소스는 로커(1704)의 중간 영역에서 작동하는 캠(1702.1)일 수 있으며, 이는 피벗(1750)에 장착된 핑거 팔로워로 알려진 유형일 수 있다. 메인 이벤트 캠(1702.1)과 별도인 보조(전용) 캠일 수 있는 보조 모션 소스(1702.2)는 설명의 편의를 위해 도 17에 점선으로 도시된 보조 밸브 트레인 구성요소를 통해 로커(1704)에 작용할 수 있다. 메인 이벤트 캠과 별도로 도시되어 있지만, 보조 캠은 메인 이벤트 캠과 동일한 캠샤프트에 있을 수 있고 로커(1704)의 동일한 영역(즉, 중앙 또는 중간 영역)에서 작동할 수 있다. 로커(1704)는 밸브(1720)에서 작동한다. 래시 조절기(1706)는 로커와 메인 이벤트 모션 소스(1702.1) 사이에 존재하는 래시를 수용하도록 피벗(1750)과 협력할 수 있다. 로커(1704)는 그 상의 피벗 지점(1705)에 장착된 피벗 암(1707)을 포함할 수 있다. 래시 조절기 로딩 구성요소(1730)는 로커에서 피벗 암 위치에 위치될 수 있고, 도 9a, 9b 및 9c의 실시예에서 스트로크 제한 스프링 피스톤과 관련하여 전술한 바와 유사한 내부 구조를 포함할 수 있다. 게다가, 스트로크는 해당 도면에 표시된 것과 유사한 세트스크류를 사용하여 조절될 수 있다. 고정 스트로크 래시 조절기 로딩 구성요소(1730)는 메인 이벤트 캠(1702.1)과의 접촉면을 포함하는 피벗 암(1707)을 편향시킬 수 있다. 피벗 지점(1705)은 로커(1704)와 작동 가능하게 치합할 수 있고, 또한 피벗 암이 완전히 연장 상태에 있고 메인 이벤트 캠(1702.1)이 배향될 때 HLA를 재충전하는 고정 스트로크를 가질 수 있는 롤링 요소(미도시)를 포함할 수 있어, 메인 이벤트 캠의 래시 조절기 재충전 단계는 피벗 암(1707)에서 작동한다. 래시 조절기 로딩 구성요소(1730)가 완전히 압축 상태에 있을 때, 이를 통해 메인 이벤트 캠(1702.1)은 메인 이벤트 리프트를 부여한다. 래시 조절기 로딩 구성요소(1730)가 메인 이벤트 캠의 "예압 기간" 동안 부분적으로 압축될 때, 이를 통해 메인 이벤트 캠(1702.2)으로부터의 모션은 HLA에 대한 예압을 상실하지 않고 로커 바디(1704)를 하향 이동시킨다. 따라서, 래시 조절기 로딩 구성요소(1730)는 피벗 암(1707)을 로커로부터 멀어지게 그리고 고정 스트로크로 캠을 향해 편향시킬 수 있다. 이를 통해 래시 조절기(1706)는 래시 조절기 로딩 구성요소(1730)를 그 정지로부터 압축하지 않고 기초원 상의 로커로 래시를 설정할 수 있다. 보조 모션 동안, 로커 암(1704)은 피벗 암(1707)에 작용하는 메인 이벤트 캠(1702.1) 상의 리프트 이벤트에 의해 래시 조절기 로딩 구성요소(1730)에 대해 가압된다. 보조 모션 소스(1702.2)가 (슬라이딩 핀을 사용하거나 사용하지 않고) 로커(1704)에 작용하여 밸브(1720)를 개방할 때, 래시 조절기 로딩 구성요소(1730)는 로커 암에 대해 부분적인 압축 상태에서 유지되고 래시 조절기(1706)의 과대 연장을 방지한다. 피벗 암(1707)은 롤링 요소, 편평면 또는 곡선형 접촉면을 포함할 수 있다. 인식될 바와 같이, 메인 이벤트 캠(1702.1)에는 도 9a-9c, 10 및 11을 참조하여 전술한 바와 같이 래시 조절기 재충전 및 예압 기능을 구현하기 위해 서브베이스 원 영역이 제공될 수 있다.
본 발명의 구현예를 특정의 예시적인 실시예를 참조하여 설명하였지만, 청구범위에 제시된 본 발명의 광의의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 이러한 실시예에 대해 다양한 수정 및 변경이 이루어질 수 있음은 명백할 것이다. 따라서, 명세서 및 도면은 제한적인 의미가 아닌 예시적인 의미로 간주되어야 한다.

Claims (22)

  1. 내연 기관에서 둘 이상의 엔진 밸브 중 적어도 하나의 엔진 밸브를 구동시키기 위한 장치로서,
    상기 적어도 하나의 엔진 밸브에 메인 이벤트 모션을 제공하도록 구성된 메인 이벤트 모션 소스;
    상기 메인 이벤트 모션 소스로부터의 모션을 제1 부하 경로를 통해 상기 밸브로 전달하기 위한 메인 이벤트 밸브 트레인;
    상기 메인 이벤트 모션 소스와 분리된 보조 이벤트 모션 소스;
    상기 보조 모션 소스로부터의 모션을 제2 부하 경로를 통해 하나 이상의 엔진 밸브로 전달하기 위한 보조 이벤트 밸브 트레인;
    상기 제1 부하 경로와 협력적으로 연관된 래시 조절기로서, 상기 적어도 하나의 엔진 밸브의 상기 메인 이벤트 모션 동안 상기 메인 이벤트 밸브 트레인 내의 래시를 수용하도록 구성된, 래시 조절기; 및
    상기 제1 부하 경로와 협력적으로 연관되며 상기 래시 조절기의 과대 연장을 방지하도록 배열된 래시 조절기 로딩 구성요소를 포함하는, 내연 기관에서 둘 이상의 엔진 밸브 중 적어도 하나를 구동시키기 위한 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 래시 조절기 로딩 구성요소는 편향 구성요소를 포함하고, 상기 메인 이벤트 모션 소스는 메인 이벤트 캠을 포함하고, 상기 메인 이벤트 캠은 상기 메인 이벤트 밸브 트레인에서 메인 이벤트 모션을 정의하는 메인 이벤트 캠 표면 및 상기 메인 이벤트 밸브 트레인에서 예압 모션을 정의하는 예압 캠 표면을 갖고, 상기 래시 조절기 로딩 구성요소는 상기 래시 조절기에 편향력을 가하는, 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 보조 이벤트 모션 소스는 보조 이벤트 캠을 포함하고, 상기 보조 이벤트 캠은 적어도 하나의 보조 밸브 이벤트를 정의하는 보조 이벤트 캠 표면을 갖고, 상기 메인 이벤트 밸브 트레인에서의 상기 예압 모션은 적어도 하나의 보조 밸브 이벤트 동안 발생하는, 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 메인 이벤트 모션 소스는 적어도 하나의 보조 이벤트의 지속 시간 동안 상기 래시 조절기 로딩 구성요소에서 상기 예압 모션을 야기하도록 구성되는, 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1 부하 경로는 밸브 브리지를 포함하고, 상기 래시 조절기 로딩 구성요소는 상기 밸브 브리지와 협력적으로 연관된 피스톤을 포함하는, 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 래시 조절기 로딩 구성요소는 상기 래시 조절기 로딩 구성요소의 스트로크를 래시 조절기 압축 방향으로 제한하기 위한 스트로크 제한 구성요소를 포함하는, 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 래시 조절기 로딩 구성요소는 상기 래시 조절기 로딩 구성요소의 스트로크를 래시 조절기 확장 방향으로 제한하기 위한 스트로크 제한 구성요소를 포함하는, 장치.
  8. 제5항에 있어서, 상기 래시 조절기 로딩 구성요소는 상기 피스톤 상의 환형 숄더를 포함하는 스트로크 제한 구성요소를 갖는, 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 래시 조절기 로딩 구성요소의 스트로크는 래시 조절기 재충전 기간과 상기 메인 이벤트 모션 소스 상의 메인 이벤트 개폐 위치 사이의 변환된 거리와 실질적으로 동일한, 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 메인 이벤트 모션 소스는 상기 메인 이벤트 밸브 트레인에서 메인 이벤트 모션을 정의하는 메인 이벤트 캠 표면, 및 상기 래시 조절기의 재충전을 가능하게 하는 상기 메인 이벤트 밸브 트레인에서 래시 조절기 재충전 모션을 정의하는 래시 조절기 재충전 캠 표면을 포함하는, 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 메인 이벤트 캠은 상기 메인 이벤트 밸브 트레인에서 예압 모션을 정의하는 예압 캠 표면을 포함하고, 상기 래시 조절기 로딩 구성요소는 상기 래시 조절기에 편향력을 가하는, 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 보조 모션 소스는 보조 캠을 포함하고, 상기 보조 캠은 적어도 하나의 보조 이벤트를 정의하는 보조 캠 표면을 갖고, 상기 메인 이벤트 모션 소스와 보조 모션 소스는 상기 래시 조절기 재충전 모션이 상기 내연 기관의 적어도 하나의 작동 사이클 동안 상기 적어도 하나의 보조 이벤트 이전에 시작하도록 협력하는, 장치.
  13. 제11항에 있어서, 상기 보조 모션 소스는 보조 캠을 포함하고, 상기 보조 캠은 적어도 하나의 보조 이벤트를 정의하는 보조 캠 표면을 갖고, 상기 메인 이벤트 모션 소스와 보조 모션 소스는 상기 래시 조절기의 예압 모션이 상기 내연 기관의 적어도 하나의 작동 사이클 동안 상기 적어도 하나의 보조 이벤트 중에 가해지도록 협력하는, 장치.
  14. 제1항에 있어서, 상기 제1 부하 경로는 밸브 브리지를 포함하고, 상기 래시 조절기 로딩 구성요소는,
    상기 밸브 브리지와 협력적으로 연관된 피스톤으로서, 상기 피스톤은 상기 피스톤이 상기 래시 조절기를 압축하는 경향이 있는 래시 조절기 압축 방향으로 상기 피스톤을 편향시키기 위한 피스톤 편향 구성요소와 협력적으로 연관되는, 피스톤;
    상기 래시 조절기 압축 방향으로 상기 피스톤의 스트로크를 제한하기 위한 제1 제한 구성요소; 및
    상기 피스톤이 상기 래시 조절기를 확장시키는 경향이 있는 래시 조절기 확장 방향으로 상기 피스톤의 스트로크를 제한하기 위한 제2 제한 구성요소를 포함하고,
    상기 메인 이벤트 모션 소스는 메인 이벤트 캠을 포함하고, 상기 메인 이벤트 캠은 상기 래시 조절기의 재충전을 가능하게 하는 서브베이스 원 래시 조절기 재충전 기간을 정의하는 메인 이벤트 캠 표면을 갖고;
    상기 제2 제한 구성요소는 상기 래시 조절기 확장 방향으로 상기 피스톤의 스트로크를, 상기 서브베이스 원 래시 조절기 재충전 기간과 상기 캠 상의 메인 이벤트 개폐 위치 사이의 변환된 거리와 실질적으로 동일한 거리로, 제한하는, 장치.
  15. 제1항에 있어서, 상기 제1 부하 경로는 적어도 하나의 엔진 밸브에 작용하기 위한 엔드 피벗 로커를 포함하고, 상기 래시 조절기 로딩 구성요소는 상기 엔드 피벗 로커와 협력적으로 연관된 피스톤을 포함하고, 상기 피스톤은 상기 피스톤이 상기 래시 조절기를 압축하는 경향이 있는 래시 조절기 압축 방향으로 상기 피스톤을 편향시키기 위한 피스톤 편향 구성요소와 협력적으로 연관되는, 장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 래시 조절기 로딩 구성요소는 상기 래시 조절기 압축 방향으로 상기 피스톤의 스트로크를 제한하기 위한 제1 제한 구성요소를 포함하는, 장치.
  17. 제15항에 있어서, 상기 래시 조절기 로딩 구성요소는 상기 피스톤 상의 환형 숄더 상의 제1 표면 및 상기 피스톤 상의 상기 환형 숄더 상의 제2 표면을 포함하는 스트로크 제한 로딩 구성요소를 갖는, 장치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 래시 조절기 로딩 구성요소의 스트로크는 서브베이스 원 래시 조절기 재충전 기간과 상기 메인 이벤트 모션 소스 상의 메인 이벤트 개폐 위치 사이의 변환된 거리와 실질적으로 동일한, 장치.
  19. 제1항에 있어서, 상기 제1 부하 경로는 적어도 하나의 엔진 밸브에 작용하기 위한 엔드 피벗 로커를 포함하고, 상기 래시 조절기 로딩 구성요소는 상기 엔드 피벗 로커에 위치되는, 장치.
  20. 제19항에 있어서, 상기 래시 조절기 로딩 구성요소는 상기 래시 조절기 로딩 구성요소의 스트로크를 상기 래시 조절기 압축 방향으로 제한하기 위한 제1 제한 구성요소를 포함하고, 상기 래시 조절기 로딩 구성요소의 스트로크는 래시 조절기 재충전 기간과 상기 메인 이벤트 모션 소스 상의 메인 이벤트 개폐 위치 사이의 변환된 거리와 실질적으로 동일한, 장치.
  21. 제1항에 있어서, 상기 래시 조절기 로딩 구성요소는 조절식 스트로크 제한 구성 요소를 포함하는, 장치.
  22. 제21항에 있어서, 상기 조절식 스트로크 제한 구성요소는 사용자가 상기 래시 조절기 로딩 구성요소의 스트로크를 조절할 수 있도록 구성된 나사형 세트스크류를 포함하는, 장치.
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