KR20010032344A

KR20010032344A - 밸브 액츄에이션 시스템으로부터 공기 및 찌꺼기를제거하기 위한 시스템 시동 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20010032344A
Application number: KR1020007005570A
Authority: KR
Inventors: 제임스 에프. 3세 에간; 케빈 제이. 키너슨; 조셉 엠. 보리
Original assignee: 디이젤 엔진 리타더스, 인코포레이티드
Priority date: 1997-11-21
Filing date: 1998-11-20
Publication date: 2001-04-16
Also published as: BR9814889A; EP1032752A1; JP2001524634A; US6112710A; WO1999027235A1

Abstract

본 발명은 엔진 밸브 액츄에이션 어셈블리용 시동 시스템(200)에 관한 것이다. 상기 시동 시스템(200)은 엔진 시동 작동 도중 상기 엔진 밸브 액츄에이션 어셈블리로부터 공기 및 찌꺼기 중 적어도 하나를 제거하기 위한 제거 어셈블리를 포함할 수 있다. 상기 제거 어셈블리는 상기 엔진 밸브 액츄에이션 어셈블리로부터 공기 및 찌꺼기 중 적어도 하나를 제거하기 위해 고압하에서 상기 엔진 밸브 액츄에이션 어셈블리로 유체를 공급하기 위한 공급 어셈블리를 포함할 수 있다. 상기 공급 어셈블리는 유압 유체의 공급량을 저장하기 위한 저장 어셈블리 및 상기 저장 어셈블리로 유체를 공급하기 위한 유체 공급 어셈블리를 포함할 수 있다. 상기 유체는 압력하에서 상기 저장 어셈블리로부터 상기 엔진 밸브 액츄에이션 어셈블리로 공급될 수 있다. 또한, 상기 유체는 중력의 영향하에서 상기 저장 어셈블리로부터 상기 엔진 밸브 액츄에이션 어셈블리로 공급될 수 있다.

Description

밸브 액츄에이션 시스템으로부터 공기 및 찌꺼기를 제거하기 위한 시스템 시동 장치 및 방법{METHOD AND SYSTEM START-UP APPARATUS FOR REMOVING AIR AND DEBRIS FROM A VALVE ACTUATION SYSTEM}

종래의 밸브 작동 시스템은 캠축, 푸시 로드 또는 푸시 튜브, 로커 아암, 및 밸브 리프터의 조합구성으로 이루어진다. 캠축의 회전은 기계적으로 엔진의 크랭크축의 회전에 종동한다. 결과적으로, 밸브의 개폐가 크랭크축의 회전에 따라 정해진다. 전 권한(full authority)이란 엔진의 크랭크축의 회전 위치와 관계없이 내연 기관의 흡기 및 배기 밸브의 개폐를 조절할 수 있는 능력을 갖는 것으로 정의된다.

종래에는, 4-행정 내연기관의 배기 및 흡기 밸브의 조절이, 엔진의 크랭크축 의 회전에 동기되어 작동되는 기계적 또는 유체 기계적 시스템에 의해 수행되었다. 밸브 개방 시점은, 밸브 액츄에이팅 시스템과 크랭크축 간의 직접적인 기계적 연결에 의해 크랭크축의 위치와 관련하여 결정된다. 다중 실린더 내연기관 내의 임의의 실린더에서, 흡기 및 배기 밸브의 개폐가, 연료 혼합 및 점화 또는 연료 주입과 연계하여 소정 범위의 엔진 속도에서 최적의 포지티브 파워(positive power)를 제공하도록 미리 정해진다.

오일과 공기가 서로 혼합될 때 오일 에어레이션(aeration)이 발생한다. 에어레이션은 오일에 용해된 공기(air dissolved in oil), 갇힌 공기(entrained air), 다량 공기(bulk air), 및 거품(foam)의 4가지의 다른 형태를 초래한다. 다량 공기란 에어 포켓(air pocket)과 같이 다량의 포집된 공기를 말한다. 브레이크 하우징 내부에서 엔진이 일정 시간 동안 멎은 이후에 오일이 피스톤과 멈춤 나사(set screw) 주위로 누설되어 나올 때 이러한 상태가 생성된다. 오일에 용해된 공기란 오일의 화학적 매트릭스 내의 위치를 말한다. 갇힌 공기란 오일 전체에 걸쳐 균일하게 부유되어 있는, 그러나 용해된 공기와 같이 오일에 흡수되지는 않은 에어 포켓을 말한다. 갇힌 공기와 다량 공기 간의 구별 요소는, 각각이 형성하는 공간의 크기이다. 통상적으로, 직경 1 mm 또는 그 이하이면 모두 갇힌 공기로 정의된다. 따라서, 다량 공기는 직경이 1 mm 보다 큰 경우가 된다. 마지막으로, 거품은 유체 표면 상에 생기는 분리된 기포층이다.

완전 유압 밸브 액츄에이션 시스템은 오일의 에어레이션을 받게 된다. 엔진의 장기 정지 상태(prolonged sedentary state) 또한 누설에 기인한 유압 하우징 내의 다량 공기의 축적을 촉진한다. 시스템 내, 특히 시동 모드에서의 다량 공기는 밸브 모션에 불리한 영향을 준다. 특히, 시동시의 시스템 내에 갇힌 공기의 양에 의존하여, 상기 갇힌 공기는 시스템을 통해 펌핑되는 유압 유체에 반응한 밸브의 개방을 지연시키거나 심지어 막을 수도 있다. 존재하는 다량 공기를 제거하지 않으면, 상기 시스템은 마비되거나 오작동할 수 있고, 이로써 규정되지 않은 시점에서의 밸브 개방을 초래할 수 있다.

본 발명은 내연 기관에 대한 흡기 및 배기 과정을 조절하기 위한 엔진 밸브 작동 시스템에 관한 것이다. 특히, 본 발명은, 엔진의 시동시 시스템이 운전되는 동안에 밸브 작동 시스템으로부터 공기를 제거하고, 밸브 작동 시스템을 유압 유체로 충진시키기 위한 작동 시스템에 관한 것이다. 부가적으로, 본 발명은 밸브 액츄에이션 시스템으로부터 다량 공기(bulk air)를 제거하는 것에 관한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 밸브 제어 시동 시스템의 개략도이다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 밸브 제어 시동 시스템의 개략도이다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 밸브 제어 시동 시스템의 개략도이다.

본 발명의 목적은 시동시의 엔진 주변 온도에 관계없이 상온 엔진 시동에서의 적절한 작동을 보장하는 유체-기계적 전 권한(full authority) 밸브 작동 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 시스템 내의 갇힌 공기에 관계없이 상온 엔진 시동에서의 적절한 작동을 보장하는 유체-기계적 전 권한 밸브 작동 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 모든 엔진 정상 작동 속도(RPM 범위)에 걸쳐 효과적으로 작동하는 유체-기계적 전 권한 밸브 작동 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 시스템 시동 도중에 완전 유압 밸브 액츄에이션 시스템 내의 공기를 제거하는 어셈블리 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 시스템이 작동하는 동안 완전 유압 밸브 액츄에이션 시스템 내의 공기를 제거하기 위한 어셈블리 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 시스템이 작동하는 동안 완전 유압 밸브 액츄에이션 시스템으로부터 갇힌 공기를 제거하기 위한 어셈블리 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 시스템을 작동하는 전 권한 밸브로부터 다량 공기를 제거하기 위한 장치를 포함한다. 본 발명은 또한 밸브 작동 시스템이 작동되면 갇힌 공기의 제거를 허용한다. 소량의 연속적인 누설이 상기 시스템에 유압적 순환로를 통해 오일을 순환시키는 방법을 제공하는데, 이로써 먼지의 제거 및 하우징의 냉각이 허용된다.

본 발명은 엔진 작동 도중에 엔진 내의 적어도 하나의 밸브를 액츄에이팅하기 위한 개선된 밸브 액츄에이션 시스템에 관한 것이다. 상기 밸브 액츄에이션 시스템은 적어도 하나의 밸브를 액츄에이팅하기 위해 액츄에이팅 에너지를 공급하는 마스터 피스톤 어셈블리와, 적어도 하나의 밸브를 액츄에이팅하기 위한 슬래이브 피스톤 어셈블리와, 그리고 마스터 피스톤 어셈블리로부터 슬래이브 피스톤 어셈블리로 액츄에이팅 에너지를 전달하는 전달 어셈블리를 포함한다. 상기 개선된 밸브 액츄에이션 시스템은 엔진 시동 과정 도중 전달 어셈블리로부터 공기 및 찌꺼기 중 적어도 하나를 제거하기 위한 제거 어셈블리를 포함한다.

상기 제거 어셈블리는 고압하에서 전달 어셈블리로 유체를 공급하기 위한 공급 어셈블리를 포함할 수 있다. 상기 공급 어셈블리는 고압 유체 공급원에 연결된 통로를 포함할 수 있다. 상기 공급 어셈블리는 유압 유체(hydraulic fluid)의 공급량을 저장하는 저장 어셈블리, 및 저장 어셈블리로 유체를 공급하는 유체 공급 어셈블리를 포함할 수 있다. 상기 유체는 압력하에서 저장 어셈블리로부터 전달 어셈블리로 공급될 수 있다. 또한, 상기 유체는 중력의 영향하에서 저장 어셈블리로부터 전달 어셈블리로 공급될 수 있다.

상기 제거 어셈블리는 엔진 시동 과정 도중에 전달 어셈블리로부터 공기 및 찌꺼기 중 적어도 하나를 제거하기 위한 적어도 하나의 블리더 어셈블리(bleeder assembly)를 포함할 수 있다. 상기 적어도 하나의 블리더 어셈블리는 브레이킹 작용 도중 전달 어셈블리로부터 공기 및 찌꺼기 중 적어도 하나를 추가로 제거할 수 있다. 상기 적어도 하나의 블리더 어셈블리는 전달 어셈블리의 고압 부위 내에 위치할 수 있다. 상기 적어도 하나의 블리더 어셈블리는 전달 어셈블리의 저압 부위 내에 위치할 수 있다. 상기 적어도 하나의 블리더 어셈블리 각각이 밸브 어셈블리를 포함할 수 있다. 밸브 어셈블리는 제1 소정 압력에서 개방되어 공기 및 찌꺼기 중 적어도 하나를 제거하는 것을 허용할 수 있다. 상기 밸브 어셈블리는 제2 소정 압력에서 밀폐되어 공기 및 찌꺼기 중 적어도 하나를 제거하는 것을 방지할 수 있다. 상기 제2 소정 압력은 상기 제1 소정 압력 보다 높다.

상기 밸브 액츄에이션 시스템은 소정의 엔진 작동 조건 도중에 전달 어셈블리 내부의 액츄에이팅 에너지를 흡수하기 위한 어큐뮬레이터 어셈블리(accumulator)를 더 포함할 수 있다.

본 발명은 또한 엔진 밸브 액츄에이션 어셈블리용 시동 시스템에 관한 것이다. 시동 시스템은 엔진 시동 작동 도중 엔진 밸브 액츄에이션 어셈블리로부터 공기 및 찌꺼기 중 적어도 하나를 제거하기 위한 제거 어셈블리를 포함할 수 있다. 제거 어셈블리는 엔진 밸브 액츄에이션 어셈블리로부터 공기 및 찌꺼기 중 적어도 하나를 제거하기 위해 고압하에서 엔진 밸브 액츄에이션 어셈블리에 유체를 공급하는 공급 어셈블리를 포함할 수 있다. 공급 어셈블리는 유압 유체의 공급량을 저장하기 위한 저장 어셈블리, 및 저장 어셈블리로 유체를 공급하기 위한 유체 공급 어셈블리를 포함할 수 있다. 유체는 압력하에서 저장 어셈블리로부터 엔진 밸브 액츄에이션 어셈블리로 공급될 수 있다. 또한, 유체는 중력의 영향하에서 저장 어셈블리로부터 엔진 밸브 액츄에이션 어셈블리로 공급될 수 있다.

상기 시동 시스템은 또한 시동 시스템 내에 담겨있는 유압 유체를 가열하기 위한 가열 어셈블리를 더 포함할 수 있다.

제거 어셈블리는 엔진 시동 작동 도중에 엔진 밸브 액츄에이션 어셈블리로 부터 공기 및 찌꺼기 중 적어도 하나를 제거하기 위한 적어도 하나의 블리더 어셈블리를 포함할 수 있다. 상기 적어도 하나의 블리더 어셈블리는 브레이킹 작동 도중에 공기 및 찌꺼기 중 적어도 하나를 추가로 제거할 수 있다.

적어도 하나의 블리더 어셈블리 각각은 저압 블리더 어셈블리일 수 있다. 적어도 하나의 블리더 어셈블리 각각은 밸브 어셈블리를 포함한다. 상기 밸브 어셈블리는 제1 소정 압력에서 개방되어 공기 및 찌꺼기 중 적어도 하나를 제거하도록 할 수 있다. 상기 밸브 어셈블리는 제2 소정 압력에서 폐쇄되어 공기 및 찌꺼기 중 적어도 하나를 제거하는 것을 방지할 수 있다. 상기 제2 소정 압력은 상기 제1 소정 압력보다 크다.

상기 시동 시스템은 소정의 엔진 작동 조건하에서 밸브 액츄에이션 어셈블리 내부의 액츄에이팅 에너지를 흡수하기 위한 어큐뮬레이터 어셈블리를 더 포함할 수 있다.

본 발명은 또한 엔진 시동 작동 도중에 엔진 밸브 액츄에이션 어셈블리로부터 공기 및 찌꺼기 중 적어도 하나를 제거하기 위한 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 압력하에서 상기 엔진 밸브 액츄에이션 어셈블리를 작동 유체로 충진시키는 단계를 포함한다. 상기 방법은 엔진 밸브 액츄에이션 어셈블리로부터 공기 및 찌꺼기 중 적어도 하나를 제거하는 단계를 더 포함하는데, 압축된 작동 유체가 엔진 밸브 액츄에이션 어셈블리로부터 공기 및 찌꺼기 중 적어도 하나를 배출시킨다. 공기 및 찌꺼기 중 적어도 하나를 제거하는 단계는 엔진 밸브 액츄에이션 어셈블리 내부에 위치한 적어도 하나의 블리더 장치를 통해 공기 및 찌꺼기 중 적어도 하나를 배출시키는 것을 포함할 수 있다.

상기 방법은 엔진 시동 작동 도중 작동 유체를 가열하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 방법은 엔진 시동 작동 도중 과잉 작동 유체를 흡수하는 단계를 더 포함할 수 있다.

이하, 동일 요소에 대해서는 동일 부호를 표기한 하기의 도면과 연계하여 본 발명을 설명한다.

본 발명은 엔진 시동 도중 밸브 작동 시스템(10)을 유압 유체로 충진하기 위한 시스템(100) 및 밸브 작동 시스템(10) 내부에 적체된 공기를 제거하는 시스템에 관한 것이다. 상기 밸브 작동 시스템(10)은 캠축(12)에 의해 작동되는 마스터 피스톤 어셈블리(11)를 포함한다. 상기 마스터 피스톤 어셈블리(11)는 유압 통로(14)를 통해 슬래이브 피스톤 어셈블리(13)에 유압적으로 연결된다. 하나의 밸브(15)가 통로(14) 내부에 제공된다.

상기 밸브(15)가 폐쇄되면, 마스터 피스톤 어셈블리(11)로부터 파생된 모션이 슬래이브 피스톤 어셈블리(13)에 직접 전달되어 엔진 밸브를 작동시킨다. 상기 밸브(15)가 개방되면, 마스터 피스톤 어셈블리(11)로부터의 모션이 어큐뮬레이터(16)에 전달된다. 상기 어큐뮬레이터(16)는 마스터 피스톤 어셈블리(11)로부터 파생된 모션을 흡수하여, 이로써 슬래이브 피스톤 어셈블리(13)가 이에 연결된 밸브를 작동시키지 않게 하거나 상기 밸브의 개방이 변경되지 않게 한다.

밸브 작동 시스템(10)의 작동 도중, 유압 유체가 시스템(10)으로부터 새어 나올 수 있다. 이것은 엔진이 운전되지 않는 동안에도 발생할 수 있다. 그 결과, 유압 통로(14) 내에 에어 포켓이 생길 수 있다. 이는 특히, 전 권한 시스템에서, 마스터 피스톤 어셈블리(11)의 운동에 반응한 엔진 밸브의 개방에 좋지 않은 영향을 줄 수 있다. 특히, 마스터 피스톤 어셈블리(11)로부터 생성되는 모션이 슬래이브 피스톤 어셈블리(13)로 직접 연결되지 않고 에어 포켓 내에 흡수될 수 있다. 그 결과, 슬래이브 피스톤 어셈블리(13)가 엔진 밸브를 필요할 때 적절히 작동시키지 못할 수 있다. 본 발명은 이러한 것의 발생을 방지한다.

본 발명의 발명자는 상기 시동 시스템(100)이 현재의 시스템에 부가되거나 신규한 밸브 작동 시스템 내로 설계해 넣을 수 있음을 생각하였다. 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 시스템(100)은 마스터 피스톤 어셈블리(110)를 포함한다. 상기 마스터 피스톤 어셈블리(110)는 주입 로커(injector rocker)의 푸시 튜브 또는 푸시 로드(1)로부터 모션을 파생시킬 수 있다. 그러나, 본 발명은 전용 캠 또는 다른 적절한 모션 소스를 채용하는 것이 아닌, 푸시 튜브로부터 모션을 파생시키는 마스터 피스톤 어셈블리(110)에 한정되는 것은 아니다. 더욱이, 푸시 튜브뿐 아니라, 전자 엔진 제어에 응답하여 전자적으로 작동되는 마스터 피스톤 어셈블리(110)가 본 발명의 범주 내에 있는 것이다.

상기 시스템(100)은 또한 어큐뮬레이터(120)를 포함한다. 상기 시스템(100)은 유압 유체 통로(130)를 통해 밸브 작동 시스템(10)에 연결된다. 상기 통로(130)는 내부에 배치된 체크 밸브(140)를 포함할 수 있다. 상기 체크 밸브(140)는 시스템(10)에서 시스템(100)으로 유압 유체가 역류하는 것을 방지한다. 상기 어큐뮬레이터(120)는 어큐뮬레이터(120) 내에 과도한 유체의 체증(buildup)을 방지하기 위해 유압 유체를 분출시키기 위한 릴리프 포트(121)를 포함할 수 있다. 시스템(100)은 또한 유압 유체 공급원(150)을 포함할 수 있다. 상기 공급원(150)은 시스템(100)으로부터 공급원(140)으로 유압 유체가 역류하는 것을 방지하기 위한 체크 밸브(160)를 포함할 수 있다.

이하, 상기 시스템(100)의 작동을 설명한다. 엔진의 시동에 앞서, 시스템(100)은 사용중이 아니다. 그 결과, 유압 유체가 갇힌 공기를 남겨둔 채 통로(14)로부터 배출될 수 있는데, 이는 시스템(10) 내부의 유체 압력이 효과적으로 작동하기에 불충분한 결과를 초래한다. 엔진 시동시, 상기 푸시 튜브(1)는 마스터 피스톤 어셈블리(110)에 모션의 형태로 에너지를 공급한다. 마스터 피스톤 어셈블리(110)의 모션에 반응하여, 유체 공급원(150)으로부터의 유압 유체가 고압(예를 들어, 최대 200 psi)에서 밸브 작동 시스템(10)으로 공급된다. 고압 유체의 유입으로 인해, 시스템(10) 내에 포집된 기포가 슬래이브 피스톤 어셈블리(13) 및 마스터 피스톤 어셈블리(11)를 통해 분출되도록 한다. 그 결과, 시스템(10)은 엔진 시동 순간 동안 갇힌 공기를 보유하지 않은 채 작동할 준비를 갖춘다. 도 2에 도시된 바와 같이, 공기 블리드 장치(280)가 또한 시스템(10) 및 시스템(100) 내에 제공되어 시스템(10) 및 시스템(100) 내부의 갇힌 공기가 분출되는 것을 허용한다.

시스템(100)은 엔진 작동 도중 연속적으로 작동할 수 있다. 이런 식으로, 시스템(100)이 유압 유체를 시스템(10)으로 공급하여 작동 중의 누설에 기인한 시스템(10) 내부의 갇힌 공기를 제거하도록 한다. 어큐뮬레이터(120)는 시스템(100) 내의 초과 압력의 적체를 방지하는 작용을 한다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예를 도시한다. 시동 시스템(200)이 전 권한 밸브 액츄에이팅 시스템(20)에 연결될 수 있다. 밸브 작동 시스템(20)이 마스터 피스톤 어셈블리(21)를 포함한다. 마스터 피스톤 어셈블리(21)가 캠축, 로커 아암의 푸시 튜브, 또는 다른 적절한 모션 소스에 의해 작동된다. 마스터 피스톤 어셈블리(21)는 도관(22)을 통해 슬래이브 피스톤 어셈블리(23)로 모션을 공급한다. 슬래이브 피스톤 어셈블리(23)는 미도시된 적어도 하나의 실린더 밸브를 작동시킨다. 슬래이브 피스톤 어셈블리(23)는 밸브 시팅(seating) 어셈블리(231)를 포함하여 슬래이브 피스톤 어셈블리(23)의 작동 중에 유연한 밸브 시팅을 제공할 수 있다. 시스템(20)은 또한 밸브(24)를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 밸브(24)가 고속 트리거 밸브(trigger valve)이다. 어큐뮬레이터(25)가 제공될 수도 있다.

시동 시스템(200)은 압력 공급원(210)을 포함한다. 압력 공급원(210)은 플레넘(plenum)(220)에 유압 유체를 보낸다. 본 발명의 발명자들은 상기 압력 공급원(210)이 보조 펌프(예컨대, 기계적인 펌프, 전기적 펌프, 및 압력 펌프), 오일통(oil sump), 또는 다른 수단에 의해 오일을 공급하는 오일 갤리(oil galley)를 포함하지만 이에 한정되지 않는 적절한 유체 공급 수단일 수 있다고 생각한다. 플레넘(220)은 하나 이상의 밸브 작동 시스템에 유압 유체를 공급할 수 있다. 유압 유체 공급원(230)은 도관(241)을 통해 예컨대 엔진 오일 공급원으로부터 시스템(200)에 유압 유체를 공급한다. 압력 공급원(210)으로부터 플레넘(220)으로 유압 유체가 역류하는 것을 방지하기 위해 밸브(250)(예컨대, 체크 밸브)가 도관(241) 내에 공급될 수 있다. 압력 공급원(210)은 도관(242)을 거쳐 플레넘(220)으로 유압 유체를 공급하여, 이로써 충분한 분량의 유압 유체가 플레넘(220) 내부에 위치할 수 있게 한다. 플레넘(220)으로부터 압력 공급원(210)으로의 유체의 역류를 방지하기 위해 도관(242) 내부에서 상기 플레넘(220)과 압력 공급원(210) 사이에 밸브(260)가 제공될 수 있다. 상기 플레넘(220)은 도관(243)을 통해 밸브 작동 시스템(20)으로 유압 유체를 공급한다. 플레넘(220)으로 유체가 역류하는 것을 방지하기 위해 도관(243) 내부의 플레넘(220)과 시스템(20) 사이에 밸브(270)가 제공될 수 있다.

상기 플레넘(220)에 블리더 장치(280)가 제공될 수 있다. 블리더 장치(280)는 플레넘(220) 내부에 갇힌 공기가 방출되도록 한다. 또한, 블리더 장치(280)는 플레넘(220) 내부에 과잉 압력의 적체가 발생하는 경우 유압 유체가 방출되도록 한다. 또한, 플레넘(220)에는, 예컨대 도 1에 도시된 바와 같이, 플레넘(220) 내부의 과잉 압력의 적체를 방지하기 위해 어큐뮬레이터가 제공될 수 있다. 따라서, 바람직하게는 시스템(20) 내부의 갇힌 공기의 방출을 허용하기 위해 시스템(20)에 블리더 장치(26)가 제공된다. 또한, 도 5 내지 12와 연계하여 상기에 기재된 블리더 장치가 시스템(20)으로 통합될 수 있다.

플레넘(220) 내의 유압 유체를 가열하기 위한 가열 요소가 상기 플레넘(220)에 제공될 수 있다. 이는 유압 유체를 가열하여 엔진 시동 도중 유체의 점성을 높인다.

시동 시스템(200)의 작동에 대하여 이하에 설명한다. 플레넘(220)이 중력의 영향으로 시스템(20)에 유압 유체의 압축된 공급량을 제공한다. 이러한 공급은 시스템(20) 내부에 공기가 갇히는 것을 제한한다. 상세하게는, 시스템(20) 내부에 있는 공기가 슬레이브 피스톤 어셈블리(23) 및 마스터 피스톤 어셈블리(21) 내의 공극을 통해 압출된다. 부가적으로, 블리더 어셈블리(26)가 갇힌 공기가 방출되도록 시스템(20) 내부에 제공될 수 있다. 본 발명의 이와 같은 실시예는, 도 1과 연계하여 상기에 기재된 바와 같이, 푸시 로드에 의해 생성된 작용력에 의존하기 보다 저장된 유압 유체에 의해 생성된 작용력에 의존한다. 이러한 구성에서, 시스템(200)은 엔진이 오프 상태일 때에도 작동한다.

도 3은 본 발명에 따른 시동 시스템의 다른 실시예를 개시한다. 도 3은 로스트 모션(lost motion) 전 권한 밸브 액츄에이팅 시스템(30) 내부의 시동 시스템(300)을 도시한다. 시스템(30)의 사용은 단지 예시적 목적일 뿐이고 본 발명의 적용을 제한하려는 의도는 없다. 시스템(30)은 하우징(31)을 포함한다. 마스터 피스톤 어셈블리(32)는 하우징(31) 내부에 미끄럼 가능하게 수용될 수 있다. 마스터 피스톤 어셈블리(32)은 캠(1)으로부터 모션을 파생시킨다. 마스터 피스톤 어셈블리(32)에 의해 생성된 모션은 하우징(31) 내의 도관(33) 내부에 위치한 (예컨대, 엔진 오일과 같은) 유압 유체를 통해 전달된다. 하우징(31)은 적어도 하나의 밸브를 작동시킬 수 있는 적어도 하나의 슬래이브 피스톤 어셈블리(34)를 포함한다. 시스템(30)은 또한 밸브 어셈블리(35)를 포함한다. 밸브 어셈블리(35)는 도관(36)을 거쳐 유압 유체 공급원에 연결된다. 밸브 어셈블리(35)의 작동은 유압 유체가 시스템(30)으로 유동하게 한다. 밸브(35)가 폐쇄되었을 때 도관(36) 내부의 유압 유체의 적체를 흡수하기 위해 어큐뮬레이터(37)가 도관(36)과 소통되게끔 제공될 수 있다. 상기 어큐뮬레이터(37)에는 어큐뮬레이터(37) 내부에 과잉 압력의 적체가 일어나는 경우 유압 유체를 방출하기 위한 릴리프 포트(361)가 제공된다. 이런 식으로, 각 작동 사이클 동안 과잉 유압 유체가 시스템(30)으로부터 흘러나올 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따라 시동 시스템(300)에 도관(36)이 연결된다. 시동 시스템(300)은 유압 유체 공급원에 연결된 펌핑 어셈블리(310)를 포함한다. 상기 펌핑 어셈블리(310)는 밸브 어셈블리(35)에 고압 유체를 공급한다. 밸브 어셈블리(35)가 개방되면, 고압 유체가 시스템 내에 갖힌 공기를 압출하여 마스터 피스톤 어셈블리(32) 및 슬래이브 피스톤 어셈블리(34)를 둘러싸는 통로를 통해 토출되게 한다. 부가적으로, 앞서 기재된 블리더 장치(26)가 시스템(30)을 통기시키기 위해 제공될 수 있다.

또한, 시스템(300)은 시스템(300) 내의 유압 유체를 데우기 위해 가열기 어셈블리(320)를 포함한다. 가열기 어셈블리(320)는 바람직하게는 직렬 전기 가열 요소이다. 그러나, 이외의 다른 가열 요소도 유압 유체를 데우기 위해 사용될 수 있고, 이 또한 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 간주된다.

본 발명의 범주 및 사상을 벗어나지 않고 본 발명의 구조 및 구성으로써 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음이 당업자에게 명백할 것이다. 따라서, 본 발명은 본 발명의 수정 및 변형을 포함하도록 의도된 것이다. 본 발명은 포지티브 파워 엔진 작동 조건 동안 작동되는 것이 가능하다고 의도되었다. 본 발명은 다른 엔진 작동 조건(즉, 논-포지티브 파워) 도중에 작동되는 것 또한 가능한 것으로 의도되었다. 비록 본 발명이 특정 실시예와 연계하여 기술되었으나, 많은 대안과 수정 및 변경이 당업자에게 있어 명백하다는 것이 분명하다. 또한, 어떤 슬래이브 피스톤 및/또는 마스터 피스톤이라도 본 발명에 따른 태핏 시스템(tappet system)으로서 사용될 수 있는 것으로 의도되었다. 따라서, 여기에 개시된 바와 같은 본 발명의 바람직한 실시예는 예시적으로 의도된 것이고 제한적인 것은 아니다.

Claims

엔진 작동 도중에 엔진 내의 하나 이상의 밸브를 액츄에이팅하기 위한 밸브 액츄에이션 시스템으로서, 상기 하나 이상의 밸브를 액츄에이팅하는 액츄에이팅 에너지를 공급하기 위한 마스터 피스톤 어셈블리, 상기 하나 이상의 밸브를 액츄에이팅하기 위한 슬래이브 피스톤 어셈블리, 및 상기 마스터 피스톤 어셈블리로부터 상기 슬래이브 피스톤 어셈블리로 상기 액츄에이팅 에너지를 전달하기 위한 전달 어셈블리를 포함하고, 그리고 개선점으로서

엔진 시동 작동 도중에 상기 전달 어셈블리로부터 공기 및 찌꺼기 중 적어도 하나를 제거하기 위한 제거 수단을 포함하는 밸브 액츄에이션 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 제거 수단이, 고압하에서 상기 전달 어셈블리로 유체를 공급하기 위한 공급 수단을 포함하는 밸브 액츄에이션 시스템.
제 2 항에 있어서, 상기 공급 수단이 고압의 유체 공급원에 연결된 통로를 포함하는 밸브 액츄에이션 시스템.
제 2 항에 있어서, 상기 공급 수단이,

유압 유체의 공급량을 저장하기 위한 저장 수단, 및

상기 저장 수단으로 유체를 공급하기 위한 유체 공급 수단을 포함하는 밸브 액츄에이션 시스템.
제 4 항에 있어서, 유체가 압력하에서 상기 저장 수단으로부터 상기 전달 어셈블리로 공급되는 밸브 액츄에이션 시스템.
제 4 항에 있어서, 유체가 중력의 영향하에서 상기 저장 수단으로부터 상기 전달 어셈블리로 공급되는 밸브 액츄에이션 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 제거수단이, 엔진 시동 작동 도중 상기 전달 어셈블리로부터 공기 및 찌꺼기 중 적어도 하나를 제거하기 위한 하나 이상의 블리더 어셈블리를 포함하는 밸브 액츄에이션 시스템.
제 7 항에 있어서, 상기 하나 이상의 블리더 어셈블리가 엔진 작동 도중에도 상기 전달 어셈블리로부터 공기 및 찌꺼기 중 적어도 하나를 더 제거하는 밸브 액츄에이션 시스템.
제 7 항에 있어서, 상기 하나 이상의 블리더 어셈블리가 상기 전달 어셈블리의 고압 부위 내에 배치되는 밸브 액츄에이션 시스템.
제 7 항에 있어서, 상기 하나 이상의 블리더 어셈블리가 상기 전달 어셈블리의 저압 부위 내에 배치되는 밸브 액츄에이션 시스템.
제 7 항에 있어서, 상기 하나 이상의 블리더 어셈블리 각각이 밸브 어셈블리를 포함하는 밸브 액츄에이션 시스템.
제 11 항에 있어서, 상기 밸브 어셈블리가, 공기 및 찌꺼기 중 적어도 하나의 제거를 허용하기 위해 제1 소정 압력에서 개방되는 밸브 액츄에이션 시스템.
제 12 항에 있어서, 상기 밸브 어셈블리가, 공기 및 찌꺼기 중 적어도 하나의 제거를 방지하기 위해 제2 소정 압력에서 밀폐되는 밸브 액츄에이션 시스템.
제 13 항에 있어서, 상기 제2 소정 압력이 상기 제1 소정 압력보다 높은 밸브 액츄에이션 시스템.
제 1 항에 있어서, 소정의 엔진 작동 조건 도중 상기 전달 어셈블리 내부의 액츄에이팅 에너지를 흡수하기 위한 어큐뮬레이터 어셈블리를 더 포함하는 밸브 액츄에이션 시스템.
엔진 밸브 액츄에이션 어셈블리용 시동 시스템에 있어서,

엔진 시동 작동 도중 엔진 밸브 액츄에이션 어셈블리로부터 공기 및 찌꺼기 중 적어도 하나를 제거하기 위한 제거 수단을 포함하는 시동 시스템.
제 16 항에 있어서, 상기 제거 수단이, 상기 엔진 밸브 액츄에이션 어셈블리로부터 공기 및 찌꺼기 중 적어도 하나를 제거하기 위해 고압하에서 상기 엔진 밸브 액츄에이션 어셈블리로 유체를 공급하기 위한 공급 수단을 포함하는 시동 시스템.
제 17 항에 있어서, 상기 공급 수단이,

유압 유체의 공급량을 저장하기 위한 저장 수단, 및

상기 저장 수단으로 유체를 공급하기 위한 유체 공급 수단을 포함하는 시동 시스템.
제 18 항에 있어서, 유체가 압력하에서 상기 저장 수단으로부터 상기 엔진 밸브 액츄에이션 어셈블리로 공급되는 시동 시스템.
제 18 항에 있어서, 유체가 중력의 영향하에서 상기 저장 수단으로부터 상기 엔진 밸브 액츄에이션 어셈블리로 공급되는 시동 시스템.
제 18 항에 있어서, 상기 시동 시스템 내부에 담겨진 유압 유체를 가열하기 위한 가열 수단을 더 포함하는 시동 시스템.
제 18 항에 있어서, 상기 제거 수단이, 엔진 시동 작동 도중 상기 엔진 밸브 액츄에이션 어셈블리로부터 공기 및 찌꺼기 중 적어도 하나를 제거하기 위한 하나 이상의 블리더 어셈블리를 포함하는 시동 시스템.
제 22 항에 있어서, 상기 하나 이상의 블리더 어셈블리가 엔진 작동 도중에도 공기 및 찌꺼기 중 적어도 하나를 더 제거하는 시동 시스템.
제 22 항에 있어서, 상기 하나 이상의 블리더 어셈블리가 고압 블리더 어셈블리인 시동 시스템.
제 22 항에 있어서, 상기 하나 이상의 블리더 어셈블리가 저압 블리더 어셈블리인 시동 시스템.
제 22 항에 있어서, 상기 하나 이상의 블리더 어셈블리 각각이 밸브 어셈블리를 포함하는 시동 시스템.
제 26 항에 있어서, 상기 밸브 어셈블리가, 공기 및 찌꺼기 중 적어도 하나의 제거를 허용하기 위해 제1 소정 압력에서 개방되는 시동 시스템.
제 27 항에 있어서, 상기 밸브 어셈블리가, 공기 및 찌꺼기 중 적어도 하나의 제거를 방지하기 위해 제2 소정 압력에서 밀폐되는 시동 시스템.
제 28 항에 있어서, 상기 제2 소정 압력이 상기 제1 소정 압력보다 높은 시동 시스템.
제 16 항에 있어서, 소정의 엔진 작동 조건 도중 상기 밸브 액츄에이션 어셈블리 내부의 액츄에이팅 에너지를 흡수하기 위한 어큐뮬레이터 어셈블리를 더 포함하는 시동 시스템.
제 16 항에 있어서, 상기 시동 시스템 내부에 담겨진 유압 유체를 가열하기 위한 가열 수단을 더 포함하는 시동 시스템.
엔진 시동 작동 도중 엔진 밸브 액츄에이션 어셈블리로부터 공기 및 찌꺼기 중 적어도 하나를 제거하기 위한 방법으로서,

압력하에서 상기 엔진 밸브 액츄에이션 어셈블리를 작동 유체로 충진시키는 단계, 및

압축된 작동 유체가 상기 엔진 밸브 액츄에이션 어셈블리로부터 공기 및 찌꺼기 중 적어도 하나를 배출시킴으로써, 상기 엔진 밸브 액츄에이션 어셈블리로부터 공기 및 찌꺼기 중 적어도 하나를 제거하는 단계를 포함하는 방법.
제 32 항에 있어서, 상기 엔진 시동 작동 도중 상기 작동 유체를 가열하는 단계를 더 포함하는 방법.
제 32 항에 있어서, 상기 공기 및 찌꺼기 중 적어도 하나를 제거하는 단계가, 상기 엔진 밸브 액츄에이션 어셈블리 내부에 배치된 하나 이상의 블리더 장치를 통해 공기 및 찌꺼기 중 적어도 하나를 배출시키는 것을 포함하는 방법.
제 32 항에 있어서, 상기 엔진 시동 작동 도중 과잉 작동 유체를 흡수하는 단계를 더 포함하는 방법.