KR20010033557A - 포지티브 파워 밸브 작동을 갖는 엔진 브레이킹 - Google Patents

포지티브 파워 밸브 작동을 갖는 엔진 브레이킹 Download PDF

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디이젤 엔진 리타더스, 인코포레이티드
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Abstract

본 발명은 멀티-사이클 엔진 브레이킹을 효율적으로 달성하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명은 단일 엔진 작동 사이클중에 한 압축 해제 이벤트보다 많은 것으로 엔진 밸브의 작동을 제어한다. 본 발명의 장치는 포지티브 동력 작동중에 엔진 실린더의 적어도 하나의 배기 밸브를 작동하기 위해 조립체(100)를 포함한다. 본 발명의 장치는 엔진 실린더의 적어도 하나의 흡입 밸브를 작동하기 위해 조립체(200)를 추가로 포함한다. 또한, 본 발명의 장치는 엔진 브레이킹 작동중에 적어도 하나의 흡입 밸브를 작동하기 위해 조립체(300)를 추가로 포함한다.

Description

포지티브 파워 밸브 작동을 갖는 엔진 브레이킹{ENGINE BRAKING WITH POSITIVE POWER VALVE ACTUATION}
다수의 엔진은, 포지티브 파워 작동 모드(엔진이 연결된 차량을 추진할 목적으로 동력을 발생기키는 모드) 및 브레이킹 작동 모드(엔진이 연결된 차량을 감속할 목적으로 동력을 흡수하는 모드)를 갖는 것이 바람직하다. 엔진을 브레이킹 모드에서 매우 효율적으로 작동시키는 방법은, 엔진에 연료 공급을 차단하고 나서, 엔진 실린더의 상사점에 근접하여 엔진내의 배기 밸브를 개방하는 것이라는 것은 주지의 사실이다. 이것은 엔진 피스톤의 후속하는 "파워" 행정 동안 엔진이 공기를 압축하는 작업을 회복하기 전에, 엔진의 실린더 내에서 압축된 공기가 엔진의 배기 시스템으로 배출되도록 한다. 이러한 형태의 엔진 브레이킹은 압축 해제 엔진 브레이킹으로 알려져 있다.
압축 해제 엔진 브레이킹 도중 압축 해제 이벤트를 발생키기기 위해 배기 밸브를 개방하는 것은, 엔진의 포지티브 파워 작동 모드 도중 흡기 또는 배기 밸브 중 어느 하나를 개방하는 것에 비해 훨씬 큰 힘을 요한다. 포지티브 파워 작동 모드 도중 흡기 밸브는 통상 피스톤이 밸브로부터 멀리 이동하는 동안 개방되어, 엔진 실린더 내에 저압 조건을 생성한다. 따라서, 흡기 밸브의 개방에 대한 유일한 실질적 저항은 보통 흡기 밸브를 폐쇄 상태로 유지하는 흡기 밸브 복귀 스프링력이다. 마찬가지로, 포지티브 파워 작동 모드에서 배기 밸브는, 통상 실린더 내의 연소 물질로부터 최대한 많은 양의 일이 추출된 다음, 연관된 피스톤의 파워 행정의 말미 근방에서 개방된다. 피스톤이 상기 밸브로부터 다시 멀리 이동하고, 배기 밸브를 개방시키는 실린더 압력이 상대적으로 다시 낮아진다.(일단 개방되면, 배기 밸브는 통상 연관된 피스톤의 후속 배기 행정 동안 계속 개방된 채로 유지되나, 이는 배기 밸브 복귀 스프링력을 극복하기에 충분한 힘을 요한다.)
4 사이클 내연기관은, 일반적으로, 기계적 또는 유체-기계적 흡기 및 배기 개방 시스템을 갖추고 있다. 이들 시스템은 캠축과, 로커 아암과, 엔진의 크랭크축 회전과 동기적으로 작동하는 푸시 로드의 조합을 포함할 수 있다. 밸브 개방 타이밍은 밸브 액츄에이팅 시스템과 크랭크축의 직접적인 기계적 연결에 의해 크랭크축의 위치와 관련하여 고정된다. 다수 실린더 내연기관의 임의의 실린더에서, 점화 또는 연료 주입 중 어느 하나 및 연료 혼합과 연관된 흡기 및 배기 밸브의 개방 및 폐쇄는, 일정 범위의 엔진 속도에 걸쳐 최적의 포지티브 파워를 제공하도록 정해진다. 종래의 내연기관에 대한 실린더의 피스톤 모션과 흡기 및 배기 밸브의 개방 및 폐쇄 사이의 이러한 관계가 도 1에 도시되어 있다.
4 사이클 내연기관의 크랭크축은 4행정 사이클(즉, 압축, 팽창, 배기 및 흡기)이 한번 진행되는 동안 720°회전한다. 도 1은 압축 행정(5)중 피스톤이 상사점("TDC")에 있을 때로부터 시작하는, 피스톤과 밸브의 관계를 나타낸다. 흡기 및 배기 밸브가 모두 폐쇄되어 있고, 피스톤이 실린더 헤드로부터 멀리 이동하는 팽창 행정 동안(즉, 실린더 헤드와 피스톤 헤드간의 용적이 증가하는 동안) 대부분 폐쇄된 채 유지된다. 팽창 행정 도중 연료가 연소되고 엔진에 의해 포지티브 파워가 전달된다. 팽창 행정의 말미에 피스톤이 방향을 바꿀 때, 도 1의 참조 부호 7로 도시된 바와 같이, 배기 밸브가 개방되고, 피스톤이 배기 TDC(6)로 다시 이동할 때 연소 가스가 실린더 밖으로 압출된다. 배기 TDC 직전에, 도 1의 참조 부호 8로 도시된 바와 같이, 흡기 밸브가 개방된다. 배기 TDC 직후에, 배기 밸브가 폐쇄되고, 피스톤이 실린더 헤드로부터 멀리 이동할 때 흡기 밸브를 통해 공기 또는 연료 혼합물이 실린더 챔버내로 인입된다. 피스톤이 실린더 헤드의 근방 또는 실린더 헤드로부터 가장 먼거리에 있을 때 흡기 밸브가 폐쇄된다. 후속하여, 흡기 및 배기 밸브 양자가 모두 폐쇄되고, 압축 행정이 피스톤을 상사점으로 움직이기 시작하고, 4 사이클이 반복된다.
도 2는 내연기관이 브레이킹 모드에서(즉, 상사점 압축 근방에서 압축 공기가 배출되어지는 압축기로서) 작동할 때 발생하는 바람직한 흡기 및 배기 밸브 개방을 도시한다. 또한, 도 2는 엔진 피스톤 모션을 도시한다. 브레이킹 모드 도중에는 엔진으로 연료가 공급되지 않는다. 그 결과, 압축 행정 동안 공기만이 압축된다. 도 2는 피스톤의 배기 및 흡기 행정 동안의 보통의 흡기 및 배기 밸브 개방(즉, 포지티브 파워 도중)을 도시한다. 또한, 압축 행정의 완료 직전 그리고 배기 행정의 개시에 앞선 폐쇄에 후속하여, 배기 밸브 개방(9)이 나타난다. 다른 옵션도 가능하다. 이것은 배기 캠에 의해 작동되는 압축 해제 브레이크의 일례일 뿐이다. 부가된 배기 밸브 개방에 의해 즉시 후속하는 압축 공기의 배출 및 압축 행정 동안에 엔진 브레이킹이 이루어진다.
상기 과정은 압축 해제 엔진 브레이킹을 기술하였다. 보통의 액츄에이팅 메카니즘로부터 독립적인 배기 밸브를 구동하는 구성요소를 추가함으로써 부가적인 배기 밸브 개방이 이루어진다. 이것은 통상적으로 엔진이 포지티브 파워 모드에서 작동될 때 해제될 수 있는 제 2 유체-기계적 시스템을 이용하여 배기 밸브의 리프팅 메카니즘을 구동함으로써 달성된다. 요약하면, 상기 제 2 시스템이 배기 밸브를 적절한 시각에 상승시키고, 보통의 밸브 리프팅 메카니즘을 간섭하거나 중단시키지 않으며, 포지티브 파워 작동 도중에는 움직이지 않는다. 제 2 시스템의 밸브 리프팅의 타이밍은 보통 인접한 실린더의 보통의 흡기 또는 배기 밸브의 개방 또는 주입 작동 메카니즘의 활성화로부터 유도된다. 활동중인 실린더의 배기 밸브 개방에 대해 요구되는 타이밍에 가장 근접하여 밸브 개방이 일어나는 주변 실린더가 선택된다. 인접한 실린더의 정상 작동으로부터 타이밍을 유도하는 이러한 접근 방법은 제 2 시스템이 자체적인 타이밍 제어를 포함할 필요가 없도록 한다.
가장 흔한 형태의 엔진 브레이크는 동일 실린터의 주입 캠으로부터 모션을 유도한다.
종래의 단일 사이클 엔진 브레이킹 시스템은 본질적인 한계를 갖는다. 이러한 한계는, 무엇보다 (1) 제 2 밸브 액츄에이팅 시스템이, 유체 기계적 연결을 통해 인접 실린더의 정상 밸브 개방 타이밍으로부터 타이밍을 유도한다는 것과, (2) 제 2 시스템이 포지티브 파워 도중 실린더 흡기 및 배기 밸브의 정상 개방 및 밀폐를 중단하지 않는다는 것에 의해 제안된다. 제 1 환경은 일반적으로 전체의 엔진 블레이킹 포텐셜의 부분 최적화를 실현하는 것으로 이어진다. 이는 압축 브레이킹 행정의 완료시 실린더를 통기시키기 위한 배기 밸브의 개방 타이밍 및 지속시간이 인접 실린더의 정상 타이밍 또는 밸브 개방 동안 그 실린더의 주입 타이밍에 의해 고정된다. 배기 행정 동안 배기 밸브가 개방되므로, 제 2 환경은 제 2 압축 브레이킹 사이클을 이용하는 것을 방지한다. 그렇지 않으면, 제 2 사이클이 압축 브레이킹에 대해 이용가능하다. 결과적으로, 실린더 흡기 및 배기 밸브의 작동의 제어를 취하는 시스템은 이들의 개방을 가능하게 하거나 불가능하게 한다. 이것이 엔진 브레이킹 모드에서의 엔진 성능을 최적화 가능하게 한다.
다른 내연 기관의 제한은 엔진 브레이킹 기술이 도입된 이후 30년간 판명되어 왔다. 방출 제어, 터보 차저(turbo-charger), 및 배기 브레이킹이 엔진 브레이킹의 성능에 영향을 미쳐왔다. 최종 효과는, 특히 압축에 이용가능한 터보 차징된 공기의 부피가 작을 때 낮은 속도에서 종래의 엔진 브레이킹 성능의 감소로 나타난다. 동시에, 종래의 엔진 브레이킹에 대한 요구 및 의존도가 증가되었다. 개선된 엔진 브레이킹에 대한 요구가 보다 심화되어 왔다.
압축 해제형 엔진 리타더는 당해 기술분야에서 잘 알려져 있다. 엔진 리타더는 일시적으로나마 스파크 점화 또는 압축 점화형 중 어느 하나의 내연 기관을 공기 압축기로 변환시키도록 설계된다. 이렇게 함으로써, 엔진이, 엔진을 감속시키는데 도움을 주는 리타딩 마력(horsepower)을 발생시킨다. 이는 운전자에게 향상된 차량 제어를 제공하고, 실질적으로 차량의 서비스 브레이크의 마모를 감소시킨다.적절하게 설계되고 조절된 압축 해제형 엔진 리타더는 포지티브 파워에 있는 엔진 에 의해 개발된 작동 마력의 실질적인 부분인 리타딩 마력을 발생시킬 수 있다.
이러한 형태의 압축 해제형 리타더는 주요 차량 휠 브레이킹 시스템의 브레이킹 능력을 보충한다. 이렇게 함으로써, 차량의 주요(또는 휠) 브레이킹 시스템의 수명을 실질적으로 연장한다. 본 발명에 관련된 이러한 형태의 압축 해제 엔진 리타딩 시스템의 기본 디자인은 커민스(Cummins)에 의한 미국 특허 제3,220,392호에 개시되어 있다.
커민스의 '392 특허에 개시된 압축 해제형 엔진 리타더는 유압 제어 시스템을 채용하고 있다. 본 발명에 앞서서 사용된 통상적인 압축 해제형 엔진 리타더의 유압 제어 시스템은 엔진의 밸브 작동 시스템과 맞물려 있다. 엔진이 포지티브 파워하에 있을 때, 통상적인 압축 해제 엔진 리타더의 유압 제어 시스템은 밸브 제어 시스템으로부터 해제되어 있다. 압축 해제형 리타딩이 요구되면, 연료 공급이 정지되고 압축 해제 브레이크의 유압 제어 시스템이 압축 해제 브레이크로 하여금 엔진의 밸브 제어 시스템과 맞물리게 한다.
압축 해제형 엔진 리타더는 통상적으로, 마스터 피스톤이 밸브 제어 또는 엔진의 주입 시스템과 맞물리는 유압 시스템을 채용한다. 리타더가 활성화되면, 솔레노이드 밸브가 윤활유로 하여금 슬레이브 피스톤에 유압적으로 연결된 마스터 피스톤을 구동하는 유압 회로를 충진하게 한다. 마스터 피스톤의 모션이 슬레이브 피스톤의 모션을 제어하는데, 이로써 통상 압축 행정의 말미에 근접한 지점에서 내연기관의 배기 밸브를 개방한다. 이렇게 함으로써, 흡입 공기를 압축하는데 쓰이는 일이 엔진의 후속하는 팽창(또는 파워) 행정 동안에 회복될 수 없다. 그 대신 이는 배기를 통해 소산된다. 흡입 가스를 압축하는데 쓰이는 일로부터 발생된 에너지를 소산시킴으로써, 압축 해제형 리타더는 엔진으로부터의 에너지를 소산시켜 차량을 감속시킨다.
본 발명 이전에 공지된 형태의 통상적인 압축 해제 엔진 리타더 내의 마스터 피스톤은 통상적으로 엔진 캠축에 의해 제어되는 푸시 튜브에 의해 구동된다. 배기 밸브를 개방하는데 필요한 힘이 유압 시스템을 통해 푸시 튜브와 캠축으로 다시 전달된다. 전통적으로 압축 해제형 리타더가 시장성 측면에서 설치되는한, 엔진의 변형을 최소화하는 것이 바람직하다. 따라서, 마스터 피스톤을 구동하기 위해 통상적으로, 압축 해제 엔진 리터더를 작동하기에 바람직한 시간에 가까운 엔진 사이클중의 타이밍에서 움직이는 푸시 튜브가 선택되었다. 몇몇 경우에, 다른 엔진 실린더와 연결된 배기 밸브 푸시 튜브가 선택되었다. 또 다른 경우에, 압축 이벤트가 진행중인 실린더와 연결된 연료 주입 캠 로브(lobe) 또는 푸시 튜브를 사용하는 것이 편리하다.흡기 밸브 푸시 튜브를 사용하는 것도 가능하다. 마스터 피스톤을 작동시키는 다른 방법도 있다.
선택된 특정 작동 수단에 관계없이, 엔진상의 허용 부하에 근거한 압축 해제형 리타더의 작동에 대해 내재적인 제한이 부과된다. 전통적으로 다수의 기계적 요소가, 밸브와 같은 주요 엔진 부품의 온도, 밸브의 시팅(seating) 속도, 푸시 튜브 부하, 캠 응력, 개방 타이밍에서의 순간적인 실린더 압력을 극복하기 위한 압축 해제 리타더로부터 이동가능한 파워 및 다른 많은 인자등의 부과된 제한을 갖는다. 통상적으로, 압축 해제형 엔진 리타더를 엔진 사이클 내에서 가능한한 늦게 개방하는 것이 바람직하다. 이런식으로, 엔진이 고도의 압축을 발생하여, 보다 많은 에너지가 압축 해제 리타더를 통해 소산되도록 한다. 그러나, 압축 해제 이벤트 내에서 배기 밸브의 개방을 압축 행정 내의 보다 늦은 타이밍으로 지연시키는 것 또한 주요 엔진 부품 상에 부과되는 부하를 실질적으로 증가시켰다.
안전성, 신뢰성 그리고 환경적 요구가 지난 30년간 압축 해제 엔진 리타딩 기술을 상당히 진척시켰다. 압축 해제 리타딩 시스템은 통상적으로, 발생 가능한 리타딩 마력을 최대화시키기 위해, 엔진 시스템의 기계적 한계에 맞추어, 특정 엔진에 적합하다. 또한, 이러한 개선이 이루어져 온 수십년 동안, 압축 해제형 엔진 리타더가 실질적인 상업적 성공을 거두었다. 엔진 제조업자들은 압축 해제 리타딩 기술을 더욱더 채용하게 되었다. 압축 해제형 리타더는 상업 시장에서의 실질적이고 지속적인 상업적 성공을 계속하여 누려왔다. 따라서, 엔진 제조자들은 압축 해제형 엔진 리타더를 수용할 뿐만 아니라 그 성능과 효율을 향상시키기 위하여 엔진 설계의 변경을 더욱 시도하였다.
이러한 압력에 더하여, 중대한 환경적 압력이 엔진 제조자들로 하여금 엔진의 효율을 개선하는 다양한 새로운 방식을 탐구하게 만들었다. 이러한 변화는 다양한 엔진 변형을 강요하였다. 엔진은 보다 작고 연료 효율이 보다 높아졌다. 그러나, 리타더 성능에 대한 요구가 종종 증가되어, 압축해제형 엔진 리타더가 보다 제한된 조건하에서 더 많은 리타딩 마력을 생성하기를 요구하였다. 최근들어 터보 차저, 소음기, 배기 브레이크, 폐기물 게이트 제어, 전자 제어, 센서 및 다른 부대 장치등 다양한 보조 장치가 디젤형 엔진에 채용되었다.
마찬가지로, 보다 나은 성능을 보장하기 위해, 엔진은 터보차저를 구비할 수 있다. 차량 엔진 리타딩의 다른 방법은 터보내에 제한(restriction)을 초래하는 어떤 장치의 사용, 또는 배기 매니폴드내에 제한의 부과를 포함하여, 엔진상의 백 프레셔(back pressure)를 증가시키고, 피스톤이 배기 행정상의 실리더로부터 가스를 더욱 압출하도록 하였다. 지난 수십년간 많은 엔진 제조자 및 운전자들이 압축 해제형 리타더가 조합된 터보차지된 엔진 상에 배기 제한 방법을 사용하였다. 그러나, 배기 제한의 사용은 터보 차저로부터 얻을 수 있는 추진력을 본질적으로 "없앴고", 흡기중인 엔진에 전달되는 공기의 양을 급격히 감소시켰다. 따라서, 이는 압축 해제형 엔진 브레이크 성능을 급격히 악화시켰다. 조합 브레이킹은 보다 많은 공기를 실린더로 유입시키는 실질적 효과에 기인한 리타딩의 총체적 증가를 초래하였다.
압축 해제형 엔진 리타더에 대한 시장이 발전하고 성장함에 따라, 이들 다수의 요인들은 기술적인 개발의 방향을, 압축 해제 리타더로부터 높은 리타딩 마력을 보장하는 것, 중간범위 성능 및 가변 리타딩 능력을 증가시키는 것, 몇몇 경우에 흡기 시스템을 통해 실리더로 전달가능한 공기의 질량을 감소시킨 채 일하는 것, 터보 차저 및 배기 브레이크와 같은 다양한 부대적인 또는 보조적인 장치간의 상호 관계 등으로 추진하였다. 또한, 압축해제 엔진 리타더에 대한 시장이 성장하고 사후 시장에서 원래의 장치 제조자로 이동함에 따라, 엔진 제조자들은 압축 해제형 엔진 리타더의 성능과 신뢰성을 상승시키도록 엔진에 대한 설계 변경을 이루고, 압축 해제 엔진 리타더의 작동 변수를 광범위하게 만드는데 있어 보다 많은 관심을 가져왔다.
또한, 포지티브 파워 중인 엔진의 효율을 향상시키고, 그로써 방출을 줄이기 위한 다양한 기술 또한 엔진에 병합되었다. 연구되어진 기술 중에는 배기 가스 순환이라고 하는, 배기 가스의 보다 완전한 연소를 달성하고자 엔진을 통해 배기 가스의 일부를 재순환하는 것이 있다.
다수의 제조자들이 배기 가스 제순환 시스템을 엔진에 병합하였다. 몇몇 경우, 환경적인 이유에서 배기 가스 재순환을 달성하는 것이 행해졌다. 다른 몇몇 경우에는 압축 헤제 리타딩 이벤트가 수행되는 실린더에 부가적인 차지를 가하는 것이 행해졌다. 우에노(Ueno)에 의한 일본 특허공개공보 소63/1988-25330호(공개일 1998년 2월 2일)의 내연기관용 배기 브레이크 장치는 특히 흡기 행정의 말미 또는 압축 행정의 시작부에서 배기 밸브를 개방하기 위해 부가적인 캠 로브를 추가하는 것을 개시한다. 또한 우에노에 의해 기술된 엔진은, 배기 매니폴드 내의 백 프레셔가 실린더 내의 압력보다 상당히 높도록 하기 위해, 배기 브레이크를 구비한다. 이점에서, 배기 가스 재순환 이벤트가 흡기의 말미 및/또는 압축의 시작부에서 밸브의 개방을 강제하는 것을 발생시킨다. 결과적으로, 배기 매니폴드로부터의 고압 배출 공기가 실린더내로 유동하여, 압축 행정을 연속하는 동안 실린더내의 공기량을 증가시킨다. 압축 행정의 개시시 실린더 내에 보다 다량의 공기가 있으면 증가된 리타딩 마력을 발생시킨다.
볼보(Volvo) 또한 배기 가스 재순환을 채용하였다. 고버트(Gobert) 등에 의한 미국 특허 제5,146,890호의 4행정 내연기관 엔진 브레이킹용 장치 및 방법은 캠 상에 배기 가스 재순환 로브를 부가한 구성을 개시한다. 이 엔진은 각 실린더마다 실린더 내의 연소 챔버와 흡기 시스템과 배기 시스템 각각 간의 소통을 제어하기 위한 적어도 하나의 흡기 배브와 적어도 하나의 배기 밸브를 갖는다. 또한, 이 구성은 적어도 일부의 팽창 행정 도중, 압축 행정의 후반부 도중, 그리고 흡기 행정 이후에 피스톤이 하사점 위치의 근방에 위치할 때 및 배기 행정과 연계된 배기 시스템과 연소 챔버 간의 소통을 형성한다. 배기 시스템과 연소 챔버의 소통은 배기 시스템 내에 제공되는 스로틀링 장치의 상류에 의해 영향을 받는데, 이 스로틀링 디바이스는 엔진 브레이킹 작동 도중 배기 시스템을 통한 적어도 일부의 유동을 스로틀링하도록 작동 가능하고, 이로써 스로틀링 장치의 상류 압력을 증가 시킨다. 그러나, 볼보 캠 상의 배기 가스 재순환 로브는 본 발명의 배기 가스 재순환과는 다른 캠 타이밍에 있다. 또한, 볼보의 '890 특허는 2사이클 브레이킹을 개시 또는 암시하지 않는다.
통상적인 4 행정 내연기관에서, 흡입 로커 아암 및 배출 로커 아암은 캠 로브들을 제공한다. 전통적으로, 엔진 제작자는 압축 해제식 브레이크를 위하여 제공된 캠 로브를 제공하기 위하여 엔진의 형상을 변형하는 것을 선호하지 않았다. 게다가, 연료 주사 엔진에서, 연료 주사기는 연료 주사기 캠 로브를 위한 캠 샤프트상에 부가적인 공간이 요구된다. 이 형상에는 전통적으로 압축 해제 브레이크 시스템을 작동시키기 위한 부가적인 캠을 제공하기 위하여 이용가능한 일정한 공간으로 제한된다. 압축 해제 브레이크 시스템을 위하여 제공된 캠의 이용가능성은 압축 해제 브레이크 시스템의 작동, 신뢰도, 및 수행이 단순하며 개선된다. 그러나, 불충분한 공간은 통상적으로 목적을 달성하기 위하여 캠축에 이용가능하다.
최근, 일부 제작자는 두개의 오버헤드 캠축을 구비한 엔진을 제작하기 시작하였다. 이것은 엔진 부품을 직접 작동시키기 위하여 캠을 이용하는 캠축을 따라 더 큰 전체 공간을 제공한다. 예를 들면, 일부 엔진 제작자는 최근 두개의 오버헤드 캠축 설계를 채택하였다. 새로운 엔진에서, 연료 주사기 캠은 연료 주사기를 작동시키는 캠을 따라 더 큰 접촉 길이를 제공하기 위하여 개별적인 캠축사엥 배치된다. 이것은 압축 해제식 브레이크의 작동이 제공되는 캠을 제공하기 위한 제 2 밸브 작동 캠축을 따라 부가적인 공간이 필요없다. 이 타입의 상황에서 본 발명은 특별한 적용분야를 가진다. 본 명세서에서 실시되는 바와 같이, 본 발명은 압축 해제식 엔진 감속기를 위하여 로커 아암을 직접 작동시키는 제공된 캠을 이용함으로써 푸시 튜브 및 다른 관련 하드웨어를 줄인다. 이것은 브레이크의 설치 및 보수를 간단하게 하며 불량이 발생하기 쉬운 부품들의 수, 특히 푸시 튜브와 같은 매우 높은 응력 부품의 수를 감소시킴으로써 신뢰성을 향상시킨다.
게다가, 일부 엔진 제작자는 제공된 압축 브레이크 캠을 적용하는 엔진의 오버헤드를 재설계하는 것을 시도한다. 예를 들면, 임의의 모델 엔진들은 오버헤드 캠축들을 특징으로 한다. 엔진 제작자는 제공된 브레이크 캠 압축 해제를 구체화하기 위하여 임의의 엔진 모델의 오버 헤드를 재설계한다. 예를 들면, 쿠민즈 엔진 컴파니(Cummins Engine Company)로 양수된 비토리오(Vittorio)의 미국 특허 제 5,586,531호는 미리 의도된 것보다 압축 행정동안 배출 밸브가 초기에 개방되는 엔진을 위한 엔진 지연기 사이클을 공개한다. 비토리오는 엔진 실린더내의 피스톤의 압축 행정의 제 2 반부동안 엔진 실린더내에서 지연기 밸브의 개방의 초기 상태를 공개한다. 지연기 밸브를 초기에 개방함으로써, 실린더 압력은 이전에 달성된 레벨 만큼 높아지는 것이 허용되지 않는다. 지연기 밸브는 피스톤의 상자점 위치전에 최대 변위로 개방된다. 그때 지연기 밸브는 피스톤의 팽창 행정의 제 1 반부동안 폐쇄된다. 쿠민즈 엔진 컴파니에 양수된 리디(Reedy) 등의 미국 특허 제 5,626,116호는 압축 브레이킹 시스템을 위한 제공된 로커 레버 및 캠 조립체가 공개된다. 리디의 제공된 로커 레버 및 캠 조립체는 비토리오의 '531 특허에 상술된 방식에 따라 작동된다. 브레이킹 시스템은 엔진이 브레이킹 모드에서 작동될 때 배출 밸브로 운동을 전달하기 위한 브레이킹 모드 로커 레버 및 캠 로브를 가지는 독립적인 배출 밸브 작동기 조립체를 포함한다.
본 발명은 이 타입의 설계상 상당한 개선점이 있다. 본 발명은 엔진으로부터 부가적 지연력을 제공하기 위하여 두 개의 사이클 브레이킹 및 배기 재순환을 초래하는 제공된 캠 로브를 이용한다. 상기에 설명된 방법 및 장치는 두개의 사이클 브레이킹이 예기되지 않는다.
시클러(sickler)의 미국 특허 제 4,572,114호는 완전히 통합되며, 고성능의 2-사이클 압축 해제식 브레이크를 개선하기 위한 초기 노력의 일 예이다. 시클러의 '114 특허는 다중 실린더 4 사이클 내연 기관의 압축 해제 지연을 위한 방법 및 장치를 공개한다. 이 방법은 배출 및 흡입 밸브의 표준 운동이 억제되며 엔진 피스톤이 상사점 위치에 접근할 때 각각의 시간에서 배출 밸브가 간단히 개방되는 엔진 크랭크축의 각각의 회전동안 각각의 실린더를 위한 압축 해제 이벤트를 제공한다. 흡입 밸브는 배출 밸브의 각 개방후에 개방된다. 상기 장치는 적절한 시간에서 배출 및 흡입 밸브를 개방하기 위하여 적용된 적시 유압 펄스(timed hydraulic pulse)를 생산하는 엔진 푸시 튜브에 의하여 구동되는 유압 조립체를 포함한다. 유압적으로 작동되는 수단은 밸브의 표준 운동을 금지하기 위하여 밸브 크러스헤드 또는 로커 아암을 무력화하기 위하여 제공된다. 시클러에 의하여 공개된 공정 및 장치는 너무 복잡하며 상업적으로 발전되지 못하였다.
압축 해제 엔진 브레이킹 시스템으로부터 더 큰 효율 및 성능을 달성하기 위하여 시도된 또 다른 방법은 "2 사이클" 엔진 브레이킹을 달성하는 것이다. 필수적으로, 통상적인 압축 해제식 엔진 지연기에서의 엔진 브레이크는 4 행정 엔진중 하나의 행정, 즉 상사점 근처의 압축 행정의 단부에서만 작동된다. 더 큰 브레이킹 성능은 브레이킹 작동동안 엔진 사이클당 두 개의 압축 해제 이벤트를 창안함으로써 달성된다. 상기와 같은 다수의 시도가 있었지만 성능을 향상시키는 상업적으로 이용할 수 있는 엔진 브레이킹 시스템을 생산하지 못하였다. 그러나, 상기 장치들은 너무 복잡하며 제작비용이 많이 들며 신뢰성이 떨어졌다. 더욱이, 다른 장치들은 오버헤드 캠 엔진용 결합 장치를 위한 기술을 충분히 발전시키기 위한 발전 노력을 기울이지 않았다.
효과적인 두개의 사이클 엔진 브레이킹을 달성하는 원칙적인 창안중의 하나는 4 사이클 엔진에서의 밸브 트레인이 작동된 캠축으로 발생한다. 표준 배출 밸브 운동은 표준 배출 행정 TDC가 되는 제 2 TDC전에 배출 밸브를 개방할 때 실린더내로 가스를 보유하기 위하여 무력화되어야 하며 엔진의 제 2 행정상의 브레이킹을 달성한다. 이전에, 새로운 공기는 제 2 압축 해제 이벤트가 발생하기 전에 상기 실린더내로 유입된다. 그렇지 않으면, 상기 공기는 배출 행정상의 배출 밸브를 통하여 단순히 배출된다. 제 2 실린더에 추가된 성능은 제 2 브레이킹 이벤트도 자극하기 전에 이벤트를 충전한다. 본원의 발명가의 종래의 엔진 브레이킹 시스템은 두개의 한계점을 극복할 수 있으며 효율적인 제 2 브레이킹 이벤트를 달성한다.
그러나, 상기 방법들은 압축 해제식 지연의 임의의 문제점에 대한 해결책을 제공하지 못한다. 첫째, 이 종래 시스템은 "블리더(bleeder)"식 브레이크없이 밸브를 작동시키는 동안 확실하며 효율적인 2 사이클 브레이킹 방법을 공개 또는 제안하지 않는다. 두번째, 엔진의 기계적인 한계를 초과하지 않고 압축 해제 이벤트로부터 가장 가능한 지연 마력을 달성하기 위하여 흡입 및 압축 행정동안 배출 밸브의 작동을 최적화하는 방법을 공개 또는 제안하지 않는다. 게다가, 상기 방법들은 두개의 사이클 브레이킹의 상황에서의 적어도 모든 배출 매니폴드의 배출 압력을 조절하기 위한 배기 재순환의 이용을 위한 임의의 방법을 공개 또는 제안하지 않는다.
종래의 압축 해제식 브레이크들은 통상적으로 엔진의 정격 속도에서 최적화된다. 그러나, 엔진은 정격 속도에서 항상 작동되지 않으며, 사실 상당히 낮은 속도에서 종종 작동된다. 정격 속도에 기초한 공시된 지연 성능은 중간 범위로 지칭되는 낮은 엔진 속도에서 작동될 때 달성되지 않는다. 그러므로 브레이킹 시스템을 제어하며 브레이킹 시스템이 엔진이 작동되는 속도에서 더 나은 조화되는 방법을 제공하는 것이 매우 바람직하다. 이것은 상기에 설명된 방법을 포함하여 모든 종래 방법들이 가능하지 않다.
압축 해제 엔진 지연의 유효성을 향상시키며 최적화하기 위하여 배출 밸브의 작동을 제어하는 방법에 대한 상당한 요구가 있다. 또한, 기능이 넓은 범위의 엔진 작동 변수 및 상태를 넘게 실행되는 시스템에 대한 상당한 요구도 있었다. 특히, 엔진의 정격 속도보다 낮은 작동 속도에서 성능을 최적화하기 위하여 압축 해제식 지연기 시스템을 "조화(tune)"시키는 요구가 있다.
상당한 인센티브(incentive) 및 효율적인 두개의 사이클 브레이킹을 발전시키기 위한 종래 작업에도 불구하고, 이와 같이 하는 종래의 노력은 성공하지 못하였다. 더 큰 증가된 지연 동력을 제공하는 효율적인 두개의 사이클 브레이킹 시스템에 대한 상당한 요구가 있었다. 게다가, 두개의 사이클 브레이킹의 제공은 엔진 브레이킹 사이클의 더 큰 범위상의 밸브 트레인으로부터의 밸브의 추정 제어가 요구된다. 이 밸브 제어를 달성하기 위하여 본 발명에 대한 분야에서 상당한 요구가 있다. 그러나 다시, 상기 시스템들의 상당한 요구에도 불구하고, 효율적인 시스템이 이 밸브 제어를 제공할 수 없으며, 포지티브 파워 및 엔진 브레이킹 작동에서 말할 것도 없다.
본 발명은 두개의 목표를 달성하는 방법 및 장치를 설명한다. 효율적인 2 사이클 브레이킹이 발생할 수 있다. 본 발명은 실린더당 하나 이상의 흡입 밸브 및 하나 이상의 배출 밸브를 가지는 다중 실린더 엔진에서 이용가능하다. 본 발명은 2 사이클 엔진 브레이킹을 필수적으로 달성하며 포지티브 파워 및 엔진 브레이킹 작동에서의 밸브 작동의 추정 제어를 할 수 있다.
본 발명은 일반적으로 내연기관용 압축 해제 엔진 리타더(compression release engine retarder) 분야에 관한 것이다. 특히, "2사이클 브레이킹" 엔진의 각 실린더에 대해 엔진의 일회전당 하나씩 2개의 브레이킹 이벤트를 발생시키는 리타더의 리타딩 세기를 증가시키는 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 브레이킹을 위한 전용 캠 로브(dedicated cam lobe)를 제공하기 위해 캠과 오버 헤드 캠 엔진 상의 로커 아암을 변형하는 것을 포함한다. 또한, 전형적인 압축 해제 리타더 하우징이 제거되고 압축 해제 리타더가 로커 아암과 연결된다.
통상적인 내연 기관의 배기 밸브는 2행정 또는 4행정 사이클 동안 적어도 1회 개방된다. 부가적인 압축 해제 리타딩을 실현하기 위해 압축 행정상에 배기 밸브의 제 2 개방이 도입될 수 있다. 본 발명은 보통 배기 행정 상의 제 1 배기 밸브 개방을 제거하고 나중에 배기 행정에서 압축 해제 이벤트를 대신한다. 또한, 흡기 밸브의 개방이 지연되어, 배기 행정의 말미에 제 2 압축 해제 이벤트의 효율을 증가시킨다. 본 발명은 또한 리타딩 세기를 더욱 향상시키기 위해 압축 또는 배기 행정 또는 이들 모두에서 배기 가스 순환을 조합할 수 있다.
이는, 리타딩 세기의 증가, 비용 감소, 및 압축 해제 리타더를 엔진 오버 헤드의 설계에 더욱 집적시키는 것 등을 포함하는 다수의 장점을 제공한다. 더욱이, 포지티브 파워(positive power)하에서 본 발명은 흡기 밸브 및 배기 밸브의 작동에 대한 제어가 강화한다. 이는 개선된 연료 절약, 방출 및 엔진 속도 전범위에 대한 최적화된 성능을 제공한다.
본 발명은 동일한 부품은 동일한 도면부호를 지칭한 후술되는 도면과 관련하여 설명된다.
도 1은 밸브 리프트(인치) 대 크랭크 각도(도)의 그래프로서, 종래 기술의 통상적인 포지티브 파워 곡선 및 엔진 피스톤 운동을 도시한 도면이며,
도 2는 보편적인 엔진 브레이크의 밸브 리프트(인치) 대 크랭크 각도(도)의 그래프로서, 종래 기술 및 엔진 피스톤 운동을 대표하는 도면이며,
도 3은 본 발명의 두개의 사이클 브레이킹 방법 및 장치 및 엔진 피스톤 운동에 대한 밸브 리프트(인치) 대 크랭크 각도(도)의 그래프이며,
도 4는 본 발명에 따른 압축 해제식 엔진 브레이크에 대한 제공된 브레이크 로커 및 두 개의 캠 장치를 나타내는 평면 개략도이며,
도 5는 본 발명에 따른 배출 로커 아암의 오버헤드를 도시한 도면이며,
도 6은 라인 Ⅰ-Ⅰ에 따르는 도 5의 배출 로커축의 단면도이며,
도 7은 라인 Ⅱ - Ⅱ 및 Ⅲ - Ⅲ에 따르는 도 5의 배출 로커 아암의 부분 단면도이며,
도 8은 라인 Ⅳ - Ⅳ에 따르는 도 7의 배출 로커 아암의 부분 단면도이며,
도 9는 도 5의 배출 로커 아암에 이용되기 위한 래시 조정기의 확대 단면도이며,
도 10은 본 발명에 따른 흡입 로커 아암의 오버헤드 도면이며,
도 11은 라인 Ⅴ - Ⅴ 및 Ⅵ - Ⅵ에 따르는 도 10의 흡입 로커 아암의 단면도이며,
도 12는 라인 Ⅶ - Ⅶ에 따르는 도 11의 흡입 로커 아암의 단면도이며,
도 13은 본 발명에 따른 브레이크 로커 아암의 오버헤드 도면이며,
도 14는 라인 Ⅷ - Ⅷ에 따르는 도 13의 브레이크 로커의 오버헤드 도면이며,
도 15는 라인 Ⅸ - Ⅸ에 따르는 도 14의 브레이크 로커 아암의 부분 단면도이며,
도 16은 본 발명의 선택적인 일 실시예에 따른 배출 로커 아암의 측면도이며,
도 17은 본 발명의 선택적인 일 실시예에 따른 흡입 로커 아암의 측면도이며,
도 18은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 압축 해제식 엔진 브레이크에 대한 캠 장치 및 제공된 로커를 도시한 개략적인 평면도이다.
본 발명의 목적은 효율적인 2 사이클 브레이킹을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 종래에 공지된 시스템보다 밸브 운동의 더 큰 범위의 크랭크 각도를 통하여 더 큰 밸브 제어를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 동력 행정이 되는 동안 상사점 압축후 4 행정 엔진에서 발생하는 제 2 충전 작동을 가능하게 한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 엔진 사이클동안 제 2 압축 해제식 브레이킹 이벤트를 관여하는 표준 배출 밸브 운동을 무력하게 하는 메카니즘을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 본 시스템으로 이용가능한 것보다 밸브의 작동상의 제어의 더 큰 범위를 추정하는 엔진을 가능하게 하는 완전한 어쏘리티 밸브 제어 시스템(full authority valve control system)을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 부가적인 목적은 동일한 장치를 통한 포지티브 파워 및 브레이킹 작동에서 이용가능한 완전한 어쏘리티 밸브 작동 시스템을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 부가적인 목적은 엔진 브레이킹 및 동력 작동의 전체 범위를 통하여 확실하며 확고한 밸브 작동 및 제어 시스템을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 자동 래시 조정기를 이용함으로써 브레이크를 위하여 수작업으로 래시를 설정하는 요구를 제거하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 포지티브 파워를 위하여 자동 래시 조정기를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 다른 엔진 오버헤드 부품의 설계를 구비한 엔진 브레이크 설계를 더욱 철저히 통합하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 효율적인 제 2 사이클 내연기관 브레이킹을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 엔진 브레이킹 및 포지티브 파워 작동 모드를 위한 제어된 흡입 및 배출 밸브 작동시스템을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 엔진 속도의 전체 작동 범위에 걸쳐 확실하며 확고한 제어된 2 사이클 브레이킹 시스템을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 제 2 엔진 브레이킹 사이클을 제공할 수 있는 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 더 큰 제어 및 신뢰성을 보장하며 더욱 완전한 "완전한 오쏘리티(full authority)" 밸브 작동 시스템을 개발하는 엔진 오버헤드 설계의 균형으로 더욱 완전히 압축 해제식 브레이크 부품을 통합하기 위한 것이다.
상기 목적에 대하여, 본 발명의 발명가는 엔진 브레이킹 및 포지티브 파워 분야에서 다중 사이클 밸브 작동을 달성하는 혁신적이며 확실한 시스템 및 장치를 개발한다.
혁신적인 시스템은 목적을 달성하며, 두개의 오버헤드 캠 내연기관의 전통적인 흡입 및 배출 밸브 작동 시스템을 제어된 밸브 작동 시스템으로 대체함으로써 상기 언급된 기능을 수행한다. 혁신적인 시스템은 엔진을 구비한 두개의 오버헤드 캠으로 특히 적용가능하며 하나의 캠축은 흡입 및 배출 밸브를 작동시키며 제 2 캠축은 연료 주사기를 작동시킨다. 이 같이 구비된 엔진에서 브레이크 로커 아암 작동 캠을 추가하는 밸브 캠축상에 충분한 공간을 가질 뿐만 아니라 새로운 브레이크 로커 아암을 수용하는 헤드 데크 및 로커 아암축상에 충분한 공간을 가진다.
본 발명은 다중 사이클 엔진 브레이킹을 수행하는 장치에 관한 것이다.
장치는 포지티브 파워 엔진 작동동안 엔진 실린더의 적어도 하나의 배출 밸브를 작동시키는 수단을 포함하는 것이다. 본 발명에 따른 장치는 또한 엔진 실린더의 적어도 하나의 흡입 밸브를 작동시키기 위한 수단 및 엔진 브레이킹 작동동안 엔진 실린더의 적어도 하나의 배출 밸브를 작동시키는 수단을 포함한다.
포지티브 파워 엔진 작동동안 적어도 하나의 배출 밸브를 작동시키기 위한 수단은 배출 로커 아암 캠에 의하여 작동되는 배출 로커 아암을 포함한다. 배출 로커 아암은 엔진의 오버헤드 캠축상에 제공될 수 있다.
포지티브 파워 엔진 작동동안 적어도 하나의 배출 밸브 작동을 위한 수단은 적어도 하나의 배출 밸브의 작동을 유효하게 하기 위하여 적어도 하나의 배출 밸브를 결합하기 위한 배출 밸브 결합 수단을 포함한다. 배출 밸브 결합 수단은 적어도 하나의 배출 밸브의 크로스헤드의 핀을 해제가능하게 결합한다. 배출 밸브 결합 수단은 래시 조정 조립체를 포함하는 것이 바람직하다. 래시 조정 조립체는 유압적으로 작동되는 것이 바람직하다. 본 발명에 따라, 적어도 하나의 배출 밸브의 작동하는 수단은 엔진 브레이킹 작동동안 적어도 하나의 배출 밸브 표준 작동을 변경한다.
적어도 하나의 흡입 밸브를 작동하는 수단은 포지티브 파워 엔진 작동동안 적어도 하나의 흡입 밸브를 작동시킨다. 적어도 하나의 흡입 밸브를 작동하는 수단은 엔진 브레이킹 작동동안 적어도 하나의 흡입 밸브의 작동을 지연시킨다. 적어도 하나의 흡입 밸브를 작동하는 수단은 흡입 로커 아암 캠에 의하여 작동되는 흡입 로커 아암을 포함한다. 흡입 로커 아암 캠은 엔진의 오버헤드 캠 축상에 제공된다.
적어도 하나의 흡입 밸브를 작동하는 수단은 적어도 하나의 흡입 밸브의 작동을 유효화하기 위한 포지티브 파워 엔진 작동동안 적어도 하나의 흡입 밸브를 결합하기 위한 흡입 밸브 결합 수단을 포함한다. 흡입 밸브 결합 수단은 적어도 두개의 흡입 밸브에서 작동되는 크로스헤드를 해제가능하게 결합한다. 흡입 밸브 결합 수단은 엔진 브레이킹 작동동안 적어도 하나의 흡입 밸브의 작동을 지연시킨다. 흡입 밸브 결합 수단은 래시 조정 조립체를 포함한다. 래시 조정 조립체는 유압적으로 작동되는 것이 바람직하다. 래시 조정 조립체는 적어도 하나의 흡입 밸브의 작동이 지연되도록 엔진 브레이킹 작동동안 브레이킹 위치로 수축되는 것이 바람직하다.
엔진 브레이킹 작동동안 엔진 실린더의 적어도 하나의 배출 밸브를 작동하는 수단은 엔진 사이클동안 적어도 하나의 배출 밸브를 위한 적어도 하나의 브레이킹 작동을 수행한다. 엔진 브레이킹 작동동안 엔진 실린더의 적어도 하나의 배출 밸브를 작동하는 수단은 브레이크 캠 로브에 의하여 작동되는 브레이크 로커 아암을 포함한다. 브레이크 캠 로브는 엔진의 오버헤드 캠축상에 제공될 수 있다. 브레이크 로커 아암은 적어도 하나의 엔진 브레이킹 작동동안 적어도 하나의 배출 밸브를 위한 크로스헤드 핀에 결합된다. 브레이크 로커 아암은 포지티브 파워 엔진 작동동안 크로스헤드 핀에 결합된다.
엔진 브레이킹 작동동안 엔진 실린더의 적어도 하나의 배출 밸브를 작동하는 수단은 엔진 사이클동안 적어도 하나의 배출 밸브를 위한 두 개의 브레이킹 작동을 달성한다.
엔진 브레이킹 작동동안 엔진 실린더의 적어도 하나의 배출 밸브를 작동하는 수단은 배기 재순환 이벤트를 달성하는 수단을 포함한다.
또한 본 발명은 다중 사이클 엔진 브레이킹을 수행하는 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 제 1 압축 해제 이벤트를 수행하며, 제 2 압축 해제 이벤트를 수행하며, 적어도 하나의 흡입 밸브를 개방하는 단계를 포함한다.
상기 방법은 배기 재순환 이벤트를 수행하는 단계를 포함하며 상기 제 1 압축 해제 이벤트의 종부에서 발생하는 것이 바람직하다. 제 1 압축 해제 이벤트를 수행하는 단계는 엔진 브레이킹을 유효화하는 적어도 하나의 배출 밸브를 개방하며, 예정된 시간후 적어도 하나의 배출 밸브를 폐쇄하는 단계를 포함할 수 있다. 엔진 브레이킹을 유효화하기 위하여 적어도 하나의 배출 밸브를 개방하는 단계는 압축 상사점전에 초기화될 수 있다. 제 2 압축 해제 이벤트를 수행하는 단계는 엔진 브레이킹을 유효화하는 적어도 하나의 배출 밸브를 개방하며, 예정된 시간후에 적어도 하나의 배출 밸브를 폐쇄하는 단계를 포함할 수 있다. 엔진 브레이킹을 유효화하기 위한 적어도 하나의 배출 밸브에서 개방의 단계는 배출 상사점전에 초기화되는 것이 바람직하다. 적어도 하나의 흡입 밸브에서 개방의 단계는 배출 상사점후 근처에 있는 것이 바람직하다.
전술된 일반적인 설명 및 후술되는 상세한 설명이 예에 불과하며 청구된 본 발명을 제한하는 것이 아니다. 참조부호에 의하여 본 명세서에 첨부되며 이 명세서의 부분을 구성하는 도면은 상세한 설명과 함께 본 발명의 임의의 실시예를 도시하며, 본 발명의 사상을 설명한다.
도면부호는 첨부된 도면에 도시된 일 예인 본 발명의 바람직한 일 실시예에 더욱 상세하게 설명한다. 도 4 및 도 18은 본 발명에 따른 압축 해제식 엔진 브레이크 시스템(10)을 위한 두 개의 캠축 장치 및 제공된 브레이크 캠 로커의 개략적인 도면이다. 압축 해제 엔진 브레이크 부품 및 밸브 작동 부품은 로커 아암(100, 200 및 300)내에 배치된다.
로커 아암(100, 200 및 300)은 적어도 하나의 통로를 가지는 통상의 로커축(11)를 따라 일정한 간격을 유지한다. 통상의 로커축(11)은 도 5에 도시된 바와 같이 엔진 오일의 공급이 유동되는 통로(12)를 가진다. 또한 통상의 로커축(11)은 배출 로커 아암(100)으로 유압 유체를 공급하는 공급 통로(13) 및 흡입 로커 아암(200)을 가진다. 밸브(30)는 도 5에 도시된 바와 같이 통상의 로커축(11)상에 배치된다. 밸브(30)는 도 6에 도시된 바와 같이 보통의 개방 솔레노이드 밸브인 것이 바람직하지만, 본 발명의 발명가에 의하여 다른 적절한 밸브로 대체될 수 있으며 본 발명의 범위내에 있는 것으로 고려된다. 밸브(30)는 밸브(30)를 차량의 전압 공급원(도시안됨)으로 전기적으로 연결되는 커넥터 조립체(31)를 포함한다. 개방 위치에 있을 때 밸브(30)는 통로(12)로부터 공급 통로(13)으로 유압 유체를 유동시킨다. 로커 아암(100, 200 및 300)은 3개의 일정한 간격이 유지된 캠 로브들(21, 22 및 23)을 가지는 캠축(20)에 상응한다. 배출 캠 로브(21)는 배출 로커 아암(100)에 상응한다. 흡입 캠 로브(22)는 흡입 로커 아암(200)에 상응한다. 브레이크 캠 로브(23)는 브레이크 로커 아암(300)에 상응한다. 배출 캠 로브(21) 및 흡입 캠 로브(22)는 종래 기술의 공지된 타입의 통상적인 4개의 행정 내연기관내에서와 같이 보통의 밸브 작동을 하기 위하여 지향되며 일정시간후 작동되도록 장치된다.
브레이크 캠 로브(23)는 제 1 압축 해제 로브를 포함한다. 바람직한 일 실시예에서, 로브의 향상은 약 35°에서 시작한다. 제 1 압축 해제 로브는 압축 상사점(TDC)전에 약 40°에서 일정시간후 작동되도록 장치되며, 그때 압축 상사점주위의 최대 개방이 된다. 그대 압축 상사점이 일정 주기동안 부분적으로 개방된 상태후 폐쇄를 시작하며 그때 하사점 주위를 폐쇄하기 시작하며 압축 TDC 직후 종결된다. 제 2 로브는 압축 TDC후 약 100°에서 일정시간후 시작되며 압축 TDC후 200°에 의하여 일정시간후 종결되도록 장치된다.
배출 밸브 작동을 달성하기 위한 TNEKSDEMS 도 5 내지 오 9를 참조로하여 설명된다. 상기 수단은 통상의 로커축(11)상에 회전가능하게 장착되는 배출 로커 아암(100)을 포함한다. 배출 로커 아암(100)의 제 1 단부는 배출 캠 로브 피동체(110)을 포함한다. 배출 캠 로브 피동체(110)는 배출 램 로브(21)와 접촉하는 롤러 피동체(111)를 포함하는 것이 바람직하다.
배출 로커 아암(100)의 제 2 단부는 래시 조정기(120)를 가진다. 래시 조정기(120)는 크로스헤드(130)에 인접된다. 래시 조정기(120)는 상세하게 후술된다. 크로스헤드(130)는 두 개의 배출 밸브를 동싱데 개방할 수 있는 브리지 장치인 것이 바람직하다. 배출 로커 아암(100)은 또한 스프링 볼 조립체(141)를 포함하는 제어 밸브(140)을 포함한다. 제어 밸브(140)는 래시 조정기(120)로 배출 로커 아암(100)을 통하여 연장되는 유체 통로(150)와 소통된다. 제어 밸브(140)는 또한 통상의 로커축제어 밸브(140) 및 공급 통로(13) 사이로 연장되는 유체 통로(140)와 소통된다.
통로(12)는 배출 로커 아암(100) 및 통상의 루커축 사이를 윤활시키기 위하여 유압 유체를 공급하는 통로(14)에 연결된다. 통로(14)는 롤러 피동체(11)이 순조롭게 피동되도록 배출 캠 로브 피동체(110)으로 통로를 통하여 배출 윤활제를 공급한다.
흡입 밸브 작동을 달성하는 수단은 도 10 및 도 12와 관련되어 설명된다. 상기 수단은 통상의 로커축(1)에 회전가능하게 장착되는 흡입 로커 아암(200)을 포함한다. 흡입 로커 아암(200)의 흡입 로커 아암(200)의 제 1 단부는 배출 로커 아암(100)과 관련하여 상술된 바와 같이, 흡입 캠 로브 피동체를 포함할 수 있다. 흡입 캠 로브 피동체(210)는 흡입 캠 로브(22)와 접촉된다. 그러나, 예들면 롤러 피동체와 같은 다른 캠 피동체는 본 발명의 범주내에 있다.
흡입 로커 아암(200)의 제 2 단부는 래시 조정기(220)를 갖는다. 래시 조정기(220)는 배출기 로커 아암(100)과 관련되어 상술된 래시 조정기(120)와 동일한 설계를 가진다. 래시 조정기(220)는 크로스헤드에 인접된다. 래시 조정기(220)는 상세하게 후술된다. 또한 크로스헤드(230)는 두 개의 흡입 밸브를 동시에 개방할 수 있는 브리지 장치인 것이 바람직하다. 또한 흡입 로커 아암(200)은 제어 밸브(240)를 포함한다. 제어 밸브(240)는 배출 로커 아암(200)을 통하여 래시 조정기(220)로 연장되는 유체 통로(250)와 소통된다. 제어 밸브(240)는 배출 로커 아암(100)과 관련하여 상기에 설명된 제어 밸브(140)와 동일한 구성을 가진다. 또한 제어 밸브(240)는 통상의 로커축(11)의 제어 밸브(240)와 공급 통로(13) 사이로 연장되는 유체 통로(260)과 소통된다.
통로(12)는 배출 로커 아암(200)과 통상의 로커축(11) 사이에 윤활을 제공하기 위하여 유압 유체를 공급하는 통로(15)에 연결된다. 또한 통로(14)는 롤러 피동체(211)가 순조롭게 캠(22)을 따르도록 통로(17)를 통하여 배출 캠 로브 피동체(210)으로 윤활제를 공급한다. 선택적으로 통상의 로커축(11)은 도 18에 도시된 바와 같이 제 3 통로(18)가 제공될 수 있다. 제 3 통로(18)는 캠 피동체(110, 210 및 310)으로 윤활제를 공급한다.
2 사이클 엔진 브레이킹을 하는 수단은 도 13 내지 도 15와 관련하여 설명된다. 상기 수단은 통상의 로커축(11)상에 회전가능하게 장착되는 브레이크 로커 아암(300)을 포함한다. 브레이크 로커 아암(300)의 제 1 단부는 브레이크 캠 로브 피동체(310)를 포함한다. 브레이크 캠 로브 피동체(310)는 브레이크 캠 로브(31)와 접촉하는 롤러 피동체(311)을 포함하는 것이 바람직하다.
브레이크 로커 아암(300)의 제 2 단부는 작동기 피스톤(320)을 가진다. 작동기 피스톤(320)은 배출 로커 아암(100)의 크로스헤드(130)로부터 일정한 간격을 유지한다. 작동될 때, 브레이크 로커 아암(300) 및 작동기 피스톤(320)은 적어도 하나의 배출 밸브를 개방하기 위하여 크로스헤드(130)의 크로스헤드 핀(133)과 접촉한다. 또한 브레이크 로커 아암(300)은 조합된 제어 밸브/솔레노이드 밸브(340)를 포함한다. 밸브(340)는 브레이크 로커 아암(300)을 통하여 작동기 피스톤(320)으로 연장되는 유체 통로(350)와 소통된다. 또한 밸브(340)는 통상의 로커축(11)의 통로(12)와 밸브(340) 사이로 연장되는 유체 통로(360)와 소통된다. 밸브(340)는 전기적으로 작동되는 솔레노이드 밸브를 포함하는 것이 바람직하다. 밸브(340)는 적절한 시간에 전압을 공급하며 제어 밸브를 차량으로 전기적으로 연결하기 위한 커넥터 조립체(341)를 포함한다.
상술된 브레이크 로커 아암(300)은 로커 아암(300)상에 장착되는 솔레노이드 밸브를 포함하는 밸브(340)를 포함한다. 본 발명의 발명가에 의하여 밸브(340)는 통상의 로커축(11)으로 재배치될 수 있다는 것이 고려되며 바람직하다. 도 18에 도시된 바와 같이, 솔레노이드 밸브(344)는 통상의 로커축(11)에 배치된다. 이 장치와 함께, 밸브를 차량에 전기적으로 연결하는 임의의 난점은 솔레노이드 밸브가 로커 아암과 함께 회전하지 않기 때문에 피할 수 있다. 로커 아암(300)은 상기에 상술된 제어 밸브(140 및 240)와 동일한 제어 밸브(342)를 포함한다. 그때 유압 유체는 작동기 피스톤(320)을 작동시키기 위하여 통상의 로커축(11)상의 솔레노이드 밸브(344)를 통하여 로커 아암상의 제어 밸브로 공급된다.
도 18에 도시된 바와 같이, 유압 유체는 가압된 유체를 공급하기 위한 펌핑 조립체(7000) 또는 다른 적절한 조립체에 의하여 시스템(10)으로 공급된다. 펌핑 조립체(7000)는 예를 들면 엔진 오일 팬과 같은 유압 유체 공급원(8000)으로 연결되는 것이 바람직하다.
브레이크 로커 아암(300)은 통상의 로커축(11)에 부착되는 스프링 조립체와 상호 작용하는 것이 바람직하다. 로커 아암(300)이 이용되지 않을 때(즉 포지티브 파워동안) 스프링 조립체는 브레이크 로커 아암(300)을 로커 아암(300)을 복귀시키기 위하여 정지 위치(rest position)로 결합한다.
래시 조정기(120)는 도 9와 관련하여 상술된다. 래시 조정기(120)는 도 9에 도시된 바와 같이 배출 로커 아암(100)의 제 2 단부에 장착된다. 래시 조정기(120)는 내부 플런저(121) 및 외부 플런저(122)를 포함한다. 외부 플런저(122)는 도 9에 도시된 바와 같이 배출 로커 아암(100)내의 홈(170)내에 배치된느 링(1221)을 포함한다. 내부 플런저(121)는 외부 플런저(122)내에 미끄럼가능하게 수용된다. 작동시, 유압 유체는 내부 플런저(121)내에 공동부(1211)내로 유동된다. 공동부(1211)가 유체로 충전될 때, 체크 볼 밸브(1213)는 내부 플런저(121)의 틈(1210)를 개방하기 위하여 하방으로 편향된다. 그때 유압 유체는 외부 플런저내의 공동부(1222)내로 유동한다. 캐비티(1222)가 유체로 채워질때, 외부 피스톤9121)은 연장된 위치를 항해 하향 이동하여 크로스헤드 핀(130)과 결합하게 된다. 외부 피스톤(121)의 이러한 하향이동은 홈(170)의 하부와 결합하는 링(1221)에 의해서 제한받게 된다.
래시 조정기(220)는 상술된 래시 조정기(120)와 거의 동일한 구조로 이루어 진다. 상기 래시 조정기(220)는 외부 플런저(222)의 상향이동을 제한하기 위해 추가의 조립체를 포함한다. 이것은 로커(rocker) 아암(200) 및 크로스헤드(230)사이의 래시를 확장한다. 이것은 래시 조정기(220)가 후퇴 위치에 있을때 흡입 밸브들의 지연개방을 허용한다.
그러나, 전기적으로 작동되는 래시 조정기들 및 기계적으로 작동되는 조정기등을 포함하는 여러 적절한 래시 조정기들이 상술된 유압 래시 조정기에 대해 대체될수 있다. 이러한 수정 실시예들이 본 발명의 영역내에서 고려된다.
도 3은 최적의 엔진 브레이킹을 위한 배기 밸브의 개방 및 나머지 개방을 나타낸다. 도 3은 제 1 압축 행정의 TDC에서 시작한다. 추가적으로, 배기 밸브가 감소된 밸브 개방을 제외하고 개방상태로 남아 있는 동안에 도시된 연장식 평평부는 피스톤이 실린더 헤드로 부터 멀리 이동될때 배출 매니폴드로 부터 배출가스를 실린더속으로 들어가게 한다. 배기 밸브가 밀폐되고 내부의 배기가스는 압축되며, 이때 제 2 엔진 브레이킹 사이클을 해제한다. 계속하여, 흡입 밸브는 개방되고, 에어가 실린더속으로 들어가고 압축되며, 이때 제 1 엔진 브레이킹 사이클이 해제된다. 연속적으로, 흡입 밸브가 개방되고, 에어가 실린더속으로 들어가 압축될때,두 사이클 브레이킹이 반복된다. 압축된 배기 가스를 흡입 매니폴드속으로 들어가지 못하도록 제 2 브레이킹 사이클의 TDC후에 흡입밸브의 개방이 일어나도록 수정된다.
포지티브 동력중의 작동
배출 로커 아암(100)의 작동이 포지티브 동력 작동중에 대해 상세히 기술될 것이다. 포지티브 동력 작동중에, 제어 밸브(30)는 개방된다. 제어 밸브(30)는 통상의 개방형 3-웨이 솔레노이드 밸브로 구성되는 것이 바람직하다. 솔레노이드 밸브(30)가 통로(12)를 통해 유압 유체를 통로(13)로 공급한다. 이때, 유체가 통로(160)를 통해 제어 밸브(140)속으로 유동한다. 제어 밸브(140)의 스프링 볼 조립체(141)는 유압유체를 통로(150)를 통해 래시 조정기(120)로 들어가도록 안착되지 않는다. 래시 조정기(120)는 크로스헤드(130)와 접촉하도록 전체 연장된 정상 작동 위치로 연장된다. 제어 밸브(140)내의 압력이 형성될때, 스프링 볼 조립체(141)는 래시 조정기(120)가 연장된 위치에 남게 되는 유압 제동 형태와 동일하게 된다. 따라서, 배출 로커 아암(100)은 배출 캠 로브(21)에 대응하여 배기 밸브 개구들을 작동시킨다.
포지티브 동력 작동중에 흡입 로커 아암(200)의 작동을 하기에 기술한다. 배출 로커 아암(100)과 관련하여 상술된바와 같이, 솔레노이드 밸브(30)는 개방위치에 있게 된다. 솔레노이드 밸브(30)의 스프링 볼 조립체(241)는 유압유체를 통로(12)를 통해 통로(13)로 공급한다. 이때, 유체가 통로(260)를 통해 유동하여 밸브(240)를 제어 한다. 상기 제어 밸브(240)는 유압유체를 통로(250)를 통해 래시 조정기(220)로 들어가도록 안착되지 않는다. 래시 조정기(220)는 크로스헤드(230)와 접촉하도록 전체 연장된 정상 작동 위치로 연장된다. 제어 밸브(240)는 상술된바와 같이, 제어 밸브(140)와 거의 비슷하며, 유압 제동부를 형성한다. 상기 유압 제동부는 래시 조정기(220)를 연장된 위치에 남게 한다. 따라서, 흡입 로커 아암(220)은 흡입 캠 로브(22)에 대응하여 흡입 밸브의 개구들을 작동시킨다.
포지티브 동력 작동중에, 브레이크 로커 아암(300)의 작동을 하기에 기술한다. 솔레노이드 밸브(340)는 밀폐된다. 포지티브 동력중에, 솔레노이드 밸브(340)는 밀폐상태로 남게된다. 따라서, 작동기 피스톤(320)은 도 14 및 도 15에 도시된바와 같이, 안착 위치에 남게된다. 브레이크 로커 아암(300)은 포지티브 동력중에 사용할수 없는 위치에 남게 된다.
브레이킹중에 흡입 및 배출 로커 아암의 작동
엔진 브레이킹 작동중에, 배출 로커 아암(100)의 작동을 하기에 기술된다. 엔진 브레이킹중에, 솔레노이드 밸브(30)는 통로(13)를 통해 유압 유체의 유동을 정지하도록 작동한다. 제어밸브(140)는 개방된다. 이것은 포지티브 동력 작동과 관련하여 상술된 바와 같이, 통로(150)내에 있는 유압 유체를 환기시킨다. 스프링 볼 조립체(141)는 유압 유체를 추가로 통로(150)에 공급하는 것을 방지한다. 이것은 래시 조정기(120)를 후퇴시킨다. 결국, 배기 밸브의 개구들은 엔진 브레이킹 작동중에 중단된다. 도시되지 않은 스프링은 사용하지 못하는 위치(상술함)에 있을때, 배출 로커 아암(100)의 진동 및 흔들림을 방지한다.
흡입 로커 아암(200)의 작동은 엔진 브레이킹 작동에 대해 하기에 기술된다. 엔진 브레이킹 중에, 솔레노이드 밸브(30)는 상술된바와 같이, 통로(12)를 통과하는 유압 유체의 유동을 정지하도록 작동한다. 제어 밸브(240)는 배출 로커 아암(100)과 관련하여 상술된 것과 거의 동일한 방식으로 유압 유체를 통과하도록 작동된다. 래시 조정기(220)의 예비설정 정지부는 래시 조정기(220)가 완전히 후퇴하는 것을 방지한다. 따라서, 흡입 로커 아암(220)은 엔진 브레이킹 작동중에 완전히 사용가능하지 못하게 된다. 흡임 캠 로브(22)의 전체 캠 상승은 밸브 상승속으로 전달되지 않는다. 이것은 배출 상사점후에 발생하도록 시간 이벤트를 지연시키는 효과를 갖게 된다. 흡입 밸브의 개구는 래시 조정기(220)의 일부 후진 위치로 인하여 지연된다. 실린더가 도 3에 도시된바와 같이 제 2 압축 브레이킹 사이클을 바로 뒤따르는 개방 밸출 밸브를 통해 환기될때까지 지연된다.
엔진 브레이킹 작동중에 브레이크 로커 아암(300)의 작동은 하기에 기술되는 바와 같다. 엔진 브레이킹 작동중에, 솔레노이드 밸브(340)는 작동된다. 유압 유체가 통로(12)로 부터 통로(360)을 통해 통로(350)로 유동하게 된다. 이때, 작동기 피스톤(320)은 크로스헤드(130)상의 핀(133)과 접촉하도록 전체 연장된 위치로 연장한다. 통로(350)가 유압 유체로 채워지고 유압이 밸브(340)와 동일하게 될때, 유압 제동부가 형성되어 연장된 위치에서 작동 피스톤(320)을 지지한다. 배기 밸브의 작동은 브레이크 캠 로브(23)에 의해 작동에 대응하여 브레이크 로커 아암(300)으로 제어된다. 배기 밸브의 작동은 브레이크 캠 로브(23)의 프로화일에 대응하여 일어난다.
브레이크 캠 로브(23)는 제 1 브레이킹 이후에 발생하는 배출 가스 순화 로브를 구비한다. 캠 프로화일상에 배출 가스 순환 로브는 도 3에 도시된바와 같이, 배출 가스 순환이 제 1 브레이킹 이후에 발생하도록 배열된다. 바람직하게도, 이것은 밸브를 개방상태로 남게하며, 배기가스들을 동력 행정상의 실린더속으로 유동하게 하며, 제 2 브레이킹 전에 실린더를 충전시킨다. 브레이크 캠 로브(23)는 도 3에 도시된바와 같이, 배출 상사점 바로 전에 로커 아암을 다시 상승시키며, 제 2 브레이킹이 이루어진다.
본 발명에 따라 효율적인 2-사이클 엔진 브레이킹을 얻을수 있게 된다. 이벤트(event)의 연속적인 작동을 하기에 기술한다. 제 1 압축 해제 사이클 또는 브레이킹 이벤트 1은 도 3에 도시된바와 같이 압축 상사점 이전에 바로 시작된다. 배기 밸브는 배기 밸브를 부분적으로 밀폐하므로서 재설정된다. 배기 밸브의 부분적인 밀폐는 도 3에 도시된바와 같이 배출 가스 순환 이벤트 2를 통해 실린더의 재충전을 허용한다. 이때, 배기 밸브는 배출 가스 순환 이벤트의 완성부분에서 완전히 밀폐된다. 엔진 작동의 연속중에, 배출 로커(100)에 의해서 배기 밸브의 정상적인 작동은 불가능하게 된다. 적어도 하나의 배기 밸브의 작동은 브레이크 로커 아암(300)에 의해서 제어 된다. 브레이크 캠 로브(23)의 프로화일은 제 1 브레이킹 이벤트 1을 시작하며, 배출 가스 순환 이벤트 2중에 적어도 하나의 배기 밸브를 부분적으로 개방상태로 남게 한다.
제 2 압축 해제 사이클 또는 브레이킹 이벤트 3는 도 3에 도시된바와 같이 배출 상사점 이전에 시작된다. 브레이크 캠 로브(23)의 프로화일은 제 2 브레이킹 이벤트 3중에 적어도 하나의 배기 밸브의 개폐를 시작한다. 적어도 하나의 흡입 밸브의 개구 이벤트 4는 도 3에 도시된바와 같이 배출 상사점을 통해 지연된다. 지연된 흡입 밸브의 개구는 높은 실린더 압력이 존재할때 밸브의 개구를 방지한다.
다른 실시예
첨부된 도면에서의 실시예에 대하여 설명하면, 도 16은 배기 밸브 작동을 효과적으로 하는 수단에 대한 실시예를 나타낸다. 배출 로커 아암(1000)은 동통 로커 축(11)상에 회전가능하게 장착된다. 배출 로커 아암(1000)의 제 1 단부는 배출 캠 로브 종동부(110)를 포함한다.
배출 로커 아암(1000)의 제 2 단부는 래시 조정기(120)ㄹ르 구비한다. 래시 조정기(120)는 크로스헤드(130)에 인접하게 연결된다. 크로스헤드(130)는 두 밸브들을 동시에 개방할수 있는 브리지 장치로 구성된다. 배출 로커 아암(1000)은 솔레노이드 밸브(1400)를 포함하게 된다. 솔레노이드 제어 밸브(1400)는 배출 로커 아암(100)을 통해 래시 조정기(120)로 연장되는 유체 통로(150)와 연결된다. 솔레노이드 제어 밸브(1400)는 공통 로커 축(11)의 공급 통로(13)와 솔레노이드 밸브(140)사이로 연장되는 유체 통로(160)와 연결된다. 솔레노이드 밸브(1400)는 밸브(30) 및 솔레노이드 밸브(140)들과 단일조립체로 결합한다.
도 17은 흡입 밸브의 작동을 효과적으로 하는 수단의 실시예를 도시한다. 흡입 로커 아암(2000)은 공동 로커 축(11)상에 공통적으로 회전가능하게 장착된다. 흡입 로커 아암(2000)의 제 2 단부는 래시 조정기(220)를 구비한다. 흡임 로커 아암(2000)은 솔레노이드 밸브(2400)를 포함한다. 상기 솔레노이드 밸브(2400)는 배출 로커 아암(20000을 통해 래시 조정기(220)까지 연장되는 통로(250)와 유체가 유동하도록 연결된다. 솔레노이드 밸브(2400)는 배출 로커 아암(1000)과 관련하여 상술된 솔레노이드 밸브(1400)와 동일한 구조를 구비한다.
흡입 로커 아암(2000) 및 배출 로커 아암(1000)은 흡입 로커 아암(200) 및 배출 로커 아암(100)과 거의 동일한 방식으로 작동한다. 이 실시예에서는 솔레노이드 밸브(30)가 제거된다.
본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않으면서, 본발명의 구조 및 형상내에서 상술된 실시예 이외에 다른 실시예가 실시될수 있다. 더욱이, 본 발명은 공동 레일 캠리스(camless) 형식의 엔진에 사용될수도 있으며, 그러므로서 상술된 로커가 전기적으로 작동될수도 있다. 따라서, 본 발명은 첨부된 청구범위의 영역내에서 제공되는 다양한 실시예를에 대하여도 보호되어야 한다.

Claims (31)

  1. 멀티-사이클 엔진 브레이킹을 수행하는 장치에 있어서,
    포지티브 동력 엔진 작동중에 엔진 실린더의 적어도 한 배기 밸브를 작동시키는 수단과,
    엔진 실린더의 적어도 한 흡입 밸브를 작동시키는 수단과,
    엔진 브레이킹 작동중에 엔진 실린더의 적어도 한 배기 밸브를 작동시키는 수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 포지티브 동력 엔진 작동중에 적어도 한 배기 밸브를 작동시키는 상기 수단은 배출 로커 아암을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 포지티브 동력 엔진 작동중에 적어도 한 배기 밸브를 작동시키는 상기 수단은 적어도 한 배기 밸브의 효율적인 작동중에 적어도 한 배기 밸브를 결합시키기 위해 배기 밸브 결합 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 배기 밸브 결합 수단은 적어도 한 배기 밸브의 크로스헤드 핀과 해제가능하게 결합하는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 배기 밸브 결합 수단은 래시 조정기 조립체를 구비하는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 래시 조정 조립체는 유압식으로 작동되는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 적어도 하나의 배기 밸브를 작동시키는 상기 수단은 엔진 브레이킹 작동중에 적어도 하나의 배기 밸브와 분리되는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 적어도 하나의 흡입 밸브를 작동시키는 상기 수단은 포지티브 동력 엔진 작동중에 적어도 하나의 흡입 밸브를 작동시키는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 적어도 하나의 흡입 밸브를 작동시키는 상기 수단은 엔진 브레이킹 작동중에 적어도 하나의 흡입 밸브의 작동을 지연시키는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 적어도 하나의 흡입 밸브를 작동시키는 상기 수단은 흡입 로커 아암을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 제 9 항에 있어서, 적어도 하나의 흡입 밸브를 작동시키는 상기 수단은 포지티브 동력 엔진 작동중에 적어도 하나의 흡입 밸브의 효율적인 작동에 대해 적어도 하나의 흡입 밸브와 결합하는 흡입 밸브 결합 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 흡입 밸브 결합 수단은 적어도 하나의 흡입 밸브의 크로스헤드 핀에 해제가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 제 11 항에 있어서, 상기 흡입 밸브 결합 수단은 엔진 브레이킹 작동중에 적어도 하나의 흡입 밸브의 작동을 지연시키는 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 흡입 밸브 결합 수단은 래시 조정기 조립체를 구비하는 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 래시 조정 조립체는 유압식으로 작동되는 것을 특징으로 하는 장치.
  16. 제 14 항에 있어서, 상기 래시 조정 조립체는 적어도 하나의 흡입 밸브의 작동이 지연되도록 엔진 브레이킹 작동중에 브레이킹 위치로 후퇴되는 것을 특징으로 하는 장치.
  17. 제 1 항에 있어서, 엔진 브레이킹 작동중에 엔진 실린더의 적어도 한 배기 밸브를 작동시키는 상기 수단은 엔진 사이클중에 적어도 하나의 배기 밸브에 대해 적어도 하나의 브레이킹 작동을 완수하는 것을 특징으로 하는 장치.
  18. 제 17 항에 있어서, 엔진 브레이킹 작동중에 엔진 실린더의 적어도 한 배기 밸브를 작동시키는 상기 수단은 브레이크 로커 아암을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 브레이크 로커 아암은 적어도 한 엔진 브레이킹 작동중에 적어도 하나의 배기 밸브의 크로스헤드 핀과 결합하는 것을 특징으로 하는 장치.
  20. 제 19 항에 있어서, 상기 브레이크 로커 아암은 포지티브 동력 엔진 작동중에 크로스헤드 핀과 분리되는 것을 특징으로 하는 장치.
  21. 제 1 항에 있어서, 엔진 브레이킹 작동중에 엔진 실린더의 적어도 한 배기 밸브를 작동시키는 상기 수단은 엔진 사이클중에 적어도 하나의 배기 밸브에 대해 두 브레이킹 작동을 완수하는 것을 특징으로 하는 장치.
  22. 제 1 항에 있어서, 엔진 브레이킹 작동중에 엔진 실린더의 적어도 한 배기 밸브를 작동시키는 상기 수단은 배출 가스 순환 이벤트를 완수하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  23. 멀티-사이클 엔진 브레이킹을 수행하는 방법에 있어서,
    제 1 압축 해제 이벤트를 수행하는 단계와,
    제 2 압축 해제 이벤트를 수행하는 단계와,
    적어도 하나의 흡입 밸브를 개방하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  24. 제 23 항에 있어서, 상기 제 1 압축 해제 이벤트를 수행하는 단계의 마지막 부분에서 배출 가스 순환 이벤트를 수행하는 단계를 추가로 구성하는 것을 특징으로 하는 방법.
  25. 제 23 항에 있어서, 상기 제 1 압축 해제 이벤트를 수행하는 단계는,
    엔진 브레이킹을 달성하기 위해 적어도 하나의 배기 밸브를 개방하는 단계와,
    소정의 시간 경과후 적어도 하나의 배기 밸브를 밀폐하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  26. 제 25 항에 있어서, 엔진 브레이킹을 달성하기 위해 적어도 하나의 배기 밸브를 개방하는 단계는 압축 상사점 이전에 시작되는 것을 특징으로 하는 방법.
  27. 제 25 항에 있어서, 상기 제 1 압축 해제 이벤트의 마지막부분에서 배출 가스 순환 이벤트를 수행하는 단계를 추가로 구성하는 것을 특징으로 하는 방법.
  28. 제 23 항에 있어서, 상기 제 2 압축 해제 이벤트를 수행하는 단계는,
    엔진 브레이킹을 달성하기 위해 적어도 하나의 배기 밸브를 개방하는 단계와,
    소정의 시간 경과후 적어도 하나의 배기 밸브를 밀폐하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  29. 제 28 항에 있어서, 엔진 브레이킹을 달성하기 위해 적어도 하나의 배기 밸브를 개방하는 단계는 배출 상사점 이전에 시작되는 것을 특징으로 하는 방법.
  30. 제 29 항에 있어서, 적어도 하나의 흡입 밸브를 개방하는 단계는 배출 상사점 이후에 일어나는 것을 특징으로 하는 방법.
  31. 제 23 항에 있어서, 적어도 하나의 흡입 밸브를 개방하는 단계는 배출 상사점 이후에 일어나는 것을 특징으로 하는 방법.
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