KR20030048172A - Cylinder deactivation device using cam - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 캠을 이용한 실린더 디액티베이션 장치에 관한 것으로서, 특히 엔진이 정상 구동할때에는 걸림핀에 의해 캠과 캠샤프트가 상호 연결되어 캠이 정상적으로 회전하여 해당 실린더가 동작하도록 하고, 아이들운전 또는 저부하 구동시에는 걸림핀이 빠지면서 캠이 캠샤프트로부터 분리되어 실린더의 밸브가 동작하지 않도록 하여 해당 실린더가 동작하지 않도록 하므로 인해 밸브계의 마찰손실을 줄이고, 연료소비량을 감소시킬 수 있도록 한 캠을 이용한 실린더 디액티베이션 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a cylinder deactivation device using a cam. In particular, when the engine is normally driven, the cam and the cam shaft are connected to each other by a locking pin so that the cam is normally rotated to operate the cylinder, and the idle operation or the low load is performed. In operation, the cam is disconnected from the camshaft while the locking pin is pulled out so that the valve of the cylinder does not operate so that the cylinder does not operate. Therefore, the cylinder using the cam can reduce the friction loss of the valve system and reduce the fuel consumption. It relates to a deactivation device.
내연기관에 있어서 연비향상과 배기가스의 저감을 위하여 실린더 디액티베이션(Cylinder deactivation) 기술이 적용되고 있다.In order to improve fuel efficiency and reduce exhaust gas in an internal combustion engine, a cylinder deactivation technology is applied.
실린더 디액티베이션 기술은 아이들 구동 또는 저부하 구동시 여러개의 실린더중 일부를 동작하지 않도록 하여 연료소비를 감소시키고, 배기가스를 저감시키는 기술이다.The cylinder deactivation technology is a technology that reduces fuel consumption and reduces exhaust gas by not operating some of several cylinders during idle driving or low load driving.
이러한 실린더 디액티베이션 기술로는 단순히 해당 실린더로 공급되는 연료를 차단하는 방법과, 밸브의 개폐를 차단하는 밸브 디액티베이션방법이 주로 사용되고 있다.As the cylinder deactivation technology, a method of simply shutting off fuel supplied to the cylinder and a valve deactivation method of blocking opening and closing of the valve are mainly used.
상기 연료를 차단하는 방법은 해당 실린더 내부로 연료만 공급되지 않을뿐 그 실린더의 흡배기밸브가 정상적으로 동작하게되어 밸브마찰에 의한 손실이 발생하게되며,In the method of blocking the fuel, only the fuel is not supplied into the cylinder, but the intake / exhaust valve of the cylinder is normally operated to cause a loss due to valve friction.
상기 밸브 디액티베이션방법은 밸브를 구동하는 태핏을 특수하게 개조하거나 로커암을 사용하여 로커암을 단속하는 기구를 설치하여 구현하고 있는데, 이와같은 방법은 밸브 및 밸브를 구동시키는 운동부의 질량이 매우 증가하게되어 동작에 대한 신뢰성을 확보하기가 어려우며, 실린더 디액티베이션 시에도 캠은 여전히 운동하게되어 마찰손실을 피할 수 없는 문제점이 발생하고 있었다.The valve deactivation method is implemented by specially modifying the tappet driving the valve or by installing a mechanism to control the rocker arm by using the rocker arm. Such a method greatly increases the mass of the valve and the moving part driving the valve. It is difficult to ensure the reliability of the operation, and even during the cylinder deactivation, the cam is still in motion to cause a problem that the friction loss is inevitable.
따라서, 상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 캠샤프트와 캠의 결합부위에 상호 연결되는 홈을 각각 형성하고, 이 홈 내부에 유압에 의해 유동되면서 캠과 캠샤프트를 선택적으로 연결하는 걸림핀을 삽입하므로서, 엔진이 정상 구동할때에는 걸림핀에 의해 캠과 캠샤프트가 상호 연결되어 캠이 정상적으로 회전하여 해당 실린더가 동작하도록 하고, 아이들운전 또는 저부하 구동시에는 걸림핀이 빠지면서 캠이 캠샤프트로부터 분리되어 실린더의 밸브가 동작하지 않도록 하여 해당 실린더가 동작하지 않도록 하므로 인해 밸브계의 마찰손실을 줄이고, 연료소비량을 감소시킬 수 있도록 한 캠을 이용한 실린더 디액티베이션 장치를 제공함을 목적으로 한다.Accordingly, the present invention for solving the above problems is to form a groove that is interconnected to each of the cam shaft and the coupling portion of the cam, respectively, and inserting the locking pin to selectively connect the cam and the cam shaft while flowing by the hydraulic pressure inside the groove. Therefore, when the engine is running normally, the cam and camshaft are connected to each other by the locking pins so that the cam rotates normally so that the cylinder operates.In case of idling or low load driving, the cam is removed from the camshaft while the locking pin is pulled out. It is an object of the present invention to provide a cylinder deactivation device using a cam to reduce the friction loss of the valve system and to reduce the fuel consumption because the cylinder of the cylinder does not operate so that the cylinder does not operate.
상기 목적달성을 위한 본 발명은,The present invention for achieving the above object,
밸브의 개폐를 위한 캠이 캠샤프트의 외주면에 결합된 것에 있어서,In the cam for opening and closing the valve is coupled to the outer peripheral surface of the cam shaft,
캠과 캠샤프트의 결합부위에 캠샤프트 측으로 요입 형성되는 제 1 홈과 캠측으로 요입 형성되는 제 2 홈을 서로 연통되게 각각 형성하고, 제 1 홈 내부에는 홈내에서 유동되면서 캠샤프트와 캠을 선택적으로 연결시켜주는 걸림핀을 삽입하고, 제 2 홈 내부에는 상기 걸림핀을 탄지하는 탄성핀을 탄성체에 탄지시켜 삽입하되,A first groove formed in the cam shaft side and a second groove formed in the cam side are formed in communication with each other, and the cam shaft and the cam selectively flow into the first groove, respectively. Insert a locking pin that connects, and the elastic pin for holding the locking pin is inserted into the elastic body in the second groove,
캠샤프트를 관통하면서 그 끝부분이 제 1 홈과 연결되는 유압공급통로를 형성하고, 이 유압공급통로의 도중에 유압의 공급을 단속하기 위한 전자밸브를 설치하여 구성한 것을 특징으로 한다.A hydraulic supply passage is formed while penetrating the camshaft, the end portion of which is connected to the first groove, and an electromagnetic valve for controlling the supply of hydraulic pressure is provided in the middle of the hydraulic supply passage.
그리고, 상기 걸림핀은 제 1 홈의 크기와 동일하게 형성한다.The locking pin is formed to have the same size as the first groove.
또한, 엔진의 구동조건에 따라 상기 전자밸브를 개폐시키는 제어부를 더 포함하여 구성하되,In addition, the control unit for opening and closing the solenoid valve according to the driving conditions of the engine further comprises,
상기 제어부는 엔진 정상구동시 전자밸브를 개방시켜 제 1 홈으로 공급되는 유압에 의해 걸림핀이 제 2 홈쪽으로 이동하여 캠샤프트와 캠을 연결시켜 캠이 정상적으로 회전하도록 하고, 아이들운전 또는 저부하시에는 전자밸브를 닫아주어 유압이 제거되도록 하여 탄성체의 탄성력에 의해 걸림핀이 제 1 홈 쪽으로 밀리면서 캠과 캠샤프트가 분리되도록 하는 것을 특징으로 한다.The control unit opens the solenoid valve during normal driving of the engine to move the locking pin toward the second groove by the hydraulic pressure supplied to the first groove to connect the cam shaft and the cam so that the cam rotates normally. Closing the solenoid valve to remove the hydraulic pressure is characterized in that the cam and the cam shaft is separated while the locking pin is pushed toward the first groove by the elastic force of the elastic body.
도 1 은 본 발명의 실린더 디액티베이션 장치를 보인 단면도.1 is a cross-sectional view showing a cylinder deactivation device of the present invention.
도 2 는 본 발명을 확대해서 보인 도면.2 is an enlarged view of the present invention.
도 3 은 본 발명의 작동상태를 보인 도면.3 is a view showing an operating state of the present invention.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※ Explanation of code for main part of drawing
1 : 캠샤프트 2 : 캠1: Camshaft 2: Cam
3 : 캠캡 11 : 제 1 홈3: cam cap 11: first groove
12 : 걸림핀 21 : 제 2 홈12: engaging pin 21: second groove
22 : 탄성핀 23 : 탄성체22: elastic pin 23: elastic body
24 : 유압공급통로 25 : 전자밸브24: hydraulic supply passage 25: solenoid valve
26 : 제어부26: control unit
첨부된 도면 도 1 내지 도 3 은 상기 목적달성을 위한 본 발명의 실린더 디액티베이션 장치를 도시한 것으로서, 이 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.1 to 3 illustrate a cylinder deactivation apparatus of the present invention for achieving the above object, and a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
도면부호 1 은 캠샤프트를 나타내며, 이 캠샤프트(1) 상에는 밸브를 개폐시키기 위한 복수개의 캠(2)이 장착되어 있고, 그 도중에는 캠캡(3)이 설치되어 있다.Reference numeral 1 denotes a cam shaft. A plurality of cams 2 for opening and closing the valve are mounted on the cam shaft 1, and a cam cap 3 is provided in the middle thereof.
본 발명에서는 실린더 디액티베이션을 위해 캠샤프트(1)와 캠(2)의 결합부위에 제 1 홈(11)과 제 2 홈(21)을 각각 요입 형성한다.In the present invention, the first grooves 11 and the second grooves 21 are recessed in the engaging portions of the cam shaft 1 and the cam 2 for cylinder deactivation, respectively.
상기 제 1 홈(11)은 캠샤프트(1) 측으로 요입되도록 형성하고, 제 2 홈(21)은 캠(2) 측으로 요입되도록 형성하는데, 이때 상기 제 1 홈(11)과 제 2 홈(21)은서로 연결되도록 구성한다.The first groove 11 is formed to be concave toward the cam shaft 1 side, and the second groove 21 is formed to be concave toward the cam 2 side, wherein the first groove 11 and the second groove 21 ) Is configured to connect to each other.
그리고, 상기 제 1 홈(11)의 상단으로는 캠샤프트(1)를 관통하도록 형성되는 유압공급통로(24)의 끝부분이 연결되도록 하여 이 유압공급통로(24)를 통해 공급되는 유압이 제 1 홈(11) 내부로 공급되도록 한다.The end of the hydraulic supply passage 24 formed to penetrate the camshaft 1 is connected to the upper end of the first groove 11 so that the hydraulic pressure supplied through the hydraulic supply passage 24 is removed. 1 to be supplied into the groove (11).
상기 제 1 홈(11) 내부에는 공급되는 유압에 의해 유동하여 제 2 홈(21) 측으로 이동하는 걸림핀(12)을 삽입하는데, 이 걸림핀(12)은 제 1 홈(11)과 동일한 크기로 형성하여 걸림핀(12)이 제 1 홈(11) 내부로 완전히 몰입되었을때는 걸림핀(12)의 끝부분이 캠샤프트(1)의 외부로 돌출되지 않도록 하는 것이 바람직하다.The locking pin 12 is inserted into the first groove 11 to move by the hydraulic pressure supplied to the second groove 21, and the locking pin 12 has the same size as the first groove 11. When the locking pin 12 is completely immersed into the first groove 11, it is preferable that the end of the locking pin 12 does not protrude to the outside of the cam shaft 1.
상기 제 2 홈(21) 내부에는 그 하측으로 탄성체(23)에 의해 탄지되는 탄성핀(22)을 삽입하는데, 이 탄성핀(22)은 유압공급통로(24)를 통해 유압이 공급되지 않을때 탄성체(23)의 탄성력에 의해 상승하여 걸림핀(12)을 제 1 홈(11) 내부로 완전히 밀어올리는 역할을 한다.An elastic pin 22 which is supported by the elastic body 23 is inserted into the second groove 21, and the elastic pin 22 is not supplied with hydraulic pressure through the hydraulic supply passage 24. It rises by the elastic force of the elastic body 23 serves to fully push the locking pin 12 into the first groove (11).
상기 설명된 유압공급통로(24)의 도중에는 유압 단속을 위한 전자밸브(25)를 설치하는데, 이 전자밸브(25)는 제어부(26)의 제어에 따라 개폐되도록 하였다.In the middle of the hydraulic supply passage 24 described above, a solenoid valve 25 for hydraulic control is installed, and the solenoid valve 25 is opened and closed under the control of the controller 26.
상기 제어부(26)는 엔진의 구동조건(엔진회전수, 부하신호)에 따라 전자밸브(25)를 개폐시키는데,The control unit 26 opens and closes the solenoid valve 25 according to the driving conditions (engine rotation speed, load signal) of the engine.
엔진 정상구동시 전자밸브(25)를 개방시켜 유압공급통로(24)를 통해 제 1 홈(11)으로 유압이 공급되도록 하고, 제 1 홈(11)으로 공급된 유압에 의해 걸림핀(12)이 탄성체(23)의 탄성력을 이기고 전진하여 제 2 홈(21)쪽으로 이동되며, 이에의해 캠샤프트(1)와 캠(2)이 연결됨에 따라 캠(2)이 정상적으로 회전하게 되면서 해당 실린더가 정상적인 연소동작을 구현할 수 있게된다.When the engine is normally driven, the solenoid valve 25 is opened so that the hydraulic pressure is supplied to the first groove 11 through the hydraulic supply passage 24, and the locking pin 12 is driven by the hydraulic pressure supplied to the first groove 11. The elastic force of the elastic body 23 is moved forward to move toward the second groove 21, whereby the cam (2) is normally rotated as the cam shaft (1) and the cam (2) is connected, the cylinder is normal It is possible to implement a combustion operation.
그리고, 아이들운전 또는 저부하시에는 전자밸브(25)를 닫아주어 유압공급통로(24)를 통해 더이상의 유압이 제 1 홈(11)으로 공급되지 않도록 하며, 이에의해 탄성체(23)의 탄성력에 의해 걸림핀(12)이 제 1 홈(11) 쪽으로 밀리면서 제 1 홈(11) 내부에 완전히 몰입된다.In addition, during idle operation or low load, the solenoid valve 25 is closed so that no more hydraulic pressure is supplied to the first groove 11 through the hydraulic supply passage 24, whereby the elastic force of the elastic body 23 is applied. The locking pin 12 is completely immersed in the first groove 11 while being pushed toward the first groove 11.
걸림핀(12)이 제 1 홈(11) 내부로 완전히 몰입됨에 따라 캠샤프트(1)와 캠(2)이 서로 분리되는 것이다.As the locking pin 12 is completely immersed into the first groove 11, the cam shaft 1 and the cam 2 are separated from each other.
캠(2)과 캠샤프트(1)가 서로 분리되면, 캠샤프트(1)가 회전하더라도 캠(2)이 회전하지 않음에 따라 해당 실린더의 밸브가 작동하지 않게되고, 이에의해 그 실린더의 디액티베이션이 구현되는 것이다.When the cam 2 and the cam shaft 1 are separated from each other, the valve of the cylinder is not operated because the cam 2 does not rotate even when the cam shaft 1 rotates, thereby deactivating the cylinder. This is what is implemented.
상기와같이 동작하는 본 발명에 의하면, 캠샤프트(1)와 캠(2)이 서로 분리된 경우 엔진 회전에 따라 운동하게되는 부품은 캠샤프트 뿐이며, 운동부의 질량 및 마찰이 종래기술에 비해 현저히 감소하게되어 연비감소 및 마찰손실감소의 효과를 보다 극대화할 수 있게된다.According to the present invention operating as described above, when the camshaft 1 and the cam 2 are separated from each other, only the camshaft moves in accordance with engine rotation, and the mass and friction of the moving part are significantly reduced compared with the prior art. It is possible to maximize the effect of reducing fuel consumption and friction loss.
이상에서 설명한 바와같이 본 발명은 캠샤프트와 캠의 결합부위에 상호 연결되는 홈을 각각 형성하고, 이 홈 내부에 유압에 의해 유동되면서 캠과 캠샤프트를 선택적으로 연결하는 걸림핀을 삽입하므로서, 엔진이 정상 구동할때에는 걸림핀에 의해 캠과 캠샤프트가 상호 연결되어 캠이 정상적으로 회전하여 해당 실린더가 동작하도록 하고, 아이들운전 또는 저부하 구동시에는 걸림핀이 빠지면서 캠이 캠샤프트로부터 분리되어 실린더의 밸브가 동작하지 않도록 하여 해당 실린더가 동작하지 않도록 하므로 인해 밸브계의 마찰손실을 줄이고, 연료소비량을 감소시킬 수 있도록 한 캠을 이용한 실린더 디액티베이션 장치를 제공하는 효과를 기대할 수 있다.As described above, the present invention forms a groove that is connected to each other at the coupling portion of the cam shaft and the cam, and by inserting a locking pin for selectively connecting the cam and the cam shaft while being flowed by hydraulic pressure inside the groove, In this normal driving, the cam and camshaft are connected to each other by the locking pins so that the cam rotates normally so that the cylinder operates.In idle driving or low load driving, the cam is separated from the camshaft while the locking pin is pulled out. Since the valve does not operate so that the cylinder does not operate, the effect of providing a cylinder deactivation device using a cam that can reduce the friction loss of the valve system and reduce the fuel consumption can be expected.
Claims (3)
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