KR20040030072A - 가스 교환 밸브 제어용 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내연 기관의 가스 교환 밸브 제어용 장치에 관한 것이며, 상기 장치는 각각 하나의 가스 교환 밸브에 할당된 유압식 밸브 조절기(11)를 포함하고, 상기 밸브 조절기는 각각 가스 교환 밸브(10)에 작용하는 조절 피스톤(13) 및 상기 조절 피스톤(13)에 의해 제한되는 2 개의 작동 챔버(121, 122)를 구비하며, 이들 중 폐쇄 방향으로 가스 교환 밸브(10)에 작용하는 제 1 작동 챔버(121)는 지속적으로 가압 유체로 채워지며, 개방 방향으로 가스 교환 밸브(10)에 작용하는 제 2 작동 챔버(122)는 제 1, 2 전기 제어 밸브(24, 25 또는 26, 27)에 의해, 가압 유체로 교대로 채워지고 비워질 수 있다. 바람직하게는 밸브 유닛(40)으로 통합되는 제 2 제어 밸브는 비용을 줄일 목적으로, 연소 실린더의 유입 또는 배출 밸브로서 사용된 2 개의 가스 교환 밸브를 작동시키는 한 쌍의 밸브 조절기(11)에 대해, 공통의 전기 제어 신호에 의해 제어된다.

Description

가스 교환 밸브 제어용 장치{Device for controlling gas exchange valves}

상기와 같은 종류의, 공지된 장치의 경우(DE 198 26 047 A1), 그 조절 피스톤이 해당 가스 교환 밸브의 밸브 태핏과 일체식으로 연결된 각각의 밸브 조절기의 제 1 작동 챔버는 지속적으로 고압원과 연결되며 그 제 2 작동 챔버는 한편으로는 고압원으로의 공급 라인을 교대로 폐쇄하거나 개방하는 제 1 전기 제어 밸브에, 다른 한편으로는 배출 라인을 교대로 개방하거나 폐쇄하는 제 2 제어 밸브에 연결된다. 전기 제어 밸브는 스프링이 리셋되는 2/2 방향 자기 밸브로서 형성된다. 무전류 제어 밸브의 경우 제 1 작동 챔버는 여전히 고압 하에 있는 반면, 제 2 작동 챔버는 고압원으로부터 분리되어 배출 라인과 연결된다. 가스 교환 밸브는 폐쇄된다. 가스 교환 밸브를 개방하기 위해, 양 제어 밸브에는 전류가 공급된다. 제어 밸브가 스위칭됨으로써, 밸브 조절기의 제 2 작동 챔버는 한편으로 제 2 제어 밸브를 통해 배출 라인에 대해 차단되며 다른 한편으로 제 1 제어 밸브를 통해 고압원 쪽으로의 공급 라인과 연결된다. 가스 교환 밸브는 개방되며, 개방 행정의 크기 및 개방 속도는 제 1 전기 제어 밸브에 인가된 전기 제어 신호의 구성에 따라 좌우된다. 가스 교환 밸브를 특정 개방 위치 내에 유지하기 위해, 제 1 제어 밸브는 이어서 무전류로 접속되므로, 제어 밸브는 밸브 조절기의 제 2 작동 챔버 쪽 공급 라인을 차단한다. 상기의 방식으로, 제어 신호를 발생시키기 위한 전기 제어 장치를 이용하여 가스 교환 밸브의 전체적 밸브 개방 위치는 조정될 수 있다. 가스 교환 밸브를 제어하기 위해서는 각각 2 개의 전기 제어 밸브가 필요하며 상기 밸브들은 관련된 밸브 조절기에 상응되게 유압을 가한다.

본 발명은 제 1 항의 전제부에 따른 내연 기관의 연소 실린더 내의 가스 교환 밸브를 제어하기 위한 장치에 관한 것이다.

도 1은 내연 기관의 연소 실린더 내에 배열된 2 개의 가스 교환 밸브를 제어하기 위한 장치의 회로도.

도 2는 내연 기관의 연소 실린더 내에 있는 가스 교환 밸브를 개략적으로 도시한 도면.

도 3 내지 도 5는 제 3 실시예에 따라, 내연 기관의 연소 실린더 내에 배열된 2 개의 가스 교환 밸브를 제어하기 위한, 변형된 장치의 각각의 회로도.

도 6, 7은 도 5에 따른 장치 내의 밸브 유닛의 대체 실시예를 각각 도시한도면.

제 1 항의 특징을 갖는 가스 교환 밸브를 제어하기 위한, 본 발명에 따른 장치는 유입 또는 배출 밸브로서 내연 기관의 연소 실린더 내에 사용된 양 가스 교환 밸브를 공통으로 폐쇄하기 위해 밸브 조절기 쌍의 양 제 2 제어 밸브가 연결됨으로써, 밸브를 제어하기 위한 제어 신호를 발생시키기 위한 계산 비용이 감소되고 제어 장치에서는 해당 최종단 및 증폭단을 갖는 제어 신호 출력이 절약되는 장점을 갖는다. 분리 제어된 제 1 제어 밸브가 유지됨으로써, 유입 및 배출 밸브의 개방 행정은 상이한 크기로, 또한 시차를 두고 실행될 수 있다.

또 다른 청구항에 기재된 조치들을 통해, 제 1 항에 제시된 가스 교환 밸브를 제어하기 위한 장치의 바람직한 또 다른 실시예 및 개선이 가능하다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 밸브 조절기 쌍에 대한 양 제 2 제어 밸브는 공통의 전기 제어 입력을 갖는 구성적 밸브 유닛으로서 형성된다. 따라서 완전한 제어 밸브는 생략되고 단지 제어 장치로부터 밸브 유닛의 제어 입력까지의 신호 라인만이 필요하다.

가장 단순한 경우, 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 밸브 유닛은 2 개의 스위칭 위치 및 제어된 2 개의 밸브 연결부를 갖는 2/2 방향 자기 밸브이며, 상기 밸브 연결부들 중 하나는 배출 라인에, 다른 하나는 각각 하나의 연결 라인에 의해서 양 밸브 조절기의 제 2 작동 챔버에 접속된다. 상기의 경우 연결 라인 내에는 각각 하나의 체크 밸브가 2/2 방향 자기 밸브쪽 유동 방향으로 삽입되어야 하는데, 이는 가스 교환 밸브들의 행정이 상이할 경우 넓게 개방된 가스 교환 밸브의 밸브 조절기로부터 덜 넓게 개방된 가스 교환 밸브의 밸브 조절기로 유체가 유입되는 것을 방지하기 위함이다. 상기의 가스 교환 밸브가 항상, 이르게 또는 넓게 개방되면, 덜 넓게 개방되거나 이르게 개방되는 다른 가스 교환 밸브에 할당된 밸브 조절기를 위해서만 체크 밸브를 제공하는 것이 충분하다. 제어 신호를 구성할 경우, 1 과 2의 밸브 작동 사이는 여전히 상이하며, 즉 하나 또는 양 가스 교환 밸브는 폐쇄되어야 하는데, 이는 가스 교환 밸브의 폐쇄 속도에 영향을 미치기 때문이다. 밸브 조절기로부터 신속하게 유체가 제어됨으로써, 1 밸브 작동시 신속한 폐쇄 운동에 이를 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 밸브 유닛은 2 개의 스위칭 위치 및 3 개의 제어된 밸브 연결부를 갖는 3/2 방향 자기 밸브이며, 상기 밸브 연결부들 중 제 1 밸브 연결부는 제 1 배출 라인과 연결되고, 제 1 연결부 상에 동시에 접속될 수 있는 또 다른 양 밸브 연결부들은 밸브 조절기 쌍의 각각 하나의 제 2 작동 챔버와 연결된다. 밸브 배출부를 형성하고 배출 라인과 연결된 밸브 연결부가 개방 상태시, 다른 밸브 연결부들 중 하나로부터 다른 밸브 연결부들 중 다른 하나로 유체가 역류하는 것이 방지되는 크기로 구성될 때, 밸브 유닛과 양 밸브 조절기 사이의 연결 라인 내에 있는 체크 밸브는 생략될 수 있다. 물론 제어 신호를 구성할 시에 1 과 2 밸브 작동 사이는 구별되어야 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 밸브 유닛은 2 개의 스위칭 위치 및, 제어된 4 개의 밸브 연결부를 갖는 4/2 방향 자기 밸브이며, 상기 밸브 연결부들 중 제 1 밸브 연결부 및 제 2 밸브 연결부는 각각 하나의 배출 라인과 연결되고, 제 1 밸브 연결부 상에 접속될 수 있는 제 3 밸브 연결부 및 제 2 밸브 연결부 상에 접속될 수 있는 제 4 밸브 연결부는 밸브 조절기 쌍의 각각 하나의 제 2 작동 챔버와 연결된다. 바람직하게 제 1, 제 2 밸브 연결부는, 분리되어 유체 저장기로 안내되는 배출 라인에 연결된다. 밸브 유닛이 상기와 같이 구성될 경우, 하나의 가스 교환 밸브가 개방되었는지 또는 양 가스 교환 밸브가 개방되었는지의 여부와 무관하게 가스 교환 밸브는 항상 동일한 폐쇄 속도를 갖는다. 따라서 제어 신호의 계산은 매우 단순해진다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 밸브 유닛은 3 개의 스위칭 위치 및 제어된 4 개의 밸브 연결부를 갖는 4/3 방향 자기 밸브이며, 상기 밸브 연결부들 중 2 개는 각각 하나의 제 1 배출 라인과, 2 개는 밸브 조절기 쌍의 각각 하나의 제 2 작동 챔버와 연결된다. 4/3 방향 자기 밸브는, 하나의 스위칭 위치에서 밸브 조절기 쌍의 양 제 2 작동 챔버가 하나의 배출 라인과 연결되고, 또 다른 스위칭 위치에서 밸브 조절기 쌍의 양 제 2 작동 챔버는 차단되며, 다른 스위칭 위치에서 밸브 조절기 쌍의 양 제 2 작동 챔버 중 하나는 차단되고 다른 하나는 하나의 배출 라인과 연결되도록, 형성된다.

본 발명의 선택적 실시예에 따라, 밸브 유닛은 4 개의 스위칭 위치 및 제어된 4 개의 밸브 연결부들을 갖는 4/4 방향 자기 밸브이며, 상기 밸브 연결부들 중 2 개는 각각 하나의 배출 라인과, 2 개는 밸브 조절기 쌍의 각각 하나의 제 2 작동 챔버와 연결된다. 4/4 방향 자기 밸브는, 하나의 스위칭 위치에서 밸브 조절기 쌍의 제 2 작동 챔버가 배출 라인과 연결되고 다른 하나의 스위칭 위치에서 양 제 2 작동 챔버는 차단되며, 다른 양 스위칭 위치에서 밸브 조절기 쌍의 양 제 2 작동 챔버 중 하나는 교대로 하나의 배출 라인과 연결되며 다른 하나는 차단되도록 형성된다. 전술한 밸브 유닛 구성의 변형예에서, 부가적으로 가스 교환 밸브를 공통으로 폐쇄하기 위해 이제 양 가스 교환 밸브가 시차를 두고 폐쇄될 수 있음으로써 기능이 확대될 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예에 의해 하기에서 더 자세히 설명된다.

도 1에서 회로도로 도시된 장치는 내연 기관의 연소 실린더 내의 2 개의 가스 교환 밸브를 제어하기 위해서 사용되며 상기 연소 실린더 내에는 일반적으로 2 개의 유입 밸브 및 2 개의 배출 밸브가 설치된다. 양 가스 교환 밸브(10)는 연소 실린더의 유입 밸브 또는 배출 밸브를 형성한다. 도 1에는 단지 연소 실린더의 양 유입 밸브에 대한 제어부만이 도시된다. 연소 실린더의 양 배출 밸브에 대해서도 동일한 회로도가 적용된다. 전체 16 개의 가스 교환 밸브를 갖는 4 실린더 내연 기관의 경우, 8 개의 유입 밸브 및 8 개의 배출 밸브가 있으며 이들은 공통의 전자식 제어 장치(30)에 의해 순서대로 제어된다. 12 개의 가스 교환 밸브를 갖는 4 실린더 내연 기관의 경우, 4 개의 개별 실린더 각각에는 2 개의 유입 밸브 및 하나의 배출 밸브가 제공된다. 하기에서는 연소 실린더의 2 개의 유입 밸브의 제어가 예시로서 설명된다. 동일한 실시예들은 상응하는 방식으로 나머지 가스 교환 밸브에 적용된다.

모든 가스 교환 밸브를 위해 상기 장치 내에는 하나의 밸브 조절기(11)가 제공되며, 상기 조절기는 작동 실린더(12) 내에서 축방향으로 이동되는 조절 피스톤(13)을 포함한다. 상기 조절 피스톤(13)은 작동 실린더(12)를 상기 피스톤에 의해 제한되는 2 개의 유압식 작동 챔버(121, 122)로 분할하며, 가스 교환 밸브(10)의 밸브 태핏(14)과 고정 연결된다. 도 2에는 해당 가스 교환 밸브(10)와 연결된 밸브 조절기(11)의 확대도가 개략적으로 도시된다. 밸브 태핏(14)은 조절피스톤(13)으로부터 떨어진 그 단부에 접시형 밸브 밀봉면(15)을 가지며 상기 밀봉면은 개방 횡단면을 제어하기 위해 내연 기관의 연소 실린더의 하우징(16)에 형성된 밸브 시트면(17)과 상호 작용한다. 작동 실린더(12)는 전체적으로 3 개의 유압식 연결을 포함하며, 상기 연결부들 중 하나의 유압식 연결부(121a)는 제 1 작동 챔버(121)로 통하고 2 개의 유압식 연결부(122a)는 작동 실린더(12)의 제 2 작동 챔버에 접한다.

상기 장치는 또한, 유체 저장기(18), 고압 펌프(19), 체크 밸브(20) 및, 펄스를 댐핑하고 에너지를 저장하기 위한 저장기(21)로 구성된 압력 공급 장치(22)를 포함한다. 체크 밸브(20)와 저장기(21) 사이에서 측정되는 압력 공급 장치(22)의 출력(221)은 라인(23)에 의해 양 밸브 조절기(11)의 유압식 연결부(121a)와 연결되므로 밸브 조절기(11)의 제 1 작동 챔버(121)는, 압력 공급 장치(22)의 출력(221)에서 생기고 상이한 목표값으로 조절될 수 있는 거의 일정한 유압을 지속적으로 받는다.

작동 실린더의 제 2 작동 챔버(122)는 작동 실린더(12)의 유압식 연결부(122a, 122b)를 이용하여, 한편으로는 제 1 전기 제어 밸브(24 또는 25)에 의해 압력 공급 장치(22)의 출력(221)에 연결되며 다른 한편으로는 유압식 연결 라인(35, 36)에 의해 또한 제 2 전기 제어 밸브(25, 27)에 의해 각각 하나의 배출 라인(28, 29)에 연결될 수 있으며, 상기 라인은 유체 저장기(18)로 통한다. 그러나 모든 제어 밸브(24, 27)는 파일럿 밸브, 즉 스프링이 리셋되는 2/2 방향 자기 밸브로서 형성된다. 그러나 제어 밸브로서는 비례 밸브도 사용될 수 있다. 전기 제어입력은 전기 신호 라인(31, 32, 33, 34)을 통해 전자 제어 장치(30)에 연결되며, 양 제 1 제어 밸브(24, 26) 쪽의 전기 신호 라인(31, 32)은 독립된 최종단을 갖는 제어 장치(30)의 분리된 신호 출력(301, 303)으로부터 나오는 반면, 양 제 2 제어 밸브(25, 27) 쪽으로 안내되는 전기 신호 라인(32, 34)은 최종단 또는 증폭단을 갖는 공통의 신호 출력(302)으로부터 나온다.

모든 밸브 조절기(11)는 할당된 제 1 제어 밸브(24) 및 제 2 제어 밸브(25) 또는 할당된 제 1 제어 밸브(26) 및 제 2 제어 밸브(27)와 함께 조절기 하우징(35 또는 36) 내에 통합되며, 상기 하우징은 도 1에서 점선으로 도시된다. 양 조절기 하우징(35, 36) 내에서 양 제 2 제어 밸브(25, 27)를 전자식 제어 장치(30)의 신호 출력(302)을 거쳐 공통으로 제어하기 위해, 밸브의 최종단은 이에 상응된 크기를 가져야 한다.

양 유입 밸브 또는 가스 교환 밸브(10)를 제어하기 위한 장치의 작동 방식은 다음과 같다:

도 1에 도시된 기본 위치 또는 정지 위치에서, 모든 제어 밸브(24 내지 27)는 무전류이며, 제 1 제어 밸브(24, 26)는 그 차단 위치를 취하고 할당된 밸브 조절기(11)의 각각의 제 2 작동 챔버(122)를 압력 공급 장치(22)의 출력(221)에 대해서 차단하는 반면, 제 2 제어 밸브(25, 27)는 그 통과 위치를 취하며 제 2 작동 챔버(122)를 배출 라인(28 또는 29)과 연결한다. 각각의 밸브 조절기(11)의 제 1 작동 챔버(121) 내의 시스템 압력을 통해, 도 2의 조절 피스톤(13)은, 가스 교환 밸브(10)의 밸브 밀봉면(15)이 내연 기관의 연소 실린더의 하우징(16)에 있는 밸브시트면(17) 상에 접할 때까지 위를 향해 이동된다. 조절 피스톤(13)은 도 1에 도시된 밸브 조절기(11)의 작동 실린더(12) 내에 위치하며, 가스 교환 밸브(10)는 폐쇄된다.

양 가스 교환 밸브(10)를 개방하기 위해, 전자식 제어 장치(30)로부터는 제 2 제어 밸브(25, 27)를 전환하기 위한 제어 신호가 발생되며, 상기 신호는 최종단에서의 증폭 후 신호 출력(302)을 거쳐, 제 2 제어 밸브(25)의 전기 제어 입력 및 제 2 제어 밸브(27)의 전기 제어 입력에 이른다. 이로써 상기 제 2 제어 밸브(25, 27)는 동시에, 상기 밸브들이 배출 라인(28 또는 29)에 대해 제 2 작동 챔버(122)를 차단하는 그 차단 위치로 전환된다. 특정의 시점시, 전자식 제어 장치(30)로부터 신호 출력(301)을 거쳐 증폭 제어 신호가 제 1 제어 밸브(24)의 전기 제어 입력에 인가된다. 상기 제어 신호는 전환되며 제 2 작동 챔버(122)를 압력 공급 장치(22)의 출력(221)과 연결하므로, 이제 밸브 조절기(11)의 제 2 작동 챔버(122) 내에도 시스템 압력이 생긴다. 제 1 작동 챔버(121)를 제한하는 조절 피스톤(13)의 피스톤면이, 제 2 작동 챔버(122)를 제한하는 조절 피스톤(13)의 피스톤면보다 작기 때문에, 도 1 및 도 2의 조절 피스톤(13)을 아래쪽으로 움직이는 이동력이 생기며 이로써 가스 교환 밸브(10)는 개방된다. 가스 교환 밸브(10)의 개방 행정의 크기는 제 1 제어 밸브(24 또는 26)의 개방 지속 및 개방 속도에 따라 좌우된다. 가스 교환 밸브(10)의 원하는 행정에 이르면, 제 1 제어 밸브(24)에의 전류 공급이 상승되고, 제 1 제어 밸브(24)는 그 차단 위치로 다시 떨어진다. 제 2 작동 챔버(122) 내의 압력은, 가스 교환 밸브(10)가 개방 행정을 변하지 않게 유지시키도록 지속된다.

전자 제어 장치(30)는 각각의 필요에 따라 동시에 또는 시차를 두고, 제 1 제어 밸브(26)를 위한 제어 신호를 발생시키며, 상기 제어 신호는 신호 출력(303)을 거쳐 제 1 제어 밸브(26)의 전기 제어 입력에 이른다. 상기 제어 밸브는 동일한 방식으로 그 작동 위치로 전환되며, 상이한 조절 피스톤(13)에 의해 다른 가스 교환 밸브(10)는 개방된다. 이때 개방 행정의 크기는 다른 가스 교환 밸브(10)의 개방 행정과 동일하거나 또는 다르게 측정될 수 있다. 소망하는 개방 행정에 이른 후, 제어 장치(30)의 신호 출력(303)에서의 제어 신호는 중단되므로, 제 1 제어 밸브(26)는 그 차단 위치로 돌아오며 압력 하에 있는 제 2 작동 챔버(122)를 차단한다.

동일한 시점에서 양 가스 교환 밸브(10)를 폐쇄하기 위해, 전자 제어 장치(30)의 신호 출력(302)에 있는 제어 신호는 중단되며, 양 제 2 제어 밸브(25, 27)는 반동 스프링의 복원력에 의해 그 정지 위치로 전환되고, 상기 위치에서 상기 제어 밸브들은 양 가스 교환 밸브(11)의 제 2 작동 챔버(122)를 배출 라인(28 또는 29)과 연결한다. 제 2 작동 챔버(122) 내의 압력이 중단되고, 양 밸브 조절기(11)의 제 1 작동 챔버(121) 내의 시스템 압력을 통해, 도 1, 2의 작동 실린더(12) 내의 피스톤(13)은 양 가스 교환 밸브(10)가 폐쇄될 때까지 위쪽으로 움직인다.

도 3 내지 5에 도시된, 내연 기관의 연소 실린더 내의 한 쌍의 동일한 가스 교환 밸브, 예컨대 유입 또는 배출 밸브를 위한 변형된 제어 장치는, 양 제 2 제어 밸브(25, 27)가 도 1의 밸브 조절기(11) 쌍을 제어하기 위해 밸브 유닛(40)으로 통합되고 밸브 유닛(40) 및, 각각 하나의 밸브 조절기(11)에 할당된 양 제 1 제어 밸브(24, 26)와 함께 밸브 조절기 쌍이 공통으로 하나의 조절기 하우징(39) 내에 통합되는 것이 도 1에 설명된 제어 장치와 구별된다. 도 3, 4에 도시된 바와 같이, 밸브 유닛(40)의 실시예에 따라, 단지 하나의 공통된 배출 라인(28)만이 있거나 또는, 도 5에 도시된 바와 같이 재차 2 개의 배출 라인(28, 29) 들이 분리되어서 유체 저장기(1)로 안내된다. 나머지 부품들에 대해서는 도 3 내지 5에 따른 제어장치가 도 1에 따른 장치와 일치하므로, 동일한 부품들에는 동일한 부호가 제공된다.

도 3에 따른 제어 장치의 경우, 밸브 유닛(40)은 스프링이 리셋되는 2/2 방향 자기 밸브(41)이다. 상기 밸브는 2 개의 제어된 밸브 연결부(411, 412)를 갖는 두 스위칭 위치를 가지며, 상기 연결부들 중 밸브 연결부(411)는 배출 라인(28)에 연결된다. 밸브 조절기 쌍의 밸브 조절기(11)의 제 2 작동 챔버(122)로부터 밸브 유닛(40)으로 안내된 양 연결 라인(35, 36)은 다른 밸브 연결부(412)에 연결된다. 각각의 연결 라인(35, 36)에는, 2/2 방향 자기 밸브(41)를 향하는 유동 방향으로 체크 밸브(42 또는 43)가 배열된다.

상기 체크 밸브(42, 43)는, 가스 교환 밸브(10)의 행정이 상이할 경우 넓게 개방된 가스 교환 밸브(10)의 밸브 조절기(11)로부터 덜 넓게 개방된 가스 교환 밸브(10)의 밸브 조절기(11)로 유체가 유입되는 것을 방지한다. 가스 교환 밸브(10)가 일찍 또는 넓게 개방될 때는 항상, 할당된 밸브 조절기(11) 내에서 배출 라인(28) 쪽으로 안내된 연결 라인(35 또는 36) 내의 체크 밸브(42 또는 43)는 소정의 기능 제약 하에 생략될 수 있다.

도 4에 따른 제어 장치는 도 3에 따른 제어 장치와, 밸브 유닛(40)의 구성 만이 다르다. 여기서 밸브 유닛(40)은 2 개의 스위칭 위치 및 제어된 3 개의 밸브 연결부(441, 442, 443)를 갖는 3/2 방향 자기 밸브(44)이며, 상기 연결부들 중 제 1 밸브 연결부(441)는 배출 라인(28)과 연결되고, 동시에 제 1 밸브 연결부(441)로 접속될 수 있는 또 다른 양 밸브 연결부(442, 443)는 각각 하나의 연결 라인(35, 36)을 통해ㄴ 양 밸브 조절기(11)의 제 2 작동 챔버(122)와 연결된다. 상기 밸브 연결부를 형성하며 배출 라인(28)과 연결된 밸브 연결부(441)는 3/2 방향 자기 밸브(44)가 개방된 상태시, 하나의 밸브 연결부(442)로부터 다른 밸브 연결부(443)로 유체가 역류하는 것이 전환 또는 방지되도록, 크기가 설정된다. 물론 3/2 방향 자기 밸브(44)의 폐쇄 상태시 밸브 연결부(442, 443) 사이는 연결되지 않는다. 도 3에 따른 실시예의 경우 연결 라인(35, 36) 내에 필요한 체크 밸브들은 생략될 수 있다.

도 5에 따른 제어 장치의 실시예의 경우 밸브 유닛(40)은 2 개의 스위칭 위치 및 제어된 4 개의 밸브 연결부(451 내지 454)를 갖는 4/2 방향 자기 밸브(45)이며, 상기 밸브 연결부들 중 제 1 밸브 연결부(451)는 배출 라인(28)에 연결되고 제 2 밸브 연결부(42)는 배출 라인(29)에 연결되며, 제 1 밸브 연결부(451)로 접속될 수 있는 제 3 밸브 연결부(453)는 연결 라인(35)에 구성되고 제 2 밸브 연결부(452)로 접속될 수 있는 제 4 밸브 연결부(454)는 연결 라인(36)에 인가된다. 양 연결 라인(35, 36)은 밸브 조절기 쌍의 밸브 조절기(11)의 제 2 작동 챔버(122)로 재차 유도된다.

도 3 및 4의 밸브 유닛(40)의 실시예의 경우와는 달리, 밸브 유닛(40)의 상기 실시예로써, 가스 교환 밸브(10)의 폐쇄 속도는 단지 하나의 가스 교환 밸브(10)가 개방되었는지 또는 양 가스 교환 밸브(10)가 개방되었는지의 여부와는 무관하게 항상 동일하다. 이에 반해, 도 3, 4에 따른 밸브 유닛(40)의 실시예의 경우 1-밸브 작동과 2-밸브 작동 사이는 상이한데, 이는 단지 하나의 가스 교환 밸브(10)가 개방되었는지 또는 양 가스 교환 밸브(10)가 개방되었는지의 여부는 가스 교환 밸브(10)의 폐쇄 속도에 영향을 주기 때문이다. 1- 및 2-밸브 작동시 동일한 폐쇄 시점에 이르려면, 전자식 제어 장치(30)의 신호 출력(302)을 거쳐 인가된 제어 신호는 상응되게 구성되어야 한다.

도 5에 따른 제어 장치의 기능은, 밸브 유닛(40)이 4/3 방향 자기 밸브(46) 또는 4/4 방향 자기 밸브(47)로서 구현될 때 확장될 수 있다. 4/3 방향 자기 밸브는 도 6에서, 4/4 방향 자기 밸브(47)는 도 7에서 회로도로 도시된다. 4/3 방향 자기 밸브(46)는 3 개의 스위칭 위치 및, 제어된 4 개의 밸브 연결부(461 내지 464)를 가지며, 4/4 방향 자기 밸브(47)는 4 개의 스위칭 위치 및, 제어된 4 개의 밸브 연결부(471 내지 474)를 갖는다. 도 5에 설명된 4/2 방향 자기 밸브(45)와는 달리, 4/3 방향 자기 밸브(46)는 부가적 스위칭 위치에서 밸브 조절기(11)의 제 2 작동 챔버(122)를 연결 라인(35)을 거쳐 배출 라인(28)과 연결하며 다른 밸브 조절기(11)의 제 2 작동 챔버(122)를 연결 라인(36)의 중단에 의해 차단한다. 이로써 도 3, 4의 다른 밸브 유닛(40)에서처럼 양 가스 교환 밸브(10)를 동일한 시점에 폐쇄할 수 있을 뿐만 아니라, 하나의 가스 교환 밸브(10)를 다른 가스 교환 밸브에대해 시차를 두고 제어하는 것도 가능하다.

도 7에 도시된 4/4 방향 자기 밸브(47)의 경우 도 6의 4/3 방향 자기 밸브에 비해, 제 4 스위칭 위치에서 밸브 조절기(11)의 제 2 작동 챔버(122)는 연결 라인(36)을 통해 배출 라인(29)과 연결되는 반면, 다른 밸브 조절기(11)의 제 2 작동 챔버(122)는 연결 라인(35)을 통해 차단된다. 이로써 선택적으로 하나 또는 다른 가스 교환 밸브(10)를, 다른 가스 교환 밸브(10)에 대해 시차를 두고 제어하는 것이 가능하다.

본 발명은 설명된 실시예에만 국한되지 않는다. 따라서 다양한 실시예에서 설명된, 무전류로 개방되는 다 방향 자기 밸브(25, 27, 41, 44, 45, 47) 대신에, 무전류로 차단되는 상기와 같은 밸브들도 사용될 수 있다.

Claims (10)

1. 내연 기관의 연소 실린더 내에 있는 가스 교환 밸브 제어용 장치로서 , 상기 장치는 각각 하나의 가스 교환 밸브와 관련된 유압식 밸브 조절기(11)를 포함하고, 상기 밸브 조절기는 각각 가스 교환 밸브(10)에 작용하는 하나의 조절 피스톤(13) 및 상기 조절 피스톤(13)에 의해 제한되는 2 개의 작동 챔버(121, 122)를 구비하며, 상기 작동 챔버들 중 폐쇄 방향으로 가스 교환 밸브(10)에 작용하는 제 1 작동 챔버(121)는 지속적으로 가압 유체로 채워지며, 개방 방향으로 가스 교환 밸브(10)에 작용하는 제 2 작동 챔버(122)는 제 1, 2 전기 제어 밸브(24, 25 또는 26, 27)를 통해 채워지고 비워질 수 있는 장치에 있어서,

   유입 또는 배출 밸브로서 연소 실린더 내에 삽입된 2 개의 가스 교환 밸브를 작동시키는 한 쌍의 밸브 조절기(11)에 대해, 제 2 제어 밸브(25, 27)는 공통의 전기 제어 신호에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 2 개의 제 2 제어 밸브(25, 27)의 전기 제어 입력은 전자 제어 장치(30)의 동일한 신호 출력(302)에 연결되는 것을 특징으로 하는 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 하나의 밸브 조절기 쌍에 할당된 2 개의 제 2 제어 밸브(25, 27)는, 공통된 하나의 전기 제어 입력을 구비한 밸브 유닛(40)으로서 형성되는 것을 특징으로 하는 장치.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 밸브 유닛(40)은 2 개의 스위칭 위치 및 제어된 4 개의 밸브 연결부(451 내지 454)를 갖는 4/2 방향 자기 밸브이며, 상기 밸브 연결부들 중 제 1 밸브 연결부 및 제 2 밸브 연결부(451, 452)는 각각 하나의 배출 라인(28, 29)과 연결되고, 제 1 밸브 연결부(451)로 접속될 수 있는 제 3 밸브 연결부(453) 및 제 2 밸브 연결부(452)로 접속될 수 있는 제 4 밸브 연결부(454)는 밸브 조절기 쌍의 각각 하나의 제 2 작동 챔버(122)와 연결되는 것을 특징으로 하는 장치.
5. 제 3 항에 있어서, 상기 밸브 유닛(40)은 2 개의 스위칭 위치 및 제어된 3 개의 밸브 연결부(441 내지 443)를 갖는 3/2 방향 자기 밸브(44)이며, 상기 밸브 연결부들 중 제 1 밸브 연결부(441)는 하나의 배출 라인(28)과 연결되고 동시에 제 1 밸브 연결부(441)로 접속될 수 있는 2 개의 다른 밸브 연결부(442, 443)는 밸브 조절기 쌍의 각각 하나의 제 2 작동 챔버(122)와 연결되는 것을 특징으로 하는 장치.
6. 제 3 항에 있어서, 상기 밸브 유닛(40)은 2 개의 스위칭 위치 및 제어된 2 개의 밸브 연결부(411, 412)를 갖는 2/2 방향 자기 밸브이며, 상기 밸브 연결부들 중 하나의 밸브 연결부(411)는 하나의 배출 라인(28)에, 다른 밸브 연결부(412)는 각각 하나의 연결 라인(35, 36)을 통해 밸브 조절기 쌍의 제 2 작동 챔버(122)에연결되며, 적어도 하나의 연결 라인(35, 36)에는 2/2 방향 자기 밸브(41)를 향한 유동 방향을 가진 체크 밸브(42, 43)가 배열되는 것을 특징으로 하는 장치.
7. 제 3 항에 있어서, 상기 밸브 유닛(40)은 3 개의 스위칭 위치 및 제어된 4 개의 밸브 연결부(461 내지 464)를 갖는 4/3 방향 자기 밸브(46)이며, 상기 밸브 연결부들 중 2 개의 밸브 연결부(461, 462)는 각각 하나의 배출 라인(28, 29)과, 2 개의 밸브 연결부(463, 464)는 밸브 조절기 쌍의 각각 하나의 작동 챔버(122)와 연결되며, 상기 4/3 방향 자기 밸브(46)는, 하나의 스위칭 위치에서 2 개의 제 2 작동 챔버(122)가 각각 하나의 배출 라인(28, 29)과 연결되고 다른 스위칭 위치에서 양 제 2 작동 챔버(122)는 차단되며 제 3 스위칭 위치에서 2 개의 제 2 작동 챔버(122) 중 하나는 차단되고 다른 하나는 배출 라인(28)과 연결되도록, 형성되는 것을 특징으로 하는 장치.
8. 제 3 항에 있어서, 상기 밸브 유닛(40)은 4 개의 스위칭 위치 및 제어된 4 개의 밸브 연결부(471 내지 474)를 갖는 4/4 방향 자기 밸브(47)이며, 상기 밸브 연결부들 중 2 개의 밸브 연결부(471, 472)는 각각 하나의 배출 라인(28, 29)과, 2 개의 밸브 연결부(473, 474)는 밸브 조절기 쌍의 각각 하나의 제 2 작동 챔버(122)와 연결되고, 상기 4/4 방향 자기 밸브(47)는, 하나의 스위칭 위치에서 밸브 조절기 쌍의 제 2 작동 챔버(122)가 배출 라인(28, 29)과 연결되고 다른 하나의 스위칭 위치에서 제 2 작동 챔버(122)가 차단되며, 또 다른 2 개의 스위칭 위치에서 2 개의 제 2 작동 챔버(122) 중 하나가 교대로 하나의 배출 라인(28, 29)과 연결되고 제 2 작동 챔버(122) 중 다른 하나는 차단되도록, 형성되는 것을 특징으로 하는 장치.
9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 바람직하게는 2/2 방향 자기 밸브로서 형성된 제 1, 제 2 제어 밸브(24, 25)를 갖는 각각의 밸브 조절기(11)는 하나의 조절기 하우징(37 또는 38) 내에 통합되는 것을 특징으로 하는 장치.
10. 제 3 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 밸브 조절기 쌍의 양 밸브 조절기(11) 및 할당된 제어 밸브(24, 26, 40)는 하나의 공통된 조절기 하우징(39) 내에 통합되는 것을 특징으로 하는 장치.