KR20050030732A

KR20050030732A - 2 스텝 가변 리프트 태핏

Info

Publication number: KR20050030732A
Application number: KR1020030066787A
Authority: KR
Inventors: 오정한
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2003-09-26
Filing date: 2003-09-26
Publication date: 2005-03-31

Abstract

본 발명은 엔진의 운전영역에 따라서 밸브의 리프트량이 조절될 수 있도록 3개의 편으로 형성되는 캠과 함께 동작되는 태핏이 엔진이 중저속영역에서도 동작될 수 있도록 하기 위한 2 스텝 가변 리프트 태핏에 관한 것으로,

중앙편이 양측편보다 지각되는 위치에 위치되도록 3개의 편으로 캠이 분리형성되고, 엔진의 운전영역변화에 따라서 상기 중앙편과 양측편이 접촉되는 태핏의 위치가 조절되도록 태핏이 외부 태핏과 내부 태핏으로 분리형성되어지되, 상기 내부 태핏은 원형으로 상기 외부 태핏의 중앙에 위치되어 엔진이 저속운전영역에 해당될 경우에 상기 내부 태핏이 상기 중앙편에 접촉되도록 구성되는 2 스텝 가변 리프트 태핏에 있어서,

상기한 내부 태핏의 상부측에는 캠 샤프트의 법선방향으로 길게 직사각형상으로 형성된 통형상의 보강 캡이 일체로 씌워져 상기한 내부 태핏과 캠의 중앙편 간의 접촉면적이 증대되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

2 스텝 가변 리프트 태핏{2 step variable lift tappet}

본 발명은 2 스텝 가변 리프트 태핏에 관한 것으로, 보다 상세하게는 엔진의 운전영역에 따라서 밸브의 리프트량이 조절될 수 있도록 3개의 편으로 형성되는 캠과 함께 동작되는 태핏이 엔진이 중저속영역에서도 적용될 수 있도록 하기 위한 2 스텝 가변 리프트 태핏에 관한 것이다.

엔진은 크랭크 샤프트의 회전력을 전달받은 캠 샤프트가 회전되고, 상기 캠 샤프트에 형성된 캠에 의해서 흡기 및 배기 밸브가 일정 간격으로 상하로 왕복운동하면서 연소실에 흡입공기가 공급되고, 연소가스가 배기되는 과정을 거쳐 혼합기를 압축 및 폭발시켜서 동력을 얻는 과정이 반복된다. 상기와 같이 흡기 및 배기 밸브를 작동시키기 위한 캠과 캠 샤프트, 태핏, 로커암 등의 일련의 기구들을 밸브 트레인이라 한다.

특히, 최근의 엔진에는 엔진 성능 및 연비의 향상과 배출가스의 억제 등의 문제와 관련하여 밸브 개폐의 타이밍 및 리프트 량을 제어하는 가변 밸브 트레인이 개발되어 실차에 적용되고 있다.

도 5 내지 도 7은 종래의 일부 엔진에 적용되고 있는 가변 밸브 트레인의 한 예를 도시한 도면으로서, 2 스텝 가변 리프트 태핏(20)과 접촉되기 위한 캠(11)은 엔진의 저속운전영역 및 고속운전영역에 따라서 밸브의 리프트량이 조절될 수 있도록 저속운전영역을 위한 중앙편(12)과 고속운전영역을 위한 양측편(13)의 3개의 편(Piece)으로 구성되어, 캠 샤프트(10)의 도중에 축지된다. 상기 캠(11)의 중간편(12)은 그 양측에 마련된 2개의 양측편(13)보다 소정의 각도만큼 회전된 위치에 위치된다.

그리고 상기한 2 스텝 가변 리프트 태핏(20)은 외부 태핏(21)과 내부 태핏(22)으로 분리형성된다. 우선 상기한 내부 태핏(22)은 엔진의 저속운전영역에서 상기 중간편(12)과의 접촉을 위해서 유압작용에 의해 상기 외부 태핏(21)의 상부면으로 돌출작용될 수 있도록 구성된다. 즉, 상기한 내부 태핏(22)은 상기한 외부 태핏(21)의 내측에 수용되고, 상기 외부 태핏(21)과 내부 태핏(22) 간에는 원형의 핀공(23)이 관통형성되고, 상기 핀공(23)의 내부에는 락킹 핀(Locking pin, 24)이 리턴 스프링(25)에 의해서 탄력지지된 채로 수용된다.

한편, 상기한 락킹 핀(24)으로 엔진의 운전영역변화에 따라서 오일압이 가해질 수 있도록 상기 핀공(23)의 일측은 오일 홀과 연결된다.

그리고 상기한 내부 태핏(22)의 하측에는 상기한 락킹 핀(24)의 작동상태에 따라서 상기 내부 태핏(22)이 상하측으로 이동될 수 있도록 하기 위한 볼 및 스프링이 수용된다.

따라서 엔진이 저속운전영역에서 운전될 때에는 상기한 오일 홀로 유압이 작용되어 상기 락킹 핀(24)이 내부 태핏(22) 측에 끼워진 상태가 되어 외부 태핏(21)과 내부 태핏(22)이 일체로 된 상태로 작동되고, 엔진이 고속운전영역에서 운전되는 경우에는 오일 홀로부터 오일압이 가해지지 않게 되어 상기 락킹 핀(24)이 리턴 스프링(25)의 탄발력으로 빠져나오게 되고, 상기한 내부 태핏(22)은 외부 태핏(21)과 분리된 채로 작동된다. 따라서 엔진이 저속회전시에는 상기한 내부 태핏(22)은 외부 태핏(21)과 함께 캠(11)에 접촉되고, 엔진이 고속회전시에는 상기 내부 태핏(22)은 외부 태핏(21)과 별도로 중앙편(12)에 접촉하게 되므로서 엔진의 밸브 트레인이 조절되는 것이다.

그런데 상기와 같이 구성되는 2 스텝 가변 리프트 태핏의 경우에는 엔진이 고속운전영역이나 저속운전영역에서 운전되는 경우로만 분리되어 작동되므로서, 엔진이 중속운전영역에서 운전되는 경우에는 밸브의 리프트량을 조절해줄 수가 없는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 엔진의 운전영역에 따라서 밸브의 리프트량이 조절될 수 있도록 3개의 편으로 형성되는 캠과 함께 동작되는 태핏이 엔진이 중저속영역에서도 적용될 수 있도록 하기 위한 2 스텝 가변 리프트 태핏을 제공하는 데 목적이 있다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로서,

이하, 본 발명에 의해 형성된 가변 리프트 태핏의 구성 및 작동에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면과 함께 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 의해 형성된 가변 리프트 태핏의 사시도이고, 도 2는 본 발명에 의해 내부 태핏에 캡이 씌워진 상태의 도면이고, 도 3 내지 도 4는 본 발명에 의한 가변 리프트 태핏의 작동상태도이다.

도면 중에 표시되는 도면부호 30은 본 발명에 의해 형성된 2 스텝 가변 리프트 태핏을 지시하는 것이고, 일부의 도면부호는 종래기술의 설명에 사용된 부호가 그대로 인용된다.

상기한 2 스텝 가변 리프트 태핏(30)은 3개의 편으로 형성되는 캠(11)과 동작되도록 구성되는 것으로, 종래기술의 설명에서 소개된 구성에서와 같이 외부 태핏(31)의 내측으로 내부 태핏(32)이 수용된 상태로 형성된다.

그런데 본 발명에 의해 형성된 2 스텝 가변 리프트 태핏(30)의 경우에는 종래기술이 경우와는 달리, 캠(11)의 중간편(12)과의 접촉면적이 확대되도록 하기 위해서 상기 내부 태핏(32)의 외측으로 상단이 직사각형 형상으로 형성되는 보강 캡(40)이 씌워지게 된다.

상기 보강 캡(40)은 캠 샤프트(10)의 법선방향(캠의 회전방향)으로 길게 형성되므로서, 상기한 내부 태핏(32)은 그 만큼 캠(11)의 중앙편(12)과의 접촉면적이 커지게 되고, 접촉시간이 길어지게 되는 것이다. 이와 같이, 캠(11)의 중앙편(12)과 내부 태핏(32) 간의 접촉면적 및 접촉시간이 종래기술에 의한 가변 리프트 태핏의 경우보다 증대되도록 하는 것은 상기한 2 스텝 가변 리프트 태핏(30)이 엔진의 중속운전영역에서도 작동될 수 있도록 하기 위한 것이다. 이에 비해, 종래기술의 경우에는 내부 태핏의 상단 지름크기의 범위내에서만 캠(11)의 중간편(12)과 내부 태핏의 상단이 접촉하도록 구성되므로서, 그 작동영역은 엔진의 고속운전영역과 저속운전영역에 한정되었던 것이다.

상기한 보강 캡(40)은 상부면 형상이 직사각형 형상을 이루는 통형상으로 성형되며, 상기한 내부 태핏(32)이 그 내부측에 압입형성되는 것이 바람직하다. 그리고 상기한 보강 캡(40)의 측면에는 상기 내부 태핏(32)의 핀공(33)이 외부 태핏(31) 측과 연결될 수 있도록 개구부(42)가 형성된다.

상기한 보강 캡(40)의 출입작동을 위해서 상기한 외부 태핏(31)에는 종래기술의 경우와는 달리 직사각형 형상의 작동공(36)이 형성된다. 즉, 이 작동공(36)을 통해 상기한 보강 캡(40)과 내부 태핏(32)이 동시에 이동작동되는 것이다.

한편, 상기한 내부 태핏(32)이 동작될 수 있도록 하기 위한 구성요소는 종래의 가변 리프트 태핏의 일반적인 구성요소와 같이 구성된다. 즉, 상기한 2 스텝 가변 리프트 태핏(30)은 종래기술에 의한 리프트 태핏의 경우와 같이, 엔진이 저속운전영역에서 운전되는 경우에는 핀공(33)에 수용된 락킹 핀(34)이 연결되어 외부 태핏(31)과 내부 태핏(32)이 동시에 작동되고, 엔진이 고속운전영역에서 운전되는 경우에는 상기 락킹 핀(34)이 리턴 스프링(35)의 탄발력에 의해 후퇴하여 내/외부 태핏(31,32)의 연결이 해제되어 상기 내부 태핏(32)은 외부 태핏(31)과는 별개로 작동되도록 구성된다.

따라서 상기한 보강 캡(40)과는 압입 등에 의한 방법으로 일체로 형성된 내부 태핏(32)의 동작은 상기 보강 캡(40)의 동작으로 연결되므로서, 결과적으로 상기한 내부 태핏(32)과 캠(11)의 중간편(12)과의 접촉면적이 확대되고, 접촉구간이 확대됨에 따라서 상기 내부 태핏(32)과 중간편(12) 간의 접촉시간이 길어지게 되는 것이다. 즉, 상기한 내부 태핏(32)과 중간편(12)과의 접촉면적의 확대는 엔진의 중속운전영역에서 밸브 리프트를 구현할 수 있는 구간을 확보하는 효과를 가져오게 되는 것이다.

상기와 같은 보강 캡(40)이 장착된 본 발명에 의한 리프트 태핏과 종래의 일반적인 가변 리프트 태핏과를 비교하게 되면, 본 발명에 의한 2 스텝 가변 리프트 태핏(30)의 경우에는 엔진의 저속운전영역에서 뿐만 아니라 중속운전영역에서도 밸브 리프트를 적용할 수 있게 되므로서 종래기술에 의한 태핏을 적용한 엔진과 대비하여 본 발명에 의한 태핏을 적용한 엔진에서는 엔진의 중속운전영역에서의 성능향상을 기대할 수 있게 되는 것이다.

이상과 같이 구성되는 본 발명에 의하면, 종래기술에 의한 2 스텝 리프트 태핏의 내부 태핏과 캠의 중앙편과의 접촉면적 및 접촉시간이 확대되므로서, 엔진의 저속운전영역과 고속운전영역에서 뿐만이 아니라 엔진의 중속운전역에서도 밸브의 리프트량이 조절될 수 있게 되어 엔진의 중속운전영역의 성능이 향상되게 되는 커다란 장점이 있는 것이다.

도 1은 본 발명에 의해 형성된 가변 리프트 태핏의 사시도.

도 2는 본 발명에 의해 내부 태핏에 캡이 씌워진 상태의 도면.

도 3 내지 도 4는 본 발명에 의한 가변 리프트 태핏의 작동상태도.

도 5는 종래기술에 의한 가변 리프트 태핏의 사시도.

도 6 내지 도 7은 종래기술에 의한 가변 리프트 태핏의 작동상태도.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 캠 샤프트 11 : 캠

12 : 중간편 13 : 양측편

30 : 가변 리프트 태핏 31 : 외부 태핏

32 : 내부 태핏 33 : 핀공

34 : 락킹 핀 35 : 리턴 스프링

36 : 장착공 40 : 보강 캡

42 : 개구부

Claims

중앙편이 양측편보다 지각되는 위치에 위치되도록 3개의 편으로 캠이 분리형성되고, 엔진의 운전영역변화에 따라서 상기 중앙편과 양측편이 접촉되는 태핏의 위치가 조절되도록 태핏이 외부 태핏과 내부 태핏으로 분리형성되어지되, 상기 내부 태핏은 원형으로 상기 외부 태핏의 중앙에 위치되어 엔진이 저속운전영역에 해당될 경우에 상기 내부 태핏이 상기 중앙편에 접촉되도록 구성되는 2 스텝 가변 리프트 태핏에 있어서,

상기한 내부 태핏(32)의 상부측에는 캠 샤프트(10)의 법선방향으로 길게 직사각형상으로 형성된 통형상의 보강 캡(40)이 일체로 씌워져 상기한 내부 태핏(32)과 캠(11)의 중앙편(12) 간의 접촉면적이 증대되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 2 스텝 가변 리프트 태핏.
제 1 항에 있어서,

상기한 보강 캡(40)과 내부 태핏(32) 간의 조립은 상기 보강 캡(40)의 내부측에 상기 내부 태핏(32)을 압입하는 공정을 통해 형성된 것을 특징으로 하는 2 스텝 가변 리프트 태핏.