KR20070121987A - Continuous variable valve lift system - Google Patents

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KR20070121987A
KR20070121987A KR1020060056883A KR20060056883A KR20070121987A KR 20070121987 A KR20070121987 A KR 20070121987A KR 1020060056883 A KR1020060056883 A KR 1020060056883A KR 20060056883 A KR20060056883 A KR 20060056883A KR 20070121987 A KR20070121987 A KR 20070121987A
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노태훈
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Abstract

A continuous variable valve lift system is provided to increase engine output instantaneously by increasing the volume of valve lift in case of a low velocity and high load. A continuous variable valve lift system includes an engine body(10), a cam follower shaft(22), an operation control box(30), and an electronic control unit. The cam follower shaft is mounted on the engine body, and has cam follows(21) arranged at a predetermined interval such that the cam follow shaft moves back and forth. The operation control box is arranged at both ends of the cam follower shaft, and adjusts the volume of valve lift by reciprocating the cam follower shaft. The electronic control unit controls the operation control box.

Description

연속 가변 밸브 리프트 장치{CONTINUOUS VARIABLE VALVE LIFT SYSTEM}Continuously Variable Valve Lift Device {CONTINUOUS VARIABLE VALVE LIFT SYSTEM}

도 1은 본 발명에 따른 연속 가변 밸브 리프트 장치의 구성을 개략적으로 나타내 보인 도면.1 is a view schematically showing the configuration of a continuous variable valve lift apparatus according to the present invention.

도 2a는 도 1의 구동제어박스의 구성을 보다 상세하게 나타내 보인 상세 구성도.Figure 2a is a detailed configuration diagram showing the configuration of the drive control box of Figure 1 in more detail.

도 2b는 도 2a의 평면도.2B is a plan view of FIG. 2A.

도 3a는 구동제어박스가 로우 리프트 작동시의 상태를 나타내 보인 작동도.3A is an operation diagram showing a state in which the drive control box is low lift operation.

도 3b는 도 3a의 평면도.3B is a top view of FIG. 3A.

도 4a는 구동제어박스가 하이 리프트 작동시의 상태를 나타내 보인 작동도.Figure 4a is an operation diagram showing a state when the drive control box high lift operation.

도 4b는 도 4a의 평면도.4B is a plan view of FIG. 4A.

도 5는 OHC 방식에서의 작동원리를 나타내 보인 개략도.Figure 5 is a schematic diagram showing the principle of operation in OHC mode.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10. 엔진 바디10. Engine Body

21. 캠 팔로우21.Follow the cam

22. 캠팔로우 샤프트22. CamFollow Shaft

30. 구동제어박스30. Drive control box

31. 구동모터31. Drive motor

32. 하우징32. Housing

33. 공간부33. Space Department

34. 슬라이딩부재34. Sliding member

본 발명은 연속 가변 밸브 리프트 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 밸브 리프트의 량을 미세하게 조절하며, 엔진의 출력을 순간적으로 높이고, 연료 소비를 줄이기 위한 연속 가변 밸브 리프트 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a continuous variable valve lift apparatus, and more particularly, to a continuously variable valve lift apparatus for finely adjusting the amount of the valve lift, to instantaneously increase the output of the engine, and to reduce fuel consumption.

일반적으로, 가변 밸브 리프트 시스템(VVL system: Variable Valve Lift system)은 흡배기 밸브의 리프트량을 조절하여 저속에서는 리프트량이 작은 로우 캠(low cam)을 작동시키고, 고속에서는 리프트량이 큰 하이 캠(high cam)이 작동시켜서 충진 효율을 증대시켜 엔진 출력 증강 및 연비 개선을 추구하는 기술이다. In general, a variable valve lift system (VVL system) adjusts the lift amount of an intake / exhaust valve to operate a low cam at a low speed and a high cam at a high speed. ) Is a technology that seeks to increase engine power and improve fuel efficiency by increasing filling efficiency.

상기와 같은 가변 밸브 리프트 시스템은 흡기축의 롤러 핑거 팔로워(roller finger follower)에 유입되는 오일의 유압을 조절하여 밸브의 리프트량을 조절하는 방식을 사용하는 것이 일반적이다. The variable valve lift system as described above generally uses a method of controlling the lift amount of the valve by adjusting the hydraulic pressure of oil flowing into the roller finger follower of the intake shaft.

후술하는 본 발명은, 상기와 같은 가변 밸브 리프트 시스템을 간단한 구조로 하여 밸브 리프트의 량을 미세하게 조절할 수 있으며, 엔진의 출력을 순간적으로 높일 수 있도록 한 것이다.The present invention to be described later, the variable valve lift system as described above can be finely adjusted the amount of the valve lift, it is possible to increase the output of the engine instantaneously.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 밸브 리프트의 량을 미세하게 조절 가능하며, 엔진의 출력을 순간적으로 높일 수 있고, 연료 소비를 줄일 수 있도록 한 연속 가변 밸브 리프트 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and provides a continuously variable valve lift device capable of finely adjusting the amount of valve lift, increasing the output of the engine momentarily, and reducing fuel consumption. Its purpose is to.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 연속 가변 밸브 리프트 장치는, 엔진 바디와; 상기 엔진 바디에 설치되고, 일정 간격으로 캠 팔로우가 배치되어 앞뒤로 이동이 가능한 캠팔로우 샤프트와; 상기 캠팔로우 샤프트의 양단에 설치되어 상기 캠팔로우 샤프트를 앞뒤로 이동시켜 밸브 리프트의 양을 조절하는 구동제어박스와; 상기 구동제어박스를 제어하는 ECU;를 포함하는 것을 그 특징으로 한다. Continuous variable valve lift apparatus of the present invention for achieving the above object, the engine body; A cam follower shaft installed on the engine body and disposed at a predetermined interval, the cam follower shaft being movable back and forth; Drive control boxes installed at both ends of the cam follower shaft to move the cam follower back and forth to adjust an amount of the valve lift; And an ECU for controlling the drive control box.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1에는 본 발명에 따른 연속 가변 밸브 리프트 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도가 도시되어 있다.Figure 1 is a schematic diagram showing the configuration of a continuous variable valve lift apparatus according to the present invention.

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 연속 가변 밸브 리프트 장치는, 엔진 바디(10)와, 이 엔진 바디(10)에 설치되고, 일정 간격으로 캠 팔로우(21)가 배치되어 앞뒤로 이동이 가능한 캠팔로우 샤프트(22)와, 이 캠팔로우 샤프트(22)의 양단에 설치되어 캠팔로우 샤프트(22)를 앞뒤로 이동시켜 밸브 리프트의 양을 조절하는 구동제어박스(30)와, 이 구동제어박스(30)의 예컨대, 후술하는 구동모터(31)를 제어 하는 ECU를 포함하여 구성된다.Referring to the drawings, the continuous variable valve lift apparatus according to the present invention, the cam follower is installed on the engine body 10 and the engine body 10, the cam follower 21 is arranged at a predetermined interval and can move back and forth A drive control box 30 provided at both ends of the shaft 22 and the cam follower shaft 22 to move the cam follower shaft 22 back and forth to adjust the amount of valve lift, and the drive control box 30. For example, it includes an ECU that controls the drive motor 31 to be described later.

상기 구동제어박스(30)는, 도 2a 및 2b에 도시된 바와 같이, 하우징(32)과, 이 하우징(32) 내에 일정 크기로 형성된 공간부(33) 내에 슬라이딩 가능하게 설치되고, 중앙부에 상기 캠팔로우 샤프트(22)를 장착하여 슬라이딩 작동시 캠팔로우 샤프트(22)가 이동되도록 하는 슬라이딩부재(34)와, 이 슬라이딩부재(34)의 일측에 설치된 제1기어축(34a)과, 이 제1기어축(34a)에 치합되는 제2기어축(31a)을 회전축에 설치하여 슬라이딩부재(34)가 슬라이딩 작동되도록 하는 구동모터(31)를 포함하여 구성된다.As shown in FIGS. 2A and 2B, the drive control box 30 is slidably installed in the housing 32 and in the space 33 formed in a predetermined size in the housing 32. A sliding member 34 for mounting the cam follower shaft 22 to move the cam follower shaft 22 during the sliding operation, a first gear shaft 34a provided at one side of the sliding member 34, and The second gear shaft 31a meshed with the first gear shaft 34a is installed on the rotary shaft to include a drive motor 31 for sliding the sliding member 34.

그리고 상기 하우징(32)의 일측에는 공간부(33)로 오일이 공급되도록 오일덕트(35)가 구비된다.An oil duct 35 is provided at one side of the housing 32 to supply oil to the space 33.

또한 상기 슬라이딩부재(34)에는 슬라이딩 작동시 슬라이딩 작동력을 제공하기 위해 니들 베어링(36)이 다수개 설치된다.In addition, the sliding member 34 is provided with a plurality of needle bearing 36 to provide a sliding operation force during the sliding operation.

그리고 상기 엔진 바디(10)에는 캠팔로우 샤프트(22)가 앞뒤 이동시 이동구간이 되도록 일정 크기의 개구(11)가 형성된다.In addition, an opening 11 having a predetermined size is formed in the engine body 10 so that the cam follower shaft 22 moves back and forth.

상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 연속 가변 밸브 리프트 장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the continuous variable valve lift apparatus according to the present invention having the configuration as described above are as follows.

도면을 다시 참조하면, 본 발명에 따른 연속 가변 밸브 리프트 장치는, 캠팔로우 샤프트(22)를 구동 제어하는 구동제어박스(30)를 설치하여 캠팔로우 샤프트(22)를 앞뒤로 이동시킴으로써, 캠 팔로우(21)의 중심축을 이동시켜 중심축(캠팔로우 샤프트(22)의 중심)과 밸브와 캠과의 거리비를 조절한다.Referring back to the drawings, the continuous variable valve lift apparatus according to the present invention, by installing a drive control box 30 for driving control of the cam follower shaft 22, by moving the cam follower shaft 22 back and forth, cam follow ( 21) by moving the central axis to adjust the ratio of the central axis (center of the cam follower shaft 22) and the valve and the cam.

이로 인하여 발생하는 각도의 차를 이용하여 밸브의 리프트의 양을 조절한다.This adjusts the amount of lift of the valve using the difference in the angle that occurs.

즉, 상기 ECU의 제어에 의해 구동모터(31)가 회전하면서 캠팔로우 샤프트(22)를 이동시킨다.That is, the cam follower shaft 22 is moved while the driving motor 31 rotates under the control of the ECU.

구체적으로는, 도 3a 및 도 3b는 로우 리프트(low lift) 작동시의 상태를 나타내 보인 것으로, 도시된 바와 같이, 상기 캠팔로우 샤프트(22)가 앞으로 이동되는 데, 이 이동은 상기 ECU가 구동모터(31)를 제어 작동함에 따라 회전하게 되고, 이 구동모터(31)의 회전으로 제2기어축(31a)이 회전한다. 그리고 상기 구동모터(31)의 제2기어축(31a)과 치합된 슬라이딩부재(34)의 제1기어축(34a)이 회전함으로써 캠팔로우 샤프트(22)가 개구(11)를 따라 밀리게 된다.Specifically, FIGS. 3A and 3B show a state in a low lift operation. As shown, the cam follower shaft 22 is moved forward, which is driven by the ECU. The motor 31 is rotated in accordance with the control operation, and the second gear shaft 31a is rotated by the rotation of the drive motor 31. Then, the cam follower shaft 22 is pushed along the opening 11 by rotating the first gear shaft 34a of the sliding member 34 engaged with the second gear shaft 31a of the driving motor 31. .

또한 도 4a 및 도 4b는 하이 리프트(high lift) 작동시의 상태를 나타내 보인 것으로, 도시된 바와 같이, 도 3a 및 도 3b의 로우 리프트 작동시와는 반대로 상기 캠팔로우 샤프트(22)가 뒤로 이동된다. 이는 상기 구동모터(31)의 역회전으로 캠팔로우 샤프트(22)를 당겨줌으로서 작동 가능하다.4A and 4B also show a state in the high lift operation, as shown, the cam follower shaft 22 moves backward as opposed to the low lift operation in FIGS. 3A and 3B. do. This is operable by pulling the cam follower shaft 22 in the reverse rotation of the drive motor 31.

이러한 로우 리프트나 하이 리프트의 작동은 상기 ECU에서 구동모터(31)의 회전방향 및 회전 시간을 제어하므로써 이루어진다.Such low lift or high lift operation is performed by controlling the rotation direction and the rotation time of the drive motor 31 in the ECU.

이를 실제 적용한 예컨대, 도 5에 도시된 OHC(Over Head Cam shaft) 방식에서의 작동원리를 설명하면, 도 5의 (a)와 (b)는 로우 리프트 작동시의 상태를 나타내 보인 것이다. 도시된 바와 같이, 상기 캠팔로우 샤프트(22)가 가장 앞쪽에 위치해 있을 때의 상태이며 따라서 밸브(23)가 작은 폭(원 A)으로 작동한다.For example, the operation principle of the over head cam shaft (OHC) method shown in FIG. 5 will be described. FIG. 5 (a) and 5 (b) show the state during low lift operation. As shown, the cam follower shaft 22 is at its foremost position and thus the valve 23 operates with a small width (circle A).

반면, 도 5의 (c)와 (d)는 하이 리프트 작동시의 상태를 나타내 보인 것으로 상기한 (a)와 비교되는 (c)를 보면, 상기 캠팔로우 샤프트(22)가 가장 뒤쪽(원 B)에 위치된다. 따라서 (d)에 도시된 바와 같이 상기한 로우 리프트 작동 때보다 큰 폭(원 C)으로 작동한다.On the other hand, (c) and (d) of FIG. 5 show a state during high lift operation. Referring to (c) compared to (a), the cam follower shaft 22 is the rearmost (circle B). ). Thus, as shown in (d), it operates with a larger width (circle C) than in the low lift operation described above.

상기한 바와 같이 본 발명은, 2단식이 아닌 연속식이기 때문에 자동차의 속도에 따라 ECU를 통해 밸브 리프트의 양을 미세하게 조절할 수 있고, 언덕의 오르막길이나 급가속을 필요로 하는 저속 고부하 상태일 때 밸브 리프트 양을 크게 하여 엔진의 출력을 순간적으로 높일 수 있다. As described above, since the present invention is a continuous system rather than a two-stage system, the amount of valve lift can be finely adjusted through the ECU according to the speed of the vehicle, and the vehicle is in a low-speed high load state requiring uphill or sudden acceleration of a hill. By increasing the amount of valve lift, the engine output can be boosted instantaneously.

그리고 본 발명은, 언덕의 내리막길이나 급감속을 필요로 하는 고속 저부하 상태일 때 밸브 리프트 양을 작게 하여 연료 소비를 줄일 수 있으며, OHV(Over Head Valve)방식이나 OHC방식 등 여러 가지 방식에 적용할 수 있기 때문에 다양한 레이아웃이 가능하므로, 기존의 엔진 레이아웃 변경이 불필요하다.In addition, the present invention can reduce the fuel consumption by reducing the amount of valve lift when the hill is downhill or high speed low load conditions that require rapid deceleration, and can be used for various methods such as OHV (Over Head Valve) or OHC. Because it can be applied, various layouts are possible, so that existing engine layout changes are unnecessary.

또한 본 발명은, 간단한 구조로 되어 있고, 캠 팔로우(21)를 사용하므로 DOHC(Double Overhead Cam shaft) 엔진에 적용이 가능하다.In addition, the present invention has a simple structure and can be applied to a DOHC (Double Overhead Cam shaft) engine because the cam follower 21 is used.

그리고 본 발명은, 가변 밸브와 고정 밸브의 선택이 자유로우며, 지형이나 날씨 등 주위 환경에 따라 임의적이 세팅(setting)이 가능하다.In the present invention, the variable valve and the fixed valve can be freely selected, and can be arbitrarily set according to the surrounding environment such as terrain or weather.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 연속 가변 밸브 리프트 장치는 다음과 같은 효과를 갖는다.As described above, the continuous variable valve lift apparatus according to the present invention has the following effects.

간단한 구조로 이루어져 비용이 저렴하며, 밸브 리프트의 량을 미세하게 조 절할 수 있으며, 엔진의 출력을 순간적으로 높일 수 있고, 연료 소비를 줄일 수 있다.Its simple structure makes it inexpensive, allows fine adjustments to the valve lift volume, instantaneously increases engine power and reduces fuel consumption.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the drawings, this is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent embodiments are possible. Therefore, the true scope of protection of the present invention should be defined only by the appended claims.

Claims (5)

엔진 바디와;An engine body; 상기 엔진 바디에 설치되고, 일정 간격으로 캠 팔로우가 배치되어 앞뒤로 이동이 가능한 캠팔로우 샤프트와;A cam follower shaft installed on the engine body and disposed at a predetermined interval, the cam follower shaft being movable back and forth; 상기 캠팔로우 샤프트의 양단에 설치되어 상기 캠팔로우 샤프트를 앞뒤로 이동시켜 밸브 리프트의 양을 조절하는 구동제어박스와;Drive control boxes installed at both ends of the cam follower shaft to move the cam follower back and forth to adjust an amount of the valve lift; 상기 구동제어박스를 제어하는 ECU;를 포함하는 것을 특징으로 하는 연속 가변 밸브 리프트 장치.ECU for controlling the drive control box; continuous variable valve lift apparatus comprising a. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 구동제어박스는,The drive control box, 하우징과;A housing; 상기 하우징 내에 일정 크기로 형성된 공간부 내에 슬라이딩 가능하게 설치되고, 중앙부에 상기 캠팔로우 샤프트를 장착하여 슬라이딩 작동시 상기 캠팔로우 샤프트가 이동되도록 하는 슬라이딩부재와;A sliding member slidably installed in a space formed in a predetermined size in the housing, and the cam follower shaft being attached to a center portion to move the cam follower shaft during a sliding operation; 상기 슬라이딩부재의 일측에 설치된 제1기어축과;A first gear shaft installed at one side of the sliding member; 상기 제1기어축에 치합되는 제2기어축을 회전축에 설치하여 상기 슬라이딩부재가 슬라이딩 작동되도록 하는 구동모터;를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 연속 가변 밸브 리프트 장치.And a drive motor for installing the second gear shaft engaged with the first gear shaft on the rotating shaft to allow the sliding member to slide. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 하우징의 일측에는 상기 공간부로 오일이 공급되도록 오일덕트가 구비된 것을 특징으로 하는 연속 가변 밸브 리프트 장치.One side of the housing is a continuous variable valve lift device, characterized in that the oil duct is provided so that the oil is supplied to the space portion. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 슬라이딩부재에는 슬라이딩 작동시 슬라이딩 작동력을 제공하기 위해 니들 베어링이 설치된 것을 특징으로 하는 연속 가변 밸브 리프트 장치.The sliding member is a continuous variable valve lift apparatus, characterized in that the needle bearing is installed to provide a sliding operation force during the sliding operation. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 엔진 바디에는 상기 캠팔로우 샤프트가 앞뒤 이동시 이동구간이 되도록 일정 크기의 개구가 형성된 것을 특징으로 하는 연속 가변 밸브 리프트 장치.The engine body is a continuously variable valve lift device, characterized in that an opening of a predetermined size is formed so that the cam follower shaft is moved section when moving back and forth.
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