KR20090028792A - 가변 밸브 작동 및 엔진 브레이킹 - Google Patents

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KR20090028792A
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리안 노스
브라이언 엘. 루기에로
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자콥스 비히클 시스템즈, 인코포레이티드.
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Abstract

하나 또는 그 이상의 공전 시스템 및 하나 또는 그 이상의 제어 밸브를 이용하여 공통 엔진 실린더와 관련된 두 개의 엔진 밸브를 작동하기 위한 시스템 및 방법이 공개된다. 제어 밸브는 보조 엔진 밸브 작동을 위해 공전 시스템 내의 유압 유체를 선택적으로 트래핑하고 엔진 밸브의 캠 제어 밸브 시팅에 대한 디폴트에 대해 유압 유체를 선택적으로 방출할 수 있다. 이 시스템은 바람직한 실시예의 메인 시스템, 압축 해제, 배기 재순환 및 조기 배기 밸브 개방의 조합을 제공할 수 있다.

Description

가변 밸브 작동 및 엔진 브레이킹 {VARIABLE VALVE ACTUATION AND ENGINE BRAKING}
관련 출원에 대한 교차 참조
본 출원은 2006년 6월 29일에 출원되고 발명의 명칭이 " 가변 밸브 타이밍 또는 브레이킹에 대한 개별 밸브 제어 "인 미국 가 특허 출원 제 60/817,108호, 및 2006년 6월 29일에 출원되고 발명의 명칭이 " 가변 밸브 타이밍 및 안내된 브리지를 통한 브레이킹 "인 미국 가특허 출원 제 60/817,204호의 출원일의 이익을 가지며 둘다 본 명세서에서 참조된다.
발명의 분야
본 발명은 일반적으로 내연 기관 내의 엔진 연소 챔버를 제어하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 하나 또는 그 이상의 엔진 밸브의 공전 엔진 밸브 작동을 제공하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것으로 바람직하게는 공전 엔진 브레이킹을 포함하지만 반드시 필요한 것은 아니다.
흡입 및 배기 밸브와 같은 엔진 연소 챔버는 통상적으로 밸브 폐쇄 위치를 향하여 편향된다. 다수의 내연 기관에서, 엔진 밸브는 엔진 내의 고정된 프로파일 캠에 의해, 즉 밸브 트레인 요소에 의해 개방 및 폐쇄될 수 있다. 더욱 상세하게 는, 밸브는 각각의 캠의 일체형 부분일 수 있는 하나 또는 그 이상의 고정 로프에 의해 개방 또는 폐쇄될 수 있다. 일부의 경우, 고정 프로파일 캠의 이용은 엔진 밸브 리프트의 타이밍 및/또는 양을 조정하기가 어렵게 할 수 있다. 그러나, 포지티브 파워 작동 대 엔진 브레이킹 작동과 같은, 다양한 엔진 작동 상태를 위한, 또는 포지티브 파워 및 엔진 브레이킹 작동 동안 상이한 엔진 속도를 위한 밸브 개방 시간 및/또는 리프트를 조정하는 것이 바람직할 수 있다.
고정 캠 프로파일이 주어진 밸브 타이밍 및 리프트를 조정하는 방법은 엔진 밸브와 캠 사이의 밸브 트레인 링키지 내의 " 공전 " 장치를 결합하는 것이다. 공전은 기계, 유압, 또는 다른 링키지 수단으로 캠 프로파일 전용 밸브 운동을 변형하기 위한 하나의 종류의 기술적 해결책에 적용되는 용어이다. 공전 시스템은 캠과 엔진 밸브 사이의 밸브 트레인 링키지에 포함되는 가변 길이 장치를 포함할 수 있다. 캠 상의 로브(들)은 엔진 작동 상태의 범위에 대해 요구되는 " 최대 "(가장 긴 유지(dwell) 및 가장 큰 리프트) 운동을 제공할 수 있다. 충분히 팽창될 때, 가변 길이 장치(또는 공전 시스템)는 밸브로 캠 운동 모두를 전달할 수 있으며, 충분히 수축될 때, 밸브로 아무것도 전달하지 않거나 감소된 양의 캠 운동을 밸브로 전달할 수 있다. 공전 시스템의 길이를 선택적으로 감소시킴으로써, 캠에 의해 밸브로 전달되는 운동 모두 또는 일 부분이 효과적으로 제거되거나 " 손실 "될 수 있다.
유압 기재 공정 시스템은 유압적으로 연장가능하고 수축가능한 피스톤 조립체의 이용을 통한 가변 길이 장치를 제공할 수 있다. 장치의 길이는 피스톤이 유 압 챔버 내로 수축될 때 짧아 질 수 있으며, 장치의 길이는 피스톤이 유압 챔버로부터 연장될 때 증가될 수 있다. 이와 달리, 유압 기재 공전 시스템은 마스터 피스톤 및 엔진 밸브를 작동하도록 유압 유체로 선택적으로 충전되는 슬레이브 피스톤을 포함하는 유압 회로를 이용할 수 있다. 마스터 피스톤으로 밸브 작동 운동 입력이 "손실"되는 것이 바람직할 때 마스터 및 슬레이브 회로는 유압 유체가 비워질 수 있으며 마스터 피스톤으로부터 슬레이브 피스톤 및 엔진 밸브로 운동이 전달되는 것이 바람직할 때 마스터 및 슬레이브 회로는 유압 유체로 채워질 수 있다. 하나 또는 그 이상의 유압 유체 제어 밸브는 유압 챔버 또는유압 회로 내외로의 유압 유체의 유동을 제어하기 위하여 이용될 수 있다.
가변 밸브 작동(VVA) 시스템으로서 공지된, 하나의 타입의 공전 시스템은 다중 레벨의 공전을 제공할 수 있다. 유압 VVA 시스템은 본 명세서에서 마스터와 슬레이브 공전 피스톤들 사이의 유압 챔버 또는 회로에서의 유압 유체의 양을 신속하게 변화시키기 위해 트리거 밸브로서 지칭되는 고속 제어 밸브를 채용할 수 있다. 트리거 밸브는 챔버 또는 회로로부터 유압 유체를 신속하게 드레인할 수 있어, 공전 시스템이 가변 레벨의 밸브 작동을 제공하도록 엔진 밸브 이벤트의 일 부분을 선택적으로 손실하도록 한다.
미국 특허 제 5,680,841호의 공전 시스템에서, 엔진 캠 샤프트는 유체를 유압 챔버로부터 슬레이브 피스톤의 유압 챔버 내로 변위시키는 마스터 피스톤을 작동할 수 있다. 차례로 슬레이브 피스톤은 엔진 밸브에 작용하여 개방한다. 공전 시스템은 마스터 및 슬레이브 피스톤의 챔버를 포함하는 유압 회로와 소통되는 솔 레노이드 트리거 밸브를 포함할 수 있다. 솔레노이드 밸브는 폐쇄 상태로 유지될 수 있어 마스터 피스톤이 소정의 캠 로브에 의해 작동될 때 회로 내에 유압 유체를 유지하도록 한다. 솔레노이드 밸브가 폐쇄를 유지하는 한, 슬레이브 밸브 및 엔진 밸브는 마스터 피스톤 상에 작용하는 캠 로브에 반응하여 마스터 피스톤의 운동에 의해 변위되는 유압 유체에 직접 반응한다. 솔레노이드가 개방될 때, 회로는 드레인될 수 있고, 마스터 피스톤에 의해 발생된 유체 압력 모두 또는 부분이 슬레이브 밸브 및 엔진 밸브를 변위시키기 위해 인가되지 않고 회로에 의해 흡수될 수 있다.
마스터 및 슬레이브 회로를 이용하는 공전 시스템은 정상적으로 요구되는 높은 유체 압력을 견딜 수 있는 공통 하우징 내에 제공되는 마스터 피스톤 및 슬레이브 피스톤이 요구된다. 또한, 유압 컴플라이언스(compliance) 문제를 회피하기 위해 마스터 및 슬레이브 피스톤이 서로에 대해 매우 근접하게 배치되는 것이 바람직할 수 있다. 또한, 작동되는 엔진 밸브 또는 밸브들 위에 슬레이브 피스톤이 위치하여 로터 아암, 캠, 푸시 튜브 등과 같은 밸브 트레인 요소로부터 밸브 작동 운동을 수용할 수 있도록 마스터 피스톤을 배치하는 것이 필요할 수 있다. 전술한 요구조건은 공전 시스템을 제한된 크기의 엔진 구획부 내에 이미 존재하는 밸브 트레인 내로 배치하기 위한 요구 때문에 공전 시스템에 대한 도전이 제공될 수 있다. 따라서, 존재하는 밸브 트레인에 대한 낮은 프로파일을 가지고 작은 엔진 구획부 공간을 요구하는 공전 시스템에 대한 요구가 있었다.
종래의 공전 시스템은, 비록 상술된 '841 특허가 고속 트리거 밸브의 이용을 고려하지만, 통상적으로 공전 시스템의 길이를 신속하게 변화시키기 위한 고속 기 구를 이용하지 않는다. 특히 고속 공전 시스템은 가변 밸브 작동(VVA)을 제공하는 것이 요구된다. 순(true) 가변 밸브 작동은 공전 시스템이 단일 캠 로브 운동 동안 내에 또는 적어도 엔진의 하나의 사이클 동안 하나의 길이 보다 더 길 것을 가정에 대해 가능한 충분히 신속한 것으로서 고려된다. 공정 시스템의 길이를 변화시키도록 고속 기구를 이용함으로써, 충분히 정밀한 제어는 밸브 자동에 걸쳐 얻어질 수 있어 엔진 작동 상태의 범위에 걸쳐 더 많은 최적 밸브 작동을 가능하게 한다. 다수의 장치가 밸브 타이밍 및 리프트에서의 다양한 가요성의 정도를 실현하기 위해 제안되는 동안, 공정 유압 밸브 작동은 가요성, 낮은 전력 소모, 및 신뢰성의 최상의 혼합을 달성하는데 우수한 잠재성을 인식하게 된다.
공전 VVA 시스템으로부터의 엔진 장점은 종래의 메인 흡입 및 배출 이벤트에 부가하여 보조 밸브 리프트를 제공하기 위해 특별한 로브 또는 범프를 구비한 복잡한 캠 프로파일을 형성함으로써 달성될 수 있다. 엔진 밸브 작동의 많은 특유한 모드는 다중 로브 캠을 포함하는 VVA 시스템에 의해 형성될 수 있다. 공전 VVA 시스템은 흡입 및 배출 캠 상에 제공되는 로브의 분류로부터 가능한 밸브 리프트의 소정의 또는 모든 조합을 선택적으로 취소 또는 작동하기 위해 이용될 수 있다. 결과적으로, 엔진의 포지티브 파워 및 엔진 브레이킹 작동 모두 상당히 개선될 수 있다.
디이젤 엔진 제조자 및 조작자에 의해 자주 요구되는 공전 시스템에 의해 가능하게 되는 하나의 특별한 엔진 밸브 작동은 압축 해제 엔진 브레이킹 작동이다. 엔진 브레이킹 동안, 배기 밸브는 선택적으로 개방될 수 있어 적어도 일시적으로 내연기관을 공기 압축기로 변환할 수 있다. 이러한 공기 압축기 효과는 압축 해제 타입 브레이킹에 대한 피스톤 상사점 중앙 위치 근처의 하나 또는 그 이상의 배기 밸브를 부분적으로 개방함으로써, 또는 블리더 타입 브레이킹에 대한 많은 또는 모든 피스톤 운동을 위해 부분 개방 위치에 하나 또는 그 이상의 배기 밸브를 유지함으로써 달성될 수 있다. 이와 같이 함으로써, 엔진은 차량을 감속하도록 지연 마력을 개선한다. 이는 조작자가 차량에 증가된 제어를 제공할 수 있으며 실질적으로 차량의 서비스 브레이크 상의 마모를 감소시킬 수 있다. 적절히 설계되고 조정된 엔진 브레이크는 포지티브 파워 내의 엔진에 의해 개선되는 작동 마력의 상당한 부분인 지연 말력을 개선할 수 있다.
공전 시스템을 이용하여 제공될 수 있는 또 다른 엔진 밸브 작동은 배기 재순환(EGR)이다. 엔진 브레이킹의 브레이킹 파워는 배기 및/또는 흡입 밸브를 선택적으로 개방함으로서 증가될 수 있어 엔진 브레이킹과 조합하여 배기 재순환을 수행하도록 한다. 배기 재순환은 배기가 실린더로부터 배기된 후 엔진 내로 역으로 배기를 인도하는 프로세스를 의미한다. 재순환은 흡입 밸브 또는 배기 밸브를 통하여 발생할 수 있다. 배기 밸브가 이용될 때, 예를 들면, 배기 밸브는 피스톤의 흡입 행정 상의 하사점 근처에서 간단하게 개방될 수 있다. 이 때 배기 밸브의 개방에 의해 실린더 내로 역으로 순환하도록 배출 매니폴드로부터의 배기에 더 높은 압력을 허용할 수 있다. 배기 가스의 재순환은 후속하는 엔진 브레이킹 이벤트시 실린더 내의 총 가스 매스를 증가시킬 수 있어, 브레이킹 효과의 증가가 실현된다.
공전 시스템을 이용하여 제공될 수 있는 또 다른 엔진 밸브 작동은 조기 배 기 밸브 개방(EEVO)이다. 포지티브 파워 동안 배기 밸브의 개방 시기의 변화는 처리 후 배출물을 위해 요구되는 배기 가스 운도 제어를 개선할 수 있고 및/또는 개선된 과도 토크(transient torque)를 위한 터보과급기 시뮬레이션이 제공될 수 있다. 따라서, 엔진 작동 상태에 반응하여 EEVO의 가변 레벨을 제공할 수 있는 밸브 작동 시스템에 대한 요구가 있다.
적절히 설계된 공전 시스템과 연결하여 이용되는 경우, 트리거 밸브가 특별한 엔진 작동 모드, 엔진 속도, 엔진 로드, 및/또는 작동 동안 변화하는 다른 엔진 매개변수에 반응하는 진정한(true) 가변 밸브 작동을 제공할 수 있다. 그러나, 트리거 밸브는 가변 밸브 작동을 위해 요구되는 속도에서 작동하도록 상당한 크기의 솔레노이드를 요구한다. 솔레노이드 및 트리거 밸브의 " 밸브 " 부분의 조합된 크기는 각각의 엔진 밸브를 위한 전용 트리거 밸브를 제공하는 것이 비 실용적이 될 수 있다. 그러나, 각각의 엔진 밸브에 대해 가변 밸브 작동을 제공하기 위한 능력이 유용하다. 특히, 공통 엔진 실린더와 소통되는 주어진 쌍의 엔진 배기 밸브를 이용하여 압축 해제 엔진 브레이킹, 배기 재순환, 및/또는 EEVO 모두 제공하기 위한 능력이 유용하다. 따라서, 압축 해제 엔진 브레이킹, 배기 재순환, EEVO, 및/또는 잠재적으로 다른 엔진 밸브 작동을 제공하기 위해 하나 이상의 엔진 밸브를 제어하기 위한 단일 제어 밸브, 바람직하게는 트리거 밸브를 이용하는 공전 시스템, 및 특히 가변 밸브 작동 공전 시스템에 대한 요구가 있었다.
공간 및 중량 고려는 또한 엔진 제조자에게 상당한 관심거리이다. 따라서, 밸브 작동을 책임지는 엔진 부시스템의 크기 및 중량을 감소시키는 것이 바람직하 다. 본 발명의 일부 실시예는 공전 VVA 시스템에 대한 트리거 밸브 조합 및 컴팩트한 마스터-슬레이브 피스톤을 제공함으로써 이러한 요구를 충족하는 방향으로 지향된다. 출원인은 소정의 예상되지 않은 장점이 또한 공전 VVA 시스템의 크기를 감소시킴으로써 실현될 수 있다는 것을 발견하였다. 시스템의 전체 크기의 감소의 결과로서, 그 내부의 부수적인 유압 통로는 용적이 감소될 수 있어, 유압 컴플라이언스(compliance)를 개선한다.
엔진 시동 동안 유압 기재 VVA 시스템의 초기 작동을 위해 유압 유체가 제공되는 것은 VVA 설계자 및 제조자에게 관련될 수 있다. 일부 VVA 시스템이 매인 흡입 및 메인 배출 이벤트와 같은 기본적 엔진 밸브 작동을 제공하기 위하여 즉시 유압 유체가 요구될 수 있기 때문에, 메인 흡입 및 메인 배출 엔진 밸브 작동을 위해 소정의 유압 유체가 필요한 VVA 시스템을 제공하는 것이 바람직할 수 있다.
통상적으로, 엔진 밸브는 매우 신속하게 개방 및 폐쇄할 것을 요구하며, 따라서 밸브 복귀 스프링은 일반적으로 상대적으로 딱딱하다. 밸브 개방 이벤트후 체크되지 않은 상태로 남겨진 경우, 밸브 복귀 스프링은 밸브가 밸브 및/또는 시트로 손상을 일으키기에 충분한 힘으로 밀봉부와 충돌하도록 할 수 있다. 캠 프로파일을 따르도록 밸브 리프터를 이용하는 밸브 작동 시스템에서, 캠 프로파일은 내장딘 밸브 폐쇄 속도 제어를 제공한다. 캠 프로파일은 작동 로브가 캠 베이스 서클과 적당히 통합되도록 형성될 수 있어, 엔진 밸브가 시트에 접근할 때 엔진 밸브를 감속시키도록 작용한다.
일부 유압 공전 시스템에서, 그리고 특히 VVA 유압 공전 시스템에서, 유압 회로로부터 유체의 신속한 드레인은 밸브가 캠 프로파일에 의해 제공되는 밸브 시팅을 경험하지 않도록 할 수 있다. 일부 VVA 시스템에서, 예를 들면, 엔진 밸브는 공전 시스템으로부터 유압 유체를 신속하게 방출함으로써 캠 프로파일에 의해 제공되는 것 보다 더 빠른 시간에 폐쇄될 수 있다. 유체가 공전 시스템으로부터 방출될 때, 밸브 회복 스프링은 엔진 밸브가 "자유롭게 낙하하여" 수용할 수 없는 높은 속도로 밸브 시트와 충돌한다. 엔진 밸브는 실제로 밸브 또는 밸브 시트를 부식, 또는 밸브에 균열 발생, 또는 손상시키는 힘으로 밸브 시트와 충돌할 수 있다. 이 경우, 엔진 밸브 시팅 속도는 고정된 캠 프로파일에 의한 것 대신 공전 시스템으로부터 유압 유체의 방출을 제어함으로서 제어된다. 이러한 장치는 " 밸브 시팅" 장치 또는 밸브 캐치(catch)로서 지칭된다.
밸브 시팅 장치는 유압 요소를 포함할 수 있어, 하우징 내에 지지되는 것이 요구될 수 있어 유압 유체의 공급을 요구하지만 동시에 특별한 엔진의 패키징 리미트 내에 조립할 수 있다. 따라서 하나 또는 그 이상의 밸브 시팅 장치를 적용하기 위한 요구는 복잡성, 비용, 중량을 부가하여 제한된 엔진 구획 공간을 소모한다. 또한, 밸브 시팅 장치를 적용하기 위한 요구는 엔진 고장 위험을 증가시키거나 손상이 장치를 고장나게 하거나 유압 유체를 제공하지 않는다. 따라서, 공전 시스템, 특히 엔진 밸브 이벤트의 종결시 엔진 밸브를 부드럽게 시팅하기 위한 밸브 시팅 장치가 요구되지 않는 VVA 시스템을 제공하는 것이 유용할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예는 하나 또는 그 이상의 상술한 요구를 충족할 수 있으며 또한 다른 장점을 제공할 수 있다. 본 발명의 부가 장점이 아래의 상세한 섦명에 부분적으로 제시되며 부분적으로 본 발명의 상세한 설명 및/또는 실시로부터 본 기술분야의 일반적인 기술자들에게 명백하게 될 것이다.
출원인은 내연 기관 내의서 두 개 이상의 엔진 밸브를 작동하기 위한 혁신적인 밸브 작동 시스템을 개발하였으며, 이 밸브 작동 시스템은 제 1 엔진 실린더 내의 제 1 엔진 밸브를 작동시키는 제 1 매스터 피스톤 및 슬레이브 피스톤 공전 시스템, 제 1 엔진 실린더 내에서 제 2 엔진 밸브가 작동시키는 제 2 마스터 피스톤 및 슬레이브 피스톤 공전 시스템, 및 제 1 및 제 2 마스터 피스톤 및 슬레이브 피스톤 공전 시스템과 유압 소통되는 제어 밸브를 포함한다.
출원인은 내연 기관 내의서 두 개 이상의 엔진 밸브를 작동시키기 위한 혁신적인 시스템을 추가로 개발하였으며, 상기 시스템은 유압 유체 공급 통로를 가지는 하우징, 상기 하우징 내에 배치되고 엔진 실린더 내에서 제 1 엔진 밸브와 접촉시키는 제 1 유압 공전 시스템, 상기 하우징 내에 배치되고 엔진 실린더 내에서 제 2 엔진 밸브와 접촉시키는 제 2 유압 공전 시스템, 및 (i) 유압 유체 공급 통로와 (ii) 제 1 및 제 2 유압 공전 시스템 사이의 상기 하우징 내에 배치되는 유압 제어 밸브를 포함한다.
출원인은 제 1 및 제 2 공전 시스템을 이용하는 공통 엔진 실린더 및 공통 제어 밸브와 결합된 두 개의 엔진 밸브를 작동하는 혁신적인 방법을 더 개발하였으며, 이 방법은 제 1 엔진 작동 모드 동안 제 1 공전 시스템으로 유압 유체를 제공하는 단계, 제 1 엔진 작동 모드 동안 공통 제어 밸브의 제어 하에서 제 1 공전 시스템 내의 유압 유체를 선택적으로 유지하는 단계, 제 2 엔진 작동 모드 동안 제 2 공전 시스템으로 유압 유체를 제공하는 단계, 및 제 2 엔진 작동 모드 동안 공통 제어 밸브의 제어 하에서 제 2 공전 시스템 내의 유압 유체를 선택적으로 유지하는 단계를 포함한다.
출원인은 내연 기관 내의서 두 개 이상의 엔진 밸브를 작동하기 위한 혁신적인 시스템을 추가로 개발하였으며, 이 시스템은 각각 마스터 피스톤 보어 및 슬레이브 피스톤 보어로 연장하는 중앙 개구 및 유압 통로를 가지는 하우징, 엔진 밸브들 사이로 연장시키는 밸브 브리지로서, 하우징 중앙 개구를 통하여 연장하는 중앙 안내 부재 및 중앙 안내 부재를 통하여 연장하는 유압 통로를 가지는, 밸브 브리지, 밸브 브리지를 통하여 연장하고 엔진 밸브들 중 하나와 접촉시키는 슬라이딩 핀, 마스터 피스톤 보어 내에 배치되는 마스터 피스톤, 슬레이브 피스톤 보어에 배치되고 슬라이딩 핀과 접촉하는 슬레이브 피스톤, 및 슬레이브 피스톤 보어로 연장하는 유압 통로와 소통되는 제어 밸브를 포함한다.
출원인은 내연 기관 내의서 두 개 이상의 엔진 밸브를 작동하기 위한 혁신적인 시스템을 추가로 개발하였으며, 이 시스템은 각각 상기 중앙 개구로부터 제 1 마스터 피스톤 보어 및 슬레이브 피스톤 보어로 연장하는 중앙 개구 및 유압 통로를 가지는 하우징, 엔진 밸브들 사이로 연장시키는 밸브 브리지로서, 하우징 중앙 개구를 통하여 연장하는 중앙 안내 부재를 가지는, 밸브 브리지, 중앙 안내 부재의 상단부를 제공하는 제 2 마스터 피스톤 보어, 및 중앙 안내 부재를 통하여 연장하고 제 2 마스터 피스톤 보어와 소통되는 유압 통로, 밸브 브리지를 통하여 연장하고 엔진 밸브들 중 하나와 접촉시키는 슬라이딩 핀, 제 1 마스터 피스톤 보어 내에 배치되는 제 1 마스터 피스톤, 제 2 마스터 피스톤 보어에 배치되는 제 2 마스터 피스톤, 슬레이브 피스톤 보어에 배치되고 슬라이딩 핀과 접촉하는 슬레이브 피스톤, 및 슬레이브 피스톤 보어로 연장하는 유압 통로와 소통되는 제어 밸브를 포함한다.
전술된 일반적인 설명 및 후술되는 상세한 설명은 단지 예시적이고 설명적이며, 청구된 바와 같이 본 발명을 제한하는 것이 아니라는 것을 이해하여야 한다. 본 명세서에서 참조되고 상세한 설명의 일 부분을 구성하고, 본 발명의 소정의 실시예를 설명하는 첨부된 도면은 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리를 설명하는 기능을 한다.
본 발명의 이해를 보조하기 위하여, 첨부된 도면을 참조하며, 동일한 도면 부호는 동일한 구성을 지칭한다. 도면은 단지 예시적이며 본 발명을 제한하는 것으로 구성되지 않는다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따라 엔진 밸브 작동 시스템의 개략적인 단면도이며,
도 2는 압축 해제 엔진 브레이킹 및 배기 재순환을 제공하기 위하여 도 1에 도시된 엔진 밸브 작동 시스템 상에 작용할 수 있는 제 1 캠 프로파일의 그래프이며,
도 3은 도 1에 도시된 바와 같은 엔진 밸브 작동 시스템이 이용될 때 도 2에 도시된 캠 프로파일에 의해 제공될 수 있는 압축 해제 엔진 브레이킹 및 배기 재순환 밸브 작동을 도시하는 밸브 리프트 대 엔진 크랭크 각도의 그래프이며,
도 4는 조기 배기 밸브 개구를 제공하도록 도 1에 도시된 엔진 밸브 작동 시스템 상에 작용할 수 있는 제 2 캠 프로파일의 그래프이며,
도 5는 도 1에 도시된 엔진 밸브 작동 시스템이 이용될 때 도 4에 도시된 캠 프로파일에 의해 제공될 수 있는 조기 배기 밸브 개방 밸브 작동을 설명하는 밸브 리프트 대 엔진 크랭크 각도의 그래프이며,
도 6은 도 3 및 도 5에 도시된 압축 해제 엔진 브레이킹, 브레이크 가스 재순환, 및 EEVO 엔진 밸브 작동을 제공하기 위하여 이용될 수 있는 트리거 밸브 작동 대 엔진 크랭크 각도의 바아 그래프이며,
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따라 엔진 밸브 작동 시스템의 개략적인 단면도이며,
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따라 엔진 밸브 작동 시스템의 개략적인 단면도이며,
도 9는 밸브 작동 전에 본 발명의 또 다른 선택적인 실시예에 따라 엔진 밸브 작동 시스템의 개략적인 단면도이며,
도 10은 엔진 밸브 작동 동안 도 9에 도시된 본 발명의 실시예에 따라 엔진 밸브 작동 시스템의 개략적인 단면도이며,
도 11은 두 개의 엔진 밸브 동안 도 10에 도시된 엔진 밸브 작동 시스템의 개략적인 단면도이며,
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따라 가변 밸브 작동을 제공하도록 도 8 내지 도 11에 도시된 시스템 상에 작용할 수 있는 두 개의 전형적인 캠 프로파일을 도시하는 그래프이며,
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따라 도 12에 도시된 캠 프로파일을 이용하여 도 8 내지 도 11에 도시된 엔진 밸브(1400)에 제공될 수 있는 밸브 작동을 도시하는 그래프이며,
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따라 도 12에 도시된 캠 프로파일을 이용하여 도 8 내지 도 11에 도시된 엔진 밸브(1410)에 제공될 수 있는 밸브 작동을 도시하는 그래프이며,
도 15는 본 발명의 또 다른 선택적인 실시예에 따른 밸브 작동 시스템의 개략적인 단면도이다.
본 명세서에서 실시된 바와 같이, 본 발명은 엔진 벨브의 작동을 제어하는 시스템 및 방법 모두 포함한다. 첨부된 도면에 도시된 본 발명의 제 1 실시예를 지금부터 상세하게 참조한다. 본 발명의 제 1 실시예는 밸브 작동 시스템(10)으로서 도 1에 도시된다.
밸브 작동 시스템(10)은 엔진 실린더 헤드(102)에 연결되는 하우징(100)을 포함할 수 있다. 제 1 및 제 2 엔진 배기 밸브(250 및 350)는 엔진 실린더와 엔진 매니폴드(도시안됨) 사이에 선택적인 소통을 제공하도록 실린더 헤드(102) 내에 배치될 수 있다. 본 발명은 배기 밸브들을 이용하는 것으로 제한되지 않지만 또한 흡입 및/또는 보조 밸브들을 이용할 수도 있다. 제 1 및 제 2 엔진 밸브(250 및 350)는 각각 밸브 스프링(260 및 360) 각각에 의해 편향될 수 있다.
하우징(100)은 제 1 태핏 보어(110) 및 제 2 태핏 보어(130)를 포함할 수 있다. 제 1 마스터 피스톤(200) 및 제 1 슬레이브 피스톤(210)으로 이루어진 제 1 태핏은 제 1 태핏 보어(110) 내에 슬라이드가능하게 배치될 수 있고, 제 2 마스터 피스톤(300) 및 제 2 슬레이브 피스톤(310)으로 이루어진 제 2 태핏은 제 2 태핏 보어(130) 내에 슬라이드가능하게 배치될 수 있다. 제 1 및 제 2 슬레이브 피스톤(210 및 310)은 각각의 보어와 유압 밀봉을 유지하면서 각각의 태핏 보어(110 및 130) 내에서 슬라이딩될 수 있다. 제 1 및 제 2 슬레이브 피스톤(210 및 310)은 각각 제 1 및 제 2 슬레이브 피스톤 보어(230 및 330) 및 슬레이브 피스톤 측벽으로부터 슬레이브 피스톤 보어로 연장하는 하나 또는 그 이상의 내부 통로를 더 포함할 수 있다.
제 1 및 제 2 마스터 피스톤(200 및 300)은 제 1 및 제 2 슬레이브 피스톤 보어(230 및 330) 내에 슬라이드가능하게 배치될 수 있다. 마스터 피스톤(200 및 300)은 유압 밀봉을 유지하는 동안 슬레이브 피스톤(210 및 310) 내에서 슬라이드될 수 있다. 마스터 피스톤과 슬레이브 피스톤의 연결은 슬레이브 피스톤이 본 발명의 의도되는 범위로부터 이탈하지 않고 더 큰 직경 마스터 피스톤에 제공되는 보어 내에 수용되도록 변형될 수 있다는 것을 알 수 있다. 계속적으로 도 1을 참조할 때, 선택적인 제 1 및 제 2 스프링(220 및 320)은 제 1 및 제 2 마스터 피스톤(200 및 300)이 바이어싱되어 각각 제 1 및 제 2 밸브 트레인 요소(240 및 340) 와 접촉되는 것을 보조할 수 있다.
밸브 트레인 요소(240 및 340)는 마스터 피스톤(200 및 300)으로 입력 운동을 제공하는 캠(들), 푸시 튜브(들), 로커 아암(들) 또는 다른 밸브 트레인 요소(들) 중 하나 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 본 발명과 관련하여 이용될 수 있는, 운동을 전달하기 위한 수단의 예는 본 출원의 동일한 양수인에게 양도되고 본 명세서에서 참조되는 미국 특허 공보 제 2006-0005796호에서 설명된다. 바람직한 일 실시예에서, 제 1 밸브 트레인 요소(240)는 도 2에 도시된 바와 같은 프로파일을 가진 캠을 포함하고, 제 2 밸브 트레인 요소(340)는 도 4에 도시된 바와 같은 캠을 포함한다.
제어 밸브 보어(120)는 제 1 및 제 2 태핏 보어(110 및 130) 사이에 위치될 수 있다. 솔레노이드(400) 및 밸브 바디(410)를 포함하는 제어 밸브는 제어 밸브 보어(120)에 배치될 수 있다. ECM 등과 같은 전자 제어기(600)는 솔레노이드(400)에 연결될 수 있다. 제어기(600)는 유압 밸브 작동 시스템(10)과 소통되기 위한 소정의 전자 또는 기계 장치를 포함할 수 있다. 제어기(600)는 제한 없이 엔진 속도 감지 수단, 클러치 피스톤 감지 수단, 연료 위치 감지 수단, 및/또는 차량 속도 감지 수단을 포함하는 적절한 차량 부품(들)에 링크되는, 마이크로프로세서를 포함할 수 있다. 규정된 상태 하에서, 제어기(600)는 신호를 생성하고 차례로 요구된 바와 같이 밸브 바디(410)를 개방 및 폐쇄하는 솔레노이드(400)로 신호를 전달할 수 있다.
제 1 통로(115)는 제어 밸브 보어(120)로부터 제 1 태핏 보어(110)로 연장할 수 있으며, 제 2 통로(125)는 제어 밸브 보어(120)로부터 제 2 태핏 보어(130)로 연장할 수 있다. 제 3 통로(142)는 제어 밸브 보어(120)로부터 유압 유체 공급 통로(146) 및 어큐뮬레이터 보어(140)로 연장할 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이 밸브 바디(410)가 폐쇄될 때, 제 1 통로(115), 제 2 통로(125) 및 제 3 통로(142) 사이의 소통이 차단될 수 있다. 밸브 바디(410)가 개방될 때, 제어 밸브 보어(120)에서 상당으로 슬라이딩되어 제 1, 제 2 및 제 3 통로(115, 125 및 142) 사이의 유압 소통을 초래한다.
어큐뮬레이터 피스톤(500)은 어큐뮬레이터 보어(140) 내로 스프링 바이어싱될 수 있다. 선택적인 통로(들)(144)는 유압 유체 공급 통로(146)로부터 제 1 통로(115) 및/또는 제 2 통로(125)로 연장할 수 있다. 선택적인 통로(들)(144)는 제 1 슬레이브 피스톤 보어(230)의 더 신속한 초기 충전 및 재충전을 제공할 수 있다. 도시되지 않았지만, 유사한 선택적인 통로는 유압 유체 공급 통로(146)와 제 2 통로(125) 사이에 제공되는 것을 알 수 있다. 유압 통로의 일방 통로를 제 1 및 제 2 통로(115 및 125)를 허용하는 체크 밸브는 또한 선택적인 통로(들)(144)에 제공될 수 있다.
제 1 클리핑 통로(105)는 제 1 태핏 보어(110)로부터 하우징(100)을 둘러싸는 대기로 연장할 수 있으며, 제 2 클리핑 통로(135)는 제 2 태핏 보어(130)로부터 상기 대기로 연장할 수 있다. 이와 달리, 제 1 및 제 2 클리핑 통로는 유압 유체를 유체 공급 통로(146) 또는 어큐뮬레이터(500)로 회수할 수 있다. 슬레이브 피스톤 내의 내부 통로는 클리핑 통로와 정합될 때 제 1 및 제 2 클리핑 통로(105 및 135)의 위치는 유압 유체를 제 1 및 제 2 슬레이브 피스톤(210 및 310)으로부터 벤팅하도록 선택될 수 있다. 더욱 상세하게는, 제 1 및 제 2 클리핑 통로(105 및 135)의 위치가 선택될 수 있어 제 1 및 제 2 슬레이브 피스톤(210 및 310)의 하방 운동이 도 2 및 도 4 각각에 도시된 바와 같이 압축 해제 캠 프로파일(700) 및 EEVO 캠 프로파일(800)에 의해 제공되는 슬레이브 피스톤 이동이 초과할 때 까지 클립되지 않는다. 바람직하게는, 클리핑은 제 1 및 제 2 엔진 밸브(250 및 350)가 메인 배기 밸브 작동을 위해 요구되는 최대 리프트에 도달할 때까지 발생하지 않는다.
유압 밸브 작동 시스템(10)은 유압 유체를 슬레이브 피스톤 보어(230 및 330)로 선택적으로 제공함으로써 밸브 트레인 요소(들)(240)에 의한 운동 입력 모두를 선택적으로 전달할 수 있다. 유압 유체가 슬레이브 피스톤 보어(230 및 330)로 제공하여, 밸브 바디(410)는 폐쇄 위치에 유지될 때, 마스터 피스톤(200 및 300)은 밸브 트레인 요소들(240 및 340)과 슬레이브 피스톤(210 및 310) 사이의 연장된 위치로 유압적으로 록킹될 수 있다. 이러한 시간 동안, 제 1 및 제 2 밸브 트레인 요소(240 및 340)로부터 제 1 및 제 2 마스터 피스톤(200 및 300)으로 선형 운동 입력 모두가 제 1 및 제 2 슬레이브 피스톤(210 및 310) 및 차례로 제 1 및 제 2 엔진 밸브(250 및 35)로 전달할 수 있다. 슬레이브 피스톤(210 및 310)으로 전달되는 운동은 밸브 바디(410)를 선택적으로 개방함으로써 선택적으로 "손실"될 수 있다. 예를 들면, 제 1 태핏에 대해, 밸브 바디(410)가 개방될 때, 제 1 슬레이브 피스톤 보어(230) 내의 가압 유압 유체는 제 1 통로(115) 및 제 3 통로(142) 를 통하여 어큐뮬레이터(500) 및 대기로 누출될 수 있다(어큐뮬레이터는 대기로 오버플로우될 수 있다). 결과적으로, 제 1 마스터 피스톤(200)은 제 1 슬레이브 피스톤(210) 내로 슬라이딩될 수 있다. 손실되는 밸브 작동 운동의 양은 제 1 마스터 피스톤(200)이 제 1 슬레이브 피스톤(210) 내로 슬라이딩되는 거리와 상응할 수 있다. 이러한 거리는 밸브 바디(410)의 선택적인 개방 및 폐쇄를 통하여 제어될 수 있다. 또한, 밸브 작동 운동이 손실되는 타이밍은 또한 밸브 바디(410)의 선택적인 개방 및 폐쇄를 통하여 제어될 수 있다. 제 1 마스터 피스톤(200)이 갈 수 있을 때까지 제 1 슬레이브 피스톤(210) 내로 가압될 때, 슬레이브 피스톤 내로 제 1 마스터 피스톤의 운동이 초과하는 밸브 작동 운동은 제 1 마스터 피스톤으로부터 제 1 슬레이브 피스톤 및 제 1 엔진 밸브(250)로 기계적으로 전달하게 된다.
제 1 및 제 2 엔진 밸브(250 및 350)으로 전달되는 운동, 및 이러한 운동의 손실은 메인 흡입, 메인 배출, 압축 해제 브레이킹, 브리더 브레이킹, 외부 및/또는 내부 배기 재순환, 조기(early) 배기 밸브 개방, 조기 흡입 폐쇄, 균형잡힌 리프트(centered lift), 느린(late) 배출 및 흡입 밸브 폐쇄, 등, 이에 제한되지 않음, 과 같은 다양한 엔진 밸브 이벤트를 형성하기 위해 이용될 수 있다.
EGR, 압축 해제 및 EEVO 밸브 작동을 제공하기 위하여, 도 1에 도시된 시스템(10)의 이용의 상세한 설명이 도 1 내지 도 6을 참조하여 제공된다. 도 1 및 도 2를 참조하여, 제 1 밸브 트레인 요소(240) 모두 또는 일 부분을 포함하는 제 1 캠은 압축 해제 로브(700), 메인 배출 로브(702) 및 EGR 로브(704)를 포함할 수 있다. 단지 메인 배출 로브(706)를 가지는 종래의 캠의 프로파일은 비교 목적을 위 해 설명된다. 엔진 브레이킹이 바람직할 때, 밸브 바디(410)는 도 6에 도시된 기간(900) 동안 폐쇄될 수 있다. 제 1 밸브 트레인 요소 캠(240)이 베이스 서클(base circle)일 때(주로, 흡입 사이클 동안), 밸브 바디(410)는 개방될 수 있다. 이러한 시간 동안, 유압 유체는 제 1 통로(115)를 통하여 제 1 슬레이브 피스톤 보어(230)를 채울 수 있다. 선택적인 통로(144)는 선택적인 일 실시예에서 제 1 슬레이브 피스톤 보어(230)를 채워진 상태로 유지할 수 있다. 압축 해제 로브(700) 또는 EGR 로브(704)가 만나기 전에, 밸브 바디(410)는 제 1 마스터 피스톤(200)이 연장된 위치 내로 유압적으로 록킹되도록 폐쇄될 수 있다. 이 후, 도 2에 도시된 압축 해제 로브(700) 및 EGR 로브(704)로부터의 운동은 도 3에 도시된 바와 같이 압축 해제 밸브 작동(710) 및 EGR 밸브 작동(714)를 제공하기 위하여 제 1 마스터 LC 슬레이브 피스톤(200 및 210)을 통하여 제 1 엔진 밸브(250)로 전달될 수 있다.
제 1 마스터 및 슬레이브 피스톤(200 및 210)이 도 2에 도시된 메인 배출 로브(702)와 만날 때, 제 1 슬레이브 피스톤은 제 1 태핏 보어(110) 내로 충분히 멀리 가압될 수 있어 제 1 슬레이브 피스톤 내의 내부 통로가 제 1 클리핑 통로(105)와 정합되도록 한다. 제 1 클리핑 통로(105)와 제 1 슬레이브 피스톤(210) 내의 내부 통로와의 정ㅎ바은 제 1 슬레이브 피스톤 보어(230) 내의 유압 유체가 대기(또는 어큐뮬레이터)로 벤팅되도록 하여, 제 1 마스터 피스톤(200)이 제 1 슬레이브 피스톤(210) 내에서 붕괴(collapse)되어 메인 배기 밸브 작동(712)을 클립(clip)하도록 한다. 결과적으로, 포지티브 파워 작동 동안에 있을 때, 메인 배 기 밸브 작동(712)에 대한 제 1 엔진 밸브(250)에 의해 발생되는 리프트는 엔진 브레이킹 동안 동일할 수 있다. 또한, 제 1 마스터 피스톤(200)이 메인 배기 밸브 작동(712) 동안 제 1 슬레이브 피스톤(210)과 기계적으로 접촉되기 때문에, 제 1 엔진 밸브를 밀봉하는 제 1 밸브 트레인 요소 캠(240)의 기계적 영향일 수 있어, 밸브 시팅 장치(valve seating device)에 대한 요구를 제거한다. 어큐뮬레이터(500)는 후속하는 EGR 및/또는 압축 해제 밸브 작동을 위해 제 1 슬레이브 피스톤 보어(230)를 재충전하는데 도움이 될 수 있다.
엔진 브레이킹 및/또는 EGR은 더 이상 바람직하지 않으며, 밸브 바디(410)는 제 1 마스터 피스톤(200)이 압축 해제 로드(700)의 처음 부분과 만나는 시간 동안 및/또는 제 1 마스터 피스톤이 EGR 로브(704)와 만나는 시간 동안 개방 위치로 유지된다. 밸브 바디(400)가 이 때 개방을 유지하는 할 때, 제 1 마스터 피스톤(200)은 압축 해제 및 EGR 밸브 작동에 대해 제 1 슬레이브 피스톤(210) 내로 가압될 수 있어, 이러한 작동은 제 1 엔진 밸브(250)에 전달되지 않도록 한다. 결과적으로, 압축 해제 및/또는 EGR 밸브 작동은 제 1 마스터 피스톤(200)에 의해 "손실" 또는 흡수될 수 있다.
동일한 밸브 바디(410)는 제 2 엔진 밸브(350)를 위한 EEVO를 제공하기 위하여 이용될 수 있다. 도 1 및 도 4를 참조하면, 제 2 밸브 트레인 요소(340) 모두 또는 일 부분을 포함하는 제 2 캠은 EEVO 로브(800) 및 메인 배출 로브(802)를 포함할 수 있다. EEVO가 바람직할 때, 밸브 바디(410)는 도 6에 도시된 기간(902, 904, 906) 중 어느 하나 동안 폐쇄될 수 있다. 제 2 캠(340)이 베이스 서클에 있 을 때, 밸브 바디(410)가 개방될 수 있다. 이러한 시간 동안, 유압 유체는 제 2 통로(125) 및/또는 선택적인 통로(도시안됨)를 통하여 제 2 슬레이브 피스톤 보어(330)를 채울 수 있다. EEVO 로브(800)의 초기 부분 동안 또는 만나기 전에, 밸브 바디(410)는 제 2 마스터 피스톤(300)이 연장된 위치 내로 유압적으로 록킹되도록 폐쇄될 수 있다. 이 후, 도 4에 도시된 EEVO 로브(800)로부터의 운동은 제 2 마스터 및 슬레이브 피스톤(300 및 310)을 통하여 제 2 엔진 밸브(350)로 전달될 수 있어 도 5에 도시된 EEVO 밸브 작동(810, 812 또는 814) 중 하나를 제공하도록 한다. 제공되는 특별한 EEVO 밸브 작동은 밸브 바디(410)가 폐쇄되는 시간에 대응할 수 있다. 예를 들면, 기간(902)(도 6)동안 밸브 바디(410)를 폐쇄함으로써 EEVO 밸브 작동(810)(도 5)을 초래할 수 있고, 기간(904) 동안 밸브 바디를 폐쇄함으로써 EEVO 밸브 작동(812)을 초래할 수 있고, 기간(906) 동안 밸브 바디를 폐쇄함으로써 EEVO 밸브 작동(814)을 초래할 수 있다. 밸브 바디(410)를 위한 폐쇄 시간을 선택적으로 변화시킴으로써, 제공되는 EEVO의 양이 변화될 수 있다. 밸브 바디(410)가 개방 위치를 유지함으로써 EEVO 밸브 작동이 없을 수 있어, 도 5에 도시된 종래의 메인 배기 밸브 작동(816)에 상응한다. 제 2 슬레이브 위치(310)의 이동을 클리핑함으로써 상술된 바와 같이, 제 1 슬레이브 피스톤(210)에 대한 것에 대해 유사한 방식으로 수행될 수 있다.
본 발명의 제 2 실시예는 동일한 요소는 동일한 도면 부호로 확인되는 도 7에 도시된다. 도 7에 도시된 실시예에서, 제어 밸브 바디(410)는 제 1 슬레이브 피스톤(210) 만이, 그리고 더욱 상세하게는 엔진 브레이킹에 대해 유압 유체를 제 어하는 것에 전용될 수 있다. 솔레노이드(400) 및 밸브 바디(410)는 체크 밸브(413)에 의해 고압으로 노출되는 것을 방지하는 저속 및 저압 장치일 수 있다. 유압 유체는 유압 유체 공급 통로(146)로부터 제 3 통로(142)를 경유하여 제어 밸브 바디(410)로 제공될 수 있다. 제어 밸브 바디(410)는 유압 유체를 제 1 통로(115)를 경유하여 제 1 슬레이브 피스톤(210)으로 선택적으로 공급될 수 있다. 제 4 통로(147)는 제 1 통로(115), 어큐뮬레이터(500), 및 제 1 클리핑 통로(105) 사이로 연장할 수 있다. 제 4 통로(147)는 어큐뮬레이터(500)가 제 1 슬레이브 피스톤 보어(230)의 재충전을 보조하는 것을 허용할 수 있다.
제 2 제어 밸브 보어(121)는 하우징(100) 내에 위치될 수 있다. 제 2 솔레노이드(401) 및 제 2 밸브 바디(411)를 포함하는 제 2 제어 밸브는 제 2 제어 밸브 보어(121) 내에 배치될 수 있다. 바람직한 일 실시예에서, 제 2 솔레노이드(401) 및 제 2 밸브 바디(411)는 고 유체 압력으로 노출되도록 하고 유압 유체가 제 2 어큐뮬레이터(501)로 신속하게 방출되도록 적용되는 고속 트리거 밸브를 포할 수 있다. 전자 제어기(600)는 제 2 솔레노이드(401)로 연결될 수 있다.
제 2 제어 밸브 바디(411)는 단지 제 2 슬레이브 피스톤(210) 내에 유압 유체를 제어하는 것에 전용될 수 있다. 유압 유체는 유압 유체 공급 통로(146)로부터 제 2 제어 밸브 바디(411)로 제 5 통로(143)를 경유하여 제공될 수 있다. 제 2 제어 밸브 바디(411)는 유압 유체를 제 2 슬레이브 피스톤(310)으로 내부에 선택적인 체크 밸브를 포함할 수 있는 제 2 통로(125)로 선택적으로 공급할 수 있다. 제 6 통로(145)는 제 2 통로(125), 제 2 어큐뮬레이터(501), 및 제 2 클리핑 통 로(135) 사이로 연장할 수 있다. 제 2 어큐뮬레이터(501)는 제 2 어큐뮬레이터 보어(141) 내에 슬라이드가능하게 배치될 수 있다. 제 1 및 제 2 밸브 바디(410 및 411)는 도 2 내지 도 4와 관련하여 상술된 메인 배출, 압축 해제 엔진 브레이킹, 배기 재순환 및 조기 배기 밸브 개방 밸브 작동을 제공하도록 선택적으로 제어될 수 있다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 밸브 작동 시스템(10)의 또 다른 실시예에서, 시스템은 공전 시스템(1100), 밸브 브리지(1200), 유압 유체 제어 밸브(1300), 제 1 및 제 2 엔진 밸브(1400 및 1410), 및 제 1 및 제 2 밸브 트레인 요소(1500 및 1510)를 포함할 수 있다.
공전 시스템(1100)은 마스터 피스톤 보어(1100) 및 슬레이브 피스톤 보어(1120)를 가지는 하우징(1102)을 포함할 수 있다. 중앙 개구는 마스터 피스톤 보어(1110)와 슬레이브 피스톤 보어(1120) 사이의 하우징(1102) 내에 위치할 수 있다. 중앙 개구는 하우징(1102)을 통하여 상부로부터 바닥으로 연장될 수 있다. 제 1 유압 통로(1112)는 마스터 피스톤 보어(1110)로부터 중앙 개구로 연장할 수 있다. 제 2 유압 통로(1122)는 슬레이브 피스톤 보어(1120)로부터 중앙 개구 및 도 8의 슬레이브 피스톤 보어 뒤에 위치되는 제어 밸브(1300)로 연장할 수 있다.
마스터 피스톤(1130)은 마스터 피스톤 보어(1110) 내에 슬라이드가능하게 배치될 수 있다. 마스터 피스톤(1130)은 챔퍼가공된 단부를 가질 수 있어 아래로부터 유압 유체에 의할 때 마스터 피스톤이 작동되는 것을 용이하게 한다. 마스터 피스톤(1130)은 유압 유체에 의해 제 2 밸브 트레인 요소(1510)를 향하여 바이어싱 되어 접촉될 수 있다.
슬레이브 피스톤(1140)은 슬레이브 피스톤 보어(1120) 내에 슬라이드가능하게 배치될 수 있다. 슬레이브 피스톤(1140)은 유압 유체가 슬레이브 피스톤 보어(1120) 내로 및 이로부터 슬레이브 피스톤을 통하여 유동되도록 할 수 있는 하나 또는 그 이상의 내부 통로(1142)를 포함할 수 있다. 슬레이브 피스톤 내부 통로(1142)는 슬레이브 피스톤(1140)의 측벽에 제공되는 고리형 리세스(1144)와 소통될 수 있다. 고리형 리세스(1144)는 제 2 유압 통로(1122)와 선택적으로 정합하는 크기를 가질 수 있어 슬레이브 피스톤 내부 통로(1142)를 통하여 제공되는 유체 압력으로부터 초래되는 슬레이브 피스톤의 이동이 제 2 유압 통로와의 고리형 리세스의 정합에 의해 제한된다. 슬레이브 피스톤(1140)의 하방 이동이 충분하여 고리형 리세스(1144)가 더 이상 제 2 유압 통로(1122)와 유압적으로 소통되지 않을 때, 슬레이브 피스톤을 하방으로 가압하는 유압 유체가 중단되어, 슬레이브 피스톤의 하방 이동이 제한된다.
유압 유체는 유압 유체 공급 포트(114)를 통하여 또는 선택적으로 제 2 유압 통로(1122)로 연결되는 제어 밸브(1300)로부터 하우징(1102)으로 공급될 수 있다. 엔진 섬프 오일과 같은 유압 유체의 소스(도시안됨)는 유압 유체 공급 포트(1114) 또는 제어 밸브(1300)로 연결될 수 있다. 체크 밸브(1116)는 유압 유체의 소스와 마스터 피스톤 보어(1110) 사이에 제공될 수 있다. 체크 밸브(1116)는 유압 유체가 하우징(1102)으로부터 유출되는 것을 방지할 수 있다.
밸브 브리지(1200)는 공전 시스템(1100)과 제 1 및 제 2 엔진 밸브(1400 및 1410) 사이에 배치될 수 있다. 밸브 브리지(1200)는 밸브 브리지의 중앙으로부터 그리고 하우징(1102) 내에 제공되는 중앙 개구를 통하여 상방으로 연장하는 중앙 안내 부재(1210)를 포함할 수 있다. 안내 부재(1210)는 안내 부재와 중앙 개구 사이의 유압 밀봉을 유지하는 동안 중앙 개구를 통하여 슬라이딩되는 크기를 가질 수 있다. 제 3 유압 통로(1212)는 안내 부재(1210)를 통하여 측방향으로 연장할 수 있고, 또는 선택적으로, 제 3 유압 통로가 안내 부재(1210) 주위의 하우징(1102)을 통하여 연장될 수 있다. 제 3 유압 통로(1212)는 밸브 브리지(1200)가 최상 위치에 있을 때, 즉 제 1 및 제 2 엔진 밸브(1400 및 1410)가 폐쇄될 때 제 1 및 제 2 유압 통로(1112 및 1122)와 선택적으로 정합하도록 배치될 수 있다.
밸브 브리지(1200)는 제 1 단부(1230)에서 제 1 엔진 밸브(1400)와 접촉될 수 있고 제 2 단부(1220)에서 제 2 엔진 밸브(1410)와 접촉할 수 있다. 밸브 브리지의 제 1 단부(1230)는 슬라이딩 핀(1240)과 결합될 수 있다. 슬라이딩 핀(1240)은 슬라이딩 핀의 상방 이동을 제한하는 쇼울더(shoulder)를 포함할 수 있다. 슬라이딩 핀(1240)의 상단부는 슬레이브 피스톤(1140)의 바닥과 접촉하도록 밸브 브리지의 제 1 단부(1230)를 통하여 연장할 수 있다.
제어 밸브(1300)는 하우징(1102) 상 또는 근처에 장착될 수 있다. 제어 밸브(1300)는 제 2 유압 통로(1122)와 유압적으로 소통될 수 있다. 엔진 제어 모듈(ECM)과 같은, 전자 제어기(1310)는 제어 밸브(1300)를 작동하돌고 이용될 수 있다. 제어 밸브(1300)는 유압 유체가 제 2 유압 통로(1122)를 통하여 벤팅되는 것을 방지하는 제어기(1310)에 의해 에너자이징(energize)될 때 " 폐쇄 "위치에 있을 수 있거나, 또는 선택적으로, 유압 유체가 제 2 유압 통로를 통하여 벤팅되는 것을 방지하도록 제어기에 의해 에너자이징될 때 " 개방 " 위치에 있을 수 있다. 바람직하게는, 제어 밸브(1300)는 엔진 사이클 당 한번 또는 그 이상 개방 및 폐쇄할 수 있는 고속 트리거 밸브일 수 있다.
제 1 밸브 트레인 요소(1500)는 밸브 브리지(1200)의 상단부와 접촉할 수 있고 제 2 밸브 트레인 요소(1510)는 마스터 피스톤(1130)의 상단부와 접촉할 수 있다. 선택적으로, 래시 간격(lash space; y)는 제 1 밸브 트레인 요소(1500)와 안내 부재(1210) 사이에 제공될 수 있다. 제 1 및 제 2 밸브 트레인 요소가 캠, 로커 아암, 푸시 튜브, 또는 선형 작동 운동을 전달하기 위한 다른 기계적, 전자-기계적, 유압, 또는 공기압 장치들 중 하나 또는 이들의 조합물을 포함할 수 있다는 것을 알 수 있다. 제 1 및 제 2 밸브 트레인 요소(1500 및 1510)는 밸브 브리지(1200) 및 마스터 피스톤(1130) 각각으로 주기적 하방 운동을 제공할 수 있다. 제 1 및 제 2 밸브 트레인 요소(1500 및 1510)는 메인 흡입, 메인 배출, 압축 해제 브레이킹, 블리더 브레이킹, 배기 재순환, 조기 또는 느린 배기 밸브 개구 및/또는 조기 또는 느린 흡입 개방 및/또는 폐쇄, 균형잡인 리프트, 등과 같은, 그러나 이에 제한되지 않는 다양한 엔진 밸브 이벤트를 총괄적으로 형성할 수 있다.
엔진 밸브(1400 및 1410)는 흡입, 배출, 또는 보조 엔진 밸브일 수 있다. 엔진 밸브(1400 및 1410)는 차례로 실린더 헤드(도시안됨)에 제공되는 슬리브(도시안됨) 내에 배치될 수 있다. 엔진 밸브(1400 및 1410)는 엔진 실린더 내로 및 엔진 실린더로부터 가스 유동을 허용하도록 슬리브 및 실린더 헤드에 대해 상방 및 하방으로 슬라이드되도록 적용될 수 있다.
도 8에 도시된 시스템(10)은 예를 들면 바람직한 일 실시예에서 아래와 같이 작동될 수 있다. 도 12를 참조하면, 제 1 밸브 트레인 요소(1500)는 메인 배기 로브(1700)를 구비한 캠을 포함할 수 있다. 제 2 밸브 트레인 요소(1510)는 배기 재순환(EGR) 로브(1710) 및 엔진 브레이킹 압축 해제 로브(1720)를 구비한 캠을 포함할 수 있다.
도 8을 다시 참조하면, 포지티브 파워 작동 동안, 제어 밸브(1300)는 하우징(1102) 내로 유입되는 유압 유체가 제 2 유압 통로(1122)를 통하여 벤팅되는 것을 허용하도록 " 개방 " 위치에 유지될 수 있다. 결과적으로, 마스터 피스톤(1130)이 EGR 로브(1710) 및 압축 해제 로브(1720)에 의해 하방으로 가압될 때, 제 2 유압 통로(1122)를 통한 벤팅에 의해 유압 유체가 슬레이브 피스톤 보어(1120)에서 형성되는 것을 방지하여 유압 유체가 밸브 스프링(도시안됨)의 힘에 대한 제 1 엔진 밸브를 개방하도록 한다. 메인 배출 로브는 제 1 밸브 트레인 요소(1500) 상에 존재하지만, 밸브 브리지(1200)가 하방으로 가압될 수 있어, 제 1 및 제 2 엔진 밸브(1400 및 1410) 모두 도 13 내지 도 14에 도시된 메인 배기 밸브 작동(1820 및 1830)에 대해 개방되도록 한다.
엔진 브레이킹 작동 동안, 제어 밸브(1300)(도 8)는 "폐쇄" 위치에 유지될 수 있어 하우징(1102)으로 유입되는 유압 유체가 제 2 유압 통로(1122)를 통하여 벤팅되는 것을 방지한다. 결과적으로, 마스터 피스톤(1130)은 연장된 위치로 유압적으로 록킹된다. 결과적으로, 마스터 피스톤(1130)이 EGR 로브(1710) 및 압축 해 제 로브(1720)에 의해 하방으로 가압될　때, 슬레이브 피스톤 보어(1120) 내의 대응하는 유압 압력은 슬레이브 피스톤(1140)이 슬라이딩 핀(1240)을 하방으로 가압하여 도 13 및 도 14에 도시된, EGR 및 압축 해제 밸브 작동(1800 및 1810)에 대한 제 1 엔진 밸브(1400)를 개방하도록 한다. 또한, 제 1 밸브 트레인 요소(1500) 상에 존재하는 메인 배출 로브(1700)(도 12)는 밸브 브리지(1200)를 하방으로 가압하여 메인 배기 밸브 작동(1820 및 1830)(도 13 및 도 14)에 대한 제 1 및 제 2 엔진 밸브(1400 및 1410)를 개방하도록 한다. 따라서, 제어 밸브(1300)를 선택적으로 개방 및 폐쇄함으로써, 시스템(10)은 도 13에 도시된 EGR 및 압축 해제 밸브 작동(1800 및 1810)을 선택적으로 제공할 수 있다. 더욱이, EGR 및 압축 해제 밸브 작동(1800 및 1810)의 지속은 EGR 및 압축 해제 밸브 작동의 시작부를 지연하거나 EGR 및 압축 해제 밸브 작동의 단부를 줄이기 위하여(truncate) 제어 밸브(1300)가 트리거 밸브를 선택적으로 개방 및/또는 폐쇄함으로써 고속 트리거 밸브인 경우 선택적으로 변경될 수 있다.
본 발명의 제 2 실시예는 유사한 도면 부호가 동일한 요소를 지칭하는 도 9에 개략적으로 도시된다. 본 발명의 제 2 실시예는 제 2 마스터 피스톤 보어(1250)이 안내 부재(1210)의 상 단부에 제공되고 제 2 마스터 피스톤(1260)이 제 2 마스터 피스톤 보어에 미끄럼가능하게 배치되는 것이 제 1 실시예와 상이하다. 제 2 마스터 피스톤(1260)은 부가 보조 밸브 작동이 슬레이브 피스톤(1140)으로 전달되는 것을 허용할 수 있다.
도 9에 도시된 시스템의 변화는 동일한 도면 부호가 동일한 요소를 인용하는 도 10 및 도 11에 도시된다. 도 10을 참조하면, 제 2 유압 통로(1122)는 제어 밸브(1300)와 소통되도록 명확하게 도시된다. 또한 선택적인 가이드 핀 보어(1270)는 밸브 브리지(1200)의 하부에 제공될 수 있다. 가이드 핀 보어(1270)는 엔진에 장착된 가이드 핀을 수용하돌고 적용될 수 있다.
계속해서 도 10을 참조하면, 제 2 마스터 피스톤(1260) 및 슬레이브 피스톤(1140)이 보조 밸브 작동에 대한 제 1 엔진 밸브(1400)의 개방의 프로세스 과정을 보여준다. 이때, 제 2 마스터 피스톤(1260)은 제 2 마스터 피스톤 보어(1250) 내로 거의 완전히 가압되고 슬레이브 피스톤(1140)은 슬레이브 피스톤 보어(1120) 내에서 하방으로 거의 완전히 가압된다. 슬라이딩 핀(1240)은 제 1 엔진 밸브(1400)가 개방되도록 대응적으로 하방으로 가압된다.
동일한 도면 부호는 동일한 요소를 인용하는, 도 11을 참조하면, 시스템(10)은 제 1 및 제 2 엔진 밸브(1400 및 1410) 둘다 개방의 공정 과정을 보여준다. 이때, 제 2 마스터 피스톤(1260) 및 슬레이브 피스톤(1140)은 이들의 각각의 보어 내에서 하방으로 완전히 가압되고, 밸브 브리지(1200)는 제 1 및 제 2 엔진 밸브를 개방하도록 제 1 밸브 트레인 요소(1500)에 의해 하방으로 가압된다.
본 발명의 밸브 작동 시스템(10)의 또 다른 실시예는 동일한 도면부호가 동일한 요소를 인용하는 도 15 내에 개략적으로 도시된다. 도 15를 참조하면, 시스템(10)은 고정 하우징(1103), 마스터 피스톤(1260), 유압 유체 제어 밸브(1300), 밸브 브리지(1200), 및 제 1 및 제 2 엔진 밸브(1400 및 1410)와 접촉하는 제 1 및 제 2 슬레이브 피스톤(1140 및 1141)을 포함할 수 있다. 마스터 피스톤(1260)와 접촉하도록 적용되는 밸브 트레인 요소(1500)가 또한 제공될 수 있다.
고정 하우징(1103)은 중앙 개구(1105) 및 중앙 개구로부터 제어 밸브(1300)로 연장하는 공급 통로를 포함할 수 있다. 유압 유체는 저압 오일 섬프와 같이, 유압 유체 공급원(1320)으로부터 공급 통로(1123)로 제어 밸브(1300)를 통하여 제공될 수 있다. 제어 밸브(1300)는 하우징(1103) 내에, 하우징 상에 또는 하우징 근처에 장착될 수 있다. 엔진 제어 모듈(ECM)과 같은 전자 제어기(1310)는 제어 밸브(1300)를 작동시키기 위해 이용될 수 있다. 제어 밸브(1300)는 유압 유체가 공급 통로(1123)를 통하여 벤팅되는 것을 방지하는 제어기(1310)에 의해 에너자이징될 때 " 폐쇄 " 위치에 있거나, 선택적으로, 유압 유체가 공급 통로를 통하여 벤팅되는 것을 허용하도록 제어기에 의해 에너자이징될 때 " 개방 " 위치에 있을 수 있다. 바람직하게는, 제어 밸브(1300)는 엔진 사이클 당 한 번 또는 그 이상을 개방 및 폐쇄할 수 있는 고속 트리거 밸브일 수 있다.
마스터 피스톤(1260)은 중앙 개구(1105)를 통하여 슬라이딩가능하게 배치될 수 있다. 마스터 피스톤(1260)은 밸브 브리지(1200)에 제공되는 마스터 피스톤 보어(1250) 내로 추가로 연장될 수 있다. 마스터 피스톤(1260)은 각각 유압 밀봉을 유지하는 동안 중앙 개구(1105)를 통하여 그리고 마스터 피스톤 보어(1250) 내로 슬라이딩되도록 하는 크기를 가질 수 있다. 마스터 피스톤(1260)은 유압 유체가 공급 통로(1123)와 마스터 피스톤 보어(1250) 사이로 유동시키는 하나 또는 그 이상의 내부 통로(1261)를 포함할 수 있다. 선택적으로, 마스터 피스톤(1260)은 밸브 트레인 요소(1500)를 향하여 스프링(도시안됨)에 의해 상방으로 바이어싱될 수 있다.
마스터 피스톤 보어(1250)는 유압 통로(1123 및 1125) 각각에 의해 제 1 및 제 2 슬레이브 피스톤 보어(1120 및 1121)로 연결될 수 있다. 제 1 슬레이브 피스톤(1140)은 제 1 슬레이브 피스톤 보어(1120)에 슬라이딩가능하게 배치될 수 있으며 제 2 슬레이브 피스톤(1141)은 제 2 슬레이브 피스톤 보어(1121) 내에 슬라이딩가능하게 배치될 수 있다. 레벨링 스크류(1202)는 슬레이브 피스톤 보어 중 하나 또는 모두 내로 연장될 수 있다. 각각의 슬레이브 피스톤은 유압 유체가 슬레이브 피스톤 보어 내로 및 슬레이브 보어로부터 슬레이브 피스톤을 통하여 유동시키는 하나 또는 그 이상의 내부 통로(1142)를 포함할 수 있다. 슬레이브 피스톤 내부 통로(1142)는 각각의 슬레이브 피스톤의 측벽에 제공되는 고리형 리세스(1144)와 소통될 수 있다. 고리형 리세스(1144)는 유압 통로(1123 및 1125)와 선택적으로 정합되도록 하는 크기를 가질 수 있어 슬레이브 피스톤 내부 통로(1142)를 통하여 제공되는 유체 압력으로부터 초래되는 슬레이브 피스톤의 이동은 유압 통로(1123 및 1125)와 고리형 리세스의 정합에 의해 제한된다. 어느 한 슬레이브 피스톤의 하방 이동은 고리형 리세스(1144)가 대응하는 유압 통로(1123 또는 1125)과 더 이상 유압적으로 소통될 때, 슬레이브 피스톤을 하방으로 가압하는 유체 압력이 중단되어, 슬레이브 피스톤의 하방 이동을 제한한다. 고리형 리세스(1144)는 또한 제 1 및 제 2 슬레이브 피스톤 보어(1120 및 1121)로부터 대기로 또는 역으로 유압 유체 공급원으로 연장하는 클리핑 통로(1145)와 선택적으로 정합될 수 있다.
도 15 내에 도시된 시스템(10)은 예를 들면 아래와 같이 작동될 수 있다. 도 12를 참조하면, 밸브 트레인 요소(1500)는 메인 배출 로브(1700)를 구비한 캠, 배기 재순환(EGR) 로브(1710), 및 엔진 브레이킹 압축 해제 로브(1720)를 포함할 수 있다. 포지티브 파워 작동 동안, 제어 밸브(1300)는 " 개방 " 위치에 유지될 수 있어, 마스터 파스톤 보어(1250) 내의 유압 유체가 유압 공급원(1320)을 향하여 제어 밸브를 통하여 벤팅되는 것을 허용한다. 결과적으로, 마스터 피스톤(1260)이 EGR 로브(1710) 및 압축 해제 로브(1720)에 의하여 하방으로 가압될 때, 마스터 피스톤 보어(1250)으로부터의 벤팅에 의해 슬레이브 피스톤 보어(1120 및 1121) 내에서의 유체 압력이 이들의 밸브 스프링(도시안됨)의 힘에 대해 제 1 및 제 2 엔진 밸브(1400 및 1410)을 개방하는 것을 방지한다. 그러나, 제 1 밸브 트레인 요소(1500) 상에 존재하는 메인 배출 로브는 밸브 브리지(1200)와 기계적으로 결합할 때까지 밸브 브리지(1200)를 하방으로 가압하여, 제 1 및 제 2 엔진 밸브(1400 및 1410)가 메인 배출 이벤트에 대해 개방하도록 한다.
엔진 브레이킹 작동 동안, 메인 배출, EGR 및 압축 해제 로브를 포함하는 캠이 베이스 서클에 있는 동안, 제어 밸브(1300)(도 15)가 폐쇄될 수 있다. 결과적으로, 마스터 피스톤(1260)은 제어 밸브(1300)가 폐쇄될 때 마스터 피스톤 보어(1250)로부터 연장된 위치 내로 그리고 밸브 트레인 요소(1500)와 접촉하여 기계적으로 록킹될 수 있다. 제어 밸브(1300)가 폐쇄될 때, 마스터 피스톤 보어(1250) 내의 유압 유체가 공급 통로(1123)를 통하여 벤팅되는 것을 방지한다. 결과적으로, 마스터 피스톤(1260)은 EGR 로브(1710) 및 압축 해제 로브(1720)에 의해 하방으로 가압될 때, 유압 유체는 마스터 피스톤 보어(1260)로부터 제 1 및 제 2 슬레 이브 피스톤 보어(1120 및 1121)를 향하여 가압되어 제 1 및 제 2 슬레이브 피스톤(1140 및 1141)이 EGR 및 압축 해제 밸브 작동에 대해 제 1 및 제 2 엔진 밸브(1400 및 1410)을 개방하도록 한다. 밸브 트레인 요소(1500) 상에 존재하는 메인 배출 로브(1700)(도 12)는 또한 메인 배출 이벤트에 대해 제 1 및 제 2 엔진 밸브(1400 및 1410)를 개방하도록 마스터 피스톤(1260)을 하방으로 가압된다. 초기에, 메인 배출 이벤트는 슬레이브 피스톤 내부 통로(1142)가 클리핑 통로(1145)와 정합할 때까지 제 1 및 제 2 슬레이브 피스톤(1140 및 1141)에 의해 제공될 수 있다. 이때, 제 1 및 제 2 슬레이브 피스톤(1140 및 1141) 상에 작용하는 유압 유체는 마스터 피스톤(1260)이 밸브 브리지(1200)와 기계적으로 정합할 때까지 클리핑 통로를 통하여 벤팅될 수 있다. 그 후 밸브 시팅을 포함하는 메인 배출 이벤트의 나머지가 밸브 트레인 요소(1500), 마스터 피스톤(1260) 및 밸브 브리지(1200)의 기계적 접촉에 의해 수행될 수 있다. 따라서, 제어 밸브(1300)를 선택적으로 개방 및 폐쇄함으로써, 시스템(10)은 도 13에 도시된 EGR 및 압축 해제 밸브 작동(1800 및 1810)을 선택적으로 제공할 수 있다. 더욱이, 제어 밸브(1300)가 EGR 및 압축 해제 밸브 자동의 시작부를 지연시키기 위해 또는 EGR 및 압축 해제 밸브 작동의 단부를 줄이도록 트리거 밸브를 선택적으로 개방 및/또는 폐쇄함으로써 고속 트리거 밸브인 경우, EGR 및 압축 해제 밸브 작동(1800 및 1810) 동안은 선택적으로 변형될 수 있다.
다양한 변형 및 변화가 본 발명의 범위 또는 사상으로부터 이탈하지 않고 본 발명의 구성, 형상 및/또는 작동에서 이루어질 수 있다는 것이 본 기술 분야의 기 술자에게 명백하다. 예를 들면, 제 1 및 제 2 마스터 및 슬레이브 피스톤 중 어느 하나 또는 모두가 마스터 피스톤이 슬레이브 피스톤 내의 태핏으로서, 또는 고정된 슬레이브 피스톤 보어 내에 배치되는 슬레이브 피스톤으로 유체 압력에 의해 연결되는 고정 마스터 피스톤 보어 내에 배치되는 마스터 피스톤으로서 제공될 수 있다. 또한, 도 12 내지 도 14에 도시된 것이 아닌 다수의 다른 가변 밸브 작동이 도 8 내지 도 11 및 도 15에 도시된 본 발명의 다양한 실시예에 의해 제공될 수 있다.

Claims (38)

  1. 내연 기관 내의 두 개 이상의 엔진 밸브를 작동하기 위한 시스템으로서,
    제 1 엔진 실린더 내의 제 1 엔진 밸브를 작동시키는 제 1 마스터 피스톤 및 슬레이브 피스톤 공전 시스템,
    제 1 엔진 실린더 내의 제 2 엔진 밸브를 작동시키는 제 2 마스터 피스톤 및 슬레이브 피스톤 공전 시스템, 및
    제 1 및 제 2 마스터 피스톤 및 슬레이브 피스톤 공전 시스템과 유체 소통되는 제어 밸브를 포함하는,
    내연 기관 내의 두 개 이상의 엔진 밸브를 작동하기 위한 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 밸브는 트리거 밸브인,
    내연 기관 내의 두 개 이상의 엔진 밸브를 작동하기 위한 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    제 1 마스터 피스톤 및 슬레이브 피스톤 공전 시스템은 제 1 슬레이브 피스톤 내에 슬라이드가능하게 배치되는 제 1 마스터 피스톤을 포함하는,
    내연 기관 내의 두 개 이상의 엔진 밸브를 작동하기 위한 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2 마스터 피스톤 및 슬레이브 피스톤 공전 시스템은 제 2 슬레이브 피스톤 내에 슬라이드가능하게 배치되는 제 2 마스터 피스톤을 포함하는,
    내연 기관 내의 두 개 이상의 엔진 밸브를 작동하기 위한 시스템.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 트리거 밸브와 유압 소통되는 유압 유체 어큐뮬레이터를 더 포함하는,
    내연 기관 내의 두 개 이상의 엔진 밸브를 작동하기 위한 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 트리거 밸브와 유압 소통되는 유압 유체 공급원을 더 포함하는,
    내연 기관 내의 두 개 이상의 엔진 밸브를 작동하기 위한 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 유압 유체 공급원과 상기 제 1 마스터 피스톤 및 슬레이브 피스톤 공전 시스템 사이로 연장하는 유압 유체 공급 통로를 더 포함하는,
    내연 기관 내의 두 개 이상의 엔진 밸브를 작동하기 위한 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 마스터 피스톤 및 슬레이브 피스톤 공전 시스템의 운동을 클리핑하기 위한 수단을 더 포함하는,
    내연 기관 내의 두 개 이상의 엔진 밸브를 작동하기 위한 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 2 마스터 피스톤 및 슬레이브 피스톤 공전 시스템의 운동을 클리핑하기 위한 수단을 더 포함하는,
    내연 기관 내의 두 개 이상의 엔진 밸브를 작동하기 위한 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 엔진 밸브를 통하여 압축 해제 엔진 브레이킹을 제공하기 위하여 상기 제 1 마스터 피스톤 및 슬레이브 공전 시스템을 제어하기 위한 수단, 및
    상기 제 2 엔진 밸브를 통하여 조기 배기 밸브 개방을 제공하도록 상기 제 2 마스터 피스톤 및 슬레이브 피스톤 공전 시스템을 제어하기 위한 수단을 더 포함하는,
    내연 기관 내의 두 개 이상의 엔진 밸브를 작동하기 위한 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 조기 배기 밸브 개방은 엔진 속도 및 엔진 로드로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 엔진 매개변수에 반응하여 제공되는,
    내연 기관 내의 두 개 이상의 엔진 밸브를 작동하기 위한 시스템.
  12. 내연 기관 내의 두 개 이상의 엔진 밸브를 작동하기 위한 시스템으로서,
    유압 유체 공급 통로를 가지는 하우징,
    상기 하우징 내에 배치되고 엔진 실린더 내의 제 1 엔진 밸브와 접촉시키는 제 1 유압 공전 시스템,
    상기 하우징 내에 배치되고 상기 엔진 실린더 내의 제 2 엔진 밸브와 접촉시키는 제 2 유압 공전 시스템, 및
    유압 유체 공급 통로와 상기 제 1 및 제 2 유압 공전 시스템 사이의 상기 하우징 내에 배치되는 유압 제어 밸브를 포함하는,
    내연 기관 내의 두 개 이상의 엔진 밸브를 작동하기 위한 시스템.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제어 밸브는 트리거 밸브인,
    내연 기관 내의 두 개 이상의 엔진 밸브를 작동하기 위한 시스템.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 유압 공전 시스템은,
    고정 마스터 피스톤 보어 내에 배치되는 마스터 피스톤,
    고정 슬레이브 피스톤 보어 내에 배치되는 슬레이브 피스톤, 및
    상기 마스터 피스톤 보어를 상기 슬레이브 피스톤 보어로 연결하는 유압 통로를 포함하는,
    내연 기관 내의 두 개 이상의 엔진 밸브를 작동하기 위한 시스템.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 유압 공전 시스템으로 압축 해제 밸브 작동 운동을 전달하기 위한 수단, 및
    상기 제 2 유압 공전 시스템으로 조기 배기 밸브 개방 밸브 작동 운동을 전달하기 위한 수단을 더 포함하는,
    내연 기관 내의 두 개 이상의 엔진 밸브를 작동하기 위한 시스템.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 1 유압 공전 시스템으로 배기 재순환 밸브 작동 운동을 전달하기 위한 수단을 더 포함하는,
    내연 기관 내의 두 개 이상의 엔진 밸브를 작동하기 위한 시스템.
  17. 제 1 및 제 2 공전 시스템 그리고 공통 제어 밸브를 이용하여 공통 엔진 실린더와 결합되는 두 개의 엔진 밸브를 작동하는 방법으로서,
    제 1 엔진 작동 모드 동안 상기 제 1 공전 시스템으로 유압 유체를 제공하는 단계,
    상기 제 1 엔진 작동 모드 동안 상기 공통 제어 밸브의 제어 하에서 상기 제 1 공전 시스템 내에 유압 유체를 선택적으로 유지하는 단계,
    제 2 엔진 작동 모드 동안 상기 제 2 공전 시스템으로 유압 유체를 제공하는 단계, 및
    상기 제 2 작동 모드 동안 상기 공통 제어 밸브의 제어 하에서 상기 제 2 공 전 시스템 내에 유압 유체를 선택적으로 유지하는 단계를 포함하는,
    두 개의 엔진 밸브를 작동하는 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    유압 유체가 상기 제 2 엔진 작동 모드 동안 상기 공통 제어 밸브의 제어 하에서 상기 제 1 공전 시스템으로부터 선택적으로 방출되는,
    두 개의 엔진 밸브를 작동하는 방법.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 1 엔진 작동 모드는 엔진 브레이킹 모드인,
    두 개의 엔진 밸브를 작동하는 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 제 2 엔진 작동 모드는 조기 배기 밸브 개방 모드인,
    두 개의 엔진 밸브를 작동하는 방법.
  21. 내연 기관 내의 두 개 이상의 엔진 밸브를 작동하기 위한 시스템으로서,
    마스터 피스톤 보어 및 슬레이브 피스톤 보어 각각으로 연장하는 중앙 개구 및 유압 통로를 가지는 하우징,
    엔진 밸브들 사이로 연장시키고 상기 하우징의 중앙 개구를 통하여 연장하는 중앙 안내 부재 및 상기 중앙 안내 부재를 통하여 연장하는 유압 통로를 가지는, 밸브 브리지,
    상기 밸브 브리지를 통하여 연장하고 상기 엔진 밸브들 중 하나와 접촉시키는 슬라이딩 핀,
    상기 마스터 피스톤 보어 내에 배치되는 마스터 피스톤,
    상기 슬레이브 피스톤 보어 내에 배치되고 상기 슬라이딩 핀과 접촉하는 슬레이브 피스톤, 및
    상기 슬레이브 피스톤 보어로 연장하는 상기 유압 통로와 소통되는 제어 밸브를 포함하는,
    내연 기관 내의 두 개 이상의 엔진 밸브를 작동하기 위한 시스템.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 제어 밸브는 고속 트리거 밸브인,
    내연 기관 내의 두 개 이상의 엔진 밸브를 작동하기 위한 시스템.
  23. 제 22 항에 있어서,
    (i) 상기 마스터 피스톤 보어 및 상기 슬레이브 피스톤 보어로 연장하는 유압 통로 및 (ii) 상기 중앙 안내 부재를 통하여 연장하는 상기 유압 통로는 상기 유압 통로들 사이의 선택적인 유압 유체 유동을 제공하도록 서로 선택적으로 정합시키는,
    내연 기관 내의 두 개 이상의 엔진 밸브를 작동하기 위한 시스템.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 슬레이브 피스톤을 통하여 연장하는 하나 또는 그 이상의 유압 유체 통로를 더 포함하는,
    내연 기관 내의 두 개 이상의 엔진 밸브를 작동하기 위한 시스템.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 슬레이브 피스톤을 통하여 연장하는 상기 하나 또는 그 이상의 유압 유체 통로는 상기 슬레이브 피스톤의 측벽에 제공되는 고리형 리세스와 소통되며, 상기 고리형 리세스는 상기 슬레이브 피스톤 보어 내의 상기 슬레이브 피스톤의 이동을 제한하도록 선택적으로 크기를 가지는,
    내연 기관 내의 두 개 이상의 엔진 밸브를 작동하기 위한 시스템.
  26. 제 21 항에 있어서,
    안내 핀을 수용시키는 상기 밸브 브리지의 하부에 중앙 보어를 더 포함하는,
    내연 기관 내의 두 개 이상의 엔진 밸브를 작동하기 위한 시스템.
  27. 제 21 항에 있어서,
    (i) 상기 마스터 피스톤 보어 및 상기 슬레이브 피스톤 보어로 연장하는 유압 통로 및 (ii) 상기 중앙 안내 부재를 통하여 연장하는 유압 통로는 상기 유압 통로들 사이에 선택적인 유압 유체 유동을 제공하도록 선택적으로 서로 정합되도록 구성되는,
    내연 기관 내의 두 개 이상의 엔진 밸브를 작동하기 위한 시스템.
  28. 제 21 항에 있어서,
    상기 슬레이브 피스톤을 통하여 연장하는 하나 또는 그 이상의 유압 유체 통로를 더 포함하는,
    내연 기관 내의 두 개 이상의 엔진 밸브를 작동하기 위한 시스템.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 슬레이브 피스톤을 통하여 연장하는 상기 하나 또는 그 이상의 유압 유체 통로가 상기 슬레이브 피스톤의 측벽에 제공되는 고리형 리세스와 소통되며, 상기 고리형 리세스는 상기 슬레이브 피스톤 보어 내의 상기 슬레이브 피스톤의 이동을 제한시키는 선택적인 크기를 가지는 ,
    내연 기관 내의 두 개 이상의 엔진 밸브를 작동하기 위한 시스템.
  30. 내연 기관 내의 두 개 이상의 엔진 밸브를 작동하기 위한 시스템으로서,
    각각 제 1 마스터 피스톤 보어 및 슬레이브 피스톤 보어로 상기 중앙 개구로부터 연장하는 중앙 개구 및 유압 통로를 가지는 하우징,
    엔진 밸브들 사이로 연장시키고, 상기 하우징 중앙 개구를 통하여 연장하는 중앙 안내 부재, 상기 중앙 안내 부재의 상단부에 제공되는 제 2 마스터 피스톤 보어, 및 상기 중앙 안내 부재를 통하여 연장하고 상기 제 2 마스터 피스톤 보어와 소통되는 유압 통로를 가지는 밸브 브리지,
    상기 밸브 브리지를 통하여 연장하고 상기 엔진 밸브들 중 하나와 접촉시키는 슬라이딩 핀,
    상기 제 1 마스터 피스톤 보어 내에 배치되는 제 1 마스터 피스톤,
    상기 제 2 마스터 피스톤 보어 내에 배치되는 제 2 마스터 피스톤,
    상기 슬레이브 피스톤 보어 내에 배치되고 상기 슬라이딩 핀과 접촉하는 슬레이브 피스톤, 및
    상기 슬레이브 피스톤 보어로 연장하는 상기 유압 통로와 소통되는 제어 밸브를 포함하는,
    내연 기관 내의 두 개 이상의 엔진 밸브를 작동하기 위한 시스템.
  31. 제 30 항에 있어서,
    상기 제어 밸브는 고속 트리거 밸브인,
    내연 기관 내의 두 개 이상의 엔진 밸브를 작동하기 위한 시스템.
  32. 제 31 항에 있어서,
    (i) 상기 마스터 피스톤 보어 및 상기 슬레이브 피스톤 보어로 연장하는 유압 통로 및 (ii) 상기 중앙 안내 부재를 통하여 연장하는 유압 통로가 상기 유압 통로들 사이에 선택적인 유압 유체 유동을 제공하도록 서로 선택적으로 정합시키하는,
    내연 기관 내의 두 개 이상의 엔진 밸브를 작동하기 위한 시스템.
  33. 제 32 항에 있어서,
    상기 슬레이브 피스톤을 통하여 연장하는 하나 또는 그 이상의 유압 유체 통로를 더 포함하는,
    내연 기관 내의 두 개 이상의 엔진 밸브를 작동하기 위한 시스템.
  34. 제 33 항에 있어서,
    상기 슬레이브 피스톤을 통하여 연장하는 하나 또는 그 이상의 유압 유체 통로는 상기 슬레이브 피스톤의 측벽에 제공되는 고리형 리세스와 소통되며, 상기 고리형 리세스는 상기 슬레이브 피스톤 보어 내에서의 상기 슬레이브 피스톤의 이동을 제한하도록 선택적인 크기를 가지는,
    내연 기관 내의 두 개 이상의 엔진 밸브를 작동하기 위한 시스템.
  35. 제 30 항에 있어서,
    안내 핀을 수용시키는 상기 밸브 브리지의 하부 내에 중앙 보어를 더 포함하는,
    내연 기관 내의 두 개 이상의 엔진 밸브를 작동하기 위한 시스템.
  36. 제 30 항에 있어서,
    (i) 상기 마스터 피스톤 보어 및 슬레이브 피스톤 보어로 연장하는 유압 통로 및 (ii) 상기 중앙 안내 부재를 통하여 연장하는 유압 통로는 유압 통로들 사이에 선택적인 유압 유체 유동을 제공하도록 서로 선택적으로 정합시키는,
    내연 기관 내의 두 개 이상의 엔진 밸브를 작동하기 위한 시스템.
  37. 제 30 항에 있어서,
    상기 슬레이브 피스톤을 통하여 연장하는 하나 또는 그 이상의 유압 유체 통로를 더 포함하는,
    내연 기관 내의 두 개 이상의 엔진 밸브를 작동하기 위한 시스템.
  38. 제 37 항에 있어서,
    상기 슬레이브 피스톤을 통하여 연장하는 상기 하나 또는 그 이상의 유압 유체 통로는 상기 슬레이브 피스톤의 측벽에 제공되는 고리형 리세스와 소통되고, 상기 고리형 리세스는 상기 슬레이브 피스톤 보어 내의 상기 슬레이브 피스톤의 이동을 제한하도록 선택적인 크기를 가지는,
    내연 기관 내의 두 개 이상의 엔진 밸브를 작동하기 위한 시스템.
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