KR20090059397A

KR20090059397A - 가변 밸브 시스템

Info

Publication number: KR20090059397A
Application number: KR1020070126237A
Authority: KR
Inventors: 백홍길
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아자동차주식회사
Priority date: 2007-12-06
Filing date: 2007-12-06
Publication date: 2009-06-11
Also published as: DE102008016894A1; US7918197B2; US20090145383A1; KR100993375B1; CN101451454A; CN101451454B

Abstract

본 발명에 따른 가변 밸브 시스템은, 제1 높이를 갖는 제1 로브와 상기 제1 높이보다 큰 제2 높이를 갖는 제2 로브가 형성된 캠 샤프트, 상기 제1 로브와 대응되고 한쪽에 홈이 형성된 제1 태핏, 상기 제2 로브와 대응되고 상기 홈에 삽입되는 제2 태핏, 상기 홈 안으로 유압을 전달하여 상기 제2 태핏을 상하로 움직이는 유압 제어부 및 상기 제2 태핏의 위치를 고정하는 핀을 포함하되, 상기 유압 제어부에서 상기 홈에 인가된 유압에 따라 상기 제2 로브와 마주하는 상기 제2 태핏의 상부면은 상기 홈의 내부로 소정거리 삽입되거나 상기 홈의 외부로 소정거리 돌출된다.

가변, 태핏, 밸브, 캠, 샤프트, 로브, 높이

Description

가변 밸브 시스템{VARIABLE VALVE SYSTEM}

본 발명은 밸브 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 가변 태핏을 구비한 가변 밸브 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차 산업의 다양한 분야에서 기술 개발이 지속되어 있다. 그 중에서 엔진의 연비를 향상시키는 분야는 에너지 절감 및 환경 측면에서 아주 중요하다.

실린더 휴지(CDA: cylinder de activation) 기능을 갖는 엔진은 아이들 시나 저부하 운전조건에서 일부 연소실의 작동을 멈춰 연료의 소모를 줄임으로써 연비를 향상시킨다.

도 1은 일반적인 가변 태핏을 구비한 밸브 시스템이다.

도시한 바와 같이, 밸브 시스템은 가변 태핏(swithable tappet)을 구비한다. 상기 가변 태핏은 밸브의 스템(1a) 상단부에 설치된다.

상기 가변 태핏은 이너 태핏(3), 아우터 태핏(5) 및 로킹 핀(7)을 포함한다. 그리고, 캠 샤프트(9)에는 제1 캠(13) 및 제2 캠(11)이 형성된다.

상기 제1 캠(13)은 상기 아우터 태핏(5)과 대응되고, 상기 제2 캠(11)은 상 기 이너 태핏(3)과 대응된다.

도 1에서 위 도면은 상기 로킹 핀(7)에 의해서 상기 이너 태핏(3)과 상기 아우터 태핏(5)이 함께 움직이는 모습이고, 아래 도면은 상기 이너 태핏(3)과 상기 아우터 태핏(5)이 각각 다르게 움직이는 모습이다. 상기 로킹 핀(7)은 유압에 의해서 작동된다.

도 1의 위 도면에서 상기 스탬(1a)은 상기 제1 캠(13)에 의해서 움직이고, 아래 도면에서 상기 스탬(1a)은 상기 짭은 캠(11)에 의해서 움직인다. 그리고 상기 아우터 태핏(5)은 로스트 스프링(1b)을 압축시키면서 상기 스템의 움직임은 제한된다.

한편, 상기 제1 캠(13)에 의한 상기 밸브의 움직임은 상기 아우터 태핏(5)의 움직임에 의해서 컨트롤되기 때문에 상기 가변 태핏(3, 5)의 전체길이(L)가 길어지는 문제점이 있다.

본 발명은, 가변 태핏의 길이가 줄어들어 컴팩트하고 중량이 줄어든 밸브 시스템을 제공한다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명에 의한 밸브 시스템은, 제1 높이를 갖는 제1 로브와 상기 제1 높이보다 큰 제2 높이를 갖는 제2 로브가 형성된 캠 샤프트, 상기 제1 로브와 대응되고 한쪽에 홈이 형성된 제1 태핏, 상기 제2 로브와 대응되고 상기 홈에 삽입되는 제2 태핏, 상기 홈 안으로 유압을 전달하여 상기 제2 태핏을 상하로 움직이는 유압 제어부 및 상기 제2 태핏의 위치를 고정하는 핀을 포함하되, 상기 유압 제어부에서 상기 홈에 인가된 유압에 따라 상기 제2 로브와 마주하는 상기 제2 태핏의 상부면은 상기 홈의 내부로 소정거리 삽입되거나 상기 홈의 외부로 소정거리 돌출된다.

또한 본 실시예에서, 상기 제2 태핏은 상기 홈의 내측면과 슬라이딩 결합되고 상기 제2 태핏은 제1 스프링에 의해서 탄성지지되고, 상기 핀을 지지하는 제2 스프링을 더 포함하고, 상기 핀은 상기 유압 제어부에 의해서 움직이면서 상기 제2 태핏을 움직이도록 하거나 고정할 수 있다.

또한 본 실시예에서, 상기 핀이 슬라이딩 결합되는 실린더가 더 형성되고, 상기 실린더의 내측면에는 상기 핀의 움직임을 제한하는 돌기가 형성될 수 있다. 또한 상기 제1태핏의 내측면에는 상기 핀의 단부가 삽입되는 그루브가 형성되는 것 이 바람직하다.

또한 본 실시예에서, 상기 제1 로브는 양측에 형성되고 상기 제2 로브는 상기 제1 로브들 사이에 형성되고, 상기 홈은 상기 제1 태핏의 가운데에 형성될 수 있다.

또한 본 실시예에서, 상기 핀은 상기 제2 스프링의 양 단부에 설치되고, 포트를 개방하는 밸브와 연결된 스템은 상기 제1 태핏에 지지되어 움직이는 것이 바람직하다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 밸브 시스템에 의하면, 가변 테핏의 길이가 줄어들고, 중량이 가벼워진다. 따라서, 밸브 시스템은 컴팩트해지고 엔진의 효율이 향상된다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여, 본 발명의 실시예에 따른 밸브 시스템에 대해 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 가변 태핏을 구비한 밸브 시스템의 제1 상태 단면도이다.

도 2에 도시한 바와 같이, 캠 샤프트(200)에는 캠 유닛(205)이 형성되고, 상기 캠 유닛(205)은 제1 로브(205a)와 제2 로브(205b)를 포함한다.

상기 제1 로브(205a)는 제1 높이(L1)를 갖고, 상기 제2 로브(205b)는 제2 높이(L2)를 갖는다. 상기 제2 높이(L2)는 상기 제1 높이(L1)보다 크다. 또한 상기 제1 로브(205a)는 양측에 형성되고 상기 제1 로브들(205a) 사이에 상기 제2 로브(205b)가 위치한다.

상기 캠 샤프트(200)의 하부에는 제1 태핏(210), 제2 태핏(215), 스템(202) 및 밸브(204)가 구비된다. 상기 제1 태핏(210)은 상기 제1 로브(205a)와 대응된다.

상기 제1 태핏(210)의 가운데 부분에는 홈(203)이 형성되고, 상기 홈(203)으로 상기 제2 태핏(215)이 삽입된다. 상기 제2 태핏(215)으로 상기 스템(202)이 직접연결된다. 그리고, 상기 스템(202)의 하단부에는 실린더의 포트를 개폐하는 상기 밸브(204)가 형성된다.

본 실시예에서, 상기 제1 태핏(210)은 상기 제1 로브(205a)와 대응되고 상기 제2 태핏(215)은 상기 제2 로브(205b)와 대응된다.

한편, 상기 제2 태핏(215)의 하부에는 제1 유로(250) 및 제2 유로(255)가 형성된다. 상기 제1 유로(250) 및 상기 제2 유로(255)를 통하여 상기 홈(203) 내측으로 유압이 전달된다. 유압의 공급에 따라서 상기 제2 태핏(215)은 상부방향 또는 하부방향으로 움직인다.

상기 홈(203)의 내측에는 지지부(225)가 형성되고, 상기 지지부(225)에는 제1 스프링(220)이 설치된다. 상기 제1 스프링(220)은 상기 제2 태핏(215)을 탄성지지한다.

상기 지지부(225)의 내부에는 제1 공간(245)이 형성되고, 상기 제1 공간(245)으로는 제2 스프링(240)이 설치된다. 상기 제1 유로(250)는 상기 제1 공간(245)으로 형성되고, 상기 제1 공간(245)에서부터 상기 홈(203)으로 상기 지지부(235) 안에 상기 제2 유로(255)가 형성된다.

상기 제1 공간(245)의 양측으로는 실린더(305, 도 3)가 구비되고, 상기 실린더(305, 도 3)에는 핀(230)이 설치된다. 상기 핀(230)은 상기 제2 스프링(240)의 양단부에 연결 또는 고정된다.

상기 제2 스프링(240)은 상기 핀(230)을 탄성적으로 잡아당긴다. 상기 제1 공간(245)의 내측면에는 돌기(260)가 형성되고, 상기 돌기(260)에 의해서 상기 핀(230)은 지지된다.

상기 제1 유로(250)로 유압이 공급되면, 상기 제1 공간(245)과 상기 홈(203)에 압력이 상승한다. 따라서, 상기 제2 태핏(215)은 상부방향으로 움직이고, 상기 핀들(230)은 상기 홈(203)의 내측면 방향 즉, 제1 태핏(210)의 내측면 방향으로 움직이게 된다.

도 2에 도시한 바와 같이, 상기 제2 태핏(215)은 제1 상태를 갖는다. 즉, 상기 제2 태핏(215)의 상단면은 상기 제1 태핏(210)의 상단면에서 상기 홈(203) 내측 방향으로 제3길(L3)이 삽입되어 있다.

그리고, 유압의 공급에 따라서 상기 제2 태핏(215)은 중간 상태(267) 및 제2 상태(265)를 갖는다. 상기 중간 상태(267)에서 상기 제2 태핏(215)의 상단면은 상기 제1 태핏(210)의 상단면과 동일한 높이를 갖고, 상기 제2 상태(265)에서 상기 제2 태핏(215)의 상단면은 상기 제1 태핏(210)의 상단면보다 제1 길이(L1) 높다.

본 발명의 실시예에 따른 가변 테핏은 제1 상태에서 길이(L0)를 갖는다. 그리고, 제2 상태에서는 길이(L)를 갖는다. 일반적인 가변 테핏보다 본 실시예에 따른 가변 테핏은 제1 높이(L1)만큼 그 길이가 작다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 가변 태핏을 구비한 밸브 시스템의 제2 상태 단면도이다.

도 3에 도시한 바와 같이, 상기 제2 태핏(215)은 상기 홈(203)으로 공급된 유압에 의해서 상승한다. 또한, 상기 제1 공간(245)의 압력이 상승하면서 상기 제2 스프링(240)이 탄성적으로 신장되면서 상기 핀들(230)은 상기 홈(203)의 양 내측으로 이동한다.

상기 제1 태핏(210)에 형성된 상기 홈(203)의 내측면 하부에는 그루브(235, 도 2 및 도 3)가 형성되고, 상기 그루브(235) 내측으로 상기 핀들(230)이 삽입된다. 따라서 상기 핀들(230)은 상기 제2 태핏(215)의 하단부를 지지한다.

도시한 바와 같이, 상기 제2 태핏(215)은 상기 제1 태핏(210)의 상단면에서 제4 길이(L4)만큼 돌출된다. 따라서 본 실시예에 따른 가변 테핏은 연장된 길이(L)를 갖는다. 따라서 상기 스템(202) 및 상기 밸브(204)의 움직임은 제2 길이(L2)와 제4 길이(L4)를 합한 길이와 같다.

도 3에 도시한 바와 같이, 상기 제1 태핏(210)의 하부에는 제3 유로(300)가 더 형성된다. 상기 제1 유로(250), 상기 제1 공간(245) 및 상기 제2 유로(255)를 통하여 유압일 공급될 수 있고, 상기 제1 유로(250)와 상기 제3 유로(300)를 통하여 유압이 상기 홈(203)으로 직접적으로 공급될 수 있다.

한편 상기 제1 유로(250)를 통하여 유압이 인출되면 상기 핀들(230)은 상기 그루브(235)에서 인출된다. 그리고, 상기 핀들(230)은 상기 제1 공간(245)이 형성된 중심방향으로 움직인다. 그리고, 상기 홈(203)의 압력이 떨어지면서 제2 태핏(215)은 하강한다.

이상에서는 현재로서 실질적이라 고려되는 실시예를 참고로 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것으로 이해되어서는 안된다. 오히려, 전술한 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

도 1은 일반적인 가변 태핏을 구비한 밸브 시스템이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

200: 캠 샤프트

202: 스템

203: 홈

204: 밸브

205: 캠 유닛

210: 제1 태핏

215: 제2 태핏

220: 제1 스프링

225: 지지부

230: 핀

235: 그루브

240: 제2 스프링

250, 255: 유로

Claims

제1 높이를 갖는 제1 로브와 상기 제1 높이보다 큰 제2 높이를 갖는 제2 로브가 형성된 캠 샤프트;

상기 제1 로브와 대응되고 한쪽에 홈이 형성된 제1 태핏;

상기 제2 로브와 대응되고 상기 홈에 삽입되는 제2 태핏;

상기 홈 안으로 유압을 전달하여 상기 제2 태핏을 상하로 움직이는 유압 제어부; 및

상기 제2 태핏의 위치를 고정하는 핀;

을 포함하되,

상기 유압 제어부에서 상기 홈에 인가된 유압에 따라 상기 제2 로브와 마주하는 상기 제2 태핏의 상부면은 상기 홈의 내부로 소정거리 삽입되거나 상기 홈의 외부로 소정거리 돌출되는 가변 밸브 시스템.
제1 항에 있어서,

상기 제2 태핏은 상기 홈의 내측면과 슬라이딩 결합되고 상기 제2 태핏은 제1 스프링에 의해서 탄성 지지되는 상기 가변 밸브 시스템.
제1 항에 있어서,

상기 핀을 지지하는 제2 스프링을 더 포함하고, 상기 핀은 상기 유압 제어부 에 의해서 움직이면서 상기 제2 태핏을 움직이도록 하거나 고정하는 가변 밸브 시스템.
제3 항에 있어서,

상기 핀이 슬라이딩 결합되는 실린더가 더 형성된 가변 밸브 시스템.
제4 항에 있어서,

상기 실린더의 내측면에는 상기 핀의 움직임을 제한하는 돌기가 형성된 가변 밸브 시스템.
제3 항에 있어서,

상기 제1태핏의 내측면에는 상기 핀의 단부가 삽입되는 그루브가 형성된 가변 밸브 시스템.
제1 항에 있어서,

상기 제1 로브는 양측에 형성되고 상기 제2 로브는 상기 제1 로브들 사이에 형성되는 가변 밸브 시스템.
제1 항에 있어서,

상기 홈은 상기 제1 태핏의 가운데에 형성되는 가변 밸브 시스템.
제3 항에 있어서,

상기 핀은 상기 제2 스프링의 양 단부에 설치되는 가변 밸브 시스템.
제3 항에 있어서,

포트를 개방하는 밸브와 연결된 스템은 상기 제1 태핏에 지지되어 움직이는 가변 밸브 시스템.