KR20120045500A - Overhead valve system for variable valve timing - Google Patents

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KR20120045500A
KR20120045500A KR1020100107082A KR20100107082A KR20120045500A KR 20120045500 A KR20120045500 A KR 20120045500A KR 1020100107082 A KR1020100107082 A KR 1020100107082A KR 20100107082 A KR20100107082 A KR 20100107082A KR 20120045500 A KR20120045500 A KR 20120045500A
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Abstract

PURPOSE: An overhead valve device for VVT(Variable Valve timing) is provided to minimize a change of a valve clearance, keep a motion of a valve stable when changing a valve timing. CONSTITUTION: An overhead valve device for VVT(Variable Valve timing) comprises a swim arm assembly(100). The swing arm assembly follows profiles of a cam. The swing arm assembly comprises a housing(110), a roller(120), a compression spring(130) and an actuator. One side of the housing is pivoted on an upper part of a cam and rotated vertically about a hinge shaft(140). The roller is connected to a lower part of a sliding shaft, rotated above and below. The roller contacted on an outer surface of the cam rolls along the profile. The compression spring elastically compresses the roller down toward the cam and elastically compresses the housing up. The actuator rotates the housing about the hinge shaft by controlling the fluid pressure.

Description

가변 밸브 타이밍용 오버 헤드 밸브 장치{Overhead Valve System for Variable Valve Timing}Overhead Valve System for Variable Valve Timing

본 발명은 가변 밸브 타이밍용 오버 헤드 밸브 장치에 관한 것으로서, 밸브 클리어런스의 변화 및 푸시 로드와 로커 암의 접촉 지점의 변화없이 캠에 대한 롤러의 접촉 지점을 이동가능토록 하여 밸브 타이밍을 변화시킴으로써, 기존에 가변 밸브 타이밍 기술을 적용하지 않던 선박용 및 산업용의 중ㆍ대형 엔진의 오버 헤드 밸브 장치에 쉽게 적용할 수 있고 자동차 엔진과 같은 소형 엔진의 오버 헤드 밸브 장치에도 유용하게 적용할 수 있는 가변 밸브 타이밍용 오버 헤드 밸브 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an overhead valve device for variable valve timing, wherein the valve timing is varied by moving the contact point of the roller to the cam without changing the valve clearance and the contact point of the push rod and rocker arm. For variable valve timing that can be easily applied to overhead valve devices of medium and large engines for ships and industries that did not apply the variable valve timing technology to the engine, and also useful for overhead valve devices of small engines such as automobile engines. An overhead valve device.

엔진의 가변 밸브 타이밍은, 엔진의 운전 속도와 부하 등의 조건에 따라 흡, 배기 밸브의 개폐 타이밍을 변화시켜 열효율과 출력을 최적화하고 연비를 향상시키는 기술이다.The variable valve timing of the engine is a technique for optimizing thermal efficiency and output and improving fuel efficiency by changing the opening and closing timing of the intake and exhaust valves according to the conditions such as the operation speed and the load of the engine.

가변 밸브 타이밍 장치에 관련한 일반적인 기술로서는, 캠의 위상을 변화시켜 밸브의 개방 시기를 진각(Advanced) 또는 지각(Retarded)시키는 장치가 있다.As a general technique related to the variable valve timing apparatus, there is a device that changes the phase of the cam to advance or retard the valve opening timing.

그러나 이러한 가변 밸브 타이밍 장치는, 캠 샤프트의 전방 단부 부분에 헬리컬 기어식, 비틀림 스플라인 식, 배인(vane)식, 또는 전자 유압식 등으로 이루어지는 캠 위상 가변기구를 설치하여야 하는 등, 구성이 매우 복잡해지고 실린더 헤드 부분의 사이즈가 비대해 진다는 단점이 있다.However, such a variable valve timing device is very complicated in configuration, such as a cam phase variable mechanism consisting of a helical gear type, a torsional spline type, a vane type, or an electrohydraulic type, to the front end portion of the cam shaft. The disadvantage is that the size of the cylinder head portion is enlarged.

가변 밸브 타이밍 장치의 또 다른 예로서는, 밸브 리프트 기구의 구조를 변형하여 밸브의 개방 지속 시간이나 개폐 타이밍을 변화시키는 장치가 알려져 있으다. 그러나 이러한 장치 또한 구조적으로 복잡하고 실린더 헤드 부분의 부피를 증가시키는 단점이 있다. 또한, 이러한 장치는 오버 헤드 캠 샤프트 시스템에만 주로 적용하고 있고, 오버 헤드 밸브 시스템에는 적용하기 어려워, 기존에 가변 밸브 타이밍 장치가 적용되지 않던 선박용이나 산업용 중ㆍ대형 엔진의 오버 헤드 밸브 시스템을 위해서는 새로운 형태의 가변 밸브 타이밍 장치가 요구되고 있다.As another example of the variable valve timing device, a device is known in which the structure of the valve lift mechanism is modified to change the opening duration or opening / closing timing of the valve. However, such a device is also structurally complicated and has the disadvantage of increasing the volume of the cylinder head portion. In addition, these devices are mainly applied to the overhead camshaft system and are difficult to apply to the overhead valve system. Therefore, these devices are not suitable for the overhead valve system of marine or industrial medium / large engines, in which the variable valve timing device was not applied. There is a need for a variable valve timing device of the type.

도 1 및 도 2에는 종래의 오버 헤드 밸브 장치의 예를 나타낸 것이다.1 and 2 show an example of a conventional overhead valve device.

도 1에 도시된 장치는 첫 번째의 예로서, 캠(2)에 의해 태핏(4)과 푸시 로드(6)를 승강시키고, 푸시 로드(6)에 의해 로커 암(8)을 회동시켜 밸브(10)를 개폐한다. 태핏(4)은 캠(2)의 회전운동을 상하운동으로 바꾸며, 푸시 로드(6)는 태핏(4)의 오목면에 닿아 있다.The device shown in FIG. 1 is a first example, by lifting the tappet 4 and the push rod 6 by means of a cam 2 and by rotating the rocker arm 8 by the push rod 6 by means of a valve ( 10) Open and close. The tappet 4 converts the rotational movement of the cam 2 into a vertical movement, and the push rod 6 is in contact with the concave surface of the tappet 4.

도 2에 도시된 장치는 두 번째의 예로서, 직선 운동형 태핏 대신에 스윙 암(30)을 사용한 형태이다. 즉, 스윙 암(30)의 아래쪽 롤러(31)에 캠(2)이 접촉하고 위쪽에는 푸시 로드(6)가 지지되어 있으며, 스윙 암(30)은 힌지축(32)에 상하방향으로 회동가능하게 설치된 형태이다. 캠(2)이 회전하면 스윙 암(30)의 롤러(31)가 캠(2)의 프로파일을 추종하게 되고, 그에 의해 스윙 암(30)이 힌지축(32)을 중심으로 회동하여 푸시 로드(6)를 상하로 왕복운동시키게 되며, 푸시 로드(6)에 의해 로커 암(8)을 회동시켜 밸브(10)를 개폐한다.The device shown in FIG. 2 is a second example, in which the swing arm 30 is used instead of the linear motion tappet. That is, the cam 2 is in contact with the lower roller 31 of the swing arm 30 and the push rod 6 is supported on the upper side, and the swing arm 30 is rotatable up and down on the hinge shaft 32. It is installed form. When the cam 2 rotates, the roller 31 of the swing arm 30 follows the profile of the cam 2, whereby the swing arm 30 rotates about the hinge shaft 32 to push the rod ( 6) is reciprocated up and down, and the rocker arm 8 is rotated by the push rod 6 to open and close the valve 10.

도 1의 밸브 장치는, 캠(2)의 프로파일에 따라 태핏(4)이 상하운동을 하므로, 로커 암(8)의 길이와 상관없이 등가 질량을 가지기 때문에 힘의 전달과 효율에서 유리하다.The valve device of FIG. 1 is advantageous in force transmission and efficiency because the tappet 4 moves up and down in accordance with the profile of the cam 2 and therefore has an equivalent mass irrespective of the length of the rocker arm 8.

그러나 캠(2)의 프로파일에 따라 태핏(4)이 상하운동만을 하므로, 그 자체만으로는 밸브 개폐 타이밍을 변화시키거나 제어할 수 없다.However, since the tappet 4 only moves up and down according to the profile of the cam 2, the valve opening / closing timing cannot be changed or controlled by itself.

도 2의 밸브 장치는, 캠(2)의 프로파일에 의해 스윙 암(30)이 힌지축(32)을 중심으로 회전운동을 하는 구조이므로, 스윙 암(30)의 몸체 자체를 회동시킬 수 있다면 타이밍 제어가 가능해 진다.The valve device of FIG. 2 has a structure in which the swing arm 30 rotates about the hinge axis 32 by the profile of the cam 2, so that the timing of the swing arm 30 can be rotated. Control is possible.

그러나 타이밍을 바꾸기 전, 후의 밸브 운동에 영향이 없어야 한다. 요컨대, 도 2의 밸브 장치의 구조를 그대로 유지한 채 스윙 암(30)을 회동시킨다면 푸시 로드(60)와 로커 암(8)의 접촉점(A점)의 상하방향 좌표가 변화하게 되고, 그에 따라 로커 암(8)과 밸브(10) 사이의 클리어런스(즉, 밸브 래시(valve lash))가 지나치게 크게 변화하게 되어 정상적인 밸브 기능을 할 수 없게 된다. 따라서, 스윙 암(30)의 몸체를 회전시키더라도(즉, 타이밍을 변화시키더라도), 밸브 래시 값은 정상적인 밸브 운동에 영향이 없는 범위 내로 유지되어야 한다.However, before changing the timing, there should be no influence on the valve movement afterwards. In other words, if the swing arm 30 is rotated while maintaining the structure of the valve device of FIG. 2, the vertical coordinates of the contact point (point A) of the push rod 60 and the rocker arm 8 are changed, and accordingly, The clearance between the rocker arm 8 and the valve 10 (i.e., the valve lash) changes too largely to function normally. Therefore, even if the body of the swing arm 30 is rotated (ie, changing timing), the valve lash value should be kept within a range that does not affect normal valve motion.

또한, 타이밍을 바꾸기 위해서 스윙 암(30)의 위치를 이동시켜야 하는데, 스윙 암(30)은 회동운동을 하는 구조이므로 이동 전, 후의 회전체의 토크를 조절하여야 한다. 원래의 위치로 돌아가려는 힘이 존재한다면 타이밍을 변화시킨 상태를 유지할 수 없기 때문이다.In addition, in order to change the timing, the position of the swing arm 30 must be moved. Since the swing arm 30 is a structure that rotates, the torque of the rotating body before and after the movement must be adjusted. If there is a force to return to the original position, the timing can not be maintained.

본 발명은 상기와 같은 사항들을 고려하여 푸시 로드와 로커 암의 접촉 지점의 좌표에 변화를 주지않고 캠에 대한 롤러의 접촉 지점을 이동가능하도록 구성하여 밸브 타이밍을 변화시킬 수 있도록 하는 가변 밸브 타이밍용 오버 헤드 밸브 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.In view of the above, the present invention provides a variable valve timing for changing the valve timing by moving the contact point of the roller to the cam without changing the coordinates of the contact point of the push rod and the rocker arm. It is an object to provide an overhead valve device.

또한, 밸브 타이밍 변화에 상관없이 스윙 하우징에 걸리는 토크의 크기를 절절하게 제어하여 동작이 안정적으로 이루어지도록 하고 구조물이 받는 피로를 최소화할 수 있도록 하는 가변 밸브 타이밍용 오버 헤드 밸브 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, it is an object of the present invention to provide an overhead valve device for variable valve timing that can control the magnitude of the torque applied to the swing housing irrespective of the valve timing change to ensure stable operation and minimize the fatigue of the structure. It is done.

상기한 목적은, 캠의 프로파일을 스윙 암 조립체가 추종하고, 스윙 암 조립체의 운동에 의해 푸시 로드를 동작시키며, 푸시 로드의 동작에 의해 로커 암이 동작하도록 된 오버 헤드 밸브 장치로서, 상기 스윙 암 조립체는, 상기 캠의 상부에서 일측이 힌지축을 중심으로 상, 하 회동 가능하게 피벗 설치되는 하우징; 상기 미끄럼 축의 하단에 회전가능하면서 상하방향으로 이동가능하게 결합되고, 상기 캠의 외주면에 접촉하여 캠의 프로파일을 따라 구르는 롤러; 상기 롤러의 상부와 하우징의 상단 사이에 개재되어 상기 롤러를 상기 캠을 향해 하향으로 탄성 가압하는 한편 반대측으로는 상기 하우징을 상향으로 탄성 가압하는 압축 스프링; 및 유압의 제어에 의해 상기 하우징을 힌지축을 중심으로 회동시키는 액추에이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 오버 헤드 밸브 장치를 제공하는 것에 의해 달성된다.The above object is an overhead valve device in which a swing arm assembly follows a profile of a cam, operates a push rod by the movement of a swing arm assembly, and allows the rocker arm to operate by the operation of the push rod, wherein the swing arm The assembly may include a housing in which one side of the upper part of the cam pivots up and down about a hinge axis; A roller rotatably coupled to a lower end of the sliding shaft to be movable in a vertical direction, the roller being in contact with an outer circumferential surface of the cam and rolling along a profile of the cam; A compression spring interposed between an upper portion of the roller and an upper end of the housing to elastically press the roller downward toward the cam while elastically pressing the housing upward on the opposite side; And an actuator for rotating the housing about the hinge axis by the control of the hydraulic pressure.

상기 하우징에는 상하방향으로 안내공이 형성되고, 상기 안내공에는 미끄럼 축이 축방향으로 미끄럼 이동 가능하게 삽입되며, 상기 미끄럼 축의 하단에는 상기 롤러가 회전가능하게 결합되고, 미끄럼 축의 상단에는 상기 푸시 로드의 하단부가 미끄럼 회동가능하게 안착하며, 미끄럼 축의 상면과 안내공의 상단 내측면 사이에는 상기 압축 스프링이 개재된다.The guide hole is formed in the housing in the vertical direction, the slide shaft is inserted into the guide hole so as to slide in the axial direction, the roller is coupled to the lower end of the sliding shaft rotatably, the upper end of the sliding shaft of the push rod The lower end is slidably seated, and the compression spring is interposed between the upper surface of the sliding shaft and the upper inner surface of the guide hole.

상기 미끄럼 축의 상부에는 시트 블록이 결합되어, 상기 시트 블록의 상면에 상기 푸시 로드의 하단부가 미끄럼 회동가능하게 안착하도록 구성하여도 좋다.A seat block may be coupled to an upper portion of the sliding shaft so that the lower end of the push rod may be slidably mounted on an upper surface of the seat block.

또한, 상기 미끄럼 축은 스토퍼에 의해 상, 하 이동범위가 제한되도록 구성하여도 좋다.Further, the sliding shaft may be configured such that the upper and lower moving ranges are limited by the stopper.

상기 액추에이터는 유압 실린더로 구성할 수 있다.The actuator can be configured as a hydraulic cylinder.

유압 실린더는, 엔진의 일측에 회동가능하게 피벗 설치되는 실린더; 및 상기 실린더에 삽입되어 유압에 의해 운동하고, 선단이 힌지 핀에 의해 하우징에 회동가능하게 피벗 결합되는 피스톤 로드를 포함한다.Hydraulic cylinder, the cylinder pivotally installed on one side of the engine; And a piston rod inserted into the cylinder to move by hydraulic pressure, the tip being pivotally pivotally coupled to the housing by a hinge pin.

본 발명에 따른 가변 밸브 타이밍용 오버 헤드 밸브 장치에 의하면, 하우징이 회동가능하게 설치되고, 하우징 내에서 롤러가 상, 하 방향으로 이동가능하며, 밸브 타이밍 변경시의 하우징의 회전과 캠 프로파일의 추종에 의한 롤러의 상, 하 방향 이동에 의한 힘을 압축 스프링의 지지에 의해 상쇄하는 구조의 스윙 암 조립체와, 스윙 암 조립체의 하우징을 회동시키는 액추에이터를 구비하는 것에 의해, 캠에 대한 롤러의 접촉 지점을 안정적으로 이동시켜 밸브 타이밍을 변화시킬 수 있으며, 그에 따라 밸브 타이밍 변경시 밸브 클리어런스의 변화를 최소화할 수 있으며 밸브 운동을 안정적으로 유지할 수 있다.According to the variable valve timing overhead valve device according to the present invention, the housing is rotatably installed, the roller is movable in the up and down direction in the housing, and the rotation of the housing and the cam profile following the valve timing change. The contact point of the roller with respect to a cam by providing the swing arm assembly of the structure which cancels the force by the up-and-down movement of the roller by the support of a compression spring, and the actuator which rotates the housing of a swing arm assembly. It is possible to stably move the valve timing to change the valve timing, thereby minimizing the change in the valve clearance when the valve timing changes, it is possible to maintain a stable valve movement.

따라서, 기존에 가변 밸브 타이밍 장치가 적용되기 어려웠던 선박용이나 산업용 중ㆍ대형 엔진의 오버 헤드 밸브 시스템에 간단한 구조에 의해 가변 밸브 타이밍을 실현할 수 있다.Therefore, the variable valve timing can be realized by the simple structure in the overhead valve system of the marine and industrial medium / large engine which it was difficult to apply the variable valve timing apparatus conventionally.

도 1은 종래의 일반적인 오버 헤드 밸브 장치의 일례를 도시한 도면이다.
도 2는 종래의 일반적인 오버 헤드 밸브 장치의 다른 예를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 가변 밸브 타이밍용 오버 헤드 밸브 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 스윙 암 조립체를 나타내는 도면이다.
도 5는 도 4의 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 오버 헤드 밸브 장치에서 밸브 닫힘 시기가 530도 각도에서 이루어질 때의 상태를 나타내는 도면이다.
도 7은 도 6에서 밸브 닫힘 시기를 550도 각도로 변화시켰을 때의 상태를 나타내는 도면이다.1 is a view showing an example of a conventional general overhead valve device.
2 is a view showing another example of a conventional general overhead valve device.
3 is a view schematically showing an overhead valve device for variable valve timing according to the present invention.
4 is a view showing a swing arm assembly according to the present invention.
5 is a cross-sectional view of FIG. 4.
6 is a view showing a state when the valve closing timing is made at an angle of 530 degrees in the overhead valve device according to the present invention.
FIG. 7 is a view showing a state when the valve closing timing is changed at an angle of 550 degrees in FIG. 6.

이하, 첨부도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다. 도 1과 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하여 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The same components as in Fig. 1 will be described with the same reference numerals.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 오버 헤드 밸브 장치는, 캠(2)의 프로파일을 스윙 암 조립체(100)가 추종하고, 스윙 암 조립체(100)의 운동에 의해 푸시 로드(6)를 동작시키며, 푸시 로드(6)의 동작에 의해 로커 암(8)이 동작하도록 된 오버 헤드 밸브 장치이다.As shown in FIG. 3, in the overhead valve device of the present invention, the swing arm assembly 100 follows the profile of the cam 2, and the push rod 6 is moved by the movement of the swing arm assembly 100. It is an overhead valve device which operates, and the rocker arm 8 is operated by operation of the push rod 6.

여기서, 스윙 암 조립체(100)는 캠(2)의 상부에 설치되는 것으로, 엔진의 일측에 힌지축(140)에 의해 상, 하 회동 가능하게 피벗 설치되는 하우징(110)과, 하우징(110)의 하단에 회전가능하면서 상하방향으로 이동가능하게 설치되는 롤러(120)와, 상기 롤러(120)의 상부와 하우징(110) 사이에 개재되어 롤러(120)는 캠(2)을 향해 하향으로 탄성 가압하고 상기 하우징(110)은 상향으로 탄성 가압하는 압축 스프링(130)과, 유압의 제어에 의해 상기 하우징(110)을 힌지축(140)을 중심으로 회동시키는 액추에이터를 포함한다.Here, the swing arm assembly 100 is installed on the upper portion of the cam 2, the housing 110 and the housing 110 which is pivotally installed upside down by the hinge shaft 140 on one side of the engine, The roller 120 is rotatably installed at the lower end of the roller 120 and movable upward and downward, and interposed between the upper portion of the roller 120 and the housing 110 so that the roller 120 is elastically downward toward the cam 2. Compression and the housing 110 includes a compression spring 130 for elastically pressing upward, and an actuator for rotating the housing 110 about the hinge shaft 140 by the control of the hydraulic pressure.

좀 더 구체적으로, 힌지축(140)은 엔진에 고정되고, 하우징(110)은 유압 실린더(150)에 의해 힌지축(140)을 중심으로 상, 하 방향으로 회동 된다.More specifically, the hinge shaft 140 is fixed to the engine, the housing 110 is rotated in the up, down direction around the hinge shaft 140 by the hydraulic cylinder 150.

압축 스프링(130)은 롤러(120) 캠(2) 표면으로 탄성 가압하는 한편, 롤러(120)와 캠(2) 사이의 반력을 하우징(110)에 전달함으로써 토크를 상쇄시켜 준다.The compression spring 130 elastically presses against the surface of the cam 120 and the cam 2, while canceling torque by transmitting a reaction force between the roller 120 and the cam 2 to the housing 110.

상기 롤러(120)의 회전 및 상하 방향 미끄럼 이동을 구체적으로 구현하기 위한 바람직한 예로서, 상기 하우징(110)에는 상하방향으로 안내공(112)이 형성되고, 상기 안내공(112)에는 미끄럼 축(122)이 축방향으로 미끄럼 이동 가능하게 삽입된다. 이러한 미끄럼 축(122)의 하단에는 롤러(122)가 축(121)으로 회전가능하게 결합된다. 압축 스프링(130)은, 미끄럼 축(122)의 상면과 안내공(112)의 상단 내측면 사이에 개재되어, 하방으로는 미끄럼 축(122)을 가압하고, 상방으로는 하우징(110)을 가압한다. 가공과 조립의 편의를 위해, 하우징(110)의 안내공(112)은 하우징(110)을 관통하도록 형성하고, 안내공(112)의 상단에는 커버(114)를 장착하여, 압축 스프링(130)에 의해 커버(114)의 내면을 가압하는 힘이 하우징(110)에 전달되도록 하고 있다.As a preferred example for implementing the rotation of the roller 120 and the sliding in the vertical direction in detail, a guide hole 112 is formed in the housing 110 in the vertical direction, and a sliding shaft ( 122 is inserted to slide in the axial direction. The roller 122 is rotatably coupled to the shaft 121 at the lower end of the sliding shaft 122. The compression spring 130 is interposed between the upper surface of the sliding shaft 122 and the upper inner surface of the guide hole 112 to press the sliding shaft 122 downward and press the housing 110 upward. do. For convenience of processing and assembly, the guide hole 112 of the housing 110 is formed to penetrate the housing 110, the cover 114 is mounted on the upper end of the guide hole 112, the compression spring 130 By this, the force for pressing the inner surface of the cover 114 is transmitted to the housing 110.

상기 미끄럼 축(122)의 상단에는 푸시 로드(6)의 하단부가 안착 되는데, 본 실시예에서는 미끄럼 축(122)의 상부에 시트 블록(124)을 결합하여, 시트 블록(124)의 상면에 푸시 로드(6)의 하단부가 구면(球面) 접촉에 의해 미끄럼 회동가능하게 안착하도록 하고 있다. 시트 블록(124)은 푸시 로드(6)와의 미끄럼 마찰에 의해 마모에 강한 재질이나 표면 처리를 하여야 하는데, 이러한 재료가 고가이고, 가공 정밀도도 높아야 하므로 미끄럼 축(124) 전체를 시트 블록으로 하는 대신에 푸시 로드(6)와 접촉하는 부분만을 시트 블록(124)으로 마련한 것이다.The lower end of the push rod 6 is seated on the upper end of the sliding shaft 122. In this embodiment, the seat block 124 is coupled to the upper part of the sliding shaft 122, and pushed to the upper surface of the seat block 124. The lower end of the rod 6 is mounted so as to be slidably rotatable by spherical contact. The seat block 124 should be subjected to a material or surface treatment resistant to abrasion by sliding friction with the push rod 6. Instead, the sheet block 124 is a sheet block instead of the entire sliding shaft 124 because such a material is expensive and the processing precision should be high. Only the portion in contact with the push rod 6 is provided as the seat block 124.

또한, 상기 미끄럼 축(122)은 스토퍼(126)에 의해 밸브 타이밍 조절 범위 내에서 상, 하 이동범위가 제한되도록 하고 있다.In addition, the sliding shaft 122 is restricted by the stopper 126 in the up / down movement range within the valve timing adjustment range.

본 실시예에 있어서, 액추에이터로는 유압 실린더(150)로 이루어진다. 유압 실린더 이외에 다른 장치(기구)를 사용하여도 좋다.In the present embodiment, the actuator consists of a hydraulic cylinder 150. A device (mechanism) other than the hydraulic cylinder may be used.

상기 유압 실린더(150)는, 실린더(151)와 피스톤 로드(152)를 포함하여, 유압 회로의 제어에 의해 피스톤 로드(152)가 전후진 한다. 실린더(151)는 엔진(1)의 일측에 힌지축(156)에 의해 회동가능하게 피벗 설치되고, 피스톤 로드(152)의 선단은 힌지 핀(154)에 의해 상기 하우징(110)에 회동가능하게 피벗 결합된다.The hydraulic cylinder 150 includes a cylinder 151 and a piston rod 152, and the piston rod 152 is moved back and forth by the control of the hydraulic circuit. The cylinder 151 is pivotally installed on one side of the engine 1 by the hinge shaft 156, and the front end of the piston rod 152 is pivotally connected to the housing 110 by the hinge pin 154. Pivot combined.

도 6은 본 발명에 따른 오버 헤드 밸브 장치에서 밸브 닫힘 시기가 530도 각도에서 이루어질 때의 상태를 나타내는 도면이고, 도 7은 도 6에서 밸브 닫힘 시기를 550도 각도로 변화시켰을 때의 상태를 나타내는 도면이다.6 is a view showing a state when the valve closing timing is made at an angle of 530 degrees in the overhead valve device according to the present invention, Figure 7 is a view showing a state when the valve closing timing is changed to 550 degrees in Figure 6 Drawing.

도 6 및 도 7에서, 크랭크축 2회전(720도 각도)에 캠축이 1회전(360도 각도)하고, 캠(2)이 도면상 시계방향으로 회전한다고 하고, 시계방면, 밸브 닫힘 시기를 530도 각도에서 550도 각도로 변화시킨다는 것은, P2 점(도 6의 상태)의 위치를 시계방향으로 10도 각도 진각시켜 P1 점(도 7의 상태)에 이르게 한다는 것을 의미한다.In FIGS. 6 and 7, the camshaft rotates one rotation (360 degrees) and the cam 2 rotates clockwise in the drawing in two rotations of the crankshaft (720 degrees). Changing from the angle of view to the angle of 550 degrees means that the position of the point P2 (state of FIG. 6) is advanced by an angle of 10 degrees clockwise to reach the point P1 (state of FIG. 7).

도 6에서 유압실린더(150)에 유압이 공급되어 피스톤 로드(152)가 신장 상태를 유지하고, 피스톤 로드(152)에 의해 하우징(110)은 시계 방향으로 일정각도 회전되어 있다. 도 6에서처럼, 유압 실린더(150)가 하우징(110)을 시계방향으로 누르고 있어서 하우징(110)은 반시계 방향으로 움직이지 못한다. 이때, 압축 스프링(130)은 롤러(120)를 통해 캠(2)에 접촉해 있는 미끄럼 축(122)을 하향으로 밀고, 그에 의한 반력은 고정되어 있는 하우징(110)에 작용하여 상쇄된다. 롤러(120)가 캠(2)의 프로파일을 추종하여 정점에 가까이 갈수록 하우징(110)이 받는 토크 값이 최대가 되는데, 이때에는 하우징(110) 내부에 있는 미끄럼 축(122)과 압축 스프링(130)에 의해 회전하는 힘을 상쇄시켜 준다. 미끄럼 축(122)의 상, 하 운동범위는 스토퍼(126)에 의해 제한된다. 스토퍼(126)는 미끄럼 축(122)의 측면에 축방향으로 형성된 안내홈(128)에 미끄럼 가능한 상태로 삽입되어 있다.In FIG. 6, the hydraulic pressure is supplied to the hydraulic cylinder 150 to maintain the piston rod 152 in an extended state, and the housing 110 is rotated by a certain angle clockwise by the piston rod 152. As shown in FIG. 6, the hydraulic cylinder 150 presses the housing 110 clockwise so that the housing 110 does not move counterclockwise. At this time, the compression spring 130 pushes the sliding shaft 122 which is in contact with the cam 2 through the roller 120 downward, and the reaction force is canceled by acting on the housing 110 is fixed. As the roller 120 follows the profile of the cam 2 and approaches the vertex, the torque value received by the housing 110 becomes the maximum. In this case, the sliding shaft 122 and the compression spring 130 inside the housing 110 are maximized. Cancels the rotating force by). The upper and lower movement range of the sliding shaft 122 is limited by the stopper 126. The stopper 126 is slidably inserted into the guide groove 128 formed in the axial direction on the side surface of the sliding shaft 122.

그리고 도 7과 같이 밸브 닫힘 시기는 550도로 변화시킬 때에는 유압 실린더(150)의 유압이 빠져 하우징(110)은 힌지축(140)을 중심으로 시계반대방향으로 회전한다. 이때, 압축 스프링(130)은 롤러(120)를 통해 캠(2)에 접촉해 있는 미끄럼 축(122)을 하향으로 미는 한편, 하우징(110)을 반대방향으로 밀어 힘의 평형을 유지한다.When the valve closing timing is changed to 550 degrees as shown in FIG. 7, the hydraulic pressure of the hydraulic cylinder 150 is removed so that the housing 110 rotates counterclockwise about the hinge shaft 140. At this time, the compression spring 130 pushes the sliding shaft 122 which is in contact with the cam 2 through the roller 120 downward, while pushing the housing 110 in the opposite direction to maintain the balance of the force.

이와 같은 작용에 의해, 밸브 타이밍을 P1 -> P2로, 또는 P2 -> P1으로 변경시키더라도 밸브 클리어런스의 변화량, 즉 도 3에서 'A'점의 좌표 변화량을 최소화(통상적으로 0.1mm 이내)할 수 있는 시스템을 구현할 수 있게 되어, 밸브 타이밍 변경시에도 안정적인 밸브 운동을 유지할 수 있다. 또한, 회전하는 하우징(110)은 힌지축(140)을 중심으로 토크를 발생하게 되지만, 각각의 힘의 작용점의 위치와 하우징(110)의 기울어진 각도, 미끄럼 축(122)의 길이 및 압축 스프링(130)의 규격을 적절히 선택하는 것에 의해 밸브 클리어런스뿐만 아니라 토크를 안정되게 조절할 수 있고, 캠(2)의 회전운동에도 미끄럼 축(122)과 롤러(120)만 상하 이동할 뿐 하우징(110)이 회전하지는 않기 때문에 이상적인 밸브 운동을 구현할 수 있게 된다.By this action, even if the valve timing is changed to P1-> P2 or P2-> P1, the amount of change in valve clearance, that is, the amount of change in coordinates of the 'A' point in FIG. 3 can be minimized (typically within 0.1 mm). The system can be implemented to maintain stable valve movement even when the valve timing is changed. In addition, the rotating housing 110 generates torque about the hinge shaft 140, but the position of the operating point of each force and the inclination angle of the housing 110, the length of the sliding shaft 122 and the compression spring By appropriately selecting the standard of 130, the torque can be stably adjusted as well as the valve clearance, and only the sliding shaft 122 and the roller 120 move up and down in the rotational movement of the cam 2, so that the housing 110 is moved. Since it does not rotate, ideal valve movement can be achieved.

2 : 캠 6 : 푸시 로드
8 : 로커 암 10 : 밸브
100 : 스윙 암 조립체 110 : 하우징
112 : 안내공 114 : 커버
120 : 롤러 121 : 축
122 : 미끄럼 축 124 : 시트 블록
126 : 스토퍼 128 : 안내홈
130 : 압축 스프링 150 : 유압 실린더
151 : 실린더 152 : 피스톤 로드
154 : 힌지 핀 156 : 힌지축2: cam 6: push rod
8: rocker arm 10: valve
100 swing arm assembly 110 housing
112: guide 114: cover
120: roller 121: shaft
122: sliding axis 124: seat block
126: stopper 128: guide groove
130: compression spring 150: hydraulic cylinder
151 cylinder 152 piston rod
154: hinge pin 156: hinge axis

Claims (6)

캠(2)의 프로파일을 스윙 암 조립체(100)가 추종하고, 스윙 암 조립체(100)의 운동에 의해 푸시 로드(6)를 동작시키며, 푸시 로드(6)의 동작에 의해 로커 암(8)이 동작하도록 된 오버 헤드 밸브 장치로서,
상기 스윙 암 조립체(100)는,
상기 캠(2)의 상부에서 일측이 힌지축(140)을 중심으로 상, 하 회동 가능하게 피벗 설치되는 하우징(110);
상기 미끄럼 축(122)의 하단에 회전가능하면서 상하방향으로 이동가능하게 결합되고, 상기 캠(2)의 외주면에 접촉하여 캠(2)의 프로파일을 따라 구르는 롤러(120);
상기 롤러(120)의 상부와 하우징(110)의 상단 사이에 개재되어 상기 롤러(120)를 상기 캠(2)을 향해 하향으로 탄성 가압하는 한편 반대측으로는 상기 하우징(110)을 상향으로 탄성 가압하는 압축 스프링(130); 및
유압의 제어에 의해 상기 하우징(110)을 힌지축(140)을 중심으로 회동시키는 액추에이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 오버 헤드 밸브 장치.The swing arm assembly 100 follows the profile of the cam 2 and operates the push rod 6 by the movement of the swing arm assembly 100, and the rocker arm 8 by the operation of the push rod 6. As the overhead valve device which is made to operate,
The swing arm assembly 100,
A housing (110) in which one side of the upper portion of the cam (2) is pivotally installed to pivot up and down about the hinge shaft (140);
A roller (120) rotatably coupled to a lower end of the sliding shaft (122) so as to be movable in a vertical direction and in contact with an outer circumferential surface of the cam (2) to roll along a profile of the cam (2);
Interposed between an upper portion of the roller 120 and an upper end of the housing 110 to elastically press the roller 120 downwardly toward the cam 2 while elastically pressing the housing 110 upwardly on the opposite side Compression spring 130; And
And an actuator for rotating the housing (110) about the hinge shaft (140) by the control of hydraulic pressure. 제1항에 있어서,
상기 하우징(110)에는 상하방향으로 안내공(112)이 형성되고,
상기 안내공(112)에는 미끄럼 축(122)이 축방향으로 미끄럼 이동 가능하게 삽입되며,
상기 미끄럼 축(122)의 하단에는 상기 롤러(122)가 회전가능하게 결합되고, 미끄럼 축(122)의 상단에는 상기 푸시 로드(6)의 하단부가 미끄럼 회동가능하게 안착하며, 미끄럼 축(122)의 상면과 안내공(112)의 상단 내측면 사이에는 상기 압축 스프링(130)이 개재되는 것을 특징으로 하는 오버 헤드 밸브 장치.The method of claim 1,
The housing 110 is formed with a guide hole 112 in the vertical direction,
The sliding hole 122 is inserted into the guide hole 112 to be slidable in the axial direction.
The roller 122 is rotatably coupled to a lower end of the sliding shaft 122, and a lower end of the push rod 6 is slidably seated on an upper end of the sliding shaft 122 and the sliding shaft 122. Overhead valve device, characterized in that the compression spring 130 is interposed between the upper surface and the upper inner surface of the guide hole (112). 제2항에 있어서,
상기 미끄럼 축(122)의 상부에는 시트 블록(124)이 결합되어, 상기 시트 블록(124)의 상면에 상기 푸시 로드(6)의 하단부가 미끄럼 회동가능하게 안착하는 것을 특징으로 하는 오버 헤드 밸브 장치.The method of claim 2,
Seat block 124 is coupled to the upper portion of the sliding shaft 122, the lower end of the push rod (6) on the upper surface of the seat block 124, the sliding valve seat, characterized in that the sliding seat . 제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 미끄럼 축(122)은 스토퍼(126)에 의해 상, 하 이동범위가 제한되는 것을 특징으로 하는 오버 헤드 밸브 장치.The method according to claim 2 or 3,
The sliding shaft (122) is an overhead valve device, characterized in that the upper and lower movement range is limited by the stopper (126). 제1항에 있어서,
상기 액추에이터는 유압 실린더(150)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 오버 헤드 밸브 장치.The method of claim 1,
The actuator is an overhead valve device, characterized in that consisting of a hydraulic cylinder (150). 제5항에 있어서,
상기 유압 실린더(150)는, 엔진의 일측에 회동가능하게 피벗 설치되는 실린더(151); 및
상기 실린더(151)에 삽입되어 유압에 의해 운동하고, 선단이 힌지 핀(154)에 의해 하우징(110)에 회동가능하게 피벗 결합되는 피스톤 로드(152)를 포함하는 것을 특징으로 하는 오버 헤드 밸브 장치.The method of claim 5,
The hydraulic cylinder 150, the cylinder 151 pivotally installed on one side of the engine; And
An overhead valve device, comprising: a piston rod 152 inserted into the cylinder 151 to move by hydraulic pressure, and a tip of which is pivotably pivotally connected to the housing 110 by a hinge pin 154. .
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS6299606A (en) * 1985-10-28 1987-05-09 Hino Motors Ltd Variable valve timing device for internal-combustion engine
JP2009541654A (en) * 2006-06-30 2009-11-26 ワルトシラ フィンランド オサケユキチュア Piston engine gas exchange valve control device and piston engine gas exchange valve control method

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