KR20140134608A - Flexible cam technology - Google Patents
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- F01L13/00—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
- F01L13/0015—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque
- F01L13/0063—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque by modification of cam contact point by displacing an intermediate lever or wedge-shaped intermediate element, e.g. Tourtelot
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Abstract
Description
본원 개시 내용은 내연 엔진의 동작을 제어하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이고, 그리고 보다 특히 캠샤프트의 캠을 종동하는(follow) 캠 종동부에 의해서 지지되는 동작 상승부에 의해서 제어되는 구성요소를 제어하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. The present disclosure relates to a method and apparatus for controlling the operation of an internal combustion engine and more particularly to a method and apparatus for controlling a component controlled by an operating lifting portion supported by a cam follower that follows a cam of a camshaft And more particularly to a method and apparatus for achieving the above objects.
예를 들어, 유입구 밸브, 배출구 밸브, 및 연료 펌프와 같은 내연 엔진의 구성요소의 동작을 조정하기 위한 여러 가지 기술이 공지되어 있다. 이러한 기술은 유입구 밸브 및 배출구 밸브의 개방 및 폐쇄를 조정하는 것을 허용할 수 있고, 그리고 연료 펌프의 작동 타이밍을 조정하는 것을 허용할 수 있을 것이다. For example, various techniques for adjusting the operation of components of an internal combustion engine such as an inlet valve, an outlet valve, and a fuel pump are known. This technique may allow to adjust the opening and closing of the inlet valve and the outlet valve, and may allow to adjust the operating timing of the fuel pump.
예를 들어, EP 2 136 054 A1 은 3개의 편심부를 구비한 회전가능한 샤프트를 갖춘 엔진의 동작을 제어하기 위한 장치를 개시한다. 각각의 편심부는 동작 레버를 지지한다. 제 1 편심부는, 예를 들어, 진동(oscillating) 아암으로서 형성된 유입구 밸브 동작 레버를 지지하고, 상기 유입구 밸브 동작 레버는, 예를 들어, 상부에 지지된 롤을 통해서 유입구 캠의 행정을 추적할 수 있고(trace), 그리고, 예를 들어, 밸브 동작 상승부를 통해서 상기 행정을 유입구 밸브로 전달하여 유입구 밸브를 동작시킬 수 있을 것이다. 유사한 방식으로, 제 2 편심부는 배출구 밸브 동작 밸브를 지지하고, 상기 배출구 밸브 동작 레버는, 예를 들어, 상부에 지지된 롤을 통해서 배출구 캠의 행정을 추적할 수 있고, 그리고, 상기 행정을 배출구 밸브 동작 상승부로 전달할 수 있을 것이다. 연료 펌프 캠의 행정은, 예를 들어, 펌프 동작 레버의 단부에 배열된 롤에 의해서 추적될 수 있고 그리고, 예를 들어, 압력 스프링을 통해서 펌프 피스톤으로 전달될 수 있을 것이다. 펌프 동작 레버는 제 3 편심부 상에서 지지된다. 상기 편심부는 회전가능한 샤프트와 일체로 형성될 수 있을 것이다. 바람직하게 회전가능한 샤프트의 축에 대한 편심부의 원형의 원통형 외주 표면의 편심도뿐만 아니라, 샤프트의 회전 위치에 대한 편심도의 상대적인 위치가 각각의 요건에 따라서 개별적으로 선택될 수 있을 것이다. 액추에이터 및 기어 휘일이 액추에이터 유닛을 형성한다. 정지적인(stationary) 동작에서, 디젤 엔진은, 예를 들어, Miller cycle에서, 2개의 밸브 상승 곡선을 가지는 전체 로드(full load)의 25% 보다 큰 로드에서 동작한다. 전체 로드의 25% 이하의 로드에서, 샤프트가 터닝되고(turned), 그에 따라 엔진이 2개의 상이한 밸브 상승 곡선으로 동작된다. 이러한 기술은 또한 플렉서블 캠샤프트 기술(flexible camshaft technology; FCT)로서 알려져 있다. For example, EP 2 136 054 A1 discloses an apparatus for controlling the operation of an engine with a rotatable shaft having three eccentric portions. Each eccentric portion supports the operating lever. The first eccentric portion supports, for example, an inlet valve actuation lever formed as an oscillating arm, which can track the stroke of the inlet cam through, for example, an upper supported roll And may be able to operate the inlet valve by, for example, conveying the stroke to the inlet valve via a valve action riser. In a similar manner, the second eccentric portion supports an outlet valve actuation valve, which can track the stroke of the outlet cam, for example, through a roll supported on the top, To the valve operation rising portion. The stroke of the fuel pump cam may be tracked, for example, by a roll arranged at the end of the pump operating lever and may be delivered to the pump piston, for example, via a pressure spring. The pump operating lever is supported on the third eccentric portion. The eccentric portion may be integrally formed with the rotatable shaft. The relative position of the eccentricity with respect to the rotational position of the shaft, as well as the eccentricity of the circular cylindrical outer circumferential surface of the eccentric portion with respect to the axis of the preferably rotatable shaft, may be individually selected according to the respective requirements. The actuator and the gear wheel form an actuator unit. In stationary operation, the diesel engine operates, for example, in a Miller cycle, at loads greater than 25% of the full load with two valve lift curves. At a load of 25% or less of the total load, the shaft is turned and thus the engine is operated with two different valve lift curves. This technique is also known as flexible camshaft technology (FCT).
본원 개시 내용은, 적어도 부분적으로, 종래 시스템의 하나 이상의 양태를 개선 또는 극복하기 위한 것이다. The disclosure is intended, at least in part, to improve or overcome one or more aspects of the prior art system.
본원 개시 내용의 제 1 양태에 따라서, 캠샤프트 축 주위로 회전가능한 캠샤프트를 포함하는 내연 엔진의 동작을 제어하기 위한 캠 종동부 조립체가 개시되고, 상기 캠샤프트는 적어도 하나의 캠을 구비한다. 상기 캠 종동부 조립체는 하나의 캠을 종동하도록 구성된 캠 종동부, 상기 캠샤프트 축으로부터 이격된 피봇 축 주위로 피봇가능하고 그리고 상기 캠 종동부를 지지하는 캠 종동부 지지부, 및 상기 캠 종동부와 상기 캠 종동부 지지부 사이에 개재될 수 있고 그리고 상기 캠샤프트 축에 수직인 방향으로 상기 캠 종동부를 변위시키도록 구성된 액추에이터를 포함할 수 있을 것이다. According to a first aspect of the disclosure, there is disclosed a cam follower assembly for controlling the operation of an internal combustion engine comprising a camshaft rotatable about a camshaft axis, the camshaft having at least one cam. The cam follower assembly includes a cam follower configured to follow one cam, a cam follower support pivotable about a pivot axis spaced from the cam shaft axis and supporting the cam follower, And an actuator configured to be interposed between the cam follower supports and configured to displace the cam follower in a direction perpendicular to the camshaft axis.
본원 개시 내용의 다른 양태에 따라서, 캠샤프트 축 주위로 회전가능한 캠샤프트를 포함하는 내연 엔진의 동작을 제어하기 위한 장치가 개시되고, 상기 캠샤프트는 복수의 캠을 구비한다. 상기 장치는 여기에서 예시적으로 개시된 바와 같은 복수의 캠 종동부 조립체를 포함할 수 있을 것이고, 상기 복수의 캠 종동부 조립체의 각각의 캠 종동부가 상기 복수의 캠 중 하나를 종동한다. According to another aspect of the present disclosure, there is disclosed an apparatus for controlling operation of an internal combustion engine including a camshaft rotatable about a camshaft axis, the camshaft having a plurality of cams. The apparatus may comprise a plurality of cam follower assemblies, as exemplified herein, wherein each cam follower of the plurality of cam follower assemblies is operative to drive one of the plurality of cams.
본원 개시 내용의 다른 양태에 따라서, 캠샤프트 축 주위로 회전가능한 캠샤프트를 포함하는 내연 엔진의 동작을 제어하기 위한 방법이 개시되고, 상기 캠샤프트는 적어도 하나의 캠을 구비한다. 상기 방법은 여기에서 예시적으로 개시된 바와 같은 캠 종동부 조립체를 제공하는 단계, 상기 캠샤프트를 상기 캠샤프트 축 주위로 회전시키는 단계, 액추에이터를 통해서 상기 캠샤프트 축에 수직인 방향으로 상기 캠 종동부를 변위시키는 것에 의해서 상기 캠 종동부에 의해서 지지되는 동작 상승부에 의해서 동작되는 구성요소의 작동 시간을 변화시키는 단계를 포함할 수 있을 것이다. According to another aspect of the present disclosure, a method for controlling the operation of an internal combustion engine including a camshaft rotatable about a camshaft axis is disclosed, wherein the camshaft includes at least one cam. The method includes the steps of providing a cam follower assembly as exemplarily disclosed herein, rotating the cam shaft about the camshaft axis, moving the cam follower assembly through the actuator in a direction perpendicular to the camshaft axis, And changing the operating time of the component operated by the operating lifting portion supported by the cam follower by displacing the cam follower.
이러한 개시 내용의 다른 특징 및 양태가 이하의 설명 및 첨부 도면으로부터 자명해질 것이다. Other features and aspects of the disclosure will become apparent from the following description and accompanying drawings.
여기에서 포함되는 그리고 본원 명세서의 일부를 구성하는 첨부 도면은 개시 내용의 예시적인 실시예를 설명하고 그리고, 상세한 설명과 함께, 개시 내용의 원리를 설명하는 역할을 한다.
도 1은 본원 개시 내용에 따른 내연 엔진의 동작을 제어하기 위한 예시적인 캠 종동부 조립체의 개략도를 도시한다.
도 2는 본원 개시 내용에 따른 내연 엔진의 동작을 제어하기 위한 예시적인 장치의 개략도를 도시한다.
도 3은 예시적인 캠 종동부 조립체의 후퇴된 위치의 개략도를 도시한다.
도 4는 예시적인 캠 종동부 조립체의 중간 위치의 개략도를 도시한다.
도 5는 예시적인 캠 종동부 조립체의 연장된 위치의 개략도를 도시한다.
도 6은 본원 개시 내용에 따른 예시적인 작동 타이밍을 나타낸 그래프를 도시한다.
도 7은 본원 개시 내용에 따른 예시적인 작동 타이밍을 나타낸 다른 그래프를 도시한다.
도 8은 본원 개시 내용에 따른 예시적인 작동 타이밍을 나타낸 또 다른 그래프를 도시한다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are incorporated herein and constitute part of this specification, illustrate exemplary embodiments of the disclosure and, together with the description, serve to explain the principles of the disclosure.
1 shows a schematic diagram of an exemplary cam follower assembly for controlling the operation of an internal combustion engine according to the teachings of the present disclosure;
2 shows a schematic diagram of an exemplary apparatus for controlling the operation of an internal combustion engine according to the present disclosure;
Figure 3 shows a schematic view of the retracted position of an exemplary cam follower assembly.
Figure 4 shows a schematic view of an intermediate position of an exemplary cam follower assembly.
Figure 5 shows a schematic view of an extended position of an exemplary cam follower assembly.
Figure 6 shows a graph illustrating exemplary operational timing in accordance with the teachings of the present disclosure.
Figure 7 shows another graph illustrating exemplary operational timing in accordance with the teachings of the present disclosure.
Figure 8 shows another graph illustrating exemplary operational timing in accordance with the teachings of the present disclosure.
이하는 본원 개시 내용의 예시적인 실시예에 관한 구체적인 설명이다. 여기에서 개시되고 도면에서 도시된 예시적인 실시예는 본원 개시 내용의 원리를 알려주기 위한 것으로서, 당업자로 하여금 본원 개시 내용을 많은 상이한 환경에서 그리고 많은 상이한 적용예에서 구현하고 이용할 수 있게 한다. 그에 따라, 예시적인 실시예는 특허 보호범위의 제한적인 설명으로 의도된 것이 아니고, 그리고 그렇게 간주되지 않아야 한단. 오히려, 특허 보호범위는 첨부된 청구항에 의해서 규정되어야 할 것이다. The following is a detailed description of an exemplary embodiment of the present disclosure. The exemplary embodiments disclosed herein and illustrated in the drawings are intended to be illustrative of the principles of the disclosure herein, and will enable those skilled in the art to make and use the disclosure in many different environments and in many different applications. Accordingly, the illustrative embodiments are not intended to be limiting and should not be construed as limiting the scope of patent protection. Rather, the scope of patent protection shall be defined by the appended claims.
본원 개시 내용은, 부분적으로, 수압식 회로가 현장의(field) FCT로 도입될 수 있는 실현예를 기초로 한다. 상기 수압식 회로는, 유입구 밸브, 배출구 밸브, 가스 밸브, 및 연료 펌프와 같은, 캠샤프트에 의해서 동작되는 구성요소의 작동 타이밍에 걸친 제어 정도를 증가시킬 수 있도록 허용할 수 있을 것이다. 부가적으로, 동일한 캠샤프트에 의해서 동작되는 구성요소의 개별적인 제어가 용이해지도록, FCT에 수압식 회로가 구현될 수 있을 것이다. 또한, 수압식 회로가 FCT에서 구현되어, 연속적인 제어 범위를 제어 구성요소로 제공할 수 있을 것이다. The present disclosure is based in part on the realization that a hydraulic circuit can be introduced into the field FCT. The hydraulic circuit may allow for increased control over the operating timing of components operated by the camshaft, such as inlet valves, outlet valves, gas valves, and fuel pumps. In addition, a hydraulic circuit may be implemented in the FCT so that individual control of the components operated by the same camshaft is facilitated. In addition, a hydraulic circuit may be implemented in the FCT to provide a continuous control range as a control component.
수압식 액추에이터를 제공하는 것에 대한 대안으로서, 공압식 회로의 일부인 공압식 액추에이터, 또는 전기 회로의 일부인 전기식 액추에이터가 제공될 수 있을 것이다. As an alternative to providing a hydraulic actuator, a pneumatic actuator that is part of a pneumatic circuit, or an electrical actuator that is part of an electrical circuit, may be provided.
따라서, 캠샤프트에 대한 캠 종동부의 변위를 통해서 캠 종동부 조립체의 캠 종동부에 의해서 동작되는 구성요소의 작동 타이밍의 변화를 돕기 위해서 액추에이터를 이용하는 캠 종동부 조립체가 개시된다. 전술한 바와 같이, 액추에이터가 수압식 액추에이터, 공압식 액추에이터, 또는 전기식 액추에이터로서 구현될 수 있을 것이다. Accordingly, a cam follower assembly using an actuator to assist in changing the actuation timing of a component operated by the cam follower of the cam follower assembly through displacement of the cam follower relative to the cam shaft is disclosed. As described above, the actuator may be implemented as a hydraulic actuator, a pneumatic actuator, or an electric actuator.
도 1에 따라서, 캠샤프트(10)(일부만이 도시됨)를 포함하여, 배기 가스 터보차저(미도시)를 통해서 차징(과급)될 수 있는 도시되지 않은 내연 엔진이 제공된다. 캠샤프트(10)는 상기 캠샤프트(10)와 일체로 형성될 수 있는 적어도 하나의 캠(12)을 구비한다. 캠샤프트(10)가 캠샤프트 축(A) 주위로 회전가능하게 지지되고 그리고 회전될 수 있다. 부가적으로, 캠샤프트(12)가 복수의 캠을 구비하도록, 캠샤프트(10)가 추가적인 캠(미도시)을 포함할 수 있을 것이다. 1, there is provided an internal combustion engine, not shown, which can be charged (supercharged) through an exhaust gas turbocharger (not shown), including a camshaft 10 (only a part of which is shown). The
상기 캠샤프트(10)를 포함하는 내연 엔진이, 공기 시스템, 냉각 시스템, 주변장치, 구동트레인 구성요소, 등과 같은, 도시되지 않은 특징부를 포함할 수 있을 것이다. 또한, 내연 엔진이, 임의 수의 실린더를 가지는 임의 크기일 수 있고, 그리고 임의의 구성(예를 들어, "V", 인-라인, 방사형, 등)을 가질 수 있을 것이다. 부가적으로, 내연 엔진은, 비제한적으로, 기관차(locomotive) 적용예, 도로용(on-highway) 트럭 또는 차량, 광산용(off-highway) 트럭 또는 기계, 지상 이동 장비, 발전기, 우주 적용예, 해양 적용예, 연안(offshore) 적용예, 펌프, 정지형 장비, 또는 다른 엔진 동력형 적용예를 포함하는, 임의의 기계 또는 다른 장치로 동력을 공급하기 위해서 이용될 수 있을 것이다. 내연 엔진은, 비제한적으로, 디젤, 가솔린, 및/또는 가스 연료를 포함하는 임의 연료로 동력을 공급받을 수 있을 것이다. 예를 들어, 상기 내연 엔진이 액체 연료 및/또는 가스 연료로 작동될 수 있는 이중 연료 엔진일 수 있고, 또는 디젤 및 중유(heavy) 연료 오일과 같은 여러 가지 액체 연료로 작동될 수 있는 엔진일 수 있을 것이다. The internal combustion engine including the
캠(12)은 캠 종동부 조립체(14) 및 동작 상승부(16)를 통해서 내연 엔진의 구성요소를 동작시키도록 구성된다. 보다 구체적으로 후술하는 바와 같이, 구성요소가, 예를 들어, 유입구 밸브, 배출구 밸브, 가스 밸브 또는 연료 펌프일 수 있을 것이다. The
내연 엔진의 동작을 제어하기 위한 캠 종동부 조립체(14)가 캠 종동부(18), 캠 종동부 지지부(20), 및 액추에이터(22)를 포함한다. 캠 종동부(18)는, 예를 들어, 상부에서 지지되는 롤(24)을 통해서 캠(12)의 행정을 견인함으로써 그리고 구성요소를 제어하기 위해서 상기 캠 종동부(18) 상에서 지지되는 동작 상승부(16)를 통해서 상기 행정을 구성요소로 전달함으로써, 캠(12)을 종동하도록 구성된다. A
캠 종동부 조립체(14)의 피봇팅을 가능하게 하기 위해서, 캠 종동부 지지부(20)가, 예를 들어, 지지 샤프트(23)를 통해서 피봇식으로 지지되고, 그에 따라 캠 종동부 지지부(20)가 캠샤프트 축(A)으로부터 이격된, 예를 들어, 캠샤프트 축(A)으로부터 이격되어 평행하게 배열된, 피봇 축(B) 주위로 피봇될 수 있다. To enable pivoting of the
캠 종동부 지지부(20)는, 예를 들어, 적어도 하나의 안내 핀을 통해서 캠 종동부(18)를 지지하고, 상기 안내 핀 중 2개가 도 1에 도시된 실시예에서 도시되어 있고 그리고 각각 참조 번호 '26' 및 '28'로 인용되어 있다. 상기 안내 핀(26 및 28) 상에서, 캠 종동부(18)가 액추에이터(22)에 의해서 유발된 변위 중에 안내될 수 있다. 안내 핀(26 및 28)이 캠 종동부 지지부(20)에 또는 캠 종동부(18)에 움직이지 않게 고정될(rigidly fixed) 수 있고, 그리고 캠 종동부(18) 또는 캠 종동부 지지부(20) 각각의 내부의 안내 핀 리세스(미도시) 내에서 슬라이딩될 수 있을 것이다. 도시된 실시예에서, 안내 핀(26 및 28)이 원형 횡단면을 가질 수 있을 것이다. 다른 실시예에서, 안내 핀(26 및 28)은, 비제한적으로, 정사각형 횡단면, 및 직사각형 횡단면을 포함하는 임의의 다른 적합한 횡단면을 가질 수 있을 것이다. 대안적으로, 캠 종동부 조립체(14)가 어떠한 안내 핀도 포함하지 않을 수 있고, 그리고 캠 종동부(18)의 지지부가 액추에이터(22)를 통해서 실현될 수 있을 것이다. The cam follower support 20 supports the
캠 종동부 지지부(20)를 향한 또는 캠 종동부 지지부(20)로부터 멀어지는 캠 종동부(18)의 변위를 돕기 위해서, 캠 종동부(18)와 캠 종동부 지지부(20) 사이에 개재되고, 그리고 캠샤프트 축(A)에 수직인 방향으로 캠 종동부(18)를 변위시켜 캠샤프트(10)의 회전 중에 캠샤프트(10)의 캠(12)을 추적하는 캠 종동부(18)에 의해서 지지되는 동작 상승부에 의해서 동작되는 구성요소의 작동 타이밍을 변화시키도록 구성된, 액추에이터(22)가 제공된다. 여기에서 사용된 바와 같은 '수직'은, 캠 종동부(18)의 변위에 의한 작동 시간의 전술한 변경을 여전히 돕는 약 90°의 각도 값을 포함하는 실질적으로 수직인 것을 지칭할 수 있을 것이다. 액추에이터(22)가 수압식 액추에이터, 공압식 액추에이터, 또는 전기식 액추에이터로서 구현될 수 있을 것이다. 이하의 설명은 수압식 액추에이터를 포함하는 실시예에 초점을 맞춘 것이지만, 당업자는 공압식 및 전기식 액추에이터가 또한 액추에이터(22)로서 이용될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. Interposed between the
수압식 액추에이터(22)가, 예를 들어, 이중 작용(double acting) 수압식 실린더 또는 스프링-복귀부를 가지는 단일 작용 수압식 실린더일 수 있을 것이다.The
예를 들어, 수압식 액추에이터(22)가 단일 작용 실린더로서 구성되는 실시예에서, 수압식 액추에이터(22)가 캠 종동부(18) 내에 배열되고 수압식 피드(feed) 라인(30)에 연결되는 유체 챔버(미도시)를 포함할 수 있을 것이다. 밸브(32)를 통한 수압식 유체의 유동을 허용하는 것 그리고 상기 유체 챔버로 수압식 유체를 공급하는 것에 의해서, 피스톤이 변위될 수 있고, 그러한 변위는 다시 캠 종동부(18)를 캠 종동부 지지부(20)에 대해서 변위시키고, 그리고, 그에 의해서 또한 캠샤프트(10)에 대해서 변위시킨다. 유체 챔버는 수압식 유체를 인입(draw)하기 위해서 밸브(36)를 구비한 수압식 브리드(bleed) 라인(34)에 추가적으로 연결될 수 있을 것이다. 수압식 액추에이터(22)의 피스톤을 편향시키기 위해서 스프링-복귀부가 제공될 수 있을 것이다. 대안적으로, 유체 챔버가 캠 종동부 지지부(20) 내에 제공될 수 있을 것이다. For example, in an embodiment in which the
수압식 액추에이터(22)가 이중 작용 수압식 액추에이터로서 구성되는 다른 예에서, 수압식 유체가 선택적으로 공급되는 2개의 유체 챔버들 사이에서 피스톤의 운동이 유발될 수 있을 것이다. 하나의 챔버로 수압식 유체가 공급되는 경우에, 브리드 밸브의 개방에 의해서 다른 유체 챔버로부터의 수압식 유체가 다른 유체 챔버의 외부로 유동되도록 허용될 수 있을 것이고, 그 반대의 경우도 가능할 수 있을 것이다. 양 유체 챔버가 캠 종동부(18) 내에, 또는 캠 종동부 지지부(20) 내에 배열될 수 있을 것이다. 대안적으로, 하나의 유체 챔버가 캠 종동부(18) 내에 제공될 수 있을 것이고, 그리고 다른 유체 챔버가 캠 종동부 지지부(20) 내에 제공될 수 있을 것이다. In another example in which the
도 2를 참조하면, 내연 엔진의 동작을 제어하기 위한 장치(38)가 도시되어 있다. 장치(38)가 캠 종동부 조립체(14)의 여러 가지 적용예를 설명하기 위한 단지 예시적인 것임을 주목하여야 할 것이다. 그에 따라, 이제 특정 과제 또는 기능을 가질 수 있는, 도 1과 유사한 구성요소가 도 1에서 전반적으로 인용된 것과 같은 참조 번호로 인용된다. Referring to Figure 2, an
도시된 실시예에서, 캠샤프트(10)가 3개의 캠(12, 12', 및 12")을 구비한다. 도시된 구성에서, 개별적인 캠이 유입구 캠(12), 배출구 캠(12'), 및 펌프 캠(12")으로서 구체적으로 제공된다. In the illustrated embodiment, the
유입구 캠(12)은, 내연 엔진의 실린더의 연소실의 유입구 내에 배열되고 그리고 유입구 캠 종동부 조립체(14) 및 유입구 밸브 동작 상승부(16)를 통해서 동작되는 유입구 밸브를 동작시키도록 구성된다. 배출구 캠(12')은 배출구 캠 종동부 조립체(14') 및 배출구 밸브 동작 상승부(16')를 통해서 내연 엔진의 실린더의 연소실의 배출구 내에 배열된 배출구 밸브를 동작시키도록 구성된다. 펌프 캠(12")은 펌프 캠 종동부 조립체(14") 및 연료 펌프 동작 상승부(16")를 통해서 분사 펌프 내에 배열된 펌프 피스톤을 동작시키도록 구성된다. The
유입구 캠 종동부 지지부(20), 배출구 캠 종동부 지지부(22'), 및 펌프 캠 종동부 지지부(22") 각각은 개별적인 지지 샤프트(23)에 의해서 각각 개별적으로 피봇가능하게 지지되고 그리고 각각의 피봇 축(B) 주위로 피봇될 수 있다. 대안적으로, 각각의 캠 종동부 조립체의 캠 종동부 지지부는 피봇 축 주위로 회전가능한 하나의 지지 샤프트에 의해서 피봇식으로 지지될 수 있고, 또는 복수의 캠 종동부 지지부의 하위(sub) 그룹이 피봇 축 주위로 회전가능한 하나의 지지 샤프트에 의해서 피봇식으로 지지될 수 있을 것이다. Each of the inlet
도 3 내지 5를 참조하면, 캠 종동부 조립체(14)의 일부 가능한 변위 위치가 도시되어 있다. 구체적으로, 도 3은 캠 종동부 조립체(14)의 후퇴된 위치를, 도 4는 중간 위치를, 그리고 도 5는 연장된 위치를 도시한다. 수압식 액추에이터(22)의 연속적인 작업 원리로 인해서, 캠 종동부(18)가 완전히 후퇴된 위치와 완전히 연장된 위치 사이에서 연속적으로 변위될 수 있다. Referring to Figs. 3-5, some possible displacement positions of the
예를 들어, 완전히 후퇴된 위치가 완전히 연장된 위치로부터 2 mm 내지 40 mm의 범위 내에서 이격될 수 있을 것이고, 상기 이격 범위는, 예를 들어, 엔진 타입 및 크기에 의존할 수 있을 것이다. For example, a fully retracted position may be spaced within a range of 2 mm to 40 mm from a fully extended position, which may depend, for example, on engine type and size.
일부 실시예에서, 수압식 액추에이터(22)는 동작 중에 캠샤프트(10)의 회전 속도에 상응하는 병진운동 속도로 캠 종동부(18)를 이동시키도록 구성될 수 있을 것이다. 구체적으로, 수압식 액추에이터(22)가 회전하는 캠샤프트(10)의 캠(12)의 선단부의 외주방향 속도에 실질적으로 상응하는 병진운동 속도로 캠 종동부(18)를 이동시키도록 구성될 수 있을 것이다. In some embodiments, the
산업상 이용가능성Industrial availability
이하에서, 도 1 내지 9를 참조하여 그리고 구체적으로 수압식 액추에이터로서 구현된 액추에이터(22)를 참조하여, 캠 종동부 조립체(14)의 기능을 설명한다. 전술한 바와 같이, 액추에이터(22)가 공압식 액추에이터 또는 전기식 액추에이터로서 대안적으로 구현될 수 있을 것이다. Hereinafter, the function of the
예시적으로 개시된 캠 종동부 조립체(14)가 다양한 방식으로 이용되어 내연 엔진에 걸친 제어 정도를 증가시킬 수 있다. 구체적으로, 내연 엔진의 동작을 제어하기 위한 방법은 여기에서 예시적으로 개시된 바와 같은 캠 종동부 조립체(14)를 제공하는 단계 및 상기 내연 엔진의 동작 중에 상기 캠샤프트(10)를 캠샤프트 축(A) 주위로 회전시키는 단계를 포함한다. 부가적으로, 예를 들어, 캠 종동부(18)에 의해서 지지되는 동작 상승부(16)에 의해서 동작되는 밸브 또는 연료 펌프와 같은 구성요소의 작동 시간은, 상기 수압식 액추에이터(22)를 통해서 상기 캠샤프트 축(A)에 수직인 방향으로 상기 캠 종동부(18)를 변위시키는 것에 의해서 변화될 수 있다. The exemplary
구성요소의 작동 시간을 변화시키기 위해서 캠 종동부 조립체(14)를 이용하는 것에 관한 제 1 가능성이 그래프를 도시한 도 6에 도시되어 있다. 도 7 및 8에 도시된 그래프뿐만 아니라, 상기 도 6에 도시된 그래프는 0°내지 720°사이의 크랭크 각도를 나타내는 가로 축, 및 0의 값과 1의 값 사이의 정규화된(normalized) 상승을 나타내는 세로 축을 포함한다. 상기 상승은, 캠샤프트(10)의 회전 운동을 병진적인 운동으로 변환하는 캠 종동부(18)에 의해서 유발된 동작 상승부(16)의 행정 운동을 지칭한다. 예를 들어, 상승은 유입구 밸브 또는 배출구 밸브의 밸브 상승을 지칭할 수 있을 것이고, 여기에서 0의 값은 밸브가 완전히 폐쇄된 것을 의미하고, 그리고 1의 값은 밸브가 완전히 개방된 것을 의미한다. A first possibility for using the
특히, 3개의 예시적인 곡선이 도 6에 도시되어 있다. 제 1 곡선(40)(실선으로 도시됨)은, 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 캠 종동부 조립체(14)의 중간 위치에 대한 크랭크 각도에 의존하는 상승을 나타낸다. 만약 캠샤프트(10)에 대한 캠 종동부(18)의 위치가 수압식 액추에이터(22)를 통한 변위에 의해서 변화된다면, 상기 곡선(40)이 천이될(shifted) 수 있다. 예를 들어, 곡선(40)을 유도하는 수압식 액추에이터(22)의 위치에 대비되는 수압식 액추에이터(22)의 연장된 위치에서, 캠 종동부(18)는 곡선(40)에 비해서 보다 조기에 캠(12)에 의해서 상승될 수 있을 것이고, 결과적으로 곡선(42)(점선형 곡선으로 도시됨)을 초래할 수 있을 것이다. 다시 말해서, 유입구 밸브, 배출구 밸브, 또는 연료 펌프와 같은 구성요소의 동작 시간이 전진된다(앞서게 된다(advanced)). 예를 들어, 도시된 구성에서, 캠샤프트(10)에 대해서 캠 종동부(18)를 변위시키기 위해서 수압식 액추에이터(22)가 연장된다. In particular, three exemplary curves are shown in Fig. The first curve 40 (shown in solid lines) represents an elevation dependent on the crank angle relative to the intermediate position of the
유사한 방식에서, 곡선(40 및 42)을 초래하는 수압식 액추에이터(22)의 위치에 대비되는 수압식 액추에이터(22)의 후퇴된 위치에서, 캠 종동부(18)가 곡선(40 및 42) 보다 늦게 캠(12)에 의해서 상승될 수 있을 것이고, 결과적으로 곡선(44)(쇄선형 곡선으로 도시됨)을 초래할 수 있을 것이다. 다시 말해서, 유입구 밸브, 배출구 밸브, 또는 연료 펌프와 같은 구성요소의 동작 시간이 지연된다. 예를 들어, 도시된 구성에서, 캠샤프트(10)에 대해서 캠 종동부(18)를 변위시키기 위해서 수압식 액추에이터(22)가 후퇴된다. 다시 말해서, 캠샤프트 축(A)에 수직한 방향으로 수압식 액추에이터(22)를 통해서 캠 종동부(18)를 변위시키는 것에 의해서, 유입구 밸브, 배출구 밸브, 또는 연료 펌프와 같은 구성요소의 동작 시간이 지연된다(늦춰진다). In a similar manner, at the retracted position of the
당연하게, 캠 종동부 조립체(14)의 연장된 위치 및 후퇴된 위치의 곡선이 캠샤프트(10)에 대한 캠 종동부 지지부(20)의 위치에 의존하여 변화될 수 있을 것이다. It will be appreciated that the extended and retracted positions of the
구성요소의 작동 시간을 변화시키기 위해서 캠 종동부 조립체(14)를 이용하는 것에 관한 다른 가능성이 도 7 및 8에 도시되어 있다. Other possibilities for using the
도 7에서, 캠샤프트(10)가 1회 회전하는 동안 캠 종동부(18)의 이동이 없는 동작을 도시한 예시적인 곡선(46)(실선으로 도시됨)이 도시되어 있다. 대조적으로, 곡선(48)(쇄선형 곡선으로 도시됨) 및 곡선(50)(점선형 곡선으로 도시됨)은 캠샤프트(10)가 1회 회전하는 동안의 캠 종동부(18)의 운동으로부터 얻어진다. 유사하게 도 8에서, 예시적인 곡선(52)은 캠샤프트(10)가 1회 회전하는 동안 캠 종동부(18)의 이동이 없는 동작을 나타내고, 곡선(54)(쇄선형 곡선으로 도시됨) 및 곡선(56)(점선형 곡선으로 도시됨)은 캠샤프트(10)가 1회 회전하는 동안의 캠 종동부(18)의 운동으로부터 얻어진다.In Fig. 7, an exemplary curve 46 (shown by the solid line) showing the movement of the
구체적으로, 곡선(48)은 곡선(46)의 작동 시작 시간에 대비하여 전진된 작동 시작 시간, 곡선(46)의 1.0의 상승 값에서의 완전한 작동에 대비되는 1.0의 상승 값에서의 연장된 완전한 작동, 그리고 곡선(46)에 대비되는 동일한 작동 종료 시간을 포함한다. 대조적으로, 곡선(50)은 곡선(46)과 동일한 작동 시작 시간, 곡선(46)에 대비되는 1.0의 상승 값에서의 연장된 완전한 작동, 그리고 곡선(46)에 대비되는 지연된 작동 종료 시간을 포함한다. 명확하게 확인할 수 있는 바와 같이, 곡선(48 및 50) 모두는 연장된 작동 시간 범위(span)를 가지고, 그러한 범위 내에서 상승 값은, 곡선(46)에 대비하여, 0.0의 값과 같지 않다. Specifically, the
예를 들어, 쇄선형 곡선(48)이 캠 종동부 조립체(14)의 이하의 동작으로부터 초래될 수 있을 것이다. 캠(12)이 롤(24)과 접촉하지 않는 동안, 구성요소의 작동 시작 시간을 전진시키기 위해서 캠 종동부(18)가 이동될 수 있을 것이다. 1.0의 상승 값까지 구성요소가 작동되는 시간 동안, 캠 종동부(18)는 그 위치를 유지한다. 1.0의 상승 값에서 완전한 작동 중, 작동 종료 시간을 지연시키기 위해서 캠 종동부(18)가 캠(12)의 방향으로 이동된다. 곡선(46) 및 곡선(48)의 작동 종료 시간이 동일함에 따라, 곡선(48)의 캠 종동부(18)가 종료 작동 시간 중에(during) 위치되는 특정 위치까지 곡선(48)의 캠 종동부(18)가 이동된다는 것을 이해할 수 있을 것이다. For example, a chain-
도 8을 참조하면, 곡선(54)은, 곡선(52)의 작동 시작 시간에 대비하여 전진된 작동 시작 시간, 곡선(52)의 1.0의 상승 값에서의 완전한 작동에 대비되는 1.0의 상승 값에서의 연장된 완전한 작동, 그리고 곡선(52)에 대비되는 지연된 작동 종료 시간을 포함한다. 대조적으로, 곡선(54)은 곡선(52)에 대비되는 지연된 작동 시작 시간, 곡선(52)에 대비되는 1.0의 상승 값에서의 단축된 완전한 작동, 및 곡선(52)의 작동 종료 시간에 대비되는 전진된 작동 종료 시간을 포함한다. 명확하게 확인할 수 있는 바와 같이, 곡선(54)은 연장된 작동 시간 범위를 가지고, 그러한 범위 내에서 상승 값은, 곡선(52)에 대비하여, 0.0의 값과 같지 않은 반면, 곡선(56)은 곡선(52)에 대비되는 단축된 작동 시간 범위를 가진다. Referring to Figure 8,
예를 들어, 점선형 곡선(56)이 캠 종동부 조립체(14)의 이하의 동작으로부터 초래될 수 있을 것이다. 캠(12)이 롤(24)과 접촉하지 않는 동안, 구성요소의 작동 시작 시간을 지연시키기 위해서 캠 종동부(18)가 이동될 수 있을 것이다. 1.0의 상승 값까지 구성요소가 작동되는 시간 동안, 캠 종동부(18)가 그 위치를 유지한다(홀딩한다). 1.0의 상승 값에서의 완전한 작동 중에, 캠 종동부(18)가 회전하는 캠(12)에 반대되는 방향으로 이동하여, 작동 종료 시간을 전진시켜 작동 시간 범위를 단축시킨다. For example, a point
도 7 및 8과 관련하여 예시적으로 설명한 바와 같이, 작동 시간 범위를 연장시키는 것은, 캠(12)이 롤(24)과 접촉하는 동안, 회전하는 캠(12)의 방향을 따라 캠 종동부(18)를 이동시키는 것에 의해서 달성될 수 있다는 것을 주지할 수 있을 것이다. 유사하게, 작동 시간 범위를 단축시키는 것은, 캠(12)이 롤(24)과 접촉하는 동안, 회전하는 캠(12)에 반대되는 방향을 따라 캠 종동부(18)를 이동시키는 것에 의해서 달성될 수 있다. 다시 말해서, 작동 시간 범위를 연장시키는 것 또는 단축시키는 것은, 캠샤프트 축(A)에 수직인 방향으로 회전하는 캠샤프트(10)와 함께 또는 회전하는 캠샤프트(10)에 대항하여(against) 캠 종동부(18)를 이동시키는 것에 의해서 달성될 수 있다. Extending the operating time range, as exemplarily described with respect to Figures 7 and 8, is achieved by moving the cam follower (not shown) along the direction of the rotating
마찬가지로, 비-작동(no actuation)의 시간 범위를 연장시키는 것은, 캠(12)이 롤(24)과 접촉하지 않는 동안, 회전하는 캠(12)에 반대되는 방향으로 캠 종동부(18)를 이동시키는 것에 의해서 달성될 수 있다. 유사하게, 비-작동의 시간 범위를 단축시키는 것은, 캠(12)이 롤(24)과 접촉하지 않는 동안, 회전하는 캠(12)의 방향으로 캠 종동부(18)를 이동시키는 것에 의해서 달성될 수 있다. Likewise, extending the time range of the no actuation can be accomplished by moving the
예를 들어, 전술한 방식 중 임의 방식에 따라서 캠 종동부 조립체를 제어함으로써, 유입구 및 배출구 밸브의 밸브 개방 및 폐쇄뿐만 아니라 연료 펌프의 분사 타이밍이, 비제한적으로, 엔진 로드, 연료 타입, 엔진 속도, 그리고 온도, 해발(height) 및 습도와 같은 환경적인 영향을 포함하는, 여러 가지 매개변수에 의존하여 조정될 수 있을 것이다. For example, by controlling the cam follower assembly in any of the above-described manners, the valve timing of the fuel pump as well as the valve opening and closing of the inlet and outlet valves can be controlled, , And environmental impacts such as temperature, height and humidity, depending on various parameters.
액추에이터(22)가 캠 종동부(18)를 완전히 연장된 위치와 완전히 후퇴된 위치 사이의 임의의 희망하는 위치로 변위시킬 수 있음에 따라서, 여기에서 예시적으로 개시된 바와 같은 캠 종동부 조립체(14)가 구성요소에 대한 제어 범위 내에서의 연속적인 제어를 도울 수 있을 것이다. 또한, 개별적인 캠 종동부 조립체(14)가 개별적인 액추에이터(22)를 통해서 개별적으로 제어될 수 있을 것이다.As the
비록 본원 발명의 바람직한 실시예가 여기에서 설명되었지만, 이하의 청구범위로부터 벗어나지 않고도 개선 및 수정이 이루어질 수 있을 것이다.
Although a preferred embodiment of the present invention has been described herein, improvements and modifications may be made without departing from the scope of the following claims.
Claims (15)
하나의 캠(12)을 종동하도록 구성된 캠 종동부(18);
상기 캠샤프트 축(A)으로부터 이격된 피봇 축(B) 주위로 피봇가능하고, 그리고 상기 캠 종동부(18)를 지지하는 캠 종동부 지지부(20); 및
상기 캠 종동부(18)와 상기 캠 종동부 지지부(20) 사이에 개재될 수 있고 그리고 상기 캠샤프트 축(A)에 수직인 방향으로 상기 캠 종동부(18)를 변위시키도록 구성된 액추에이터(22)를 포함하는, 캠 종동부 조립체(14).A cam follower assembly (14) for controlling operation of an internal combustion engine comprising a camshaft (10) rotatable about a camshaft axis (A), the camshaft (10) comprising at least one cam Said cam follower assembly comprising:
A cam follower (18) configured to follow one cam (12);
A cam follower support (20) pivotable about a pivot axis (B) spaced from the camshaft axis (A) and supporting the cam follower (18); And
An actuator 22 configured to be interposed between the cam follower 18 and the cam follower support 20 and configured to displace the cam follower 18 in a direction perpendicular to the camshaft axis A, ) Of the cam follower assembly (14).
상기 캠 종동부(18)와 상기 캠 종동부 지지부(20) 사이에 개재된 적어도 하나의 안내 핀(26, 28)을 더 포함하는, 캠 종동부 조립체(14).The method according to claim 1,
Further comprising at least one guide pin (26, 28) interposed between the cam follower (18) and the cam follower support (20).
상기 액추에이터(22)가 이중 작용 수압식 실린더, 또는 스프링-복귀부를 가지는 단일 작용 수압식 실린더로서 구성되는, 캠 종동부 조립체(14).3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the actuator (22) is configured as a double acting hydraulic cylinder, or a single acting hydraulic cylinder with a spring-return portion.
상기 액추에이터(22)가 전기식 액추에이터, 또는 공압식 액추에이터로서 구성되는, 캠 종동부 조립체(14).3. The method according to claim 1 or 2,
The cam follower assembly (14), wherein the actuator (22) is configured as an electric actuator, or as a pneumatic actuator.
상기 캠 종동부(18)가 연장된 위치와 후퇴된 위치 사이에서 상기 액추에이터(22)를 통해서 연속적으로 변위가능한, 캠 종동부 조립체(14).5. The method according to any one of claims 1 to 4,
The cam follower assembly (14) being continuously displaceable through the actuator (22) between an extended and retracted position of the cam follower (18).
상기 액추에이터(22)가 동작 중에 상기 캠샤프트(10)의 회전 속도에 실질적으로 상응하는 병진운동 속도로 상기 캠 종동부(18)를 이동시키도록 구성되는, 캠 종동부 조립체(14).6. The method according to any one of claims 1 to 5,
Is configured to move the cam follower (18) at a translational velocity substantially corresponding to a rotational speed of the camshaft (10) during operation of the actuator (22).
상기 액추에이터(22)가 연장된 위치와 후퇴된 위치 사이에서 상기 캠 종동부(18)를 변위시키도록 구성되고, 상기 후퇴된 위치는 상기 연장된 위치로부터 2 mm 내지 40 mm의 범위 내에서 이격되는, 캠 종동부 조립체(14).7. The method according to any one of claims 1 to 6,
The actuator being configured to displace the cam follower (18) between an extended and retracted position, the retracted position being spaced within a range of 2 mm to 40 mm from the extended position , Cam follower assembly (14).
상기 캠 종동부(18)는 밸브의 개방 및 폐쇄를 제어하기 위한 밸브 동작 상승부(16)를 지지하도록 구성되는, 캠 종동부 조립체(14).8. The method according to any one of claims 1 to 7,
The cam follower assembly (18) is configured to support a valve operation raised portion (16) for controlling the opening and closing of the valve.
상기 캠 종동부(18)에 의해서 제어되는 밸브가 유입구 밸브, 배출구 밸브, 또는 가스 밸브로서 구성되는, 캠 종동부 조립체(14).9. The method of claim 8,
The cam follower assembly (14) wherein the valve controlled by the cam follower (18) is configured as an inlet valve, an outlet valve, or a gas valve.
상기 캠 종동부(18)가 연료 펌프의 분사 타이밍을 제어하기 위한 연료 펌프 동작 상승부(16")를 지지하도록 구성되는, 캠 종동부 조립체(14).8. The method according to any one of claims 1 to 7,
Wherein the cam follower (18) is configured to support a fuel pump operation lift (16 ") for controlling the injection timing of the fuel pump.
제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 복수의 캠 종동부 조립체(14)를 포함하고, 상기 복수의 캠 종동부 조립체(14)의 각각의 캠 종동부(18)가 복수의 캠(12) 중 하나를 종동하는, 장치(38).An apparatus (38) for controlling operation of an internal combustion engine comprising a camshaft (10) rotatable about a camshaft axis (A), the camshaft (10) comprising a plurality of cams (38):
A cam follower assembly (14) according to any one of the preceding claims, wherein each cam follower (18) of the plurality of cam follower assemblies (14) includes a plurality of cam followers 12). ≪ / RTI >
상기 각각의 캠 종동부 조립체(14)의 캠 종동부 지지부(20)가 피봇 축(B) 주위로 회전될 수 있는 지지 샤프트(23)에 의해서 피봇식으로 지지되거나,
상기 각각의 캠 종동부 조립체(14)의 캠 종동부 지지부(20)가 피봇 축(B) 주위로 회전될 수 있는 개별적인 지지 샤프트(23)에 의해서 개별적으로 피봇가능한, 장치(38).12. The method of claim 11,
The cam follower support 20 of each cam follower assembly 14 is pivotally supported by a support shaft 23 that can be rotated about the pivot axis B,
Wherein the cam follower support (20) of each cam follower assembly (14) is individually pivotable by an individual support shaft (23) that can be rotated about the pivot axis (B).
제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 캠 종동부 조립체(14)를 제공하는 단계;
상기 캠샤프트(10)를 상기 캠샤프트 축(A) 주위로 회전시키는 단계; 및
상기 액추에이터(22)를 통해서 상기 캠샤프트 축(A)에 수직인 방향으로 상기 캠 종동부(18)를 변위시키는 것에 의해서 상기 캠 종동부(18)에 의해서 지지되는 동작 상승부(16)에 의해서 동작되는 구성요소의 작동 시간을 변화시키는 단계를 포함하는, 내연 엔진의 동작을 제어하기 위한 방법.A method for controlling operation of an internal combustion engine comprising a camshaft (10) rotatable about a camshaft axis (A), the camshaft (10) comprising at least one cam (12) CLAIMS 1. A method for controlling an operation comprising:
Providing a cam follower assembly (14) according to any one of claims 1 to 10;
Rotating the camshaft (10) about the camshaft axis (A); And
By an operation raising portion 16 supported by the cam follower portion 18 by displacing the cam follower portion 18 in a direction perpendicular to the camshaft axis A through the actuator 22 And varying the operating time of the component being operated.
상기 구성요소의 작동 시간을 변화시키는 단계가, 상기 캠샤프트 축(A)에 수직인 방향으로 상기 캠 종동부(18)를 변위시키는 것에 의해서 상기 작동 시간을 전진시키는 단계 또는 지연시키는 단계를 포함하는, 내연 엔진의 동작을 제어하기 위한 방법.14. The method of claim 13,
Wherein changing the operating time of the component comprises advancing or delaying the operating time by displacing the cam follower (18) in a direction perpendicular to the camshaft axis (A) , A method for controlling the operation of the internal combustion engine.
상기 구성요소의 작동 시간을 변화시키는 단계가, 상기 캠샤프트 축(A)에 수직한 방향으로 상기 캠샤프트를 회전시키는 것과 함께 또는 그에 대항하여 상기 캠 종동부(18)를 이동시키는 것에 의해서 작동 시간 범위를 연장 또는 단축시키는 단계를 포함하는, 내연 엔진의 동작을 제어하기 위한 방법.The method according to claim 13 or 14,
The step of varying the operating time of the component is performed by moving the cam follower (18) with or against rotating the camshaft in a direction perpendicular to the camshaft axis (A) And extending or shortening the range of the engine.
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