KR20150036415A - 연소 엔진 내의 가스 교환 밸브의 축상 변위를 위한 액츄에이터 - Google Patents

연소 엔진 내의 가스 교환 밸브의 축상 변위를 위한 액츄에이터 Download PDF

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앤덜스 호그룬트
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프리밸브 에이비
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Abstract

본 발명은 대상물의 축상 변위를 위한 액츄에이터에 관련되는데, 액츄에이터는 함께 액츄에이터 피스톤을 형성하는 액츄에이터 피스톤 디스크(4) 및 액츄에이터 피스톤 로드(7), 실린더 볼륨으로서, 상기 액츄에이터 피스톤 디스크(4)가 상기 실린더 볼륨을 제 1 부분(5) 및 제 2 부분(6)으로 분할하고, 상기 실린더 볼륨 내에서 인액티브 포지션 및 액티브 포지션 사이에서 변위가능한, 실린더 볼륨, 상기 실린더 볼륨의 제 1 부분(5)과의 제어가능한 유체 통신을 위하여 구현되는 압력 유체 회로(10), 및 액체-충진된 공간(22)을 포함하는 제 1 유압 회로(21)를 포함하고, 상기 액츄에이터 피스톤 로드(7)는 실린더 볼륨 내의 액츄에이터 피스톤 디스크(4)의 축상 변위와 연계하여 상기 액체-충진된 공간(22)에 대하여 축상으로 변위되도록 배치된다. 액츄에이터 피스톤은 제 2 유압 회로(24)를 포함하고, 상기 액체-충진된 공간(22)은 액츄에이터 피스톤 디스크(4)가 상기 인액티브 포지션에 있을 때 제 2 유압 회로(24) 내의 내부 캐비티(25)와 유체 통신하며, 상기 내부 캐비티(25)는 상기 액츄에이터 피스톤에 대하여 변위가능하고 상기 실린더 볼륨의 제 2 부분(6) 내의 상기 대상물에 대하여 인접하도록 구현되는 포지셔닝 피스톤(29)에 의하여 부분적으로 한정되고, 상기 제 2 유압 회로(24)는 내부 캐비티(25)로부터의 유체 흐름을 방해하도록 배치되는 밸브(27)를 포함한다.

Description

연소 엔진 내의 가스 교환 밸브의 축상 변위를 위한 액츄에이터{ACTUATOR FOR AXIAL DISPLACEMENT OF A GAS EXCHANGE VALVE IN A COMBUSTION ENGINE}
본 발명은 대상물의 축상 변위를 위한 액츄에이터에 관련된다. 특히, 본 발명은 연소 엔진을 위한 밸브 액츄에이터에 관련되는데, 액츄에이터는 하나 이상의 입구 밸브 또는 출구 밸브의 구동을 위하여 사용되도록 제안되고, 이들은 각각 연소 엔진의 실린더에 대한 공기의 공급 및 소개를 제어한다. 그러므로, 본 발명에 따른 액츄에이터는 엔진 밸브의 구동을 위하여 특히 적합하고, 이를 통하여 연소 엔진내의 하나 이상의 캠샤프트의 필요성을 없앤다.
본 발명에 따르는 액츄에이터는 액츄에이터 피스톤 디스크; 액츄에이터 피스톤 로드로서, 상기 액츄에이터 피스톤 디스크에 고정되게 연결되고 이로부터 축상으로 돌출하며, 상기 액츄에이터 피스톤 디스크와 함께 액츄에이터 피스톤을 형성하는, 액츄에이터 피스톤 로드; 실린더 볼륨으로서, 상기 액츄에이터 피스톤 디스크는 상기 실린더 볼륨을 제 1 부분 및 제 2 부분으로 분할하고, 축방향에서, 상기 실린더 볼륨 내에서 인액티브 포지션 및 액티브 포지션 사이에서 호상간에 변위가능한, 실린더 볼륨; 상기 실린더 볼륨의 제 1 부분과의 제어가능한 유체 통신을 위하여 구현되는 압력 유체 회로; 및 액체-충진된 공간을 포함하는 제 1 유압 회로로서, 상기 액츄에이터 피스톤 로드는 상기 실린더 볼륨 내의 액츄에이터 피스톤 디스크의 축상 변위와 연계하여 상기 액체-충진된 공간에 대하여 축상으로 변위되도록 배치되는, 제 1 유압 회로를 포함한다.
서두를 사용하여 언급된 타입의 액츄에이터는 예를 들면, 출원인 자신의 US 7,121,237 호로부터 공지된다. 상기 문서는 엔진 밸브의 구동을 위한 액츄에이터를 개시하는데, 액츄에이터 피스톤의 액츄에이터 피스톤 로드는 그것의 자유단의 영역 내에 유압 브레이킹 디바이스를 가지고, 상기 유압 브레이킹 디바이스는 액츄에이터의 액츄에이터 하우징 내의 기계적 스톱부(mechanical stop)와 상호작용한다. 이러한 유압 브레이킹 디바이스의 목적은 엔진 밸브의 밸브 헤드가 연소 엔진의 실린더 내의 밸브 시트와 접촉하기 직전에 엔진 밸브의 이동 속도를 감소시키고, 이를 통하여 포함된 세부 부품들을 아끼고 마모 및 부조화(dissonance)를 감소시키기 위하여 제어된 닫힘 모션을 획득하는 것이다. 엔진 밸브가 닫히면, 액츄에이터 피스톤 로드는 엔진 밸브의 닫힘과 연계하여 엔진 밸브 및 액츄에이터 피스톤의 정확한 브레이킹을 획득하기 위하여, 그것의 시트에 접촉하는 엔진 밸브와 함께 액츄에이터 하우징 내의 기계적 스톱부에 접촉해야 한다.
액츄에이터 피스톤 로드의 유압 브레이킹 디바이스 및 엔진 밸브의 밸브 헤드 사이의 상호 거리가 기계적 스톱부 및 엔진 밸브의 시트 사이의 상호 거리만큼 커야 한다는 것이 매우 중요하다. 공지된 액츄에이터의 문제점은 액츄에이터 피스톤 로드가 액츄에이터 하우징 내의 자신의 기계적 스톱부에 도달하지 않는다는 것인데, 이 경우 지연 효과(retarding effect)가 변동하거나 아예 나타나지 않는다.
엔진 밸브가 동작 도중에 고온에 노출되기 때문에, 그것의 밸브 스템은 치수 변화를 겪을 것이고, 이것이 위의 조건에 직접적으로 영향을 준다. 추가적으로, 제조 비용은 포함된 세부 부품들의 생산 시에 치수 공차(dimensional tolerances)가 좁다면 높을 것이고, 대안적으로는 덜 좁은 치수 공차가 사용되는데, 이것이 심(shims) 등을 사용하여 세부 부품들의 상호 포지션을 조절할 필요성을 수반한다. 더욱이, 포함된 세부 부품들은 동작 도중에 마모되고, 이것이 세부 부품들의 상호 포지션에 더 영향을 준다.
유압 브레이킹 디바이스 외에 액츄에이터 피스톤 로드 역시 다른 기능들을 가진다는 것이 언급되어야 하는데, 여기에서 실린더 볼륨의 제 1 부분의 크기를 확립하기 위하여, 실린더 볼륨의 제 1 부분과의 유체 통신을 조절하기 위하여, 등등으로 액츄에이터 하우징에 대한 그것의 포지션이 상이한 목적을 위하여 사용된다.
본 발명은 이전에 공지된 액츄에이터의 위에서 언급된 단점 및 실패 내용을 피하는 것 그리고 개선된 액츄에이터를 제공하는 목적을 가진다. 본 발명의 일차적 목적은 도입부의 방법에 의하여 정의되는 타입의 개선된 액츄에이터를 제공하는 것인데, 이것은 액츄에이터 피스톤 로드가 언제나 액츄에이터가 휴지(rest) 포지션에 있을 때에 양호한 선정의된 인액티브 포지션을 취하는 것을 보장한다.
본 발명에 따르면, 적어도 일차적 목적은 도입부를 사용하여 정의되고 독립항에서 정의된 피쳐들을 가지는 액츄에이터를 사용하여 획득된다. 본 발명의 바람직한 실시예들은 종속항에서 더 정의된다.
본 발명에 따르면, 도입부를 사용하여 정의되는 타입의 액츄에이터가 제공되는데, 상기 액츄에이터 피스톤은 제 2 유압 회로를 포함하고, 상기 제 1 유압 회로의 액체-충진된 공간은 상기 액츄에이터 피스톤 디스크가 상기 인액티브 포지션에 있을 때 상기 제 2 유압 회로 내의 내부 캐비티와 유체 통신하며, 상기 내부 캐비티는 축방향에서 상기 액츄에이터 피스톤에 대하여 호상간에 변위가능하고, 실린더 볼륨의 제 2 부분 내의, 예를 들어 엔진 밸브로 이루어지는 상기 가스 교환 밸브에 대하여 인접하도록 구현되는 포지셔닝 피스톤에 의하여 부분적으로 한정되고, 상기 제 2 유압 회로는 상기 내부 캐비티로부터의 유체 흐름을 방해하도록 배치되는 밸브를 포함하며, 상기 액츄에이터 피스톤 로드는, 상기 액츄에이터 피스톤 디스크가 인액티브 포지션에 있을 때 상기 액체-충진된 공간 내의 정지면에 대하여 적어도 부분적으로 인접하도록 배치되는 자유단을 가지고, 상기 내부 캐비티에 대향하는 상기 포지셔닝 피스톤의 가압 영역은 상기 액츄에이터 피스톤 로드의 자유단의 가압 영역과 같거나 이보다 작은 것을 특징으로 한다.
이에 상응하여, 본 발명은, 액츄에이터 피스톤에 상대적으로 가동 포지셔닝 피스톤을 사용함으로써, 액츄에이터 피스톤 로드가 엔진 밸브가 닫히고 액츄에이터가 인액티브일 때에는 언제나 선정의된 인액티브 포지션을 취하는 것이 보장될 수 있다.
다른 바람직한 실시예에서, 액츄에이터 피스톤 로드는 그것의 자유단의 영역 내에서 상기 액츄에이터 피스톤 로드의 자유단이 상기 정지면에 접촉하기 이전에 상기 액츄에이터 피스톤의 이동 속도를 감소시키도록 구현되는 유압 브레이킹 디바이스를 가진다.
본 발명의 다른 장점 및 특징은 다른 종속항 및 후속하는 바람직한 실시예의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용으로부터 알 수 있다.
본 발명의 위에서 언급된 그리고 다른 피쳐 및 장점의 더 완전한 이해는 후속하는 바람직한 실시예의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용으로부터 분명해질 것이며, 첨부 도면에 대한 참조가 이루어진다:
도 1 은 제 1 실시예에 따른 액츄에이터의 개략적인 측면 단면도인데, 액츄에이터 피스톤은 인액티브 포지션에 있다.
도 2 는 액츄에이터 피스톤이 액티브 포지션에 있는, 도 1 에 도시된 액츄에이터의 개략적인 측면 단면도이다.
도 3 은, 제 2 유압 회로의 내부 캐비티를 도시하는, 도 1 및 도 2 에 따르는 액츄에이터의 일부의 확장도이다.
도 4 는 제 2 실시예에 따른 액츄에이터의 개략적인 측면 단면도인데, 액츄에이터 피스톤은 인액티브 포지션에 있고, 그리고
도 5 는 액츄에이터 피스톤이 액티브 포지션에 있는, 도 4 에 도시된 액츄에이터의 개략적인 측면 단면도이다.
본 발명은 대상물의 축상 변위를 위한, 일반적으로 1 로 지정되는 액츄에이터에 관련된다. 예시적이지만 한정적이지 않은 목적에서, 본 발명은 이제 액츄에이터(1)가 연소 엔진의 실린더 내의 입구 밸브 또는 출구 밸브와 같은 하나 이상의 가스 교환 밸브의 구동을 위하여 이용되는 애플리케이션을 참조하여 설명될 것이다.
우선 도 1 및 도 2 가 참조되는데, 이것들은 본 발명에 따르는 액츄에이터(1)의 제 1 실시예를 도시한다. 액츄에이터(1)는 액츄에이터 하우징(2), 실린더 볼륨 또는 챔버를 한정짓는 실린더(3), 축방향에서 상기 실린더 볼륨 내에서 인액티브 포지션(도 1) 및 액티브 포지션(도 2) 사이에서 호상간에 변위가능한 액츄에이터 피스톤 디스크(4)를 포함한다. 액츄에이터 피스톤 디스크(4)는 상기 실린더 볼륨을 제 1의 상부 부분(5) 및 제 2의 하부 부분(6)으로 분할한다.
더욱이, 액츄에이터(1)는 일반적으로 7 이 지정되는 액츄에이터 피스톤 로드를 포함하는데, 이것은 액츄에이터 피스톤 디스크(4)에 고정되게 접속되고 이로부터 축상으로 돌출하는, 그리고 액츄에이터 피스톤 디스크와 함께 액츄에이터 피스톤을 형성하는 액츄에이터 피스톤 로드를 포함한다. 도시된 실시예에서, 액츄에이터 피스톤 로드(7)는 액츄에이터 피스톤 디스크(4)로부터 일정 거리에 위치되고 액츄에이터 하우징(2) 내의 보어에 대하여 단단하게 폐쇄되는 제 1 의 더 두꺼운 부분(8), 및 더 두꺼운 부분(8) 및 액츄에이터 피스톤 디스크(4) 사이에서 연장하고 이들을 연결하는 제 2 의 더 얇은 부분(9)을 가진다.
액츄에이터(1)는 일반적으로 10 이 지정되고 압력 펄스를 시작하기 위하여 가스 또는 가스 혼합물의 실린더 볼륨의 제 1 부분(5)으로의 제어가능한 공급을 위하여 구현되고, 상기 압력 펄스의 종결을 위하여 실린더 볼륨의 제 1 부분(5) 으로부터의 가스 또는 가스 혼합물의 제어가능한 소개(evacuation)를 위하여 구현되는 압력 유체 회로를 더 포함한다.
압력 유체 회로(10)는 압력 유체 소스(HP) 및 압력 유체 싱크(LP)에 연결된다. 압력 유체 소스는 종속(appurtenant) 탱크 또는 간단히 압력 탱크가 있는 엔진에 속하는 압축기일 수도 있다. 압력 유체 싱크는 압력 유체 소스, 예를 들어 대기 내에서 생성되는 것보다 더 낮은 압력을 가지는 임의의 포인트 이거나, 또는 압축기로 되돌아 리딩하는(lead) 도관(conduit)일 수도 있다.
도시된 실시예에서, 액츄에이터(1)는 직접적으로 또는 간접적으로 전기적으로 제어되는 제 1 밸브 몸체(11)를 포함하는데, 이러한 제 1 밸브 몸체(11)는 압력 유체 회로(10) 내의 압력 유체 흐름의 제어를 위하여 압력 유체 회로(10) 내에 배치된다. 전기적으로 제어된다고 할 때, 전자기 디바이스를 이용하여 제어되는 것, 압전 디바이스를 이용하여 제어되는 것 등을 의미한다. 바람직한 실시예에서, 액츄에이터(1)는 3-웨이 밸브의 형태인 소위 파일럿 밸브(12)를 더 포함하는데, 이러한 파일럿 밸브(12)는 전자석(13)에 의하여 구동되도록 배치된다. 파일럿 밸브는 또한 압전 밸브이거나, 또는 다른 유사한 전기적으로 제어되는 밸브일 수도 있다. 파일럿 밸브(12)는 압력 유체 소스(HP) 및 압력 유체 싱크(LP) 각각과의 유체 통신을 위하여 활성화 덕트(14)로 교번하여 개방되도록 배치된다. 더욱이, 제 1 밸브 몸체(11)의 상단부는 활성화 덕트(14) 내에 배치되는데, 여기에서 압력 유체 소스로부터의 압력 유체 흐름은 제 1 밸브 몸체(11)에 대하여 작용하고 이것을 하향으로 변위시킬 수 있다. 파일럿 밸브(12)는 바람직하게는 가스 스프링, 기계적 스프링 또는 기타 등등을 이용하여 제 1 방향에서(우측을 향함) 바이어스되는데, 그 결과 전자석(13)의 활성화가 파일럿 밸브(12)를 제 2 방향에서(좌측을 향함) 변위되게 하고, 그리고 전자석(13)이 셧오프될 때에, 파일럿 밸브(12)는 반대 방향으로(우측을 향함) 변위됨으로써 복귀한다. 도면에서, 따라서 제 1 밸브 몸체(11)가 간접적으로 전기적으로 제어되는 것이 도시된다. 전자석(13)이 직접적으로 제 1 밸브 몸체(11)에 작용하는 경우에, 제 1 밸브 몸체(11)는 직접적으로 전기적으로 제어되는데, 즉, 이러한 실시예에서는 파일럿 밸브 및 활성화 덕트가 래킹한다(lacking).
파일럿 밸브(12)가 압력 유체 소스로부터 활성화 덕트(14)로의 압력 유체 흐름을 위하여 열릴 때, 제 1 밸브 몸체(11)는 도 1 에 도시되는 낮은 포지션으로 변위되게 된다. 따라서 제 1 밸브 몸체(11)는 압력 유체 회로(10)가 연결되는 압력 유체 소스로부터 실린더 볼륨의 제 1 부분(5)으로의 압력 유체 회로 내의 압력 유체 흐름을 위하여 열리게 된다. 그러면 압력 유체의 펄스는 반대로 작용하고 실린더 볼륨 내의 액츄에이터 피스톤 디스크(4)를 도 1 에 도시되는 포지션으로부터 도 2 에 도시되는 포지션으로 그리고 이를 지나치게 변위시킨다. 따라서 도 1 은 제 1 밸브 몸체(10)가 변위된 바 있지만 액츄에이터 피스톤 디스크(4)는 여전히 이동을 시작하지 않은 때의 순간적인 그림을 도시한다. 도 1 에서, 따라서 액츄에이터 피스톤은 자신의 인액티브 포지션에 남아 있으며, 그 이후에 하향으로의 자신의 이동을 개시하여 압력 펄스를 생성할 것이다.
도 2 에서, 그것의 액티브 포지션에 있는 액츄에이터 피스톤 디스크(4)가 도시되고, 액츄에이터 피스톤 로드(7)의 더 두꺼운 부분(8)은 압력 유체 회로(10)를 폐쇄하여 압력 유체 소스로부터 실린더 볼륨의 제 1 부분(5)으로의 압력 유체의 연속된 유입을 방지한다. 도 2 에서, 파일럿 밸브(12)가 반대 방향으로(우측을 향함) 변위되어 압력 유체 싱크 및 활성화 덕트(14) 사이의 유체 통신을 허용하고, 이를 통하여 상향 방향으로 바이어스된 제 1 밸브 몸체(11)가 가스 스프링, 기계적 스프링, 또는 기타 등등을 사용하여, 그것의 액티브 포지션으로부터 그것의 인액티브 포지션으로의 액츄에이터 피스톤 디스크(4)의 복귀 운동을 허용하기 위하여, 실린더 볼륨의 제 1 부분(5) 내에서의 가스의 소개를 위해 상부 포지션으로 변위된 것이 역시 도시된다. 소개가 발생하면, 액츄에이터 피스톤 디스크(4)는 따라서 도 1 에 도시되는 인액티브 포지션으로 복귀한다.
도시된 실시예에서, 액츄에이터(1)는 일반적으로 15 가 지정되는 엔진 밸브와 상호작용하는데, 이것은 밸브 스템(16) 및 밸브 헤드(17)를 가진다. 밸브 스템(16)은 연소 엔진의 정지된 부분을 통하여 액츄에이터(1)의 실린더(3) 내로 연장하고 더 정밀하게는 실린더 볼륨의 제 2 부분(6) 내로 연장하며, 그리고 밸브 헤드(17)는 가스/에어의 연소 엔진의 실린더로의 통과를 교번하여 허용하고 방지하기 위하여 밸브 시트(18)와 상호작용하도록 배치된다. 엔진 밸브(15)는 축방향에서 액츄에이터(1)를 이용하여, 그리고 밸브(15)의 밸브 스템(16)의 상단부에 간접적으로 작용하여 밸브(15)를 그것의 닫힌 포지션(도 1)으로부터 그것의 개방된 포지션(도 2)으로 변위시키는 액츄에이터(1)의 액츄에이터 피스톤 디스크(4)에 의하여 변위가능하다. 더욱이, 연소 엔진은 바람직하게는 종래의 개략적으로 도시된 밸브 스프링(19)을 포함하는데, 이것은 밸브(15)를 그것의 열린 포지션으로부터 그것의 닫힌 포지션으로 다시 가져가도록 구현된다. 밸브 스프링(19)은 그것의 하단부 내에서 연소 엔진의 정지부에 대하여 직접적으로 또는 간접적으로, 그리고 그것의 상단부 내에서 캐리어(20), 또는 밸브 스프링 리테이너에 대하여 작용하는데, 이것은 그것의 상단부의 영역에서 밸브 스템(16)에 연결된다.
액츄에이터(1)는 액체-충진된 공간(22), 액츄에이터 피스톤 디스크(4)의 실린더 볼륨 내의 축상 변위와 연계하여 상기 액체-충진된 공간(22)에 대하여 축상으로 변위되는 액츄에이터 피스톤 로드(7)를 포함하는, 일반적으로 21 이 지정되는 제 1 유압 회로를 더 포함한다. 액체는 비-복귀 밸브(23)를 통하여 액체-충진된 공간(22) 내로 흘러가고 그리고 도시된 실시예에서 제 1 밸브(11)인 제어가능한 밸브를 통하여 액체-충진된 공간(22)으로부터 흘러나올 수 있다. 액츄에이터 피스톤이 인액티브 포지션(도 1)으로부터 액티브 포지션(도 2)으로 변위될 때, 액츄에이터 피스톤 로드(7)는 액체-충진된 공간(22) 내로의 액체의 유입을 위한 공간을 남기며, 액츄에이터 피스톤이 액티브 포지션으로부터 인액티브 포지션으로 변위될 때, 액체는 액체-충진된 공간(22)으로부터 밖으로 가압된다.
이제 도 3 도 역시 참조하는데, 이것은 도 1 및 도 2 에 도시되는 실시예에 따르는 액츄에이터의 일부를 확장하여 도시한다. 본 발명에 따르는 액츄에이터(1)에 따르면, 액츄에이터 피스톤은 일반적으로 24 가 지정되며 내부 캐비티(25)를 이제 포함하는 제 2 유압 회로를 포함한다. 액츄에이터 피스톤 디스크(4)가 상기 인액티브 포지션에 있을 때에, 제 1 유압 회로(21)의 액체-충진된 공간(22)은 제 2 유압 회로(24) 내의 내부 캐비티(25)와 유체 통신 상태이다. 내부 채널(26)은 내부 캐비티(25) 내의 제 1 단부 내에서 그리고 액츄에이터 피스톤 로드(7)의 더 두꺼운 부분(8)의 엔빌로프 표면(envelope surface) 내에서 마우싱된다(mouth). 따라서 내부 채널(26)의 제 2 단부는 액츄에이터 피스톤 디스크(4)가 인액티브 포지션에 있을 때에 액체-충진된 공간(22)과 유체 통신하도록 구현되어야 하고, 더욱이 상기 유체 통신은 바람직하게는 액츄에이터 피스톤 디스크(4)가 액티브 포지션에 있을 때에는 깨져야 한다. 제 2 유압 회로(24)는 더 나아가 내부 캐비티(25)로부터 액체-충진된 공간(22)으로의 유체 흐름을 방해하도록 배치되는 밸브(27)를 포함한다. 바람직하게는, 상기 밸브(27)는 비-복귀 밸브이고, 이것은 내부 채널(26)을 비-복귀 밸브 스프링(28)을 사용하여 밀봉하는 포지션에서 홀딩된다.
내부 캐비티(25)는 포지셔닝 피스톤(29)에 의하여 부분적으로 한정지어지는데, 이것은 축방향에서, 액츄에이터 피스톤에 대하여 호상간에 변위가능하고 이것은 실린더 볼륨의 제 2 부분(6) 내의 엔진 밸브(15)에 작용하도록 구현된다. 내부 캐비티(25) 내에 존재하는 액체는 작은 정도로 포지셔닝 피스톤(29)을 지나 리킹하여 실린더 볼륨의 제 2 부분(6)으로 흐르도록 허용된다.
액츄에이터 피스톤 로드(7)는 자유단(30)을 가지는데, 이것은 액츄에이터 피스톤 디스크(4)가 인액티브 포지션에 있을 때에 액체-충진된 공간(22) 내의 정지면(31)에 대하여 적어도 부분적으로 인접하도록 배치된다. 도 1 내지 도 3 에 따른 실시예에서, 포지셔닝 피스톤(29)은 내부 캐비티(25) 내의 스프링(32)에 의하여 상기 실린더 볼륨의 제 2 부분(6) 내로의 방향으로 바이어스된다. 엔진 밸브(15)의 밸브 헤드(17)가 그것의 시트(18)에 도달하고 액츄에이터 피스톤 로드(7)의 자유단(30)이 상기 정지면(31)에 대하여 이웃하지 않으면, 포지셔닝 피스톤(29)은 엔진 밸브(15)에 대하여 인접할 것이고 스프링(32)은 액체가 내부 캐비티(25) 내에서 가압되고 그 안에서 보유되는 동안 액츄에이터 피스톤 로드(7)의 자유단(30)이 정지면(31)에 인접할 때까지 액츄에이터 피스톤을 축상으로 상향하여 가압할 것이다. 이에 상응하여, 포지셔닝 피스톤(29)의 기능은 액츄에이터 피스톤 디스크(4)가 인액티브 포지션에 있을 때마다 액츄에이터 피스톤을 정확한 위치에 포지셔닝하는 것이다.
포지셔닝 피스톤(29)은 가압 영역, 즉, 포지셔닝 피스톤의 축상으로 돌출된 영역으로 이루어지는 영역을 가지는데, 이것에 대하여 내부 캐비티(25) 내의 액체가 작용하여 포지셔닝 피스톤(29)이 내부 캐비티(25) 내로 가압되는 것을 방지한다. 도 1 내지 도 3 에 따르는 실시예에서, 내부 캐비티(25)에 대향하는 포지셔닝 피스톤(25)의 가압 영역은 액츄에이터 피스톤 로드(7)의 자유단(30)의 가압 영역 만큼 크거나 이보다 더 작다.
본 발명에 따르는 액츄에이터(1)의 도시된 실시예에서, 액츄에이터 피스톤 로드(7)는 그것의 자유단의 영역 내에서 유압 브레이킹 디바이스를 가지는데, 이것은 액츄에이터 피스톤 로드(7)의 자유단(30)이 상기 정지면(31)에 접촉하기 이전에 액츄에이터 피스톤의 이동 속도를 감소시키도록 구현되고, 이를 통하여 그것의 엔진 밸브(15)가 시트(18)에 접촉하기 이전에 엔진 밸브(15)의 이동 속도를 감소시키도록 구현된다. 유압 브레이킹 디바이스는 액츄에이터 피스톤 로드(7) 및 액체-충진된 공간(22) 사이의 기하학적 수축부(constriction)로 이루어지는데, 이러한 기하학적 수축부는 액츄에이터 피스톤 로드(7)의 자유단(30)이 상기 정지면(31)에 도달할 때 감소하고, 이에 의하여 브레이킹 힘이 증가한다.
이제 도 4 및 도 5 를 참조하는데, 이것들은 제 2 실시예에 따르는 액츄에이터(1)를 도시한다. 제 1 실시예에 대한 차이점들만이 설명될 것이다. 이러한 제 2 실시예에서, 내부 캐비티(25)에 대향하는 포지셔닝 피스톤(29)의 가압 영역은 액츄에이터 피스톤 로드(7)의 자유단(31)의 가압 영역보다 더 크다. 동시에, 포지셔닝 피스톤(29) 및 액츄에이터 피스톤으로부터 이격되게 가압하고 도 1 내지 도 3 에 따른 실시예에서는 요구된 스프링의 필요성이 없다. 그러나, 액츄에이터 피스톤 로드(7)의 더 두꺼운 부분(8)의 엔빌로프 표면 내에서 마우싱하는(mouth) 내부 채널(26)의 제 2 단부의 위치가 극히 중요하다. 내부 채널(26)의 제 2 단부는 액츄에이터 피스톤 디스크(4)가 인액티브 포지션에 있을 때에 액체-충진된 공간(22)과 유체 통신하도록 구현되어야 하고, 더욱이 상기 유체 통신은 액츄에이터 피스톤 디스크(4)가 인액티브 포지션을 떠난 직후에 깨져야 한다. 액츄에이터 피스톤 디스크(4)가 액티브 포지션에 있을 때에 만일 내부 채널(26)이 깨지지 않으면, 액츄에이터 피스톤은 상향으로 가압되고 따라서 엔진 밸브(15)가 정확하게 닫히지 못하게 할 것이다.
실현가능한 수정예
본 발명은 위에서 설명되고 오직 예시하고 도시하는 목적만을 가지는 도면 내에 도시된 실시예들로 한정되지 않는다. 본 특허 출원은 본 명세서에서 설명되는 바람직한 실시예의 모든 적응예 및 변형예를 커버하는 것이 의도되고, 결과적으로 본 발명은 첨부된 특허청구범위의 표현에 의하여 정의되며, 장비는 이에 따라 첨부된 청구항의 범위 내에서 모든 실현가능한 방법으로 수정될 수도 있다.
또한 위, 아래, 상부, 하부 등과 같은 용어에 대한/관련한 모든 정보가 도면에 따라서 지향되는 장비로써 해석/판독되어야 하며, 도면은 참조 지정 번호가 적합한 방식으로 판독될 수 있게 하는 방식으로 지향된다는 것이 지적되어야 한다. 이에 상응하여, 이러한 용어는 오직 도시된 실시예 내의 상호 관련성을 표시하며, 이러한 관련성은 본 발명에 따른 장비에게 다른 구조/디자인이 제공되면 변화될 수도 있다.
심지어, 하나의 특정한 실시예로부터의 피쳐가 다른 실시예의 피쳐들과 결합될 수 있다고 명시적으로 언급되지 않는다고 하더라도, 이것은 가능한 경우 명백한 것으로 간주되어야 한다는 것이 지적되어야 한다.

Claims (4)

  1. 연소 엔진 내의 가스 교환 밸브의 축상 변위를 위한 액츄에이터로서,
    - 액츄에이터 피스톤 디스크(4),
    - 액츄에이터 피스톤 로드(actuator piston rod; 7)로서, 상기 액츄에이터 피스톤 디스크(4)에 고정되게 연결되고 이로부터 축상으로 돌출하며, 상기 액츄에이터 피스톤 디스크와 함께 액츄에이터 피스톤을 형성하는, 액츄에이터 피스톤 로드(7),
    -실린더 볼륨으로서, 상기 액츄에이터 피스톤 디스크(4)는 상기 실린더 볼륨을 제 1 부분(5) 및 제 2 부분(6)으로 분할하고, 축방향에서, 상기 실린더 볼륨 내에서 인액티브 포지션 및 액티브 포지션 사이에서 호상간에(reciprocally) 변위가능한, 실린더 볼륨,
    - 상기 실린더 볼륨의 제 1 부분(5)과의 제어가능한 유체 통신을 위하여 구현되는 압력 유체 회로(10), 및
    - 액체-충진된 공간(22)을 포함하는 제 1 유압 회로(21)로서, 상기 액츄에이터 피스톤 로드(7)는 상기 실린더 볼륨 내의 액츄에이터 피스톤 디스크(4)의 축상 변위와 연계하여 상기 액체-충진된 공간(22)에 대하여 축상으로 변위되도록 배치되는, 제 1 유압 회로(21)를 포함하고,
    상기 액츄에이터 피스톤은 제 2 유압 회로(24)를 포함하고, 상기 제 1 유압 회로(21)의 액체-충진된 공간(22)은 상기 액츄에이터 피스톤 디스크(4)가 상기 인액티브 포지션에 있을 때 상기 제 2 유압 회로(24) 내의 내부 캐비티(25)와 유체 통신하며, 상기 내부 캐비티(25)는 축방향에서 상기 액츄에이터 피스톤에 대하여 호상간에 변위가능하고 상기 실린더 볼륨의 제 2 부분(6) 내의 상기 가스 교환 밸브를 가압하도록 구현되는 포지셔닝 피스톤(29)에 의하여 부분적으로 한정되고, 상기 제 2 유압 회로(24)는 상기 내부 캐비티(25)로부터의 유체 흐름을 방해하도록 배치되는 밸브(27)를 포함하며, 상기 액츄에이터 피스톤 로드(7)는, 상기 액츄에이터 피스톤 디스크(4)가 인액티브 포지션에 있을 때 상기 액체-충진된 공간(22) 내의 정지면(31)에 대하여 적어도 부분적으로 인접하도록 배치되는 자유단(30)을 가지고, 상기 내부 캐비티(25)에 대향하는 상기 포지셔닝 피스톤(29)의 가압 영역은 상기 액츄에이터 피스톤 로드(7)의 자유단(30)의 가압 영역과 같거나 이보다 작은 것을 특징으로 하는, 액츄에이터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 유압 회로(24)의 밸브(27)는 비-복귀 밸브인, 액츄에이터.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 포지셔닝 피스톤(29)은 스프링(32)에 의하여 상기 실린더 볼륨의 제 2 부분(6) 내로의 방향으로 바이어스되는, 액츄에이터.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    그것의 자유단(30)의 영역 내의 상기 액츄에이터 피스톤 로드(7)는, 상기 액츄에이터 피스톤 로드(7)의 자유단(30)이 상기 정지면(31)에 접촉하기 이전에 상기 액츄에이터 피스톤의 이동 속도를 감소시키도록 구현되는 유압 브레이킹 디바이스를 가지는, 액츄에이터.
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