KR20170112393A - 연속 가변 밸브 듀레이션 장치 및 이를 포함하는 엔진 - Google Patents

연속 가변 밸브 듀레이션 장치 및 이를 포함하는 엔진 Download PDF

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KR20170112393A
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Abstract

본 발명은 밸브의 개폐 듀레이션을 가변할 수 있는 연속 가변 밸브 듀레이션 장치에 관한 것이다.
본 발명에 의한 연속 가변 밸브 듀레이션 장치는 캠 축; 캠이 형성되고, 상기 캠 축이 삽입되며, 상기 캠 축에 대한 상대적인 위상이 가변 될 수 있고 캠 키가 형성된 캠 유닛: 제1, 2 슬라이딩 홀이 각각 형성되고 상기 캠 축의 회전을 상기 캠 유닛에 전달하는 이너 브라켓; 상기 이너 브라켓이 회전 가능하게 삽입되며, 상기 캠 축과의 상대적인 위치가 가변되는 슬라이더 하우징; 상기 슬라이더 하우징의 위치를 선택적으로 이동시키는 제어부; 상기 각 캠 키가 슬라이딩 가능하게 삽입되는 캠 키 슬롯이 형성되며, 상기 제2 슬라이딩 홀에 회전 가능하게 삽입되는 캠 핀; 및 상기 제1 슬라이딩 홀에 회전 가능하게 삽입되며, 상기 캠 축에 슬라이딩 가능하게 삽입되는 슬라이더 핀;을 포함한다.

Description

연속 가변 밸브 듀레이션 장치 및 이를 포함하는 엔진{CONTINUOUS VARIABLE VAVLE DURATION APPARATUS AND ENGINE PROVIDED WITH THE SAME}
본 발명은 연속 가변 밸브 듀레이션 장치 및 이를 포함하는 엔진에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 간단한 구성으로 밸브의 열림 시간(opening duration)을 엔진의 동작상태에 따라 가변 시킬 수 있는 연속 가변 밸브 듀레이션 장치 및 이를 포함하는 엔진에 관한 것이다.
일반적으로, 내연기관(internal combustion engine)은 연소실(combustion chamber)에 연료와 공기를 받아들여 이를 연소함으로써 동력을 형성한다. 공기를 흡입할 때에는 캠축(camshaft)의 구동에 의해 흡기밸브(intake valves)를 작동시키고, 흡기밸브가 열려있는 동안 공기가 연소실에 흡입되게 된다. 또한, 캠축의 구동에 의해 배기밸브(exhaust valve)를 작동시키고 배기밸브가 열려있는 동안 공기가 연소실에서 배출되게 된다.
그런데, 최적의 흡기밸브/배기밸브 동작은 엔진의 회전속도에 따라 달라진다. 즉, 엔진의 회전속도에 따라 적절한 리프트(lift) 또는 밸브 오프닝/클로징 타임이 달라지게 된다. 이와 같이 엔진의 회전속도에 따라 적절한 밸브 동작을 구현하기 위하여, 밸브를 구동시키는 캠의 형상을 복수 개로 설계하거나, 밸브가 엔진회전수에 따라 다른 리프트(lift)로 동작하도록 구현하는 연속 가변 밸브 리프트(continuous variable valve lift; CVVL) 장치가 연구되고 있다.
또한, 밸브의 열림 시간을 조절하는 것으로 CVVT(Continuous Variable Valve Timing)기술이 개발되어왔는데, 이는 밸브 듀레이션이 고정된 상태로 밸브 열림/닫힘 시점이 동시에 변경되는 기술이다.
그러나, 종래의 CVVL 또는 CVVT는 구성이 복잡하고 비용이 고가인 문제가 있다.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 엔진의 작동 상태에 따라 밸브 리프트의 듀레이션을 조절할 수 있는 연속 가변 밸브 듀레이션 장치 및 이를 포함하는 엔진을 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 연속 가변 밸브 듀레이션 장치는 캠 축; 캠이 형성되고, 상기 캠 축이 삽입되며, 상기 캠 축에 대한 상대적인 위상이 가변 될 수 있고 캠 키가 형성된 캠 유닛: 제1, 2 슬라이딩 홀이 각각 형성되고 상기 캠 축의 회전을 상기 캠 유닛에 전달하는 이너 브라켓; 상기 이너 브라켓이 회전 가능하게 삽입되며, 상기 캠 축과의 상대적인 위치가 가변되는 슬라이더 하우징; 상기 슬라이더 하우징의 위치를 선택적으로 이동시키는 제어부; 상기 각 캠 키가 슬라이딩 가능하게 삽입되는 캠 키 슬롯이 형성되며, 상기 제2 슬라이딩 홀에 회전 가능하게 삽입되는 캠 핀; 및 상기 제1 슬라이딩 홀에 회전 가능하게 삽입되며, 상기 캠 축에 슬라이딩 가능하게 삽입되는 슬라이더 핀;을 포함할 수 있다.
상기 슬라이더 핀은 상기 캠 축에 슬라이딩 가능하게 삽입되는 핀 바디; 및 상기 제1 슬라이딩 홀에 회전 가능하게 삽입되는 핀 헤드;를 포함하되, 상기 핀 바디와 상기 핀 헤드는 일체로 형성될 수 있다.
상기 캠 축의 내부에는 그 길이방향을 따라 캠 축 오일 홀이 형성되고, 상기 슬라이더 핀의 상기 핀 바디에는 상기 캠 축 오일 홀과 연통하는 바디 오일 홀이 형성되고, 상기 슬라이더 핀의 상기 핀 헤드에는 상기 바디 오일 홀과 연통하는 오일 그루부가 형성될 수 있다.
상기 캠 유닛은 하나의 실린더와 그와 이웃한 실린더에 대응하여 각각 구비되는 제1, 2 캠 부를 포함하고, 상기 이너 브라켓은 상기 캠 축의 회전을 상기 제1, 2 캠 부에 각각 전달하는 제1, 2 이너 브라켓을 포함할 수 있다.
상기 연속 가변 밸브 듀레이션 장치는 상기 슬라이더 하우징 내에 구비되며, 상기 제1, 2 이너 브라켓과 결합하는 복렬 베어링;을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 이너 브라켓과 상기 제2 이너 브라켓이 결합될 수 있다.
상기 캠 유닛은 하나의 실린더와 그와 이웃한 실린더에 대응하여 각각 구비되는 제1, 2, 3, 4 캠 부를 포함하고, 상기 이너 브라켓은 상기 캠 축의 회전을 상기 제1, 2, 3, 4 캠 부에 각각 전달하는 제1, 2, 3, 4 이너 브라켓을 포함하며, 상기 슬라이더 하우징은 상기 제1, 2 이너 브라켓이 회전 가능하게 삽입되는 제1 슬라이더 하우징 및 상기 제3, 4 이너 브라켓이 회전 가능하게 삽입되는 제2 슬라이더 하우징을 포함할 수 있다.
상기 연속 가변 밸브 듀레이션 장치는 상기 제1, 2 슬라이더 하우징 내에 구비되며, 상기 제1, 2, 3, 4 이너 브라켓과 결합하는 복렬 베어링;을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 이너 브라켓과 상기 제2 이너 브라켓이 결합되고, 상기 제3 이너 브라켓과 상기 제4 이너 브라켓이 결합될 수 있다.
본 발명의 실시예에 의한 엔진은 캠 축; 캠이 형성되고, 상기 캠 축이 삽입되며, 상기 캠 축에 대한 상대적인 위상이 가변 될 수 있고 캠 키가 형성된 캠 유닛: 제1, 2 슬라이딩 홀이 각각 형성되고 상기 캠 축의 회전을 상기 캠 유닛에 전달하는 이너 브라켓; 상기 이너 브라켓이 회전 가능하게 삽입되며, 상기 캠 축과의 상대적인 위치가 가변되는 슬라이더 하우징; 상기 슬라이더 하우징의 위치를 선택적으로 이동시키는 제어부; 상기 각 캠 키가 슬라이딩 가능하게 삽입되는 캠 키 슬롯이 형성되며, 상기 제2 슬라이딩 홀에 회전 가능하게 삽입되는 캠 핀; 및 상기 제1 슬라이딩 홀에 회전 가능하게 삽입되며, 상기 캠 축에 슬라이딩 가능하게 삽입되는 슬라이더 핀;을 포함할 수 있다.
상기 슬라이더 핀은 상기 캠 축에 슬라이딩 가능하게 삽입되는 핀 바디; 및 상기 제1 슬라이딩 홀에 회전 가능하게 삽입되는 핀 헤드;를 포함하되, 상기 핀 바디와 상기 핀 헤드는 일체로 형성될 수 있다.
상기 캠 축의 내부에는 그 길이방향을 따라 캠 축 오일 홀이 형성되고, 상기 슬라이더 핀의 상기 핀 바디에는 상기 캠 축 오일 홀과 연통하는 바디 오일 홀이 형성되고, 상기 슬라이더 핀의 상기 핀 헤드에는 상기 바디 오일 홀과 연통하는 오일 그루부가 형성될 수 있다.
상기 캠 유닛은 하나의 실린더와 그와 이웃한 실린더에 대응하여 각각 구비되는 제1, 2 캠 부를 포함하고, 상기 이너 브라켓은 상기 캠 축의 회전을 상기 제1, 2 캠 부에 각각 전달하는 제1, 2 이너 브라켓을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의한 엔진은 상기 슬라이더 하우징 내에 구비되며, 상기 제1, 2 이너 브라켓과 결합하는 복렬 베어링;을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 이너 브라켓과 상기 제2 이너 브라켓이 결합될 수 있다.
상기 캠 유닛은 하나의 실린더와 그와 이웃한 실린더에 대응하여 각각 구비되는 제1, 2, 3, 4 캠 부를 포함하고, 상기 이너 브라켓은 상기 캠 축의 회전을 상기 제1, 2, 3, 4 캠 부에 각각 전달하는 제1, 2, 3, 4 이너 브라켓을 포함하며, 상기 슬라이더 하우징은 상기 제1, 2 이너 브라켓이 회전 가능하게 삽입되는 제1 슬라이더 하우징 및 상기 제3, 4 이너 브라켓이 회전 가능하게 삽입되는 제2 슬라이더 하우징을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의한 엔진은 상기 제1, 2 슬라이더 하우징 내에 구비되며, 상기 제1, 2, 3, 4 이너 브라켓과 결합하는 복렬 베어링;을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 이너 브라켓과 상기 제2 이너 브라켓이 결합되고, 상기 제3 이너 브라켓과 상기 제4 이너 브라켓이 결합될 수 있다.
본 발명의 실시예에 의한 엔진은 상기 제1, 2 슬라이더 하우징을 연결하며, 가이드 홀이 형성된 서포트 브라켓; 상기 캠 축을 회전 가능하게 지지하는 캠 캡; 및 상기 캠 캡에 장착되며, 상기 가이드 홀에 삽입되어 상기 서포트 브라켓의 이동을 안내하는 가이드 로드;를 더 포함할 수 있다.
상기 제1, 2 슬라이더 하우징에는 각각 제어 슬롯이 형성되고, 상기 제어부는 상기 각 제어 슬롯에 삽입되는 제어 편심 축; 및 상기 제어 편심 축을 회전시켜 상기 슬라이딩 하우징의 상대 위치를 조절하는 제어 모터;를 포함할 수 있다.
상기 각 캠 캡에는 상기 제어 편심 축이 삽입되는 축 홀이 형성될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 연속 가변 밸브 듀레이션 장치에 의하면, 간단한 구성으로 엔진의 작동 상태에 따라 밸브 리프트의 듀레이션을 조절할 수 있다.
연속 가변 밸브 듀레이션 장치의 구성이 상대적으로 작아 밸브 트레인의 전체 높이를 상대적으로 낮게 유지할 수 있다.
기존의 일반 엔진의 과도한 설계 변경 없이도 연속 가변 밸브 듀레이션 장치를 적용할 수 있어 생산성을 높일 수 있고, 생산 비용을 절감할 수 있다.
도1은 본 발명의 실시예에 따른 연속 가변 밸브 듀레이션 장치가 장착된 엔진의 사시도이다.
도2는 본 발명의 실시예에 따른 연속 가변 밸브 듀레이션 장치의 분해 사시도이다.
도3은 본 발명의 실시예에 따른 연속 가변 밸브 듀레이션 장치의 일부 분해 사시도이다.
도4는 도1의 Ⅳ-Ⅳ선을 따른 일부 단면도이다.
도5는 본 발명의 실시예에 따른 연속 가변 밸브 듀레이션 장치의 일부 사시도이다.
도6은 본 발명의 실시예에 따른 연속 가변 밸브 듀레이션 장치의 작동을 설명하는 도면이다.
도7은 본 발명의 실시예에 따른 연속 가변 밸브 듀레이션 장치의 밸브 프로파일은 나타낸 그래프이다.
도8 및 도9는 본 발명의 변형 실시예에 따른 연속 가변 밸브 듀레이션 장치의 이너 브라켓을 도시한 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다
명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 의미한다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도1은 본 발명의 실시예에 따른 연속 가변 밸브 듀레이션 장치가 장착된 엔진의 사시도이고, 도2는 본 발명의 실시예에 따른 연속 가변 밸브 듀레이션 장치의 분해 사시도이다.
도3은 본 발명의 실시예에 따른 연속 가변 밸브 듀레이션 장치의 일부 분해 사시도이고, 도4는 도1의 Ⅳ-Ⅳ선을 따른 일부 단면도이고, 도5는 본 발명의 실시예에 따른 연속 가변 밸브 듀레이션 장치의 일부 사시도이다.
도1 내지 도5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 엔진(1)은 연속 가변 밸브 듀레이션 장치를 포함하며, 상기 연속 가변 밸브 듀레이션 장치는 캠 캐리어(10)를 통해 상기 엔진(1)에 장착된다.
상기 엔진에 4개의 실린더(201, 202, 203, 204)가 형성된 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 연속 가변 밸브 듀레이션 장치는 캠 축(30), 캠(71, 72)이 형성되고, 상기 캠 축(30)이 삽입되며, 상기 캠 축(30)에 대한 상대적인 위상이 가변될 수 있고, 캠 키(74)가 형성된 캠 유닛(70), 제1, 2 슬라이딩 홀(81, 82)이 각각 형성되고, 상기 캠 축(30)의 회전을 상기 캠 유닛(70)에 전달하는 이너 브라켓(80), 상기 이너 브라켓(80)이 회전 가능하게 삽입되며, 상기 캠 축(30)과의 상대적인 위치가 가변되는 슬라이더 하우징(90), 상기 슬라이더 하우징(90)의 위치를 선택적으로 이동시키는 제어부(100), 상기 각 캠 키(74)가 슬라이딩 가능하게 삽입되는 캠 키 슬롯(83)이 형성되며, 상기 제2 슬라이딩 홀(82)에 회전 가능하게 삽입되는 캠 핀(84) 및 상기 제1 슬라이딩 홀(81)에 회전 가능하게 삽입되며, 상기 캠 축(30)에 슬라이딩 가능하게 삽입되는 슬라이더 핀(60)을 포함한다.
상기 캠 축(30)은 흡기 챔 축일 수 있고, 흡기 축과 배기 캠 축일 수도 있다.
상기 캠(71, 72)과 접촉하여 밸브(200)가 개폐된다.
상기 슬라이더 핀(60)은 상기 캠 축(30)에 슬라이딩 가능하게 삽입되는 핀 바디(62) 및 상기 제1 슬라이딩 홀(81)에 회전 가능하게 삽입되는 핀 헤드(64)를 포함하며, 상기 핀 바디(62)와 상기 핀 헤드(64)는 일체로 형성될 수 있다.
상기 캠 축(30)에는 캠 축 홀(34)이 형성되고, 상기 슬라이더 핀(60)의 핀 바디(62)가 상기 캠 축 홀(34)에 이동 가능하게 삽입되며, 상기 핀 헤드(64)가 상기 제1 슬라이딩 홀(81) 내에서 회전 가능하게 구비된다.
상기 캠 축(30)의 내부에는 그 길이방향을 따라 캠 축 오일 홀(32)이 형성되고, 상기 슬라이더 핀(60)의 상기 핀 바디(62)에는 상기 캠 축 오일 홀(32)과 연통하는 바디 오일 홀(66)이 형성되고, 상기 슬라이더 핀(60)의 상기 핀 헤드(64)에는 상기 바디 오일 홀(66)과 연통 홀(69)을 통해 연통하는 오일 그루부(68)가 형성된다.
상기 캠 축 오일 홀(32)로 전달되는 윤활유가 상기 바디 오일 홀(66), 상기 연통 홀(69) 및 상기 오일 그루부(68)을 통해 상기 이너 브라켓(80)으로 원활하게 전달될 수 있다.
상기 캠 유닛(70)은 하나의 실린더, 예를 들어 상기 제1 실린더(201)와 그와 이웃한 실린더, 예를 들어 상기 제2 실린더(202)에 대응하여 각각 구비되는 제1, 2 캠 부(70a, 70b)를 포함하고, 상기 이너 브라켓(80)은 상기 캠 축(30)의 회전을 상기 제1, 2 캠 부(70a, 70b)에 각각 전달하는 제1, 2 이너 브라켓(80a, 80b)을 포함할 수 있다.
상기 연속 가변 밸브 듀레이션 장치는 상기 슬라이더 하우징(90) 내에 구비되며, 상기 제1, 2 이너 브라켓(80a, 80b)과 결합하는 복렬 베어링(92)을 더 포함한다. 따라서, 하나의 슬라이더 하우징(90) 내에 상기 제1, 2 이너 브라켓(80a, 80b)이 구비되고, 상기 복렬 베어링(92)에 의해 상기 제1, 2 이너 브라켓(80a, 80b)이 간섭 없이 회전 가능하다.
또한, 하나의 슬라이더 하우징(90) 내에 상기 제1, 2 이너 브라켓(80a, 80b)이 구비되어 부품 수가 줄어들어 생산성 및 경제성이 향상될 수 있고, 전체 기구가 차지하는 공간이 줄어들 수 있다.
도1 내지 도4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 연속 가변 밸브 듀레이션 장치는 4개의 실린더를 갖는 엔진에 적용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 6개 이상의 실린더를 갖는 엔진에도 적용될 수 있다.
이해의 편의를 위하여 4개의 실린더를 갖는 엔진에 적용될 수 있는 연속 가변 밸브 듀레이션 장치를 설명한다.
상기 캠 유닛(70)은 하나의 실린더, 예를 들어 상기 제1, 3 실린더(201, 203),와 그와 이웃한 실린더, 예를 들어 상기 제2, 4 실린더(202, 204)에 대응하여 각각 구비되는 제1, 2, 3, 4 캠 부(70a, 70b, 70c, 70d)를 포함하고, 상기 이너 브라켓(80)은 상기 캠 축(30)의 회전을 상기 제1, 2, 3, 4 캠 부(70a, 70b, 70c, 70d)에 각각 전달하는 제1, 2, 3, 4 이너 브라켓(80a, 80b, 80c, 80d)을 포함하며, 상기 슬라이더 하우징(90)은 상기 제1, 2 이너 브라켓(80a, 80b)이 회전 가능하게 삽입되는 제1 슬라이더 하우징(90a) 및 상기 제3, 4 이너 브라켓(80c, 80d)이 회전 가능하게 삽입되는 제2 슬라이더 하우징(90b)을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1, 2 슬라이더 하우징(90a, 90b)내에는 상기 제1, 2, 3, 4 이너 브라켓(80a, 80b, 80c, 80d)과 각각 결합하여 상기 제1, 2, 3, 4 이너 브라켓(80a, 80b, 80c, 80d)을 회전 가능하게 지지하는 복렬 베어링(92)이 구비될 수 있다.
본 발명의 실시예에 의한 엔진은 상기 제어부(100)가 상기 2개의 슬라이더 하우징(90a, 90b)의 위치를 제어하여 상기 제1, 2, 3, 4 캠 부(70a, 70b, 70c, 70d)의 위상각, 즉 듀레이션을 조절 가능하여 부품 수를 줄일 수 있고, 생산성 및 경제성이 향상될 수 있고, 전체 기구가 차지하는 공간을 줄일 수 있다.
본 발명의 실시예에 의한 엔진(1)은 상기 제1, 2 슬라이더 하우징(90a, 90b)을 연결하며, 가이드 홀(98)이 형성된 서포트 브라켓(96), 상기 캠 축(30)을 회전 가능하게 지지하는 캠 캡(40) 및 상기 캠 캡(40)에 장착되며, 상기 가이드 홀(98)에 삽입되어 상기 서포트 브라켓(96)의 이동을 안내하는 가이드 로드(94)를 더 포함한다.
상기 제1, 2 슬라이더 하우징(90a, 90b)에는 각각 제어 슬롯(93)이 형성되고, 상기 제어부(100)는 상기 각 제어 슬롯(93)에 삽입되는 제어 편심 축(102) 및 상기 제어 편심 축(102)을 회전시켜 상기 슬라이딩 하우징(90)의 상대 위치를 조절하는 제어 모터(108)를 포함한다. 상기 제어 편심 축(102)에 웜 휠(104)이 결합되고, 상기 제어 모터(104)에는 상기 웜 휠(104)에 치합하는 웜 기어(106)가 연결된다.
상기 각 캠 캡(40)은 캠 캡 바디(44)와 상기 캠 캡 바디와 결합하는 캠 캡 커버(46)를 포함하고, 상기 캠 캡 바디(44)와 상기 캠 캡 커버(46) 사이에는 상기 제어 편심 축(102)이 삽입되는 축 홀(42)이 형성된다. 상기 제어 편심 축(102)이 상기 축 홀(42)에 삽입되어 안정적으로 지지될 수 있다.
상기 각 캠 부(70)의 각 캠(71, 72)은 쌍으로 구비되며, 상기 쌍으로 구비되는 캠(71, 72) 사이에는 캡 캡(40)과의 체결을 위한 캠 캡 체결부(76)가 형성되며, 상기 캠 캡(40)에 지지된다. 상기 캠 부(70)가 안정적으로 회전할 수 있다.
도6은 본 발명의 실시예에 따른 연속 가변 밸브 듀레이션 장치의 작동을 설명하는 도면이고, 도7은 본 발명의 실시예에 따른 연속 가변 밸브 듀레이션 장치의 밸브 프로파일은 나타낸 그래프이다.
도1 내지 도7을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 연속 가변 밸브 듀레이션 장치의 작동을 설명한다.
엔진의 작동 상태에 따라 상기 제어부(100)의 제어 모터(108)가 회전하여 상기 슬라이더 하우징(90)의 상대적의 위치를 변화 시킨다. 예를 들어 상기 엔진의 상하 방향을 따라 상기 슬라이더 하우징(90)의 상대적의 위치가 변화된다.
도6에 도시된 바와 같이, 상기 제어 모터(108)의 회전에 따라 상기 제어 편심 축(102)이 회전하면, 상기 슬라이더 하우징(90) 및 상기 이너 브라켓(80)의 위치가 상대적으로 이동하여, 상기 캠 샤프트(30)의 회전 중심에 대한 상기 이너 브라켓(80)의 회전 중심 위치가 변경되며, 상기 캠 부(70)의 회전 가속도가 변하여 밸브 듀레이션이 변하게 된다.
도6의 A는 상기 캠 축(30)의 회전 중심을 나타내고, 상기 제어 모터(108)의 회전에 따라 상기 슬라이더 하우징(90) 및 상기 이너 브라켓(80)의 위치가 상대적으로 이동하면, 상기 캠 축(30)과 상기 이너 브라켓(80)의 회전 중심에 상대적인 위치 차이가 발생한다.
상기 슬라이더 핀(60)의 핀 바디(62)가 상기 캠 축 홀(34)에 이동 가능하게 삽입되며, 상기 핀 헤드(64) 상기 제1 슬라이딩 홀(81) 내에서 회전 가능하게 삽입되며, 상기 캠 핀(84)이 상기 제2 슬라이딩 홀(82)에 회전 가능하게 삽입되며, 상기 캠 키(74)는 상기 캠 키 슬롯(83)에서 이동 가능하기 때문에, 상기 캠(71, 72)은 상기 캠 축(30)에 대한 상대적인 회전 속도가 변하게 된다.
즉, 도7에 도시된 바와 같이, 상기 밸브(200)의 최대 리프트 값은 일정하고, 상기 슬라이더 하우징(90)의 위치가 상대적으로 변함에 따라 상기 캠(71, 72)의 상기 캠 축(30)에 대한 상대 회전 속도가 변하며, 상기 밸브(200)를 여닫는 시간이 변하고, 따라서, 상기 밸브(200)의 듀레이션이 변하게 된다.
도7에 나타낸 예는 밸브의 열림 시간은 일정하고, 닫힘 시간이 가변되는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 상기 밸브(200)의 장착 각도에 따라 다양한 형상의 밸브 듀레이션 제어가 가능하다.
도8 및 도9는 본 발명의 변형 실시예에 따른 연속 가변 밸브 듀레이션 장치의 이너 브라켓을 도시한 도면이다.
도8 및 도9를 참조하면, 슬라이더 하우징(290) 내에 베어링(292), 예를 들어 복렬 베어링이 구비되고, 제1 이너 브라켓(280a)과 상기 제2 이너 브라켓(280b)이 결합될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 이너 브라켓(280a)과 상기 제2 이너 브라켓(280b)에 각각 제1 이너 브라켓 결합부(283)와 제2 이너 브라켓 결합부(284)가 형성되어 상기 제1 이너 브라켓 결합부(283)과 제2 이너 브라켓 결합부(284)를 결합 시킬 수 있다.
도면에는 상기 제1 이너 브라켓 결합부(283)과 제2 이너 브라켓 결합부(284)가 각각 볼록/오목 형상으로 이를 결합한 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제1 이너 브라켓(280a)과 상기 제2 이너 브라켓(280b)이 결합된 경우, 상기 제1 이너 브라켓(280a)과 상기 제2 이너 브라켓(280b)이 분리된 경우보다, 부품, 예를 들어 베어링, 이너 브라켓, 슬라이더 하우징 등의 제작 공차에 의한 흔들림이 방지되어 보다 안정적인 거동이 가능하다.
도면에 도시되지 않았으나, 제3 이너 브라켓과 제4 이너 브라켓도 결합되어 상기 제3 이너 브라켓과 제4 이너 브라켓의 안정적인 거동이 가능하다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 연속 가변 밸브 듀레이션 장치에 의하면, 간단한 구성으로 엔진의 작동 상태에 따라 밸브 리프트의 듀레이션을 조절할 수 있다.
연속 가변 밸브 듀레이션 장치의 구성이 상대적으로 작아 밸브 트레인의 전체 높이를 상대적으로 낮게 유지할 수 있다.
기존의 일반 엔진의 과도한 설계 변경 없이도 연속 가변 밸브 듀레이션 장치를 적용할 수 있어 생산성을 높일 수 있고, 생산 비용을 절감할 수 있다.
상기 슬라이더 핀(60)에 바디 오일 홀(66)과 오일 그루부(68)가 형성되어 이너 브라켓 등 회전하는 부품에 윤활유 공급이 원활하게 된다
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
1: 엔진 10: 캠 캐리어
30: 캠 축 32: 캠 축 오일 홀
34: 캠 축 홀 40: 캡 캡
42: 축 홀 44: 캠 캡 바디
46: 캠 캡 커버 60: 슬라이더 핀
62: 핀 바디 64: 핀 헤드
66: 바디 오일 홀 68: 오일 그루부
69: 연통 홀 70: 캠 유닛
70a, 70b, 70c, 70d: 제1, 2, 3, 4 캠 부
71, 72: 캠 74: 캠 키
76: 캠 캡 체결부 80: 이너 브라켓
80a, 80b, 80c, 80d: 제1, 2, 3, 4 이너 브라켓
81: 제1 슬라이딩 홀 82: 제2 슬라이딩 홀
83: 캠 키 슬롯 84: 캠 핀
90: 슬라이더 하우징 90a, 90b: 제1, 2 슬라이더 하우징
92: 복렬 베어링 93: 제어 슬롯
94: 가이드 로드 95: 결합 홀
96: 서포트 브라켓 98: 가이드 홀
100: 제어부 102: 제어 편심 축
104: 웜 휠 106:웜 기어
108: 제어 모터 200: 밸브
201, 202, 203, 204: 제1, 2, 3, 4 실린더
280a, 280b: 제1, 2 이너 브라켓
283: 제1 이너 브라켓 결합부 284: 제2 이너 브라켓 결합부
290: 슬라이더 하우징 292: 베어링

Claims (21)

  1. 캠 축;
    캠이 형성되고, 상기 캠 축이 삽입되며, 상기 캠 축에 대한 상대적인 위상이 가변 될 수 있고 캠 키가 형성된 캠 유닛:
    제1, 2 슬라이딩 홀이 각각 형성되고 상기 캠 축의 회전을 상기 캠 유닛에 전달하는 이너 브라켓;
    상기 이너 브라켓이 회전 가능하게 삽입되며, 상기 캠 축과의 상대적인 위치가 가변되는 슬라이더 하우징;
    상기 슬라이더 하우징의 위치를 선택적으로 이동시키는 제어부;
    상기 각 캠 키가 슬라이딩 가능하게 삽입되는 캠 키 슬롯이 형성되며, 상기 제2 슬라이딩 홀에 회전 가능하게 삽입되는 캠 핀; 및
    상기 제1 슬라이딩 홀에 회전 가능하게 삽입되며, 상기 캠 축에 슬라이딩 가능하게 삽입되는 슬라이더 핀;
    을 포함하는 연속 가변 밸브 듀레이션 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 슬라이더 핀은
    상기 캠 축에 슬라이딩 가능하게 삽입되는 핀 바디; 및
    상기 제1 슬라이딩 홀에 회전 가능하게 삽입되는 핀 헤드;
    를 포함하되, 상기 핀 바디와 상기 핀 헤드는 일체로 형성된 연속 가변 밸브 듀레이션 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 캠 축의 내부에는 그 길이방향을 따라 캠 축 오일 홀이 형성되고,
    상기 슬라이더 핀의 상기 핀 바디에는 상기 캠 축 오일 홀과 연통하는 바디 오일 홀이 형성되고,
    상기 슬라이더 핀의 상기 핀 헤드에는 상기 바디 오일 홀과 연통하는 오일 그루부가 형성된 연속 가변 밸브 듀레이션 장치.
  4. 제1항에서,
    상기 캠 유닛은 하나의 실린더와 그와 이웃한 실린더에 대응하여 각각 구비되는 제1, 2 캠 부를 포함하고,
    상기 이너 브라켓은 상기 캠 축의 회전을 상기 제1, 2 캠 부에 각각 전달하는 제1, 2 이너 브라켓을 포함하는 연속 가변 밸브 듀레이션 장치.
  5. 제4항에서,
    상기 슬라이더 하우징 내에 구비되며, 상기 제1, 2 이너 브라켓과 결합하는 복렬 베어링;
    을 더 포함하는 연속 가변 밸브 듀레이션 장치.
  6. 제4항에서,
    상기 제1 이너 브라켓과 상기 제2 이너 브라켓이 결합된 연속 가변 밸브 듀레이션 장치.
  7. 제1항에서,
    상기 캠 유닛은 하나의 실린더와 그와 이웃한 실린더에 대응하여 각각 구비되는 제1, 2, 3, 4 캠 부를 포함하고,
    상기 이너 브라켓은 상기 캠 축의 회전을 상기 제1, 2, 3, 4 캠 부에 각각 전달하는 제1, 2, 3, 4 이너 브라켓을 포함하며,
    상기 슬라이더 하우징은 상기 제1, 2 이너 브라켓이 회전 가능하게 삽입되는 제1 슬라이더 하우징 및 상기 제3, 4 이너 브라켓이 회전 가능하게 삽입되는 제2 슬라이더 하우징을 포함하는 연속 가변 밸브 듀레이션 장치.
  8. 제7항에서,
    상기 제1, 2 슬라이더 하우징 내에 구비되며, 상기 제1, 2, 3, 4 이너 브라켓과 결합하는 복렬 베어링;
    을 더 포함하는 연속 가변 밸브 듀레이션 장치.
  9. 제7항에서,
    상기 제1 이너 브라켓과 상기 제2 이너 브라켓이 결합되고,
    상기 제3 이너 브라켓과 상기 제4 이너 브라켓이 결합된 연속 가변 밸브 듀레이션 장치.
  10. 캠 축;
    캠이 형성되고, 상기 캠 축이 삽입되며, 상기 캠 축에 대한 상대적인 위상이 가변 될 수 있고 캠 키가 형성된 캠 유닛:
    제1, 2 슬라이딩 홀이 각각 형성되고 상기 캠 축의 회전을 상기 캠 유닛에 전달하는 이너 브라켓;
    상기 이너 브라켓이 회전 가능하게 삽입되며, 상기 캠 축과의 상대적인 위치가 가변되는 슬라이더 하우징;
    상기 슬라이더 하우징의 위치를 선택적으로 이동시키는 제어부;
    상기 각 캠 키가 슬라이딩 가능하게 삽입되는 캠 키 슬롯이 형성되며, 상기 제2 슬라이딩 홀에 회전 가능하게 삽입되는 캠 핀; 및
    상기 제1 슬라이딩 홀에 회전 가능하게 삽입되며, 상기 캠 축에 슬라이딩 가능하게 삽입되는 슬라이더 핀;
    을 포함하는 엔진.
  11. 제10항에서,
    상기 슬라이더 핀은
    상기 캠 축에 슬라이딩 가능하게 삽입되는 핀 바디; 및
    상기 제1 슬라이딩 홀에 회전 가능하게 삽입되는 핀 헤드;
    를 포함하되,
    상기 핀 바디와 상기 핀 헤드는 일체로 형성된 엔진.
  12. 제11항에서,
    상기 캠 축의 내부에는 그 길이방향을 따라 캠 축 오일 홀이 형성되고,
    상기 슬라이더 핀의 상기 핀 바디에는 상기 캠 축 오일 홀과 연통하는 바디 오일 홀이 형성되고,
    상기 슬라이더 핀의 상기 핀 헤드에는 상기 바디 오일 홀과 연통하는 오일 그루부가 형성된 엔진.
  13. 제10항에서,
    상기 캠 유닛은 하나의 실린더와 그와 이웃한 실린더에 대응하여 각각 구비되는 제1, 2 캠 부를 포함하고,
    상기 이너 브라켓은 상기 캠 축의 회전을 상기 제1, 2 캠 부에 각각 전달하는 제1, 2 이너 브라켓을 포함하는 엔진.
  14. 제13항에서,
    상기 슬라이더 하우징 내에 구비되며, 상기 제1, 2 이너 브라켓과 결합하는 복렬 베어링;
    을 더 포함하는 엔진.
  15. 제13항에서,
    상기 제1 이너 브라켓과 상기 제2 이너 브라켓이 결합된 엔진.
  16. 제10항에서,
    상기 캠 유닛은 하나의 실린더와 그와 이웃한 실린더에 대응하여 각각 구비되는 제1, 2, 3, 4 캠 부를 포함하고,
    상기 이너 브라켓은 상기 캠 축의 회전을 상기 제1, 2, 3, 4 캠 부에 각각 전달하는 제1, 2, 3, 4 이너 브라켓을 포함하며,
    상기 슬라이더 하우징은 상기 제1, 2 이너 브라켓이 회전 가능하게 삽입되는 제1 슬라이더 하우징 및 상기 제3, 4 이너 브라켓이 회전 가능하게 삽입되는 제2 슬라이더 하우징을 포함하는 엔진.
  17. 제16항에서,
    상기 제1, 2 슬라이더 하우징 내에 구비되며, 상기 제1, 2, 3, 4 이너 브라켓과 결합하는 복렬 베어링;
    을 더 포함하는 엔진.
  18. 제16항에서,
    상기 제1 이너 브라켓과 상기 제2 이너 브라켓이 결합되고,
    상기 제3 이너 브라켓과 상기 제4 이너 브라켓이 결합된 엔진.
  19. 제16항에서,
    상기 제1, 2 슬라이더 하우징을 연결하며, 가이드 홀이 형성된 서포트 브라켓;
    상기 캠 축을 회전 가능하게 지지하는 캠 캡; 및
    상기 캠 캡에 장착되며, 상기 가이드 홀에 삽입되어 상기 서포트 브라켓의 이동을 안내하는 가이드 로드;
    를 더 포함하는 엔진.
  20. 제16항에서,
    상기 제1, 2 슬라이더 하우징에는 각각 제어 슬롯이 형성되고,
    상기 제어부는
    상기 각 제어 슬롯에 삽입되는 제어 편심 축; 및
    상기 제어 편심 축을 회전시켜 상기 슬라이딩 하우징의 상대 위치를 조절하는 제어 모터;
    를 포함하는 엔진.
  21. 제20항에서,
    상기 각 캠 캡에는 상기 제어 편심 축이 삽입되는 축 홀이 형성된 엔진.
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