KR20190010664A

KR20190010664A - 내연 기관

Info

Publication number: KR20190010664A
Application number: KR1020187037851A
Authority: KR
Inventors: 한스 괴란손
Original assignee: 스카니아 씨브이 악티에볼라그
Priority date: 2016-06-15
Filing date: 2017-06-01
Publication date: 2019-01-30
Also published as: EP3472440A1; WO2017217908A1; EP3472440B1; US20190186306A1; SE540733C2; SE1650834A1; CN109312640B; BR112018076086A2; US10927720B2; EP3472440A4; CN109312640A

Abstract

위상 변위 장치(29), 이른바 캠 페이저가 크랭크샤프트와 적어도 하나의 캠샤프트(20, 23) 사이에 배치되어 크랭크샤프트(15)에 대한 적어도 하나의 캠샤프트(20, 23)의 회전 위치를 변경시키고 이에 따라 적어도 하나의 흡기 밸브 및/또는 적어도 하나의 배기 밸브의 개폐 시기를 앞당기거나 늦춘다. 위상 변위 장치(29)는 오일펌프(6)에 의해 충전될 수 있는 어큐뮬레이터(60)에 연결된다. 위상 변위 공정 전에 또는 도중에 오일 압력이 압력 매체 제어 실린더(17)의 도움으로 증가될 수 있다.

Description

내연 기관

본 발명은 첨부된 특허청구범위에 따른 연소 기관 및 연소 기관을 포함하는 차량에 관한 것이다.

흡기 밸브들과 배기 밸브들의 개폐 시기를 앞당기거나 혹은 늦추도록 위상변위시키기 위하여 캠샤프트들의 서로에 대한 그리고 크랭크샤프트에 대한 회전 위치들을 변경시키는 캠 페이저(cam phaser)들이 연소 기관에 사용될 수 있다. 캠 페이저들을 사용하는 것에 의해, 무엇보다 기관 성능이 개선될 수 있고, 연료 소비가 감소될 수 있고, 기관 제동 성능이 개선될 수 있고 그리고 개선된 배출물 제어가 달성될 수 있다. 개선된 배출물 제어는 결과적으로 배기가스 정화에 사용되는 EGR 시스템을 제거하는 것을 가능하게 한다.

US 8,714,123 B2는 기관 오일 시스템 내의 가압 오일에 의해 작동되는 캠 페이저의 도움으로 위상 변위가 달성될 수 있음을 보여주고 있다. 캠 페이저는 각각의 캠샤프트에 배치될 수 있고, 그리고 기관의 오일펌프의 도움으로 오일을 공급받아 캠샤프트들의 서로에 대한 그리고 크랭크샤프트에 대한 회전 위치들을 변경시킴으로써 밸브들의 개폐 시기들을 위상 변위시킬 수 있다. 신속하고 강력한 위상 변위 기능을 얻기 위해 오일 시스템의 오일 압력이 충분히 높은 것이 중요하다. 보다 높은 오일 압력을 보장하기 위해, 종래 기술에서는, 기관이 작동하고 있을 때, 스프링-장전 피스톤 또는 이와 유사한 것의 도움으로 오일 압력이 증가될 수 있는 어큐뮬레이터 탱크에 오일을 부가하고 그리고, 적어도 오일펌프에 의해 달성되는 오일 압력이 충분히 높지 않은 경우, 가압된 오일을 위상 변위 공정 중에 캠 페이저에 부가한다.

보다 작은 오일펌프를 사용할 수 있도록 기관 내의 오일 압력을 감소시키는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 조치의 목적은 기관의 기생 손실(parasitic losses)을 감소시키고 그리고 연료 소비를 감소시키는 것일 수 있다. 일부 작동 모드들, 예컨대 차량이 저속으로 구동될 때, 또는 아이들에서 기관 부하가 보다 높은 작동으로 이행될 때, 어큐뮬레이터 탱크 내의 가압 오일이 사용되더라도 신속하고 강력한 위상 변위 기능이 얻어지기에는 오일 압력이 너무 낮은 위험이 있을 수 있다.

본 발명의 하나의 목적은 유압식 캠 페이저가 사용될 때 위상 변위 기능의 속도 및 강력함을 증가시키는 데 있다. 이러한 그리고 다른 목적들은 아래의 특허청구범위에 기재된 피처들을 통해 달성된다.

본 발명을 사용함으로써, 가변적인 캠 속도들에 대해 매우 양호한 저지 하중을 제공하는 고압을 가지고서 캠 페이저의 매우 신속하고 강력한 조절이 달성된다. 압력이 매우 높기 때문에, 기관 내의 오일 압력이 감소될 수 있고 보다 작은 오일펌프가 사용될 수 있어, 기관 내의 기생 손실 및 이에 따라 연료 소비도 감소시킬 수 있다.

본 발명의 다른 피처들과 장점들은 특허청구범위, 예시적인 실시예의 상세한 설명 및 첨부 도면에 개시되어 있다.

아래에서, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 예시에 의해 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 연소 기관을 구비하는 차량을 도시한다.
도 2는 본 발명에 따른 연소 기관을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른, 유압식 캠 페이저 및 이의 제어 시스템을 개략적으로 도시한다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른, 유압식 캠 페이저 및 이의 제어 시스템을 개략적으로 도시한다.

도 1은 적어도 두 개의 구동 휠(4)을 작동시키는 연소 기관(3)이 배치되는 차량 프레임(2)을 구비하는 모터 차량(1)을 도시한다. 오일 팬(5)이 연소 기관(3)의 하부 섹션에 배치되며, 작동 중인 기관(3)을 냉각하고 윤활하는 연소 기관(3)의 윤활 시스템(7) 내의 오일 채널들을 통해 순환하고 난 오일을 위한 수집 용기를 구성하기에 적합하다. 오일펌프(6)는 연소 기관(3)에 배치되어 오일 채널들을 통해 오일을 펌핑한다. 공압 제동 시스템(8)이 차량 프레임(2)에 배치되어 차량의 휠들을 제동한다. 모터 차량(1)은 대형 수송차, 예컨대 트럭이나 버스, 또는 경량 차량, 예컨대 승용차일 수 있다. 연소 기관(3)은 4행정 기관일 수 있고, 예컨대 디젤 기관 또는 오토 기관일 수 있다. 대안적인 실시예들의 경우, 연소 기관(3)은 산업용 또는 해양용으로 의도될 수 있다.

도 2는 적어도 하나의 실린더(10)를 구비하되 각각의 실린더(10)에 피스톤(11)이 배치되는 연소 기관(3)을 도시한다. 피스톤(11)은 연료 분사기(13)를 통해 연료를 공급받도록 구성된 연소 챔버(12)를 획정한다. 피스톤(11)은 커넥팅 로드(14)를 통해 크랭크샤프트(15)에 연결되고, 크랭크샤프트는 회전으로 피스톤(11)을 실린더(10) 내에서 전후 이동시킨다. 적어도 하나의 흡기 밸브(18)가 각각의 실린더(10)에 배치된다. 흡기 밸브(18)는 흡기 시스템(19)에 연결되며, 연소 챔버(12)에 공기를 공급하는 것을 제어하도록 구성된다. 적어도 하나의 제1 캠샤프트(20)가 피스톤(11) 및 크랭크샤프트(15)의 위치에 대한 각각의 흡기 밸브(18)의 개폐 시기를 제어한다. 적어도 하나의 배기 밸브(21)가 각각의 실린더(10)에 배치된다. 배기 밸브(21)는 배기 시스템(22)에 연결되며, 연소 챔버(12)로부터 배기가스를 배출하는 것을 제어하도록 구성된다. 적어도 하나의 제2 캠샤프트(23)가 피스톤(11) 및 크랭크샤프트915)의 위치에 대한 각각의 배기 밸브(21)의 개폐 시기를 제어한다. 대안적인 실시예에서, 적어도 하나의 캠샤프트(20, 23)가 적어도 하나의 흡기 밸브(18) 및/또는 적어도 하나의 배기 밸브(21)를 제어하는 데 사용될 수 있다. 바람직하게는, 2개의 흡기 밸브(18)와 2개의 배기 밸브(21)가 각각의 실린더(10)에 배치된다. 연소 기관(3)의 종류의 따라, 2개의 제1 및 제2 캠샤프트(20, 23)가 연소 기관(3)에 배치될 수 있고, 이는 연소 기관(3)이 이른바 V형 기관인 경우에 유리하다. 바람직하게는, 연소 기관(3)은 다수의 실린더(10), 예컨대 4개, 6개 또는 8개의 실린더를 구비한다.

모든 캠샤프트(20, 23)가 통상의 전동 장치를 통해 크랭크샤프트(15)에 의해 제어되고 크랭크샤프트에 회전 가능하게 연결되고, 연소 기관(3)의 속도와 관련된 속도로 회전 샤프트(27, 27) 주위를 회전하며 각각의 밸브(18, 21)를 개폐시키도록 구성된다. 적어도 하나의 유압식 위상 변위 장치(29), 이른바 캠 페이저가 크랭크샤프트(15)와 캠샤프트(20)들 중 적어도 하나 사이에 배치되어 적어도 하나의 캠샤프트(20, 23)의 회전 위치를 크랭크샤프트(15)에 대해 변경시킴으로써, 적어도 하나의 흡기 밸브(18) 및/또는 적어도 하나의 배기 밸브(21)의 개폐 시기를 앞당기거나 혹은 지연시킨다. 위상 변위 장치(29)는 50 내지 100 크랭크샤프트 각도, 바람직하게는 대략 70 크랭크샤프트 각도 범위의 구간 내에서 캠샤프트(20, 23)가 변위될 수 있도록 구성될 수 있고, 바람직하게는 위상 변위 장치(29)가 각각의 캠샤프트(20, 23)에 배치된다.

제어 장치(30)가 각각의 위상 변위 장치(29)에 적어도 하나의 도관(31)을 통해 연결되며, 연소 기관(3)의 작동과 관련된 하나 또는 다수의 파라미터들에 대한 정보의 도움으로 위상 변위 장치(29)의 활성화를 제어하도록 구성된다. 제어 장치(30)는 예컨대 연소 기관(3)의 부하 및 기관 속도, 흡기 시스템(19) 내의 절대 압력, 흡입 공기의 온도, 질량 유량, 배기가스 온도, 가스 제어 모드 및 차량 기어박스에서 선택된 기어에 대한 정보를 센서(32)들로부터 그리고/또는 기타 제어 장치(33)들로부터 수신하도록 구성될 수 있다.

도 3은 유압 제어 시스템(36)을 구비하는 위상 변위 장치(29)를, 매우 단순화된 방식으로, 도시한다. 위상 변위 장치(29)는 캠샤프트(20, 23)의 일 단부가 그 안으로 연장하는 하우징(37)을 포함할 수 있다. 캠샤프트(20, 23)는 반경 방향 외측으로 지향되는 다수의 치형(39)을 구비하는 로터(38)와 고정 가능하게 연결되고, 치형들 각각은 하우징(37)의 공간(40)으로 연장함으로써 제1 챔버(41) 및 제2 챔버(42)를 획정한다. 제1 챔버(41)들 전부는 도시되지 않은 채널들을 통해 서로 연결되고, 제2 챔버(42)들 전부는 또한 도시되지 않은 채널들을 통해 연결된다. 구동 휠(43), 예컨대 치형 휠이 하우징(37)에 고정 가능하게 연결되고, 전동 장치(44), 예컨대 코그휠 전동 장치, 체인 전동 장치 또는 벨트 전동 장치를 통해 크랭크샤프트(15)에 기계적으로 연결되고, 이에 따라 캠샤프트(20, 23)와 하우징(37)이 연소 기관(3)이 작동 중일 때 동일한 속도로 그리고 바람직하게는 크랭크샤프트(15)의 절반의 속도로 회전한다. 제1 챔버(41)는 제1 유압 도관(47)을 통해 방향 밸브(45)에 연결되고, 제2 챔버(42)는 제2 유압 도관(48)을 통해 방향 밸브(45)에 연결된다. 방향 밸브(45)는 오일펌프(6)가 배치되는 입구 도관(51)을 통해 오일 팬(5)에 연결되는데, 방향 밸브(45)로부터의 복귀 도관(52)이 또한 오일 팬에 이어진다. 제3 유압 도관(49)이 오일펌프(6)와 방향 밸브(45) 사이에서 입구 도관(51)에 연결되어 오일을 연소 기관(3)의 윤활 시스템(7)으로 안내한다.

방향 밸브(45)가 정지 위치일 수 있는 중간 위치(54)를 취할 때, 입구 및 출구 도관들(47, 48, 51, 52) 전부가 차단된다. 제어 도관(31)을 통해 제어 장치(30)에서 프로그래밍된 명령들에 의해 제어될 수 있는 솔레노이드(55)의 영향 하에서, 방향 밸브(45)가 제1 또는 제2 위치(57, 58) 중 하나의 위치를 취할 수 있고, 입구 도관(51)이 챔버들(41, 42) 중 하나의 챔버에 연결되고 동시에 제2 챔버(41, 42)는 복귀 도관(52)에 연결된다. 방향 밸브의 제1 위치(57)에서 제1 챔버(41)는 오일펌프(6)의 도움으로 오일을 공급받고 동시에 제2 챔버(42)에 있는 오일은 복귀 도관(52)을 통해 오일 팬(5)으로 복귀될 때, 캠샤프트(20, 23)는 하우징(37)에 대해 제1 방향(A)으로 돌려져 밸브들(18, 19)의 개폐 시기를 앞당긴다. 방향 밸브의 제2 위치(58)에서 제2 챔버(42)가 오일펌프(6)의 도움으로 오일을 공급받고 동시에 제1 챔버(41)에 있는 오일이 복귀 도관(52)을 통해 오일 팬(5)으로 복귀될 때, 캠샤프트(20, 23)는 하우징(37)에 대해 제2 방향(B)으로 돌려져 밸브들(18, 19)의 개폐 시기를 늦춘다. 대안적인 실시예에서, 밸브들(18, 19)의 개방 시기는 캠샤프트(20, 23)가 제1 방향(A)으로 돌려질 때 늦춰질 수 있고 캠샤프트(20, 23)가 제2 방향(B)으로 돌려질 때 앞당겨질 수 있다. 작동 속도, 즉 각각의 캠샤프트(20, 23)가 하나의 위치에서 다른 위치로 돌려지는 속도는 윤활 시스템(7)의 오일 압력에 따라 정해질 수 있고, 오일 압력은 대략 1.5 내지 4바일 수 있다. 윤활 시스템(7)의 압력이 비교적 낮은 경우에도 보다 높은 작동 속도를 얻기 위해, 위상 변위 장치(29)는 어큐뮬레이터(60)에 연결될 수 있는데, 어큐뮬레이터는 오일펌프(6)에 의해 충전될 수 있고 그리고 위상 변위 공정 전에 또는 도중에 어큐뮬레이터 내의 오일 압력이 압력 매체에 의해 제어되는 실린더(71)의 도움으로 증가될 수 있다. 어큐뮬레이터(60)는 실린더로 이루어질 수 있는데, 실린더의 단부 벽(67)에 제4 유압 도관(68)의 일 단부가 연결되고, 제4 유압 도관의 제2 단부는 오일펌프(6) 후방의, 비복귀 밸브(62)와 방향 밸브(45) 사이의 위치에서 입구 도관(51)에 연결되어 오일을 오일 팬(5)으로부터 어큐뮬레이터(60)로 운반한다. 비복귀 밸브(62)는 위상 변위 공정 중에 그리고/또는 연소 기관의 오일 압력이 어큐뮬레이터(60)의 오일 압력보다 낮을 때 어큐뮬레이터(60) 내의 오일이 오일 팬(5)으로 다시 유동하지 않고 또한 윤활 시스템(7)으로 공급되지 않는 것을 보장하는 데 사용될 수 있다.

어큐뮬레이터(60)에서, 이동 가능한 제1 피스톤(61)이 두 개의 단부 위치(77, 78) 사이에 배치되어, 제4 유압 도관(68)을 통해 입구 도관(51)과 연결되는 제1 챔버(65)를 획정하는데, 제4 유압 도관을 통해 오일이 제1 챔버(65)에 부가될 수 있고, 제4 유압 도관에 의해 어큐뮬레이터(60)가 제1 챔버(65)가 오일을 포함하는 제1 상태 및 포함된 오일의 적어도 일부가 위상 변위 장치(29)로 공급된 제2 상태를 취할 수 있게 된다. 제1 피스톤(61)이 압력 매체에 의해 제어되는 실린더(71)에 연결되고, 압력 매체에 의해 제어되는 실린더는 제1 피스톤이 어큐뮬레이터(60)의 제1 및 제2 상태들에 각각 대응하는 단부 위치들(77, 78)을 취하도록 제1 피스톤(61)을 충격하도록 구성된다. 따라서 제어 장치(30)는 연소 기관(3)의 작동과 관련된 하나 또는 다수의 파라미터에 대한 정보의 도움으로 압력 매체에 의해 제어되는 실린더(71)의 활성화를 제어하도록 구성된다. 제1 피스톤(61)은 제2 챔버(66)를 또한 획정하는데, 제2 챔버(66)는 제2 챔버와 주변 대기 사이에서 연장할 수 있는 도시되지 않은 채널을 통해 비워질 수 있다.

어큐뮬레이터(60)의 제2 단부 벽(69)에, 압력 매체에 의해 제어되는 실린더(71)가 설치될 수 있는 플랜지(70)가 배치될 수 있다. 압력 매체에 의해 제어되는 실린더(71)는 복동 실린더일 수 있고, 그리고 두 개의 단부 위치(63, 64) 사이에서 이동 가능하여 실린더 내에 제1 및 제2 챔버(73, 74)를 획정하는 제2 피스톤(72)을 포함할 수 있다. 제2 피스톤(72)은 어큐뮬레이터(60) 내로 연장하여 제1 피스톤(61)과 직접 연결되는 피스톤 로드(75)에 연결된다. 제1 챔버(73)는 제1 압력 매체 도관(80)을 통해 제어 시스템(79), 예컨대 공압 제어 시스템의 방향 밸브(76)에 연결되고, 제2 챔버(74)는 제2 압력 매체 도관(81)을 통해 방향 밸브(76)에 연결된다. 제1 위치(88)와 제2 위치(90) 사이에서 전환될 수 있는 방향 밸브(76)는 입구 도관(84)을 통해 압력 매체 공급원(85)에 연결되고, 출구 도관(86)을 통해 주변 대기와 연결된다. 압력 매체 공급원(85)은 압축 공기 공급원일 수 있고, 압력 매체에 의해 제어되는 실린더(71)는 차량의 공압 제동 시스템(8)(도 1)에 연결될 수 있는 압축 공기 실린더일 수 있다. 공압 제동 시스템의 공기 압력은 7 내지 12바일 수 있다. 작동 매체로 압축 공기를 사용하는 대신, 차량에 장착된 유압 시스템의 오일과 같은 다른 압력 매체가 사용될 수 있음은 명백한데, 오일의 압력은 기관의 윤활 시스템에서의 압력보다 높다. 이러한 시스템의 하나의 예는 제어 시스템이며, 이 제어 시스템의 동력 조향 서보 펌프에서 압력은 100 내지 170바이다.

방향 밸브(76)가 정지 위치(88)일 수 있는 제1 위치(88)를 취할 때, 입구 도관(84)이 제1 챔버(73)에 연결되고, 동시에 제2 챔버(74)가 출구 도관(86)을 통해 대기와 연결된다. 제어 도관(34)을 통해 제어 장치(30)에서 프로그램된 명령들에 의해 제어될 수 있는 솔레노이드(89)의 영향 하에, 방향 밸브(76)는 제2 위치(90)를 취하게 될 수 있고, 이 위치에서 입구 도관(84)이 제2 챔버(74)에 연결되는 동시에 제1 챔버(73)는 출구 도관(86)을 통해 대기에 연결된다. 방향 밸브(76)의 제1 위치(88)에서 압력 매체 제어 실린더(71)의 제1 챔버(73)가 압축 매체 공급원(85)으로부터 압력 매체를 공급받고, 제1 압력 매체 도관(80)이 비워지는 동시에 압력 매체 제어 실린더(71)의 제2 챔버(74)가 제2 압력 매체 도관(81) 및 출구 도관(86)을 통해 비워질 때, 압력 매체는 제2 피스톤이 하나의 단부 위치(63)를 취하도록 하는 방식으로 압력 매체 실린더(71)의 제2 피스톤(72)을 충격한다. 이는 또한 어큐뮬레이터(60)의 제1 피스톤(61)이 하나의 단부 위치(77)로 이동되는 것을 의미한다. 어큐뮬레이터(60)의 제1 피스톤(61) 오른쪽의 제1 챔버(65)가 오일로 충전되고 이에 따라 오일 충전 상태가 된다. 차량의 센서(32) 및/또는 제어 장치(33)(도 2)가 연소 기관의 작동과 관련된 하나 또는 다수의 관련 파라미터들을 검출할 때, 이들은 위상 변위 활성화를 지시하는 신호를 제어 장치(30)로 발신한다. 그러면 제어 장치(30)는 도관(31)을 통해 위상 변위 장치(29)의 방향 밸브(45)에 아웃 신호(out-signal)를 발신하여 방향 밸브(45)가 제1 또는 제2 위치(57, 58)를 취하도록 하고, 그리고 출구 도관(34)을 통해 방향 밸브(76)에 아웃 신호를 발신하여 방향 밸브(76)가 제2 위치(90)를 취하도록 한다. 압력 매체 공급원(85)으로부터의 압력 매체는 이제 압력 매체 제어 실린더(71)의 제2 챔버(74)로 안내되는 동시에 제1 챔버(73)는 비워질 것이고, 이는 압력 매체가 압력 매체 실린더(71)의 제2 피스톤(72)을 충격하여 제2 단부 위치(64)를 취하게 한다. 따라서 제2 피스톤(72)은 어큐뮬레이터(60) 내의 제1 피스톤(61)을 직접 충격하여 제1 피스톤이 어큐뮬레이터(60)의 제2 상태에 대응하는 제2 단부 위치(78)를 향해 이동되고, 어큐뮬레이터(60)의 제1 챔버(65)에 수용된 오일의 실질적으로 전부 또는 적어도 일부가 제2 피스톤(72)을 충격하는 압력 매체의 압력에 대응하는 압력으로 제4 유압 도관(68) 및 입구 도관(51)을 통해 방향 밸브(45) 및 위상 변위 장치(29)로 안내된다. 이 압력이 오일펌프(6)가 발생시킬 수 있는 오일 압력보다 실질적으로 높기 때문에, 밸브들(18, 21)(도 2)의 개폐 시기의 위상 변위는 오일이 오일펌프(6)에 의해 발생되는 압력으로 위상 변위 장치(29)에 공급되는 경우보다 상당히 빨리 일어날 것이다. 위상 변위가 수행되고 난 후에, 센서(32) 및/또는 제어 장치(33)(도 2)는 위상 변위 활성화를 지시하는 신호를 더 이상 발신하지 않을 것이다. 따라서 위치 밸브들(76, 45)이 제어 장치(30)로부터의 활성화 신호를 더 이상 얻지 않을 것이고, 이에 따라 제1 위치(88) 및 중간 위치(54)로 각각 되돌아가서, 압력 매체 제어 실린더(71)의 제2 챔버(74)가 비워지는 동시에 제1 챔버(73)는 제2 피스톤(72)를 충격하는 압력 매체를 공급받아 하나의 단부 위치(63)를 취할 것이다. 이는 또한 어큐뮬레이터(60)의 제1 피스톤(61)이 하나의 단부 위치들(77)을 향해 이동되는 동시에 어큐뮬레이터의 제1 챔버(65)가 오일펌프(6)의 도움으로 오일 팬(5)으로부터 오일을 공급받는다는 것을 의미한다.

도 4는 압력 매체 제어 실린더(71)가 복동 실린더 대신 단동 실린더인 대안적인 실시예를 도시한다. 압력 매체 제어 실린더(71)의 제2 챔버(74)는 제3 압력 매체 도관(82)을 통해 제어 시스템(79)의 방향 밸브(92)에 연결된다. 제1 위치(95)와 제2 위치(98) 사이에서 전환될 수 있는 방향 밸브(92)는 입구 도관(93)을 통해 압력 매체 공급원(85)과 연결되고, 출구 도관(94)을 통해 주변 대기와 연결된다. 제1 챔버(73)는 제1 챔버(73)와 주변 대기 사이에서 연장하는 도시되지 않은 채널을 통해 비워질 수 있다. 압축 스프링과 같은 스프링 요소(96)가 제1 챔버(73)에 배치된다. 스프링 요소(96)의 단부들 중 하나는 제2 피스톤(72)의 단부면에 접하도록 구성되고, 제2 단부는 압력 매체 제어 실린더(71)의 어큐뮬레이터(6)를 바라보는 단부 벽에 접하도록 구성된다.

방향 밸브(92)가 정지 위치일 수 있는 제1 위치(95)를 취할 때, 입구 도관(93)이 차단되는 동시에 출구 도관(94)이 개방되고, 스프링 요소(96)가 제2 피스톤(72)을 충격하여 하나의 단부 위치(63)를 취하는데, 이는 또한 어큐뮬레이터(60)의 제1 피스톤이 어큐뮬레이터의 제1 상태에 대응하는 하나의 단부 위치(77)를 향해 이동되는 것을 의미한다. 제어 도관(34)을 통해 제어 장치(30)에서 프로그램된 명령들에 의해 제어될 수 있는 솔레노이드(97)의 영향 하에서, 방향 밸브(92)는 제2 위치를 취하게 될 수 있고, 이 위치에서 입구 도관(93)이 제2 챔버(74)에 연결된다. 압력 매체 공급원(85)으로부터의 압력 매체는 이제 압력 매체 제어 실린더(71)의 제2 챔버(74)로 안내되는 동시에 제1 챔버(73)는 비워지며, 이는 압력 매체가 압력 매체 실린더(71)의 제2 피스톤을 충격하여 스프링 요소(96)를 압축시키고 제2 단부 위치(64)를 취하게 하는 결과를 초래한다. 따라서 제2 피스톤이 어큐뮬레이터(60)의 제1 피스톤(61)을 직접 충격하여 제1 피스톤이 어큐뮬레이터(60)의 제2 상태에 대응하는 제2 단부 위치(78)를 향해 이동되고, 어큐뮬레이터(60)의 제1 챔버(65)에 수용된 오일의 실질적으로 전부 또는 적어도 일부가 방향 밸브(45) 및 위상 변위 장치(29)로 안내된다. 위상 변위가 완료되고 나면, 이에 따라 위치 밸브(92)가 제어 장치로부터의 활성화 신호를 더 이상 얻지 않을 것이고 이에 따라 제1 위치(95)로 되돌아가서, 압력 매체 제어 실린더(71)의 제2 챔버(74)가 비워지는 동시에 제2 피스톤(72)이 스프링 요소(96)의 도움으로 하나의 단부 위치(63)에 대해 가압될 것이다. 이는 또한 어큐뮬레이터60)의 제1 피스톤(61)이 하나의 단부 위치(77)를 향해 이동되는 동시에 어큐뮬레이터(60)의 제1 챔버(65)가 오일펌프(6)의 도움으로 오일 팬(5)으로부터 오일을 공급받는다는 것을 의미한다.

본 발명은 위에서 설명한 실시예에 한정되지 않으며, 통상의 기술자에게는 특허청구범위에서 규정된 본 발명의 기술적 사상의 범위를 벗어나지 않으면서 많은 가능한 개조예들이 명백하다.

위에서 설명한 실시예들에서, 방향 밸브들(45, 76, 92)이 사용되며, 이들은 다양한 상태들로 설정될 수 있는데, 그 중 하나(54, 88, 95)가 정지 상태로 설명된다. 대안적인 실시예들에서, 그리고 현재의 응용 분야에 따라, 임의의 상태가 정지 상태로 선택될 수 있다. 설명에 의하면, 방향 밸브(45)는 두 방향으로 전기적으로 제어되고, 방향 밸브들(76, 92)은 하나의 방향으로 전기적으로 제어되고 다른 방향으로는 복귀 스프링을 이용하여 제어된다. 대안적인 실시예들에서, 방향 밸브(45)는 하나의 방향으로 전기적으로 그리고 한 방향으로는 복귀 스프링으로 제어될 수 있고, 마찬가지로 밸브들(76, 92)이 두 방향으로 전기적으로 제어될 수 있다.

Claims

연소 기관으로,
- 적어도 하나의 실린더(10),
- 각각의 실린더(10)에 배치되는 적어도 하나의 흡기 밸브(18),
- 각각의 실린더(10)에 배치되는 적어도 하나의 배기 밸브(21),
- 적어도 하나의 흡기 밸브(18) 및/또는 적어도 하나의 배기 밸브(21)를 제어하는 적어도 하나의 캠샤프트(20, 23),
- 적어도 하나의 캠샤프트(20, 23)를 제어하는 하나의 크랭크샤프트(15),
- 크랭크샤프트(15)와 적어도 하나의 캠샤프트(20, 23) 사이에 배치되어 크랭크샤프트(15)에 대한 회전 위치를 변경함으로써 적어도 하나의 흡기 밸브(18) 및/또는 적어도 하나의 배기 밸브(21)의 개폐 시기를 앞당기거나 늦추는 적어도 하나의 유압 위상 변위 장치(29)를 포함하며, 위상 변위 장치(29)가 어큐뮬레이터(60)에 연결되고, 두 개의 단부 위치(77, 78) 사이에서 이동 가능한 제1 피스톤(61)이 입구 도관(51)에 연결되는 제1 챔버(65)를 획정하되, 입구 도관이 오일을 제1 챔버(65)로 공급할 수 있고 그리고 제1 챔버(65)가 오일을 포함하는 제1 상태 및 포함된 오일의 적어도 일부가 위상 변위 장치(29)에 공급된 제2 상태를 어큐뮬레이터(60)가 취하게 하는, 연소 기관에 있어서,
제1 피스톤(61)이 제1 피스톤(61)을 충격하여 단부 위치들(77, 78)을 취하게 하는 압력 매체 제어 실린더(71)와 연결되고, 단부 위치들(77, 78)은 어큐뮬레이터(60)의 제1 및 제2 상태에 각각 대응하는 것을 특징으로 하는 연소 기관.
청구항 1에 있어서,
압력 매체 제어 실린더(71)가 두 개의 단부 위치(63, 64) 사이에서 이동 가능하여 실린더 내에 제1 및 제2 챔버(73, 74)를 획정하는 제2 피스톤(72)을 포함하고, 제2 피스톤(72)이 어큐뮬레이터(60) 내로 연장하여 제1 피스톤(61)에 연결되는 피스톤 로드(75)에 연결되는 것을 특징으로 하는 연소 기관.
청구항 2에 있어서,
제1 챔버(73)가 제1 압력 매체 도관(80)을 통해 방향 밸브(76)와 연결되고, 제2 공간(74)이 제2 압력 매체 도관(81)을 통해 방향 밸브(76)와 연결되고, 방향 밸브(76)는 입구 도관(84)을 통해 압력 매체 공급원(85)과 연결되고, 방향 밸브(76)는 압력 매체를 제1 챔버(73)로 공급하여 제1 피스톤(61)을 하나의 단부 위치(77)로 이동시키는, 제1 상태에 대응하는 제1 위치(88)와, 압력 매체를 제2 챔버(74)로 공급하여 제1 피스톤(61)을 제2 단부 위치(78)로 이동시키는, 제2 상태에 대응하는 제2 위치(90) 사이에서 전환될 수 있는 것을 특징으로 하는 연소 기관.
청구항 2에 있어서,
제2 챔버(74)가 제3 압력 매체 도관(82)을 통해 방향 밸브(92)와 연결되고, 제1 챔버(73)는 적어도 하나의 스프링 요소(96)를 포함하고, 방향 밸브(92)는 입구 도관(93)을 통해 압력 매체 공급원(85)과 연결되고, 방향 밸브(92)는 압력 매체를 제2 공간(74)으로 공급하여 제1 피스톤(61)을 제2 단부 위치(78)로 이동시키는, 제2 상태에 대응하는 제2 위치(98)와, 스프링 요소(96)가 제1 피스톤(61)을 하나의 단부 위치(77)를 향해 이동시키도록 구성되는, 제1 상태에 대응하는 제2 위치(95) 사이에서 전환될 수 있는 것을 특징으로 하는 연소 기관.
선행하는 청구항들 중 어느 한 청구항에 있어서,
제어 유닛(30)이 연소 기관(3)의 작동과 관련된 하나 이상의 파라미터에 대한 정보의 도움으로 압력 매체 제어 실린더(71)의 활성화를 제어하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 연소 기관.
선행하는 청구항들 중 어느 한 청구항에 있어서,
압력 매체 제어 실린더(71)가 공압 실린더인 것을 특징으로 하는 연소 기관.
청구항 6에 있어서,
공압 실린더가 공압 제동 시스템(8)에 연결되는 것을 특징으로 하는 연소 기관.
선행하는 청구항들 중 어느 한 청구항에 있어서,
두 개의 흡기 밸브(18) 및 두 개의 배기 밸브(21)가 각각의 실린더(10)에 배치되는 것을 특징으로 하는 연소 기관.
선행하는 청구항들 중 어느 한 청구항에 있어서,
연소 기관이 각각의 흡기 밸브(18)를 제어하는 적어도 하나의 제1 캠샤프트(20) 및 각각의 배기 밸브(21)를 제어하는 제2 캠샤프트(23)를 포함하는 것을 특징으로 하는 연소 기관.
선행하는 청구항들 중 어느 한 청구항에 있어서,
두 개의 제1 및 제2 캠샤프트(20, 23)가 연소 기관(3)에 배치되는 것을 특징으로 하는 연소 기관.
선행하는 청구항들 중 어느 한 청구항에 있어서,
위상 변위 장치(29)가 각각의 캠샤프트(20, 23)에 대해 배치되는 것을 특징으로 하는 연소 기관.
선행하는 청구항들 중 어느 한 청구항에 있어서,
연소 기관이 디젤 기관인 것을 특징으로 하는 연소 기관.
선행하는 청구항들 중 어느 한 청구항에 있어서,
위상 변위 장치(29)가 캠샤프트(20, 23)가 대략 60 내지 100 크랭크샤프트 각도의 구간 내에서 변위 가능하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 연소 기관.
청구항 1 내지 청구항 12 중 어느 한 청구항에 있어서,
위상 변위 장치(29)가 캠샤프트(20, 23)가 70 크랭크샤프트 각도 변위 가능하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 연소 기관.
차량으로, 청구항 1 내지 청구항 14 중 어느 한 청구항에 따른 연소 기관을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량.