KR20190130895A - 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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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, 제1 캠을 포함하고, 상기 캠 축이 삽입되며, 상기 캠 축에 대한 상기 제1 캠의 상대적인 위상이 가변 될 수 있는 제1 캠 부, 상기 캠 축의 회전을 상기 제1 캠 부에 전달하는 이너 브라켓, 상기 캠 축과 평행하게 구비되며 제어 기어가 장착된 제어 샤프트, 상기 이너 브라켓이 회전 가능하게 삽입되며 상기 캠 축과 수직한 방향으로 이동 가능하게 구비되고, 가이드 벽이 형성된 슬라이더 하우징, 로커 샤프트, 그 일단이 상기 제1 캠과 접촉하고, 그 타단에 제1 밸브가 결합되며, 상기 로커 샤프트에 회전 가능하게 결합하는 제1 로커 암, 상기 가이드 벽 내에 구비되며, 상기 제어 기어와 치합하여 상기 제어 샤프트의 회전에 따라 상기 슬라이더 하우징을 이동시키는 이동 기어 및 상기 제어 샤프트를 선택적으로 회전시키는 제어부를 포함한다.

Description

연속 가변 밸브 듀레이션 장치 및 이를 포함하는 엔진{CONTINUOUS VARIBLE 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 엔진 회전수에 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.
또한, 밸브가 열린 듀레이션을 조절하는 장치로 CVVD(Continuous Variable Valve Duration)장치가 개발되고 있다.
그런데, CVVD 장치는 부품간 공차 등의 영향으로 밸브 듀레이션을 조절하는 과정에서 밸브의 이상 거동이 발생하는 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.
특히, SOHC 엔진에 적용되어, 엔진의 무게를 줄일 수 있고, 구동 저항을 줄일 수 있는 연속 가변 밸브 듀레이션 장치를 제공하는 것이다.
또한, 부품간 공차 등의 영향 없이 밸브의 이상 거동이 억제된 연속 가변 밸브 듀레이션 장치를 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 연속 가변 밸브 듀레이션 장치는 캠 축, 제1 캠을 포함하고, 상기 캠 축이 삽입되며, 상기 캠 축에 대한 상기 제1 캠의 상대적인 위상이 가변 될 수 있는 제1 캠 부, 상기 캠 축의 회전을 상기 제1 캠 부에 전달하는 이너 브라켓, 상기 캠 축과 평행하게 구비되며 제어 기어가 장착된 제어 샤프트, 상기 이너 브라켓이 회전 가능하게 삽입되며 상기 캠 축과 수직한 방향으로 이동 가능하게 구비되고, 가이드 벽이 형성된 슬라이더 하우징, 로커 샤프트, 그 일단이 상기 제1 캠과 접촉하고, 그 타단에 제1 밸브가 결합되며, 상기 로커 샤프트에 회전 가능하게 결합하는 제1 로커 암, 상기 가이드 벽 내에 구비되며, 상기 제어 기어와 치합하여 상기 제어 샤프트의 회전에 따라 상기 슬라이더 하우징을 이동시키는 이동 기어 및 상기 제어 샤프트를 선택적으로 회전시키는 제어부를 포함할 수 있다.
상기 연속 가변 밸브 듀레이션 장치는 상기 슬라이더 하우징에 장착되며, 가이드 나사산이 형성된 가이드 샤프트를 더 포함하되, 상기 이동 기어 내측에는 상기 가이드 나사산에 치합하는 이너 나사산이 형성될 수 있다.
상기 연속 가변 밸브 듀레이션 장치는 상기 캠 축을 실린더 헤드에 장착하는 캠 캡을 더 포함할 수 있다.
상기 슬라이더 하우징에는 가이드 홀이 형성되고, 상기 캠 캡에는 상기 가이드 홀에 삽입되어 상기 슬라이더 하우징의 이동을 안내하는 가이드 로드가 장착될 수 있다.
상기 캠 캡에는 상기 제어 샤프트를 회전 가능하게 지지하는 제어 샤프트 지지부가 장착될 수 있다.
상기 제어부는 웜이 장착되며 상기 제어 샤프트와 수직하게 구비된 제어 모터 및 상기 제어 샤프트에 장착되며, 상기 웜과 치합하는 웜 휠을 포함할 수 있다.
상기 이너 브라켓에는 제1, 2 슬롯이 형성되며, 상기 연속 가변 밸브 듀레이션 장치는 상기 캠 축에 슬라이딩 가능하게 결합하고, 상기 제1 슬롯에 회전 가능하게 삽입되는 제1 슬라이더 핀 및 상기 제2 슬롯에 회전 가능하게 삽입되는 제2 슬라이더 핀을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 슬라이더 핀은 상기 캠 축에 그 길이 방향으로 슬라이딩 가능하게 결합하는 핀 바디 및 상기 제1 슬롯에 삽입되는 핀 헤드를 포함할 수 있다.
상기 제1 캠 부는 상기 제2 슬라이더 핀이 삽입되는 아우터 슬롯이 형성되고, 상기 캠 축이 삽입되며, 상기 제1 캠이 결합하는 아우터 샤프트를 더 포함할 수 있다.
상기 연속 가변 밸브 듀레이션 장치는 상기 제1 로커 암의 타단에 연결된 제1 브릿지를 더 포함하고, 상기 제1 브릿지에 상기 제1 밸브가 2개 연결될 수 있다.
상기 연속 가변 밸브 듀레이션 장치는 상기 캠 축과 동일한 위상으로 회전하는 제2 캠을 포함하는 제2 캠 부 및 상기 로커 샤프트에 회전 가능하게 결합하여 그 일단이 상기 제2 캠과 접촉하고, 그 타단에 제2 밸브가 결합된 제2 로커 암을 더 포함할 수 있다.
상기 연속 가변 밸브 듀레이션 장치는 상기 제2 로커 암의 타단에 연결된 제2 브릿지를 더 포함하고, 상기 제2 브릿지에 상기 제2 밸브가 2개 연결될 수 있다.
상기 제1 캠 부는 상기 제2 슬라이더 핀이 삽입되는 아우터 슬롯이 형성되고, 그 원주 방향을 따라 가이드 슬롯이 형성되며, 상기 캠 축이 삽입되고, 상기 제1 캠이 결합하는 아우터 샤프트를 더 포함할 수 있다.
상기 연속 가변 밸브 듀레이션 장치는 상기 제1 로커 암의 타단에 연결된 제1 브릿지를 더 포함하고, 상기 제1 브릿지에 상기 제1 밸브가 2개 연결될 수 있다.
상기 연속 가변 밸브 듀레이션 장치는 상기 캠 축과 상기 가이드 슬롯을 통해 연결되는 제2 캠을 포함하는 제2 캠 부 및 상기 로커 샤프트에 회전 가능하게 결합하여 그 일단이 상기 제2 캠과 접촉하고, 그 타단에 제2 밸브가 결합된 제2 로커 암을 더 포함할 수 있다.
상기 연속 가변 밸브 듀레이션 장치는 상기 제2 로커 암의 타단에 연결된 제2 브릿지를 더 포함하고, 상기 제2 브릿지에 상기 제2 밸브가 2개 연결될 수 있다.
상기 연속 가변 밸브 듀레이션 장치는 상기 이너 브라켓과 상기 슬라이더 하우징 사이에 구비되는 베어링을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의한 엔진은 상기 연속 가변 밸브 듀레이션 장치를 포함할 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.
또한, 슬라이더 하우징의 흔들림 등을 방지할 수 있어 밸브의 이상 거동을 억제할 수 있다.
도1은 본 발명의 실시예에 따른 연속 가변 밸브 듀레이션 장치의 일부 단면 사시도이다.
도2 내지 도4는 본 발명의 실시예에 따른 연속 가변 밸브 듀레이션 장치의 일부 분해 사시도이다.
도5는 본 발명의 실시예에 따른 연속 가변 밸브 듀레이션 장치의 제1, 2 캠부를 도시한 도면이다.
도6 및 도7은 본 발명의 실시예에 따른 연속 가변 밸브 듀레이션 장치의 작동을 나타낸 도면이다.
도8 및 도9는 본 발명의 실시예에 따른 연속 가변 밸브 듀레이션 장치의 캠 작동을 나타낸 도면이다.
도10 내지 도12는 본 발명의 실시예에 따른 연속 가변 밸브 듀레이션 장치의 밸브 프로파일은 나타낸 그래프이다.
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 장치의 사시도이고, 도2 내지 도4는 본 발명의 실시예에 따른 연속 가변 밸브 듀레이션 장치의 일부 분해 사시도이다.
도5는 본 발명의 실시예에 따른 연속 가변 밸브 듀레이션 장치의 제1, 2 캠부를 도시한 도면이다.
도1 내지 도5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 엔진(10)에 본 발명의 실시예에 따른 연속 가변 밸브 듀레이션 장치가 장착된다.
본 발명의 실시예에 따른 연속 가변 밸브 듀레이션 장치는 캠 축(30), 제1 캠(42)을 포함하고, 상기 캠 축(30)이 삽입되며, 상기 캠 축(30)에 대한 상기 제1 캠(42)의 상대적인 위상이 가변 될 수 있는 제1 캠 부(40), 상기 캠 축(30)의 회전을 상기 제1 캠 부(40)에 전달하는 이너 브라켓(20), 상기 캠 축(30)과 평행하게 구비되며 제어 기어(106)가 장착된 제어 샤프트(102), 상기 이너 브라켓(20)이 회전 가능하게 삽입되며 상기 캠 축(30)과 수직한 방향으로 이동 가능하게 구비되고, 가이드 벽(92)이 형성된 슬라이더 하우징(90), 로커 샤프트(60), 그 일단이 상기 제1 캠(42)과 접촉하고, 그 타단에 제1 밸브(42)가 결합되며, 상기 로커 샤프트(60)에 회전 가능하게 결합하는 제1 로커 암(70), 상기 가이드 벽(92) 내에 구비되며, 상기 제어 기어(106)와 치합하여 상기 제어 샤프트(102)의 회전에 따라 상기 슬라이더 하우징(90)을 이동시키는 이동 기어(108) 및 상기 제어 샤프트(102)를 선택적으로 회전시키는 제어부(100)를 포함한다.
가이드 나사산(112)이 형성된 가이드 샤프트(110)가 상기 슬라이더 하우징(90)에 장착되며, 상기 이동 기어(108) 내측에는 이너 나사산(109)이 형성되어 상기 가이드 나사산(112)에 치합한다.
상기 캠 축(30)을 실린더 헤드(12)에 장착하도록 캠 캡(120)이 구비된다.
상기 캠 캡(120)에는 캠 축 지지부(15)가 형성되며, 상기 캠 축(30)에는 캠 축 베어링(36)이 결합되고, 상기 캠 축 베어링(36)이 상기 캠 축 지지부(15)에 장착될 수 있다.
상기 슬라이더 하우징(90)에는 가이드 홀(96)이 형성되며, 상기 캠 캡(120)에는 상기 가이드 홀(96)에 삽입되어 상기 슬라이더 하우징(90)의 이동을 안내하는 가이드 로드(98)가 장착된다. 상기 가이드 로드(98)는 상기 캠 캡(120)에 형성된 로드 홀(124)에 결합될 수 있다.
상기 캠 캡(120)에는 상기 제어 샤프트(102)를 회전 가능하게 지지하는 제어 샤프트 지지부(122)가 장착된다. 상기 제어 샤프트(102)와 상기 제어 샤프트 지지부(122) 사이에 베어(126)링이 구비될 수 있다.
상기 캠 캡(120)에는 상기 로커 샤프트(60)를 회전 가능하게 지지하는 로커 샤프트 지지부(17)가 형성된다. 상기 로커 샤프트(30)에는 로커 샤프트 베어링(62)이 결합되고, 상기 로커 샤프트 베어링(62)이 상기 로커 샤프트 지지부(17)에 장착될 수 있다.
상기 캠 캡(120)에 상기 캠 축 지지부(15), 상기 로드 홀(124) 및 상기 로커 샤프트 지지부(17)가 형성되고, 상기 제어 샤프트 지지부(122)가 장착되어 상기 연속 가변 밸브 듀레이션 장치의 구성 부품 수를 줄일 수 있고, 장치 구성을 단순화 할 수 있다.
상기 제어부(100)는 웜(114)이 장착되며 상기 제어 샤프트(102)와 수직하게 구비된 제어 모터(104) 및 상기 제어 샤프트(102)에 장착되며, 상기 웜(114)과 치합하는 웜 휠(116)을 포함한다.
상기 제어 샤프트(102)와 상기 제어 모터(104) 사이에 상기 웜(114) 상기 웜 휠(116)이 개재되어 상기 제어 모터(104)의 용량 증대를 방지할 수 있다.
상기 이너 브라켓(20)에는 제1, 2 슬롯(22, 23)이 형성된다.
본 발명의 실시예에 따른 연속 가변 밸브 듀레이션 장치는 상기 캠 축(30)에 슬라이딩 가능하게 결합하고, 상기 제1 슬롯(22)에 회전 가능하게 삽입되는 제1 슬라이더 핀(24) 및 상기 제2 슬롯(23)에 회전 가능하게 삽입되는 제2 슬라이더 핀(28)을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 슬라이더 핀(24)은 상기 캠 축(30)에 그 길이 방향으로 슬라이딩 가능하게 결합하는 핀 바디(25) 및 상기 제1 슬롯(22)에 삽입되는 핀 헤드(26)를 포함하고, 상기 캠 축(30)에는 캠 축 홀(32)이 형성되며, 상기 핀 바디(25)가 상기 캠 축 홀(32)에 슬라이딩 가능하게 삽입된다.
상기 제1 캠 부(40)는 상기 제2 슬라이더 핀(28)이 삽입되는 아우터 슬롯(45)이 형성되고, 상기 캠 축(30)이 삽입되며, 상기 제1 캠(42)이 결합하는 아우터 샤프트(43)를 더 포함하고, 상기 제1 캠(42)이 상기 아우터 샤프트(43)에 결합된다.
상기 제1 로커 암(70)의 일단에는 상기 제1 캠(42)과 접촉하는 제1 롤러(76)가 구비되며, 상기 제1 로커 암(70)의 타단에는 제1 브릿지(74)가 결합되고, 상기 제1 브릿지(74)에 상기 제1 밸브(72)가 2개 연결될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 연속 가변 밸브 듀레이션 장치는 상기 캠 축(30)과 동일한 위상으로 회전하는 제2 캠(52)을 포함하는 제2 캠 부(50) 및 상기 로커 샤프트(60)에 회전 가능하게 결합하여 그 일단이 상기 제2 캠(52)과 접촉하고, 그 타단에 제2 밸브(82)가 결합된 제2 로커 암(80)을 더 포함할 수 있다.
상기 제2 로커 암(80)의 일단에는 상기 제2 캠(52)과 접촉하는 제2 롤러(86)가 구비되며, 상기 제2 로커 암(80)의 타단에는 제2 브릿지(84)가 결합되고, 상기 제2 브릿지(84)에 상기 제2 밸브(82)가 2개 연결될 수 있다.
상기 아우터 샤프트(43)에는 그 원주 방향을 따라 가이드 슬롯(44)이 형성되며, 상기 제2 캠 부(55)는 상기 가이드 슬롯(44)을 통해 상기 캠 축(30)과 연결된다.
즉, 상기 캠 축(30)에는 캠 연결 홀(34)이 형성되고, 상기 제2 캠 부(50)에는캠 홀(54)이 형성되며, 캠 연결 핀(56)이 상기 캠 연결 홀(34)과 상기 캠 홀(54)에 삽입되고, 캠 연결 핀(56)이 상기 가이드 슬롯(44)에 삽입되며, 상기 가이드 슬롯(44)이 상기 캠 연결 핀(56)의 상대 회전을 안내한다.
상기 이너 브라켓(20)과 상기 슬라이더 하우징(90) 사이에는 베어링(94)이 구비되어 상기 이너 브라켓(20)을 회전가능하게 지지할 수 있다.
도6 및 도7은 본 발명의 실시예에 따른 연속 가변 밸브 듀레이션 장치의 작동을 나타낸 도면이고, 도8 및 도9는 본 발명의 실시예에 따른 연속 가변 밸브 듀레이션 장치의 캠 작동을 나타낸 도면이다.
이하, 도1 내지 도9를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 연속 가변 밸브 듀레이션 장치의 작동을 설명한다.
도6에 도시된 바와 같이, 상기 캠 축(30)과 상기 이너 브라켓(20)의 회전 중심이 일치한 경우, 상기 제1 캠(42)은 상기 캠 축(30)과 동일한 위상으로 회전 한다.
도7에 도시된 바와 같이, 상기 제어부(100)의 작동에 의해 상기 제어 샤프트(102)가 회전하면 상기 제어 기어(106)가 상기 이동 기어(108)를 회전시키며, 상기 이동 기어(108)가 상기 가이드 벽(92)을 밀어 상기 슬라이더 하우징(90)이 상기 가이드 로드(98)를 따라 이동된다.
상기 제어 기어(106)와 상기 이동 기어(108)의 회전 중심이 수직하기 때문에 상기 슬라이더 하우징(90)의 흔들림을 억제할 수 있다.
상기 제어 기어(106)와 상기 이동 기어(108)는 수직한 방향으로 회전을 전달하는 기어로, 예를 들어 그 형성 각도가 45도인 스크류 기어 일 수 있다.
또한, 상기 가이드 나사산(112)이 형성된 상기 가이드 샤프트(110)과 상기 이너 나사산(109)이 형성된 상기 이동 기어(108)가 치합하여 상기 이동 기어(108)가 회전하더라도 상기 슬라이더 하우징(90)이 흔들림을 억제할 수 있다.
상기 가이드 나사산(112)과 상기 이너 나사산(109)은 예를 들어 사다리꼴 나사일 수 있고, 상기 이동 기어(108)가 회전하며 상기 가이드 샤프트(110)를 따라 이동할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의한 연속 가변 밸브 듀레이션 장치는 상기 제어 기어(106)가 상기 이동 기어(108)와 치합하고, 상기 가이드 샤프트(110)가 상기 이동 기어(108)에 치합하여 밸브 듀레이션을 조절하는 과정에서 밸브의 이상 거동이 발생하는 문제를 억제할 수 있다.
상기 캠 축(30)의 회전 중심(X)로부터 상기 이너 브라켓(20)의 회전 중심이 달라진 경우(△), 상기 제1 캠(42)은 상기 캠 축(30)에 대한 회전 속도가 변하게 된다.
즉, 상기 제1 슬라이더 핀(24)은 상기 캠 축(30)에 대하여 그 길이 방향으로 슬라이딩 가능하고, 상기 핀 헤드(26)가 상기 제1 슬롯(22) 내에서 회전 가능하고, 상기 제2 슬라이더 핀(28)이 상기 제2 슬롯(23) 내에서 회전 가능하고, 상기 제2 슬라이더 핀(28)이 상기 아우터 슬롯(45) 내에서 슬라이딩 가능하기 때문에 상기 캠 축(30)과 상기 이너 브라켓(20)의 회전 중심이 달라진 경우, 상기 제1 캠(42)은 상기 캠 축(30)에 대한 상대적인 회전 속도가 변하게 된다.
상기 캠 축(30)에 대한 상기 이너 브라켓(20)의 회전 중심이 이동하면, 도8에 도시된 바와 같이, 도8의 (a)에서 (b) 및 (b)에서 (c) 사이에서는 상대적으로 상기 제1 캠(42)의 회전 속도가 빨라졌다가, (c) 에서 (d) 및 (d) 에서 (a) 에서는 상대적인 회전 속도가 느려진다.
또는 상기 제어부(100)의 작동에 의하여, 상기 캠 축(30)에 대한 상기 이너 브라켓(20)의 회전 중심이 이동하면, 도9에 도시된 바와 같이, (a)에서 (b) 및 (b)에서 (c) 사이 에서는 상대적으로 상기 제1 캠(42)의 회전 속도가 느려졌다가, (c) 에서 (d) 및 (d) 에서 (a) 에서는 상대적인 회전 속도가 빨라지게 된다.
상기 이너 브라켓(20)의 상대적인 위치에 따라 상기 제1 캠(42)이 상기 제1 롤러(76)를 미는, 즉 상기 제1 밸브(72)가 열리는 시간 및/또는 닫히는 시간이 달라지게 된다.
도10 내지 도12는 본 발명의 실시예에 따른 연속 가변 밸브 듀레이션 장치의 밸브 프로파일은 나타낸 그래프이다.
본 발명의 실시예에 따른 연속 가변 밸브 듀레이션 장치는 상기 제1 캠(42)과 상기 제1 롤러(76)의 접촉 위치 또는 장착 각도 등을 조절하여 다양한 밸브 프로파일을 구현할 수 있다.
도10에 도시된 바와 같이, 상기 제1 밸브(72)의 열림 시간을 고정하고, 닫힘 시간을 조절할 수도 있고, 도11에 도시된 바와 같이, 상기 제1 밸브(72)의 닫힘 시간을 고정하고, 열림 시간을 조절할 수도 있다.
또는, 도12에 도시된 바와 같이, 피크 타임을 고정하고 상기 제1 밸브(72)의 닫힘 시간과 열림 시간을 동시에 조절할 수도 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.
기존의 일반 엔진의 과도한 설계 변경 없이도 연속 가변 밸브 듀레이션 장치를 적용할 수 있어 생산성을 높일 수 있고, 생산 비용을 절감할 수 있다.
또한, 슬라이더 하우징의 흔들림 등을 방지할 수 있어 밸브의 이상 거동을 억제할 수 있다.
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.
10: 엔진 12: 실린더 헤드
15: 캠 축 지지부 17: 로커 샤프트 지지부
20: 이너 브라켓 22: 제1 슬롯
23: 제2 슬롯 24: 제1 슬라이더 핀
25: 핀 바디 26: 핀 헤드
28: 제2 슬라이더 핀 30: 캠 축
32: 캠 축 홀 34: 캠 연결 홀
36: 캠 축 베어링 40: 제1 캠 부
42: 제1 캠 43: 아우터 샤프트
44: 가이드 슬롯 45: 아우터 슬롯
50: 제2 캠 부 52: 제2 캠
54: 캠 홀 56: 캠 연결 핀
60: 로커 샤프트 62: 로커 샤프트 베어링
70: 제1 로커 암 72: 제1 밸브
74: 제1 브릿지 76: 제1 롤러
80: 제2 로커 암 82: 제2 밸브
84: 제2 브릿지 86: 제2 롤러
90: 슬라이더 하우징 92: 가이드 벽
94: 베어링 96: 가이드 홀
98: 가이드 로드 100: 제어부
102: 제어 샤프트 104: 제어 모터
106: 제어 기어 108: 이동 기어
109: 이너 나사산 110: 가이드 샤프트
112: 가이드 나사산 114: 웜
116: 웜 휠 120: 캠 캡
122: 제어 샤프트 지지부 124: 로드 홀
126: 베어링

Claims (19)

  1. 캠 축;
    제1 캠을 포함하고, 상기 캠 축이 삽입되며, 상기 캠 축에 대한 상기 제1 캠의 상대적인 위상이 가변 될 수 있는 제1 캠 부;
    상기 캠 축의 회전을 상기 제1 캠 부에 전달하는 이너 브라켓;
    상기 캠 축과 평행하게 구비되며 제어 기어가 장착된 제어 샤프트;
    상기 이너 브라켓이 회전 가능하게 삽입되며 상기 캠 축과 수직한 방향으로 이동 가능하게 구비되고, 가이드 벽이 형성된 슬라이더 하우징;
    로커 샤프트;
    그 일단이 상기 제1 캠과 접촉하고, 그 타단에 제1 밸브가 결합되며, 상기 로커 샤프트에 회전 가능하게 결합하는 제1 로커 암;
    상기 가이드 벽 내에 구비되며, 상기 제어 기어와 치합하여 상기 제어 샤프트의 회전에 따라 상기 슬라이더 하우징을 이동시키는 이동 기어; 및
    상기 제어 샤프트를 선택적으로 회전시키는 제어부;
    를 포함하는 연속 가변 밸브 듀레이션 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 슬라이더 하우징에 장착되며, 가이드 나사산이 형성된 가이드 샤프트를 더 포함하되,
    상기 이동 기어 내측에는 상기 가이드 나사산에 치합하는 이너 나사산이 형성된 연속 가변 밸브 듀레이션 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 캠 축을 실린더 헤드에 장착하는 캠 캡;
    을 더 포함하는 연속 가변 밸브 듀레이션 장치.
  4. 제3항에서,
    상기 슬라이더 하우징에는 가이드 홀이 형성되고,
    상기 캠 캡에는 상기 가이드 홀에 삽입되어 상기 슬라이더 하우징의 이동을 안내하는 가이드 로드가 장착된 연속 가변 밸브 듀레이션 장치.
  5. 제3항에서,
    상기 캠 캡에는 상기 제어 샤프트를 회전 가능하게 지지하는 제어 샤프트 지지부가 장착된 연속 가변 밸브 듀레이션 장치.
  6. 제3항에서,
    상기 캠 캡에는 상기 로커 샤프트를 회전 가능하게 지지하는 로커 샤프트 지지부가 형성된 연속 가변 밸브 듀레이션 장치.
  7. 제1항에서,
    상기 제어부는
    웜이 장착되며 상기 제어 샤프트와 수직하게 구비된 제어 모터; 및
    상기 제어 샤프트에 장착되며, 상기 웜과 치합하는 웜 휠;
    를 포함하는 연속 가변 밸브 듀레이션 장치.
  8. 제1항에서,
    상기 이너 브라켓에는 제1, 2 슬롯이 형성되며,
    상기 캠 축에 슬라이딩 가능하게 결합하고, 상기 제1 슬롯에 회전 가능하게 삽입되는 제1 슬라이더 핀; 및
    상기 제2 슬롯에 회전 가능하게 삽입되는 제2 슬라이더 핀;
    을 더 포함하는 연속 가변 밸브 듀레이션 장치.
  9. 제6항에서,
    상기 제1 슬라이더 핀은
    상기 캠 축에 그 길이 방향으로 슬라이딩 가능하게 결합하는 핀 바디: 및
    상기 제1 슬롯에 삽입되는 핀 헤드;
    를 포함하는 연속 가변 밸브 듀레이션 장치.
  10. 제7항에서,
    상기 제1 캠 부는
    상기 제2 슬라이더 핀이 삽입되는 아우터 슬롯이 형성되고, 상기 캠 축이 삽입되며, 상기 제1 캠이 결합하는 아우터 샤프트;
    를 더 포함하는 연속 가변 밸브 듀레이션 장치.
  11. 제9항에서,
    상기 제1 로커 암의 타단에 연결된 제1 브릿지;
    를 더 포함하고,
    상기 제1 브릿지에 상기 제1 밸브가 2개 연결된 연속 가변 밸브 듀레이션 장치.
  12. 제9항에서,
    상기 캠 축과 동일한 위상으로 회전하는 제2 캠을 포함하는 제2 캠 부; 및
    상기 로커 샤프트에 회전 가능하게 결합하여 그 일단이 상기 제2 캠과 접촉하고, 그 타단에 제2 밸브가 결합된 제2 로커 암;
    을 더 포함하는 연속 가변 밸브 듀레이션 장치.
  13. 제11항에서,
    상기 제2 로커 암의 타단에 연결된 제2 브릿지;
    를 더 포함하고,
    상기 제2 브릿지에 상기 제2 밸브가 2개 연결된 연속 가변 밸브 듀레이션 장치.
  14. 제7항에서,
    상기 제1 캠 부는
    상기 제2 슬라이더 핀이 삽입되는 아우터 슬롯이 형성되고, 그 원주 방향을 따라 가이드 슬롯이 형성되며, 상기 캠 축이 삽입되고, 상기 제1 캠이 결합하는 아우터 샤프트;
    를 더 포함하는 연속 가변 밸브 듀레이션 장치.
  15. 제13항에서,
    상기 제1 로커 암의 타단에 연결된 제1 브릿지;
    를 더 포함하고,
    상기 제1 브릿지에 상기 제1 밸브가 2개 연결된 연속 가변 밸브 듀레이션 장치.
  16. 제13항에서,
    상기 캠 축과 상기 가이드 슬롯을 통해 연결되는 제2 캠을 포함하는 제2 캠 부; 및
    상기 로커 샤프트에 회전 가능하게 결합하여 그 일단이 상기 제2 캠과 접촉하고, 그 타단에 제2 밸브가 결합된 제2 로커 암;
    을 더 포함하는 연속 가변 밸브 듀레이션 장치.
  17. 제15항에서,
    상기 제2 로커 암의 타단에 연결된 제2 브릿지;
    를 더 포함하고,
    상기 제2 브릿지에 상기 제2 밸브가 2개 연결된 연속 가변 밸브 듀레이션 장치.
  18. 제1항에서,
    상기 이너 브라켓과 상기 슬라이더 하우징 사이에 구비되는 베어링;
    을 더 포함하는 연속 가변 밸브 듀레이션 장치.
  19. 상기 제1항의 연속 가변 밸브 듀레이션 장치가 구비된 엔진.
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