KR20210099655A - 선택적 리셋팅 로스트 모션 엔진 밸브 트레인 구성요소 - Google Patents

선택적 리셋팅 로스트 모션 엔진 밸브 트레인 구성요소 Download PDF

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저스틴 디. 발트러키
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자콥스 비히클 시스템즈, 인코포레이티드.
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Abstract

시스템 및 관련 방법은 정상 밸브 폐쇄 또는 지각 밸브 폐쇄를 제공하기 위해 로스트 모션 액추에이터 피스톤 및 로스트 모션 액추에이터 피스톤을 재설정하기 위한 구성요소를 비롯하여 통합형 구성요소를 갖는 로커 암을 포함한다. 선택적 리셋은 리셋 통로를 포함하는 유압 회로에 배치된 리셋 피스톤 및 차단 피스톤에 의해 용이하게 된다. 비리셋팅 작동 모드에서, 차단 피스톤은 리셋 피스톤의 위치에 관계없이 리셋 통로 내의 오일 흐름을 차단하여 지각 밸브 폐쇄를 용이하게 한다. 대안적인 실시예는 리셋 피스톤에 대해 동심으로 배치된 차단 슬리브를 포함한다.

Description

선택적 리셋팅 로스트 모션 엔진 밸브 트레인 구성요소
관련 출원의 교차 참조
본 출원은 2019년 1월 15일자에 LOST MOTION SELECTIVE RESETTING ROCKER ARM이라는 명칭으로 출원된 미국 가특허 출원 제62/792,507호에 대한 우선권을 주장한다. 이 가출원의 기술 요지는 그 전체가 본원에 참조로서 원용된다.
기술분야
본 개시내용은 일반적으로는 내연 기관에서 하나 이상의 엔진 밸브를 구동시키기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 개시내용은 예를 들어 푸시로드 엔진 또는 공간 제약적 엔진의 흡기 밸브에 가변 밸브 구동(VVA)을 제공하기 위해 그리고 예를 들어 제1 위치가 정상 밸브 폐쇄일 수 있고 제2 위치가 지각 밸브 폐쇄일 수 있는 2위치 흡기 밸브 리프트를 제공하기 위해 캠과 같은 모션 소스와 하나 이상의 엔진 밸브 사이의 작동 관계를 변경하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
내연 기관은 운송 및 트럭 수송을 포함한 여러 적용분야 및 산업에서 널리 활용된다. 내연 기관에서 사용하기 위한 밸브 구동 시스템은 당업계에 잘 알려져 있다. 이러한 시스템은 통상적으로 밸브 구동 모션 소스(예를 들어, 캠)로부터 하나 이상의 엔진 밸브로 밸브 구동 모션을 전달하는 하나 이상의 개재 구성요소를 포함하며, 개재 구성요소는 밸브 트레인을 구성한다. 이러한 밸브 구동 시스템은 주로 엔진 실린더가 연소 과정으로부터 동력을 발생시키는 포지티브 동력 작동 모드를 용이하게 할 수 있다. 표준 연소 사이클과 연관된 흡기 및 배기 밸브 구동 모션은 통상적으로 "메인 이벤트" 모션으로 지칭된다. 알려진 엔진 밸브 구동 시스템은 조기 또는 지각 흡기 밸브 폐쇄와 같은 수정된 메인 이벤트 밸브 모션을 제공할 수 있다.
내연 기관은 바람직한 성능 및 배기가스 목표를 달성하기 위해 통상적으로 흡기 밸브의 지각 폐쇄(LIVC)를 포함하는 밀러 사이클로 알려진 열역학적 사이클을 이용할 수 있다. LIVC는 특정 작동 조건 하에서 개선된 배기가스 및 연료 소비를 위해 엔진 압축비를 감소시킬 수 있다. 그러나, LIVC는 모든 엔진 작동 조건 하에서 바람직하지 않을 수 있다. 예를 들어, 시동 조건과 같은 일시적인 조건 동안, 터보차저로부터 부적절한 흡기 충전 또는 압력이 있을 수 있는 경우, 시스템을 전체 압축비로 실행해야 할 수 있다. 반면에, 정상 상태 또는 정상 작동 동안, 적절한 터보차저 부스트 압력을 이용할 수 있는 경우, LIVC는 NOx 배기가스를 줄이고 연료 소비를 개선할 수 있다. 이와 같이, 종래 기술의 이전 노력은 디젤 및 기타 엔진에 대한 통상적인 작동 환경을 특징으로 하는 광범위한 속도, 부하 및 기타 작동 파라미터에 걸쳐 LIVC가 제공하는 이점을 완전히 실현하기 위해 필요에 따라 정상으로부터 지각 폐쇄 사이클로 신속하고 안정적으로 전이할 수 있는 밸브 구동 시스템을 제공하려고 시도해왔다.
위의 필요성을 해결하려고 시도한 종래 기술 시스템은 로스트 모션 리셋팅 로커 브레이크 시스템 또는 브리지 브레이크를 포함한다. 예를 들어, Jacobs Vehicle Systems, Inc.에 의해 개발된 종래 기술 시스템은 미국 특허 제7,905,208호에 설명된 것과 같은 리셋팅 브리지 브레이크를 포함하며, 그 기술 요지는 본원에 참조로서 원용된다. 이러한 시스템은 제동 로커 암에 공급되는 오일의 흐름 및/또는 압력의 제어에 기초하여 모션을 추가하거나 모션을 손실할 수 있다(리셋). 알려진 종래 기술 시스템은 많은 엔진 환경에 쉽게 적응할 수 없는 더 큰 구현 비용 및 패키징을 특징으로 한다. 예를 들어, 푸시로드 엔진에서, 원하는 수정된 메인 이벤트 밸브 폐쇄 모션을 제공하기 위해 캠 로브 및 로커 암을 추가하지 못할 수 있다. 모션은 단일 캠 로브 및 푸시로드에서 발생해야 한다. 일부 오버헤드 캠 엔진에서, 추가 로커를 위한 밸브 트레인에 충분한 공간이 없을 수 있으며 로스트 모션 흡기는 여전히 2위치 VVA/로스트 모션을 제공하기 위한 최상의 옵션일 수 있다.
일부 적용 분야에서, 정상 밸브 폐쇄 및 지각 밸브 폐쇄와 같은 2개의 대체 밸브 폐쇄 프로파일을 용이하게 할 수 있는 선택적 리셋을 갖는 것이 바람직할 수 있으며, 리셋은 예를 들어 엔진 부하, 엔진 속도 또는 엔진 온도와 같은 엔진 파라미터를 기반으로 한다. 시스템은 정상 개방을 제공하기 위해 개방 동안 항상 오일을 갖고 있으므로, 어느 작동 모드에서든 흡기 밸브의 개방을 수정하는 것은 바람직하지 않을 수 있다. 메인 이벤트의 시작 시에 오일의 가용성을 이용할 수 있고, 폐쇄 시 오일로 채워지거나 폐쇄 시 오일을 배출하도록 선택적으로 리셋팅을 갖는 시스템을 제공하는 것이 바람직할 것이다. 엔진이 시동되고 오일 압력을 이용할 수 없는 경우, 이러한 로스트 모션 시스템은 지각 개방 및 정상 폐쇄 메인 이벤트를 제공하는 기계적 리프트로 디폴팅될 수 있다. 지각 개방은 공기 흐름에 약간의 영향을 미칠 것이며 정상 폐쇄는 엔진을 시동하기 위한 정상 압축비를 제공할 것이다. 디폴트 리프트로서 조기 폐쇄를 갖는 다른 시스템은 시동 시 잠재적으로 낮은 압축비를 가질 것이므로, 냉간 엔진 시동이 어려울 것이다. 따라서, 2개의 상이한 메인 이벤트 흡기 폐쇄 프로파일 사이의 전환을 이용 가능하게 하면서 메인 이벤트 흡기 개방 프로파일의 흡기 모션 프로파일을 그대로 유지하는 시스템을 갖는 것이 바람직할 것이다.
그러므로, 종래 기술의 전술한 단점 및 기타 단점을 해결하는 시스템 및 방법을 제공하는 것이 바람직할 것이다.
전술한 과제에 대응하여, 본 개시내용은 위 과제를 충족하고 개선된 작동 특성 및 성능을 제공하는 스위칭 리셋팅 로스트 모션 시스템의 다양한 실시예를 제공한다.
전술한 어려움은 본원에 개시된 다양한 실시예에 반영된 양태에 기초하여 극복될 수 있다. 개시된 진전 사항은 미수정된 개방 및 수정된 폐쇄를 갖는 메인 이벤트 모션을 용이하게 하는 로커 암 구성요소를 제공하면서, 리셋팅 구성요소 및 리셋 차단 구성요소를 통합하는 컴팩트 패키지를 제공하는 데 특히 유리하다.
본원에 사용된 바와 같이, "구성요소"란 용어는 구성요소와 연관된 작동 결과를 달성하기 위해 단일 요소나 부품, 또는 요소나 부품의 조합을 포함하는 구조를 나타낸다.
본 개시내용에 따른 구현은 이와 달리 밸브 트레인 구성요소 외부에 위치될 복잡한 리셋 제어 구성요소의 필요성을 제거하는 로커 암 또는 다른 밸브 트레인 구성요소에 리셋팅 로스트 모션 특징을 제공한다. 유압 제어 회로는 로커 암에 통합될 수 있다. 유리하게는, 로스트 모션 구성요소의 리셋을 수행하는 리셋 구성요소뿐만 아니라, 리셋 구성요소의 차단 또는 차단 해제를 수행할 수 있는 제어 구성요소, 및 이러한 구성요소를 연결하는 모든 유압 통로는 로커 암 내에서 통합될 수 있으며 컴팩트하게 내부적으로 패키징될 수 있다.
본 개시내용에 따른 구현은 또한, 로커 암과 같은 밸브 트레인 구성요소에, 각각 정상 밸브 폐쇄 또는 지각 밸브 폐쇄를 제공하기 위해 선택적으로 "온" 및 "오프"될 수 있는 리셋팅 로스트 모션 구성요소 및 연관된 리셋팅 시스템을 제공한다. 이러한 시스템은 기존 엔진 작동 유체 분배 시스템(로커 샤프트 및 저널 통로)을 통해 제공되는 오일과 같은 유압 작동 유체의 지속적인 공급부를 이용할 수 있다. 게다가, 리셋 시스템과 연관된 모든 동적(이동) 부품은 로커 암에 통합되어 공간 제한적인 엔진 오버헤드 환경에 적합한 컴팩트한 패키징을 제공할 수 있다. 통합형 리셋 구성요소는 통합되는 밸브 트레인 구성요소(로커 암)로부터 연장될 수 있는 리셋 피스톤과 치합하도록 배열된 간단한 접촉 표면 또는 지점과 같은 엔진 오버헤드 환경에서 고정된 객체/표면에 의한 리셋팅을 용이하게 할 수 있다. 본원에 설명된 실시예는 복잡한 외부 리셋 트리거링 구성요소의 필요성을 제거한다.
본 개시내용의 양태에 따르면, 내연 기관에서 모션 소스로부터 밸브 트레인의 적어도 하나의 엔진 밸브로 모션을 전달하기 위한 밸브 구동 시스템이 제공되고, 밸브 구동 시스템은 시스템의 구성요소를 지지하도록 구성된 하우징; 모션 소스로부터 하우징으로 모션을 선택적으로 전달하기 위해 하우징에 배치되고, 로스트 모션 상태에서 모션 소스로부터 제공된 모션을 흡수하도록 구성된 로스트 모션 구성요소; 로스트 모션 구성요소를 로스트 모션 상태로 재설정하기 위한 리셋 구성요소; 및 로스트 모션 구성요소의 리셋을 선택적으로 방지하기 위한 리셋 차단 구성요소를 포함한다.
추가 양태에 따르면, 리셋 구성요소는 리셋 피스톤을 포함할 수 있고 차단 구성요소는 차단 피스톤을 포함할 수 있다. 비리셋팅 작동 모드에서, 차단 피스톤은 리셋 피스톤의 위치에 관계없이 리셋 통로 내의 흐름을 차단한다. 리셋팅 작동 모드에서, 차단 피스톤은 리셋 피스톤에 의해 로스트 모션 구성요소의 리셋팅을 가능하게 한다. 리셋 피스톤은 로커 암 하우징으로부터 연장될 수 있어, 로커 암이 액추에이터 피스톤에서 리셋 또는 모션 손실을 용이하게 하기 위해 소정의 회전 위치로 이동할 때 리셋 피스톤은 고정된 반응 또는 접촉 표면과 치합한다.
추가 양태에 따르면, 리셋 구성요소는 리셋 피스톤을 포함할 수 있고, 리셋 차단 구성요소는 리셋 피스톤에 대해 동심으로 배치된 차단 슬리브를 포함할 수 있다. 비리셋팅 작동 모드에서, 차단 슬리브는 리셋 피스톤의 위치에 관계없이 리셋 통로 내의 흐름을 차단한다. 리셋팅 작동 모드에서, 차단 슬리브는 리셋 피스톤에 의해 로스트 모션 구성요소의 리셋팅을 가능하게 한다.
추가 양태에 따르면, 시스템은 체크 밸브와 같은 공급 및 역류 방지 구성요소를 더 포함할 수 있는 작동 유체 회로를 포함할 수 있으며, 작동 유체 회로는 로스트 모션 구성요소로 유체 흐름을 제어하기 위해 하우징에 적어도 부분적으로 형성된다.
추가 양태에 따르면, 내연 기관의 밸브 구동 시스템에서 밸브 모션을 제어하는 방법이 제공되고, 밸브 구동 시스템은 모션 소스; 하우징; 모션 소스로부터 하우징으로 모션을 선택적으로 전달하기 위해 하우징에 배치되고, 로스트 모션 상태에서 모션 소스로부터 제공된 모션을 흡수하도록 구성된 로스트 모션 구성요소; 로스트 모션 구성요소를 로스트 모션 상태로 재설정하기 위한 리셋 구성요소; 및 로스트 모션 구성요소의 리셋을 선택적으로 방지하기 위한 리셋 차단 구성요소를 포함하고, 본 방법은 로스트 모션 구성요소가 모션 소스로부터 모션을 적어도 부분적으로 흡수하게 하도록 리셋 구성요소를 작동시키는 단계; 및 로스트 모션 구성요소의 재설정을 차단하기 위해 리셋 차단 구성요소를 작동시키는 단계를 포함한다.
본 개시내용의 다른 양태 및 장점은 다음의 상세한 설명으로부터 당업자에게 명확해질 것이며, 이러한 양태는 포괄적이거나 제한적인 것으로 간주되어서는 안된다. 전술한 일반적인 설명 및 다음의 상세한 설명은 본 개시내용의 발명 양태의 예를 제공하기 위한 것으로, 첨부된 청구범위에 정의된 범위를 제한하거나 제약하는 것으로 해석되어서는 안된다.
본 발명의 전술한 및 기타 수반되는 이점 및 특징은 첨부된 도면과 함께 다음의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이며, 동일한 참조 부호는 전체에 걸쳐 동일한 요소를 나타낸다. 설명 및 실시예는 본 개시내용의 양태에 따른 예시적인 예로서 의도된 것이지 본원에 첨부된 청구범위에 기재된 발명의 범위를 제한하려는 것이 아님을 이해할 것이다. 도면의 다음 설명에서, 모든 예시는 달리 언급되지 않는 한 본 개시내용의 양태에 따른 예시적인 특징과 관련된다.
도 1은 통합형 로스트 모션 리셋팅 구성요소를 갖는 제1 예시적인 로커 암의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 로커 암의 조립된 전방 사시도이다.
도 3은 도 1의 로커 암의 조립된 후방 사시도이다.
도 4는 도 1의 로커 암의 종방향 평면에서의 단면도이다.
도 5는 리셋이 발생되는 리셋팅 위치 또는 상태에서 차단 피스톤을 나타낸 도 1의 예시적인 로커 암의 횡방향 평면에서의 단면도이다. 이러한 도면의 평면은 차단 피스톤의 축과 일치한다.
도 6은 리셋이 발생되지 않는 비리셋팅 위치 또는 상태에서 차단 피스톤을 나타낸 도 1의 예시적인 로커 암의 횡방향 평면에서의 단면도이다. 이러한 도면의 평면은 차단 피스톤의 축과 일치한다.
도 7은 기초원 위치 또는 상태에서 리셋 피스톤을 나타낸 도 1의 예시적인 로커 암의 횡방향 평면에서의 단면도이다. 이러한 도면의 평면은 리셋 피스톤의 축과 일치한다.
도 8은 리셋 작동의 시작에 대응하는 위치 또는 상태에서 리셋 피스톤을 나타낸 도 1의 예시적인 로커 암의 횡방향 평면에서의 단면도이다. 이러한 도면의 평면은 리셋 피스톤의 축과 일치한다.
도 9는 피크 리프트 위치 또는 상태에 대응하는 위치 또는 상태에서 리셋 피스톤을 나타낸 도 1의 예시적인 로커 암의 횡방향 평면에서의 단면도이다. 이러한 도면의 평면은 리셋 피스톤의 축과 일치한다.
도 10은 체크된 유체 공급부, 액추에이터 피스톤, 차단 피스톤 및 리셋 피스톤을 좌측에서 우측으로 포함하는 예시적인 작동 유체 회로의 일부의 개략도이다.
도 11은 상이한 엔진 회전 속도(rpm)에서 크랭크 샤프트 회전(도)의 함수로서 예시적인 밸브 리프트(mm)를 나타낸 그래프이다. 이 도면은 예시적인 리셋팅 작동 모드를 나타내고 있다.
도 12는 상이한 엔진 회전 속도(rpm)에서 크랭크 샤프트 회전(도)의 함수로서 예시적인 밸브 리프트(mm)를 나타낸 그래프이다. 이 도면은 예시적인 지각 폐쇄 또는 비리셋팅 작동 모드를 나타내고 있다.
도 13은 리셋 접촉면을 갖는 엔진 환경에 설치된 도 1의 예시적인 로커 암을 나타낸 상면 사시도이다.
도 14는 리셋 접촉면을 갖는 엔진 환경에 설치된 도 1의 예시적인 로커 암을 나타낸 측면 사시도이다.
도 15는 체크된 유체 공급부, 액추에이터 피스톤, 리셋 피스톤 및 차단 피스톤을 좌측에서 우측으로 포함하는, 도 10의 대안인, 예시적인 작동 유체 회로의 일부의 개략도이다.
도 16은 리셋 피스톤 및 차단 피스톤이 단일 보어에 동심으로 배치된 대안적인 예시의 로커 암 구성을 나타낸 사시도이다.
도 17은 도 16의 예시적인 로커 암의 분해 시사도이다.
도 18은 리셋 차단 위치 또는 상태에서 리셋 피스톤 및 차단 슬리브를 나타낸 도 16의 예시적인 로커 암의 횡방향 평면에서의 단면도이다. 이러한 도면의 평면은 리셋 피스톤 및 차단 슬리브의 축과 일치한다.
도 19는 리셋팅 위치 또는 상태에서 리셋 피스톤 및 차단 슬리브를 나타낸 도 16의 예시적인 로커 암의 횡방향 평면에서의 단면도이다. 이러한 도면의 평면은 리셋 슬리브 및 차단 피스톤의 축과 일치한다.
도 20은 리셋 피스톤이 기초원에 위치하고 리셋이 아직 발생되지 않은 리셋 활성 위치 또는 상태에서 리셋 피스톤 및 차단 슬리브를 나타낸 도 16의 예시적인 로커 암의 횡방향 평면에서의 단면도이다. 이러한 도면의 평면은 리셋 피스톤의 종방향 통로를 나타내기 위한 도 19의 평면과 직교하고 리셋 피스톤 및 차단 슬리브의 축과 일치한다. 도 21은 도 20과 동일한 도면에서 취한 단면도로서, 리셋 통로가 애뉼러스로부터 슬리브의 바닥으로 오일을 배출하는 피크 리프트 위치에 리셋이 도시되어 있다.
도 22는 도 1 및 도 16의 구성에 대한 대안적인 예시의 로커 암의 단면도이다.
도 23은 대안적인 실시예에 따른 예시적인 로커 암의 사시도이다.
도 1-10은 본 개시내용의 양태에 따른 로커 암(10) 형태의 제1 예시적인 밸브 트레인 구성요소를 도시하고 있다. 특히 도 1 및 2를 참조하면, 로커 암(10)은 통상적으로 중앙 저널부(102)를 갖는 하우징 또는 로커 암 바디(100)를 포함할 수 있다. 모션 소스(즉, 캠) 및 모션 전달 단부(108)로부터 모션을 수신할 수 있는 모션 수신부(106)는 중앙 저널부(102)로부터 반대 방향으로 연장될 수 있다. 모션 전달 단부는 밸브 브리지와 치합하기 위한 조절식 e-풋 또는 스위블 풋 조립체(180)를 포함할 수 있다. 모션 수신 단부(106)는 푸시로드와 같은 다른 밸브 트레인 구성요소를 통해 모션 소스로부터 모션을 수신하도록 내부에 수용된 액추에이터 피스톤 조립체(200)를 포함할 수 있다. 본 개시내용의 양태에 따르면, 로커 암 바디(100)는 액추에이터 피스톤 조립체(200), 리셋 피스톤 조립체(300) 및 차단 피스톤 조립체(400)를 수용하고 통합할 수 있다. 액추에이터 피스톤 보어 또는 캐비티(120)는 액추에이터 피스톤 조립체(200)를 수용할 수 있다. 리셋 피스톤 보어 또는 캐비티(130)는 리셋 피스톤 조립체(300)를 수용할 수 있고 차단 피스톤 보어 또는 캐비티(140)는 차단 피스톤 조립체(400)를 수용할 수 있다. 체크 밸브(510)는 로커 샤프트 저널로 연장될 수 있고 나사형 체크 밸브 보어 플러그(512)에 의해 막힐 수 있는 체크 밸브 보어 또는 캐비티(150)에 배치될 수 있다. 추가로 설명될 바와 같이, 로커 저널 부싱 및 오일 가이드(104)는 로커 저널에 배치되어 마모 및 마찰을 줄일 수 있고, 엔진 오일을 로커 샤프트의 오일 통로로부터 채널(105)을 통해 하나 이상의 포트(107)로 및 추가로 로커 암 바디(100)의 대응하는 포트로 안내하여 내부에 통합된 다양한 구성요소에 작동 유체를 제공할 수 있다.
보다 구체적으로 도 1, 2 및 4를 참조하면, 액추에이터 피스톤 조립체(200)는 그 내부에서 슬라이딩하며 액추에이터 피스톤 보어 또는 캐비티(120)와의 실질적인 밀봉 치합을 제공하는 크기로 이루어진 액추에이터 피스톤(210)을 포함할 수 있다. 액추에이터 피스톤은 캠 모션 소스와 협력하는 캠 팔로워와 같은 푸시로드 또는 다른 밸브 트레인 구성요소의 관성을 관리하기 위해 액추에이터 피스톤(210)을 연장된 방향으로(보어 밖으로) 편향시킬 수 있는 코일 스프링(220)과 같은 편향 요소를 수용할 수 있는 캐비티(212)를 갖는 중공 요소로 형성될 수 있다. 예를 들어, 시스템에 오일이 채워질 때, 스프링은 액추에이터 피스톤, 푸시로드, 캠 팔로워, 및 캠샤프트 사이의 접촉을 유지할 수 있다. 스프링 클립 리테이너(240)는 액추에이터 피스톤 캐비티(120) 내에 액추에이터 피스톤 및 스프링(220)을 고정할 수 있다. 도 4에 최적으로 도시된 바와 같이, 액추에이터 피스톤(210)은 피스톤 액추에이터 보어(120)와 함께 확장식 액추에이터 피스톤 챔버를 형성할 수 있다. 로커 암 바디(100)의 공급 통로(152)는 로커 샤프트 공급부로부터 체크 밸브(510)를 통해 액추에이터 피스톤 챔버로 작동 유체(엔진 오일)의 일정한 흐름을 제공할 수 있다. 액추에이터 피스톤(210)은 로커 암(10)과 모션 소스(캠) 사이의 밸브 트레인의 래시를 변화시키도록 기능할 수 있다. 추가로 설명될 바와 같이, 액추에이터 피스톤 조립체(200)의 모션은 통합형 리셋 구성요소(300) 및 차단 구성요소(400)를 통해 제어되어 밸브 모션(로스트 모션)의 변화를 선택적으로 제공해서, 지각 흡기 밸브 폐쇄와 같은 바람직한 작동을 용이하게 할 수 있다.
특히 도 5 및 6을 참조하면, 액추에이터 피스톤 리셋은 로커 암 바디(100)에 형성된 액추에이터 피스톤 리셋(또는 배출) 통로(160)를 통과한 오일의 선택적 배출을 통해 제어될 수 있다. 리셋 통로(160)는 액추에이터 피스톤 보어(120)로부터 차단 피스톤 보어(140)로 연장되는 제1 부분(162), 차단 피스톤 보어(140)로부터 리셋 피스톤 보어(130)로 연장되는 제2 부분(164), 및 차단 피스톤 보어(140)로부터 벤트 오리피스(610)로 연장되는 제3 부분(166)을 포함할 수 있고, 이들은 리셋 통로(160)로부터 외부 엔진 오버헤드 환경(로커 암의 외부)으로의 작동 유체의 흐름을 제어할 수 있다. 리셋 통로(160) 내에서 오일 흐름의 제어는 리셋 통로와 차단 구성요소(400) 및 리셋 구성요소(300)의 상호 작용에 의해 제어될 수 있다. 부가적으로 도 7 및 8을 참조하면, 리셋 구성요소는 리셋 통로(160)의 흐름을 제어할 수 있고 리셋 피스톤(310), 리셋 피스톤 스프링(320), 리셋 피스톤 스프링 리테이너(330) 및 리셋 피스톤 리테이너(340)를 포함할 수 있는 리셋 피스톤 조립체(300)를 포함할 수 있다. 리셋 피스톤은 리셋 피스톤 보어(130)의 표면 내에서 슬라이딩하고 이와 밀봉을 형성하도록 치수화될 수 있다. 환형 홈 또는 채널(312)은 환형 홈(312)이 리셋 통로(160)와 정렬될 때 리셋 피스톤(310) 주위의 흐름을 제공한다. 피스톤 유지 링(316)은 로커 암 바디(100)에서 피스톤(310)을 유지한다. 리셋 피스톤(310)의 단부에 리셋 피스톤 스프링(320)을 치합하고 지지하기 위한 스프링 유지 숄더(314)가 형성될 수 있다. 리셋 피스톤 스프링(320)의 대향 단부는 로커 암 바디(100)의 홈에 치합하고 확장되는 C-클립형 리셋 피스톤 리테이너(340)와 함께 제자리에 유지되는 스프링 리테이너(330)와 치합한다. 리셋 피스톤(310)의 외부 단부(318)는 로커 암 바디(100)로부터 연장될 수 있고 리셋 피스톤 스프링(320)에 의해 연장된 방향으로 편향될 수 있다. 본원에서 추가로 설명될 바와 같이, 외부 단부(318)는 로커 바디에 대해 리셋 피스톤(310)을 리셋 상태 또는 위치로 이동시키기 위해 로커 암의 외부에 있고 엔진 헤드에 대해 고정되는 반응 표면과 치합할 수 있다.
부가적으로 도 5 및 6을 참조하면, 리셋 차단 구성요소는 차단 피스톤(410), 차단 피스톤 스프링(420), 스프링 리테이너(430) 및 차단 피스톤 리테이너(440)를 포함할 수 있는 차단 피스톤 조립체(400)를 포함할 수 있다. 차단 피스톤(410)은 차단 피스톤 보어 또는 캐비티(140) 내부에서 슬라이딩하고 이와 밀봉 치합을 형성하도록 치수화될 수 있다. 차단 피스톤(410)은, 후술될 바와 같이, 그 내부에 형성된 환형 홈 또는 채널(412)을 가질 수 있어 환형 홈(412)이 로커 암의 흐름 통로와 정렬될 때 차단 피스톤을 지나는 흐름을 가능하게 한다. 차단 피스톤 스프링(420)은 차단 피스톤의 내부에 있는 스프링 리셉터클(412) 내에서 연장될 수 있고 그 내부에서 스프링 리셉터클 숄더(414)와 치합할 수 있다. 따라서, 차단 피스톤 스프링(420)은 로커 암 저널(102)을 향하는 방향으로 차단 피스톤을 편향시킬 수 있다. 로커 암 부싱/오일 가이드(104) 상의 오일 포트(107)는 차단 피스톤(410)이 리셋 차단 위치로 이동하도록 제어 솔레노이드에 의해 명령된 바와 같이 차단 피스톤 보어(140)의 바닥에 오일의 공급을 선택적으로 제공할 수 있다.
도 5에서, 차단 피스톤은 리셋팅이 발생되는 "리셋팅 위치"에 도시되어 있다. 차단 피스톤 환형 통로(412)는 리셋 통로(160)와 정렬되어, 액추에이터 피스톤 보어(120)로부터의 고압 오일이 리셋 통로부(164)를 통과해 리셋 피스톤 보어(130) 내로 전달된다. 그 후, 로커가 리셋 위치로 이동할 때 리셋 피스톤은 유압 회로로부터 오일을 덤핑할 수 있다.
도 6에서, 차단 피스톤(410)은 "비리셋팅 위치"에 도시되어 있다. 오일은 로커 샤프트(미도시)로부터 로커 암 부싱의 통로(107)를 통해 피스톤용 보어로 공급된다. 오일 압력이 차단 피스톤 스프링(420)의 프리로드를 초과하고, 차단 피스톤이 액추에이터 피스톤 보어(140)로부터 고압 리셋 통로부(162)를 격리하는 위치로 이동한다. 따라서, 고압 오일이 회로로부터 나오는 것이 가능하지 않으며 리셋 또는 모션 손실이 발생하지 않는다. 따라서, 이러한 리셋 차단은 흡기 밸브 상에 지각 폐쇄 흡기 모션을 제공할 수 있다. 유리하게는, 고압 체적 및 누출 경로의 수는 이러한 배열로 최소화된다. 차단 피스톤(410)의 작동은 엔진 속도, 부하, 배기 또는 오일 온도를 포함하는 하나 이상의 엔진 파라미터에 기초하여 제어될 수 있다. 이러한 제어는 엔진 제어기와 통신할 수 있고 이에 의해 구동되는 제어 솔레노이드를 사용하여 구현되어, 오일을 통로(107)에 선택적으로 공급해서 엔진 작동 파라미터에 기초하여 원하는 대로 밀러 사이클과 정상 밸브 폐쇄일 수 있는 작동 모드 사이를 전환할 수 있다.
도 7은 캠 기초원에 대응하는 위치 또는 상태에서 리셋 피스톤(310)을 도시하고 있다. 이 위치 또는 상태에서, 리셋 피스톤(310)은 리셋 통로부(164)로부터 리셋 통로부(166) 로의 오일 흐름을 방지함으로써 리셋 통로(160)를 차단하여, 차단 피스톤(410)의 위치에 관계없이 오일이 로커 암 바디(100)로부터 나오는 것을 방지한다. 이 위치에서, 리셋 피스톤 외부 단부(318)는 실린더 헤드 상의 고정 구성요소와 접촉하는 리셋 피스톤 스프링(320)에 의해 유지될 수 있다(예를 들어, 도 13 및 14 참조).
도 8은 밸브 리셋 높이의 시작에 대응하는 위치에서 리셋 피스톤(310)을 도시하고 있다. 도시된 바와 같이, 리셋 피스톤(310)은 환형 통로(312)를 리셋 통로(160)와 정렬하기 시작함으로써 리셋 통로(160)를 개방하기 위해 접근하였다. 차단 피스톤(410)이 "리셋팅 위치"에 있는 경우, 액추에이터 피스톤 챔버로부터의 오일은 차단 피스톤(410) 주위에서 리셋 피스톤 애뉼러스(312)를 통해 흘러서 로커 암으로부터 대기로 배출될 수 있다. 리셋 통로 벤트 오리피스는 두 작동 상태 사이의 전이를 원활하게 하기 위해 리셋 속도를 조절할 수 있다.
도 9는 피크 밸브 리프트에 대응하는 위치에서 리셋 피스톤을 도시하고 있다. 로커가 그의 전체 메인 이벤트 리프트를 통해 이동함에 따라, 리셋 피스톤 애뉼러스(312)는 메인 이벤트 밸브 리프트 내에서 모든 액추에이터 피스톤 오일을 덤핑하기에 적절한 흐름 영역을 제공하기 위해 리셋 통로와 추가로 정렬된다. 벤트 오리피스는 메인 이벤트 동안 오일을 배출할 만큼 충분히 빠르지만, 액추에이터 피스톤과 액추에이터 피스톤 보어의 바닥 사이의 충격에 의해 야기될 수 있는 밸브 트레인을 통한 충격 부하를 방지할 만큼 충분히 느린, 리셋 속도를 제공할 수 있다.
본 개시내용으로부터 인식될 바와 같이, 차단 피스톤(410)의 구성은 상이한 작동 특성을 달성하도록 수정될 수 있다. 예를 들어, 차단 피스톤이 위의 예에서 환형 통로가 리셋 통로(160)와 정렬되고 작동 유체 공급이 중단될 때 리셋 통로를 통해 오일 흐름을 가능하게 하는 "정상적 리셋팅" 모드에 대해 구성되는 반면, 차단 피스톤은 예를 들어 작동 유체 공급이 중단될 때 차단 피스톤이 리셋 통로를 통해 오일을 차단하는 "정상적 비리셋팅" 모드에 대해 환형 홈 또는 채널의 적절한 재배치와 함께 대안적으로 구성될 수 있다. 예를 들어, "정상적 리셋팅"또는 "정상적 비리셋팅"과 같은 작동 모드를 오일 소비를 최소화하기 위해 두 작동 모드에 대한 적절한 듀티 사이클에 기초하여 선택할 수 있다.
따라서, 전술한 바와 같이, 리셋 통로에 걸쳐 연결되는 다음의 두 피스톤이 있다: 리셋 피스톤 보어(130)에서 왕복 운동하여 로커 암이 메인 이벤트 리프트를 통해 이동함에 따라 리셋 통로를 개폐할 수 있는 리셋 피스톤(310); 및 오일이 보어에 선택적으로 공급될 때 피스톤을 이동시킬 수 있는 차단 피스톤 공급 통로에 의해 제어되는 두 위치를 가질 수 있는 차단 피스톤(410). 한 위치에서, 리셋 피스톤은 리셋 통로를 통해 작동 유체와 자유롭게 연통하고 이를 배출한다. 다른 위치에서, 리셋 통로는 차단 피스톤에 의해 차단되고, 이에 따라 리셋 피스톤은 리셋 통로를 통해 작동 유체와의 연통 및 이의 배출을 방지한다.
도 10은 도 1-10에 도시된 실시예에 따른 작동 유체(즉, 유압) 회로의 개략도이다. 본 개시내용으로부터 인식될 바와 같이, 구성 통로 및 구성요소는 로커 암 내의 컴팩트 패키지에 통합된다. 공급 통로(152)는 엔진 오일 공급원(예를 들어, 로커 샤프트 통로)으로부터 체크 밸브(510) 및 체크 밸브 보어(150)를 통해 액추에이터 피스톤 조립체(200)로 오일을 공급할 수 있다. 리셋 통로부(162)는 작동 유체를 차단 피스톤 조립체(400)로 전달하고 리셋 통로부(164)는 작동 유체를 리셋 피스톤 조립체(300)로 전달한다. 통로부(166)는 작동 유체를 리셋 피스톤 조립체로부터 가능하면 벤트 오리피스(도 10에 도시되지 않음)를 통해 주변 엔진 환경으로 전달한다.
이러한 배열은 유리한 패키징, 누출 가능성 감소, 및 유압 체적 이점으로 인해 바람직할 수 있다. 그러나, 본 개시내용의 발명 범위를 벗어남이 없이 구성요소의 다른 배열이 제공될 수 있음은 본 개시내용으로부터 이해할 것이다. 예를 들어, 도 15에 개략적으로 도시된 바와 같이, 리셋 피스톤 조립체 및 차단 피스톤 조립체의 위치가 전환될 수 있는 대안적인 배열이 있다. 본 개시내용으로부터 인식될 바와 같이, 구성요소의 배열은 오일 유로 및 특정 구성의 오일 흐름 및 압력 요구로 인한 시스템 손실 최소화를 고려하여 최적화될 수 있다. 예를 들어, 차단 피스톤이 도 10의 개략도에 나타낸 바와 같이 위치될 때, 시스템으로부터 고압 오일이 누출될 수 있는 단일 누출 경로-차단 피스톤과 차단 피스톤 보어 사이의 클리어런스-만 있다. 따라서, 이러한 구성에서, 오일 누출은 차단 피스톤에서만 발생한다. 반면에, 도 15의 구성에서는 리셋 피스톤 보어 클리어런스 및 차단 피스톤 보어 클리어런스 양자를 지나서 고압 오일의 누출에 취약할 수 있지만 다른 장점을 제공한다. 드릴링의 환형 통로 및 일부는 차단 피스톤을 액추에이터 피스톤에 매우 근접하게 위치시킴으로써 제거될 수 있다.
도 11은 "리셋팅 모드"에서 도 1-10의 로커 암의 작동의 그래프이다. 본 개시내용으로부터 인식될 바와 같이, 작동의 "리셋팅 모드"는 정상적인 밸브 폐쇄 프로파일에 대응한다. 도시된 이상적인 밸브 리프트는 밸브 트레인의 디플렉션이 없는 운동학적 밸브 리프트이다. 실제 밸브 리프트는 1500, 1900, 2300 RPM에 대해 도시되어 있다. 실제 밸브 리프트는 시스템의 기계적 및 유압 디플렉션으로 인한 디플렉션을 포함한다. 이러한 특정 구성에서, 8.5mm의 밸브 리프트 높이에서, 로커 암은 리셋 피스톤이 외부 접촉면과 치합할 수 있는 회전 위치에 있을 수 있고, 이에 따라 리셋 피스톤의 환형 채널은 리셋 통로에 등록하고 액추에이터 피스톤으로부터 오일을 배출("덤핑")하기 시작할 수 있다. 그 결과, 밸브 모션은 하이 리프트로부터 아래로 "재설정"되어 포지티브 동력에 대한 정상적인 폐쇄 각도를 특징으로 하는 "이상적인 리프트 리셋팅" 곡선을 따른다. 따라서, 이러한 플롯은 리셋팅 작동 모드에 있을 때 압축비 "밀러 사이클"을 수정하지 않고 포지티브 동력 작동에 대해 정상적으로 제공될 바와 같이 정상적인 개방 각도 및 폐쇄 각도를 제공하는 시스템의 능력을 나타내고 있다. 이는 전체 압축비에 필요한 리프트 곡선이다.
도 12는 연관된 밸브에 대한 "지각 폐쇄" 사이클에 대응하는 비리셋팅 작동 모드를 도시하고 있다. 도시된 이상적인 밸브 리프트는 유압 또는 기계적 컴플라이언스가 없는 운동학적이다. 실제 밸브 모션은 1500, 1900, 2300 rpm에 대해 시뮬레이션된다. 이러한 실제 모션은 이상에 비해 리프트를 줄이는 기계적 및 유압 컴플라이언스를 포함한다. 개방부는 작은 리프트 감소 및, 이러한 컴플라이언스로 인한 타이밍의 지연을 나타낸다. 이 도면에서의 "리셋"은 차단 피스톤에 의해 비활성화되며, 오일이 액추에이터 피스톤으로부터 배출되는 것이 허용되지 않는다. 피크 리프트가 증가되고, 지각 폐쇄 리프트 및 이후 타이밍이 리프트 곡선에 추가되었다. 지각 폐쇄는 연료 소비를 개선하고 특정 엔진 작동 조건에 필요한 배기 온도를 높이기 위해 더 낮은 압축비를 제공한다.
리셋팅 및 비리셋팅 작동 모드 사이의 전이는 오일 흐름 제어 솔레노이드 또는 다른 구성요소에 의해 제어되어 차단 피스톤을 리셋팅 상태로부터 차단 상태로 이동시킬 수 있다. 예를 들어, 제어 솔레노이드는 엔진 제어 유닛(ECU)에 의해 작동되어 밀러 사이클과 정상 사이클 작동 사이를 전환하도록 원하는 대로 차단 피스톤을 이동시키기 위해 오일을 선택적으로 공급할 수 있다. ECU는 속도 및 부하와 같은 엔진 작동 파라미터에 따라 달라질 수 있는 다양한 제어 전략을 구현할 수 있다.
도 13 및 14는 리셋 위치를 설정하고 리셋 높이를 제어하기 위한 조절 특징부(710)를 포함할 수 있는 리셋 피스톤 접촉 조립체(700)를 갖는 엔진 오버헤드 환경에 설치된 위의 도 1-10의 로커 암(10)을 도시하고 있다. 인식될 바와 같이, 로커 샤프트와 같은 엔진 환경의 일부 특징은 명확성을 위해 도 13 및 14에서 생략된다. 게다가, 하나의 조절 특징부(710)가 도시되어 있지만, 접촉 조립체(700)가 다중 실린더 환경에서 각각이 각각의 연관된 로커에 대한 다수의 조절 특징부를 포함할 수 있음을 인식할 것이다. 특징부(710)는 적절한 게이지(두께) 금속 스탬핑으로 형성될 수 있고 홀(730)을 통해 나사형 볼트(미도시)로 실린더 헤드에 또는 로커 암에 대해 고정된 오버헤드 환경의 임의의 객체에 고정될 수 있는 L자형 브래킷(720)의 나사형 보어를 통해 연장되는 세트 스크류 또는 다른 나사형 패스너(712)를 포함할 수 있다. 세트 스크류(712)의 단부는 리셋 피스톤(310)의 외부 단부(318)와 치합하기 위한 반응 표면을 제공한다. 잠금 너트(714)는 정확한 잠금된 위치에서 세트 스크류(720)를 유지한다. 로커가 이동(로커 샤프트에서 회전)함에 따라, 리셋 피스톤은 이러한 반응 표면에 접촉하고 로커 암에 대해 내측 방향으로 이동하여, 액추에이터 피스톤의 리셋팅 및 이에 따라 이와 달리 로커 암의 정확한 회전 위치에서 액추에이터 피스톤에 의해 전달되는 모션의 손실을 야기한다.
접촉 조립체 및 조절 특징부의 방향이 수정될 수 있음은 본 개시내용에 의해 인식될 것이다. 예를 들어, 브래킷(720)은 수평, 수직 또는 임의의 방향으로 연장되는 표면을 포함할 수 있다. 게다가, 반응 표면 위치는 리셋 피스톤이 수축된 위치(즉, 리셋 피스톤 보어 내로 이동됨)에서 유지될 수 있고 로커 암이 반응 표면으로부터 멀어질 때 보어로부터 연장될 수 있도록 수정될 수 있다.
도 16-21은 위의 도 1-16의 예에 대한 대안으로서 또 다른 예시적인 로커 암 구성을 도시하고 있다. 이러한 변형은 로커 암의 단일 보어 또는 캐비티에 차단 및 리셋팅 구성요소를 제공하기 위해 동심으로 배열된 요소를 포함할 수 있으며, 이는 로커 암과 관련된 기계가공 비용 및 복잡성을 감소시킨다. 이러한 구성은 본질적으로 스풀 밸브 내의 스풀 밸브로 볼 수 있다.
특히 분해 사시도인 도 17을 참조하면, 로커 암(1010)은 도 1-16의 실시예와 유사한 특징부를 가질 수 있고, 로커 암 저널(1102) 및 일단에 스위블 풋 조립체(1180)를 갖는 로커 암 바디(100)를 포함할 수 있다. 액추에이터 피스톤 조립체(1200)는 로커 암 바디(1100)의 액추에이터 피스톤 보어(1120)에 배치된 액추에이터 피스톤(1210), 액추에이터 피스톤 스프링(1220) 및 리테이너(1240)를 포함할 수 있다. 체크 밸브(1510)는 체크 밸브 보어 플러그(1512)에 의해 막힐 수 있는 체크 밸브 보어(1150)에 배치될 수 있다. 리셋 구성요소는 리셋 피스톤 조립체(1300)를 포함할 수 있고, 차단 구성요소는 차단 슬리브 조립체(1400)를 포함할 수 있으며, 이의 세부사항을 설명할 것이다. 본 예의 장점에 따르면, 리셋 피스톤 조립체(1300) 및 차단 슬리브 조립체(1400)는 로커 암 바디(1100)의 단일 보어(1130)에 배치될 수 있다.
리셋 피스톤 조립체(1300)는 하나 이상의 종방향 연장 채널 또는 홈(1312)을 갖는 리셋 피스톤(1310) 및 리셋 피스톤 스프링(1320) 및 한 쌍의 리셋 피스톤 스프링 리테이너(1330 및 1332)를 포함하는 리셋 피스톤 편향 조립체를 포함할 수 있다. 한 쌍의 피스톤 리테이너 클립(1340 및 1342)은, 설명될 바와 같이, 리셋 피스톤(1310)의 단부 상의 유지 슬롯과 치합하여 리셋 피스톤(1310) 및 리셋 조립체(1300) 및 차단 조립체(1400)의 다른 요소를 제자리에 유지할 수 있다.
차단 슬리브 조립체(1400)는 하나 이상의 방사상 연장 차단 슬리브 포트(1412), 차단 슬리브 스프링(1420), 차단 스프링 리테이너(1430) 및 차단 슬리브 트래블 리미터(1450)를 갖는 차단 슬리브(1410)를 포함할 수 있다. 특히 도 17의 요소의 조립된 버전을 도시한 도 18을 참조하면, 차단 슬리브(1410)는 리셋 피스톤(1310)과 동심으로 보어(1130)에 배치된다. 차단 슬리브 스프링(1420)은 차단 슬리브(1410)의 일단에 접하고, 로커 암 바디(1100)의 채널 내에 고정된 차단 슬리브 스프링 리테이너(1430)에 의해 타단에서 제위치에 유지된다. 따라서, 차단 슬리브(1410)는 차단 슬리브 스프링(1420)에 의해 도 18에서 상향 편향된다. 차단 슬리브 트래블 리미터(1450)는 차단 슬리브(1410)에 대한 상부 이동 제한을 형성한다. 리셋 피스톤(1310)은 차단 슬리브(1410) 및 차단 슬리브 스프링(1420)을 통해 연장되고 리셋 피스톤 리테이너(1342)에 의해 일(하부) 단부에서 유지된다. 상부 리셋 피스톤 리테이너(1340)는 마찬가지로 다른 요소에 대해 리셋 피스톤(1310)의 위치를 유지한다. 리셋 피스톤 스프링(1320)은 리셋 스프링 리테이너(1330 및 1332) 사이에서 지지되고 리셋 피스톤(1310)에 대해 동심으로 배치된다. 리셋 피스톤 스프링은 리셋 피스톤(1310)에 상향 편향력을 제공한다. 리셋 피스톤(1310)의 외부 단부(1318)는 로커 암 바디로부터 연장되고 작동 동안 외부 반응 표면과 치합할 수 있다.
도 18은 리셋 차단된 위치에서의 메커니즘을 도시하고 있다. 리셋 통로는 로커 암 바디(1100)에 형성되고 리셋 피스톤(1310) 및 차단 슬리브(1410)와 동심인 환형 채널(1160)을 포함할 수 있다. 환형 채널(1160)은 오일의 흐름 및 리셋이 가능하도록 액추에이터 피스톤 챔버와 유체 연통할 수 있다. 도 18에서, 차단 슬리브(1410)는 환형 채널(1160)을 차단하기 위해 하부 위치에 배치된다. 차단 슬리브(1410)는 환형 차단 슬리브(1410), 로커 암 챔버 보어(1130), 리셋 피스톤(1310) 및 슬리브 트래블 리미터(1450)에 의해 형성된 상부 챔버(1170)를 선택적 공급 오일로 가압함으로써 차단 슬리브 스프링(1420)의 편향력에 대항하여 하향 이동될 수 있다. 챔버(1170)는 로커 샤프트 통로에 연결된 오일 통로와 유체 연통하는 오일 제어 솔레노이드에 의해 선택적으로 가압될 수 있다. 오일 제어 솔레노이드는 엔진 ECU에 의해 제어될 수 있다.
도 19는 리셋 활성 위치에서의 메커니즘을 도시하고 있다. 차단 슬리브(1410)는 리셋 통로 애뉼러스(1160)로 슬리브 포트(1412)를 인덱싱하도록 상향 이동되어 액추에이터 피스톤 보어(1120)와 리셋 피스톤 종방향 채널(1312) 사이에 유체 연통을 제공한다(도 20 및 21 참조). 그러나, 도 19 및 20에서, 리셋 피스톤은 기초원 위치에 도시되어 있다. 그러므로, 이 위치에서, 리셋 피스톤(1310)은 오일이 액추에이터 피스톤 챔버로부터 배출되는 것을 방지한다.
도 21은 피크 밸브 리프트에서의 리셋 피스톤(1310) 및 리셋 활성 위치에서의 차단 피스톤(1410)을 도시하고 있다. 이 위치에서, 리셋 피스톤(1310)의 종방향 채널(1312)은 차단 슬리브 포트(1412)를 보어(1130)의 하부에 연결하도록 위치되어, 액추에이터 피스톤 챔버 오일이 주변으로 배출되게 하고 액추에이터 피스톤의 리셋이 발생되게 한다.
전술한 실시예에서, 푸시로드 및 팔로워와 같은 밸브 트레인 구성요소에 가해진 액추에이터 피스톤 스프링 편향력을 가지면 지속적으로 로딩될 때 적절하게 윤활되지 않을 수 있는 로커 암 부싱 및 다른 구성요소에 과도한 마모를 초래할 수 있다. 도 22는 스트로크 제한 및 정확한 스트로크 제어를 제공할 수 있는 액추에이터 피스톤(2210)에 대한 대안적인 배열을 사용하여 이러한 문제를 해결하기 위한 조절 시스템을 도시하고 있다. 이러한 버전에서, 액추에이터 피스톤(2210)의 외향 이동은 유지 링(2240)에 의해 제한될 수 있다. 액추에이터 피스톤(2210) 내에 위치된 편향 스프링(2220)은 외향(연장) 방향으로 편향력을 가한다. 액추에이터 피스톤(2210)의 상향 이동은 조절 스크류(2230)에 의해 제어될 수 있고 잼 너트(2232)는 제조 변동을 고려하여 액추에이터 피스톤의 스트로크를 정확하게 설정하기 위하여 추가된다. 대안적으로, 본 개시내용으로부터 인식될 바와 같이, 정합 피팅 및 매우 높은 수준의 정밀도에 의해, 또는 다양한 두께 심의 추가에 의해 래시 세팅 스크류 없이 액추에이터 피스톤 스트로크를 제어할 수 있다. 캠이 기초원에 있을 때, 피스톤(2210)의 이동은 유지 링(2240)에 의해 정지된다. 기초원에서, 로커 암(2100)은 액추에이터 피스톤 스트로크에 의해 차지되지 않는 밸브 트레인 내에 래시 공간(2250)을 가질 수 있다. 이러한 구성에서, 래시 ~0.4mm보다 큰 캠 리프트 부분에서만 액추에이터 피스톤 스프링이 푸시로드에 하중을 가할 것이다. 바람직하게는, 액추에이터 피스톤으로부터 보어의 바닥까지의 거리는 로스트 모션에 필요한 스트로크보다 크다.
도 22의 시스템은 액추에이터 피스톤의 스트로크가 로커 암의 모션 수신 단부에 위치된 단일 조절 스크류에 의해 설정된다는 점에서 간단한 구성을 제공한다. 스트로크의 설정은 e-풋 아래에 적절한 두께의 필러 게이지를 사용하여 예를 들어 액추에이터 피스톤이 보어에서 바닥에 닿을 때까지 조절함으로써 쉽게 이루어질 수 있다. 스트로크의 설정은 모션 수신 단부 상의 스크류(2232)로 이루어질 수 있으며 이동을 측정하는 고정 장치를 사용하여 공장에서 설정되고 무기한 잠금될 수 있다. 래시의 설정은 시간이 지남에 따라 엔진 공차와 마모를 수용하기 위해 모션 부여측 상의 스크류로 이루어질 수 있다. 최종 사용자가 스트로크를 변경하지 않도록 변조 방지 방법을 사용할 수 있다.
도 23은 로커 암에서 리셋 피스톤 및 별도 차단 피스톤의 대안적인 패키징 배열을 도시하고 있다. 내부 구성요소는 위의 도 1-16에 설명된 것과 유사하다. 그러나, 이러한 구성에서, 리셋 피스톤(2310)의 방향은 반전되어 리셋 피스톤 단부(2318)는 하방향으로 향한다. 이러한 구성에서, 로커 암의 모션은 로커 암 보어에 대해 리셋 피스톤을 연장할 수 있다. 이는 스탬핑을 장착하기 위한 적절한 오버헤드 공간이 없는 일부 엔진에서 또는 로커 암에 인접한 접촉면이 이미 있는 시스템에서 더 적합할 수 있다. 리셋 피스톤 아래의 리셋 표면(도 23에 도시되지 않음)은 피스톤(2310)의 하면(2318)에 작용할 수 있다. 기초원에서, 피스톤(2310)은 로커 암(2320)에 대해 상향 변위될 것이다. 메인 이벤트 리프트 동안, 로커 암(2320)은 회전하고 반응 표면에 대해 상향 이동할 것이고, 피스톤(2310)은 반응 표면에 대해 아래에서 유지되고 로커 암(2320)의 보어에 대해 외향 이동할 것이다. 그러나, 리셋 피스톤은 본질적으로 고정된 반응 표면과 접촉을 유지하고 로커가 왕복 운동할 때 로커 암에 대해 이동할 수 있다.
본 발명의 구현을 특정의 예시적인 실시예를 참조하여 설명하였지만, 청구범위에 제시된 본 발명의 광의의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 이러한 실시예에 대해 다양한 수정 및 변경이 이루어질 수 있음은 명백할 것이다. 따라서, 명세서 및 도면은 제한적인 의미가 아닌 예시적인 의미로 간주되어야 한다.

Claims (21)

  1. 내연 기관에서 모션 소스로부터 밸브 트레인의 적어도 하나의 엔진 밸브로 모션을 전달하기 위한 밸브 구동 시스템으로서,
    상기 시스템의 구성요소를 지지하도록 구성된 하우징;
    상기 모션 소스로부터 상기 하우징으로 모션을 선택적으로 전달하기 위해 상기 하우징에 배치되고, 로스트 모션 상태에서 상기 모션 소스로부터 제공된 모션을 흡수하도록 구성된 로스트 모션 구성요소;
    상기 로스트 모션 구성요소를 상기 로스트 모션 상태로 재설정하기 위한 리셋 구성요소; 및
    상기 로스트 모션 구성요소의 리셋을 선택적으로 방지하기 위한 리셋 차단 구성요소를 포함하는, 내연 기관에서 모션 소스로부터 밸브 트레인의 적어도 하나의 엔진 밸브로 모션을 전달하기 위한 밸브 구동 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 로스트 모션 구성요소로 작동 유체의 흐름을 제어하기 위해 상기 하우징에 적어도 부분적으로 형성된 작동 유체 회로를 더 포함하는, 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 작동 유체 회로는 작동 유체 공급부, 및 상기 로스트 모션 구성요소로부터 상기 작동 유체 공급부로 작동 유체의 역류를 방지하기 위한 역류 방지 구성요소를 더 포함하는, 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 상기 역류 제어 구성요소는 상기 작동 유체 회로에 배치된 체크 밸브인, 시스템.
  5. 제2항에 있어서, 상기 작동 유체 회로는 상기 로스트 모션 구성요소로부터 작동 유체의 유량을 제어하기 위한 유량 제어 구성요소를 더 포함하는, 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 모션 소스는 밸브 폐쇄 모션을 밸브 트레인에 부여하기 위한 밸브 폐쇄 프로파일을 포함하고, 상기 리셋 구성요소는 상기 밸브 트레인 밸브 폐쇄 모션의 적어도 일부를 흡수하기 위해 상기 로스트 모션 구성요소를 재설정하도록 마련되는, 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 상기 리셋 구성요소는 리셋 밸브를 포함하는, 시스템.
  8. 제1항에 있어서, 상기 리셋 차단 구성요소는 리셋 차단 밸브를 포함하는, 시스템.
  9. 제1항에 있어서, 상기 하우징은 로커 암이고, 상기 리셋 구성요소 및 리셋 차단 구성요소는 상기 로커 암에 통합되는, 시스템.
  10. 제1항에 있어서, 상기 하우징은 로커 샤프트에 장착된 로커 암이고, 상기 리셋 구성요소는 상기 로커 샤프트에 대한 상기 로커 암의 각도 위치에 기초하여 상기 로스트 모션 구성요소를 재설정하도록 마련되는, 시스템.
  11. 제1항에 있어서, 상기 리셋 구성요소는 리셋 피스톤을 포함하고, 상기 리셋 차단 구성요소는 상기 리셋 피스톤과 협력하는 슬리브를 포함하는, 시스템.
  12. 제1항에 있어서, 내연 기관을 더 포함하고, 상기 내연 기관은 접촉면을 더 포함하고, 상기 하우징은 상기 접촉면에 대해 이동하도록 마련되고, 상기 리셋 구성요소는 상기 하우징이 상기 접촉면에 대해 이동함에 따라 상기 접촉면과 치합하도록 구성되는, 시스템.
  13. 제1항에 있어서, 상기 하우징은 로커 암을 포함하고, 상기 시스템은 상기 로커 암을 편향시키기 위한 로커 암 편향 구성요소를 더 포함하는, 시스템.
  14. 제1항에 있어서, 상기 로스트 모션 구성요소는 액추에이터 피스톤, 및 상기 액추에이터 피스톤을 연장된 위치를 향해 편향시키기 위한 로스트 모션 편향 구성요소를 더 포함하는, 시스템.
  15. 제14항에 있어서, 상기 로스트 모션 구성요소의 스트로크를 설정하기 위한 래시 조절 구성요소를 더 포함하는, 시스템.
  16. 제2항에 있어서, 상기 리셋 구성요소 및 리셋 차단 구성요소는 상기 작동 유체 회로의 일부를 형성하는, 시스템.
  17. 제2항에 있어서, 상기 작동 유체 회로는 엔진 부하, 엔진 속도, 엔진 온도 및 배기 온도를 포함하는 적어도 하나의 엔진 파라미터에 기초하여 상기 로스트 모션 구성요소를 제어하기 위한 작동 유체 회로 제어 구성요소를 더 포함하는, 시스템.
  18. 제1항에 있어서, 상기 차단 구성요소를 구동시키기 위한 적어도 하나의 차단 구성요소 액추에이터를 더 포함하는, 시스템.
  19. 제1항에 있어서, 상기 로스트 모션 구성요소는 액추에이터 피스톤, 및 상기 액추에이터 피스톤의 모션을 제한하기 위한 모션 리미터를 더 포함하는, 시스템.
  20. 내연 기관의 밸브 구동 시스템에서 밸브 모션을 제어하는 방법으로서, 상기 밸브 구동 시스템은 모션 소스; 하우징; 상기 모션 소스로부터 상기 하우징으로 모션을 선택적으로 전달하기 위해 상기 하우징에 배치되고, 로스트 모션 상태에서 상기 모션 소스로부터 제공된 모션을 흡수하도록 구성된 로스트 모션 구성요소; 상기 로스트 모션 구성요소를 상기 로스트 모션 상태로 재설정하기 위한 리셋 구성요소; 및 상기 로스트 모션 구성요소의 리셋을 선택적으로 방지하기 위한 리셋 차단 구성요소를 포함하고, 상기 방법은,
    상기 로스트 모션 구성요소가 상기 모션 소스로부터 모션을 적어도 부분적으로 흡수하게 하도록 상기 리셋 구성요소를 작동시키는 단계; 및
    상기 로스트 모션 구성요소의 리셋팅을 차단하기 위해 상기 리셋 차단 구성요소를 작동시키는 단계를 포함하는, 내연 기관의 밸브 구동 시스템에서 밸브 모션을 제어하는 방법.
  21. 제20항에 있어서, 상기 리셋 구성요소를 작동시키는 단계는 상기 모션 소스에 의해 제공된 지각 밸브 폐쇄 모션을 흡수하는 단계를 포함하고, 상기 리셋 차단 구성요소를 작동시키는 단계는 지각 밸브 폐쇄 모션을 야기하는, 방법.
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