KR20230086740A - 손실 운동 엔진 밸브 구동 시스템의 로커 제어 - Google Patents

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KR20230086740A
KR20230086740A KR1020237015907A KR20237015907A KR20230086740A KR 20230086740 A KR20230086740 A KR 20230086740A KR 1020237015907 A KR1020237015907 A KR 1020237015907A KR 20237015907 A KR20237015907 A KR 20237015907A KR 20230086740 A KR20230086740 A KR 20230086740A
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tooth
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가브리엘 에스. 로버츠
마크 실바
동 양
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자콥스 비히클 시스템즈, 인코포레이티드.
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Abstract

내연 기관에서 밸브 구동을 위한 시스템은 손실 운동 로커의 밸브 측부를 엔진 밸브를 향해 편향하기 위한 편향 메커니즘의 형태로 로커 제어 구성요소를 제공한다. 이는, 특히 서브-베이스 원 보조 운동 이벤트 프로파일을 갖는 캠과 함께 사용될 때, 밸브 트레인의 갭을 방지할 수 있다. 밸브 브리지와 치합하는 이-풋과 같은 밸브트레인 구성요소에는 편향 메커니즘 및 행정 제한 및 유지 구성요소가 제공되어 이-풋과 밸브 브리지 사이의 치합을 유지하고, 밸브 브리지의 안정성을 제어하고, 조립/분해를 더 쉽게 만들 수 있다.

Description

손실 운동 엔진 밸브 구동 시스템의 로커 제어
관련 출원 및 우선권 주장
본 출원은 2020년 11월 20일자로 출원된 발명의 명칭이 "LOST MOTION ROCKER BRAKE BIASING SYSTEM"인 미국 가출원 일련 번호 63/198,902의 우선권을 주장하며, 그 주제는 그 전체 내용이 본원에 참조로 포함된다.
기술분야
본 개시는 일반적으로 내연 기관에서 밸브를 구동하기 위한 시스템에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 개시는 손실 운동 밸브 구동 시스템에 특히 적합한 로커 암 운동을 제어하기 위한 특징부를 갖는 엔진 밸브 구동 시스템에 관한 것이다.
내연 기관은 작동 중에 하나 이상의 연소실로 가연 성분인 통상적으로 연료 및 공기의 흐름을 제어하기 위한 밸브 구동 시스템을 필요로 한다. 이러한 시스템은 엔진 작동 중에 흡기 및 배기 밸브의 운동 및 타이밍을 제어한다. 양의 출력 모드에서, 흡기 밸브는 연소를 위해 연료 및 공기가 실린더로 들어가도록 개방되고, 배기 밸브는 이후 연소 생성물이 실린더에서 빠져나가도록 개방된다. 이러한 작동은 통상적으로 엔진의 "양의 출력" 작동이라 하며, 양의 출력 작동 중에 밸브에 가해진 운동은 통상적으로 "주요 이벤트" 밸브 구동 운동이라 한다. 엔진 제동(출력 흡수)을 초래하는 운동과 같은 보조 밸브 구동 운동은 하나 이상의 엔진 밸브에 부여된 "보조" 이벤트를 사용하여 달성될 수 있다.
주요 이벤트 양의 출력 작동 모드 중에 밸브 이동은 통상적으로 운동 소스로서 하나 이상의 회전 캠에 의해 제어된다. 밸브 트레인에 배치된 캠 팔로어, 푸시 로드, 로커 암 및 기타 요소는 캠 표면으로부터 밸브로 운동을 직접 전달한다. 밸브 브리지를 사용하면 단일 상류 밸브 트레인으로부터 복수의 밸브에 운동을 부여할 수 있다. 보조 이벤트의 경우, 보조 이벤트 밸브 이동이 가능하도록 밸브 트레인에서 "손실 운동(lost motion)" 장치를 이용할 수 있다. 손실 운동 장치는 밸브 운동이 다른 방식으로 각각의 캠 표면 단독에 의한 구동 결과로 발생했을 운동과 비교하여 수정되는 기술적 해결책의 한 부류를 지칭한다. 손실 운동 장치는, 밸브의 주요 이벤트 작동에 추가로 또는 이에 대한 대안으로, 보조 이벤트의 선택적인 발생이 용이하도록 길이, 강성, 또는 압축률이 변경되고 제어될 수 있는 장치를 포함할 수 있다. 보조 이벤트는 별도의 보조 또는 제동 캠과 밸브 트레인이 보조 이벤트의 선택적인 발생이 용이하도록 하나 이상의 밸브에 보조 운동을 부여하는 데 사용될 수 있는 전용 캠 시스템에 의해 용이하게 될 수도 있다.
제동 및 다른 보조 손실 운동 응용에서, 다수의 밸브 이벤트는 액추에이터 피스톤과 같은 손실 운동 요소의 선택적 연장 또는 후퇴에 기초하여, 활성화되거나 비활성화된 동일한 캠 로브 및 상이한 이벤트에 통합될 수 있다. 손실 운동 캠 시스템은 통상적으로 동일한 캠 로브에 대해 프로파일이 상이한 리프트 섹션을 갖는 적어도 하나의 캠을 사용하여 각각의 주요 이벤트 및 하나 이상의 보조 이벤트에 대해 운동을 부여한다. 이러한 프로파일이 상이한 리프트 섹션은 밸브 트레인에 위치된 피스톤 또는 액추에이터와 같은 별도의 손실 운동 메커니즘을 사용하여 활성화 또는 비활성화된다. 예시적인 보조 이벤트는 엔진 제동, 조기 배기 밸브 개방(EEVO) 또는 후기 흡기 밸브 폐쇄(LIVC) 리프트 이벤트 및 내부 배기 가스 재순환 이벤트(IEGR)를 포함하며, 밸브 세트(즉, 각각의 실린더에 대한 2개의 배기 밸브)의 하나 이상의 밸브에 부여될 수 있다. 손실 운동 제동 시스템과 같은 손실 운동 보조 밸브 리프트 시스템은 주요 이벤트 운동에서 2개의 엔진 밸브를 구동하기 위해 손실 운동 캠과 연관된 단일 로커 및 로커와 연관된 밸브 브리지를 이용할 수 있다. 밸브 중 하나의 보조 밸브 리프트 또는 제동 운동은, 로커에 수용될 수 있고 브리지에 배치되고 이에 대해 독립적인 운동을 제공하는 브리지 핀을 통해 밸브에 보조 또는 제동 운동을 선택적으로 부여할 수 있는 손실 운동 장치인, 보조 밸브 리프트 또는 제동 액추에이터에 의해 용이하게 된다. 보조 밸브 리프트 또는 제동 액추에이터는 손실 운동 캠 상의 보조 또는 제동 이벤트 리프트 프로파일 섹션 또는 로브가 엔진 제동과 같은 보조 이벤트가 요구될 때만 밸브에서 보조 또는 제동 운동을 초래하도록 선택적으로 활성화 및 비활성화된다.
일부 손실 운동 밸브 구동 시스템은 하나 이상의 캠에서 서브-베이스 원 손실 운동 프로파일을 활용할 수 있다. 이러한 시스템에서, 주요 이벤트 밸브 리프트 프로파일은 캠 베이스 원 위의 캠 상에 제공될 수 있는 반면, 손실 운동 프로파일은 캠 베이스 원 아래의 동일한 캠 상에 제공된다. 주요 이벤트 동작 동안, 손실 운동 액추에이터가 비활성화된 상태에서, 손실 운동 갭은 밸브트레인에서 생성되고, 결과적으로 서브-베이스 원 프로파일은 손실되고 엔진 밸브(들)로 전달되지 않는다. 손실 운동 액추에이터가 활성화될 때, 밸브 트레인의 손실 운동 갭이 채워지고, 보조 운동 프로파일(들)은 엔진 밸브(들)로 전달될 수 있다.
손실 운동 로커 브레이크 시스템을 포함하는 손실 운동 시스템의 설계에 대한 하나의 고유한 문제는, 보조 밸브 리프트 (손실 운동) 액추에이터가 비활성화될 때, 연관된 밸브 트레인에 갭이 생성될 수 있다는 것이다. 생성된 갭은 서브-베이스 원 보조 운동 프로파일을 이용하는 손실 운동 시스템에서 특히 클 수 있다. 이러한 경우에, 밸브트레인의 갭의 존재로부터 발생할 수 있는 제어되지 않는 운동의 정도를 방지하거나 감소시키기 위해 로커 암의 운동을 제어할 필요가 있다.
이러한 손실 운동 환경에서 로커 제어를 위한 기존의 해결책은, 심지어 밸브 트레인의 갭을 유발하는 이벤트 동안에도, 로커 캠 팔로어가 캠과 일정하게 접촉하도록 캠을 향해 로커의 캠 측부를 편향하여, 따라서 이러한 이벤트 동안 로커의 제어되지 않은 운동을 방지하는 편향 메커니즘을 활용하였다. 이러한 결과를 달성하는 편향 메커니즘은 스프링 바, 액추에이터 피스톤 스프링 또는 언더마운트 로커 편향 스프링을 포함할 수 있다.
종래 기술의 캠 측부 로커 편향 솔루션은 단점이 없는 것이 아니다. 예를 들어, 이러한 솔루션에서, 특히 서브-베이스 원 보조 이벤트가 이용될 때, 수백 뉴턴 정도의 강한 편향 힘 및 적절하게 설계된 편향 구성요소가, 보조 운동 리프트 액추에이터가 비활성화 상태에 있을 때, 브레이크 오프 조건에서 캠 롤러(팔로어)와 팔로어 캠 로브 사이의 접촉을 유지하는 데 요구될 수 있다. 이러한 편향 힘은, 비활성화된 보조 운동 리프트 액추에이터와 함께, 로커 암의 전체 질량이 통상적으로 캠에 의해 생성된 가속력 및 감속력에 노출되고, 그 결과, 그렇지 않으면 로커 암 및 캠 팔로어가 캠 표면으로부터 분리되는 경향이 있을 수 있기 때문에 필요하다.
그러므로, 종래 기술의 전술한 단점 및 기타 단점을 해결하는 시스템을 제공하는 것이 유리할 것이다.
전술한 과제에 응답하여, 그리고 일 양태에 따르면, 본 개시는, 로커 운동을 제어하기 위한 특징부를 갖는 밸브 구동 시스템의 다양한 실시예를 제공하며, 이는 손실 운동 시스템에 적용될 수 있다. 보다 구체적으로, 본 개시는 편향 구성요소가 엔진 밸브를 향하는 방향으로 로커의 밸브 측부를 편향하도록 배열되고 조정되는 시스템을 기술한다. 추가적인 양태는 밸브 브리지와 협력하여 갭을 제거하고 로커 및 밸브 브리지의 제어를 추가로 향상시키는, 이-풋(e-foot) 상의 편향 구성요소를 제공할 수 있다. 이-풋이 밸브 브리지와 접촉하지 않을 때(즉, 로커와 브리지가 분해될 때)에도 이-풋을 조립된 상태로 유지하기 위한 한정된 행정(stroke) 및 유지 특징부가 이-풋에 추가로 제공될 수 있다. 설명된 시스템은 손실 운동 구성요소의 비활성화 동안에도 로커 제어를 용이하게 하며, 여기서 그렇지 않으면 밸브 트레인의 갭이 존재할 수 있다.
일 양태에 따르면, 본 개시는 내연 기관에서 2개 이상의 엔진 밸브 중 적어도 하나를 작동시키기 위한 시스템을 제공하며, 상기 시스템은: 주요 이벤트 운동과 적어도 하나의 보조 운동을 정의하는 적어도 하나의 운동 소스; 운동 소스로부터 적어도 하나의 밸브로 운동을 전달하고, 운동 소스로부터 운동을 수신하도록 배열된 운동 소스 측부 및 적어도 하나의 밸브에 운동을 지시하도록 배열된 밸브 측부를 갖는 로커; 로커 밸브 측부에서 적어도 하나의 밸브로 운동을 전달하기 위해 로커 밸브 측부와 협력하는 밸브 트레인; 로커에 배치된, 손실 운동 구성요소를 포함하는 밸브트레인; 활성화된 상태로 구성될 수 있되, 적어도 하나의 밸브로 보조 로커 운동을 전달하고, 비활성화된 상태로 구성될 수 있되, 그렇지 않으면 적어도 하나의 밸브로 전달될 운동을 흡수하는 손실 운동 구성요소; 및 손실 운동 구성요소가 상기 비활성화된 상태에 있을 때, 로커의 운동을 제어하도록 조정된 로커 운동 제어 구성요소를 포함한다.
추가 양태에 따르면, 운동 소스에 한정된 적어도 하나의 보조 제동 운동은 캠의 서브-베이스 원 부분 내에 한정된다.
추가 양태에 따르면, 손실 운동 구성요소는 캠의 서브-베이스 원 부분에 대응하는 운동의 양을 잃도록 조정된다.
추가 양태에 따르면, 로커 운동 제어 구성요소는 편향 메커니즘을 포함한다.
추가 양태에 따르면, 편향 메커니즘은 밸브 측부를 향해 로커를 편향한다.
추가 양태에 따르면, 편향 메커니즘은 스프링을 포함한다.
추가 양태에 따르면, 스프링은 평판 스프링, 코일 스프링 또는 비틀림 스프링이다.
추가 양태에 따르면, 밸브 트레인은 밸브 브리지 및 밸브 브리지와 치합하기 위한 이-풋을 포함한다.
추가 양태에 따르면, 시스템은 밸브 브리지와 접촉하여 이-풋을 유지하기 위한 이-풋 편향 구성요소를 더 포함한다.
또 다른 양태에 따르면, 이-풋 편향 구성요소는 이-풋 컵과 협력하는 스프링을 포함한다.
추가 양태에 따르면, 스프링은 이-풋 컵 상의 환형 견부와 맞물린다.
추가 양태에 따르면, 이-풋은 길이로 연장 가능하도록 구성된다.
추가 양태에 따르면, 이-풋은 제한된 행정을 갖는다.
추가 양태에 따르면, 이-풋 행정은 이-풋 컵의 바닥면 및 이-풋 컵의 상단 상의 내향 연장 립(lip)에 의해 한정된다.
추가 양태에 따르면, 이-풋은, 로커가 브리지와 조립되지 않을 때, 이-풋이 로커에 조립된 상태로 유지되도록 한정된 한계까지 연장 가능하도록 구성된다.
본 개시의 다른 양태 및 장점은 다음의 상세한 설명으로부터 당업자에게 명확해질 것이며, 이러한 양태는 포괄적이거나 제한적인 것으로 간주되어서는 안 된다. 전술한 일반적인 설명 및 다음의 상세한 설명은 본 개시내용의 발명 양태의 예를 제공하기 위한 것으로, 첨부된 청구범위에 정의된 범위를 제한하거나 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
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.
도 1은 본 개시의 양태에 따른 로커 편향 구성요소를 포함하는 예시적인 손실 운동 로커 어셈블리, 이-풋 및 밸브 브리지의 사시도이다.
도 2는 도 1의 예시적인 손실 운동 로커 어셈블리, 이-풋 및 밸브 브리지의 분해 사시도이다.
도 3은 비활성화 상태의 손실 운동 구성요소를 갖는, 도 1의 예시적인 손실 운동 로커, 이-풋 및 밸브 브리지의 내부 특징을 도시하는 단면이다.
도 4는 활성화 상태의 손실 운동 구성요소를 갖는, 도 1의 예시적인 손실 운동 로커, 이-풋 및 밸브 브리지의 내부 특징을 도시하는 단면이다.
도 5는 2개의 밸브 및 로커 샤프트를 갖는 엔진 환경에서의 예시적인 손실 운동 로커, 이-풋 및 밸브 브리지의 측면도이다.
도 6은 압축 (브레이크-오프) 상태의 예시적인 이-풋 구성의 상세한 단면이다.
도 7은 행정 제한 상태(브레이크-온)의 예시적인 이-풋 구성의 상세한 단면이다.
도 8은 캠의 서브-베이스 원 부분에 한정된 보조 운동을 갖는 예시적인 캠 프로파일의 단면이다.
도 9는, 편향 구성요소가 분해도로 도시된, 예시적인 2개의 밸브 개방 손실 운동 로커 브레이크의 사시도이다.
도 10은, 편향 구성요소가 조립된 것으로 도시된, 도 9의 예시적인 시스템의 사시도이다.
본 개시의 양태에 따른 예시적인 밸브 구동 시스템에서 구성요소의 기능이 먼저 일반적으로 설명되고, 그리고 보다 상세한 예시적인 구현의 맥락에서 설명될 것이다. 이러한 일반적이고 예시적인 설명은 예시를 위한 것으로 본 개시에 반영된 발명에 관해 완전하거나 제한적이지 않다.
도 1 내지 도 5 및 도 8을 참조하면, 예시적인 밸브 구동 시스템(10)은 로커(100), 손실 운동 구성요소(200), 밸브 브리지 및 이-풋 어셈블리(300), 및 로커 편향 구성요소(400)를 포함할 수 있다. 로커(100)는 로커 샤프트 저널(102)의 대향 측부에 주요 로커 몸체(104), 밸브 측부(110) 및 캠 측부(120)를 포함할 수 있다. 캠 측부(120)는 캠의 형태의 운동 소스로부터 운동을 수신할 수 있는 캠 롤러 또는 팔로어(122)를 포함할 수 있다(도 8 참조). 캠 팔로어(122)는 팔로어 샤프트(124)에 의해 주요 로커 몸체(104)에 고정될 수 있다. 전술한 바와 같이, 로커 몸체(104)는 손실 운동 구성요소(200)를 수용하기 위한 일체형 보어 및 공동 뿐만 아니라, 당업계에 일반적으로 공지된 바와 같이, 손실 운동 구성요소(200)를 활성화하고 비활성화하는 데 사용되는 유압 유체를 제어하기 위한 제어 구성요소 및 통로를 포함할 수 있다.
로커(100)의 밸브 측부(110)는 이-풋 및 밸브 브리지 어셈블리(300)를 포함할 수 있으며, 이는 로커(100)에서 밸브 브리지(310)에, 궁극적으로는 밸브 브리지(310)로부터 운동을 수신하도록 배열된 2개의 엔진 밸브(도 5 참조)에 주요 이벤트 운동을 전달하기 위한 주요 이벤트 로드 경로의 일부를 구성할 수 있다. 브리지 핀(312)은 브리지 보어(314) 내에서 연장되어 운동을 손실 운동 구성요소(200)로부터 (활성화될 때) 하나의 엔진 밸브에 전송하여, 하나의 엔진 밸브의 보조 이벤트 및 보조 운동을 제공할 수 있다.
도 3 및 도 4에서 가장 잘 볼 수 있는 바와 같이, 손실 운동 구성요소(200)는, 연장될 때, 브리지 핀(312)의 단부와 치합하고 이에 운동을 전송하는 액추에이터 피스톤(210)을 포함할 수 있다. 액추에이터 피스톤(210)은 손실 운동 액추에이터 포스트(220) 및 손실 운동 액추에이터 스프링과 협력하여 액추에이터 피스톤(210)을 로커(100)에 고정하는 한편, 로커(100)에 대한 액추에이터 피스톤(210)의 슬라이딩 이동을 제공할 수 있다. 액추에이터 피스톤(210)은, 손실 운동 구성요소(200)가 활성화될 때, 유압으로 연장되고, 손실 운동 구성요소(200)가 비활성화될 때, 손실 운동 액추에이터 스프링의 힘으로 수축될 수 있다. 손실 운동 액추에이터 포스트(220)는, 로커(100)에 대한 손실 운동 액추에이터 포스트(220)의 축방향 위치의 조정을 허용하는 방식으로, 나사형 파스너(222)로 로커(100)에 고정될 수 있다. 본 개시로부터 인식되는 바와 같이, 손실 운동 구성요소(200)는 보조 로드 경로의 일부를 구성할 수 있으며, 이는, 손실 운동 구성요소(200)가 활성화될 때, 로커(100)로부터 브리지 핀(312)으로 그리고 하나의 엔진 밸브로 보조 운동을 전달하여 하나의 엔진 밸브의 보조 운동을 지원할 것이다. 도 3은, 피스톤(210)이 로커(100) 내로 수축된, 비활성화된 상태에서의 손실 운동 구성요소(200)를 도시한다. 도 4는, 피스톤(210)이 로커(100)로부터 연장되고 연장된 위치에 있는 브리지 핀(312)과 치합하는, 활성화 상태에서의 손실 운동 구성요소(200)를 도시한다.
본 개시의 양태에 따르면, 편향 구성요소(400)는, 본 예에서, 받침대(450)부터 연장되는 평판 스프링(410), 또는 엔진 오버헤드 환경 내의 다른 고정 구조물로서 제공될 수 있고, 나사형 파스너(즉, 기계 볼트)(430)로 이에 고정될 수 있다. 평판 스프링(410)은 어느 정도의 탄력성 및 가요성을 갖는 스프링 강철 또는 다른 재료로 구성될 수 있다. 평판 스프링(410)의 로커 치합 단부(412)는 하우징 제어 구성요소를 위한 만곡된 하우징 또는 보스 부분(106)과 같은 로커 몸체(104)의 일부와 치합하도록 형상화되고 위치될 수 있다(도 1 및 도 5 참조). 평판 스프링(또는 판 스프링)(410)은, 로커(110)의 밸브 측부를 밸브를 향해 가압하는 경향이 있는 방향으로(즉, 도 1 및 도 5의 로커 저널(102) 대해 반시계 방향으로) 로커(100)의 밸브 측부(110)에 편향력을 가하도록 배열되고 조정될 수 있다. 본 개시로부터 인식되는 바와 같이, 로커(100)의 밸브 측부 편향을 제공하기 위해 예시적인 평판 스프링(410) 대신에 다른 메커니즘 및 배열이 이용될 수 있다. 예를 들어, 압축 스프링은 로커(100)의 밸브 측부에 배열되고 엔진의 고정 부분에 고정되어 밸브 측력을 가할 수 있다. 또는, 비틀림 스프링이 로커 샤프트 또는 다른 구조물 주위에 배열되어 이러한 힘을 가할 수 있다. 또한, 유압 피스톤, 인장 스프링 또는 기타 힘 제공 도구가 사용될 수 있다.
본 개시로부터 인식되는 바와 같이, 손실 운동 구성요소(200)가 활성화될 때, 운동 소스의 서브-베이스 원 보조 운동 프로파일은 하나의 엔진 밸브로 전달될 수 있다. 도 8을 추가로 참조하면, 예시적인 운동 소스(500)는 주요 이벤트 밸브 운동을 한정하는 베이스 원(530)을 넘어 방사상으로 연장되는 주요 이벤트 프로파일(520)을 갖는 캠(510)을 포함할 수 있다. 보조 이벤트를 한정할 수 있는 보조 이벤트 프로파일(540 및 550)은 베이스 원(530) 내에(아래에) 제공될 수 있다. 본 개시로부터 인식되는 바와 같이, 로커(100)가 편향 구성요소(400)에 의해 밸브의 방향으로 편향될 때, 손실 운동 구성요소(200)가 비활성화될 때, 주요 이벤트 운동만이 캠(510)으로부터 전달된다. 손실 운동 구성요소의 비활성화 상태에서, 캠(500)의 서브-베이스 원 표면이 캠 팔로어(122)를 만날 때, 보조 운동 프로파일(540 및 550)에 의해 한정된 서브-베이스 원 보조 운동이 로커(100)로 전달되지 않도록 캠 롤러(122) 및 운동 소스(500) 사이에 갭이 존재할 것이다. 한편, 손실 운동 구성요소(200)가 활성화될 때, 보조 운동 프로파일(540 및 550)은 캠 팔로어(122)와 치합하여, 이에 의해 한정된 보조 운동이 브리지 핀(312)을 통해 하나의 엔진 밸브로 전달될 것이다.
도 5는 로커(100)의 밸브 측부(110)와 치합하는 편향 구성요소(400)를 도시하는 측면도이다. 특히, 평판 스프링 또는 판 스프링(410)의 아치형 로커 치합 단부(412)는 로커(100)의 원통형 또는 둥근 하우징 부분(106)과 치합하도록 배열된다. 도 5는 또한 밸브 브리지(310)와 치합하는 한 쌍의 엔진 밸브 뿐만 아니라 로커 샤프트 저널(102) 배치된 로커 샤프트(108)를 도시한다.
본 개시의 양태에 따르면, 이-풋 및 브리지 어셈블리(300)에는 로커 및 밸브 트레인의 구성요소의 추가 제어 및 다른 이점을 제공하는 특징부가 제공될 수 있다. 보다 구체적으로, 로커 및 이-풋을 제어하여 이-풋과 밸브 브리지 사이의 접촉을 유지하도록 이-풋 편향 메커니즘이 제공될 수 있다. 다시 도 1 내지 도 5, 및 추가적으로 도 6 및 도 7을 참조하면, 이-풋 및 밸브 브리지 어셈블리(300)는 나사형 파스너(322)로 로커(100)의 밸브 측부(110)에 고정된 이-풋 포스트(320)를 포함할 수 있다. 이-풋 포스트(320)는 이-풋 받침대 또는 컵(330) 상에 대응하여 형상화된 표면(336)과 치합하기 위한 반구형 표면(326)을 갖는 피벗 단부(324)를 포함할 수 있다. 이-풋 편향 스프링(340)은 이-풋 받침대(330)의 환형 견부(332)와 로커(100)의 안착 표면(160)(도 6) 사이에 안착될 수 있다. 따라서, 스프링(340)은 이-풋 받침대(330)에 대한 편향력을 제공할 수 있어, 밸브 브리지(310)에 대향해 받침대(330)를 가압하는 경향이 있다. 밸브 측부 편향 메커니즘을 이용하여, 이-풋 편향 메커니즘(300)은 유리하게는 이-풋 받침대(330)가 밸브 브리지와 접촉하도록 유지하여 핸드오프 이벤트, 일시적 이벤트, 또는 밸브 폐쇄 이벤트 동안 과도한 브리지 동력을 방지하도록 기능한다. 예를 들어, 손실 운동 로커 액추에이터 피스톤이, 예를 들어, 제동 작동에서 인보드 배기 밸브를 활성화시킬 때, 큰 갭은 그렇지 않으면 이-풋 받침대(330)와 밸브 브리지(310) 사이에 형성될 수 있다. 이-풋 편향 메커니즘(300)은 이러한 큰 갭의 형성을 방지할 수 있고, 밸브 트레인 구성요소에 대해 추가된 제어 및 안정성을 제공할 수 있다.
본 개시의 일 양태에 따르면, 이-풋 받침대(330)에 이-풋 포스트(320)에 대한 길이 "S"(도 6)의 사전 정의된 행정 또는 이동이 제공되어 모든 가능한 작동 조건에서 위치를 조정할 수 있다. 도 6은 이-풋 받침대(330) 내에서 최하부 위치에 있는 이-풋 포스트(320)를 도시한다. 이 위치는 주요 이벤트 운동이 밸브 브리지(310)에 전달되는 브레이크 오프 (손실 운동 구성요소 비활성화) 위치에 대응할 수 있다. 도 7은 이-풋 받침대(330)에 대한 행정 길이(S) 내의 중간 위치에 있는 이-풋 포스트(320)를 도시한다. 이러한 위치는 브레이크 온(손실 운동 구성요소 활성화)에 대응할 수 있으며, 이-풋 받침대 행정 "S"가 제공되지 않은 경우, 그렇지 않으면 이-풋 받침대(330)와 밸브 브리지(310) 사이에 갭이 존재할 수 있다. 제한된 행정을 구현하기 위해, 이-풋 받침대(330)는, 받침대(330)의 상단부로부터 내측으로 연장되고 이-풋 포스트 단부(324)의 견부(328)와 치합하도록 배열되고 조정되는 행정 제한 립(337) 또는 다른 간섭 구조를 포함하여, 이-풋 받침대(330)에 대한 이-풋 포스트(320)의 추가 이동을 제한할 수 있다. 이러한 사전 정의된 행정은, 이-풋 편향 메커니즘과 결합하여, 통상적으로 그렇지 않으면 이-풋 받침대(330)와 밸브 브리지(310)이에 작은 갭을 초래할 수 있는 브레이크 오프(또는 손실 운동 구성요소 비활성화) 상태, 또는 통상적으로 그렇지 않으면 이-풋 받침대(330)와 밸브 브리지(310) 사이에 큰 갭을 초래할 수 있는 브레이크 온(손실 운동 구성요소 활성화) 상태를 포함하여, 모든 작동 조건에 대한 이-풋 위치의 조정을 용이하게 한다.
본 개시의 다른 양태에 따르면, 이-풋 받침대에는, 밸브 브리지(310)가 존재하지 않을 때(즉, 예비-조립 또는 제거 동안), 이-풋 포스트(320) 상에 이-풋 받침대(330)를 유지하기 위한 유지 메커니즘이 제공될 수 있다. 행정 제한 립(337)은 이-풋 포스트(320)에서 이-풋 받침대(330)의 제거를 방지하는 정도로 연장되도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 행정 제한 립(337)은, 이-풋 포스트(320)가 받침대(330) 내에 위치한 후에 받침대(330)의 상부 에지의 내부에 형성될 수 있다. 또는, C-클립 또는 다른 확장 장치는 받침대(330)의 내부에 형성되고 받침대(330)가 이-풋 포스트(320)에 설치된 후 그 위치에 설치된 채널 또는 홈에 배치될 수 있다.
도 9는 본 개시의 양태에 따른 다른 예시적인 밸브 구동 시스템의 분해 사시도이고, 도 10은 이의 조립 사시도이다. 이 예에서, 2-밸브 개방 손실 운동 로커 브레이크가 적용된다. 인식되는 바와 같이, 도 1 내지 도 8의 예시적인 시스템의 브리지 핀(312)은 제거된다. 두 밸브는 통합된 붕괴 또는 손실 운동 구성요소(1200)를 통해 운동을 수신할 수 있는 밸브 브리지(1310)를 통해 동일한 운동으로 작동된다. 이 예에서, 두 밸브는, 손실 운동 구성요소(1200)의 운동 소스 및 활성화/비활성화에 따라, 보조 이벤트 또는 주요 이벤트 운동을 수행하도록 작동될 수 있다. 로커는 편향 구성요소(1400)로 밸브 측부로 편향되며, 이는 파스너(1430)를 갖는 엔진 헤드 받침대에 부착되고 로커의 밸브 측부(1110)과 치합하는 판 스프링(1410)을 포함할 수 있다. 이러한 예시적인 시스템 구성은 도 1 내지 도 8의 전술된 예에서의 단일 밸브 손실 운동이 실현 가능하지 않을 수 있는 엔진에 바람직할 수 있는데, 예컨대 인보드 밸브가 단일 밸브 손실 운동 활성화를 구현하는 데 필요한 구성요소에 대해 접근 가능하지 않은 경우이다. 예시적인 2-밸브 손실 운동 시스템 구성은 또한 다른 밸브트레인 제한으로 인해 각각의 배기 밸브에 대한 단일 로커 암을 필요로 하는 엔진에 대해 바람직할 수 있다. 인식되는 바와 같이, 통합된 손실 운동 구성요소(1200)는 실린더 비활성화를 위해 활용될 수 있다.
본 개시로부터 인식되는 바와 같이, 전술된 실시예는 당업계에 이점 및 개선을 제공한다. 예를 들어, 하나의 이점은, 브레이크 오프 조건에서 로커 질량을 제어하는 데 필요한 편향 스프링력이 본원에 개시된 밸브 측부 편향 구성으로 상당히 감소될 수 있다는 것이다. 로커 암의 밸브 측부는 밸브를 향해 편향되기 때문에, 서브-베이스 원 캠 이벤트는, 손실 운동 요소가 비활성화될 때, 로커 암의 운동을 초래하지 않는다. 그 결과, 로커 암은 캠 표면과의 접촉을 유지하기 위한 큰 편향력을 필요로 하지 않는다. 로커에 의해 밸브에 캠에 의해 전달되는 유일한 운동 이벤트는 주요 이벤트이다. 따라서, 표준 밸브 스프링은 이러한 주요 이벤트 운동 동안 로커가 캠과 접촉하여 유지하도록 크기가 정해질 수 있다. 큰 편향력에 대한 이러한 필요성을 제거함으로써, 밸브트레인 구성요소 설계가 단순화되고 비용이 감소될 수 있다. 또한, 시스템은 더 낮은 중량을 가질 수 있다. 결과적으로, 증가된 중량 및 엔진 작동 동안 더 큰 편향력의 사용으로부터 발생하는 기생 손실이 감소될 수 있고 연비가 향상될 수 있다. 또 다른 이점은 제조 및 어셈블리가 단순화되어 선행 기술에 비해 더 비용 효율적으로 만들어질 수 있다는 것이다. 본 개시에 따른 상술된 예시적인 시스템을 작동시키기에 충분한 편향력을 갖는 평판 스프링 또는 판 스프링은 종래 기술의 시스템에서 로커 암 제어에 필요한 매우 큰 편향력을 갖는 코일 스프링에 비해 더 쉽게 그리고 더 낮은 비용으로 만들어질 수 있다.
본 발명의 구현예를 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 (15)

  1. 내연기관에서 2개 이상의 엔진 밸브 중 적어도 하나를 구동하는 시스템으로서,
    주요 이벤트 운동 및 적어도 하나의 보조 운동을 한정하는 적어도 하나의 운동 소스;
    상기 운동 소스로부터 상기 적어도 하나의 밸브로 운동을 전달하고, 상기 운동 소스로부터 운동을 수신하도록 배열된 운동 소스 측부 및 상기 적어도 하나의 밸브에 운동을 지시하도록 배열된 밸브 측부를 갖는 로커;
    상기 로커 밸브 측부에서 상기 적어도 하나의 밸브로 운동을 전달하기 위해 상기 로커 밸브 측부와 협력하는 밸브 트레인;
    상기 로커 상에 배치된, 손실 운동 구성요소를 포함하는 상기 밸브트레인 - 상기 손실 운동 구성요소는, 상기 손실 운동 구성요소가 상기 적어도 하나의 밸브로 로커 운동을 전달하는, 활성화된 상태로 구성될 수 있고, 상기 손실 운동 구성요소가 그렇지 않으면 상기 적어도 하나의 밸브로 전달될 운동을 흡수하는, 비활성화된 상태로 구성될 수 있음 -; 및
    상기 손실 운동 구성요소가 상기 비활성화된 상태에 있을 때, 상기 로커의 운동을 제어하도록 조정된 로커 운동 제어 구성요소를 포함하는, 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 운동 소스에 한정된 상기 적어도 하나의 보조 제동 운동은 캠의 서브-베이스 원 부분에 한정되는, 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 손실 운동 구성요소는 상기 캠의 서브-베이스 원 부분에 대응하는 운동의 양을 상실하도록 조정되는, 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 로커 운동 제어 구성요소는 편향 메커니즘을 포함하는, 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 상기 편향 메커니즘에서 상기 로커를 상기 밸브 측부를 향해 편향하는, 시스템.
  6. 제5항에 있어서, 상기 편향 메커니즘은 스프링을 포함하는, 시스템.
  7. 제6항에 있어서, 상기 스프링은 평판 스프링인, 시스템.
  8. 제1항에 있어서, 상기 밸브 트레인은 밸브 브리지 및 상기 밸브 브리지와 치합하기 위한 이-풋을 포함하는, 시스템.
  9. 제8항에 있어서, 상기 이-풋을 상기 밸브 브리지와 접촉을 유지시키기 위한 이-풋 편향 구성요소를 더 포함하는, 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 상기 이-풋 편향 구성요소는 이-풋 컵과 협력하는 스프링을 포함하는, 시스템.
  11. 제10항에 있어서, 상기 스프링은 상기 이-풋 컵 상의 환형 견부와 치합하는, 시스템.
  12. 제8항에 있어서, 상기 이-풋은 길이가 연장될 수 있도록 구성되는, 시스템.
  13. 제8항에 있어서, 상기 이-풋은 제한된 행정을 갖는, 시스템.
  14. 제13항에 있어서, 상기 행정은 이-풋 컵의 바닥면 및 상기 이-풋 컵의 상단 상의 내향 연장 립에 의해 한정되는, 시스템.
  15. 제8항에 있어서, 상기 이-풋은, 상기 로커가 상기 브리지와 조립되지 않을 때, 상기 이-풋이 상기 로커 상에 조립된 상태로 유지되도록 한정된 한계까지 연장 가능하도록 구성되는, 시스템.
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