KR100412737B1 - Valve system for engine - Google Patents
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Abstract
엔진의 밸브 시스템이 개시된다. 개시된 엔진의 밸브 시스템은, 엔진의 실린더 헤드와; 상기 실린더 헤드에 설치된 흡배기 밸브와; 상기 흡배기 밸브가 개폐되기 위해 상기 흡배기 밸브의 일측에 설치되고, 그 내부에 MR 유체를 봉입하여 외부 자장의 세기에 따라 다른 강성을 갖도록 구비된 밸브 스프링과; 상기 밸브 스프링 주위를 감싸며 설치되고, 상기 밸브 스프링의 강성을 변화시키기 위한 자장을 인가하는 전자석과; 상기 엔진의 실린더 블록에 설치되어 엔진의 운전속도(RPM)를 센싱하는 CP센서와; 상기 CP센서로부터 상기 엔진의 운전속도(RPM)를 입력받아 맵핑된 맵(MAP)과; 상기 맵의 값을 읽어 상기 전자석에 인가하는 전압을 결정하는 ECU;를 포함하는 것을 그 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 엔진의 저속 운전영역에서 밸브 시스템의 구동 토크를 줄여 엔진의 마찰 저항을 감소시켜 엔진의 연비를 향상시킬 수 있는 이점이 있다.A valve system of the engine is disclosed. The valve system of the disclosed engine includes a cylinder head of the engine; An intake / exhaust valve installed in the cylinder head; A valve spring installed at one side of the intake / exhaust valve to open and close the intake / exhaust valve, and provided with MR fluid therein to have different rigidity according to the strength of an external magnetic field; An electromagnet installed surrounding the valve spring and applying a magnetic field to change the rigidity of the valve spring; A CP sensor installed at a cylinder block of the engine to sense an operating speed (RPM) of the engine; A map MAP which receives the driving speed RPM of the engine from the CP sensor; And an ECU for determining a voltage applied to the electromagnet by reading the value of the map. According to the present invention, there is an advantage that can reduce the frictional resistance of the engine by reducing the drive torque of the valve system in the low speed operating region of the engine to improve the fuel economy of the engine.
Description
본 발명은 엔진의 밸브 시스템(valve system)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 MR(Magneto Rheological) 유체를 이용한 가변 강성 밸브 스프링이 구비된 엔진의 밸브 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a valve system of an engine, and more particularly, to a valve system of an engine provided with a variable rigid valve spring using a magnetorheological (MR) fluid.
일반적으로 MR(Magneto Rheological) 유체는 자화되는 미립자를 분산시킨 현탄액으로서 자기장을 인가하면 점성이 증가하여 고체의 특성을 가진다.In general, MR (Magneto Rheological) fluid is a suspension in which magnetized particles are dispersed, and the viscosity increases when a magnetic field is applied, and thus has a solid characteristic.
한편, 최근 엔진의 연비는 엔진의 성능을 결정하는 중요한 인자가 되어 왔고, 선진 메이커들은 엔진의 연비향상을 위하여 많은 노력을 기울이고 있다. 이 엔진의 연비향상을 위한 주요 방법은, 연소를 효율적으로 하여 연료소비율(bsfc)을 낮추는 방법과, 엔진 구동을 위한 구동 마찰 손실을 줄임으로 하여 엔진 연비를 향상시키는 방법이 있다.On the other hand, the fuel economy of the engine has been an important factor in determining the performance of the engine in recent years, the leading manufacturers are making a lot of efforts to improve the fuel economy of the engine. The main methods for improving the fuel economy of the engine include a method of lowering the fuel consumption rate bsfc by making combustion more efficient, and a method of improving engine fuel efficiency by reducing driving frictional losses for driving the engine.
그 중 엔진의 마찰 손실을 구성하고 있는 인자로는 크랭크 트레인에 의한 마찰 손실, 밸브트레인에 의한 마찰 손실, 기타 액세서리에 의한 구동 마찰 손실이 있다. 밸브 시스템에 의한 엔진 마찰 손실은 엔진의 낮은 운전속도(약 2000rpm)조건에서 엔진 마찰 손실의 약 1/3을 점하고 있음이 알려져 있다. 따라서 밸브 시스템의 구동 토크를 줄여 마찰손실을 줄여 엔진의 연비향상을 꾀할 수 있다.Among the factors constituting the friction loss of the engine are friction losses by the crank train, friction losses by the valve train, and driving friction losses by other accessories. Engine friction losses due to valve systems are known to account for about one third of engine friction losses at low engine speeds (about 2000 rpm). Therefore, the engine torque can be improved by reducing the driving torque of the valve system to reduce the friction loss.
도 1에는 종래의 밸브 시스템 중 구조가 간단한 OHC방식의 직동식 밸브 시스템은 밸브가 장착되어 있는 헤드(1)와, 흡배기 밸브(2)와, 밸브 스프링(3)과, 밸브 리테이너 어셈블리(4)와, 밸브 리프터(또는 태핏)(5)와, 캠(6)과, 캠축(7)을 포함하여 구성된다.1 shows a conventional OHC direct acting valve system of a simple valve system including a head (1) on which a valve is mounted, an intake / exhaust valve (2), a valve spring (3), and a valve retainer assembly (4). And a valve lifter (or tappet) 5, a cam 6, and a camshaft 7.
상기한 바와 같이 구성된 종래의 밸브 시스템의 작동을 설명하기로 한다.The operation of a conventional valve system configured as described above will be described.
도면을 다시 참조하면, 엔진 작동시 크랭크 축이 회전하고, 크랭크 축과 연결되어 있는 타이밍 시스템(벨트 시스템, 체인 시스템, 또는 기어 시스템)에 의하여 캠축(7)이 회전하고, 캠샤프트(7)에 장착되어 있는 캠(6)이 회전하며, 캠(6)은 밸브리프터(5)를 밀고, 이 밸브리프터(5)에 접촉하고 있는 흡배기 밸브(2)는 밸브 스프링(3)의 힘을 이기고 열린다.Referring back to the drawings, the crankshaft rotates during engine operation, the camshaft 7 rotates by a timing system (belt system, chain system, or gear system) connected to the crankshaft, and the camshaft 7 The mounted cam 6 rotates, and the cam 6 pushes the valve lifter 5, and the intake / exhaust valve 2 which is in contact with the valve lifter 5 opens with the force of the valve spring 3 open. .
그리고 상기 밸브 스프링(3)의 스프링력으로 인하여 흡배기 밸브(2)는 닫히게 된다. 이때 상기 흡배기 밸브(2)를 열기 위한 캠축(7)의 구동력은 밸브 스프링 (3)의 강성에 비례한다.And the intake and exhaust valve 2 is closed by the spring force of the valve spring (3). At this time, the driving force of the camshaft 7 for opening the intake / exhaust valve 2 is proportional to the rigidity of the valve spring 3.
그런데, 일반적으로 엔진의 경우 최고 허용 운전속도까지 밸브 시스템의 동적 거동은 안정적이어야 한다. 따라서 밸브 스프링(3)의 설계에 있어 밸브 스프링(3)의 장착하중과, 밸브 스프링(3)의 강성은 엔진의 최고 허용 운전속도에 맞추어져 설계되어 있다. 그리고 일반적으로 승용 가솔린 엔진의 경우 최고 허용 운전속도는 7000RPM이고, 디젤 엔진의 경우 5200RPM정도이다.In general, however, for engines the dynamic behavior of the valve system up to the maximum permissible operating speed must be stable. Therefore, in the design of the valve spring 3, the mounting load of the valve spring 3 and the rigidity of the valve spring 3 are designed in accordance with the maximum allowable driving speed of the engine. In general, the maximum allowable driving speed is 7000 RPM for passenger gasoline engines and 5200 RPM for diesel engines.
그러나 일반적인 주행조건에서 엔진의 운전속도는 엔진 최고 허용 운전속도에 크게 미치지 못하고, 그 정도는 가솔린 엔진의 경우 2000~3000RPM정도이고, 디젤 엔진의 경우 1000~2000RPM 이다.However, under normal driving conditions, the operating speed of the engine is not much lower than the engine's maximum allowable operating speed, which is about 2000 to 3000 RPM for gasoline engines and 1000 to 2000 RPM for diesel engines.
엔진 운전 속도가 높아질수록 밸브 시스템의 관성질량에 의한 관성력의 크기는 밸브의 가속도의 제곱과 밸브의 관성 질량의 곱에 비례한다. 밸브 스프링(3)의 강성은 엔진 최고 허용 운전속도에서 밸브 시스템의 관성력의 크기를 이길 수 있을 정도의 크기로 설계가 되기 때문에 일반적인 주행조건 하에서 밸브 스프링(3)의 강성은 엔진 최고 허용 운전속도에서 요구하는 밸브 스프링(3)의 강성보다 작아도 충분하다. 즉, 보다 낮은 밸브 스프링(3) 강성만을 가지고도 밸브의 거동이 안정적일 수 있다.As the engine running speed increases, the magnitude of the inertia force by the inertial mass of the valve system is proportional to the product of the square of the valve acceleration and the inertial mass of the valve. Since the rigidity of the valve spring 3 is designed to overcome the magnitude of the inertia force of the valve system at the maximum permitted operating speed, the rigidity of the valve spring 3 under the maximum permitted operating speed under normal driving conditions. Smaller than the rigidity of the required valve spring (3) is sufficient. That is, the valve behavior can be stable even with only the lower valve spring 3 stiffness.
한편 밸브 시스템의 구동 토크는 저속 운전 영역에서 밸브 스프링(3)의 강성 및 최대하중에 비례하기 때문에 밸브 시스템에서 저속 운전 조건하에서 밸브 시스템의 구동 토크 필요이상으로 커지게 되어 엔진의 연비는 나빠지게 된다..On the other hand, since the drive torque of the valve system is proportional to the rigidity and maximum load of the valve spring 3 in the low speed operation region, the fuel economy of the engine becomes worse because the drive torque of the valve system becomes larger than the required drive torque of the valve system under the low speed operation conditions. ..
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 엔진의 저속 운전영역에서 밸브 시스템의 구동 토크를 줄여 엔진의 마찰 저항을 감소시켜서 엔진의 연비를 향상시킬 수 있도록 한 엔진의 밸브 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and provides a valve system of the engine to improve the fuel economy of the engine by reducing the frictional resistance of the engine by reducing the drive torque of the valve system in the low speed operating region of the engine. Its purpose is to.
도 1은 종래의 기술에 따른 엔진의 밸브 시스템의 구성을 개략적으로 나타내 보인 도면.1 is a view schematically showing the configuration of a valve system of an engine according to the prior art.
도 2는 본 발명에 따른 엔진의 밸브 시스템의 구성을 개략적으로 나타내 보인 도면.Figure 2 schematically shows the configuration of the valve system of the engine according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 엔진의 밸브 시스템의 작동을 순차적으로 나타내 보인 개략적인 플로차트.3 is a schematic flowchart showing in sequence the operation of a valve system of an engine according to the invention.
도 4는 운전속도에 따라 요구되는 밸브 스프링 최대하중을 나타내 보인 그래프.4 is a graph showing the maximum load of the valve spring required according to the operating speed.
도 5는 운전조건에 따른 밸브 스프링 강성을 나타내 보인 그래프.5 is a graph showing the valve spring stiffness according to the operating conditions.
도 6a 및 도 6b는 밸브 스프링 강성에 따른 밸브 시스템 구동 토크 해석 결과를 나타내 보인 신호도.6A and 6B are signal diagrams showing valve system drive torque analysis results according to valve spring stiffness.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
10. 실린더 헤드10. Cylinder head
11. 흡배기 밸브11. Intake and exhaust valve
12a. MR 유체12a. MR fluid
12. 밸브 스프링12. Valve Spring
20. 전자석20. Electromagnet
30. CP센서30. CP sensor
40. 맵(MAP)40. MAP
50. ECU50. ECU
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 엔진의 밸브 시스템은, 엔진의실린더 헤드와; 상기 실린더 헤드에 설치된 흡배기 밸브와; 상기 흡배기 밸브가 개폐되기 위해 상기 흡배기 밸브의 일측에 설치되고, 그 내부에 MR 유체를 봉입하여 외부 자장의 세기에 따라 다른 강성을 갖도록 구비된 밸브 스프링과; 상기 밸브 스프링 주위를 감싸며 설치되고, 상기 밸브 스프링의 강성을 변화시키기 위한 자장을 인가하는 전자석과; 상기 엔진의 실린더 블록에 설치되어 엔진의 운전속도(RPM)를 센싱하는 CP센서와; 상기 CP센서로부터 상기 엔진의 운전속도(RPM)를 입력받아 맵핑된 맵(MAP)과; 상기 맵의 값을 읽어 상기 전자석에 인가하는 전압을 결정하는 ECU;를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.Valve system of the engine of the present invention for achieving the above object, the cylinder head of the engine; An intake / exhaust valve installed in the cylinder head; A valve spring installed at one side of the intake / exhaust valve to open and close the intake / exhaust valve, and provided with MR fluid therein to have different rigidity according to the strength of an external magnetic field; An electromagnet installed surrounding the valve spring and applying a magnetic field to change the rigidity of the valve spring; A CP sensor installed at a cylinder block of the engine to sense an operating speed (RPM) of the engine; A map MAP which receives the driving speed RPM of the engine from the CP sensor; And an ECU for determining a voltage applied to the electromagnet by reading the value of the map.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2에는 본 발명에 따른 엔진의 밸브 시스템을 개략적으로 나타낸 구성도가 도시되어 있다. 여기에서는 일반적인 엔진의 밸브 시스템의 구성 설명은 생략하고, 본 발명의 특징에 따른 구성만을 설명하기로 한다.2 shows a schematic diagram of a valve system of an engine according to the present invention. Here, the description of the configuration of the valve system of the general engine will be omitted, and only the configuration according to the features of the present invention will be described.
도면을 참조하면, 본 발명에 따른 엔진의 밸브 시스템은, 엔진의 실린더 헤드(10)와, 이 실린더 헤드(10)에 설치된 흡배기 밸브(11)와, 이 흡배기 밸브(11)가 개폐되기 위해 흡배기 밸브(11)의 일측에 설치되고, 그 내부에 MR 유체(12a)를 봉입하여 외부 자장의 세기에 따라 다른 강성을 갖도록 구비된 가변 강성의 밸브 스프링(12)과, 이 밸브 스프링(12) 주위를 감싸며 설치되고, 이 밸브 스프링(12)의 강성을 변화시키기 위한 자장을 인가하는 전자석(20)과, 엔진의 실린더 블록에 설치되어 엔진의 운전속도(RPM)를 센싱하는 CP센서(crank position sensor)(30)와,상기 CP센서(30)로부터 엔진의 운전속도를 수신하여 맵핑된 맵(MAP)(40)과, 상기 맵(40)의 값을 읽어 전자석(20)에 인가하는 전압을 결정하는 ECU(50)를 포함하여 구성된다.Referring to the drawings, a valve system of an engine according to the present invention includes a cylinder head 10 of an engine, an intake and exhaust valve 11 provided in the cylinder head 10, and an intake and exhaust in order for the intake and exhaust valve 11 to be opened and closed. A variable stiffness valve spring 12 provided on one side of the valve 11 and provided with an MR fluid 12a enclosed therein so as to have different stiffness according to the strength of the external magnetic field, and around the valve spring 12. Electromagnet 20 for applying a magnetic field for changing the rigidity of the valve spring 12, and CP sensor (crank position sensor) installed in the cylinder block of the engine senses the operating speed (RPM) of the engine (30), and receives the operating speed of the engine from the CP sensor 30 to determine the mapped map (MAP) 40 and the voltage applied to the electromagnet 20 by reading the value of the map (40) The ECU 50 is configured to include.
그리고 상기 밸브 스프링(12)은 MR 유체(12a)가 봉입되도록 중공을 형성한 스프링 선으로 이루어진다.In addition, the valve spring 12 is formed of a spring line having a hollow so that the MR fluid 12a is sealed.
한편, 도 2에서 설명되지 않은 참조부호 13, 14, 15, 및 16은 캠축, 캠, 밸브리프터, 및 밸브 리테이너 어셈블리를 각각 나타내 보인 것이다.On the other hand, reference numerals 13, 14, 15, and 16, which are not described in FIG. 2, show the camshaft, the cam, the valve lifter, and the valve retainer assembly, respectively.
상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 엔진의 밸브 시스템의 작용을 설명하면 다음과 같다. 여기에서는 일반적인 엔진의 밸브 시스템의 작용 설명은 생략하고, 본 발명의 특징에 따른 작용만을 설명하기로 한다.Referring to the operation of the valve system of the engine according to the present invention having the configuration as described above are as follows. Here, description of the operation of the valve system of the general engine will be omitted, and only the operation according to the features of the present invention will be described.
도면을 다시 참조하면, 본 발명에 따른 엔진의 밸브 시스템은, 밸브 시스템을 구성하고 있는 밸브 스프링(12)에 관한 것으로 스프링 선의 중공에 자장에 따라 점도가 변화하는 성질을 가진 MR 유체(12a)를 봉입하여 엔진의 운전 속도에 따라 외부에서 인가되는 자장을 변화하여 밸브 스프링(12)의 강성을 변화시키는 것에 특징이 있다.Referring again to the drawings, the valve system of the engine according to the present invention relates to a valve spring 12 constituting the valve system, which is characterized in that the MR fluid 12a having the property of changing viscosity depending on the magnetic field in the hollow of the spring line. It is characterized in that the rigidity of the valve spring 12 is changed by enclosing and changing the magnetic field applied from the outside according to the operating speed of the engine.
이를 보다 구체적으로 설명하면, 도 3에는 본 발명에 따른 엔진의 밸브 시스템의 작동을 순차적으로 나타내 보인 개략적인 플로차트가 도시되어 있다.In more detail, FIG. 3 is a schematic flowchart showing sequentially the operation of the valve system of the engine according to the present invention.
도면을 참조하면, 엔진 속도를 CP센서(30)를 이용하여 측정하고, 이미 작성된 맵(40)에서 전자석(20) 제어 전압을 결정한다.(단계 110,120) 이어서, 상기 ECU(50)에서 전자석(20)에 전압을 인가토록 하면, 밸브 스프링(12)의 강성을 결정하게 된다. 이때, 저속 운전 조건일 경우에는 낮은 스프링 계수이고, 고속 운전 조건일 경우에는 높은 스프링 계수이다.(단계 130,140)Referring to the drawings, the engine speed is measured using the CP sensor 30, and the control voltage of the electromagnet 20 is determined from the map 40 already prepared (steps 110 and 120). Applying a voltage to 20 determines the rigidity of the valve spring 12. At this time, it is a low spring coefficient in the low speed operating conditions, and a high spring coefficient in the high speed operating conditions (steps 130, 140).
이와 같이, 엔진이 작동중일 때 실린더 블록에 장착되어 있는 CP센서(30)에서 엔진의 운전속도(RPM)를 입력받은 ECU(50)에서는 이미 기록된 MAP에 의하여 전자석(20)에 밸브 스프링(12)을 둘러싸고 있는 전자석(20)에 전압을 인가하고, 인가된 전압에 의하여 밸브 스프링(12)은 엔진 운전 조건에 알맞은 강성을 갖게 된다.As such, when the engine 50 is in operation, the ECU 50 which receives the engine speed (RPM) from the CP sensor 30 mounted on the cylinder block, the valve spring 12 to the electromagnet 20 by the recorded MAP. ), A voltage is applied to the electromagnet 20 enclosing, and the valve spring 12 has rigidity suitable for the engine operating condition by the applied voltage.
특히, 밸브 스프링(12)의 필요강성에 대한 강성은 다음과 같이 결정된다.In particular, the rigidity with respect to the required rigidity of the valve spring 12 is determined as follows.
밸브 시스템에서 작용하는 힘은 크게 밸브 시스템의 관성질량에 의한 관성력과, 흡배기시 밸브에 작용하는 실린더 압력, 흡기압력, 그리고 밸브 시스템의 관성력과, 흡배기시의 실린더 압력과 흡기압력을 이길 수 있는 스프링력으로 구성된다. 이 중 스프링력은 밸브 시스템의 관성질량에 의한 관성력과 밸브에 작용하는 흡기압력에 의한 힘의 합에 동적 거동 특성에 따른 안전계수를 곱한 값하여 결정한다.The force acting on the valve system is largely the inertia force due to the inertial mass of the valve system, the cylinder pressure, the intake pressure, and the inertia force of the valve system acting on the valve during intake and exhaust, and the cylinder pressure and intake pressure during intake and exhaust. It is composed of Among these, the spring force is determined by multiplying the sum of the inertia force by the inertial mass of the valve system and the force due to the intake pressure acting on the valve by the safety factor according to the dynamic behavior.
그런데 여기서 밸브 시스템의 관성질량에 의한 관성력은 밸브의 가속도 제곱에 비례하고, 밸브의 가속도는 엔진 회전수(운전속도)의 제곱에 비례하게 되므로, 엔진 운전속도에 따라 요구되는 밸브 스프링(12)의 최대하중은 엔진 운전속도의 제곱에 비례하는 경향을 가지고, 그 경향은 도 4와 같다.By the way, the inertial force by the inertial mass of the valve system is proportional to the square of the acceleration of the valve, the acceleration of the valve is proportional to the square of the engine speed (operation speed), so that the required valve spring 12 according to the engine operating speed The maximum load tends to be proportional to the square of the engine operating speed, and the tendency is shown in FIG. 4.
즉, 저속 운전조건에서 요구되는 스프링력은 고속 운전조건에서 요구되는 스프링력보다 훨씬 작다. 저속에서 엔진이 작동할 때, 밸브 스프링(12)은 필요이상의 과도한 강성을 가지고 있다. 따라서 저속 운전조건에서 밸브 시스템 구동력은 필요이상으로 많이 요구된다.That is, the spring force required at low speed operating conditions is much smaller than the spring force required at high speed operating conditions. When the engine is running at low speeds, the valve spring 12 has excessive stiffness that is more than necessary. Therefore, the valve system driving force is required more than necessary in low speed operation conditions.
밸브 스프링(12)의 강성변화와 밸브 시스템 구동을 위한 구동 토크와의 관계는 도 5에 도시된 바와 같다. 밸브 시스템의 작동방식에 따라 다소 차이는 있지만 밸브 스프링(12)의 강성이 작은 경우 밸브 시스템의 구동력은 작아지게 된다. 따라서 밸브 스프링(12)의 강성을 낮추어 주는 것이 밸브 시스템 구동력 측면에서 유리하지만 밸브 스프링(12) 강성을 너무 낮추게 되면 고속에서 밸브의 점프, 바운스(bounce)가 발생하게 되므로 고속에서는 밸브 스프링(12) 강성을 충분히 크게 하여 밸브의 점프, 바운스가 발생하지 않도록 하여야 한다.The relationship between the stiffness change of the valve spring 12 and the drive torque for driving the valve system is shown in FIG. 5. Although somewhat different depending on the operation of the valve system, when the rigidity of the valve spring 12 is small, the driving force of the valve system is reduced. Therefore, lowering the stiffness of the valve spring 12 is advantageous in terms of the driving force of the valve system, but if the stiffness of the valve spring 12 is too low, valve jumps and bounces occur at high speeds. The stiffness is to be large enough to prevent jumps or bounces in the valve.
이를 위하여 저속에서는 밸브 스프링(12)의 강성을 작게 하여 밸브 시스템 구동력을 줄이고, 고속에서는 밸브 스프링(12)의 강성을 크게 하여 밸브의 점프, 바운스를 방지한다. 이는 저속에서는 밸브 스프링(12)의 장착길이를 크게 하여 밸브 스프링(12)의 강성을 작게 하여 위에서 밝힌 효과를 구현하고, 고속에서는 밸브 스프링(12)의 장착길이를 작게 하여 밸브 스프링(12)의 강성을 크게 하여 위에서 밝힌 효과를 구현한다.To this end, at low speeds, the rigidity of the valve spring 12 is reduced to reduce the driving force of the valve system, and at high speeds, the rigidity of the valve spring 12 is increased to prevent jump and bounce of the valve. This results in the above-described effect by increasing the mounting length of the valve spring 12 at a low speed to reduce the rigidity of the valve spring 12, and at a high speed to reduce the mounting length of the valve spring 12 to reduce the mounting length of the valve spring 12. Increase the stiffness to achieve the above effects.
이를 보다 구체적으로 설명하면, 엔진 운전속도가 낮은 경우(저속 운전 조건)는 ECU(50)에서 낮은 전압을 전자석(20)에 인가하여 MR 유체(12a)의 점도를 낮추어 밸브 스프링(12)의 강성을 줄이고(도 5의 (a) 참조), 이로 인하여 밸브 시스템을 구동하기 위한 토크의 크기는 감소하게 되어 엔진의 마찰 손실이 감소하게 되고, 엔진의 연비는 향상된다.In more detail, when the engine operating speed is low (low speed operating condition), the ECU 50 applies a low voltage to the electromagnet 20 to lower the viscosity of the MR fluid 12a so that the rigidity of the valve spring 12 is reduced. (See (a) of FIG. 5), which reduces the amount of torque for driving the valve system, thereby reducing the frictional loss of the engine and improving the fuel economy of the engine.
엔진 운전속도가 높은 경우(고속 운전 조건)는 ECU(50)에서 높은 전압을 전자석(20)에 인가하여 MR 유체(12a)의 점도를 높여 밸브 스프링(12)의 강성을 높이고(도 5의 (b) 참조), 이로 인하여 고속운전조건에서 밸브는 점프, 바운스가 발생하지 아니하고 안정적인 동적 거동을 얻게 된다.When the engine operating speed is high (high speed operating condition), the ECU 50 applies a high voltage to the electromagnet 20 to increase the viscosity of the MR fluid 12a to increase the rigidity of the valve spring 12 (see FIG. This ensures that the valve does not jump or bounce under high-speed operating conditions and achieves stable dynamic behavior.
그리고 도 6a 및 도 6b는 밸브 스프링 계수 저감에 의한 밸브 시스템의 구동 토크를 나타낸 것이다. 특히, 도 6a는 밸브 스프링 계수 초기 사양이고, 도 6b는 밸브 스프링 계수 저감 사양(원사양의 90% 수준)이다. 도시된 바와 같이, 밸브 스프링 계수가 작아질수록 밸브 시스템의 구동 토크는 엔진 전 운전영역에서 작아짐을 알 수 있다.6A and 6B show the drive torque of the valve system by reducing the valve spring coefficient. In particular, FIG. 6A is a valve spring coefficient initial specification, and FIG. 6B is a valve spring coefficient reduction specification (90% of the original specification). As shown, it can be seen that as the valve spring coefficient decreases, the drive torque of the valve system decreases in the entire engine operating region.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 엔진의 밸브 시스템은 다음과 같은 효과를 갖는다.As described above, the valve system of the engine according to the present invention has the following effects.
엔진의 저속 운전영역에서 밸브 시스템의 구동 토크를 줄여 엔진의 마찰 저항을 감소시켜 엔진의 연비를 향상시킬 수 있다. 이러한 연비 향상에 따라 차량 유지비도 절감될 수 있다.It is possible to improve the fuel economy of the engine by reducing the frictional resistance of the engine by reducing the driving torque of the valve system in the low speed operating region of the engine. As the fuel economy improves, vehicle maintenance costs can also be reduced.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the drawings, this is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent embodiments are possible. Therefore, the true scope of protection of the present invention should be defined only by the appended claims.
Claims (2)
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| CN108894844B (en) * | 2018-06-01 | 2021-09-03 | 南京理工大学 | Seated buffering type electromagnetic fully-variable valve control method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20030047316A (en) | 2003-06-18 |
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