KR100926556B1 - 연속 가변 밸브 리프트 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 연속 가변 밸브 리프트 장치는 입력 축에 구비된 입력 캠, 상기 입력 축과 평행하게 구비된 제1 샤프트, 상기 제1 샤프트에 연결된 제1 링크, 상기 제1 링크에 회전 가능하게 연결된 제2 링크, 상기 제2 링크와 회전 가능하게 연결되며 상기 입력 캠과 접촉하는 접촉부를 구비한 출력 캠, 상기 입력 축과 평행하게 상기 출력 캠에 구비된 제2 샤프트, 상기 출력 캠의 하부에 구비되어 상기 출력 캠에 의하여 개폐되는 적어도 하나 이상의 밸브 개폐부 및 상기 제2 샤프트의 위치를 조절하는 조절부를 포함한다.

연속 가변 밸브 리프트(CVVL: Continuous Variable Valve Lift), 입력 캠, 캠 축

Description

연속 가변 밸브 리프트{CONTINUOUS VARIABLE VALVE LIFT APPARATUS}

본 발명은 가변 밸브 리프트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 밸브의 리프트를 엔진의 동작상태에 따라 가변 시킬 수 있는 무단 가변 밸브 리프트 장치에 관한 것이다.

일반적으로 엔진에는 연료가 연소되어 동력을 발생시키는 연소실이 구비되고, 이 연소실에는 연소될 연료가 포함된 혼합가스를 제공하는 흡기밸브와 연소된 가스를 방출하는 배기밸브가 형성되어 있다. 이들 흡기밸브 및 배기밸브는 크랭크 샤프트에 연결된 밸브 개폐기구에 의해 연소실을 개폐한다.

통상적인 밸브 개폐기구는 일반적으로 일정한 형상을 갖는 캠에 의해 밸브가 항상 일정한 리프트 양을 가지게 되며, 따라서 흡입 또는 배출되는 가스의 양을 조절할 수 없다. 이에 따라 엔진은 그 운전영역 전반에 걸쳐서 필요로 하는 최적의 상태를 발휘하지 못하게 된다.

즉, 저속의 운전상태에 맞추어 밸브 개폐기구가 설계되면 고속의 운전상태에서는 밸브가 열려있는 시간과 양이 충분하지 못하게 되고, 고속의 운전상태에 맞추어 설계되면 저속의 운전상태에서 반대의 현상이 일어나게 된다.

본 발명은 작동 영역을 다양하게 구성할 수 있는 연속 가변 밸브 리프트 장치를 제공하는데 있다.

본 발명은 구성이 간단하고, 일반적인 밸브 장치의 캠축을 중심으로 구성하여 실린더 헤드 등의 구조 변경 없이 제작이 가능한 연속 가변 밸브 리프트 장치를 제공하는 데 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 연속 가변 밸브 리프트 장치는 입력 축에 구비된 입력 캠, 상기 입력 축과 평행하게 구비된 제1 샤프트, 상기 제1 샤프트에 연결된 제1 링크, 상기 제1 링크에 회전 가능하게 연결된 제2 링크, 상기 제2 링크와 회전 가능하게 연결되며 상기 입력 캠과 접촉하는 접촉부를 구비한 출력 캠, 상기 입력 축과 평행하게 상기 출력 캠에 구비된 제2 샤프트, 상기 출력 캠의 하부에 구비되어 상기 출력 캠에 의하여 개폐되는 적어도 하나 이상의 밸브 개폐부 및 상기 제2 샤프트의 위치를 조절하는 조절부를 포함할 수 있다.

상기 입력 캠 및 상기 제1 샤프트는 지지부에 의하여 지지되며, 상기 지지부에는 상기 제2 샤프트가 이동 가능하도록 이동 슬롯이 형성될 수 있다.

상기 조절부는 상기 제2 샤프트가 상기 이동 슬롯을 따라 위치가 변동되도록 상기 제2 샤프트와 연결된 조절 유닛을 포함할 수 있다.

상기 접촉부에는 입력 롤러가 구비될 수 있다.

상기 입력 캠이 간섭되지 않고 회동할 수 있도록 상기 출력 캠에 제1 공간이 형성될 수 있다.

상기 입력 캠이 간섭되지 않고 회동할 수 있도록 상기 제2 링크에 제2 공간이 형성될 수 있다.

상기 밸브 개폐부는 스윙암 밸브로 할 수 있다.

상기 밸브 개폐부는 직동식 밸브 트래인으로 할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 연속 가변 밸브 리프트 장치에 의하면, 구성을 간단히 할 수 있어 엔진 룸 설계가 용이하다.

리턴 스프링 없이 작동이 가능하여 내구성이 향상된다.

부품수를 줄일 수 있어 생산성이 증대되고, 생산 비용을 줄일 수 있다.

밸브 리프트가 작아지면 밸브 타이밍의 진각 특성이 있다.

직동식과 스윙암식 밸브 리프트에 적용이 가능하며, 출력 캠의 간단한 설계변경으로 밸브 리프트를 조절할 수 있고, CDA모드의 운전도 가능하다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도1은 본 발명의 제1 실시예에 의한 연속 가변 밸브 리프트 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도2는 본 발명의 제1 실시예에 의한 연속 가변 밸브 리프트 장치의 지지부를 제외한 도면이며, 도3는 본 발명의 제1 실시예에 의한 연속 가변 밸브 리프트 장치의 입력 축과 입력 캠을 제외한 도면이다.

도1 내지 도3을 참조하여 본 발명의 실시예에 의한 연속 가변 밸브 리프트 장치의 구성을 설명한다.

본 발명의 제1 실시예에 의한 연속 가변 밸브 리프트 장치는 입력 축(100)에 구비된 입력 캠(110), 상기 입력 축(100)과 평행하게 구비된 제1 샤프트(200), 상기 제1 샤프트(200)에 연결된 제1 링크(210), 상기 제1 링크(210)에 회전 가능하게 연결된 제2 링크(220)를 포함한다.

상기 입력 캠(110)과 접촉하는 접촉부를 구비한 출력 캠(300)이 상기 제2 링크(220)와 회전 가능하게 연결된다.

제2 샤프트(400)는 상기 입력 축(100)과 평행하게 상기 출력 캠(300,301)에 구비된다.

상기 출력 캠(300,301)에 의하여 개폐되는 적어도 하나 이상의 밸브 개폐부(500)가 상기 출력 캠(300,301)의 하부에 구비된다.

상기 제2 샤프트(400)의 위치를 조절하도록 조절부가 구비된다.

상기 입력 캠(110) 및 상기 제1 샤프트(200)는 지지부(600)에 의하여 지지되며, 상기 지지부(600)에는 상기 제2 샤프트(400)가 이동 가능하도록 이동 슬롯(610)이 형성된다.

상기 조절부는 상기 제2 샤프트(400)가 상기 이동 슬롯(610)을 따라 위치가 변동되도록 상기 제2 샤프트(400)와 연결된 조절 유닛(700)을 포함한다.

상기 접촉부에는 입력 롤러(310)가 구비되어 상기 입력 캠(110)의 회전이 원활하게 전달될 수 있다.

상기 입력 캠(110)이 간섭되지 않고 회동할 수 있도록 상기 출력 캠(300)에 제1 공간(810)이 형성된다.

도면에 도시된 바와 같이 상기 출력 캠(200)이 분리되어 형성될 수도 있고, 하나의 출력 캠(300)에 제1 공간(810)이 형성될 수도 있다.

상기 입력 캠(110)이 간섭되지 않고 회동할 수 있도록 상기 제2 링크(220)에 제2 공간(820)이 형성된다.

상기 밸브 개폐부(500)는 스윙암 롤러(510)가 구비된 스위암 밸브로 할 수 있다.

도4는 본 발명의 제1 실시예에 의한 연속 가변 밸브 리프트 장치의 작동 원리를 설명하는 도면이고, 도5는 본 발명의 제1 실시예에 의한 연속 가변 밸브 리프트 장치의 리프트의 모드별 작동을 설명하는 도면이다.

이하 도4와 도5을 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 의한 연속 가변 밸브 장치의 작동을 설명한다.

도4에는 상기 제2 샤프트(400)와 상기 스위암 롤러(510) 사이의 거리를 표시한 L1과 상기 제2 샤프트(400)와 상기 입력 롤러(310)와의 거리를 표시하는 L2가 도시되어 있다.

상기 L2는 일정하나, 상기 L1은 상기 제2 샤프트(400)가 상기 이동 슬 롯(610)을 따라 이동하면 변하게 된다.

즉, L1/L2의 비율이 변하게 되며, L1/L2이 커지는 방향으로 상기 제2 샤프트(400)가 이동하면 밸브 리프트가 커지게 된다.

즉, 도면에서는 좌측으로 상기 제2 샤프트(400)가 이동하면 밸브 리프트가 커지게 된다.

밸브 리프트의 변화량은 상기 이동 슬롯(610)의 형상이나, 상기 출력 캠(300)의 형상에 따라 달라질 수 있고, 이러한 형상 등의 선택은 엔진의 요구 성능이나 크기 등에 따라 달라질 수 있다.

도5는 도4의 원리를 하이 리프트 모드와 로우 리프트 모드에 따라 설명한 도면이다.

도5의 (a)와 (b)는 하이 리프트 모드에서의 밸브 리프트의 변화(??H)를 설명하는 도면이고, 도5의 (c)와 (d)는 로우 리프트 모드에서의 밸브 리프트의 변화(??L)를 설명하는 도면이다.

도6은 본 발명의 제1 실시예에 의한 연속 가변 밸브 리프트 장치의 진각 특성을 나타내는 도면이다.

도6에 도시된 바와 같이 밸브 리프트가 작아 질수록 제2 샤프트가 입력 캠의 회전과 반대 방향으로 이동하므로 밸브 리프트의 피크(peak) 지점이 진각(advanced)되는 특성이 있다.

도7은 본 발명의 제2 실시예에 의한 연속 가변 밸브 리프트 장치의 밸브 개폐부의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.

도7에 도시된 바와 같이, 출력 캠(301)의 형상을 조절하면 직동식 밸브 개폐부(501)로도 가변 밸브 리프트 장치를 구성할 수 있다.

이상으로 본 발명에 관한 바람직한 제1 실시예 를 설명하였으나, 본 발명은 상기 제1 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 제1 실시예 로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.

도1은 본 발명의 제1 실시예에 의한 연속 가변 밸브 리프트 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.

도2는 본 발명의 제1 실시예에 의한 연속 가변 밸브 리프트 장치의 지지부를 제외한 도면이다.

도3는 본 발명의 제1 실시예에 의한 연속 가변 밸브 리프트 장치의 입력 축과 입력 캠을 제외한 도면이다.

도4는 본 발명의 제1 실시예에 의한 연속 가변 밸브 리프트 장치의 작동 원리를 설명하는 도면이다.

도5는 본 발명의 제1 실시예에 의한 연속 가변 밸브 리프트 장치의 리프트의 모드별 작동을 설명하는 도면이다.

도6은 본 발명의 제1 실시예에 의한 연속 가변 밸브 리프트 장치의 진각 특성을 나타내는 도면이다.

도7은 본 발명의 제2 실시예에 의한 연속 가변 밸브 리프트 장치의 밸브 개폐부의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100: 입력 축

110: 입력 캠

200: 제1 샤프트

210: 제1 링크

220: 제2 링크

300,301: 출력 캠

310: 입력 롤러

400: 제2 샤프트

500,501: 밸브 개폐부

510: 스윙암 롤러

600: 지지부

610: 이동 슬롯

700: 조절 유닛

810: 제1 공간

820: 제2 공간

Claims (8)

1. 입력 축에 구비된 입력 캠;

   상기 입력 축과 평행하게 구비된 제1 샤프트;

   상기 제1 샤프트에 연결된 제1 링크;

   상기 제1 링크에 회전 가능하게 연결된 제2 링크;

   상기 제2 링크와 회전 가능하게 연결되며 상기 입력 캠과 접촉하는 접촉부를 구비한 출력 캠;

   상기 입력 축과 평행하게 상기 출력 캠에 구비된 제2 샤프트;

   상기 출력 캠의 하부에 구비되어 상기 출력 캠에 의하여 개폐되는 적어도 하나 이상의 밸브 개폐부; 및

   상기 제2 샤프트의 위치를 조절하는 조절부;

   를 포함하는 연속 가변 밸브 리프트 장치.
2. 제1항에서,

   상기 입력 캠 및 상기 제1 샤프트는 지지부에 의하여 지지되며,

   상기 지지부에는 상기 제2 샤프트가 이동 가능하도록 이동 슬롯이 형성된 것을 특징으로 하는 연속 가변 밸브 리프트 장치.
3. 제2항에서,

   상기 조절부는 상기 제2 샤프트가 상기 이동 슬롯을 따라 위치가 변동되도록 상기 제2 샤프트와 연결된 조절 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 연속 가변 밸브 리프트 장치.
4. 제1항에서,

   상기 접촉부에는 입력 롤러가 구비되는 것을 특징으로 하는 연속 가변 밸브 리프트 장치.
5. 제1항에서,

   상기 입력 캠이 간섭되지 않고 회동할 수 있도록 상기 출력 캠에 제1 공간이 형성된 것을 특징으로 하는 연속 가변 밸브 리프트 장치.
6. 제1항에서,

   상기 입력 캠이 간섭되지 않고 회동할 수 있도록 상기 제2 링크에 제2 공간이 형성된 것을 특징으로 하는 연속 가변 밸브 리프트 장치.
7. 제1항에서,

   상기 밸브 개폐부는 스윙암 밸브인 것을 특징으로 하는 연속 가변 밸브 리프트 장치.
8. 제1항에서,

   상기 밸브 개폐부는 직동식 밸브 트래인으로 하는 것을 특징으로 하는 연속 가변 밸브 리프트 장치.

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