KR101241602B1 - 5 Step Variable Valve Lift System - Google Patents

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Abstract

본 발명은 5단 가변 밸브 리프트 시스템에 관한 것으로, 캠 샤프트에 고정되어 회전하는 저속용 캠, 고속용 캠 및 중속용 캠; 상기 저속용 캠, 고속용 캠 및 중속용 캠 각각의 캠 프로파일을 따라서 록커암 샤프트를 중심으로 회전하여 밸브를 리프트 운동시키는 저속용 록커암, 고속용 록커암 및 중속용 록커암; 상기 저속용 록커암 및 중속용 록커암 각각에 설치되어 저속용 캠 및 중속용 캠의 회전을 선택적으로 저속용 록커암 및 중속용 록커암 전달하거나 차단하는 저속용 전달수단 및 중속용 전달수단; 그리고 상기 저속용 록커암, 고속용 록커암 및 중속용 록커암을 선택적으로 분리시키거나 연결시키는 연결수단을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이러한 구성에 의해서 본 발명은 상기 저속용 전달수단 및 중속용 전달수단, 그리고 연결수단을 다양한 조합에 의해서 제어함으로써 가변밸브 리프트를 5단으로 변화시킬 수 있다. The present invention relates to a five-stage variable valve lift system, comprising: a low speed cam, a high speed cam, and a medium speed cam fixed to a cam shaft and rotating; A low speed rocker arm, a high speed rocker arm, and a medium speed rocker arm that rotates about a rocker arm shaft along a cam profile of each of the low speed cam, the high speed cam, and the medium speed cam to lift the valve; A low speed transmission means and a medium speed transmission means installed on each of the low speed rocker arm and the medium speed rocker arm to selectively transmit or block rotations of the low speed cam and the medium speed cam; And connecting means for selectively separating or connecting the low speed rocker arm, the high speed rocker arm, and the medium speed rocker arm. With this configuration, the variable valve lift can be changed to five stages by controlling the low speed transmission means, the medium speed transmission means, and the connection means by various combinations.

가변밸브, 리프트, 록커암, 캠, CDA, VVL Variable Valve, Lift, Rocker Arm, Cam, CDA, VVL

Description

5단 가변 밸브 리프트 시스템{5 Step Variable Valve Lift System}5-Step Variable Valve Lift System

본 발명은 5단 가변 밸브 리프트 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전자식과 유압식 제어를 복합적으로 사용하여 래칭핀(Latching Pin)을 작동시킴으로써 밸브리프트를 최대 5단까지 구현할 수 있으며, 가변밸브리프트(Variable Valve Lift; 이하 'VVL'이라 함) 및 실린더 디액티베이션(Cylinder De-Activation, 이하 'CDA'라 함)을 동시에 구현할 수 있는 5단 가변 밸브 리프트 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a five-stage variable valve lift system, and more specifically, by using a combination of electronic and hydraulic control to operate the latching pin (Latching Pin) can implement a valve lift up to five stages, variable valve lift ( The present invention relates to a 5-stage variable valve lift system capable of simultaneously implementing Variable Valve Lift (hereinafter referred to as 'VVL') and Cylinder De-Activation (hereinafter referred to as 'CDA').

최근 자동차 기술은 연비를 개선하고 출력을 향상시키기 위하여 엔진의 회전영역에 따라 변화하는 공기의 흡입저항에 맞춰 흡기 다기관의 길이나 단면적을 변경하는 가변 흡기 시스템(Variable Induction System-VIS)과, 엔진의 회전영역에 따라 밸브의 개폐시기 및 개폐량을 조절하여 오버랩 타이밍을 제어함으로써 실린더 충전량과 잔류 가스량에 대한 조절이 가능하도록 하는 가변밸브 구동장치에 대한 개발이 진행되어 왔다. 이 가운데 가변밸브 구동장치 시스템은 연비와 출력을 개선함은 물론 배기가스 저감의 효과도 있다. In recent years, automotive technology has shown a variable induction system (VIS) that changes the length or cross-sectional area of the intake manifold according to the intake resistance of the air, which changes according to the rotational area of the engine, in order to improve fuel efficiency and improve power. The development of a variable valve driving apparatus for controlling the cylinder filling amount and the residual gas amount by controlling the overlap timing by adjusting the opening and closing time and the opening and closing amount of the valve according to the rotation region has been in progress. Among these, the variable valve drive system not only improves fuel economy and output, but also reduces emissions.

종래 가변밸브 구동장치는 2단 또는 3단으로 구동되고 CDA 또는 VVL 중 어느 한쪽으로 구현되는 것이 대부분이었다. 도 1은 종래의 VVL 시스템을 나타내는 도면이다. In the related art, the variable valve driving device is driven in two or three stages and implemented by either CDA or VVL. 1 is a view showing a conventional VVL system.

종래의 VVL 시스템은 도 1에 도시한 것과 같이 저속용으로 설계된 캠 프로파일을 가진 2개의 저속용 캠(11, 12)과, 고속용으로 설계된 캠 프로파일을 가진 1개의 고속용 캠(13)을 구비하고 있다. 저속용 캠(11, 12)과 고속용 캠(13)은 엔진 조건에 따라 최적의 흡기효율을 갖도록 서로 변환되면서 흡, 배기 밸브(14, 15)를 구동함으로써 전 영역에서 최적의 효율을 이룰 수 있게 한다. The conventional VVL system has two low speed cams 11 and 12 with a cam profile designed for low speed as shown in FIG. 1 and one high speed cam 13 with a cam profile designed for high speed. Doing. The low speed cams 11 and 12 and the high speed cams 13 are converted to each other so as to have an optimum intake efficiency according to the engine conditions while driving the intake and exhaust valves 14 and 15 to achieve optimum efficiency in all areas. To be.

하지만, 이러한 종래의 VVL 시스템은 최적의 밸브 조건 설정이 어렵고 그 구조가 복잡하다는 단점을 가지고 있다. 한편, 최근에는 연속적으로 가변 밸브 리프트를 변화시킬 수 있는 연속 가변 밸브 리프트(CVVL : Continuous Variable Valve Lift) 시스템이 개발되어 최적의 밸브 개폐 조건 설정이 가능하게 하였지만, CVVL 시스템은 단가가 높고, 복잡한 링크 형태로 구성되어 전체 실린더에 대해서 정확한 밸브 리프트 운동을 구현하기 어려운 문제점이 있다. However, such a conventional VVL system has a disadvantage in that it is difficult to set optimum valve conditions and the structure thereof is complicated. On the other hand, in recent years, the CVVL (Continuous Variable Valve Lift) system, which can continuously change the variable valve lift, has been developed to enable optimal valve opening and closing conditions, but the CVVL system has a high unit cost and a complicated link. There is a problem in that it is difficult to implement the correct valve lift movement for the entire cylinder is configured.

본 발명은 앞서 설명한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 밸브 리프트 변환을 최대 5단까지 실현할 수 있으며, 아울러 VVL 및 CDA를 하나의 장치에 동시에 구현시킬 수 있는 5단 가변 밸브 리프트 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention is to solve the problems of the prior art described above, to provide a five-stage variable valve lift system capable of realizing a valve lift conversion up to five stages, and can simultaneously implement VVL and CDA in a single device. For the purpose of

상기 목적을 달성하기 위해서 본 발명에 따르는 5단 가변 밸브 리프트 시스템은 캠 샤프트에 고정되어 회전하는 저속용 캠, 고속용 캠 및 중속용 캠; 상기 저속용 캠, 고속용 캠 및 중속용 캠 각각의 캠 프로파일을 따라서 록커암 샤프트를 중심으로 회전하여 밸브를 리프트 운동시키는 저속용 록커암, 고속용 록커암 및 중속용 록커암; 상기 저속용 록커암 및 중속용 록커암 각각에 설치되어 저속용 캠 및 중속용 캠의 회전을 선택적으로 저속용 록커암 및 중속용 록커암 전달하거나 차단하는 저속용 전달수단 및 중속용 전달수단; 그리고 상기 저속용 록커암, 고속용 록커암 및 중속용 록커암을 선택적으로 분리시키거나 연결시키는 연결수단을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이러한 구성에 의해서 본 발명은 상기 저속용 전달수단 및 중속용 전달수단, 그리고 연결수단을 다양한 조합에 의해서 제어함으로써 가변밸브 리프트를 5단으로 변화시킬 수 있다. In order to achieve the above object, a five-stage variable valve lift system according to the present invention includes a low speed cam, a high speed cam, and a medium speed cam fixed to and rotated on a cam shaft; A low speed rocker arm, a high speed rocker arm, and a medium speed rocker arm that rotates about a rocker arm shaft along a cam profile of each of the low speed cam, the high speed cam, and the medium speed cam to lift the valve; A low speed transmission means and a medium speed transmission means installed on each of the low speed rocker arm and the medium speed rocker arm to selectively transmit or block rotations of the low speed cam and the medium speed cam; And connecting means for selectively separating or connecting the low speed rocker arm, the high speed rocker arm, and the medium speed rocker arm. With this configuration, the variable valve lift can be changed to five stages by controlling the low speed transmission means, the medium speed transmission means, and the connection means by various combinations.

본 발명은 유압을 통해서 저속용 전달수단 및 중속용 전달수단을 제어하고, 전기적인 신호에 의해서 연결수단을 제어함으로써 가변 밸브의 리프트를 5단을 제어하는 효과를 가진다. The present invention has the effect of controlling the five-speed lift of the variable valve by controlling the low speed transmission means and the medium speed transmission means through the hydraulic pressure, and by controlling the connection means by the electrical signal.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따르는 5단 가변 밸브 리프트 시스템에 대해서 보다 상세하게 설명한다. 도 2는 본 발명에 따르는 5단 가변 밸브 리프트 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이며, 도 3은 도 2의 록커암 부분을 나타내는 도면이며, 도 4의 (a), (b) 및 (c)는 각각 도 3의 A-A절취선, B-B 절취선, C-C절취선에서 절취한 단면도이며, 도 5는 도 2의 록커암에 유압을 공급하기 위한 구성을 나타내는 도면이며, 도 6의 (a), (b) 및 (c)는 도 5의 D-D 절취선, E-E 절취선 및 F-F 절취선에서 절취한 단면도이며, 도 7a 내지 도 7e는 본 발명에 따르는 5단 가변 밸브 리프트 시스템의 작용을 나타내는 도면이다.Hereinafter, a five-stage variable valve lift system according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Figure 2 is a schematic view of a five-stage variable valve lift system according to the present invention, Figure 3 is a view showing the rocker arm portion of Figure 2, Figure 4 (a), (b) and (c) are respectively It is sectional drawing cut | disconnected by the AA cutting line, the BB cutting line, and the CC cutting line of FIG. 3, FIG. 5 is a figure which shows the structure for supplying hydraulic pressure to the rocker arm of FIG. 2, and FIGs. 6 (a), (b) and (c) ) Is a cross-sectional view taken from the DD cutting line, EE cutting line and FF cutting line of Figure 5, Figure 7a to Figure 7e is a view showing the operation of the five-stage variable valve lift system according to the present invention.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따르는 5단 가변 밸브 리프트 시스템은 캠샤프트(100)에 고정되는 3개의 저속용 캠(110), 고속용 캠(120) 및 중속용 캠(130)과, 상기 캠들(110, 120, 130)의 회전에 의해서 밸브(140 : 흡기밸브 또는 배기밸브)의 리프트를 변화시키는 저속용 록커암(210), 고속용 록커암(220) 및 중속용 록커암(230)과, 상기 저속용 캠(110) 및 중속용 캠(130)의 회전을 저속용 록커암(210) 및 중속용 록커암(230)에 선택적으로 전달하는 저속용 전달수단(310) 및 중속용 전달수단(330)과, 상기 록커암들(21, 220, 230)을 선택적으로 연결시키는 연결수단(400)을 포함한다.2 and 3, the five-stage variable valve lift system according to the present invention includes three low speed cams 110, a high speed cam 120, and a medium speed cam 130 that are fixed to the cam shaft 100. And a low speed rocker arm 210, a high speed rocker arm 220, and a medium speed rocker arm for changing the lift of the valve 140 by the rotation of the cams 110, 120, and 130. And a low speed transmission means 310 for selectively transmitting rotations of the low speed cam 110 and the medium speed cam 130 to the low speed rocker arm 210 and the medium speed rocker arm 230. Medium speed transmission means 330 and the connecting means 400 for selectively connecting the rocker arms (21, 220, 230).

상기 저속용 캠(110), 고속용 캠(120) 및 중속용 캠(130)은 도 2에 도시한 것과 같이 연속적으로 배치되며, 하나의 세트를 이루고 있다. 상기 캠들(110, 120, 130)로 이루어진 하나의 세트는 복수개 구비된다. 또한 상기 저속용 캠(110), 고속용 캠(120) 및 중속용 캠(130)은 도 4에 도시한 것과 같이 서로 다른 크기 및 형상을 가지는 캠 프로파일을 가지고 있다. The low speed cam 110, the high speed cam 120, and the medium speed cam 130 are continuously arranged as shown in FIG. 2 and form one set. One set of the cams 110, 120, 130 is provided in plurality. In addition, the low speed cam 110, the high speed cam 120 and the medium speed cam 130 has a cam profile having different sizes and shapes as shown in FIG.

상기 저속용 록커암(210), 고속용 록커암(220) 및 중속용 록커암(230)은 록커암 샤프트(200)에 회전가능하게 결합되며, 각각 상기 저속용 캠(110), 고속용 캠(120) 및 중속용 캠(130)의 하부에서 각각의 캠 프로파일의 외형과 접하고 있다(도 4 참조). The low speed rocker arm 210, the high speed rocker arm 220, and the medium speed rocker arm 230 are rotatably coupled to the rocker arm shaft 200, and the low speed cam 110 and the high speed cam, respectively. A lower portion of the cam 120 and the medium speed cam 130 is in contact with the outline of each cam profile (see FIG. 4).

또한 상기 저속용 록커암(210), 고속용 록커암(220) 및 중속용 록커암(230)은 서로 분리되어 있으며, 후술하는 연결수단(400)을 통해서 선택적으로 일체로 연결될 수 있다. 상기 저속용 록커암(210) 및 중속용 록커암(230)의 하부에는 밸브(141, 143)가 설치된다. 상기 저속용 록커암(210), 고속용 록커암(220) 및 중속용 록커암(230)은 서로 분리된 상태에서는 저속용 록커암(210)의 경우에는 밸브(141)를 작동시키며, 중속용 록커암(230)의 경우에는 밸브(143)를 작동시킨다. 상기 고고속용 록커암(220)의 경우에는 상기 록커암들(210, 220, 230)이 서로 일체로 연결된 상태에서 밸브들(141, 143)을 작동시키게 된다. 이에 대해서는 이하에서 다시 상세하게 설명한다.In addition, the low speed rocker arm 210, the high speed rocker arm 220 and the medium speed rocker arm 230 are separated from each other, it can be selectively integrally connected through a connection means 400 to be described later. Valves 141 and 143 are installed below the low speed rocker arm 210 and the medium speed rocker arm 230. The low speed rocker arm 210, the high speed rocker arm 220, and the medium speed rocker arm 230 operate the valve 141 in the case of the low speed rocker arm 210 in a state where they are separated from each other. In the case of the rocker arm 230, the valve 143 is operated. In the case of the high speed rocker arm 220, the valves 141 and 143 are operated in a state in which the rocker arms 210, 220, and 230 are integrally connected to each other. This will be described later in detail.

도 4에 도시한 것과 같이, 상기 고속용 록커암(220)의 경우에는 고속용 캠(120)에 직접 접하고 있지만, 상기 저속용 록커암(210) 및 중속용 록커암(230)의 경우에는 저속용 전달수단(310) 및 중속용 전달수단(330)을 통해서 각각 저속용 캠(110) 및 중속용 캠(130)과 접하고 있다.As shown in FIG. 4, the high speed rocker arm 220 is directly in contact with the high speed cam 120, but in the case of the low speed rocker arm 210 and the medium speed rocker arm 230. The low speed cam 110 and the medium speed cam 130 are in contact with each other through the delivery means 310 and the medium speed delivery means 330.

구체적으로, 상기 저속용 전달수단(310) 및 중속용 전달수단(330) 각각은 저속용 록커암(210) 및 중속용 록커암(230)에 각각 회전가능하게 설치되는 레버부재(341, 343)와, 상기 레버부재(341, 343) 각각을 저속용 록커암(210) 및 중속용 록커암(230)에 선택적으로 연결시키는 핀부재(361, 363)를 구비한다. 상기 레버부재(341, 343)의 하부에는 로스트모션스프링(351, 353)(Lost Motion Spring)이 설치되어 있다(도 4의 (a) 및 (c) 참조). Specifically, each of the low speed transmission means 310 and the medium speed transmission means 330 are lever members 341 and 343 rotatably installed on the low speed rocker arm 210 and the medium speed rocker arm 230, respectively. And pin members 361 and 363 for selectively connecting the lever members 341 and 343 to the low speed rocker arm 210 and the medium speed rocker arm 230, respectively. Lost motion springs 351 and 353 (Lost Motion Spring) are installed below the lever members 341 and 343 (see FIGS. 4A and 4C).

상기 핀부재(361, 363)는 도 3 내지 도 5에 도시한 것과 같이 유압에 의해서 핀부재 설치공간(360a, 360b) 내에서 좌우로 이동하여 상기 레버부재(341, 343)의 하부에 위치하는 경우, 상기 레버부재(341, 343)의 회전을 그대로 저속용 록커암(210) 및 중속용 록커암(230)에 전달한다. 하지만 상기 레버부재(341, 343)와 어긋나게 되는 경우 레버부재(341, 343)의 회전을 저속용 록커암(210) 및 중속용 록커암(230)으로 전달하지 않는다. 이 경우 상기 레버부재(341, 343)의 회전은 각각의 하부에 위치한 로스트모션스프링(351, 353)에 전달되어 흡수된다. The pin members 361 and 363 are moved to the left and right in the pin member installation spaces 360a and 360b by hydraulic pressure, as shown in FIGS. 3 to 5, and are located below the lever members 341 and 343. In this case, the rotation of the lever members 341 and 343 is transmitted to the rocker arm 210 for low speed and the rocker arm 230 for medium speed as it is. However, when the lever members 341 and 343 are displaced, the rotation of the lever members 341 and 343 is not transmitted to the low speed rocker arm 210 and the middle speed rocker arm 230. In this case, the rotation of the lever members 341 and 343 is transmitted to and absorbed by the lost motion springs 351 and 353 located at the lower portions thereof.

상기 핀부재(361, 363)를 이동시키기 위한 유압은 록커암 샤프트(200)를 통해서 제공된다. 구체적으로 도 5 및 도 6에 도시한 것과 같이 상기 록커암 샤프트(200)의 일측에는 오일을 공급하기 위한 오일제어밸브(380)가 설치되어 있으며, 상기 록커암 샤프트(370)의 내측에는 저속용 록커암(210)의 핀부재(361)를 이동시키기 위한 오일을 공급하는 오일유로(371) 및 중속용 록커암(230)의 핀부재(363)를 이동시키기 위한 오일을 공급하는 오일유로(373)가 형성되어 있다. Hydraulic pressure for moving the pin members 361 and 363 is provided through the rocker arm shaft 200. Specifically, as shown in FIGS. 5 and 6, an oil control valve 380 for supplying oil is installed at one side of the rocker arm shaft 200, and the inside of the rocker arm shaft 370 has a low speed. Oil passage 371 for supplying oil for moving the pin member 361 of the rocker arm 210 and Oil passage 373 for supplying oil for moving the pin member 363 of the rocker arm 230 for medium speed. ) Is formed.

상기 오일유로(371)는 상기 록커암 샤프트(200)의 내측에 삽입되는 오일공급파이프(370)의 중앙에 형성되고 핀부재(361)의 설치공간(360a)과 연통되는 구조를 가지고 있으며, 상기 오일유로(373)는 상기 오일공급 파이프(370)의 외측에 형성되고 핀부재(363)의 설치공간(360b)과 연통되는 구조를 가지고 있다.The oil channel 371 is formed at the center of the oil supply pipe 370 inserted into the rocker arm shaft 200 and has a structure in communication with the installation space 360a of the pin member 361. The oil flow path 373 is formed outside the oil supply pipe 370 and has a structure in communication with the installation space 360b of the pin member 363.

한편, 도 4의 (b)에 도시한 것과 같이, 상기 고속용 캠(120)의 하부에는 별도의 전달수단이 존재하지 않으며 직접 고속용 록커암(220)에 직접 고속용 캠(120)에 접촉하고 있다. 또한, 상기 고속용 록커암(220)은 밸브(141, 142)와도 직접 연결되어 있지 않다. 따라서 상기 고속용 록커암(220)이 저속용 록커암(210) 및 중속용 록커암(230)과 분리되어 있는 경우에는 상기 고속용 캠(120)에 의해서 고속용 록커암(220)이 록커암 샤프트(200)를 중심으로 회전하더라도 이로 인해서 밸브(141, 142)가 리프트 운동되지 않는다. On the other hand, as shown in Figure 4 (b), there is no separate transmission means in the lower portion of the high speed cam 120, and directly contact the high speed cam 120 directly to the high speed rocker arm 220. Doing. In addition, the high speed rocker arm 220 is not directly connected to the valves (141, 142). Therefore, when the high speed rocker arm 220 is separated from the low speed rocker arm 210 and the medium speed rocker arm 230, the high speed rocker arm 220 is locked by the high speed cam 120. Even if it rotates about the shaft 200, the valve (141, 142) does not lift due to this.

상기 고속용 록커암(220)의 회전을 밸브(141, 142)의 리프트 운동에 연결하기 위해서는 고속용 록커암(220)을 저속용 록커암(210) 및 중속용 록커암(230)과 선택적으로 연결시키기 위한 연결수단(400)이 요구된다.In order to connect the rotation of the high speed rocker arm 220 to the lift motion of the valves 141 and 142, the high speed rocker arm 220 may be selectively connected to the low speed rocker arm 210 and the medium speed rocker arm 230. The connecting means 400 for connecting is required.

상기 연결수단(400)은 도 3 및 도 4에 도시한 것과 같이 상기 저속용 록커암(210), 고속용 록커암(220) 및 중속용 록커암(230) 각각의 상부에 형성되어 상기 저속용 록커암(210), 고속용 록커암(220) 및 중속용 록커암(230)을 연통시키는 연통공간들(411,412, 413)을 구비한다. The connecting means 400 is formed on each of the low speed rocker arm 210, the high speed rocker arm 220 and the medium speed rocker arm 230 as shown in Figure 3 and 4 for the low speed Communication spaces 411, 412, and 413 communicating the rocker arm 210, the high speed rocker arm 220, and the medium speed rocker arm 230 are provided.

상기 연통공간들(411, 412, 413) 각각에는 좌우로 이동가능하게 래치핀들(421, 422, 423)이 각각 설치되어 있다. 또한 상기 래치핀(421)은 연통공간(411) 의 일측(좌측)에서 탄성부재(441)에 의해서 탄성지지되며, 상기 래치핀(423) 역시 연통공간(413)의 일측(우측)에서 탄성부재(443)에 의해서 탄성지지되어 있다. 즉 상기 래치핀들(421, 422, 423)은 좌우측 양단에서 탄성부재(441, 443)에 의해서 탄성지지된다.Each of the communication spaces 411, 412, 413 is provided with latch pins 421, 422, 423 so as to be movable from side to side. In addition, the latch pin 421 is elastically supported by the elastic member 441 at one side (left side) of the communication space 411, the latch pin 423 is also an elastic member at one side (right side) of the communication space 413 It is elastically supported by 443. That is, the latch pins 421, 422, and 423 are elastically supported by the elastic members 441 and 443 at both left and right ends thereof.

한편, 상기 중속용 록커암(230)의 연통공간(413) 내에는 상기 래치핀들(421, 422, 423)을 이동시키기 위한 이동수단이 설치되어 있다. 구체적으로 상기 이동수단은 래치핀(423) 주위를 감싸는 코일(431)을 구비한다. 또한 상기 래치핀(423)을 아마츄어(amature)로 구성된다. 따라서 상기 코일(431)에 전류를 흐르게 함으로써 유도기전력에 의해서 아마츄어인 래치핀(423)이 좌우 방향으로 이동하게 된다. 상기 래치핀(423)이 우측으로 이동하는 경우 좌측에 설치된 탄성부재(441)의 탄성력에 의해서 밀려서 래치핀(421, 422)이 우측으로 이동하게 되면, 상기 저속용 록커암(210), 고속용 록커암(220) 및 중속용 록커암(230)이 서로 일체로 연결된다. 이러한 상태에서는, 상기 저속용 캠(110) 및 중속용 캠(130)의 회전은 저속용 록커암(210) 및 중속용 록커암(230)에 전달되지 않으며, 상기 고속용 캠(120)에 의해서 고속용 록커암(230)이 회전될 때, 고속용 록커암(230)과 일체로 연결된 저속용 록커암(210) 및 중속용 록커암(230)이 함께 회전하게 된다. 이에 따라서, 상기 고속용 록커암(220)의 회전은 밸브(141, 142)에 그대로 전달되어 밸브(141, 142)를 리프트 운동시킨다(도 7e 참조).Meanwhile, a moving means for moving the latch pins 421, 422, and 423 is installed in the communication space 413 of the middle speed rocker arm 230. In detail, the moving unit includes a coil 431 that wraps around the latch pin 423. In addition, the latch pin 423 is composed of an amateur (amature). Therefore, by flowing a current through the coil 431, the amateur latch pin 423 is moved in the left and right directions by the induced electromotive force. When the latch pin 423 is moved to the right, when the latch pins 421 and 422 are moved to the right by being pushed by the elastic force of the elastic member 441 installed on the left side, the locker arm 210 for the low speed, high speed The rocker arm 220 and the middle speed rocker arm 230 are integrally connected to each other. In this state, the rotation of the low speed cam 110 and the medium speed cam 130 is not transmitted to the low speed rocker arm 210 and the medium speed rocker arm 230, and by the high speed cam 120. When the high speed rocker arm 230 is rotated, the low speed rocker arm 210 and the medium speed rocker arm 230 which are integrally connected with the high speed rocker arm 230 rotate together. Accordingly, the rotation of the high speed rocker arm 220 is transmitted to the valves 141 and 142 as they are to lift the valves 141 and 142 (see FIG. 7E).

이하, 도 7a 내지 7e를 참조하여 본 발명에 따르는 5단 가변 밸브 리프트 시스템의 작용에 대해서 설명한다.Hereinafter, the operation of the five-stage variable valve lift system according to the present invention will be described with reference to FIGS. 7A to 7E.

먼저, 도 7a는 로우 리프트(Low Lift) 상태를 나타내는 것으로, 엔진시동 직후의 상태에서 밸브(141)만이 리프트 운동되는 상태이다. 이를 위해서 오일제어밸브(380) 및 이동수단이 작동되지 않는다. 이때 저속용 록커암(210)의 핀부재(361)는 레버부재(341)의 하부에 위치하기 때문에 저속용 캠(110)의 회전에 따라서 저속용 록커암(210)이 회전한다. 하지만, 중속용 록커암(230)의 핀부재(363)는 레버부재(343)의 하부로부터 이탈되어 있기 때문에 중속용 캠(130)이 회전하더라도 레버부재(343) 만이 회전할 뿐 중속용 록커암(230)은 회전하지 않는다. 따라서, 상기 저속용 록커암(210)의 회전에 의해서 밸브(141)만이 리프트 운동된다.First, FIG. 7A illustrates a low lift state in which only the valve 141 is lifted in a state immediately after starting the engine. To this end, the oil control valve 380 and the moving means are not operated. At this time, since the pin member 361 of the low speed rocker arm 210 is positioned below the lever member 341, the low speed rocker arm 210 rotates according to the rotation of the low speed cam 110. However, since the pin member 363 of the middle speed rocker arm 230 is separated from the lower part of the lever member 343, even if the middle speed cam 130 rotates, only the lever member 343 rotates, and the middle speed rocker arm rotates. 230 does not rotate. Therefore, only the valve 141 is lifted by the rotation of the low speed rocker arm 210.

도 7b는 CDA에 상태 즉, 밸브(141, 142)가 전혀 열리지 않는 상태이다. 이 경우에는 도 7a의 상태에서 오일제어밸브(380)가 작동하여 저속용 록커암(210)의 핀부재(361)를 좌측으로 이동시켜 레버부재(341)로부터 이탈시킨다. 따라서 저속용 캠(110)이 회전하더라고 레버부재(341)만이 회전할 뿐 저속용 록커암(210)은 회전하지 않는다. 따라서 상기 캠들(110, 120, 130)이 회전하더라고 밸브(141, 142)는 리프트 운동되지 않는다.7B is a state in the CDA, that is, the valves 141 and 142 are not open at all. In this case, the oil control valve 380 is operated in the state of FIG. 7A to move the pin member 361 of the low speed rocker arm 210 to the left to separate from the lever member 341. Therefore, even when the low speed cam 110 rotates, only the lever member 341 rotates, and the low speed rocker arm 210 does not rotate. Therefore, the valves 141, 142 are not lifted even when the cams 110, 120, 130 rotate.

도 7c는 미들 리프트(Middle Lift) 상태로서, 밸브(142)만을 리프트 운동함으로써 달성된다. 이를 위해서 도 7b의 상태에서 오일제어밸브(380)가 작동하여 중속용 록커암(230)의 핀부재(363)를 좌측으로 이동시켜 레버부재(341)의 하부로 삽입시킨다. 이 경우 중속용 록커암(230)은 중속용 캠(130)의 회전을 그대로 전달받아 회전하게 되고 그 결과 밸브(142)가 리프트 운동된다. FIG. 7C is a middle lift state, which is achieved by lifting only the valve 142. To this end, in the state of FIG. 7B, the oil control valve 380 operates to move the pin member 363 of the middle speed rocker arm 230 to the left to insert the lower portion of the lever member 341. In this case, the intermediate speed rocker arm 230 is rotated by receiving the rotation of the intermediate speed cam 130 as it is, and as a result, the valve 142 is lifted.

도 7d는 로우-미들 리프트(Low-Middle Lift) 상태로서, 밸브(141) 및 밸 브(142)가 모두 리프트 운동된다. 이를 위해서 도 7c의 상태에서 오일제어밸브(380)를 통해서 저속용 록커암(210)의 핀부재(361)에 가해졌던 유압을 제거한다. 이때 상기 핀부재(361)가 우측으로 이동하여 레버부재(341)의 하부에 위치하게 되고, 이로 인해서 저속용 캠(110)에 회전이 저속용 록커암(210)에도 전달이 되어 밸브(141)가 리프트 운동된다. 또한, 도 7c에서 살펴본 바와 같이 중속용 록커암(230) 역시 밸브(142)를 리프트 운동시킨다. FIG. 7D is a low-middle lift state in which both the valve 141 and the valve 142 are lifted. To this end, the hydraulic pressure applied to the pin member 361 of the low speed rocker arm 210 through the oil control valve 380 in the state of FIG. 7C is removed. At this time, the pin member 361 moves to the right to be positioned below the lever member 341, and thus the rotation is transmitted to the low speed rocker arm 210 to the low speed cam 110 so that the valve 141 is provided. Is lift exercise. In addition, as shown in FIG. 7C, the intermediate speed rocker arm 230 also lifts the valve 142.

도 7e는 하이 리프트(High Lift) 상태로서, 밸브(141, 142)가 모두 고속용 캠(220)의 회전에 의해서 리프트 운동됨으로써 달성된다. 이를 위해서 도 7d의 상태에서 오일제어밸브(380)가 작동하여 저속용 록커암(210)의 핀부재(361)를 좌측으로 이동시켜 레버부재(341)로부터 이탈시킨다. 아울러 코일(431)에 전류를 흐르게 하여 래치핀(423)을 우측으로 이동시킨다. 그 결과 좌측에 설치된 탄성부재(441)에 의해서 래치핀(421, 422)이 함께 우측으로 이동하게 되면, 상기 저속용 록커암(210), 고속용 록커암(220) 및 중속용 록커암(230)이 서로 일체로 연결된다. 이 상태에서는, 상기 저속용 캠(110) 및 중속용 캠(130)의 회전은 저속용 록커암(210) 및 중속용 록커암(230)에 전달되지 않으며, 상기 고속용 캠(120)에 의해서 고속용 록커암(230)이 회전될 때, 고속용 록커암(230)과 일체로 연결된 저속용 록커암(210) 및 중속용 록커암(230)이 함께 회전하게 된다. 이에 따라서, 상기 밸브(141, 142)가 고속용 캠(120)의 프로파일에 따라서 리프트 운동된다.7E is a high lift state, in which valves 141 and 142 are both lifted by rotation of the high speed cam 220. To this end, in the state of FIG. 7D, the oil control valve 380 operates to move the pin member 361 of the low speed rocker arm 210 to the left to separate from the lever member 341. In addition, the current flows through the coil 431 to move the latch pin 423 to the right. As a result, when the latch pins 421 and 422 move to the right by the elastic member 441 installed on the left side, the low speed rocker arm 210, the high speed rocker arm 220, and the medium speed rocker arm 230 are moved. ) Are integrally connected to each other. In this state, the rotation of the low speed cam 110 and the medium speed cam 130 is not transmitted to the low speed rocker arm 210 and the medium speed rocker arm 230, and by the high speed cam 120. When the high speed rocker arm 230 is rotated, the low speed rocker arm 210 and the medium speed rocker arm 230 which are integrally connected with the high speed rocker arm 230 rotate together. Accordingly, the valves 141 and 142 are lifted in accordance with the profile of the high speed cam 120.

도 1은 종래의 VVL 시스템을 나타내는 도면.1 shows a conventional VVL system.

도 2는 본 발명에 따르는 5단 가변 밸브 리프트 시스템을 개략적으로 나타낸 도면.2 is a schematic representation of a five stage variable valve lift system in accordance with the present invention;

도 3은 도 2의 록커암 부분을 나타내는 도면.3 shows the rocker arm portion of FIG.

도 4의 (a), (b) 및 (c)는 각각 도 3의 A-A절취선, B-B 절취선, C-C절취선에서 절취한 단면도.(A), (b) and (c) of FIG. 4 are sectional views cut out from the A-A cutting line, the B-B cutting line, and the C-C cutting line of FIG. 3, respectively.

도 5는 도 2의 록커암에 유압을 공급하기 위한 구성을 나타내는 도면.FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration for supplying hydraulic pressure to the rocker arm of FIG. 2. FIG.

도 6의 (a), (b) 및 (c)는 도 5의 D-D 절취선, E-E 절취선 및 F-F 절취선에서 절취한 단면도.6 (a), 6 (b) and 6 (c) are cross-sectional views taken along the line D-D, the line E-E, and the line F-F of FIG.

도 7a 내지 도 7e는 본 발명에 따르는 5단 가변 밸브 리프트 시스템의 작용을 나타내는 도면.7A-7E illustrate the operation of a five stage variable valve lift system in accordance with the present invention.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 > Description of the Related Art

100 : 캠샤프트 110 : 저속용 캠100: camshaft 110: low speed cam

120 : 고속용 캠 130 : 고속용 캠120: high speed cam 130: high speed cam

200 : 록커암 샤프트 210 : 저속용 록커암200: rocker arm shaft 210: rocker arm for low speed

220 : 중속용 록커암 230 : 고속용 록커암220: Medium speed rocker arm 230: High speed rocker arm

310 : 저속용 전달수단 330 : 중속용 전달수단310: low speed transmission means 330: medium speed transmission means

380 : 오일제어밸브 400 : 연결수단380: oil control valve 400: connection means

Claims (5)

캠 샤프트에 고정되어 회전하는 저속용 캠, 고속용 캠 및 중속용 캠,A low speed cam, a high speed cam and a medium speed cam, which is fixed to the cam shaft and rotates; 상기 저속용 캠, 고속용 캠 및 중속용 캠 각각의 캠 프로파일을 따라서 록커암 샤프트를 중심으로 회전하여 밸브를 리프트 운동시키는 저속용 록커암, 고속용 록커암 및 중속용 록커암,A low speed rocker arm, a high speed rocker arm and a medium speed rocker arm, which rotates about a rocker arm shaft along a cam profile of each of the low speed cam, the high speed cam and the medium speed cam to lift the valve; 상기 저속용 록커암 및 중속용 록커암 각각에 설치되어 저속용 캠 및 중속용 캠의 회전을 선택적으로 저속용 록커암 및 중속용 록커암 전달하거나 차단하는 저속용 전달수단 및 중속용 전달수단, 그리고 A low speed transmission means and a medium speed transmission means installed on each of the low speed rocker arm and the medium speed rocker arm to selectively transmit or block rotation of the low speed rocker arm and the medium speed rocker arm, and 상기 저속용 록커암, 고속용 록커암 및 중속용 록커암을 선택적으로 분리시키거나 연결시키는 연결수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 5단 가변 밸브 리프트 시스템.And a connecting means for selectively separating or connecting the low speed rocker arm, the high speed rocker arm, and the medium speed rocker arm. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 저속용 전달수단 및 중속용 전달수단은, The low speed transmission means and the medium speed transmission means, 각각 저속용 록커암 및 중속용 록커암에 각각에 회전가능하게 설치되며 저속용 캠 및 중속용 캠과 접촉하는 레버부재와, 유압에 의해서 상기 레버부재를 선택적으로 저속용 록커암 및 중속용 록커암과 연결시키는 핀부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 5단 가변 밸브 리프트 시스템.The lever member is rotatably installed on the low speed rocker arm and the medium speed rocker arm, respectively, and is in contact with the low speed cam and the medium speed cam, and the lever member is selectively used by the low speed rocker arm and the medium speed rocker arm. And a pin member for connecting with the five-stage variable valve lift system. 제2항에 있어서,3. The method of claim 2, 상기 핀부재에 공급되는 유압은 상기 록커암 샤프트에 일단부에 형성된 오일제어밸브에 의해서 제공되며,Hydraulic pressure supplied to the pin member is provided by an oil control valve formed at one end of the rocker arm shaft, 상기 록커암 샤프트에는 저속용 전달수단의 핀부재 및 중속용 전달수단의 핀부재 각각에 오일을 공급하기 위한 오일유로가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 5단 가변 밸브 리프트 시스템. The rocker arm shaft has a five-stage variable valve lift system, characterized in that an oil passage for supplying oil to each of the pin member of the low speed transmission means and the pin member of the medium speed transmission means. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,4. The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 연결수단은:The connecting means is: 상기 저속용 록커암, 고속용 록커암 및 중속용 록커암 각각의 내부에 설치되며 서로 연통되어 있는 연통공간들,Communication spaces installed in each of the low speed rocker arm, the high speed rocker arm and the medium speed rocker arm, and communicate with each other, 상기 연통공간들 각각의 내측에서 이동하여 상기 저속용 록커암, 고속용 록커암 및 중속용 록커암을 서로 연결키는 래치핀들을 포함하는 것을 특징으로 하는 5단 가변 밸브 리프트 시스템.And a latch pin moving inside each of the communication spaces to connect the low speed rocker arm, the high speed rocker arm, and the middle speed rocker arm to each other. 제4항에 있어서,5. The method of claim 4, 상기 래치핀들은 연통공간의 양단부에 설치된 탄성부재에 의해서 탄성지지되며, 연통공간들 중 하나의 연통공간 내에 설치된 이동수단에 의해서 래치핀들을 이동하는 것을 특징으로 하는 5단 가변 밸브 리프트 시스템.The latch pins are elastically supported by elastic members provided at both ends of the communication space, and the five-stage variable valve lift system, characterized in that for moving the latch pins by means of movement installed in one of the communication space.
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