KR101459428B1

KR101459428B1 - 가변 압축비 장치

Info

Publication number: KR101459428B1
Application number: KR1020090118735A
Authority: KR
Inventors: 이은호; 공진국; 우수형
Original assignee: 현대자동차 주식회사
Priority date: 2009-12-02
Filing date: 2009-12-02
Publication date: 2014-11-10
Also published as: US20110126806A1; CN102086811A; US8387573B2; CN102086811B; KR20110062143A

Abstract

본 발명은 가변 압축비 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 연소실 내의 혼합기의 압축비를 엔진의 운전 상태에 따라 가변시키는 가변 압축비 장치에 관한 것이다.

이를 위해, 본 발명은 피스톤, 상기 피스톤에 장착된 피스톤 핀, 크랭크 샤프트 및 상기 피스톤과 상기 크랭크 샤프트를 연결하는 커넥팅 로드를 포함하는 가변 압축비 장치에 있어서, 내주면은 상기 피스톤 핀의 외주면과 밀착되고, 외주면은 상기 커넥팅 로드의 단부에 형성된 링의 내주면에 밀착되며, 상기 내주면의 중심과 상기 외주면의 중심이 편심된 편심 링, 상기 피스톤 핀의 내부에 중공이 형성되고, 그 내부에서 길이 방향으로 왕복 슬라이딩되도록 배치되는 작동 핀, 상기 작동 핀의 양단부에 대하여 선택적으로 접촉할 수 있는 위치에 배치되고, 이러한 단부 중 일측의 단부를 반대측으로 밀어낼 수 있도록 실린더 하부의 양측에 각각 형성되는 가변 슬라이더 및 상기 양측의 가변 슬라이더가 상기 작동 핀의 길이 방향에 대하여 수직으로 직선 왕복운동할 수 있도록 지지하는 안내 판을 포함하고, 선택적으로 회전되는 가변 샤프트의 일단이 상기 가변 슬라이더에 연결되고 이러한 가변 샤프트의 회전에 의해 상기 가변 슬라이더의 슬라이딩 방향이 제어되는 것을 특징으로 하는 가변 압축비 장치를 제공한다.

소단부, 편심 링, 피스톤, 피스톤 핀, 장착 돌기, 장착 홈

Description

가변 압축비 장치{VARIABLE COMPRESSION RATIO DEVICE}

일반적으로 열기관의 열효율은 압축비가 높으면 증가되며, 스파크 점화기관의 경우 일정 수준까지 점화시기를 진각하면 열효율이 증가된다. 그러나, 스파크 점화기관은 높은 압축비에서 점화시기를 진각하면 이상 연소가 발생하여, 엔진 손상을 가져올 수 있으므로 점화시기 진각에 한계가 있고, 이에 의해 출력 저하를 감수해야 한다.

가변 압축비(variable compression ratio: VCR) 장치는 혼합기의 압축비를 엔진의 운전 상태에 따라 변화시키는 장치이다. 가변 압축비 장치에 따르면, 엔진의 저부하 운전 상태(low load condition)에서는 혼합기의 압축비를 높여 연비를 향상시키고 엔진의 고부하 운전 상태(high load condition)에서는 혼합기의 압축비를 낮추어 녹킹의 발생을 방지하고 엔진 출력을 향상시킨다.

상기와 같은 가변 압축비를 실현하기 위하여 커넥팅 로드의 소단부 내부에 배치되는 편심링의 내부에 오일 챔버가 형성되고, 이러한 오일 챔버의 내부에 오일을 공급함으로써 유압을 이용하여 상기 편심링을 편심 회전시키는 것이 공지되어 있으나, 상기와 같은 종래 기술에 의한 가변 압축비 장치는 상기 편심 링으로부터 상기 오일 챔버 중심까지의 거리가 짧으므로 폭발 압력 작용 시 오일 챔버 내에서의 편심 링의 위치를 유지하기 위해 필요로 하는 압력이 크게 상승하여 압축비가 유지되지 않는 문제점이 있었다.

또한, 압축비 가변 시 필요한 오일 압력도 과도하게 필요로 하게 되는 문제점을 내포한다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 실린더 내의 압축비를 가변시키기 위해서 개선된 구조를 갖는 가변 압축비 장치를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 가변 압축비 장치는 피스톤, 상기 피스톤에 장착된 피스톤 핀, 크랭크 샤프트 및 상기 피스톤과 상기 크랭크 샤프트를 연결하는 커넥팅 로드를 포함하는 가변 압축비 장치에 있어서, 내주면은 상기 피스톤 핀의 외주면과 밀착되고, 외주면은 상기 커넥팅 로드의 단부에 형성된 링의 내주면에 밀착되며, 상기 내주면의 중심과 상기 외주면의 중심이 편심된 편심 링, 상기 피스톤 핀의 내부에 중공이 형성되고, 그 내부에서 길이 방향으로 왕복 슬라이딩되도록 배치되는 작동 핀, 상기 작동 핀의 양단부에 대하여 선택적으로 접촉할 수 있는 위치에 배치되고, 이러한 단부 중 일측의 단부를 반대측으로 밀어낼 수 있도록 실린더 하부의 양측에 각각 형성되는 가변 슬라이더 및 상기 양측의 가변 슬라이더가 상기 작동 핀의 길이 방향에 대하여 수직으로 직선 왕복운동할 수 있도록 지지하는 안내 판을 포함하고, 선택적으로 회전되는 가변 샤프트의 일단이 상기 가변 슬라이더에 연결되고 이러한 가변 샤프트의 회전에 의해 상기 가변 슬라이더의 슬라이딩 방향이 제어되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 편심 링의 외주면에는 장착 홈이 형성되고, 이러한 장착 홈의 양 단에는 오일 유입홀이 각각 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 오일 유입홀에 오일을 공급하기 위하여 상기 커넥팅 로드의 내부에 오일 공급로가 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 장착 홈에 삽입되는 장착돌기가 구비되고, 이러한 장착 돌기를 밀착시켜서 덮을 수 있도록 구비되는 장착 커버에 의해서 밀폐됨과 동시에 양측으로 각각 구획되는 오일 챔버가 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 작동 핀의 내부에는 제어 유로가 형성되고, 이러한 작동 핀의 좌우 왕복운동에 따라 상기 오일 공급로로부터 공급되는 오일이 상기 장착 돌기에 의해 구획된 오일 챔버 중 선택적으로 오일을 공급하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 양측의 가변 슬라이더의 내측면에는 상기 작동 핀의 양측 단부에 각각 대응되도록 돌출부가 형성되고, 양측의 돌출부는 동일 진행 방향에 대하여 전후로 어긋나는 위치에 배치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 가변 샤프트와 상기 가변 슬라이더는 작동 암에 의해 연결되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 가변 샤프트의 외주면에는 일체로 회전되는 샤프트 링이 설치되고, 이러한 샤프트 링에 형성되는 제1 힌지부를 통하여 상기 가변 샤프트와 상기 작동 암이 연결되고, 상기 작동 암은 제2 힌지부를 통하여 상기 가변 슬라이더와 연결되고, 상기 가변 샤프트가 선택적으로 일방향으로 회전하면, 상기 작동 암은 상기 제1 힌지부와 제2 힌지부를 통하여 상기 가변 슬라이더를 직선 왕복운동으로 전환시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 안내 판의 일측면에는 상기 가변 슬라이더를 전후방향으로 왕복운동되도록 안내하는 안내 레일이 형성되고, 그 하측에는 상기 지지 부재를 연결고정시키기 위한 고정 블록이 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 가변 샤프트는 별도록 구비되는 진공 방식의 액추에이터에 의해 구동되는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 가변 압축비 장치에 의하면, 편심 링을 회전시키기 위하여 오일압이나 전기모터를 사용하지 않으므로 부품개수가 감소되고, 구성이 단순하다.

또한, 편심 링 중심으로부터 오일 챔버까지의 거리가 길기 때문에 작은 힘으로도 큰 유지 토크를 갖는다.

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

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 가변 압축비 장치의 결합 사시도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 가변 압축비 장치의 분해 사시도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 가변 압축비 장치의 구동 측을 나타낸 분해 사시도이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 가변 압축비 장치의 슬라이더를 나타낸 사시도이다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 가변 압축비 장치의 피스톤 핀을 나타낸 사시도이다.

도 6은 도 5의 분해 사시도이다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 가변 압축비 장치의 피스톤 핀의 작동 상태를 나타낸 것이다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 가변 압축비 장치가 커넥팅 로드의 소단부에 적용된 상태를 나타낸 단면도이다.

도 9는 도 8의 구조를 나타낸 사시도이다.

도 10은 도 9의 분해 사시도이다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 의한 가변 압축비 장치에 적용되는 편심 링의 내부를 개략적으로 나타낸 사시도이다.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 의한 가변 압축비 장치의 압축비에 따른 가변 샤프트의 작동상태를 나타낸 것이다.

도 13은 본 발명의 일 실시예에 의한 가변 압축비 장치의 압축비에 따른 가변 슬라이더의 작동상태를 나타낸 것이다.

도 14는 본 발명의 일 실시예에 의한 가변 압축비 장치의 압축비에 따라 작동되는 커넥팅 로드의 내부를 나타낸 것이다.

도 15는 본 발명의 일 실시예에 의한 가변 압축비 장치에 적용되는 피스톤의 압축비에 따른 높이의 변화를 나타낸 것이다.

도 1 및 도 2을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 가변 압축비 장치는 가변 샤프트(100), 피스톤(200), 내부에 제어 유로(310)가 형성되는 커넥팅 로드(300), 편심 링(400), 피스톤 핀(410), 작동 핀(420), 작동 암(500) 및 가변 슬라이더(510)를 포함한다.

상기 가변 샤프트(100)는 실린더 블록(미도시)의 외부에 별도로 구비되는 액추에이터(600)에 의해서 선택적으로 일방향으로 회전되도록 형성된다.

상기 액추에이터(600)는 진공 액추에이터 등의 상기 가변 샤프트(100)를 구동시킬 수 있는 장치라면 어떠한 것이든 가능하다.

여기서, 실린더 블록에 장착되는 피스톤(200)은 실린더(미도시) 내벽을 따라 왕복운동을 함으로써 하측에 배치되는 크랭크 샤프트(10)가 회전되도록 배치되고, 상기 커넥팅 로드(300)의 상단부(이하, 소단부라 칭함)에 연결된다.

또한, 상기 소단부(310)의 내주면에 접하여 회전되는 편심 링(400)이 배치된다.

그리고, 상기 편심 링(400)의 내주면에 삽입되는 피스톤 핀(410)이 구비된다.

즉, 상기 편심 링(400)의 내주면은 상기 피스톤 핀(410)의 외주면과 밀착되고, 그 외주면은 상기 소단부(310)의 내주면에 밀착된다.

엔진의 압축비를 변경시키기 위한 상기 편심 링(400)은 상기 피스톤 핀(410) 과 동심원을 이루며, 상기 편심 링(400)의 외주면은 상기 소단부(310)의 중심으로부터 편심된다.

또한, 도 11에 도시한 바와 같이, 상기 편심 링(400)의 외주면에는 장착 홈(401)이 형성된다.

본 실시예에서는 상기 장착 홈(401)의 형상이 대략 각 모서리가 라운드 가공된 형상의 사각형으로 형성되었으나, 후술하는 장착 돌기(406)가 견고하게 결합될 수 있는 형상이면 어느 형상이든 가능하다.

상기 장착 돌기(406)는 상기 장착 홈(401)에 끼웠을 때, 상기 장착 홈(401)으로부터 소정 높이만큼 외측으로 돌출되는 형상으로 형성된다.

또한, 상기 장착 홈(401)의 양측단에는 오일 유입홀(402, 403)이 형성된다.

이러한 오일 유입홀(402, 403)은 후술하는 커넥팅 로드(300)의 오일 공급로(301)와 각각 선택적으로 연통되도록 각각의 오일 순환 홈(404, 405)이 형성된다.

이러한 오일 순환 홈(404, 405)은 일측의 오일 순환 홈(404)을 통하여 오일이 공급되었을 시, 타측의 오일 순환 홈(405)을 통하여 오일이 배출되는 구조로서, 상호 오일의 공급 및 배출을 겸하도록 구성된다.

또한, 도 9 및 도 10에 도시한 바와 같이, 상기 장착 돌기(406)의 외측을 긴밀하게 덮을 수 있도록 장착 커버(407)가 구비된다.

즉, 상기 장착 돌기(406)가 상기 장착 홈(401)에 꼭 맞도록 끼워지고, 상기 장착 커버(407)를 이용하여 상기 장착 돌기(406)를 견고하게 덮게 되면, 상기 편심 링(400)의 외주면과 상기 장착 커버(407)에 의해 공간이 형성되며, 이러한 공간은 상기 장착 돌기(406)에 의해 양분되어 각각의 오일 챔버(408, 409)으로 구획된다.

이렇게 함으로써, 상기 오일 유입홀(402, 403)에 대하여 선택적으로 오일을 유입시키게 되면 상기 오일 챔버(408, 409)에 대하여 선택적으로 유압을 발생시킬 수 있게 된다.

즉, 상기 오일 챔버(408, 409)은 상기 장착 돌기(406)에 의해 양측으로 차단되어서 장착 돌기(406)를 중심으로 오일 챔버(408, 409)에 대하여 선택적으로 유압이 가해짐에 따라 장착 돌기(406)와 상기 편심 링(400)이 상대운동하도록 형성한다.

또한, 도 5 내지 도 7에 도시한 바와 같이, 상기 오일 챔버(408, 409)에 오일을 공급하기 위하여 상기 커넥팅 로드(300)의 내부에 별도의 오일 공급로(301)가 형성된다.

상기 작동 핀(420)는 상기 피스톤 핀(410)의 내부에 형성된 중공의 벽면을 따라 왕복운동되도록 장착된다.

이때, 상기 작동 핀(420)이 상기 상기 피스톤 핀(410)의 내부에 삽입된 후

, 상기 피스톤 핀(410)의 양단에 끼워지는 스냅 링(412) 및 스토퍼(411)가 별도로 구비되면 보다 더 견고하게 결합할 수 있다.

아울러, 상기 작동 핀(420)의 작동감을 좋게 하기 위하여 상기 작동 핀(420)의 외주면에 탄성 부재(423) 및 볼(424)을 설치할 수도 있다. 이러한 볼(424)이 탄성 부재(423)에 의해 탄성지지되고, 상기 볼(424)이 이것에 대응되도록 상기 피스 톤 핀(410)의 내주면에 형성되는 홈(미도시)에 걸리도록 형성함으로써 상기 작동 핀(420)이 슬라이딩되는 과정에서 저압축비 상태 또는 고압축비 상태를 보다 안정적으로 유지할 수 있게 한다.

여기서, 상기 작동 핀(420)의 내부에는 제어 유로(423)가 형성된다.

즉, 상기 작동 핀(420)의 좌우 왕복운동에 따라 상기 오일 공급로(301)로부터 공급되는 오일이 상기 장착 돌기(406)에 의해 구획된 오일 챔버(408, 409)에 대하여 선택적으로 오일을 공급한다.

한편, 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 가변 샤프트(100)는 별도로 구비되는 액추에이터(600)에 의해 축방향을 중심으로 회전되도록 형성한다. 이러한 액추에이터(600)는 전술한 바와 같은 진공방식의 액추에이터를 적용할 수 있다.

이때, 상기 가변 샤프트(100)의 외주면에는 상기 실린더 블록에 고정결합하기 위한 샤프트 링(110)이 적어도 2개소 이상 설치될 수 있다. 이러한 샤프트 링(110)에 별도의 볼트 등의 결합 부재를 이용하여 실린더 블록에 결합할 수 있다.

또한, 상기 가변 샤프트(100)의 외주면에는 2개의 작동 암(500)이 설치된다.

상기 작동 암(500)의 일단은 상기 가변 샤프트(100)의 외주면에 제1 힌지부(501)가 각각 형성되어서 이러한 제1 힌지부(501)를 통하여 연결되며, 그 타단에도 제2 힌지부(502)가 형성되어서 후술하는 가변 슬라이더(510)에 힌지결합된다.

상기 제1, 제2 힌지부(501, 502)는 상기 가변 샤프트(100)의 일방향으로의 회전에 따라 한 쌍으로 구비되는 작동 암(500)와 한 쌍으로 구비되는 가변 슬라이 더(510)가 일체로 작동되도록 연결하는 기능을 한다.

즉, 상기 제1 힌지부(501)를 통하여 상기 가변 샤프트(100)와 상기 작동 암(500)이 힌지연결되고 상기 한 쌍의 작동 암(500)의 타단에 형성되는 제2 힌지부(502)를 통하여 상기 작동 암(500)와 가변 슬라이더(510)가 힌지연결된다.

즉, 상기 가변 샤프트(100)가 상기 액추에이터(600)에 의해 일방향으로 회전되면 상기 제1 힌지부(501)를 통하여 회동되는 작동 암(500)를 직선 왕복운동하도록 전환시키게 된다.

따라서, 상기 작동 암(500)의 제2 힌지부(502)와 힌지연결되는 가변 슬라이더(510)도 마찬가지로 직선 왕복운동하게 된다.

여기서, 상기 가변 슬라이더(510)의 외측면으로 직선운동을 안내하는 안내 레일(미도시)이 형성된 지지판(520)이 배치된다.

즉, 상기 안내 레일은 직선으로 파인 홈형상으로 형성되며, 이러한 안내 레일에 대응되어 결합되는 돌기(미도시)가 상기 가변 슬라이더(510)의 일측면에 각각 형성되도록 한다.

또한, 상기 가변 슬라이더(510)의 상호 마주보는 내측면에는 각각 돌출부(511)가 형성된다.

이러한 돌출부(511)는 상기 작동 핀(420)의 양단부(421, 422)와 대응되도록 배치한다.

또한, 상기 양측의 돌출부(511)는 상호 전후방향으로 일치하지 않는 위치에 배치한다.

즉, 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 양측의 가변 슬라이더(510)가 상호 마주보는 동일 수직선 상에 위치해 있을 때, 상기 돌출부(511)는 동일 수직선 상에 배치되지 않도록 함으로써, 상기 가변 슬라이더(510)가 선택적으로 전측 및 후측으로 이동하게 되면 상기 양측의 가변 슬라이더(510) 중 어느 하나의 돌출부(511)가 상기 작동 핀(420)의 단부(421, 422)에 대하여 선택적으로 가압하도록 형성한다.

상기 지지판(520)은 안내 레일을 통하여 상기 가변 슬라이더(510)의 직선운동을 안내함과 동시에 이동 거리를 확보할 수 있는 넓이를 가진 판 형상이면 적용가능하다.

또한, 상기 지지판(520)의 하측에는 상기 가변 슬라이더(510) 및 지지판(520)을 고정지지할 수 있도록 고정 블록(530)이 형성된다.

이러한 고정 블록(530)은 상기 가변 슬라이더(510) 및 상기 지지판(520)을 실린더 블록 내부에 결합부재(미도시)를 이용하여 견고하게 고정결합시키기 위한 것이다.

전술한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 의한 가변 압축비 장치의 작동을 설명하면 다음과 같다.

우선, 도 12의 (A)에 도시한 바와 같이, 저압축비로의 전환 시, 상기 가변 샤프트(100)가 액추에이터(600)에 의해서 일례로서, 일방향으로 회전하게 되면(본 실시예에서는 시계방향으로 도시함), 작동 암(500) 및 가변 슬라이더(510)가 상기 가변 샤프트(100) 측으로 이동하게 된다.

이후, 도 13의 (A)에 도시한 바와 같이, 상기 가변 슬라이더(510) 중 어느 하나의 가변 슬라이더(510)에 형성되어 있는 어느 하나의 돌출부(511)가 작동 핀(420)의 일단부(421)를 가압하게 된다.

이때, 상기 작동 핀(420)는 일측으로 슬라이딩되고, 그 내부에 구성되어있는 일측의 제어 유로(423)를 연통시킴으로써 유로의 경로를 제어한다.

즉, 도 14의 (A)에 도시한 바와 같이, 커넥팅 로드(300)의 오일 공급로(301)를 통하여 공급된 오일이 작동 핀(420)의 내부에 형성된 일측의 제어 유로(423)를 선택적으로 경유하여 상기 편심 링(400)으로 공급된다.

따라서, 도 15의 (A)에 도시한 바와 같이, 상기 편심 링(400)에 고정결합되는 장착 돌기(406)가 일측의 오일 챔버(408)에 발생되는 유압에 의해 회동하게 되고, 이러한 회동으로 인하여 상기 편심 링(400)이 일방향으로 회전하게 된다.

한편, 상기 저압축비로의 전환시와는 반대로, 도 12의 (B)에 도시한 바와 같이, 고압축비로의 전환 시, 상기 가변 샤프트(100)가 액추에이터(600)에 의해서 반대방향으로 회전하게 되면 작동 암(500) 및 가변 슬라이더(510)가 상기 가변 샤프트(100)로부터 멀어지는 방향으로 이동하게 된다.

이후, 도 13의 (B)에 도시한 바와 같이, 상기 가변 슬라이더(510) 중 다른 하나의 가변 슬라이더(510)에 형성되어 있는 돌출부(511)가 작동 핀(420)의 일단부(422)를 가압하게 된다.

이때, 상기 작동 핀(420)는 타측으로 슬라이딩되고, 그 내부에 구성되어 있는 타측의 제어 유로(423)를 연통시킴으로써 유로의 경로를 제어한다.

즉, 도 14의 (B)에 도시한 바와 같이, 커넥팅 로드(300)의 오일 공급로(301)를 통하여 공급된 오일이 작동 핀(420)의 내부에 형성된 타측의 제어 유로(423)를 선택적으로 경유하여 상기 편심 링(400)으로 공급된다.

따라서, 도 15의 (B)에 도시한 바와 같이, 상기 편심 링(400)에 고정결합되는 장착 돌기(406)가 타측의 오일 챔버(409)에 발생되는 유압에 의해 회동하게 되고, 이러한 회동으로 인하여 상기 편심 링(400)이 반대 방향으로 회전하게 된다.

상기와 같이 편심 링(400)이 상기 피스톤 핀(420)의 선택적으로 슬라이딩되는 방향에 따라 일방향으로 회동함으로써 도 15에 도시된 d만큼의 높이차이를 발생시키므로 상기 피스톤(200)의 높이를 가변시키게 된다.

이로 인하여, 상기 실린더 내부의 압축비를 조절할 수 있게 된다.

이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시 예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.

도 6은 도 5의 분해 사시도이다.

도 9는 도 8의 구조를 나타낸 사시도이다.

도 10은 도 9의 분해 사시도이다.

* 도면에 사용된 주요부분 부호설명 *

100: 가변 샤프트 110: 샤프트 링

200: 피스톤 300: 커넥팅 로드

301: 오일 공급로 310: 소단부

400: 편심 링 401: 장착 홈

402, 403: 오일 공급 홀 404, 405: 오일 순환홈

406: 장착 돌기 407: 장착 커버

408, 409: 오일 챔버 420: 작동 핀

421: 제어 유로 500: 작동 암

501: 제1 힌지부 502: 제2 힌지부

510: 가변 슬라이더 511: 돌출부

520: 지지판 530: 고정 블록

600: 액추에이터

Claims

피스톤, 상기 피스톤에 장착된 피스톤 핀, 크랭크 샤프트 및 상기 피스톤과 상기 크랭크 샤프트를 연결하는 커넥팅 로드를 포함하는 가변 압축비 장치에 있어서,

내주면은 상기 피스톤 핀의 외주면과 밀착되고, 외주면은 상기 커넥팅 로드의 단부에 형성된 링의 내주면에 밀착되며, 상기 내주면의 중심과 상기 외주면의 중심이 편심된 편심 링;

상기 피스톤 핀의 내부에 중공이 형성되고, 그 내부에서 길이 방향으로 왕복 슬라이딩되도록 배치되는 작동 핀;

상기 작동 핀의 양단부에 대하여 선택적으로 접촉할 수 있는 위치에 배치되고, 이러한 단부 중 일측의 단부를 반대측으로 밀어낼 수 있도록 실린더 하부의 양측에 각각 형성되는 가변 슬라이더; 및

상기 양측의 가변 슬라이더가 상기 작동 핀의 길이 방향에 대하여 수직으로 직선 왕복운동할 수 있도록 지지하는 안내 판;

을 포함하고,

선택적으로 회전되는 가변 샤프트의 일단이 상기 가변 슬라이더에 연결되고 이러한 가변 샤프트의 회전에 의해 상기 가변 슬라이더의 슬라이딩 방향이 제어되는 것을 특징으로 하는 가변 압축비 장치.
제1항에 있어서,

상기 편심 링의 외주면에는 장착 홈이 형성되고, 이러한 장착 홈의 양단에는 오일 유입홀이 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 가변 압축비 장치.
제2항에 있어서,

상기 오일 유입홀에 오일을 공급하기 위하여 상기 커넥팅 로드의 내부에 오일 공급로가 형성되는 것을 특징으로 하는 가변 압축비 장치.
제2항에 있어서,

상기 장착 홈에 삽입되는 장착돌기가 구비되고, 이러한 장착 돌기를 밀착시켜서 덮을 수 있도록 구비되는 장착 커버에 의해서 밀폐됨과 동시에 양측으로 각각 구획되는 오일 챔버가 형성되는 것을 특징으로 하는 가변 압축비 장치.
제3항에 있어서,

상기 작동 핀의 내부에는 제어 유로가 형성되고, 이러한 작동 핀의 좌우 왕복운동에 따라 상기 오일 공급로로부터 공급되는 오일이 상기 장착 돌기에 의해 구획된 오일 챔버 중 선택적으로 오일을 공급하는 것을 특징으로 하는 가변 압축비 장치.
제1항에 있어서,

상기 양측의 가변 슬라이더의 내측면에는 상기 작동 핀의 양측 단부에 각각 대응되도록 돌출부가 형성되고, 양측의 돌출부는 동일 진행 방향에 대하여 전후로 어긋나는 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 가변 압축비 장치.
제1항에 있어서,

상기 가변 샤프트와 상기 가변 슬라이더는 작동 암에 의해 연결되는 것을 특징으로 하는 가변 압축비 장치.
제7항에 있어서,

상기 가변 샤프트의 외주면에는 일체로 회전되는 샤프트 링이 설치되고, 이러한 샤프트 링에 형성되는 제1 힌지부를 통하여 상기 가변 샤프트와 상기 작동 암이 연결되고, 상기 작동 암은 제2 힌지부를 통하여 상기 가변 슬라이더와 연결되고, 상기 가변 샤프트가 선택적으로 일방향으로 회전하면, 상기 작동 암은 상기 제1 힌지부와 제2 힌지부를 통하여 상기 가변 슬라이더를 직선 왕복운동으로 전환시키는 것을 특징으로 하는 가변 압축비 장치.
제1항에 있어서,

상기 안내 판의 일측면에는 상기 가변 슬라이더를 전후방향으로 왕복운동되도록 안내하는 안내 레일이 형성되고, 그 하측에는 상기 지지 부재를 연결고정시키기 위한 고정 블록이 형성되는 것을 특징으로 하는 가변 압축비 장치.
제1항에 있어서,

상기 가변 샤프트는 별도록 구비되는 진공 방식의 액추에이터에 의해 구동되는 것을 특징으로 하는 가변 압축비 장치.