KR20090064012A - 연속 가변 밸브 리프트 시스템 - Google Patents

연속 가변 밸브 리프트 시스템 Download PDF

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Abstract

연속 가변 밸브 리프트 시스템에 관한 것으로 입력 캠, 드라이브 샤프트, 접촉부를 포함하며 상기 입력 캠의 회전을 전달 받아 상기 드라이브 샤프트를 중심으로 왕복 회전운동을 하는 리프터, 밸브 개폐부, 상기 접촉부와 접촉하여 상기 드라이브 샤프트를 중심으로 왕복회전운동하며 상기 밸브 개폐부를 개폐하는 출력 캠, 상기 출력 캠에 복원력을 제공하는 리턴 스프링 및 상기 드라이브 샤프트와 상기 접촉부의 거리를 조절하는 조절부를 포함한다.
가변 밸브 리프트, CDA(cylinder deactivation)

Description

연속 가변 밸브 리프트 시스템{CONTINUOUS VARIABLE VALVE LIFT SYSTEM}
본 발명은 연속 가변 밸브 리프트 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 리프터, 드라이브 샤프트를 구비하고 상기 리프터와 드라이브 샤프트의 상대적인 거리를 조절하여 밸브 리프트를 조절할 수 있는 연속 가변 밸브 리프트 시스템에 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 맞추 어 설계되면 저속의 운전상태에서 반대의 현상이 일어나게 된다.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 리프터, 드라이브 샤프트를 구비하고 상기 리프터와 드라이브 샤프트의 상대적인 거리를 조절하여 밸브 리프트를 조절할 수 있는 연속 가변 밸브 리프트 시스템을 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 연속 가변 밸브 리프트 시스템은 입력 캠, 드라이브 샤프트, 접촉부를 포함하며 상기 입력 캠의 회전을 전달 받아 상기 드라이브 샤프트를 중심으로 왕복 회전운동을 하는 리프터, 밸브 개폐부, 상기 접촉부와 접촉하여 상기 드라이브 샤프트를 중심으로 왕복회전운동하며 상기 밸브 개폐부를 개폐하는 출력 캠, 상기 출력 캠에 복원력을 제공하는 리턴 스프링 및 상기 드라이브 샤프트와 상기 접촉부의 거리를 조절하는 조절부를 포함할 수 있다.
상기 조절부는 길이 방향으로 제1 슬롯이 형성되어 상기 드라이브 샤프트 내에 구비되는 인풋 샤프트, 상기 인풋 샤프트와 연결되어 상기 인풋 샤프트가 상기 드라이브 샤프트 내에서 회전 가능하도록 하는 작동 유닛, 상기 제1 슬롯 내에서 이동 가능하게 구비되는 적어도 하나 이상의 이송 샤프트, 상기 드라이브 샤프트에 경사지게 형성되어 상기 이송 샤프트가 삽입되는 제2 슬롯, 원주 방향으로 상기 이송 샤프트가 삽입되도록 제3 슬롯이 형성되고, 상기 드라이브 샤프트의 길이 방향으로 이동 가능하도록 상기 드라이브 샤프트에 구비된 적어도 하나 이상의 사이드 바디 및 상기 접촉부와 연결되어 상기 사이드 바디의 이동에 따라 상기 드라이브 샤프트와 상기 접촉부의 거리가 변하도록 구비된 어퍼 바디를 포함할 수 있다.
상기 사이드 바디에는 제1 결합부가 형성되고, 상기 어퍼 바디에는 제2 결합부가 형성되어 상기 제1 결합부와 슬라이딩 가능하도록 결합할 수 있다.
상기 접촉부는 적어도 하나 이상의 트랜스퍼 롤러로 할 수 있다.
상기 트랜스퍼 롤러는 트랜스퍼 샤프트와 연결되고, 상기 트랜스퍼 샤프트는 상기 어퍼 바디와 연결되며, 상기 트랜스퍼 샤프트가 이동 가능하도록 상기 리프터에는 제4 슬롯이 형성될 수 있다.
인풋 롤러가 상기 입력 캠과 접촉하는 부분에 구비될 수 있다.
상기 작동 유닛은 작동모터로 할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 연속 가변 밸브 리프트 시스템에의하면, 리프터, 드라이브 샤프트를 구비하고 상기 리프터와 드라이브 샤프트의 상대적인 거리를 조절하여 밸브 리프트를 조절할 수 있다.
일반적인 캠의 형상이나 밸브트레인의 과도한 변경 없이 간단한 구성으로 구비하여 밸브의 개폐량과 개폐시간을 조절할 수 있다.
유압 기구를 사용하지 아니하여도 연속 가변 밸브 리프트를 구현 할 수 있어 복잡한 유압 회로 설계가 필요 없다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도1은 본 발명의 실시예에 의한 연속 가변 밸브 리프트 시스템의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도4는 본 발명의 실시예에 의한 연속 가변 밸브 리프트 시스템의 드라이브 샤프트와 사이드 바디의 결합을 나타내는 도면이다.
도5의 (a) 내지 (f)는 본 발명의 실시예에 의한 연속 가변 밸브 리프트 시스템의 조절부의 각 구성을 나타내는 도면이고, 도6은 본 발명의 실시예에 의한 연속 가변 밸브 리프트 시스템의 리프터의 구성을 나타내는 도면이다.
이하, 도1,4,5 및 6을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 연속 가변 밸브 리프트 시스템의 구성을 설명한다.
본 발명의 실시예에 따른 연속 가변 밸브 리프트 시스템은 입력 캠(100), 드라이브 샤프트(200), 접촉부(510)를 포함하며 상기 입력 캠(100)의 회전을 전달 받아 상기 드라이브 샤프트(200)를 중심으로 왕복 회전운동을 하는 리프터(300)와 밸브 개폐부(600)를 포함한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 연속 가변 밸브 리프트 시스템은 상기 접촉부(510)와 접촉하여 상기 드라이브 샤프트(200)를 중심으로 왕복회전운동하며 상기 밸브 개폐부(600)를 개폐하는 출력 캠(500), 상기 출력 캠(500)에 복원력을 제공하는 리턴 스프링(530) 및 상기 드라이브 샤프트(200)와 상기 접촉부(510)의 거리를 조절하는 조절부를 포함한다.
상기 조절부는 길이 방향으로 제1 슬롯(801)이 형성되어 상기 드라이브 샤프트(200) 내에 구비되는 인풋 샤프트(320), 상기 인풋 샤프트(320)와 연결되어 상기 인풋 샤프트(320)가 상기 드라이브 샤프트(200) 내에서 회전 가능하도록 하는 작동 유닛, 상기 제1 슬롯(801) 내에서 이동 가능하게 구비되는 적어도 하나 이상의 이송 샤프트(420)를 포함한다.
상기 드라이브 샤프트(200)에는 상기 이송 샤프트(420)가 삽입되는 제2 슬롯(802)이 경사지게 형성된다.
원주 방향으로 상기 이송 샤프트(420)가 삽입되도록 제3 슬롯(803)이 형성되고, 상기 드라이브 샤프트(200)의 길이 방향으로 이동 가능하도록 상기 드라이브 샤프트(200)에 구비된 적어도 하나 이상의 사이드 바디(430)가 구비되고, 상기 접촉부(510)와 연결되어 상기 사이드 바디(430)의 이동에 따라 상기 드라이브 샤프트(200)와 상기 접촉부(510)의 거리가 변하도록 구비된 어퍼 바디(440)가 구비된다.
상기 사이드 바디(430)에는 제1 결합부(431)가 형성되고, 상기 어퍼 바디(440)에는 제2 결합부(441)가 형성되어 상기 제1 결합부(431)와 슬라이딩 가능하도록 결합한다.
상기 접촉부(510)는 적어도 하나 이상의 트랜스퍼 롤러(310)가 구비된다.
상기 트랜스퍼 롤러(310)는 트랜스퍼 샤프트(320)와 연결되고, 상기 트랜스퍼 샤프트(320)는 상기 어퍼 바디(440)와 연결되며, 상기 트랜스퍼 샤프트(320)가 이동 가능하도록 상기 리프터(300)에는 제4 슬롯(804)이 형성된다.
인풋 롤러(330)는 상기 입력 캠(100)과 접촉하는 부분에 구비된다.
상기 작동 유닛은 작동모터(700)로 한다.
도면에는 상기 이송 샤프트(420), 상기 사이드 바디(430) 상기 제2 슬롯(802) 등이 2개씩 도시되어 있으나, 1개의 구성으로도 작동이 가능하다.
도2는 본 발명의 실시예에 의한 연속 가변 밸브 리프트 시스템의 하이 리프트 모드에서의 작동을 개략적으로 나타내는 도면이고, 도3는 본 발명의 실시예에 의한 연속 가변 밸브 리프트 시스템의 로우 리프트 모드에서의 작동을 개략적으로 나타내는 도면이다.
이하, 도2와 도3을 참조하여 본 발명의 실시예에 의한 연속 가변 밸브 리프트 시스템의 작동에 대하여 설명한다.
하이 리프트 모드에서는 상기 인풋 샤프트(410)가 회전하여 상기 이송 샤프트(420)가 벌어지게 된다.
상기 이송 샤프트(420)와 연결된 상기 사이드 바디(430) 바디도 벌어지게 되고, 상기 사이드 바디(430)와 슬라이딩 가능하게 연결된 상기 어퍼 바디(440)는 상기 드라이브 샤프트(200)와 상대적으로 가까워 진다.
도면에서 L1은 상기 드라이브 샤프트(200)의 회전 중심과 상기 트랜스퍼 롤러(310)의 거리를 표시한다.
상기 캠(100)의 회전에 의하여 상기 리프터(300)는 일정한 각도로 상기 드라이브 샤프트(200)를 중심으로 왕복 운동하고, 상기 밸브 개폐부(600)는 상대적으로 리프트 량이 커진 하이 리프트 모드로 작동하게 된다.
로우 리프트 모드에서는 상기 인풋 샤프트(410)가 회전하여 상기 이송 샤프트(420)가 가까워지게 된다.
상기 이송 샤프트(420)와 연결된 상기 사이드 바디(430) 바디도 가까워지고, 상기 사이드 바디(430)와 슬라이딩 가능하게 연결된 상기 어퍼 바디(440)는 상기 드라이브 샤프트(200)와 상대적으로 멀어 진다.
도면에서 L2는 상기 드라이브 샤프트(200)의 회전 중심과 상기 트랜스퍼 롤러(310)의 거리를 표시하며 상기 L1보다 길다.
상기 캠(100)의 회전에 의하여 상기 리프터(300)는 일정한 각도로 상기 드라이브 샤프트(200)를 중심으로 왕복 운동하고, 상기 밸브 개폐부(600)는 상대적으로 리프트 량이 작아진 하이 리프트 모드로 작동하게 된다.
스윙암 롤러(610)와 접촉하는 출력 캠 베이스(520)의 형상을 조절하면 CDA 모드 구현도 가능하다.
상기 스윙암 롤러(610)와 상기 리프터(300)의 위치와 길이 등에 의하여 상기 출력 캠 베이스(520)의 형상이 결정될 수 있고, 이러한 상기 출력 캠 베이스(520)의 형상의 결정은 당해 기술 분야의 통상의 전문가에 자명한 사항으로 자세한 설명은 생략한다.
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
도1은 본 발명의 실시예에 의한 연속 가변 밸브 리프트 시스템의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도2는 본 발명의 실시예에 의한 연속 가변 밸브 리프트 시스템의 하이 리프트 모드에서의 작동을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도3는 본 발명의 실시예에 의한 연속 가변 밸브 리프트 시스템의 로우 리프트 모드에서의 작동을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도4는 본 발명의 실시예에 의한 연속 가변 밸브 리프트 시스템의 드라이브 샤프트와 사이드 바디의 결합을 나타내는 도면이다.
도5의 (a) 내지 (f)는 본 발명의 실시예에 의한 연속 가변 밸브 리프트 시스템의 조절부의 각 구성을 나타내는 도면이다.
도6은 본 발명의 실시예에 의한 연속 가변 밸브 리프트 시스템의 리프터의 구성을 나타내는 도면이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100: 캠
200: 드라이브 샤프트
300: 리프터
310: 트랜스퍼 롤러
320: 트랜스퍼 샤프트
330: 인풋 롤러
410: 인풋 샤프트
420: 이송 샤프트
430: 사이드 바디
431: 제1 결합부
440: 어퍼 바디
441: 제2 결합부
500: 출력 캠
510: 접촉부
520: 출력 캠 베이스
530: 리턴 스프링
600: 밸브 개폐부
700: 작동모터
801: 제1 슬롯
802: 제2 슬롯
803: 제3 슬롯
804: 제4 슬롯

Claims (7)

  1. 입력 캠;
    드라이브 샤프트;
    접촉부를 포함하며 상기 입력 캠의 회전을 전달 받아 상기 드라이브 샤프트를 중심으로 왕복 회전운동을 하는 리프터;
    밸브 개폐부;
    상기 접촉부와 접촉하여 상기 드라이브 샤프트를 중심으로 왕복회전운동하며 상기 밸브 개폐부를 개폐하는 출력 캠;
    상기 출력 캠에 복원력을 제공하는 리턴 스프링; 및
    상기 드라이브 샤프트와 상기 접촉부의 거리를 조절하는 조절부;
    를 포함하는 연속 가변 밸브 리프트 시스템.
  2. 제1항에서,
    상기 조절부는,
    길이 방향으로 제1 슬롯이 형성되어 상기 드라이브 샤프트 내에 구비되는 인풋 샤프트;
    상기 인풋 샤프트와 연결되어 상기 인풋 샤프트가 상기 드라이브 샤프트 내에서 회전 가능하도록 하는 작동 유닛;
    상기 제1 슬롯 내에서 이동 가능하게 구비되는 적어도 하나 이상의 이송 샤프트;
    상기 드라이브 샤프트에 경사지게 형성되어 상기 이송 샤프트가 삽입되는 제2 슬롯;
    원주 방향으로 상기 이송 샤프트가 삽입되도록 제3 슬롯이 형성되고, 상기 드라이브 샤프트의 길이 방향으로 이동 가능하도록 상기 드라이브 샤프트에 구비된 적어도 하나 이상의 사이드 바디; 및
    상기 접촉부와 연결되어 상기 사이드 바디의 이동에 따라 상기 드라이브 샤프트와 상기 접촉부의 거리가 변하도록 구비된 어퍼 바디;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 연속 가변 밸브 리프트 시스템.
  3. 제2항에서,
    상기 사이드 바디에는 제1 결합부가 형성되고,
    상기 어퍼 바디에는 제2 결합부가 형성되어 상기 제1 결합부와 슬라이딩 가능하도록 결합하는 것을 특징으로 하는 연속 가변 밸브 리프트 시스템.
  4. 제2항에서,
    상기 접촉부는 적어도 하나 이상의 트랜스퍼 롤러로 하는 것을 특징으로 하 는 연속 가변 밸브 리프트 시스템.
  5. 제4항에서,
    상기 트랜스퍼 롤러는 트랜스퍼 샤프트와 연결되고,
    상기 트랜스퍼 샤프트는 상기 어퍼 바디와 연결되며,
    상기 트랜스퍼 샤프트가 이동 가능하도록 상기 리프터에는 제4 슬롯이 형성된 것을 특징으로 하는 연속 가변 밸브 리프트 시스템.
  6. 제2항에서,
    인풋 롤러가 상기 입력 캠과 접촉하는 부분에 구비된 것을 특징으로 하는 연속 가변 밸브 리프트 시스템.
  7. 제2항에서,
    상기 작동 유닛은 작동모터로 하는 것을 특징으로 하는 연속 가변 밸브 리프트 시스템.
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