KR101865738B1 - Variable valve lift appratus - Google Patents

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김경모
윤석중
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현대자동차 주식회사
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Abstract

The present invention relates to a variable valve lift apparatus capable of modifying a profile of a valve in accordance with rotation of one cam with a simple configuration. According to one embodiment of the present invention, the variable valve lift apparatus comprises: a cam rotated with a cam shaft; a lever body having one end in rolling contact with the cam and receiving rotational force of the cam to perform lever motion; two valves operated in accordance with the lever motion of the lever body; a valve gap adjustment device installed in the other end of the lever body to push the two valves to the main lift at the same time and adjusting a valve gap; and an operation unit selectively pushing a variable valve, which is one of the two valves, to a sub lift and installed on the other end of the lever body.

Description

가변 밸브 리프트 장치{VARIABLE VALVE LIFT APPRATUS}[0001] VARIABLE VALVE LIFT APPRATUS [0002]

본 발명은 가변 밸브 리프트 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 엔진의 효율을 증대시키도록 밸브의 프로파일을 변경하는 가변 밸브 리프트 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a variable valve lift apparatus, and more particularly, to a variable valve lift apparatus that changes a profile of a valve to increase the efficiency of the engine.

일반적으로, 내연기관(internal combustion engine)은 연소실(combustion chamber)에 받아들인 연료와 공기를 연소시킴으로써 동력을 형성한다. 여기서, 공기를 흡입할 때에는 캠 샤프트(camshaft)의 구동에 의해 흡기밸브(intake valves)를 작동시키고, 흡기밸브가 열려있는 동안 공기가 연소실에 흡입된다. 또한, 공기를 배출할 때에는 캠 샤프트의 구동에 의해 배기밸브(exhaust valve)를 작동시키고 배기밸브가 열려있는 동안 공기가 연소실에서 배출된다.Generally, an internal combustion engine forms a power by burning the fuel and air received in the combustion chamber. Here, when air is sucked in, intake valves are actuated by driving a camshaft, and air is sucked into the combustion chamber while the intake valve is opened. Further, when discharging the air, the exhaust valve is operated by driving the camshaft, and air is discharged from the combustion chamber while the exhaust valve is opened.

한편, 최적의 흡기밸브 또는 배기밸브 동작은 엔진의 회전속도에 따라 달라진다. 즉, 엔진의 회전속도에 따라 적절한 리프트(lift) 또는 밸브 개폐 시기를 제어하게 된다. 이와 같이, 엔진의 회전속도에 따라 적절한 밸브 동작을 구현하기 위하여, 밸브가 엔진의 회전수에 따라 다른 리프트(lift)로 동작하도록 구현하는 가변 밸브 리프트(variable valve lift; VVL) 장치가 연구되고 있다. 이러한 가변 밸브 리프트 장치의 예로는 캠 샤프트에 서로 다른 리프트로 밸브를 구동시키는 복수개의 캠이 구비되고, 상황에 따라 밸브를 구동시키는 캠이 선택되도록 작동되는 장치가 있다.On the other hand, the optimum intake valve or exhaust valve operation depends on the rotational speed of the engine. That is, an appropriate lift or valve opening / closing timing is controlled according to the rotational speed of the engine. As described above, in order to realize an appropriate valve operation according to the rotation speed of the engine, a variable valve lift (VVL) device has been researched that implements the valve to operate with a different lift according to the number of revolutions of the engine . Examples of such variable valve lift devices include a plurality of cams that drive the valve with different lifts on the camshaft, and a device that is operated to select the cam that drives the valve depending on the situation.

하지만, 캠 샤프트에 복수개의 캠이 구비되는 경우, 흡기밸브 또는 배기밸브를 작동시키기 위한 캠을 선택적으로 변경하기 위한 구성이 복잡해지고 구성요소들 간의 간섭이 발생될 수 있다. 한편, 구성요소들 간의 간섭이 방지되도록 복수개의 캠을 각각 독립적으로 작동시키는 경우, 각각의 캠마다 작동을 위한 구성요소가 요구됨으로써 원가가 상승될 수 있다.However, when a plurality of cams are provided in the camshaft, the configuration for selectively changing the cam for operating the intake valve or the exhaust valve becomes complicated and interference between the components may occur. On the other hand, when operating each of the plurality of cams independently so as to prevent interference between the components, the cost can be raised by requiring a component for operation for each cam.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 간단한 구성으로 하나의 캠의 회전에 따른 밸브의 프로파일을 변경할 수 있는 가변 밸브 리프트 장치를 이용하여 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide a variable valve lift apparatus capable of changing the profile of a valve according to the rotation of one cam.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 가변 밸브 리프트 장치는, 캠 축과 함께 회전하는 캠; 상기 캠에 일단이 구름 접촉되고, 상기 캠의 회전력을 전달받아 레버운동 하는 레버 바디; 상기 레버 바디의 레버운동에 따라 작동하는 2개의 밸브; 상기 2개의 밸브를 동시에 메인 리프트로 밀도록 상기 레버 바디의 타단에 구비되고, 밸브 간극을 조절하는 밸브간극 조절장치; 및 상기 2개의 밸브 중 하나인 가변 밸브를 선택적으로 서브 리프트로 밀도록 작동되며, 상기 레버 바디의 타단에 구비되는 작동부를 포함할 수 있다.To achieve these and other advantages and in accordance with the purpose of the present invention, as embodied and broadly described herein, there is provided a variable valve lift apparatus including: a cam that rotates together with a cam shaft; A lever body having one end coming into rolling contact with the cam and receiving a rotational force of the cam to perform a lever movement; Two valves operating in accordance with the lever movement of the lever body; A valve gap regulating device provided at the other end of the lever body to push the two valves simultaneously to the main lift, the valve gap regulating device adjusting the valve gap; And an actuating part which is operated to selectively push the variable valve, which is one of the two valves, to the sub-lift, and which is provided at the other end of the lever body.

상기 레버 바디가 상기 캠과 접촉되는 부분에는 롤러가 구비될 수 있다.A roller may be provided at a portion where the lever body is in contact with the cam.

상기 작동부는, 유압에 의해 작동되는 액츄에이터; 상기 액츄에이터의 작동에 따라 선택적으로 고압이 형성되는 공간인 챔버; 상기 챔버 내부의 압력 변화에 따라 직선왕복운동 하는 플런저; 및 상기 액츄에이터에 선택적으로 유압을 공급하도록 작동되는 솔레노이드 밸브를 포함할 수 있다.The actuating unit includes: an actuator operated by hydraulic pressure; A chamber in which a high pressure is selectively formed according to an operation of the actuator; A plunger that linearly reciprocates according to a pressure change in the chamber; And a solenoid valve operative to selectively supply hydraulic pressure to the actuator.

상기 플런저가 상기 가변 밸브를 선택적으로 서브 리프트로 밀며, 상기 가변 밸브를 미는 상기 플런저의 하단에는 탄성부가 구비될 수 있다.The plunger pushes the variable valve selectively to the sub-lift, and the elastic part is provided at the lower end of the plunger to push the variable valve.

상기 가변 밸브의 서브 리프트는 메인 리프트보다 작은 리프트일 수 있다.The sub-lift of the variable valve may be a smaller lift than the main lift.

상기 2개의 밸브를 동시에 미는 밸브간극 조절장치의 하단에는 탄성부가 구비될 수 있다.An elastic portion may be provided at the lower end of the valve clearance adjusting device for simultaneously pushing the two valves.

상기 가변 밸브 리프트 장치는, 상기 두 개의 밸브를 연결하는 밸브 브릿지를 더 포함할 수 있다.The variable valve lift apparatus may further include a valve bridge connecting the two valves.

상기 밸브간극 조절장치의 하단은 상기 밸브 브릿지를 밀 수 있다.The lower end of the valve gap regulating device can push the valve bridge.

상기 가변 밸브는 상기 밸브 브릿지에 상대적인 상하운동 가능하게 구비될 수 있다.The variable valve may be provided to be movable up and down relative to the valve bridge.

본 발명의 실시예에 따른 가변 밸브 리프트 장치는, 상기 가변 밸브의 상대적인 상하운동을 구현하도록 상기 밸브 브릿지에서 상기 가변 밸브의 상단에 구비되는 태핏을 더 포함할 수 있다.The variable valve lift apparatus according to an embodiment of the present invention may further include a tappet provided at an upper end of the variable valve in the valve bridge so as to realize relative up and down movement of the variable valve.

상기 캠은, 상기 캠의 회전 중심을 원심으로 하는 반경이 일정한 호 형상을 갖는 베이스; 상기 가변 밸브가 서브 리프트로 작동될 때에 가변 밸브가 열리기 시작하여 닫힐 때까지 상기 레버 바디를 밀고 있는 서브 로브; 및 상기 2개의 밸브가 메인 리프트로 열리기 시작하여 닫힐 때까지 상기 레버 바디를 밀고 있는 메인 로브를 포함할 수 있다.Wherein the cam has a base having a circular arc whose center of rotation is the center of rotation of the cam; A sub-lobe which pushes the lever body until the variable valve is opened and closed when the variable valve is operated as a sub-lift; And a main lobe which pushes the lever body until the two valves start to open and close to the main lift.

상기 서브 로브의 외경은 상기 베이스의 외경보다 크고, 상기 메인 로브의 외경은 상기 서브 로브의 외경보다 클 수 있다.The outer diameter of the sub-lobe may be greater than the outer diameter of the base, and the outer diameter of the main lobe may be greater than the outer diameter of the sub-lobe.

상기 베이스와 상기 메인 로브는 상기 캠의 회전 중심을 기준으로 반대측에 형성되고, 상기 서브 로브는 상기 베이스와 상기 메인 로브의 사이에 형성될 수 있다.The base and the main lobe may be formed on the opposite sides with respect to the center of rotation of the cam, and the sublove may be formed between the base and the main lobe.

상기 서브 로브는 상기 캠의 회전 중심을 기준으로 양측에 형성될 수 있다.The sub-lobe may be formed on both sides of the center of rotation of the cam.

상기 작동부가 작동되지 않으면, 상기 캠의 서브 로브가 상기 레버 바디에 접촉되는 동안에도 상기 가변 밸브가 상기 작동부에 의해 밀리지 않을 수 있다.If the actuating part is not operated, the variable valve may not be pushed by the actuating part while the sub-lobe of the cam is in contact with the lever body.

상기 캠의 서브 로브가 상기 레버 바디에 접촉되는 동안에 상기 솔레노이드 밸브가 ON 되어 상기 액츄에이터의 작동에 의해 상기 챔버에 유압이 공급되면, 상기 플런저가 하측으로 이동하여 상기 가변 밸브를 밀 수 있다.When the solenoid valve is turned on while the sub-lobe of the cam is in contact with the lever body and the hydraulic pressure is supplied to the chamber by the operation of the actuator, the plunger moves downward to push the variable valve.

상기 캠의 메인 로브가 상기 레버 바디에 접촉되면, 상기 솔레노이드 밸브가 OFF 되어 상기 액츄에이터의 작동정지에 의해 상기 챔버에 유압이 해제됨에 따라 상기 플런저가 원위치 될 수 있다.When the main lobe of the cam comes into contact with the lever body, the plunger can be retracted as the solenoid valve is turned OFF and the hydraulic pressure is released to the chamber by the operation stop of the actuator.

상기 가변 밸브는 엔진의 흡기행정 중 서브 리프트로 작동되어 배기가스의 엔진 내부 재순환을 구현할 수 있다.The variable valve may be operated as a sub-lift during the intake stroke of the engine to achieve internal engine recirculation of the exhaust gas.

상기 가변 밸브는 엔진의 압축행정 중 서브 리프트로 작동되어 엔진 브레이크를 구현할 수 있다.The variable valve may be operated as a sub-lift during the compression stroke of the engine to implement an engine brake.

상기 가변 밸브가 배기구를 개방하는 시기는 피스톤의 상사점일 수 있다.The timing at which the variable valve opens the exhaust port may be the top dead center of the piston.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 동시에 메인 리프트로 개방되는 두 개의 밸브 중 하나가 선택적으로 서브 리프트로 개방됨으로써, 엔진의 효율이 극대화될 수 있다.As described above, according to the embodiment of the present invention, one of the two valves simultaneously opened to the main lift is selectively opened to the sub-lift, whereby the efficiency of the engine can be maximized.

또한, 선택적으로 서브 리프트로 개방되는 밸브의 작동에 따라 배기가스의 엔진 내부 재순환 및 엔진 브레이크를 구현할 수 있다.In addition, the engine internal recirculation of the exhaust gas and engine braking can be implemented according to the operation of the valve, which is selectively opened to the sub-lift.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가변 밸브 리프트 장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 캠의 형상을 보여주는 도면이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 가변 밸브 리프트 장치의 작동도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 가변 밸브 리프트 장치의 작동에 따른 밸브 프로파일을 나타낸 그래프이다.1 is a configuration diagram of a variable valve lift apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing a shape of a cam according to an embodiment of the present invention.
3 to 5 are operation diagrams of a variable valve lift apparatus according to an embodiment of the present invention.
6 and 7 are graphs showing valve profiles according to the operation of the variable valve lift apparatus according to the embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가변 밸브 리프트 장치의 구성도이다.1 is a configuration diagram of a variable valve lift apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 가변 밸브 리프트 장치는 레버 바디(10), 레버 회전축(15), 캠 접촉부(20), 캠(25), 작동부(30), 솔레노이드 밸브(40), 밸브간극 조절장치(50), 밸브(60), 밸브 브릿지(70), 및 태핏(80)을 포함한다.1, a variable valve lift apparatus according to an embodiment of the present invention includes a lever body 10, a lever rotation shaft 15, a cam contact portion 20, a cam 25, an operation portion 30, a solenoid Valve 40, valve clearance adjuster 50, valve 60, valve bridge 70, and tappet 80.

상기 레버 바디(10)는 캠 축(도시하지 않음)의 회전력을 전달받아 상기 밸브(60)를 작동시키도록 레버운동 한다. 또한, 상기 캠 축에는 상기 캠 축의 회전운동을 상기 레버 바디(10)의 레버운동으로 변환시키도록 상기 캠(25)이 형성되거나 구비된다. 여기서, 상기 밸브(60)는 엔진의 흡기밸브 또는 배기밸브일 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 상기 밸브(60)가 배기밸브로서 적용되는 것을 설명하나, 이에 한정되지는 않는다.The lever body 10 receives a rotational force of a cam shaft (not shown) and performs a lever motion to operate the valve 60. The camshaft is provided with the cam 25 so as to convert rotational motion of the camshaft into lever movement of the lever body 10. Here, the valve 60 may be an intake valve or an exhaust valve of the engine. In the embodiment of the present invention, the valve 60 is applied as an exhaust valve, but it is not limited thereto.

상기 레버 회전축(15)은 상기 레버 바디(10)의 레버운동의 회전중심이 되는 원통형상의 축으로서, 상기 레버 바디(10)에 회전 가능하게 연결된다. 또한, 상기 레버 회전축(15)은 상기 캠 축과 평행하게 상기 레버 바디(10)를 관통하도록 배치된다. 여기서 상기 캠 축의 배치는 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자(이하, 당업자)에게 자명하므로 이에 대한 설명은 생략한다.The lever rotation shaft 15 is a cylindrical shaft which serves as a rotation center of the lever movement of the lever body 10 and is rotatably connected to the lever body 10. [ The lever rotation shaft 15 is arranged to pass through the lever body 10 in parallel with the camshaft. Here, the arrangement of the cam shafts is obvious to those skilled in the art (hereinafter referred to as a person skilled in the art), and a description thereof will be omitted.

상기 캠 접촉부(20)는 상기 레버 바디(10)의 일단에 형성되거나 구비된다. 또한, 상기 캠 접촉부(20)는 상기 캠 축의 회전운동을 상기 레버 바디(10)의 레버운동으로 변환시키도록 상기 캠(25)과 구름 접촉된다. 나아가, 상기 캠 접촉부(20)는 상기 레버 바디(10)에 구비되거나 형성된 상기 캠 축과 평행한 회전축을 중심으로 회전 가능하게 상기 레버 바디(10)에 연결된 롤러(roller)일 수 있다.The cam contact portion 20 is formed at one end of the lever body 10 or is provided at one end of the lever body 10. The cam contact portion 20 is in rolling contact with the cam 25 so as to convert the rotational movement of the camshaft into the lever movement of the lever body 10. [ The cam abutment portion 20 may be a roller connected to the lever body 10 so as to be rotatable about a rotation axis parallel to the camshaft provided on or formed in the lever body 10. [

상기 작동부(30)는 상기 레버 바디(10)의 타단에 구비된다. 또한, 상기 작동부(30)는 액츄에이터(32), 챔버(34), 플런저(36), 및 플런저 탄성부(38)를 포함한다.The actuating part 30 is provided at the other end of the lever body 10. The actuating portion 30 also includes an actuator 32, a chamber 34, a plunger 36, and a plunger resilient portion 38.

상기 액츄에이터(32)는 유압에 의해 작동된다. 또한, 상기 액츄에이터(32)는 상기 레버 바디(10)의 타단에 삽입되어 장착될 수 있다.The actuator 32 is actuated by hydraulic pressure. Further, the actuator 32 may be inserted into the other end of the lever body 10.

상기 챔버(34)는 상기 액츄에이터(32)의 작동에 따라 선택적으로 고압이 형성되는 공간이다.The chamber 34 is a space in which a high pressure is selectively formed according to the operation of the actuator 32.

상기 플런저(36)는 상기 챔버(34) 내부의 압력 변화에 따라 직선왕복운동 된다. 또한, 상기 플런저(36)는 상기 레버 바디(10)의 타단에 삽입되어 배치될 수 있다. 나아가, 상기 챔버(34)는 상기 액츄에이터(32)와 상기 플런저(36)의 사이에 배치될 수 있다.The plunger 36 is linearly reciprocated according to a pressure change in the chamber 34. The plunger 36 may be inserted into the other end of the lever body 10. Further, the chamber 34 may be disposed between the actuator 32 and the plunger 36.

상기 플런저 탄성부(38)는 상기 플런저(36)에 구비된다. 또한, 상기 플런저 탄성부(38)는 상기 플런저(36)를 기준으로 상기 챔버(34)의 반대측에 배치된다. 여기서, 상기 챔버(34)의 반대측은 상기 밸브(60)를 향하는 하단이다. 한편, 상기 플런저 탄성부(38)는 고무 재질로 형성될 수 있다.The plunger resilient portion 38 is provided on the plunger 36. In addition, the plunger resilient portion 38 is disposed on the opposite side of the chamber 34 with respect to the plunger 36. Here, the opposite side of the chamber 34 is the lower end toward the valve 60. Meanwhile, the plunger elastic part 38 may be formed of a rubber material.

상기 솔레노이드 밸브(40)는 상기 액츄에이터(32)에 선택적으로 유압을 공급하도록 작동된다. 또한, 상기 솔레노이드 밸브(40)는 전기적으로 ON/OFF 되는 솔레노이드에 의해 작동된다. 이러한 솔레노이드 및 그 제어는 당업자에게 자명하므로 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.The solenoid valve (40) is actuated to selectively supply hydraulic pressure to the actuator (32). Also, the solenoid valve 40 is operated by a solenoid which is electrically turned on / off. Such a solenoid and its control are obvious to those skilled in the art, so a detailed description thereof will be omitted.

상기 밸브간극 조절장치(50)는 상기 밸브(60)의 간극을 조절하기 위해 제공된다. 또한, 상기 밸브간극 조절장치(50)는 상기 레버 바디(10)의 타단에서 상기 작동부(30)보다 상기 레버 회전축(15)으로부터 더 멀리 배치된다. 나아가, 상기 밸브간극 조절장치(50)의 상기 밸브(60)를 향하는 하단에는 간극 탄성부(58)가 구비된다. 한편, 상기 간극 탄성부(58)는 고무 재질로 형성될 수 있다. 여기서, 간극 조절장치(lash adjuster)의 기본적인 구성 및 기능은 당업자에게 자명하므로 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.The valve gap regulating device 50 is provided for regulating the gap of the valve 60. Further, the valve gap regulating device 50 is disposed farther from the lever rotation axis 15 than the actuating portion 30 at the other end of the lever body 10. Further, a gap elastic portion 58 is provided at the lower end of the valve gap regulating device 50 toward the valve 60. Meanwhile, the gap elastic portion 58 may be formed of a rubber material. Here, the basic configuration and function of the lash adjuster will be apparent to those skilled in the art, so a detailed description thereof will be omitted.

상기 밸브(60)는 가변 밸브(61) 및 고정 밸브(62)를 포함하고, 상기 밸브 브릿지(70)는 상기 가변 밸브(61)의 상단과 상기 고정 밸브(62)의 상단을 연결한다. 즉, 본 발명의 실시에에 따른 가변 밸브 리프트 장치가 적용되는 엔진은 하나의 실린더(도시하지 않음)에서 두 개의 배기밸브가 배기를 수행하는 배기 2밸브 엔진일 수 있다.The valve 60 includes a variable valve 61 and a fixed valve 62. The valve bridge 70 connects the upper end of the variable valve 61 and the upper end of the fixed valve 62. That is, the engine to which the variable valve lift apparatus according to the embodiment of the present invention is applied may be an exhaust two-valve engine in which two exhaust valves perform exhaust in one cylinder (not shown).

상기 가변 밸브(61)는 상기 밸브 브릿지(70)에 상하운동 가능하게 구비되어 상기 작동부(30)의 작동에 따라 선택적으로 서브 리프트로 작동된다. 여기서, 서브 리프트는 상기 고정 밸브(62)의 작동과 독립적으로 상기 가변 밸브(61)가 작동되는 로우 리프트(low lift)일 수 있다.The variable valve (61) is vertically movable on the valve bridge (70) and selectively operated as a sub-lift according to the operation of the operation part (30). Here, the sub-lift may be a low lift in which the variable valve 61 is operated independently of the operation of the fixed valve 62.

상기 고정 밸브(62)는 상기 밸브 브릿지(70)에 고정되어 항상 메인 리프트로 작동된다. 여기서, 메인 리프트는 상기 고정 밸브(62)가 작동되는 동안에 상기 가변 밸브(61)가 함께 동일한 리프트로 작동되는 노멀 리프트(normal lift)일 수 있다.The fixed valve 62 is fixed to the valve bridge 70 and is always operated as a main lift. Here, the main lift may be a normal lift in which the variable valve 61 is operated together with the same lift while the fixed valve 62 is operated.

한편, 노멀 리프트 및 로우 리프트는 당업자의 설계에 따라 설정되는 상기 밸브(60)의 리프트이며, 로우 리프트는 노멀 리프트보다 상기 밸브(60)의 열림 시간(duration) 및 리프트 폭이 짧다. 하지만, 상기 가변 밸브(61)가 상기 고정 밸브(62)의 작동과 독립적으로 작동되는 리프트는 로우 리프트에 한정되지 않으며, 당업자의 설계에 따라 뱐경될 수 있다.On the other hand, the normal lift and the low lift are the lift of the valve 60 set according to the design of a person skilled in the art, and the low lift is shorter in the duration and the lift width of the valve 60 than the normal lift. However, the lift in which the variable valve 61 is operated independently of the operation of the fixed valve 62 is not limited to the low lift, and may be changed according to the design of a person skilled in the art.

상기 태핏(80)은 상기 가변 밸브(61)의 상단에 구비되고, 상기 밸브 브릿지(70)에서 상기 가변 밸브(61)의 상하운동을 구현하도록 기능한다. 또한, 상기 태핏(80)은 상기 밸브 브릿지(70)를 관통하도록 상기 밸브 브릿지(70)에 형성된 태핏 홀(75)에 삽입되어 배치된다. 여기서, 원통형상으로 형성된 밸브 기구의 하나로서 태핏(tappet)의 기본적인 구성 및 기능은 당업자에게 자명하므로 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.The tappet 80 is provided at an upper end of the variable valve 61 and functions to realize up-and-down movement of the variable valve 61 in the valve bridge 70. The tappet 80 is inserted into the tappet hole 75 formed in the valve bridge 70 so as to pass through the valve bridge 70. Here, the basic configuration and function of the tappet as one of the cylindrical valve mechanisms will be obvious to those skilled in the art, so a detailed description thereof will be omitted.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 캠의 형상을 보여주는 도면이다.2 is a view showing a shape of a cam according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 캠(25)은 베이스(27), 서브 로브(28), 및 메인 로브(29)를 포함한다.2, a cam 25 according to an embodiment of the present invention includes a base 27, a sublobe 28, and a main lobe 29. As shown in FIG.

상기 베이스(27)는 상기 캠(25)의 외주 중, 상기 캠(25)의 회전 중심(C)을 원심(C)으로 하는 반경이 일정한 호 형상을 갖는 상기 캠(25)의 기초 원(base circle)이다.The base 27 is provided on the base 25 of the cam 25 having a constant arc whose radius is the centrifugal center C of the rotation center C of the cam 25, circle).

상기 서브 로브(28)는 상기 캠(25)의 외주 중, 상기 작동부(30)의 작동에 따라 선택적으로 서브 리프트로 작동되는 상기 가변 밸브(61)가 상기 캠(25)의 회전에 의해 열리기 시작하여 닫힐 때까지 상기 캠 접촉부(20)를 밀고 있는 부분이다.The sub-lobe 28 is provided on the outer periphery of the cam 25 so that the variable valve 61, which is selectively operated as a sub-lift according to the operation of the actuating part 30, And is a portion pushing the cam contact portion 20 until it is started and closed.

상기 메인 로브(29)는 상기 캠(25)의 외주 중, 상기 밸브(60)가 상기 캠(25)의 회전에 의해 메인 리프트로 열리기 시작하여 닫힐 때까지 상기 캠 접촉부(20)를 밀고 있는 부분이다. 즉, 상기 서브 로브(28)의 외경은 상기 베이스(27)의 외경보다 크고, 상기 메인 로브(29)의 외경은 상기 서브 로브(28)의 외경보다 크다. 또한, 상기 베이스(27)와 상기 메인 로브(29)는 상기 캠(25)의 회전 중심(C)을 기준으로 반대측에 형성되고, 상기 서브 로브(28)는 상기 베이스(27)와 상기 메인 로브(29)의 사이에서 상기 캠(25)의 회전 중심(C)을 기준으로 양측에 형성된다.The main lobe 29 is a portion of the outer periphery of the cam 25 which pushes the cam contact portion 20 until the valve 60 starts to open and close to the main lift by rotation of the cam 25, to be. That is, the outer diameter of the sub-lobe 28 is larger than the outer diameter of the base 27, and the outer diameter of the main lobe 29 is larger than the outer diameter of the sub-lobe 28. The base 27 and the main lobe 29 are formed on the opposite sides with respect to the rotation center C of the cam 25. The sub lobe 28 is formed on the base 27, (C) of the cam (25) between the cams (29).

도 3 내지 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 가변 밸브 리프트 장치의 작동도이다.3 to 5 are operation diagrams of a variable valve lift apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 3은 상기 작동부(30)가 작동되지 않는 상태를 보여준다.3 shows a state in which the operation portion 30 is not operated.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 작동부(30)가 작동되지 않으면, 상기 캠(25)의 서브 로브(28)가 상기 캠 접촉부(20)에 접촉되는 동안에도 상기 가변 밸브(61)가 서브 리프트로 작동되지 않는다. 즉, 상기 작동부(30)가 작동되지 않으면, 상기 캠(25)의 서브 로브(28)가 상기 캠 접촉부(20)에 접촉되는 동안에도 상기 플런저 탄성부(38)가 상기 태핏(80)으로부터 이격된 상태가 유지된다.3, when the actuating portion 30 is not operated, the variable valve 61 is moved to the sub-lobe 28 even while the sub-lobe 28 of the cam 25 is in contact with the cam contact portion 20, It does not work as a lift. That is, even if the actuating part 30 is not operated, the plunger resilient part 38 can not be moved from the tappet 80 even when the sub lobe 28 of the cam 25 contacts the cam abutment part 20 The separated state is maintained.

도 4는 상기 작동부(30)가 작동되는 상태를 보여준다.4 shows a state in which the actuating part 30 is operated.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 작동부(30)가 작동되면, 상기 캠(25)의 서브 로브(28)가 상기 캠 접촉부(20)에 접촉되는 동안에 상기 가변 밸브(61)가 서브 리프트로 작동된다. 즉, 상기 캠(25)의 서브 로브(28)가 상기 캠 접촉부(20)에 접촉되는 동안에 상기 솔레노이드 밸브(40)가 ON 되어 상기 액츄에이터(32)의 작동에 의해 상기 챔버(34)에 유압이 공급되면, 상기 플런저(36)가 하측으로 이동되고, 상기 플런저 탄성부(38)가 상기 태핏(80)의 상단을 밀게 된다. 도 4에는 제로 리프트(zero lift) 상태인 상기 고정 밸브(62)에 대한 상기 가변 밸브(61)의 상대적인 리프트의 크기(a)가 보조선으로 도시되었다.4, when the actuating portion 30 is operated, the variable valve 61 is moved to the sub-lift position while the sub-lobe 28 of the cam 25 contacts the cam contact portion 20 . The solenoid valve 40 is turned on while the sub lobe 28 of the cam 25 is in contact with the cam contact portion 20 so that the hydraulic pressure is supplied to the chamber 34 by the operation of the actuator 32 The plunger 36 is moved downward and the plunger resilient portion 38 pushes the upper end of the tappet 80. 4, the magnitude (a) of the relative lift of the variable valve 61 with respect to the fixed valve 62 in a zero lift state is shown as an auxiliary line.

도 5는 상기 작동부(30)가 원위치 된 상태를 보여준다.5 shows a state in which the actuating part 30 is returned to its original position.

도 5에 도시된 바와 같이, 상기 캠(25)의 메인 로브(29)가 상기 캠 접촉부(20)에 접촉되면, 상기 솔레노이드 밸브(40)가 OFF 되어 상기 액츄에이터(32)의 작동정지에 의해 상기 챔버(34)에 유압이 해제됨에 따라 상기 플런저(36)가 원위치 된다. 이 때, 상기 밸브간극 조절장치(50)의 간극 탄성부(58)가 상기 밸브 브릿지(70)를 밀고, 상기 가변 밸브(61) 및 상기 고정 밸브(62)는 함께 메인 리프트로 작동된다.5, when the main lobe 29 of the cam 25 contacts the cam abutment portion 20, the solenoid valve 40 is turned off and the actuator 32 is stopped by the operation stop of the actuator 32 As the hydraulic pressure is released to the chamber 34, the plunger 36 is returned to its original position. At this time, the gap elastic portion 58 of the valve gap regulating device 50 pushes the valve bridge 70, and the variable valve 61 and the fixed valve 62 are operated together as a main lift.

도 6 및 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 가변 밸브 리프트 장치의 작동에 따른 밸브 프로파일을 나타낸 그래프이다.6 and 7 are graphs showing valve profiles according to the operation of the variable valve lift apparatus according to the embodiment of the present invention.

도 6 및 도 7에는 흡기밸브의 프로파일(IL)이 1점쇄선으로 도시되었고, 본 발명의 실시예에서 배기밸브로서 설명된 상기 밸브(60)의 메인 리프트 프로파일(EL)이 실선으로 도시되었으며, 상기 밸브(60) 중 상기 가변 밸브(61)의 서브 리프트 프로파일이 점선으로 도시되었다.6 and 7, the profile IL of the intake valve is shown in dashed lines, the main lift profile EL of the valve 60 described as an exhaust valve in an embodiment of the present invention is shown in solid lines, The sub-lift profile of the variable valve (61) of the valve (60) is shown in dashed lines.

도 6에 도시된 바와 같이, 상기 가변 밸브(61) 및 상기 고정 밸브(62)의 메인 리프트 작동 후에 상기 가변 밸브(61)가 엔진의 흡기행정 중 서브 리프트로 작동될 수 있다. 이러한 경우에 상기 가변 밸브(61)의 서브 리프트 작동 구간(S1)은 배기가스의 엔진 내부 재순환(internal exhaust gas recirculation) 구간(S1)이 된다. 즉, 흡기행정 중에 상기 가변 밸브(61)가 배기구를 개방함으로써, 배기구를 통해 배출되었던 배기가스가 연소실의 부압에 의해 다시 연소실로 유입되는 Internal EGR이 구현된다.As shown in FIG. 6, after the main lift operation of the variable valve 61 and the fixed valve 62, the variable valve 61 can be operated as a sub-lift during the intake stroke of the engine. In this case, the sub-lift operating section S1 of the variable valve 61 becomes the internal exhaust gas recirculation section S1 of the exhaust gas. That is, by opening the exhaust port of the variable valve 61 during the intake stroke, the internal EGR in which the exhaust gas discharged through the exhaust port flows into the combustion chamber again by the negative pressure of the combustion chamber is realized.

도 7에 도시된 바와 같이, 상기 가변 밸브(61) 및 상기 고정 밸브(62)의 메인 리프트 작동 전에 상기 가변 밸브(61)가 엔진의 압축행정 중 서브 리프트로 작동될 수 있다. 이러한 경우에 상기 가변 밸브(61)의 서브 리프트 작동 구간(S2)은 엔진 브레이크 구간(S2)이 된다. 즉, 제동 시의 흡기행정 중에 상기 가변 밸브(61)가 배기구를 개방함으로써, 연소실의 압축을 완화시켜 엔진 브레이크를 구현할 수 있다. 한편, 제동 시의 흡기행정 중에 상기 가변 밸브(61)가 배기구를 개방하는 시기는 피스톤의 상사점(TDC: top dead point)일 수 있다.The variable valve 61 may be operated as a sub-lift during the compression stroke of the engine before the main lift operation of the variable valve 61 and the fixed valve 62, as shown in Fig. In this case, the sub-lift operating section S2 of the variable valve 61 becomes the engine brake section S2. That is, by opening the exhaust port of the variable valve 61 during the intake stroke at the time of braking, the compression of the combustion chamber can be relieved to realize the engine brake. On the other hand, the timing at which the variable valve 61 opens the exhaust port during an intake stroke during braking may be a top dead point (TDC) of the piston.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 동시에 메인 리프트로 개방되는 두 개의 밸브(60) 중 하나가 선택적으로 서브 리프트로 개방됨으로써, 엔진의 효율이 극대화될 수 있다. 또한, 선택적으로 서브 리프트로 개방되는 밸브(61)의 작동에 따라 배기가스의 엔진 내부 재순환 및 엔진 브레이크를 구현할 수 있다.As described above, according to the embodiment of the present invention, one of the two valves 60, which are simultaneously opened to the main lift, is selectively opened to the sublift, whereby the efficiency of the engine can be maximized. Further, the engine internal recirculation of the exhaust gas and the engine brake can be implemented according to the operation of the valve 61, which is selectively opened to the sub-lift.

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.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, And all changes to the scope that are deemed to be valid.

10: 레버 바디 15: 레버 회전축
20: 캠 접촉부 25: 캠
27: 베이스 28: 서브 로브
29: 메인 로브
30: 작동부 32: 액츄에이터
34: 챔버 36: 플런저
38: 플런저 탄성부
40: 솔레노이드
50: 밸브간극 조절장치 58: 간극 탄성부
60: 밸브 61: 가변 밸브
62: 고정 밸브
70: 밸브 브릿지 75: 태핏 홀
80: 태핏
C: 캠 회전 중심
IL: 흡기밸브의 프로파일
EL: 배기밸브 메인 리프트 프로파일
S1: Internal EGR 구간 S2: 엔진 브레이크 구간10: Lever body 15: Lever rotation axis
20: cam contact portion 25: cam
27: Base 28: Sublobe
29: Main Robe
30: actuating part 32: actuator
34: chamber 36: plunger
38: plunger elastic part
40: Solenoid
50: valve clearance adjusting device 58: clearance elastic part
60: valve 61: variable valve
62: Fixed valve
70: valve bridge 75: tappet hole
80: Tappi
C: cam rotation center
IL: profile of the intake valve
EL: Exhaust valve main lift profile
S1: Internal EGR section S2: Engine brake section

Claims (19)

캠 축과 함께 회전하는 캠;
상기 캠에 일단이 구름 접촉되고, 상기 캠의 회전력을 전달받아 레버운동 하는 레버 바디;
상기 레버 바디의 레버운동에 따라 작동하는 2개의 밸브;
상기 2개의 밸브를 동시에 메인 리프트로 밀도록 상기 레버 바디의 타단에 구비되고, 밸브 간극을 조절하는 밸브간극 조절장치; 및
상기 2개의 밸브 중 하나인 가변 밸브를 선택적으로 서브 리프트로 밀도록 작동되며, 상기 레버 바디의 타단에 구비되는 작동부;
를 포함하되,
상기 캠은,
상기 캠의 회전 중심을 원심으로 하는 반경이 일정한 호 형상을 갖는 베이스;
상기 가변 밸브가 서브 리프트로 작동될 때에 가변 밸브가 열리기 시작하여 닫힐 때까지 상기 레버 바디를 밀고 있는 서브 로브; 및
상기 2개의 밸브가 메인 리프트로 열리기 시작하여 닫힐 때까지 상기 레버 바디를 밀고 있는 메인 로브;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 리프트 장치.A cam rotating with the camshaft;
A lever body having one end coming into rolling contact with the cam and receiving a rotational force of the cam to perform a lever movement;
Two valves operating in accordance with the lever movement of the lever body;
A valve gap regulating device provided at the other end of the lever body to push the two valves simultaneously to the main lift, the valve gap regulating device adjusting the valve gap; And
An actuating part that is operated to selectively push the variable valve, which is one of the two valves, to the sub-lift, and is provided at the other end of the lever body;
, ≪ / RTI &
The cam
A base having an arc shape having a constant radius for centering the center of rotation of the cam;
A sub-lobe which pushes the lever body until the variable valve is opened and closed when the variable valve is operated as a sub-lift; And
A main lobe pushing the lever body until the two valves start to open and close to the main lift;
Wherein the valve lift mechanism comprises: 제1항에 있어서,
상기 레버 바디가 상기 캠과 접촉되는 부분에는 롤러가 구비되는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 리프트 장치.The method according to claim 1,
And a roller is provided at a portion where the lever body is in contact with the cam. 제1항에 있어서,
상기 작동부는,
유압에 의해 작동되는 액츄에이터;
상기 액츄에이터의 작동에 따라 선택적으로 고압이 형성되는 공간인 챔버;
상기 챔버 내부의 압력 변화에 따라 직선왕복운동 하는 플런저; 및
상기 액츄에이터에 선택적으로 유압을 공급하도록 작동되는 솔레노이드 밸브;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 리프트 장치.The method according to claim 1,
Wherein,
An actuator operated by hydraulic pressure;
A chamber in which a high pressure is selectively formed according to an operation of the actuator;
A plunger that linearly reciprocates according to a pressure change in the chamber; And
A solenoid valve operative to selectively supply hydraulic pressure to the actuator;
Wherein the valve lift mechanism comprises: 제3항에 있어서,
상기 플런저가 상기 가변 밸브를 선택적으로 서브 리프트로 밀며, 상기 가변 밸브를 미는 상기 플런저의 하단에는 탄성부가 구비되는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 리프트 장치.The method of claim 3,
Wherein the plunger pushes the variable valve selectively to a sub-lift, and an elastic portion is provided at a lower end of the plunger to push the variable valve. 제1항에 있어서,
상기 가변 밸브의 서브 리프트는 메인 리프트보다 작은 리프트인 것을 특징으로 하는 가변 밸브 리프트 장치.The method according to claim 1,
Wherein the sub-lift of the variable valve is a smaller lift than the main lift. 제1항에 있어서,
상기 2개의 밸브를 동시에 미는 밸브간극 조절장치의 하단에는 탄성부가 구비되는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 리프트 장치.The method according to claim 1,
Wherein an elastic portion is provided at the lower end of the valve clearance adjusting device for simultaneously pushing the two valves. 제6항에 있어서,
상기 두 개의 밸브를 연결하는 밸브 브릿지를 더 포함하며,
상기 밸브간극 조절장치의 하단은 상기 밸브 브릿지를 미는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 리프트 장치.The method according to claim 6,
Further comprising a valve bridge connecting the two valves,
And the lower end of the valve gap adjusting device pushes the valve bridge. 제7항에 있어서,
상기 가변 밸브는 상기 밸브 브릿지에 상대적인 상하운동 가능하게 구비되는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 리프트 장치.8. The method of claim 7,
Wherein the variable valve is provided so as to be movable up and down relative to the valve bridge. 제8항에 있어서,
상기 가변 밸브의 상대적인 상하운동을 구현하도록 상기 밸브 브릿지에서 상기 가변 밸브의 상단에 구비되는 태핏을 더 포함하는 가변 밸브 리프트 장치.9. The method of claim 8,
Further comprising a tappet provided at an upper end of the variable valve in the valve bridge to implement a relative up-and-down movement of the variable valve. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 서브 로브의 외경은 상기 베이스의 외경보다 크고, 상기 메인 로브의 외경은 상기 서브 로브의 외경보다 큰 것을 특징으로 하는 가변 밸브 리프트 장치.The method according to claim 1,
Wherein the outer diameter of the sub-lobe is larger than the outer diameter of the base, and the outer diameter of the main lobe is larger than the outer diameter of the sub-lobe. 제1항에 있어서,
상기 베이스와 상기 메인 로브는 상기 캠의 회전 중심을 기준으로 반대측에 형성되고, 상기 서브 로브는 상기 베이스와 상기 메인 로브의 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 리프트 장치.The method according to claim 1,
Wherein the base and the main lobe are formed on the opposite sides with respect to the rotation center of the cam, and the sublobe is formed between the base and the main lobe. 제12항에 있어서,
상기 서브 로브는 상기 캠의 회전 중심을 기준으로 양측에 형성되는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 리프트 장치.13. The method of claim 12,
And the sub-lobe is formed on both sides of the center of rotation of the cam. 제1항에 있어서,
상기 작동부가 작동되지 않으면, 상기 캠의 서브 로브가 상기 레버 바디에 접촉되는 동안에도 상기 가변 밸브가 상기 작동부에 의해 밀리지 않는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 리프트 장치.The method according to claim 1,
Wherein the variable valve is not pushed by the actuating part even while the sub-lobe of the cam is in contact with the lever body, if the actuating part is not operated. 제3항에 있어서,
상기 캠의 서브 로브가 상기 레버 바디에 접촉되는 동안에 상기 솔레노이드 밸브가 ON 되어 상기 액츄에이터의 작동에 의해 상기 챔버에 유압이 공급되면, 상기 플런저가 하측으로 이동하여 상기 가변 밸브를 미는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 리프트 장치.The method of claim 3,
Characterized in that when the solenoid valve is turned on while the sub-lobe of the cam is in contact with the lever body and the hydraulic pressure is supplied to the chamber by the operation of the actuator, the plunger moves downward to push the variable valve Valve lift device. 제3항에 있어서,
상기 캠의 메인 로브가 상기 레버 바디에 접촉되면, 상기 솔레노이드 밸브가 OFF 되어 상기 액츄에이터의 작동정지에 의해 상기 챔버에 유압이 해제됨에 따라 상기 플런저가 원위치 되는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 리프트 장치.The method of claim 3,
Wherein when the main lobe of the cam comes into contact with the lever body, the solenoid valve is turned OFF and the plunger is returned to the chamber when the hydraulic pressure is released by the operation stop of the actuator. 제1항에 있어서,
상기 가변 밸브는 엔진의 흡기행정 중 서브 리프트로 작동되어 배기가스의 엔진 내부 재순환을 구현하는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 리프트 장치.The method according to claim 1,
Wherein the variable valve is operated as a sub-lift during an intake stroke of the engine to implement internal engine recirculation of the exhaust gas. 제1항에 있어서,
상기 가변 밸브는 엔진의 압축행정 중 서브 리프트로 작동되어 엔진 브레이크를 구현하는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 리프트 장치.The method according to claim 1,
Wherein the variable valve is operated as a sub-lift during a compression stroke of the engine to implement an engine brake. 제18항에 있어서,
상기 가변 밸브가 배기구를 개방하는 시기는 피스톤의 상사점인 것을 특징으로 하는 가변 밸브 리프트 장치.19. The method of claim 18,
Wherein the timing at which the variable valve opens the exhaust port is the top dead center of the piston.
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