밸브 시팅 제어부를 갖춘 밸브 작동 시스템 document_id A220623022982

흡입 및 배출 밸브와 같은 엔진 연소실 밸브는 통상적으로 밸브 폐쇄 위치를 향해 스프링식 편향되어 있다. 다수의 내연 기관에서, 엔진 밸브는 엔진 내의 고정식 프로파일 캠(profile cam)에 의해 개폐될 수 있다. 보다 구체적으로, 엔진 밸브는 캠 상의 하나 이상의 고정식 로브(lobe)에 의해 개폐될 수 있다. 일부의 경우, 고정식 프로파일 캠을 사용함으로써, 엔진 밸브 리프트의 타이밍 및/또는 양을 조절하는 것이 곤란할 수 있다. 그러나, 여러 엔진 속도와 같은 여러 엔진 작동 조건에 대해 엔진 밸브 개폐 시간을 조절하는 것이 바람직하다. 고정식 캠 프로파일이 제공되는 경우, 밸브 타이밍 및 리프트를 조절하는 방법은 밸브와 캠 사이의 밸브 트레인 연동 장치(valve train linkage) 내의 "로스트 모션(lost motion)" 장치를 병합시켜야 했었다. 로스트 모션은 가변 길이 기계식, 유압식, 또는 다른 연동 수단을 갖는 캠 프로파일에 의해 결정되는 밸브 모션을 변경하기 위한 기술적 해결안 급에 적용되는 용어이다. 로스트 모션 시스템은 캠과 엔진 밸브 사이의 밸브 트레인 연동 장치 내에 포함되는 가변 길이 장치를 포함한다. 캠 상의 로브(들)는 엔진 작동 조건의 범위에 대해 요구되는 "최대"(가장 긴 체류 및 가장 큰 리프트) 모션을 제공할 수 있다. 완전히 팽창된 경우, 가변 길이 장치(또는 로스트 모션 시스템)는 캠 모션의 모두를 밸브에 전달할 수 있으며, 완전히 수축된 경우, 가변 길이 장치는 감소된 양의 캠 모션을 밸브 전달하거나 어떠한 캠 모션도 전달하지 않는다. 로스트 모션 시스템의 길이를 선택적으로 감소시킴으로써, 캠에 의해 밸브에 부여되는 모션의 모두 또는 일부가 효과적으로 차감되거나 손실될 수 있다. 유압 기반(hydraulic-based) 로스트 모션 시스템은 유압식으로 팽창 및 수축가능한 피스톤 조립체의 사용을 통해 가변 길이 장치를 제공할 수 있다. 이러한 가변 길이 장치의 길이는 피스톤이 유압실 안으로 회수되면 단축되며, 피스톤이 유압실 외부로 확장되면 증가된다. 유압실의 안팎으로의 작동유의 유동을 제어하기 위해 하나 이상의 작동유 제어 밸브가 사용될 수 있다. 가변 밸브 액츄에이션(variable valve actuation; VVA) 시스템으로 공지된 한 유형의 로스트 모션 시스템은 다중 레벨의 로스트 모션을 제공할 수 있다. 유압식 VVA 시스템은 유압식 로스트 모션 피스톤을 보유하는 챔버 내의 작동유의 양을 신속하게 변경하기 위해 고속 제어 밸브를 사용할 수 있다. 제어 밸브는 또한 챔버 내에 2개 이상의 레벨의 작동유를 제공할 수 있어서, 로스트 모션이 복수 길이를 획득할 수 있게 하고 가변 레벨의 밸브 액츄에이션을 제공한다. 통상적으로, 엔진 밸브는 상당히 신속하게 개폐될 것이 요구되므로, 따라서, 밸브 리턴 스트링은 대개 비교적 강성이다. 밸브 개방 사상(event) 후 점검없이 방치된다면, 밸브 리턴 스프링은 밸브 및/또는 그의 시트에 손상을 야기하기에 충분한 힘으로 밸브가 그의 시트(seat)와 충돌하게 할 수 있다. 캠 프로파일을 따라가는 밸브 리프터(valve lifter)를 사용하는 밸브 액츄에이션 시스템에서, 캠 프로파일은 고유의 밸브 폐쇄 속도 제어를 제공한다. 캠 프로파일은 액츄에이션 로브가 캠 기초원과 완만하게 병합되도록 형성될 수 있으며, 이것은 엔진 밸브가 자신의 시트에 접근할 때 엔진 밸브의 속도를 감속시키는 역할을 한다. 유압식 로스트 모션 시스템에서, 그리고 특히 VVA 유압식 로스트 모션 시스템에서, 유압 회로로부터 작동유의 신속한 배수는 캠 프로파일에 의해 제공되는 밸브 시팅을 밸브가 경험하는 것을 막을 수 있다. 예컨대, VVA 시스템에서, 엔진 밸브는 로스트 모션 시스템으로부터 작동유를 신속하게 방출함으로써 캠 프로파일에 의해 제공되는 것 보다 이른 시간에 폐쇄될 수 있다. 로스트 모션 시스템으로부터 작동유가 방출되면, 밸브 리턴 스프링은 엔진 밸브가 "자유 낙하(free fall)"가 하게 하여 용인될 수 없는 고속으로 밸브 시트와 충돌하게 한다. 엔진 밸브는 종국에 밸브 또는 밸브 시트를 부식시키거나 심지어 엔진 밸브를 균열시키거나 파손시킬 정도의 힘으로 밸브 시트와 충돌할 수 있다. 이러한 경우, 로스트 모션 시스템으로부터 작동유의 방출에 의해 엔진 밸브의 폐쇄 속도가 제어되므로 엔진 밸브 시팅 제어가 요구될 수 있다. 따라서, 로스트 모션 시스템을 포함하는 엔진, 그 중에 특히 VVA 로스트 모션 시스템에 밸브 시팅 장치가 필요로 한다. 엔진 밸브와 그 시트 사이의 손상성 충격을 방지하기 위해, 밸브 시팅 장치는 다른 밸브 트레인 요소들의 위치와 무관하게 폐쇄 모션을 저지해야 한다. 이러한 목적을 달성하기 위해, 엔진 밸브가 밸브 시팅 제어를 경험하게 되는 위치는 비교적 일정해야 한다. 즉, 밸브 시팅 장치가 밸브의 폐쇄 모션을 적극적으로 저지하게 되는 엔진 밸브가 이동하는 동안의 지점은 모든 엔진 작동 상태에 대해 비교적 일정해야 한다. 따라서, 로커 아암, 푸시 튜브 등과 같은 개재되는 밸브 트레인 요소들의 위치와 무관하게 엔진 밸브의 폐쇄 모션을 대항할 수 있도록 밸브 시팅 장치를 위치시키는 것이 유리할 수 있다. 이러한 밸브 시팅 장치는 유압 요소를 포함할 수 있어서, 하우징 내에 지지될 필요가 있고 작동유의 공급을 필요로 할 수 있으며, 또한 동시에 특수 엔진의 패키징 한계 내부에 끼워질 수 있다. 또한 다른 유압 로스트 모션 부품들 부근에 밸브 시팅 장치를 위치시키는 것이 유리할 수 있다. 다른 로스트 모션 부품들 부근에 밸브 시팅 장치를 위치시킴으로써, 하우징, 유압 공급부 및/또는 어큐뮬레이터가 공유될 수 있어서, 요구되는 붚무들의 개수와 부피를 감소시킬 수 있다. 본 발명의 여러 실시예들은 상기한 요구 중 하나 이상을 충족시키며 또한 다른 장점들을 제공한다.