KR101193358B1 - Electrically driven camshaft adjuster - Google Patents
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Abstract
본 발명은 크랭크 축에 대한 캠축(3)의 상대적인 회전 각 위치를 조정하는 조정 장치(1)에 관한 것이다. 이러한 조정 장치는 크랭크축에 고정으로 장착되는 구동부(4) 및 캠축에 고정으로 장착되는 출력부(5)를 포함한다. 조정 장치(1)는 1차 조정 장치로서의 조정 모터(2)와 2차 조정 장치로서의 보조 드라이브(11)를 포함한다. 조정 모터(2)가 고장날 때, 캠축(3)은 고정 회전각 위치, 즉 비상 작동 위치로 보조 드라이브(11)에 의해 조정될 수 있다.The invention relates to an adjusting device (1) for adjusting the position of the rotational angle of the camshaft (3) relative to the crankshaft. This adjusting device comprises a drive part 4 fixedly mounted to the crankshaft and an output part 5 fixedly mounted to the camshaft. The adjusting device 1 includes an adjusting motor 2 as a primary adjusting device and an auxiliary drive 11 as a secondary adjusting device. When the regulating motor 2 fails, the camshaft 3 can be adjusted by the auxiliary drive 11 to a fixed rotational angle position, that is to say an emergency operating position.
크랭크축, 캠축, 플라이휠, 구동휠, 클러치, 브레이크 디스크 Crankshaft, Camshaft, Flywheel, Drive Wheel, Clutch, Brake Disc
Description
본 발명은 3축 변속기로 형성되는 조정 변속기를 갖는 내연 기관의 크랭크축에 대하여 캠축의 상대적인 회전 각 위치를 조정하기 위한 조정 장치에 관한 것으로서, 크랭크축 고정 구동부, 캠축 고정 출력부 및 조정 모터의 조정 모터 축과 연결되는 조정 축을 포함한다.BACKGROUND OF THE
유압식 또는 전기식 캠축 조정 시스템을 갖는 내연 기관에서 안전한 엔진 시동을 보장하기 위해, 캠축이 소위 기초 또는 비상 작동 위치에 위치해야 한다. 이것은 흡기 캠축에서 통상 "지각(retarded)" 위치에 위치하며, 배기 캠축에서 "진각(advanced)" 위치에 위치한다. 차량의 정상 작동에서 캠축은 엔진의 정지 시에 각각의 기초 위치로 이동되어 거기에 고정 또는 체결되도록 조정된다.In order to ensure safe engine starting in internal combustion engines with hydraulic or electric camshaft adjustment systems, the camshaft must be located in the so-called base or emergency operating position. It is usually located in the "retarded" position on the intake camshaft and in the "advanced" position on the exhaust camshaft. In normal operation of the vehicle the camshaft is moved to its respective base position upon engine stop and adjusted to be fixed or fastened thereto.
베인 셀, 선회 또는 분할 베인과 같이 유압식으로 작동되는 종래의 회전 피스톤 조정 장치가 로킹 유닛을 포함한다. 이것은 충분한 오일 압력이 캠축의 조정을 위해 형성될 때까지 유압식 조정 장치를 기초 위치에 고정한다. 엔진의 스톨링의 경우에는, 캠축이 기초 위치의 외에서 정의되지 않은 위치에 위치될 수 있다.Conventional rotary piston adjusting devices that are hydraulically actuated, such as vane cells, swing or split vanes, include locking units. This holds the hydraulic adjustment device in the foundation position until sufficient oil pressure is established for adjustment of the camshaft. In the case of engine stalling, the camshaft may be located at an undefined position other than the foundation position.
"지각" 기초 위치를 갖는 유압식 캠축 조정 시스템에서 캠축은 내연 기관의 다음 개시 시에 그리고 캠축 회전 방향에 반대로 작용하는 캠축 마찰 모멘트로 인해 오일압이 부족할 경우, 자동으로 지각 기초 위치로 조정된다. 기본 위치가 "진각" 위치일 경우, 캠축은 캠축 마찰 모멘트에 대한 오일압이 부족할 경우 "진각" 위치로 조정된다. 이는 대부분 캠축 마찰 모멘트에 반대인 모멘트를 생성하는 보상 스프링에 의해 발생한다.In a hydraulic camshaft adjustment system having a "crust" foundation position, the camshaft is automatically adjusted to the crustal foundation position at the next start of the internal combustion engine and if the oil pressure is insufficient due to the camshaft friction moment acting against the camshaft rotational direction. If the basic position is the "advanced" position, the camshaft is adjusted to the "advanced" position if the oil pressure on the camshaft friction moment is insufficient. This is most often caused by a compensating spring which generates a moment opposite to the camshaft friction moment.
내연 기관의 스톨링 후의 기초 위치로의 조정을 위한 이러한 유압식 캠축 조정에서 통상적인 방법은 전기적으로 구동되는 캠축 조정 장치에서는 적용될 수 없다. 이것들은 조정 모터 시스템이 손상되지 않고 내연 기관이 정지해 있거나 재시동 시에 개별적인 기초 위치로 캠축이 조정될 수 있는 한 필요하지 않다. 그러나, 전기적인 조정 모터 시스템에서 조정 모터 및/또는 그것의 제어부는 고장 날 수 있으며, 이에 따라 기초 위치에 도달하지 못할 수 있다.The conventional method in this hydraulic camshaft adjustment for adjustment to the base position after stalling of the internal combustion engine is not applicable to the electrically driven camshaft adjustment device. These are not necessary as long as the regulating motor system is not damaged and the camshaft can be adjusted to the individual foundation position upon restart or when the internal combustion engine is stopped. However, in the electric coordination motor system, the coordination motor and / or its control unit may fail and thus may not reach the base position.
독일 특허 DE 41 10 195 A1에서 내연 기관의 크랭크축과 캠축 사이의 회전 각 위치의 조정을 위한 장치는 3축 변속기로 형성되는 조정 변속기를 갖는 것으로 기재되어 있는데, 이것은 크랭크축과 연결되는 구동축, 캠축과 연결되는 출력축 및 전기적 조정 모터와 연결되는 조정 축을 포함하며, 정지해 있는 조정축에서 구동축과 출력축 사이에서는 정적 변속비(I0)가 있게 되며, 이것은 캠축의 조정 방향 및 변속(마이너스 또는 플러스 변속)을 개별적인 기초 또는 비상 작동 위치로 결정한다.In
각각의 조정 장치에서 캠축 위치가 용이하게 움직이며 정확하게 세팅되는 것이 요구된다. 조정 모터 시스템이 고장나는 경우 조정각의 제한이 제공된다면, 내연 기관의 기능이 적어도 일시적으로 달성될 수 있다. 그러나, 그러한 상황에서 기초 내지 비상 작동 위치의 도달에 대한 기준은 없다. 각각의 구성에서는 캠축 조정 장치의 두 개의 단부 위치 중 하나에 기초 위치가 제공되어야 한다. 캠축 조정 장치는 항상 진각 또는 지각 정지부를 향해 작동한다.In each adjustment device, the camshaft position needs to be easily moved and set accurately. If a limitation of the adjustment angle is provided when the regulating motor system fails, the function of the internal combustion engine can be at least temporarily achieved. However, there is no criterion for the arrival of the basic or emergency operating position in such a situation. In each configuration the foundation position must be provided at one of the two end positions of the camshaft adjustment device. The camshaft adjustment always operates towards either the forward or the latent stop.
그러나, 소정의 열역학적 기준 하에 임의의 중앙 위치를 기초 위치로서 선택하는 것이 바람직하다. However, it is desirable to select any central position as the base position under certain thermodynamic criteria.
따라서, 본 발명의 목적은, 조정 모터가 고장이 난 경우에 임의의 위치, 특히 중앙의 비상 작동 위치로 조정될 수 있는, 내연 기관의 크랭크축에 대하여 캠축의 회전 각 위치를 조정하기 위한 조정 장치를 제공하는 것이다. 이때 조정 장치는 이러한 위치에서 유지되어야 한다.It is therefore an object of the present invention to provide an adjusting device for adjusting the rotational angular position of the camshaft with respect to the crankshaft of the internal combustion engine, which can be adjusted to any position, in particular a central emergency operating position in the event of a failure of the regulating motor. To provide. The adjusting device should then be maintained in this position.
본 발명에 따르면, 상기 목적은 청구항 제1항의 전제부의 특징을 갖는 내연 기관의 경우, 조정 장치가 1차 조정 장치로서 조정 모터와 2차 조정 장치로서 보조 드라이브를 포함함으로써 달성되며, 이에 따라 보조 드라이브는 조정 모터가 고장나는 경우에 고정된 회전 각 위치, 즉 비상 작동 위치로 캠축을 조정한다.According to the invention, the above object is achieved in the case of an internal combustion engine having the features of the preamble of
보조 드라이브는 능동 또는 수동 방식으로 형성될 수 있다. 능동 보조 드라이브에서는 제어기, 스위치 및 엑츄에이터가 필요하다. 보조 드라이브는 필요한 경우에만 연결되며, 따라서 에너지를 취한다. 이때, 비상 작동 위치에 대한 실제 편향이 파악되고, 목표한 에너지 공급이 실제 편향으로부터 유도되며, 비상 작동 위치가 제어된다. 보조 드라이브의 각각의 작동 매체를 통해 연결이 일어날 때 바람직하다. 이것은 보조 모터에서 예를 들어, 스프링을 통해 정상 상태에서 조정축으로부터 분리되는 공압식 모터에 관한 것일 수 있다. 조정 모터가 고장나는 경우가 되면, 압축 공기를 통해 연결이 일어난다.The secondary drive can be formed in an active or passive manner. Active secondary drives require controllers, switches and actuators. Auxiliary drives are only connected when needed and therefore take energy. At this time, the actual deflection for the emergency operating position is identified, the target energy supply is derived from the actual deflection, and the emergency operating position is controlled. It is desirable when a connection occurs through each working medium of the secondary drive. This may relate to a pneumatic motor in the auxiliary motor, for example separated from the adjusting shaft in a steady state via a spring. If the regulating motor fails, the connection is made via compressed air.
수동 보조 드라이브는 영구적으로 메인 드라이브와 결합된다. 캠축의 기초 위치는 보조 드라이브를 구비한 3축 변속기 시스템의 중립 상태에 해당한다. 정상 작동에서 기초 위치로부터 각각의 회전 각 조정으로 에너지는 보조 드라이브 내로 공급된다. 보조 드라이브에 대하여 작동하는 메인 드라이브가 고장나면, 보조 드라이브는 캠축의 회전 각 위치를 비상 작동 위치로 조정한다. 수동 보조 드라이브를 위해서는, 하나의 엑츄에이터만이 필요하다. 제어기 및 스위치는 생략될 수 있다.The passive auxiliary drive is permanently combined with the main drive. The base position of the camshaft corresponds to the neutral state of a three-axis transmission system with an auxiliary drive. In normal operation, with each rotation angle adjustment from the base position, energy is supplied into the auxiliary drive. If the main drive operating with respect to the auxiliary drive fails, the auxiliary drive adjusts the rotational angular position of the camshaft to the emergency operating position. For a passive auxiliary drive, only one actuator is needed. Controllers and switches can be omitted.
능동 보조 드라이브에서 정상 작동 동안 보조 드라이브로 에너지가 공급되지 않으며, 따라서 진동 형태의 어떠한 반응도 보통 일어나지 않는 것이 바람직하다. 수동 보조 드라이브의 장점은 더 단순하고 경제적으로 실현된다는 것이다. 두 개의 보조 드라이브가 하이브리드 드라이브에 연결될 수 있으며, 이때 마찰을 통해 수행될 수 있는 수동 조정이 하나의 방향으로 수행될 수 있으며, 상기 조정은 오직 하나의 방향으로 작용하는 능동 시스템의 연결 하에 반대 방향으로 일어난다.It is desirable that no energy is supplied from the active auxiliary drive to the auxiliary drive during normal operation, so that no reaction in the form of vibration usually occurs. The advantage of a passive auxiliary drive is that it is simpler and more economical. Two auxiliary drives can be connected to the hybrid drive, in which manual adjustment, which can be carried out via friction, can be carried out in one direction, the adjustment being in the opposite direction under the connection of an active system acting in only one direction. Happens.
보조 드라이브는 주로 두 개의 방법으로 작동할 수 있다. 먼저, 이것은 조정축에 작용할 수 있으며, 토크 지지가 체인휠 또는 캠축에 발생한다. 이때, 보조 드라이브의 작은 모멘트가 필요하나, 보조 드라이브는 큰 회전수를 제공해야 한다. 예를 들어, 30도인 통상적으로 최대의 캠축 조정 시에 1:60의 조정 메카니즘의 감속에서 조정축의 5회의 회전이 필요하다.Auxiliary drives can be operated in two main ways. Firstly, it can act on the adjusting shaft, and torque support occurs on the chainwheel or camshaft. At this time, a small moment of the auxiliary drive is required, but the auxiliary drive must provide a large rotational speed. For example, five rotations of the adjustment shaft are required at a deceleration of the adjustment mechanism of 1:60 at a maximum camshaft adjustment, typically 30 degrees.
다음으로 보조 드라이브는 체인휠 또는 캠축에 직접 작용할 수 있으며, 이때토크 지지는 서로 간에 발생한다. 이러한 경우에, 큰 모멘트가 필요하다. 그러나, 이때 마찰 영향 또는 베어링 손상은 캠축과 체인휠 사이의 조정 모멘트에 더 큰 영향을 갖는다.The auxiliary drive can then act directly on the chainwheel or the camshaft, where torque support occurs between each other. In this case, a large moment is needed. However, the friction effect or bearing damage at this time has a greater influence on the adjustment moment between the camshaft and the chainwheel.
구체적으로 보조 드라이브는 예를 들어 비틀림 스프링, 유압식 모터, 공압식 모터, 전기적 보조 모터, 브레이크, 원심력 모터, 3축 변속기, 스위칭 가능한 프리휠, 플라이 휠에 의해 또는, 조정 모터 자체의 관성 질량 모멘트를 사용하여 구현될 수 있다.Specifically, the auxiliary drive is for example by torsion springs, hydraulic motors, pneumatic motors, electrical auxiliary motors, brakes, centrifugal motors, three-axis transmissions, switchable freewheels, flywheels or by using the moment of inertia of the regulating motor itself. Can be implemented.
보조 드라이브가 비틀림 스프링으로 형성되면, 이것은 조정축 및 체인휠 사이 또는 체인휠 및 캠축 사이에 배열된다. 이것들은 이중으로 작용하거나 감속 기어를 갖는 비틀림 스프링으로 형성될 수 있다. 이러한 시스템은 낮은 기술적인 비용을 요구하며, 스위칭 시간은 설계에 따른다.If the auxiliary drive is formed of a torsion spring, it is arranged between the adjusting shaft and the chain wheel or between the chain wheel and the cam shaft. These may be formed as torsion springs having a double acting or reducing gear. These systems require low technical cost and the switching time is design dependent.
보조 드라이브가 유압식 모터로 형성되면, 이것은 큰 모멘트를 생성할 수 있다. 스위칭 시간은 작동을 위해 필요한 작동 매체, 예를 들어 오일의 점성에 의존한다. 이러한 단점은 고장 시 뿐만 아니라 정상 작동 시 작은 반응에 의해 보충되는데, 이는 보조 드라이브가 오일 없이 작동될 수 있기 때문이다. 보조 드라이브는 고장난 경우에만 에너지를 필요로 한다. 보조 드라이브가 공압식 모터로 형성되면, 점성에 대한 스위칭 시간의 의존성은 생략된다. 그러나 전기 모터가 고장난 경우에는 유압식 모터에 비해 더 낮은 효율을 감수하게 된다.If the auxiliary drive is formed of a hydraulic motor, this can produce a large moment. The switching time depends on the viscosity of the operating medium, for example oil, required for the operation. This disadvantage is compensated for by small reactions in normal operation as well as in failure, since the auxiliary drive can be operated without oil. Auxiliary drives need energy only if they fail. If the auxiliary drive is formed of a pneumatic motor, the dependence of the switching time on viscosity is omitted. However, if the electric motor fails, the efficiency is lower than that of the hydraulic motor.
전기적 액추에이터로서 형성되는 보조 드라이브는 예를 들어, 비상 작동 코일 또는 결합된 전기 모터일 수 있으나, 배터리 또는 커패시터일 수도 있으며, 이는 짧은 스위칭 시간을 보이며 필요하다면 적은 에너지를 사용한다. 보조 드라이브가 예를 들어 3축 변속기와 조합된 브레이크로서, 또는 브레이크 라이닝 또는 와전류 브레이크로 형성된다면, 그것은 정상 작동에 대해 더 작은 반응 시에 전기적 보조 모터와 동일한 이점을 갖는다.The auxiliary drive formed as an electrical actuator can be, for example, an emergency actuating coil or a combined electric motor, but it can also be a battery or a capacitor, which shows a short switching time and uses less energy if necessary. If the auxiliary drive is formed, for example, as a brake in combination with a three-axis transmission, or as a brake lining or eddy current brake, it has the same advantages as an electrical auxiliary motor at smaller reactions to normal operation.
플라이 휠을 갖는 조정 축 형태로 보조 드라이브를 구현하는 것도 간단하다. 이러한 시스템은 고장난 경우에 작은 반응을 보인다. 그 대신, 정상 작동에 대한 이러한 작은 반응은 큰 관성 때문에 감지될 수 있다.It is also simple to implement an auxiliary drive in the form of an adjusting shaft with a flywheel. These systems have a small response in case of failure. Instead, this small response to normal operation can be detected because of the large inertia.
보조 드라이브는 원심력 모터로 형성될 수 있다. 이때 수동 또는 능동 시스템이 구현 가능하며, 이것의 스위칭 시간은 설계 및 캠축 회전수에 따른다. 정상 고장 시 반응이 거의 없는 대신, 정상 작동 시 반응은 캠축의 회전수에 따라 증가한다. 이러한 메카니즘은 구동 휠이 소정의 최소 회전수를 초과하자마자 작동 가능하다.The auxiliary drive may be formed of a centrifugal motor. A passive or active system can be implemented, the switching time of which depends on the design and the camshaft speed. In the event of a normal failure there is little reaction, but in normal operation the response increases with the rotation of the camshaft. This mechanism is operable as soon as the drive wheel exceeds a predetermined minimum speed.
청구항 제2항에 따라 제공되는 구동부 및 출력부 사이의 보조 드라이브의 배열은 공간적으로 행해질 수 있으나, 그것으로 제한되는 것은 아니다. 오히려 이는 상세히 설명된 특히 바람직한 상기 몇몇 실시예로부터 알 수 있는 바와 같은 동력 흐름에 대한 배열을 나타낸다. 예를 들어 조정 모터가 전기 모터로 구성되면, 종래 기술레서 이는 캠축 이전에 축방향으로 배열된다.Arrangement of the auxiliary drive between the drive unit and the output unit provided according to
요약하면, 수동 시스템이 단순성에 의해 구조면에서 유리하지만, 영구적인 편향 하의 전력 소비 및 전력 배출로 인해 정상 작동에 단점으로 작용한다. 능동 시스템은 이러한 단점을 방지하나 구조가 복잡하다.In summary, the passive system is advantageous in structure due to its simplicity, but disadvantages in normal operation due to power consumption and power dissipation under permanent deflection. Active systems avoid these drawbacks but are complex in structure.
고장 시 보조 드라이브가 사용되면, 비상 작동 위치의 유지는 세 개의 다른 방식으로 가능하다. 능동 제어를 통해, 예를 들어 축방향 또는 반경 방향으로 작동하며 오일 압력으로, 공기 압력으로 또는 전자기적으로 작동되는 로킹 핀을 이용한 형태 결합을 통해, 또는 예를 들어 스위칭 가능한 플라이 휠과 같은 힘 결합을 통해 가능하다.If a secondary drive is used in case of failure, maintenance of the emergency operating position is possible in three different ways. Through active control, for example through force coupling such as switchable flywheels, or through form coupling with locking pins acting axially or radially and operating with oil pressure, air pressure or electromagnetically It is possible through.
전기적 조정 모터의 조정 축이 갑작스럽게 블로킹될 때 조정 축 및/또는 조정 기구를 과부하로부터 보호하기 위해 조정 모터와 캠축 사이에 오버로드 클러치가 배열될 수 있다. 이러한 오버로드 클러치는 예를 들어 슬라이드 클러치 또는 전단 핀으로 형성될 수 있다.An overload clutch can be arranged between the regulating motor and the camshaft to protect the regulating shaft and / or the regulating mechanism from overload when the regulating shaft of the electrical regulating motor is suddenly blocked. Such overload clutches can be formed, for example, as slide clutches or shear pins.
본 발명에 따른 해결책을 통해, 조정 장치의 안정성이 실질적으로 증가된다. 이에 따라, 단순하게 구성된 수동 시스템을 조작하거나 작동에 대해 작은 반응을 갖는 능동 시스템을 사용하는 것이 가능하다.Through the solution according to the invention, the stability of the adjusting device is substantially increased. Thus, it is possible to operate a simply constructed passive system or to use an active system with a small response to operation.
이하, 본 발명은 해당되는 도면을 참조로 보다 자세히 설명된다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
도1은 고정자가 실린더 헤드에 고정된 조정 모터를 갖는 조정 장치의 개략도이다.1 is a schematic view of an adjusting device with a regulating motor fixed to a cylinder head.
도2는 플라이 휠로 형성되는 조정 모터를 갖는 조정 장치의 개략도이다.2 is a schematic diagram of an adjusting device having an adjusting motor formed of a flywheel.
도3a은 비틀림 스프링으로 형성되며 체인휠 및 캠축 사이에 배열되는 보조 드라이브의 개략도이다.3A is a schematic illustration of an auxiliary drive formed of a torsion spring and arranged between the chainwheel and the camshaft.
도3b는 스프링으로 형성되며, 체인휠과 조정축 사이에서 작용하는 보조 드라이브의 개략도이다.3b is a schematic view of an auxiliary drive formed with a spring and acting between the chainwheel and the adjustment shaft;
도4는 조정축 및 체인휠 사이에서 배열되는 공압식 또는 유압식 모터를 갖는 조정 장치의 개략도이다.4 is a schematic view of an adjusting device having a pneumatic or hydraulic motor arranged between the adjusting shaft and the chain wheel.
도5a는 기초 위치에 위치된 원심력 모터로 형성되는 보조 드라이브의 횡단면도이다.Fig. 5A is a cross sectional view of an auxiliary drive formed of a centrifugal force motor located in the foundation position.
도5b는 기초 위치에 위치되지 않은, 원심력 모터로 형성되는 보조 드라이브의 횡단면도이다.Fig. 5B is a cross sectional view of an auxiliary drive formed of a centrifugal motor, which is not located in the foundation position.
도6a는 보조 드라이브 및 내부에 배열되는 브레이크를 갖는 조정 장치의 개략도이다.6A is a schematic diagram of an adjusting device having an auxiliary drive and a brake arranged therein;
도6b는 보조 드라이브 및 외부에 배열되는 브레이크를 갖는 조정 장치의 개략도이다.6B is a schematic diagram of an adjusting device having an auxiliary drive and a brake arranged externally.
도7a는 커패시터를 통해 전력을 공급 받는 보조 드라이브를 갖는 조정 장치의 개략도이다.7A is a schematic diagram of an adjustment device having an auxiliary drive powered by a capacitor.
도7b는 외부의 전압원을 통해 전력을 공급 받는 보조 드라이브를 갖는 조정 장치의 개략도이다.7B is a schematic diagram of an adjustment device having an auxiliary drive powered by an external voltage source.
도7c는 전기모터로 형성되는 외부의 보조 드라이브를 갖는 조정 장치의 개략도이다.7C is a schematic diagram of an adjusting device having an external auxiliary drive formed of an electric motor.
도8은 오버로드 클러치를 갖는 조정 장치의 개략도이다.8 is a schematic view of an adjusting device having an overload clutch.
도9는 로킹 유닛을 갖는 조정 장치의 횡단면도이다. 9 is a cross-sectional view of the adjustment device with the locking unit.
도1에는 본 발명의 일 실시예가 조정 변속기(13)와 조정 모터(2)를 갖는 조정 장치로 도시되며, 조정 모터(2)는 본질적으로 회전자(8)와 고정자(9)로 구성된다. 조정 장치는 도시되지 않은 내연 기관의 크랭크축과 캠축(3) 사이의 회전 각 위치의 조정을 위해 사용된다. 조정 변속기(13)는 구동부(4), 출력부(5) 및 조정축(6)을 갖는 3축 변속기로서 형성된다. 구동부(4)는 구동 휠(7)과 고정 연결되며, 이를 통해 도시되지 않은 기어 휠, 톱니형 벨트 또는 톱니형 체인에 의해 크랭크축과 고정되게 연결된다. 출력부(5)는 캠축(3)과 고정되게 연결되며 조정축(6)은 조정 모터(2)의 회전자(8)와 고정되게 연결된다. 조정 모터(2)의 고정자(9)는 실린더 헤드(10)와 고정되게 연결되어 있으며 정지 상태로 있는다. 캠축(3)은 기초 또는 비상 작동 위치를 가지며, 이는 안전한 시동 및 제한된 작동을 위해 달성되어야 한다. 내연 기관의 정지 시 또는 재시동 동안에 조정 모터(2)는 캠축(3)을 기초 위치로 조정하기 때문에, 조정 모터(2)는 손상되지 않으며 이는 내연 기관의 스톨링 후에 보조 드라이브(11) 없이도 수행된다(도2 참조). 그러나, 보조 드라이브(11) 없다면, 결함있는 조정 모터(2)에서 회전 각 위치의 제어는 더 이상 가능하지 않다.1 shows an embodiment of the invention as an adjusting device having an adjusting
도2는 플라이휠(12)로 설계된 보조 드라이브(11)를 도시하는데, 이는 조정축(6) 상에 직접 배치되고, 이에 따라 조정 모터(2)와 고정되게 연결된다. 이로써 구동 휠(7)은 한편으로는 조정 축(6)과 상호 작용하고 다른 한편으로는 캠축(3)과 상호 작용한다. 플라이휠(12)은 공간 절약하게 조정 장치(1) 내로 일체될 수 있으며, 사전 설정된 관성 모멘트에서 가능한 한 작은 매스를 사용할 수 있도록 매스를 회전축으로부터 가능한 한 멀리 배열하는 것이 특히 바람직하다. 그러나, 조정 모터(2)의 회전자(8)가 이미 더 큰 매스를 가질 경우, 토크 저장소로서도 작동할 수 있는 회전자(8)가 충분히 높은 토크를 보유한다면 추가적인 플라이휠(12)이 경우에 따라 제거될 수 있다.2 shows an
도3a에서 이중으로 작용하는 비틀림 스프링(14)으로 형성되는 보조 드라이브(11)가 도시된다. 이것은 캠축(3)과 구동 휠(7) 사이에서 작용한다. 이때, 기초 위치는 캠축 위치와 구동휠 위치 사이에서 회전 각에 의해 형성되는데, 회전 각에서 조정 모터(2)의 영향 없이 모멘트 평형 상태가 존재한다. 정상 작동에서 전기 조정 모터(2)는 평형 상태를 변화시키고, 이에 따라 비틀림 스프링(14)을 편향시킨다. 이때, 조정 모터(2)가 고장난다면, 비틀림 스프링은 편향으로부터 휴지 위치로 이완된다. 이에 따라, 비틀림 스프링(14)은 하나로 또는 이중으로 작용할 수 있다. 도3b에서는 스프링(18)이 구동 휠(7)과 조정축(6) 사이에 배열된다. 이때, 모멘트는 감속 기어(15)를 통해 조정축(6)으로부터 전달되고 그렇지 않으면 작용 기구는 도3a의 작용 기구에 해당한다. 특히 여기서는 단일로 작용하는 스프링(18)이 사용될 수 있으며, 또는 나선 스프링이 사용될 수 있다.In figure 3a an
도4는 공압식 모터(16)로 형성되는 보조 드라이브(11)를 갖는 조정 장치(1)를 도시한다. 공압식 모터의 하우징(20)은 그 챔버에 의해 구동 휠(7)과 회전 고정식으로 연결되며, 공압식 모터 회전자(21)는 조정축(6)과 회전 고정식으로 연결된다. 조정 모터(2)가 고장나자마자, 공압식 모터(16)는 능동 드라이브로서 그것의 기능을 지속적으로 위임받거나, 수동 보조 드라이브에서와 같이 조정 장치(1)를 오직 기초 위치로 조정할 수 있으며, 기초 위치는 로킹 유닛(19; 도9)을 통해 고정된 상태로 유지된다. 공압식 모터(16)의 가능한 구성은 예를 들어 멀티 디스크 또는 기어 모터이다.4 shows an
보조 드라이브(11)는 공압식 모터(16) 대신에 유압식 모터(17)로도 형성될 수 있으며, 이에 따라 롤러 베인 펌프, 내부 기어 펌프 또는 유동 펌프를 사용하는 것이 특히 적합하다. The
도5a 및 도5b는 본질적으로 연결 링크(24)를 갖는 내치 기어(23)로 구성된 원심력 모터(22)를 도시하며, 구동 휠(7)에 대해 회전 가능하도록 상기 구동 휠 상에 고정된다. 5A and 5B show a
내치 기어(23)는 유성 기어(25) 위에 위치하며, 유성 기어(25)는 구동 휠(7)과 견고하게 연결되는 웨브 축(26) 위에 배치되며, 조정축(6) 위에 배치되는 선 기어(27)와 연동한다. 연결 링크(24) 내에서 런 케이스(28)는 그것과 견고하게 연결된 매스(30)를 통해 안내되는데, 매스(30)는 동시에 장공(29) 내에서 안내되며, 장공은 구동 휠(7) 내로 통합되며, 반경 방향으로 연장된다. 런 케이스(28) 대신에 슬라이드 블록이 배치될 수도 있다. 연결 링크(24)가 정확히 반경 방향으로 연장하지 않고 장치의 기초 위치가 내치 기어(23)의 중점으로부터 반경 방향으로 최대한 떨어진 런 케이스 위치에 상응하면, 링크(24)는 기본적으로 임의적인 형태일 수 있다. 특히, 연결 링크(24)는 포물선 또는 V 형상으로 구성하는 것이 바람직하다.The
원심력 모터(22)는 구동 휠(7)이 최소 회전수에 도달하자마자 작동 가능하다. 이때 조정 모터(2)가 회전 각 조정을 개시하면, 상기 모터는 조정 축(6)과 선 기어(27)를 통해 구동 휠(7)을 회전시킨다. 동시에 유성 기어(25)와의 결합을 통해 내치 기어(23)가 회전되며, 이를 통해 매스(30)는 연결 링크를 통해 반경 방향 내측으로 당겨진다(도5b 참조). 조정 모터(2)가 고장나는 경우, 매스(30)는 원심력으로 인해 가장 먼 외부에 배치되는 위치로 이동한다. 출력 흐름은 반전되고 조정 장치(1)는 기초 위치로 조정된다. 거기서 조정 장치(1)는 필요하다면 로킹 유닛(19; 도9)에 의해 고정될 수 있다.The
도6a 및 도6b에서 보조 드라이브(11)는 브레이크(31)로 형성되며, 도5a에서 이는 전기 조정 모터 내로 일체되는 브레이크(31)이다. 그것은 예를 들어, 단락 회로 브레이크 코일로 구성될 수 있으며, 유도를 통해 조정 모터를 제동한다. 다른 가능성은 비상 작동 코일(35)로서 사용될 수 있는 별도의 코일일 수 있다. 또한, 브레이크(31)는 예를 들어 조정축(32) 위에 배열되는 브레이크 디스크(32)로서 외부에도 배열될 수 있으며(도6b), 이것은 고장 시 유압식으로 또는 전자기적으로 작동되는 브레이크 블록(33)을 통해 제동된다. 브레이크(31)의 또 다른 가능한 실시예는 밴드, 디스크 또는 슈 브레이크이다. 브레이크(31)는 출력부(5) 및 캠축(3)에 직접적으로 작용할 수 있으며, 또는 예를 들어 클러치에 의해 조정축에 연결되는 축에 간접적으로 작용할 수 있다.In Figs. 6A and 6B, the
도7a 및 도7b는 전기 모터(34)로 형성되는 보조 드라이브(11)를 도시하는데, 보조 드라이브의 회전자는 조정 모터(2)의 회전자에 의해 형성된다. 전기 모터(34)의 고정자 주위에서 별도의 코일이 비상 작동 코일(35)로서 수행된다. 전기 모터(34)의 에너지 공급은 커패시터(36) 또는 외부 전력부(37)를 통해 안정적으로 제공된다. 커패시터(36) 대신에 배터리가 사용될 수도 있다. 대안적으로, 벨트 또는 체인에 의해 구동이 수행될 수도 있다. 도7c로부터 전기 모터(34)가 외부 구성 요소로서 실시될 수 있다는 것은 명료하다.7A and 7B show an
도8은 조정 모터(2)를 갖는 조정 장치(1)를 도시하는데, 이에 따라 조정 모터(2)와 출력 축(5) 사이에 오버로드 클러치(38)가 배열된다. 조정 축(6)이 차단된다면, 이때 차단은 캠축(3)에 대해 어떠한 억제 영향도 미치지 않는다. 바람직하게는 보조 드라이브(11)는 오버로드 클러치(38) 뒤에 배열되며, 이에 따라 고장난 조정 장치(2)는 보조 드라이브(11)에 대립되게 작동할 수 없다. 오버로드 클러치(38)는 당업계로부터 알려진 클러치로서 선택될 수 있으며, 예를 들어 클러치 디스크(40, 41)는 압축 스프링(39)에 의해 작동되거나 자기적으로 작동하게 형성된다.8 shows an
도9는 예시적으로 로킹 유닛(19)의 가능한 배열을 도시하는데, 이는 고장 시에 회전각을 고정하기 위해 상술한 수동 시스템에서 필수적이다. 로킹 유닛(19)은 본 명세서에서는 반경 방향으로 작동하는 스프링 요소로 형성된다. 로킹 및 해제는 본 도면에서 오일 채널(42)에 의해 공급되는 오일 압력을 통해 행해진다. 대안적으로, 로킹 유닛(19)은 작동을 위해 조정 축의 원심력, 자기력 또는 회전 펄스를 이용할 수 있다. 로킹 유닛(19)의 배열은 조정 장치 내에서 축 방향 및 반경 방향에서 행해질 수 있다.9 illustratively shows a possible arrangement of the locking
요약하면, 조정 장치(2)가 고장나는 경우 본 발명에 따른 보조 드라이브(11)의 구성에 의해 기초 위치로 제어되는 능동 또는 수동 복귀가 가능하므로, 내연 기관은 크랭크 축과 캠축(3) 사이에서 회전각에 의해 더 확실하게 작동될 수 있다.In summary, if the
1. 조정 장치1. Adjustment device
2. 조정 모터2. adjustable motor
3. 캠축3. Camshaft
4. 구동부4. Driving part
5. 출력부5. Output
6. 조정 축6. Adjustable shaft
7. 구동 휠7. Drive wheel
8. 회전자8. Rotor
9. 고정자9. Stator
10. 실린더 헤드10. Cylinder head
11. 보조 드라이브11. Secondary drive
12. 플라이휠12. Flywheel
13. 조정 변속기13. Fixed gearbox
14. 비틀림 스프링14. Torsion Spring
15. 감속 기어15. Reduction Gear
16. 공압식 모터16. Pneumatic motor
17. 유압식 모터17. Hydraulic motor
18. 스프링18. Spring
19. 로킹 유닛19. Locking Unit
20. 하우징20. Housing
21. 공압식 모터 회전자21. Pneumatic motor rotor
22. 원심력 모터22. Centrifugal force motor
23. 내치 기어23. internal gear
24. 연결 링크24. Link
25. 유성 기어25. Planetary Gear
26. 웨브 축26. Web shaft
27. 선 기어27. Sun Gear
28. 런 케이스28.Run case
29. 장공29. Longevity
30. 매스30. Mass
31. 브레이크31.Brake
32. 브레이크 디스크32. Brake Disc
33. 브레이크 블록33. Brake Block
34. 전기 모터34. Electric motor
35. 비상 작동 코일35. Emergency operation coil
36. 커패시터36. Capacitors
37. 외부 전력부37. External power unit
38. 오버로드 클러치38. Overload Clutch
39. 압축 스프링39. Compression Spring
40. 클러치 디스크40. Clutch Disc
41. 클러치 디스크41. Clutch Disc
42. 오일 채널42. Oil Channel
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Citations (2)
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JPH10103029A (en) * | 1996-09-26 | 1998-04-21 | Asmo Co Ltd | Variable valve timing controller for internal combustion engine |
JP2000227010A (en) * | 1999-02-04 | 2000-08-15 | Unisia Jecs Corp | Variable valve gear for internal combustion engine |
-
2005
- 2005-06-15 KR KR1020077000561A patent/KR101193358B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10103029A (en) * | 1996-09-26 | 1998-04-21 | Asmo Co Ltd | Variable valve timing controller for internal combustion engine |
JP2000227010A (en) * | 1999-02-04 | 2000-08-15 | Unisia Jecs Corp | Variable valve gear for internal combustion engine |
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