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KR101339207B1 - Variable cam system - Google Patents

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Publication number
KR101339207B1
KR101339207B1 KR1020070129399A KR20070129399A KR101339207B1 KR 101339207 B1 KR101339207 B1 KR 101339207B1 KR 1020070129399 A KR1020070129399 A KR 1020070129399A KR 20070129399 A KR20070129399 A KR 20070129399A KR 101339207 B1 KR101339207 B1 KR 101339207B1
Authority
KR
South Korea
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cam
locking pin
hydraulic supply
supply line
variable
Prior art date
Application number
KR1020070129399A
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Korean (ko)
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KR20090062258A (en
Inventor
김웅
Original Assignee
현대자동차 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Publication of KR20090062258A publication Critical patent/KR20090062258A/en
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    • F01L13/00—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • F01L13/0015—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

본 발명은 캠 샤프트와 연결된 캠이 상기 캠 샤프트와 분리되어 밸브 휴지가가능한 가변 캠 시스템에 관한 것으로 캠 구동부를 포함하는 캠 샤프트, 상기 캠 구동부에 구비된 캠, 상기 캠 샤프트와 상기 캠이 선택적으로 분리될 수 있도록 구비된 결합부 및 상기 결합부에 유압을 공급하도록 구비된 유압 공급부를 포함한다.The present invention relates to a variable cam system in which a cam connected to a cam shaft is separated from the cam shaft to enable a valve rest. The cam shaft includes a cam driver, a cam provided in the cam driver, and the cam shaft and the cam are selectively And a hydraulic pressure supply unit configured to supply hydraulic pressure to the coupling unit and a coupling unit provided to be separated.

가변 캠, CDA(cylinder deactivation) Variable cam, cylinder deactivation (CDA)

Description

가변 캠 시스템{VARIABLE CAM SYSTEM}Variable Cam System {VARIABLE CAM SYSTEM}

본 발명은 가변 캠 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 캠 샤프트에 연결된 캠의 단속이 가능하여 CDA(cylinder deactivation) 구현이 가능한 가변 캠 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a variable cam system, and more particularly, to a variable cam system capable of implementing a blinder deactivation (CDA) by intermittent operation of a cam connected to a cam shaft.

일반적으로 엔진에는 연료가 연소되어 동력을 발생시키는 연소실이 구비되고, 이 연소실에는 연소될 연료가 포함된 혼합가스를 제공하는 흡기밸브와 연소된 가스를 방출하는 배기밸브가 구비되어 있다. 이들 흡기밸브 및 배기밸브는 크랭크 샤프트에 연결된 밸브 개폐기구에 의해 연소실을 개폐한다.Generally, an engine includes a combustion chamber in which fuel is combusted to generate power, and the combustion chamber is provided with an intake valve for providing a mixed gas containing fuel to be combusted and an exhaust valve for discharging the combusted gas. These intake valves and exhaust valves open and close the combustion chamber by a valve opening / closing mechanism connected to the crankshaft.

최근 이러한 자동차 엔진의 연비를 향상시키고자 CDA(Cylinder Deactivation)를 적용하려는 연구가 진행되고 있다.Recently, researches are being conducted to apply CDA (Cylinder Deactivation) to improve fuel efficiency of such automobile engines.

CDA 모드를 구현하기 위해서는 흡기/배기밸브를 휴지 시켜(VDA, Valve Deactivation) 펌핑 손실을 최소화할 수 있다.In order to implement the CDA mode, the pumping loss can be minimized by stopping the intake / exhaust valve (VDA).

그러나 하나의 밸브를 개폐하며 CDA를 구현하기 위해서 CDA용과 일반모드용으로 특수 제작된 복수의 캠을 이용하여 생산 단가가 높아지는 문제가 있다.However, there is a problem that the production cost is increased by using a plurality of cams specially manufactured for the CDA and the general mode in order to open and close one valve to implement the CDA.

또한, 부품수가 증가하여 제작 단계가 복잡해지는 문제가 있다.In addition, there is a problem that the number of parts is increased and the manufacturing step is complicated.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 캠 샤프트와 캠의 연결을 해제하여 CDA 작동이 가능한 가변 캠 시스템을 제공하는 것이다.Accordingly, the present invention was created to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a variable cam system capable of CDA operation by disconnecting the cam shaft and the cam.

즉, 간단한 구성으로 일반적인 밸브 리프트 모드와 CDA 모드를 구현할 수 있어 연비를 향상시킬 수 있고, 생산 단가를 낮출 수 있는 가변 캠 시스템을 제공하는 것이다.In other words, it is possible to implement a general valve lift mode and CDA mode with a simple configuration to improve fuel economy and to provide a variable cam system that can lower production costs.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 가변 캠 시스템은 캠 구동부를 포함하는 캠 샤프트, 상기 캠 구동부에 구비된 캠, 상기 캠 샤프트와 상기 캠이 선택적으로 분리될 수 있도록 구비된 결합부 및 상기 결합부에 유압을 공급하도록 구비된 유압 공급부를 포함할 수 있다.Variable cam system according to the present invention for achieving this object is a cam shaft including a cam drive, a cam provided in the cam drive, a coupling portion and the coupling provided so that the cam shaft and the cam can be selectively separated It may include a hydraulic pressure supply unit provided to supply the hydraulic pressure to the part.

상기 결합부는 상기 캠에 구비된 리테이너, 상기 유압 공급에 따라 상기 캠과 상기 캠 샤프트를 분리할 수 있도록 구비된 록킹 핀, 상기 록킹 핀에 복원력을 제공하도록 상기 리테이너와 상기 록킹 핀 사이에 구비된 록킹 핀 탄성부를 포함할 수 있다.The engaging portion includes a retainer provided in the cam, a locking pin provided to separate the cam and the cam shaft according to the hydraulic supply, and a locking provided between the retainer and the locking pin to provide a restoring force to the locking pin. It may include a pin elastic portion.

상기 캠 구동부는 상기 록킹 핀이 삽입되는 록킹 핀 삽입부, 상기 록킹 핀이 결합하기 위한 걸림부 및 상기 걸림부와 대치되는 위치에 형성된 경사부를 포함할 수 있다.The cam driving unit may include a locking pin insertion portion into which the locking pin is inserted, a locking portion for engaging the locking pin, and an inclined portion formed at a position opposed to the locking portion.

상기 캠 구동부는 상기 캠이 상기 캠 샤프트의 길이 방향으로 분리되지 않도록 상기 캠 샤프트의 원주 방향으로 형성된 그루브 및 상기 그루브에 삽입되는 캠 스러스트 링을 더 포함할 수 있다.The cam driving unit may further include a groove formed in the circumferential direction of the cam shaft and a cam thrust ring inserted into the groove so that the cam is not separated in the longitudinal direction of the cam shaft.

상기 유압 공급부는 상기 결합부에 유압을 공급하기 위하여 상기 캠 샤프트 내에 형성된 캠 샤프트 유압 공급 라인을 포함할 수 있다.The hydraulic supply unit may include a cam shaft hydraulic supply line formed in the cam shaft to supply hydraulic pressure to the coupling unit.

상기 유압 공급부는 상기 캠 샤프트 유압 공급 라인에 공급되는 유압을 제어하는 오일 콘트롤 밸브, 상기 캠 샤프트 유압 공급 라인과 연결된 외부 유압 공급 라인 및 상기 외부 유압 공급 라인에 구비된 오리피스를 더 포함할 수 있다.The hydraulic supply unit may further include an oil control valve for controlling the hydraulic pressure supplied to the camshaft hydraulic supply line, an external hydraulic supply line connected to the camshaft hydraulic supply line, and an orifice provided in the external hydraulic supply line.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 가변 캠 시스템에 의하면, 간단한 구성으로 일반적인 밸브 리프트 모드와 CDA 모드를 구현할 수 있어 연비를 향상시킬 수 있고, 생산 단가를 낮출 수 있다.According to the variable cam system according to the embodiment of the present invention as described above, it is possible to implement the general valve lift mode and the CDA mode with a simple configuration to improve the fuel economy, it is possible to reduce the production cost.

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.

도1은 본 발명의 실시예에 의한 가변 캠 시스템의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.1 is a perspective view schematically showing the configuration of a variable cam system according to an embodiment of the present invention.

도2는 본 발명의 실시예에 의한 가변 캠 시스템의 캠과 캠 스러스트 링의 분 해도이고, 도3은 본 발명의 실시예에 의한 가변 캠 시스템의 캠 구동부를 나타내는 도면이다.FIG. 2 is an exploded view of the cam and the cam thrust ring of the variable cam system according to the embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a view showing the cam drive unit of the variable cam system according to the embodiment of the present invention.

도1 내지 도3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 가변 캠 시스템(10)은 캠 구동부(400)를 포함하는 캠 샤프트(100), 상기 캠 구동부(400)에 구비된 캠(200), 상기 캠 샤프트(100)와 상기 캠(200)이 선택적으로 분리될 수 있도록 구비된 결합부(300) 및 상기 결합부(300)에 유압을 공급하도록 구비된 유압 공급부를 포함한다.1 to 3, a variable cam system 10 according to an embodiment of the present invention includes a cam shaft 100 including a cam driver 400, and a cam 200 provided in the cam driver 400. And a coupling part 300 provided to selectively separate the cam shaft 100 and the cam 200, and a hydraulic supply part provided to supply hydraulic pressure to the coupling part 300.

상기 결합부(300)는 상기 캠(200)에 구비된 리테이너(310), 상기 유압 공급에 따라 상기 캠(200)과 상기 캠 샤프트(100)를 분리할 수 있도록 구비된 록킹 핀(330), 상기 록킹 핀(330)에 복원력을 제공하도록 상기 리테이너(310)와 상기 록킹 핀(330) 사이에 구비된 록킹 핀 탄성부(320)를 포함한다The coupling part 300 includes a retainer 310 provided in the cam 200, a locking pin 330 provided to separate the cam 200 and the cam shaft 100 according to the hydraulic pressure supply. And a locking pin elastic part 320 provided between the retainer 310 and the locking pin 330 to provide a restoring force to the locking pin 330.

상기 캠 구동부(400)는 상기 록킹 핀(330)이 삽입되는 록킹 핀 삽입부(410), 상기 록킹 핀(330)이 결합하기 위한 걸림부(420) 및 상기 걸림부(420)와 대치되는 위치에 형성된 경사부(430)를 포함한다.The cam driving unit 400 is a locking pin insertion unit 410 into which the locking pin 330 is inserted, a locking unit 420 for engaging the locking pin 330, and a position opposite to the locking unit 420. It includes an inclined portion 430 formed in.

상기 걸림부(420)는 상기 록킹 핀(330)이 상기 가변 캠 시스템이 일반 모드에서 쉽게 이탈되지 않도록 형성되고, 상기 경사부(430)는 상기 가변 캠 시스템이 CDA 모드에서 일반 모드로 전환시 상기 록킹 핀(330)이 쉽게 상기 록킹 핀 삽입부(410)로 삽입되도록 안내한다.The locking portion 420 is formed so that the locking pin 330 is not easily separated from the variable cam system in the normal mode, and the inclined portion 430 is formed when the variable cam system is switched from the CDA mode to the normal mode. The locking pin 330 is guided to be easily inserted into the locking pin insert 410.

상기 캠 구동부(400)는 상기 캠(200)이 상기 캠 샤프트(100)의 길이 방향으로 분리되지 않도록 상기 캠 샤프트(100)의 원주 방향으로 형성된 그루브(groove)(440) 및 상기 그루브(440)에 삽입되는 캠 스러스트 링(cam thrust ring)(450)을 더 포함한다.The cam driver 400 includes grooves 440 and grooves 440 formed in the circumferential direction of the cam shaft 100 so that the cam 200 is not separated in the longitudinal direction of the cam shaft 100. It further comprises a cam thrust ring 450 inserted in the.

상기 그루브(440)와 상기 캠 스러스트 링(450)에 의하여 상기 캠(200)이 상기 캠 구동부(400)에서 이탈되지 않고 회전가능하게 지지된다. The cam 200 is rotatably supported by the groove 440 and the cam thrust ring 450 without being separated from the cam driver 400.

상기 유압 공급부는 상기 결합부(300)에 유압을 공급하기 위하여 상기 캠 샤프트(100) 내에 형성된 캠 샤프트 유압 공급 라인(110)을 포함한다.The hydraulic pressure supply part includes a camshaft hydraulic pressure supply line 110 formed in the camshaft 100 to supply hydraulic pressure to the coupling part 300.

상기 유압 공급부는 상기 캠 샤프트 유압 공급 라인(110)에 공급되는 유압을 제어하는 오일 콘트롤 밸브(OCV; oil control valve)(510), 상기 캠 샤프트 유압 공급 라인(110)과 연결된 외부 유압 공급 라인(530) 및 상기 외부 유압 공급 라인(530)에 구비된 오리피스(orifice)(540)를 더 포함한다.The hydraulic supply unit may include an oil control valve (OCV) 510 for controlling the hydraulic pressure supplied to the cam shaft hydraulic supply line 110, and an external hydraulic supply line connected to the cam shaft hydraulic supply line 110. 530 and an orifice 540 provided in the external hydraulic supply line 530.

도4는 본 발명의 실시예에 의한 가변 캠 시스템의 일반 모드에서의 작동을 개략적으로 보여주는 단면도이고, 도5는 본 발명의 실시예에 의한 가변 캠 시스템의 CDA 모드에서의 작동을 개략적으로 보여주는 단면도이다.4 is a cross-sectional view schematically showing the operation of the variable cam system according to the embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing the operation in the CDA mode of the variable cam system according to the embodiment of the present invention. to be.

이하에서는, 도4 및 도5를 참조하여, 상기 가변 캠 시스템(10)의 작동에 대하여 설명한다.The operation of the variable cam system 10 will now be described with reference to FIGS. 4 and 5.

일반 모드에서는 상기 록킹 핀(330)이 상기 록킹 핀 삽입부(410)에 삽입되어 상기 캠 샤프트(100)와 상기 캠(200)이 일체로 회전하며, 따라서, 상기 캠 샤프트(100)의 회전은 상기 캠(200)과 접촉하고 있는 태핏(15)에 전달되어 밸브(20)가 개폐된다.In the normal mode, the locking pin 330 is inserted into the locking pin inserting portion 410 so that the cam shaft 100 and the cam 200 rotate integrally, so that the rotation of the cam shaft 100 The valve 20 is opened and closed by being delivered to the tappet 15 which is in contact with the cam 200.

차량의 주행 조건에 따라 밸브 휴지가 필요 조건이 만족되면, ECU(electronic control unit)(미도시)는 상기 오일 콘트롤 밸브(510)를 제어하여 상기 캠 샤프트 유압 공급 라인(110)에 고압을 발생시킨다.When the valve stop is required according to the driving condition of the vehicle, an electronic control unit (ECU) (not shown) controls the oil control valve 510 to generate a high pressure in the camshaft hydraulic supply line 110. .

도1을 참조하면, 상기 가변 캠 시스템(10)에 고압의 유압을 공급하는 고압 라인(520)이 상기 오일 콘트롤 밸브(510)와 연결되고, 상기 오일 콘트롤 밸브(510)는 캠 샤프트 유압 공급 라인(110)과 연결된다.Referring to FIG. 1, a high pressure line 520 for supplying high pressure hydraulic pressure to the variable cam system 10 is connected to the oil control valve 510, and the oil control valve 510 is a cam shaft hydraulic supply line. Connected with 110.

상기 가변 캠 시스템(10)이 일반 모드와 CDA모드로 상호 변환시 응답 지연을 방지하기 위해서는 일정한 유압이 항상 상기 가변 캠 시스템(10) 내로 공급되는 것이 유리하다.In order to prevent the response delay when the variable cam system 10 is converted into the normal mode and the CDA mode, it is advantageous that a constant hydraulic pressure is always supplied into the variable cam system 10.

따라서, 상기 외부 유압 공급 라인(520)이 상기 캠 샤프트 유압 공급 라인(110)과 연결되며, 상기 외부 유압 공급 라인(520)에는 상기 오리피스(540)가 구비되어 유압의 압력을 떨어뜨린다.Accordingly, the external hydraulic supply line 520 is connected to the camshaft hydraulic supply line 110, and the external hydraulic supply line 520 is provided with the orifice 540 to reduce the pressure of the hydraulic pressure.

상기 ECU의 작동이나, 밸브 휴지 조건은 당해 기술 분야의 통상의 기술자에 자명한 사항으로 자세한 설명은 생략한다.The operation of the ECU and the valve rest condition are obvious to those skilled in the art, and detailed description thereof will be omitted.

CDA 모드에서 일반 모드로 전환시, 상기 캠 샤프트 유압 공급 라인(110)의유압이 해소되며, 상기 록킹 핀(330)이 상기 록킹 핀 삽입부(410)에 삽입된다.When switching from the CDA mode to the normal mode, the hydraulic pressure of the camshaft hydraulic supply line 110 is released, the locking pin 330 is inserted into the locking pin insert 410.

상기 경사부(430)는 상기 록킹 핀(330)이 쉽게 상기 록킹 핀 삽입부(410)로 삽입되도록 안내한다.The inclined portion 430 guides the locking pin 330 to be easily inserted into the locking pin insertion portion 410.

이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분 야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다. Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments, and can be easily changed by those skilled in the art from the embodiments of the present invention. Includes all changes that are considered to be equivalent.

도1은 본 발명의 실시예에 의한 가변 캠 시스템의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.1 is a perspective view schematically showing the configuration of a variable cam system according to an embodiment of the present invention.

도2는 본 발명의 실시예에 의한 가변 캠 시스템의 캠과 캠 스러스트 링의 분해도이다.2 is an exploded view of the cam and cam thrust ring of the variable cam system according to the embodiment of the present invention.

도3은 본 발명의 실시예에 의한 가변 캠 시스템의 캠 구동부를 나타내는 도면이다.3 is a view showing a cam drive of the variable cam system according to an embodiment of the present invention.

도4는 본 발명의 실시예에 의한 가변 캠 시스템의 일반 모드에서의 작동을 개략적으로 보여주는 단면도이다.4 is a cross-sectional view schematically showing the operation in the normal mode of the variable cam system according to the embodiment of the present invention.

도5는 본 발명의 실시예에 의한 가변 캠 시스템의 CDA 모드에서의 작동을 개략적으로 보여주는 단면도이다.5 is a cross-sectional view schematically showing the operation in the CDA mode of the variable cam system according to an embodiment of the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10: 가변 캠 시스템 15: 태핏 10: variable cam system 15: tappet

20: 밸브 100: 캠 샤프트 20: valve 100: camshaft

110: 캠 샤프트 유압 공급 라인 200: 캠 110: camshaft hydraulic supply line 200: cam

300: 결합부 310: 리테이너 300: coupling portion 310: retainer

320: 록킹 핀 탄성부 330: 록킹 핀 320: locking pin elastic portion 330: locking pin

400: 캠 구동부 410: 록킹 핀 삽입부 400: cam drive portion 410: locking pin insertion portion

420: 걸림부 430: 경사부 420: locking portion 430: inclined portion

440: 그루브 450: 캠 스러스트 링 440: groove 450: cam thrust ring

510: 오일 콘트롤 밸브 520: 오일 콘트롤 유압 공급 라인 510: oil control valve 520: oil control hydraulic supply line

530: 외부 유압 공급 라인 540: 오리피스 530: external hydraulic supply line 540: orifice

Claims (9)

캠 구동부를 포함하는 캠 샤프트;A cam shaft including a cam drive; 상기 캠 구동부에 구비된 캠; A cam provided in the cam driving unit; 상기 캠 샤프트와 상기 캠이 선택적으로 분리될 수 있도록 구비된 결합부; 및A coupling part provided to selectively separate the cam shaft and the cam; And 상기 결합부에 유압을 공급하도록 구비된 유압 공급부;A hydraulic supply unit provided to supply hydraulic pressure to the coupling unit; 를 포함하며,/ RTI &gt; 상기 결합부는,The coupling portion 상기 캠에 구비된 리테이너;A retainer provided in the cam; 상기 유압 공급에 따라 상기 캠과 상기 캠 샤프트를 분리할 수 있도록 구비된 록킹 핀;A locking pin provided to separate the cam and the cam shaft according to the hydraulic pressure supply; 상기 록킹 핀에 복원력을 제공하도록 상기 리테이너와 상기 록킹 핀 사이에 구비된 록킹 핀 탄성부;A locking pin elastic part provided between the retainer and the locking pin to provide a restoring force to the locking pin; 를 포함하되,, &Lt; / RTI & 상기 캠 구동부는The cam drive unit 상기 록킹 핀이 삽입되는 록킹 핀 삽입부;A locking pin insertion portion into which the locking pin is inserted; 상기 록킹 핀이 결합하기 위한 걸림부; 및A catching portion for engaging the locking pin; And 상기 걸림부와 대치되는 위치에 형성된 경사부;An inclined portion formed at a position opposed to the locking portion; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 캠 시스템.Variable cam system comprising a. 삭제delete 삭제delete 제1항에서,In claim 1, 상기 캠 구동부는,The cam drive unit, 상기 캠이 상기 캠 샤프트의 길이 방향으로 분리되지 않도록 상기 캠 샤프트의 원주 방향으로 형성된 그루브; 및Grooves formed in the circumferential direction of the cam shaft such that the cam is not separated in the longitudinal direction of the cam shaft; And 상기 그루브에 삽입되는 캠 스러스트 링;A cam thrust ring inserted into the groove; 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 캠 시스템.The variable cam system further comprises. 제4항에서,5. The method of claim 4, 상기 유압 공급부는,The hydraulic supply unit, 상기 결합부에 유압을 공급하기 위하여 상기 캠 샤프트 내에 형성된 캠 샤프트 유압 공급 라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 캠 시스템.And a camshaft hydraulic supply line formed in said camshaft for supplying hydraulic pressure to said engaging portion. 제5항에서,The method of claim 5, 상기 유압 공급부는,The hydraulic supply unit, 상기 캠 샤프트 유압 공급 라인에 공급되는 유압을 제어하는 오일 콘트롤 밸브;An oil control valve for controlling hydraulic pressure supplied to the camshaft hydraulic supply line; 상기 캠 샤프트 유압 공급 라인과 연결된 외부 유압 공급 라인; 및An external hydraulic supply line connected to the camshaft hydraulic supply line; And 상기 외부 유압 공급 라인에 구비된 오리피스;An orifice provided in the external hydraulic supply line; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 캠 시스템.The variable cam system further comprises. 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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