1. VVT의 개요

엔진 회전수 및 차량의 부하 상태에 따라 흡기 쪽 캠 샤프트의 위상을 변화하여 흡기밸브의 개폐시기를 연속적으로 변경하는 시스템 즉 밸브 오버랩을 변하시키는 시스템이다.

유압솔레노이드 등으로 캠축 스프로킷의 회전 방향에 대한 각도를 미세 조절하여 저rpm에서 고rpm대 까지 전 영역에 걸쳐 능동적으로 조절할 수 있도록 개발된 장치이다. 이는 캠축의 캠을 스위칭 하는 방식이 아니라 캠축이 열리는 타이밍을 조절하는 방식으로 기존의 엔진보다 출력효율개선을 할 수 있다.

 VVT 장치

2. VVT 사용목적

① 중부하 운전영역에서 밸브오버랩을 크게 하여 연소실 내의 배기가스 재순환 양을 높여 질소산화물의 발생을 억제하고, 탄화수소의 배출도 감소시킬 수 있다.

② 중부하 운전영역에서 밸브오버랩을 크게 하여 흡기다기관 부압을 낮추어 펌핑 손실을 줄일 수 있어 연료소비율이 향상된다.

③ 공전 운전영역 및 기관을 시동할 때 등에서는 밸브오버랩을 최소로 하여 역류를 방지하여 연소상태의 안정을 이루고 흡입공기량의 감소로 연료소비율과 시동성능을 향상시킨다.

④ 높은 부하 및 저속중속 운전영역에서는 흡입밸브를 빨리 열어 체적효율을 향상시키므로 밸브 오버랩을 최대로 하는 효과를 얻을 수 있다.

3. VVT의 종류

자동차용 엔진에 적용된 VVT 시스템 중 헬리컬 기어를 사용하는 2단제어식 캠 페이징식에서 일정한 범위 내에서 연속적으로 가변이 가능한 베인식으로 발전했고 가변리프팅식에서는 캠이나 로커암, 리프터등에 2~3단계의 유압 기구를 사용하여 각 단계마다 일정한 열림량을 가지는 스텝제어식에서 연속적으로 밸브 열림량을 조절할 수 있는 연속가변 리프팅식으로 발전하고 있다. 연속 가변리프팅식 가변밸브 시스템은 기존의 유압기구외에도 구동측에서는 조금만 움직여도 피동측에서는 크게 움직이는 링크장치나 유압식 배력기구를 이용하기 때문에 스텝제어식 가변밸브 리프팅 시스템보다는 구조가 복잡해지는 단점이 있지만 무단계 연속제어가 가능해 엔진부하나 목적에 따라 밸브 열림량을 자유롭게 조절할 수 있는 장점이 있다. 연속가변 리프팅 시스템은 밸브의 열림량을 자유롭게 조절할 수 있는 장점이 있지만 기본적으로 캠축 캠(oscillating cam)을 사용하기 때문에 캠의 노브 형상에 따른 듀레이션(밸브의 개폐 시기나 양정곡선)은 변화시킬 수 없으므로 보통 베인식 캠 페이징 기구를 동시에 사용하고 있다.

그리고 가변밸브 타이밍 장치의 입력요소는 흡입공기량, 기관 회전속도, 상사점센서 신호, 냉각수 온도, 기관오일 온도 및 축전지 전압이며, 출력요소는 오일제어 밸브, 연료분사량, ISA(Idle Speed Control Actuator) 및 점화시기이다.

1. 컨트롤 샤프트 2. 서브캠 3. 롤러암 4. 슬리브 기어 5. 댐퍼 6. 캠 샤프트 7. 로커암 8. 흡기밸브 9. 유압피봇

VVT 구조