KR100210146B1 - 엔진 오일 공급장치의 이원화로 인한 엔진 수명 연장 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 엔진 오일 공급장치에 관한 것으로, 종래에 겨울철 혹한기에 장기간 주차되어 있는 차량은 상기 엔진 오일 팬(1)에 저장되어 있는 엔진 오일이 냉각되어 있으므로 상기 엔진 오일의 윤활작용이 저하되고, 엔진 베어링 및 각종 마찰부분이 얼어 붙은 상태에서 갑자기 엔진 시동을 걸게 되면 엔진 오일이 상단부 엔진 헤드(5)에 도달하기 까지 10초 정도 소요되고, 정작 10초후 엔진 오일이 엔진 헤드(5)에 도달해도 밀폐, 밀봉, 청결 등의 윤활작용이 저하되어 있으므로 엔진의 상단부의 마모가 심각하게 되어 차량 엔진의 수명이 단축되는 문제점을 해소하기 위하여, 엔진 오일 공급 제어장치(200)의 제어에 따라 점화스위치(20)가 온 되면 릴레이1,2,3(213,223,233)가 구동되어 엔진 블록(5)의 상측 소정부위에 구비되어 있는 보조 탱크(130)의 솔레노이드 밸브(140)를 개방하여 보조 탱크(130)의 엔진 오일을 엔진 헤드(5)에 공급하고, 점화스위치(20)가 오프되면 인버터회로(260)를 통해 릴레이 2,3(223,233)가 구동되어 타이머 스위치(250)를 통해 일정시간동안 오일 펌프2(100)가 작동되어 보조 탱크(130)에 엔진 오일이 저장되며, 릴레이4(243)가 구동되어 솔레노이드 밸브(140)를 잠금에 따라 혹한기에도 차량의 점화스위치(20)를 작동시킨 후 엔진 헤드(5)에 엔진 오일이 빠르게 공급되어 엔진의 수명을 연장 시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

엔진 오일 공급장치의 이원화로 인한 엔진 수명 연장 시스템

본 발명은 차량의 엔진 오일 공급장치에 관한 것으로, 특히 엔진 블록의 상측 소정부위에 보조 탱크를 설치하여 짧은 시간내에 엔진 오일이 엔진 헤드에 공급하여 혹한기에도 상기 엔진 헤드가 원활히 작동되도록 하는 엔진 오일 공급장치의 이원화로 인한 엔진 수명 연장 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 엔진의 윤활은 엔진 내부의 마찰저항을 저감함과 동시에 엔진 내부의 냉각에 대해서도 중요한 의미를 가지고 있다. 엔진에서는 이 윤활을 위한 엔진 오일이 주입되어 있다. 엔진의 윤활방식에는 오일 펌프에 의한 압송과 주요 운동부분의 비산에 의한 것이 있다. 또한, 일반적으로는 엔진 오일을 엔진 하부의 오일 팬에 모아 이것을 오일 펌프로 주요 부분에 보내는 습식 섬프(wet sump)방식이 사용되고 있다. 경주용 엔진과 같은 특수한 엔진에서는 엔진 오일을 오일 팬에 모으지 않는 건식 섬프(dry sump)방식도 사용하고 있다.

엔진 내부의 윤활은 주요 운동부분은 물론, 밸브 장치에서 실린더까지 모든 것에 대해서 윤활하고 있다. 주요 운동부분의 크랭크 축, 커낵팅 로드, 피스톤에 대한 윤활의 마찰저항은 물론, 고온이 되는 피스톤과 실린더의 냉각이 큰 비중을 차지하고 있다. 또한, 피스톤과 실린더의 기밀성도 엔진 오일에 의해서 유지되고 있다.

크랭크 축 베어링과 커낵팅 로드 베어링에 대한 윤활은 오일 펌프에 의한 압송으로 이루어지고, 피스톤과 실린더 벽에의 윤활은 크랭크 축의 회전에 의한 엔진 오일의 비산에 의한다. 밸브 장치의 캠 축, 로커암, 흡배기 밸브에 대해서의 윤활은 이 부분의 접동저항을 저감하고 배기밸브의 방열을 도와주고 이것을 냉각한다. 또한, 캠 축 베어링, 로커암에도 엔진 오일은 압송되고 있으며, 흡배기 밸브 방치에는 로커암에서 윤활유를 보낸다.

엔진 오일의 유막은 내우 얇다. 그러나, 이 엔진 오일의 유막이 끊어지지 않는 한 회전부분이나 접동부분의 금속 서로간에 직접 접촉하는 경우는 없다. 또한, 회전하는 부분으로 엔진 오일을 주입하면 축이 엔진 오일을 원심력으로 균등하게 베어링에 유지시키기 때문에 마찰저항은 크게 저감된다.

종래의 엔진 오일 공급장치는 도 1에 도시된 바와 같은 구조로 되어 있으며 엔진 오일 팬(1)은 강판의 프레스제가 많이 사용되고 있다. 최근 많아지고 있는 하프 스커트(half skirt)의 엔진 블록을 가진 엔진에서는 상기 오일 팬(1)이 크랭크 축 베어링 부분(도시되지 않음)을 덮어 씌우는 것 같이 깊게 되어 있다. 경주용이나 랠리용과 같이 가혹하게 사용되는 엔진에서는 보다 가열효과가 높은 알루미늄 합금제의 오일 팬을 사용하는 경우도 있다.

또한, 엔진의 진동과 소음을 저감하기 위하여 2장의 강판 사이에 합성수지를 샌드위치한 제진구조로 되어 있는 것도 있다. 오일 팬(1)의 일부는 다른 부분 보다 더욱 깊게 패여져 있으며 이 부분에 엔진 오일을 저장하였다가 오일 펌프(10)에서 끌어 올리도록 되어 있다.

오일 팬의(1) 하측 소정부위에는 엔진 오일의 드레인 플러그(3)가 있으며 열화한 엔진 오일은 여기에서 빼게 된다. 또 주행중에 엔진 오일이 한쪽으로 치우침에 의한 공기 흡입에 의해 오일 펌프(10)가 동작하지 않게 되는 것을 방지하기 위하여 오일 팬의 내측에 버플 플레이트(buffle plate)(2)를 장치하고 있으며, 오일 팬(1)과 엔진 블록(4)의 접합부는 액상 또는 콜크 등의 개스킷이 사용되고 있으나, 최근에는 액상 개스킷의 사용이 많아지고 있다.

또한, 엔진 오일을 크랭크 축 베어링(도시되지 않음)이나 캠 축 베어링(도시되지 않음)으로 압송하는 것이 오일 펌프(10)이다. 상기 오일 펌프(10)는 크랭크 축(13)에 의해 직접 또는 기어나 체인, 이붙이 벨트 등에 의해 구동되고 있으며, 트로코이드식, 크레센트식, 기어식 등이 사용되고 있다. 트로코이드식은 이너 로터와 아우터 로터로 구성되며, 소형으로 고압을 얻는다. 크레센트식은 내접하는 2장의 톱니바퀴로 구성되어 있으며, 트로코이드식에 비해 얇게 설계할 수 있다. 내접기어식은 2장의 같은 직경이 맞물리는 톱니바퀴를 사용하고 있으며 다른 방식에 비해 다소 커지지만 토출압력이 안정되어 있다는 점에서 유리하다.

또한, 상기 오일 펌프(10)에서 토출된 엔진 오일은 엔진 내부를 윤활하고 다시 오일 팬(1)으로 되돌려 보낸다. 엔진 속을 순환하는 엔진 오일은 크랭크 축(13)이나 캠 축(14)의 윤활, 냉각과 동시에 엔진 내부의 금속가루나 연소잔류물 등의 청정작용도 가지고 있다. 엔진 내부를 순환하면 엔진 오일속에는 이들의 불순물이 섞이게 된다. 이 엔진 오일에 포함된 불순물을 제거하는 것이 오일 클리너(11)이다. 상기 오일 클리너(11)는 일반적으로 오일 펌프(10)의 직후에 장치되어 있으며 오일 펌프(10)에서 토출되는 엔진 오일은 전부 오일 클리너(11)를 통과하여 상기 오일 클리너(11)에서 여과된 오일이 엔진내의 윤활을 하게 된다. 오일 클리너(11)는 대부분이 내부에 여과지를 접어서 집어넣는 일체식의 카트리지 타입이다. 엔진 오일은 이 여과지에 의해 불순물이 제거된다. 오일 클리너(11)의 일부에는 릴리프 밸브(도시되지 않음)가 있으며 여과지가 오손되어 투과저항이 증대하여 클리너의 내압이 높아진 경우에 상기 릴리프 밸브가 열려 엔진 오일을 바이패스시켜 엔진 내부를 윤활한다.

또한, 상기 오일 팬(1)에 저장되는 엔진 오일은 엔진이 요구하는 여러 가지 조건 즉, 어떤 온도에서도 필요한 점도를 유지할 수 있을 것, 고온하에서도 양호한 윤활작용을 하며 산화하지 않을 것, 피스톤과 실린더의 기밀성을 유지할 것, 엔진의 냉각을 도울 것등을 만족시키는 것이라야 한다. 따라서 단순한 광물유 뿐만 아니라 여러 가지 첨가제가 들어 있다.

그러나, 겨울철 혹한기에 장기간 주차되어 있는 차량은 상기 엔진 오일 팬(1)에 저장되어 있는 엔진 오일이 냉각되어 있으므로 상기 엔진 오일의 윤활작용이 저하되고, 엔진 베어링 및 각종 마찰부분이 얼어 붙은 상태에서 갑자기 엔진 시동을 걸게 되면 엔진 오일이 상단부 엔진 헤드(5)에 도달하기 까지 10초 정도 소요되고, 정작 10초후 엔진 오일이 엔진 헤드(5)에 도달해도 밀폐, 밀봉, 청결 등의 윤활작용이 저하되어 있으므로 엔진의 상단부의 마모가 심각하게 되어 차량 엔진의 수명이 단축되는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기위해 안출된 것으로, 점화스위치가 온 되면 엔진 오일 공급 제어장치의 릴레이1,2,3가 구동되어 엔진 블록의 상측 소정부위에 구비되어 있는 보조 탱크의 솔레노이드 밸브를 개방하고, 상기 솔레노이드 밸브의 개방에 의해 보조 탱크의 오일을 엔진 헤드에 공급하며, 점화스위치가 오프되면 인버터회로를 통해 릴레이2,3가 구동되어 타이머 스위치를 통해 일정시간동안 오일 펌프2가 작동되어 보조 탱크에 엔진 오일이 저장되며, 릴레이4가 구동되어 솔레노이드 밸브를 잠그는 엔진 오일 공급장치의 이원화로 인한 엔진 수명 연장 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 엔진 오일 공급장치의 개략적인 도시도,

도 2는 본 발명에 의한 엔진 오일 공급장치의 이원화로 인한 엔진 수명 연장 시스템의 개략적인 도시도,

도 3은 본 발명에 의한 엔진 오일 공급장치의 이원화로 인한 엔진 수명 연장 시스템의 개략적인 회로도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 엔진 오일 팬 2 : 버플 플레이트 3 : 드레인 플러그

4 : 엔진 블록 5 : 엔진 헤드 6 : 오일 캡

10 : 오일 펌프1 11 : 오일 클리너1 12 : 섹션 파이프

20 : 점화스위치 100 : 오일 펌프2 110 : 오일 클리너2

120 : 보조 섹션 파이프 130 : 보조 탱크 140 : 솔레노이드 밸브

150 : 공급 파이프 200 : 엔진 오일 공급 제어장치 211,221,231 : 비교기1,2,3

212,222,232,242 : 트랜지스터1,2,3,4

213,223,233,243 : 릴레이1,2,3,4 250 : 타이머 스위치

260 : 인버터

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 엔진 오일을 저장하는 엔진 오일 팬과, 주행중에 엔진 오일이 한쪽으로 치우침에 의한 공기 흡입에 의해 오일 펌프1이 동작하지 않게 되는 것을 방지하기 위하여 오일 팬의 내측에 구비된 버플 플레이트와, 상기 엔진 오일 팬의 하측에 구비되어 있으며 열화된 엔진 오일을 교환할 수 있도록 하는 드레인 플러그와, 차량의 구동력을 발생하는 엔진 블록과 엔진 헤드와, 엔진 오일의 보충을 위한 오일 캡과, 불순물이 제거된 엔진 오일을 엔진 블록과 엔진 헤드에 공급하는 오일 펌프1, 오일 클리너1, 섹션 파이프, 크랭크 축, 캠 축 및 오일 필터로 이루어진 엔진 오일 공급장치에 있어서, 상기 엔진 오일 팬 내부의 일측 소정부위에 구비되어 있으며 엔진 오일 공급 제어장치의 제어에 따라 점화스위치가 온이 되면 엔진 오일을 보조 섹션 파이프를 통해 보조 탱크로 압송하는 오일 펌프2와, 상기 오일 펌프2로 압송되는 엔진 오일의 불순물을 제거하는 오일 클리너2와, 상기 오일 펌프2를 통해 압송된 엔진 오일을 저장하는 보조 탱크와, 상기 보조 탱크의 하측 소정부위에 구비되어 있으며 점화스위치가 온 되면 개방되는 솔레노이드 밸브와, 상기 솔레노이드 밸브를 통해 엔진 헤드에 엔진 오일을 공급하는 공급 파이프 및 상기 오일 펌프2 및 솔레노이드 밸브의 작동을 제어하는 엔진 오일 공급 제어장치로 이루어져 있는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 2에 도시된 바와 같이 엔진 오일 팬(1)의 내부 소정부위에는 엔진 오일을 보조 탱크(130)로 압송하는 오일 펌프2(100)가 구비되어 있으며, 엔진 오일 공급 제어장치(200)의 제어에 따라 엔진 오일 팬(1)에 저장되어 있는 엔진 오일은 오일 클리너2(110)에서 불순물이 제거되어 오일 펌프2(100) 및 보조 섹션 파이프(120)를 통해 보조 탱크(130)에 저장되고, 상기 보조 탱크(130)의 하측 소정부위에 구비된 솔레노이드 밸브(140)와 공급 파이프(150)를 통해 엔진 헤드(5)에 공급된다.

즉, 엔진 오일 공급 제어장치(200)는 도 3에 도시된 바와 같이 차량의 점화스위치(20)가 온이 되면, 상기 점화스위치(20)는 일정한 전기적 신호를 발생하여 비교기1(211)에 입력하고, 상기 비교기1(211)에서는 오동작을 방지하기 위해 상기 점화스위치(20)의 전기적 신호가 기준전압보다 큰 경우 일정한 제어신호를 발생하여 트랜지스터1(212)을 구동한다.

상기 트랜지스터1(212)은 스위칭 작용을 하여 릴레이1(313)를 구동하여 솔레노이드 밸브(250)를 개방하고, 상기 솔레노이드 밸브(250)의 개방에 의해 보조 탱크(130)에 저장되어 있는 엔진 오일은 공급 파이프(150)를 통해 엔진 헤드(5)에 공급된다.

또한, 상기 트랜지스터1(211)은 비교기2(221) 및 트랜지스터2(222)를 거쳐 릴레이2(223)를 구동하고, 상기 릴레이2(223)는 트랜지스터3(232)를 구동하여 릴레이3(233)과 비교기3(231)을 동작시킨다. 상기 릴레이3(233)은 타이머 스위치(250)를 통해 일정시간동안 오일 펌프2(100)를 동작시키고, 상기 오일 펌프2(100)의 동작에 의해 오일 클리너2(110)을 통해 불순물이 제거된 엔진 오일은 보조 섹션 파이프(120)를 통해 보조 탱크(130)에 공급된다. 상기 비교기3(131)은 트랜지스터4(242)를 통해 릴레이4(243)를 구동하고, 상기 릴레이4(243)의 구동에 의해 솔레노이드 밸브(140)가 잠겨 진다.

또한, 점화스위치(20)가 오프가 되면, 상기 점화스위치(20)에 연결되어 있는 인버터(260)를 통해 일정한 전기적 신호가 발생되고, 상기 인버터(260)의 전기적 신호는 트랜지스터3(232)을 구동하여 릴레이3(233)과 비교기3(231)을 동작시킨다.

상기 릴레이3(233)은 타이머 스위치(250)를 통해 일정시간동안 오일 펌프2(100)를 동작시키고, 상기 오일 펌프2(100)의 동작에 의해 오일 클리너2(110)을 통해 불순물이 제거된 엔진 오일은 보조 섹션 파이프(120)를 통해 보조 탱크(130)에 공급되고, 상기 비교기3(231)은 트랜지스터4(242)를 통해 릴레이4(243)를 구동하고, 상기 릴레이4(243)의 구동에 의해 솔레노이드 밸브(140)가 잠겨 진다.

위와 같이 본 발명에 의한 엔진 오일 공급장치의 이원화로 인한 엔진 수명 연장 시스템은 엔진 오일 공급 제어장치(200)의 제어에 따라 점화스위치(20)가 온 되면 릴레이1,2,3(213,223,233)가 구동되어 엔진 블록(5)의 상측 소정부위에 구비되어 있는 보조 탱크(130)의 솔레노이드 밸브(140)를 개방하여 보조 탱크(130)의 엔진 오일을 엔진 헤드(5)에 공급하고, 점화스위치(20)가 오프되면 인버터회로(260)를 통해 릴레이2,3(223,233)가 구동되어 타이머 스위치(250)를 통해 일정시간동안 오일 펌프2(100)가 작동되어 보조 탱크(130)에 엔진 오일이 저장되며, 릴레이4(243)가 구동되어 솔레노이드 밸브(140)를 잠금에 따라 혹한기에도 차량의 점화스위치(20)를 작동시킨 후 엔진 헤드(5)에 엔진 오일이 빠르게 공급되어 엔진의 수명을 연장 시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 엔진 오일을 저장하는 엔진 오일 팬(1)과, 주행중에 엔진 오일이 한쪽으로 치우침에 의한 공기 흡입에 의해 오일 펌프1(10)이 동작하지 않게 되는 것을 방지하기 위하여 오일 팬의 내측에 구비된 버플 플레이트(2)와, 상기 엔진 오일 팬(1)의 하측에 구비되어 있으며 열화된 엔진 오일을 교환할 수 있도록 하는 드레인 플러그(3)와, 차량의 구동력을 발생하는 엔진 블록(4)과 엔진 헤드(5)와, 엔진 오일의 보충을 위한 오일 캡(6)과, 불순물이 제거된 엔진 오일을 엔진 블록(4)과 엔진 헤드(5)에 공급하는 오일 펌프1(10), 오일 클리너(11), 섹션 파이프(12), 크랭크 축(13), 캠 축(14) 및 오일 필터(15)로 이루어진 엔진 오일 공급장치에 있어서, 상기 엔진 오일 팬(1) 내부의 일측 소정부위에 구비되어 있으며 점화스위치(20)가 온이 되면 엔진 오일을 보조 섹션 파이프(120)를 통해 보조 탱크(130)로 압송하는 오일 펌프2(100)와, 상기 오일 펌프2(100)로 압송되는 엔진 오일의 불순물을 제거하는 오일 클리너2(110)와, 상기 오일 펌프2(100)를 통해 압송된 엔진 오일을 저장하는 보조 탱크(130)와, 상기 보조 탱크(130)의 하측 소정부위에 구비되어 있으며 점화스위치(20)가 온 되면 엔진 오일 공급 제어장치(200)의 제어에 따라 개방되는 솔레노이드 밸브(140)와, 상기 솔레노이드 밸브(140)를 통해 엔진 헤드(5)에 엔진 오일을 공급하는 공급 파이프(150) 및 상기 오일 펌프2(100) 및 솔레노이드 밸브(140)의 작동을 제어하는 엔진 오일 공급 제어장치(200)로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 엔진 오일 공급장치의 이원화로 인한 엔진 수명 연장 시스템.
2. 제 1항에 있어서, 상기 엔진 오일 공급 제어장치(200)는 엔진 오일 공급 제어장치(200)는 차량의 점화스위치(20)가 온이 되면, 상기 점화스위치(20)는 일정한 전기적 신호를 발생하여 비교기1(211)에 입력하고, 상기 비교기1(211)에서는 오동작을 방지하기 위해 상기 점화스위치(20)의 전기적 신호가 기준전압보다 큰 경우 일정한 제어신호를 발생하여 트랜지스터1(212)을 구동하며, 상기 트랜지스터1(212)은 스위칭 작용을 하여 릴레이1(313)를 구동하여 솔레노이드 밸브(250)를 개방하고, 상기 솔레노이드 밸브(250)의 개방에 의해 보조 탱크(130)에 저장되어 있는 엔진 오일은 공급 파이프(150)를 통해 엔진 헤드(5)에 공급되고, 상기 트랜지스터1(211)은 비교기2(221) 및 트랜지스터2(222)를 거쳐 릴레이2(223)를 구동하고, 상기 릴레이2(223)는 트랜지스터3(232)를 구동하여 릴레이3(233)과 비교기3(231)을 동작시키며, 상기 릴레이3(233)은 타이머 스위치(250)를 통해 일정시간동안 오일 펌프2(100)를 동작시키고, 상기 오일 펌프2(100)의 동작에 의해 오일 클리너2(110)을 통해 불순물이 제거된 엔진 오일은 보조 섹션 파이프(120)를 통해 보조 탱크(130)에 공급되고, 상기 비교기3(131)은 트랜지스터4(242)를 통해 릴레이4(243)를 구동하고, 상기 릴레이4(243)의 구동에 의해 솔레노이드 밸브(140)가 잠겨 지게 되며, 점화스위치(20)가 오프가 되면, 상기 점화스위치(20)에 연결되어 있는 인버터(260)를 통해 일정한 전기적 신호가 발생되고, 상기 인버터(260)의 전기적 신호는 트랜지스터3(232)을 구동하여 릴레이3(233)과 비교기3(231)을 동작시키고, 상기 릴레이3(233)은 타이머 스위치(250)를 통해 일정시간동안 오일 펌프2(100)를 동작시키고, 상기 오일 펌프2(100)의 동작에 의해 오일 클리너2(110)을 통해 불순물이 제거된 엔진 오일은 보조 섹션 파이프(120)를 통해 보조 탱크(130)에 공급되고, 상기 비교기3(231)은 트랜지스터4(242)를 통해 릴레이4(243)를 구동하고, 상기 릴레이4(243)의 구동에 의해 솔레노이드 밸브(140)가 잠겨 지는 것을 특징으로 하는 엔진 오일 공급장치의 이원화로 인한 엔진 수명 연장 시스템.