KR100235747B1 - 차량용 엔진의 릴리프 밸브(relief valve of an oil pump for an automovile enging) - Google Patents

Abstract

본 발명은 오일의 압력이 상승되는 경우에, 유압 게이지에서 감지된 오일의 압력을 바탕으로 엔진제어유닛에서 전달되는 제어신호에 따라 자동으로 개방되어 오일팬으로 오일을 드레인시켜 유압을 조절함으로써, 항상 일정한 압력을 유지하여 윤활성능을 향상시킬 수 있는 차량용 엔진의 릴리프 밸브에 관한 것으로, 이 릴리프 밸브는 메인 갤러리(18)와 연통되는 드레인 파이프(42)와, 스프링(38)에 의해 가압된 상태로 드레인 파이프(42)를 막고 있는 플런저(36)와, ECU(46)에서 전달되는 제어신호에 따라 자화되어 플런저(36)를 당김으로써 드레인 파이프(42)개를 개방하는 마그네틱(40)으로 구성된다.

Description

차량용 엔진의 릴리프 밸브(RELIFE VALVE OF AB OIL PUMP FOR AN AUTOMOBILE ENGINE)

본 발명은 차량용 엔진의 릴리프 밸브에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유압 게이지에서 감지된 오일의 압력을 바탕으로 엔진제어유닛에서 보내지는 제어 신호에 따라 자동으로 개방되어 오일팬으로 오일을 드레인시켜 유압을 조절함으로써, 항상 일정한 압력을 유지하여 윤활성능을 향상시킬 수 있는 차량용 엔진의 릴리프 밸브에 관한 것이다.

일반적으로, 차량용 윤활장치는 엔진의 작동을 원활하게 하고 수명을 다 할 때까지 각종 마찰요소에 엔진오일을 지속적으로 공급하는 것으로, 4행정 기관에서는 대부분 압송식과 비산식을 겸한 비산 압송식을 채용하고 있다. 비산 압송식은 오일펌프가 오일 스트레이너로부터 흡입한 윤활유를 각 윤활부로 압송함과 동시에, 실린더벽과 피스톤 핀에는 커넥팅 로드의 대단부에 의해 오일팬에 저장되어 있는 엔진오일을 비산하여 공급하는 방식이다.

제1도는 일반적인 엔진의 오일 공급장치를 보인 사시도이다. 차량용 엔진은 대략적으로, 엔진의 본체를 구성하는 부분으로 다수의 실린더가 일체로 형성되어 있으며, 각 실린더 사이에는 냉각수가 유동하는 워터 재킷과 엔진오일이 유동하는 오일통로가 형성되어 있는 실린더 블록(2)과, 이 실린더 블록(2)의 상부에 배치되어 피스톤(12)과 함께 연소실을 형성하는 것으로, 각종 밸브 기구와 점화 플러그 및 분사밸브 등이 설치되는 실린더 헤드(4)와, 실린더 블록(2)의 하부에 배치되어 엔진오일을 저장하고 있는 오일팬(6)으로 이루어져 있다.

엔진이 기동하게 되면, 혼합기의 연소시에 발생되는 폭발압력에 의해 피스톤(12)이 실린더 벽면을 따라 하강하면서 커넥팅 로드(10)를 개재하여 크랭크축(8)을 회전시키게 되고, 크랭크축(8)의 회전력은 변속기를 지나면서 감속되어 구동바퀴로 전달됨으로써 차량의 운행을 가능케 한다. 실린더 헤드(4)에 장치되어 있는 캠축은 타이밍 벨트를 통해 전달되는 크랭크축(8)의 회전력에 의해 회전되면서 밸브기구를 개폐한다.

실린더 헤드(4)나 실린더 블록(2)에 설치된 각종 윤활부품에 오일을 공급하기 위한 오일 공급장치의 구성을 보면, 크랭크축(8)에 의해 회전되면서 오일 스트레이너(14)를 통해 오일팬(6)에 저장되어 있던 오일을 흡인하는 오일펌프(20)와, 오일펌프(20)에 의해 흡인된 오일을 실린더 블록(2)의 각 마찰요소로 공급하는 메인 갤러리(19) 및 실린더 헤드(4)의 각 윤활부품에 공급하는 헤드 결리러(19)로 이루어져 있으며, 오일팬(6)내에 배치되는 오일 스트레이너(20)의 끝부분에는 이물질의 유입을 막기 위한 오일 스크린이 끼워져 있다.

다음, 제2도는 종래의 릴리프 밸브의 장착상태를 보인 오일펌프의 측면도로서, 여기에는 내접기어와 외접기어 사이에 시클(sickle)이 형성되어 있는 시클펌프 형태의 오일펌프(20)를 예시하였다. 오일펌프(20)는 엔진의 크랭크축(8)에 연결된 내접기어(26)와, 이 내접기어(26)에 대해 편심된 상태로 펌프 하우징에 끼워져 있는 외접기어(28)로 이루어져 있다. 크랭크축(8)의 회전에 따라 흡입포트(22)로 유입된 오일은 내접기어(26)와 외접기어(28)사이의 씨클의 양쪽으로 나뉘어 이동하여 압력실로 공급된 후에, 유출포트(24)를 통해 메인 갤러리(18)로 공급된다.

또한, 펌프 하우징에는 오일펌프(20)에서 토출되는 압력을 일정하게 유지하기 위한 릴리프 밸브(30)가 장착되어 있다. 이 릴리프 밸브(30)내에는 스프링(34)에 의해 가압되는 플런저(32)가 설치되어 있어, 작용하는 오일의 압력에 따라 선택적으로 개방되어 오일팬(6)으로 오일을 드레인시킴으로써, 유압을 일정하게 유지하게 된다. 즉, 오일의 압력이 높은 경우에 플런저(32)는 스프링(34)의 힘을 극복하고 밀리면서 드레인포트를 개방시켜 오일팬(6)으로 오일을 드레인시키게 된다.

이러한 구성을 지닌 종래의 차량용 엔진의 릴리프 밸브는 스프링의 탄성력에 의해 기계식으로 작동되기 때문에 신뢰성이 낮으며, 오일의 압력이 일정하게 유지할 수 없기 때문에 각 마찰요소에 충분한 양의 오일을 공급하지 못하게 되어 윤활성능이 저하되는 문제점을 지니고 있다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 본 발명은 마그네틱 밸브에 의해 전자식으로 작동되는 릴리프 밸브를 채용함으로써, 오일의 압력을 항상 일정하게 유지하여 윤활성능의 저하를 막을 수 있는 차량용 엔진의 릴리프 밸브를 제공하는데 그 목적이 있다.

제1도는 일반적인 차량용 엔진의 윤활장치를 개략적으로 도시한 구성도.

제2도는 종래의 릴리프 밸브의 장착상태를 보인 오일펌프의 측면도.

제3도는 본 발명에 따른 릴리프 밸브의 구성을 보인 유압 회로도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

2 : 실린더 블록 4 : 실린더 헤드

6 : 오일팬 14 : 오일 스트레이너

18 : 메인 갤러리 19 : 헤드 갤러리

20 : 오일펌프 36 : 플런저

38 : 스프링 40 : 마그네틱

42 : 드레인 파이프 46 : ECU

48 : 유압 게이지

상술한 본 발명의 목적은 실린더 블록의 하부에 부착되어 오일을 저장하고 있는 오일팬과, 오일 스트레이너를 통해 상기 오일팬에 있는 오일을 압송하는 오일펌프와, 상기 오일펌프에 의해 압송된 오일을 실린더 블록에 장착된 마찰요소로 공급하는 메인 갤러리 및 실린더 헤드에 장착된 마찰요소로 공급하는 헤드 갤러리를 포함하는 차량용 엔진의 오일 공급장치에 있어서, 메인 갤러리와 연통되는 드레인 파이프와, 스프링에 의해 가압된 상태로 드레인 파이프를 막고 있는 플런저와, ECU에서 전달되는 제어신호에 따라 자화되어 플런저를 당김으로써 드레인 파이프를 개방하는 마그네틱으로 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 엔진의 릴리프 밸브에 의해 달성된다.

본 발명에 따른 차량용 엔진의 릴리프 밸브에 의하면, ECU는 유압 게이지로부터 전달되는 오일의 압력을 바탕으로, 규정값 이상인 경우에는 마그네틱에 제어신호를 보낸다. 그에 따라, 마그네틱이 자화되어 플런저를 당기게 되고, 플런저는 스프링의 힘을 극복하고 후퇴하면서 막고 있던 드레인 파이프를 개방하게 되어, 오일팬으로 오일을 드레인 시킴으로써, 유압을 낮추게 된다. 오일압력이 규정값을 가리키면, ECU는 제어신호를 차단하게 되며, 플런저는 스프링의 탄성력에 의해 가압되면서 드레인 파이프를 막아 더 이상 오일이 드레인 되는 것을 방지함으로써, 항상 유압을 일정하게 유지하는 것이 가능하다.

이하, 첨부한 제3도를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량용 엔진의 릴리프 밸브에 대하여 상세히 설명한다.

제3도는 본 발명에 따른 릴리프 밸브의 구성을 보인 유압 회로도로, 제1도에서 설명한 오일 공급장치와 동일부품은 동일부호로 표시하여 설명한다.

여기에 도시한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 릴리프 밸브에서는 오일의 압력과 스프링의 탄성력 간에 발생되는 상대적인 힘의 변화를 통해 유압을 조절하는 종래의 기계식 밸브 대신에, ECU(electronic control unit : 이하, ECU라 칭함)(46)에 의해 온/오프 되면서 메인 갤러리(18)와 연통되어 있는 드레인 파이프(42)의 유로를 선택적으로 차단하여 유압을 조절하는 전자식 밸브를 채용하였다.

이것의 전체적인 구성을 보면, 오일펌프(20)의 작동에 따라 오일팬(6)으로부터 압송된 오일을 실린더 블록(2)의 각 마찰요소로 공급하는 메인 갤러리(18)와 연통되어 있는 드레인 파이프(42)와, 스프링(38)에 의해 가압된 상태로 드레인 파이프(42)를 막고 있는 플런저(36)와, ECU(46)에서 전달되는 제어신호에 따라 자화되어 플런저(36)를 당김으로써 드레인 파이프(42)를 개방하여 오일을 오일팬(6)으로 드레인시키는 마그네틱(40)으로 이루어져 있다.

그 밖에도, 오일펌프(20)쪽으로 오일이 역류되는 것을 막기 위해, 체크밸브(44)가 설치되어 있으며, 오일의 압력을 측정하는 유압 게이지(48)가 부착되어 있다. 오일펌프(20)에서 압송된 오일의 압력은 메인 갤러리(18)에 설치되어 있는 유압 게이지(48)에 의해 측정된 다음, 이 값은 ECU(46)로 전달된다. ECU(46)는 이 신호를 바탕으로 규정값과 실제 측정값을 비교 분석하여, 오일의 압력이 높은 경우에는 마그네틱(40)에 제어신호를 보낸다.

여기에서, 본 발명의 릴리프 밸브는 ECU(46)에서 전달되는 전류의 통전시간과 주기와의 관계에 따라 연속적으로 듀티제어되는 솔레노이드 방식으로서, 미세한 압력의 변화에도 신속하게 대처하여 압력을 항상 일정하게 유지할 수 있으므로 응답성이 우수하다.

ECU(46)로부터 전달되는 전기적인 신호에 따라, 마그네틱(40)은 자화되면서 플런저(36)를 당기게 되고, 플런저(36)는 스프링(38)의 힘을 극복하고 후퇴하면서 막고 있던 드레인 파이프(42)를 개방하게 된다. 그에 따라, 메인 갤러리(18)내의 오일 중 일부는 드레인 파이프(42)를 통해 오일팬(6)으로 드레인 됨으로써, 유압을 저하시키게 된다.

오일압력이 규정값을 가리키면, ECU(46)는 마그네틱(40)에 보내던 출력신호를 차단하게 되며, 플런저(36)는 스프링(38)의 탄성력에 의해 가압되면서 드레인 파이프(42)를 다시 막아 오일이 드레인되는 것을 차단함으로써, 항상 유압을 일정하게 유지하는 것이 가능하다.

지금까지 설명한 본 발명의 바람직한 실시예에서는 내접기어와 외접기어를 지닌 시클펌프를 일예로서 솔레노이드 방식의 릴리프 밸브를 개시하였으나, 본 기술분야에 통상의 지식을 가진 자라면, 그 밖의 다른 형태의 오일펌프에서도 동일한 적용이 가능함으로 이해할 수 있을 것이다. 가령, 내측로터와 외측로터로 구성된 로터펌프의 경우에도, 본 발명의 전자식 릴리프 밸브를 적용하여 유압을 적절히 조절하는 것이 가능하다.

이상으로 설명한 본 발명에 의하면, 마그네틱 밸브에 의해 전자식으로 작동되는 릴리프 밸브를 채용함으로써, 오일의 압력을 항상 일정하게 유지할 수 있기 때문에 실린더 블록 및 실린더 헤드에 장착되어 있는 각 마찰요소에 항상 일정량의 오일을 공급할 수 있으므로, 윤활성능이 향상되며, 부품의 수명을 연장시킬 수 있는 효과를 제공하게 된다.

Claims (1)

1. 실린더 블록(2)의 하부에 부착되어 오일을 저장하고 있는 오일팬(6)과, 오일 스트레이너(14)를 통해 상기 오일팬(6)에 있는 오일을 압송하는 오일펌프(20)와, 상기 오일펌프(20)에 의해 압송된 오일을 실린더 블록(2)에 장착된 마찰요소로 공급하는 메인 갤러리(18) 및 실린더 헤드(4)에 장착된 마찰요소로 공급하는 헤드 갤러리(19)를 포함하는 차량용 엔진이 오일 공급장치에 있어서, 상기 메인 갤러리(18)와 연통되는 드레인 파이프(42)와, 스프링(38)에 의해 가압된 상태로 상기 드레인 파이프(42)를 막고 있는 플런저(36)와, ECU(46)에서 전달되는 제어신호에 따라 자화되어 상기 플런저(36)를 당김으로써 상기 드레인 파이프(42)를 개방하는 마그네틱(40)으로 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 엔진의 릴리프 밸브.

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