KR100277926B1 - 차량용 변속기의 오일공급장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동변속기나 무단변속기와 같은 차량용 변속기에 오일을 공급하는 오일펌프를 2용량으로 구성하여 엔진의 부하나 운전조건에 따라서 2가지로 교번하여 사용함으로써, 불필요한 유압펌프의 소모동력을 줄여 연료의 소비를 줄일 수 있는 차량용 변속기의 오일공급장치에 관한 것으로서, 이 오일공급장치는 변속기 입력축(44)을 통해 엔진으로부터 전달되는 구동력에 의해 회전되면서 오일탱크(40)내의 오일을 제 1유압라인(70)을 통해 흡인하는 제 1오일펌프(20)와, 종동축(46)을 개재하여 제 1오일펌프(20)와 함께 회전되면서 오일탱크(40)내의 오일을 제 2유압라인(72)을 통해 흡인하는 제 2오일펌프(30)와, TCU(60)로부터 전달되는 신호에 따라 방향 전환되면서 제 2유압라인(72)을 통해 흡인된 오일을 제 1오일펌프(20)의 출구와 입구 중 어느 한곳으로 선택적으로 공급하는 방향전환밸브(50)로 구성되어 있다.

Description

차량용 변속기의 오일공급장치

본 발명은 차량용 변속기의 오일공급장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 자동변속기나 무단변속기와 같은 차량용 변속기에 오일을 공급하는 오일펌프를 2용량으로 구성하여 엔진의 부하나 운전조건에 따라서 2가지로 교번하여 사용함으로써, 불필요한 유압펌프의 소모동력을 줄여 연료의 소비를 줄일 수 있는 차량용 변속기의 오일공급장치에 관한 것이다.

현재, 자동차에서 사용하고 있는 변속기는 변속방식에 따라 수동변속기와 자동변속기 및 무단변속기로 구분할 수 있으며, 엔진의 회전력을 변환시켜 구동바퀴로 전달하는 기능 이외에도, 정차시 엔진의 공회전을 가능하게 하며, 구동바퀴의 회전방향을 전환시켜 후진을 가능케 한다.

자동변속기에는 유체를 이용하여 엔진의 회전력을 변속기 입력축에 전달하는 토오크 컨버터가 설치되어 있다. 토오크 컨버터를 통해 전달되는 엔진의 회전력은 유성기어장치로 이루어진 기어 트레인을 거치면서 감속된 다음, 드라이브 샤프트를 통해 구동바퀴로 전달된다. 유성기어장치에 설치된 선기어와 유성 캐리어 및 링기어는 유압제어장치로부터 전달되는 유압에 의해 작동되는 다수개의 다판 클러치 및 브레이크의 계합에 의해 선택적으로 고정 또는 회전되면서 다양한 속도단을 구현하게 된다.

자동변속기의 유압제어장치는 운전자가 직접 조작하는 기어 셀렉트 레버의 입력신호에 따라 작동되어 P, R, N, D, 2, L레인지별로 유압을 조절하는 매뉴얼 밸브가 설치되어 있으며, 그밖에도 차속과 드로틀밸브의 개도를 바탕으로 TCU(transmission control unit)에서 전달되는 신호에 따라 온/오프되는 솔레노이드의 개방시에 공급되는 오일에 의해서 다수의 클러치와 브레이크를 계합 및 해방시키는 다수의 유압밸브가 설치되어 있다. 이들 유압밸브에 작동유체를 공급하기 위해서는 다음의 도 1에 도시된 바와 같은 오일펌프를 사용한다.

도 1은 종래의 오일공급장치를 도시한 구성도이다. 자동변속기를 구성하는 각종 마찰계합요소의 동작을 위해서, 유압이 필요하게 되며, 오일펌프는 오일탱크(2)에 저장되어 있는 오일을 흡인하여 이들 요소로 공급한다. 유압라인 상에는 오일펌프(4)에 의해서 흡인되는 오일의 압력을 적정하게 유지하는 릴리프 밸브(6)가 설치되어 있으며, 흡인된 오일은 오일 냉각기를 지나 토오크 컨버터(10)의 펌프로 공급된다.

토오크 컨버터(10)는 펌프와 스테이터 및 터빈으로 구성되어 있다. 여기에서, 펌프는 컨버터 하우징을 통해 플라이 휘일에 고정되어 있으며, 엔진의 기계적 에너지를 유체의 운동에너지로 변환시키는 역할을 한다. 펌프에 의해 전달되는 오일은 스테이터를 지나면서 유동방향이 변화된 다음, 터빈을 회전시키며, 터빈의 회전력은 변속기 입력축(12)을 통해 유성기어장치로 전달된다.

이러한 구성을 지닌 종래의 차량용 변속기의 오일공급장치에서 오일펌프의 소모동력을 저감하기 위해서 베인펌프를 사용하고 있으나, 작동효율이 기어펌프에 비해 낮다. 또한, 엔진의 부하에 관계없이 펌프의 용량이 항상 일정하므로 엔진의 소모동력이 증가되어 동력 전달효율이 낮기 때문에 연료가 많이 소비되는 문제가 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 본 발명은 한쌍의 외접기어로 구성된 2개의 오일펌프를 이용하여 2가지 용량의 크고 작은 유압을 형성하여 유압제어장치를 구성하는 각종 마찰계합요소 및 유압밸브에 공급함으로써, 대부분의 운전조건에 맞게 유압을 공급할 수 있기 때문에 엔진의 소모동력을 줄여 연비를 향상시킬 수 있는 차량용 무단변속기의 유압제어장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 오일공급장치를 도시한 구성도,

도 2는 본 발명의 오일공급장치를 도시한 유압 회로도,

도 3은 본 발명에 따른 이중 오일펌프를 도시한 구성도,

도 4는 본 발명에 따른 이중 오일펌프의 구성을 보인 단면도.

♣도면의 주요부분에 대한 부호의 설명♣

20, 30:제 1, 2오일펌프 22, 32:제 1구동기어

24, 34:제 1, 2종동기어 36:펌프 하우징

42:엔진 44:입력축

46:종동축 50:방향전환밸브

60:TCU 70, 72:제 1, 2유압라인

74:리턴라인 84, 84':베어링

상술한 본 발명의 목적은 차속과 드로틀 밸브의 개도량 및 엔진 회전수에 따라 자동으로 변속을 수행하여 주행을 가능케 하는 차량의 자동변속기에 있어서, 변속기 입력축을 통해 엔진으로부터 전달되는 구동력에 의해 회전되면서 오일탱크 내의 오일을 제 1유압라인을 통해 흡인하는 제 1오일펌프와, 종동축을 개재하여 제 1오일펌프와 함께 회전되면서 오일탱크내의 오일을 제 2유압라인을 통해 흡인하는 제 2오일펌프와, TCU로부터 전달되는 신호에 따라 방향 전환되면서 제 2유압라인을 통해 흡인된 오일을 제 1오일펌프의 출구와 입구 중 어느 한곳으로 선택적으로 공급하는 방향전환밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 변속기의 오일공급장치에 의해 달성된다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량용 변속기의 오일공급장치에 대하여 설명하기로 한다.(도 1에서 설명한 종래의 구조와 동일한 부품은 동일 부호로 표시한다.)

도 2는 본 발명의 오일공급장치를 도시한 유압 회로도이고, 도 3은 본 발명에 따른 이중 오일펌프를 도시한 구성도이며, 도 4는 본 발명에 따른 이중 오일펌프의 구성을 보인 단면도이다.

먼저, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에서는 엔진의 부하나 운전조건에 따라 2용량 유압을 형성하기 위한 방안으로, 한쌍의 외접기어로 구성된 제 1 및 제 2오일펌프(20, 30)를 이용하여 오일탱크(40)내의 오일을 압송한 다음, 제 1오일펌프(20)에 의해 압송되는 오일은 곧바로 제 1유압라인(70)을 통해 각종 유압밸브로 공급하는 한편, 제 2오일펌프(30)에 의해 압송되는 오일은 제 1오일펌프(20)의 입구 또는 출구 중 어느 한쪽으로 공급하여 펌핑용량을 가변시키는 구조를 채용하였다.

여기에서, 제 1오일펌프(20)는 변속기 입력축을 통해 엔진으로부터 전달되는 구동력에 의해 회전되면서 오일탱크(40)내의 오일을 제 1유압라인(70)을 통해 흡인하는 역할을 하며, 제 2오일펌프(30)는 종동축을 개재하여 제 1오일펌프(20)와 함께 회전되면서 오일탱크(40)내의 오일을 제 2유압라인(72)을 통해 흡인하는 역할을 한다. 방향전환밸브(50)는 TCU(60)로부터 전달되는 신호에 따라 유로를 변경하면서 제 2유압라인(72)을 통해 흡인된 오일을 제 1오일펌프(20)의 출구와 입구 중 어느 한곳으로 선택적으로 공급하는 역할을 한다.

다음, 도 3에 도시된 바와 같이, 제 1오일펌프(20)는 변속기 입력축(44)에 의해 회전되는 제 1구동기어(22) 및 제 1종동기어(24)로 이루어져 있으며, 제 2오일펌프(30)는 제 1오일펌프(20)와 작동적으로 연결되어 있는 종동축(46)에 의해서 회전되는 제 2구동기어(32) 및 제 2종동기어(34)로 이루어져 있다.

제 1오일펌프(20)를 통해 흡인되는 오일은 제 1유압라인(70)을 통해 유압회로에 공급되며, 제 2오일펌프(30)를 통해 흡인되는 오일은 제 2유압라인(72)을 통해 유압회로로 공급되거나 방향전환밸브(50)의 작동에 의해서 리턴라인(74)을 통해 제 1유압라인(70)의 입구쪽으로 리턴되어 오일용량을 조절하게 된다.

방향전환밸브(50)는 TCU(60)의 제어신호에 따라 작동되면서 제 2오일펌프(30)에 의해 압송되는 오일을 제 1오일펌프(20)의 출구나 입구쪽으로 선택적으로 공급하는 역할을 하는 것으로, 2위치 3방향방식의 방향전환밸브이다.

즉, 급발진이나 급정지 등의 차량운전조건에서 TCU(60)는 방향전환밸브(50)에 신호를 제 2오일펌프(30)에서 토출되는 오일을 제 1오일펌프(20)의 출구쪽으로 보내 합쳐지도록 하여 큰용량의 오일이 제 1유압라인을 통해 유압회로에 공급된다. 반대로, 정숙주행과 같이 작은 용량의 유압이 필요한 경우에는 제 2오일펌프(30)에서 토출되는 오일을 리턴라인(74)을 통해 제 1오일펌프(20)의 입구쪽으로 보내 작은 용량의 유압을 공급함으로써, 엔진의 동력손실을 최소화한다.

다음에, 도 4는 본 발명에 따른 제 1오일펌프(20)와 제 2오일펌프(30)의 조립상태를 보인 단면도이다.

도시된 바와 같이, 제 1오일펌프(20)를 구성하는 제 1구동기어(22)는 엔진(42)의 크랭크축으로부터 동력을 전달받는 입력축(44)에 고정되어 있으며, 엔진(42)의 작동과 함께 회전되면서 제 1종동기어(24)를 회전시켜 오일탱크(40)내의 오일을 흡인하게 된다. 입력축(44)은 베어링(84')에 의해 펌프 하우징(36)내에 회전 가능하게 장착되어 있다.

또한, 입력축(44)의 끝단에는 제 2오일펌프(30)를 구성하는 제 2구동기어(32)가 고정되어 있어, 엔진(42)의 작동시에 제 1구동기어(22)와 함께 회전되면서 제 1종동기어(24)를 회전시켜 오일탱크(40)내의 오일을 흡인한 다음, 압축된 오일을 제 1유압라인(70)을 통해 유압회로로 보내거나, 리턴라인(74)을 통해 제 1오일펌프(20)의 흡입구쪽으로 리턴시키게 된다.

제 1오일펌프(20)를 구성하는 제 1종동기어(24)와 제 2오일펌프(30)를 구성하는 제 2종동기어(34)는 서로 종동축(46)상에서 제 1 및 제 2구동기어(22, 32)를 통해 전달되는 입력축(44)의 구동력에 따라 회전할 수 있도록 설치되어 있다. 종동축(46)은 베어링(84) 을 개재하여 펌프 하우징(36)에 회전 가능하게 장착된다.

펌프 하우징(36)의 양측면에는 오일의 누유를 막기 위한 시일(82)을 개재하여 볼트(80)에 의해 커버(26)가 부착되어 있다.

이상으로 설명한 본 발명에 의하면, 2쌍의 외접기어로 구성된 2개의 오일펌프를 이용하여 2가지 용량의 크고 작은 유압을 형성하여 유압제어장치를 구성하는 각종 마찰계합요소 및 유압밸브에 공급할 수 있기 때문에, 대부분의 운전조건에 맞게 유압을 공급할 수 있다. 따라서, 엔진의 소모동력을 줄여 연비를 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

Claims (1)

1. 차속과 드로틀 밸브의 개도량 및 엔진 회전수에 따라 자동으로 변속을 수행하여 주행을 가능케 하는 차량의 자동변속기에 있어서,

   변속기 입력축(44)을 통해 엔진으로부터 전달되는 구동력에 의해 회전되면서 오일탱크(40)내의 오일을 제 1유압라인(70)을 통해 흡인하는 제 1오일펌프(20)와,

   종동축(46)을 개재하여 상기 제 1오일펌프(20)와 함께 회전되면서 오일탱크(40)내의 오일을 제 2유압라인(72)을 통해 흡인하는 제 2오일펌프(30)와,

   TCU(60)로부터 전달되는 신호에 따라 방향 전환되면서 상기 제 2유압라인(72)을 통해 흡인된 오일을 상기 제 1오일펌프(20)의 출구와 입구 중 어느 한곳으로 선택적으로 공급하는 방향전환밸브(50)를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 변속기의 오일공급장치.

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