KR100666800B1 - 소음 저감을 위한 오일펌프 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소음 저감을 위한 오일펌프 구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 오일펌프내의 플런져의 구조를 개선하여 중저속영역에서 플런져 스프링 작동에 의하여 발생되는 소음을 억제시킬 수 있도록 한 소음 저감을 위한 오일펌프 구조에 관한 것이다.

이를 위해, 본 발명은 오일펌프내의 고압실과 저압실의 연결통로에 걸쳐 설치되는 플런져에 바이패스홀을 형성하여, 오일펌프내의 플런져에 작동하는 오일압의 일부를 항상 바이패스시킴으로써, 플런져 스프링의 작동력이 둔화되어 중저속영역에서 플런져 스프링 작동에 의한 소음 발생을 억제시킬 수 있는 소음 저감을 위한 오일펌프 구조를 제공하고자 한 것이다.

오일펌프, 바이패스홀, 플런져, 플런져 스프링, 중저속영역, 소음

Description

소음 저감을 위한 오일펌프 구조{Oil pump structure for removing noise}

도 1은 본 발명에 따른 소음 저감을 위한 오일펌프 구조를 나타내는 단면도,

도 2는 본 발명에 따른 오일펌프 구조에서 플런져 스프링이 작동하는 중저속영역에서 소음을 측정한 결과를 보여주는 그래프,

도 3은 종래의 오일펌프 구조를 나타내는 단면도,

도 4a는 종래의 오일펌프 구조에서 플런져 스프링이 작동하는 중저속영역에서 소음 측정 결과를 보여주는 그래프이고, 도 4b는 플런져 스프링 미작동시 소음 측정결과를 보여주는 그래프.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 오일펌프 12 : 세이프티 밸브

14 : 플런져 16 : 플런져 스프링

18 : 고압실 20 : 저압실

22 : 케이싱 24 : 내부로터

26 : 외부로터 28 : 바이패스홀

본 발명은 소음 저감을 위한 오일펌프 구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 오일펌프내의 플런져의 구조를 개선하여 중저속영역에서 플런져 스프링 작동에 의하여 발생되는 소음을 억제시킬 수 있도록 한 소음 저감을 위한 오일펌프 구조에 관한 것이다.

일반적으로 차량용 엔진에는 실린더와 피스톤처럼 접동하는 부분이나 크랭크 샤프트 및 캠 샤프트와 같이 회전운동을 하는 부분이 있으며, 이러한 운동 마찰부분은 금속끼리 직접 접촉하므로서 마찰 및 마모가 발생하게 된다.

이러한 마찰 및 마모 발생을 방지하기 위하여 마찰부에 오일을 주입하여 그 사이에 유막이 형성되게 하는 장치가 오일펌프이다.

상기 오일펌프는 오일팬에 저장되어 있는 오일을 빨아 올려 엔진의 각 운동부분으로 압송하는 펌프로서, 운전중인 엔진의 습동부에 윤활유를 공급할 수 있도록 엔진 크랭크 축과 연결되어 회전력을 전달받으며 작동하고 그 회전비는 필요에 따라 정해진다.

대개, 엔진 오일펌프는 혹한의 조건에서부터 매우 뜨거운 조건에 이르기까지 원활한 윤활유의 공급을 목적으로 하며, 특히, 혹한 조건에서 급격한 가속운전은 저온에서의 윤활유 점도와 펌프 회전수의 증가로 10bar 이상의 고압 오일토출압을 형성하여 오일쿨러나 오일필터를 통과하는 동안 이들 부품의 파열 내지 파손을 초 래하여 엔진의 치명적인 손상를 발생시키는 경우가 발생된다.

따라서, 첨부한 도 3에 도시된 바와 같이 엔진 오일펌프내에는 안전장치(세이프티 밸브)가 설치되어 윤활부품을 보호하도록 구성되어 있다.

상기 오일펌프(10)의 세이프티 밸브(12)는 일정압력 이상에서 오일펌프에서 토출되는 오일의 일부를 오일펌프 입구로 재순환하는 기능을 하며, 그 구성은 오일펌프의 고압실(18)과 저압실(20)의 연결통로에 걸쳐 설치되는 플런져(14)와 플런져 스프링(16)으로 구성되어 있다.

그러나, 종래의 플런져 및 스프링으로 구성된 세이프티 밸브에 의하여 다음과 같이 소음이 발생되는 문제점이 있었다.

상온 저중속에서의 엔진이음이 발생되는 소비자의 불만에 대하여 조사를 한 결과, 엔진이음이 오일펌프에서 발생하는 것으로 판정되었으며, 엔진 윤활회로의 안전을 위해 설치된 오일펌프내의 세이프티 밸브 구성중 플런져 스프링이 작동하면서 발생되는 유체 맥동 소음이 원인이었다.

이와 같은 소음 발생의 원인 규명은 오일펌프의 토출부 압력을 세이프티 밸브의 플런져 스프링 작동 및 미작동 조건에서 각각 측정하여 소음 발생 여부를 비교 분석하여 이루어졌다.

즉, 오일펌프의 토출부 오일압력을 엔진 회전수를 연속적으로 증가시키면서 측정하여 FFT를 통해 주파수 분석한 것으로서, 첨부한 도 4a의 그래프에서 보는 바와 같이 저중속 영역에서는 오일펌프내의 플런져 스프링의 작동특성(고유진동수)과 밀접한 관련을 보이는 일정 주파수의 오일압이 감지되고, 첨부한 도 4b에서 보는 바와 같이 플런져 스프링 미작동시에는 소음이 감지되지 않으며, 3000RPM 이상에서는 엔진회전수에 비례하여 오일펌프의 로터 회전에 의한 하모닉(Harmonic) 성분의 오일압이 감지되어 오일펌프에서 발생하는 소음원이 2가지 임을 알 수 있었다.

2가지의 소음원중 3000RPM 이상에서의 오일펌프 소음(로터 회전에 의한 하모닉 성분의 오일압)은 엔진이 고속으로 운전하는 조건에서 발생하여 연소실 폭발음이나 흡배기밸브 작동음 등에 묻혀 감지가 어려운 소음으로서, 운전자에게 전혀 불쾌하게 전달되지 않는 소음인 반면에 중저속에서 발생하는 오일펌프내의 플런져 스프링 작동에 의한 소음은 운전자에게 매우 불쾌한 소리로 전달된다.

따라서, 오일펌프내의 세이프티 밸브에서 플런져 스프링 작동에 의한 소음을 제거하는 방안이 요구된다.

본 발명은 상기와 같은 소음 발생 문제를 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 오일펌프내의 고압실과 저압실의 연결통로에 걸쳐 설치되는 플런져에 바이패스홀을 형성하여, 오일펌프내의 플런져에 작동하는 오일압의 일부를 항상 바이패스시킴으로써, 플런져 스프링의 작동력이 둔화되어 중저속영역에서 플런져 스프링 작동에 의한 소음 발생을 억제시킬 수 있는 소음 저감을 위한 오일펌프 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 오일펌프내에서 고압실과 저압실의 연결통로에 걸쳐 설치되는 플런져 및 플런져 스프링를 포함하는 오일펌프의 세이프티 밸브에 있어서, 상기 플런져에 소량의 오일이 고압실로부터 플런져 스프링쪽으로 바이패스되도록 바이패스 수단을 형성하여서 된 것을 특징으로 하는 소음 저감을 위한 오일펌프 구조를 제공한다.

바람직한 구현예로서, 상기 바이패스수단은 상기 플런져 스프링과 맞닿아 있는 플러져의 후단부에 바이패스홀을 관통 형성하여서 된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.

첨부한 도 1은 본 발명에 따른 소음 저감을 위한 오일펌프 구조를 나타내는 단면도이다.

전술한 바와 같이, 차량용 오일펌프는 오일팬에 저장되어 있는 오일을 빨아 올려 엔진의 각 운동부분으로 압송하는 펌프로서, 운전중인 엔진의 습동부에 윤활유를 공급하는 기능을 한다.

상기 오일펌프의 구성을 보면, 고압실(18)과 저압실(20)로 나누어진 케이싱(22)과, 이 케이싱(22)내에 조립되는 내부 및 외부로터(24, 26: 트로코이드 곡선에 의해 형성된 것으로서로 편심되게 조립됨)와, 상기 고압실(18)과 저압실(20)의 연결통로에 설치된 플런져(14)와, 이 플런져(14)의 후단을 지지하며 케이싱(22)내에 압축 가능하게 장착되는 플런져 스프링(16)을 포함하여 구성되어 있다.

상기 플런져(14) 및 플런져 스프링(16)은 오일펌프(10)내에서 안전장치(세이 프티 밸브)의 역할을 하게 된다.

즉, 상기 오일펌프(10)의 세이프티 밸브(14,16)는 일정압력 이상에서 오일펌프에서 토출되는 오일의 일부를 오일펌프 입구로 재순환시키는 기능을 한다.

여기서, 상기 플런져(14)에 소량의 오일이 고압실로부터 플런져 스프링(16)쪽으로 바이패스되도록 바이패스 수단을 형성하되, 이 바이패스수단으로 상기 플런져 스프링(16)의 전단부와 맞닿아 있는 플런져(14)의 후단부에 바이패스홀(28)을 관통 형성하는 것이 바람직하다.

상기 바이패스홀(28)을 플런져(14)에 관통 형성함에 따라, 항상 소량의 오일이 고압실(18)쪽에서 플런져 스프링(16)쪽으로 바이패스되어, 중저속 영역에서 플런져 스프링(16)의 작동에 의한 이음 발생을 억제시킬 수 있다.

즉, 상기 플런져(14)에 작동하는 오일압의 일부를 바이패스홀(28)을 통해 플런져 스프링(16)쪽으로 항상 바이패스시킴에 따라, 바이패스된 오일에 의하여 플런져 스프링(16)의 작동력이 둔화되고, 아울러 상기 플런져(14)의 전단에서 플런져 스프링(16)으로 바이패스된 오일이 플런져 작동시의 댐핑비율(damping ratio)를 증가시켜 작동 주파수를 변화시킴으로써, 플런져 스프링(16)의 작동에 따른 이음을 억제시킬 수 있게 된다.

이와 같이 중저속역 오일펌프 소음개선을 위해, 상기 플런져(14)에 바이패스홀(28)을 형성하여 플런져 스프링(16)의 작동특성이 둔감하게 개선되는 바, 오일펌프(10)의 플런져(14) 및 플런져 스프링(16)이 갖는 본래의 기능인 일정 압력 이상에서의 릴리프 기능은 유지되어야 하므로, 상기 바이패스홀(28)의 크기는 수회의 실험에 통하여 플런져(14) 및 플런져 스프링(16)이 갖는 본래 기능이 유지될 수 있도록 최적 크기로 정하면 된다.

첨부한 도 2는 본 발명에 따른 오일펌프 구조에서 플런져 스프링이 작동하는 중저속영역에서 소음을 측정한 결과를 보여주는 그래프이다.

상기 플런져(14)에 바이패스홀(28)을 형성한 후 중저속 영역에서 플런져 스프링(16)의 작동에 따른 소음을 측정하였는 바, 도 2의 그래프에서 보는 바와 같이 플런져 스프링(16)의 공진에 따른 소음이 전혀 발생되지 않음을 알 수 있었다.

이에 따라, 상기 플런져에 형성된 바이패스홀을 통하여 바이패스되는 소량의 오일에 의하여 중저속영역에서 플런져 스프링의 작동 소음을 억제시킬 수 있음을 알 수 있었다.

이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따른 소음 저감을 위한 오일펌프 구조에 의하면, 오일펌프내의 고압실과 저압실의 연결통로에 걸쳐 설치되는 플런져에 바이패스홀을 형성하여, 오일펌프내의 플런져에 작동하는 오일압의 일부를 항상 플런져 스프링쪽으로 바이패스시킴으로써, 오일펌프의 구동토크를 저감시키는 동시에 바이패스된 오일에 의하여 플런져 스프링의 작동력이 둔화되고, 플런져 작동시의 댐핑비율(damping ratio)이 증가되어, 중저속영역에서 플런져 스프링 작동에 의한 소음 발생을 억제시킬 수 있는 효과를 제공한다.

또한, 오일펌프의 구동토크를 저감시킴에 따라 차량의 연비 저감을 이룰 수 있는 효과도 제공할 수 있다.

Claims (2)

1. 오일펌프내에서 고압실과 저압실의 연결통로에 걸쳐 설치되는 플런져 및 플런져 스프링를 포함하는 오일펌프의 세이프티 밸브에 있어서,

   상기 플런져에 소량의 오일이 고압실로부터 플런져 스프링쪽으로 바이패스되도록 바이패스 수단을 형성하여서 된 것을 특징으로 하는 소음 저감을 위한 오일펌프 구조.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 바이패스수단은 상기 플런져 스프링과 맞닿아 있는 플러져의 후단부에 바이패스홀을 관통 형성하여서 된 것을 특징으로 하는 소음 저감을 위한 오일펌프 구조.

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