KR100778592B1 - 가변 밸브 타이밍이 구비된 캠 샤프트의 윤활 구조 - Google Patents

가변 밸브 타이밍이 구비된 캠 샤프트의 윤활 구조 Download PDF

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Abstract

본 발명은 엔진오일이 공급되는 캠 샤프트의 진각홀을 가변 밸브 타이밍의 스프로켓과 가까운 곳에 형성하여 차량의 초기 시동시에 진각측의 오일압 및 취약한 윤활성을 보완하고, 캠 샤프트의 저널부 손상을 방지할 수 있으며 이를 위해 본 발명은, 스프로켓이 구비된 가변 밸브 타이밍(CVVT:Continuously Variable Valve Timing)에 캠 샤프트의 일단부가 삽입되고, 상기 스프로켓과 인접한 위치에 캠 샤프트 바디의 내측으로 진각유로가 형성된 진각홀; 상기 진각홀이 형성된 위치에서 외측으로 수평하게 이격되어 상기 캠 샤프트 바디의 내측으로 지각유로가 형성된 지각홀; 및 상기 캠 샤프트에 형성된 진각홀과 지각홀의 외측에 구비되어 캠 샤프트를 실린더 헤드 상에 밀착 설치되도록 접동면이 형성된 캠캡이 구비되되 엔진이 아이들(Idle) 상태 또는 저속 회전시에 캠 샤프트와 스프로켓간의 윤활감소와 함께 진각측 윤활성능이 향상 가능하도록 상기 캠캡상에 분기유로가 형성되는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 타이밍이 구비된 캠 샤프트의 윤활 구조에 관한 것이다.
캠 샤프트, 가변 밸브 타이밍(CVVT:Continuously Variable Valve Timing), 진각홀, 지각홀, 분기유로

Description

가변 밸브 타이밍이 구비된 캠 샤프트의 윤활 구조{The Structure Of Continuously Variable Valve Timing of cam shaft lubrication}
도 1은 일반적인 가변 밸브 타이밍 장치를 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 의한 가변 밸브 타이밍이 구비된 캠 샤프트의 윤활 구조를 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 의한 가변 밸브 타이밍이 구비된 캠 샤프트의 윤활 구조에 의한 작동 상태도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
10 : 가변 밸브 타이밍 20 : 고정볼
100 : 캠 샤프트 112 : 진각홀
122 : 지각홀 200 : 캠캡
210 : 분기유로 212 : 관통공
본 발명은 엔진오일이 공급되는 캠 샤프트의 진각홀을 가변 밸브 타이밍의 스프로켓과 가까운 곳에 형성하여 차량의 초기 시동시에 진각측의 오일압 및 취약 한 윤활성을 보완하고, 캠 샤프트의 저널부 손상을 방지할 수 있는 가변 밸브 타이밍이 구비된 캠 샤프트의 윤활 구조에 관한 것이다.
일반적으로 차량의 엔진 효율을 높이려면 차량의 주행조건에 따라 엔진의 고속회전시와 저속회전시에 각각 밸브 개폐시기를 달리할 필요가 있게 된다.
특히 흡기 밸브 개폐시기는 충진효율에 지대한 영향을 주는 인자로서, 흡기밸브를 일찍 열어주면 밸브 오버랩 기간이 길어져서, 고속에서는 흡,배기 관성유동을 충분히 이용할 수 있으므로 체적효율이 증가하지만, 저속에서는 잔류가스량의 증가로 오히려 체적효율이 떨어지고 HC의 배출량이 증가되는 경향이 된다.
이러한 문제를 해결하기 위해 흡기 밸브의 개폐시기를 가변시키기 위한 방법으로는 연속가변 밸브 듀레이션 타이밍(CVVT:Continuously Variable Valve Timing)이 있는데, 상기한 연속가변 밸브 듀레이션 타이밍은 오일펌프와 오일제어밸브(OCV: Oil-Flow Control Valve)와 유압에 의해 흡기 캠샤프트를 위상각을 진각 또는 지각시키기 위한 오일회로로 구성된다.
첨부된 도 1은 일반적인 가변 밸브 타이밍 장치를 도시한 도면이다.
첨부된 도 1을 참조하면, 오일제어밸브(OCV)(2)에 의해 오일펌프(미도시)로부터 공급되는 유압을 연속가변 밸브 타이밍(3)의 진각유로(a) 또는 지각유로(b)로 공급함으로써, 캠 샤프트(4)의 위상을 변화시켜 밸브 타이밍을 가변 조절하도록 구성된다.
상기와 같은 종래의 가변 밸브 타이밍에 설치되는 캠 샤프트(3)에 공급되는 오일은 실린더 블록(미도시)에서 공급되며 차량이 냉시동 아이들(Idle) 시에 지각 유로(b)를 통해 공급되어 지각측의 오일압을 형성하게 된다.
그러나 진각유로(a)를 통해 공급되는 오일이 미약하여 유막이 형성되지 못하여 작동중 마찰에 의해 A부분이 고착될 수 있는 문제점이 발생 되었다.
또한 연속가변 밸브 타이밍(3)에 구비된 스프로켓에 체인(미도시)이 연결되어 구동될 때 상기 캠 샤프트(4)에 구동에 따른 하중이 부과되어 A부분에 윤활막이 미형성될 경우에는 마찰에 의해 캠 샤프트(4)의 손상 및 엔진의 손상을 가져올 수 있는 문제점을 야기시켰다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 차량 냉시동 또는 아이들시에 캠 샤프트에 원할한 윤활을 실시할 수 있는 가변 밸브 타이밍이 구비된 캠 샤프트의 윤활 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 가변 밸브 타이밍이 구비된 캠 샤프트의 윤활 구조는 스프로켓이 구비된 가변 밸브 타이밍(CVVT:Continuously Variable Valve Timing)에 캠 샤프트의 일단부가 삽입되고, 상기 스프로켓과 인접한 위치에 캠 샤프트 바디의 내측으로 진각유로가 형성된 진각홀과; 상기 진각홀이 형성된 위치에서 외측으로 수평하게 이격되어 상기 캠 샤프트 바디의 내측으로 지각유로가 형성된 지각홀; 및 상기 캠 샤프트에 형성된 진각홀과 지각홀의 외측에 구비되어 캠 샤프트를 실린더 헤드 상에 밀착 설치되도록 접동면이 형성된 캠캡이 구비되되 엔진이 아이들(Idle) 상태 또는 저속 회전시에 캠 샤프트와 스프로켓간의 윤활감소와 함께 진각측 윤활성능이 향상 가능하도록 상기 캠캡상에 분기유로가 형성되도록 구성된다.
상기 분기유로는 일단이 지각홀과 연통되어 접동면이 형성된 캠캠바디의 내측으로 연장 형성되고 타단이 스프로켓과 진각홀 사이의 영역으로 개구되어 캠 샤프트 바디와 연통 형성되도록 구성된다.
상기 분기유로는 스프로켓이 위치한 곳을 향해 관통된 관통공이 형성되되 상기 관통공의 내측으로 삽입되어 분기유로로 공급되는 오일의 누유를 막는 고정볼이 구비되도록 구성된다.
상기 분기유로는 진각홀 또는 지각홀의 직경보다 작은 직경을 갖도록 형성된다.
상기와 같은 본 발명에 의한 가변 밸브 타이밍이 구비된 캠 샤프트의 윤활 구조의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 의한 가변 밸브 타이밍이 구비된 캠 샤프트의 윤활 구조를 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명에 의한 가변 밸브 타이밍이 구비된 캠 샤프트의 윤활 구조에 의한 작동 상태도이다.
첨부된 도 2를 참조하면, 스프로켓(12)이 구비된 가변 밸브 타이밍(10)(CVVT:Continuously Variable Valve Timing)에 캠 샤프트(100)의 일단부가 삽입되고, 상기 스프로켓(12)과 인접한 위치에 캠 샤프트 바디(101)의 내측으로 진각유로(110)가 형성된 진각홀(112)과; 상기 진각홀(112)이 형성된 위치에서 외측으로 수평하게 이격되어 상기 캠 샤프트 바디의 내측으로 지각유로(120)가 형성된 지 각홀(122); 및 상기 캠 샤프트(100)에 형성된 진각홀(112)과 지각홀(122)의 외측에 구비되어 캠 샤프트(100)를 실린더 헤드 상에 밀착 설치되도록 접동면이 형성된 캠캡(200)이 구비되되 엔진이 아이들(Idle) 상태 또는 저속 회전시에 캠 샤프트(100)와 스프로켓(12)간의 윤활감소와 함께 진각측 윤활성능이 향상 가능하도록 상기 캠캡(200)상에 분기유로(210)가 형성되도록 구성된다.
즉, 본 발명에 의한 진각유로(110)가 형성된 진각홀(112)과 지각유로(120)가 형성된 지각홀(122)은 캠 샤프트(100) 구동시 스프로켓(12)과 연결된 캠 샤프트(100)에 가해지는 하중에 의한 윤활 밸런스를 이루기 위해 지각홀(122)이 구비된 지각유로(120)를 가변 밸브 타이밍(CVVT:Continuously Variable Valve Timing)이 위치한 곳에서 최대한 먼 곳에 위치하되 캠캡(200)과 캠 샤프트 바디(101)가 면 접촉되어 슬라이딩이 이루어지는 영역내에서 위치하도록 구성된다.
본 발명에 의한 분기유로(210)는 일단이 지각홀(122)과 연통되어 접동면이 형성된 캠캠바디(201)의 내측으로 연장 형성되고 타단이 스프로켓(12)과 진각홀(112) 사이의 영역으로 개구되어 캠 샤프트 바디(101)와 연통 형성되도록 구성된다.
상기 분기유로(210)는 스프로켓(12)이 위치한 곳을 향해 관통된 관통공(212)이 형성되되 상기 관통공(212)의 내측으로 삽입되어 분기유로(210)로 공급되는 오일의 누유를 막는 고정볼(20)이 구비되도록 구성된다.
상기 분기유로(210)는 진각홀(112) 또는 지각홀(122)의 직경보다 작은 직경을 갖도록 형성된다.
상기와 같은 본 발명에 의한 가변 밸브 타이밍이 구비된 캠 샤프트의 윤활 구조의 작동 상태를 도면을 참조하여 설명한다.
첨부된 도 2 내지 도 3을 참조하면, 차량의 속도가 감소되거나 엔진(미도시)이 냉시동의 아이들(Idle)한 상태(오일온도 5℃ 이하)로 작동되는 경우에는 가변 밸브 타이밍(CVVT:Continuously Variable Valve Timing)으로의 오일 공급은 지각유로(120)를 통해 공급되고 상기 지각유로(120)로 공급된 오일은 지각홀(122)로 배출되어 캠 샤프트 바디(101)와 면 접촉된 캠캠바디(201) 사이에 윤활막과 오일압을 형성하게 된다.
이때 진각측의 캠캡바디(201)의 접동면과 캠 샤프트 바디(101)가 면 접촉되는 부위에는 상기 지각측에 비해 유막 형성이 이루어지지 않게 되므로 분기유로(210)를 통해 지각홀(122)로 공급된 오일의 일부가 도면의 점선으로 도시된 바와 같이 공급된다.
상기 지각홀(122)로 공급된 오일은 분기유로(120)의 타측으로 공급되되 도면에 도시된 바와 같이 스프로켓(12)과 진각홀(112)사이의 접동면에 유막을 형성하여 유막 미형성에 의한 마찰을 감소시키게 된다.
또한 스프로켓(12)과 연결 설치되는 체인(미도시)에 의해 캠 샤프트(100)에가해지는 하중에 의한 윤활막이 파괴되지 않고 윤활성이 부과되어 캠 샤프트(100)의 파괴 또는 엔진의 손상을 방지하게 된다.
상기 분기유로(120)의 내부 직경(d)은 진각홀(112) 또는 지각홀(122)의 내부 직경(D)보다 작게 형성되어 지각유로(120) 내부의 유압 손실을 최소화 시키고 가변 밸브 타이밍의 기능 저하를 방지하게 된다.
상기 분기유로(120)에 형성된 관통공(212)에는 스틸로 이루어진 고정볼(20)이 구비되어 있어서, 상기 분기유로(120)를 성형한 후에 고정볼(20)로 개구된 관통공(212)을 막고 상기 분기유로(120)가 안정적으로 윤활이 이루어지도록 한다.
한편, 본 발명은 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 가변 밸브 타이밍이 구비된 캠 샤프트의 윤활 구조는 차량의 초기 시동시에 진각측의 윤활성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한 기존의 가변 밸브 타이밍(CVVT)을 유지하면서 초기 시동 또는 아이들시에 윤활이 취약한 진각측에 윤활성을 부여함으로써 캠 저널부 손상이나 엔진의 손상을 방지하고 윤활막 파괴로 인한 고착의 발생을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 스프로켓(12)이 구비된 가변 밸브 타이밍(10)(CVVT:Continuously Variable Valve Timing)에 캠 샤프트(100)의 일단부가 삽입되고, 상기 스프로켓(12)과 인접한 위치에 캠 샤프트 바디(101)의 내측으로 진각유로(110)가 형성된 진각홀(112);
    상기 진각홀(112)이 형성된 위치에서 외측으로 수평하게 이격되어 상기 캠 샤프트 바디의 내측으로 지각유로(120)가 형성된 지각홀(122); 및
    상기 캠 샤프트(100)에 형성된 진각홀(112)과 지각홀(122)의 외측에 구비되어 캠 샤프트(100)를 실린더 헤드 상에 밀착 설치되도록 접동면이 형성된 캠캡(200)이 구비되되 엔진이 아이들(Idle) 상태 또는 저속 회전시에 캠 샤프트(100)와 스프로켓(12)간의 윤활감소와 함께 진각측 윤활성능이 향상 가능하도록 일단이 지각홀(122)과 연통되어 접동면이 형성된 캠캠바디(201)의 내측으로 연장 형성되고 타단이 스프로켓(12)과 진각홀(112) 사이의 영역으로 개구되어 캠 샤프트 바디(101)와 연통 형성된 분기유로(210)가 구비된 것을 특징으로 하는 가변 밸브 타이밍이 구비된 캠 샤프트의 윤활 구조.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 분기유로(210)는 스프로켓(12)이 위치한 곳을 향해 관통된 관통공(212)이 형성되되 상기 관통공(212)의 내측으로 삽입되어 분기유로(210)로 공급되는 오일의 누유를 막는 고정볼(20)이 구비되는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 타이밍이 구비된 캠 샤프트의 윤활 구조.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 분기유로(210)는 진각홀(112) 또는 지각홀(122)의 직경보다 작은 직경을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 타이밍이 구비된 캠 샤프트의 윤활 구조.
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