KR100873856B1 - 자동차 엔진의 오일 컨트롤 밸브 - Google Patents

자동차 엔진의 오일 컨트롤 밸브 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 열에 의한 피해를 최소화할 수 있는 오일 컨트롤 밸브를 제공하는 것이 그 기술적 과제이다. 이를 위해, 본 발명의 오일 컨트롤 밸브는 연속 가변 밸브 타이밍 유닛으로 가는 유체의 이동 경로를 변경시키는 작동 유닛과, 그리고 작동 유닛에 외부 전원을 전달하기 위한 커넥터를 포함하고, 작동 유닛은 캠 캡 상단에 구비되고, 헤드 커버 내부에 위치된다.
자동차, 엔진, 오일 컨트롤 밸브, 진각, 지각

Description

자동차 엔진의 오일 컨트롤 밸브{OIL CONTROL VALVE OF A VEHICLE ENGINE}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 컨트롤 밸브가 캠 캡의 상단에 구비된 상태를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 컨트롤 밸브를 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 컨트롤 밸브가 장착된 캠 캡의 유로를 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 컨트롤 밸브에 오일이 공급되는 상태를 나타낸 도면이다.
도 5은 지각 상태일 때 오일의 이동 경로를 나타낸 도면이다.
도 6은 진각 상태일 때 오일의 이동 경로를 나타낸 도면이다.
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
OCV: 오일 컨트롤 밸브 100: 작동 유닛
110: 슬리브부 130: 밸브부
150: 구동부 300: 커넥터
500: 캠 캡 510: 유로부
본 발명은 자동차 엔진에 관한 것으로서, 더 상세하게는 자동차 엔진의 오일 컨트롤 밸브(OCV; oil control valve)에 관한 것이다.
일반적으로, 자동차 엔진의 오일 컨트롤 밸브는 연속 가변 밸브 타이밍(CVVT, continuously variable valve timing) 장치의 핵심 부품으로서, 오일 펌프로부터 공급된 엔진 오일을 엔진 제어부의 제어를 통해 연속 가변 밸브 타이밍 장치로 가는 오일의 이동 경로를 변경시켜, 배기(또는 흡기) 밸브의 개폐 시기를 조정하는 역할을 한다.
이러한 오일 컨트롤 밸브는 커넥터와, 플런저(plunger)와, 코일과, 스풀(spool)과, 그리고 슬리브(sleeve)를 포함한다. 특히, 커넥터에 전원이 공급되면 영구자석을 갖는 플런저와 코일에 의해 자기장이 형성된다. 이렇게 형성된 자기장에 의해 플런저가 이동하게 되고 플런저에 결합된 스풀 또한 이동하게 된다. 이때, 스풀과 슬리브와의 상대 위치가 변하면서 유로가 형성된다.
결과적으로, 이러한 유로를 따라 오일이 연속 가변 밸브 타이밍 장치의 진각실 또는 지각실로 유입되어 밸브 오버랩에 변화를 주게 된다.
참고로, 밸브 오버랩이란 흡기 밸브 및 배기 밸브가 동시에 열려 있는 구간으로 일반 영역에서는 장점이 있으나, 저속 또는 고속영역에서는 불리하다. 그러므로, 엔진 출력을 향상시키기 위해서는 상술한 바와 같이 밸브 오버랩에 변화를 주게 된다.
하지만, 종래의 오일 컨트롤 밸브는 캠 캡 하부에 해당하는 실린더 헤드에 구비되므로 연소실에서 방사되는 열을 직접적으로 받게 되는 문제가 있을 수 있다. 즉, 오일 컨트롤 밸브가 쉽게 열화될 수 있다.
특히, 오일 컨트롤 밸브가 실린더 헤드 중 배기 밸브측에 위치될 경우, 고온의 배기 가스 열을 직접 받게 되므로 열화 속도는 더욱 클 수 있다.
또한, 종래의 오일 컨트롤 밸브는 그 플런저 측에 위치하는 단부가 하향 경사져 위치되므로 플런저에 오일이 고이는 문제가 있을 수 있다. 즉, 고인 오일은 플러저의 이동을 방해하게 되므로 진각/지각의 응답성이 저하될 수 있다.
본 발명은 종래기술에 대한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 기술적 과제는, 열에 의한 피해를 최소화할 수 있는 오일 컨트롤 밸브를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 기술적 과제는 응답성을 향상시킬 수 있는 오일 컨트롤 밸브를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 일 실시예에 따른 오일 컨트롤 밸브는, 연속 가변 밸브 타이밍 유닛으로 가는 유체의 이동 경로를 변경시키는 작동 유닛과, 그리고 상기 작동 유닛에 외부 전원을 전달하기 위한 커넥터를 포함하고, 상기 작동 유닛은 캠 캡 상단에 구비되고, 헤드 커버 내부에 위치된다.
또한, 상기 작동 유닛은 슬리브부와, 상기 슬리브부에 이동가능하게 구비되어 상기 유체의 이동 경로를 직접적으로 변경하는 밸브부와, 그리고 상기 슬리브부 의 일측에 구비되어 상기 밸브부를 구동시키는 구동부를 포함할 수 있고, 상기 커넥터는 상기 구동부 측에 위치되고, 상기 헤드 커버 외부에 노출되어 위치될 수 있다.
또한, 상기 구동부는 상기 슬리브부보다 높게 위치될 수 있다. 특히, 상기 구동부는 상기 슬리브부 보다 수평선을 기준으로 30±1°상향 경사져 위치될 수 있다.
또한, 상기 캠 캡에는 상기 연속 가변 밸브 타이밍 유닛의 진각실과 지각실로 상기 유체를 안내하기 위한 유로부가 형성될 수 있다.
또한, 상기 연속 가변 밸브 타이밍 유닛이 배기 밸브용 캠 축에 결합될 경우, 상기 작업 유닛은 상기 헤드 커버 중 배기 밸브용 캠 캡 상단에 위치될 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 컨트롤 밸브가 캠 캡의 상단에 구비된 상태를 나타낸 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 오일 컨트롤 밸브(OCV)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 작동 유닛(100)과 커넥터(300)를 포함한다.
작동 유닛(100)은 연속 가변 밸브 타이밍 유닛(미도시)으로 가는 오일의 이 동 경로를 변경시키는 역할을 한다. 그리고, 커넥터(300)는 작동 유닛(100)에 전원을 인가한다. 특히, 이러한 전원은 제어부(미도시)에 의해 그 전압의 크기가 제어되어 커넥터(300)에 인가된다.
구체적으로, 상기 작동 유닛(100)은 캠 캡(500) 상단에 마운터(510)에 의해 체결된다. 따라서, 실린더 헤드(10)의 연소실(미도시)과 멀리 떨어져 위치되므로, 연소실의 열에 의해 발생될 수 있는 열화를 미연에 막을 수 있다. 나아가, 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 컨트롤 밸브(미도시)가 배기 밸브(미도시)의 개폐 시기를 제어하기 위해 사용될 경우, 작동 유닛(100)이 배기 매니폴드(미도시)와 멀리 떨어져 위치되므로 배기되는 가스의 열에 의해 발생될 수 있는 열화를 미연에 막을 수 있다.
또한, 작동 유닛(100)에 외부 이물질이 유입될 경우, 작동 유닛(100)의 오동작에 의해 오일 경로가 달라질 수 있으므로, 외부 이물질의 차단을 막기 위해서는 상기 작동 유닛(100)은 헤드 커버(30) 내부에 위치되는 것이 바람직하다. 나아가, 작동 유닛(100)은 외부 저항(외부에서 가해지는 물리력)에 의해서도 오일 경로가 달라지므로, 상기 작동 유닛(100)은 헤드 커버(30) 내부에 위치되는 것이 바람직하다.
도 2를 참조로, 상술한 작동 유닛(100)을 구체적으로 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 컨트롤 밸브를 나타낸 단면도이다.
작동 유닛(100)은 슬리브부(110)와, 밸브부(130)와, 그리고 구동부(150)를 포함한다.
밸브부(130)는 슬리브(110)에 이동 가능하게 구비되어 오일의 이동 경로를 직접적으로 변경한다. 그리고, 구동부(150)는 슬리브(110)의 일측에 구비되어 밸브부(130)를 구동시킨다.
나아가, 밸브부(130)는 스풀(spool)일 수 있다. 그리고, 구동부(150)는 요크(151)와, 코일(153)과, 그리고 플런저(155)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 커넥터(300)에 인가된 전원(제어부에 의해 그 전압의 크기가 제어된 전원)에 의해 코일(153) 및 요크(151)에 자기장이 발생되면, 이 자기장에 의해 플런저(155)가 이동되고, 플런저(155)에 결합된 스풀(130) 또한 같이 이동하게 된다.
한편, 커넥터(300)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 구동부(150)에 위치되고 외부 전원을 인가받을 수 있도록 헤드 커버(30) 외부에 노출되어 위치될 수 있다.
한편, 상기 구동부(150)는 상기 슬리브(110)보다 높게 위치되는 것이 바람직하다. 따라서, 구동부(150)의 플런저(155)가 밸브부(130) 및 슬리브(110) 사이의 오일보다 높게 위치되므로 플런저(155)에 오일이 고이지 않게 된다. 결과적으로, 플런저(155)의 이동이 원활해지므로 진각/지작의 응답성이 종래에 비해 향상될 수 있다.
일예로, 이러한 높이 차를 주기 위해, 상기 구동부(150)는 상기 슬리브(110)보다 수평선(H.L)을 기준으로 30±1°상향 경사져 위치될 수 있다.
한편, 상술한 캠 캡(500)에는 연속 가변 밸브 타이밍 유닛(미도시)의 진각실(미도시)과 지각실(미도시)로 오일을 안내하기 위한 유로부(510)가 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 유로부(510)는 공급 유로(511)와, 지각 유로(513)와, 그리고 진각 유로(515)를 포함할 수 있다.
특히, 작동 유닛(100)이 캠 캡(500)의 상단에 위치되므로, 상술한 지각 유로(513)와 진각 유로(515)를 종래와 달리 실린더 헤드(10)에 형성하지 않아도 되고, 또한, 작동 유닛(100)을 안착시키기 위해 실린더 헤드(10)에 별도의 장착홈을 가공할 필요가 없게 된다. 궁극적으로, 비용이 저렴하고 가공이 쉬운 캠 캡(500)에 모든 것이 구비되므로, 종래에 비해 원가 및 택트(TACT, total average cycle time)를 줄일 수 있다.
한편, 연속 가변 밸브 타이밍 유닛(미도시)이 배기 밸브용 캠 축(미도시)에 결합될 경우, 즉, 본 발명의 오일 컨트롤 밸브(OCV)가 배기 밸브의 개폐 시기를 제어하기 위해 사용되는 경우에는, 상술한 작동 유닛(100)은 상기 캠 캡(500) 상단 중 상기 배기 밸브용 캠 축(미도시)에 위치되는 것이 바람직하다. 그 이유는 상술한 바와 같이 배기 매니 폴드(미도시)와 멀리 떨어져 위치되므로 배기되는 가스의 열에 의해 발생될 수 있는 열화를 최소화하기 위함이다.
이하, 도 4 내지 도 6을 참조하여, 오일(1)의 이동 경로를 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 컨트롤 밸브에 오일이 공급되는 상태를 나타낸 도면이고, 도 5은 지각 상태일 때 오일의 이동 경로를 나타낸 도면이고, 그리고 도 6은 진각 상태일 때 오일의 이동 경로를 나타낸 도면이다.
먼저, 도 4에 도시되 바와 같이, 오일(1)이 공급 유로(511)를 따라 오일 컨트롤 밸브(OCV)의 작동 유닛(100)에 공급된다. 그리고 저속 또는 고속에 따라 지각 상태 또는 진각 상태가 제어부(미도시)에 의해 결정되고, 지각 상태일 때는, 도 5에 도시된 바와 같이, 지각 유로(513)를 따라 오일(1)이 유동하면서 연속 가변 밸브 타이밍 유닛(미도시)에 형성된 지각실에 오일이 채워지고, 진각 상태일 때는, 도 6에 도시된 바와 같이, 진각 유로(515)를 따라 오일(1)이 유동하면서 연속 가변 밸브 타이밍 유닛에 형성된 진각실에 오일이 채워지게 된다.
이상에서와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 컨트롤 밸브는 다음과 같은 효과를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 작업 유닛이 캠 캡 상단에 구비되므로, 열에 의한 피해를 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 작업 유닛의 구동부가 밸브부 보다 높게 위치되므로, 응답성을 향상시킬 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (6)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 연속 가변 밸브 타이밍 유닛으로 가는 유체의 이동 경로를 변경시키는 작동 유닛과,
    상기 작동 유닛에 외부 전원을 전달하기 위한 커넥터를 포함하고,
    상기 작동 유닛은,
    캠 캡 상단에 구비되고,
    헤드 커버 내부에 위치되며,
    상기 작동 유닛은,
    슬리브부와, 상기 슬리브부에 이동가능하게 구비되어 상기 유체의 이동 경로를 직접적으로 변경하는 밸브부와, 그리고 상기 슬리브부의 일측에 구비되어 상기 밸브부를 구동시키는 구동부를 포함하고,
    상기 커넥터는,
    상기 구동부에 위치되고, 상기 헤드 커버 외부에 노출되어 위치되되,
    상기 구동부가 상기 슬리브부보다 높게 위치되는 오일 컨트롤 밸브.
  4. 제3항에서,
    상기 구동부는 상기 슬리브부 보다 수평선을 기준으로 30±1° 상향 경사져 위치되는 오일 컨트롤 밸브.
  5. 삭제
  6. 삭제
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