KR100931042B1 - 연속 가변 밸브 타이밍 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 트러스트 캠캡 상에 ILP용 오일 제어 밸브를 장착하고, 캠축의 내부와, 상기 캠축에 접촉되는 상기 트러스트 캠캡의 내주면을 따라 오일유로를 형성하여 상기 ILP용 오일 제어 밸브로부터의 제어압을 베인 상의 록킹핀에 안정적으로 공급할 수 있도록 하여 레이아웃의 제약을 극복할 수 있도록 하는 연속 가변 밸브 타이밍 장치를 제공한다.

CVVT, 연속가변 밸브 타이밍 시스템, 오일유로, 오일 컨트롤 밸브

Description

연속 가변 밸브 타이밍 장치{CONTINUOUSLY VARIABLE VALVE TIMING STSTEM}

본 발명은 연속 가변 밸브 타이밍 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 트러스트 캠캡 상에 ILP용 오일 제어 밸브를 장착하고, 캠축의 내부와, 상기 캠축에 접촉되는 상기 트러스트 캠캡의 내주면을 따라 오일유로를 형성하여 상기 ILP용 오일 제어 밸브로부터의 제어압을 베인 상의 록킹핀에 안정적으로 공급할 수 있도록 하여 레이아웃의 제약을 극복할 수 있도록 하는 연속가변 밸브 타이밍 장치에 관한 것이다.

주지하는 바와 같이, 내연기관 엔진은 외부로부터 공기 및 연료를 흡입하여 연소실에서 연소시킴으로써 동력을 발생시키는 장치로서, 상기 공기 및 연료를 연소실로 흡입하기 위해서 흡기밸브와, 연소실에서 연소된 폭발가스를 배출하기 위하여 배기밸브를 구비하고 있고, 이러한 흡,배기 밸브는 크랭크축의 회전에 연동하여 회전하는 캠축의 회전에 연동하여 개폐된다.

그런데, 엔진 회전수의 고저, 엔진부하의 고저 등에 따라 흡,배기 밸브의 최적 개폐시기는 달라질 수 있다. 따라서 크랭크축의 회전에 따라 캠축의 회전이 확정적으로 결정되지 않고, 설정된 변위를 갖도록 하여 엔진의 구동상황에 따라 적절 한 밸브 타이밍을 제어하는 기술이 개발되었으며, 이를 가변 밸브 타이밍(VVT: Variable Valve Timing) 장치라고 한다.

연속 가변 밸브 타이밍(CVVT: Continuously Variable Valve Timing, 이하 CVVT라 지칭한다)은 이러한 가변 밸브 타이밍의 일종으로서, 밸브 타이밍을 설정된 변위 내의 임의의 값으로 제어할 수 있는 구성을 갖는다.

도 1과 도 2를 참조로, 일반적인 연속 가변 밸브 타이밍 장치의 구성을 설명한다.

상기 연속 가변 밸브 타이밍 장치는 밸브 타이밍 제어에 사용되는 유체의 온도를 검출하는 유온검출기(1) 및 밸브 타이밍을 검출하는 밸브 타이밍 검출기(3)를 포함한다.

그리고, 도 2에서 도시한 바와 같이, 타이밍 벨트를 통해 크랭크축의 회전력을 전달받는 캠 스프로켓(5)과 일체로 형성되는 CVVT 케이스(7) 내에 공간부를 형성하고, 상기 공간부 내에 캠축(9)에 연결된 베인(11;vane)이 설치되어 상기 공간부에, 유체가 유입됨으로써 밸브 타이밍을 진각시키는 진각실(15)과 유체가 유입됨으로써 밸브 타이밍을 지각시키는 지각실(13)로 양분하여 구성하는 CVVT 유닛(10)이 구성된다.

또한, 엔진의 구동에 의해 유압을 발생하는 오일펌프(21), 상기 오일펌프(21)로부터 오일 컨트롤 밸브 필터(23)를 거쳐 공급되는 유압을 상기 CVVT 유닛(10) 내의 진각실(15) 및 지각실(13)에 공급하는 비율을 조정하는 오일 컨트롤 밸브(25), 및 상기 각 검출기(1,3)로부터 입력되는 신호를 기초로 상기 오일 컨트 롤 밸브(25)를 듀티 제어하는 전자제어유닛(27; 이하 "ECU"라 칭한다)을 포함한다.

이러한 밸브 타이밍 제어에 사용되는 유체는 엔진의 각 동작부품을 윤활시키는 엔진오일로 하고 있으며, 이에 따라 상기 오일펌프(21)는 엔진의 하부에 설치되는 오일팬(29)으로부터 오일필터(31)를 거쳐 오일을 흡입하여 메인 겔러리로 공급하되, 일부는 상기 오일 컨트롤 밸브(25)에 공급하게 된다.

따라서, 도 2에서와 같이, 상기 캠 스프로켓(5)이 시계방향으로 회전하는 것으로 기술하면, 상기 진각실(15)에 오일이 유입되는 경우에는 상기 베인(11)은 캠 스프로켓(5)의 회전보다 설정각도 선행하여 회전하게 되고, 이에 상기 베인(11)에 연결된 캠축(9)의 회전각은 진각되어 그 결과 밸브 타이밍이 진각되며, 이와 반대로 지각실(13)에 오일이 유입되는 경우에는 상기 베인(11)은 캠 스프로켓(5)의 회전보다 설정각도 후행하여 회전하게 되고, 이에 상기 베인(11)에 연결된 캠축(9)의 회전각의 지각되어 그 결과 밸브 타이밍이 지각되는 것이다.

그리고 상기 베인(11)의 내부 일측에는 스프링(33)에 의해 탄성 지지되는 록킹핀(35)을 구성하여 오일압을 이용하여 CVVT 유닛(10)에 임의로 Lock을 걸어 위상각을 조절하는 ILP(Intermediate Lock Pin; 이하 ILP 로 칭함) 기구를 적용되는데, 상기 ILP 기구는 아이들 또는 냉간 시에 CVVT 유닛(10)에 임의로 Lock을 걸어 아이들 안정성을 확보할 수 있는 지각 위상각을 유지하도록 하며, 저속 저부하 영역에서는 CVVT 유닛(10)에 Lock을 해제하여 지각 위상각을 높이도록 작동하게 된다.

그러나 종래의 연속 가변 밸브 타이밍 장치는 상기한 ILP 기구에 유압을 공급하기 위한 ILP용 오일 제어 밸브를 실린더 헤드의 내부 일측에 구성하여 그 레이아웃의 제약이 많았으며, 오일유로의 구성이 어렵다는 단점을 내포하고 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 단점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 트러스트 캠캡 상에 ILP용 오일 제어 밸브를 장착하고, 캠축의 내부와, 상기 캠축에 접촉되는 상기 트러스트 캠캡의 내주면을 따라 오일유로를 형성하여 상기 ILP용 오일 제어 밸브로부터의 제어압을 베인 상의 록킹핀에 안정적으로 공급할 수 있도록 하여 레이아웃의 제약을 극복할 수 있도록 하는 연속 가변 밸브 타이밍 장치를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 연속 가변 밸브 타이밍 장치는

유체의 온도를 검출하는 유온검출기; 밸브 타이밍을 검출하는 밸브 타이밍 검출기; 캠 스프로켓과 일체로 형성되는 CVVT 케이스 내에 공간부를 통하여 캠축에 연결된 베인이 설치되어 상기 공간부를, 진각실과 지각실로 양분하여 구성되는 CVVT 유닛; 엔진 오일펌프로부터 오일 컨트롤 밸브 필터를 거쳐 공급되는 유압을 상기 CVVT 유닛 내의 진각실과 지각실에 공급하는 비율을 조정하는 오일 컨트롤 밸브; 상기 베인의 내부 일측에서 스프링에 의해 탄성 지지되는 록킹핀을 구성하여 오일압을 이용하여 상기 CVVT 유닛에 임의로 록킹을 걸어 위상각을 조절하는 ILP 기구; 및 상 기 유온 검출기 및 밸브 타이밍 검출기로부터 입력되는 신호를 기초로 상기 오일 컨트롤 밸브를 듀티 제어하는 전자제어유닛을 포함하는 연속 가변 밸브 타이밍 장치에 있어서,

상기 ILP 기구는 그 록킹핀에 제어압을 공급하기 위한 ILP용 오일 제어 밸브를 트러스트 캠캡의 상부 일측에 장착하고, 상기 록킹핀으로 제어압을 공급하기 위한 오일유로는 상기 록킹핀이 설치되는 베인의 내부 유로와 일단이 연결되도록 캠축의 내부를 따라 형성되는 제1유로; 상기 캠축과 접촉되는 상기 트러스트 캠캡의 내주면을 따라 형성되어 상기 캠축 내부의 제1유로의 타단과 연결되는 제2유로; 및 상기 캠캡의 내부에 형성되어 상기 제2유로와 상기 ILP용 오일 제어 밸브의 제어압 공급포트를 연결하는 제3유로로 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 상기 캠축 내부의 제1유로와 상기 베인의 내부 유로 사이에는 플러그가 삽입되는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 ILP용 오일 제어 밸브는 그 밸브 하우징이 상기 캠캡의 내부에 삽입되어 설치되고, 상기 밸브 하우징과 일체로 솔레노이드부를 갖는 온,오프 솔레노이드 밸브로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 연속 가변 밸브 타이밍 장치에 의하면, 트러스트 캠캡 상에 ILP용 오일 제어 밸브를 장착하고, 캠축의 내부와, 상기 캠축에 접촉되는 상기 트러스트 캠캡의 내주면을 따라 오일유로를 형성하여 상기 ILP용 오일 제어 밸브로부터의 제어압을 베인 상의 록킹핀에 안정적으로 공급할 수 있도 록 하는 효과가 있으며, 상기한 ILP용 오일 제어 밸브의 설치 상의 레이아웃 제약을 극복하며, 오일유로를 간단하게 구현할 수 있는 효과가 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

단, 본 실시예의 구성을 설명함에 있어, 종래 기술의 구성과 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 적용하여 설명한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 연속 가변 밸브 타이밍 장치의 부분 절개 사시도이다.

본 실시예에 따른 연속 가변 밸브 타이밍 장치의 구성은 기본적으로, 도 1과 도 2에서 도시한 바와 같이, 밸브 타이밍 제어에 사용되는 유체의 온도를 검출하는 유온검출기(1) 및 밸브 타이밍을 검출하는 밸브 타이밍 검출기(3)를 포함한다.

그리고, 상기 도 2에서 도시한 바와 같이, 타이밍 벨트를 통해 크랭크축의 회전력을 전달받는 캠 스프로켓(5)과 일체로 형성되는 CVVT 케이스(7) 내에 공간부를 형성하고, 상기 공간부 내에 캠축(9)에 연결된 베인(11;vane)이 설치되어 상기 공간부에, 유체가 유입됨으로써 밸브 타이밍을 진각시키는 진각실(15)과 유체가 유입됨으로써 밸브 타이밍을 지각시키는 지각실(13)로 양분하여 구성하는 CVVT 유닛(10)이 구성된다.

또한, 엔진의 구동에 의해 유압을 발생하는 오일펌프(21), 상기 오일펌프(21)로부터 오일 컨트롤 밸브 필터(23)를 거쳐 공급되는 유압을 상기 CVVT 유 닛(10) 내의 진각실(15) 및 지각실(13)에 공급하는 비율을 조정하는 오일 컨트롤 밸브(25), 및 상기 각 검출기(1,3)로부터 입력되는 신호를 기초로 상기 오일 컨트롤 밸브(25)를 듀티 제어하는 ECU(27)를 포함한다.

그리고, 도 3에서 도시한 바와 같이, 상기 베인(11)의 내부 일측에는 스프링(33)에 의해 탄성 지지되는 록킹핀(35)을 구성하여 오일압을 이용하여 CVVT 유닛(10)에 임의로 Lock을 걸어 위상각을 조절하는 ILP 기구를 적용되는데, 상기 ILP 기구는 그 록킹핀(35)에 제어압을 공급하기 위한 ILP용 오일 제어 밸브(37)가 트러스트 캠캡(41)의 상부 일측에 장착된다.

상기 록킹핀(35)으로 제어압을 공급하기 위한 오일유로(L)는 상기 록킹핀(35)이 설치되는 베인(11)의 내부 유로(L4)와 일단이 연결되도록 캠축(9)의 내부를 따라 제1유로(L1)가 형성되고, 상기 캠축(9)과 접촉되는 상기 트러스트 캠캡(41)의 내주면을 따라 상기 캠축(9) 내부의 제1유로(L1)의 타단과 연결되는 제2유로(L2)가 형성된다.

또한, 상기 캠캡(41)의 내부에는 상기 제2유로(L2)와 상기 ILP용 오일 제어 밸브(37)의 제어압 공급포트(P)를 연결하는 제3유로(L3)가 형성된다.

이때, 상기 캠축(9) 내부의 제1유로(L1)와 상기 베인(11)의 내부 유로(L4) 사이에는 플러그(39)가 삽입된다.

그리고 상기한 ILP용 오일 제어 밸브(37)는 그 밸브 하우징(43)이 상기 캠캡(41)의 내부에 삽입되어 설치되고, 상기 밸브 하우징(43)과 일체로 솔레노이드부(45)를 갖는 온,오프 솔레노이드 밸브로 이루어지는 것이 바람직하다.

이러한 밸브 타이밍 제어에 사용되는 유체는 엔진의 각 동작부품을 윤활시키는 엔진오일로 하고 있으며, 이에 따라 상기 오일펌프(21)는 엔진의 하부에 설치되는 오일팬(29)으로부터 오일필터(31)를 거쳐 오일을 흡입하여 메인 겔러리로 공급하되, 일부는 상기 오일 컨트롤 밸브(25)와 ILP용 오일 제어 밸브(37)에 공급하게 된다.

따라서 상기한 바와 같은 구성을 갖는 연속 가변 밸브 타이밍 장치의 작동은, 도 2에서와 같이, 상기 캠 스프로켓(5)이 시계방향으로 회전하는 것으로 기술하면, 상기 진각실(15)에 오일이 유입되는 경우에는 상기 베인(11)은 캠 스프로켓(5)의 회전보다 설정각도 선행하여 회전하게 되고, 이에 상기 베인(11)에 연결된 캠축(9)의 회전각은 진각되어 그 결과 밸브 타이밍이 진각되며, 이와 반대로 지각실(13)에 오일이 유입되는 경우에는 상기 베인(11)은 캠 스프로켓(5)의 회전보다 설정각도 후행하여 회전하게 되고, 이에 상기 베인(11)에 연결된 캠축(9)의 회전각의 지각되어 그 결과 밸브 타이밍이 지각된다.

또한, 상기 ILP 기구는, 도 4에서와 같이, 상기 ILP용 오일 제어 밸브(37)의 작동에 의해 제어압이 제3유로(L3)와 제2유로(L2) 및 제1유로(L1) 및 내부 유로(L4)를 통하여 록킹핀(35)에 작용하여 아이들 또는 냉간 시에 CVVT 유닛(10)에 임의로 Lock을 걸어 아이들 안정성을 확보할 수 있는 지각 위상각을 유지하도록 하며, 저속 저부하 영역에서는 CVVT 유닛(10)에 Lock을 해제하여 지각 위상각을 높이도록 작동하게 된다.

도 1은 일반적인 연속 가변 밸브 타이밍 장치의 구성도이다.

도 2는 도 1에 따른 연속가변 밸브 타이밍 장치의 세부 구성 단면도이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 연속 가변 밸브 타이밍 장치의 부분 절개 사시도이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 연속 가변 밸브 타이밍 장치의 작동 상태도이다.

Claims (3)

1. 유체의 온도를 검출하는 유온검출기; 밸브 타이밍을 검출하는 밸브 타이밍 검출기; 캠 스프로켓과 일체로 형성되는 CVVT 케이스 내에 공간부를 통하여 캠축에 연결된 베인이 설치되어 상기 공간부를, 진각실과 지각실로 양분하여 구성되는 CVVT 유닛; 엔진 오일펌프로부터 오일 컨트롤 밸브 필터를 거쳐 공급되는 유압을 상기 CVVT 유닛 내의 진각실과 지각실에 공급하는 비율을 조정하는 오일 컨트롤 밸브; 상기 베인의 내부 일측에서 스프링에 의해 탄성 지지되는 록킹핀을 구성하여 오일압을 이용하여 상기 CVVT 유닛에 임의로 록킹을 걸어 위상각을 조절하는 ILP 기구; 및 상기 유온 검출기 및 밸브 타이밍 검출기로부터 입력되는 신호를 기초로 상기 오일 컨트롤 밸브를 듀티 제어하는 전자제어유닛을 포함하는 연속 가변 밸브 타이밍 장치에 있어서,

   상기 ILP 기구는

   그 록킹핀에 제어압을 공급하기 위한 ILP용 오일 제어 밸브를 트러스트 캠캡의 상부 일측에 장착하고,

   상기 록킹핀으로 제어압을 공급하기 위한 오일유로는

   상기 록킹핀이 설치되는 베인의 내부 유로와 일단이 연결되도록 캠축의 내부를 따라 형성되는 제1유로; 상기 캠축과 접촉되는 상기 트러스트 캠캡의 내주면을 따라 형성되어 상기 캠축 내부의 제1유로의 타단과 연결되는 제2유로; 및 상기 캠캡의 내부에 형성되어 상기 제2유로와 상기 ILP용 오일 제어 밸브의 제어압 공급포 트를 연결하는 제3유로로 형성되는 것을 특징으로 하는 연속 가변 밸브 타이밍 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 캠축 내부의 제1유로와 상기 베인의 내부 유로 사이에는 플러그가 삽입되는 것을 특징으로 하는 연속 가변 밸브 타이밍 장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 ILP용 오일 제어 밸브는

   그 밸브 하우징이 상기 캠캡의 내부에 삽입되어 설치되고, 상기 밸브 하우징과 일체로 솔레노이드부를 갖는 온,오프 솔레노이드 밸브로 이루어지는 것을 특징으로 하는 연속 가변 밸브 타이밍 장치.

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