KR101028554B1 - 연속 가변 밸브 타이밍 장치용 오일 회로 - Google Patents

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Abstract

연속 가변 밸브 타이밍 장치의 유압 변동을 적게하여 연속 가변 밸브 타이밍 장치의 응답성과 정확한 작동을 개선할 수 있으며, 배기 오일 유로를 하향식(top-down)으로 구성하여 엔진의 배기 온도 및 유압 저항을 억제할 수 있는 연속 가변 밸브 타이밍 장치용 오일 회로를 제공한다. 연속 가변 밸브 타이밍 장치용 오일 회로는 실린더 블록에 구비되며, 오일 펌프로부터 오일을 공급받는 메인 유로, 실린더 블록과 결합하는 실린더 헤드에 구비되는 흡기 오일 제어 밸브와 메인 유로를 연결하는 제1 오일 유로, 실린더 헤드와 결합하는 실린더 헤드 커버에 구비되는 배기 오일 제어 밸브와 제1 오일 유로를 연결하는 제2 오일 유로, 실린더 헤드에 구비되는 캠 저널과 제1 오일 유로를 연결하는 제3 오일 유로, 실린더 블록에 구비되는 타이밍 체인 텐셔너와 제3 오일 유로를 연결하는 제4 오일 유로를 포함하며, 제1 오일 유로로부터 제3 오일 유로와 제4 오일 유로를 통해 캠 저널과 타이밍 체인 텐셔너로 각각 공급되는 오일의 공급 순서는 캠 저널의 오일 공급 순서가 타이밍 체인 텐셔너의 오일 공급 순서보다 더 빠르게 이루어진다.
오일, 유로, 회로, 엔진, 흡기, 배기, 가변, CVVT, GDI, OCV

Description

연속 가변 밸브 타이밍 장치용 오일 회로{OIL CIRCUIT OF CONTINUOUSLY VARIABLE VALVE TIMING DEVICE}
본 발명은 연속 가변 밸브 타이밍 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 연속 가변 밸브 타이밍 장치용 오일 회로에 관한 것이다.
일반적으로, 엔진에 구비되는 연속 가변 밸브 타이밍(continuously variable valve timing; CVVT) 장치는 엔진의 운전 조건에 따라 밸브의 개폐시기를 가변한다. 연속 가변 밸브 타이밍 장치는 엔진 작동시 오일 펌프에서 발생되는 유압으로 밸브를 개폐한다. 이를 위해 엔진을 구성하는 실린더 블록과 실린더 헤드의 내부에는 연속 가변 밸브 타이밍 장치에 오일을 공급하기 위한 오일 회로가 구성된다.
여기서, 오일 회로는 연속 가변 밸브 타이밍 장치의 응답성능을 고려하여 적절하게 구성되어야 한다.
연속 가변 밸브 타이밍 장치의 응답성능은 오일 펌프로부터 해당되는 구성요소에 공급되는 오일이 적절한 시기에 공급되는가에 의해 영향을 받는다.
특히, 본 발명에 관련된 바와 같이 흡기 밸브와 배기 밸브를 가변하는 듀얼 연속 가변 밸브 타이밍 장치(dual continuously variable valve timing; D-CVVT)에 서는 흡기 밸브와 배기 밸브의 개폐시기를 적절한 시간에 개폐되도록 제어해야 한다. 따라서, 오일 회로의 구성에서 해당되는 구성 요소로 오일이 공급되는 순서 및 공급 경로를 적절하게 구성할 필요가 있다.
연속 가변 밸브 타이밍 장치의 유압 변동을 적게하여 연속 가변 밸브 타이밍 장치의 응답성과 정확한 작동을 개선할 수 있으며, 배기 오일 유로를 하향식(top-down)으로 구성하여 엔진의 배기 온도 및 유압 저항을 억제할 수 있는 연속 가변 밸브 타이밍 장치용 오일 회로를 제공한다.
연속 가변 밸브 타이밍 장치용 오일 회로는 실린더 블록(30)에 구비되며, 오일 펌프(32)로부터 오일을 공급받는 메인 유로(ML), 상기 실린더 블록(30)과 결합하는 실린더 헤드(10)에 구비되는 흡기 오일 제어 밸브(12)와 상기 메인 유로(ML)를 연결하는 제1 오일 유로(L1), 상기 실린더 헤드(10)와 결합하는 실린더 헤드 커버(20)에 구비되는 배기 오일 제어 밸브(22)와 상기 제1 오일 유로(L1)를 연결하는 제2 오일 유로(L2), 상기 실린더 헤드(10)에 구비되는 캠 저널과 상기 제1 오일 유로(L1)를 연결하는 제3 오일 유로(L3), 상기 실린더 블록(30)에 구비되는 타이밍 체인 텐셔너(36)와 상기 제3 오일 유로(L3)를 연결하는 제4 오일 유로(L4)를 포함하며, 상기 제1 오일 유로(L1)로부터 상기 제3 오일 유로(L3)와 상기 제4 오일 유로(L4)를 통해 상기 캠 저널과 상기 타이밍 체인 텐셔너(36)로 각각 공급되는 오일의 공급 순서는 상기 캠 저널의 오일 공급 순서가 상기 타이밍 체인 텐셔너(36)의 오일 공급 순서보다 더 빠르게 이루어진다.
상기 배기 오일 제어 밸브(22)로부터 오일을 공급받는 배기 연속 가변 밸브 타이밍 장치(16)는 상기 실린더 헤드(10)에 구비되며, 상기 제2 오일 유로(L2)를 통해 상기 배기 오일 제어 밸브(22)로 공급된 오일은 상기 실린더 헤드(10)의 배기 연속 가변 밸브 타이밍 장치(16)로 이동하여 하향식(top-down) 오일 유로를 구성할 수 있다.
연속 가변 밸브 타이밍 장치용 오일 회로는 유압 변동을 적게하여 연속 가변 밸브 타이밍 장치의 응답성과 정확한 작동을 보장할 수 있다.
또한, 배기 오일 유로를 하향식(top-down)으로 구성하여 엔진의 배기 온도 및 유압 저항을 억제할 수 있다.
또한, 캠 저널의 오일 공급 순서가 타이밍 체인 텐셔너의 오일 공급 순서보다 더 빠르게 하여 연속 가변 밸브 타이밍 장치를 작동하기 위한 유량 확보를 할 수 있다.
따라서, 크랭크축과 연동되는 캠축의 구동에 있어서도 크랭크축과의 연동이 더 빠르게 이루어지도록 구동력을 전달할 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. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 이하에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 본 명세서 및 도면에서 동일한 부호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 연속 가변 밸브 타이밍 장치가 장착된 엔진의 부분 사시도이며, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 연속 가변 밸브 타이밍 장치용 오일 회로를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1과 도 2를 참조하면, 배기와 흡기 각각에 연속 가변 밸브 타이밍 장치가 구비된다. 본 발명의 실시예에 따른 연속 가변 밸브 타이밍 장치용 오일 회로는 흡기 밸브와 배기 밸브의 개폐시기를 각각 제어하는 듀얼 연속 가변 밸브 타이밍 장치를 구비한 엔진에 적용할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 연속 가변 밸브 타이밍 장치용 오일 회로는 엔진 성능 극대화를 위한 시스템 통합 기술에 관련하여 가솔린 직접 분사(GDI ; gasoline direct injection) 엔진이면서 듀얼 연속 가변 밸브 타이밍 장치(dual continuously variable valve timing; D-CVVT)를 구비한 엔진에도 적용할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 연속 가변 밸브 타이밍 장치는 엔진의 오일 펌프(32)에서 공급된 유압을 공급받아 작동한다. 그리고 오일 펌프(32)로부터 연속 가변 밸브 타이밍 장치에 오일을 공급하기 위한 오일 유로가 실린더 블록(30)과 실린더 헤드(10) 및 실린더 헤드 커버(20)에 걸쳐 형성된다.
연속 가변 밸브 타이밍 장치용 오일 회로의 중도에는 흡기 연속 가변 밸브 타이밍 장치(14)와 배기 연속 가변 밸브 타이밍 장치(16)에 각각 공급되는 오일의 흐름을 제어하는 흡기 오일 제어 밸브(12)와 배기 오일 제어 밸브(22)가 각각 배치된다.
참고로, 흡기 오일 제어 밸브(12)로부터 오일을 공급받는 흡기 연속 가변 밸 브 타이밍 장치(14)는 실린더 헤드(10)에 구비된다. 그리고 배기 오일 제어 밸브(22)는 실린더 헤드(10)와 결합하는 실린더 헤드 커버(20)에 구비된다.
한편, 배기 오일 제어 밸브(22)로부터 오일을 공급받는 배기 연속 가변 밸브 타이밍 장치(16)는 실린더 헤드(10)에 구비된다. 따라서, 본 발명의 실시예에서는 배기 오일 유로와 흡기 오일 유로가 서로 비대칭적으로 형성된다.
흡기 밸브와 배기 밸브의 개폐시기를 각각 제어하는 듀얼 연속 가변 밸브 타이밍 장치를 구동하는 구조에서 흡기 밸브와 배기 밸브의 개폐시 시간차 없이 구동하는 것이 필요하다. 이를 위해서 연속 가변 밸브 타이밍 장치용 오일 회로는 유압 변동을 적게 해야 한다. 또한, 크랭크축의 회전에 연동되는 캠축의 구동과 타이밍 체인(또는 타이밍 벨트)의 장력을 적절하게 조절해야 한다.
즉, 듀얼 연속 가변 밸브 타이밍 장치의 적절한 구동을 위해서는 2개의 캠축에 작용하는 유압이 동일하게 공급되어야 시간차에 따른 작동이상을 방지할 수 있다. 그리고 크랭크축과의 연동이 정확하게 이루어지기 위해서는 듀얼 연속 가변 밸브 타이밍 장치가 작동되는 순간에도 타이밍 체인의 장력이 적절하게 조절되어야 한다.
본 발명의 실시예에 따른 연속 가변 밸브 타이밍 장치용 오일 회로는 메인 유로(ML), 제1 오일 유로(L1), 제2 오일 유로(L2), 제3 오일 유로(L3), 제4 오일 유로(L4)를 포함한다. 각각의 유로로 공급된 오일은 드레인으로 리턴되며, 오일 펌프(32)를 통해 해당되는 유로로 다시 재순환된다.
메인 유로(ML)는 실린더 블록(30)에 구비되며, 오일 펌프(32)로부터 오일을 공급받는다. 메인 유로(ML)는 메인 베어링(34)으로 공급되는 유로가 연결된다. 메인 유로(ML)는 엔진의 종류에 따라 해당되는 구성 요소로 오일을 공급하는 유로가 별도로 연결될 수 있다.
예를 들어, 가솔린 직접 분사 엔진의 경우 터보 차저(T/C ; turbo charger)가 장착될 수 있는데, 터보 차저에도 메인 유로(ML)와 연결되는 유로를 별도로 구비하여 메인 유로(ML)의 오일이 공급되도록 할 수 있다.
한편, 오일 펌프(32)에서 압송된 오일이 메인 유로(ML)로 공급되면 메인 베어링(34) 공급 선단에 실린더 헤드(10)측으로 공급되는 제1 오일 유로(L1)를 분지하여 연속 가변 밸브 타이밍 장치로 공급되는 유량을 먼저 확보하는 것이 중요하다.
제1 오일 유로(L1)는 흡기 오일 제어 밸브(12)와 메인 유로(ML)를 연결하는 유로이다. 흡기 오일 제어 밸브(12)는 실린더 블록(30)과 결합하는 실린더 헤드(10)에 구비된다. 흡기 오일 제어 밸브(12)로부터 오일을 공급받는 흡기 연속 가변 밸브 타이밍 장치(14)는 실린더 헤드(10)에 구비된다.
제2 오일 유로(L2)는 배기 오일 제어 밸브(22)와 제1 오일 유로(L1)를 연결하는 유로이다. 배기 오일 제어 밸브(22)는 실린더 헤드(10)와 결합하는 실린더 헤드 커버(20)에 구비된다. 배기 오일 제어 밸브(22)로부터 오일을 공급받는 배기 연속 가변 밸브 타이밍 장치(16)는 실린더 헤드(10)에 구비된다.
상기한 바와 같이 배기 연속 가변 밸브 타이밍 장치(16)는 실린더 헤드(10)에 구비되고, 배기 오일 제어 밸브(22)는 실린더 헤드 커버(20)에 구비된다. 실린 더 헤드 커버(20)는 실린더 헤드(10)보다 더 높은 곳에 위치된다. 따라서, 배기 오일 제어 밸브(22)로부터 배기 연속 가변 밸브 타이밍 장치(16)로 공급되는 오일은 높은 곳에서 낮은 곳으로 흐른다.
상기한 바와 같이 제2 오일 유로(L2)를 통해 실린더 헤드 커버(20)에 구비된 배기 오일 제어 밸브(22)로 공급된 오일은 실린더 헤드(10)의 배기 연속 가변 밸브 타이밍 장치(16)로 이동하여 하향식(top-down) 오일 유로를 구성할 수 있다. 실린더 헤드 커버(20)에 구비된 배기 오일 제어 밸브(22)로 공급된 오일은 실린더 헤드(10)의 배기 연속 가변 밸브 타이밍 장치(16)로 하향 이동됨으로써 엔진의 배기 온도 및 유압 저항을 최대한 억제할 수 있다.
제3 오일 유로(L3)는 실린더 헤드(10)에 구비되는 캠 저널(또는 캠축 저널이라 하며, 이하에서는 캠 저널이라고 한다)과 제1 오일 유로(L1)를 연결하는 유로이다. 그리고 제4 오일 유로(L4)는 실린더 블록(30)에 구비되는 타이밍 체인 텐셔너(36)와 제3 오일 유로(L3)를 연결하는 유로이다.
본 발명의 실시예에 따른 연속 가변 밸브 타이밍 장치용 오일 회로에서 제1 오일 유로(L1)로부터 제3 오일 유로(L3)와 제4 오일 유로(L4)를 통해 캠 저널과 타이밍 체인 텐셔너(36)로 각각 공급되는 오일의 공급 순서는 캠 저널의 오일 공급 순서가 타이밍 체인 텐셔너(36)의 오일 공급 순서보다 더 빠르게 이루어진다.
즉, 제2 오일 유로(L2)로부터 분지되는 제3 오일 유로(L3)는 캠 저널로 오일을 공급하는 유로인데 타이밍 체인 텐셔너(36)로 오일을 공급하는 제4 오일 유로(L4)에 앞서 제2 오일 유로(L2)로부터 분지됨으로써 연속 가변 밸브 타이밍 장치 를 작동하기 위한 유량 확보를 할 수 있다.
따라서, 크랭크축과 연동되는 캠축의 구동에 있어서도 크랭크축과의 연동이 더 빠르게 이루어지도록 구동력을 전달한다. 그리고 타이밍 체인의 장력을 적절한 시기에 조절하면서 흡기 오일 제어 밸브(12), 배기 오일 제어 밸브(22)의 정확한 작동시점에 연속적으로 유압을 공급하여 연속 가변 밸브 타이밍 장치의 응답성과 정확한 작동을 보장할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 연속 가변 밸브 타이밍 장치가 장착된 엔진의 부분 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 연속 가변 밸브 타이밍 장치용 오일 회로를 개략적으로 도시한 도면이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 ; 실린더 헤드 12 ; 흡기 오일 제어 밸브
14 ; 흡기 연속 가변 밸브 타이밍 장치
16 ; 배기 연속 가변 밸브 타이밍 장치
20 ; 실린더 헤드 커버 22 ; 배기 오일 제어 밸브
30 ; 실린더 블록 32 ; 오일 펌프
34 ; 메인 베어링 36 ; 타이밍 체인 텐셔너
ML ; 메인 유로 L1 ; 제1 오일 유로
L2 ; 제2 오일 유로 L3 ; 제3 오일 유로
L4 ; 제4 오일 유로

Claims (2)

  1. 실린더 블록(30)에 구비되며, 오일 펌프(32)로부터 오일을 공급받는 메인 유로(ML);
    상기 실린더 블록(30)과 결합하는 실린더 헤드(10)에 구비되는 흡기 오일 제어 밸브(12)와 상기 메인 유로(ML)를 연결하는 제1 오일 유로(L1);
    상기 실린더 헤드(10)와 결합하는 실린더 헤드 커버(20)에 구비되는 배기 오일 제어 밸브(22)와 상기 제1 오일 유로(L1)를 연결하는 제2 오일 유로(L2);
    상기 실린더 헤드(10)에 구비되는 캠 저널과 상기 제1 오일 유로(L1)를 연결하는 제3 오일 유로(L3);
    상기 실린더 블록(30)에 구비되는 타이밍 체인 텐셔너(36)와 상기 제3 오일 유로(L3)를 연결하는 제4 오일 유로(L4)
    를 포함하며,
    상기 제1 오일 유로(L1)로부터 상기 제3 오일 유로(L3)와 상기 제4 오일 유로(L4)를 통해 상기 캠 저널과 상기 타이밍 체인 텐셔너(36)로 각각 공급되는 오일의 공급 순서는 상기 캠 저널의 오일 공급 순서가 상기 타이밍 체인 텐셔너(36)의 오일 공급 순서보다 더 빠르게 이루어지는 연속 가변 밸브 타이밍 장치용 오일 회로.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 배기 오일 제어 밸브(22)로부터 오일을 공급받는 배기 연속 가변 밸브 타이밍 장치(16)는 상기 실린더 헤드(10)에 구비되며, 상기 제2 오일 유로(L2)를 통해 상기 배기 오일 제어 밸브(22)로 공급된 오일은 상기 실린더 헤드(10)의 배기 연속 가변 밸브 타이밍 장치(16)로 이동하여 하향식(top-down) 오일 유로를 구성하는 연속 가변 밸브 타이밍 장치용 오일 회로.
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