KR101406816B1

KR101406816B1 - 다중 입구 펌프, 배기가스 터보차저 및 진공으로 작동되는 브레이크 부스터를 포함하는 엔진을 갖는 차량, 그리고, 공통적인 하나의 펌프를 가지고 차량의 터보차저의 윤활 시스템으로부터 오일을 빼내며 상기 차량의 브레이크 부스터 장치에 진공을 제공하는 방법

Info

Publication number: KR101406816B1
Application number: KR1020087013745A
Authority: KR
Inventors: 데이비드 힙스; 존 헤가르티
Original assignee: 왑코 오토모티브 유케이 리미티드
Priority date: 2006-06-05
Filing date: 2007-06-05
Publication date: 2014-06-12
Also published as: GB0611044D0; EP2024641A1; CN101460744A; JP5061183B2; US8651833B2; KR20090014330A; CN101460744B; ATE446451T1; JP2009540188A; WO2007141511A1; DE602007002900D1; EP2024641B1; US20100000207A1

Abstract

본 발명은 내연 기관(10)용 가스/액체 조합 펌프(46)를 제공한다. 상기 펌프(46)는 로터(62) 및 상기 로터(62)에 슬라이딩 가능하게 설치되는 베인(64)을 포함하는 공동(60)을 갖는 케이싱(58)을 포함하며, 이때, 상기 공동(60)은, 가스 공급원에 연결 가능한 하나의 입구(50), 상기 가스 공급원과 별개의 액체 공급원에 연결 가능한 다른 하나의 입구(48), 및 하나의 출구(56)를 구비한다. 상기 로터(62) 및 베인(64)는, 상기 각각의 입구들(48, 50)을 통하여 상기 공동(60) 내로 액체 및 가스를 유입하고 상기 출구(56)를 통하여 상기 공동(60) 밖으로 상기 액체 및 가스를 배출하기 위해, 이동할 수 있다. 상기 입구들(48, 50)은, 유체가 우선적으로 상기 입구들 중 하나를 통하여 유입되어 상기 출구(56)를 통하여 배출되기 이전에 상기 입구들 중 다른 하나를 통하여 유입될 수 있도록, 상기 케이싱(58)을 통하여 설치된다.

엔진, 펌프, 터보차저, 브레이크 부스터, 로터, 베인, 밸브

Description

다중 입구 펌프, 배기가스 터보차저 및 진공으로 작동되는 브레이크 부스터를 포함하는 엔진을 갖는 차량, 그리고, 공통적인 하나의 펌프를 가지고 차량의 터보차저의 윤활 시스템으로부터 오일을 빼내며 상기 차량의 브레이크 부스터 장치에 진공을 제공하는 방법{A Multiple Inlet Pump, A vehicle having an engine including an exhaust gas turbocharger and a vacuum operated brake booster, and A method of scavenging oil from the lubrication system of a turbocharger of a vehicle and supplying a vacuum to a brake booster arrangement of the vehicle with a common pump}

본 발명은 엔진에 사용되기 적합한 다중 입구 펌프(multiple inlet pump)에 관한 것이다. 특히, 배타적인 것은 아니지만, 본 발명은 가스/액체 조합 펌프에 관한 것이다. 더욱 특징적으로는, 여전히 결코 배타적인 것은 아니지만, 본 발명은 차량의 엔진을 위한, 오일추출/진공 조합 펌프에 관한 것이다.

전형적인 차량 엔진은, 오일을 저장용기로부터 그 엔진의 내부 부품들을 거친 후 다시 그 기름통(저장용기)으로 되돌아가도록 순환시키는 윤활 시스템을 포함한다. 그러한 시스템은 전형적으로 기름통으로부터 필터링된 오일을 공급하는 펌프를 포함하며, 이때 오일이 기름통으로 되돌아가는 흐름은 전형적으로 중력에 의해 유도되는 흐름에 의해 달성된다. 건조 기름통(dry sump) 유형의 엔진에서는, 즉 크랭크축 아래의 엔진 바닥에 기름통을 구비하지 않고 원거리 저장용기를 갖는 엔진에서는, 오일을 그 저장용기로 되돌리기 위해 적어도 하나의 스캐빈지 펌프(scavenge pump)가 요구된다.

엔진 기름통에 상대적이 엔진의 어떤 부분들이 높이는, 또는, 드라이 기름통의 경우 캐치멘트 탱크(catchment tank)에 상대적인 엔진의 어떤 부분들의 높이는, 배관 경로에서의 구배(gradient)가 충분치 못하여 오일의 배수가 상기 기름통 또는 상기 탱크에 이르는 것을 방해할 수 있다. 추가적으로, 차량 또는 외부의 환경적 인자들의 작동 특성들은 기름통 또는 캐치멘트 탱크로의 오일의 흐름에 영향을 끼칠 수 있다. 그러한 상황들의 예들은, 저온에서 증가된 오일의 점성 및 차량의 코너링 도중 오일이 받는 힘들이다.

스캐빈지 펌프는 엔진에 배기가스 터보차저(turbocharger)가 구비된 경우도 필요하다. 자동차 엔진과 함께 사용되는 배기가스 터보차저는, 터보차저 압축기의 휠과 로터가 연결되는 축의 베어링들을 윤활하기 위하여 그리고 터보차저로부터 열을 제거함으로써 터보차저를 냉각하기 위하여, 오일의 공급을 필요로 한다. 터보차저 하우징은 전형적으로, 그것에 필터링된 엔진 오일이 공급될 수 있도록 하는 입구 커넥션(inlet connection)을 구비한다. 상기 하우징은 또한 전형적으로, 그 하우징으로부터 엔진 기름통 또는 원거리의 캐치멘트 탱크로 오일이 배수되도록 하는 배출 커넥션(outlet connection)을 구비한다. 앞서와 같이, 상기 하우징과 기름통 사이에서의 또는 상기 하우징과 탱크 사이에서의 높이의 부족은, 스캔비지 펌프의 사용을 필요로 하며, 이러한 필요성은 차량의 작동 조건들 및 외부 환경적 인자들에 이해 발생할 수도 있다.

하나 이상의 스캔비지 펌프들을 제공할 필요성은, 그 펌프가 어떻게 그리고 어디에 설치되고 구동될 것인가에 관한 문제점들을 발생시킬 수 있다. 따라서, 스캔비지 펌프들의 수를 최소로 줄이거나, 더욱 바람직하게는, 그것들의 필요를 완전히 제거하는 것이, 매우 요망된다.

본 발명의 제1 관점에 따르면 엔진용 다중 입구 펌프가 제공되며, 상기 펌프는 이동 가능한 조립체를 포함하는 공동(cavity)을 갖는 케이싱을 포함하며, 이때 상기 공동은, 제1 유체 공급원에 연결 가능한 제1 입구, 상기 제1 유체 공급원과 분리된 다른 하나의 유체 공급원에 연결 가능한 다른 하나의 입구, 및 하나의 출구를 구비하며, 상기 이동 가능한 조립체는 상기 입구들을 통하여 상기 공동 내로 유체를 유입시키고 상기 출구를 통하여 상기 유체를 상기 공동 밖으로 이동시키기 위해 이동 가능하며, 상기 입구들은, 상기 유체가 상기 입구들 중 하나를 통하여 유입되어 상기 출구를 통하여 배출되기 이전에 상기 입구들 중 다른 하나를 통하여 유입되도록, 상기 케이싱을 통하여 배치된다.

따라서, 본 발명은 복수의 공급원으로부터 엔진의 내부 및 주변으로 유체를 공급할 수 있는 단일의 펌프를 제공하며 따라서 복수의 펌프가 제공되어야 할 필요를 없앤다.

상기 입구들은 각각 하나의 공기 공급원, 하나의 액체 공급원 또는 공기/액체 조합 공급원에 연결 가능하다. 예를 들어, 상기 입구들 중 하나는 하나의 공기 급원에 연결되고 상기 입구들 중 다른 하나는 하나의 액체 공급원에 연결 가능하다. 그러한 실시예에서, 상기 공기 공급원은 차량의 브레이크 부스터(brake booster)의 공기 저장용기에 의해 형성될 수 있으며, 한편 상기 액체 공급원은 상기 엔진의 오일 공급원 또는 상기 엔진과 관련된 오일 공급원에 의해 형성될 수 있다.

상기 입구들 중 하나 또는 모두는, 상기 펌프가 작동하지 않을 때 상기 공동 내로의 유체 흐름을 방지하기 위해 그리고 상기 펌프의 어떤 작동 조건들 도중 하나의 또는 모든 입구들을 통한 상기 공동 외부로의 유체 흐름을 방지하기 위해, 하나의 비복귀 밸브(non-return valve)를 구비할 수 있다.

상기 펌프가 공기 공급원 및 액체 공급원에 연결될 때, 유체가 우선적으로 상기 공기 공급원에 연결된 입구를 통하여 유입된 후 상기 액체 공급원에 연결된 입구를 통하여 유입되도록, 상기 입구들이 상기 케이싱에 설치될 수 있다. 대안적으로, 유체가 우선적으로 상기 액체 공급원에 연결된 입구를 통하여 유입된 후 상기 공기 공급원에 연결된 입구를 통하여 유입되도록, 상기 입구들이 상기 케이싱에 설치된 수 있다.

상기 펌프의 상기 이동 가능한 조립체는 상기 케이싱에 대해 상대적으로 회전될 수 있다. 그러한 실시예에서, 상기 이동 가능한 조립체는 하나의 로터(rotor) 및 상기 로터에 슬라이딩 가능하게 설치된 하나의 베인(vane)을 포함할 수 있다. 상기 로터는 슬라이딩 가능하게 설치된 복수의 베인들을 구비할 수 있다. 그러한 실시예에서, 상기 공동은, 실질적으로 실린더형의 형상을 가지며, 실질적으로 연속적인 하나의 엣지 벽(edge wall) 및 대향하는 단부 벽(end wall)들에 의해 형성된다. 상기 엣지 벽 및 상기 단부 벽들 중 하나는 상기 케이싱에 의해 형성될 수 있으며, 상기 단부 벽들 중 다른 하나는 상기 케이싱에 끼워맞춰질 수 있는 하나의 플레이트에 의해 형성될 수 있다. 그러한 실시예에서, 상기 로터는, 상기 공동의 하나의 단부 벽 내에 설치되며, 상기 공동의 개념적인 중심에 대해 편심된다.

비복귀 밸브가 공기 공급원에 연결 가능한 하나의 입구를 구비할 때, 상기 밸브는, 상기 펌프가 작동하지 않을 때 폐쇄되고 상기 펌프가 반대 방향으로 작동될 때 폐쇄된 상태를 유지하도록, 설치될 수 있다. 이러한 비복귀 밸브는, 상기 펌프 입구의 배관 상류에서 펌프의 작동에 의해 유도되는 압력 감소를 유지하도록 작용할 수 있다. 상기 입구 비복귀 밸브는 또한, 실제적으로, 상기 입구를 통한 상기 공동 외부로의 액체의 흐름을 방지하기 위해 작용할 수 있다. 상기 입구 비복귀 밸브는, 상기 펌프 케이싱에 끼워맞춰지며 상기 공동 입구와 유체적으로 연통되는 배관 부재 내에, 수용될 수 있다. 상기 입구 비복귀 밸브는 바람직하게는, 하나의 개방 위치 및 하나의 폐쇄 위치 사이에서 이동할 수 있는, 이동 가능한 하나의 밸브 부재를 포함한다. 상기 입구 비복귀 밸브는 바람직하게는 또한, 상기 펌프가 작동을 멈추었을 때 상기 밸브 부재를 상기 폐쇄 위치에 있게 하도록 작동 가능한 하나의 탄성 수단을 포함한다. 상기 탄성 수단은, 스프링과 같은 분리된 탄성 부재를 포함할 수 있다. 대안적으로, 상기 탄성 수단은 상기 밸브 부재의 탄성부를 포함할 수 있다.

상기 액체 공급원에 연결 가능한 입구는 또한 하나의 비복귀 밸브를 구비할 수 있다. 상기 비복귀 밸브는, 상기 액체 공급원에 연결 가능한 입구에 대해 제공되는 상기 비복귀 밸브와 관련하여 기술된 것에 유사한 특징들을 가질 수 있다. 상기 액체 공급원 입구 비복귀 밸브는 상기 펌프가 작동하지 않을 때 액체가 상기 공동 내로 유입되는 것을 방지한다. 상기 비복귀 밸브는 또한, 실제적으로, 상기 챔버 내의 공기가 상기 입구를 통하여 배기되는 것을 방지한다.

상기 펌프는, 다수의 개별 공급원들로부터 공기, 액체 또는 공기/액체의 조합을 추출하기 위해 설치되는 둘 이상의 입구들을 구비할 수 있다.

본 발명의 제2 관점에 따르면, 배기가스 터보차버 및 진공으로 작동되는 브레이크 부스터 장치를 포함하는 엔진을 갖는 차량이 제공된다. 이때 상기 엔진은 상기 터보차저로부터 오일을 추출하고 상기 브레이크 부스터 장치에 진공을 제공하는 공통의 펌프를 가지며, 상기 펌프는 이동 가능한 하나의 조립체를 포함하는 공동(cavity)을 갖는 케이싱을 포함하며, 또한, 상기 공동은, 상기 터보차저의 윤활 시스템에 연결 가능한 하나의 입구, 차량의 브레이킹 장치에 연결 가능한 다른 하나의 입구, 및 하나의 출구를 구비하며, 상기 이동 가능한 조립체는, 상기 공동 내로 상기 입구들을 통하여 유체를 유입하고 상기 출구를 통하여 상기 공동 외부로 유체를 배출하며, 상기 입구들은, 유체가 우선적으로 상기 입구들 중 하나를 통하여 유입된 이후 상기 출구를 통하여 배출되기 이전에 상기 입구들 중 다른 하나를 통하여 유입된다.

상기 제1 관점을 참조하여 기술되는 상기 제2 관점의 상기 펌프의 특징들은 동등하게 적용될 수 있다.

본 발명의 제3 관점에 따르면, 배기가스 터보차저 및 진공으로 작동되는 브레이크 부스터 장치를 갖는 차량을 제공하는, 차량 제공 단계; 상기 차량의 엔진에 의해 구동 가능한 펌프를 제공하는 단계로서, 상기 펌프는, 하나의 로터 및 상기 로터에 슬라이딩 가능하게 설치되는 하나의 베인을 포함하는 하나의 공동을 갖는 케이싱을 포함하며, 상기 공동은, 상기 터보차저의 윤활 시스템에 연결 가능한 하나의 입구, 상기 차량의 브레이킹 장치에 연결 가능한 다른 하나의 입구, 및 하나의 출구를 구비하는, 펌프 제공 단계; 및 상기 각각의 입구들을 통하여 상기 공동 내로 오일 및 공기를 유입시키고 상기 출구를 통하여 상기 출구로부터 상기 오일 및 공기를 배출하기 위해 상기 공동 내의 상기 로터 및 베인을 이동시키는 단계로서, 상기 입구들은, 유체가 우선적으로 상기 입구들 중 하나를 통하여 유입된 후 상기 출구를 통하여 배출되기 이전에 상기 입구들 중 다른 하나를 통하여 유입되도록, 상기 케이싱을 통하여 설치되어 있는, 로터 및 베인 이동 단계;를 포함하는, 공통적인 하나의 펌프를 이용하여 차량의 터보차저의 윤활 시스템으로부터 오일을 추출하고 동일 차량의 브레이크 부스터 장치에 진공을 제공하는 방법이 제공된다.

도 1은 본 발명에 따른 펌프를 갖는 엔진 및 터보차저 장치를 개략적으로 도시한다.

도 2는 상기 펌프의 제1 단면도이다.

도 3은 상기 펌프의 제2 단면도이다.

이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 일시예를 설명한다.

도 1을 우선 참조하면, 일반적으로 12로 표기된 배기가스 터보차저(exhaust gas turbocharger)를 갖는, 일반적으로 10으로 표기된 엔진이 도시되어 있다. 터보차저(12)는, 그 안에 압축기 휠(16), 로터(18) 및 샤프트(20)가 구비된 하우징(14)을 포함한다. 하우징(14)은 또한 압축기 측에, 주변 공기를 위한 입구(22) 및 엔진(10)에 압축된 공기를 공급하기 위한 출구(24)를 구비한다. 로터 측에서, 하우 징(14)은 엔진(10)의 배기 매니폴드(exhaust manifold)로부터 배기가스를 전달받기 위한 입구(26) 및 배기 파이프 또는 배관과 연결된 출구(28)를 구비한다. 터보차저(12)는 통상적인 방식으로 작동될 수 있으며, 그리하여 로터(18)는, 화살표들(30, 32)로 가리켜지는 바와 같이, 그것을 가로지르는 배기가스의 흐름에 의해 회전될 수 있다. 로터(18)의 회전은 샤프트(20)의 회전을 발생시키며, 샤프트 회전에 의해 다시 압축기 휠(16)의 회전이 발생된다. 압축기 휠(16)의 회전으로 주변 공기는, 하우징 내로 유도되어(화살표 34에 의해 가리켜짐), 압축되며, 화살표 36에 의해 가리켜지는 바와 같이 엔진(10)의 입구 매니폴드(inlet manifold)로 공급된다.

압축기 휠(16)과 로터(18)를 연결하는 상기 샤프트(20)는 하우징(14)의 베어링들(미도시) 내에 설치된다. 이러한 베이링들은 그것들이 사용 도중 손상되는 것을 방지하는 오일의 공급을 필요로 한다. 따라서 상기 하우징(14)은, 화살표 38에 의해 개략적으로 보여지는 바와 같은, 클린 오일(40)의 공급원으로의 입구 커넥션(inlet connection)을 구비한다. 상기 클린 오일은 전형적으로 필터링된 엔진 오일이며 오일 펌프(미도시)에 의해 상기 하우징에 공급된다. 상기 하우징(14)은 또한, 화살표 42에 의해 개략적으로 보여지는 바와 같은, 오일이 하우징(14)으로부터 기름통(44)으로 배수되도록 하는 출구 커넥션(oulet connection)을 구비한다. 상기 기름통(44)과 상기 하우징(14) 사이에 펌프(46)가 구비된다. 상기 펌프(46)는 하우징(14)으로부터 오일을 이끌어내어 그것을 기름통(44)으로 공급하도록 작동된다. 상기 펌프(46)는 제1 입구(50) 및 제2 입구(48)를 구비하며, 하우징(14)의 출 구가 상기 제1 입구에 연결되며, 상기 제2 입구는 차량의 브레이킹 시스템(52)에 연결된다. 따라서 상기 펌프(46)는, 터보차저 하우징(14)으로부터 오일을 이끌어내기 위해, 그리고, 엔진(10) 및 터보차저(12)가 장착된 차량의 브레이킹 성능을 향상시키는 진공(화살표 54에 의해 가리켜짐)을 제공하기 위해, 작동될 수 있다. 도시된 실시예에서, 상기 펌프(46)는 단일의 출구(56)가 제공된다.

도 2 및 3을 참조하면, 도 1을 참조하여 기술된 엔진 및 터보차저 시스템에서 사용되기 적합한 형상을 갖는 펌프(46)가 도시되어 있다. 상기 펌프(46)는, 그 내부에 공동(60; cavity)이 형성된 케이싱(58)을 포함한다. 상기 공동(60) 내에 로터(62) 및 베인(64; vane)가 구비된다. 상기 베인(64)은, 로터(62)의 슬롯(66) 내에 슬라이딩 가능하게 설치되며, 화살표 68에 의해 가리켜지는 바와 같이, 로터(62)에 대해 슬라이딩 가능하게 이동할 수 있다. 상기 로터(62)는 화살표 70에 의해 가리켜지는 바와 같이 상기 케이싱(58)에 대해 상대적으로 회전될 수 있다. 상기 베인(64)의 단부들(72)은 실(74; seal)들을 구비하며, 이러한 실들(74)은, 베인(64)이 로터(62)에 이해 회전될 때 그 베인(64)과 공동(60)의 벽(76) 사이에 실질적으로 유체성의 밀폐 실(fluid tight seal)이 유지될 수 있도록 보장한다.

상기 공동(60)은 제1 입구(50), 제2 입구(48) 및 출구(56)를 구비한다. 전술한 바와 같이 상기 제2 입구(48)는 케이싱(58)에 형성된 제2 입구 배관(49)과 유체 연통되어 있으며, 상기 제2 입구 배관은 다시 터보차저 하우징의 오일 출구에 연결되어 있다. 상기 제1 입구(50)는 케이싱(58)에 형성된 제1 입구 배관(51)에 유체 연통되어 있으며, 상기 제1 입구 배관은 다시 엔진의 브레이크 부스터 장치(brake booster arrangement)에 연결되어 있다. 상기 출구(56)는, 케이싱(58)을 통하여 그 외측의 기름통 내로 연장되는, 배출 배관(78)과 유체 연통되어 있다. 공동 출구(56)로부터 이격된 상기 배관(78)의 단부에는, 리드 밸브(80), 및 상기 리드 밸브(80)가 개방할 수 있는 양을 제한하는 스톱(82)이 구비된다. 상기 리드 밸브(80)는, 펌프(46)의 작동이 멈췄을 때, 상기 공동(58) 내로 기름통의 공기 및/또는 필터링되지 않은 오일이 유입되는 것을 방지한다. 상기 공동(60)은 나사 체결구들(미도시)에 의해 상기 케이싱(12)에 부착된 플레이트(84)에 의해 폐쇄된다.

도시된 실시예에서, 상기 펌프(46)는 단일의 출구(56)를 구비한다. 선택적으로, 상기 펌프(46)는 파단선(56a)에 의해 가리켜지는 제2 출구를 구비할 수 있다. 상기 제2 출구는 상기 제1 출구(56)에 대하여 상기 로터(62)의 반대측 상에 구비된다. 상기 제2 출구(56a)는, 특정 상황들에서 상기 펌프(46)가 반대 방향으로 이동할 필요가 있을 때, 가둬진(trapped) 유체들이 그 펌프(46)를 손상시키는 것을 방지하기 위해 제공될 수 있다. 상기 제2 출구(56a)는, 리드 밸브 및 스톱 장치와 함께, 상기 케이싱을 통하는 배관을 구비할 수 있다. 상기 펌프(46)는 또한, 하나 이상의 추가적인 출구들, 즉 앞서 기술한 단일의 출구(56)에 대해 추가적인 출구들을 구비할 수 있는데, 이때 포장 또는 공간 제약들이 따른다.

상기 제1 입구 배관(51)은 일반적으로 86으로 표기된 비복귀 밸브(non-return valve)를 구비한다. 상기 비복귀 밸브(86)는, 스프링(92)에 의해 시트(90)에 안착부에 대향 접촉되는 구형의 밸브 부재(88)를 포함한다. 상기 스프링(92)의 강도는, 상기 로터(62) 및 상기 베인(64) 회전에 의해 유도되는 상기 입구(50)를 향한 상기 배관(51)을 통하는 흐름(화살표 94에 의해 지시됨)이 상기 스프링(92)을 압축시키고 상기 밸브 부재(88)가 그것의 시트(90)로부터 이동될 수 있는 정도이다. 이러한 흐름(94)이 멈출 때, 상기 밸브 부재(88)는 그것의 시트(90)에 다시 대향 접촉되고 그리하여 배관(51)이 폐쇄된다. 도시된 본 실시예에서, 상기 비복귀 밸브(86)는, 상기 입구 배관(51)에 끼워맞춰지는 중공의(hollow) 관형 인서트(96) 내에 부분적으로 수용된다. 상기 인서트(96)는 관형의 커넥터부(98)를 포함하며, 상기 커넥터부는, 통상, 튜브 또는 라인의 커넥션이 브레이크 부스터 장치로부터 연장될 수 있도록 한다. 상기 인서트(96)는 밸브 시트(90)를 포함하는 한편, 상기 스프링(92)은 상기 배관(51)에 끼워맞춰지는 캐리어(100) 상에 설치된다.

상기 제2 입구 배관(49)에는, 일반적으로 102로 표기되는 소형의 비복귀 밸브가 장착된다. 상기 제1 입구 배관(51)을 참조하여 기술된 상기 밸브(86)에 일반적인 특징들은 동일 참조번호들에 대해 동일하게 적용될 수 있다. 상기 제2 입구 배관 인서트(96)의 관형 커넥터부(98)는 제1 입구 배관 인서트(96)의 커넥터에 비해 더 좁은 구멍을 갖는다는 것이 인지되어야 할 것이다. 상기 좁은 구멍은 상기 제2 입구(48)를 통한 유체의 흐름을 제한하기 위해 제공된다. 하지만, 상기 제2 입구 배관 인서트(96)는 상기 제1 입구 배관 인서트(96)와 실질적으로 동일한 구멍 크기를 가질 수 있으며 이때 유체 흐름의 제한은 펌프(46) 외측에서 그리고 펌프(46)와 터보차저(12) 사이에서 제공됨이 인식되어야 할 것이다. 전술했듯이, 상기 스프링(92) 및 밸브 부재(88)는 화살표 104에 의해 지시되는 바와 같은 상기 제2 입구 배관(49)을 통한 유체의 흐름을 허용한다. 상기 비복귀 밸브(102)는 또한, 상기 베인(64)의 일단(72)이 상기 제2 입구(48)를 지나서 상기 공동(60)의 벽(76)을 따라 이동할 때 그리고 상기 베인(64)의 타단(72)이 상기 제2 입구(48)를 실질적으로 지나가기 전에, 반대 방향의 유체 흐름을 방지한다.

커넥터(98)가 브레이크 부스터에 연결될 때, 그것은 실제적으로, 상대적으로 작은 공기 저장용기에 연결된다. 상기 펌프가 회전할 때, 매 회전에 대해, 상기 저장용기로부터 공기가 점차적으로 제거되며, 이는 따라 공동(60) 내의 최대 공기압이 점차적으로 감소시킨다. 공동(60) 내의 압력이 충분히 낮을 때, 상기 밸브(102)는 개방되어 화살표(104)에 의해 지시되는 유체를 공동(60) 내로 유입되게 한다. 상기 베인이 더 회전함에 따라, 공동(60) 내부의 공기압은, 상기 리드 밸브가 개방되어 배출을 허용하게 되는 대기압 이상이 될 때까지, 증가한다(유용한 공간의 부기가 감소하기 시작함에 따라). 이러한 두 가지 사건들 사이에서, 공동의 압력 증가는 밸브(102)가 폐쇄되어 밀폐되도록 하며, 이때 공기에 대한 라인이 공동(60) 내에서 압축된다.

상기 제2 입구(48)가 모든 조건들 하에서 유체들을 흡입할 수 있음을 보장하기 위해, 내부의 펌프 구조에 의해 생성되는 유체들을 위한 공간의 체적은 상기 제1 입구(50)를 통하여 공급되는 유체들의 체적을 초과해야 한다. 따라서, 주어진 펌프 성능 조건들에 대해, 상기 제1 입구(50)를 통하여 상기 공동(60)으로 들어가는 공기의 체적이 제한되어야 한다.

비복귀 밸브의 다른 형상들 및 구조들이 채택될 수 있음이 인지되어야 할 것이다.

상기 로터(62)는 샤프트부(106)를 구비하며, 상기 샤프트부는 상기 공동(60)의 후면(110)에 구비되는 구멍(108)을 통하여 연장됨으로써, 상기 샤프트부(106)의 원위 단부(112)가 상기 케이싱(58)으로부터 돌출된다. 상기 샤프트부(106)는 구동 결합 피쳐(114; drive coupling feature)를 구비하며, 일반적으로 상기 결합 피쳐는 상기 로터(16)가 구동 부재(미도시)에 연결될 수 있도록 한다. 도시된 실시예에서, 상기 결합 피쳐(114)는 슬롯 형상이다. 결합 피쳐의 다른 형상들이 이용될 수 있음이 인지되어야 할 것이다. 상기 샤프트부(106)와 상기 케이싱 구멍(108) 사이의 접촉부는 도 3에서 화살표 120으로 지시되는 오일 공급라인에 의해 윤활된다. 상기 오일 공급라인(120)은 오일을, 바람직하게는 필터링된 엔진 오일을, 상기 펌프(46)로 공급한다. 상기 오일은 우선적으로 상기 케이싱 구멍(108) 내의 상기 샤프트부(106)의 회전을 윤활하기 위해 사용된다. 후속적으로, 상기 오일은, 상기 공동(60)을 지나가면서, 로터(62)에 상대적인 베인(64)의 이동 및 벽(76)에 상대적인 베인 단부들(72)의 이동을 포함하는 다른 이동 부품들을 윤활한다.

따라서, 상기 펌프(46)의 이동 부품들은 공동의 입구들(48, 50) 중 하나로부터 그 펌프(46)를 통과하는 오일에 의해서만 윤활되지 않음을 인지해야 할 것이다. 따라서, 상기 펌프(46)는, 오일이 상기 제1 입구(48)를 통하여 유입되지 않을 때, 계속적으로 작동할 수 있다. 상기 샤프트부(106)로 공급되며 이후 상기 샤프트부(106)와 상기 구멍(108) 사이의 공동(60)으로 투입되는 오일은, 상기 입구들(48, 50)을 통하여 상기 공동(60)으로 투입되어 차후 상기 출구(56)를 통하여 배출되는 오일과 섞여진다.

사실상, 상기 로터(62) 및 베인(64)은 상기 입구들(48, 50)을 통하여 유체를 유입시키고 상기 유체들을 출구(56)를 통하여 축출하기 위해 회전된다. 상기 입구들(48, 50)의 위치는, 유체(전형적으로 오일)가 터보차저 하우징으로부터 제2 입구(48)를 통하여 유입되기 전에 유체(전형적으로 공기)가 브레이크 부스터 장치로부터 제1 입구(50)를 통하여 먼저 유입될 수 있는 것이어야 한다. 상기 유체들은 출구(56)를 통하여 함께 퇴출된다. 상기 입구들(48, 50)은, 유체가 제2 입구(48)를 통하여 유입되기 이전에 제1 입구(50)가 폐쇄되도록, 상기 케이싱(60)을 통하여 설치된다. 상기 제2 입구(48), 그것의 배관(49) 및 비복귀 밸브(102)는 상기 케이싱(60) 내에서 대안적인 위치들에 구비될 수 있음이 인지되어야 할 것이다. 상기 제2 입구(48)는 파단선 118에 의해 지시되는 바와 같이 상기 공동의 후면(110)에 배치될 수 있다. 유사하게, 상기 제1 입구(50)는 또한 상기 공동(60)의 후면(110)에 구비될 수 있다. 각각의 입구(48, 50)는 또한 상기 커버 플레이트(84)에 구비될수 있다.

상기 케이싱을 통하는 상기 입구들(48, 50)의 위치는, 예를 들어 회전 속도, 입구 포트들에서의 공기 유량들, 펌프 내부의 실링의 유효성과 같은, 펌프의 성능 특성들에 의존한다. 충족되어야 하는 유일한 조건은, 상기 베인(64)이 공동(60) 내의 입구 포트(들)(118 및/또는 48)을 노출할 때 유체(공기 또는 액체)가 그 포트(들)를 통하여 공동 안으로 유입될 수 있게 공동(60) 내부에 진공이 미리 존재하거나, 그 다음의 베인 회전이 그 포트(들)를 폐쇄하기 이전에 진공이 생성되어야 한다는 것이다.

본 발명은 단일 슬라이딩 베인 펌프에 대하여 기술되었다. 본 발명은 예를 들어 다중 베인 펌프들을 포함하는 다른 유형들의 펌프에도 동등하게 적용될 수 있음을 인지할 수 있을 것이다. 상기 펌프는, 예를 들어 크랭크 샤프트 또는 캠샤프트와 같은, 엔진의 회전 부재에 의해 직접적으로 또는 간접적으로 구동될 수 있다. 대안적인 실시예에서, 펌프는 전기적으로 구동될 수 있다. 펌프가 전기적으로 구동될 때, 그 펌프는, 차량이 시동되기 이전에 터보차저 하우징에 축적된 오일을 빼내고 브레이크 부스터 장치에 주입하기 위해, 작동될 수 있음이 이해될 수 있을 것이다. 공통적인 펌프를 사용함으로써, 브레이크 부스터 장치를 위한 개별 펌프들을 제공하고 터보차저 하우징으로부터 오일을 빼낼 필요성이 회피된다.

본 발명에 대한 상기 특정 실시예는, 브레이크 부스터 장치와 연결되어 사용되며 터보차저 하우징으로부터 오일을 빼내는 펌프를 참조하여 기술되었으나, 펌프는 터보차저에 추가적인 또는 대안적인 다른 공급원들로부터 오일을 빼내도록 배치될 수 있음이 이해될 수 있을 것이다. 예를 들어 도입부에서 기술한 바와 같이, 드라이 기름통을 가지고 사용될 때, 상기 펌프는 주 엔진의 오일 펌프 회로의 부분으로서 사용될 수 있다. 상기 펌프는 오일을 상기 엔진의 바닥으로부터 별도의 저장 기름통으로 이동시킬 수 있다. 이러한 과정의 부분으로서 흡입된 어떤 공기는, 펌프를 손상시키지 않으며 그것의 수명을 단축시키지 않는데, 그 이유는 그것이 이미 스스로 윤활되었기 때문이다.

전술한 바와 같이, 펌프의 출구는 공기 및 오일의 가압된 혼합물을 포함한다. 상기 펌프의 출구는 요구되는 엔진 지점들에 빼내어진 오일을 공급하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 출구는 피스톤 링들 상으로 향해질 수 있다.

Claims

로터 및 상기 로터에 슬라이딩 가능하게 설치되는 베인을 포함하는 공동(cavity)을 갖는 케이싱을 포함하며,

상기 공동은, 가스 공급원에 연결 가능한 하나의 입구, 상기 가스 공급원과 분리된 액체 공급원에 연결 가능한 다른 하나의 입구, 및 하나의 출구를 구비하며,

상기 로터 및 상기 베인은, 상기 각각의 입구들을 통하여 상기 공동 내로 액체 및 가스를 유입시키고 상기 출구를 통하여 상기 공동 밖으로 상기 액체 및 공기를 이동시키도록, 이동할 수 있으며,

상기 입구들은, 유체가 우선적으로 상기 입구들 중 하나를 통하여 유입된 후 상기 출구를 통하여 배출되기 전에 상기 입구들 중 다른 하나를 통하여 유입되도록, 상기 케이싱을 통하여 설치되는, 내연 기관용 다중 입구 펌프.
제1항에 있어서,

상기 입구들 중 하나는 하나의 비복귀 밸브(non-return valve)를 구비하는, 내연 기관용 다중 입구 펌프.
제1항에 있어서,

상기 입구들 모두는 하나의 비복귀 밸브를 구비하는, 내연 기관용 다중 입구 펌프.
제2항에 있어서,

상기 비복귀 밸브는, 상기 펌프의 상기 케이싱에 끼워맞춰지며 하나의 공동 입구와 유체적으로 연통되는 하나의 배관 부재 내에 구비되는, 내연 기관용 다중 입구 펌프.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 입구들은, 유체가 연속적으로 상기 입구들을 통하여 유입되도록, 설치되는, 내연 기관용 다중 입구 펌프.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 로터는 슬라이딩 가능하게 설치된 복수의 베인들을 구비하는, 내연 기관용 다중 입구 펌프.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 공동은, 실질적으로 실린더형의 형상을 가지며 실질적으로 연속적인 하나의 엣지 벽(edge wall) 및 대향하는 단부 벽(end wall)들에 의해 형성되는, 내연 기관용 다중 입구 펌프.
제7항에 있어서,

상기 엣지 벽 및 상기 단부 벽들 중 하나는 상기 케이싱에 의해 형성되며, 상기 단부 벽들 중 다른 하나는 상기 케이싱에 끼워맞춰질 수 있는 하나의 플레이트에 의해 형성되는, 내연 기관용 다중 입구 펌프.
제8항에 있어서,

상기 로터는 상기 공동의 하나의 단부 벽에 설치되며 상기 공동의 관념적 중심에 대해 상대적으로 편심되는, 내연 기관용 다중 입구 펌프.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 가스는 공기인, 내연 기관용 다중 입구 펌프.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 액체는 오일인, 내연 기관용 다중 입구 펌프.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 액체 공급원에 연결 가능한 입구는 상기 가스 공급원에 연결 가능한 입구보다 더 큰 직경을 갖는, 내연 기관용 다중 입구 펌프.
배기가스 터보차저 및 진공으로 작동되는 브레이크 부스터를 포함하는 엔진을 갖는 차량으로서,

상기 엔진은, 상기 터보차저로부터 오일을 빼내며 상기 브레이크 부스터 장치에 진공을 공급하는 다중 입구 펌프를 가지며,

상기 펌프는, 로터 및 상기 로터에 슬라이딩 가능하게 설치되는 베인을 포함하는 공동(cavity)을 갖는 케이싱을 포함하며,

상기 공동은, 상기 터보차저의 윤활 시스템에 연결 가능한 하나의 입구, 차량의 브레이킹 장치에 연결 가능한 다른 하나의 입구, 및 하나의 출구를 구비하며,

상기 로터 및 상기 베인은, 상기 각각의 입구들을 통하여 상기 공동 안으로 오일 및 공기를 유입하고 상기 출구를 통하여 상기 공동으로부터 상기 오일 및 상기 공기를 배출하도록, 이동할 수 있으며,

상기 입구들은, 유체가 우선적으로 상기 입구들 중 하나를 통하여 유입된 후 상기 출구를 통하여 배출되기 전에 상기 입구들 중 다른 하나를 통하여 유입되도록, 상기 케이싱을 통하여 설치되는, 배기가스 터보차저 및 진공으로 작동되는 브레이크 부스터를 포함하는 엔진을 갖는 차량.
제13항에 있어서,

상기 펌프의 상기 입구들 중 하나는 하나의 비복귀 밸브(non-return valve)를 구비하는, 배기가스 터보차저 및 진공으로 작동되는 브레이크 부스터를 포함하는 엔진을 갖는 차량.
제13항에 있어서,

상기 펌프의 상기 입구들 모두는 하나의 비복귀 밸브를 구비하는, 배기가스 터보차저 및 진공으로 작동되는 브레이크 부스터를 포함하는 엔진을 갖는 차량.
제14항에 있어서,

상기 비복귀 밸브는, 상기 펌프의 상기 케이싱에 끼워맞춰지며 하나의 공동 입구와 유체적으로 연통되는 하나의 배관 부재 내에 구비되는, 배기가스 터보차저 및 진공으로 작동되는 브레이크 부스터를 포함하는 엔진을 갖는 차량.
제13항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 입구들은, 유체가 연속적으로 상기 입구들을 통하여 유입되도록, 설치되는, 배기가스 터보차저 및 진공으로 작동되는 브레이크 부스터를 포함하는 엔진을 갖는 차량.
제13항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 로터는 슬라이딩 가능하게 설치된 복수의 베인들을 구비하는, 배기가스 터보차저 및 진공으로 작동되는 브레이크 부스터를 포함하는 엔진을 갖는 차량.
제13항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 공동은, 실질적으로 실린더형의 형상을 가지며 실질적으로 연속적인 하나의 엣지 벽(edge wall) 및 대향하는 단부 벽(end wall)들에 의해 형성되는, 배기가스 터보차저 및 진공으로 작동되는 브레이크 부스터를 포함하는 엔진을 갖는 차량.
제19항에 있어서,

상기 엣지 벽 및 상기 단부 벽들 중 하나는 상기 케이싱에 의해 형성되며, 상기 단부 벽들 중 다른 하나는 상기 케이싱에 끼워맞춰질 수 있는 하나의 플레이트에 의해 형성되는, 배기가스 터보차저 및 진공으로 작동되는 브레이크 부스터를 포함하는 엔진을 갖는 차량.
제19항에 있어서,

상기 로터는 상기 공동의 하나의 단부 벽에 설치되며 상기 공동의 관념적 중심에 대해 상대적으로 편심되는, 배기가스 터보차저 및 진공으로 작동되는 브레이크 부스터를 포함하는 엔진을 갖는 차량.
제13항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 터보차저의 상기 윤활 시스템에 연결 가능한 상기 펌프의 입구는 상기 브레이크 부스터 장치에 연결 가능한 상기 펌프의 입구보다 더 큰 직경을 갖는, 배기가스 터보차저 및 진공으로 작동되는 브레이크 부스터를 포함하는 엔진을 갖는 차량.
배기가스 터보차저 및 진공으로 작동되는 브레이크 부스터 장치를 갖는 차량을 제공하는, 차량 제공 단계;

상기 차량의 엔진에 의해 구동 가능한 펌프를 제공하는 단계로서, 상기 펌프는, 하나의 로터 및 상기 로터에 슬라이딩 가능하게 설치되는 하나의 베인을 포함하는 하나의 공동을 갖는 케이싱을 포함하며, 상기 공동은, 상기 터보차저의 윤활 시스템에 연결 가능한 하나의 입구, 상기 차량의 브레이킹 장치에 연결 가능한 다른 하나의 입구, 및 하나의 출구를 구비하는, 펌프 제공 단계; 및

상기 각각의 입구들을 통하여 상기 공동 내로 오일 및 공기를 유입시키고 상기 출구를 통하여 상기 출구로부터 상기 오일 및 공기를 배출하기 위해 상기 공동 내의 상기 로터 및 베인을 이동시키는 단계로서, 상기 입구들은, 유체가 우선적으로 상기 입구들 중 하나를 통하여 유입된 후 상기 출구를 통하여 배출되기 전에 상기 입구들 중 다른 하나를 통하여 유입되도록, 상기 케이싱을 통하여 배치되어 있는, 로터 및 베인 이동 단계;를 포함하는,

공통적인 하나의 펌프를 가지고 차량의 터보차저의 윤활 시스템으로부터 오일을 빼내며 상기 차량의 브레이크 부스터 장치에 진공을 제공하는 방법.