KR101491183B1 - 맥동압 저감타입 가변오일펌프 - Google Patents

Abstract

본 발명의 가변오일펌프는 회전하는 베인(2)을 감싼 아우터링(3)을 수용하고, 오일유입구와 오일토출구를 형성한 하우징(5)의 내면으로 압력챔버(10)를 더 형성함으로써, 오일이 들어오는 하우징(5)과 아우터링(3)사이의 협소구간에서 상승된 압력을 낮추어 토출구쪽으로 배출되는 압력과 차이를 줄여주는 특징을 갖는다.

맥동압, 가변오일펌프, 댐핑챔버

Description

맥동압 저감타입 가변오일펌프{Pulse pressure decreasing typed Variable Oil Pump}

본 발명은 가변오일펌프에 관한 것으로, 특히 맥동압 저감타입 가변오일펌프에 관한 것이다.

일반적으로 가변오일펌프(Variable Oil Pump)는 엔진회전수(RPM)에 따라 오일량을 연속적으로 변화시켜, 고정형 오일펌프의 한계를 극복할 수 있다.

상기 가변오일펌프(Variable Oil Pump)는 로터 회전으로 체적변화에 따른 압력변화로 오일을 흡입해 실린더블록의 메인갤러리로 공급하면서 동시에, 엔진회전수(RPM)변화에 따른 압력변화에 연동되어 오일 토출유량을 가변시키는 방식을 이용한다.

일례로, 압력조절 스프링을 구비함으로써, 토출압력이 스프링 압력보다 커지면 편심된 아우터링(Outer Ring)이 회전하면서 토출유량 감소를 위해 펌핑체적을 감소시킬 수 있다.

즉, 단위 회전당 펌핑체적을 가변해 고회전영역 동력손실을 최소화하는 작용을 구현한다.

하지만, 압력조절 스프링은 토출 압력에 비례하여 압축되면서 아우터링을 회전시키는 복잡한 구조로 인해 펌프 각부의 맥동압력을 과도하게 올려줌으로써, 로터식에 비해 약한 내구력을 갖을 수밖에 없고 심할 경우 베인 및 아우터링쪽 파손을 발생시키게 된다.

상기와 같은 과도한 맥동압력은 병목현상으로 급격한 오일압상승을 가져오는 내부의 협소구간을 가짐에 따라, 상기 협소구간쪽과 토출구쪽 압력차를 크게 가져 맥동압도 상승됨에 기인한다.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 것으로, 펌프내부의 협소구간과 오일토출구사이에 압력저감구간을 형성해줌으로써, 협소구간쪽 병목현상으로 높아진 압력을 낮춰 토출구쪽 압력과 차이를 줄여 내구력 약화를 방지하고 베인 및 아우터링쪽 파손현상을 방지할 수 있는 맥동압 저감타입 가변오일펌프를 제공함에 목적이 있다.

또한, 본 발명은 펌프하우징내 챔버공간을 형성해 맥동압을 낮춤으로써, 설계변경을 최소화할 수 있는 맥동압 저감타입 가변오일펌프를 제공함에 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 하우징과, 회전축을 통해 회전하는 베인을 감싼 아우터링사이로 유입된 오일압력을 상승시키는 협소구간을 갖는 가변오일펌프에 있어서,

상기 하우징에는 유입된 오일이 토출구쪽으로 빠져나가는 경로쪽에 압력을 낮추는 압력챔버를 더 포함한 것을 특징으로 한다.

상기 압력챔버는 가변스프링을 수용한 스프링챔버의 반대쪽으로 형성한 것을 특징으로 한다.

상기 압력챔버는 상기 하우징의 축홀을 중심으로 180도 이내로 하우징내면에 파여진 초승달형상 메인챔버이다.

상기 메인챔버는 하우징의 축홀을 중심으로 전단쪽 폭에 비해 끝단쪽 폭을 더 넓게 형성하며, 상기 폭이 넓은 끝단쪽을 상기 하우징과 아우터링사이로 오일을 유입시키는 협소구간쪽으로 위치시킨다.

상기 압력챔버는 상기 메인챔버에서 분기된 분기챔버를 더 형성한다.

상기 분기챔버는 직선으로 분기되며, 메인챔버의 전단쪽 폭과 끝단쪽 폭사이 값으로 폭을 형성하고, 상기 메인챔버의 폭이 넓은 끝단쪽으로 더 근접된 위치로 형성한다.

이러한 본 발명에 의하면, 설계변경을 최소화한 펌프하우징내 챔버공간으로 펌프내부의 협소구간과 오일토출구간 압력차를 줄여 맥동압을 낮추므로, 펌프 내구력 약화방지와 베인 및 아우터링쪽 파손현상도 방지할 수 있는 효과를 갖는다.

상기와 같은 펌프하우징내 챔버공간을 이용한 맥동압저감은 고속가변조건에서 약 15bar이상이던 베인포켓쪽 피크압(Peak Pressure)을 15bar이하로 낮추는 효과를 갖는다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도 1은 본 발명에 따른 맥동압 저감타입 가변오일펌프의 구성도를 도시한 것인바, 본 발명의 가변오일펌프는 동력을 전달하는 회전축(1)을 통해 구동되는 베인(2)과, 상기 베인(2)을 감싼 아우터링(3)과, 상기 아우터링(3)의 회전으로 펌핑체적을 감소시키도록 일정한 토출압력이상에서 압축되는 가변스프링(4)과, 일측으 로 상기 가변스프링(4)을 위치시키는 스프링챔버(5a)를 형성하고, 전체적인 외관형상을 이루는 하우징(5)으로 이루어진다.

상기와 같은 오일펌프 구조는 가변오일펌프에 적용되는 일반적인 구조이다.

본 실시예에서 상기 하우징(5)은 스프링챔버(5a)의 반대쪽으로 압력챔버(10)를 더 형성함으로써, 오일이 들어오는 하우징(5)과 아우터링(3)사이의 협소구간에서 상승된 압력을 낮추어 토출구쪽으로 배출되는 압력과 차이를 줄여준다.

이를 위해, 상기 압력챔버(10)는 하우징(5)의 축홀을 중심으로 180도 이내로 하우징내면에 홈으로 파여진 메인챔버(10a)와, 상기 메인챔버(10a)에서 분기된 분기챔버(10b)로 이루어진다.

상기 메인챔버(10a)는 하우징(5)의 축홀을 중심으로 소정반경(R)을 갖고 원호형상을 이루며, 전단쪽 폭(a)과 끝단쪽 폭(b)이 서로다른 크기를 갖는다.

상기 끝단쪽 폭(b)은 전단쪽 폭(a)에 비해 더 넓은 폭을 갖도록 바깥쪽 반경(R)과 안쪽 반경(r)의 중심을 달리해 초승달형상으로 하며, 폭(b)이 넓은 끝단쪽을 하우징(5)과 아우터링(3)사이로 오일을 유입시키는 협소구간쪽으로 위치시킨다.

상기 분기챔버(10b)는 메인챔버(10a)에서 소정폭을 갖고 직선으로 분기되며, 그 폭은 메인챔버(10a)의 전단쪽 폭(a)과 끝단쪽 폭(b)사이값을 갖는다.

상기 분기챔버(10b)는 메인챔버(10a)의 폭(b)이 넓은 끝단쪽으로 근접된 위치로 형성한다.

도 2는 본 발명에 따른 맥동압 저감타입 가변오일펌프의 작동도를 나타낸다.

도시된 바와 같이, 오일펌핑시 유입되는 오일은 하우징(5)과 아우터링(3)사이의 협소구간에서 급격히 상승된 압력Pa을 형성하고, 베인(2)의 회전으로 토출구쪽으로 배출된다.

본 실시예에서는 상기와 같이 상승된 압력Pa을 갖는 오일이 토출구쪽으로 배출되는 압력Pc과 작은 차이를 갖고 토출된다.

상기와 같이 유입시 압력Pa와 토출시 압력Pc의 차를 줄이는 작용은 하우징(5)내 오일경로에 형성된 압력챔버(10)를 통해 구현된다.

상승된 압력Pa을 갖고 압력챔버(10)쪽으로 유입된 오일은 압력챔버(10)쪽으로 흘러들고, 유입된 오일은 전단쪽 폭(a)에 비해 더 넓은 끝단쪽 폭(b)을 갖고 초승달형상으로 파여진 메인챔버(10a)와, 상기 메인챔버(10a)에서 분기된 분기챔버(10b)를 통해 퍼져나가면서 토출구쪽으로 배출된다.

상기와 같이 압력챔버(10)를 이루는 메인챔버(10a)와 분기챔버(10b)는 하우징(5)내 오일흐름통로면적을 증대함으로써, 좁은 통로를 지난후 넓게 확산될때와 같이 오일은 높은 압력Pa에서 더 낮은 압력Pb로 전환된다.

오일이 들어오는 하우징(5)과 아우터링(3)사이에 폭이 좁은 협소구간이 형성되어 높은 압력Pa으로 상승되었더라도, 내부압력Pb이 오일펌핑시 형성된 높은 압력Pa와 토출구쪽 배출 압력Pc과 차이를 줄여주고, 이러한 압력낮춤(Pa->Pb)이 하우징(5)내에서 지속적으로 일어나 맥동압을 낮추므로, 펌프 내구력 약화방지와 베인 및 아우터링쪽 파손현상도 방지할 수 있다.

본 실시예가 적용된 가변베인펌프는 실험을 통해 고속가변조건에서 약 15bar 이상이던 베인포켓쪽 피크압(Peak Pressure)을 15bar이하로 낮추는 작용을 구현한다.

도 1은 본 발명에 따른 맥동압 저감타입 가변오일펌프의 구성도

도 2는 본 발명에 따른 맥동압 저감타입 가변오일펌프의 작동도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 회전축 2 : 베인

3 : 아우터링 4 : 가변스프링

5 : 하우징 5a : 스프링챔버

10 : 압력챔버 10a : 메인챔버

10b : 분기챔버

Claims (8)

1. 하우징과, 회전축을 통해 회전하는 베인을 감싼 아우터링사이로 유입된 오일압력을 상승시키는 협소구간을 갖는 가변오일펌프에 있어서,

   상기 하우징에는 유입된 오일이 토출구쪽으로 빠져나가는 경로쪽에 압력을 낮추는 압력챔버를 더 포함하고, 상기 압력챔버는 상기 하우징의 축홀을 중심으로 180도 이내로 하우징내면에 파여진 초승달형상 메인챔버, 상기 메인챔버에서 분기된 분기챔버로 이루어진 것을 특징으로 하는 맥동압 저감타입 가변오일펌프.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 압력챔버는 가변스프링을 수용한 스프링챔버의 반대쪽으로 형성한 것을 특징으로 하는 맥동압 저감타입 가변오일펌프.
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서, 상기 메인챔버는 하우징의 축홀을 중심으로 전단쪽 폭에 비해 끝단쪽 폭을 더 넓게 형성한 것을 특징으로 하는 맥동압 저감타입 가변오일펌프.
5. 청구항 4에 있어서, 상기 폭이 넓은 끝단쪽을 상기 하우징과 아우터링사이로 오일을 유입시키는 협소구간쪽으로 위치시킨 것을 특징으로 하는 맥동압 저감타입 가변오일펌프.
6. 삭제
7. 청구항 1에 있어서, 상기 분기챔버는 직선으로 분기되며, 메인챔버의 전단쪽 폭과 끝단쪽 폭사이값으로 폭을 형성한 것을 특징으로 하는 맥동압 저감타입 가변오일펌프.
8. 청구항 7에 있어서, 상기 분기챔버는 상기 메인챔버의 폭이 넓은 끝단쪽으로 더 근접된 위치로 형성한 것을 특징으로 하는 맥동압 저감타입 가변오일펌프.

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