KR101573102B1 - 캠축 조정기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 크랭크축에 대한 캠축(06)의 위상 위치를 조정하기 위한 캠축 조정기(01), 특히 유압 캠축 조정기에 관한 것이다. 캠축 조정기 내에 제공되는 캠축 지지부는 본 발명에 따라 롤러 베어링(22)으로서 구현된다.

Description

캠축 조정기 {CAMSHAFT ADJUSTER}
본 발명은 내연기관의 캠축 조정기, 특히 유압 캠축 조정기에 관한 것이다.
오늘날 유압 시스템 분야에 공지되어 있는 회전 모터를 구비한 유압식 위상 조정기 또는 캠축 조정기는 널리 보편화되어 있다. 이러한 회전 모터 위상 조정기는 모터 오일 압력에 의해 구동된다. 위상 조정기는 일반적으로 동력 전달 시스템 내에서 캠축 단부들에 배치된다. 유압 캠축 조정기는 모터의 오일 펌프를 통해 압력 오일을 공급받는다. 캠축 내에는 캠축 조정기에 오일을 공급하기 위해 오일 가이드 채널들이 제공된다. 전자 밸브 타이밍을 통해 유압 오일이 회전 모터의 오일 압력 챔버들 내로 공급됨으로써, 크랭크축에 대한 캠축의 위상 위치가 조정될 수 있다. 캠축의 캠축 조정기쪽 측면은 대개 캠축을 관통하여 공급되는 유압 오일로 인해 미끄럼 베어링에서 지지된다. 캠축의 단부측 지지를 위해 대개 부시 또는 베어링 블록이 사용된다.
DE 100 02 512 A1호에는 밸브 타이밍식 내연기관을 위한 실린더 헤드가 기술되어 있으며, 여기서는 흡기 및 배기 캠축을 위한 베어링 블록들이 제공된다. 유압 캠축 조정기 측에는 베어링 블록 내에 베어링 부시가 제공되어, 상기 베어링 블록 내에서 필요한 조립 리세스들이 조정될 수 있고, 지지부에서 캠축 조정기의 유압 오일 공급이 허용된다. 베어링 부시는 캠축 조정기의 2채널 오일 공급을 위해 축방향으로 연속 배치된 2개의 개구 및 지지부의 윤활을 위한 1개의 윤활제 개구를 포함한다.
DE 10 2004 053 572 B4호는 캠축 내에 2채널 오일 가이드를 구비한 유압 캠축 조정기를 기술하고 있다. 캠축 내부에는 (요구된 조정 방향에 따라) 각각 하나의 오일 압력 챔버에 유압 오일을 공급하는 데 이용되는 2개의 오일 가이드 채널이 형성된다. 이 오일 가이드 채널들은 캠축을 지나 외부 라인들을 통해 오일 펌프 및 오일 제어 밸브로 연장된다.
DE 198 17 319 A1호는 베인 조정기의 작업 챔버에 유압 오일을 공급하기 위해 중앙 스풀 밸브가 제공된 유압 캠축 조정기를 기술하고 있다. 중앙 스풀 밸브는 외부 밸브를 대체하고 4/2-방 밸브로서 캠축을 위한 중앙 고정 볼트 내에 통합되며, 그 결과 캠축 내에는 1개의 반경방향 오일 가이드 채널만 필요하고 캠축 조정기의 축방향 길이가 감소된다.
예컨대 DE 10 2005 059 841 A1호 또는 DE 197 52 381 A1호와 같은 다양한 문서들은 특히 캠축 지지부의 윤활과 관련이 있다.
모터의 회전수 범위 및 온도에 의거한, 오직 모터만에서의 기계적 마찰 손실은 현재 30%까지 달함으로써 연료 소비의 상당량을 차지한다. 모터에서의 마찰 손실의 근원은 피스톤 그룹, 모터 샤프트의 베어링들 그리고 밸브 구동 부품들이다.
본 발명의 과제는 유압 캠축 조정기의 측에서의 캠축 지지부를 마찰 손실의 발생과 관련하여 최적화하는 것이다.
상기 과제는 본 발명에 따라 청구항 제1항의 특징들을 갖는 캠축 조정기에 의해 해결된다.
본 발명에 따라 유압 캠축 조정기 내에서 캠축의 일 지지부에 롤러 베어링이 배치된다. 이 롤러 베어링은 바람직하게 볼 베어링이다.
본 발명의 장점은 특히 내연기관에서의 기계적 마찰 손실 및 바람직하지 않은 소음 발생을 더욱 감소시킬 수 있다는 데 있다.
매우 바람직하게는 본 발명에 따른 캠축의 지지부가, 스풀 밸브를 통해 압력 매체를 중앙 공급하는 베인 조정기에 사용될 수 있다. 캠축에서 반경방향 오일 가이드 채널이 절약됨으로써 확보된 공간이 롤러 베어링의 배치를 위해 사용될 수 있다. 또는 축방향 오일 가이드 채널들을 구비한 캠축 조정기에도 본 발명이 사용될 수 있다.
또 다른 한 바람직한 실시예에서는 조정기 내로의 유압 오일의 공급이 캠축 반대편 측에서 실시된다. 이 경우에도 역시 캠축 내에 오일 가이드 채널이 불필요하고, 이로써 축방향 설치 공간이 축소되며, 그럼에도 불구하고 캠축의 롤러 베어링이 구현될 수 있다.
하기에서는 도면을 토대로 본 발명의 한 바람직한 실시예를 더 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 캠축 조정기의 한 바람직한 실시예의 종단면도이다.
도 1에는 캠축 조정기(01)가 도시되어 있다. 캠축 조정기는 공지된 방식으로 베인 조정기로서 형성되며 내연기관의 실린더 헤드 내에 배치된다. 캠축 조정기는 스프로킷 휠(03)과 회전 불가능하게 연결된 외측 회전자(02)를 포함한다.
스프로킷 휠(03)은 체인을 통해 크랭크축과 연결되어, 내연기관의 구동 시 상기 크랭크축에 의해 구동된다(도시되지 않음).
캠축 조정기(01)는 그 외에도 캠축(06)과 회전 불가능하게 연결된 내측 회전자(04)를 포함한다. 내측 회전자(04)는 센터 볼트(07)를 통해 캠축(06) 상에 고정될 수 있다.
외측 회전자(02) 및 내측 회전자(04)에는 반경방향을 향하며 서로 맞물리는 베인들(08)이 제공되며, 상기 베인들은 링 섹터들 내에서 "진각(advanced)" 방향 또는 "지각(retarded)" 방향으로의 조정을 위해 각각 2개의 압력 챔버(09)를 형성한다. 요구된 조정 방향에 따라 조정을 위해 압력 챔버들(09) 중 하나로 유압 오일이 펌핑되며, 그 결과 내측 회전자(04)와 외측 회전자(02) 사이에 회전이 야기됨으로써 스프로킷 휠(03)에 대한, 그리고 그와 더불어 크랭크축에 대한 캠축(06)의 위상 위치가 조정된다.
기본 위치(일반적으로 흡기 조정 시에는 "지각" 제어 시간 / 배기 조정 시에는 "진각" 제어 시간)에서는 모터의 정지 시 (도시되지 않은) 로킹 부재가 조정기를 잠근다. 모터의 구동 시에는 상기 로킹 부재가 유압에 의해 릴리스된다.
스풀 밸브(11)는 센터 볼트(07) 내에 상기 센터 볼트의 종축과 동축으로 배치된다. 스풀 밸브(11)는 구동기(12)에 의해 축방향으로 변위될 수 있다. 구동기(12)는 바람직하게 전기자(13)를 움직이는 구동 자석이다.
스풀 밸브(11)는 자신의 환형 채널들(14) 및 센터 볼트(07) 내 레이디얼 보어들(16)과 함께 멀티포트 밸브(multiport valve)를 형성하며, 이 멀티포트 밸브에 의해 일측 압력 챔버 또는 타측 압력 챔버(09)로의 유압 오일의 흐름이 제어됨에 따라 조정이 구현된다.
그리하여 스풀 밸브(11)의 축방향 이동 시 압력 챔버들(09) 사이의 오일 압력이 전환된다. 오일 압력이 가해지지 않는 압력 챔버(09)는 귀환 라인과 연결된다.
내측 회전자(04) 내에는, 스풀 밸브(11)에 의해 유압 오일이 캠축(06)의 레이디얼 채널(18)로부터 액시얼 채널(19)을 통해 압력 챔버들(09)로 흐르도록 하는 채널들(17)이 제공된다.
밸브 타이밍 위치의 고정을 위해 스풀 밸브(11)는 모든 채널들 상호간의 연결이 분리되는 기본 위치에 스프링(21)의 힘에 의해 보유된다.
롤러 베어링(22)은 본 발명에 따라 바람직하게 실린더 헤드의 캠축 지지부(23) 내에서 레이디얼 채널(18) 옆에 배치된다.
본 발명의 또 다른 한 실시예에서는 유압 오일 공급이 캠축(06) 내 액시얼 채널을 통해 이루어질 수 있다. 그로 인해 축방향으로 추가의 공간이 절약되는 동시에 캠축의 롤러 베어링이 구현될 수 있다.
본 발명에 따라 캠축의 조정기측 지지가 롤러 베어링에서 구현되는 점은 가용 축방향 공간이 존재하는 한 다른 캠축 조정기에도 적용될 수 있다.
01 캠축 조정기
02 외측 회전자
03 스프로킷 휠
04 내측 회전자
05 -
06 캠축
07 센터 볼트
08 베인
09 압력 챔버
10 -
11 스풀 밸브
12 구동기
13 전기자
14 환형 채널
15 -
16 레이디얼 보어
17 채널
18 레이디얼 채널
19 액시얼 채널
20 -
21 스프링

Claims (5)

  1. 캠축 조정기 조립체이며,
    캠축(06)으로서, 캠축의 길이를 따라 캠축 지지부에서 지지 가능한 캠축(06)과,
    크랭크축에 대해 캠축의 위상 위치를 조정하기 위한 캠축 조정기(01)로서, 크랭크축에 연결가능한 외측 회전자(02) 및 캠축의 단부에 연결되는 내측 회전자(04)를 갖는 캠축 조정기(01)와,
    캠축 지지부에서 캠축을 지지하기 위한 롤러 베어링(22)으로서, 캠축 조정기를 향하는 축방향 측면을 포함하는 롤러 베어링(22)을 포함하고,
    외측 회전자(02)는 캠축의 위상 위치를 조정하기 위해 유압 압력 매체에 의해 내측 회전자(04)에 대해 조정가능하고,
    캠축(06)은, 롤러 베어링(22)에 인접하여 배치되고 축방향으로 캠축의 단부와 롤러 베어링의 축방향 측면 사이에 배치되어 형성되는 레이디얼 채널(18)을 포함하고,
    유압 압력 매체는 레이디얼 채널(18)을 통해 캠축 조정기로 공급되는, 캠축 조정기 조립체.
  2. 제1항에 있어서, 롤러 베어링(22)은 볼 베어링인, 캠축 조정기 조립체.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 중앙 스풀 밸브(11) 및 유압 압력 매체 공급부를 더 포함하고, 레이디얼 채널은 유압 압력 매체 공급부와 유체 연통하고, 중앙 스풀 밸브(11) 및 레이디얼 채널은 캠축의 위상 위치 조정을 위해 유압 압력 매체를 공급하기 위해 연통되어 있는, 캠축 조정기 조립체.
  5. 삭제
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