KR20010059182A - Vane type variable valve timing device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 캠의 위상각 변화를 위한 베인형 가변 밸브 타이밍 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유압에 의해 캠 샤프트 스프로켓을 회전 운동시켜 위상각 변화가 이루어지도록 함으로서 밸브 타이밍의 리스폰스(Response) 시간을 감소시켜 차량이 최적의 운전 조건으로 작동되도록 하는 베인형 가변 밸브 타이밍 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a vane-type variable valve timing device for changing the phase angle of a cam. More particularly, the response time of the valve timing is improved by rotating the cam shaft sprocket by hydraulic pressure so that the phase angle changes. A vane-type variable valve timing device is provided to reduce the pressure so that the vehicle is operated at an optimal driving condition.
일반적으로 가변 밸브 타이밍 장치는 엔진의 회전수에 따라 캠 샤프트의 회전력을 가감속시켜 밸브의 작동 타이밍이 조절되도록 함으로서 차량 주행 조건에따른 최적의 엔진 출력이 유지될 수 있도록 하는 것이다.In general, the variable valve timing device is configured to maintain the optimum engine output according to the vehicle driving conditions by adjusting and decelerating the rotational force of the camshaft according to the rotational speed of the engine to adjust the operation timing of the valve.
즉, 크랭크 샤프트와 연동되는 캠 샤프트의 끝단부에서 유압에 의해 캠 샤프트의 스프로켓 회전력을 촉진시켜 캠 샤프트의 위상각이 변환 될 수 있도록 함으로서 밸브 작동 타이밍이 조절되도록 하는 것이다.That is, the valve operation timing is adjusted by promoting the sprocket rotational force of the cam shaft by hydraulic pressure at the end of the cam shaft linked with the crank shaft so that the phase angle of the cam shaft can be converted.
이를 보다 상세하게 설명하면, 도 3에서 도시한 바와 같이, 캠 샤프트(1)의 끝단부 외주면에 베인(23)이 구성된 로터(3)가 결합되며, 상기 로터(3)의 베인(23)외측으로는 베인 하우징(5)이 캠 샤프트 스프로켓(7)과 결합된다.More specifically, as shown in FIG. 3, the rotor 3 having the vanes 23 is coupled to the outer circumferential surface of the end portion of the cam shaft 1, and the vanes 23 outside of the rotor 3 are coupled to each other. The vane housing 5 is coupled with the cam shaft sprocket 7.
그리고 상기 캠 샤프트(1) 내부에는 리타드(Retard)측 유로(9)와 어드벤스(Advance)측 유로(11)가 각각 축방향으로 형성되며, 상기 유로(9,11)는 일측으로 상기 캠 샤프트(1) 상의 일측 외주면상에 장착되는 리타드측 오일캡링(13)과 어드벤스측 오일캡링(15)으로 각각 연결되며, 상기 오일캡링(13,15) 외측으로 연결되는 관로(17,17')상에 장착되어 전자제어유닛(21)으로부터 신호를 인가받아 작동하는 전자제어밸브(19,19')에 의해 각각 오일을 공급받도록 이루어진다.In addition, a retard side flow path 9 and an advance side flow path 11 are respectively formed in the cam shaft 1 in the axial direction, and the flow paths 9 and 11 are formed at one side of the cam shaft. (1) connected to the retard side oil cap ring 13 and the advanced side oil cap ring 15 mounted on one side outer circumferential surface, respectively, on the pipe lines 17 and 17 'connected to the outside of the oil cap ring 13 and 15. It is made to be supplied with oil by the electronic control valve (19, 19 ') which is mounted on and operated by receiving a signal from the electronic control unit (21).
또한, 상기 로터(3)와 베인 하우징(5) 사이에는, 도 4에서 도시한 바와 같이, 리타드 챔버(101)와 어드벤스 챔버(103)가 상기 로터(3)에 구성되는 베인(23)과 상기 베인 하우징(5)에 구성되는 스톱부재(25) 사이에 형성되고, 상기 리타드 챔버(101)는 상기 리타드측 유로(9)와 연결되며, 상기 어드벤스 챔버(103)는 상기 어드벤스측 유로(11)와 연결되어 이루어진다.In addition, between the rotor 3 and the vane housing 5, as shown in FIG. 4, the retard chamber 101 and the advance chamber 103 are provided with the vanes 23 formed in the rotor 3. The retard chamber 101 is connected to the retard side flow path 9, and the advance chamber 103 is formed between the stop member 25 formed in the vane housing 5. 11) is made in connection with.
따라서 상기한 바와 같은 가변 밸브 타이밍 장치는 엔진 조건에 따라 상기 전자제어밸브(19,19')는 전자제어유닛(21)으로부터 신호를 인가받아 상기 리타드측유로(9)와 어드벤스측 유로(11)를 통하여 상기 리타드 챔버(101)와 어드벤스 챔버(103)에 가변하여 유압을 공급하게 되고, 이에 따라 캠 샤프트 스프로켓(7)은 상기 로터(3)의 베인(23)과 베인 하우징(5)의 스톱부재(25)가 유압에 의해 작동에 의해 캠 샤프트(1)를 기준으로 회전력이 촉진되어 캠 샤프트(1)의 위상각을 변환시키게 된다.Accordingly, in the variable valve timing apparatus as described above, the electronic control valves 19 and 19 'receive signals from the electronic control unit 21 according to engine conditions, and the retard side flow path 9 and the advance side flow path 11 are provided. The hydraulic pressure is supplied to the retard chamber 101 and the advanced chamber 103 through the camshaft sprocket 7, and thus the cam shaft sprocket 7 of the vane 23 and the vane housing 5 of the rotor 3 are supplied. As the stop member 25 is operated by hydraulic pressure, the rotational force is promoted relative to the cam shaft 1 to convert the phase angle of the cam shaft 1.
상술한 바와 같이 엔진 조건에 따라 연속적으로 시프트 되는 이러한 가변 밸브 타이밍 장치에서 특히, 전자제어유닛의 신호를 안가받아 실제로 시프트될 때까지의 시간인 리스폰스(Response) 시간을 감소시키는 것이 차량의 주행 조건에 따른 최적의 엔진 출력을 유지할 수 있도록 하는 중요한 요인이라 할 수 있다.In such a variable valve timing device that is continuously shifted according to engine conditions as described above, in particular, reducing the response time, which is the time until the signal is actually shifted without receiving the signal of the electronic control unit, is dependent on the driving conditions of the vehicle. This is an important factor to maintain the optimum engine power according to.
따라서 본 발명은 상기와 같은 점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 유압의 작동방향 및 작동면을 재구성하여 면압력을 증가시킴으로써 캠 샤프트 스프로켓의 회전력을 촉진시켜 신속하게 위상각 변화를 이루게 함으로서 밸브 타이밍의 리스폰스(Response) 시간을 감소시키고, 이에 따라 차량이 최적의 운전 조건으로 작동되도록 하는 가변 밸브 타이밍 장치를 제공하는 것이다.Therefore, the present invention was created to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to reconstruct the operating direction and operating surface of the hydraulic pressure to increase the surface pressure to promote the rotational force of the camshaft sprocket to quickly change the phase angle change. This reduces the response time of the valve timing and thus provides a variable valve timing device that allows the vehicle to operate at optimal driving conditions.
도 1은 본 발명에 따른 베인형 가변 밸브 타이밍 장치의 베인부의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of the vane of the vane type variable valve timing apparatus according to the present invention.
도 2는 도 1의 A-A 선에 따른 단면도이다.2 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.
도 3은 일반적인 베인형 가변 밸브 타이밍 장치의 측 단면도이다.3 is a side cross-sectional view of a general vane variable valve timing apparatus.
도 4는 종래 기술에 따른 베인형 가변 밸브 타이밍 장치의 베인부의 단면도이다.4 is a cross-sectional view of the vane of the vane-type variable valve timing apparatus according to the prior art.
이를 실현하기 위하여 본 발명에 따른 가변 밸브 타이밍 장치는 캠 샤프트의 끝단부 외주면에 베인이 구성된 로터가 결합되고, 상기 로터의 베인 외측으로는 베인 하우징이 캠 샤프트 스프로켓과 결합되며, 상기 캠 샤프트 내부에는 전자제어유닛에 의해 작동되는 전자제어밸브로부터 유압을 가변하여 공급받는 리타드(Retard)측 유로와 어드벤스(Advance)측 유로가 각각 축방향으로 형성되며, 상기 유로는 상기 로터의 베인과 베인 하우징의 스톱부재 사이에 형성되는 리타드 챔버와 어드벤스 챔버에 각각 리타드 오일 공급 통로와 어드벤스 오일 공급 통로를 통하여 연결되어 이루어지는 베인형 가변 밸브 타이밍 장치에 있어서,In order to realize this, in the variable valve timing apparatus according to the present invention, a rotor having a vane is coupled to an outer circumferential surface of a cam shaft, and a vane housing is coupled to a cam shaft sprocket outside the vane of the rotor. Retard side flow path and Advance side flow path which are supplied by varying the hydraulic pressure from the electronic control valve operated by the electronic control unit are formed in the axial direction, respectively, and the flow path is the vane and vane housing of the rotor. In the vane-type variable valve timing device, which is connected to the retard chamber and the advance chamber formed between the stop members, respectively, via the retard oil supply passage and the advance oil supply passage,
상기 리타드 및 어드벤스 오일 공급 통로는 상기 베인의 작동방향으로 유압을 공급하도록 상기 베인 하우징의 스톱부재 내부에서 양측방으로 형성되어 이루어지며,The retard and advanced oil supply passages are formed in both sides in the stop member of the vane housing so as to supply hydraulic pressure in the vane operating direction.
상기 베인은 유압 작동면을 넓게 하도록 양 측면을 기어 성형부로 가공하고, 유압 작동 중심점과 회전 중심점과의 거리를 길게 하도록 상기 회전 중심점으로부터 멀어질수록 베인의 폭이 넓게 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.The vane is characterized in that both sides of the vane is processed into a gear shaping part to widen the hydraulic actuation surface, and the vane becomes wider as it is farther from the rotation center point to lengthen the distance between the hydraulic actuation center point and the rotation center point.
이하 본 발명의 바람직한 구성 및 작용을 첨부한 도면에 의거하여 보다 상세히 설명한다.BEST MODE Hereinafter, preferred configurations and operations of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 일반적인 베인형 가변 밸브 타이밍 장치의 측 단면도로서, 본 발명에 따른 가변 밸브 타이밍 장치는 캠 샤프트(1)의 끝단부 외주면에 베인(23)이 구성된 로터(3)가 결합되며, 상기 로터(3)의 베인(23) 외측으로는 베인 하우징(5)이 캠 샤프트 스프로켓(7)과 결합된다.3 is a side cross-sectional view of a general vane type variable valve timing device, in which the variable valve timing device according to the present invention is coupled to a rotor 3 having a vane 23 formed on an outer circumferential surface of the end of the cam shaft 1, wherein the rotor 3 is coupled to the rotor 3. Outside the vanes 23 of (3), the vane housing 5 is engaged with the camshaft sprocket 7.
그리고 상기 캠 샤프트(1) 내부에는 리타드(Retard)측 유로(9)와 어드벤스(Advance)측 유로(11)가 각각 축방향으로 형성되며, 상기 유로(9,11)는 일측으로 상기 캠 샤프트(1) 상의 일측 외주면상에 장착되는 리타드측 오일캡(13)과 어드벤스측 오일캡(15)으로 각각 연결되며, 상기 오일캡(13,15) 외측으로 연결되는관로(17,17')상에 장착되어 전자제어유닛(21)으로부터 신호를 인가받아 작동하는 전자제어밸브(19,19')에 의해 각각 오일을 공급받도록 이루어진다.In addition, a retard side flow path 9 and an advance side flow path 11 are respectively formed in the cam shaft 1 in the axial direction, and the flow paths 9 and 11 are formed at one side of the cam shaft. (1) connected to the retard side oil cap 13 and the advance side oil cap 15 respectively mounted on one side outer circumferential surface, and on the pipe lines 17 and 17 'connected to the outside of the oil caps 13 and 15, respectively. It is made to be supplied with oil by the electronic control valve (19, 19 ') which is mounted on and operated by receiving a signal from the electronic control unit (21).
상기 로터(3)와 베인 하우징(5) 사이에는, 도 1에서 도시한 바와 같이, 리타드 챔버(27)와 어드벤스 챔버(29)가 상기 로터(3)에 구성되는 베인(23)과 상기 베인 하우징(5)에 구성되는 스톱부재(25) 사이에 형성되고, 상기 리타드 챔버(27)는 상기 리타드측 유로(9)와 리타드 오일 공급 통로(41)를 통하여 연결되며, 상기 어드벤스 챔버(29)는 상기 어드벤스측 유로(11)와 어드벤스 오일 공급 통로(43)를 통하여 연결되어 이루어진다.Between the rotor 3 and the vane housing 5, as shown in FIG. 1, the vane 23 and the vane of which the retard chamber 27 and the advance chamber 29 are formed in the rotor 3 are provided. The retard chamber 27 is connected between the retard chamber 27 and the retard oil supply passage 41, and is formed between the stop members 25 configured in the housing 5. 29 is connected through the advance side flow path 11 and the advance oil supply passage 43.
이때 상기 리타드 및 어드벤스 오일 공급 통로(41,43)는 상기 베인(23)의 작동방향으로 유압을 공급하도록 상기 베인 하우징(5)의 스톱부재(25) 내부에서 양측방으로 형성되어 이루어진다.In this case, the retard and advanced oil supply passages 41 and 43 are formed in both sides of the stop member 25 of the vane housing 5 to supply hydraulic pressure in the operating direction of the vane 23.
그리고 상기 베인(23)은 유압 작동면을 넓게 하도록 양 측면을 기어 성형부(45)로 가공하고, 도 2에서 도시한 바와 같이, 유압 작동 중심점(P)과 회전 중심점(S)과의 거리를 길게 하도록 상기 회전 중심점(S)으로부터 멀어질수록 베인(23)의 폭이 넓게 형성되어 이루어진다.And the vane 23 is processed on both sides of the gear forming part 45 to widen the hydraulic operating surface, as shown in Figure 2, the distance between the hydraulic operating center point (P) and the rotation center point (S) The width of the vanes 23 is formed to be wider from the rotation center point S so as to lengthen.
또한, 상기 리타드 오일 공급 통로(41)와 상기 어드벤스 오일 공급 통로(43)는 상기 캠 샤프트(1)와 로터(3) 및 베인 하우징(5) 내부에서 축방향으로 상호 위상을 달리하여 형성되며, 상기 리타드 오일 공급 통로(41)와 상기 어드벤스 오일 공급 통로(43)가 형성되는 로터(3)와 베인 하우징(5)의 스톱부재(25) 사이에는 상기 로터(3)의 외주면에 요입부로 이루어지는 보조 오일챔버(47)가 각각 형성되어이루어진다.In addition, the retard oil supply passage 41 and the advanced oil supply passage 43 are formed by different phases in the axial direction in the cam shaft 1, the rotor 3, and the vane housing 5. Between the rotor 3 and the stop member 25 of the vane housing 5, in which the retard oil supply passage 41 and the advanced oil supply passage 43 are formed, a recess is formed on the outer circumferential surface of the rotor 3. Auxiliary oil chambers 47 are formed, respectively.
따라서 상기한 바와 같은 가변 밸브 타이밍 장치는 엔진 조건에 따라 상기 전자제어밸브(19,19')가 전자제어유닛(21)으로부터 신호를 인가받아 상기 리타드측 유로(9)와 어드벤스측 유로(11)를 통하여 상기 리타드 챔버(27)와 어드벤스 챔버(29)에 가변하여 유압을 공급하게 되고, 이에 따라 캠 샤프트 스프로켓(7)은 상기 로터(3)의 베인(23)과 베인 하우징(5)의 스톱부재(25)가 유압에 의해 작동에 의해 캠 샤프트(1)를 기준으로 회전력이 촉진되어 캠 샤프트(1)의 위상각을 변환시키게 되는데, 이때 상기 리타드 챔버(27)와 어드벤스 챔버(29)에 공급되는 유압은 상기 리타드 및 어드벤스 오일 공급 통로(41,43)를 통하여 상기 베인(23)의 작동방향으로 직접 베인(23)의 유압 작동면인 기어 성형부(45)에 가변하여 공급된다.Therefore, in the variable valve timing apparatus as described above, the electronic control valves 19 and 19 'receive signals from the electronic control unit 21 according to engine conditions, so that the retard side flow path 9 and the advanced side flow path 11 are provided. The hydraulic pressure is supplied to the retard chamber 27 and the advance chamber 29 by varying through the cam shaft sprocket 7, and thus the cam shaft sprocket 7 of the vane 23 and the vane housing 5 of the rotor 3 are supplied. When the stop member 25 is operated by hydraulic pressure, the rotational force is promoted based on the camshaft 1 to convert the phase angle of the camshaft 1, wherein the retard chamber 27 and the advance chamber 29 ) Is supplied to the gear forming part 45 which is the hydraulic operation surface of the vane 23 directly in the operating direction of the vanes 23 through the retard and advanced oil supply passages 41 and 43. do.
또한, 상기 베인(23)에 작용하는 유압에 의해 베인(23)에 미치는 힘(F)은 베인의 측면 유압 작동 면적과 유압의 곱으로 나타나며, 상기 베인(23)을 회전시키는 토크(Torque)는 상기 유압 작동 중심점(P)과 회전 중심점(S)과의 거리(R)와 상기 힘(F)의 곱으로 나타난다면, 종래에 비하여 상기 베인(23)은 양 측면에 기어 성형부(45)를 형성하여 그 유압 작동면이 넓어지게 되며, 또한, 베인(23)의 폭이 외측으로 넓어져 상기 유압 작동 중심점(P)과 회전 중심점(S)과의 거리(R)가 더 길어지게 됨으로, 상기 베인(23)을 회전시키는 토크(Torque)는 더 증가하게 된다.In addition, the force (F) applied to the vane 23 by the hydraulic pressure acting on the vane 23 is expressed as the product of the hydraulic pressure of the side surface of the vane and the hydraulic pressure, the torque (Torque) for rotating the vane 23 is When the distance R between the hydraulic actuation center point P and the rotation center point S is multiplied by the force F, the vanes 23 have gear forming parts 45 on both sides as compared with the related art. The hydraulic actuating surface becomes wider, and the width of the vanes 23 is widened outward so that the distance R between the hydraulic actuation center point P and the rotation center point S becomes longer. Torque for rotating the vane 23 is further increased.
따라서 상기 증가되는 토크는 상기 캠 샤프트(1)에 대한 캠 샤프트 스프로켓(7)의 회전력을 촉진시켜 더욱 신속하게 위상각 변화를 이루게 함으로서 밸브 타이밍의 리스폰스(Response) 시간을 감소시키는 작동을 이루게 되는 것이다.The increased torque thus facilitates the rotational force of the camshaft sprocket 7 relative to the camshaft 1 to achieve a faster phase angle change, thereby reducing the response time of the valve timing. .
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 베인형 가변 밸브 타이밍 장치는 유압의 작동방향을 베인의 작동방향과 일치시키고, 유압 작동면을 넓게 재구성하여 면압력을 증가시킴으로써 상기 캠 샤프트에 대한 캠 샤프트 스프로켓의 회전력을 촉진시켜 신속하게 위상각 변화를 이루게 함으로서 밸브 타이밍의 리스폰스(Response) 시간을 감소시키고, 이에 따라 차량이 최적의 운전 조건으로 작동될 수 있도록 하는 효과를 갖는다.As described above, the vane-type variable valve timing apparatus according to the present invention has the rotational force of the cam shaft sprocket with respect to the cam shaft by increasing the surface pressure by matching the operating direction of the hydraulic pressure with the operating direction of the vane, and wide reconfiguring the hydraulic operating surface. It is possible to reduce the response time of the valve timing by facilitating a rapid phase angle change, thereby having the effect of allowing the vehicle to be operated under optimum driving conditions.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E601 | Decision to refuse application |