KR20030046699A - 연속 가변 밸브 타이밍 장치의 오일 회로 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 CVVT 제어를 위한 오일 홈 구조를 단순화로 가공비용 절감과 CVVT 오일 압력 제어를 위한 실링(Sealing) 면적을 확보할 수 있는 연속 가변 밸브 타이밍 장치의 오일 회로에 관한 것이다. 본 발명은 차량에 장착되는 연속 가변 밸브 타이밍 장치의 오일 회로에 있어서, 상기 연속 가변 밸브 타이밍 장치와 진각 유로 및 지각 유로를 형성하며, 상기 연속 가변 밸브 타이밍 장치의 구동에 따라 진각 및 지각되는 캠축과; 상기 캠축의 저널 원주방향으로 형성되는 진각 오일 홈과; 상기 진각 오일 홈이 형성된 면에 설정된 간격을 갖고 원주방향으로 형성되는 지각 오일 홈과; 상기 캠축의 저널 내측에 형성되며, 상기 진각 오일 홈을 통해 상기 연속 가변 밸브 타이밍 장치의 진각 유로를 형성하는 진각 오일 홀과; 상기 진각 오일 홀이 형성된 저널 내측에 설정된 간격을 갖고 형성되어 상기 지각 오일 홈을 통해 상기 연속 가변 밸브 타이밍 장치의 지각 유로를 형성하는 지각 오일 홀을 포함하여 구성한다.

Description

연속 가변 밸브 타이밍 장치의 오일 회로{OIL CIRCUIT OF CONTINUOUSLY VARIABLE VALVE TIMING APPARATUS}
본 발명은 차량에 관한 것으로서, 특히 연속 가변 밸브 타이밍 장치의 오일 회로에 관한 것이다.
통상적으로, 차량의 엔진 효율을 높이려면 차량의 주행조건에 따라 엔진의 고속시와 저속시에 각각 밸브개폐시기를 달리할 필요가 있게된다.
특히, 흡기 밸브 개변시기는 충진효율에 지대한 영향을 주는 인자로서, 흡기 밸브를 일찍 열어 주면 밸브 오버랩 기간이 길어져 고속에서는 흡, 배기 관성유동을 충분히 이용할 수 있으므로 체적효율이 증가하지만, 저속에서는 잔류 가스량의 증가로 오히려 체적효율이 떨어지고 HC(탄화수소)의 배출량이 증가하게 된다.
이와 같은 문제점들을 해소하기 위해서 흡, 배기밸브의 개폐시기를 가변시키는 장치가 개발되어 적용되고 있다.
흡, 배기밸브의 개폐시기를 가변시키기 위한 방식으로 종래에는 도 1에 도시된 바와 같이 연속 가변 밸브 타이밍(CVVT ; Continuously Variable Valve Timing)장치를 사용하였다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 종래 기술에 따른 연속 가변 밸브 타이밍 장치는 밸브 타이밍 제어부(10), 오일 제어 구동부(20), 캠축(30), 베인 하우징(40)을 포함하여 구성한다.
오일 제어 구동부(20)는 하우징에 형성되는 진각홀(21)과 지각홀(22)을 가지며, 밸브 타이밍 제어부(10)로부터 공급되는 밸브 타이밍 가변 제어신호의 입력에 따라 해당되는 진각 유로 및 지각 유로를 형성하도록 진각홀(21)과 지각홀(22)을 통해 공급 및 배출되는 오일의 흐름을 변환시키는 솔레노이드 밸브(Solenoid Valve)를 사용한다.
오일 제어 구동부(20)의 구동에 따라 진각 유로 및 지각 유로가 형성되는 것은 샤프트(26)의 움직임에 의해 이루어진다.
오일 제어 구동부(20)는 오일 펌프(50)로부터 공급되는 오일이 오일 필터(52)를 통해 여과된 후 유입되는 공급홀(23)과, 도 1에 도시된 바와 같이 공급홀(23)을 기준으로 양측에 진각홀(21) 및 지각홀(22)을 통해 순환된 오일이 오일 저장부(54)로 리턴 되도록 각각의 배출홀(24, 25)을 더 구비하여 구성한다.
캠축(30)은 실린더 헤드(210)에 장착된 상태에서 실린더 헤드(210)에 형성되는 오일 홈(진각 통로 및 지각 통로)(212)에 각각 연결되는 진각 오일 홀(31)과 지각 오일 홀(32)을 갖는다.
베인 하우징(40)은 캠축(30)의 진각 오일 홀(31)과 지각 오일 홀(32)에 각각 연결되는 진각실(41)(Advance Chamber) 및 지각실(42)(Retard Chamber)을 형성한다.
상기와 같은 구성의 연속 가변 밸브 타이밍 장치는 베인(Vane) 좌우의 챔버(Chamber)에 공급된 오일에 의해 형성된 압력으로 캠축(30) 구동저항을 이겨 베인과 베인 하우징(40)의 상대운동을 일으키며, 이러한 운동을 조절하여 엔진 운전조건에 따른 최적의 밸브 타이밍을 맞춰주게 된다.
그러나, 종래 기술에서는 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이 실린더 헤드(210) 및 캠 캡(220)(Cylinder Head & Cam Cap)측에 각각 오일 홈(212, 222)을 형성함으로써 실린더 헤드(210)에 오일 홈(212) 형성을 위한 가공 공정이 추가될 뿐 아니라 캠 캡(220)에도 별도의 오일 홈(222) 가공 공정이 추가된다.
이로 인해 실린더 헤드(210)와 캠 캡(220) 각각에 오일 홈(212, 222) 형성을 위한 가공비 상승, 가공 공정 증대 및 사이클 타임(Cycle Time)의 증가를 가져오게 된다.
예를 들면, 실린더 헤드(210)와 캠 캡(220)에 각각의 오일 홈(212, 222)을 형성하기 위한 가공을 위해서는 가공 장소(Station) 추가 및 가공 장비(Tooling)비용이 추가로 소요된다.
또한, 실린더 헤드(210)와 캠 캡(220)의 결합시 불일치(Mismatching)로 인해 CVVT 제어를 위한 오일 홈(212, 222) 및 실링(Sealing)면 확보가 곤란하게 되어 CVVT 제어가 정확하게 이루어지지 못하는 경우가 발생한다.
즉, 실린더 헤드(210)와 캠 캡(220)의 오일 홈(212, 222)이 별도 가공되어 조립됨으로써 부품간의 가공 공차 및 조립 공차 등으로 실제 필요한 오일 홈 단면과 실링면 확보가 곤란하였다.
도 5에 도시된 바와 같이 실린더 헤드(210)와 캠 캡(220)의 별도 가공으로 인한 가공 공차와 캠 캡(220) 장착시 실린더 헤드(210)의 오일 홈(212)과 캠 캡(220)의 오일 홈(222)은 불일치 되어 CVVT 공급을 위한 오일 홈 단면부족('a')과실링면('b') 부족으로 인한 오일 압력이 저하되어 CVVT 응답(Response)이 늦어지는 문제가 발생한다.
또한, 실린더 헤드(210) 및 캠 캡(220)의 오일 홈(212, 222) 가공으로 캠축(Cam Shaft) 가공이 곤란하게 된다.
그 이유는 CVVT 오일 공급을 위해 실린더 헤드(210) 및 캠 캡(220)의 오일 홈(212, 222)에 대응되도록 캠축의 진각 오일 홀(31)과 지각 오일 홀(32)을 별도로 가공해야 하기 때문이다.
또한, 실린더 헤드(210)에 오일 홈(212)을 설치함으로써 캠축의 저널(Journal) 직경이 불가피하게 축소되며, CVVT 공급을 위한 진각 오일 홀(31)과 지각 오일 홀(32) 가공이 도 6에 도시된 바와 같이 경사지게 가공됨으로써 오일 홀 가공 공정 및 가공 정도 관리가 곤란한 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 CVVT 제어를 위한 오일 홈 구조를 단순화로 가공비용 절감과 CVVT 오일 압력 제어를 위한 실링 면적을 확보할 수 있는 연속 가변 밸브 타이밍 장치의 오일 회로를 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 차량에 장착되는 연속 가변 밸브 타이밍 장치의 오일 회로에 있어서, 상기 연속 가변 밸브 타이밍 장치와 진각 유로 및 지각 유로를 형성하며, 상기 연속 가변 밸브 타이밍 장치의 구동에 따라 진각 및 지각되는 캠축과; 상기 캠축의 저널 원주방향으로 형성되는 진각 오일 홈과; 상기 진각 오일 홈이 형성된 면에 설정된 간격을 갖고 원주방향으로 형성되는지각 오일 홈과; 상기 캠축의 저널 내측에 형성되며, 상기 진각 오일 홈을 통해 상기 연속 가변 밸브 타이밍 장치의 진각 유로를 형성하는 진각 오일 홀과; 상기 진각 오일 홀이 형성된 저널 내측에 설정된 간격을 갖고 형성되어 상기 지각 오일 홈을 통해 상기 연속 가변 밸브 타이밍 장치의 지각 유로를 형성하는 지각 오일 홀을 포함하여 구성하는 것을 특징으로 한다.
도 1은 종래 기술에 따른 차량의 연속 가변 밸브 타이밍 장치의 구성을 도시한 도면.
도 2는 종래 기술에 따른 실린더 헤드와 캠 캡의 결합관계를 도시한 도면.
도 3은 실린더 헤드에 형성되는 오일 홈의 형상을 도시한 도면.
도 4는 캠 캡에 형성되는 오일 홈의 형상을 도시한 도면.
도 5는 실린더 헤드와 캠 캡에 각각 형성되는 오일 홈의 불일치 상태를 도시한 도면.
도 6은 캠축에 가공되는 진각 오일 홀과 지각 오일 홀이 경사지게 가공된 상태를 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 캠축의 저널에 형성되는 오일 회로를 도시한 도면.
도 8은 캠 캡의 형상을 도시한 도면.
도 9는 실린더 헤드와 캠축의 결합에 따라 형성되는 오일 홈과 실링면을 도시한 도면.
도 10은 캠축에 가공되는 진각 오일 홀과 지각 오일 홀이 직선으로 가공된상태를 도시한 도면.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명 및 첨부 도면과 같은 많은 특정 상세들이 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있으나, 이들 특정 상세들은 본 발명의 설명을 위해 예시한 것으로 본 발명이 그들에 한정됨을 의미하는 것은 아니다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 7 내지 도 10을 참조하여 본 발명의 실시예에 따라 차량에 장착되는 연속 가변 밸브 타이밍 장치의 오일 회로 구성을 설명한다.
본 발명의 실시예는 연속 가변 밸브 타이밍 장치와 진각 유로 및 지각 유로를 형성하며, 연속 가변 밸브 타이밍 장치의 구동에 따라 진각 및 지각되는 캠축(710)의 저널(720)에 진각 오일 홈(712), 지각 오일 홈(714), 진각 오일 홀(716), 지각 오일 홀(718)을 형성한 것이다.
도 7을 참조하면, 진각 오일 홈(712)은 캠축(710)의 저널(720) 원주방향으로 형성된다.
지각 오일 홈(714)은 진각 오일 홈(712)이 형성된 면에 설정된 간격을 갖고 원주방향으로 형성된다.
진각 오일 홀(716)은 도 10에 도시된 바와 같이 캠축(710)의 저널(720) 내측에 형성되며, 진각 오일 홈(712)을 통해 연속 가변 밸브 타이밍 장치의 진각 유로를 형성한다.
진각 오일 홀(716)은 상기 캠축(710)의 축방향으로 수평하게 형성한다.
지각 오일 홀(718)은 도 10에 도시된 바와 같이 진각 오일 홀(716)이 형성된 저널(720) 내측에 설정된 간격을 갖고 형성되며, 지각 오일 홈(714)을 통해 연속 가변 밸브 타이밍 장치의 지각 유로를 형성한다.
지각 오일 홀(718)은 상기 진각 오일 홀(716)과 평행하게 형성한다.
상기와 같은 구성으로 본 발명의 실시예는 CVVT 제어를 위한 오일 홈 구조를 단순화하여 CVVT 오일 회로(Oil Circuit)를 형성하는 가공비용을 절감하고, CVVT 오일 압력 제어를 위한 실링(Sealing) 면적을 충분히 확보할 수 있다.
예를 들어, CVVT 오일 공급을 위한 오일 홈이 도 7과 도 8에 도시된 바와 같이 실린더 헤드(700) 및 캠 캡에 형성되지 않으며, 단지 캠축(710)의 저널(720)에 진각 오일 홈(712)과 지각 오일 홈(714)이 형성 되어있다.
따라서, 실린더 헤드(700)측 가공이나 캠 캡 가공이 필요 없으며, 캠축(710)의 저널(720)에 진각 오일 홈(712)과 지각 오일 홈(714)을 추가한다.
결국, 본 발명의 실시예는 CVVT 오일 공급을 위한 오일 홈 형성에 있어서, 실린더 헤드 및 캠 캡에 형성되었던 오일 홈에 관련된 생산라인 가공 공정 추가 등이 필요 없기 때문에 가공 공정 단순화와 가공비용 절감을 도모할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예는 단지 캠축(710)의 저널(720)에 진각 오일 홈(712)과 지각 오일 홈(714)이 형성되어 있기 때문에 부품 조립에 의한 어긋남 등으로 오일 홈 폭 및 실링면 확보가 용이하여 CVVT 제어를 정확히 할 수 있다.
즉, 캠축(710)의 저널(720)에 진각 오일 홈(712)과 지각 오일 홈(714)이 형성되어 있기 때문에 오일 홈 단면 부족 및 실링면 부족에 의한 오일 리크(Oil Leak)로 오일 압력이 저하되는 현상이 없으므로 정확한 CVVT 제어가 가능하다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 실시예는 종래 기술에서 오일 홈의 형성에 따른 가공 공차와 불일치 현상을 방지할 수 있어, 캠축(710)과 실린더 헤드(700)의 조합에 따른 오일 홈 단면('a')과 실링면('b')을 충분히 확보할 수 있다.
이러한 이유로, 본 발명의 실시예는 종래 기술에서 연속 가변 밸브 타이밍 장치의 구동시 캠축의 진각 유로 및 지각 유로에서 발생되었던 오일 압력이 저하되는 현상을 방지하여 CVVT 응답(Response) 성능을 향상시킬 수 있다.
한편, 캠축(710)의 저널(720)에 진각 오일 홀(716) 및 지각 오일 홀(718)을 가공함에 있어서도 저널(Journal)부 직경 확보로 CVVT 공급을 위한 오일 홀 가공도 도 10에 도시된 바와 같이 직선(수평)으로 형성할 수 있다.
따라서, 진각 오일 홀(716) 및 지각 오일 홀(718) 가공을 위한 공정도 단순화 할 수 있을 뿐 아니라 진각 오일 홀(716) 및 지각 오일 홀(718) 위치 등에 대한 가공 정도를 높일 수 있어 CVVT 작동을 용이하게 할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 연속 가변 밸브 타이밍 장치의 오일 회로는 실린더 헤드 및 캠 캡에 형성되는 진각 유로 및 지각 유로의 가공 공정을 삭제하고, 캠축의 저널에 진각 유로 및 지각 유로를 형성하여 가공 공정을 단순화시키며, CVVT 제어성능 향상으로 엔진 및 차량 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 차량에 장착되는 연속 가변 밸브 타이밍 장치의 오일 회로에 있어서,
    상기 연속 가변 밸브 타이밍 장치와 진각 유로 및 지각 유로를 형성하며, 상기 연속 가변 밸브 타이밍 장치의 구동에 따라 진각 및 지각되는 캠축과;
    상기 캠축의 저널 원주방향으로 형성되는 진각 오일 홈과;
    상기 진각 오일 홈이 형성된 면에 설정된 간격을 갖고 원주방향으로 형성되는 지각 오일 홈과;
    상기 캠축의 저널 내측에 형성되며, 상기 진각 오일 홈을 통해 상기 연속 가변 밸브 타이밍 장치의 진각 유로를 형성하는 진각 오일 홀과;
    상기 진각 오일 홀이 형성된 저널 내측에 설정된 간격을 갖고 형성되어 상기 지각 오일 홈을 통해 상기 연속 가변 밸브 타이밍 장치의 지각 유로를 형성하는 지각 오일 홀을 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 연속 가변 밸브 타이밍 장치의 오일 회로.
  2. 제1항에 있어서, 상기 진각 오일 홀은 상기 캠축의 축방향으로 수평하게 형성하는 것을 특징으로 하는 연속 가변 밸브 타이밍 장치의 오일 회로.
  3. 제2항에 있어서, 상기 지각 오일 홀은 상기 진각 오일 홀과 평행하게 형성하는 것을 특징으로 하는 연속 가변 밸브 타이밍 장치의 오일 회로.
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