KR20030048167A - Oil pump - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 오일 펌프에 관한 것으로, 보다 상세하게는 엔진의 회전수에 의한 운전영역에 따라서 오일펌프의 펌핑량이 조절되도록 하는 오일 펌프에 관한 것이다.The present invention relates to an oil pump, and more particularly to an oil pump to adjust the pumping amount of the oil pump in accordance with the operating area by the engine speed.
일반적으로 자동차의 엔진에는 운동마찰부분에 마찰을 감소시키고 원활한 작동을 도모하기 위해 엔진오일을 주입하고 있는데, 엔진오일의 주입방식에 따라 비산식과 압송식 및 압송 비산식 등으로 구분되고, 자동차에는 주로 압송식이 많이 사용되고 있다.In general, the engine of the engine is injected with engine oil to reduce friction and promote smooth operation of the engine. The engine oil is divided into scattering, pumping and pumping scattering according to the injection method of the engine oil. A lot of pressure feeding is used.
상기와 같은 압송식 윤활장치는 오일팬과, 오일펌프, 오일여과기, 유압조정기 및 유압표시장치 등으로 구성되어, 오일팬에 저장되어 있는 오일을 오일펌프로 펌핑하여 압력을 발생시켜 예정된 통로를 따라 압송시킴으로서 엔진의 각 부위를 윤활시키게 되어 있는 바, 원활한 윤활 작용을 위해서는 오일의 양이 적당해야 할 뿐만 아니라 엔진의 윤활부분 전체에 엔진오일이 충분히 공급되도록 적절한 유압상태가 유지되어야 한다.The pressurized lubrication device is composed of an oil pan, an oil pump, an oil filter, an oil pressure regulator and an oil pressure display device, and pumps oil stored in the oil pan with an oil pump to generate pressure along a predetermined passage. By lubricating each part of the engine by lubrication, the proper amount of oil must be adequate for smooth lubrication, and the proper hydraulic pressure must be maintained so that the engine oil is supplied to the entire lubrication part of the engine.
따라서 압송식 윤활장치에서는 오일펌프에 의해 펌핑된 압유의 압력을 적절하게 조절하기 위해 유압조절기가 구비되어 있고, 또 압유의 적정압력을 운전자가용이하게 인지할 수 있도록 유압계나 경고등이 계기판에 설치되어 있다.Therefore, the pressure type lubrication device is equipped with a hydraulic regulator to properly adjust the pressure of the oil pumped by the oil pump, and a hydraulic gauge or a warning light is installed on the instrument panel so that the driver can easily recognize the proper pressure of the oil. have.
그리고 상기한 종래의 오일펌프는 오일이 저장되는 오일팬으로부터 오일을 펌핑해서 공급하기 위해 실린더블록의 하부 일측면에 장착되는데, 이 오일펌프는 도 7과 도 8에 도시되는 바와 같다. 도 7은 종래 오일펌프의 측단면도이고, 도 8은 도 종래 오일 펌프의 정면도이다.In addition, the conventional oil pump is mounted on the lower side of the cylinder block to supply oil by pumping oil from the oil pan in which the oil is stored, which is shown in FIGS. 7 and 8. 7 is a side cross-sectional view of a conventional oil pump, and FIG. 8 is a front view of the conventional oil pump.
도면에서와 같이 상기한 오일펌프(10)의 오일 펌프 하우징(11) 일측면에는 엔진의 크랭크 축(20)의 일단이 축결합되기 위한 축공(12)이 형성되고, 그 일측에는 오일 펌프가 수용되기 위한 공간(13)이 형성되어 있다. 그리고 상기 오일 펌프 하우징(11)에 형성된 공간(13)에는 내접 기어(14)와 외접 기어(15)가 수용되고, 상기 내접 기어(14)는 상기한 크랭크 축(20)에 축결합되어 있다.As shown in the drawing, one side of the oil pump housing 11 of the oil pump 10 is formed with a shaft hole 12 to which one end of the crank shaft 20 of the engine is axially coupled, and one side of the oil pump is accommodated. The space 13 to be formed is formed. The internal gear 14 and the external gear 15 are accommodated in the space 13 formed in the oil pump housing 11, and the internal gear 14 is axially coupled to the crank shaft 20.
특히, 상기한 내접 기어(14)와 외접 기어(15)는 서로 편심된 채로 형성되므로서, 상기 내접 기어(14)의 외주연과 외접 기어(15)의 내주연 사이에 틈이 형성되고, 상기 내접 기어(14)와 외접 기어(15)가 맞물려 회전되므로서 상기한 틈에 유입되는 오일이 가압되어 오일 펌프 하우징(11)에 형성된 유로(16)를 통해 엔진에서 요구하는 오일량이 펌핑되는 것이다. 이 때 오일 펌프(10)의 오일 펌핑량선도는 도 9와 같이 직선형상을 이루게 된다.In particular, since the internal gear 14 and the external gear 15 are formed to be eccentric with each other, a gap is formed between the outer circumference of the internal gear 14 and the inner circumference of the external gear 15. As the internal gear 14 and the external gear 15 rotate in engagement with each other, the oil flowing into the gap is pressurized and the amount of oil required by the engine is pumped through the flow path 16 formed in the oil pump housing 11. At this time, the oil pumping amount diagram of the oil pump 10 has a linear shape as shown in FIG. 9.
즉, 상기와 같이 구성되는 오일 펌프는 엔진 회전수에 비례해서 오일펌프에서 펌핑되는 오일량이 결정되기 때문에 엔진에서 실제로 요구되는 오일량보다 많은 오일이 공급된다. 따라서 오일 펌프에서 펌핑된 후 잉여되는 오일은 오일 팬으로 귀환되므로서, 불필요한 동력 소모를 일으키게 되고, 오일 펌프의 고회전에 따른소음도 증가하게 되는 문제점이 있었다.That is, the oil pump configured as described above is supplied with more oil than the amount of oil actually required in the engine because the amount of oil pumped from the oil pump is determined in proportion to the engine speed. Therefore, the excess oil pumped from the oil pump is returned to the oil pan, causing unnecessary power consumption, there is a problem that the noise due to the high rotation of the oil pump also increases.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 보다 상세하게는 엔진의 회전수에 의한 운전영역에 따라서 오일펌프의 펌핑량이 조절되도록 하는 오일 펌프를 제공하는 데 목적이 있다.Therefore, the present invention has been made to solve the above problems, and more specifically, an object of the present invention is to provide an oil pump to adjust the pumping amount of the oil pump according to the operating area by the rotational speed of the engine.
본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로서,The present invention as a means for achieving the above object,
크랭크 축의 일단에 내접 기어가 축지되고, 내접기어의 외주연에 외접기어가 결합되는 오일 펌프에 있어서,In an oil pump in which an internal gear is supported at one end of the crank shaft, and the external gear is coupled to the outer circumference of the internal gear,
상기한 내접 기어의 기어부에 형성되는 작동공간과;An operating space formed in the gear portion of the internal gear;
상기한 작동공간의 내부에 수용되어지되, 내측단이 경사지게 형성되는 고속용 작동편과;A high speed operation piece accommodated inside the operation space, the inner end of which is inclined;
상기 고속용 작동편과 같이 내측단이 경사지게 형성되어지되, 상기 고속용 작동편보다는 작게 형성되며, 상기 작동공간에 고속용 작동편과 나란히 수용되는 중속용 작동편과;An intermediate end working piece which is formed to be inclined at an inner end like the high speed working piece, and is smaller than the high speed working piece, and is accommodated in the working space in parallel with the high speed working piece;
상기한 작동공간의 일측으로 형성되는 오일 챔버와;An oil chamber formed at one side of the operation space;
엔진이 중속으로 운전될 때에 상기한 오일 챔버에 걸리는 오일의 압력에 의해서 상기한 중속용 작동편이 외측으로 밀리도록 일측단에 경사면이 형성되는 1차 로드와;A primary rod having an inclined surface formed at one end such that the medium speed operation piece is pushed outward by the pressure of the oil applied to the oil chamber when the engine is operated at medium speed;
엔진이 고속으로 회전될 때에 상기한 오일 챔버에 걸리는 오일의 압력에 의해서 상기한 고속용 작동편이 외측으로 밀리도록 상기 1차 로드의 중간부에 돌출형성되는 2차 로드와;A secondary rod protruding from an intermediate portion of the primary rod such that the high speed working piece is pushed outward by the pressure of the oil applied to the oil chamber when the engine is rotated at high speed;
상기한 오일 챔버로 엔진의 회전수와 비례되는 오일압력이 전달될 수 있도록 크랭크 축 및 내접기어에 형성되는 오일 통로;가 형성되는 것을 특징으로 한다.And an oil passage formed in the crank shaft and the internal gear so that oil pressure proportional to the rotational speed of the engine can be transmitted to the oil chamber.
도 1은 본 발명에 의한 오일 펌프의 구성도.1 is a block diagram of an oil pump according to the present invention.
도 2는 도 1의 A-A선 단면도.2 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.
도 3 내지 도 5는 본 발명에 의한 오일 펌프의 작동상태도로서,3 to 5 is an operation state diagram of the oil pump according to the present invention,
도 3은 엔진이 저속으로 운전되는 경우의 도면.3 is a diagram when the engine is operated at a low speed.
도 4는 엔진이 중속으로 운전되는 경우의 도면.4 is a diagram when the engine is driven at medium speed;
도 5는 엔진이 고속으로 운전되는 경우의 도면.5 is a diagram when the engine is driven at a high speed.
도 6은 본 발명에 의해 형성된 오일 펌프의 펌핑량선도를 도시한 그래프.6 is a graph showing a pumping amount diagram of an oil pump formed by the present invention.
도 7 내지 도 8은 종래의 기술을 설명하기 위한 도면.7 to 8 are views for explaining the conventional technology.
도 9는 종래 오일펌프의 펌핑량선도.9 is a pumping amount diagram of a conventional oil pump.
※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명※ Explanation of codes for main parts of drawing
20 : 크랭크 축 21 : 오일 통로20: crankshaft 21: oil passage
30 : 오일 펌프 31 : 내접 기어30: oil pump 31: internal gear
32 : 축공 33 : 기어부32: shaft hole 33: gear unit
34 : 작동공간 35 : 오일 챔버34: working space 35: oil chamber
36 : 오일통로 40 : 중속용 작동편36: oil passage 40: medium speed operation piece
42 : 고속용 작동편 50 : 1차 로드42: high speed operation piece 50: primary rod
51 : 경사면 53 : 제1스프링51: slope 53: first spring
55 : 2차 로드 56 : 제2스프링55: secondary rod 56: second spring
이하, 본 발명의 구성 및 작동에 따른 실시예를 첨부한 도면과 함께 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings an embodiment according to the configuration and operation of the present invention will be described in detail.
도 1은 본 발명에 의한 오일 펌프의 구성도이고, 도 2는 도 1의 A-A선 단면도이며, 도 3 내지 도 5는 본 발명에 의한 오일 펌프의 작동상태도를 도시한 것으로서, 도 3은 엔진이 저속으로 운전되는 경우이고, 도 4는 엔진이 중속으로 운전되는 경우이고, 도 5는 엔진이 고속으로 운전되는 경우이며, 도 6은 본 발명에 의해 형성된 오일 펌프의 펌핑량선도를 도시한 것이다.1 is a configuration diagram of an oil pump according to the present invention, Figure 2 is a cross-sectional view taken along the line AA of Figure 1, Figures 3 to 5 show the operating state of the oil pump according to the present invention, Figure 3 4 is a case where the engine is operated at medium speed, FIG. 5 is a case where the engine is operated at high speed, and FIG. 6 shows a pumping amount diagram of the oil pump formed by the present invention.
도면 중에 표시되는 도면부호 는 본 발명에 의해 형성된 오일 펌프를 지시하는 것으로서, 상기 오일 펌프(30)는 종래와 같이 내접 기어(31)와 외접기어(39)로 형성되면, 내접 기어(31)는 크랭크 축(20)의 일단에 축삽되어진다.Reference numerals shown in the drawings indicate the oil pump formed by the present invention. When the oil pump 30 is formed of the internal gear 31 and the external gear 39 as in the prior art, the internal gear 31 is It is inserted into one end of the crank shaft 20.
상기한 내접 기어(31)의 중심에는 크랭크 축(20)의 일단이 끼워지기 위한 축공(32)이 형성되며, 기어부(33)에는 도면에서와 같이 후설할 작동편이 수용되기 위한 작동공간(34)이 형성된다. 또한, 상기 작동공간(34)의 일측에는 오일의 압력이 제공되도록 하기 위한 오일 챔버(35)가 형성된다. 상기한 오일 챔버(35)로 오일이 공급될 수 있도록 상기 크랭크 축(20) 및 내접기어(31)에는 오일 통로(21,36)가 형성된다.In the center of the internal gear 31 is formed a shaft hole 32 for fitting one end of the crank shaft 20, the gear portion 33, the operating space for accommodating the operation piece to be installed as shown in the drawing 34 ) Is formed. In addition, an oil chamber 35 is formed at one side of the working space 34 to provide a pressure of oil. Oil passages 21 and 36 are formed in the crankshaft 20 and the internal gear 31 so that oil can be supplied to the oil chamber 35.
그리고 상기한 작동공간(34)의 수용되는 작동편은 중속용 작동편(40)과 고속용 작동편(42)으로 구성되는데, 상기 중속용 작동편(40) 및 고속용 작동편(42)의 내측 끝단은 같은 기울기로 경사지게 형성된다. 특히, 상기 고속용 작동편(42)은 중속용 작동편(40) 보다는 길게 형성되는 것이 바람직하며, 중속용 작동편(40)은 상기한 오일 챔버(35)측에 수용되고, 고속용 작동편(42)은 그 상기 중속용 작동편의 일측에 나란하게 수용되어진다.And the operating piece accommodated in the operating space 34 is composed of a medium speed operation piece 40 and a high speed operation piece 42, the medium speed operation piece 40 and the high speed operation piece 42 The inner end is inclined at the same slope. In particular, the high speed operation piece 42 is preferably formed longer than the medium speed operation piece 40, the medium speed operation piece 40 is accommodated in the oil chamber 35 side, the high speed operation piece 42 is housed side by side on the side of the medium speed operation piece.
그리고 엔진이 중속으로 운전될 때에 상기한 오일 챔버(35)에 걸리는 오일의 압력에 의해서 전진되어 상기한 고속용 작동편(42)이 외측으로 밀리도록 일측단에 경사면(51)을 가진 1차 로드(50)가 형성된다. 상기 1차 로드(50)는 오일 챔버(35) 내에 수용된 채로 그 내측면은 제1스프링(53)에 의해 연결되므로서, 상기 오일 챔버(35) 내에 오일 압력이 감소될 경우에 상기 1차 로드(50)가 원위치되도록 형성된다.The primary rod having an inclined surface 51 at one end thereof is advanced by the pressure of the oil applied to the oil chamber 35 when the engine is operated at a medium speed, so that the high speed working piece 42 is pushed outward. 50 is formed. Since the primary rod 50 is accommodated in the oil chamber 35 and its inner side is connected by the first spring 53, the primary rod is reduced when the oil pressure in the oil chamber 35 is reduced. 50 is formed so that it may be returned.
특히, 상기한 1차 로드(50)는 그 내측에 2차 로드(55)의 일단이 수용될 수 있도록 홈(52)이 형성된다. 따라서 상기 2차 로드(55)는 제2스프링(56)에 탄력지지되는 채로 상기 1차 로드(50)의 홈(52)에 그 일단이 수용된다.In particular, the primary rod 50 is formed with a groove 52 so that one end of the secondary rod 55 can be accommodated therein. Accordingly, one end of the secondary rod 55 is received in the groove 52 of the primary rod 50 while being elastically supported by the second spring 56.
이상과 같이 구성되는 본 발명의 작동을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the present invention configured as described above are as follows.
엔진이 운전되면, 크랭크 축(20)의 일단에 형성된 오일 펌프(30)가 작동되는데, 상기 오일 펌프(30)는 엔진이 회전수와 비례하여 그 회전수가 결정되어진다.When the engine is operated, an oil pump 30 formed at one end of the crankshaft 20 is operated. The oil pump 30 has an engine speed determined in proportion to the engine speed.
그런데 본 발명에 의한 오일 펌프(30)의 경우는 비록 오일 펌프의 회전수는 크랭크 축(20)과 동일한 속도로 회전되지만 오일의 펌핑량은 엔진의 운전영역구간에 따라서 단계적으로 변하게 된다.By the way, in the case of the oil pump 30 according to the present invention, although the rotation speed of the oil pump is rotated at the same speed as the crank shaft 20, the pumping amount of the oil is changed step by step according to the operating region of the engine.
즉, 엔진이 저속으로 회전하게 되는 경우에는 도 3과 같이 오일 통로(21,36)를 통해 오일 챔버(35)로 전달되는 오일의 압력이 크지 않기 때문에 상기한 중속용 작동편(40) 및 고속용 작동편(42)은 원래의 위치에 있게 된다. 따라서 종래의 기술에 비해 오일을 펌핑하게 되는 기어부(33)의 면적이 줄어든 상태가 되므로서 오일의 펌핑량이 줄어들게 된다.That is, when the engine rotates at a low speed, since the pressure of the oil transmitted to the oil chamber 35 through the oil passages 21 and 36 is not large, as shown in FIG. Dragon working piece 42 is in the original position. Therefore, compared with the prior art, the area of the gear part 33 that pumps oil is reduced, thereby reducing the amount of pumping oil.
그리고 엔진의 회전이 저속에서 중속으로 되는 경우에는 오일 펌프(30)에 의해 비산된 오일의 압력도 증가하게 된다. 따라서 상기한 오일 통로(21,36)를 통해 오이 챔버(35)로 유입되는 오일의 압력도 증가하게 된다. 이렇게 오일 챔버(35)의 압력이 증가되면, 오일의 압력에 의해서 상기한 1차 로드(50)가 전진된다. 1차 로드(50)가 전진되면 그 일측에 형성된 경사면(51)에 의해서 상기한 중속용 작동편(40)이 외측으로 슬라이딩되면서 밀려나가게 된다. 곧, 상기 중속용 작동편(40)이 밀려나가는 만큼 오일을 펌핑하는 펌핑면적도 증대되어 오일의 펌핑량이 증대된다. 이렇게 어느 정도 가속되면 오일의 압력에 의해 상기 중속용 작동편(40)은 완전히 밀리게 된 상태로 오일을 펌핑하게 된다.In addition, when the rotation of the engine becomes a medium speed at a low speed, the pressure of oil scattered by the oil pump 30 also increases. Therefore, the pressure of the oil flowing into the cucumber chamber 35 through the oil passages 21 and 36 is also increased. When the pressure of the oil chamber 35 is increased in this way, the primary rod 50 is advanced by the pressure of the oil. When the primary rod 50 is advanced, the intermediate speed operation piece 40 is pushed out while sliding to the outside by the inclined surface 51 formed at one side thereof. As soon as the medium speed operation piece 40 is pushed out, the pumping area for pumping oil is also increased, thereby increasing the pumping amount of oil. In this way, the medium speed operation piece 40 is pumped in a state in which the medium speed operation piece 40 is completely pushed by the oil pressure.
마지막으로 엔진이 고속으로 회전하게 되는 경우에는 오일 펌프(30)에 의해 비산되는 오일의 압력도 고압력으로 증대된다. 따라서 오일 통로(21,36)를 통해 오일 챔버(35)로 유입되는 오일의 압력도 고압이 된다. 이렇게 오일 챔버(35)의 압력이 고압으로 되면, 그 압력에 의해서 상기한 2차 로드(55)가 전진된다. 상기와 같이 2차 로드(55)가 전진되면 상기 2차 로드(55)의 끝단이 고속용 작동편(42)의 내측 끝단을 밀어 외측으로 밀게 된다. 곧, 상기 고속용 작동편(40)이 밀려나가는 만큼 오일을 펌핑하게 되는 펌핑면적이 증대되어 오일의 펌핑량이 증대된다.Finally, when the engine rotates at a high speed, the pressure of oil scattered by the oil pump 30 is also increased to a high pressure. Therefore, the pressure of the oil flowing into the oil chamber 35 through the oil passages 21 and 36 also becomes high pressure. When the pressure in the oil chamber 35 becomes high in this manner, the secondary rod 55 is advanced by the pressure. When the secondary rod 55 is advanced as described above, the end of the secondary rod 55 is pushed to the outside by pushing the inner end of the high speed operation piece 42. In other words, the pumping area for pumping oil increases as the high speed operation piece 40 is pushed out, thereby increasing the pumping amount of oil.
상기와 같이 엔진의 회전영역(저속, 중속, 고속)에 따라서 오일 펌프의 오일펌핑량이 단계적으로 향상된다.As described above, the oil pumping amount of the oil pump is improved step by step according to the rotational area (low speed, medium speed, high speed) of the engine.
반대로 엔진이 고속에서 중속, 중속에서 저속으로 변할 경우에는 상기한 단계와 반대로 작동되어진다.On the contrary, when the engine changes from high speed to medium speed and medium speed to low speed, the engine is operated in the reverse of the above steps.
상기와 같이 구성되는 오일 펌프는 오일 펌핑량선도가 직선형상으로 이루어지지 않고 단계적으로 이루어지므로서 엔진 회전영역에 따른 적정 오일량을 엔진에 공급하게 되어 불필요한 동력손실을 줄일 수 있으며, 엔진 내의 오일량이 최적의 상태로 공급되어지는 장점이 있는 것이다.The oil pump configured as described above does not have a straight line in the oil pumping amount, so that an appropriate oil amount according to the engine rotation area is supplied to the engine, thereby reducing unnecessary power loss. The advantage is that it is supplied in an optimal state.
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