KR20030082340A - 압축공기를 이용한 오일 공급장치와 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엔진오일 공급장치와 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 종래의 기어 구동방식의 오일펌프를 삭제하고, 중대형 상용차량에 적용중인 압축공기를 이용하여 엔진오일을 급송하고, 오일팬을 분리하여 차내 정숙과 탑재성이 우수한 엔진을 제공하는 오일 공급장치와 방법에 관한 것이다. 본 발명은 감압된 압축공기를 이용하여 고압실에서 오일을 펌핑하기 때문에 종래의 오일펌프로 인한 엔진 직동시 진동 및 소음을 감소 시킬수 있는 효과가 있으며, 엔진의 전체 길이를 축소시켜 차량의 탑재성과 레이아웃에 유리한 장점이 있다.

Description

압축공기를 이용한 오일 공급장치와 방법{ Method and Apparatus for Supplying Oil Using Compressed Air}

본 발명은 엔진오일 공급장치와 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 종래의 기어 구동방식의 오일펌프를 삭제하고, 중대형 상용차량에 적용중인 압축공기를 이용하여 엔진오일을 급송하고, 오일팬을 분리하여 차내 정숙과 탑재성이 우수한 엔진을 제공하는 오일 공급장치와 방법에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 엔진에 사용되는 오일 공급시스템은 엔진기동→크랭크샤프트 회전→오일펌프구동→오일공급의 단계를 거쳐 공급되어 왔으며, 이것은 가장 간단하면서도 최적의 효율을 나타내는 엔진오일 공급시스템이다. 또한, 엔진오일 공급시스템은 공급오일 전체를 여과하여 마찰부로 급송하는 전류 여과식과 공급오일을 부분적으로 여과하여 엔진의 마찰부로 급송하는 부분여과식의 두가지가 있다. 도 1은 종래의 오일펌프를 이용하여 엔진에 오일을 공급하는 오일 공급시스템을 나타낸 구성도로서, 공급오일을 부분적으로 여과하여 마찰부로 급송하는 부분여과식의 오일 공급시스템이다. 도 1에서 부분 여과식 오일 공급시스템은 엔진의 각 마찰부(10)로 공급되는 오일(20)과 오일펌프(30)를 구동하여 오일(20)을 흡입하는 오일 스트레이너(32)와 엔진의 각 마찰부(10)를 돌아나온 오일을 여과하는 오일필터(40)와 상기 오일펌프(30)를 통해 펌핑된 오일양이 과다할 경우 바이패스 하는 릴리스 밸브(50)로 구성된다.

이러한 종래의 오일 공급시스템은 기어 구동 또는 체인 구동식으로 기계적 마찰음이 과다하게 발생되고, 차량 가속소음 법규제 강화, 운전자나 승객이 실내정숙성 요구증가 및 오일펌프 기동에 의한 주기적 맥동현상의 발생으로 인하여 엔진 단체 소음이 증가하는 문제점이 있다. 또한, 일반적으로 약 3∼8.5BAR에서 열려 바이패스 되는 릴리프 밸브는 엔진 회전수에 따른 오일펌프 회전으로, 엔진 고속 회전시 오일 펌핑량이 과다하여 엔진윤활에 불필요한 오일의 공급으로 궁극적으로는 엔진의 출력저하를 발생시키는 문제점이 있다. 또한, 이러한 오일펌프는 크랭크샤프트의 끝 단에 설치되어 엔진 전체길이가 증가하여 차량의 탑재성이 불리한 문제점이 있으며, 엔진 조립단계에서 오일펌프부의 정밀조립이 필요하여 불량이 발생할 경우 엔진누유가 발생하는 문제점이 있다.

따라서, 상기한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 종래의 기어 구동방식의 오일펌프를 배제하고, 중대형 상용차량에 적용중인 압축공기를 이용하여 엔진오일을 급송하고 오일팬을 분리하여 정숙하고, 탑재성이 우수한 엔진을 구현하기 위한 오일 공급시스템을 제공하는 것을 특징으로 한다.

도 1 은 종래의 오일펌프를 이용하여 엔진에 오일을 공급하는 오일 공급시스템을 나타낸 구성도.

도 2 는 본 발명에 따른 압축공기를 이용하여 엔진에 오일을 공급하는 오일 공급시스템을 나타낸 구성도.

도 3 은 도 2의 오일 공급시스템에 오일량이 부족할 경우 오일을 공급하는 모터 구동회로를 나타낸 전기회로도.

도 4 는 도 3의 모터 구동회로의 동작을 나타낸 흐름도.

(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)

100 : 오일팬200 : 레귤레이터

210 : 에어필터300 : 고압실

310 : 오일필터320 : 고압실 오일

330 : 오일량 감지수단400 : 저압실

410 : 저압실 오일500 : 순환모터

600 : 키 스위치700 : 컨트롤러

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 에어컴프레셔에서 압축된 공기를 받아서 오일공급이 가능한 압력으로 감압시키는 감압 레귤레이터; 상기 레귤레이터에서 감압된 압축공기가 유입되고, 미리 채워져 있는 오일에 압축공기가 가해지는 고압실; 상기 고압실 내부에 설치되며, 고압실의 오일량 감소를 검출하는 오일량 감지수단; 상기 고압실에 연결되며, 상기 고압실에서 유출된 오일을 여과하여 엔진의 각 마찰부로 급송하는 오일필터; 상기 엔진의 각 마찰부를 순환한 엔진오일을수집하는 저압실; 상기 저압실과 고압실 사이에 설치되며, 저압실에 모인 오일을 고압실로 공급하는 순환모터; 및 상기 오일량 감지수단의 신호에 따라 상기 모터를 제어하는 컨트롤러를 포함한다.

또한, 상기 순환모터는 오일이 고압실에서 저압실로 역류하는 것을 방지하는 체크밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 압축공기를 이용한 오일 공급장치에 있어서, 부족한 고압실의 오일을 공급하기 위한 모터 구동방법으로서, 오일량 감지수단에서 검출된 신호에 따라 현재 남은 오일량을 기준량과 비교하는 단계; 현재 남은 오일량이 기준량보다 많은 경우 남은 오일량과 기준량을 비교하는 단계로 리턴하고, 남은 오일량이 기준량보다 적은 경우 모터를 작동시켜 오일을 공급하는 단계; 모터 작동후 현재 남은 오일의 량을 검출하여 기준량과 비교하는 단계; 및 남은 오일량이 기준량보다 부족한 경우 모터작동을 유지하고, 남은 오일량이 기준량과 같은 경우 모터를 정지하여 오일 공급을 중단시키는 단계를 포함한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 압축공기를 이용하여 엔진에 오일을 공급하는 오일 공급시스템을 나타낸 구성도이고, 도 3은 도 2의 오일 공급시스템에 오일량이 부족할 경우 오일을 공급하는 모터 구동회로를 나타낸 전기회로도이다. 도 2 및 도 3을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다. 오일팬(100)은 레귤레이터(200)가 하부에 형성된 고압실(300)의 일단에 결합되고, 상기 고압실(300)의 타단에 오일필터(310)가 결합되며, 상기 고압실(300) 내부에 오일량 감지수단(330)이 설치되며, 고압실(300) 상부에 형성된 저압실(400)과 순환모터(500)를 통해 연결되어 있으며, 상기 순환모터(500)는 컨트롤러(700)에 의해 제어된다.

레귤레이터(200)는 에어 컴프레셔(미도시)에서 압축된 공기를 일정한 압력으로 감압(예를 들면 3 ~ 8.5 BAR)하고, 에어필터(210)를 통해 정제하여 오일팬(100)으로 공급한다. 상기 레귤레이터(200)는 공기 출력의 압력이 규정치보다 높을 경우 공기 출력측 압력이 제어기의 박막을 밀어 공기 입력측의 밸브를 닫아 압력을 제어하며, 이미 공지된 레귤레이터를 사용할 수도 있다.

고압실(300)은 오일팬(100)의 하부에 형성되며, 일단은 상기 레귤레이터(200)에 연결되고, 타단은 오일필터(310)에 연결된다. 상기 고압실(300) 내부에는 오일(320)이 채워져 있으며, 상기 오일(320)의 량을 검출하는 오일량 감지수단(330)이 설치되어 있으며, 오일을 급송하기 위한 장소로서 종래의 오일펌프 기능과 릴리프의 기능을 동시에 가지고 있다. 또한, 상기 오일량 감지수단(330)은 저항을 이용한 써미스터 형태의 센서로서 오일의 변화가 없는 경우 저항의 변호가 없지만 오일이 외부로 유출되면 센서 자체의 저항이 변하여 센서가 스위치처럼 전류를 통전시켜 신호를 출력하게 된다. 상기 오일량 감지수단(330)은 일반적인 오일팬 용량의 1/3정도에서 부족할 경우 신호를 출력하게 된다.

저압실(400)은 오일팬(100)의 상부에 형성되며, 엔진의 각 마찰부(미도시)를 순환한 오일(410)이 모이게 되며, 상기 오일(410)은 중력의 작용에 의하여 종래의 오일팬과 동일하게 저압실(400)에 모인다.

순환모터(500)는 고압실(300)과 저압실(400)사이에 설치되며, 상기 고압실(300) 내부의 오일(320)이 감소하여 부족한 경우 저압실(400)에 모인 오일(410)을 고압실(300)로 공급한다. 상기 순환모터(500)는 고압실(300)에서 저압실(400)로의 역류를 방지하기 위한 체크 밸브(미도시)를 구비한다.

컨트롤러(700)는 고압실(300) 내부에 설치된 오일량 감지수단(330)에서 검출된 신호를 이용하여 오일(320)량이 일정량 이하인 경우 순환모터(500)를 작동하여 저압실(400)에 있는 오일(410)을 고압실(300)로 공급시킨다.

고압실(300)에서 유출된 오일은 오일필터(310)를 거쳐 오일 겔러리와 실린더 블록/헤드/피스톤 등을 순환하여 저압실(400)로 유입된다.

도 4는 도 3의 모터 구동회로의 동작을 나타낸 흐름도로서, 차량의 엔진이 작동되면(S1), 오일량 감지수단에서 검출된 신호에 따라 현재 남은 오일량을 기준량과 비교하는 단계(S2)를 수행하여 남은 오일량이 기준량보다 많은 경우 상기 S2 단계로 리턴하고, 남은 오일량이 기준량보다 적은 경우 모터를 작동시켜(S3) 오일을 공급한다. 모터 작동후 현재 남은 오일의 량을 검출하여 기준량과 비교하여(S4) 오일량이 기준량보다 부족한 경우 모터작동을 유지하고, 오일량이 기준량과 같은 경우 모터를 정지하여(S5) 오일 공급을 중단시킨다.

상기한 바와 같이, 본 발명은 감압된 압축공기를 이용하여 고압실에서 오일을 펌핑하기 때문에 종래의 오일펌프로 인한 엔진 직동시 진동 및 소음을 감소 시킬수 있는 효과가 있으며, 엔진의 전체 길이를 축소시켜 차량의 탑재성과 레이아웃에 유리한 장점이 있다. 또한, 고압실을 일정한 압력으로 유지할 수 있어 오일회로상의 릴리프 밸브가 필요없게 되어 엔진의 수명을 연장시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 오일의 역류를 방지하는 밸브를 포함한 순환모터를 이용하여 상시 작동시키는 것이 아닌 고압실의 오일이 부족할 경우에만 작동하여 모터의 작동에 따른 소음을 감소시켜 차량의 정숙성을 향상시킬 수 있는 효과와 모터의 효율적인 제어로 모터 수명이 연장되는 효과가 있다.

또한, 고압실과 저압실을 분리함으로써, 엔진 단체의 소음/진동측면에서 개선효과가 향상되는 효과가 있다.

이상에서는, 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상술한 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.

Claims (3)

1. 차량의 엔진오일을 공급하는 오일공급장치로서,

   에어 컴프레셔에서 압축된 공기를 받아서 오일공급이 가능한 압력으로 감압시키는 감압 레귤레이터;

   상기 레귤레이터에서 감압된 압축공기가 유입되고, 미리 채워져 있는 오일에 압축공기가 가해지는 고압실;

   상기 고압실 내부에 설치되며, 고압실의 오일량 감소를 검출하는 오일량 감지수단;

   상기 고압실에 연결되며, 상기 고압실에서 유출된 오일을 여과하여 엔진의 각 마찰부로 급송하는 오일필터;

   상기 엔진의 각 마찰부를 순환한 엔진오일을 수집하는 저압실;

   상기 저압실과 고압실 사이에 설치되며, 저압실에 모인 오일을 고압실로 공급하는 순환모터; 및

   상기 오일량 감지수단의 신호에 따라 상기 모터를 제어하는 컨트롤러를 포함하는 압축공기를 이용한 오일 공급장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 순환모터는 오일이 고압실에서 저압실로 역류하는 것을 방지하는 체크밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압축공기를 이용한 오일 공급장치.
3. 압축공기를 이용한 오일 공급장치에 있어서, 부족한 고압실의 오일을 공급하기 위한 모터 구동방법으로서,

   오일량 감지수단에서 검출된 신호에 따라 현재 남은 오일량을 기준량과 비교하는 단계;

   현재 남은 오일량이 기준량보다 많은 경우 남은 오일량과 기준량을 비교하는 단계로 리턴하고, 남은 오일량이 기준량보다 적은 경우 모터를 작동시켜 오일을 공급하는 단계;

   모터 작동후 현재 남은 오일의 량을 검출하여 기준량과 비교하는 단계; 및

   남은 오일량이 기준량보다 부족한 경우 모터작동을 유지하고, 남은 오일량이 기준량과 같은 경우 모터를 정지하여 오일 공급을 중단시키는 단계를 포함하는 모터 구동방법.