KR20100064055A - 차량용 아이엘피(ｉｌｐ) 방식의 연속 가변 밸브 타이밍 장치 - Google Patents

차량용 아이엘피(ｉｌｐ) 방식의 연속 가변 밸브 타이밍 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량용 아이엘피(ILP) 방식의 연속 가변 밸브 타이밍 장치에 관한 것으로서, 실린더 헤드에 결합되며, 아이엘피(ILP, Intermediate Lock Pin)용 오일 컨트롤 밸브가 장착되는 캠 캡과; 상기 실린더 헤드의 메인 오일 통로에서 분기되어 오일이 상기 캠 캡을 통해 가변 밸브 타이밍 유닛으로 공급되도록 안내하는 아이엘피용 오일 유로를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 의하여, 아이엘피용 오일 컨트롤 밸브가 캠 캡에 장착되도록 구성됨으로써 실린더 헤드와 헤드 커버 간의 체결 위치가 변경될 필요가 없고, 엔진룸의 레이아웃이 변경되지 않아 개발 시간이 단축될 수 있다.

Description

차량용 아이엘피(ＩＬＰ) 방식의 연속 가변 밸브 타이밍 장치{CONTINUOUSLY VARIABLE VALVE TIMING DEVICE OF INTERMEDIATE LOCK PIN TYPE FOR VEHICLE}
본 발명은 차량용 연속 가변 밸브 타이밍 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 엔진룸의 레이아웃을 변경하지 않은 채 아이엘피용 오일 컨트롤 밸브가 장착된 차량용 아이엘피 방식의 연속 가변 밸브 타이밍 장치에 관한 것이다.
일반적으로 연속 가변 밸브 타이밍 장치는 엔진 회전수 및 차량의 부하 상태에 따라 캠 샤프트의 위상을 변화시켜 밸브의 개폐시기를 연속적으로 변화시키는 시스템이다.
종래 차량의 연속 가변 밸브 타이밍 장치(101)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 크게 크랭크 샤프트의 회전각을 감지하는 크랭크각 센서와, 캠 샤프트(104)의 회전각을 감지하는 캠각 센서와, 캠 샤프트(104)의 일측에 타이밍 벨트로 연결되어 캠 샤프트(104)를 진각 또는 지각시키는 가변 밸브 타이밍 유닛(150)과, 크랭크각 센서 및 캠각 센서의 신호에 기초하여 가변 밸브 타이밍 유닛(150)의 진각실(111a) 또는 지각실(111b)에 오일이 공급되도록 오일 컨트롤 밸브(108)를 제어하는 이씨유를 포함하여 이루어진다.
가변 밸브 타이밍 유닛(150)은 크랭크 샤프트의 회전력을 전달받도록 타이밍 벨트에 의해 연결된 스테이터(110)와, 캠 샤프트(104)와 일체로 결합되어 스테이터(110)에 대해 상대 회전하는 베인 형상의 로터(120)로 구성된다.
스테이터(110)에는 로터(120)에 의해 진각실(111a)과 지각실(111b)로 구분되는 챔버(111)가 형성되어 있는데, 오일 컨트롤 밸브(108)를 통해 오일이 진각실(111a)에 공급되면 로터(120)와 스테이터(110) 사이의 위상 차이가 발생하여 캠 샤프트(104)가 회전함으로써 밸브의 타이밍이 바뀌게 된다.
물론, 오일이 오일 컨트롤 밸브(108)를 통해 지각실(111b)에 유입되면, 로터(120)와 스테이터(110) 사이에는 상기와 반대 방향으로 위상 차이가 발생하여 밸브의 타이밍이 늦추어진다.
로터(120)에는 엔진 정지시 로터(120)가 스테이터(110)에 잠기도록 락 핀(131)이 형성되어 있고, 스테이터(10)에는 락 핀(131)이 걸리기 위한 핀 걸림부(미도시)가 형성되어 있다.
그런데, 최근에는 상기 가변 밸브 타이밍 장치(101)의 흡기 펌핑 효율이 저하되어 연비가 나빠지는 것을 개선하기 위해 흡기측 가변 밸브 타이밍 유닛에 아이엘피(ILP, Intermediate Lock Pin) 방식을 적용하기 위한 개발이 이루어지고 있다.
이러한 아이엘피(ILP) 방식의 가변 밸브 타이밍 장치는 락 핀(131)이 핀 걸림부에 걸리는 시기를 변경하여 일반 가변 밸브 타이밍 장치(101)에 비해 지각영역을 20도 증대시킴으로써 흡기 펌핑 효율이 향상되므로 연비가 개선될 수 있는 이점이 있다.
여기서, 락 핀(131)을 작동시키기 위한 아이엘피(ILP)용 오일 컨트롤 밸브가 장착될 필요가 있는데, 엔진룸의 레이아웃을 변경하지 않는 범위 내에서 아이엘피용 오일 컨트롤 밸브가 장착되기 위한 구조가 요구된다.
따라서, 본 발명의 목적은 엔진룸의 레이아웃이 변경되지 않는 범위 내에서 아이엘피용 오일 컨트롤 밸브를 장착하여 개발 시간이 단축될 수 있는 차량용 아이엘피 방식의 연속 가변 밸브 타이밍 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적은 본 발명의 차량용 아이엘피(ILP) 방식의 연속 가변 밸브 타이밍 장치에 따라, 실린더 헤드에 결합되며, 아이엘피(ILP, Intermediate Lock Pin)용 오일 컨트롤 밸브가 장착되는 캠 캡과; 상기 실린더 헤드의 메인 오일 통로에서 분기되어 오일이 상기 캠 캡을 통해 가변 밸브 타이밍 유닛으로 공급되도록 안내하는 아이엘피용 오일 유로에 의해 달성된다.
여기서, 상기 아이엘피용 오일 유로는 상기 캠 캡의 상부면에 형성된 장착부와 연통하며, 상기 캠 캡에 형성된 제1 오일 유로와; 상기 제1 오일 유로와 연통하도록 캠 샤프트에 형성되어 상기 가변 밸브 타이밍 유닛으로 오일을 안내하는 제2 오일 유로로 구성된 것이 바람직하다.
이 때, 상기 제1 오일 유로는 상기 캠 캡의 전면부에 상기 장착부와 연통하도록 형성된 제1 그루브와; 상기 캠 캡의 저면부에 형성되어 상기 제1 그루브와 상기 제2 오일 유로를 연결하는 제2 그루브로 구성된 것이 좋다.
상기 제2 그루브는 진각 오일 홈의 전방에 형성된 것이 바람직하다.
여기서, 상기 아이엘피용 오일 컨트롤 밸브는 흡기측 가변 밸브 타이밍 유닛 을 작동시키며, 상기 아이엘피용 오일 유로는 배기측 가변 밸브 타이밍 유닛의 메인 오일 통로에서 분기 형성된 것이 바람직하다.
상기 캠 캡의 상부면에는 배기측 오일 컨트롤 밸브가 상기 아이엘피용 오일 컨트롤 밸브와 인접하게 장착된 것이 좋다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 아이엘피용 오일 컨트롤 밸브가 캠 캡에 장착되도록 구성됨으로써 실린더 헤드와 헤드 커버 간의 체결 위치가 변경될 필요가 없고, 엔진룸의 레이아웃이 변경되지 않아 개발 시간이 단축될 수 있는 차량용 아이엘피(ILP) 방식의 연속 가변 밸브 타이밍 장치가 제공된다.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 차량용 아이엘피(ILP) 방식의 연속 가변 밸브 타이밍 장치를 나타낸 것이다.
본 발명에 따른 연속 가변 밸브 타이밍 장치는 가변 밸브 타이밍 유닛이 흡기측 및 배기측에 모두 장착된 듀얼 타입으로서, 아이엘피 방식은 흡기측 가변 밸브 타이밍 유닛(50)에 적용된다.
흡기측 연속 가변 밸브 타이밍 장치는 크게 크랭크 샤프트의 회전각을 감지하는 크랭크각 센서와, 흡기측 캠 샤프트(55)의 회전각을 감지하는 캠각 센서와, 흡기측 캠 샤프트(55)의 일측에 타이밍 벨트로 연결되어 흡기측 캠 샤프트(55)를 진각 또는 지각시키는 흡기측 가변 밸브 타이밍 유닛(50)과, 크랭크각 센서 및 캠 각 센서의 신호에 기초하여 흡기측 가변 밸브 타이밍 유닛(50)의 진각실 또는 지각실에 오일이 공급되도록 흡기측 오일 컨트롤 밸브(OCV, Oil Control Valve, 미도시)를 제어하는 이씨유를 포함하여 이루어진다.
이 때, 흡기측 오일 컨트롤 밸브는 도시하지 않았지만 실린더 헤드(10)의 일측에 장착되어 실린더 헤드(10)에 형성된 흡기측 메인 오일 통로(미도시)에서 공급되는 오일을 흡기측 가변 밸브 타이밍 유닛(50)의 진각실 또는 지각실로 선택적으로 안내하는 역할을 한다.
이를 위해, 후술할 흡기측 캠 캡(30)의 저면에는, 도 4에 도시된 바와 같이, 흡기측 오일 컨트롤 밸브를 통과한 오일이 후술할 진각 오일 홀(51)로 안내되기 위한 진각 오일 홈(31)과, 흡기측 오일 컨트롤 밸브를 통과한 오일이 후술할 지각 오일 홀(52)로 안내되기 위한 지각 오일 홈(32)이 함몰 형성되어 있다.
또한, 흡기측 캠 샤프트(55)에는, 도 5에 도시된 바와 같이, 흡기측 메인 오일 통로에서 진각 오일 홈(31)으로 공급된 오일이 진각실로 안내되기 위한 진각 오일 홀(51)과, 흡기측 메인 오일 통로에서 지각 오일 홈(32)으로 공급된 오일이 지각실로 안내되기 위한 지각 오일 홀(52)이 관통 형성되어 있다. 그리고, 흡기측 캠 샤프트(55)에는 후술할 아이엘피용 오일 유로(80)를 구성하는 제2 오일 유로(82)가 형성되어 있다.
한편, 배기측 연속 가변 밸브 타이밍 장치는 크게 크랭크 샤프트의 회전각을 감지하는 크랭크각 센서와, 배기측 캠 샤프트(65)의 회전각을 감지하는 캠각 센서와, 배기측 캠 샤프트(65)의 일측에 타이밍 벨트로 연결되어 배기측 캠 샤프트(65) 를 진각 또는 지각시키는 배기측 가변 밸브 타이밍 유닛(60)과, 크랭크각 센서 및 캠각 센서의 신호에 기초하여 배기측 가변 밸브 타이밍 유닛(60)의 진각실 또는 지각실에 오일이 공급되도록 배기측 오일 컨트롤 밸브(45)를 제어하는 이씨유를 포함하여 이루어진다.
이 때, 배기측 오일 컨트롤 밸브(45)는 후술할 배기측 캠 캡(40, 도 4 참조)의 상부면에 장착되어 실린더 헤드(10)에 형성된 배기측 메인 오일 통로(85)에서 공급되는 오일을 배기측 가변 밸브 타이밍 유닛(60)의 진각실 또는 지각실로 선택적으로 안내하는 역할을 한다.
이를 위해, 배기측 캠 캡(40)의 저면에는, 도 4에 도시된 바와 같이, 배기측 오일 컨트롤 밸브(45)를 통과한 오일이 후술할 진각 오일 홀(61)로 안내되기 위한 진각 오일 홈(41)과, 배기측 오일 컨트롤 밸브(45)를 통과한 오일이 후술할 지각 오일 홀(62)로 안내되기 위한 지각 오일 홈(42)이 함몰 형성되어 있다.
또한, 배기측 캠 샤프트(65)에는 배기측 메인 오일 통로(85)에서 진각 오일 홈(31)으로 공급된 오일이 진각실로 안내되기 위한 진각 오일 홀(61)과, 배기측 메인 오일 통로(85)에서 지각 오일 홈(42)으로 공급된 오일이 지각실로 안내되기 위한 지각 오일 홀(62)이 관통 형성되어 있다.
여기서, 흡기측 캠 샤프트(55)와 배기측 캠 샤프트(65)는 실린더 헤드(10)의 상부면에 나란히 안착되고, 실린더 헤드(10)의 상부면에는 흡기측 캠 샤프트(55)와 배기측 캠 샤프트(65)가 회전 가능하도록 지지하는 캠 캡(20)이 결합되어 있다.
캠 캡(20)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 흡기측 캠 샤프트(55)의 저널 일부 를 감싸는 흡기측 캠 캡(30)과, 배기측 캠 샤프트(65)의 저널 일부를 감싸는 배기측 캠 캡(40)으로 구성되며, 이 때 흡기측 캠 캡(30)과 배기측 캠 캡(40)은 일체로 구성되어 실린더 헤드(10)의 상부면에 한번에 조립될 수 있다.
이 때, 캠 캡(20)의 상부면에는 아이엘피용 오일 컨트롤 밸브(70)가 장착되는데, 이 아이엘피(ILP, Intermediate Lock Pin)용 오일 컨트롤 밸브(70)는 흡기측 가변 밸브 타이밍 유닛(50)에 적용되는 아이엘피(ILP)를 작동시키기 위한 오일압을 공급 또는 차단하는 기능을 한다.
아이엘피용 오일 컨트롤 밸브(70)는 솔레노이드 원리에 의해 스풀 밸브(75)가 움직이면서 유로를 개폐하도록 구성되어 있으나, 이에 한정되지 않고 공지된 범위 내의 다양한 밸브가 적용될 수 있음은 물론이다.
여기서, 아이엘피용 오일 컨트롤 밸브(70)는 배기측 오일 컨트롤 밸브(45)와 인접하여 캠 캡(20)의 상부면에 형성된 장착부(35)에 장착되는데, 이 때 아이엘피용 오일 유로(80)는 오일이 실린더 헤드(10)의 배기측 메인 오일 통로(85)에서 분기되어 캠 캡(20)을 거쳐 흡기측 캠 샤프트(55)를 통해 흡기측 가변 밸브 타이밍 유닛(50)으로 공급되도록 구성된다.
보다 상세하게는, 아이엘피용 오일 유로(80)는 장착부(35)와 연통하며 캠 캡(20)에 형성된 제1 오일 유로(81)와, 제1 오일 유로(81)와 연통하도록 흡기측 캠 샤프트(55)에 형성되어 흡기측 가변 밸브 타이밍 유닛(50)으로 오일을 안내하는 제2 오일 유로(82)로 구성된다.
제1 오일 유로(81)는 캠 캡(20)의 전면부에 장착부(35)와 연통하도록 형성된 제1 그루브(81a)와, 캠 캡(20)의 저면부에 형성되어 제1 그루브(81a)와 제2 오일 유로(82)를 연결하는 제2 그루브(81b)로 구성된다.
제2 그루브(81b)는 흡기측 캠 캡(30)의 저면에 형성된 진각 오일 홈(31)의 전방에 형성되고, 이와 연결되는 제2 오일 유로(82) 역시 진각 오일 홀(51)의 전방에 위치한다. 이에, 배기측 메인 오일 통로(85)에서 캠 캡(20)을 통해 흡기측 캠 샤프트(55)로 공급되는 오일의 경로가 짧기 때문에 응답성이 빠른 효과를 얻을 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따르면, 아이엘피용 오일 컨트롤 밸브(70)가 캠 캡(20)에 장착되도록 구성됨으로써 실린더 헤드(10)와 헤드 커버 간의 체결 위치가 변경될 필요가 없고, 엔진룸의 레이아웃이 변경되지 않아 개발 시간이 단축되는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 차량용 아이엘피(ILP) 방식의 연속 가변 밸브 타이밍 장치를 나타낸 사시도.
도 2는 도 1의 배기측 오일 컨트롤 밸브와 아이엘피(ILP)용 오일 컨트롤 밸브가 캠 캡으로부터 분리된 상태를 도시한 분리 사시도.
도 3은 도 1에서의 아이엘피용 오일 유로를 단면 처리한 사시도.
도 4는 도 1의 캠 캡을 나타낸 저면 사시도.
도 5는 도 1의 흡기측 캠 샤프트를 나타낸 사시도.
도 6은 종래 차량의 연속 가변 밸브 타이밍 장치를 개략적으로 도시한 단면도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10 : 실린더 헤드 20 : 캠 캡
35 : 장착부 45 : 배기측 오일 컨트롤 밸브
50 : 흡기측 가변 밸브 타이밍 유닛 55 : 흡기측 캠 샤프트
60 : 배기측 가변 밸브 타이밍 유닛 65 : 배기측 캠 샤프트
70 : 아이엘피(ILP)용 오일 컨트롤 밸브 80 : 아이엘피(ILP)용 오일 유로
81 : 제1 오일 유로 82 : 제2 오일 유로
85 : 메인 오일 통로

Claims (6)

  1. 실린더 헤드에 결합되며, 아이엘피(ILP, Intermediate Lock Pin)용 오일 컨트롤 밸브가 장착되는 캠 캡과;
    상기 실린더 헤드의 메인 오일 통로에서 분기되어 오일이 상기 캠 캡을 통해 가변 밸브 타이밍 유닛으로 공급되도록 안내하는 아이엘피용 오일 유로를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 아이엘피(ILP) 방식의 연속 가변 밸브 타이밍 장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 아이엘피용 오일 유로는
    상기 캠 캡의 상부면에 형성된 장착부와 연통하며, 상기 캠 캡에 형성된 제1 오일 유로와;
    상기 제1 오일 유로와 연통하도록 캠 샤프트에 형성되어 상기 가변 밸브 타이밍 유닛으로 오일을 안내하는 제2 오일 유로로 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 아이엘피(ILP) 방식의 연속 가변 밸브 타이밍 장치.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 제1 오일 유로는
    상기 캠 캡의 전면부에 상기 장착부와 연통하도록 형성된 제1 그루브와;
    상기 캠 캡의 저면부에 형성되어 상기 제1 그루브와 상기 제2 오일 유로를 연결하는 제2 그루브로 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 아이엘피(ILP) 방식의 연속 가변 밸브 타이밍 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제2 그루브는 진각 오일 홈의 전방에 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 아이엘피(ILP) 방식의 연속 가변 밸브 타이밍 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 아이엘피용 오일 컨트롤 밸브는 흡기측 가변 밸브 타이밍 유닛을 작동시키며,
    상기 아이엘피용 오일 유로는 배기측 가변 밸브 타이밍 유닛의 메인 오일 통로에서 분기 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 아이엘피(ILP) 방식의 연속 가변 밸브 타이밍 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 캠 캡의 상부면에는 배기측 오일 컨트롤 밸브가 상기 아이엘피용 오일 컨트롤 밸브와 인접하게 장착된 것을 특징으로 하는 차량용 아이엘피(ILP) 방식의 연속 가변 밸브 타이밍 장치.
KR1020080122476A 2008-12-03 2008-12-04 차량용 아이엘피(ｉｌｐ) 방식의 연속 가변 밸브 타이밍 장치 KR101020914B1 (ko)

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