KR20110061710A - 가변 밸브 타이밍 시스템용 실린더 헤드 커버 조립체 - Google Patents

가변 밸브 타이밍 시스템용 실린더 헤드 커버 조립체 Download PDF

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Abstract

본 발명은 가변 밸브 타이밍 시스템에서 오일 컨트롤 기구와 연계한 실린더 헤드 조립체에 관한 것이다. 본 발명에 따른 가변 밸브 타이밍 시스템용 실린더 헤드 커버 조립체는, 흡기측 베어링 홈(210)과 배기측 베어링 홈(220)이 하나의 몸체에 형성되어 흡, 배기 캠 샤프트(10)(20)의 저널부를 회전가능하게 지지하는 캠 캡(200); 실린더 헤드의 상면에 상기 흡, 배기 캠 샤프트(10)(20)와 캠 캡(200)을 씌우는 상태로 장착되고, 상기 캠 캡(200)의 상면과 내부 면이 밀착하는 실린더 헤드 커버(100)를 포함한다. 흡기측 오일 컨트롤 밸브(51)와 배기측 오일 컨트롤 밸브(52)는 각각 실린더 헤드 커버(100)에 삽입 설치되고; 상기 캠 캡(200)과 실린더 헤드의 내부에는 실린더 헤드의 오일 갤러리와 흡, 배기측 오일 컨트롤 밸브(51, 52)를 연결하는 제1차 도입유로(230) 및 제2차 도입유로(130)와, 다시 흡, 배기측 오일 컨트롤 밸브(51, 52)와 캠 캡(200)의 오일 그루브(211, 212)(221, 222)를 연결하는 제1차 흡기측 진각, 지각용 분배유로(141, 142) 및 제1차 배기측 진각, 지각용 분배유로(151, 152)와 제2차 흡기측 진각, 지각용 분배유로(241, 242) 및 제2차 배기측 진각, 지각용 분배유로(251, 252)가 형성된다.
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Description

가변 밸브 타이밍 시스템용 실린더 헤드 커버 조립체{Cylinder Head Cover Assembly for Variable Valve Timing System}
본 발명은 가변 밸브 타이밍 시스템에서 오일 컨트롤 기구와 연계한 실린더 헤드 조립체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 캠 위상 가변기구에 공급되는 오일 컨트롤 밸브를 실린더 헤드 커버에 배치하고, 그와 연계된 유로를 실린더 헤드 커버와 캠 캡에 적합한 형태로 실현한 가변 밸브 타이밍 시스템용 실린더 헤드 커버 조립체에 관한 것이다.
가변 밸브 타이밍 시스템은, 흡기 캠, 또는 흡기 및 배기 캠의 회전 위상(rotation phase)을 변경하거나, 또는 캠 샤프트에 저속용 캠과 고속용 캠을 따로 구비한 다음 회전수에 대응하여 캠의 위상과 캠 형상을 변경하거나, 캠 위상과 함께 밸브의 양정(lift)을 변경함으로써, 엔진의 운전 상태(부하, 회전속도 등)에 따라 밸브 타이밍을 최적화하는 장치이다.
이러한 가변 밸브 타이밍 시스템에서는, 캠 샤프트의 전방 단부 부분에 헬리컬 기어식, 비틀림 스플라인 식, 배인(vane)식, 또는 전자 유압식 등으로 이루어지 는 캠 위상 가변기구(Cam Phaser)를 설치하고, ECU(Engine Control Unit)에 의해 오일 컨트롤 밸브(OCV; Oil Control Valve)를 제어하여 캠 위상 가변기구에 공급되는 오일의 방향과 유량을 조절함으로써 위상 가변 기구를 작동하게 된다.
가변 밸브 타이밍 시스템은, VCT(Variable Camshaft Timing}, DVCT(Dual Variable Camshaft Timing}, VCP(Variable Cam Phaser), DVCP(Dual Variable Cam Phaser), VVT(Variable Valve Timing), CVVT(Continuously Variable Valve Timing), VTEC(Variable valve Timing & lift Electronic Control system) 등, 자동차 회사에 따라 수많은 명칭으로 부른다.
가변 밸브 타이밍 시스템 또는 그에 사용되는 장치나 기구들에 대한 다양한 예가 대한민국 공개특허공보 공개번호 특2003-0084642호, 공개특허공보 공개번호 특1999-0058241호, 공개특허공보 공개번호 10-2007-0033874호, 등록특허공보 등록번호 10-0461937호, 등록특허공보 등록번호 10-0265982호, 등록특허공보 등록번호 10-0674689호, 등록특허공보 등록번호 10-0620984호, 등록특허공보 등록번호 10-0296758호 등에 개시되어 있다.
위와 같은 공보 등에서 알 수 있는 바와 같이, 가변 밸브 타이밍 시스템은, 엔진블록 상부에서 연소실을 구성하는 실린더 헤드의 상면에 캠 샤프트를 설치하고, 캠 샤프트는 캠 캡(cam cap)('베어링 캡'이라고도 한다)에 의해 회전가능하게 지지된다. 상기한 캠 샤프트와 캠 캡의 상부 외측에는 실린더 헤드 커버를 씌운다.
그리고 캠 샤프트의 단부에는 캠 위상 가변기구를 설치하며, 실린더 헤드의 측면에는 엔진 윤활 장치의 오일 회로 및 캠 위상 가변기구와 연계된 오일 컨트롤 밸브를 설치한 구성으로 이루어진다. 이에, 오일 펌프로부터 공급되는 오일의 압력은 오일 컨트롤 밸브에 의해 조정되어 캠 위상 가변기구의 진각(Advanced)측 챔버나 지각(Retarded)측 챔버에 선택적으로 공급하는 것에 의해 캠 풀리에 대한 캠 샤프트의 회전 위상이 변경(진각 또는 지각)되고, 결과적으로 캠 샤프트의 회전에 의해 개폐되는 밸브의 개폐 타이밍이 조절된다.
그런데, 종래의 가변 밸브 타이밍 시스템에 있어서는, 캠 위상 가변 기구에 연계된 유로를 실린더 헤드에 형성하고, 오일 컨트롤 밸브를 실린더 헤드의 측면에 설치하는 구조로 되어 있기 때문에 엔진 룸의 설계나 정비에 제한을 준다.
요컨대, 실린더 헤드의 측면에 설치된 오일 컨트롤 벨브는 실린더 헤드로부터 돌출하는데, 이를 피하기 위해 엔진 룸에 설치되는 각종의 보조기기나 연료 회로, 냉각 회로, 점화 회로, 제어 회로의 배치에 제약을 가해 최적화된 엔진룸의 설계를 제한하고 오일 컨트롤 밸브의 위치 선정에 제약이 많다는 단점이 있다.
또한, 오일 컨트롤 밸브가 최상부의 실린더 헤드 커버로부터 안으로 깊숙이 들어가 배치되기 때문에, 공구의 진입이 어려워 정비성과 조립성이 현저히 떨어지게 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 발명된 것으로서, 오일 컨트롤 밸브를 실린더 헤드 커버에 배치하고, 이를 가능하도록 하기 위해 캠 캡과 실린더 헤드 커버에 적정한 형태의 유로를 개설함으로써, 오일 컨트롤 밸브의 위치 선정을 쉽게 하고 엔진 룸 설계에 자유도를 증대하는 한편 정비성과 조립성을 향상시킨 가변 밸브 타이밍 시스템용 실린더 헤드 커버 조립체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 가변 밸브 타이밍 시스템용 실린더 헤드 커버 조립체는, 흡기측 오일 컨트롤 밸브와 배기측 오일 컨트롤 밸브에 의해 흡기 캠 샤프트 및 배기 캠 샤프트의 단부에 설치되는 캠 위상 가변기구에 공급되는 오일의 압력과 방향을 조절하여 공급하기 위한 가변 밸브 타이밍 시스템용 실린더 헤드 커버 조립체로서, 흡기측 베어링 홈과 배기측 베어링 홈이 하나의 몸체에 형성되고, 상기 흡기측 베어링 홈에는 흡기측 캠 위상 가변기구에 연결되는 흡기측 진각, 지각용 오일 그루브가 형성되고, 상기 배기측 베어링 홈에는 배기측 캠 위상 가변기구에 연결되는 배기측 진각, 지각용 오일 그루브가 형성되어, 상기 흡, 배기 캠 샤프트의 저널부를 회전가능하게 지지하는 상태로 상기 실린더 헤드의 상면에 고정되는 캠 캡; 및 실린더 헤드의 상면에 상기 흡, 배기 캠 샤프트와 캠 캡을 씌우는 상태로 장착되고, 상기 캠 캡의 상면과 내부 면이 밀착하는 실린더 헤드 커버를 포함하며; 상기 흡기측 오일 컨트롤 밸브와 배기측 오일 컨트롤 밸브는 각각 상기 실린더 헤드 커버에 형성된 밸브 삽입공에 설치되고; 상기 캠 캡의 내부 일측에는, 실린더 헤드의 오일 갤러리와 연통하여 상기 실린더 헤드 커버 쪽으로 연장되는 제1차 도입유로가 형성되고; 상기 실린더 헤드 커버의 내부 일측에는, 상기 캠 캡의 제1차 도입유로와 연통하여 상기 양측의 밸브 삽입공으로 연장되는 제2차 도입유로가 형성되며; 상기 실린더 헤드 커버의 내부의 또 다른 일측에는, 상기 흡기측 오일 컨트롤 밸브와 배기측 오일 컨트롤 밸브의 진각용 오일 출구 및 지각용 오일 출구와 연통하여 상기 캠 캡의 상면까지 연장되는 제1차 흡기측 진각, 지각용 분배유로 및 제1차 배기측 진각, 지각용 분배유로가 형성되고; 상기 캠 캡의 내부의 또 다른 일측에는, 상기 실린더 헤드 커버의 제1차 흡기측 진각, 지각용 분배유로와 흡기측 진각, 지각용 오일 그루브를 연결하는 제2차 흡기측 진각, 지각용 분배유로와, 상기 실린더 헤드 커버의 제1차 배기측 진각, 지각용 분배유로와 배기측 진각, 지각용 오일 그루브를 연결하는 제2차 배기측 진각, 지각용 분배유로가 형성된 구성으로 이루어진다.
상기한 본 발명에 있어서, 상기 캠 캡의 제1차 도입유로는, 실린더 헤드의 오일 갤러리와 접속되는 수직 유로와, 상기 수직 유로로부터 캠 캡의 중간 부분까지 횡향 연장되는 횡향 유로와, 상기 횡향 유로로부터 실린더 헤드 커버 쪽으로 상향 연장되는 출구 유로로 구성할 수 있다.
상기한 본 발명에 있어서, 상기 실린더 헤드 커버의 제2차 도입유로는, 상기 캠 캡의 제1차 도입유로에 접속되는 접속유로와, 상기 접속유로로부터 양측의 밸브 삽입공을 향해 실린더 헤드 커버의 횡방향으로 연장되는 공통유로와; 상기 공통유로로부터 각각 흡기측 밸브 삽입공과 배기측 밸브 삽입공으로 분기되어, 밸브 삽입공에 설치된 오일 컨트롤 밸브에 오일을 공급하는 흡기측 분기유로 및 배기측 분기유로로 구성할 수 있다.
본 발명의 가변 밸브 타이밍 시스템용 실린더 헤드 커버 조립체에 의하면, 오일 컨트롤 밸브가 실린더 헤드 커버에 배치되고, 캠 캡과 실린더 헤드 커버를 이용하여 실린더 헤드의 오일 갤러리와 오일 컨트롤 밸브, 오일 컨트롤 밸브와 캠 샤프트에 이르는 유로를 단순한 구조로 실현된다.
이러한 본 발명에 의하면, 오일 컨트롤 밸브를 엔진 룸에 배치되는 각종의 보조 기기와 시설물과 간섭을 일으키지 않는 엔진의 최상부 및 엔진룸의 최상부에 설치할 수 있기 때문에, 엔진 룸 설계에 자유도가 증대되고 최적의 엔진을 구현할 수 있다.
또한, 오일 컨트롤 밸브가 엔진룸의 아래쪽으로 깊숙이 들어가 배치되지 않고 엔진 및 엔진룸의 최상부에 배치되기 때문에 정비성과 조립성이 향상된다.
또한, 실린더 헤드 커버나 캠 캡의 유로의 방향과 위치를 변경하는 것만으로 오일 컨트롤 밸브의 위치를 쉽게 변경할 수 있다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 구체적으로 설명한다.
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 실린더 헤드 커버 조립체의 외부와 내부를 나타낸다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 가변 밸브 타이밍 시스템용 실린더 헤드 조립체는, 흡기측 오일 컨트롤 밸브(51)와 배기측 오일 컨트롤 밸브(52)가 실린더 헤드 커버(100)의 양측에 각각 배치된 형태로 이루어진다.
흡기측 오일 컨트롤 밸브(51)는 흡기 캠 샤프트에 설치되는 흡기 캠 위상 가변기구에 공급할 오일의 압력과 방향을 제어하고, 배기측 오일 컨트롤 밸브(52)는 배기 캠 샤프트에 설치되는 배기 캠 위상 가변기구에 공급할 오일의 압력과 방향을 제어한다.
상기한 실린더 헤드 커버(100)는 볼트(101)에 의해 도시하지 않은 실린더 헤드에 결합된다. 잘 아는 바와 같이, 실린더 헤드 커버(100)의 내부에는 캠 샤프트(도시하지 않음)가 배치된다. 캠 샤프트는 실린더 헤드의 상면에 캠 캡(200)(도 2 참조)의 지지에 의해 회전 가능하게 설치되고, 그의 전방 단부에는 캠 위상 가변 기구(도시하지 않음)와 캠 풀리(도시하지 않음)가 설치된다.
이러한 실린더 헤드 커버(100)는 엔진의 최상부를 이루는 부분이므로, 오일 컨트롤 밸브(51, 52)는 엔진의 최상부에 노출된 상태로 조립되게 된다. 따라서, 본 발명에 의하면 오일 컨트롤 밸브(51, 52)의 설치 위치의 선정과 변경이 좀 더 자유 로워진다. 종래와 같이 오일 컨트롤 밸브(51, 52)가 실린더 헤드 커버(100) 아래쪽에 있는 실린더 헤드 부분에 깊숙이 들어가 있는 경우에는, 오일 컨트롤 밸브(51, 52)의 정비성이 떨어질 뿐만 아니라, 엔진에 직접 부착되는 보조기기나 엔진에 인접하여 배치되는 기기 또는 부품들의 설치 위치를 제약하기 때문에 그 위치가 거의 한 지점으로 정해질 수밖에 없어 엔진 룸의 최적화 설계나 최적화를 위한 설계변경이 제한될 수밖에 없다. 본 발명에서는 오일 컨트롤 밸브(51, 52)가 실린더 헤드 커버(100)의 최상부에 배치되기 때문에 다른 부품과 겹칠 가능성이 작고, 또한 위쪽으로 공간이 오픈 되어 있어 오일 컨트롤 밸브(51, 52)의 위치를 비교적 자유롭게 선정할 수 있다. 이 경우, 실린더 헤드 커버(100)에는 오일 컨트롤 밸브(51, 52)로 공급되는 유로와 오일 컨트롤 밸브(51, 25)로부터 분배되는 유로를 적합하게 형성해 주어야 한다. 유로의 구체적인 구성에 대해서는 후술한다. 도 1에서 참조부호 '102'는 후술하는 캠 캡을 고정하기 위한 '볼트'이다.
도 2는 도 1의 실린더 헤드 커버를 반전시켜 내측에서 바라본 것으로서, 실린더 헤드 커버(100)로부터 캠 캡(200)을 분리하여 나타낸 사시도이다.
실린더 헤드 커버(100)에 설치된 오일 컨트롤 밸브(51, 52)는 오일 펌프로부터 공급받은 오일의 압력을 조정하여 캠 샤프트의 캠 위상 가변기구로 분배하게 된다. 본 발명에서는, 실린더 헤드 커버(100)와 캠 캡(200)에 도입유로와 분배유로를 각각 연계시켜 직접 형성하는 구성을 채용함으로써 실린더 헤드 커버(100)에 오일 컨트롤 밸브(51, 52)의 설치를 가능하게 함과 아울러 구성을 단순화하였다.
캠 캡(200)은, 흡, 배기 캠 샤프트의 저널부(journal part)를 회전가능하게 지지하기 위한 흡기측 베어링 홈(210)과 배기측 베어링 홈(220)이 하나의 몸체에 형성된 형태이다.
흡기측 베어링 홈(210)에는 진각용 오일 그루브(211)와 지각용 오일 그루브(212)가 형성되고, 마찬가지로 배기측 베어링 홈(210)에도 진각용 오일 그루브(221)와 지각용 오일 그루브(222)가 형성된다. 상기 각 오일 그루부(211, 221)(212, 222)에는 제2차 분배유로(241, 242)(251, 252)를 통해 오일이 유입되고, 오일 그루브(211, 221)(212, 222)에서 캠 샤프트에 형성되는 진각용 유로와 지각용 유로를 통해 캠 위상 가변기구의 진각측 챔버와 지각측 챔버까지 공급된다.
또한, 캠 캡(200)에는, 오일 펌프로부터 공급되는 오일(즉, 오일 펌프에 의해 실린더 블록 및 실린더 헤드의 오일 갤러리를 통해 캠 캡(200)으로 유입되는 오일)을 실린더 헤드 커버(100) 쪽으로 보내기 위한 제1차 도입유로(230)가 형성된다.
실린더 헤드 커버(100)에는, 상기 캠 캡(200)의 상면(엔진에 설치한 상태에서의 상면, 도 2에서는 캠 캡(200)의 아래면이다)에 밀착하기 위한 제1, 2, 3보스(boss)(111, 112, 113)가 형성되고, 제1, 2, 3보스(111, 112, 113)에는 캠 캡(200)의 유로들과 접속(연통)되는 유로가 형성된다.
구체적으로, 실린더 헤드 커버(100)의 제1보스(111)에는 캠 캡(200)의 제1차 도입유로(230)에 접속하는 제2차 도입유로(130)가 형성된다. 제2보스(112)에는 캠 캡(200)의 제2차 흡기측 진각용 분배유로(241) 및 제2차 흡기측 지각용 분배유로(242)에 접속하는 제1차 흡기측 진각용 분배유로(141) 및 제1차 흡기측 지각용 분배유로(142)가 형성된다. 제3보스(113)에는, 캠 캡(200)의 제2차 배기측 진각용 분배유로(251) 및 제2차 배기측 지각용 분배유로(252)에 접속하는 제1차 배기측 진각용 분배유로(151) 및 제1차 배기측 지각용 분배유로(152)가 형성된다.
본 명세서에서는, 각 유로에 대응하여 3개의 보스(111, 112, 113)가 독립적으로 형성된 형태로 도시하고 설명하지만, 3개의 보스를 연결한 형태로 하나의 긴 보스를 형성하고, 거기에 3가지 형태의 유로를 형성한 구성으로 하여도 좋다.
도 3 내지 도 6은 상기한 캠 캡(200)의 구체적인 구성을 나타낸다. 도 3은 사시도이고, 도 4는 유로의 구성 상태를 나타내는 도면이며, 도 5는 도 4의 도입유로의 구성에 대한 횡단면도이고, 도 6은 도 4의 분배유로의 구성에 대한 횡단면도이다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 캠 캡(200)은 본래 흡기 캠 샤프트(10)와 배기 캠 샤프트(20)를 회전 가능하게 지지하는 베어링 블록의 역할을 하는데, 본 발명에 의해 실린더 헤드와 실린더 헤드 커버(100)의 오일 컨트롤 밸브(51, 52) 사이를 매개하는 유로의 역할, 그리고 오일 컨트롤 밸브(51, 52)와 캠 샤프트(10,20) 사이를 매개하는 유로의 역할이 부여된다.
캠 캡(200)은 4개의 볼트 홀(201)에 볼트를 삽입하여 실린더 헤드 측에 고정하고, 실린더 헤드 커버(100)로부터 삽입된 볼트가 볼트 홀(202)에 체결됨으로써 실린더 헤드 커버(100)와 밀착한다.
캠 캡(200)의 흡기측 베어링 홈(210)은 흡기 캠 샤프트(10)를 회전 가능하게 지지하고, 배기측 베어링 홈(220)은 배기 캠 샤프트(20)를 회전 가능하게 지지한 다.
도 4 및 도 5를 참조한다. 도 5는 도 4의 제1차 도입유로(230)를 기준으로 하는 횡단면도이다. 도 4 및 도 5에서 보듯이, 제1차 도입유로(230)는, 실린더 헤드의 오일 갤러리와 접속되는 수직 유로(231)와, 수직 유로(231)로부터 캠 캡(200)의 중간 부분까지 횡향 연장되는 횡향 유로(232), 횡향 유로(232)로부터 실린더 헤드 커버 쪽으로 상향 연장되는 출구 유로(233)로 이루어진다. 횡향 유로(232)는, 주로 가공의 편의를 위해 캠 캡(200)의 측단부 외부로부터 드릴 등의 공구로 천공한다. 이 경우 횡향 유로(232)는 도면과 같이 외부로 열려있기 때문에 측단면 입구에 플러그(203)(도 11 참조) 등을 삽입하여 막는다. 본 실시예에서는 구성을 단순화하기 위해 제1차 도입유로(230)를 수직 유로(231), 횡향 유로(232) 및 출구 유로(233)의 형태로 구성한 것을 예시하였으나, 제1차 도입유로(230)의 형태는 이에 한하지 않고, 실린더 헤드의 오일 갤러리와 실린더 헤드 커버(100)의 제2차 도입유로(130)를 연결하기만 하면 되므로, 가공성 등의 여건을 고려하여 다양한 형태로 구성할 수 있다.
도 4 및 도 6을 참조한다. 도 6은 도 4의 제2차 흡기측 진각용 분배유로(241)를 기준으로 하는 횡단면도이다. 도 4 및 도 6에서 보듯이, 제2차 흡기측 진각용 분배유로(241)는, 상부가 실린더 헤드 커버(100)의 제1차 흡기측 진각용 분배유로(141)와 접속하고, 하부는 흡기측 베어링 홈(210)의 흡기측 진각용 오일 그루브(211)에 접속된다. 실린더 헤드 커버(100)에 설치된 흡기측 오일 컨트롤 밸브(51)에서 제1차 흡기측 진각용 분배유로(141)를 개통하면, 오일은 제1차 흡기측 진각용 분배유로(141) → 제2차 흡기측 진각용 분배유로(241) → 흡기측 진각용 오일 그루브(211)로 유입되어 흡기 캠 샤프트(10)의 외주에 형성된 그루브와 내부의 오일 통로를 따라 흡기측 캠 위상 가변기구로 공급된다.
제2차 흡기측 지각용 분배유로(242)는, 상부가 실린더 헤드 커버(100)의 제1차 흡기측 지각용 분배유로(142)와 접속하고, 하부는 흡기측 베어링 홈(210)의 흡기측 지각용 오일 그루브(212)에 접속된다.
배기측도 마찬가지로, 제2차 배기측 진각용 분배유로(251)는, 상부가 실린더 헤드 커버(100)의 제1차 배기측 진각용 분배유로(151)와 접속하고, 하부는 배기측 베어링 홈(220)의 배기측 진각용 오일 그루브(221)에 접속된다. 또한, 제2차 배기측 지각용 분배유로(252)는, 상부가 실린더 헤드 커버(100)의 제1차 배기측 지각용 분배유로(152)와 접속하고, 하부는 배기측 베어링 홈(220)의 배기측 지각용 오일 그루브(222)에 접속된다.
다음으로, 도 7 및 도 8은 실린더 헤드 커버(100)의 도입 유로의 형태를 나타내는 것으로서, 도 7은 도 1의 A-A 선에 따른 단면도이고, 도 8은 도 7의 C-C 선에 따른 단면도이다. 도 2 및 도 4를 병행 참조한다.
도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 실린더 헤드 커버(100)의 제2차 도입유로(130)는, 접속유로(131), 공통유로(132) 및 흡, 배기측 분기유로(133, 134)로 이루어진다.
이러한 제2차 도입 유로(130)는 캠 캡(200)의 제1차 도입유로(230)의 출구(233)로부터 유입되는 오일을 흡기측 오일 컨트롤 밸브(51)와 배기측 오일 컨트 롤 밸브(51)로 보내는 매개 통로의 역할을 한다.
실린더 헤드 커버(100) 양측의 밸브 삽입공(121)(122)에는 각각 흡기측 오일 컨트롤 밸브(51)(도 11 참조)와 배기측 오일 컨트롤 밸브(52)(도 11 참조)가 설치된다.
접속유로(131)는 캠 캡(200)의 제1차 도입유로(230)의 출구(233)(도 4 참조)에 접속된다.
공통유로(132)는 접속유로(131)로부터 양측의 밸브 삽입공(121)(122)을 향해 실린더 헤드 커버(100)의 횡방향으로 연장된다. 공통유로(132)는, 주로 가공의 편의를 위해 드릴 등의 공구를 사용하여 실린더 헤드 커버(100)를 횡방향으로 관통하는 형태로 천공한다. 이 경우 공통유로(132)의 양측 단부는 도면과 같이 외부로 열려있기 때문에 단부면 입구에 플러그(135) 등을 삽입하여 막는다.
흡기측 분기유로(133)와 배기측 분기유로(134)는 공통유로(132)로부터 각각 흡기측 밸브 삽입공(121)과 배기측 밸브 삽입공(122)으로 분기되어, 밸브 삽입공(121)(122)에 설치된 오일 컨트롤 밸브(51)(52)(도 11 참조)에 오일을 공급한다.
본 실시예에서는 구성을 단순화하기 위해 제2차 도입유로(130)를 접속유로(131), 공통유로(132) 및 분기유로(133)의 형태로 구성한 것을 예시하였으나, 제2차 도입유로(130)의 형태는 이에 한하지 않고, 캠 캡(200)의 제1차 도입유로(230)와 오일 컨트롤 밸브(51)(52)를 연결하기만 하면 되므로, 가공성 등의 여건을 고려하여 다양한 형태로 구성할 수 있다.
다음으로, 도 9는 도 1의 B-B 선에 따른 단면도로서, 실린더 헤드 커버(100) 의 분배유로를 나타내는 도면이고, 도 10은 도 9의 D-D 선에 따른 단면도로서, 캠 캡(200)이 조립된 상태에서의 실린더 헤드 커버(100)의 분배유로와 캠 캡(200)의 분배유로가 접속된 상태를 나타낸다. 도 2 및 도 4를 병행 참조한다.
도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 흡기측 밸브 삽입공(121)으로부터는 제1차 흡기측 진각용 분배유로(141)와 제1차 흡기측 지각용 분배유로(142)가 형성된다. 배기측 밸브 삽입공(122)으로부터는 제1차 배기측 진각용 분배유로(151)와 제1차 배기측 지각용 분배유로(152)가 형성된다.
조립 상태에서, 캠 캡(200)과 실린더 헤드 커버(100)는 밀착되어, 실린더 헤드 커버(100)의 제1차 흡기측 진각, 지각용 분배유로(141, 142)는 캠 캡(200)의 제2차 흡기측 진각, 지각용 분배유로(241, 242)와 접속하고, 제1차 배기측 진각, 지각용 분배유로(151, 152)는 제2차 배기측 진각, 지각용 분배유로(251, 252)와 접속한다.
이와 같이 이루어진 본 발명의 가변 밸브 타이밍 시스템용 실린더 헤드 커버 조립체의 조립 상태는 도 11 및 도 12와 같다. 도 11은 도 10의 E-E 선에 따른 단면도이고, 도 12는 도 10의 F-F 선에 따른 단면도이다. 도 10을 병행 참조한다.
도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 엔진의 오일 펌프에 의해 실린더 헤드의 오일 갤러리로 공급된 오일은, 캠 캡(200)의 제1차 도입유로(230)의 수직 유로(231)로 들어와서 횡향 유로(232)를 경유하여 출구 유로(233)로 나간다. 상기 출구 유로(233)에서 부터는, 실린더 헤드 커버(100)의 제2차 도입유로(130)의 접속유로(131)로 들어가고, 이어서 공통유로(132)의 양쪽으로 나뉘어진 다음 흡기측 분기 유로(133)와 배기측 분기유로(134)를 통해 흡기측 오일 컨트롤 밸브(51)와 배기측 오일 컨트롤 밸브(52)로 들어간다.
도 10 및 도 12에 도시된 바와 같이, 흡기측 오일 컨트롤 밸브(51)에서 압력조절된 오일은 제1차 흡기측 진각용 분배유로(141)나 제1차 흡기측 지각용 분배유로(142)로 선택적으로 토출된다.
실린더 헤드 커버(100)의 제1차 흡기측 진각용 분배유로(141)로부터 나온 오일은 캠 캡(200)의 제2차 흡기측 진각용 분배유로(241)를 통해 흡기측 진각용 오일 그루브(211)에 공급되고, 그에 의해 흡기측 캠 위상 가변기구를 진각방향으로 동작시킨다.
실린더 헤드 커버(100)의 제1차 흡기측 지각용 분배유로(142)로부터 나온 오일은 캠 캡(200)의 제2차 흡기측 지각용 분배유로(242)를 통해 흡기측 지각용 오일 그루브(212)에 공급되고, 그에 의해 흡기측 캠 위상 가변기구를 지각방향으로 동작시킨다.
마찬가지로, 배기측 오일 컨트롤 밸브(52)에서 압력조절된 오일은 제1차 배기측 진각용 분배유로(151)나 제1차 배기측 지각용 분배유로(152)로 선택적으로 토출된다.
실린더 헤드 커버(100)의 제1차 배기측 진각용 분배유로(151)로부터 나온 오일은 캠 캡(200)의 제2차 배기측 진각용 분배유로(251)를 통해 배기측 진각용 오일 그루브(221)에 공급된다. 그에 의해 배기측 캠 위상 가변기구를 진각방향으로 동작시킨다.
실린더 헤드 커버(100)의 제1차 배기측 지각용 분배유로(152)로부터 나온 오일은 캠 캡(200)의 제2차 배기측 지각용 분배유로(252)를 통해 배기측 진각용 오일 그루브(222)에 공급된다. 그에 의해 배기측 캠 위상 가변기구를 지각방향으로 동작시킨다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 가변 밸브 타이밍 시스템용 실린더 헤드 커버 조립체는, 오일 컨트롤 밸브를 실린더 헤드 커버에 배치할 수 있는 최적의 새로운 구조를 제공한다.
따라서, 본 발명을 자동차에 적용하는 경우, 엔진 룸 설계에 자유도가 증대됨으로써 최적의 성능과 효율을 가지면서 정비성과 조립성이 우수한 는 엔진, 엔진 룸 및 자동차를 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 오일 컨트롤 밸브의 설치 구조를 나타내는 실린더 헤드 커버 조립체의 전체 사시도이다.
도 2는 도 1의 실린더 헤드 커버를 반전시켜 내측에서 바라본 것으로서, 실린더 헤드 커버로부터 캠 캡을 분리하여 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 캠 캡의 사시도이다.
도 4는 도 3의 캠 캡의 유로의 구성 상태를 나타내는 도면이다.
도 5는 도 4의 도입유로의 구성에 대한 횡단면도이다.
도 6은 도 4의 분배유로의 구성에 대한 횡단면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 실린더 헤드 커버의 도입 유로의 형태를 나타내는 도 1의 A-A 선에 따른 단면도이다.
도 8은 도 7의 C-C 선에 따른 단면도이다.
도 9는 도 1의 B-B 선에 따른 단면도로서, 실린더 헤드 커버의 분배유로를 나타내는 도면이다.
도 10은 도 9의 D-D 선에 따른 단면도로서, 캠 캡이 조립된 상태에서의 실린더 헤드 커버의 분배유로와 캠 캡의 분배유로를 나타내는 도면이다.
도 11은 도 10의 E-E 선에 따른 단면도로서, 캠 캡과 실린더 헤드 커버의 도입유로와 오일 컨트롤 밸브의 접속상태를 나타내는 도면이다.
도 12는 도 10의 F-F 선에 따른 단면도로서, 실린더 헤드 커버와 캠 캡의 분배유로의 접속상태를 나타내는 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 흡기 캠 샤프 20 : 배기 캠 샤프트
51 : 흡기측 오일 컨트롤 밸브 52 : 배기측 오일 컨트롤 밸브
100 : 실린더 헤드 커버 101, 102 : 볼트
111 : 제1보스 112 : 제2보스
113 : 제3보스 121 : 흡기측 밸브 삽입공
122 : 배기측 밸브 삽입공 130 : 제2차 도입유로
131 : 접속유로 132 : 공통유로
133 : 흡기측 분기유로 134 : 배기측 분기유로
135, 203 : 플러그 141 : 제1차 흡기측 진각용 분배유로
142 : 제1차 흡기측 지각용 분배유로 151 : 제1차 배기측 진각용 분배유로
152 : 제1차 배기측 지각용 분배유로 200 : 캠 캡
210 : 흡기측 베어링 홈 211 : 흡기측 진각용 오일 그루브
212 : 흡기측 지각용 오일 그루 220 : 배기측 베어링 홈
221 : 배기측 진각용 오일 그루브 222 : 배기측 지각용 오일 그루브
230 : 제1차 도입유로 231 : 수직유로
232 : 횡향유 233 : 출구
241 : 제2차 흡기측 진각용 분배유로 242 : 제2차 흡기측 지각용 분배유로
251 : 제2차 배기측 진각용 분배유로 252 : 제2차 배기측 지각용 분배유로

Claims (5)

  1. 흡기측 오일 컨트롤 밸브(51)와 배기측 오일 컨트롤 밸브(52)에 의해 흡기 캠 샤프트(10) 및 배기 캠 샤프트(20)의 단부에 설치되는 캠 위상 가변기구에 공급되는 오일의 압력과 방향을 조절하여 공급하기 위한 가변 밸브 타이밍 시스템용 실린더 헤드 커버 조립체로서,
    흡기측 베어링 홈(210)과 배기측 베어링 홈(220)이 하나의 몸체에 형성되고, 상기 흡기측 베어링 홈(210)에는 흡기측 캠 위상 가변기구에 연결되는 흡기측 진각, 지각용 오일 그루브(211, 212)가 형성되고, 상기 배기측 베어링 홈(220)에는 배기측 캠 위상 가변기구에 연결되는 배기측 진각, 지각용 오일 그루브(221, 222)가 형성되어, 상기 흡, 배기 캠 샤프트(10)(20)의 저널부를 회전가능하게 지지하는 상태로 상기 실린더 헤드의 상면에 고정되는 캠 캡(200); 및
    실린더 헤드의 상면에 상기 흡, 배기 캠 샤프트(10)(20)와 캠 캡(200)을 씌우는 상태로 장착되고, 상기 캠 캡(200)의 상면과 내부 면이 밀착하는 실린더 헤드 커버(100)를 포함하며,
    상기 흡기측 오일 컨트롤 밸브(51)와 배기측 오일 컨트롤 밸브(52)는 각각 상기 실린더 헤드 커버(100)에 형성된 밸브 삽입공(121)(122)에 설치되고,
    상기 캠 캡(200)의 내부 일측에는, 실린더 헤드의 오일 갤러리와 연통하여 상기 실린더 헤드 커버(100) 쪽으로 연장되는 제1차 도입유로(230)가 형성되고,
    상기 실린더 헤드 커버(100)의 내부 일측에는, 상기 캠 캡(200)의 제1차 도 입유로(230)와 연통하여 상기 양측의 밸브 삽입공(121)(122)으로 연장되는 제2차 도입유로(130)가 형성되며,
    상기 실린더 헤드 커버(100)의 내부의 또 다른 일측에는, 상기 흡기측 오일 컨트롤 밸브(51)와 배기측 오일 컨트롤 밸브(52)의 진각용 오일 출구 및 지각용 오일 출구와 연통하여 상기 캠 캡(200)의 상면까지 연장되는 제1차 흡기측 진각, 지각용 분배유로(141, 142) 및 제1차 배기측 진각, 지각용 분배유로(151, 152)가 형성되고,
    상기 캠 캡(200)의 내부의 또 다른 일측에는, 상기 실린더 헤드 커버(100)의 제1차 흡기측 진각, 지각용 분배유로(141, 142)와 흡기측 진각, 지각용 오일 그루브(211, 212)를 연결하는 제2차 흡기측 진각, 지각용 분배유로(241, 242)와, 상기 실린더 헤드 커버(100)의 제1차 배기측 진각, 지각용 분배유로(151, 152)와 배기측 진각, 지각용 오일 그루브(221, 222)를 연결하는 제2차 배기측 진각, 지각용 분배유로(251, 252)가 형성되는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 타이밍 시스템용 실린더 헤드 커버 조립체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 캠 캡(200)의 제1차 도입유로(230)는,
    실린더 헤드의 오일 갤러리와 접속되는 수직 유로(231);
    상기 수직 유로(231)에서부터 캠 캡(200)의 중간 부분까지 횡향 연장되는 횡 향 유로(232); 및
    상기 횡향 유로(232)로부터 실린더 헤드 커버(100) 쪽으로 상향 연장되는 출구 유로(233)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 타이밍 시스템용 실린더 헤드 커버 조립체.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 횡향 유로(232)는, 상기 캠 캡(200)의 측단부 외부에서 천공되고, 천공된 측단면 입구에 플러그(203)를 삽입하여 막은 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 타이밍 시스템용 실린더 헤드 커버 조립체.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 실린더 헤드 커버(100)의 제2차 도입유로(130)는,
    상기 캠 캡(200)의 제1차 도입유로(230)에 접속되는 접속유로(131);
    상기 접속유로(131)에서부터 양측의 밸브 삽입공(121)(122)을 향해 실린더 헤드 커버(100)의 횡방향으로 연장되는 공통유로(132); 및
    상기 공통유로(132)로부터 각각 흡기측 밸브 삽입공(121)과 배기측 밸브 삽입공(122)으로 분기되어, 밸브 삽입공(121)(122)에 설치된 오일 컨트롤 밸브(51)(52)에 오일을 공급하는 흡기측 분기유로(133) 및 배기측 분기유로(134)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 타이밍 시스템용 실린더 헤드 커버 조립체.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 공통유로(132)는, 실린더 헤드 커버(100)를 횡방향으로 관통하는 형태로 이루어지고, 공통유로(132)의 양측 단부에는 플러그(135)가 삽입되는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 타이밍 시스템용 실린더 헤드 커버 조립체.
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