KR20110126510A - 주유 장치 - Google Patents

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KR20110126510A
KR20110126510A KR1020100100805A KR20100100805A KR20110126510A KR 20110126510 A KR20110126510 A KR 20110126510A KR 1020100100805 A KR1020100100805 A KR 1020100100805A KR 20100100805 A KR20100100805 A KR 20100100805A KR 20110126510 A KR20110126510 A KR 20110126510A
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KR
South Korea
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oil
feature
timing chain
transfer
cylinder head
Prior art date
Application number
KR1020100100805A
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English (en)
Inventor
제임스 비. 힉스
마이클 에이. 고니
Original Assignee
지엠 글로벌 테크놀러지 오퍼레이션스 엘엘씨
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Abstract

엔진의 실린더 헤드에 인접한 타이밍 체인에 오일을 제공하기 위한 주유 장치가 제공된다. 타이밍 체인은 리디렉트 형상부, 실린더 헤드에 의해 형성되는 벤트 윈도우, 레일 형상부 및 트랜스퍼 형상부를 구비한다. 리다이렉트 형상부는 벤트 윈도우 쪽으로 오일을 보내도록 구성되고, 레일 형상부는 벤트 윈도우로부터 트랜스퍼 형상부로 오일을 보내도록 구성되고, 트랜스퍼 형상부는 타이밍 체인에 오일을 이송하도록 구성된다. 오일은 트랜스퍼 형상부로부터 타이밍 체인으로 실질적으로 주위 압력으로 이송된다. 엔진은 타이밍 체인 상에 오일을 이송하도록 구성된 노즐이 없는 것을 특징으로 할 수 있다. 또한, 리다이렉트 형상부, 레일 형상부 및 트랜스퍼 형상부는 모두 실린더 헤드와 일체형 원피스 구조로 형성될 수 있다.

Description

주유 장치{OILING SYSTEM FOR TIMING CHAINS}
본 발명은 엔진용 타이밍 체인의 주유(oiling)에 관한 것이다.
내연기관은 엔진의 밸브에 대한 타이밍을 제어하는 타이밍 벨트 또는 타이밍 체인을 이용할 수 있다. 타이밍 벨트 또는 타이밍 체인은 크랭크샤프트를 하나 이상의 캠샤프트 또는 페이저에 연결하며, 이는 엔진 벨브의 개폐를 교대로 제어한다.
타이밍 체인에 오일을 제공하기 위한 주유 장치(oiling system)가 제공된다. 타이밍 체인은 엔진의 실린더 헤드에 인접한다. 주유 장치는 리다이렉트 형상부(redirect feature), 실린더 헤드에 의해 형성되는 벤트 윈도우, 레일 형상부, 및 트랜스퍼 형상부를 구비한다. 리다이렉트 형상부는 벤트 윈도우 쪽으로 오일을 보내도록 구성되고, 레일 형상부는 벤트 윈도우로부터 트랜스퍼 형상부로 오일을 보내도록 구성되고, 트랜스퍼 형상부는 타이밍 체인에 오일을 이송하도록 구성된다. 오일은 트랜스퍼 형상부로부터 타이밍 체인으로 실질적으로 주위 압력으로 이송된다.
엔진은 타이밍 체인 상에 오일을 이송하도록 구성된 노즐이 없는 것을 특징으로 할 수 있다. 또한, 리다이렉트 형상부, 레일 형상부 및 트랜스퍼 형상부는 모두 실린더 헤드와 일체형 원피스 구조로 형성될 수 있다.
본 발명의 상기한 특징 및 다른 특징과 이점은 첨부한 도면과 함께 취해진 본 발명의 최선책에 대한 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1은 엔진의 일부의 전방에 대한 개략적인 평면도로서, 크랭크샤프트 스프로켓을 2개의 캠샤프트 페이저에 연결하는 타이밍 체인을 도시한 도면,
도 2는 도 1에 도시한 엔진의 일부에 대한 개략도로서, 캠샤프트 페이저는 엔진의 실린더 헤드의 프런트 베이를 보다 잘 제공하기 위해 제거된 도면,
도 3은 도 1에 도시한 도면의 상세도로서, 프런트 베이를 레일 형상부에 연결하는 벤트 윈도우를 도시한 도면,
도 4는 도 1에 도시한 엔진의 일부에 대한 개략도로서, 타이밍 체인에 관한 벤트 윈도우 및 레일 형상부를 도시한 도면,
도 5는 도 1에 도시한 엔진의 일부에 대한 또 다른 개략도로서, 벤트 윈도우 및 레일 형상부를 상이한 각도로 도시한 도면.
도면을 참조하면, 동일한 참조부호는 몇몇의 도면을 통해 동일한 구성요소를 나타내며, 도 1은 실린더 헤드(14)를 갖는 엔진(12)용 주유 장치(10)의 개략적인 정면도를 도시한다. 도 1에는 엔진(12)의 일부만이 도시되어 있다. 주유 장치(10)는 실린더 헤드(14)에 인접한 타이밍 체인(16)에 자동차 오일을 제공한다. 자동차 오일은 엔진(12)의 이동 부품을 윤활하는데 사용되며, 엔진(12)을 세정 및 냉각하며, 엔진(12)의 부식을 방지할 수 있다.
본 발명이 자동차 적용에 대해 상세하게 기술되지만, 당업자는 본 발명의 보다 넓은 적용성을 이해할 것이다. 당업자는 "위(above)", "아래(below)", "상측(upward)", "하측(downward)" 등이 도면에서 설명을 위해 사용되고, 특허청구범위에서 정의된 바와 같이 본 발명의 범위에 대한 제한을 제공하는 것이 아니라는 점을 인식할 것이다.
타이밍 체인(16)은 크랭크샤프트 스프로켓(20)의 외주 상의 치형부와 그리고 2개의 캠 페이저(22)의 외주 상의 치형부와 맞물린다. 크랭크샤프트 스프로켓(20)은 엔진(120의 크랭크샤프트(도시하지 않음)와 함께 회전하도록 부착된다. 타이밍 체인(16)은, 도 1에 도시한 바와 같이, 크랭크샤프트 스프로켓(20)과 캠 페이저(22) 둘레에서 시계방향으로 회전 또는 순환한다. 그러나, 엔진(12)은 타이밍 체인(16)이 도 1에 도시한 바와 같이 반시계방향으로 회전 또는 순환하도록 구성될 수 있다. 타이밍 체인(16)이 크랭크샤프트 스프로켓(20)에 의해 회전됨에 따라, 캠 페이저(22)도 회전된다.
2개의 캠 페이저(22)는 각각의 캠 샤프트(도시하지 않음)에 부착되며, 캠샤프트 위치를 전진 또는 지체하도록 구성됨으로써, 크랭크샤프트 위치에 대한 밸브 리프트 이벤트에 대한 타이밍을 변경한다. 그러나, 고정된(불변형) 스프로켓을 갖는 하나 이상의 캠샤프트가 주유 장치(10)와 함께 사용될 수도 있다.
도 2 및 도 3은 도 1에 도시한 엔진(12)의 일부에 대한 2가지 개략도를 도시한다. 도 2에서, 캠샤프트 페이저(22)와 타이밍 체인(16)은 실린더 헤드(14)의 프런트 베이(24)를 보다 잘 보이기 위해 제거되거나 감춰져 있다. 도 3은 도 1에 도시한 것과 실질적으로 동일한 각도로부터의 확대도를 도시한다.
자동차 오일은 프런트 베이(24) 내의 그리고 그 주위의 엔진(12)의 다른 부품을 통과한 후에 프런트 베이(24) 내에 수집된다. 예를 들면, 하나 이상의 캠 베어링 또는 저널(도시하지 않음), 래시 조절기(도시하지 않음) 또는 캠 페이저(22)를 위한 자동차 오일은, 이에 한정되지는 않지만, 섬프(도시하지 않음)로 복귀되기 전에 프런트 베이(24)를 통과할 수 있다. 섬프 내에 수집된 오일은 여과되어, 엔진(12)의 각종 부품으로 다시 펌핑될 수 있다. 엔진(12)의 하나 이상의 부품을 통과한 후에, 자동차 오일은 새로이 여과된 오일과는 달리 드레인백된 오일(drainback oil)로 고려될 수 있다. 그러나, 몇몇 구성에서, 다른 부품을 통과하지 않은 자동차 오일은 수집되거나 또는 프런트 베이(24)를 통과할 수 있다.
리디렉트 형상부(28)는 프런트 베이(24) 내에 배치되며, 실린더 헤드(14)와 일체형 원피스 구조로서 형성될 수 있다. 흐름 화살표(18)는 주유 장치(10)를 통한 자동차 오일 흐름의 가능한 경로 또는 방향에 대해 개략적으로 도시하고 있다. 흐름 화살표(18)는 예시적인 것으로서, 주유 장치(10) 내의 자동차 오일의 실제 경로 또는 방향을 제한하지 않는다. 도시한 리디렉트 형상부(28)는 오일 댐 또는 짧은 벽이다. 다른 리디렉트 형상부(28)는, 이에 한정되지는 않지만, 플러그, 리브, 비드 또는 슬로핑 채널 등의 주유 장치(10)와 함께 사용될 수 있다.
본원에 사용된 바와 같이, 일체형 원피스 구조체는 단일 피스 도는 부품으로서 형성된 것으로서, 실질적으로 연속적인 재료를 포함한다. 별개로 형성된 다음 파스너, 용접, 접착제, 클립, 랫치 또는 다른 결합 기술에 의해 부착되는 부품은 일체형 원피스 구조체이다. 예를 들면, 이에 한정되지는 않지만, 함께 주조되거나 또는 단일의 빌렛으로 기계가공되는 형상부 또는 부품은 일체형 원피스 구조체이다. 그러나, 일체형 원피스 구조체는 단일 피스의 형성 이후에 후속적인 처리 또는 제조 공정을 받을 수도 있다.
벤트 윈도우(30)는 실린더 헤드(14)에 의해 형성되며, 프런트 베이(24)로부터 크랭크샤프트 스프로켓(20)을 갖는 엔진(12)의 측부로의 통로 또는 경로를 형성한다. 리디렉트 형상부(28)는 벤트 윈도우(30) 쪽으로 자동차 오일을 보내거나 또는 지향시키도록 구성된다. 따라서, 리디렉트 형상부(28)는 프런트 베이(24) 내에 수집되는 모든 또는 그 일부의 드레인백된 오일이 섬프로 직접 복귀하는 것을 방지한다.
레일 형상부(32)는 실린더 헤드(14)와 일체형 원피스 구조로서 형성될 수 있다. 벤트 윈도우(30)는 프런트 베이(24)와 레일 형상부(32)를 연결함으로써, 프런트 베이(24) 내에 수집되는 자동차 오일이 벤트 윈도우(30)를 통해 리디렉트 형상부(28)에 의해 레일 형상부(32)로 지향된다.
도면에서, 레일 형상부(32)는 제 1 측부(34)와 제 2 측부(35)를 구비한다. 제 1 측부(34)와 제 2 측부(35)는 트랜스퍼 형상부(36)를 연결하거나 또는 트랜스퍼 형상부(36)에서 만난다. 트랜스퍼 형상부(36)는 실린더 헤드(14)와 레일 형상부(32)와 일체형 원피스 구조로서 형성될 수도 있다. 레일 형상부(32)는 벤트 윈도우(30)로부터 트랜스퍼 형상부(36)로 자동차 오일을 보내거나 또는 이송한다. 그 다음, 트랜스퍼 형상부(36)는 타이밍 체인(16) 상에 자동차 오일을 낙하하거나 도는 부음으로써 타이밍 체인(16)에 자동차 오일을 이송한다.
레일 형상부(32)와 트랜스퍼 형상부(36)의 다른 형상 및 구성은 벤트 윈도우(30)로부터 타이밍 체인(16)으로 자동차 오일을 수집하여 이동하는데 사용될 수 있다. 도면에서, 레일 형상부(32)의 제 1 및 제 2 측부(34, 35)는 트랜스퍼 형상부(36)를 갖는 대체로 V자형 캐비티를 형성함으로써, 레일 형상부(32)는 트랜스퍼 형상부(36)에 자동차 오일을 이동시키도록 구성된다.
도 4 및 도 5는 엔진(12)의 일부에 대한 2가지의 개략도이다. 도 4는 하나의 각도 또는 관점으로부터 타이밍 체인(16)에 대한 벤트 윈도우(30)와 레일 형상부(32)를 도시하고, 도 5는 상이한 각도 또는 관점으로부터의 도면이다.
도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 프런트 베이(24) 내에 수집된 자동차 오일은 리디렉트 형상부(28)에 의해 벤트 윈도우(30)로 보내진다. 그 다음, 자동차 오일은 레일 형상부(32)에 의해 수집되어, 타이밍 체인(16) 상에 낙하하는 위치인 트랜스퍼 형상부(36)로 전달된다. 흐름 화살표(18)는 프런트 베이(24)와 타이밍 체인(16) 사이의 자동차 오일을 위한 대표적인 흐름 경로를 개략적으로 도시한다.
레일 형상부(32)는 도면에 도시한 것과는 상이하게 형성될 수 있다. 예를 들면, 이에 한정되지는 않지만, 레일 형상부(32)는 트랜스퍼 형상부(36)가 로드의 단부이며 타이밍 체인(16) 바로 위에 위치되도록 벤트 윈도우(30)로부터 하측방향으로 각을 이루는 대체로 원통형의 로드일 수 있다. 또한, 레일 형상부(32)는 지점 또는 딤플 형상의 트랜스퍼 형상부(36)를 갖는 테이퍼진 형상 또는 에어포일 형상일 가질 수도 있다. 변형적으로, 레일 형상부(32)는 벤트 윈도우(30)로부터 타이밍 체인(16) 바로 위로 캔틸레버식으로 결합된 슈트 또는 슬라이드일 수 있다.
타이밍 체인(16)은 내부(38)와 외부(39)를 가지며, 이들은 타이밍 체인(16)이 회전함에 따라 형성된 폐쇄 루프 또는 경로에 의해 형성된다. 타이밍 체인(160의 내부(38)는 루프 내로 면하고, 외부(39)는 루프로부터 멀어지게 면한다. 도 4에 도시한 바와 같이, 트랜스퍼 형상부(36)는 타이밍 체인(16)의 내부(38) 상에 오일을 지향시키도록 구성된다. 또한, 도면에 도시한 트랜스퍼 형상부(36)는, 타이밍 체인(16)의 회전방향에 대해 타이밍 체인(16)이 크랭크샤프트 스프로켓(20)과 맞물리기 전에 타이밍 체인(16) 상에 오일을 지향시키도록 구성된다. 이는 크랭크샤프트 스프로켓(20)에 대한 타이밍 체인(16)의 선단 에지로서도 부를 수 있다. 따라서, 도시한 구성에서, 자동차 오일은 초기에는 타이밍 체인(16)과 접촉하는 크랭크샤프트 스프로켓(20)의 치형부로 전달된다[이는 도 1에 도시한 바와 같이, 크랭크샤프트 스프로켓(20)의 우측임].
타이밍 체인(16)은 벤트 윈도우(30)로부터 오프셋된 타이밍 평면(또는 타이밍 체인 평면) 상에 위치된다. 타이밍 평면은, 타이밍 체인(16)이 맞물리는 스프로켓 및 타이밍 체인(16)의 중앙선에 의해 형성된 평면으로서 정의된다. 제조시의 변경은 크랭크샤프트 스프로켓(20) 또는 캠 페이저(22)가 서로에 대해 약간 오프셋되게 할 수 있다. 그러나, 타이밍 체인(16)은 그 경로를 통해 통상적으로 순환하는 한편, 실질적으로 동일한 평면에 있을 것이다.
레일 형상부(32)는 벤트 윈도우(30)로부터 타이밍 평면으로 가로지름으로써, 트랜스퍼 형상부(36)는 타이밍 평면과 실질적으로 일치하여 타이밍 체인(16)의 중앙선에 또는 그 근방에 자동차 오일을 전달할 수 있다. 타이밍 평면 상에 트랜스퍼 형상부(36)를 실질적으로 위치시키는 것은, 가압된 오일을 분무하거나 또는 튀어나오지 않고서 타이밍 체인(16)에 자동차 오일을 이송하게 한다. 레일 형상부(32)는 엔진(12)을 위한 각종 설치 각도에서 기능하는 한편, 타이밍 체인(16) 상에 자동차 오일을 전달하도록 구성될 수 있다.
도면에 도시한 주유 장치(10)는 타이밍 체인(16)에 자동차 오일을 직접 이송 또는 적용하도록 구성된 노들을 구비하지 않는다. 이와 같은 전용의 노즐은 오일 펌프(도시하지 않음)에 의해 공급되어, 타이밍 체인(16) 상에 자동차 오일을 직접 분무할 것이다. 본원에 사용된 바와 같이, 노즐은 하나의 위치(노즐 출구)로부터 다른 위치(목표)로 가압된 오일을 추진하는 제트, 스프레이 또는 다른 장치를 구비한다.
타이밍 체인(16)용 주유 장치(10)는 수동적인 시스템으로 고려될 수 있다. 자동차 오일은 타이밍 체인(16)으로의 증대된 압력으로 펌핑되는 것과는 달리 실질적으로 주위 압력으로 타이밍 체인(16)으로 수집되어 이송된다. 또한, 타이밍 체인(16)용 주유 장치(10)는 실린더 헤드(14)로부터 타이밍 체인(16)으로 드레인백된 오일을 이송하기 위해 중력을 이용한다. 차량 내의 엔진(12)의 배향 및 장착 각도에 따라서, 레일 형상부(32)와 트랜스퍼 형상부(36)는 자동차 오일을 타이밍 체인(16)에 보다 정확하게 전달하도록 각을 이룰 수 있다.
상세한 설명 및 도면은 본 발명의 기술을 위한 것이지만, 본 발명의 범위는 특허청구범위에 의해서만 정의된다. 본 발명을 실시하기 위한 최선책이 상세하게 기술되었지만, 당업자는 특허청구범위 내에서 본 발명을 실시하기 위한 변형된 각종 설계 및 실시예를 인식할 것이다.

Claims (10)

  1. 엔진의 실린더 헤드에 인접한 타이밍 체인에 오일을 제공하기 위한 주유 장치에 있어서,
    상기 실린더 헤드와 일체형 원피스 구조로서 형성되는 리다이렉트 형상부(redirect feature);
    상기 실린더 헤드에 의해 형성되는 벤트 윈도우(vent window)로서, 상기 리다이렉트 형상부는 상기 벤트 윈도우 쪽으로 오일을 보내도록 구성되는, 상기 벤트 윈도우;
    상기 실린더 헤드와 일체형 원피스 구조로서 형성되는 레일 형상부(rail feature); 및
    상기 실린더 헤드와 일체형 원피스 구조로서 형성되는 트랜스퍼 형상부(transfer feature);를 포함하며,
    상기 레일 형상부는 상기 벤트 윈도우로부터 상기 트랜스퍼 형상부로 오일을 보내도록 구성되고, 상기 트랜스퍼 형상부는 상기 타이밍 체인에 오일을 이송하도록 구성되며, 상기 오일은 상기 트랜스퍼 형상부로부터 상기 타이밍 체인으로 실질적으로 주위 압력으로 이송되는 주유 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 엔진은 상기 타이밍 체인 상에 오일을 이송하도록 구성된 노즐이 없는 것을 특징으로 하는 주유 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 실린더 헤드는 프런트 베이(front bay)를 구비하며,
    상기 리다이렉트 형상부는 상기 프런트 베이 내에 배치되고,
    상기 벤트 윈도우는 상기 프런트 베이로부터 상기 레일 형상부로 통로를 형성하는 것을 특징으로 하는 주유 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 타이밍 체인은 내측부와 외측부를 갖고,
    상기 트랜스퍼 형상부는 상기 타이밍 체인의 내측부 상에 오일을 지향시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 주유 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 타이밍 체인은 상기 벤트 윈도우로부터 오프셋된 타이밍 평면을 형성하고,
    상기 레일 형상부는 상기 벤트 윈도우로부터 상기 타이밍 평면으로 가로지르며,
    상기 트랜스퍼 형상부는 상기 타이밍 평면과 실질적으로 일치하는 것을 특징으로 하는 주유 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 타이밍 체인은 상기 엔진의 크랭크샤프트 스프로켓 둘레에 맞물려서 회전하고,
    상기 트랜스퍼 형상부는 상기 타이밍 체인의 회전방향에 대해 상기 타이밍 체인이 상기 크랭크샤프트 스프로켓과 맞물리기 전에 상기 타이밍 체인 상에 오일을 지향시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 주유 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 레일 형상부는 제 1 측부와, 제 2 측부를 구비하며,
    상기 레일 형상부의 제 1 및 제 2 측부는 상기 트랜스퍼 형상부와 함께 대체로 V자형의 캐비티를 형성함으로써, 상기 레일 형상부는 상기 트랜스퍼 형상부에 오일을 이동시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 주유 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 실린더 헤드는 캠 베어링, 래시 조절기(lash adjuster) 및 페이저(phaser)를 더 구비하며,
    상기 캠 베어링, 래시 조절기 및 페이저 중 하나를 통과한 오일은 드레인백된 오일(drainback oil)로 고려되며,
    상기 리디렉트 형상부는 상기 벤트 윈도우 쪽으로 상기 드레인백된 오일을 보내도록 구성되는 것을 특징으로 하는 주유 장치.
  9. 엔진의 실린더 헤드에 인접한 타이밍 체인에 오일을 제공하기 위한 주유 장치에 있어서,
    리다이렉트 형상부(redirect feature);
    상기 실린더 헤드에 의해 형성되는 벤트 윈도우(vent window)로서, 상기 리다이렉트 형상부는 상기 벤트 윈도우 쪽으로 오일을 보내도록 구성되는, 상기 벤트 윈도우;
    레일 형상부(rail feature)로서, 상기 타이밍 체인은 상기 벤트 윈도우로부터 오프셋된 타이밍 평면을 형성하고, 상기 레일 형상부는 상기 벤트 윈도우로부터 상기 타이밍 평면으로 가로지르는, 상기 레일 형상부; 및
    트랜스퍼 형상부(transfer feature)로서, 상기 레일 형상부는 상기 벤트 윈도우로부터 상기 트랜스퍼 형상부로 오일을 보내도록 구성되고, 상기 트랜스퍼 형상부는 상기 타이밍 체인으로 오일을 이송하도록 구성되고, 상기 트랜스퍼 형상부는 상기 타이밍 평면과 실질적으로 일치하며, 상기 오일은 상기 트랜스퍼 형상부로부터 상기 타이밍 체인으로 실질적으로 주위 압력으로 이송되는 주유 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 리디렉트 형상부는 상기 실린더 헤드와 일체형 원피스 구조로 형성되고,
    상기 레일 형상부는 상기 실린더 헤드와 일체형 원피스 구조로 형성되며,
    상기 트랜스퍼 형상부는 상기 실린더 헤드와 상기 레일 형상부와 일체형 원피스 구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 주유 장치.
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