KR20180067989A - 오일펌프 및 이를 적용한 상용차량 엔진 - Google Patents

Abstract

본 발명은 메인 갤러리와 유체 연결되는 도관을 통해 토출부의 개방을 수행하는 밸브의 수축을 제어를 수행하는 기술에 관한 것으로, 더 상세하게, 오일팬의 오일이 오일펌프 하우징 내부로 유입되도록 구성되는 유입부, 상기 유입된 오일을 압축하는 오일 압축부, 상기 압축된 오일을 상기 하우징 외부로 배출하는 토출부, 상기 토출부의 개방을 수행하도록 구성되는 밸브를 포함하도록 구성되는바, 상기 밸브는 메인 갤러리의 설정압력에 따라 상기 토출부를 개방하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 오일펌프에 관한 기술이다.

Description

오일펌프 및 이를 적용한 상용차량 엔진{Oil Pump and Commercial Automobile Engine thereby}

본 발명은 오일펌프 및 이를 적용한 상용차량 엔진 관한 것으로, 더 바람직하게, 오일펌프 하우징 외측에 위치하는 도관을 통해서 메인 갤러리와 오일펌프 밸브가 유체 연결되도록 형성되는바, 메인 갤러리의 오일 압력과 유체연결되는 밸브를 통해서 오일펌프의 토출부의 개도량을 제어하는 오일펌프 및 이를 적용한 상용차량 엔진에 관한 것이다.

일반적으로, 차량의 엔진은 피스톤의 고속 움직임과 혼합기의 폭발행정 등으로 인해 실린더 내부가 고온 및 고압인 조건으로 구동되므로, 엔진의 구동 동안 실린더의 벽과 피스톤의 접촉면, 그리고 크랭크축 및 캠축 등에 지속적으로 오일을 공급하는 것이 중요하다.

따라서, 엔진의 윤활 및 냉각을 위한 오일을 공급하도록 오일을 압송하는 오일펌프가 사용되고, 통상의 차량용 오일펌프로는 기어 펌프, 트로코이드형(trochoid type) 펌프, 파라코이드형(parachoid type) 펌프 등이 널리 사용된다.

오일펌프는 크랭크축 또는 캠축의 회전을 체인이나 기어로 전달받아 구동되며, 오일팬 내에 저장된 오일을 흡입하고 승압시켜 엔진의 각 마찰요소에 공급한다.

예를 들어, 차량의 오일펌프는 오일팬과 실린더블록 사이에 배치되어, 로터의 회전에 따른 압력변화에 의해 오일팬으로부터 흡입된 오일을 실린더블록의 오일 갤러리로 공급한다.

도 1 및 도 2는 종래 기술로서, 오일펌프의 구성을 개시하는바, 오일펌프는 유입부, 오일 압축부, 토출부를 통해 압축된 오일을 오일쿨러, 오일필터를 통해 엔진 메인 갤리러로 유입되도록 구성된다.

더욱이, 도 2에 도시된 바와 같이, 토출부의 개방을 제어하는 밸브는 오일 펌프에서 배출되는 압축 오일의 압력에 의거하여 상기 토출부의 개방상태를 제어하도록 구성되었다.

즉, 오일펌프에서 배출되는 오일의 경우, 메인 갤러리의 압력에 의해 제어되는 것이 아니고, 오일펌프로부터 배출된 오일에 의해 제어되도록 구성되었다.

상기와 같이, 종래 기술은 오일펌프에 위치하는 밸브의 설정압력이 높아지며, 배출된 오일과 메인 갤러리의 압력 편차가 크게 설정되어 차량의 연비가 나빠지는 문제점을 야기하였다.

특허문헌1: 대한민국공개번호 10-2015-0070537호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 오일펌프 하우징 외측에 위치하는 도관을 통해 메인 갤러리와 유체 연결되는 밸브의 제어를 수행하여 토출부의 개방을 제어하는 구성을 제공한다.

더욱이, 본 발명은 엔진의 RPM의 특성에 따라 오일압이 증대되어 메인 갤러리와 토출되는 오일의 압력의 편차를 줄이는데 그 목적이 있다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알 수 있다. 또한 본 발명의 목적들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 오일펌프 및 이를 적용한 상용차량 엔진은 다음과 같은 구성을 포함한다.

오일팬의 오일이 오일펌프 하우징 내부로 유입되도록 구성되는 유입부; 상기 유입된 오일을 압축하는 오일 압축부; 상기 압축된 오일을 상기 하우징 외부로 배출하는 토출부; 메인 갤러리와 유체 연결되도록 구성되고, 상기 토출부의 개방을 수행하도록 구성되는 밸브;를 포함하도록 구성되는바, 상기 밸브는 상기 메인 갤러리의 설정압력에 따라 상기 토출부를 개방하도록 제어되는 오일펌프를 제공한다.

또한, 상기 오일 압축부는 오일의 압축을 수행하는 로터; 및 상기 엔진으로부터 구동력을 상기 로터로 전달하도록 형성되는 오일펌프 기어;를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 오일펌프를 제공한다.

또한, 상기 메인 갤러리는 상기 하우징 외측에 위치하는 도관을 통해 상기 밸브구성과 유체 연결되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 오일펌프를 제공한다.

또한, 상기 토출부를 통해 배출된 오일은 오일쿨러, 오일필터를 통해 상기 메인 갤러리로 유입되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 오일펌프를 제공한다.

또한, 상기 메인 갤러리로부터 설정된 압력은 4.0bar 이상인 것을 특징으로 하는 오일펌프를 제공한다.

또한, 메인 갤러리와 오일펌프를 포함하는 사용차량 엔진에 있어서, 상기 오일펌프는, 오일팬의 오일이 오일펌프 하우징 내부로 유입되도록 구성되는 유입부; 상기 유입된 오일을 압축하는 오일 압축부; 상기 압축된 오일을 하우징 외부로 배출하는 토출부; 메인 갤러리와 유체 연결되도록 구성되고, 상기 토출부의 개방을 수행하도록 구성되는 밸브;를 포함하도록 구성되는바, 상기 밸브는 상기 메인 갤러리의 설정압력에 따라 상기 토출부를 개방하도록 제어하는 상용차량 엔진을 제공한다.

또한, 상기 오일 압축부는 오일의 압축을 수행하는 로터; 및 상기 엔진으로부터 구동력을 상기 로터로 전달하도록 형성되는 오일펌프 기어;를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 상용차량 엔진을 제공한다.

또한, 상기 메인 갤러리는 상기 하우징 외측에 위치하는 도관을 통해 상기 밸브구성과 유체 연결되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 상용차량 엔진을 제공한다.

또한, 상기 토출부를 통해 배출된 오일은 오일쿨러, 오일필터를 통해 상기 메인 갤러리로 유입되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 상용차량 엔진을 제공한다.

또한, 상기 메인 갤러리로부터 설정된 압력은 4.0bar 이상인 것을 특징으로 하는 상용차량 엔진을 제공한다.

본 발명은 앞서 본 실시예와 하기에 설명할 구성과 결합, 사용관계에 의해 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

본 발명은 메인 갤러리의 오일압력을 실시간 반영하여, 오일펌프로부터 배출되는 오일의 토출량을 제어하는바, 메인 갤러리의 압력에 따라 오일펌프에 요구되는 목표 오일 압력을 제공하는 효과를 갖는다.

또한, 본 발명은 엔진의 고점도의 영역에서 토출부의 압력 감소가 가능하도록 구성되는바, 차량의 연비 개선의 효과를 제공한다.

더욱이, 일정한 오일압력을 유지하도록 구성되는 본 발명의 구성에 기인하여 오일펌프의 안전성을 확보하는 효과를 갖는다.

도 1은 종래 기술로서, 상용엔진에 사용되는 오일펌프의 사시도를 도시하고 있다.
도 2는 종래 기술로서, 오일팬으로부터 오일펌프로 유입되는 오일의 흐름도를 도시하고 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예로서, 오일펌프의 사시도를 도시하고 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예로서, 오일팬으로부터 오일펌프로 유입되는 오일의 흐름도를 도시하고 있다.
도 5는 종래 기술로서, 토출부의 압력에 따라 개방을 제어하는 오일펌프의 배출오일 압력선도를 도시하고 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예로서, 오일펌프에 따른 배출오일 압력선도를 도시하고 있다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.

또한, 명세서에 기재된 "...부" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미한다.

본 발명은 메인 갤러리(14) 제어 오일펌프(10) 및 이를 적용한 상용차량 엔진을 제공하는바, 메인 갤러리(14)와 유체 연결되는 밸브(140)를 포함하여, 메인 갤러리(14)내부의 압력에 따라 상기 밸브(140)를 제어하여 토출부(130)를 통해 배출되는 오일의 양 및 오일의 압력을 제어할 수 있는 구성을 포함한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예로서, 메인 갤러리(14) 제어 오일펌프(10)를 도시하고 있다.

도시된 바와 같이, 오일펌프(10)의 경우, 오일펌프(10) 하우징을 포함하고, 상기 하우징 내부로 오일이 유입되도록 구성되는 유입부(110), 상기 하우징 내부에 위치하여 유입된 오일을 일정 압력으로 가압하도록 구성되는 오일 압축부, 상기 오일 압축부에 의해 압축된 오일을 배출하는 토출부(130)를 포함한다.

더욱이, 상기 토출부(130)의 개방을 제어하도록 구성되는 밸브(140)를 포함하는바, 상기 밸브(140)는 일정한 압력 이상에서 상기 토출부(130)의 개방량을 변화하도록 구성된다.

상기 밸브(140)의 경우, 미리 설정된 압력 이상에서 상기 밸브(140)가 수축 또는 인장되도록 구성될 수 있는바, 상기 밸브(140)가 수축 또는 인장될 때, 상기 토출부(130)의 개방도를 제어할 수 있다.

바람직하게, 상기 밸브(140)는 메인 갤러리(14)와 유체 연결되도록 구성되며, 상기 메인 갤러리(14)의 설정압력에 따라 밸브(140)의 개폐가 제어될 수 있으며, 더 바람직하게, 상기 밸브(140)의 개방을 수행하는 최소 설정압력은 4.0bar를 갖도록 구성될 수 있다. 즉, 메인 갤러리(14) 내부의 압력은 설정압력으로서 4.0bar에서 상기 밸브(140)는 개방된다.

또한, 본 발명의 오일 압축부의 경우, 하우징 내부에 위치하는 로터(120)를 포함하는바, 상기 로터(120)는 엔진에 의거 구동력을 인가받도록 구성되고, 유입부(110)를 통해 유입된 오일을 가압하도록 구성된다.

더 바람직하게, 상기 로터(120)는 오일펌프 기어(160)와 연결되도록 구성될 수 있는바, 상기 오일펌프 기어(160)의 경우, 엔진의 구동력을 전달받도록 형성되고, 상기 구동력을 통해 로터(120)가 회전할 수 있도록 구성될 수 있다.

구체적으로, 상기 오일 압축부는 로터(120), 오일펌프 기어(160)로 구성된다. 상기 로터(120)는 오일펌프(10) 하우징의 내부공간으로 수용되고, 동력원인 오일펌프 기어(160)에 고정되어 회전된다.

더 바람직하게, 상기 로터(120)는 베인을 포함하여 구성될 수 있는바, 상기 베인은 로터(120)에 방사상으로 배열되어 로터(120)와 함께 회전된다. 더욱이, 상기 로터(120) 구성의 외측에 위치하는 아우터 링을 더 포함할 수 있는바, 상기 아우터 링은 로터(120)를 감싸면서 베인과 접촉됨으로써 로터(120)의 회전 시 아우터 링과 로터(120) 사이로 형성된 공간에 진공부압을 형성한다.

도 4에서는 본 발명의 일 실시예로서, 오일펌프(10)로 유입되는 오일의 흐름도를 도시하고 있다.

오일펌프(10)로 유입되는 오일의 경우, 엔진 오일팬(11) 내에 저장된 오일을 흡입하도록 구성된다. 이렇게 오일펌프(10) 유입부(110)로 흡입된 오일은 오일 압축부를 통해 가압되고 배출되는바, 오일쿨러(12), 오일필터(13)를 통해 엔진 메인 갤러리(14)로 유입되도록 구성된다.

더 바람직하게, 엔진의 RPM 조건 또는 오일펌프(10)에서 배출되는 오일의 온도에 따라 상기 가압된 오일은 오일쿨러(12)를 바이패스 하도록 구성될 수 있는바, 냉각이 요구되지 않는 미리 설정된 온도 이하의 온도로 배출된 오일은 오일필터(13)로 직접 유입되도록 구성될 수 있다.

이처럼, 오일펌프(10)에서 배출된 오일은 오일쿨러(12) 및 오일필터(13)를 거쳐 메인 갤러리(14)로 유입되도록 구성되는바, 메인 갤러리(14)의 압력과 동일한 배출 오일 압력을 갖도록 구성되어야 한다.

상기와 같이 본 발명의 일 실시예에서는 메인 갤러리(14)와 토출부(130)일단에 위치하는 밸브(140)의 구성이 서로 유체 연결되도록 구성되는바, 오일펌프(10) 하우징 외측에 상기 밸브(140)와 일단이 연결되고, 타단이 메인 갤러리(14)와 유체 연결되도록 구성되는 도관(150)을 포함하여 구성될 수 있다.

따라서, 메인 갤러리(14)와 유체 연결된 밸브(140)는 메인 갤러리(14)의 압력에 따라 상기 밸브(140)가 제어되는바, 토출부(130)를 통해 배출되는 오일의 량 및 오일압력을 제어하도록 구성된다. 즉, 메인 갤러리(14)의 압력을 설정압력으로서, 상기 밸브(140)의 개방을 수행하도록 구성된다.

바람직하게, 밸브(140)의 경우, 메인 갤러리(14)의 압력에 따라 토출부(130)의 개방도를 조절할 수 있도록 구성되며, 더 바람직하게, 상기 밸브(140)는 4.0 bar의 미리 설정된 압력을 갖도록 구성될 수 있는바, 메인 갤러리(14)의 압력이 4.0 bar이상에서 상기 밸브(140)가 수축하여 토출부(130)를 개방하고, 가압된 오일이 배출되도록 구성된다.

도 5는 종래 기술에 따른 냉간시와 온간시의 메인 갤러리(14) 압력 선도와 메인 갤러리(14)에서 요구되는 오일 압력을 비교한 그래프를 도시하고 있다.

즉, 종래 기술로서, 오일펌프(10)에서 토출된 오일의 압력에 의거, 밸브(140)를 개방하는 구성의 경우, 7.0bar 이상의 토출부(130)의 오일 압력에서 오일펌프(10)는 가압된 오일을 배출하도록 구성된다.

즉, 도시된 바와 같이, 메인 갤러리(14)의 요구 압력과 비교하여, 냉간시 토출되는 오일의 압력은 선형적으로 증가하고, 메인 갤러리(14)에서 요구하는 요구 압력과 비교하여 높은 압력을 가지는 구성임을 도시하고 있다.

도시된 그래프에서는, 밸브(140)의 설정압력은 토출부(130)에서 토출되는 오일의 압력과 동일하게 7.0bar의 압력을 가지며, 메인 갤러리(14)의 요구 압력은 4.0bar를 갖는다.

도 6은 본 발명의 메인 갤러리(14) 제어 오일펌프(10)에 따른 오일 압력의 선도를 그래프로 도시하고 있다.

도시된 바와 같이, 메인 갤러리(14)의 압력에 따라 밸브(140)의 개방을 제어하는 본 발명의 일 실시예의 경우, 냉간시 밸브(140)의 작동 압력을 4.0bar로 설정할 수 있으며, 메인 갤러리(14)의 압력 크기와 동일한 배출 오일압력을 갖도록 구성될 수 있다.

도 5와 같이, 종래 기술의 경우, 밸브(140)의 설정압력이 높아 메인 갤러리(14)와 오일펌프(10) 토출부(130) 간의 압력 편차가 크게 설정되었으며, 엔진 RPM에 따라 오일펌프(10)에서 배출되는 오일압이 증대되는바, 상기 압력 편차가 더욱 크게 나타난다.

이와 비교하여, 도 6은 저온 구간(냉간시)에서 엔진 RPM이 상승하는 경우에도 메인 갤러리(14) 내부의 압력과 동일한 압력을 갖는 오일펌프(10)를 제공하는바, 상기 오일펌프(10)의 토출부(130)와 메인 갤러리(14) 사이의 압력 편차를 최소화하여 오일이 이동하는 구성간의 내구성 증대를 제공한다.

이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 기술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 기술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

10: 오일펌프
11: 오일팬
12: 오일쿨러
13: 오일필터
14: 메인 갤러리
110: 유입부
120: 로터
130: 토출부
140: 밸브
150: 도관
160: 오일펌프 기어

Claims (10)

1. 오일팬의 오일이 오일펌프 하우징 내부로 유입되도록 구성되는 유입부;
   상기 유입된 오일을 압축하는 오일 압축부;
   상기 압축된 오일을 상기 하우징 외부로 배출하는 토출부;
   메인 갤러리와 유체 연결되도록 구성되고, 상기 토출부의 개방을 수행하도록 구성되는 밸브;를 포함하도록 구성되는바,
   상기 밸브는 상기 메인 갤러리의 설정압력에 따라 상기 토출부를 개방하도록 제어되는 오일펌프.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 오일 압축부는 오일의 압축을 수행하는 로터; 및
   상기 엔진으로부터 구동력을 상기 로터로 전달하도록 형성되는 오일펌프 기어;를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 오일펌프.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 메인 갤러리는 상기 하우징 외측에 위치하는 도관을 통해 상기 밸브구성과 유체 연결되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 오일펌프.
   
4. 제 1항에 있어서,
   상기 토출부를 통해 배출된 오일은 오일쿨러, 오일필터를 통해 상기 메인 갤러리로 유입되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 오일펌프.
   
5. 제 1항에 있어서,
   상기 메인 갤러리로부터 설정된 압력은 4.0bar 이상인 것을 특징으로 하는 오일펌프.
   
6. 메인 갤러리와 오일펌프를 포함하는 사용차량 엔진에 있어서,
   상기 오일펌프는,
   오일팬의 오일이 오일펌프 하우징 내부로 유입되도록 구성되는 유입부;
   상기 유입된 오일을 압축하는 오일 압축부;
   상기 압축된 오일을 하우징 외부로 배출하는 토출부;
   메인 갤러리와 유체 연결되도록 구성되고, 상기 토출부의 개방을 수행하도록 구성되는 밸브;를 포함하도록 구성되는바,
   상기 밸브는 상기 메인 갤러리의 설정압력에 따라 상기 토출부를 개방하도록 제어하는 상용차량 엔진.
   
7. 제 6항에 있어서,
   상기 오일 압축부는 오일의 압축을 수행하는 로터; 및
   상기 엔진으로부터 구동력을 상기 로터로 전달하도록 형성되는 오일펌프 기어;를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 상용차량 엔진.
   
8. 제 6항에 있어서,
   상기 메인 갤러리는 상기 하우징 외측에 위치하는 도관을 통해 상기 밸브구성과 유체 연결되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 상용차량 엔진.
   
9. 제 6항에 있어서,
   상기 토출부를 통해 배출된 오일은 오일쿨러, 오일필터를 통해 상기 메인 갤러리로 유입되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 상용차량 엔진.
   
10. 제 6항에 있어서,
    상기 메인 갤러리로부터 설정된 압력은 4.0bar 이상인 것을 특징으로 하는 상용차량 엔진.

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