KR20200099476A - 건식 섬프를 구비한 냉각 윤활 시스템 - Google Patents

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Abstract

건식 섬프(3) 및 오일 탱크(6)를 구비한 냉각 윤활 시스템(1)이 제안되고, 펌프 시스템(2)은 오일 펌프가 오일을 상기 건식 섬프(3)로부터 상기 오일 탱크(6) 내로 송출하는 오일 회로를 작동시키며, 상기 펌프 시스템(2)은 하나의 샤프트(5) 상에 베인 펌프(P1) 및 지로터 펌프(P3)를 포함한다.

Description

건식 섬프를 구비한 냉각 윤활 시스템{COOLING LUBRICATION SYSTEM WITH DRY SUMP}
본 발명은 건식 섬프 및 오일 탱크를 구비한 냉각 윤활 시스템에 관한 것이며, 펌프 시스템은 오일 펌프가 오일을 건식 섬프로부터 오일 탱크 내로 송출하는 오일 회로를 작동시킨다.
4륜 차량에서, 건식 섬프 윤활은 스포츠 카 또는 경주용 차 및 극단의 지형에서의 차에만 제공되었으나, 이는 현재 변화되고 있다.
건식 섬프 윤활의 경우, 윤활유가 오일 탱크 내에 함께 안내되고 압력 펌프에 의해 윤활 지점으로 송출되어야 한다. 압력 순환 윤활과는 달리, 윤활 지점으로부터 떨어지는 부분적으로 발포된 윤활유는 추가 흡입 펌프에 의해 오일 섬프 및 다양한 수집 지점으로부터 흡입된다. 그후, 공기가 분리되고 오일이 다시 오일 탱크로 송출된다.
건식 섬프 윤활 펌프의 일반적인 장점은 설치 높이의 감소이다. 오일 팬의 낮은 구성으로 인해 차량에 엔진이 낮게 설치될 수 있다. 이로 인해, 차량의 무게 중심이 낮아지고 주행 안정성이 높아진다. 또한, 순환 중인 오일량이 더 많기 때문에 엔진이 더 잘 냉각된다.
건식 섬프 윤활을 위해, 적어도 하나의 제2 오일 펌프 및 압력 순환 윤활을 위한 용기가 필요하다.
따라서, 건식 섬프를 구비한 냉각 윤활 시스템을 구현하기 위해서는, 펌프의 사용이 최적화되어야 한다.
DE 102 47 518 A1에는 구동 샤프트에 의해 구동되는 로터를 구비한 베인 펌프가 알려져 있으며, 상기 로터는 리프팅 링 내부에서 2개의 측면 플레이트 사이에 회전 가능하게 배치되고 그 원주면 내에 실질적으로 반경 방향으로 연장된 슬롯들이 형성되며, 유체를 흡입 영역으로부터 압력 영역으로 이송하기 위해, 베인들이 상기 슬롯들 내에 반경 방향으로 변위 가능하게 장착되고, 이 경우 흡입 영역은 적어도 하나의 흡입 키드니(kidney)에 그리고 압력 영역은 적어도 하나의 압력 키드니에 연결되며, 이 키드니들은 측면 플레이트들 중 하나에 형성되고, 상기 측면 플레이트 내에서 하부 베인 홈들이 흡입 키드니와 압력 키드니 사이의 영역 내에 반경 방향으로 형성되며, 상기 하부 베인 그루브는 상기 슬롯 내에 제공된 하부 베인 챔버에 연결되고, 상기 압력 키드니 영역 내에 배치된 하부 베인 그루브는 압력 키드니에 연결된다.
종래의 베인 펌프에서, 모든 하부 베인 그루브에는 고압이 제공되므로, 베인의 확장 이동이 보장되고, 베인 헤드가 리프팅 링의 내부면과 접촉하여 유지된다. DE 102 47 518 A1에 따르면, 압력 영역에 배치된 하부 베인 그루브들 만이 압력 키드니에 연결되고, 그에 따라 고압을 공급받는다. 흡입 영역에 배치된 하부 베인 그루브는 압력 키드니 대신에 추가 이송 장치의 압력 챔버에 연결된다. 추가 이송 장치는 연결된 하부 베인 그루브 내에 충분한 압력을 유지하지만, 상기 압력은 베인 기계의 압력 영역 내의 압력보다 훨씬 더 낮도록 설계되어 있다. 이러한 통합된 이송 장치는 오일을 탱크로부터 압력 연결 채널 내로 그리고 결국 하부 베인 그루브 내로 송출하는 지로터(gerotor) 펌프이다.
또한, 2류 베인 펌프는 예컨대 DE112011104423 A5에 알려져 있고, 그 흐름들은 별도로 사용된다.
본 발명의 과제는 최적화된 펌프를 갖춘 건식 섬프를 구비한 냉각 윤활 시스템을 제공하는 것이다.
상기 과제는 건식 섬프 및 오일 탱크를 구비한 냉각 윤활 시스템으로서, 펌프 시스템은 오일 펌프가 오일을 건식 섬프로부터 오일 탱크 내로 송출하는 오일 회로를 작동시키고, 상기 펌프 시스템은 하나의 샤프트 상에 베인 펌프 및 지로터 펌프를 포함하는, 냉각 윤활 시스템에 의해 해결된다.
하나의 공통 샤프트 상에 전기 기계를 구비한 공통 구동 장치에 의해, 펌프 시스템은 매우 작게 설계될 수 있다.
베인 펌프가 2류로 설계되고, 건식 섬프 내에 서로 독립적인 2개의 흡입 지점을 갖는 것이 바람직하다. 이로써, 하나의 펌프에 의해, 건식 섬프가 여러 지점에서 펌핑되어야 하는 문제가 해결되고, 다수의 오일 펌프가 사용되지 않아도 된다.
바람직하게는 2류 베인 펌프가 제1 압력 출구 및 제2 압력 출구를 포함하며, 상기 출구를 통해 오일은 체적 흐름으로서 오일 탱크 내로 그리고 소비자(컨슈머)에게 이송된다.
지로터 펌프가 압력 출구 측에서 베인 펌프 내의 하부 베인 그루브에 연결됨으로써, 베인 펌프의 시동 문제가 해결되는 것이 바람직하다.
바람직하게는 지로터 펌프가 압력 측에서 전기 기계를 위한 냉각을 공급한다.
도 1은 건식 섬프를 구비한 냉각 윤활 시스템의 본 발명에 따른 실시 예를 도시하고,
도 2는 2개의 펌프에 대한 실시 예를 도시한다.
도 1은 건식 섬프(3) 및 오일 탱크(6)를 구비한 냉각 윤활 시스템(1)을 도시하며, 여기서 펌프 시스템(2)은 윤활제를 순환시킨다.
펌프 시스템(2)은 공통 샤프트(5) 상에서 공통 전기 기계(EM)에 의해 구동되는 3개의 펌프(4)로 이루어진다.
펌프(P1)는 2개의 흡입 연결부(10P1 및 11P1)를 포함한다. 펌프(P1)는 2개의 지점에서 건식 섬프(3)로부터 오일을 흡입하고, 압력 출구(12P1) 및 오일 탱크 입구(6a)를 통해 오일을 오일 탱크(6) 내로 송출한다.
건식 섬프(3) 내의 2개의 흡입 지점(S)은 서로 독립적으로 건식 섬프로부터 오일을 흡입하므로, 2개의 흡입 지점(S) 중 다른 하나가 이미 공기 또는 공기-오일 혼합물을 흡입하고 있더라도, 2개의 흡입 지점(S) 중 하나는 여전히 오일을 송출한다.
펌프(P1)는 2류로 설계된 베인 펌프이고, 두 흐름은 별도로 설계된다. 이로 인해, 건식 섬프(3) 내의 하나의 흡입 지점(S)에 각각 연결된 2개의 독립적인 이송 회로가 형성된다. 두 이송 회로는 압력 측에서 서로 연결되어 있다.
지로터 펌프(P3)가 동일한 샤프트(5) 상에서 베인 펌프(P1)에 인접하여 배치된다. 지로터 펌프(P3)는 오일을 오일 탱크(6)로부터 연결부(6b) 및 펌프 입구(16P3)를 통해 예컨대 전기 기계의 냉각부(8)로 송출한다.
추가의 다른 소비자도 가능하기 때문에, 소비자, 변속기 및 전기 기계의 공급은 예시적이다.
펌프 시스템(2)에서, 지로터 펌프(P3)는 송출 기능에 추가해서, 베인 펌프(P1)를 압력으로 예압하기 위해 전기 기계를 냉각시키는데 사용된다. 베인 펌프의 문제점은, 시동 시 베인 펌프의 베인이 처음에는 리프팅 링 상에 놓이지 않아서, 펌프의 효율이 떨어진다는 것이다. 이를 방지하기 위해, 적어도 하나의 하부 베인 그루브를 갖는 베인 펌프가 사용되고, 상기 하부 베인 그루브 내에 오일이 특정 압력으로 공급됨으로써 베인이 리프팅 링으로 안내된다.
따라서, 지로터 펌프(P3)는 펌프 출구에 분기(15P3)를 가지며, 상기 분기에 의해 압력 하의 오일이 베인 펌프(P1)의 하부 베인 그루브(30)의 입구(13P1)로 제공된다.
하부 베인 그루브(30)는 또한 압력 출구(14P1)에 연결되며, 상기 압력 출구(14P1)는 변속기에 오일을 공급한다.
이로써, 종래 기술에 의해 제안된 바와 같이, 베인 펌프 내의 복잡한 통합형 지로터 펌프가 방지된다. 베인 펌프(P1)는 2개의 별도의 흡입 영역(S) 및 2개의 별도의 압력 영역을 포함하며, 상기 압력 영역들은 한편으로는 오일 탱크(6)를 채우고 다른 한편으로는 변속기를 위한 오일 공급부(7)을 제공한다. 펌프 시스템(2)은 작은 구조로 형성될 수 있어서 비용을 절감한다.
도 2는 2개의 펌프(P1 및 P3)가 서로 어떻게 연결되어 있는지를 개략적으로 도시하고 있다. 출구 측에서, 지로터 펌프(P3)는 분기(15P3)를 통해 베인 펌프(P1)의 하부 베인 영역으로의 입구(13P1)에 연결된다. 지로터 펌프(P3)는 오일을 분기(15P3)에서부터 전기 기계의 냉각부(8)로 공급한다.
따라서, 하부 베인 그루브(30)는 지로터 펌프(P3)에 연결되고 출구 측에서 변속기를 위한 오일 공급부(7)에 연결된다. 펌프의 정상 압력 출구(31)는 오일 탱크(6)에 연결된다.
1: 냉각 윤활 시스템 2: 펌프 시스템
3: 건식 섬프 5: 샤프트
6: 오일 탱크 12P1: 제 1 압력 출구
14P1: 제 2 압력 출구 30: 하부 베인 그루브
P1: 베인 펌프 P3: 지로터 펌프

Claims (4)

  1. 건식 섬프(3) 및 오일 탱크(6)를 구비한 냉각 윤활 시스템(1)으로서, 펌프 시스템(2)은 오일 펌프가 오일을 상기 건식 섬프(3)로부터 상기 오일 탱크(6) 내로 송출하는 오일 회로를 작동시키는, 상기 냉각 윤활 시스템(1)에 있어서,
    상기 펌프 시스템(2)은 하나의 샤프트(5) 상에 베인 펌프(P1) 및 지로터 펌프(P3)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 냉각 윤활 시스템(1).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 베인 펌프(P1)는 2류로 설계되고, 상기 건식 섬프(3) 내에 서로 독립적인 2개의 흡입 지점을 갖는 것을 특징으로 하는, 냉각 윤활 시스템(1).
  3. 제2항에 있어서,
    상기 지로터 펌프(P3)는 압력 출구 측에서 상기 베인 펌프(P1) 내의 하부 베인 그루브(30) 및 전기 기계용 냉각부(8)에 연결되는 것을 특징으로 하는, 냉각 윤활 시스템(1).
  4. 제3항에 있어서,
    상기 2류 베인 펌프(P1)는 상기 하부 베인 그루브(30)로부터의 제1 압력 출구(12P1) 및 제2 압력 출구(14P1)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 냉각 윤활 시스템(1).
KR1020200013973A 2019-02-13 2020-02-05 건식 섬프를 구비한 냉각 윤활 시스템 KR102312538B1 (ko)

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