KR101231388B1

KR101231388B1 - variable capacitance type oil pump

Info

Publication number: KR101231388B1
Application number: KR1020060023458A
Authority: KR
Inventors: 조명래
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2006-03-14
Filing date: 2006-03-14
Publication date: 2013-02-07
Anticipated expiration: 2026-03-14
Also published as: KR20070093525A

Abstract

본 발명은 가변 용량형 오일펌프에 관한 것이다.The present invention relates to a variable displacement oil pump.

이 같은 본 발명은, 고온 저속영역과 고속영역에 따라 인너로터의 폄심회전을 통해 오일의 압축율을 증감시켜, VVT, VVL, CDA 등의 엔진 시스템에서 실제 높은 압력이 요구되는 부분인 고온 저속영역에서는 오일 압력을 증대시켜 엔진의 응답성 및 동력 성능을 향상시키고, 오일 압력이 남아도는 고속 영역의 오일압력은 낮춰 동력 손실을 저감시킬 수 있도록 하는 등 오일펌프에서 토출되는 오일 압력을 전체적으로 균일하게 유지시켜 차량의 연비를 개선하는 가변 용량형 오일펌프를 제공한다.The present invention increases or decreases the compression ratio of oil through the core rotation of the inner rotor according to the high temperature low speed region and the high speed region, and in the high temperature low speed region, which is a part where actual high pressure is required in an engine system such as VVT, VVL, CDA, etc. Increasing oil pressure improves engine responsiveness and power performance, and reduces oil loss in high speed areas where oil pressure remains, thus reducing power loss. It provides a variable displacement oil pump to improve the fuel economy of the vehicle.

오일펌프, 스프링, 엔진, 인너로터, 아우터로터 Oil Pump, Spring, Engine, Inner Rotor, Outer Rotor

Description

Variable capacitance type oil pump

도 1은 종래 고정 유량형 오일펌프의 구조도.1 is a structural diagram of a conventional fixed flow type oil pump.

도 2는 종래 고정 유량형 오일펌프를 적용시 실제 오일압력과 요구 압력의 격차를 보인 그래프.Figure 2 is a graph showing the difference between the actual oil pressure and the required pressure when applying a conventional fixed flow type oil pump.

도 3은 본 발명의 일실시예로 고온 저속영역에서의 오일펌프 작동상태도.3 is an oil pump operating state in a high temperature low speed region in one embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 일실시예로 고속영역에서의 오일펌프 작동상태도.Figure 4 is an oil pump operating state in the high speed region in one embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 가변 용량형 오일펌프를 적용시 나타나는 동력손실 저감의 실험 그래프.5 is an experimental graph of the power loss reduction when applying a variable displacement oil pump according to an embodiment of the present invention.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*Description of the Related Art [0002]

10; 펌프 11; 흡입포트10; Pump 11; Suction port

12; 토출포트 20; 펌프하우징12; Discharge port 20; Pump housing

21; 가변챔버 30; 유동부재21; Variable chamber 30; Flow member

31; 무빙케이스 32; 스프링31; Moving case 32; spring

40; 아우터 로터 50; 인너로터40; Outer rotor 50; Inner rotor

60; 압력조절부재 61,62,63,64; 제 1,2,3,4 리턴포트60; Pressure regulating members 61,62,63,64; 1,2,3,4 return port

65; 리턴밸브65; Return valve

본 발명은 자동차의 오일펌프에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 가변 밸브 타이밍 엔진(CVVT; Continuously Variable Valve Timing) 사용 등에 제한을 받는 고온 저속 영역(Hot idle)의 오일 압력은 증대시키고, 오일 압력이 남아도는 고속 영역의 오일압력은 낮춰 오일펌프에서 토출되는 오일의 압력이 전체적으로 균일하게 유지될 수 있도록 하는 가변 용량형 오일펌프에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an oil pump of an automobile, and more particularly, increases oil pressure in a hot idle region, which is limited by use of a variable valve timing engine (CVVT), and oil pressure remains. The present invention relates to a variable displacement oil pump in which the oil pressure in the high speed region is lowered so that the pressure of oil discharged from the oil pump can be maintained uniformly as a whole.

주지된 바와같이, 오일펌프는 캠축 또는 크랭크축에 의하여 구동되며, 오일 팬 내의 오일을 흡입 가압하여 각 클러치 및 윤활부에 이송하는 것으로, 이는 기어식, 로터리식, 내접 기어식 등의 방식이 있으며, 엔진의 회전수에 비례하여 오일을 토출하게 된다.As is well known, the oil pump is driven by a camshaft or crankshaft, and suctions and pressurizes the oil in the oil pan to transfer to each clutch and lubrication unit, which is a gear type, a rotary type, or an internal gear type. The oil is discharged in proportion to the engine speed.

이때, 종래 내접 기어식(G-Rotor) 오일펌프는 도 1에 도시된 바와같이 고정 유량형으로, 이는 오일의 토출유량이 엔진의 회전수에 의해 결정된다.At this time, the conventional internal gear type (G-Rotor) oil pump is a fixed flow type as shown in Figure 1, which is the discharge flow rate of the oil is determined by the number of revolutions of the engine.

즉, 종래의 내접 기어식 오일펌프는 흡입포트(1)와 토출포트(2) 및 펌핑 챔버(3), 그리고 구동축과 연동하고 외주면에 치형(齒形)이 형성되는 인너로터(4)는 물론, 상기 인너로터(4)의 치형에 맞물리는 치형을 내주면에 형성하고 상기 인너로터(4)의 외경보다 큰 내경을 형성하는 아우터 로터(5)로 구성된다.That is, the conventional internal gear oil pump has a suction port 1, a discharge port 2, a pumping chamber 3, and an inner rotor 4 in which a tooth is formed on the outer circumferential surface and interlocks with the driving shaft. The outer rotor 5 includes a tooth engaging with the tooth of the inner rotor 4 on the inner circumferential surface and forming an inner diameter larger than the outer diameter of the inner rotor 4.

여기서, 상기 인너로터(4)의 치형과 아우터 로터(5)의 치형이 한쪽에서 맞물리므로, 상기 인너 및 아우터 로터(4)(5)의 회전 중심이 상위하게 된다.Here, since the teeth of the inner rotor 4 and the teeth of the outer rotor 5 are engaged at one side, the centers of rotation of the inner and outer rotor 4 and 5 are different.

이때, 상기 인너 로터(4)가 아우터 로터(5)의 내경에서 한쪽으로 치우치므로, 상기 인너 로터(4)와 아우터 로터(5)의 사이에 공간이 형성되며, 상기 토출포트(2)는 상기 공간에서 각 치형이 맞물리기 시작하는 쪽으로 압력이 증가하는 부분에 설치되고, 상기 흡입포트(1)는 각 치형의 맞물림이 해제되는 쪽으로 압력이 낮아지는 부분에 그 설치가 이루어지도록 하였다.At this time, since the inner rotor 4 is biased to one side from the inner diameter of the outer rotor 5, a space is formed between the inner rotor 4 and the outer rotor 5, and the discharge port 2 is In the space, each tooth is installed in a portion where the pressure increases toward the start of engagement, and the suction port 1 is to be installed in the portion where the pressure is lowered toward the release of the engagement of each tooth.

그러나, 종래 내접 기어식 오일펌프는 고정 유량형인 관계로, 저속에서는 오일압력이 낮고, 고속에서는 오일압력이 높게 나타나는 등 균일한 압력을 유지하지는 못하였다.However, since the conventional internal gear oil pump has a fixed flow type, the oil pressure is low at low speed and the oil pressure is high at high speed.

즉, VVT, VVL, CDA 등의 엔진 시스템에서 실제 높은 압력이 요구되는 부분은 고온 저속 영역(Hot idle)인데, 종래에는 고온 저속 영역에서 오일의 압력을 높이기 위해 인너 및 아우터 로터(4)(5)의 폭을 크게 하여 오일펌프의 용량을 증대시켰지만, 이 경우 마찰 증가를 유발시키면서 도 2에서와 같이 실제 오일 압력과 요구압력의 차이가 발생할 수 밖에 없었고, 이는 곧 차량의 연비를 악화시키게 되었다.That is, the part where the actual high pressure is required in the engine system such as VVT, VVL, CDA, etc. is a high temperature low idle area. In the related art, the inner and outer rotors 4 and 5 are used to increase the pressure of oil in the high temperature low speed area. Although the width of) increased the capacity of the oil pump, in this case, the difference between the actual oil pressure and the required pressure inevitably occurred as shown in FIG. 2 while causing increased friction, which deteriorated fuel economy of the vehicle.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 고온 저속영역과 고속영역에 따라 오일의 압축율이 증감되도록 인너로터를 편심회전시켜, 오일펌프에서 토출되는 오일의 압력을 전체적으로 균일하게 유지될 수 있도록 하는 가변 용량형 오일펌프를 제공하려는데 그 목적이 있는 것이다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, the inner rotor is eccentrically rotated so that the compression ratio of the oil is increased or decreased according to the high temperature low speed region and the high speed region, the pressure of the oil discharged from the oil pump as a whole It is an object of the present invention to provide a variable displacement oil pump that can be maintained uniformly.

이하, 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 설명하면 다음 과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명의 일실시예로 고온 저속영역에서의 오일펌프 작동상태도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예로 고속영역에서의 오일펌프 작동상태도이며, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 가변 용량형 오일펌프를 적용시 나타나는 동력손실 저감의 실험 그래프 이다.3 is a diagram illustrating an operation of an oil pump in a high temperature low speed region according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a diagram of an oil pump operating state in a high speed region according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is an embodiment of the present invention. This is an experimental graph of power loss reduction when applying variable displacement oil pump.

도 3 내지 도 5에 도시된 바와같이, 본 발명의 일실시예인 가변 용량형 오일펌프는, 차량의 엔진 회전수에 따라 오일을 펌핑하는 펌프(10); 상기 펌프(10)와 흡입포트(11)를 통해 일단이 연결되고, 타단에는 엔진으로 오일 공급을 위한 토출포트(12)가 연결되는 펌프하우징(20); 상기 펌프하우징(20)내에 위치하되, 차량의 고온 저속영역과 고속영역에 따라 상기 흡입포트(11)를 통해 펌프하우징(20)의 내부로 흡입되는 오일량에 따라 유동하는 유동부재(30); 상기 유동부재(30)내에 위치하는 아우터 로터(40); 상기 아우터 로터(40)내에 치합되도록 하되, 상기 유동부재(30)의 유동시 오일의 압축율을 가변시키도록 편심회전하는 인너로터(50); 및, 차량의 고속영역에서 상기 인너로터(50)의 편심회전으로 오일의 압축율을 낮아질 때, 토출포트(12)를 통해 토출되는 오일을 펌프하우징(20) 및 펌프(10)로 리턴시켜 오일의 토출압력을 낮추는 압력조절부재(60); 를 포함한다.As shown in Figures 3 to 5, the variable displacement oil pump according to one embodiment of the present invention, the pump 10 for pumping oil in accordance with the engine speed of the vehicle; A pump housing 20 having one end connected to the pump 10 and the suction port 11 and the other end connected to a discharge port 12 for supplying oil to the engine; A flow member (30) positioned in the pump housing (20) and flowing according to the amount of oil sucked into the pump housing (20) through the suction port (11) according to the high temperature low speed region and the high speed region of the vehicle; An outer rotor 40 located in the flow member 30; Inner rotor (50) to be engaged in the outer rotor (40), but to eccentrically rotate to change the compression ratio of the oil during the flow of the flow member (30); And when the compression ratio of the oil is lowered by the eccentric rotation of the inner rotor 50 in the high speed region of the vehicle, the oil discharged through the discharge port 12 to the pump housing 20 and the pump 10 to return the oil A pressure regulating member 60 for lowering the discharge pressure; It includes.

다른 일면에 따라, 상기 펌프하우징(20)는 압력조절부재(60)를 통해 리턴되는 오일의 유입을 안내하는 가변챔버(21)를 더 포함하여 구성함을 특징으로 한다.According to another aspect, the pump housing 20 is characterized in that it further comprises a variable chamber 21 for guiding the inflow of oil returned through the pressure adjusting member (60).

또 다른 일면에 따라, 상기 유동부재(30)는 고온 저속영역에서 하강하고 고속영역에서 압력조절부재(60)를 통해 펌프하우징(20)으로 리턴되는 오일압력에 따 라 상승하는 무빙케이스(31) 및, 고온 저속영역에서 상기 무빙케이스(31)의 하강이 이루어지도록 탄성력을 발휘하는 스프링(32)을 포함하여 구성함을 특징으로 한다.According to another aspect, the moving member 30 is lowered in the high temperature and low speed region and moving case 31 which rises in accordance with the oil pressure returned to the pump housing 20 through the pressure adjusting member 60 in the high speed region. And a spring 32 that exerts an elastic force so that the moving case 31 descends in a high temperature low speed region.

또 다른 일면에 따라, 상기 압력조절부재(60)는,According to yet another aspect, the pressure regulating member 60,

토출포트(12)에 분기되는 제 1 리턴포트(61), 상기 제 1 리턴포트(61)로부터 분기되는 제 2 리턴포트(62), 상기 제 2 리턴포트(62)로부터 각각 분기되어 가변챔버(21)와 펌프(10)에 연결되는 제 3,4 리턴포트(63)(64), 그리고 상기 제 1 리턴포트(61)에 마련되어 고온 저속영역에서는 제 2 리턴포트(62)를 차단하여 오일 리턴을 중지시키고, 고속영역에서는 제 2 리턴포트(62)를 개방시켜 오일이 펌프(10)와 펌프하우징(20)으로 리턴시키는 리턴밸브(Relief Valve)(65)를 포함하여 구성함을 특징으로 한다.The first return port 61 branched to the discharge port 12, the second return port 62 branched from the first return port 61, and the variable chamber branched from the second return port 62, respectively. 21 and the third and fourth return ports 63 and 64 connected to the pump 10 and the first return port 61 are provided in the high temperature low speed region to block the second return port 62 to return the oil. And a return valve (65) for returning oil to the pump (10) and the pump housing (20) by opening the second return port (62) in the high speed region. .

이와같이 구성된 본 발명의 일실시예에 대한 작용을 첨부된 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the embodiment of the present invention configured as described above with reference to Figures 3 to 5 as follows.

먼저, 엔진시스템이 고온 저속영역인 경우 도 3에서와 같이, 펌프(10)로부터 펌핑되는 오일량은 적게 되고, 이러한 오일량은 흡입포트(11)를 통해 펌프하우징(20)내에 유입된다.First, when the engine system is a high temperature low speed region, as shown in FIG. 3, the amount of oil pumped from the pump 10 is reduced, and the amount of oil is introduced into the pump housing 20 through the suction port 11.

이때, 상기 펌프하우징(20)내에 구성된 유동부재(30)의 무빙케이스(31)는 스프링(32)의 탄성력에 의해 하강하게 되는 바,At this time, the moving case 31 of the flow member 30 formed in the pump housing 20 is lowered by the elastic force of the spring 32,

상기 무빙케이스(31)의 하강으로부터, 상기 무빙케이스(31)내에 마련된 아우터 로터(40)와 치합되어 구동축과 연동되는 인너로터(50)는 편심회전을 하게 되고, 상기 인너로터(50)의 편심회전으로부터 흡입포트(11)를 통해 펌프하우징(20)내에 유입되는 오일의 압축율은 높아지게 되며, 이에따라 토출포트(12)를 통해 엔진 시스템으로 공급되는 오일압력은 상승된다.From the lowering of the moving case 31, the inner rotor 50 meshed with the outer rotor 40 provided in the moving case 31 to be interlocked with the drive shaft is eccentrically rotated, the eccentric of the inner rotor 50 The compression rate of the oil flowing into the pump housing 20 through the suction port 11 from the rotation is increased, so that the oil pressure supplied to the engine system through the discharge port 12 is increased.

여기서, 상기 토출포트(12)로부터 분기되어 펌프하우징(20)의 가변챔버(21)와 펌프(10)에 각각 제 1 내지 제 4 리턴포트(61)(62)(63)(64)를 통해 연결되는 압력조절부재(60)에 있어, 리턴밸브(65)는 상기 제 2 리턴포트(62)를 차단하는 동작을 하게 되는 바, 상기와 같은 고온 저속영역에서 상기 토출포트(12)를 통해 엔진시스템으로 공급이 이루어지는 오일은 펌프하우징(20)과 펌프(10)로의 리턴이 차단된다.Here, branched from the discharge port 12 through the first to the fourth return port 61, 62, 63, 64 to the variable chamber 21 and the pump 10 of the pump housing 20, respectively. In the pressure control member 60 to be connected, the return valve 65 is to block the second return port 62, the engine through the discharge port 12 in the high temperature low speed region as described above The oil supplied to the system is blocked from returning to the pump housing 20 and the pump 10.

한편, 엔진시스템이 고속영역인 경우 도 4에서와 같이, 펌프(10)로부터 펌핑되는 오일량은 많게 되고, 이러한 오일량은 흡입포트(11)를 통해 펌프하우징(20)내에 유입된다.On the other hand, when the engine system is in the high speed region, as shown in FIG. 4, the amount of oil pumped from the pump 10 increases, and the amount of oil flows into the pump housing 20 through the suction port 11.

이때, 상기의 오일은 토출포트(12)를 통해 엔진시스템으로 공급됨과 동시에, 상기 토출포트(12)로부터 분기된 제 1 리턴포트(61)로 유입되면서, 상기 제 1 리턴포트(61)에 위치하는 리턴밸브(65)를 밀게 되는 바,At this time, the oil is supplied to the engine system through the discharge port 12, and flows into the first return port 61 branched from the discharge port 12, the position is located in the first return port 61 To push the return valve (65)

상기 리턴밸브(65)의 밀림으로부터 상기 제 1 리턴포트(61)로부터 분기된 제 2 리턴포트(62)가 개방되고, 이에따라 상기 제 2 리턴포트(62)로부터 분기되는 제 3,4 리턴포트(63)(64)를 통해 펌프(10) 및, 가변챔버(21)가 마련된 펌프하우징(20)으로는 소정량의 오일이 리턴된다.The second return port 62 branched from the first return port 61 from the push of the return valve 65 is opened, and accordingly the third and fourth return ports branched from the second return port 62 ( A predetermined amount of oil is returned to the pump housing 20 provided with the pump 10 and the variable chamber 21 through the 63 and 64.

그러면, 상기 리턴되는 오일량에 따라 상기 펌프하우징(20)내에 마련된 무빙케이스(31)는 스프링(32)의 탄성력을 극복하면서 상승하게 되고, 상기 무빙케이스 (31)의 상승으로부터 그 내부에 마련된 아우터 로터(40)는 구동축과 연결되는 인너로터(50)의 중심부로 이동함으로써, 상기 아우터 로터(40)와 치합되어 구동축과 연동되는 인너로터(50)는 정속회전을 하게 된다.Then, the moving case 31 provided in the pump housing 20 rises while overcoming the elastic force of the spring 32 according to the returned oil amount, and the outer provided therein from the rising of the moving case 31. The rotor 40 moves to the center of the inner rotor 50 connected to the drive shaft, so that the inner rotor 50 engaged with the outer rotor 40 and interlocked with the drive shaft rotates at a constant speed.

이때, 상기 인너로터(50)의 정속회전으로부터 흡입포트(11)를 통해 펌프하우징(20)내에 유입되는 오일의 압축율은 낮아지고, 이에따라 토출포트(12)를 통해 엔진 시스템으로 공급되는 오일압력은 낮아지면서 도 5에서와 같이 엔진의 동력손실을 저감시킬 수 있게 되는 것이다.At this time, the compression rate of the oil flowing into the pump housing 20 through the suction port 11 from the constant rotation of the inner rotor 50 is lowered, and thus the oil pressure supplied to the engine system through the discharge port 12 is As it is lowered it is possible to reduce the power loss of the engine as shown in FIG.

이상에서 설명한 바와같이 본 발명은 고온 저속영역과 고속영역에 따라 인너로터의 폄심회전을 통해 오일의 압축율을 증감시켜, VVT, VVL, CDA 등의 엔진 시스템에서 실제 높은 압력이 요구되는 부분인 고온 저속영역에서는 오일 압력을 증대시켜 엔진의 응답성 및 동력 성능을 향상시키고, 오일 압력이 남아도는 고속 영역의 오일압력은 낮춰 동력 손실을 저감시킬 수 있도록 하는 등 오일펌프에서 토출되는 오일 압력을 전체적으로 균일하게 유지시켜 차량의 연비를 개선하는 효과를 얻을 수 있는 것이다.As described above, the present invention increases or decreases the compression rate of oil through the core rotation of the inner rotor according to the high temperature low speed region and the high speed region, so that the actual high pressure is required in an engine system such as VVT, VVL, CDA, etc. In the area, the oil pressure discharged from the oil pump is uniformed, such as increasing the oil pressure to improve engine responsiveness and power performance, and to reduce power loss by lowering the oil pressure in the high speed area where the oil pressure remains. It is possible to obtain the effect of improving the fuel efficiency of the vehicle by maintaining it.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.The present invention is not limited to the above-described specific preferred embodiments, and various modifications can be made by any person having ordinary skill in the art without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Of course, such changes will fall within the scope of the claims.

Claims

A pump for pumping oil in accordance with the engine speed of the vehicle;

A pump housing having one end connected to the pump and the suction port and the other end connected to a discharge port for supplying oil to the engine;

A flow member positioned in the pump housing and flowing according to the amount of oil sucked into the pump housing through the suction port according to the high temperature low speed region and the high speed region of the vehicle;

An outer rotor positioned in the flow member;

An inner rotor configured to be engaged in the outer rotor, the eccentric rotation to vary the compression ratio of oil when the flow member flows; And

When the compression ratio of the oil is lowered by the eccentric rotation of the inner rotor in the high speed region of the vehicle, the oil discharged through the discharge port to the pump housing and the pump includes a pressure adjusting member for lowering the discharge pressure of the oil,

The pressure control member,

A first return port branched from the discharge port;

A second return port branched from the first return port;

Third and fourth return ports branched from the second return ports and connected to the variable chamber and the pump, respectively; And

And a return valve provided at the first return port to stop the oil return by blocking the second return port in the high temperature and low speed region, and opening the second return port in the high speed region to return the oil to the pump and the pump housing. Variable displacement oil pump characterized in that.

The method of claim 1, wherein the pump housing,

A variable displacement oil pump, characterized in that it further comprises a variable chamber for guiding the inflow of oil returned through the pressure regulating member.

The method of claim 1, wherein the flow member,

A moving case descending in the high temperature low speed region and rising in accordance with the oil pressure returned to the pump housing through the pressure regulating member in the high speed region,

A variable displacement oil pump comprising a spring that exerts an elastic force to make the moving case descend in a high temperature low speed region.

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