KR0142593B1 - 자동차 엔진의 크랭크 케이스 부압 조절밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명의 엔진을 구성하는 크랭크 케이스(Crank Case)에 최적의 부압상태를 유지시켜서 과도한 오일미스트(Oil Mist)가 서지탱크로 유입되어 흡기로 공급되는 현상을 제어하므로서 연소실로 흡입되어 불완전연소되는 오일(Lubricaing Oil : 윤활유)에 의한 탄화수소(Hydro cardon : HC)의 배출량을 저감시킬 수 있도록 하는 자동차 엔진의 크랭크 케이스 부압 조절밸브에 관한 것으로, 엔진의 실린더헤드에 하나의 부압라인을 연결시킨 다음 상기 부압라인의 끝단에 ECU에 의하여 절환작동과 함께 개도각이 자동으로 조절되는 삼방밸브를 장설하고, 상기 삼방밸브에 서지탱크라인과 브리더라인을 연결하여서 엔진 부하에 관계없이 크랭크 케이스 내부가 적정한 부압을 유지할 수 있도록 함과 동시에 오일미스트가 연소실로 유입되는 량을 현저하게 줄여 배기가스에 탄화수소의 량을 줄일 수 있도록 한 것이다.

Description

자동차 엔진의 크랭크 케이스 부압 조절밸브

제1도는 본 발명을 설명하기 위한 크랭크 케이스의 부압 조절라인의 설치구조를 나타낸 계통도.

제2도의 (a)(b)도는 본 발명의 부압조절밸브의 작동상태도.

제3도는 본 발명의 엔진부하와 크랭크 케이스의 부압과의 비교선도.

제4도는 종래 크랭크 케이스의 부압 조절라인의 설치구조를 보인 계통도.

제5도는 종래의 엔진부하와 크랭크 케이스의 부압과의 비교선도.

＊도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1,100 : 엔진 2 : 부압라인

3 : 삼방밸브 4,105 : 서지탱크

5 : 서지탱크라인 6 : 급기라인

7 : 브리더라인 8 : ECU

[산업상의 이용 분야]

본 발명의 엔진을 구성하는 크랭크 케이스(Crank Case)에 최적의 부압상태를 유지시켜서 과도한 오일미스트(Oil Mist)가 서지탱크(Surge Tank)로 유입되어 흡기로 공급되는 현상을 제어하므로서 연소실로 흡입되어 불완전연소되는 오일(Lubricaing Oil : 윤활유)에 의한 탄화수소(Hydro cardon : HC)의 배출량을 저감시킬 수 있도록 하는 자동차 엔진의 크랭크 케이스 부압 조절밸브에 관한 것이다.

[종래 기술]

일반적으로 자동차의 엔진 본체는 실린더블럭(Cylinder block)과 실린더블럭 상,하부에 실린더헤드(Cylinder head)와 크랭크 케이스로 구성되며, 상기 실린더헤드와 크랭크 케이스는 서로 연결되어 내부압력을 같이 하고 있는데, 그 내부압력은 외부압력 보다 낮은 부압(負壓)상태를 유지하고 있다. 그리고 크랭크 케이스 내부는 엔진폭발시 발생되는 블로바이가스(누출가스) 일부가 유입되므로해서 압력이 높아지게 되며, 크랭크 케이스에 유입된 블로바이가스(Blow-By Cas)은 실린더헤드로 이동하게 되므로서 실린더헤드의 내부압력도 높아지게 된다. 상기와 같이 크랭크 케이스에서 실린더헤드로 이동하는 블로바이가스(Blow-By Gas)은 크랭크축의 회전 작동에 의하여 비산되는 오일미스트를 포함하여 이동하게 되며, 이렇게 실린더헤드 쪽으로 이동한 오일미스트는 서지탱크를 경유하여 엔진의 연소실로 유입되어 배기가스에 탄화수소의 량을 증가시키게 된다.

즉, 종래의 크랭크 케이스의 부압 조절라인은 제4도에 도시된 바와 같이 엔진(100)의 실린더헤드(101a)에 PCV밸브(Positive Crank Case Ventilation)(102)가 장설된 PCV밸브라인(103)과 브리더라인(Bleeder line)(104)을 연결시켰으며, 상기 PCV밸브라인(103)은 서지탱크(105)에, 비리더라인(104)는 스로틀밸브(106)의 전방측 급기라인(107)에 연결시키는 구조로서 크랭크 케이스(101b)와 실린더헤드(101a)에서 높아지는 압력을 빼내어 적정한 부압을 유지하도록 구성되어 있다.

[종래 기술의 문제점]

그런데 상기와 같이 실린더헤드(101a)에 연결된 PCV밸브라인(103)과 브리더라인(104)을 통하여 이동하는 부압공기는 실린더헤드(101a)로 유입된 오일미스트를 함께 이동시키기 때문에 서지탱크(105)에 의하여 엔진의 연소실로 흡기되는 공기에는 과다한 오일미스트가 포함되어 공급되는 문제점이 있었다.

즉, 엔진의 부하와 크랭크 케이스의 부압은 서로 비례하므로(제5도 참조) 엔진의 저속작동시에는 PCV밸브(102)가 개방되어 실린더헤드(101a)의 내부압이 PCV밸브라인(103)을 통해 서지탱크(105)로 빠져나게 하므로서 실린더헤드(101a)내부가 적정한 부압을 유지할 수 있도록 하였으며, 엔진의 고속작동시에는 브리더라인(104)에 작용하는 공기흐름에 의한 흡입작용에 의하여 실린더헤드의 내부압이 급기라인(107)으로 빠져나가 실린더헤드(101a)가 적정한 부압을 유지시키는데, 브리더라인(104)은 별도의 밸브장치가 없는 파이프 또는 강압호스로 구성되어 있기 때문에 브리더라인(104)에 걸리는 강인한 흡입작용에 의하여 실린더헤드(101a)에 과도한 부압이 걸려 오일미스트를 가진 과다한 블로바이가스(Blow-By Gas)가 서지탱크(105)로 유입되며, 이렇게 서지탱크(105)로 유입된 오일미스트는 엔진(100)의 연소실로 유입되는데, 오일미스트는 연소가 안되기 때문에 불완전연소를 유발시키게 되어 탄화수소의 량을 증가시키는 문제점이 있게 되며, 또한 오일 자체는 배기매니폴드(Exhaust Manifold)에 장설된 촉매기의 촉매와의 반응이 잘 이루어지지 않기 때문에 탄화수소의 량을 더욱 증대시키게 되는 문제점이 있었다.

[발명이 해결하고자 하는 과제]

본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하고자 발명한 것으로, 엔진의 실린더헤드에 하나의 부압라인을 설치하되 ECU(Electronic Control Unit)에 의하여 자동으로 전환작동 및 개도각이 조절되는 삼방밸브를 이용하여 실린더헤드의 과부압을 서지탱크 또는 급기라인으로 빼낼 수 있도록 하므로서 실린더헤드에 적정의 부압을 유지함으로써 오일미스트가 서지탱크 쪽으로 과다하게 유입되는 것을 막을 수 있도록 하므로서 오일에 의한 불완전연소현상을 배제하는 방법으로 탄화수소의 배출량을 감소시킬 수 있도록 하는 데 목적을 두고 있는 것이다.

[과제를 해결하기 위한 수단]

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 엔진의 실린더헤드에 하나의 부압라인을 연결시킨 다음 상기 부압라인의 끝단에 ECU에 의하여 절환작동과 함께 개도각이 자동으로 조절되는 삼방밸브를 장설하고, 상기 삼방밸브에 서지탱크라인과 브리더라인을 연결하여서 된 것이다.

[실시예]

상기와 같은 본 발명의 실시예를 첨부한 도면에 따라서 상세하게 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본 발명의 크랭크 케이스의 부압 조절라인의 설치구조를 나타낸 계통도이며,

제2도의 (a)(b)도는 본 고안의 부압조절밸브의 작동상태도이고,

제3도는 본 발명의 엔진부하와 크랭크 케이스의 부압과의 비교선도로서,

도면부호 1은 엔진을 표시하는 것으로, 상기 엔진(1)은 연소실이 있는 실린더블럭(1a)과 이 실린더블럭의 상부와 하부에 실린더헤드(1b)와 크랭크 케이스(1c)로 구성되어 있다.

상기 실린더헤드(1c)에는 하나의 부압라인(2)이 연결되며, 부압라인(2)의 끝단에는 세개의 밸브통로(3a)(3b)(3c)가 있는 삼방밸브(3)를 장설하고, 상기 삼방밸브(3)의 몸체에는 서지탱크(4)에 연결되는 서지탱크라인(5)과 급기라인(6)에 연결되는 브리더라인(7)이 접속되어 있는데, 상기 삼방밸브(3)의 각 밸브통로 중 하나는 부압라인(2)에 항시 연결되며, 다른 하나의 밸브통로는 서지탱크라인(5) 또는 브리더라인(7)에 선택적으로 연결되도록 구성되어 있다.

즉, 상기한 삼방밸브(3)는 엔진부하가 작을 경우에는 제2도의 (a)도와 같이 밸브통로(3a)는 부압라인(2)에 연결되고 밸브통로(3c)는 서지탱크라인(5)에 연결되며, 나머지 하나의 밸브통로(3b)는 폐쇄된 상태가 된다. 따라서 실린더헤드(1b) 내부압력은 부압라인(2)을 거쳐 삼방밸브(3)의 밸브통로(3a)와 (3c)를 거쳐 서지탱크라인(5)으로 빠져나가게 되며, 엔진부하가 클 경우에는 제2도의 (b)도와 같이 밸브통로(3b)는 부압라인(2)에 연결되고 밸브통로(3a)는 브리더라인(7)에 연결되므로서 실린더헤드(1b)의 내부압력은 부압라인(2)을 통해 밸브통로(3b)와 (3a) 및 브리더라인(7)을 거쳐 급기라인(6)으로 빠져나가게 되는 것이다.

상기와 같이 엔진의 부하에 따라서 작동하는 삼방밸브(3)는 엔진의 작동상태를 감지하여 각 기관이나 신호장치를 콘트롤하는 ECU(8)에 의하여 제어되며, 또 각 밸브통로들의 개도각(열림폭)도 조절되고 있으며, 또한 실린더헤드(1b)는 크랭크 케이스(1c)와 연통하고 있으므로서 실린더헤드(1b)의 내부압력의 배출작용은 곧 크랭크 케이스(1c)의 내부압력을 배출하는 것과 같기 때문에 결국 삼방밸브(3)를 통해 빠져나가는 압력은 크랭크 케이스(1c)의 압력이 빠져나가는 것이 되므로 크랭크 케이스(1c)의 내부압력을 적정한 부압상태로 제어할 수 있게 되므로서 엔진의 부하가 커지더라도 크랭크 케이스에 걸리는 항시 적정한 부압상태를 유지할 수 있게 되는 것이다(제3도 참조).

또한 크랭크 케이스의 부압을 항시 적정하게 유지시킬 수 있는 것은 곧 크랭크 케이스(1c) 내부에서의 오일미스트를 가진 블로바이가스(Blow-By Gas)의 서지탱크로의 과도한 흡입을 줄일 수 있게 되는 것이며, 또한 부압라인(2)을 통해 빠져나가는 오일미스트의 량을 줄일 수 있게 된다.

그리고 ECU(8)가 엔진의 부하에 따라서 부압라인(2)에 장설된 삼방밸브(3)를 콘트롤하여 서지탱크라인(5) 또는 브리더라인(7)을 선택하여 압력을 배출시켜주는 절환작동으로 크랭크 케이스(1c)에 부압을 걸어주되, 밸브통로의 개도각을 조절하여 압력배출량을 조정하므로서 오일미스트가 서지탱크(4) 또는 급기라인(6)으로 과다하게 유입되는 것을 방지할 수 있게 되므로서 종래와 같이 크랭크 케이스 부압이 적정하게 조정되지 않고, 크랭크 케이스내에 높은 부압을 걸리게 하면서 과도한 블로바이가스(Blow-By Gas)를 서지탱크로 빨아드리는 것에 비하여 연소실로 유입되는 오일미스트의 량을 현저하게 줄여 줄 수 있게 되는 것이다.

[효과]

상기와 같은 본 발명에 의하면 엔진의 실린더헤드에 접속된 하나의 부압라인에 삼방밸브의 절환작동과 개도각 조절작동에 의하여 크랭크 케이스 내부에 걸리는 부압이 엔진의 부하에 관계없이 일정하도록 유지시키는 효과가 있으며, 이와같이 크랭크 케이스에 적정한 부압을 유지하면서 블로바이가스(Blow-By Gas)를 빨아내므로서 오일미스트가 서지탱크를 통과하여 엔진의 연소실로 유입되는 량을 최소한으로 억제하여 연소효율의 증대와 함께 배기가스에 포함되어 배출되는 탄화수소의 량을 현저하게 줄일 수 있는 효과가 있으며, 또한 오일미스트가 연소실로 유입되는 량을 줄이는 효과 곧 크랭크 케이스 내부의 오일 소모량을 감축시킬 수 있는 효과도 있는 것이다.

Claims (1)

1. 엔진의 실린더헤드에 하나의 부압라인을 연결시킨 다음 상기 부압라인의 끝단에 ECU에 의하여 절환작동과 함께 개도각이 자동으로 조절되는 삼방밸브를 장설하고, 상기 삼방밸브에 스로틀밸브후의 서지탱크라인과 스로틀밸브전의 브리더라인을 연결하여서 됨을 특징으로 하는 자동차 엔진의 크랭크 케이스 부압 조절밸브.