KR100350132B1

KR100350132B1 - Orifice type positive crankcase ventilation

Info

Publication number: KR100350132B1
Application number: KR1020000052973A
Authority: KR
Inventors: 김중수
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2000-09-07
Filing date: 2000-09-07
Publication date: 2002-08-24
Also published as: KR20020020037A

Abstract

크랭크 케이스 내의 블로바이 가스를 오리피스를 통하여 서지탱크로 환원시키는 블로바이 가스 환원장치(PCV)에서 저속 고부하 영역에서와 같이, 서지탱크와 크랭크 케이스의 양단의 압력차가 낮은 경우에 오리피스를 통한 유량을 증가시키도록 하여 크랭크 케이스 내에 정압이 발생하는 것을 방지하는 오리피스형 블로바이 가스 환원장치를 제공할 목적으로,In a blowby gas reducing device (PCV) which reduces blowby gas in the crankcase to the surge tank through the orifice, the flow rate through the orifice is increased when the pressure difference between the surge tank and the crankcase is low, as in the low speed high load region. In order to provide an orifice-type blow-by gas reducing device that prevents the occurrence of static pressure in the crankcase,

엔진의 크랭크 케이스를 통해 외부로 누출되는 블로바이 가스를 크랭크 케이스의 일측과 서지탱크를 연결하는 PCV 호스 내부 일측의 오리피스를 통하여 상기 서지탱크 일측으로 다시 환원하여 재 순환시키는 오리피스형 블로바이 가스 환원장치에서,An orifice blow-by gas reducing device for reducing blowback gas leaking to the outside through the crankcase of the engine and recirculating it back to one side of the surge tank through an orifice on one side of the PCV hose connecting the surge tank to one side of the crankcase. in,

상기 오리피스는 그 중앙부에 형성되는 수평부와, 상기 수평부의 전후로 소정의 각도만큼 사선방향으로 확개하여 형성되는 전,후측 확개부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 오리피스형 블로바이 가스 환원장치를 제공한다.The orifice provides an orifice-type blow-by gas reducing device comprising a horizontal portion formed at a central portion thereof, and a front and rear expansion portion formed to extend in a diagonal direction at a predetermined angle before and after the horizontal portion.

Description

Orifice-type blow-by gas reduction device {ORIFICE TYPE POSITIVE CRANKCASE VENTILATION}

본 발명은 오리피스형 블로바이 가스 환원장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 크랭크 케이스 내의 블로바이 가스를 오리피스를 통하여 서지탱크로 환원시키는 블로바이 가스 환원장치(PCV)에서 특히, 저속 고부하 영역에서와 같이, 서지탱크와 크랭크 케이스의 양단의 압력차가 낮은 경우에 오리피스를 통한 유량을 증가시키도록 하여 크랭크 케이스 내에 정압이 발생하는 것을 방지하는 오리피스형 블로바이 가스 환원장치에 관한 것이다.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to an orifice type blow-by gas reducing device, and more particularly to a blow-by gas reducing device (PCV) for reducing blow-by gas in a crankcase to a surge tank through an orifice, in particular as in a low speed high load region. In addition, the present invention relates to an orifice blow-by gas reducing apparatus for preventing static pressure from occurring in the crankcase by increasing the flow rate through the orifice when the pressure difference between the surge tank and the crankcase is low.

일반적으로, 차량의 엔진은 가솔린을 연소시켜 동력을 얻게 되며, 이 동력을이용하여 장, 단거리를 이동하는 구동력을 전달하는 장치로, 엔진의 내부에서 가솔린이 연소되면서 발생된 연소가스는 그 일측에 설치되어 있는 배기장치를 통해 정화된 다음 외부로 방출된다.In general, the engine of the vehicle obtains power by burning gasoline, and uses this power to transmit driving power for moving long and short distances. Combustion gas generated by burning gasoline inside the engine is located at one side thereof. It is purged through the installed exhaust system and then discharged to the outside.

물론, 배기가스 이외에도 엔진의 크랭크 케이스를 통해 외부로 누출되는 블로바이 가스와, 연료탱크에서 외부로 누출되는 연료증발가스 등이 배기가스와 함께 외부로 방출되어 환경을 오염시키게 됨으로써, EC 에미션 규제 등에 대응하여 이를 제거하는 연구가 활발히 진행되고있다.Of course, in addition to the exhaust gas, blow-by gas leaked to the outside through the crankcase of the engine, and fuel evaporation gas leaked to the outside from the fuel tank are discharged together with the exhaust gas to contaminate the environment. In response to this, research is being actively conducted to remove it.

도 4는 크랭크 케이스에 유출된 블로바이 가스를 흡기계통으로 환원시켜 재 연소시키는 일반적인 블로바이 가스 환원장치를 도시한 것으로, 그 구성은 연소실을 형성하는 실린더 헤드(101)의 양측으로 트로틀 보디(103)와 연결되어 있는 흡기 매니폴드(105)와 배기 매니폴드(107)가 연결되어 있고, 상기 실린더 헤드(101)의 상부에는 흡,배기 밸브(미도시)를 작동시키는 캠(미도시)을 외부로부터의 먼지 및 이물질로부터 보호하기 위한 로커 커버(109)가 씌워져 있다.FIG. 4 shows a general blow-by gas reducing apparatus for reducing the blow-by gas discharged to the crankcase to the intake cylinder and re-burning, the configuration of which includes the throttle body 103 on both sides of the cylinder head 101 forming the combustion chamber. ) Is connected to the intake manifold 105 and the exhaust manifold 107, the upper portion of the cylinder head 101 is a cam (not shown) for operating the intake, exhaust valve (not shown) A rocker cover 109 is fitted to protect it from dust and foreign matter from it.

또한, 이 로커 커버(109)의 상부 일측에는 신기를 유입하기 위한 유입관(111)을 트로틀 보디(103) 이전의 에어 인테이크 호스(113)와 연결하고, 상기 로커 커버(109)의 상부 타측에는 PCV 호스(115)의 일단을 PCV 밸브(117)를 통하여 설치하고, PCV 호스(115)의 타단은 상기 트로틀 보디(103)의 이후, 서지탱크(119)의 일측에 니플을 통하여 연결되어 구성된다.In addition, the upper side of the rocker cover 109 is connected to the intake pipe 111 for introducing fresh air with the air intake hose 113 before the throttle body 103, and the other side of the rocker cover 109 One end of the PCV hose 115 is installed through the PCV valve 117, and the other end of the PCV hose 115 is connected to one side of the surge tank 119 after the throttle body 103 through a nipple. .

이와 같이 구성된 엔진은 동력 발생 과정 중에 발생되는 고압의 압력으로 인해 배출되는 가스와 미연소된 가스에 의한 블로바이 가스가 발생되고, 이 블로바이가스는 기구적인 작동부위의 오차로 인한 틈 사이로 빠져나와 실린더 헤드(101)의 저면과 상부면으로 모이게 된다.The engine configured as described above generates blow-by gas due to the discharge of gas and unburned gas due to the high pressure generated during the power generation process, and the blow-by gas escapes through the gap due to the error of the mechanical operating part. The lower and upper surfaces of the cylinder head 101 are collected.

이때, 상기 로커 커버(109)의 내부에 모여 있던 블로바이 가스는 트로틀 보디(103)의 이전으로 연결되어 있는 유입관(111)을 따라 외기가 내부로 유입될 때, PCV 밸브(117)의 작동에 따라 PCV 호스(115)를 통하여 서지탱크(119)로 유출되고, 상기 서지탱크(119)로 유입된 블로바이 가스는 다시 외기와 혼합된 상태로 실린더 내로 흡입되어 재 연소되어 대기중으로 방출되는 것이다.At this time, the blow-by gas gathered inside the rocker cover 109 operates the PCV valve 117 when the outside air flows into the inside along the inlet pipe 111 connected to the throttle body 103. In accordance with the flow through the PCV hose 115 to the surge tank 119, the blow-by gas flowed into the surge tank 119 is sucked into the cylinder again mixed with the outside air and is reburned and released into the atmosphere .

이러한 블로바이 가스 환원장치(PCV)에서, 상기 PCV 밸브(117)는 내부 플런저의 형상과 스프링 상수로 유량을 조절하는 시스템으로, 형상의 가공 과정이 복잡하고, 스프링의 오작동에 의한 밸브가 막히는 현상들이 발생하는 등의 단점이 있어, 최근에는 PCV 밸브(117) 대신 오리피스를 적용하여 오리피스 양단의 압력차에 의해 유량이 결정되도록 하는 오리피스형 블로바이 가스 환원장치의 개발이 이루어지고 있다.In this blow-by gas reducing device (PCV), the PCV valve 117 is a system for adjusting the flow rate by the shape of the internal plunger and the spring constant, the processing of the shape is complicated, the valve is clogged by the malfunction of the spring Recently, the orifice-type blow-by gas reducing device has been developed in which an orifice is applied instead of the PCV valve 117 so that the flow rate is determined by the pressure difference across the orifice.

그러나 상기한 바와 같은 종래 단순 오리피스형 블로바이 가스 환원장치는 엔진이 저속 고부하 영역에서는 서지탱크 측의 압력이 증가하게 됨으로, 서지탱크와 크랭크 케이스 양단의 압력차가 낮아지게 되어 오리피스를 통과하는 블로바이 가스의 흐름이 원활하지 못하게 되며, 이에 따라, 상기 크랭크 케이스 측에는 정압이 발생하여 아이들 불안정 상태가 되는 문제점을 내포하고 있다.However, in the conventional simple orifice type blow-by gas reducing device as described above, since the pressure of the surge tank is increased in the low-speed, high-load region, the pressure difference between the surge tank and the crankcase is lowered so that the blow-by gas passes through the orifice. The flow of the gas is not smooth, and thus, a positive pressure is generated on the crankcase side, thereby causing a problem of an idle instability.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 제거하기 위하여 창출된 것으로서,본 발명의 목적은 크랭크 케이스 내의 블로바이 가스를 오리피스를 통하여 서지탱크로 환원시키는 블로바이 가스 환원장치(PCV)에서 저속 고부하 영역에서와 같이, 서지탱크와 크랭크 케이스의 양단의 압력차가 낮은 경우에 오리피스를 통한 유량을 증가시키도록 하여 크랭크 케이스 내에 정압이 발생하는 것을 방지하는 오리피스형 블로바이 가스 환원장치를 제공하는 것이다.Accordingly, the present invention has been made to eliminate the above problems, and an object of the present invention is to reduce the blowby gas in a crankcase to a surge tank through an orifice in a low speed high load region in a blowdown gas reduction apparatus (PCV). As described above, it is to provide an orifice type blow-by gas reducing device which prevents the occurrence of static pressure in the crankcase by increasing the flow rate through the orifice when the pressure difference between the both ends of the surge tank and the crankcase is low.

도 1은 본 발명이 적용된 오리피스형 블로바이 가스 환원장치의 개략도이다.1 is a schematic diagram of an orifice type blow-by gas reducing apparatus to which the present invention is applied.

도 2는 도 1의 A-A 선에 따른 확대 단면도이다.FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view taken along the line A-A of FIG. 1.

도 3은 본 발명과 종래 오리피스형 블로바이 가스 환원장치에서 오리피스를 지나는 유량과 압력과의 관계를 도시한 그래프이다.3 is a graph showing the relationship between the flow rate and the pressure passing through the orifice in the present invention and the conventional orifice blow-by gas reducing device.

도 4는 종래 기술에 따른 블로바이 가스 환원장치의 개략도이다.4 is a schematic diagram of a blow-by gas reducing apparatus according to the prior art.

이를 실현하기 위하여 본 발명에 따른 오리피스형 블로바이 가스 환원장치는In order to realize this, the orifice type blow-by gas reducing device according to the present invention

상기 오리피스는 그 중앙부에 형성되는 수평부와, 상기 수평부의 전후로 소정의 각도만큼 사선방향으로 확개하여 형성되는 전,후측 확개부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.The orifice is characterized in that it comprises a horizontal portion formed in the center portion, and the front, rear expansion portion is formed by expanding in the diagonal direction by a predetermined angle before and after the horizontal portion.

이하, 본 발명의 바람직한 구성 및 작용을 첨부한 도면에 의거하여 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the preferred configuration and operation of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명이 적용된 오리피스형 블로바이 가스 환원장치의 개략도로서, 본 발명이 적용되는 오리피스형 블로바이 가스 환원장치는 연소실(미도시)을 형성하는 실린더 헤드(1)의 양측으로 트로틀 보디(3)와 연결되어 있는 흡기 매니폴드(5)와 배기 매니폴드(7)가 연결되어 있고, 상기 실린더 헤드(1)의 상부에는 흡,배기 밸브(미도시)를 작동시키는 캠(미도시)을 외부로부터의 먼지 및 이물질로부터 보호하기 위한 로커 커버(9)가 씌워져 있다.1 is a schematic view of an orifice type blow-by gas reducing apparatus to which the present invention is applied, and the orifice-type blow-by gas reducing apparatus to which the present invention is applied has a throttle body (2) at both sides of a cylinder head 1 forming a combustion chamber (not shown). An intake manifold 5 and an exhaust manifold 7 connected to 3) are connected, and a cam (not shown) for operating an intake and exhaust valve (not shown) is provided on the upper portion of the cylinder head 1. The rocker cover 9 is covered to protect it from dust and foreign matter from the outside.

또한, 이 로커 커버(9)의 상부 일측에는 신기를 유입하기 위한 유입관(11)을 트로틀 보디(3) 이전의 에어 인테이크 호스(13)와 연결하고, 상기 로커 커버(9)의 상부 타측에는 PCV 호스(15)의 일단이 설치되고, PCV 호스(15)의 타단은 상기 트로틀 보디(3)의 이후, 서지탱크(19)의 일측에 연결되며, 상기 PCV 호스(15)의 일측에는 오리피스(17)가 개재된다.In addition, the upper inlet side of the rocker cover 9 is connected to the intake pipe 11 for introducing fresh air with the air intake hose 13 before the throttle body 3, and the upper side of the rocker cover 9 One end of the PCV hose 15 is installed, and the other end of the PCV hose 15 is connected to one side of the surge tank 19 after the throttle body 3, and one side of the PCV hose 15 is provided with an orifice ( 17) is interposed.

즉, 상기 오리피스(17)는, 도 2에서 도시한 바와 같이, 그 중앙부에 형성되는 수평부(19)와, 상기 수평부(19)의 전후로 소정의 각도만큼 사선방향으로 확개하여 형성되는 전,후측 확개부(21,23)로 이루어진다.That is, the orifice 17, as shown in Fig. 2, before the horizontal portion 19 formed in the center portion, and is formed by extending in a diagonal direction by a predetermined angle before and after the horizontal portion 19, It consists of rear expansion parts 21 and 23.

이와 같이 구성을 갖는 오리피스형 블로바이 가스 환원장치에 의하면, 블로바이 가스가 크랭크 케이스 내의 압력에 비하여 낮은 압력(실제는 부압)이 형성되는 서지탱크(19) 측으로 압력차에 의해 오리피스(17)를 통과하면서 축소, 확대관의 원리에 의해 후측 확개부(23)에서 충격파를 형성하게 되며, 이러한 현상은 엔진이 저속 고부하의 영역에서도 동일하게 적용되어 크랭크 케이스 측에 정압의 발생을 억제하게 되는 것이다.According to the orifice-type blow-by gas reducing device having such a configuration, the blow-off gas has a lower pressure (actual negative pressure) than the pressure in the crankcase. The shock wave is formed in the rear extension 23 by the principle of the reduction and expansion tube while passing. This phenomenon is applied to the engine in the region of low speed and high load, thereby suppressing the occurrence of static pressure on the crankcase side.

즉, 이러한 현상을 보다 상세히 살펴보면, 블로바이 가스량은 엔진의 부하가 증가할수록 연소실의 압력이 커지게 되어 함께 증가하며, 이는 크랭크 케이스 내부의 압력을 증가시키게 된다.That is, looking at this phenomenon in more detail, the blow-by gas amount increases with increasing pressure of the combustion chamber as the load of the engine increases, which increases the pressure inside the crankcase.

또한, 엔진이 고부하가 될수록 서지탱크(19)의 내부 압력도 커지게 되며, 이는 오리피스(17)의 양단 압력차가 감소하는 결과를 초래한다.In addition, the higher the engine load, the greater the internal pressure of the surge tank 19, which results in a decrease in the pressure difference between the two ends of the orifice 17.

이러한 조건에서, 도 3에서 도시한 바와 같이, 종래의 단순형상의 오리피스를 이용하게 되면, 유량이 초크(CHOCK)되는 압력은 0.528Pi로 이때부터 오리피스를 통과하는 유량은 하향 곡선을 그리게 되나. 본 발명에 따른 형상을 갖는 오리피스(17)에 의하면, 오리피스(17)를 통과하는 최대유량이 동일하다 하더라도, 유량이 초크(CHOCK)되는 압력을 후측 확개부(23)에서 발생되는 충격파의 영향에 의해 0.9Pi이상으로 높일 수 있게 됨으로, 즉, 초킹(CHOCKING)되는 압력을 증가하는 효과를 가지므로, 저속 고부하의 영역에서도 크랭크 케이스에 정압이 발생하는 현상을 개선할 수 있게 되는 것이다.In such a condition, as shown in FIG. 3, when a conventional simple orifice is used, the pressure at which the flow rate is choked is 0.528 Pi, from which the flow rate passing through the orifice is drawn downward. According to the orifice 17 having the shape according to the present invention, even if the maximum flow rate through the orifice 17 is the same, the pressure at which the flow rate is choked is influenced by the impact of the shock wave generated at the rear extension 23. By being able to increase by 0.9Pi or more, that is, it has the effect of increasing the pressure (CHOCKING), it is possible to improve the phenomenon that the static pressure in the crankcase even in the region of low speed high load.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 오리피스형 블로바이 가스 환원장치에 의하면, 유량이 초크(CHOCK)되는 압력을 오리피스의 후측 확개부에서 발생되는 충격파의 영향에 의해 높여 초킹(CHOCKING)되는 압력을 증가시키게 됨으로, 저속 고부하의 영역에서도 블로바이 가스의 흐름을 유지하여 크랭크 케이스에 정압이 발생하는 현상을 억제함으로, 아이들 안정성을 확보하고, 엔진 부조 또는 엔진 스톨을 사전에 예방할 수 있는 효과가 있는 것이다.As described above, according to the orifice blow-by gas reducing device according to the present invention, the pressure at which the flow rate is choked is increased by the influence of the shock wave generated at the rear extension of the orifice to increase the choking pressure. As a result, the flow of blow-by gas is maintained even in a region of low speed and high load, thereby suppressing a phenomenon in which static pressure is generated in the crankcase, thereby securing idle stability and preventing engine relief or engine stall in advance.

Claims

An orifice blow-by gas reducing device for reducing the blow-by gas leaked to the outside through the crank case of the engine to the one side of the surge tank again through the orifice of one side of the PCV hose connecting the surge tank to one side of the crank case. To

The orifice is an orifice-type blow-by gas reducing device comprising a horizontal portion formed in the center portion and the front, rear expansion portion formed by extending the horizontal portion in a diagonal direction before and after the horizontal portion.