KR100372705B1 - 가솔린 기관에 있어서 블로바이가스 중의 오일을 분리하기위한 구조를 가지는 실린더 헤드 커버 - Google Patents

Abstract

본 발명은 블로바이 가스 환원 시스템을 통해 환원되는 블로바이 가스 중의 오일을 분리하기 위한 구조를 가지는 자동차용 가솔린 기관의 실린더 헤드 커버에 관한 것이다. 본 발명은 실린더 헤드의 상측을 덮도록 설치되며, 그 상면 일측에 안내관을 통해 흡기관과 소통되는 배출공이 형성된 커버 몸체; 커버 몸체와의 사이에 폐공간이 형성되도록 커버 몸체의 하측에 설치되며, 크랭크케이스와 소통되는 소통공이 형성된 배플 플레이트; 및 커버 몸체와 배플 플레이트 사이의 폐공간에 설치되고, 기관을 냉각시키기 위한 냉각 시스템의 냉각수 일부를 상기 폐공간으로 바이패스시키도록 냉각 시스템과 연결되는 냉각수관을 포함한다.

Description

가솔린 기관에 있어서 블로바이가스 중의 오일을 분리하기 위한 구조를 가지는 실린더 헤드 커버{Cylinder head cover having a structure for separating oil from blow by gas in a gasoline engine}

본 발명은 자동차용 가솔린 기관에 관한 것이며, 보다 상세하게는 블로바이가스 환원 시스템을 통해 환원되는 블로바이 가스 중의 오일을 분리하기 위한 구조를 가지는 실린더 헤드 커버에 관한 것이다.

일반적으로, 블로바이 가스는 자동차의 주행중 기관의 연소실로부터 피스톤과 실린더 벽 사이의 틈을 통해 크랭크 케이스로 누설되는 혼합기 및 연소 가스를 말한다. 이러한 블로바이 가스는 그대로 대기 중으로 배출될 경우 대기 오염의 원인이 된다. 따라서, 통상의 가솔린 엔진에는 블로바이 가스를 연소실로 다시 환원시켜 연소 처리하기 위한 블로바이 가스 환원 시스템(Positive Crankcase Ventilation; PCV)이 설치되어 있다.

이러한 블로바이 가스 환원 시스템은 흡기관의 부압을 이용하여 블로바이 가스를 연소실로 환원시킨다. 구체적으로 흡기관의 부압에 의해 블로바이 가스는 크랭크 케이스로부터 실린더 헤드 커버를 거쳐 흡기관으로 유도되고, 흡기관을 통해 연소실로 흡입되는 공기와 함께 연소실로 환원된다. 그리고, 실린더 헤드 커버와 흡기관 사이에는 흡기관의 부압에 따라 블로바이 가스의 유량을 조절하기 위한 PCV 밸브가 설치되어 있다.

그런데, 블로바이 가스 환원 시스템에 의해 블로바이 가스가 연소실로 환원될 때, 크랭크 케이스 내에 저장된 오일 중 일부가 블로바이 가스와 함께 연소실로 유도된다. 즉, 엔진의 작동에 의해 엔진의 온도가 상승되면 크랭크 케이스 내에 저장된 오일이 증발되고, 증발된 오일은 블로바이 가스와 혼합된다. 블로바이 가스와 혼합된 오일은 흡기관의 부압에 의해 연소실로 유입되어 연료와 함께 연소된다.

이와 같이, 증발된 오일이 블로바이 가스와 함께 연소실로 유입되어 연소되면 오일 소모량이 과다하게 증가된다. 따라서, 오일량 부족으로 인하여 엔진 부품이 소착되거나 엔진의 작동시 부품들 간의 마찰에 의한 소음이 발생되는 등의 문제점이 있다.

이를 방지하기 위하여, 종래에는 도 1에 도시된 바와 같이, 실린더 헤드 커버의 커버 몸체(1) 하측에 오일 배플 플레이트(2)가 설치되어 있고, 커버 몸체(1)와 오일 배플 플레이트(2) 사이에 다수의 세퍼레이터(separator, 3)가 설치되어 있다. 블로바이 가스가 실린더 헤드 커버의 세퍼레이터를 통과하는 과정에서, 블로바이 가스 중의 오일이 블로바이 가스로부터 분리되어 액화된다. 액화된 오일은 배플 플레이트(2)의 소통공(22)을 통해 다시 크랭크케이스로 회수된다.

그러나, 종래와 같은 세퍼레이터(separator) 만으로는 블로바이 가스로부터 오일을 분리하는데 한계가 있어, 오일의 소모량을 저감하는데 충분하지 않다는 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로, 블로바이 가스 중의 오일 분리 효율이 크게 향상될 수 있는 구조를 가지는 실린더 헤드 커버를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 블로바이 가스 환원 시스템에 있어서, 환원되는 블로바이 가스 중의 오일이 분리되는 실린더 헤드 커버의 구성을 도시한 단면도.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 블로바이 가스 중의 오일을 분리하기 위한 구조를 가지는 실린더 헤드 커버를 도시한 분해 사시도.

도 3은 도 2에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 실린더 헤드 커버의 결합된 상태를 도시한 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 ; 커버 몸체 12 ; 배출공

2 ; 오일 배플 플레이트 22 ; 관통공

4 ; 냉각수관 42 ; 횡단부

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자동차용 가솔린 기관의 실린더 헤드 커버는, 실린더 헤드의 상측을 덮도록 설치되며, 그 상면 일측에 안내관(5)을 통해 흡기관과 소통되는 배출공이 형성된 커버 몸체; 상기 커버 몸체와의 사이에 폐공간이 형성되도록 상기 커버 몸체의 하측에 설치되며, 크랭크케이스와 소통되는 관통공으로 오일을 안내하기 위한 안내홈이 형성된 배플 플레이트; 및 상기 커버 몸체와 배플 플레이트 사이에 폐공간이 설치되고, 기관을 냉각시키기 위한 냉각 시스템의 냉각수 일부를 상기 폐공간으로 바이패스시키도록 냉각 시스템과 연결되며, 그 길이방향과 직각으로 연장하는 다수의 횡단부를 가지도록 수 회 절곡된 형상을 가지는 냉각수관을 포함한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시에를 상세하게 설명한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 실린더 헤드 커버가 도 2 및 도 3에 도시되어 있다. 도 2는 분해 사시도이고, 도 3은 결합 단면도이다. 참고로, 도면에서 종래와 동일한 구성은 동일한 참조 부호로 지시한다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 실린더 헤드 커버는 커버 몸체(1)와, 배플 플레이트(2)와, 냉각수관(4)을 포함하고 있다.

커버 몸체(1)는 대략 역U 형상의 단면(도 3 참조)을 가지며, 가솔린 기관의 상부를 이루는 실린더 헤드의 상측을 덮도록 설치된다. 커버 몸체(1)의 상면 일측에 배출공(12)이 형성되어 있고, 이 배출공(12)은 안내관(5)을 통해 흡기관과 소통된다.

배플 플레이트(2)는 커버 몸체(1)와의 사이에 소정의 폐공간을 형성하도록 커버 몸체(1)의 하측에 설치된다. 배플 플레이트(2)의 일측, 바람직하게는 커버 몸체(1)의 배출공(12)과 수평면 상에서의 반대측에 관통공(22)이 형성된다. 이 관통공(22)은 기관의 크랭크케이스와 소통된다. 또한, 배플 플레이트(2)는 오일을 관통공(22)으로 안내하기 위한 안내홈(24)이 그 상면에 형성된다.

냉각수관(4)은 커버 몸체(1)와 배플 플레이트(2) 사이에 형성된 폐공간 내부에 설치된다. 냉각수관(4)의 양측단은 커버 몸체(1)의 양측벽을 각각 관통하여 커버 몸체(1)의 외측으로 돌출되어 있다. 돌출된 냉각수관(4)의 양측단은 기관을 냉각하는 냉각 시스템(미도시)에 호스 또는 파이프(6a, 6b)를 통해 연결된다.

바람직하게는, 냉각수관(4)의 일측은 냉각 시스템의 워터펌프와 연결되고, 타측은 라디에이터와 연결된다. 이에 따라, 냉각 시스템을 통해 순환되는 냉각수 중 일부가 냉각수관(4)을 통해 커버 몸체(1)와 배플 플레이트(2) 사이의 폐공간을 순환한다.

또한 바람직하게는, 냉각수관(4)은 도 2에 도시된 바와 같이 물결 모양으로 수회 절곡된 형상을 가진다. 이에 따라, 냉각수관(4)은 그 길이 방향과 직교하는 방향으로 연장하는 다수의 횡단부(42)를 가진다.

블로바이 가스 환원 시스템이 작동되면, 크랭크케이스 내의 블로바이 가스는 실린더 헤드까지 이동된 다음 관통공(22)을 통해 커버 몸체(1)와 배플 플레이트(2) 사이의 폐공간으로 유입된다. 폐공간으로 유입되는 블로바이 가스는 고온 상태이며, 이 블로바이 가스가 폐공간 내에 설치된 냉각수관(4)과 접촉되면, 냉각수관(4)을 따라 흐르는 냉각수에 의해 블로바이 가스에 포함된 오일이 냉각되면서 블로바이 가스로부터 분리된다.

여기서, 냉각수관(4)의 형상이 물결 모양으로 이루어지는 경우, 블로바이 가스와 접촉되는 냉각수관(4)의 표면적이 넓어져 열교환 효율이 향상된다. 더욱이, 냉각수관(4)의 횡단부들(42)은 일종의 세퍼레이터의 역할을 수행한다. 따라서, 오일의 블로바이 가스로부터의 분리가 더욱 촉진된다.

블로바이 가스로부터 분리된 오일은 배플 플레이트(2)에 떨어져 고이며, 안내홈(24)을 따라 관통공(22)으로 안내되고, 관통공(22)을 통해 크랭크케이스로 회수된다. 한편, 오일이 분리된 블로바이 가스는 배출공(12)으로 배출되고, 안내관(5)을 통해 흡기관으로 유입된 다음 기관의 연소실로 환원된다.

상기된 바와 같은 본 발명은, 블로바이 가스가 통과하는 폐공간 내에 냉각수가 흐르는 냉각수관이 설치되어 있기 때문에 블로바이 가스 중의 오일이 냉각수에 의해 용이하게 냉각되어 블로바이 가스로부터 분리된다 따라서, 블로바이 가스 중의 오일 분리 효율이 크게 향상되어, 오일의 소모량을 크게 저감할 수 있는 장점이 있다.

이상에서는, 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상술한 실시예에만 한정되는 것은 아니며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경실시할 수 있을 것이다.

Claims (2)

1. 실린더 헤드의 상측을 덮도록 설치되며, 그 상면 일측에 안내관(5)을 통해 흡기관과 소통되는 배출공이 형성된 커버 몸체;

   상기 커버 몸체와의 사이에 폐공간이 형성되도록 상기 커버 몸체의 하측에 설치되며, 크랭크케이스와 소통되는 관통공으로 오일을 안내하기 위한 안내홈이 형성된 배플 플레이트; 및

   상기 커버 몸체와 배플 플레이트 사이에 폐공간이 설치되고, 기관을 냉각시키기 위한 냉각 시스템의 냉각수 일부를 상기 폐공간으로 바이패스시키도록 냉각 시스템과 연결되며, 그 길이방향과 직각으로 연장하는 다수의 횡단부를 가지도록 수 회 절곡된 형상을 가지는 냉각수관을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 가솔린 기관의 실린더 헤드 커버.
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