KR100412568B1 - Icing prevention apparatus of PCV hose - Google Patents
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Abstract
본 발명은 엔진이 고부하 상태에서 운전중일 때에 PCV호스의 니플 부분이 고온다습한 블로바이가스와 저온의 대기온이 혼합되는 과정에서 결빙되는 것을 방지하기 위한 PCV호스의 결빙 방지장치에 관한 것으로,The present invention relates to a PCV hose anti-icing device for preventing the nipple portion of the PCV hose from freezing in the process of mixing the hot and humid blow-by gas and low temperature atmospheric temperature when the engine is running under high load,
크랭크 케이스에서 수집된 블로바이가스 중에 포함된 오일을 분리하기 위한 PCV밸브와, 오일이 분리된 블로바이가스를 서지탱크 측으로 유도하기 위한 PCV호스와, 스로틀바디로 유입되는 소정량의 신선한 공기를 엔진의 크랭크 케이스로 공급하기 위한 브리더호스로 구성되는 블로바이가스 환원장치에 있어서,PCV valve for separating the oil contained in the blowby gas collected from the crank case, PCV hose for guiding the separated blowby gas to the surge tank side, and a predetermined amount of fresh air flowing into the throttle body In the blow-by gas reducing device comprising a breather hose for supplying to the crank case of
상기한 서지탱크에 PCV호스가 연결되는 니플의 전방으로 흡입공기가 직접적으로 부딪치지 않고 경사지게 흐르도록 하기 위해 형성되는 공기가이드와;An air guide formed to allow the intake air to flow obliquely without directly hitting the nipple to which the PCV hose is connected to the surge tank;
상기한 PCV호스의 도중과 브리더호스의 도중을 잇는 연결호스와;A connecting hose connecting the middle of the PCV hose and the breather hose;
상기한 연결호스와 브리더호스가 분기되는 위치에 유체의 흐름방향을 조절하기 위해 형성되는 제1밸브와;A first valve formed to adjust a flow direction of the fluid at a position where the connection hose and the breather hose are branched;
상기한 연결호스와 PCV호스가 합류되는 위치에 유체의 흐름방향을 조절하기 위해 형성되는 제2밸브와;A second valve formed to adjust a flow direction of the fluid at a position where the connection hose and the PCV hose are joined;
상기한 제1밸브 및 제2밸브를 엔진의 운전상태에 따라 조절하기 위한 제어부; 로 구성되는 것을 특징으로 한다.A control unit for adjusting the first valve and the second valve according to an operating state of the engine; Characterized in that consists of.
Description
본 발명은 PCV호스의 결빙 방지장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 엔진이 고부하 상태에서 운전중일 때에 PCV호스의 니플 부분이 고온다습한 블로바이가스와 저온의 대기온이 혼합되는 과정에서 결빙되는 것을 방지하기 위한 PCV호스의 결빙 방지장치에 관한 것이다.The present invention relates to a device for preventing the icing of a PCV hose, and more particularly, the nipple portion of the PCV hose is frozen in the process of mixing the hot and humid blow-by gas and the low temperature atmospheric temperature when the engine is operating under high load. An apparatus for preventing icing of a PCV hose to prevent the damage.
일반적으로 엔진이 운전되는 중에는 연소실로부터 크랭크 케이스 내에 어느 정도의 배기가스나 혼합기가 새어 들어온다. 그 때문에 엔진 오일은 연소가스의 수분, 연료 등의 영향으로 엷어지거나 변질되어 슬러지가 생긴다. 이것을 방지하기 위하여 크랭크 케이스에 브리더라는 환기장치를 설치하여 대기중으로 방출했으나, 이 가스 중에는 다량의 탄화수소(HC)를 포함하여 대기의 오염원이 되므로 강제적으로 흡기계로 도입하여 다시 연소실로 보내거 연소시키는 블로바이가스 환원장치(Positive Crankcase Ventilation)가 설치되어 있다.Generally, some amount of exhaust gas or a mixture leaks into the crankcase from the combustion chamber while the engine is running. As a result, the engine oil is thinned or deteriorated by the influence of moisture, fuel, etc. of the combustion gas, and sludge is formed. In order to prevent this, a ventilator called a breather was installed in the crankcase and released into the atmosphere. However, since this gas contains a large amount of hydrocarbons (HC), it is a source of air pollution. Blow-by-gas reduction device (Positive Crankcase Ventilation) is installed.
도 5는 블로바이가스에 포함된 오일을 분리하기 위한 장치를 도시한 것으로서, 엔진(10)으로 대기 중의 흡입공기를 유입시키기 위한 장치인 흡기계가 형성된다. 상기한 흡기계는 대기 중의 공기를 흡입하기 위한 에어덕트(11)와 에어클리너(12)가 엔진룸의 일측에 형성되고, 상기한 에어클리너(12)는 스로틀바디(13)와 연통되고, 상기 스로틀바디(13)의 내부에는 엑셀페달과 연동되어 엔진으로 흡입되는 공기량을 조절하기 위한 스로틀밸브(14)가 형성된다. 또한, 상기한 스로틀바디(13)의 후측으로는 혼합공기가 스월되도록 하기 위한 서지탱크(15)가 형성된다.FIG. 5 illustrates an apparatus for separating oil contained in blow-by gas, and an intake machine, which is an apparatus for introducing intake air in the atmosphere into the engine 10, is formed. In the intake system, an air duct 11 and an air cleaner 12 for sucking air in the atmosphere are formed at one side of the engine room, and the air cleaner 12 is in communication with the throttle body 13. A throttle valve 14 is formed inside the throttle body 13 to adjust the amount of air sucked into the engine in conjunction with the accelerator pedal. In addition, the rear side of the throttle body 13, the surge tank 15 for swirling the mixed air is formed.
그리고 엔진(10)의 크랭크 케이스 내에서 발생되어 실린더헤드 커버로 상승된 블로바이가스를 서지탱크(15) 측으로 유도하기 위한 PCV호스(16)가 엔진(10)의 실린더헤드 커버와 상기 서지탱크(15) 사이에 형성된다. 상기한 실린더헤드 커버와 연결되는 PCV호스(16)의 일측에는 블로바이가스 중에 포함된 오일을 분리하기 위한 PCV밸브(17)가 형성되어 있다. 그리고 상기한 엔진(10)의 크랭크 케이스 내로 대기 중의 신선한 공기를 불어넣어 주기 위한 브리더 호스(18)가 스로틀바디(13)의 전방과 연결된다.In addition, a PCV hose 16 for guiding blow-by gas generated in the crankcase of the engine 10 and raised to the cylinder head cover toward the surge tank 15 is provided with a cylinder head cover of the engine 10 and the surge tank ( 15) is formed between. One side of the PCV hose 16 connected to the cylinder head cover is formed with a PCV valve 17 for separating the oil contained in the blow-by gas. And a breather hose 18 for blowing fresh air into the crank case of the engine 10 is connected to the front of the throttle body 13.
따라서 블로바이가스 중에 포함된 오일의 입자가 상기한 PCV밸브(17)에서 분리되어 오일은 별도의 오일통로를 통해 오일팬으로 유도되고, 오일이 제거된 블로바이가스는 PCV호스(16)와 서지탱크(15)를 거쳐 흡입공기와 함께 연소실로 유도되어 재연소되는 것이다.Therefore, the oil particles contained in the blow-by gas are separated from the PCV valve 17 so that the oil is led to the oil pan through a separate oil passage, and the blow-by gas from which the oil is removed is surged with the PCV hose 16. The tank 15 is led to the combustion chamber together with the intake air to be reburned.
그런데 상기한 바와 같이 크랭크 케이스에 형성되는 블로바이가스는 피스톤 링 사이를 빠져나온 오일과 혼합되어 이루어지는 것이기 때문에 고온다습한 상태이다. 따라서 다량의 습기가 함유된 블로바이가스가 서지탱크(15)로 유입될 때, 스로틀바디(13)를 통해 유입되는 차가운 공기에 의해 PCV호스(16)의 니플(19) 부분에서는 결빙(Icing)이 발생되어진다.However, as described above, the blow-by gas formed in the crankcase is mixed with oil which has passed between the piston rings, so that the blow-by gas is in a high temperature and humidity state. Therefore, when blowby gas containing a large amount of moisture flows into the surge tank 15, the ice in the nipple 19 portion of the PCV hose 16 is cooled by the cool air flowing through the throttle body 13. Is generated.
이와 같은 아이싱 형상은 엔진이 저부하일 경우에는 발생되지 않으나, 엔진이 고부하상태에서 운전중일 경우에 브리더호스를 통해 블로바이가스가 역류하게 되고, 브리더호스로 역류된 블로바이가스와 저온의 대기와 만나 상기한 PCV호스의 니플 부분에서 결빙이 발생되는 문제점이 있었다. 따라서 이와 같은 결빙을 방지하기 위해 일부의 엔진에서는 상기한 스로틀바디의 일측으로 고온의 엔진 냉각수를 순환시키는 경우도 있었다.This icing shape does not occur when the engine is under low load, but when the engine is running under high load, the blow-by gas flows back through the breather hose, and the blow-by gas flows back to the breather hose and the low temperature atmosphere. There was a problem in that freezing occurred in the nipple portion of the PCV hose. Therefore, in order to prevent such freezing, some engines have circulated high temperature engine coolant to one side of the throttle body.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 보다 상세하게는 엔진이 고부하 상태에서 운전중일 때에 PCV호스의 니플 부분이 고온다습한 블로바이가스와 저온의 대기온이 혼합되는 과정에서 결빙되는 것을 방지하기 위한 PCV호스의 결빙 방지장치를 제공하는 데 목적이 있다.Therefore, the present invention has been made to solve the above problems, and more specifically, in the process of mixing the nipple portion of the PCV hose with the high temperature and high humidity blow-by gas and the low temperature atmospheric temperature when the engine is running under high load. An object of the present invention is to provide an anti-icing device for a PCV hose to prevent freezing.
본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로서,The present invention as a means for achieving the above object,
크랭크 케이스에서 수집된 블로바이가스 중에 포함된 오일을 분리하기 위한 PCV밸브와, 오일이 분리된 블로바이가스를 서지탱크 측으로 유도하기 위한 PCV호스와, 스로틀바디로 유입되는 소정량의 신선한 공기를 엔진의 크랭크 케이스로 공급하기 위한 브리더호스로 구성되는 블로바이가스 환원장치에 있어서,PCV valve for separating the oil contained in the blowby gas collected from the crank case, PCV hose for guiding the separated blowby gas to the surge tank side, and a predetermined amount of fresh air flowing into the throttle body In the blow-by gas reducing device comprising a breather hose for supplying to the crank case of
상기한 서지탱크에 PCV호스가 연결되는 니플의 전방으로 흡입공기가 직접적으로 부딪치지 않고 경사지게 흐르도록 하기 위해 형성되는 공기가이드와;An air guide formed to allow the intake air to flow obliquely without directly hitting the nipple to which the PCV hose is connected to the surge tank;
상기한 PCV호스의 도중과 브리더호스의 도중을 잇는 연결호스와;A connecting hose connecting the middle of the PCV hose and the breather hose;
상기한 연결호스와 브리더호스가 분기되는 위치에 유체의 흐름방향을 조절하기 위해 형성되는 제1밸브와;A first valve formed to adjust a flow direction of the fluid at a position where the connection hose and the breather hose are branched;
상기한 연결호스와 PCV호스가 합류되는 위치에 유체의 흐름방향을 조절하기 위해 형성되는 제2밸브와;A second valve formed to adjust a flow direction of the fluid at a position where the connection hose and the PCV hose are joined;
상기한 제1밸브 및 제2밸브를 엔진의 운전상태에 따라 조절하기 위한제어부; 로 구성되는 것을 특징으로 한다.A control unit for adjusting the first valve and the second valve according to an operating state of the engine; Characterized in that consists of.
도 1은 본 발명에 따른 PCV호스 결빙 방지장치의 구성도.1 is a block diagram of a PCV hose frost preventing device according to the present invention.
도 2는 본 발명의 요부인 공기가이드의 장착상태를 보인 도면.Figure 2 is a view showing the mounting state of the air guide that is the main part of the present invention.
도 3은 본 발명의 제어과정을 설명하기 위한 도면.3 is a view for explaining a control process of the present invention.
도 4는 본 발명에 의한 장치의 엔진 고부하 상태시 작동상태도.Figure 4 is an operating state of the engine high load state of the apparatus according to the present invention.
도 5는 종래의 기술을 설명하기 위한 도면.5 is a view for explaining a conventional technology.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※ Explanation of code for main part of drawing
10 : 엔진 13 : 스로틀바디10 engine 13 throttle body
14 : 스로틀밸브 15 : 서지탱크14: Throttle Valve 15: Surge Tank
16 : PCV호스 17 : PCV밸브16: PCV Hose 17: PCV Valve
18 : 브리더호스 19 : 니플18: Breather hose 19: Nipple
20 : 공기가이드 21 : 경사면20: air guide 21: inclined surface
22 : 볼트 30 : 연결호스22: bolt 30: connection hose
32 : 제1밸브 34 : 제2호스32: 1st valve 34: 2nd hose
40 : 제어부40: control unit
이하, 본 발명의 구성 및 작동에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면과 함께 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments according to the configuration and operation of the present invention will be described in detail.
도 1은 본 발명에 따른 PCV호스 결빙 방지장치의 구성도이고, 도 2는 본 발명의 요부인 공기가이드의 장착상태를 보인 도면이며, 도 3은 본 발명의 제어과정을 설명하기 위한 도면이며, 도 4는 본 발명에 따른 PCV호스 결빙 방지장치의 엔진 고부하 상태시 작동상태도이다.1 is a configuration diagram of a PCV hose frost preventing device according to the present invention, Figure 2 is a view showing the mounting state of the air guide which is the main part of the present invention, Figure 3 is a view for explaining the control process of the present invention, 4 is an operating state diagram of the PCV hose anti-icing device according to the present invention during the engine high load state.
도면 중에 표시되는 도면부호 10은 본 발명에 따른 엔진을 지시하는 것이며, 도면부호 20은 본 발명에 따른 공기가이드를 지시하는 것이고, 일부의 도면부호는 종래 기술의 설명에서 사용된 부호가 그대로 인용된다.Reference numeral 10 denoted in the drawings indicates an engine according to the present invention, reference numeral 20 indicates an air guide according to the present invention, and some reference numerals refer to symbols used in the description of the prior art as they are. .
상기한 엔진(10)의 크랭크 케이스에서 발생되는 블로바이가스를 서지탱크(15) 측으로 유도하기 위한 PCV호스(16)가 종래와 같이 실린더헤드 커버의 일측과 상기 서지탱크(15)의 일측이 이어지도록 형성된다. 또한, 종래와 같이 엔진(10)의 크랭크 케이스 내로 대기 중의 신선한 공기를 불어넣어 주기 위한 브리더 호스(18)가 스로틀바디(13)의 전방과 연결된다.PCV hose 16 for guiding the blow-by gas generated in the crank case of the engine 10 to the surge tank 15 side is one side of the cylinder head cover and one side of the surge tank 15 as in the prior art. It is formed to lose. In addition, a breather hose 18 for blowing fresh air into the crankcase of the engine 10 is connected to the front of the throttle body 13 as in the related art.
그리고 상기한 PCV호스(16)의 도중과 브리더호스(18)의 도중은 별도의 연결호스(30)에 의해서 연결되는데, 상기한 연결호스(30)와 브리더호스(18)가 분기되는 위치에는 유체의 흐름방향을 조절하기 위한 제1밸브(32)가 형성되고, 상기한 연결호스(30)와 PCV밸브(16)가 합류되는 위치에는 유체의 흐름방향을 조절하기 위한제2밸브(34)가 형성된다.And the middle of the PCV hose 16 and the middle of the breather hose 18 is connected by a separate connection hose 30, the fluid at the position where the connection hose 30 and the breather hose 18 is branched The first valve 32 for adjusting the flow direction of the formed is formed, the second valve 34 for adjusting the flow direction of the fluid is at the position where the connection hose 30 and the PCV valve 16 is joined. Is formed.
상기한 제1밸브(32) 및 제2밸브(34)는 제어부(40)에서 측정되는 엔진의 운전상태에 따라서 엔진이 고부하 상태이거나 저부하 상태일 때 작동되는 것으로, 엔진(10)이 고부하 상태이면 브리더호스(18)를 통해 역류되는 블로바이가스가 상기한 연결호스(30)를 통해 PCV호스(16) 측으로 유도되도록 형성되는 것이다. 상기한 제어부(40)에서는 엔진이 고부하 상태인지를 판단하기 위해 스로틀밸브의 개도각도(TPS), 엔진의 회전수(RPM), 크랭크축의 각도(CPS), 냉각수온 등의 측정하게 된다.The first valve 32 and the second valve 34 are operated when the engine is in a high load state or a low load state according to the operating state of the engine measured by the controller 40, and the engine 10 is in a high load state. The blowby gas flowing back through the breather hose 18 is formed to be guided to the PCV hose 16 through the connection hose 30. In order to determine whether the engine is in a high load state, the controller 40 measures the opening angle TPS of the throttle valve, the engine speed RPM, the crankshaft angle CPS, the cooling water temperature, and the like.
그리고 상기한 PCV호스(16)가 서지탱크(15)에 연결되도록 하기 위해 형성되는 니플(19)의 전방으로 스로틀바디(13)를 통과한 흡입공기가 직접적으로 부딪치며 유입되지 않고 경사지게 흐르도록 하기 위한 공기가이드(20)가 형성된다.And the inlet air passing through the throttle body 13 to the front of the nipple 19 is formed so that the PCV hose 16 is connected to the surge tank 15 to directly hit and flow inclined without inflow. An air guide 20 is formed.
상기한 공기가이드(20)는 도 2에서와 같이 도면상 중간부에 대략 15°각도의 경사면(21)이 형성되고, 상하면은 평면으로 형성된다. 또한, 상기한 공기가이드(20)의 하면은 볼트(22)로써 상기한 서지탱크(15)의 내부에 부착되어진다. 특히, 상기한 공기가이드(20)로 인해 블로바이가스의 토출이 방해되지 않도록 하기 위해, 상기 공기가이드(20)는 블로바이가스 출구의 2/3 정도 위치까지만 가리도록 형성되는 것이 바람직하다.As shown in FIG. 2, the air guide 20 has an inclined surface 21 formed at an angle of about 15 ° in the middle of the drawing, and the upper and lower surfaces thereof are formed in a plane. In addition, the lower surface of the air guide 20 is attached to the inside of the surge tank 15 by the bolt (22). In particular, the air guide 20 is preferably formed to cover only up to about 2/3 of the outlet of the blow-by gas so that the discharge of the blow-by gas is not hindered by the air guide 20.
상기와 같이 구성되는 PCV호스의 결빙 방지장치의 작동을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the anti-icing device of the PCV hose configured as described above are as follows.
엔진(10)이 가동되면 크랭크 케이스 내에는 배기가스와 혼합기가 유입되어블로바이가스가 생성되는데, 이 과정에서 크랭크 케이스로 유입된 블로바이가스에는 소량의 엔진 오일이 혼합되어진다. 이렇게 엔진(10)의 크랭크 케이스에 생성된 블로바이가스는 실린더헤드 커버 측으로 상승되고, PCV호스(16)을 통해 서지탱크(15)로 유도된 후 혼합공기와 함께 연소실로 유입되어 재연소되어진다. 특히, 블로바이가스가 상기한 PCV호스(16)를 통과하는 과정에서 PCV호스(16) 전방에 형성된 PCV밸브(17)에서는 블로바이가스 중에 포함된 오일이 분리되어진다.When the engine 10 is operated, exhaust gas and a mixer are introduced into the crankcase to generate blowby gas. In this process, a small amount of engine oil is mixed into the blowby gas introduced into the crankcase. The blow-by gas generated in the crankcase of the engine 10 is lifted to the cylinder head cover side, guided to the surge tank 15 through the PCV hose 16, and then introduced into the combustion chamber with the mixed air to be reburned. . In particular, the oil contained in the blow-by gas is separated from the PCV valve 17 formed in front of the PCV hose 16 while the blow-by gas passes through the PCV hose 16.
그리고 상기한 제어부(40)에서 판단되는 엔진의 운정상태가 고부하 영역일 경우에는 상기한 제어부(30)에서는 제1밸브(32) 및 제2밸브(34)를 개방시켜 상기한 브리더호스(18)로 역류되는 블로바이가스가 상기한 연결호스(30)를 통해 PCV호스(16)으로 흐르도록 안내하게 된다. 따라서 종래에는 엔진이 고부하 상태인 경우 브리더호스(18)를 통해 역류되던 고온다습의 블로바이가스가 차가운 공기와 함께 PCV호스(16)와 연결되는 니플(19) 부분으로 유도되므로서 상기 니플(19) 부분이 결빙되었으나, 본 발명에 의한 장치에서는 엔진이 고부하 상태일 경우에는 역류되는 블로바이가스가 PCV호스(16) 측으로 유도되어진다.When the engine operating state determined by the control unit 40 is a high load region, the control unit 30 opens the first valve 32 and the second valve 34 to open the breather hose 18. The blow-by gas backflow to the PCV hose 16 through the connecting hose 30 is guided. Therefore, in the related art, when the engine is under a high load, the blowby gas of high temperature and high humidity, which has flowed back through the breather hose 18, is led to the portion of the nipple 19 connected to the PCV hose 16 together with the cold air and thus the nipple 19 ) Is frozen, but in the apparatus according to the present invention, when the engine is in a high load state, the reverse blow-by gas is led to the PCV hose 16 side.
또한, 상기한 서지탱크(15)의 내측 전방에 형성된 공기가이드(20)에 의해서 스로틀밸브(14)를 통과한 저온의 흡입공기는 상기한 PCV호스(16)의 니플(19) 전방으로 바로 공급되지 않음으로서 저온의 흡입공기와 다습한 블로바이가스가 직접 부딪치는 현상을 막게 된다. 따라서 상기한 PCV호스(16)의 니플(19)이 결빙되는 현상이 방지된다.In addition, the low-temperature intake air passing through the throttle valve 14 by the air guide 20 formed at the inner front of the surge tank 15 is directly supplied to the front of the nipple 19 of the PCV hose 16. This prevents the direct impact of low-temperature intake air and humid blow-by gas. Therefore, the phenomenon in which the nipple 19 of the PCV hose 16 is frozen is prevented.
이에 따라 종래의 경우 PCV호스의 결빙을 방지하기 위해 엔진의 냉각수를 스로틀바디측으로 유도하지 않게 되므로서 엔진의 레이아웃이 간단해질 수 있다.Accordingly, in the related art, the layout of the engine may be simplified since the cooling water of the engine is not guided to the throttle body side to prevent freezing of the PCV hose.
상기와 같이 형성되는 본 발명은 엔진이 고부하 상태에서 운전될 경우에 브리더호스로 블로바이가스가 역류되는 현상이 방지되고, 고온다습한 블로바이가스가 PCV호스를 통해 서지탱크로 유도되는 과정에서 저온의 흡입공기와 부딪쳐 PCV호스가 결빙되었던 문제점이 해결되는 커다란 장점이 있는 것이다. 또한, 본 발명에 의한 장치에 따르면, 종래처럼 PCV호스의 결빙을 방지하기 위해 엔진의 냉각수를 스로틀바디 측으로 유도할 필요가 없게 되므로서 엔진의 레이아웃에 커다란 장점이 있게 되는 것이다.In the present invention formed as described above, when the engine is operated under a high load state, a phenomenon in which blow-by gas is prevented from flowing back to the breather hose is prevented, and low-temperature in the process of introducing hot and humid blow-by gas into the surge tank through the PCV hose. There is a big advantage to solve the problem that the PCV hose was frozen by hitting the suction air. In addition, according to the apparatus according to the present invention, there is no need to guide the coolant of the engine to the throttle body side in order to prevent the icing of the PCV hose as in the prior art has a great advantage in the layout of the engine.
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