KR100435735B1 - a blow-by gas removing device by an electromagnet - Google Patents

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Abstract

본 발명은 브리더 호스를 제거하면서 PCV 밸브의 구조를 개선하여 블로우 바이 가스를 저감시킬 수 있는 전자석을 이용한 블로우 바이 가스 제거장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a blow-by gas removing apparatus using an electromagnet capable of reducing blow-by gas by improving the structure of the PCV valve while removing the breather hose.

이를 위하여 본 발명은 외부공기가 유입되는 에어크리너와, 엔진 헤드커버와, 엔진내에서 발생된 가스가 유입되는 서지탱크와, 쓰로틀 바디를 구비한 자동차의 블로우 바이 가스 제거장치에 있어서, 상기 서지탱크와 엔진 헤드커버 사이에 설치된 PCV 호스와; 상기 PCV 호스의 내부 중 엔진 헤드커버측 단부에 설치되어 상기 엔진 헤드커버를 밀폐하도록 코일이 감긴 샤프트와, 이 샤프트를 지지하는 스프링를 갖춘 PCV 밸브와; 상기 엔진 헤드커버의 일측에 설치되어 대기가 유입되도록 하는 브리더 니플을 구비한 것을 특징으로 하는 전자석을 이용한 블로우 바이 가스 제거장치를 제공한다.To this end, the present invention provides an air cleaner, an engine head cover, a surge tank into which gas generated in an engine is introduced, and a blow-by gas removing apparatus for an automobile including a throttle body, wherein the surge tank A PCV hose installed between the engine head cover and the engine head cover; A PCV valve installed at an engine head cover side end of the PCV hose and having a coil wound to seal the engine head cover, and a spring supporting the shaft; It is provided on one side of the engine head cover provides a blow-by-gas removal device using an electromagnet characterized in that it has a breather nipple to allow the air to enter.

Description

전자석을 이용한 블로우-바이 가스 제거장치{a blow-by gas removing device by an electromagnet}Blow-by gas removing device by an electromagnet

본 발명은 자동차의 배기장치 중 블로우 바이 가스 제거장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 엔진 헤드커버에 설치된 크랭크 케이스 환기 밸브(PCVV : Positive Crankcase Ventilation Valve)의 구조를 변경한 블로우 바이 가스 제거장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a blow-by gas removing device of an exhaust system of a vehicle, and more particularly to a blow-by gas removing device in which a structure of a positive crankcase ventilation valve (PCVV) installed in an engine head cover is changed. will be.

일반적으로, 자동차의 엔진은 흡입-압축-폭발-배기의 4행정으로 동력을 얻게 되고, 이것은 피스톤의 왕복운동을 크랭크축에서 회전운동으로 전환하여 플라이휠을 통해 각 바퀴로 전달한다.In general, the engine of a motor vehicle is powered by four strokes of suction-compression-explosion-exhaust, which converts the reciprocating motion of the piston from the crankshaft to the rotational motion and transmits it to each wheel through the flywheel.

상기한 행정중에 폭발행정이 끝나면, 연료가 연소되는 등에 발생되는 가스가 발생되어 이를 배기밸브를 통해 배기하는 배기행정이 행해지게 되고, 또한 엔진에 배기가스의 잔류를 방지하기위해 피스톤에 피스톤링이 장착되어 있다.When the explosive stroke is completed during the above-described stroke, the gas generated by the combustion of fuel is generated and the exhaust stroke is exhausted through the exhaust valve, and the piston ring is installed on the piston to prevent the exhaust gas from remaining in the engine. It is installed.

그러나, 압축행정이나 폭발행정시에 발생한 가스가 어떠한 이유로 피스톤과 실린더사이를 통해 크랭크케이스내로 내뿜어나오게 된다.However, the gas produced during the compression stroke or explosion stroke is ejected into the crankcase through the piston and the cylinder for some reason.

이때 발생한 가스를 블로우-바이 가스(Blow-by Gas)라고 하며, 이 가스에는 미연성분으로 HC와 CO가 있고, 연소성분으로CO2와 H2O 및 NOx가 있다.The gas generated at this time is called a blow-by gas, which includes HC and CO as unburned components, and CO 2 and H 2 O and NOx as combustion components.

이 블로우-바이 가스는 매 압축행정 및 폭발행정에 발생되기 때문에 이를 배기밸브를 통해 배출시키지 않으면, 엔진의 성능에 지대한 악영향을 미치게 된다.Since this blow-by gas is generated in every compression stroke and explosion stroke, if it is not discharged through the exhaust valve, the blow-by gas has a great adverse effect on the performance of the engine.

도 1 은 종래 블로우-바이 가스의 흐름을 보여주는 장치 개략도이다.1 is a device schematic showing the flow of a conventional blow-by gas.

외부 공기가 에어 클리너(2)를 통하여 흡입되면 브리더 호스(20)를 통하여 엔진 헤드커버(9)로 유입되고 엔진의 내부에서 발생된 블로우-바이 가스는 브리더 호스(20)를 통하여 서지 탱크(8)내로 흡입된 다음, 흡기매니폴드(도시안됨)를 거쳐 연소실내로 유입되어 재연소된다.When the outside air is sucked through the air cleaner 2, the air flows into the engine head cover 9 through the breather hose 20, and the blow-by gas generated inside the engine passes through the breather hose 20 through the surge tank 8. And then into the combustion chamber through the intake manifold (not shown) to be reburned.

상기 PCV 밸브(30)의 일반적인 구조에 관하여 도 2에 개략적인 단면도를 도시하였고 표1에 PCV 밸브(30)의 압력 대 유량에 관하여 나타내었다.A schematic cross-sectional view is shown in FIG. 2 for the general structure of the PCV valve 30 and Table 1 shows the pressure versus flow rate of the PCV valve 30.

-표1-Table 1

부압(mmHg)Negative pressure (mmHg) -500-500 -400-400 -300-300 -200-200 -100-100 -50-50 유량(L/min)Flow rate (L / min) 18±318 ± 3 19±319 ± 3 24±424 ± 4 34±534 ± 5 38±638 ± 6 30±530 ± 5

PCV 밸브(30)의 특성은 상기 표에서 알수 있듯이 서지 탱크(8)의 부압을 이용하여 개도량이 결정된다. 도 2에서 알수 있듯이 서지 탱크(8)의 부압이 크면 PCV 밸브(30)는 작게 열리고(쓰로틀 바디(4)의 개도량이 작을때), 부압이 작으면 많이 열리는(쓰로틀 바디(4)의 개도량이 클때) 상반된 내부 구조를 가지고 있다.As can be seen from the above table, the characteristic of the PCV valve 30 is determined using the negative pressure of the surge tank 8. As can be seen in FIG. 2, when the negative pressure of the surge tank 8 is large, the PCV valve 30 opens small (when the opening amount of the throttle body 4 is small), and when the negative pressure is small, the amount of opening of the throttle body 4 is large. Have large internal structures).

그런데 쓰로틀 바디(4)의 개도량이 WOT(Wide Open Throttle: 쓰로틀 밸브를 최대로 개방할 때)일 때 PCV 밸브(30)는 완전히 닫히는 특성을 지니고 있어, 엔진내의 블로우-바이 가스를 브리더 호스(20)로 배출되게 한다.However, when the opening amount of the throttle body 4 is WOT (Wide Open Throttle), the PCV valve 30 has a characteristic of completely closing, so that blow-by gas in the engine To be discharged.

이와 같은 WOT(가속페달을 완전히 밟은 상태) 상태시 아래와 같은 문제점이 나타나는 경우가 있다.When the WOT (the accelerator pedal is fully pressed) state, the following problems may appear.

첫째는, 블로우-바이 가스가 브리더 호스(20)를 통하여 쓰로틀 바디(4)로 유입되어 쓰로틀 바디(4)를 오염시키며, 내부에 고착이 되는 현상이 발생하여 여름철 주행중에 차량의 시동이 꺼지는 문제점을 유발한다.First, the blow-by gas flows into the throttle body 4 through the breather hose 20 to contaminate the throttle body 4, and a phenomenon occurs that the sticking inside occurs, so that the starting of the vehicle is turned off during summer driving. Cause.

둘째는, 브리더 호스(20)로 블로우-바이 가스가 저항없이 직경이 큰 호스로 빠져나올때 엔진 오일을 다량 포함하고 있어 엔진 오일 소모가 심하게 일어난다. 실제로 주행차량의 브리더 호스(20)를 탈거하면 엔진오일이 많이 묻어나옴을 알수 있다.Second, when the blow-by gas flows out into the hose having a large diameter without resistance to the breather hose 20, the engine oil consumption is severely generated. Indeed, when removing the breather hose 20 of the running vehicle, it can be seen that a lot of engine oil.

상기 문제점을 입증하는 데이타로서, 주행중 PCV 밸브(30)와 브리더 호스(20)에 묻어난 엔진오일의 양을 측정한 결과 총 30g/h 중 브리더 호스(20)에 29g/h, PCV 밸브(30)에 1g/h가 측정되었다.As a data demonstrating the above problem, the amount of engine oil buried in the PCV valve 30 and the breather hose 20 while driving is 29g / h in the breather hose 20 and the PCV valve 30 is 30g / h. 1 g / h was measured.

이하 도 3 은 차량이 최대 시속일 때 즉, 가속페달이 WOT일 때 PCV 밸브(30)의 막힘으로 인해 브리더 호스(20)로 블로우-바이 가스가 유출되는 상태를 보여주는 그래프이고, 도 4 는 속도를 증가시킬 때마다 증가되는 블로우-바이 가스가 브리더 호스(20)로 나오는 것을 보여준다.3 is a graph showing a state in which blow-by gas is leaked to the breather hose 20 due to the blockage of the PCV valve 30 when the vehicle is at full speed, that is, when the accelerator pedal is WOT. It is shown that the blow-by gas that is increased each time increases to the breather hose 20.

상기 도면에 도시된 바와 같이 브리더 호스(20)로 블로우-바이 가스 및 엔진오일이 배출되어 상술한 문제점이 발생함을 알 수 있다.As shown in the drawing, it can be seen that the above-mentioned problems occur because the blow-by gas and the engine oil are discharged to the breather hose 20.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 발명으로써, 브리더 호스를 제거하면서 PCV 밸브의 구조를 개선하여 블로우 바이 가스를 저감시킬 수 있는 전자석을 이용한 블로우 바이 가스 제거장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems of the prior art, to provide a blow-by gas removal apparatus using an electromagnet that can reduce the blow-by gas by improving the structure of the PCV valve while removing the breather hose. The purpose.

도 1 은 종래 블로우-바이 가스의 흐름을 보여주는 장치 개략도,1 is a device schematic showing a flow of conventional blow-by gas,

도 2 는 종래 PCV 밸브의 상태에 따른 단면도,2 is a cross-sectional view according to the state of the conventional PCV valve,

도 3 은 차량 시속 증가에 따른 브리더 호스로의 블로우-바이 가스 유출량을 보여주는 그래프,3 is a graph showing the blow-by gas outflow to the breather hose with increasing vehicle speed,

도 4 는 속도를 증가시킬 때 마다 블로우-바이 가스가 브리더 호스로 배출되는 상태를 보여주는 그래프,4 is a graph showing a state in which blow-by gas is discharged to the breather hose each time the speed is increased;

도 5 는 본 발명에 의한 전자석을 이용한 블로우-바이 가스 저감장치를 보여주는 장치 개략도,5 is a schematic view showing an apparatus for reducing blow-by gas using an electromagnet according to the present invention;

도 6 은 본 발명에 의한 PCV 밸브의 개략 단면도이다.6 is a schematic cross-sectional view of a PCV valve according to the present invention.

** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **** Explanation of symbols for main parts of drawings **

2: 에어 클리너 6: 쓰로틀 바디2: air cleaner 6: throttle body

8: 서지탱크 9: 엔진헤드커버8: Surge tank 9: Engine head cover

10: PCV 호스 30: PCV 밸브10: PCV Hose 30: PCV Valve

32: 구리코일 36: 스프링32: copper coil 36: spring

40: 브리더 니플40: Breather Nipple

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 외부공기가 유입되는 에어크리너와, 엔진 헤드커버와, 엔진내에서 발생된 가스가 유입되는 서지탱크와, 쓰로틀 바디를 구비한 자동차의 블로우 바이 가스 제거장치에 있어서, 상기 서지탱크와 엔진 헤드커버 사이에 설치된 PCV 호스와; 상기 PCV 호스의 내부 중 엔진 헤드커버측 단부에 설치되어 상기 엔진 헤드커버를 밀폐하도록 코일이 감긴 샤프트와, 이 샤프트를 지지하는 스프링를 갖춘 PCV 밸브와; 상기 엔진 헤드커버의 일측에 설치되어 대기가 유입되도록 하는 브리더 니플을 구비한 것을 특징으로 하는 전자석을 이용한 블로우-바이 가스 제거장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides an air cleaner, an engine head cover, a surge tank into which gas generated in an engine is introduced, and a blow-by gas removing device for a vehicle having a throttle body. A PCV hose installed between the surge tank and the engine head cover; A PCV valve installed at an engine head cover side end of the PCV hose and having a coil wound to seal the engine head cover, and a spring supporting the shaft; It is provided on one side of the engine head cover provides a blow-by gas removal apparatus using an electromagnet, characterized in that it has a breather nipple to allow air to enter.

본 발명의 구성에 대하여 첨부한 도면을 참조하면서 보다 상세하게 설명한다. 참고로 본 발명의 구성을 설명하기에 앞서, 설명의 중복을 피하기 위하여 종래 기술과 일치하는 부분에 대해서는 종래 도면 부호를 그대로 인용하기로 한다.The structure of this invention is demonstrated in detail, referring an accompanying drawing. For reference, prior to describing the configuration of the present invention, in order to avoid duplication of description of the prior art reference to the same reference numerals will be referred to.

도 5 는 본 발명에 의한 전자석을 이용한 블로우-바이 가스 제거장치에 관한 바람직한 일실시예를 도시한 개략도이다.5 is a schematic view showing a preferred embodiment of a blow-by gas removing apparatus using an electromagnet according to the present invention.

도면을 참조하면, 대기 중의 공기는 에어클리너(2)와 엔진 헤드커버(9) 양쪽으로 유입될 수 있음을 알 수 있다. 상기 엔진 헤드커버(9)로 유입되는 대기는 브리더 니플(Breather Nipple:40)로 직접 유입되며, 상기 브리더 니플(40)로 외부에서 대기가 유입될 수는 있으나 엔진내부에서 외부로 역류가 일어나지 않는 구조로 이루어져 있다.Referring to the drawings, it can be seen that air in the air can flow into both the air cleaner 2 and the engine head cover 9. The air flowing into the engine head cover 9 flows directly into the breather nipple 40, and the air may flow from the outside into the breather nipple 40, but the reverse flow does not occur from the inside of the engine to the outside. It consists of a structure.

엔진 헤드커버(9)와 서지탱크(8) 사이에는 엔진 내부에서 발생된 블로우-바이 가스를 유통시키는 PCV 호스(10)가 연결되어 있다. 상기 PCV 호스(10)의 엔진 헤드커버(9) 측에는 PCV 밸브(30)가 구비되어 있다.A PCV hose 10 for distributing blow-by gas generated inside the engine is connected between the engine head cover 9 and the surge tank 8. The engine head cover 9 side of the PCV hose 10 is provided with a PCV valve 30.

도 6 은 상기 PCV 밸브(30)의 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다.6 is a cross-sectional view schematically showing the structure of the PCV valve 30.

도면을 참조하면, 상기 PCV 밸브(30)는 자력이 인가되는 구리코일(32)이 감겨있는 전자석(34)과, 상기 전자석(34)의 하단에 구비된 샤프트(38)와, 상기 샤프트(38)의 외주를 감싸고 있는 스프링(36)으로 이루어져 있으며, 상기 샤프트(38)의 이동에 따라 PCV 밸브(30)가 개폐되어 엔진 헤드커버(9) 내부의 블로우-바이 가스가 PCV 호스(10)로 유입될 수 있는 구성으로 이루어진다. 즉, TPS 시그날 전압을 인가받은 전자석(34)이 TPS 개도량 및 전압이 변할 때의 전압 만큼 자력을 발생하여 밸브의 개도량을 결정하는 것이다.Referring to the drawings, the PCV valve 30 includes an electromagnet 34 in which a copper coil 32 to which magnetic force is applied is wound, a shaft 38 provided at a lower end of the electromagnet 34, and the shaft 38. It consists of a spring (36) surrounding the outer circumference of the), the PCV valve 30 is opened and closed in accordance with the movement of the shaft 38 to blow-by gas inside the engine head cover (9) to the PCV hose (10) It consists of a configuration that can be introduced. That is, the electromagnet 34 receiving the TPS signal voltage generates magnetic force by the amount of the TPS opening amount and the voltage when the voltage is changed to determine the opening amount of the valve.

이하 상기 PCV 밸브의 동작에 관하여 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the operation of the PCV valve will be described in more detail.

TPS의 전압은 쓰로틀 개도가 바뀜에 따라 통상 0.4V에서 5.0V까지 변하게 되고, 이 시그널을 상기 PCV 밸브(30)의 코일(32)에 인가하게 되면, 전자석(34)이 상측으로 이동하게 된다. 전자석(34)이 상측으로 이동되는 힘은 하단에 설치된 스프링(36)의 탄성력을 극복할 수 있을 정도의 자력에 의해 발생된다.The voltage of the TPS varies from 0.4V to 5.0V as the throttle opening degree changes. When the signal is applied to the coil 32 of the PCV valve 30, the electromagnet 34 moves upward. The force to which the electromagnet 34 is moved upward is generated by a magnetic force that can overcome the elastic force of the spring 36 installed at the bottom.

자력이 인가되면 샤프트(38)가 움직이고 샤프트(38)가 움직이면 엔진 헤드커버(9) 측을 밀폐하고 있던 샤프트(38) 하단의 도어가 개방되어 블로우-바이 가스가 PCV 호스(10)로 유출되고 PCV 호스(10)를 따라 서지 탱크(8)로 유입된다.When the magnetic force is applied, the shaft 38 moves, and when the shaft 38 moves, the door at the bottom of the shaft 38, which has sealed the engine head cover 9 side, is opened, and blow-by gas flows out to the PCV hose 10. It enters the surge tank 8 along with the PCV hose 10.

자력이 크게 되면 샤프트(38)의 이동량이 커지게 되어 밸브 개도량이 커지고, 이에 따라 많은 량의 블로우-바이 가스가 배출된다. 만일 자력이 작게 되면 밸브의 개도량이 작아져 블로우-바이 가스가 PCV 호스(10)로 적게 배출된다.When the magnetic force is large, the amount of movement of the shaft 38 is increased, thereby increasing the valve opening amount, thereby discharging a large amount of blow-by gas. If the magnetic force is small, the opening amount of the valve is small and less blow-by gas is discharged to the PCV hose 10.

종래 브리더 호스를 제거하게 되므로 브리더 호스를 통한 블로우 바이 가스로 인해 쓰로틀 바디 오염이 없어 주행중 시동이 꺼지는 문제점을 해결할 수 있다. 또한, 엔진의 내외부로 블로우 바이 가스가 잘 유통되어 엔진의 원활한 동작을 이룰 수 있다.Since the conventional breather hose is removed, there is no throttle body contamination due to blow-by gas through the breather hose, thereby solving the problem of starting off during driving. In addition, the blow-by gas is well distributed to the inside and outside of the engine to achieve a smooth operation of the engine.

Claims (2)

외부공기가 유입되는 에어크리너와, 엔진 헤드커버와, 엔진내에서 발생된 가스가 유입되는 서지탱크와, 쓰로틀 바디를 구비한 자동차의 블로우 바이 가스 제거장치에 있어서,In a blow-by-gas removal device for an automobile provided with an air cleaner into which external air flows, an engine head cover, a surge tank into which gas generated in the engine flows, and a throttle body, 상기 서지탱크와 엔진 헤드커버 사이에 설치된 PCV 호스와;A PCV hose installed between the surge tank and the engine head cover; 상기 PCV 호스의 내부 중 상기 엔진 헤드커버측 단부에 설치되어, 상기 엔진 헤드커버를 밀폐하도록 코일이 감긴 샤프트와, 이 샤프트를 지지하는 스프링를 갖춘 PCV 밸브와;A PCV valve installed at an end portion of the engine head cover side of the PCV hose, the shaft having a coil wound to seal the engine head cover, and a spring supporting the shaft; 상기 엔진 헤드커버의 일측에 설치되어, 대기가 유입되도록 하는 브리더 니플을 구비한 것을 특징으로 하는 전자석을 이용한 블로우 바이 가스 제거장치.It is installed on one side of the engine head cover, blow-by-gas removal device using an electromagnet characterized in that it has a breather nipple to allow the air to enter. 삭제delete
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