KR100534993B1 - 블로바이 가스 내 오일 제거가 가능한 실린더 헤드 가스켓 - Google Patents

Abstract

본 발명은 블로바이 가스 내 오일 제거가 가능한 실린더 헤드 가스켓에 관한 것으로, 실린더 헤드 및 블록의 기어트레인부 통로 상에 일치되게 형성한 헤드 가스켓의 기어트레인부 홀에 실린더 헤드의 기어트레인부 통로 안쪽으로 삽입되어 블로바이 가스로부터 오일을 분리시키는 오일분리부가 일체로 설치된 실린더 헤드 가스켓에 관한 것이다.

이러한 본 발명의 헤드 가스켓에 의하면, 상기 오일분리부가 엔진 내부에서 오일 제거기능을 수행하므로, 고가이면서도 엔진 외부에 별도의 설치공간이 필요했던 기존의 오일 세퍼레이터가 필요 없게 된다. 또한, 오일분리부를 가지는 본 발명의 헤드 가스켓을 기존 오일 세퍼레이터와 함께 적용하는 경우, 오일 미스트가 로커커버쪽으로 올라오는 것을 사전에 방지할 수 있기 때문에 블로바이 가스 내 오일 제거율을 높일 수 있고, 오일 소모 또한 더욱 줄일 수 있는 효과가 있게 된다.

Description

블로바이 가스 내 오일 제거가 가능한 실린더 헤드 가스켓{Cylinder head gasket capable of removing oil from blow-by gas}

본 발명은 블로바이 가스 내 오일 제거가 가능한 실린더 헤드 가스켓에 관한 것으로, 실린더 헤드 및 블록의 기어트레인부 통로 상에 일치되게 형성한 헤드 가스켓의 기어트레인부 홀에 실린더 헤드의 기어트레인부 통로 안쪽으로 삽입되어 블로바이 가스로부터 오일을 분리시키는 오일분리부가 일체로 설치된 실린더 헤드 가스켓에 관한 것이다.

통상적으로, 자동차용 실린더 헤드 가스켓은 실린더 블록과 실린더 헤드와의 접촉면 사이에 끼워지는 것으로, 그 면을 밀착시켜 기밀을 유지함과 동시에 냉각수와 엔진 오일의 누출을 방지하는 기능을 하며, 다층 메탈형(multi layer steel)의 헤드 가스켓 사용이 일반적이다.

첨부한 도 4는 종래의 실린더 헤드 가스켓을 보인 사시도이며, 이에 도시한 바와 같이, 실린더 헤드 가스켓(이하, 헤드 가스켓이라 약칭함)(10)에는 실린더 헤드와 실린더 블록의 각 오일 통로와 냉각수 통로가 서로 연통되도록 다수개의 홀(12)들이 형성되어 있고, 또한 실린더 블록의 보어 위치에 보어 홀(14)이 형성되어 있다.

아울러, 실린더 블록 및 실린더 헤드의 프론트 또는 리어쪽에는 블로바이 가스가 흐르도록 연통된 기어트레인부 통로가 형성되어 있는 바, 헤드 가스켓(10)에는 기어트레인부 통로와 일치되는 홀(16)을 형성시켜, 이 홀(16)을 통해 블로바이 가스가 통과하도록 되어 있다.

한편, 블로바이 가스(blow-by gas)는 압축행정과 팽창행정에서 실린더와 피스톤의 간극을 통해 연소실로부터 크랭크 케이스로 빠져 나온 가스를 말한다.

이러한 블로바이 가스는 엔진 오일을 열화시키고 엔진 내부를 부식시키는 원인이 되므로 예전에는 신속히 외부로 나오게 하였으나, 최근에는 대기오염의 문제로 인하여 흡기계통으로 되돌려 보낸 후 재연소시키는 것이 일반적이다.

블로바이 가스는, 첨부한 도 5에 도시한 바와 같이, 실린더 헤드(23) 및 실린더 블록(24)의 기어트레인부 통로(23a,24a)와 로커커버(22)를 차례로 통과한 후, 엔진 외부 혹은 로커커버(22)에 일체형으로 장착된 오일 세퍼레이터(21)를 거치도록 하고 있는 바, 이 오일 세퍼레이터(21)에 의해 블로바이 가스로부터 분리된 엔진 오일은 오일팬(26)으로 복귀되며, 나머지 블로바이 가스는 인터쿨러(27)를 통해 흡기계통으로 보내져 재연소된다.

그러나, 블로바이 가스 내에는 불가피하게 윤활목적의 오일이 함유되고 있으며, 이와 같이 블로바이 가스 내에 오일이 흡수되는 과정은 여러 가지가 있다.

즉, 실린더 라이너나 피스톤 링에 존재하는 오일 그리고 밸브 가이드로 내려온 오일 등과 같은 연소실 주변의 오일이 블로바이 가스에 흡수되거나, 오일 팬 내 오일과 크랭크 축의 밸런스 웨이트가 충돌하면서 크랭크 케이스 내에서 오일이 흡수될 수 있다.

또한, 기어트레인부의 기어를 윤활하기 위해 블록 및 헤드에 존재하는 오일라인으로부터 분사된 오일이 기어를 윤활하면서 블로바이 가스에 흡수되거나, 로커커버에서 캠축이나 로커암을 윤활하기 위해 분사된 오일이 블로바이 가스에 흡수되기도 한다.

따라서, 이와 같이 오일을 함유한 블로바이 가스를 그냥 재연소할 경우에는 오일 과다 소모 및 유해 배출가스 발생, 흡기계통의 오염 등 여러 문제가 발생할 수 있는 바, 이러한 문제를 방지하기 위하여 통상 로커커버 상부에 오일 세퍼레이터를 설치함으로써 블로바이 가스 내 오일을 분리시키고 있다.

그러나, 기존 오일 세퍼레이터가 상당히 고가이면서 엔진 외부에 별도의 설치공간을 마련해야 한다는 점에서 보다 새로운 오일 제거방안이 요구되고 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 실린더 헤드 및 블록의 기어트레인부 통로 상에 일치되게 형성한 헤드 가스켓의 기어트레인부 홀에 실린더 헤드의 기어트레인부 통로 안쪽으로 삽입되어 블로바이 가스로부터 오일을 분리시키는 오일분리부가 일체로 설치됨으로써, 고가이면서도 엔진 외부에 별도의 설치공간이 필요했던 기존의 오일 세퍼레이터를 대체할 수 있도록 개선한 실린더 헤드 가스켓을 제공하는데 그 목적이 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은: 실린더 헤드 및 블록의 연통된 기어트레인부 통로를 따라 블로바이 가스가 통과할 수 있도록, 상기 기어트레인부 통로 상에 일치되게 형성한 홀을 가지는 실린더 헤드 가스켓에 있어서,

상기 홀(102)에 실린더 헤드(200)의 기어트레인부 통로(202) 안쪽으로 삽입되어서 이 기어트레인부 통로(202)를 따라 흐르는 블로바이 가스로부터 오일을 분리시키는 오일분리부(110)가 일체로 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 오일분리부(110)는, 상기 홀(102)에서 실린더 헤드(200)의 기어트레인부 통로(202) 안쪽으로 삽입되어지는 용기형상으로 되어 그 상부면에 다수개의 가스통과홀(114a,116a)이 형성된 스크린 플레이트(112)와; 이 스크린 플레이트(112)에 고정 설치되어 가스통과홀(114a,116a)을 통과하는 블로바이 가스로부터 오일을 분리하는 오일포집메시(118)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 스크린 플레이트(112)가 상부면이 상하 이격된 상태로 겹쳐지게 배치 고정된 용기형상의 두 플레이트(114,116)로 구성되어, 이 두 플레이트(114,116)의 상부면 사이에 상기 오일포집메시(118)가 설치된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 가스통과홀(114a,116a)이 형성된 플레이트(114,116) 상부면 및 오일포집메시(118)를 포함하는 오일분리부(110)의 상단부가 실린더 헤드(200)의 상부면에서 상측으로 돌출될 수 있도록, 상기 오일분리부(110)의 전체 높이가 실린더 헤드(200)의 높이에 비해 높게 된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부한 도 1은 본 발명에 따른 실린더 헤드 가스켓의 사시도이고, 도 2는 도 1의 선 'A-A'를 따라 취한 단면도이며, 도 3은 본 발명의 실린더 헤드 가스켓이 실린더 헤드에 설치된 상태를 보여주는 단면도이다.

첨부한 각 도면에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 실린더 헤드 가스켓(이하, 헤드 가스켓이라 약칭함)(100)은 블로바이 가스가 통과하게 되는 홀(102)에 오일 제거를 위한 오일분리부(110)를 일체로 설치하여 구성한 것이다.

특히, 블로바이 가스가, 앞서 도 5에서 설명한 바와 같이, 실린더 헤드(도 5에서 도면부호 23) 및 실린더 블록(도 5에서 도면부호 24)의 프론트 또는 리어쪽에 형성시킨 상호 연통된 기어트레인부 통로(도 5에서 도면부호 23a,24a)를 통하여 크랭크 케이스에서 상부(로커커버)로 올라오는 바, 상기 오일분리부(110)는 헤드 가스켓(100)에서 실린더 헤드 및 실린더 블록의 기어트레인부 통로(도 5에서 도면부호 23a,24a)와 일치되게 형성되어 있는 홀(102)에 설치된다.

본 발명의 명확한 설명을 위하여, 본 명세서에서는 블로바이 가스가 통과할 수 있도록 헤드 가스켓(100)에서 기어트레인부 통로(도 5에서 도면부호 23a,24a)와 일치되게 형성시킨 홀(102)을 기어트레인부 홀이라 칭하기로 한다.

이하, 오일분리부의 구조를 도 2를 참조하여 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.

예시한 바와 같이, 본 발명의 헤드 가스켓(100)에 설치되는 오일분리부(110)는, 헤드 가스켓(100)의 기어트레인부 홀(102)에 장착되고 블로바이 가스가 통과하게 되는 다수개의 가스통과홀(114a,116a)이 형성된 스크린 플레이트(112)와, 이 스크린 플레이트(112)에 고정 설치되어 가스통과홀(114a,116a)을 통과하는 블로바이 가스로부터 오일을 포집하여 분리시키는 오일포집메시(118)로 구성된다.

상기 스크린 플레이트(112)는 다수개의 가스통과홀(114a,114b)을 가지는 두 개의 플레이트(114,116)가 그 상부면이 상호 이격된 상태로 상하 배치되어 구성된 것으로, 이때 상기 두 플레이트(114,116)는 오일포집메시(118)를 고정시키는 역할을 하는 바, 이 오일포집메시(118)는 두 플레이트(114,116) 사이의 공간, 즉 두 플레이트(114,116)가 형성하는 내부 공간에 고정 설치된다.

본 발명의 바람직한 실시예로, 상기 두 플레이트(114,116)는 용기형상을 가지는 것으로 실시될 수 있으며, 이때 두 플레이트(114,116)의 상부면 사이에 오일포집메시(118)를 위치시킨 후 상기 두 플레이트(114,116)를 상하로 겹쳐지게 배치하여 헤드 가스켓(100)의 기어트레인부 홀(102)에 고정 장착한다.

물론, 오일포집메시(118)로 블로바이 가스가 통과할 수 있도록 용기형상의 각 플레이트(114,116) 상부면에 다수개의 가스통과홀(114a,116a)이 형성되어 있으며, 용기형상의 각 플레이트(114,116)를 헤드 가스켓(100)에 장착할 때에는 그 가장자리를 다층 구조로 구성된 헤드 가스켓(100)의 기어트레인부 홀(102) 가장자리에 삽입하여 접합시킴으로써 고정한다.

한편, 본 발명에 따른 헤드 가스켓(100)은, 도 3에 나타낸 바와 같이, 용기형상의 상측 및 하측 플레이트(114,116)가 실린더 헤드(200)의 기어트레인부 통로(202) 안쪽으로 삽입되도록 하여, 실린더 헤드(200) 및 그 하측의 실린더 블록(도 3에는 도시하지 않음) 사이에 밀착 조립되어지며, 이때 상측 및 하측 플레이트(114,116)의 상부면과 오일포집메시(118)를 포함하는 오일분리부(110)의 상단부가 실린더 헤드(200)의 상부면에서 상측으로 소정 높이만큼 돌출되게 조립된다.

이를 위하여, 스크린 플레이트(112)를 구성하는 각 플레이트(114,116)의 높이는 실린더 헤드(200)의 높이를 고려하여 정하되, 각 플레이트(114,116)의 상부면 높이를 실린더 헤드(200)의 전체 높이에 비해 어느 정도 높게 구성한다.

이는 실린더 헤드(200)의 상부면 상에 존재하고 있는 엔진 오일이 상측 플레이트(114)의 가스통과홀(114a)을 막음으로써 이 가스통과홀(114a)을 통해 블로바이 가스가 올라오지 못하게 됨을 방지하기 위한 것이다.

결국, 오일분리부(110)의 높이를 정함에 있어서, 헤드 가스켓(100)이 실린더 헤드(200)에 조립된 상태일 때 적어도 가스통과홀(114a)이 형성된 상측 플레이트(114)의 상부면은 반드시 실린더 헤드(200)의 상부면 상에 존재하는 엔진 오일의 통상적인 유면 높이에 비해 높은 위치에 위치될 수 있도록 해야 한다.

한편, 오일포집메시(118)는 스크린 플레이트(112)에 의해 고정 지지되어 스크린 플레이트(112)의 가스통과홀(114a,116a)을 통과하는 블로바이 가스로부터 오일을 분리시키는 역할을 한다.

상기 오일포집메시(118)로는 통상의 오일 세퍼레이터에 내장되는 것과 동일한 사양을 적용할 수 있으며, 그 예를 들면, 가는 와이어를 꼬아 만든 와이어 메시의 적용이 가능하다.

이와 같이 하여, 본 발명에 따른 헤드 가스켓에 따르면, 연소실 내 가스가 실린더와 피스톤의 간극을 통해 하측의 크랭크 케이스로 빠져 나온 후 실린더 블록의 기어트레인부 통로를 통해 상측으로 흐르게 된다.

이 블로바이 가스는 이후 실린더 헤드(200)의 기어트레인부 통로(202)에 삽입된 하측 플레이트(116)의 가스통과홀(116a)을 통과한 후 오일포집메시(118)를 통과하게 되며, 이와 같이 오일포집메시(118)를 통과하면서 함유하고 있던 오일은 오일포집메시(118)에 의해 포집된 후 하측 플레이트(116)의 하면을 따라 아래로 흐르는 바, 결국 실린더 블록의 기어트레인부 통로 내면을 따라 오일팬쪽으로 흐르게 된다.

또한, 오일포집메시(118)를 통과한 블로바이 가스는 로커커버 및 인터쿨러를 거쳐 다시 흡기계통으로 되돌려 보내진 후 재연소된다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 실린더 헤드 가스켓에 의하면, 블로바이 가스가 통과하도록 된 헤드 가스켓의 기어트레인부 홀에 오일 제거를 위한 오일분리부를 일체로 설치하여 구성함으로써, 다음과 같은 효과가 있다.

1) 오일분리부가 엔진 내부에서 오일 제거기능을 수행하므로, 고가이면서도 엔진 외부에 별도의 설치공간이 필요했던 기존의 오일 세퍼레이터가 필요 없게 된다.

2) 오일분리부를 가지는 본 발명의 헤드 가스켓을 기존 오일 세퍼레이터와 함께 적용하는 경우, 오일 미스트가 로커커버쪽으로 올라오는 것을 사전에 방지할 수 있기 때문에 블로바이 가스 내 오일 제거율을 높일 수 있고, 오일 소모 또한 더욱 줄일 수 있는 효과가 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 실린더 헤드 가스켓의 사시도,

도 2는 도 1의 선 'A-A'를 따라 취한 단면도,

도 3은 본 발명의 실린더 헤드 가스켓이 실린더 헤드에 설치된 상태를 보여주는 단면도,

도 4는 종래의 실린더 헤드 가스켓을 보인 사시도,

도 5는 엔진에서 블로바이 가스의 경로를 나타낸 개략도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 헤드 가스켓 102 : 기어트레인부 홀

110 : 오일분리부 112 : 스크린 플레이트

114 : 상측 플레이트 116 : 하측 플레이트

114a,116a : 가스통과홀 118 : 오일포집메시

200 : 실린더 헤드 202 : 기어트레인부 통로

Claims (4)

1. 실린더 헤드 및 블록의 상호 연통된 기어트레인부 통로를 따라 블로바이 가스가 통과할 수 있도록, 상기 기어트레인부 통로 상에 일치되게 형성한 홀을 가지는 실린더 헤드 가스켓에 있어서,

   상기 홀(102)에 실린더 헤드(200)의 기어트레인부 통로(202) 안쪽으로 삽입되어서 이 기어트레인부 통로(202)를 따라 흐르는 블로바이 가스로부터 오일을 분리시키는 오일분리부(110)가 일체로 설치되어 있되, 상기 오일분리부(110)는 상기 홀(102)에서 실린더 헤드(200)의 기어트레인부 통로(202) 안쪽으로 삽입되어지는 용기형상으로 되어 그 상부면에 다수개의 가스통과홀(114a,116a)이 형성된 스크린 플레이트(112)와, 이 스크린 플레이트(112)에 고정 설치되어 가스통과홀(114a,116a)을 통과하는 블로바이 가스로부터 오일을 분리하는 오일포집메시(118)를 포함하며, 상기 가스통과홀(114a,116a)이 형성된 플레이트(114,116) 상부면 및 오일포집메시(118)를 포함하는 오일분리부(110)의 상단부가 실린더 헤드(200)의 상부면에서 상측으로 돌출될 수 있도록 상기 오일분리부(110)의 전체 높이가 실린더 헤드(200)의 높이에 비해 높게 된 것을 특징으로 하는 블로바이 가스 내 오일 제거가 가능한 실린더 헤드 가스켓.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서, 상기 스크린 플레이트(112)가 그 상부면이 상하 이격된 상태로 겹쳐지게 배치 고정된 용기형상의 두 플레이트(114,116)로 구성되어, 이 두 플레이트(114,116)의 상부면 사이에 상기 오일포집메시(118)가 설치된 것을 특징으로 하는 블로바이 가스 내 오일 제거가 가능한 실린더 헤드 가스켓.
4. 삭제