KR100783887B1 - 블로아웃 오일량을 측정하는 오일포집기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 엔진 CCV(Closed Crankcase Ventilation) 시스템을 평가하는 항목 중 재순환되는 블로바이 가스 내에 포함된 오일미립자를 측정하는 것을 정확하게 측정하기 위하여 시험을 통해 압력손실이 작으면서 포집 효율이 우수한 오일포집기를 추출하여 측정된 오일량의 신뢰도가 높은 블로아웃 오일량을 측정하는 오일포집기에 관한 것으로서, 이를 위하여 블로바이 가스로부터 오일을 분리하는 장치에 있어서,

원통형으로 형성되고 내부에 공간이 형성되어 있는 몸체와; 상기 몸체의 내부에 설치되어 배플 홀을 구비하고 블로바이 가스로부터 오일미립자를 분리하는 배플과; 상기 몸체의 일단부에 설치되어 블로바이 가스가 유입되는 가스 흡입관과; 상기 몸체의 타단부에 설치되어 오일이 분리된 블로바이 가스가 배출되는 가스 배출관;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 블로아웃 오일량을 측정하는 오일포집기를 제공한다.

엔진, 블로바이, 블로바이 가스, 블로아웃, 오일포집기, 배플, 배플 홀

Description

블로아웃 오일량을 측정하는 오일포집기{Oil separating for measuring blow-out oil}

도 1은 본 발명에 따른 블로아웃 오일량을 측정하는 오일포집기의 사시도,

도 2는 본 발명을 위한 시험 대상의 제어 인자 값을 도시한 표,

도 3은 도 2를 형상화한 사시도,

도 4는 오일포집기에서 잔류 오일량과 차압을 측정하는 과정을 도시한 개략도,

도 5는 도 3을 시험하여 그 결과를 나타낸 표,

도 6은 종래의 여과 필터를 도시한 사시도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 몸체 11 : 배플

12 : 배플 홀 14 : 가스 흡입관

15 : 가스 배출관

본 발명은 블로아웃 오일량을 측정하는 오일포집기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량용 엔진 CCV(Closed Crankcase Ventilation) 시스템을 평가하는 항목 중 재순환되는 블로바이 가스 내에 포함된 오일미립자를 측정하는 것을 정확하게 측정하기 위하여 오일포집기를 구성하는 제어인자를 변수로 하여 여러 번의 시험을 거쳐 압력손실이 작으면서 포집 효율이 우수한 오일포집기를 추출하여 측정된 오일량의 신뢰도가 높은 블로아웃 오일량을 측정하는 오일포집기에 관한 것이다.

통상적으로 차량의 엔진은 실린더 내의 피스톤의 상하 운동으로 동력을 발생시킨다. 피스톤의 직경은 상하 운동을 할 수 있을 만큼 실린더 직경보다 약간 작은데, 이러한 것을 미끄럼 끼워 맞춤(sliding fit)이라 한다.

이때, 피스톤이 다소 작으므로 피스톤과 실린더 벽 사이에는 작음 틈새, 즉 피스톤 간극(clearance)이 형성되고, 압축된 공기-연료 혼합기의 일부가 피스톤을 지나 크랭크 케이스로 누설된다. 이런 누설을 블로바이(blowby)라고 하며, 과도한 블로바이는 엔진 출력을 감소시키고 연료를 낭비하며 공기를 오염시킨다.

하지만, 요즘은 환경 문제가 중요하게 부각되어 가솔린 엔진은 물론, 디젤 엔진도 블로바이 가스를 흡기로 환원하여 재연소시킴으로써 블로바이 가스의 대기방출을 최소화한다.

차량용 엔진 CCV(Closed Crankcase Ventilation) 시스템을 평가하는 항목 중 실린더 헤드 커버로 재순환되는 블로바이 가스 내에 포함된 오일미립자를 측정하는 것이 있다.

이를 위하여 실린더 헤드 커버로부터 누설된 블로바이 가스에서 효율적으로 오일을 포집할 수 있는 장치를 사용하여 오일측정량의 신뢰도를 높여야 하는데, 종래에는 포집 효율이 우수한 여과 필터(absolute filter)를 사용하여 블로바이 가스 내에 포함된 오일미립자를 측정한다.

그러나 여과 필터를 사용하면 블로바이 가스에서 오일을 포집하는 효율은 우수하지만 유동 저항에 의한 오일의 압력손실이 크기 때문에 실제 엔진조건에 맞게 구현하여 유지하는 것이 어렵다.

그래서 오일 포집기를 사용하여 측정하면 압력손실이 작아 엔진조건에 맞게 구현하여 유지하는 것은 용이하지만 포집 효율이 낮아 잔류오일을 측정한 시험데이터의 신뢰성이 떨어지는 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 오일포집기의 내경과 길이, 배플의 수량과 배플 홀의 형상 등을 제어 인자로 하여 구성되는 오일포집기에서, 제어 인자를 변수로 하고 수차례의 시험을 거쳐 압력손실이 작고 포집 효율은 우수한 오일포집기를 추출하여, 그 오일포집기를 이용하여 측정된 잔류오일량에 대한 신뢰도가 높은 블로아웃 오일량을 측정하는 오일포집기를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 블로바이 가스로부터 오일을 분리하는 장치에 있어서,

원통형으로 형성되고 내부에 공간이 형성되어 있는 몸체(10)와; 상기 몸체(10)의 내부에 설치되어 배플 홀(12)을 구비하고 블로바이 가스로부터 오일미립자를 분리하는 배플(11)과; 상기 몸체(10)의 일단부에 설치되어 블로바이 가스가 유입되는 가스 흡입관(14)과; 상기 몸체(10)의 타단부에 설치되어 오일이 분리된 블로바이 가스가 배출되는 가스 배출관(15);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 블로아웃 오일량을 측정하는 오일포집기를 제공한다.

바람직한 일구현예로서, 상기 배플(11)은 원형의 플레이트 형상으로 그 지름은 몸체(10)의 내주면에 밀착되는 크기로 형성되는 것을 특징으로 한다.

바람직한 다른 일구현예로서, 상기 배플(11)에 형성되는 배플 홀(12)은 배플 1/2 이하의 면적 부위에만 형성되는 것을 특징으로 한다.

바람직한 또 다른 일구현예로서, 상기 배플 홀(12)은 배플(11)의 배열순서에 따라 그 위치가 상하로 번갈아가며 형성되는 것을 특징으로 한다.

바람직한 또 다른 일구현예로서, 상기 배플 홀(12)은 상기 배플(11)에 수십 개의 배플 홀(12)을 구성할 수 있도록 그 크기를 작게 형성하여 밀집되게 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명한다.

첨부한 도 1은 본 발명에 따른 블로아웃 오일량을 측정하는 오일포집기의 사시도이다.

본 발명은 포집기 길이, 포집기 내경, 배플 수량, 배플 홀 형상 등을 변수로 하여 수차례 시험을 거치고 오일포집기의 포집 효율과 차압을 산출 비교하여 최적의 오일 포집기를 추출하는 것에 주안점이 있다.

본 발명은 실린더 헤드 커버로부터 누설되어 재순환되는 블로바이 가스 내에 포함된 오일미립자를 측정하기 위하여 압력손실 대비 포집 효율이 우수하여 측정된 오일량의 신뢰성이 높은 오일포집기를 제공하기 위한 것으로, 그 오일포집기는 몸체(10)와 배플(11)과 가스 흡입관(14)과 가스 배출관(15)으로 구성된다.

상기 몸체(10)는 원통형으로 내부에 공간이 형성되고, 양단은 중앙이 천공된 플레이트(13)로 밀폐되며, 그 일단부에 굴곡된 실린더 형상의 가스 흡입관(14)이 설치되고, 타단부에도 실린더 형상의 가스 배출관(15)이 설치된다.

상기 가스 흡입관(14) 및 가스 배출관(15)과 몸체(10) 사이에 연결 부분은 각각 밀봉하여 블로바이 가스가 누설되지 않도록 구성한다.

상기 몸체(10) 내부에 설치되는 배플(11)은, 원형의 플레이트 형상으로 그 내부에 배플 홀(12)을 형성하여 오일미립자를 분리한다.

그리고 상기 배플(11)은 그 지름이 몸체의 내주와 동일하게 형성되어 몸체(10)의 내주면에 밀착되고, 블로바이 가스는 배플 홀(12)을 통해서만 통과할 수 있도록 한다.

상기와 같이 구성된 오일포집기를 포집기 내경, 포집기 길이, 배플 수량 및 배플 홀 형상 등을 제어 인자로 하고, 4시간과 15시간으로 하는 엔진운전시간을 잡음인자로 하여 L9 직교표를 이용해서 총 20회 시험하여 실제로 구현하여 시험하기 에 적합한 3종의 오일포집기를 추출한다.

첨부한 도 2는 본 발명을 위한 시험 대상의 제어 인자의 값을 정리한 도표이고, 도 3은 도 2를 형상화한 사시도이며, 도 4는 오일포집기에서 잔류 오일량과 차압을 측정하는 과정을 도시한 개략도이고, 도 5는 도 3을 시험하여 그 결과를 나타낸 도표이다.

이하, 3종의 오일포집기의 구성은 다음과 같다.

먼저 제1 오일포집기(도 3의 (a) 참조)를 보면, 포집기의 길이를 260㎜로 하고, 그 내경은 φ100으로 구성한 후, 제1 배플(11a) 6개를 오일포집기 내부에 균일한 간격으로 배열한다.

상기 제1 배플(11a)은 그 면적의 1/2 이하에만 배플 홀(12)을 형성하되, 상기 배플 홀(12)의 크기를 작게 형성하여 밀집되게 구성한다.

그리고 상기 배플 홀(12)은 제1 배플(11a)의 배열 순서에 따라 그 위치가 상하로 번갈아가며 형성된다.

제2 오일포집기(도 3의 (b) 참조)를 보면, 포집기의 길이는 제1 오일포집기와 동일한 260㎜이고, 그 내경은 φ70으로 구성한 후, 제2 배플(11b) 2개를 균일한 간격으로 구성한다.

상기 제2 배플(11b)은 전체 면적에 배플 홀(12)을 형성 분포하되, 상기 배플 홀(12)의 크기는 제1 배플(11b)과 동일하게 구성하고 배플 홀(12) 사이에 간격을 일정하고 여유있게 형성한다.

마지막으로 제3 오일포집기(도 3의 (c) 참조)를 보면, 포집기의 길이는 제1 오일포집기 및 제2 오일포집기와 동일한 260㎜로 하고, 그 내경은 φ140으로 구성한 후, 제3 배플(11c) 12개를 균일한 간격으로 배열한다.

상기 제3 배플(11c)은 그 크기가 제1 오일포집기보다 큰 배플 홀(12)을 일측에 하나만 형성하되, 상기 배플 홀(12)은 제3 배플(11c)의 배열 순서에 따라 그 위치가 상하로 번갈아가며 형성된다.

이하, 상기와 같이 구성된 오일포집기 중에서 최적의 오일포집기를 추출하는 과정을 살펴보면 다음과 같다.

실린더 헤드 커버에서 누설되는 블로바이 가스가 가스 흡입관(14)을 통해 흡입되어 오일포집기를 통과하면 분리된 오일은 오일포집기에 잔류되고, 나머지 블로바이 가스는 가스 배출관(15)을 통해 배출되어 흡기로 재순환된다.

오일포집기의 잔류 오일량을 측정하여 포집 효율을 산출하고, 블로바이 가스가 오일 포집기를 통과하기 전후의 압력을 측정하여 그 차압을 산출한다.

위와 같은 방법으로, 본 발명에 따른 제1 오일포집기와 제2 오일포집기 및 제3 오일포집기를 각각 실제로 시험해 본 결과, 도 5의 표에서 보는 바와 같이 제1 오일포집기가 압력손실 대비 포집 효율이 98%로 가장 우수함을 알 수 있었다.

여기서, 도 5의 시험값(시험 차압)은 오일포집기를 시험한 결과값이고, 해석값(해석 차압)은 오일포집기 내부에서 일어날 수 있는 임의의 현상 등에 의한 경향성을 반영하여 시험값에 대해 상대적으로 나타낸 값이다.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며 청구범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 블로아웃 오일량을 측정하는 오일포집기는 그 구조가 간단하면서 포집 효율이 우수하고, 압력손실이 작다는 장점이 있다.

따라서, 본 발명의 오일포집기를 이용하여 블로바이 가스 내에 포함된 오일미립자를 측정하면 그 데이타는 높은 신뢰성을 가지게 되는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 삭제
2. 삭제
3. 원통형으로 형성되고 내부에 공간이 형성되어 있는 몸체(10)와, 상기 몸체(10)의 내부에 설치되어 배플 홀(12)을 구비하고 블로바이 가스로부터 오일미립자를 분리하는 배플(11)과, 상기 몸체(10)의 일단부에 설치되어 블로바이 가스가 유입되는 가스 흡입관(14)과, 상기 몸체(10)의 타단부에 설치되어 오일이 분리된 블로바이 가스가 배출되는 가스 배출관(15)을 포함하여 구성되는 블로아웃 오일량을 측정하는 오일포집기에 있어서,

   상기 배플(11)에 형성되는 배플 홀(12)은 배플 1/2 이하의 면적 부위에만 형성되는 것을 특징으로 하는 블로아웃 오일량을 측정하는 오일포집기.
4. 청구항 3에 있어서, 상기 배플 홀(12)은 배플(11)의 배열순서에 따라 그 위치가 상하로 번갈아가며 형성되는 것을 특징으로 하는 블로아웃 오일량을 측정하는 오일포집기.
5. 청구항 4에 있어서, 상기 배플 홀(12)은 상기 배플(11)에 수십 개의 배플 홀(12)을 구성할 수 있도록 그 크기를 작게 형성하여 밀집되게 구성한 것을 특징으로 하는 블로아웃 오일량을 측정하는 오일포집기.

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