KR101013747B1 - 엔진 흡기계로의 블로바이가스 유출방지장치 - Google Patents

엔진 흡기계로의 블로바이가스 유출방지장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 엔진의 크랭크 케이스에서 발생되어 브리더 호스를 통해 인테이크 호스 측으로 유도된 블로바이가스가 엔진 외부로 유출되어 대기를 오염시키는 것을 방지하기 위한 엔진 흡기계로의 블로바이가스 유출방지장치에 관한 것으로서,
엔진의 크랭크 케이스에서 생성된 블로바이가스가 엔진의 흡기계로 유도될 수 있도록 크랭크 케이스의 일측과 인테이크 호스의 일측 간에는 브리더 호스가 연결되고, 상기 브리더 호스가 연결된 인테이크 호스의 전방측으로는 에어클리너 및 에어 덕트가 차례로 구비되는 엔진의 흡기계에 있어서,
상기한 인테이크 호스가 연결되는 에어클리너의 하우징 일측에 소정의 용적으로 마련되는 챔버와; 에어클리너의 내부공간과 상기 챔버 사이에 분할되어 마련되는 메인 통로 및 서브 통로와; 엔진의 운전상태에 따라서 상기한 메인 통로를 개폐하기 위해 형성되는 밸브와; 상기한 서브 통로의 도중에 장착되어, 상기 서브 통로를 통과하는 블로바이가스에 포함된 연료 및 오일 성분을 포집하기 위한 카본필터; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
블로바이가스, 인테이크 호스, 밸브, 캐본 필터

Description

엔진 흡기계로의 블로바이가스 유출방지장치{Protecting apparatus to leak blow-by gas}
도 1은 본 발명에 의한 엔진 흡기계의 구성도.
도 2는 본 발명의 요부인 블로바이가스 유출방지장치의 구성도.
도 3은 본 발명에 의한 블로바이가스 유출방지장치의 작동상태도.
도 4는 종래의 기술을 설명하기 위한 도면.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 엔진 12 : 인테이크 호스
13 : 브리더 호스 15 : 서지탱크
20 : 에어클리너 21 : 하우징
22 : 필터 24 : 챔버
25 : 메인통로 26 : 서브통로
30 : 밸브 31 : 액츄에이터
32 : 다이아프램 33 : 로드
34 : 리턴 스프링 40 : 카본필터
50 : 부압라인
본 발명은 엔진 흡기계로의 블로바이가스 유출방지장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 엔진의 크랭크 케이스에서 발생되어 브리더 호스를 통해 인테이크 호스 측으로 유도된 블로바이가스가 엔진 외부로 유출되어 대기를 오염시키는 것을 방지하기 위한 엔진 흡기계로의 블로바이가스 유출방지장치에 관한 것이다.
블로바이가스는 엔진의 압축행정 및 동력행정 등에서 피스톤과 실린더 사이의 간극을 통하여 혼합기나 미연소가스, 연소가스가 크랭크 실로 유입되는 가스를 말한다. 블로바이가스의 조성은 대부분이 미연 탄화수소이고 나머지는 연소가스 및 불완전 연소된 혼합기로 구성되어 있다.
상기와 같이 엔진의 크랭크 실에서 생성되는 블로바이가스는 엔진의 흡기계로 재순환시켜 신기와 혼합되어 재연소될 수 있도록 하고 있다. 이를 위해, 도 4에 도시되는 바와 같이, 엔진(10)의 일측과 인테이크 호스(12)의 도중 간에는 브리더 호스(13)가 연결된다. 한편, 실린더 헤드 커버의 일측과 서지탱크(15)의 일측 간에는 PCV 호스(미도시)가 연결되고, 이 PCV 호스의 전단에는 PCV 밸브가 장착된다.
엔진(10)이 운전되는 과정에서 서지탱크(15)의 부압이 체크 밸브보다 클 때에는 밸브를 열러 블로바이가스를 서지탱크 쪽으로 유입시켜 연소실로 공급되도록 하고, 서지탱크(15)의 부압이 적을 때에는 브리더 호스(13)를 통하여 크랭크 케이스(11)의 블로바이가스가 인테이크 호스(12) 측으로 유도되도록 구성되므로서, 엔진의 크랭크 실에 발생되는 블로바이가스가 대기 중으로 방출되는 것이 방지된다.
하지만, 상기한 브리더 호스(13)를 통하여 인테이크 호스(12) 측으로 유도된 블로바이 가스는 엔진이 운전되는 중에는 연소실로 재입력되어 연소되는 것이 가능하였으나, 엔진이 운전되지 않는 중에는 인테이크 호스로 유도된 블로바이 가스가 에어클리너 및 에어덕트를 통과하여 대기 중으로 유출되어 제로 이미션(Zero emission) 규제를 충족하지 못하는 문제점이 있었다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 엔진의 크랭크 케이스에서 발생되어 브리더 호스를 통해 인테이크 호스 측으로 유도된 블로바이가스가 엔진 외부로 유출되어 대기를 오염시키는 것을 방지하기 위한 엔진 흡기계로의 블로바이가스 유출방지장치를 제공하는 데 목적이 있다.
본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로서,
엔진의 크랭크 케이스에서 생성된 블로바이가스가 엔진의 흡기계로 유도될 수 있도록 크랭크 케이스의 일측과 인테이크 호스의 일측 간에는 브리더 호스가 연결되고, 상기 브리더 호스가 연결된 인테이크 호스의 전방측으로는 에어클리너 및 에어 덕트가 차례로 구비되는 엔진의 흡기계에 있어서,
상기한 인테이크 호스가 연결되는 에어클리너의 하우징 일측에 소정의 용적으로 마련되는 챔버와;
에어클리너의 내부공간과 상기 챔버 사이에 분할되어 마련되는 메인 통로 및 서브 통로와;
엔진의 운전상태에 따라서 상기한 메인 통로를 개폐하기 위해 형성되는 밸브 와;
상기한 서브 통로의 도중에 장착되어, 상기 서브 통로를 통과하는 블로바이가스에 포함된 연료 및 오일 성분을 포집하기 위한 카본필터; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 의한 블로바이가스 유출방지장치의 구성 및 작동에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면과 함께 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 의한 엔진 흡기계의 구성도이고, 도 2는 본 발명의 요부인 블로바이가스 유출방지장치의 구성도이고, 도 3은 본 발명에 의한 블로바이가스 유출방지장치의 작동상태도이다.
도면 중에 표시되는 도면부호 20은 본 발명에 의한 에어클리너를 지시하는 것이며, 일부의 도면부호는 종래기술의 설명에서 사용된 부호가 그대로 인용된다.
상기한 에어클리너(20)는 엔진(10)의 운전에 필요한 흡입공기 중에 포함된 이물질을 제거하기 위해서 인테이크 호스(12)의 전방과 에어덕트(16)의 후방 사이에 형성된다. 한편, 상기한 인테이크 호스(12)의 일측과 엔진의 크랭크 케이스의 일측 사이에는 브리더 호스(13)가 연결된다.
본 발명에 의한 에어클리너(20)는 필터(22)를 수용하기 위한 하우징(21)의 일측으로 상기한 인테이크 호스(12)가 연결되는데, 이 인테이크 호스(12)가 연결되기 위한 하우징(21)의 일측에는 본 발명에 의한 블로바이가스 유출방지장치가 장착되기 위한 소정용적의 챔버(24)가 구비된다.
필터(22)의 수용을 위한 에어클리너(20)의 내부공간(23)과 상기한 챔버(24) 사이에는 2개의 통로가 마련되는데, 그 중에 다른 하나에 비하여 상대적으로 크게 형성된 것은 에어클리너(20)의 필터를 통과한 공기가 지나기 위한 메인 통로(25)이고, 상대적으로 작게 형성된 것은 카본필터(40)의 장착을 위한 서브 통로(26)이다.
서브 통로(26)의 도중에 장착되는 카본필터(40)는 브리더 호스(13)를 통해서 인테이크 호스(12) 측으로 유도된 후에 에어클리너(20)으로 향하는 블로바이가스 중에 포함되어 있는 오일 및 연료 성분을 포집하기 위한 것이다. 이 카본필터(40)는 자동차의 연료탱크에서 배출되는 증발가스 중에서 연료성분을 포집하기 위한 캐니스터에서의 활성탄 성분을 포함하여 구성된다.
한편, 본 발명에서는 엔진(10)의 운전여부에 따라서 상기한 메인 통로(25)가 개폐될 수 있도록 하기 위한 밸브(30)가 장착된다. 이 밸브(30)는 엔진(10)이 운전될 경우에 서지탱크(15) 측에서 전달되는 부압에 의해서 동작되도록 하기 위한 액츄에이터(31)가 상기 챔버(24)의 내부 일측에 장착된다. 액츄에이터(31)의 일측과 서지탱크(15) 일측 에는 부압 라인(50)의 양단이 각각 연결된다. 또한, 액츄에이터(31)의 내부공간에는 다이아프램(32)이 구비되고, 이 다이아프램(32)의 중앙부에는 밸브(30)와 연결되는 로드(33)의 일단이 고정장착된다. 또한, 엔진이 운전되지 않을 경우에 상기 밸브(30)가 닫힘상태가 되도록 하기 위하여 상기 다이아프램(32)의 일측에는 리턴 스프링(34)이 장착된다. 상기 액츄에이터(31)는 챔버(24)의 일측벽면에 별도의 브라켓(35) 등에 의해서 고정장착된다.
상기한 메인 통로(25)를 개폐하는 밸브(30)의 구동수단으로 본 발명의 실시 예에서는 서지탱크(15)의 부압에 의해서 작동되는 액츄에이터만 소개되었지만 이는 일실시예에 불과한 것이며, 상기 밸브의 작동을 위한 수단으로 당업자간에 흔히 사용할 수 있는 다른 방식의 구동수단도 적용가능한 것이다.
이상과 같이 구성된 블로바이가스 유출방지장치의 작동상태를 엔진의 시동상태에 따라서 설명된다.
우선, 엔진(10)이 시동되어 서지탱크(15)에 엔진 부압이 형성되기 전까지에는 밸브(30)는 리턴 스프링(34)에 의해서 닫힌 상태가 되므로서, 상기한 메인 통로(25)로는 흡입공기가 입력되지 못하고 서브 통로(26)만을 통해서 흡기가 입력된다.
그리고 엔진 부압이 형성된 이후에는 부압 라인(50)을 통해서 서지탱크(15)의 부압이 액츄에이터(31)에 걸리게 되면, 상기한 액츄에이터(31)의 다이아프램(32)의 위치가 이동되면서 밸브(30)가 열림방향으로 동작된다. 이와 같이 메인 통로(25)를 막고 있던 밸브(30)가 개방되면, 상기한 메인 통로(25)를 통해서 에어클리너(20)를 통과하며 정화된 공기가 인테이크 호스(12) 측으로 흐르게 된다.
이러한 과정에서 상기한 브리더 호스(13)를 통해서 인테이크 호스(12) 측으로 유도되는 블로바이가스는 엔진 운전시에는 상기 메인 통로(25)를 통과한 흡입공기와 함께 연소실로 흐르게 된다.
한편, 엔진(10)의 운전상태가 정지하게 되면, 서지탱크(15) 및 부압 라인(50)에 걸리던 부압이 소멸되어지므로서, 개방되었던 상기한 밸브(30)는 메인 통로(25)를 막게 된다.
이와 같이 엔진(10)의 시동이 꺼진 상태에서도 블로바이가스는 브리더 호스(13)를 통하여 인테이크 호스(12) 측으로 유도되어진다. 이 과정에서 인테이크 호스(12)로 유입되어 에어클리너(20) 측으로 향하는 블로바이가스는 메인 통로(25)가 밸브(30)로써 닫힌 상태가 되어 서브 통로(26)를 통하게 되는데, 서브 통로(26)에는 카본필터(40)가 마련되어 있으므로서 블로바이가스 중에 포함된 오일 및 연료 성분(HC 성분)이 상기 카본필터(40)에 포집된다. 이렇게 포집된 오일 및 연료 성분은 엔진 시동초기시에 상기 서브 통로(26)를 통과하는 흡입공기에 의해서 인테이크 호스(12) 측으로 흐르게 된다.
이상과 같이 구성되는 본 발명에 의하면 엔진의 크랭크 케이스에서 발생되는 블로바이가스 중에 포함된 오일 및 연료 성분이 엔진 흡기계를 통해서 배출되는 것이 방지되므로서, 전세계적으로 점차 강화되고 있는 배기가스 규제를 만족하는데 보다 유리해질 수 있는 커다란 장점이 있는 것이다.

Claims (3)

  1. 엔진의 크랭크 케이스에서 생성된 블로바이가스가 엔진의 흡기계로 유도될 수 있도록 크랭크 케이스의 일측과 인테이크 호스의 일측 간에는 브리더 호스가 연결되고, 상기 브리더 호스가 연결된 인테이크 호스의 전방측으로는 에어클리너 및 에어 덕트가 차례로 구비되는 엔진의 흡기계에 있어서,
    상기한 인테이크 호스(12)가 연결되는 에어클리너(20)의 하우징(21) 일측에 소정의 용적으로 마련되는 챔버(24)와;
    에어클리너(20)의 내부공간(23)과 상기 챔버(24) 사이에 분할되어 마련되는 메인 통로(25) 및 서브 통로(26)와;
    엔진(10)의 운전상태에 따라서 상기한 메인 통로(25)를 개폐하기 위해 형성되는 밸브(30)와;
    상기한 서브 통로(26)의 도중에 장착되어, 상기 서브 통로(26)를 통과하는 블로바이가스에 포함된 연료 및 오일 성분을 포집하기 위한 카본필터(40); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 엔진 흡기계로의 블로바이가스 유출방지장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기한 밸브(30)는 서지탱크(15)에 연결된 부압 라인(50)을 통해서 전달되는 서지탱크(15)의 부압에 의해서 동작되는 액츄에이터(31)로 동작되도록 구성된 것을 특징으로 하는 엔진 흡기계로의 블로바이가스 유출방지장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기한 액츄에이터(31)에는 엔진의 운전정지시에 밸브(30)가 닫힘상태가 되도록 하는 힘을 제공하기 위한 리턴 스프링(34)이 구비된 것을 특징으로 하는 엔진 흡기계로의 블로바이가스 유출방지장치.
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