KR101081272B1 - 자동차 엔진의 블로바이가스 환원장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차 엔진의 블로바이가스 환원장치에 관한 것으로, PCV밸브(10)내에 제1챔버(13)와 제2챔버(14)를 형성하여, 제1챔버(13)는 우측헤드커버와 좌측헤드커버 및 흡기관과 연결하고 제2챔버(14)는 서지탱크와 연결하되, 내부에 서지탱크의 부압에 의해 작동하여 서지탱크쪽 연결로를 개폐함과 더불어 제1,2챔버 사이의 통로를 동시에 개폐하는 주밸브(16)와 이와 일체로 연동되어 흡기관과 연결되는 통로를 개폐하는 보조밸브(18)가 구비된 구조로 이루어진다.

따라서, 모든 연결호스들의 일단이 PCV밸브(10)에 연결되는 구조로 되어 엔진측에 형성되는 호스 연결공들의 수가 줄어들게 됨으로써 공수와 비용이 감소하게 되며, 특히 별도의 감지장치를 추가하지 않고도 스톨시험을 통해 블로바이호스의 이탈여부를 알 수 있게 되는 효과가 있다.

Description

자동차 엔진의 블로바이가스 환원장치{Positive crankcase ventilation system of engine in vehicle}

도 1은 블로바이가스 환원장치가 설치된 엔진의 평면도,

도 2는 도 1의 모식도로서, 종래 블로바이가스 환원장치의 구성도,

도 3은 도 2에 대응되는 본 발명에 따른 블로바이가스 환원장치의 구성도,

도 4는 본 발명의 요부인 PCV밸브의 구성 및 호스 연결 상태도로서,

(a)는 비작동 상태도,

(b)는 작동 상태도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1 : 우측헤드커버, 2 : 좌측헤드커버,

3a : 우측브리더호스, 3b : 좌측브리더호스,

4 : 서지탱크, 5 : PCV호스,

7 : 흡기관, 8 : 브리더호스,

10 : PCV밸브, 11 : 몸체,

12 : 격판, 12a : 통로벽,

13 : 제1챔버, 14 : 제2챔버,

15a : 우측블로바이호스 연결구, 15b : 좌측블로바이호스 연결구,

15c : 브리더호스 연결구, 15d : PCV호스 연결구,

16 : 주밸브, 16a : 밸브판,

16b : 밸브몸체, 17 : 스프링,

18 : 보조밸브, 19 : 로드.

본 발명은 자동차 엔진의 블로바이가스 환원장치에 관한 것으로, 특히 각 호스들을 연결하기 위한 엔진측 연결공 가공수가 감소하고, 별도의 추가 장치 없이 블로바이호스의 이탈을 알 수 있도록 된 자동차 엔진의 블로바이가스 환원장치에 관한 것이다.

블로바이가스(blow-by gas)는 엔진의 압축 및 팽창행정에서 피스톤링과 실린더 벽 사이의 틈을 통하여 크랭크케이스로 누출되는 가스이다. 그 주요 성분은 대부분 미연 탄화수소(HC)로서 크랭크케이스에서 엔진오일과 접촉하여 엔진오일의 윤활성을 저하시키고 슬러지를 형성시키며 엔진 내부를 부식시키는 원인이 되므로 제거가 필요하다.

그런데, 직접 대기중으로 방출할 경우 대기 오염의 원인이 되므로 흡기 계통으로 다시 보내어 재연소시키는 방법을 사용하고 있다.

그 한 예를 도 1과 도 2에 도시하였다. 도 1과 도 2는 6기통 또는 8기통 V형 엔진의 평면도 및 그 모식도로서, 종래의 블로바이가스 환원장치는 우측헤드커버(1)와 좌측헤드커버(2)가 블로바이호스(3)로 연결되고, 좌측헤드커버(2)와 서지탱크(4)가 PCV호스(5)로 연결되며, 이 PCV호스(5)의 좌측헤드커버(2)측 연결부에 PCV밸브(6)가 설치된 구조로 이루어진다.

따라서, 크랭크케이스로부터 실린더블록에 형성된 통로를 통해 좌/우측헤드커버(1,2)로 올라온 블로바이가스가 서지탱크(4)의 압력상태에 따라 개폐 조절되는 PCV밸브(6)를 통해 서지탱크(4)를 거쳐 실린더 내부로 공급되어 재연소되도록 되어 있다.

또한, 경부하시 PCV밸브(6)를 통해 유입되는 블로바이가스의 양이 발생량 보다 많을 때 헤드커버 내에 부압이 형성되는 것을 막기 위하여 흡기관(7)과 상기 우측헤드커버(1)를 브리더호스(8)로 연결하여 외기(신기=fresh air)가 추가 흡입될 수 있도록 되어 있다.

그런데, 상기와 같은 종래 구조에서는 블로바이호스(3), PCV호스(5), 브리더호스(8)를 연결하기 위하여 엔진측(좌/우측헤드커버, 흡기관, 서지탱크)에 다수의 연결공을 가공해야만 하므로 작업 공수와 비용이 증가되는 문제점이 있었다.

한편, OBD-Ⅱ(On-Board Diagnostic system Ⅱ) 규정 적용시, 상기 호스들의 안정적인 설치 상태를 운전자가 확인하여 그 이상 여부를 알 수 있도록 하기 위하여 상기 호스들의 연결상태를 운전자가 알 수 있어야 한다.

그런데, 상기 호스들 중 우측헤드커버(1)와 좌측헤드커버(2)를 연결하는 블로바이호스(3)의 이탈 여부를 알기 위해서는 별도의 감지장치가 필요하다. 즉, 이 탈을 직접 감지하는 센서와, 센서의 신호를 받아들여 실내에 마련된 경고신호수단을 작동시킴으로써 운전자에게 호스 이탈을 인지시키는 전자제어유니트(ECU)와, 이 전자제어유니트와 센서를 연결하는 전선이 필요하게 된다. 특히 전자제어유니트에는 상기 감지장치의 운용을 위한 제어로직이 추가 구성되어야만 한다. 이와 같이 추가적인 장치가 필요하게 되므로 역시 필요 비용이 증가하게 되는 단점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로, 장치를 구성하는 각 호스들을 연결하기 위한 엔진측 연결공의 수가 감소하게 되어 작업공수와 비용이 감소하게 되고, 별도의 추가 장치를 부가하지 않고도 블로바이호스의 이탈여부를 알 수 있도록 된 자동차 엔진의 블로바이가스 환원장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 몸체의 내부 공간이 격판에 의해 제1챔버와 제2챔버로 분할되고, 상기 제1챔버의 양측에 우측블로바이호스 연결구와 좌측블로바이호스 연결구가 형성되며 중간에 브리더호스연결구가 형성되고, 상기 제2챔버에 PCV호스 연결구가 형성되며, 상기 몸체에 스프링으로 연결된 밸브판과 이 밸브판에 일체로 형성된 원추형의 밸브몸체로 이루어져 서지탱크의 압력 상태에 따라 상기 격판에 형성된 통로 및 상기 PCV호스 연결구를 개폐하는 주밸브 및, 이 주밸브에 로드로 연결되고 상기 브리더호스연결구에 내장되어 주밸브와 동시 이동되면서 브리더호스 연결구를 개폐하는 보조밸브로 이루어진 PCV밸브와; 상 기 우측블로바이호스 연결구와 우측헤드커버를 연결하는 우측블로바이호스와; 상기 좌측블로바이호스 연결구와 좌측헤드커버를 연결하는 좌측블로바이호스와; 상기 브리더호스 연결구와 흡기관을 연결하는 브리더호스 및; 상기 PCV호스 연결구와 서지탱크를 연결하는 PCV호스를 포함하여 구성된다.

즉, 모든 호스들의 일단이 모두 PCV밸브에 연결되므로 엔진측에 호스 연결공을 형성하는 개수가 줄어들게 된다.

또한, 블로바이호스들 역시 PCV밸브에 연결되어 있어서, 간단한 스톨시험(stall test)를 통해 호스의 이탈 여부를 운전자가 확인할 수 있게 된다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 블로바이가스 환원장치의 구성도로서, 본 발명은 우측헤드커버(1)와 좌측헤드커버(2)를 직접 연결하는 종래의 블로바이호스가 사용되지 않고, 대신 우측헤드커버(1)와 좌측헤드커버(2)에 연결된 우측블로바이호스(3a)와 좌측블로바이호스(3b)가 모두 PCV밸브(10)에 연결된다.

또한, 브리더호스(8)가 종래와 같이 흡기관(7)과 우측헤드커버(1)를 연결하지 않고 흡기관(7)고 PCV밸브(10)를 직접 연결한다.

단, 서지탱크(4)의 부압에 의해 작동되는 PCV밸브(10)가 서지탱크(4)에 PCV호스(5)로 연결되는 것은 동일하다.

그러나, 종래의 PCV밸브가 단순 체크밸브이었던데 반해 본 발명에 따른 PCV밸브(10)는 다음과 같은 구조로 이루어진다.

도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 PCV밸브(10)는 원통형 몸체 (11)의 내부가 격판(12)에 의해 분할되어 제1챔버(13)와 제2챔버(14)가 형성된 구조를 갖추며, 상기 격판(12)에는 원형의 통로가 형성되어 있고, 이 통로의 외주에는 제2챔버(14)쪽으로 돌출된 원통형의 통로벽(12a)이 형성된다.

상기 제1챔버(13)의 양측에는 각각 우측헤드커버(1)에 연결된 우측블로바이호스(3a)가 연결되는 우측블로바이호스 연결구(15a)와, 좌측헤드커버(2)에 연결된 좌측블로바이호스(3b)가 연결되는 좌측블로바이호스 연결구(15b)가 형성된다.

또한, 제1챔버(13) 측면의 중앙에는 흡기관(7)에 연결된 브리더호스(8)가 연결되는 브리더호스 연결구(15c)가 형성되고, 반대쪽 면 중앙 즉, 제2챔버(14)의 측면 중앙에는 서지탱크(4)에 연결된 PCV호스(5)가 연결되는 PCV호스 연결구(15d)가 형성된다.

또한, 상기 몸체(11)의 내부에는 주밸브(16)와 보조밸브(18)가 구비되는데 주밸브(16)는 상기 제2챔버(14)내에 위치하고, 보조밸브(18)는 상기 제1챔버(13)내에 위치된다.

상기 주밸브(16)는 원판형의 밸브판(16a)과, 이 밸브판(16a)의 일측면 중앙에 일체로 형성된 원추형의 밸브몸체(16b)로 이루어져 있으며, 상기 밸브판(16a)은 테두리 부분이 스프링(17)을 매개로 몸체(11)의 내벽면에 연결되어 있다. 도시된 바와 같이 작동되지 않은 상태에서 밸브판(16a)은 통로벽(12a)의 단부에 밀착되어 통로를 막고 있는다.

한편, 상기 보조밸브(18)는 제1챔버(13)내에서도 특히 상기 브리더호스 연결구(15c)에 내장되어 있으며, 로드(19)로 상기 주밸브(16)의 밸브판(16a)에 연결되 어 있어 주밸브(16)와 동시에 이동된다.

상기 브리더호스 연결구(15c)의 제1챔버(13) 내측 단부는 보조밸브(18)의 원추형(주밸브의 밸브몸체와 같이 상부분이 절단된 원추형상) 몸체 측면과 동일한 기울기로 관지름이 축소되는 형상으로 이루어져 있어, 보조밸브(18)가 이동되면서 안정적으로 밀착되어 브리더호스 연결구(15c)를 통한 공기 통로가 차단되도록 되어 있으며, 도시된 비작동 상태에서 브리더호스 연결구(15c)는 개방되어 있는 상태이다.

이하, 작동과정을 설명한다.

엔진이 정지되어 있을 때는 도 4의 (a)와 같은 상태에 있게 된다.

이어, 엔진이 운전되어 회전수 변화에 따라 서지탱크(4)에 적절한 범위의 부압이 형성되는 상태에서 주밸브(16)와 보조밸브(18)는 도4의 (a)와 (b)의 중간 상태에서 그 개도가 서지탱크(4)의 부압변화에 맞추어 적절히 증감된다.

따라서, 통로벽(12a)으로부터 밸브판(16a)이 이격되어 제1챔버(13)와 제2챔버(14)를 연결하는 통로가 개방되며, 이때 보조밸브(18)에 의한 브리더호스 연결구(15c)의 차단도 이루어지지 않은 상태이다.

따라서, 우측헤드커버(1)와 좌측헤드커버(2)로 올라온 블로바이가스가 제1챔버(13)와 제2챔버(14)를 거쳐 PCV호스 연결구(15d)를 통해 서지탱크(4)로 유입되어 실린더로의 재공급이 이루어진다.

또한, 개방되어 있는 브리더호스 연결구(15c)를 통해 흡기관(7)으로부터 신기가 유입되어 블로바이가스와 더불어 서지탱크(4)로 공급되도록 되어 있어, 서지 탱크(4)로부터의 강력한 흡입력에 의해 발생된 블로바이가스의 양보다 많은 양이 흡입되어 헤드커버 내측에 부압이 형성되는 것을 막아 주게 된다.

한편, 서지탱크(4)의 부압이 지나치게 큰 경우에는 도 4의 (b)의 경우와 같이 주밸브(16)가 완전히 이동하여 밸브몸체(16b)에 의해 PCV호스 연결구(15d)가 차단되어 블로바이가스의 순환이 중지된다.(이때, 주밸브(16)에 연동된 보조밸브(18)에 의해서 브리더호스 연결구(15c)도 차단된다.)

상기와 같이, 본 발명에 의한 PCV밸브(10)와 각 호스들의 연결구조에 의해서도 종래와 동일한 블로바이가스 순환 작용이 이루어지게 된다.

그러하면서도 본 발명에 의하면, 엔진측에 형성되는 호스들의 수가 줄어들게 되는 장점이 있게 된다. 즉, 종래에는 연결구가 6개 형성되었으나, 본 발명에 따르면 모든 호스들의 일단은 PCV밸브(10)에 연결되어 있기 때문에 엔진측에는 총 4개의 연결구만 형성하면 되고, 이에 따라 연결구에 설치하여 호스를 끼울 수 있도록 하는 니플의 수도 줄어들 수 있게 된다.

또한, 블로바이호스가 PCV밸브에 연결되어 있으므로 별도의 추가 장치 없이 스톨시험을 실시함으로써 그 정상 연결 여부를 알 수 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 엔진 상에 형성되는 연결공 및 이에 따른 니플의 수가 줄게 되어 작업공수와 비용이 감소하는 효과가 있게 된다.

또한, 센서와 전선 및 전자제어유니트의 새로운 로직 등의 추가 장치를 구성할 필요 없이 블로바이호스의 이탈 여부를 알 수 있게 되는 장점이 있다.

Claims (2)

1. 몸체(11)의 내부 공간이 격판(12)에 의해 제1챔버(13)와 제2챔버(14)로 분할되고, 상기 제1챔버(13)의 양측에 우측블로바이호스 연결구(15a)와 좌측블로바이호스 연결구(15b)가 형성되며 중간에 브리더호스연결구(15c)가 형성되고, 상기 제2챔버(14)에 PCV호스 연결구(15d)가 형성되며, 상기 몸체(11)에 스프링(17)으로 연결된 밸브판(16a)과 이 밸브판(16a)에 일체로 형성된 원추형의 밸브몸체(16b)로 이루어져 서지탱크(4)의 압력 상태에 따라 상기 격판(12)에 형성된 통로 및 상기 PCV호스 연결구(15d)를 개폐하는 주밸브(16) 및, 이 주밸브(16)에 로드(19)로 연결되고 상기 브리더호스 연결구(15c)에 내장되어 주밸브(16)와 동시 이동되면서 브리더호스 연결구(15c)를 개폐하는 보조밸브(18)로 이루어진 PCV밸브(10)와;

   상기 우측블로바이호스 연결구(15a)와 우측헤드커버(1)를 연결하는 우측블로바이호스(3a)와;

   상기 좌측블로바이호스 연결구(15b)와 좌측헤드커버(2)를 연결하는 좌측블로바이호스(3b)와;

   상기 브리더호스 연결구(15c)와 흡기관(7)을 연결하는 브리더호스(8) 및;

   상기 PCV호스 연결구(15d)와 서지탱크(4)를 연결하는 PCV호스(5)를 포함하여 구성되는 자동차 엔진의 블로바이가스 환원장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 브리더호스 연결구(15c)의 단부와 보조밸브(18)는 동 일한 경사도로 지름이 축소되는 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차 엔진의 블로바이가스 환원장치.

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