KR101263045B1 - Ｖ8 디젤엔진의 벤틸레이션 헤드 커버 - Google Patents

Abstract

본 발명은 V8 디젤엔진의 벤틸레이션 헤드 커버에 관한 것으로,

종래의 V8 디젤엔진에서의 벤틸레이션 시스템은 외장형 오일분리기(201)를 이용하여 오일을 분리하던지 아니면 헤드 커버에 효율적이고 기능적인 오일분리기가 아닌 배플이나 부직포 등의 단순 구조를 이용하여 오일을 분리하고 있었던 바,

후방 일측에 블로바이 가스 홀(11)이 형성되고, 상부면 타측에 오일 드레인 통로(12)가 요입 형성되며, 오일 드레인 통로(12)의 전방에 오일 드레인 홀(13)이 형성되는 커버 본체(10); 상기 커버 본체(10)의 내부 후방에 설치되고, 하프 트위스트 구조의 프리 분리부(21)와 오일 드레인 홀(22)이 마련되는 사전분리기(20); 상기 커버 본체(10)의 오일 드레인 통로(12)의 내부 상부 일측에 설치되어 상기 사전분리기(20)의 토출측과 접속되는 오일분리기(30); 일측에 커버 본체(10)의 오일 드레인 통로(12)를 밀폐하는 덮개(41)가 마련되고, 상기 커버 본체(10)의 오일 드레인 통로(12)의 상부에 설치되어 오일분리기(30)에서 분리된 가스를 부하주행 때 흡기로 되돌려주는 PCV 밸브(40); 상기 사전분리기(20)의 오일 드레인 홀(22)에 설치되는 오일 역류 방지구(50);를 구비하는 것을 특징으로 하는 본 발명에 의하면 헤드 커버 일체형 벤틸레이션 시스템을 통해 컴팩트한 V8 디젤엔진을 설계할 수 있게 되며, V형 디젤엔진에 적합한 벤틸레이션 디바이스 일체형 헤드커버를 제시함으로써 V형 엔진에서 효과적인 오일 분리를 실현할 수 있게 되고, 브리더 호스 및 파이프 등의 일부 부품을 삭제할 수 있게 되므로 엔진 원가를 절감할 수 있게 되는 등의 효과를 얻을 수 있게 된다.

V8 디젤엔진, 헤드 커버, 커버 본체, 사전분리기, 오일분리기, PCV 밸브, 블로바이 가스

Description

Ｖ8 디젤엔진의 벤틸레이션 헤드 커버{a ventilation head cover for a V8 diesel engine}

도 1은 외장형 오일분리기가 장착된 종래의 V8 디젤엔진의 측면도

도 2는 배플구조로 오일을 분리하는 종래 V8 디젤엔진의 정면도

도 3은 부직포구조로 오일을 분리하는 종래 V8 디젤엔진의 평면도

도 4 및 도 5는 종래 V8 디젤엔진의 인젝션펌프 장착상태도

도 6은 V8 디젤엔진의 뱅크각 상태도

도 7은 V8 디젤엔진의 인스톨 각 상태도

도 8은 본 발명의 한 실시예의 사시도

도 9는 동 실시예의 평면도

도 10은 동 한 실시예의 사전분리기의 사시도

도 11은 동 사전분리기의 평면도

도 12는 동 실시예의 오일분리기의 사시도

도 13은 동 오일분리기의 평면도

도 14는 본 발명의 한 실시예의 PCV 밸브의 정면도

도 15는 동 PCV 밸브의 저면도

도 16은 동 실시예의 작동상태를 나타낸 요부 평면도

도 17은 본 발명의 뱅크각에 의한 가스 및 오일의 흐름 상태도

도 18은 본 발명의 인스톨 각에 의한 가스 및 오일의 흐름 상태도

<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>

100 : 벤틸레이션 헤드 커버 10 : 커버 본체

11 : 블로바이 가스 홀 12 : 오일 드레인 통로

13 : 오일 드레인 홀 20 : 사전분리기

21 : 프리 분리부 22 : 오일 드레인 홀

30 : 오일분리기 40 : PCV 밸브

41 : 오일 드레인 통로 덮개 50 : 오일 역류 방지구

본 발명은 V8 디젤엔진의 벤틸레이션 헤드 커버에 관한 것으로, 더 자세하게는 커버 본체에 사전분리기 및 오일분리기, PCV 밸브를 설치하여 효과적인 벤틸레이션과 오일 세퍼레이션을 도모할 수 있도록 한 것에 관한 것이다.

일반적으로 V8 디젤엔진의 개발에 있어 벤틸레이션 시스템의 개발은 여러 난제 중 하나인 바, 이는 늘어난 블로바이 가스를 적절하게 해소해야 하고 또한 강화 된 에미션 규제에 대응하기 위해서는 블로바이 가스 내의 오일을 확실하게 걸러내야 하기 때문이다.

그러기 위해선 큰 용량의 벤틸레이션 시스템이 필요하지만 최근의 컴팩트하고 고성능의 엔진을 개발하기 위해선 큰 사이즈의 벤틸레이션 시스템의 장착 또한 큰 문제가 아닐 수 없다.

그래서 요즘 헤드 커버에 벤틸레이션 시스템을 장착하는 새로운 시도들이 이루어지고 실정이다.

종래의 V8 디젤엔진의 벤틸레이션 일체형 헤드 커버의 경우 헤드 커버의 구조 및 공간의 부족으로 인해 보통 외부에 부착하고 있는 형태의 오일분리기(oil separator)를 사용하지 못하고 배플이나 부직포 등 우회적인 방법을 통해서 오일분리(oil separation)를 하고 있다.

최근에 들어서 외장형 오일분리기를 소형화하여 헤드 커버에 장착하고 있으나 아직까지는 구조 등 여러 면에서 부족한 면이 많아 오일 분리의 효율이 외장형 대비 떨어지고 있는 실정이다.

즉, 종래의 V8 디젤엔진에서의 벤틸레이션 시스템은 도 1과 같이 외장형 오일분리기(201)를 이용하여 오일을 분리하던지 아니면 도 2 및 도 3과 같이 헤드 커버에 효율적이고 기능적인 오일분리기가 아닌 배플이나 부직포(202) 등의 단순 구조를 이용하여 오일을 분리하고 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 실정을 감안하여 안출한 것이며, 그 목적이 V8 디젤엔진에서의 효과적인 벤틸레이션 및 오일 세퍼레이션을 도모할 수 있도록 함은 물론 컴팩트한 V형 디젤엔진을 구성할 수 있도록 하는 V형 디젤엔진의 벤틸레이션 헤드 커버를 제공하는 데에 있는 것이다.

이하 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구체적인 기술내용을 첨부도면에 의거하여 더욱 자세히 설명하면 다음과 같다.

도 4 및 도 5와 같이 기존의 V8 디젤엔진들은 인젝션 펌프(210)를 뱅크 내에 위치시키지 않고 엔진의 앞쪽이나 뒤쪽 면을 이용하여 장착하였다.

하지만 최근 들어 인젝션 펌프의 재질이 알루미늄으로 변경되는 추세이고 제조물책임법(PL법; Product Liability)에 의해 충돌시 인젝션 펌프의 손상으로 인한 화재를 예방하기 위해서 또한 좀 더 컴팩트한 엔진의 설계를 위해서는 인젝션 펌프를 뱅크 내부에 위치시킬 수밖에 없는 상황이 되었다.

이처럼 뱅크 내부에 인젝션 펌프가 위치하게 되면서 뱅크 내부에 장착되었던 일부의 장치(device)가 뱅크 외부에 장착될 수밖에 없었고, 엔진의 컴팩트한 설계를 위해선 벤틸레이션 시스템 일체형 헤드커버의 적용이 필수적이 되었다.

본 발명 역시 위한 헤드 커버 일체형 벤틸레이션 시스템을 통해 컴팩트한 V8 디젤엔진을 실현하고자 하는 것이다.

도 6과 같이 V형 엔진은 72~90°정도의 뱅크각(a)이 존재하게 되며, 이 뱅크 각(a)으로 인해 헤드 커버 내 가스의 흐름은 엔진 중심으로 형성되고, 도 7과 같이 3~5°정도의 인스톨 각(b)에 의해 엔진의 전방 쪽으로 가스의 흐름이 형성된다.

일반적인 인라인 엔진에서는 엔진의 인스톨 각(b)만 고려하여 헤드 커버 내에서의 가스 흐름을 고려하면 되지만 V형 엔진에서는 뱅크각(a)에 의한 가스 흐름까지도 고려하여 헤드 커버 내 벤틸레이션 시스템을 설계하여만 한다.

본 발명에서는 이와 같은 조건에 최적화된 헤드 커버 내 벤틸레이션 시스템을 제안하여 효과적인 오일 분리를 실현하고자 하는 것이다.

도 8에는 본 발명의 한 실시예의 사시도가 도시되어 있고, 도 9에는 동 실시예의 평면도가 도시되어 있는 바, 본 발명의 V형 디젤엔진의 벤틸레이션 헤드 커버(100)는

후방 일측에 블로바이 가스 홀(11)이 형성되고, 상부면 타측에 오일 드레인 통로(12)가 요입 형성되며, 오일 드레인 통로(12)의 전방에 오일 드레인 홀(13)이 형성되는 커버 본체(10);

상기 커버 본체(10)의 내부 후방에 설치되고, 하프 트위스트 구조의 프리 분리부(21)와 오일 드레인 홀(22)이 마련되는 사전분리기(20);

상기 커버 본체(10)의 오일 드레인 통로(12)의 내부 상부 일측에 설치되어 상기 사전분리기(20)의 토출측과 접속되는 오일분리기(30);

일측에 커버 본체(10)의 오일 드레인 통로(12)를 밀폐하는 덮개(41)가 마련되고, 상기 커버 본체(10)의 오일 드레인 통로(12)의 상부에 설치되어 오일분리기(30)에서 분리된 가스를 부하주행 때 흡기로 되돌려주는 PCV 밸브(40);

상기 사전분리기(20)의 오일 드레인 홀(22)에 설치되는 오일 역류 방지구(50);를 구비하여서 되는 것이다.

도 10에는 본 발명의 한 실시예의 사전분리기(PRE SEPARATION DEVICE)의 사시도가 도시되어 있고, 도 11에는 동 사전분리기의 평면도가 도시되어 있다.

도시된 실시예에서 사전분리기(20)는 내부 상부면 일측에 2개의 하프 트위스트 구조의 프리 분리부(21)가 마련되고, 내부 상부면 양측에 각각 오일 드레인 홀(22)이 마련되어 있으며, 원활한 오일 드레인을 위해 내부 상부면 중앙을 기준으로 양쪽으로 경사(23)가 형성되어 있다.

그리고 각 오일 드레인 홀(22)에는 오일의 수두를 이용하여 오일의 역류를 방지하는 일반적인 오일 역류 방지구(50)가 장착되어 있다.

도 12에는 본 발명의 한 실시예의 오일분리기의 사시도가 도시되어 있고, 도 13에는 동 오일분리기의 평면도가 도시되어 있다.

도시된 실시예에서 오일분리기(30)는 벌집 모양의 형상을 통해서 블로바이 가스 내의 오일을 분리하며, 커버본체(10)에 슬롯 형식으로 장착되도록 되어 있다.

도시된 실시예의 오일분리기(30)는 분리홀(31)의 크기와 개수에 따라 오일 픽업 용량이 결정된다.

도 14에는 본 발명의 한 실시예의 PCV 밸브의 정면도가 도시되어 있고, 도 15에는 동 PCV 밸브의 저면도가 도시되어 있다.

도시된 실시예에서 PCV 밸브(40)는 일측에 오일 커버 본체(10)의 오일 드레인 통로(12)를 밀폐하는 덮개(41)가 일체로 형성되어 있어 원가 절감 및 구조의 단 순화를 도모할 수 있도록 한 것이다.

도 16에는 본 발명의 한 실시예의 작동상태를 나타낸 요부 평면도가 도시되어 있는 바, 상기와 같이 구성된 본 발명에 있어서는 도 16과 같이 무빙 파트가 없는 커버 본체(10)의 후방 좌측에서 가스가 흡입되어 일차적으로 사전분리기(20)의 하프 트위스트 구조의 프리 분리부(22)를 거쳐서 커버 본체(10)의 우측으로 이동하게 된다.

도 16을 기준으로 할 때 엔진의 인스톨 각도(b)에 의해 커버 본체(10)의 우측이 약간 하늘을 향해 있기 때문에 커버 본체(10)의 좌측에서 흡입된 가스는 자연스럽게 우측을 향하게 된다.

V8 디젤엔진의 특성상 긴 커버 본체(10)에 내부 후방에 설치된 사전분리기(20)를 거쳐서 커버 본체(10)의 우측까지 온 가스는 오일분리기(30)를 거치게 되고, 오일분리기(30)에서 분리된 오일은 오일분리기(30) 전방에 위치하는 사전분리기(20)의 오일 드레인 홀(22)로 배출되거나 오일분리기(30) 후방에 마련된 커버 본체(10)의 오일 드레인 통로(12)로 유도된 후 오일 드레인 통로(12) 전방의 오일 드레인 홀(13)로 배출된다.

즉, 오일분리기(30)를 통과한 약간의 미세 오일들은 다시 한번 커버 본체(10)의 오일 드레인 통로(12) 벽에 부딪혀 오일 드레인 통로(12) 바닥으로 흘러내리게 되고, 이 오일들은 오일 드레인 통로()를 따라 전방으로 흘러내려 오일 드레인 홀(13) 쪽으로 흘러가게 된다.

오일 드레인 통로(12)를 따라 전방으로 흘러내리는 오일은 엔진의 뱅크가 기 울어져 있으므로 자연히 오일 드레인 홀(13) 쪽으로 흘러 들어가게 되고, 그 반대방향으로 역류하지 않게 된다.

한편 오일분리기(30)에서 분리된 가스는 오일 드레인 통로(12)의 상부에 설치되는 PCV 밸브(40)로 유도된다.

도 17에는 본 발명의 뱅크각에 의한 가스 및 오일의 흐름 상태도가 도시되어 있고, 도 18에는 본 발명의 인스톨 각에 의한 가스 및 오일의 흐름 상태도가 도시되어 있는 바, 일반적으로 V8 디젤엔진은 뱅크각(a)과 인스톨 각(b)에 의해 오일 및 가스의 흐름이 결정되므로 오일이 배기측(EX)을 향하게 하고 가스가 흡기측(IN)을 향하게 하여 자연적인 오일 및 가스의 흐름을 최대한 수용한 본 발명의 벤틸레이서 헤드 커버(100)의 경우 오일 및 가스의 분리 효율을 크게 증대할 수 있게 된다.

또한 본 발명에 있어서는 인스톨 각(b)에 의한 가스의 흐름도 수용하여 엔진의 전면부에 오일분리기(30) 및 PCV 밸브(40)를 장착함으로써 원활한 가스의 흐름을 유도할 수 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 커버 본체(10)의 내부에 사전분리기(20)를 설치하고, 사전분리기(20)의 토출측에 오일분리기(30)를 설치하며, 커버 본체(10)의 상부면 일측에 마련되는 오일 드레인 통로(12) 상부에 PCV 밸브(40)를 설치한 헤드 커버 일체형 벤틸레이션 디바이스를 제공하여 컴팩트하고 효율높은 오 일 분리를 실현할 수 있도록 한 것으로, 본 발명에 의하면 헤드 커버 일체형 벤틸레이션 시스템을 통해 컴팩트한 V8 디젤엔진을 설계할 수 있게 되며, V형 디젤엔진에 적합한 벤틸레이션 디바이스 일체형 헤드커버를 제시함으로써 V형 엔진에서 효과적인 오일 분리를 실현할 수 있게 된다.

아울러 본 발명에 의하면 벤틸레이션 디바이스 일체형 헤드커버를 통해 브리더 호스 및 파이프 등의 일부 부품을 삭제할 수 있게 되므로 엔진 원가를 절감할 수 있게 된다.

Claims (3)

1. 후방 일측에 블로바이 가스 홀(11)이 형성되고, 상부면 타측에 오일 드레인 통로(12)가 요입 형성되며, 오일 드레인 통로(12)의 전방에 오일 드레인 홀(13)이 형성되는 커버 본체(10);

   상기 커버 본체(10)의 내부 후방에 설치되고, 하프 트위스트 구조의 프리 분리부(21)와 오일 드레인 홀(22)이 마련되는 사전분리기(20);

   상기 커버 본체(10)의 오일 드레인 통로(12)의 내부 상부 일측에 설치되어 상기 사전분리기(20)의 토출측과 접속되는 오일분리기(30);

   일측에 커버 본체(10)의 오일 드레인 통로(12)를 밀폐하는 덮개(41)가 마련되고, 상기 커버 본체(10)의 오일 드레인 통로(12)의 상부에 설치되어 오일분리기(30)에서 분리된 가스를 부하주행 때 흡기로 되돌려주는 PCV 밸브(40);

   상기 사전분리기(20)의 오일 드레인 홀(22)에 설치되는 오일 역류 방지구(50);를 구비하는 것을 특징으로 하는 V8 디젤엔진의 벤틸레이션 헤드 커버.
2. 제1항에 있어서, 사전분리기(20)는 내부 상부면 일측에 2개의 하프 트위스트 구조의 프리 분리부(21)가 마련되고, 내부 상부면 양측에 각각 오일 드레인 홀(22)이 마련되며, 원활한 오일 드레인을 위해 내부 상부면 중앙을 기준으로 양쪽으로 경사(23)가 형성된 것을 특징으로 하는 V8 디젤엔진의 벤틸레이션 헤드 커버.
3. 제1항에 있어서, 오일분리기(30)는 벌집 모양의 형상을 통해서 블로바이 가스 내의 오일을 분리하며, 커버본체(10)에 슬롯 형식으로 장착되는 것을 특지으로 하는 V8 디젤엔진의 벤틸레이션 헤드 커버.

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