KR101327058B1

KR101327058B1 - 차량 엔진의 블로바이 가스와 엔진오일 분리장치 및 블로바이 가스 벤틸레이션 구조

Info

Publication number: KR101327058B1
Application number: KR1020120017195A
Authority: KR
Inventors: 박병옥
Original assignee: 기아자동차주식회사; 현대자동차주식회사
Priority date: 2012-02-21
Filing date: 2012-02-21
Publication date: 2013-11-20
Also published as: KR20130095867A

Abstract

본 발명은 차량 엔진의 블로바이 가스와 엔진오일 분리장치 및 블로바이 가스 벤틸레이션 구조에 관한 것으로, 크랭크케이스(51)에서 엔진오일 분리역할을 수행하는 분리장치(53)까지의 블로바이 가스 벤틸레이션 경로를 단일 경로(93)로 구성할 수 있게 되고, 블로바이 가스가 체인케이스(52)에 구비된 분리장치(53)를 통과하면서 엔진오일과 분리되는 구성으로 된 것이다.

Description

차량 엔진의 블로바이 가스와 엔진오일 분리장치 및 블로바이 가스 벤틸레이션 구조{APPARATUS FOR SEPARATING BLOW BY GAS AND ENGINE OIL OF VEHICLE ENGINE AND VENTILATION STRUCTURE OF BLOW BY GAS}

본 발명은 차량 엔진의 블로바이 가스와 엔진오일 분리장치 및 블로바이 가스 벤틸레이션 구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 체인케이스에 구비된 배플구조의 분리장치를 이용해서 블로바이 가스에 포함된 엔진오일을 분리할 수 있도록 된 차량 엔진의 블로바이 가스와 엔진오일 분리장치 및 블로바이 가스 벤틸레이션 구조에 관한 기술이다.

차량의 엔진 작동시 압축행정과 팽창행정에서는 블로바이 가스(blow by gas)가 발생하게 되는데, 상기 블로바이 가스는 엔진의 실린더와 피스톤사이의 간극을 통해 크랭크케이스(실린더블록과 오일팬사이에 형성된 공간)로 유입되며, 이를 적절히 배출하지 못하거나 또는 연소실로 재순환하지 못할 경우 상기 실린더블록내에는 블로바이 가스에 의해 고압의 압력이 발생하게 된다.

따라서, 실린더블록으로 유입된 블로바이 가스가 외부로 적절히 배출되지 못하거나 또는 연소실로 재순환하지 못하게 되면 크랭크케이스의 내부압력이 상승하게 되고, 이로 인해 엔진오일의 리크(leak) 현상 및 압력 상승에 의한 오일시일의 손상 또는 이탈이 발생하는 문제가 발생하게 된다.

이에 따라, 모든 내연기관에는 엔진 구동시 발생된 블로바이 가스를 엔진의 외부로 배출하여 대기로 방출시키거나, 또는 다시 흡기 매니폴드를 통해 연소실로 공급되게 블로바이 가스를 재순환시키는 벤틸레이션 시스템(ventilation system)을 갖추고 있다.

도 1에는 블로바이 가스를 엔진 연소실로 재순환시키는 벤틸레이션 시스템의 경로 구성이 간략하게 도시되어 있는 바, 즉 엔진 피스톤의 압축행정과 팽창행정에서 발생한 블로바이 가스는 크랭크케이스(1) → 오일 세퍼레이터(2) → PCV(Positive Crankcase Ventilation)밸브(3) → PCV호스(4) → 인테이크 호스(5) → 터보차저의 컴프레서(6) → 흡기 매니폴드(7) → 엔진 연소실로 재순환된다.

미설명 도면번호 8은 에어필터이다.

블로바이 가스가 엔진 연소실로 재순환하는 벤틸레이션 경로에서 크랭크케이스(1)로부터 빠져나온 블로바이 가스에는 엔진오일의 미세입자가 포함되어 있으며, 다량의 엔진오일이 엔진 연소실로 유입될 경우 터보차저 컴프레서(6)의 오염 및 배기가스의 악화 등 다양한 문제를 야기시키는 원인이 된다.

따라서, 상기한 문제를 예방하기 위해 벤틸레이션 시스템을 구성할 때에는 블로바이 가스내에 포함된 엔진오일을 분리시키는 구성이 함께 적용되는 바, 이에 대한 일례가 도 2 내지 도 4에 도시되어 있다.

도 2와 도 3은 V형 엔진의 측면도 및 사시도이고, 도 4는 블로바이 가스의 벤틸레이션 경로를 개략적으로 도시한 도면이다.

종래의 엔진은 크랭크케이스(1)에서 오일 세퍼레이터(2)까지의 벤틸레이션 경로가 2개의 경로로 구성되어 있는 바, 첫 번째는 크랭크케이스(1) → 실린더헤드(9) → 실린더헤드커버(10) → 체인케이스캡(11) → 오일 세퍼레이터(2)에 이르는 제1경로(12)이고, 두 번째는 크랭크케이스(1) → 체인케이스(13; 본 발명에 기재된 체인케이스는 체인커버를 함께 포함하는 있는 의미의 용어이다) → 체인케이스캡(11) → 오일 세퍼레이터(2)에 이르는 제2경로(14)이다.

오일 세퍼레이터(2)에 의해 분리된 엔진오일은 크랭크케이스(1)로 드레인(drain)되고, 엔진오일과 분리된 블로바이 가스는 PCV밸브(3) → PCV호스(4) → 인테이크 호스(5) → 터보차저의 컴프레서(6) → 흡기 매니폴드(7) → 엔진 연소실로 순환된다.

그런데, 상기와 같은 종래의 구조는 크랭크케이스(1)에서 엔진오일 분리역할을 수행하는 오일 세퍼레이터(2)까지의 벤틸레이션 경로가 2개의 경로(12,14)로 구성되어 있기 때문에 구조가 복잡한 단점이 있고, 특히 블로바이 가스와 엔진오일을 분리시키는 오일 세퍼레이터(2)가 엔진의 외부에 장착되어 있고 상기 오일 세퍼레이터(2)와 연결된 파이프와 호스가 많아서 외관미가 나빠지는 단점 및 중량 증가와 원가가 상승하는 단점이 있다.

또한, 오일 세퍼레이터(2)로 유입되는 엔진오일의 양이 급격하게 증가하는 경우 상기 오일 세퍼레이터(2)는 많은 양을 오일을 충분히 걸러주지 못하는 상황이 발생하게 되고, 이럴 경우 블로바이 가스와 함께 다량의 엔진오일이 연소실로 재순환되는 단점도 있다.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

이에 본 발명은 상기와 같은 단점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 블로바이 가스로부터 엔진오일을 분리시킬 수 있는 배플구조의 분리장치를 체인케이스에 구성해서 블로바이 가스의 벤틸레이션 경로를 단순화시킬 수 있도록 하고, 특히 오일 세퍼레이터를 사용하지 않고 블로바이 가스로부터 엔진오일의 분리가 가능해짐에 따라 엔진의 외관미 향상과 중량 감소 및 원가를 절감시킬 수 있도록 된 차량 엔진의 블로바이 가스와 엔진오일 분리장치 및 블로바이 가스 벤틸레이션 구조를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명 차량 엔진의 블로바이 가스와 엔진오일 분리장치는, 실린더블록과 대면하는 체인케이스의 안쪽면에 엔진오일이 포함된 블로바이 가스가 이동할 수 있도록 일체로 마련된 이동공간; 상기 이동공간이 입구부와 출구부를 구비하도록 상기 체인케이스에 일체로 형성되어서 상기 이동공간을 구획하는 다수개의 배플; 및 상기 입구부와 출구부를 제외한 상기 이동공간을 덮을 수 있도록 상기 체인케이스에 결합되는 배플 플레이트;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 이동공간은 상기 체인케이스의 상부측에 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 배플은 상기 체인케이스의 내측으로 위치한 상기 이동공간의 일측면에서 중력의 반대방향으로 상기 입구부를 형성할 수 있도록 상방향으로 연장 형성된 제1배플; 상기 제1배플의 상단 끝에서 상기 체인케이스의 윗면의 중앙부를 향하여 절곡 형성되고 상기 이동공간의 윗면과의 사이에 상기 입구부와 연결되면서 상기 체인케이스의 외측방향으로 연장된 제1통로를 형성하는 제2배플; 및 상기 제1통로와 연결되면서 하방향으로 연장된 제2통로를 형성함과 동시에 상기 제2통로의 하단과 중력의 반대방향으로 연장된 상기 출구부를 연결할 수 있도록 상기 이동공간의 윗면에서 하방향으로 연장 형성된 제3배플로 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 입구부로 유입되는 블로바이 가스의 유속을 느리게 해서 상기 입구부로 유입되는 엔진오일의 양을 최소화시킬 수 있도록 상기 입구부의 단면적은 상기 제1통로의 단면적보다 크게 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 입구부와 상기 제1통로의 연결부는 상기 제1배플에 의해 180도 방향으로 절곡된 형태로 연결된 것을 특징으로 한다.

상기 배플은 상기 체인케이스의 내측으로 위치한 상기 이동공간의 일측면에서 중력의 반대방향으로 상기 입구부를 형성할 수 있도록 상방향으로 연장 형성된 제1배플; 상기 제1배플의 상단 끝에서 상기 체인케이스의 윗면의 중앙부를 향하여 절곡 형성되고 상기 이동공간의 윗면과의 사이에 제1통로를 형성하는 제2배플; 상기 제1통로와 연결되면서 하방향으로 연장된 제2통로를 형성함과 동시에 상기 제2통로의 하단과 중력의 반대방향으로 연장된 상기 출구부를 연결할 수 있도록 상기 이동공간의 윗면에서 하방향으로 연장 형성된 제3배플; 및 상기 입구부와 상기 제1통로사이에서 상기 입구부 및 상기 제1통로와 연결된 입구부통로를 형성할 수 있도록 상기 제2배플의 아래쪽에서 상기 제2배플과 평행하게 형성된 제4배플로 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 입구부로 유입되는 블로바이 가스의 유속을 느리게 해서 상기 입구부통로로 유입되는 엔진오일의 양을 최소화시킬 수 있도록 상기 입구부의 단면적은 상기 입구부통로의 단면적보다 크게 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 입구부와 상기 입구부통로의 연결부는 상기 제4배플에 의해 180도 방향으로 절곡된 형태로 연결된 것을 특징으로 한다.

상기 제1통로에서 상기 제2통로로 유입되는 블로바이 가스의 유속을 증가시킬 수 있도록 상기 제1통로는 상기 입구부와 연결된 일단의 단면적보다 상기 제2통로와 연결된 타단의 단면적이 더 작게 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 출구부를 통과하는 블로바이 가스의 유속을 감소시킬 수 있도록 하기 위해 상기 출구부는 상기 제2통로와 연결된 하단쪽의 단면적보다 상기 체인케이스캡과 연결된 상단쪽의 단면적이 더 크게 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 제2통로와 상기 출구부가 연결되는 상기 이동공간의 아랫면에서 하방향으로 연장되게 형성된 오일 배출부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 오일 배출부로 유입된 블로바이 가스가 상기 출구부쪽으로 역류하는 현상을 방지할 수 있도록 상기 오일 배출부는 일정량의 엔진오일이 항상 채워져 있는 상태를 유지할 수 있게 유(U)자 모양으로 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 블로바이 가스 벤틸레이션 구조는, 엔진 피스톤의 작동시 발생한 블로바이 가스가 크랭크케이스를 빠져나와서 체인케이스로 유입되는 경로; 상기 체인케이스로 유입된 블로바이 가스가 상기 체인케이스에 구비된 분리장치를 통과하면서 엔진오일과 분리된 후 대기로 방출되거나 또는 엔진 연소실로 재유입되는 경로;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 분리장치를 통과하면서 엔진오일과 분리된 블로바이 가스는 PCV호스, 인테이크 호스, 터보차저의 컴프레서, 흡기 매니폴드를 순차적으로 통과한 후 엔진 연소실로 공급되는 것을 특징으로 한다.

상기 분리장치를 통과하면서 엔진오일과 분리된 블로바이 가스는 오일 세퍼레이터, PCV밸브, PCV호스, 인테이크 호스, 터보차저의 컴프레서, 흡기 매니폴드를 순차적으로 통과한 후 엔진 연소실로 공급되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 크랭크케이스에서 엔진오일 분리역할을 수행하는 분리장치까지의 블로바이 가스 벤틸레이션 경로가 단일 경로로 이루어짐에 따라 벤틸이레션 경로의 감축을 통해 작업공수 및 원가를 절감시킬 수 있게 되고, 블로바이 가스가 체인케이스를 통과하면서 엔진오일과 분리되는 구성을 갖출 수 있게 됨에 따라 별도의 오일 세퍼레이터 및 오일 세퍼레이터와 연결되는 각종 호스와 파이프류를 삭제할 수 있게 됨으로써 엔진의 외관미 향상과 중량 감소 및 원가를 절감시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래 블로바이 가스의 재순환 경로를 간략하게 도시한 도면,
도 2와 도 3은 종래 블로바이 가스의 벤틸레이션 경로를 구비한 V형 엔진의 측면도 및 사시도,
도 4는 종래 블로바이 가스의 벤틸레이션 경로를 개략적으로 도시한 도면,
도 5와 도 6은 본 발명에 따른 블로바이 가스의 벤틸레이션 경로를 구비한 V형 엔진의 측면도 및 사시도,
도 7은 본 발명에 따른 블로바이 가스의 벤틸레이션 경로를 개략적으로 도시한 도면,
도 8과 도 9는 본 발명에 따른 블로바이 가스와 엔진오일의 분리장치를 설명하기 위한 도면이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량 엔진의 블로바이 가스와 엔진오일 분리장치 및 블로바이 가스 벤틸레이션 구조에 대해 살펴본다.

본 발명에 따라 엔진 피스톤의 압축행정과 팽창행정에서 발생한 블로바이 가스는 도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이 크랭크케이스(51) → 체인케이스(52) → 체인케이스에 구비된 분리장치(53)의 벤틸레이션 경로를 따라 이동하게 된다.

그리고, 블로바이 가스는 분리장치(53)를 통과하면서 엔진오일과 분리되고, 분리된 엔진오일은 크랭크케이스(51)로 드레인되고, 엔진오일과 분리된 블로바이 가스는 엔진의 종류에 따라 대기로 방출(54)되거나 또는 엔진 연소실로 재순환하는 벤틸레이션 경로를 따라 이동하게 된다.

여기서, 블로바이 가스가 엔진 연소실로 재순환하는 벤틸레이션 경로를 따라 이동할 때에, 분리장치(53)를 통과하면서 엔진오일과 분리된 블로바이 가스는 PCV호스(55) → 인테이크 호스(56) → 터보차저의 컴프레서(57) → 흡기 매니폴드(58) → 엔진 연소실(59)로 재순환하는 기본 경로를 따라 이동하게 된다.

그리고, 엔진오일의 분리 기능을 한층 향상시키기 위한 목적으로 오일 세퍼레이터(91)와 PCV밸브(92)를 추가로 더 설치해서, 분리장치(53) → 오일 세퍼레이터(91) → PCV밸브(92) → PCV호스(55) → 인테이크 호스(56) → 터보차저의 컴프레서(57) → 흡기 매니폴드(58) → 엔진 연소실(59)로 재순환하는 경로가 되게 할 수도 있다.

하지만, 본 발명은 엔진의 외관미 향상, 중량 감소 및 원가 절감 등을 도모할 수 있도록 오일 세퍼레이터(91)와 PCV밸브(92)를 추가로 더 설치하는 구성은 사용하지 않는 것을 기본으로 한다.

따라서, 본 발명은 체인케이스(52)에 구비된 분리장치(53)에서 블로바이 가스에 포함된 엔진오일이 분리되며, 이로 인해 크랭크케이스(51)에서 엔진오일 분리역할을 수행하는 분리장치(53)까지의 블로바이 가스 벤틸레이션 경로가 단일 경로(93)로 이루어진 것이 특징이라 할 수 있다.

즉, 종래에는 크랭크케이스(1)에서 엔진오일 분리역할을 수행하는 오일 세퍼레이터(2)까지의 블로바이 가스 벤틸레이션 경로가 2개의 경로(12,14; 도 2 내지 도 4참조)였지만, 본 발명은 크랭크케이스(51)에서 엔진오일 분리역할을 수행하는 분리장치(53)까지의 블로바이 가스 벤틸레이션 경로가 단일 경로(93)로 이루어진 구성인 바, 이를 통해 본 발명은 경로 감축과 작업공수 절감 및 원가를 절감시킬 수 있는 장점이 있다.

그리고, 종래에는 엔진의 외부에 장착된 오일 세퍼레이터(2)를 이용해서 블로바이 가스에 포함된 엔진오일을 분리하였으며, 이로 인해 오일 세퍼레이터(2) 사용으로 인한 엔진의 외관미 저하, 중량 증가 및 원가가 상승하는 단점이 있었다.

그러나, 본 발명은 엔진오일이 포함된 블로바이 가스가 체인케이스(52)를 통과하는 과정에서 체인케이스(52)에 구비된 분리장치(53)에 의해 엔진오일과 분리되는 구성으로, 종래에 사용하였던 오일 세퍼레이터와 PCV밸브의 사용을 없앨 수 있게 되고, 이를 통해 엔진의 외관미 향상과 중량 감소 및 원가를 크게 절감시킬 수 있는 장점이 있다.

도 8과 도 9에는 체인케이스(52)에 구비되어서 블로바이 가스와 엔진오일을 분리하는 분리장치(53)가 도시되어 있다.

즉, 본 발명에 따른 블로바이 가스와 엔진오일 분리장치(53)는 실린더블록과 대면하는 체인케이스(52)의 안쪽면에 엔진오일이 포함된 블로바이 가스가 이동할 수 있도록 일체로 마련된 이동공간(60)과, 상기 이동공간(60)이 입구부(61)와 출구부(62)를 구비하도록 상기 체인케이스(52)에 일체로 형성되어서 상기 이동공간(60)을 구획하는 다수개의 배플(70)과, 상기 입구부(61)와 출구부(62)를 제외한 상기 이동공간(60)을 덮을 수 있도록 상기 체인케이스(52)에 결합되는 배플 플레이트(80)를 포함하여 이루어진 구성이다.

여기서, 상기 이동공간(60)은 상기 체인케이스(52)의 상부측에 형성된 구조이다.

상기 출구부(62)에는 블로바이 가스가 외부로 빠져나가는 통로인 가스이동통로(62a)가 형성되어 있고, 상기 가스이동통로(62a)는 대기와 연결되거나 또는 PCV호스(55)와 연결되거나 또는 오일 세퍼레이터(91)와 연결된 구조가 될 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 상기 배플(70)의 일 실시예는 상기 체인케이스(52)의 내측으로 위치한 상기 이동공간(60)의 일측면에서 중력의 반대방향으로 상기 입구부(61)를 형성할 수 있도록 상방향으로 연장 형성된 제1배플(71)과, 상기 제1배플(71)의 상단 끝에서 상기 체인케이스(52)의 윗면(52a)의 중앙부를 향하여 절곡 형성되고 상기 이동공간(60)의 윗면(63)과의 사이에 상기 입구부(61)와 연결되면서 상기 체인케이스(52)의 외측방향으로 연장된 제1통로(64)를 형성하는 제2배플(72)과, 상기 제1통로(64)와 연결되면서 하방향으로 연장된 제2통로(65)를 형성함과 동시에 상기 제2통로(65)의 하단과 중력의 반대방향으로 연장된 상기 출구부(62)를 연결할 수 있도록 상기 이동공간(60)의 윗면(63)에서 하방향으로 연장 형성된 제3배플(73)로 구성된다.

여기서, 상기 입구부(61)로 유입되는 블로바이 가스의 유속을 느리게 해서 상기 입구부(61)로 유입되는 엔진오일의 양을 최소화시킬 수 있도록 상기 입구부(61)의 단면적은 상기 제1통로(64)의 단면적보다 크게 형성된 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 입구부(61)와 상기 제1통로(64)의 연결부는 상기 제2배플(72)에 의해 180도 방향으로 절곡된 형태로 연결된 구조인 바, 이에 따라 입구부(61)에서 제1통로(64)쪽으로 엔진오일의 흐름에 저항을 줌으로써 상기 제1통로(64)쪽으로 유입되는 엔진오일의 양을 최소화시킬 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 따른 다른 실시예의 배플(70)은 상기 체인케이스(52)의 내측으로 위치한 상기 이동공간(60)의 일측면에서 중력의 반대방향으로 상기 입구부(61)를 형성할 수 있도록 상방향으로 연장 형성된 제1배플(71)과, 상기 제1배플(71)의 상단 끝에서 상기 체인케이스(52)의 윗면(52a)의 중앙부를 향하여 절곡 형성되고 상기 이동공간(60)의 윗면(63)과의 사이에 제1통로(64)를 형성하는 제2배플(72)과, 상기 제1통로(64)와 연결되면서 하방향으로 연장된 제2통로(65)를 형성함과 동시에 상기 제2통로(65)의 하단과 중력의 반대방향으로 연장된 상기 출구부(62)를 연결할 수 있도록 상기 이동공간(60)의 윗면(63)에서 하방향으로 연장 형성된 제3배플(73)과, 상기 입구부(61)와 상기 제1통로(64)사이에서 상기 입구부(61) 및 상기 제1통로(64)와 연결된 입구부통로(68)를 형성할 수 있도록 상기 제2배플(72)의 아래쪽에서 상기 제2배플(72)과 평행하게 형성된 제4배플(74)로 구성될 수도 있다.

상기와 같이 제4배플(74)을 포함하는 구성일 경우 상기 입구부(61)로 유입되는 블로바이 가스의 유속을 느리게 해서 상기 입구부통로(68)로 유입되는 엔진오일의 양을 최소화시킬 수 있도록 상기 입구부(61)의 단면적은 상기 입구부통로(68)의 단면적보다 크게 형성된 것을 특징으로 하고, 또한 상기 입구부(61)와 상기 입구부통로(68)의 연결부는 상기 제4배플(74)에 의해 180도 방향으로 절곡된 형태로 연결된 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 제1통로(64)에서 상기 제2통로(65)로 유입되는 블로바이 가스의 유속을 증가시킬 수 있도록 상기 제1통로(64)는 상기 입구부(61)와 연결된 일단(64a)의 단면적보다 상기 제2통로(65)와 연결된 타단(64b)의 단면적이 더 작게 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 출구부(62)를 통과하는 블로바이 가스의 유속을 감소시킬 수 있도록 하기 위해 상기 출구부(63)는 상기 제2통로(65)와 연결된 하단쪽의 단면적보다 체인케이스캡(53)과 연결된 상단쪽의 단면적이 더 크게 형성된 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명은 상기 제2통로(65)와 상기 출구부(62)가 연결되는 상기 이동공간(60)의 아랫면(66)에서 하방향으로 연장되게 형성된 오일 배출부(67)를 더 포함한다.

상기 오일 배출부(67)로 유입된 블로바이 가스가 상기 출구부(62)쪽으로 역류하는 현상을 방지할 수 있도록 상기 오일 배출부(67)는 일정량의 엔진오일이 항상 채워져 있는 상태를 유지할 수 있게 유(U)자 모양으로 형성된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 분리장치를 이용해서 블로바이 가스와 엔진오일이 분리되는 과정에 대해 도 8과 도 9를 참조하여 설명한다.

크랭크케이스(51)를 통해 체인케이스(52)로 유입된 블로바이 가스와 엔진오일은 입구부(61)를 통해 이동공간(60)으로 유입되는 바, 이때 상기 입구부(61)의 단면적이 입구부통로(68)보다 크기 때문에 블로바이 가스의 유속은 크게 줄어들게 된다.

이에 따라, 입구부(61)로 유입된 블로바이 가스는 입구부통로(68)를 통해 제1통로(64)로 원활히 이동하지만(실선 화살표 M11), 이에 반해 블로바이 가스에 포함된 엔진오일의 일부는 느려진 유속에 의해 중력을 이기지 못하고 제4배플(74)과 제2배플(72)에 의해 이동이 막힌 상태가 됨에 따라 입구부(61)로 낙하되면서 블로바이 가스와 1차 분리된다.(점선 화살표 M21)

그리고, 입구부(61)와 입구부통로(68)는 제4배플(74)에 의해 180도 방향으로 절곡된 형태로 연결된 구조이기 때문에, 입구부(61)에서 입구부통로(68)쪽으로 이동하는 엔진오일의 흐름에 원심력 및 관성력에 의한 저항이 발생하게 되고, 이 구간에서 엔진오일은 블로바이 가스와 2차 분리된다.

또한, 입구부통로(68)와 제1통로(64)도 제2배플(72)에 의해 180도 방향으로 절곡된 형태로 연결된 구조이며, 이에 따라 입구부통로(68)에서 제1통로(64)쪽으로 이동하는 엔진오일의 흐름에 원심력 및 관성력에 의한 저항이 발생하게 되는 바, 이 구간에서도 엔진오일은 블로바이 가스와 또 한번 분리된다.

제1통로(64)에서 블로바이 가스와 분리된 엔진오일은 경사진 제1배플(72)을 타고 흘러서 이동공간(60)의 아랫면(66)으로 자유 낙하하고, 최종적으로 오일 배출부(67)로 포집된다.(점선 화살표 M22)

제1통로(64)를 통과하는 블로바이 가스는 제3통로(65)와의 연결부위가 단면적이 좁기 때문에 유속이 빨라지며, 유속이 빠른 상태로 제3배플(73)에 강하게 부딪치며(실선 화살표 M12), 이때 엔진오일은 블로바이 가스와 3차 분리되는 바, 분리된 엔진오일은 이동공간(60)의 아랫면(66)타고 흘러서 오일 배출부(67)로 포집되고(점선 화살표 M22), 분리된 블로바이 가스는 제2통로(65)를 통과한 후 출구부(62)로 유입된다.(실선 화살표 M13)

출구부(62)로 유입되는 블로바이 가스는 출구부(62)의 단면적이 크기 때문에 유속은 크게 줄어들게 되며, 이에 따라 블로바이 가스에 포함된 엔진오일의 나머지 잔량은 느려진 유속에 의해 중력을 이기지 못하고 이동공간(60)의 아랫면(66)을 타고 흘러서 오일 배출부(67)로 포집되고(점선 화살표 M23), 엔진오일과 완전히 분리된 순수한 블로바이 가스만이 출구부(62)의 가스이동통로(62a)를 통해 최종적으로 이동공간(60)을 빠져나가서 벤틸레이션 경로를 따라 이동하게 된다.(실선 화살표 M14)

한편, 오일 배출부(67)로 포집된 엔진오일(91)은 포집양에 따라 순차적으로 오일 배출부(67)를 빠져나와서 크랭크케이스(51)로 드레인된다.(실선 화살표 M31)

따라서, 엔진 피스톤의 압축행정과 팽창행정에서 발생한 블로바이 가스는 크랭크케이스(51)를 빠져나온 후 체인케이스(52)에 구비된 블로바이 가스와 엔진오일 분리장치(53)를 통과하게 되며, 상기 분리장치(53)를 통과하는 과정 중에서 블로바이 가스에 포함된 엔진오일의 대부분이 분리되고, 엔진오일과 분리된 블로바이 가스만이 벤틸레이션 경로를 따라 이동해서 대기중으로 방출되거나 또는 엔진의 연소실(59)로 공급되게 재순환하게 된다.

블로바이 가스에 포함된 엔진오일의 분리를 보다 향상시키기 위해 종래와 같이 엔진 외부에 오일 세퍼레이터를 추가로 설치하고, 상기 분리장치(53)를 통과한 블로바이 가스를 상기 오일 세퍼레이터를 통과하도록 구성할 수 있으나, 본 발명에 따른 분리장치(53)만으로도 엔진오일의 충분한 분리가 가능하기 때문에 종래와 같은 오일 세퍼레이터를 별도로 설치하지 않아도 된다.

이럴 경우, 오일 세퍼레이터 및 오일 세퍼레이터와 연결되는 각종 호스 및 파이프류를 삭제할 수 있게 되는 바, 이 결과 엔진의 외관미 향상과 중량 감소 및 원가를 크게 절감시킬 수 있는 장점이 있게 된다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

52 - 체인케이스 60 - 이동공간
61 - 입구부 62 - 출구부
70 - 배플 80 - 배플 플레이트

Claims

실린더블록과 대면하는 체인케이스(52)의 안쪽면에 엔진오일이 포함된 블로바이 가스가 이동할 수 있도록 일체로 마련된 이동공간(60);
상기 이동공간(60)이 입구부(61)와 출구부(62)를 구비하도록 상기 체인케이스(52)에 일체로 형성되어서 상기 이동공간(60)을 구획하는 다수개의 배플(70); 및
상기 입구부(61)와 출구부(62)를 제외한 상기 이동공간(60)을 덮을 수 있도록 상기 체인케이스(52)에 결합되는 배플 플레이트(80);를 포함하고,
상기 배플(70)은 상기 체인케이스(52)의 내측으로 위치한 상기 이동공간(60)의 일측면에서 중력의 반대방향으로 상기 입구부(61)를 형성할 수 있도록 상방향으로 연장 형성된 제1배플(71);
상기 제1배플(71)의 상단 끝에서 상기 체인케이스(52)의 윗면(52a)의 중앙부를 향하여 절곡 형성되고 상기 이동공간(60)의 윗면(63)과의 사이에 상기 입구부(61)와 연결되면서 상기 체인케이스(52)의 외측방향으로 연장된 제1통로(64)를 형성하는 제2배플(72); 및
상기 제1통로(64)와 연결되면서 하방향으로 연장된 제2통로(65)를 형성함과 동시에 상기 제2통로(65)의 하단과 중력의 반대방향으로 연장된 상기 출구부(62)를 연결할 수 있도록 상기 이동공간(60)의 윗면(63)에서 하방향으로 연장 형성된 제3배플(73)로 구성된 것을 특징으로 하는 차량 엔진의 블로바이 가스와 엔진오일 분리장치.
청구항 1에 있어서,
상기 이동공간(60)은 상기 체인케이스(52)의 상부측에 형성된 것을 특징으로 하는 차량 엔진의 블로바이 가스와 엔진오일 분리장치.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 입구부(61)로 유입되는 블로바이 가스의 유속을 느리게 해서 상기 입구부(61)로 유입되는 엔진오일의 양을 최소화시킬 수 있도록 상기 입구부(61)의 단면적은 상기 제1통로(64)의 단면적보다 크게 형성된 것을 특징으로 하는 차량 엔진의 블로바이 가스와 엔진오일 분리장치.
청구항 1에 있어서,
상기 입구부(61)와 상기 제1통로(64)의 연결부는 상기 제2배플(72)에 의해 180도 방향으로 절곡된 형태로 연결된 것을 특징으로 하는 차량 엔진의 블로바이 가스와 엔진오일 분리장치.
청구항 1에 있어서,
상기 배플(70)은 상기 체인케이스(52)의 내측으로 위치한 상기 이동공간(60)의 일측면에서 중력의 반대방향으로 상기 입구부(61)를 형성할 수 있도록 상방향으로 연장 형성된 제1배플(71);
상기 제1배플(71)의 상단 끝에서 상기 체인케이스(52)의 윗면(52a)의 중앙부를 향하여 절곡 형성되고 상기 이동공간(60)의 윗면(63)과의 사이에 제1통로(64)를 형성하는 제2배플(72);
상기 제1통로(64)와 연결되면서 하방향으로 연장된 제2통로(65)를 형성함과 동시에 상기 제2통로(65)의 하단과 중력의 반대방향으로 연장된 상기 출구부(62)를 연결할 수 있도록 상기 이동공간(60)의 윗면(63)에서 하방향으로 연장 형성된 제3배플(73); 및
상기 입구부(61)와 상기 제1통로(64)사이에서 상기 입구부(61) 및 상기 제1통로(64)와 연결된 입구부통로(68)를 형성할 수 있도록 상기 제2배플(72)의 아래쪽에서 상기 제2배플(72)과 평행하게 형성된 제4배플(74)로 구성된 것을 특징으로 하는 차량 엔진의 블로바이 가스와 엔진오일 분리장치.
청구항 6에 있어서,
상기 입구부(61)로 유입되는 블로바이 가스의 유속을 느리게 해서 상기 입구부통로(68)로 유입되는 엔진오일의 양을 최소화시킬 수 있도록 상기 입구부(61)의 단면적은 상기 입구부통로(68)의 단면적보다 크게 형성된 것을 특징으로 하는 차량 엔진의 블로바이 가스와 엔진오일 분리장치.
청구항 6에 있어서,
상기 입구부(61)와 상기 입구부통로(68)의 연결부는 상기 제4배플(74)에 의해 180도 방향으로 절곡된 형태로 연결된 것을 특징으로 하는 차량 엔진의 블로바이 가스와 엔진오일 분리장치.
청구항 6에 있어서,
상기 제1통로(64)에서 상기 제2통로(65)로 유입되는 블로바이 가스의 유속을 증가시킬 수 있도록 상기 제1통로(64)는 상기 입구부(61)와 연결된 일단(64a)의 단면적보다 상기 제2통로(65)와 연결된 타단(64b)의 단면적이 더 작게 형성된 것을 특징으로 하는 차량 엔진의 블로바이 가스와 엔진오일 분리장치.
청구항 6에 있어서,
상기 출구부(62)를 통과하는 블로바이 가스의 유속을 감소시킬 수 있도록 하기 위해 상기 출구부(62)는 상기 제2통로(65)와 연결된 하단쪽의 단면적보다 체인케이스캡(53)과 연결된 상단쪽의 단면적이 더 크게 형성된 것을 특징으로 하는 차량 엔진의 블로바이 가스와 엔진오일 분리장치.
청구항 6에 있어서,
상기 제2통로(65)와 상기 출구부(62)가 연결되는 상기 이동공간(60)의 아랫면(66)에서 하방향으로 연장되게 형성된 오일 배출부(67)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 엔진의 블로바이 가스와 엔진오일 분리장치.
청구항 11에 있어서,
상기 오일 배출부(67)로 유입된 블로바이 가스가 상기 출구부(62)쪽으로 역류하는 현상을 방지할 수 있도록 상기 오일 배출부(67)는 일정량의 엔진오일이 항상 채워져 있는 상태를 유지할 수 있게 유(U)자 모양으로 형성된 것을 특징으로 하는 차량 엔진의 블로바이 가스와 엔진오일 분리장치.
엔진 피스톤의 작동시 발생한 블로바이 가스가 크랭크케이스(51)를 빠져나와서 체인케이스(52)로 유입되는 경로;
상기 체인케이스(52)로 유입된 블로바이 가스가 상기 체인케이스(52)에 구비된 분리장치(53)를 통과하면서 엔진오일과 분리된 후 대기로 방출되거나 또는 엔진 연소실(59)로 재유입되는 경로;를 포함하고,
상기 분리장치(53)는,
실린더블록과 대면하는 체인케이스(52)의 안쪽면에 엔진오일이 포함된 블로바이 가스가 이동할 수 있도록 일체로 마련된 이동공간(60);
상기 이동공간(60)이 입구부(61)와 출구부(62)를 구비하도록 상기 체인케이스(52)에 일체로 형성되어서 상기 이동공간(60)을 구획하고, 상기 체인케이스(52)의 내측으로 위치한 상기 이동공간(60)의 일측면에서 중력의 반대방향으로 상기 입구부(61)를 형성할 수 있도록 상방향으로 연장 형성된 제1배플(71); 상기 제1배플(71)의 상단 끝에서 상기 체인케이스(52)의 윗면(52a)의 중앙부를 향하여 절곡 형성되고 상기 이동공간(60)의 윗면(63)과의 사이에 상기 입구부(61)와 연결되면서 상기 체인케이스(52)의 외측방향으로 연장된 제1통로(64)를 형성하는 제2배플(72); 및 상기 제1통로(64)와 연결되면서 하방향으로 연장된 제2통로(65)를 형성함과 동시에 상기 제2통로(65)의 하단과 중력의 반대방향으로 연장된 상기 출구부(62)를 연결할 수 있도록 상기 이동공간(60)의 윗면(63)에서 하방향으로 연장 형성된 제3배플(73)로 구성된 배플(70); 및
상기 입구부(61)와 출구부(62)를 제외한 상기 이동공간(60)을 덮을 수 있도록 상기 체인케이스(52)에 결합되는 배플 플레이트(80);로 이루어진 것을 특징으로 하는 블로바이 가스 벤틸레이션 구조.
청구항 13에 있어서,
상기 분리장치(53)를 통과하면서 엔진오일과 분리된 블로바이 가스는 PCV호스(55), 인테이크 호스(56), 터보차저의 컴프레서(57), 흡기 매니폴드(58)를 순차적으로 통과한 후 엔진 연소실(59)로 공급되는 것을 특징으로 하는 블로바이 가스 벤틸레이션 구조.
청구항 13에 있어서,
상기 분리장치(53)를 통과하면서 엔진오일과 분리된 블로바이 가스는 오일 세퍼레이터(91), PCV밸브(92), PCV호스(55), 인테이크 호스(56), 터보차저의 컴프레서(57), 흡기 매니폴드(58)를 순차적으로 통과한 후 엔진 연소실(59)로 공급되는 것을 특징으로 하는 블로바이 가스 벤틸레이션 구조.