KR101400528B1 - 엔진용 크랭크케이스 배출가스 제어장치의 결빙방지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엔진용 크랭크케이스 배출가스 제어장치의 결빙방지장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 냉각수가 순환되어 열원을 갖는 쓰로틀바디를 통해 크랭크케이스에 포집된 블로바이가스가 유입되도록 함으로써 블로바이가스에 포함된 수분이 어는 것을 방지한 엔진용 크랭크케이스 배출가스 제어장치의 결빙방지장치에 관한 것이다.

상술한 본 발명은,

흡기다기관에 형성되는 부압에 의해 크랭크케이스에 포집된 블로바이가스가 상기 흡기다기관쪽으로 유도되도록 하는 것으로,

상기 크랭크케이스에 설치된 피씨브이밸브;

쓰로틀밸브가 구비되며 온수가 순환되어 열원을 보유하는 쓰로틀바디에서 상기 쓰로틀밸브의 후방에 형성되는 블로바이가스유입부;

상기 피씨브이밸브와 상기 블로바이가스유입부를 연결하는 배관부;

를 포함하여 이루어지는 엔진용 크랭크케이스 배출가스 제어장치의 결빙방지장치를 제공한다.

Description

엔진용 크랭크케이스 배출가스 제어장치의 결빙방지장치{Anti-Icing Apparatus for Crankcase Ventilation in Engine}

본 발명은 엔진용 크랭크케이스 배출가스 제어장치의 결빙방지장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 냉각수가 순환되어 열원을 갖는 쓰로틀바디를 통해 크랭크케이스에 포집된 블로바이가스가 유입되도록 함으로써 블로바이가스에 포함된 수분이 어는 것을 방지한 엔진용 크랭크케이스 배출가스 제어장치의 결빙방지장치에 관한 것이다.

엔진에서 연소된 연소가스는 대부분 배기밸브를 통해서 배출이 되지만, 일부는 피스톤과 실린더 벽면 사이로 누출되어 크랭크 케이스로 유도되는바, 이렇게 오일 성분이 함유된 연소가스를 통상 블로바이가스라 하고, 상기 블로바이가스를 대기로 방출시키지 않고 흡기계로 공급하여 재연소될 수 있도록 하는 것이 크랭크 케이스 배출가스 제어장치이다.

이렇게 크랭크 케이스 내에 형성되는 블로바이가스를 흡기 부압에 의해 흡기계로 공급하게 되는 단속수단이 PCV(Positive Crankcase Ventilation) 밸브이다.

상기한 PCV밸브(12)는 도1에 도시되는 바와 같이 엔진(10)의 크랭크케이스(11) 일측에 결합되고, 엔진(10)의 흡기다기관 중 일구성인 서지탱크(20)의 니플부(21)에 고무호스(30)로써 연결된다.

따라서, 상기 엔진의 크랭크케이스(11)에 포집된 블로바이가스는 상기 서지탱크(20)에서 형성되는 엔진 부압에 의해 상기 PCV밸브(12)를 통과하여 상기 고무호스(30)를 거쳐 서지탱크(20)로 유입된 후 흡기밸브를 통해 실린더로 들어가 연소된다.

그러나, 상술한 바와 같은 종래의 크랭크케이스 배출가스 제어장치는 PCV밸브가 엔진의 크랭크케이스 외측에 결합되어 고무호스의 일단과 연결되고, 상기 고무호스의 타단과 결합되기 위한 서지탱크의 니플부 또한 외부로 노출됨으로써, 북미 지역과 같이 추운지방이나 혹한기에는 블로바이가스에 함유되어 있는 수증기가 서지탱크쪽으로 유입되는 과정에서 응축수가 되고, 이 응축수가 서지탱크의 니플부에서 냉각되어 빙결됨에 따라 상기 니플부가 막혀버리는 결빙현상이 발생되는 문제점이 있다.

이는 연쇄적으로 상기 PCV밸브의 막힘을 유발하게 되며, 이렇게 되면 블로바이가스의 배출이 정상적으로 이루어지지 않아 크랭크케이스의 압력이 상승하게 되는바, 이에 따라 브리더호스 쪽으로 블로바이가스가 역류하게 되며, 더욱 심각하게는 상승된 압력으로 인하여 엔진 각 부품의 취약부가 파열되는 문제점을 초래한다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 블로바이가스에 함유된 수증기가 냉각공기와 만나 응축수가 되는 것을 방지함으로써 블로바이가스가 흡기다기관 쪽으로 유입될 때 결빙되는 것을 방지함에 있다.

상술한 바와 같은 목적을 해결하기 위하여 본 발명은,

흡기다기관에 형성되는 부압에 의해 크랭크케이스에 포집된 블로바이가스가 상기 흡기다기관쪽으로 유도되도록 하는 것으로,

상기 크랭크케이스에 설치된 피씨브이밸브;

쓰로틀밸브가 구비되며 온수가 순환되어 열원을 보유하는 쓰로틀바디에서 상기 쓰로틀밸브의 후방에 형성되는 블로바이가스유입부;

상기 피씨브이밸브와 상기 블로바이가스유입부를 연결하는 배관부;

를 포함하여 이루어지는 엔진용 크랭크케이스 배출가스 제어장치의 결빙방지장치를 제공한다.

또한, 상기 블로바이가스유입부는, 상기 쓰로틀바디의 외측에 형성되는 배관장착부와, 상기 쓰로틀바디의 내측에 원주방향을 따라 이격되게 형성되는 2개 이상의 개구부와, 상기 배관장착부로 유입된 블로바이가스가 상기 개구부로 분배되도록 상기 배관장착부와 개구부 사이에 형성되는 통로부로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 개구부는 상기 쓰로틀바디의 공기유입방향으로 길게 형성된 슬릿홈 형태로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 배관부는 변형력이 우수한 플렉시블호스로 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 엔진의 크랭크케이스에서 PCV밸브를 통해 흡기다기관으로 유입되는 블로바이가스유입부를 온수가 순환되어 따뜻해진 쓰로틀바디로 설정함에 따라 응축수의 발생이 억제되는 바, 이에 따라 크랭크케이스 배출가스 제어장치의 결빙이 방지되어 블로바이가스가 원활하게 배출되는 특유의 효과가 있다.

또한, 쓰로틀바디에 형성된 블로바이가스유입부가 쓰로틀바디의 원주상에 이격되게 형성됨에 따라 블로바이가스의 분배가 원활해져 각 실린더로 균등하게 유입되는 효과가 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명한다.

도2는 본 발명에 따른 크랭크케이스 배출가스 제어장치의 연결구조를 보인 도면이고, 도3은 본 발명에 따른 크랭크케이스 배출가스 제어장치의 결빙방지구조를 보인 사시도이며, 도4는 도3이 A-A선을 보인 단면도이다.

먼저, 도2에 나타낸 바와 같이 본 발명은 흡기다기관(스로틀밸브에서 흡기밸브까지의 구간을 말하는 것으로, 아이들시 진공 부압이 발생하는 구간)에 형성되는 부압에 의해 크랭크케이스(11)에 포집된 블로바이(blow-by)가스가 상기 흡기다기관 쪽으로 유도되도록 하는 크랭크케이스 배출가스 제어장치에 관한 것으로, 블로바이가스가 흡기다기관 쪽으로 유입될 때 외부의 찬 기온에 의해 블로바이가스에 함유된 수증기가 응결되어 응축수가 되지 않도록 함으로써 추운지방이나 혹한기에도 크랭크케이스(11)의 블로바이가스가 정상적으로 배출되도록 하는 것이다.

따라서, 본 발명에 따른 장치는 크게 피씨브이(PCV)밸브(110)와, 블로바이가스유입부(120)와, 배관부(130)를 포함하여 이루어진다.

상기 피씨브이밸브(110)는 상기 크랭크케이스(11)의 일측에 설치되는 구성으로, 상기 크랭크케이스(11) 내부에 포집된 블로바이가스가 한쪽 방향 즉, 상기 피씨브이밸브(110)를 통해 외부로만 배출되도록 하는 체크밸브의 일종이다.

상기 피씨브이밸브(110)의 구성에 관한 것은 공지기술이므로 더 이상 설명하지 않는다.

한편, 상기 블로바이가스유입부(120)는 도3에 나타낸 바와 같이 스로틀바디(200)의 일측에 형성되는 구성으로, 상기 스로틀바디(200)에는 차량의 악셀레이터페달과 연결되어 공기의 흡입량을 조절하는 스로틀밸브(210)가 회동 가능하게 설치된다.

또한, 상기 스로틀바디(200)에는 상기 스로틀밸브(210)의 결빙방지를 위하여 차량에서 워밍업된 뜨거운 냉각수가 순환되는 냉각수순환라인(220)이 구비된다.

상기 냉각수순환라인(220)를 지나는 뜨거운 냉각수와 열교환 작용에 의해 상기 스로틀바디(200)는 열원을 보유하게 되어 따뜻해지는데, 상기 블로바이가스유입부(120)는 흡기다기관에 형성되어야 하므로, 상기 스로틀바디(200) 중에서도 상기 스로틀밸브(210)의 후방에 형성되는 것이 바람직하다.

상기 스로틀밸브(210)의 후방에서부터는 스로틀밸브(210)의 닫힘시 진공 부압이 형성되므로, 상기 진공 부압을 이용하여 상기 피씨브이밸브(110)를 개방시킬 수 있게 된다.

그리고, 상기 피씨브이밸브(110)와 상기 블로바이가스유입부(120)는 배관부(130)에 의하여 연결되어 상기 블로바이가스유입부(120)에 형성되는 진공 부압이 상기 피씨브이밸브(110)에 작용하게 된다.

이때, 상기 블로바이가스유입부(120)는 상기 스로틀밸브(210)의 후방에 해당하는 위치의 스로틀바디(200) 상에 하나의 홀이 관통되도록 형성되어도 무방하지만, 보다 바람직하게는 다음과 같이 구성되는 것이 좋다.

즉, 상기 블로바이가스유입부(120)는 상기 스로틀바디(200)의 외측에 형성되는 배관장착부(121)와, 상기 스로틀바디(200)의 내측에 원주방향을 따라 이격되게 형성되는 적어도 2개 이상의 개구부(122)와, 상기 배관장착부(121)로 유입된 블로바이가스가 상기 개구부(122)로 분배되도록 상기 배관장착부(121)와 개구부(122) 사이에 형성되는 통로부(123)로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 배관장착부(121)는 상기 배관부(130)의 일측 끝단이 결합되는 부위로 상기 피씨브이밸브(110)를 통과한 블로바이가스는 상기 배관부(130)를 통해 상기 배관장착부(121)로 유입된다.

이렇게 배관장착부(121)로 유입된 블로바이가스는 상기 통로부(123)를 따라 흐르면서 상기 스로틀바디(200)의 원주방향을 따라 소정간격으로 이격되어 있는 상기 개구부(122)로 분배되면서 상기 스로틀바디(200)의 내부로 유입된다.

여기서, 상기 개구부(122)가 상기 스로틀바디(200)의 원주방향을 따라 이격되게 형성된 것은 스로틀바디(200) 내부로 유입된 블로바이가스가 각 실린더로 골고루 분배되도록 하기 위함인 것으로, 실질적으로 여러곳의 개구부(122)를 통해 블로바이가스가 분배되어 유입되기 때문에 공기와의 혼합성이 우수하고 어느 한 쪽 실린더로 블로바이가스가 집중되어 들어가지 않고 각 실린더별로 균일하게 들어가게 된다.

한편, 상기 개구부(122)는 상기 스로틀바디(200)의 공기유입방향으로 길게 형성된 슬릿홈 형태를 갖는 것이 바람직한데, 이렇게 슬릿홈 형태를 갖게 됨에 따라 공기와의 혼합성이 더욱 우수해지고 각 실린더로 골고루 분배될 수 있다.

그리고, 상기 배관부(130)는 파이프와 같은 금속재가 사용되어도 무방하지만, 찬 외부공기에 의해 응축수가 생성되는 것을 최대한 억제하고 설치상의 레이아웃을 위해서 변형력이 우수한 플렉시블호스로 이루어지는 것이 바람직하다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 설명된 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 범위 내에서 얼마든지 구성요소의 치환과 변형이 가능한바, 이 또한 본 발명의 권리에 속하게 된다.

도1은 종래 크랭크케이스 배출가스 제어장치의 연결구조를 보인 도면,

도2는 본 발명에 따른 크랭크케이스 배출가스 제어장치의 연결구조를 보인 도면,

도3은 본 발명에 따른 크랭크케이스 배출가스 제어장치의 결빙방지구조를 보인 사시도,

도4는 도3이 A-A선을 보인 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

11 : 크랭크케이스 110 : 피씨브이(PCV)밸브

120 : 블로바이가스유입부 121 : 배관장착부

122 : 개구부 123 : 통로부

130 : 배관부

Claims (4)

1. 크랭크케이스(11)에 설치된 피씨브이밸브(110);

   스로틀밸브(210)가 구비되며, 온수가 순환되어 열원을 보유하는 스로틀바디(200)에서 상기 스로틀밸브(210)의 후방에 형성되는 블로바이가스유입부(120);

   상기 피씨브이밸브(110)와 상기 블로바이가스유입부(120)를 연결하는 배관부(130);를 포함하며,

   상기 배관부(130)는 변형력이 우수한 플렉시블호스로 이루어지고,

   상기 스로틀바디(200)의 내측에는 블로우바이가스가 유입되는 2개 이상의 개구부(122)가 상기 스로틀바디(200)의 원주방향을 따라 상호 이격되게 배열되되, 상기 개구부(122)는 상기 스로틀바디(200)의 공기유입방향으로 슬릿홈 형태로 길게 형성된 것을 특징으로 하는 엔진용 크랭크케이스 배출가스 제어장치의 결빙방지장치
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