KR101561882B1 - 블로우바이가스 공조 시스템 및 내연기관 엔진 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 내연기관 엔진에 적용된 Blow-Gas 공조시스템(Blow By Gas Ventilation System)에는 Blow_Gas(Blow By Gas)에서 오일이 제거된 PCV_Gas(Positive crankcase ventilation Gas)를 연소실로 안내하는 PCV_Gas 공급 경로에 실린더 블록(10)이 포함되고, 상기 실린더 블록(10)에 상기 Blow_Gas를 유입해 오일을 분리하는 PCV분리기(Positive Crankcase Ventilation Separator)(1)가 일체로 형성됨으로써 중력 작용에 의한 오일분리 촉진으로 단순한 미로 패턴(Labyrinth)으로도 Blow_Gas의 오일 제거성능을 크게 향상하고, 특히 PCV분리기(1)로 인한 실린더 헤드 커버(30)의 내부 구조 단순화로 실린더 헤드 커버(30)의 설계 자유도 개선이 가능한 특징을 갖는다.

Description

블로우바이가스 공조 시스템 및 내연기관 엔진{Blow By Gas Ventilation System and Combustion Internal Engine therefor}
본 발명은 블로우바이가스 공조 시스템에 관한 것으로, 특히 블로우 바이 가스(Blow By Gas)에서 오일 제거된 PCV_Gas(Positive crankcase ventilation Gas)의 연소실 이동경로에 실린더 헤드 커버가 포함되지 않는 블로우바이가스 공조 시스템 및 내연기관 엔진에 관한 것이다.
일반적으로 내연기관 엔진에서 발생되는 블로우 바이 가스(Blow By Gas, 이하 Blow_Gas)는 피스톤 링과 그루부의 틈새 등을 통하여 유출되는 고온 고압 연소가스로서, 대기 방출 시 환경오염을 가져오는 원인 물질인 미연탄화수소 , 엔진오일 증발분, 카본입자 및 수분 등을 함유한다.
그러므로, 내연기관 엔진에는 블로우바이가스 공조시스템(Blow By Gas Ventilation System, 이하 Blow_Gas 공조시스템)이 강제적으로 적용됨으로써 Blow-Gas의 대기 방출을 차단한다. 이러한 Blow_Gas 공조시스템은 크랭크 케이스와 실린더 블록을 거쳐 실린더 헤드에서 Blow_Gas가 모아지는 Blow-Gas 흐름 경로를 형성하고, 실린더 헤드에 모여진 Blow_Gas로부터 오일이 포함된 유해물질을 분리하도록 실린더 헤드 커버로 오일 분리기가 구비되며, 오일 분리기로 오일이 제거된 PCV_Gas(Positive crankcase ventilation Gas)를 연소실로 보내도록 실린더 헤드 커버에서 흡기관(Intake Duct)을 연결하는 PCV밸브(Positive crankcase ventilation Valve)로 구성된다.
통상, 상기 오일 분리기는 실린더헤드 커버의 내부 구조에 연계되어 오일을 분리시키는 방식인 내장형 오일 분리기나 또는 실린더헤드 커버의 외측에 별도로 장착되는 외장형 오일 분리기로 구분된다. 실제적으로, 오일 분리기는 콤팩트한 공간을 형성하는 엔진룸 레이아웃 측면이 고려되어야 하므로 엔진 크기를 증가 시키는 외장형 오일 분리기보다 엔진 크기 증가가 없으면서 엔진룸 레이아웃에 유리한 내장형 오일 분리기를 선호한다.
국내특허공개 10-2010-0011749(2010년02월03일)
하지만, 내장형 오일 분리기에서는 Labyrinth(미로무늬)와 Impinging jet(전형적인 jet 유동 외 정체 유동, 벽면 jet 유동 등 다양한 유동 특성을 나타내는 jet 유동)의 형태가 오일 분리 성능을 좌우함으로써 그 형상을 복잡하게 할 수밖에 없다.
특히, Labyrinth(미로무늬)타입은 오일 분리 성능을 높이기 위해 유로 형상이 더욱 복잡해야 함으로써 실린더헤드 커버 제조공정을 복잡하게 하는 한 원인이 되고 있다. 또한, Labyrinth(미로무늬)타입에서는 흡기관(Intake Duct)을 연결하는 PCV밸브가 요구됨으로써 흡기관(Intake Duct)이 실린더헤드 커버의 측면부위와 형성하는 공간을 PCV밸브가 점유하여 엔진룸 레이아웃을 불리하게 할 수밖에 없다.
이에 상기와 같은 점을 감안한 본 발명은 중력 작용 하에 놓이도록 상향 경사진 방향을 따라 Blow_Gas의 상방향 이동 경로를 형성하는 PCV 분리기(Positive Crankcase Ventilation Separator)가 실린더 블록에 직접 형성됨으로써 단순한 Labyrinth 패턴(미로무늬)으로도 Blow_Gas의 오일 제거성능을 크게 향상하고, 특히 오일 제거된 PCV_Gas가 실린더 헤드 커버를 거치지 않고 연소실로 보내짐으로써 PCV_Gas의 연소실 공급 경로 단축과 실린더 헤드 커버의 내부구조 단순화로 실린더 헤드 커버 레이아웃 설계 자유도 개선이 가능한 블로우바이가스 공조 시스템 및 내연기관 엔진을 제공 하는데 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 블로우바이가스 공조 시스템에는 Blow_Gas를 오일이 제거된 PCV_Gas로 전환시키는 PCV분리기가 실린더 블록의 면에 직접 형성되고, 상기 실린더 블록은 상기 PCV_Gas가 엔진의 기통으로 안내되는 PCV_Gas 공급 경로에 포함된 것을 특징으로 한다.
상기 PCV분리기는 상기 실린더 블록의 바깥쪽 노출면으로 형성되고, 상기 실린더 블록의 안쪽 공간과 연통되어져 상기 Blow_Gas가 상기 실린더 블록의 안쪽 공간에서 바깥쪽으로 빠져나온다. 그리고, 상기 PCV분리기는 상기 실린더 블록의 전후방 부위중 후방측면에 일체로 형성되고, 상기 후방측면은 공기유량을 조정하는 ETC(Electronic Throttle Controller)가 위치된 방향이다. 또한, 상기 PCV분리기는 흡기관(Intake Duct)과 연결되어 상기 PCV_Gas 공급 경로에 포함된 ETC로 상기 PCV_Gas를 보내준다. 이에 더하여, 상기 PCV분리기는 상기 실린더블록의 위쪽으로 결합된 실린더헤드를 향하는 상향으로 경사져 상기 Blow_Gas의 통과 시 중력에 의한 오일 낙하가 촉진된다.
상기 PCV분리기는 상기 실린더 블록의 면에 직접 형성되어 상기 Blow_Gas를 오일이 제거된 PCV_Gas로 전환하는 PCV 바디, 상기 PCV 바디를 가려 대기와 차단하도록 상기 실린더 블록의 면에 고정되는 PCV 커버로 구성된다.
상기 PCV 바디는 상기 Blow_Gas가 들어오는 Blow-Gas 인렛(Blow By Gas Inlet), 오일분리와 PCV_Gas 전환을 위해 Blow_Gas 진행을 지그재그로 변화시키는 미로 패턴(Labyrinth)이 구비된 Blow-Gas 흐름부, 상기 PCV_Gas가 빠져나오도록 상기 Blow-Gas 흐름부에 연결된 PCV_Gas 흐름부, 상기 PCV_Gas 공급 경로로 상기 PCV_Gas를 보내주도록 상기 PCV_Gas 흐름부에 연결된 PCV_Gas 아웃렛(PCV Gas Outlet)으로 구성된다.
상기 Blow-Gas 인렛은 상기 실린더블록의 안쪽공간과 연통되도록 상기 실린더블록에 뚫려지고, 상기 Blow-Gas 흐름부의 폭 넓이는 상기 PCV_Gas 흐름부의 폭 넓이 보다 좁게 형성된다.
상기 미로 패턴(Labyrinth)은 상기 Blow_Gas의 흐름 저지 충돌면과 흐름 형성 통로가 지그재그로 이루어진 제1,2,3,4 리브로 형성된다. 상기 제1 리브는 상기 Blow-Gas 흐름부의 폭을 형성하는 상부 벽면에서 수직하게 돌출되어 하부 벽면과 소정의 제1 틈새를 유지하고, 상기 제2 리브는 상기 Blow-Gas 흐름부의 폭을 형성하는 하부 벽면에서 수평하게 돌출되어 상기 제1 리브와 소정의 제1 간격을 유지하며, 상기 제3 리브는 상기 Blow-Gas 흐름부의 폭을 형성하는 상부 벽면에서 수직하게 돌출되어 상기 제2 리브와 소정의 제2 틈새를 유지하고, 상기 제4 리브는 상기 Blow-Gas 흐름부의 폭을 형성하는 하부 벽면에서 수평하게 돌출되어 상기 제3 리브와 소정의 제2 간격을 유지한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 내연기관 엔진은 연소실을 이루는 기통이 형성된 실린더 블록, 캠샤프트와 밸브기구 등을 구비하고 실린더 블록의 위쪽에 결합된 실린더 헤드, 실린더 헤드의 위쪽에 결합된 실린더 헤드 커버, 외기를 이물질이 제거된 청정 공기로 만들어주는 에어 클리너, 흡기 유량을 제어하는 ETC(Electronic Throttle Controller), 상기 ETC와 흡기 매니폴드(Intake Manifold)를 연결하고 상기 실린더 헤드 커버의 측면부위로 위치되어 간격이 유지되는 공간을 형성하는 흡기관(Intake Duct), 실린더 블록에 일체로 형성된 PCV분리기에서 나온 PCV_Gas가 실린더 블록에서 ETC와 흡기관으로 이어진 PCV_Gas 공급 경로로 흐르는 Blow-Gas 공조시스템을 포함한 것을 특징으로 한다.
상기 PCV_Gas 공급 경로중 상기 PCV분리기와 상기 ETC가 이어지는 경로는 상기 PCV분리기에 연결된 PCV_Gas 아웃렛 니플(Nipple)과 상기 ETC에 연결된 ETC 니플(Nipple)로 이어진다.
이러한 본 발명은 Blow_Gas를 오일 제거된 PCV_Gas로 전환시키는 PCV 분리기가 실린더 블록에 직접 형성됨으로써 실린더 헤드 커버에 존재했던 PCV_Gas전환구조제거로 실린더 헤드 커버 구조가 크게 단순해지는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 실린더 블록에 직접 형성된 PCV 분리기가 중력 작용 하에 놓이도록 상향 경사진 방향을 따라 Blow_Gas의 상방향 이동 경로를 형성함으로써 오일 제거를 위한 Labyrinth 패턴(미로무늬)이 보다 단순해지고, 단순한 Labyrinth 패턴(미로무늬)을 위한 리브(Rib) 형성 공정 추가만으로 PCV 분리기 일체형 실린더 블록이 제조되는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 실린더 블록 일체형 PCV 분리기에서 나온 PCV_Gas가 흡기관(Intake Duct)과 연결된 ETC로 이어짐으로써 단축된 PCV_Gas 공급 경로를 갖는 Blow-Gas시스템이 구현되고, 특히 Blow_Gas 공조시스템의 적용으로 실린더 헤드 커버의 내부 구조가 보다 단순화됨으로써 실린더 헤드 커버의 설계 자유도 개선이 가능한 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 내연기관 엔진에 적용된 Blow_Gas 공조시스템의 실린더 블록 일체형 PCV 분리기 구성이고, 도 2는 본 발명에 따라 Blow_Gas를 오일유동과 PCV_Gas 유동으로 구분하는 PCV 분리기의 작동 상태이며, 도 3은 본 발명에 따른 실린더 블록에 직접 형성된 PCV 분리기를 갖춘 Blow_Gas 공조시스템이 일체화된 내연기관 엔진의 구성이고, 도 4는 도 3의 내연기관 엔진에 적용된 실린더 블록 일체형 PCV 분리기 구조이며, 도 5는 본 발명에 따른 실린더 블록 일체형 PCV 분리기로 이루어진 Blow_Gas 공조시스템을 통한 내연기관 엔진의 공기 및 블로우 바이 가스(Blow By Gas) 흐름 상태이다.
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 1은 본 실시예에 따른 내연기관 엔진에 적용된 Blow_Gas 공조시스템의 구성을 나타낸다.
도시된 바와 같이, Blow_Gas 공조시스템에는 오일을 함유한 Blow_Gas가 크랭크 샤프트(Crank Shaft)공간에서 빠져나오는 실린더 블록(10)과, 실린더 블록(10)을 빠져나온 Blow_Gas가 중력 작용 하에 놓이도록 상향 경사진 방향을 따라 이동하면서 오일 제거된 PCV_Gas로 전환되는 PCV분리기(1), PCV_Gas를 연소실로 안내하는 PCV_Gas 공급 경로가 포함된다.
상기 실린더 블록(10)에는 PCV분리기(1)가 일체로 형성되고, PCV분리기(1)를 나온 PCV_Gas가 연소되는 기통(10-1)을 형성한다. 특히, 상기 PCV분리기(1)는 실린더 블록(10)의 전후방부위중 한쪽 측면부위에 직접 형성된다. 일례로, 실린더블록의 길이에서 ETC가 위치되는 부위를 실린더블록의 후방부로 정의 할 때, 상기 PCV분리기(1)는 실린더 블록(10)의 후방측면(Rear Side)에 직접 형성된다.
이후 설명되는 상기 PCV분리기(1)는 통상적인 Blow_Gas 공조시스템에 적용된 오일분리기의 작용과 동일하다. 그러므로, 상기 PCV분리기(1)는 오일분리기와 동일하게 블로우 바이 가스(Blow By Gas)에서 오일을 제거함으로써 Blow_Gas를 PCV_Gas로 전환시켜준다. 그리고, 상향 경사진 방향은 실린더 헤드가 실린더 블록(10)의 위쪽으로 위치되고, 실린더 헤드 커버가 실린더 헤드의 위쪽으로 위치되며, 흡기 매니폴드에 연결된 흡기관이 실린더 헤드의 측면부위로 위치된 통상적인 내연기관 엔진 구성을 고려한 의미로 정의된다. 그러므로, Blow_Gas가 중력 작용 하에 놓이도록 상향 경사진 방향은 실린더 블록(10)의 아래쪽에서 그 위쪽에 위치된 흡기관쪽을 향하는 방향을 의미한다.
구체적으로, 상기 PCV분리기(1)는 PCV 커버(2), PCV 바디(3)로 구성된다.
상기 PCV 커버(2)는 실린더 블록(10)의 후면부위(Rear Side)에 직접 장착되어 PCV 바디(3)를 가려줌으로써 PCV 바디(3)의 대기 노출을 차단시켜준다. 이를 위해, 상기 PCV 커버(2)는 PCV 바디(3)의 형상에 맞춰지되, PCV 바디(3)의 주변부 구조를 고려한 형상으로 이루어진다. 또한, 상기 PCV 커버(2)는 실린더 블록(10)에 형성된 홀(Hole)을 이용해 볼팅체결되고, 체결면사이로 기밀을 위한 씰(Seal)이 위치될 수 있다.
상기 PCV 바디(3)는 Blow-Gas 인렛(Blow By Gas Inlet)(5), Blow-Gas 흐름부(6), 오일분리벽(7), PCV_Gas 흐름부(8), PCV_Gas 아웃렛(PCV Gas Outlet)(9)으로 구분된다.
상기 Blow-Gas 인렛(5)은 피스톤 링과 그루부의 틈새 등을 통하여 유출된 후 미연탄화수소, 엔진오일 증발분, 카본입자 및 수분 등을 함유한 Blow_Gas가 크랭크 샤프트(Crank Shaft)공간에서 빠져나와 Blow-Gas 흐름부(6)로 보내지는 유입구이다. 그러므로, 상기 Blow-Gas 인렛(5)은 실린더블록(10)에 천공됨으로써 크랭크 샤프트(Crank Shaft)가 구비된 실린더블록(10)의 내부와 PCV 바디(3)가 형성된 실린더블록(10)의 외부를 연통시켜준다.
상기 Blow-Gas 흐름부(6)는 Blow-Gas 인렛(5)으로 들어온 Blow_Gas가 상향 이동되는 흐름을 형성하고, 그 폭 넓이가 PCV_Gas 흐름부(8)의 폭 넓이대비 좁은 구간을 형성함으로써 Blow-Gas 인렛(5)을 나온 Blow_Gas 흐름 속도가 보다 빨라질 수 있다.
상기 오일분리벽(7)은 상대적으로 좁은 폭을 따라 수직하게 하게 돌출된 제1,2 미로 패턴(7-1,7-2)으로 이루어짐으로써 Blow-Gas 흐름 방해 및 오일 분리를 위한 Blow-Gas 충돌이 이루어진다. 상기 제1 미로 패턴(7-1)과 상기 제2 미로 패턴(7-2)은 서로에 대해 간격을 두고 순차적으로 배열됨으로써 Labyrinth 패턴(미로무늬)을 이룬다. 이를 위해, 상기 제1 미로 패턴(7-1)은 Blow-Gas 흐름부(6)의 폭을 형성하는 상부벽과 하부벽 사이에서 Blow-Gas가 지그재그로 지나는 흐름 틈새를 이루는 제1,2 리브(Rib)(7a,7b)로 이루어지고, 상기 제2 미로 패턴(7-2)은 Blow-Gas 흐름부(6)의 폭을 형성하는 상부벽과 하부벽 사이에서 Blow-Gas가 지그재그로 지나는 흐름 틈새를 이루는 제3,4 리브(Rib)(7c,7d)로 이루어진다.
일례로, 상기 제1 리브(7a)는 Blow-Gas 흐름부(6)의 폭을 형성하는 상부 벽면에서 수직하게 돌출되어 하부 벽면과 소정의 제1 틈새(a)를 유지하고, 상기 제2 리브(7b)는 Blow-Gas 흐름부(6)의 폭을 형성하는 하부 벽면에서 수평하게 돌출되어 제1 리브(7a)와 소정의 제1 간격(b)을 유지하며, 상기 제3 리브(7c)는 Blow-Gas 흐름부(6)의 폭을 형성하는 상부 벽면에서 수직하게 돌출되어 제2 리브(7b)와 소정의 제2 틈새(c)를 유지하고, 상기 제4 리브(7c)는 Blow-Gas 흐름부(6)의 폭을 형성하는 하부 벽면에서 수평하게 돌출되어 제3 리브(7c)와 소정의 제2 간격(d)을 유지한다. 그러므로, Blow-Gas 흐름부(6)를 통과하는 Blow-Gas의 흐름은 제1 틈새(a)로 유입된 후 제1 간격(b)을 지나고, 이어 제2 틈새(c)로 다시 유입된 후 제2 간격(d)을 지나가는 지그재그 흐름으로 형성된다. 이러한 Blow-Gas의 지그재그 흐름에 의한 Blow-Gas 충돌은 Blow-Gas에 포함된 오일을 분리함으로써 Blow-Gas가 PCV_Gas로 전환된다.
상기 PCV_Gas 흐름부(8)는 Blow-Gas 흐름부(6)를 나온 PCV_Gas를 PCV_Gas 아웃렛(9)으로 유도한다.
상기 PCV_Gas 아웃렛(9)은 PCV_Gas를 연소실로 안내하는 PCV_Gas 공급 경로에 연결된다. 상기 PCV_Gas 공급 경로는 이후 도 3내지 도5를 통해 상세히 설명된다.
한편, 도 2는 오일유동과 PCV_Gas 유동으로 구분된 PCV 분리기의 작동 상태를 나타낸다.
도시된 바와 같이, 실린더 블록(10)의 안쪽공간에서 오일을 함유한 Blow_Gas가 Blow-Gas 인렛(5)을 통해 Blow-Gas 흐름부(6)로 유입되면, 오일분리벽(7)의 제1,2 미로 패턴(7-1,7-2)과 충돌로 Blow-Gas는 오일과 PCV_Gas로 분리된다.
일례로, 오일 유동은 제1 리브(7a)에 의한 제1 틈새(a)로 들어온 후 제2 리브(7b)와 충돌하면서 제1간격(b)으로 나가려는 진행 흐름의 1차 저지와 함께 중력 작용에 의해 밑으로 낙하되고, 이어 제2 리브(7b)에 의한 제1간격(b)으로 들어온 후 제3 리브(7c)와 충돌하면서 제2틈새(c)로 나가려는 진행 흐름의 2차 저지와 함께 중력 작용에 의해 밑으로 낙하되며, 연이어 제3 리브(7c)에 의한 제2틈새(c)로 들어온 후 제4 리브(7d)와 충돌하면서 제2 간격(d)으로 나가려는 진행 흐름의 3차 저지와 함께 중력 작용에 의해 밑으로 낙하된다. 그러므로, Blow-Gas에서 분리된 오일은 Blow-Gas 흐름부(6)의 위쪽으로 빠져 나가지 못하고 Blow-Gas 흐름부(6)의 아래쪽으로 낙하될 수밖에 없다.
반면, PCV_Gas 유동은 제1 리브(7a)에 의한 제1 틈새(a)로 들어와 제2 리브(7b)의 충돌로 인한 진행 흐름속도의 1차 감속 후 제1간격(b)으로 나가고, 이어 제2 리브(7b)에 의한 제1간격(b)으로 들어와 제3 리브(7c)의 충돌로 인한 진행 흐름속도의 2차 감속 후 제2틈새(c)로 나가며, 연이어 제3 리브(7c)에 의한 제2틈새(c)로 들어와 제4 리브(7d)의 충돌로 인한 진행 흐름속도의 3차 감속 후 제2간격(d)으로 나가게 된다. 그러므로, Blow-Gas에서 분리된 PCV_Gas는 Blow-Gas 흐름부(6)의 위쪽으로 빠져 나가 PCV_Gas 흐름부(8)로 이동될 수 있다.
이와 같이, PCV분리기(1)는 간단한 Labyrinth 패턴(미로무늬)이 실린더 블록(10)을 이용해 형성한 오일분리벽(7)의 작용으로 Blow_Gas로부터 분리된 오일을 모아 오일 팬으로 복귀시키고 반면 오일이 제거된 PCV_Gas를 연소실로 이어진 PCV_Gas 공급 경로로 보내준다.
한편, 도 3은 본 실시예에 따른 내연기관 엔진을 나타낸다.
도시된 바와 같이, 내연기관 엔진은 연소실을 이루는 기통(10-1)이 형성된 실린더 블록(10), 캠샤프트와 밸브기구 등을 구비하고 실린더 블록(10)의 위쪽에 결합된 실린더 헤드(20), 실린더 헤드(20)의 위쪽에 결합된 실린더 헤드 커버(30), 외기를 이물질이 제거된 청정 공기로 만들어주는 에어 클리너(40), 흡기 유량을 제어하는 ETC(50), ETC(50)와 흡기 매니폴드(Intake Manifold)(70)를 연결하는 흡기관(Intake Duct)(60), 실린더 블록(10)에 일체로 형성된 PCV분리기(1)에서 나온 PCV_Gas가 실린더 블록(10)에서 ETC(50)와 흡기관(60)으로 이어진 PCV_Gas 공급 경로로 흐르는 Blow-Gas 공조시스템을 포함한다.
상기 PCV_Gas 공급 경로중 PCV분리기(1)와 ETC(50)가 이어지는 경로는 PCV분리기(1)에 연결된 PCV_Gas 아웃렛 니플(Nipple)(9-1)과 ETC(50)에 연결된 ETC 니플(Nipple)(50-1)로 이어진다. 상기 PCV_Gas 아웃렛 니플(9-1)은 PCV분리기(1)에서 PCV_Gas가 빠져나오는 PCV_Gas 아웃렛(9)으로 이어지며, 상기 ETC 니플(50-1)은 에어 클리너(40)에서 나온 청정 공기가 ETC(50)를 빠져나가는 ETC 관로로 이어진다.
상기 PCV분리기(1)는 도 4를 통해 예시된다. 도시된 바와 같이, 상기 PCV분리기(1)에는 PCV 커버(2), PCV 바디(3), Blow_Gas 인렛(5), Blow-Gas 흐름부(6), 오일분리벽(7), 제1,2 미로 패턴(7-1,7-2), 제1,2,3,4 미로 리브(7a,7b,7c,7d), PCV_Gas 흐름부(8), PCV_Gas 아웃렛(9)으로 구성된다. 그러므로, 상기 PCV분리기(1)는 도1 및 도 2를 통해 설명된 PCV분리기(1)와 동일하다.
특히, 상기 PCV분리기(1)로 인한 실린더 헤드 커버(30)의 내부 구조 단순화로 실린더 헤드 커버(30)의 설계 자유도 개선이 이루어진다.
한편, 도 5는 내연기관 엔진 작동 시 Blow-Gas 공조시스템을 이용한 공기 및 Blow_Gas의 흐름 상태를 나타낸다.
도시된 바와 같이, 내연기관 엔진에서는 흡기계의 외기도입경로를 통한 공기 흐름과 Blow-Gas 공조시스템의 PCV_Gas 공급 경로를 통한 PCV_Gas 흐름이 동시에 형성된다.
상기 공기 흐름은 에어 클리너(40)를 나온 청정 공기가 ETC(50)로 들어가고, ETC(50)는 엔진 운전 조건에 맞춰 조절된 공기유량을 흡기관(60)으로 보내주며, 흡기관(60)은 ETC(50)에서 보내준 공기유량을 흡기 매니폴드(70)로 분배함으로써 각 기통(10-1)에는 흡기 매니폴드(70)에서 분배된 흡기가 공급된다.
상기 Blow_Gas 흐름은 도 2를 통해 기술된 PCV분리기(1)의 오일유동과 PCV_Gas 유동과 동일하다. 그러므로, PCV분리기(1)의 오일 유동 결과는 오일을 모아 오일 팬으로 복귀시켜주고, PCV분리기(1)의 PCV_Gas 유동 결과는 PCV_Gas를 PCV_Gas 아웃렛 니플(9-1)로 배출시켜준다.
그러면, PCV_Gas 아웃렛 니플(9-1)로 배출된 PCV_Gas는 ETC 니플(50-1)로 유입되고, ETC 니플(50-1)에서 나온 PCV_Gas는 에어 클리너(40)에서 나온 청정 공기가 ETC(50)를 빠져나가는 ETC 관로로 유입된다. 이로 인해, 대기 방출 시 환경오염을 가져오는 원인 물질인 미연탄화수소, 엔진오일 증발분, 카본입자 및 수분 등을 함유한 Blow_Gas는 오일 제거된 PCV_Gas로 전환 된 후 흡기관(60)을 거쳐 흡기매니폴드(70)에서 실린더 블록(10)의 각 기통(10-1)으로 분배됨으로써 환경오염의 한 원인인 대기 방출 없이 내연기관 엔진이 자체적으로 처리된다. 특히, Blow_Gas가 오일 제거된 PCV_Gas로 연소됨으로써 오일성분으로 인한 배기가스내 환경유해물질 생성도 크게 개선된다.
전술된 바와 같이, 본 실시예에 따른 내연기관 엔진에 적용된 Blow-Gas 공조시스템에는 Blow_Gas에서 오일이 제거된 PCV_Gas를 연소실로 안내하는 PCV_Gas 공급 경로에 실린더 블록(10)이 포함되고, 상기 실린더 블록(10)에 상기 Blow_Gas를 유입해 오일을 분리하는 PCV분리기(1)가 일체로 형성됨으로써 중력 작용에 의한 오일분리 촉진으로 단순한 미로 패턴(Labyrinth)으로도 Blow_Gas의 오일 제거성능을 크게 향상하고, 특히 PCV분리기(1)로 인해 실린더 헤드 커버(30)의 내부 구조 단순화로 실린더 헤드 커버(30)의 설계 자유도 개선이 이루어진다.
1 : PCV분리기(Positive Crankcase Ventilation Separator)
2 : PCV 커버 3 : PCV 바디
5 : Blow_Gas 인렛(Blow By Gas Inlet)
6 : Blow-Gas 흐름부 7 : 오일분리벽
7-1,7-2 : 제1,2 미로 패턴
7a,7b,7c,7d : 제1,2,3,4 미로 리브(Rib)
8 : PCV_Gas 흐름부 9 : PCV_Gas 아웃렛(PCV Gas Outlet)
9-1 : PCV_Gas 아웃렛 니플(Nipple)
10 : 실린더 블록 10-1 : 기통
20 : 실린더 헤드 30 : 실린더 헤드 커버
40 : 에어 클리너 50 : ETC(Electronic Throttle Controller)
50-1 : ETC 니플(Nipple)
60 : 흡기관(Intake Duct)
70 : 흡기 매니폴드(Intake Manifold)

Claims (13)

  1. Blow_Gas(Blow By Gas)를 오일이 제거된 PCV_Gas(Positive crankcase ventilation Gas)로 전환시키는 PCV분리기(Positive Crankcase Ventilation Separator)가 실린더 블록의 면에 직접 형성되고,
    상기 실린더 블록은 상기 PCV_Gas가 엔진의 기통으로 안내되는 PCV_Gas 공급 경로에 포함되며;
    상기 PCV분리기는 상기 실린더 블록의 면에 직접 형성되어 상기 Blow_Gas를 오일이 제거된 PCV_Gas로 전환하는 PCV 바디, 상기 PCV 바디를 가려 대기와 차단하도록 상기 실린더 블록의 면에 고정되는 PCV 커버로 구성되고;
    상기 PCV 바디는 상기 Blow_Gas가 들어오는 Blow-Gas 인렛(Blow By Gas Inlet), 오일분리와 PCV_Gas 전환을 위해 Blow_Gas 진행을 지그재그로 변화시키는 미로 패턴(Labyrinth)이 구비된 Blow-Gas 흐름부, 상기 PCV_Gas가 빠져나오도록 상기 Blow-Gas 흐름부에 연결된 PCV_Gas 흐름부, 상기 PCV_Gas 공급 경로로 상기 PCV_Gas를 보내주도록 상기 PCV_Gas 흐름부에 연결된 PCV_Gas 아웃렛(PCV Gas Outlet)으로 구성되며;
    상기 PCV_Gas 아웃렛(PCV Gas Outlet)은 상기 PCV 바디에 직접 형성되어 상기 PCV 바디에 인접된 상기 실린더 블록의 부위로 이어지고, 상기 PCV_Gas 아웃렛에서 상기 PCV_Gas가 빠져나가는 출구는 PCV_Gas 아웃렛 니플(Nipple)과 연결되며, 상기 PCV_Gas 아웃렛 니플(Nipple)은 상기 PCV 바디와 구분되어진 상기 실린더 블록 부위로 위치된 것을 특징으로 하는 블로우바이가스 공조 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 PCV분리기는 상기 실린더 블록의 바깥쪽 노출면으로 형성되고, 상기 실린더 블록의 안쪽 공간과 연통되어져 상기 Blow_Gas가 상기 실린더 블록의 안쪽 공간에서 바깥쪽으로 빠져나오는 것을 특징으로 하는 블로우바이가스 공조 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 PCV분리기는 상기 실린더 블록의 전후방 부위중 후방측면에 일체로 형성되고, 상기 후방측면은 공기유량을 조정하는 ETC(Electronic Throttle Controller)가 위치된 방향인 것을 특징으로 하는 블로우바이가스 공조 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 PCV분리기는 흡기관(Intake Duct)과 연결되어 상기 PCV_Gas 공급 경로에 포함된 ETC(Electronic Throttle Controller)로 상기 PCV_Gas를 보내주는 것을 특징으로 하는 블로우바이가스 공조 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 PCV분리기는 상기 실린더블록의 위쪽으로 결합된 실린더헤드를 향하는 상향으로 경사져 상기 Blow_Gas의 통과 시 중력에 의한 오일 낙하가 촉진되는 것을 특징으로 하는 블로우바이가스 공조 시스템.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 Blow-Gas 인렛은 상기 실린더블록의 안쪽공간과 연통되도록 상기 실린더블록에 뚫려지고, 상기 Blow-Gas 흐름부의 폭 넓이는 상기 PCV_Gas 흐름부의 폭 넓이 보다 좁게 형성된 것을 특징으로 하는 블로우바이가스 공조 시스템.
  9. 청구항 1에 있어서, 상기 미로 패턴(Labyrinth)은 상기 Blow_Gas의 흐름 저지 충돌면과 흐름 형성 통로가 지그재그로 이루어진 제1,2,3,4 리브(Rib)로 형성되는 것을 특징으로 하는 블로우바이가스 공조 시스템.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 제1 리브는 상기 Blow_Gas가 흐르는 Blow-Gas 흐름부의 폭을 형성하는 상부 벽면에서 수직하게 돌출되어 하부 벽면과 소정의 제1 틈새를 유지하고, 상기 제2 리브는 상기 Blow-Gas 흐름부의 폭을 형성하는 하부 벽면에서 수평하게 돌출되어 상기 제1 리브와 소정의 제1 간격을 유지하며, 상기 제3 리브는 상기 Blow-Gas 흐름부의 폭을 형성하는 상부 벽면에서 수직하게 돌출되어 상기 제2 리브와 소정의 제2 틈새를 유지하고, 상기 제4 리브는 상기 Blow-Gas 흐름부의 폭을 형성하는 하부 벽면에서 수평하게 돌출되어 상기 제3 리브와 소정의 제2 간격을 유지하는 것을 특징으로 하는 블로우바이가스 공조 시스템.
  11. 기통을 형성한 실린더 블록,
    상기 실린더 블록에 일체로 형성된 PCV분리기로부터 나온 PCV_Gas가 실린더 블록에서 ETC와 흡기관으로 이어진 PCV_Gas 공급 경로로 흐르는 Blow-Gas 공조시스템을 포함하고;
    상기 PCV분리기는 청구항1내지 5항 및 청구항8내지 10항중 어느 한 항에 의한 PCV 커버, PCV 바디, Blow_Gas 인렛, Blow-Gas 흐름부, 제1,2,3,4 미로 리브, PCV_Gas 흐름부, PCV_Gas 아웃렛, PCV_Gas 아웃렛 니플(Nipple)로 구성된 것을 특징으로 하는 내연기관 엔진.
  12. 청구항 11에 있어서, 상기 PCV_Gas 공급 경로중 상기 PCV분리기와 상기 ETC가 이어지는 경로는 상기 PCV분리기의 상기 PCV_Gas 아웃렛에 연결된 상기 PCV_Gas 아웃렛 니플(Nipple)과 상기 ETC에 연결된 ETC 니플(Nipple)로 이어진 것을 특징으로 하는 내연기관 엔진.

  13. 청구항 11에 있어서, 상기 실린더 블록의 위쪽에는 캠샤프트와 밸브기구가 포함된 실린더 헤드가 결합되고, 상기 실린더 헤드의 위쪽에는 실린더 헤드 커버가 결합되는 것을 특징으로 하는 내연기관 엔진.
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