KR20010054122A - 엔진의 블로바이 가스 공급 제어 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 로커 커버로부터 서지탱크로 공급되는 블로바이 가스의 공급량을 센서에 의존하지 않고 엔진의 회전수에 따라서만 연속적으로 조절함으로써 블로바이 가스의 공급이 원활하고 적정하게 이루어질 수 있도록 하기 위하여,

로커 커버로부터 서지탱크로 공급되는 블로바이 가스의 공급관로 상에 설치되는 쳄버와; 상기 쳄버에 형성되는 블로바이 가스의 출구를 연속적으로 개폐하는 콘트롤 밸브와; 미리 입력되는 엔진의 회전수 조건에 따라 상기 콘트롤 밸브를 개폐 각도를 제어하는 제어부와; 상기 제어부에 의하여 구동되어 상기 콘트롤 밸브를 개폐시키는 액츄에이터;를 포함하는 엔진의 블로바이 가스 공급 제어 장치를 제공한다.

Description

엔진의 블로바이 가스 공급 제어 장치{A BLOW-BY GAS SUPPLYING CONTROL APPARATUS OF ENGINES}

본 발명은 엔진의 블로바이 가스 공급 제어 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 크랭크실로부터 서지탱크를 거쳐 다시 크랭크실로 순환되는 블로바이 가스에 있어서 이를 엔진의 회전수에 따라서 연속적으로 로커 커버로부터 서지탱크로 공급될 수 있도록 제어하여 블로바이 가스의 공급이 원활하고 적정하게 이루어지도록 하는 엔진의 블로바이 가스 공급 제어 장치에 관한 것이다.

일반적으로 가솔린 엔진을 운전중에는 연소실로부터 크랭크 실내에 어느 정도의 배기가스나 혼합기가 새어 들어가게 된다. 이로 인하여 엔진 오일은 열이나 연소가스의 수분, 가솔린 등의 영향으로 엷어지거나 변질되어 슬러지(sludge)가 생기게 된다.

이와 같은 엔진 오일의 변질을 방지하기 위하여 크랭크 실내에 브리더(breather)라는 환기장치를 설치하여 누설가스를 대기중으로 방출하기도 하나, 이 가스 중에는 다량의 탄화수소(HC)가 포함되어 대기의 오염원이 되므로, 강제적으로 흡기계로 도입하여 다시 연소실로 보내서 연소시키는 블로바이 가스 환원장치(P.C.V)가 이용되고 있다.

이 블로바이 가스 환원장치는 오픈타입, 시일드 타입, 클로즈드 타입 등 여러 가지 종류가 있으며, 통상적으로 로커 커버와 서지탱크 사이에 설치되며, 부하에 따라 유량 조정 밸브에 의하여 블로바이 가스의 유량을 조정하여 로커 커버로부터 서지탱크로 블로바이 가스를 공급하게 된다.

그런데, 이 블로바이 가스 환원장치는 유량 조정 밸브에 의하여 기계적인 메카니즘에 의하여 작동하기 때문에 공급되는 블로바이 가스의 양을 섬세하게 제어하지 못하였다.

이를 위하여, 전기적인 수단으로서 블로바이 가스의 공급을 제어할 수 있도록 전자 제어 유닛(ECU)와 연결되는 블로바이 가스 공급 제어 장치가 이용되고 있는데, 이 종래의 블로바이 가스 공급 제어 장치를 도 3을 참고로 하여 살펴보면, 우선 블로바이 가스의 순환은 크랭크 실(102)로부터 로커 커버(104)를 거쳐 서지탱크(106)로 공급된 후, 흡기 매니폴드(108)를 통해 실린더 헤드(110)로 유입되어 연소되고, 다시 크랭크실(102)로 누설되는 경로를 따라 순환하며, 이 때 상기 블로바이 가스 공급 제어 장치는, 로커 커버(104)로부터 연장되어 엔진의 스로틀 보디(112)와 서지탱크(106)사이의 연결관로에 이어지는 공급관로(114)상에 설치되는 쳄버(116)와, 이 쳄버(116)내의 블로바이 가스의 출구를 개폐하는 콘트롤 밸브(118)와, 쳄버 내의 가스 압력을 검출하는 압력센서(120)와, 이 압력센서(120)의 감지 신호에 의하여 상기 콘트롤 밸브(118)를 온(On)시켜 쳄버(116) 내의 블로바이 가스를 서지탱크(106)로 유입시키는 전자 제어 유닛(122)으로 이루어진다.

상기에서 블로바이 가스 공급 제어는 전자 제어 유닛(122)이 압력센서(120)에서 입력되는 압력이 설정압력치 이상이라고 판단시에는 상기 콘트롤 밸브(118)를 온(On)시키고 설정압력치 이하인 경우에는 상기 콘트롤 밸브(118)를 오프(Off)시켜서 블로바이 가스의 공급을 제어하였다.

그런데, 상기와 같이 압력센서에 의하여 쳄버 내의 가스압을 감지하여 전자 제어 유닛에 의하여 콘트롤 밸브를 온 또는 오프 작동만을 하도록 제어하는 제어 장치를 이용하는 경우, 쳄버 내에 설치되는 압력 센서가 블로바이 가스 속에 혼합된 이물질이나 엔진의 진동 등에 의하여 훼손됨으로서 작동이 불량해져서 블로바이 가스가 제대로 공급되지 못하는 문제점이 있었다.

또한, 엔진의 회전수에 따라 블로바이 가스의 발생량은 달라지게 되는데 이 점에 대한 고려없이 상기 콘트롤 밸브는 온 또는 오프 작동만을 하게 되므로 블로바이 가스의 공급이 최적의 상태로 이루어지지 못하였다.

그리고 블로바이 가스 속에는 크랭크 실이나 실린더 헤드, 로커 커버 등에 존재하는 오일 미스트(Mist)가 함께 혼합되어 있어 이러한 오일 미스트류에 대한 여과없이 바로 서지탱크 내로 혼합물이 공급되게 됨으로서 연소 성능이 나빠지고 배기가스가 증가하는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 로커 커버로부터 서지탱크로 공급되는 블로바이 가스의 공급량을 센서에 의존하지 않고 엔진의 회전수에 따라서만 연속적으로 조절함으로써 블로바이 가스의 공급이 원활하고 적정하게 이루어질 수 있도록 하는 엔진의 블로바이 가스 공급 제어 장치를 제공하는 데 있다.

그리고 본 발명의 다른 하나의 목적은 블로바이 가스 내에 혼합되어 존재하는 오일 미스트류를 효과적으로 차단함으로써 연소 성능 및 배기 가스의 배출을 저감시킬 수 있는 엔진의 블로바이 가스 공급 제어 장치를 제공하는 데 있다.

도 1은 본 발명에 의한 블로바이 가스 공급 제어 장치가 적용된 엔진의 개략도,

도 2는 본 발명에 의한 블로바이 가스 공급 제어 장치의 작동부의 상세 사시도,

도 3은 종래 기술에 의한 블로바이 가스 공급 제어 장치가 적용된 엔진의 개략도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

12 : 크랭크실 14 : 실린더 헤드

16 : 로커 커버 18 : 서지탱크

20 : 흡기 매니폴드 22 : 공급관로

24 : 쳄버 26 : 가스출구

28 : 가스입구 30 : 콘트롤 밸브

32 : 전자 제어 유닛 34 : 스텝 모터

36 : 오일 차단 격벽 38 : 에어 클리너

40 : 스로틀 보디 42 : 배기 매니폴드

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

로커 커버로부터 서지탱크로 공급되는 블로바이 가스의 공급관로 상에 설치되는 쳄버와; 상기 쳄버에 형성되는 블로바이 가스의 출구를 연속적으로 개폐하는 콘트롤 밸브와; 미리 입력되는 엔진의 회전수 조건에 따라 상기 콘트롤 밸브를 개폐 각도를 제어하는 제어부와; 상기 제어부에 의하여 구동되어 상기 콘트롤 밸브를 개폐시키는 액츄에이터;를 포함하는 엔진의 블로바이 가스 공급 제어 장치를 제공한다.

이하, 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 의한 블로바이 가스 공급 제어 장치가 적용되는 블로바이 가스 순환로를 도시하고 있다.

도 1을 참조하면, 실린더 블록 내의 크랭크 실에서 발생한 블로바이 가스는 크랭크실(12) →실린더 헤드(14) →로커 커버(16) →서지탱크(18) →흡기 매니폴드(20) →실린더 헤드(14) →크랭크실(12)로 이어지는 순환 경로를 따라 흐르게 되며, 본 발명에 의한 블로바이 가스 공급 제어 장치는 로커 커버(16)와 서지탱크(18) 사이의 공급관로(22)상에 형성되어 로커 커버(16)로부터 서지탱크(18)로 공급되는 블로바이 가스의 공급을 엔진의 회전수에 따라 제어하게 된다.

즉, 본 발명에 의한 블로바이 가스 공급 제어 장치는, 이를 보다 상세히 도시한 도 2를 참조하면, 상기 공급관로(22)상에 설치되는 쳄버(24)와, 이 쳄버(24) 내의 블로바이 가스의 출구(26)를 연속적으로 개폐하는 콘트롤 밸브(30)와, 이 콘트롤 밸브(30)를 제어하는 제어 수단(32)과, 이 제어 수단의 작동 신호에 따라 콘트롤 밸브를 작동시키는 액츄에이터(34)를 포함하여 이루어진다.

상기 쳄버(24)의 측면으로는 가스출구(26)가 형성되고, 하면에는 가스입구(28)가 형성된다. 그리고 상기 가스출구(26)상에는 콘트롤 밸브(30)가 회동 가능하게 설치되어 가스출구(26)를 통하여 서지탱크로 공급되는 블로바이 가스의 양을 조정한다.

여기서, 콘트롤 밸브(30)의 회전각도의 제어는 제어 수단(32)에 의하는 데, 본 발명에서는 상기 제어 수단으로서 전자 제어 유닛(E.C.U; 32)을 이용한다.

상기 전자 제어 유닛(32)에는 엔진의 회전수에 따른 상기 콘트롤 밸브(30)의 적정한 개폐 각도가 미리 설정되어 있으며, 이에 따라 전자 제어 유닛(32)은 엔진의 회전수에 적정한 각도로서 상기 콘트롤 밸브의 개폐 각도를 조정하게 된다.

상기 전자 제어 유닛(32)에 의한 콘트롤 밸브(30)의 개폐 작동은 액츄에이터(34)에 의하며, 이 액츄에이터(34)로서 본 발명에서는 상기 전자 제어 유닛(32)의 펄스 신호에 따라 일정 각도 만큼씩 회전하는 스텝 모터(34)를 이용한다.

상기 스텝 모터(34)는 전자 제어 유닛(32)에 전기적으로 접속되어 이로부터 전달되는 펄스 신호의 수에 비례하는 회전 각도와 펄스 신호의 주파수에 비례하는 회전속도로서 상기 콘트롤 밸브(30)의 일측단을 구동하여 상기 쳄버(24) 출구의 개도각을 조정하게 된다.

상기 스텝 모터(34)의 고정은 상기 로커 커버(16)등에 고정브라켓 등을 마련하여 이에 장착시켜서 고정하면 된다.

한편, 상기 쳄버(24)내로 유입되는 블로바이 가스는 실린더 블록, 실린더 헤드, 로커 커버 등을 순환하면서 이를 윤활하는 엔진 오일 등과 혼합되므로, 이 오일 미스트 등이 쳄버(24)를 통하여 서지탱크(18)로 공급되는 것을 방지하기 위한 수단으로서 쳄버(24) 내에는 오일 차단 격벽(36)을 설치하는 것이 바람직하다.

상기 오일 차단 격벽(36)은 블로바이 가스의 흐름방향에 대하여 직각으로 형성되도록 하며, 또한 양측으로 교차하여 서로 엇갈리도록 다수개를 설치함으로써 오일 미스트가 상기 오일 차단 격벽(36)에 부딪혀서 쳄버(24)의 가스출구(26)로 진입하지 못하고 쳄버(24) 하부로 하강하도록 하면 오일의 블로아웃(blou-out) 량을 현저하게 줄일 수 있다.

미설명 부호 38은 에어 클리너를, 40은 스로틀 보디를, 42는 배기 매니폴드를 가리킨다.

상기한 바와 같이 이루어지는 본 발명에 의한 블로바이 가스 공급 제어 장치의 작동 과정을 살펴보면 다음과 같다.

엔진의 연소실 내로 연료와 공기의 혼합기가 공급되어 연소가 이루어지면 이로부터 블로바이 가스가 크랭크실(12)에 발생하고 이 블로바이 가스는 상술한 순환 경로를 따라 순환하는 데, 이 때 전자 제어 유닛(32)은 엔진의 회전수(R.P.M)를 회전수 센서등으로부터 입력받아서 미리 설정된 콘트롤 밸브(30)의 개도각 만큼 스텝모터(34)에 펄스 신호를 보내며, 스텝 모터(34)는 입력되는 펄스 신호의 수에 해당하는 각도만큼 회전함과 동시에 이에 연결된 콘트롤 밸브(30)도 동일한 각도로 회전함으로써 쳄버(24)의 가스출구(26)의 개폐 각도가 상기 전자 제어 유닛(32)에 설정된 개도각만큼 형성되게 되며, 이에 따라 로커 커버(16)로부터 서지탱크(18)로 공급되는 블로바이 가스의 양은 엔진의 회전수에 적정한 양만큼 콘트롤 밸브(30)를 지나서 서지탱크(18)로 공급되게 된다.

이로써, 크랭크실로부터 발생한 블로바이 가스는 적정하고 원활하게 서지탱크로 공급되어 에어클리너(38)와 스로틀 보디(40)를 통해 유입되는 공기와 혼합되며, 흡기 매니폴드(20)를 통해 연소실로 공급되어 연소가 이루어지게 된다.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명에 의한 엔진의 블로바이 가스 공급 제어 장치는 서지탱크로 공급되어 공기와 혼합되는 블로바이 가스의 양을 엔진의 회전수에 대응하여 제어할 수 있으므로 차량의 주행 상태에 따라서 가장 최적화된 형태로 가스와 공기의 혼합기가 연소실내로 유입될 수 있게 한다.

또한, 이물질 등에 민감한 센서 장치를 제거함으로써 오작동의 발생 가능성을 감소시키고, 제품 단가를 절감할 수 있다.

한편, 본 장치 내에 형성되는 오일 차단 격벽에 의하여 엔진 오일 등이 연소실내로 유입되는 양이 현저히 감소되므로 엔진 오일의 불필요한 소모를 방지하고 연소실로부터 배기되는 배기가스의 양을 줄일 수 있다.

Claims (3)

1. 로커 커버로부터 서지탱크로 공급되는 블로바이 가스의 공급관로 상에 설치되는 쳄버와;

   상기 쳄버에 형성되는 블로바이 가스의 출구를 연속적으로 개폐하는 콘트롤 밸브와;

   미리 입력되는 엔진의 회전수 조건에 따라 상기 콘트롤 밸브의 개폐 각도를 제어하는 제어부와;

   상기 제어부에 의하여 구동되어 상기 콘트롤 밸브를 개폐시키는 액츄에이터;를 포함하는 엔진의 블로바이 가스 공급 제어 장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 액츄에이터는

   상기 제어부에 의하여 일정 각도만큼 회전하는 스텝 모터인 것을 특징으로 하는 엔진의 블로바이 가스 공급 제어 장치.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 쳄버는

   블로바이 가스에 혼합되어 있는 오일 미스트류를 제거하기 위하여,

   블로바이 가스의 흐름방향에 직각으로 교차하여 서로 엇갈리게 형성되는 다수의 오일 차단 격벽을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진의 블로바이 가스 공급 제어 장치.