KR20030072026A - 자동차 내연기관의 블로바이가스 통로와 드레인홀 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차 내연기관의 블로바이가스 통로와 드레인홀 구조에 관한 것으로서, 종래의 실린더블록은 블로바이가스를 흡기계통으로 원활하게 환원시키지 못해 압력의 진폭 변동이 심하므로 엔진의 펌핑로스가 많고, 각 기통간의 압력변동을 분산하기 위한 까다로운 벤틸레이션홀 가공작업으로 생산성이 떨어졌으며, 오일 레벨이 낮은 상태에서 주행하면 오일의 상당량이 실린더헤드에 잔류되어 오일팬의 오일량이 심각하게 줄어들므로 펌핑때 에어가 함께 흡입되는 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 실린더헤드(110b)와 실린더블록(110a)에 각 실린더 기통 (111)의 사이마다 블로바이가스 통로(112a)(112b)와 오일의 드레인홀(114a)(114b)을 각각 형성하여 각 기통(111)에서 발생되는 블로바이가스를 신속하게 흡기계통으로 보내 버리므로 엔진의 펌핑로스를 감소시켜 출력증강 및 연비향상을 이룰 수 있고, 각 실린더 기통(111)간의 압력변동이 별로 없어 벤틸레이션홀 가공을 생략할 수 있으므로 생산성이 향상되며, 오일량이 별로 없는 상태에서의 고속 주행시 실린더헤드(110b)로 공급된 오일의 대부분이 각 드레인홀(114a)(114b)을 통해 오일팬으로 신속하게 복귀되므로 오일 펌핑때 에어흡입 현상이 발생되지 않는 것이다.

Description

자동차 내연기관의 블로바이가스 통로와 드레인홀 구조{Blow-by gas way and drain hole structure of internal combustion engin for automobiles}

본 발명은 자동차 내연기관의 블로바이가스 통로와 드레인홀 구조에 관한 것으로써, 더욱 상세히는 직렬 6기통엔진의 실린더블록에 블로바이가스 통로 및 오일 드레인 통로를 각 기통의 실린더별로 두어 크랭크 케이스 내부의 압력 변동량을 감소시키고 헤드부위에서 정체되는 오일량을 최소화하여 오일레벨 저하에 의한 공기유입을 방지할 수 있는 자동차 내연기관의 블로바이가스 통로와 드레인홀 구조에 관한 것이다.

일반적으로 자동차 내연기관의 실린더에서 피스톤이 압축행정과 팽창행정을 행하는 동안 실린더와 피스톤의 간극으로부터 크랭크케이스로 빠져나오는 가스는 대부분 압축행정에서 새어나온 혼합기가 75~90% 를 점유하고, 10~25%는 팽창행정에서 발생하는 연소가스라고 할 수 있다.

이와같이 내연기관의 피스톤이 동작하는 동안 크랭크케이스로 누설된 가스는 엔진오일을 연화시켜서 엔진 내부를 녹슬게 하는 주 원인이 되므로 이를 블로바이가스 환원장치(PCV)로 뽑아낸 후 외부의 벤틸레이션호스(Ventilation hose)를 통해 흡기계통으로 환원시키고 있으며, 이와같이 흡기계통으로 환원되는 가스를 블로바이가스(blow-by gas)라 한다.

그런데, 종래에는 도 1 에서와 같이 종래의 실린더블록(10a)은 실린더 기통(11)은 여러개인데 비해 상기 블로바이가스를 환원시키는 블로바이가스 통로 (12)가 실린더블록(10a)에 한 라인으로만 형성되어 있어서 블로바이가스가 흡기계통으로 보다 원활하게 환원되지 못하므로 압력의 진폭 변동이 심하여 엔진의 펌핑로스가 많고, 이로 인해 출력이 저하되는 문제점이 있다.

또한, 종래에는 실린더블록에(10a) 각 기통간의 압력변동을 옆 기통으로 분산시키기 위한 벤틸레이션홀(13)을 횡으로 형성하였는바, 이러한 벤틸레이션홀(13)을 횡으로 가공하여 형성하는 작업이 상당히 난해하고 공정수가 많아서 생산성이 상당히 떨어졌으며, 이로 인해 자동차 엔진의 원가상승 요인이 많았다.

그리고, 엔진에는 작동부의 윤활 및 냉각을 목적으로 엔진오일을 사용하고 있으며, 오일팬에 담겨진 엔진오일(이하 "오일" 이라 칭함)은 크랭크샤프트 풀리 측에 장착된 오일펌프로 펌핑되어 2개의 오일통로로 보내진다.

이때 일측 오일통로로 공급된 오일은 크랭크샤프트 저널베어링, 커넥팅로드 베어링, 피스톤, 피스톤 링, 실린더벽을 윤활 및 냉각시키고, 다른 오일통로로 보내진 오일은 실린더블록과 실린더헤드의 오일공 및 로커아암샤프트의 오일구멍을 통해 로커아암, 밸브, 캠샤프트 등을 윤활 및 냉각한 다음 실린더헤드와 실린더블록에 형성된 하나의 드레인홀을 통해 오일팬으로 낙하되어 복귀되는 순환과정을 이루고 있다.

그런데, 도 1 에서와 같이 여러 기통으로된 실린더블록(10a)과 실린더헤드 (10b)에 상기와 같이 하나의 드레인홀(14)만이 형성되어 있으면 실린더블록(10a)을 통해 실린더헤드(10b)로 공급된 많은 량의 오일은 특히 고속주행때 하나의 드레인홀(14)을 통해 하부의 오일팬으로 낙하되는 량이 한정됨에 따라 많은 량의 오일이 실린더헤드(10b)에 갖혀있는 상태가 된다.

따라서, 종래의 실린더헤드(10b)와 실린더블록(10a)에 형성된 드레인홀(14) 구조는 오일 교환시기를 놓쳐 오일의 레벨이 상당히 낮아져 있는 상태에서 고속주행을 하여 실린더헤드(10b)로 공급된 오일의 대부분이 드레인홀(14)로 미처 드레인되지 못하고 실린더헤드(10b)에 남아있게 되며 오일팬의 오일량은 자연적으로 급격히 줄어들 수 밖에 없으며, 이러한 상태가 되면 오일펌프의 펌핑때 에어가 함께 흡입되는 경우가 발생된다.

상기와 같이 엔진오일과 에어가 함께 유입되면 크랭크 축 및 커넥팅로드의 윤활작용이 잘 안되며 실린더벽이 손상되어 엔진의 수명이 짧아지는 문제점이 발생된다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 개발된 것으로서, 본 발명의 목적은 블로바이가스로 인한 압력의 진폭 변동을 줄여 엔진의 펌핑로스를 감소시킴으로서 출력을 증강시키고, 각 실린더 기통을 연결하는 횡방향 벤틸레이션홀 가공과정을 생략하여 생산성을 향상시키고 원가절감을 이룰 수 있는 자동차 내연기관의 블로바이가스 통로와 드레인홀 구조를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 실린더헤드로 공급된 오일이 실린더헤드에 갖혀있지 않고 신속히 오일팬으로 낙하되게 함으로서 오일레벨이 낮은 상태에서 오일펌핑때 에어 흡입현상이 발생되지 않는 자동차 내연기관의 블로바이가스 통로와 드레인홀 구조를 제공하는데 있다.

이러한 본 발명은 실린더헤드와 실린더블록을 만들 때 각 실린더 기통마다 블로바이가스 통로를 일체로 형성하면 각 실린더 기통에서 크랭크케이스로 누설되는 블로바이가스들이 각자의 블로바이가스 통로를 통해 상승한 후 흡기계통으로 신속히 환원되어 공급되므로 압력의 진폭이 변동되는 것을 최대한 줄일 수 있어 엔진의 펌핑로스를 상당히 감소시킬 수 있는 등 상기 첫번째 목적을 효과적으로 달성할 수 있다.

그리고, 실린더블록의 각 실린더 기통의 사이 마다 드레인홀을 형성하면 오일팬에 잔류되어 있는 오일 레벨이 낮아져 있는 상태에서 고속주행을 하더라도 실린더헤드로 공급된 오일의 대부분이 오일팬으로 신속하게 복귀됨에 따라 오일 펌핑때 에어흡입 현상이 발생되지 않으므로 상기 두번째 목적을 효과적으로 달성할 수 있는 것이다.

도 1 은 종래의 실린더블록과 실린더 헤드에 블로바이가스 통로와 오일드레인홀이 형성된 상태를 보인 사시도

도 2 는 본 발명이 실시된 실린더블록을 일례로 예시한 사시도

도 3 은 본 발명의 실린더블록 내부 구조를 보인 횡단면도

도 4 는 본 발명에 의해 크랭크 케이스 내부에 작용하는 압력 진폭과 기존의 압력 진폭의 비교표

도면의 주요부분에 대한 부호 의 설명

110a: 실린더블록 111 : 실린더 기통

112a,112b: 블로바이가스 통로 114a,114b: 드레인홀

110b: 실린더헤드

이하, 본 발명의 상기 목적을 효과적으로 달성할 수 있는 바람직한 실시예의 기술구성 및 작용을 첨부한 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2 는 본 발명이 실시된 실린더블록을 일례로 예시한 사시도이고, 도 3 은 본 발명의 실린더블록 내부 구조를 보인 횡단면도로서, 이에 도시된 바와같이 본 발명의 구성중 상단에 실린더헤드(110b)가 조립되고 다수의 실린더 기통(111)들이 형성된 실린더블록(110a)에 블로바이가스 통로와 오일의 드레인홀을 형성하는 것은 종래와 같다고 할 수 있다.

본 발명의 특징은 상기 실린더헤드(110b)와 실린더블록(110a)에 각 실린더 기통(111)들 사이마다 블로바이가스 통로(112a)(112b)와 오일 드레인홀(114a)(114b)을 형성한 것에 있다. 도면중 미설명 부호 (110c)는 크랭크 케이스 이다.

이와 같이 형성된 본 발명은 실린더블록(110a)의 각 실린더 기통(111)들 사이에 각 블로바이가스 통로(112a)(112b)가 형성되어 있으므로 엔진의 각 실린더 기통(111)에서 피스톤이 압축행정과 팽창행정을 행하는 동안 각 실린더 기통(111)에서 크랭크케이스를 향해 발생되는 가스들은 각자의 블로바이가스 통로(112a)(112b)를 통해 신속하게 크랭크샤프트 캠 커버를 향해 상승한 후 흡기계통으로 환원된다.

따라서, 본 발명은 각 실린더 기통(111)에서 발생된 블로바이가스를 보다 신속하게 흡기계통으로 보낼 수 있어 도 4 의 압력진폭에 대한 비교표에서와 같이 본 발명은 종래에 비해 각 실린더 기통(111)간의 압력에 대한 진폭 변동이 별로 없으며, 이로 인해 엔진의 펌핑로스를 상당히 감소시킬 수 있다.

또한, 엔진오일을 연화시켜서 엔진 내부를 녹슬게 하는 주 원인인 블로바이가스를 상기와 같이 신속하게 다수의 블로바이가스 통로(112a)(112b)를 통해 흡기계통으로 보내버리므로 실린더벽이 손상되는 것을 최대한 방지할 수 있고, 각 실린더 기통(111)간의 압력변동이 별로 없어 작업이 난해하고 시간이 오래걸리는 횡방향 벤틸레이션홀을 가공할 필요가 없다.

그리고, 본 발명에서 실린더블록(110a)의 각 실린더 기통(111)마다 형성한 드레인홀(114a)(114b)들에 의해 실린더헤드(110b)로 공급된 오일들은 항시 오일팬으로 신속하게 복귀되므로 오일팬의 오일잔량이 별로 없는 상태에서 운행하더라도 펌핑되는 오일에 에어가 흡입될 우려가 없다.

즉, 운전자가 오일 교환시기를 상당기간 지나쳐서 오일의 레벨이 상당히 낮아져 있는 상태에서 차량운행을 고속으로 하더라도 실린더헤드(110b)로 공급된 오일의 대부분이 종래처럼 실린더헤드 내에 장시간 머물지않고 곧바로 각 실린더 기통(111) 마다의 드레인홀(114a)(114b)을 통해 오일팬으로 신속하게 복귀되므로 오일 레벨이 낮은 상태에서의 오일 펌핑때 에어흡입 현상이 발생되지 않는 것이다.

본 발명은 상기와 같이 블로바이가스를 각 실린더 기통들 사이마다 형성한 블로바이가스 통로를 통해 신속하게 흡기계통으로 보내버리므로 엔진의 펌핑로스 감소에 의한 출력증강과 연비향상의 효과가 있다.

아울러 각 실린더 기통간의 압력변동이 별로 없어 종래처럼 까다로운 작업의 횡 방향 벤틸레이션홀을 가공할 필요가 없으므로 생산성 향상에 의한 원가절감의 효과도 있다.

또한, 오일의 레벨이 상당히 낮아져 있는 상태에서 고속으로 주행하더라도 실린더헤드로 공급된 오일의 대부분이 각 기통 사이에 형성한 드레인홀을 통해 오일팬으로 신속하게 복귀되므로 오일 펌핑때 에어흡입 현상이 발생되지 않아 차량 가격에서 큰 비중을 차지하는 고가의 엔진 수명을 연장시켜 주는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 다수의 실린더 기통(111)들이 형성된 실린더블록(110a)과 실린더헤드(110b)에 블로바이가스 통로와 오일의 드레인홀을 형성함에 있어서,

   상기 실린더블록(110a)과 실린더헤드(110b)에 각 실린더 기통(111) 들마다의 블로바이가스 통로(112a)(112b)와 오일 드레인홀(114a)(114b)을 각각 형성하여 된 것을 특징으로 하는 자동차 내연기관의 블로바이가스 통로와 드레인홀 구조.