KR20040038092A

KR20040038092A - 엔진의 아이들스피드 저감장치

Info

Publication number: KR20040038092A
Application number: KR1020020066963A
Authority: KR
Inventors: 김원규
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2002-10-31
Filing date: 2002-10-31
Publication date: 2004-05-08

Abstract

본 발명은 엔진의 아이들스피드 저감장치에 관한 것으로, 블로바이가스 환원장치의 일부인 에어덕트(6)와 로커커버(1)를 연결하는 브리더호스(7)에 흡기매니폴드에 형성되는 부압에 따라 작동되어 상기 브리더호스(7)를 통한 외기의 유입경로를 차단하는 브리더량 조절밸브(10)가 설치되어 이루어진다.

따라서, 엔진 아이들링시 브리더호스(7)를 통한 외기의 유입이 이루어지지 않게 됨으로써 연소실로 공급되는 공기량이 감소하여 아이들스피드가 저감되고, 이에 의해 불필요한 연료 소비와 유해 배기가스의 발생이 억제되는 효과가 있다.

Description

엔진의 아이들스피드 저감장치{Idle speed decreasing device of engine}

본 발명은 엔진의 아이들스피드 저감장치에 관한 것으로, 특히 블로바이가스 환원장치의 브리더호스에 부가 설치되어 엔진의 아이들스피드를 저감시킬 수 있도록 된 엔진의 아이들스피드 저감장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량 엔진의 연소실에 공급되는 공기는 에어클리너에서 불순물이 걸러진 후, 에어덕트를 통해 스로틀바디로 유입되며, 이의 스로틀밸브 개도량에 따라 그 양이 조절되면서 서지탱크로 유입된 뒤, 흡기매니폴드의 각 분지관을 통해 해당 연소실로 공급되어진다.

한편, 엔진 작동시 폭발행정과 압축행정에서 실린더벽과 피스톤 사이의 간극을 통해 연소실내 미연소 혼합기 및 연소가스가 크랭크케이스로 유출되는 블로바이가스(blow-by gas)가 발생하게 되는데, 이 블로바이가스에 의한 엔진오일의 농도 저하 및 슬러지(sludge) 발생을 방지하기 위하여 블로바이가스를 연소실로 재유입시키는 블로바이가스 환원장치(positive crankcase ventilation system)가 이용되고 있다.

상기 블로바이가스 환원장치는 크랭크케이스내 블로바이가스를 블로바이호스(도시하지 않음)를 통해 상부의 로커커버로 유도한 뒤, 도 1에 도시된 바와 같이, 로커커버(1)와 서지탱크(2)를 연결하는 PCV호스(3)를 통해 블로바이가스를 서지탱크(2)로 흡입시켜 연소실로 재 공급토록 되어 있으며, 유량제어를 위해 PCV호스(3)의 입구에는 PCV밸브(4)가 설치된다.

또한, 엔진이 고속으로 작동될 때 블로바이가스의 양이 크게 증가되는 반면 서지탱크내의 부압저하로 인해 PCV호스(3)를 통한 환기량이 감소되므로 이를 보충하기 위해 로커커버(1)와 스로틀밸브(5) 이전의 에어덕트(6)를 연결하는 브리더호스(7)를 설치하여 이 브리더호스(7)를 통해서도 블로바이가스가 흡기계 쪽으로 배출될 수 있게 함으로써 크랭크케이스내 블로바이가스의 환기작용이 원활히 이루어질 수 있도록 되어 있다.

한편, 엔진 아이들링시 아이들스피드가 지나치게 높으면 필요 없이 연료가 소모되고, 이의 연소에 따라 불가피하게 유해 배출가스가 생성되는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 블로바이가스 환원장치의 상기 브리더호스에 부가 설치되어 간단히 엔진의 아이들스피드를 저감시킬 수 있도록 된 엔진의 아이들스피드 저감장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래 엔진의 블로바이가스 환원 장치의 구성도,

도 2는 본 발명에 따른 아이들스피드 저감장치가 적용된 블로바이가스 환원 장치의 구성도,

도 3은 본 발명의 요부인 브리더량 조절밸브의 단면도로서, 아이들링 상태가 아닌 경우의 상태도,

도 4는 도 3의 대응도로서, 아이들링 상태일 경우의 상태도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1 : 로커커버,2 : 서지탱크,

3 : PCV호스,4 : PCV밸브,

5 : 스로틀밸브,6 : 에어덕트,

7(7a,7b) : 브리더호스,8 : ISA(아이들스피드 액츄에이터),

9 : 진공호스,10 : 브리더량 조절밸브,

11 : 바디,12 : 밸브,

13 : 다이어프램.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 블로바이가스 환원장치의 브리더호스에 흡기매니폴드의 부압에 의해 작동되는 브리더량 조절밸브가 설치되어 이루어진다.

이하, 본 발명을 첨부된 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.

상기와 같은 흡기계와 블로바이가스 환원장치를 갖춘 엔진에서 연소실로 공급되는 공기량(가스 포함)은 스로틀바디의 벽면과 닫혀 있는 스로틀밸브(5)의 틈새를 통과하여 유입되는 공기량(q₁)과, 스로틀밸브(5)를 우회하는 ISC(idle speed control)통로 상에 설치된 ISA(idle speed actuator)(8)를 거쳐 유입되는 공기량(q₂)과, 상기 PCV호스(3)를 통해 유입되는 가스량(q₃; 블로바이가스와 후술되는 브리더호스를 통해 유입되는 외기(q₄)가 혼합된 상태) 및 에어덕트(6)로부터 브리더호스(7)를 통해 로커커버(1)로 유입된 후 블로바이가스와 혼합되어 PCV호스(3)를 통해 유입되는 공기량(q₄)이 포함되어 이루어진다.(엔진 아이들링 상태에서는 스로틀밸브(5)가 막혀 있고 흡기매니폴드에 아이들링 상태가 아닐 경우에 비하여 상대적으로 큰 부압이 형성되므로 에어덕트(6)내의 공기가 상기 브리더호스(7)를 통해 로커커버(1)로 유입된다.).

한편, 엔진 아이들링시 아이들스피드를 결정 짓는 주요 요소 중 하나는 연소실로 공급되는 공기의 양이다. 따라서, 이 공기의 공급량을 줄이면 아이들스피드를 감소시킬 수 있게 된다.

그런데, 상기 스로틀바디 리크량(q₁)과 ISC통로를 통한 유입량(q₂)은 스로틀바디와 ISA(8)의 부품 특성상 존재할 수 밖에 없는 것으로, 부품의 원활한 작동성과 연관되어 있어 지나치게 줄일 경우 마모 및 고착 현상이 나타나므로 줄이는데 한계가 있다.

따라서, 아이들스피드 저감을 위해 연소실로 유입되는 공기량을 줄이기 위해서는 PCV호스(3)를 통해 유입되는 가스량(q₃)을 감소시키는 것이 유효하나, 이를 지나치게 감소시키게 되면 아이들링시 크랭크케이스 내부의 압력이 정압이 발생할 가능성이 높아 규제를 만족시키지 못하게 되므로, PCV호스(3)를 통해 유입되는 가스량(q₃)을 감소시키는 데도 한계가 있다.

한편, 상기 PCV호스(3)를 통해 연소실로 유입되는 가스(q₃)는 전술한 바와 같이, 블로바이가스와 상기 브리더호스(7)를 통해 유입된 외기(q₄)로 이루어져 있는데, 블로바이가스는 이미 연소된 성분을 다량 포함하고 있어 연소실로 공급된다 하더라도 아이들스피드를 높이는데 크게 영향을 주지 않으나, 상기 브리더호스(7)를 통해 유입된 외기가 연료와 혼합되어 연소되면서 아이들스피드를 상승시키게 된다.

따라서, 아이들스피드 감소를 위해서는 상기 PCV호스(3)의 가스량(q₃)를 줄이는 것보다는 실질적으로 브리더호스(7)를 통해 유입되는 외기의 양(q₄)을 줄이는 것이 주효하게 된다.

따라서, 본 발명은 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 브리더호스(7)에 흡기매니폴드의 부압에 따라 작동되는 브리더량 조절밸브(10)를 설치하여 구성된다.

상기 브리더량 조절밸브(10)는 도 3에 도시된 바와 같이, 바디(11)와, 이 바디(11)내에 설치되는 밸브(12) 및 이 밸브(12)를 작동시키기 위한 다이어프램(13)으로 구성되는데, 상기 바디(11)의 내부에는 중간의 격벽(11a)에 의해 상부챔버(11b)와 하부챔버(11c)가 형성되고, 상기 상부챔버(11b)에는 흡기매니폴드의 부압이 작용하는 서지탱크(2)와 진공호스(9)로 연결하기 위한 서지탱크측 호스연결단(11d)과 대기와 연통되는 통공(11e)이 형성되며, 상기 하부챔버(11c)에는 에어덕트(6)측 브리더호스(7a)가 연결되는 에어덕트측 호스연결단(11f)과 상기 로커커버(1)측 브리더호스(7b)가 연결되는 로커커버측 호스연결단(11g)이 형성되는 구조로 이루어진다.

한편, 상기 밸브(12)는 밸브로드(12a)와 이의 하단에 형성된 밸브헤드(12b)로 이루어지는데, 상기 밸브로드(12a)는 상기 격벽(11a)에 형성된 가이드공(11h)으로 삽입되어 상부챔버(11b)에 설치된 상기 다이어프램(13)의 중앙에 연결되고, 상기 밸브헤드(12b)는 하부챔버(11c)의 상기 로커커버측 호스연결단(11g)의 입구측 바디(11)에 형성된 밸브시트(11i)의 상부에 위치하도록 설치된다.

상기 가이드공(11h)에는 밸브로드(12a)와의 사이에 시일링 등을 설치하여 상부챔버(11b)와 하부챔버(11c) 간의 공기흐름을 차단함으로써 상호 압력적으로 무관하도록 한다.

또한, 상기 다이어프램(13)은 상부챔버(11b) 내측공간을 대기중으로 연통되는 공간과 서지탱크(2) 쪽으로 연통되는 공간으로 분할하도록 설치된다.

이제 본 발명의 작동을 설명한다.

아이들링 상태가 아닌 경우에는 스로틀밸브(5)가 열려 있으므로 흡기매니폴드에 아이들링 상태일 때 보다 상대적으로 작은 부압이 형성되는데, 이 부압은 서지탱크(2)와 진공호스(9)를 통해 상기 상부챔버(11b)의 하부 공간에도 작용하나 상기 다이어프램(13)을 변형시킬 정도는 아니다.(즉, 아이들링 상태가 아닌 경우에발생하는 부압에는 반응하지 않는 변형강도를 가진 다이어프램을 사용한다.)

따라서, 밸브(12)의 밸브헤드(12b)가 밸브시트(11i)로부터 이격된 상태를 유지하므로 에어덕트(6)측의 외기가 브리더호스(7a,7b)를 거쳐 로커커버(1)로 유입되게 된다.

또한, 엔진 고속운전시에도 상기 밸브(12)는 계속 열려 있게 되므로, 다량으로 발생한 블로바이가스가 PCV호스(3) 뿐만 아니라 상기 브리더호스(7a,7b)를 통해서도 에어덕트(6) 쪽으로 배출되어 연소실로 재공급될 수 있도록 되어 있다.

반면, 아이들링 상태일 경우에는 스로틀밸브(5)가 닫혀 있으므로 흡기매니폴드에 아이들링 상태가 아닐 때 보다 상대적으로 큰 부압이 형성되며, 상기 상부챔버(11b)의 하부 공간으로 전달된 이 부압에 의해 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 다이어프램(13)이 하방으로 변형된다.

따라서, 밸브로드(12a)를 매개로 밸브헤드(12b)가 하강하여 밸브시트(11i)에 안착됨으로써 브리더호스(7a,7b)를 통한 브리더라인 상의 경로가 차단되어 에어덕트(6)측의 외기가 로커커버(1)로 공급되지 않게 된다.

따라서, PVC호스(3)를 통해 연소실로 유입되는 가스 중에는 아이들스피드를 증가시키는 외기의 함량이 줄어들게 되므로 결과적으로 아이들스피드가 저감될 수 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 엔진 아이들링시 브리더호스를 통한 에어덕트의 외기 유입경로가 차단되어 연소실로 공급되는 공기량이 감소함으로써 아이들스피드가 저감되어 불필요한 연료의 소비와 유해 배기가스의 발생을 방지할 수 있게 되는 효과가 있다.

Claims

블로바이가스 환원장치의 브리더호스(7)에 아이들링시 흡기매니폴드에 생성되는 부압에 의해 작동되어 상기 브리더호스(7)를 통한 외기 유입경로를 차단하는 브리더량 조절밸브(10)가 설치되어 이루어진 엔진의 아이들스피드 저감장치.
제 1항에 있어서, 상기 브리더량 조절밸브(10)는 내부에 서지탱크(2) 및 대기중으로 연통되는 상부챔버(11b)와, 에어덕트(6) 및 로커커버(1)에 연통되는 하부챔버(11c)가 형성된 바디(11)와;

상기 상부챔버(11b)와 하부챔버(11c)를 분할하는 격벽(11a)의 가이드공(11h)으로 삽입된 밸브로드(12a)와, 이의 하단에 형성되어 상기 하부챔버(11c)의 로커커버(1)측 연결부의 출구에 형성된 밸브시트(11i)의 상부에 이격·위치된 밸브헤드(12b)로 이루어진 밸브(12) 및;

상기 상부챔버(11b)내 공간을 대기측 공간과 서지탱크측 공간으로 분할하도록 설치되고, 그 중앙에 상기 밸브로드(12a)의 상단이 연결된 다이어프램(13)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 엔진의 아이들스피드 저감장치.