KR20060003924A

KR20060003924A - 자동차 엔진의 실린더 헤드 커버 구조

Info

Publication number: KR20060003924A
Application number: KR1020040051833A
Authority: KR
Inventors: 김재춘
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2004-07-05
Filing date: 2004-07-05
Publication date: 2006-01-12

Abstract

본 발명은 자동차 엔진의 실린더 헤드 커버 구조에 관한 것으로서, 블로바이 가스 유입구를 배플 플레이트에서도 바로 아래 캠축의 캠과 캠 사이 위치에 형성하고, 블로바이 가스 유입구 주변으로는 하측으로 돌출 형성된 3면의 오일 차단용 벽을 설치하여, 블로바이 가스는 상기 유입구를 통해 배플 플레이트에 의해 형성된 블로바이 가스의 이동통로, 즉 챔버 내부로 유입되도록 하되, 상기와 같은 유입구의 위치 및 형상 변경에 의해 캠축의 처닝(churning)에 의해 비산된 오일은 상기 유입구를 통해 챔버 내부로 들어오지 못하게 함으로써, 결국 일측의 니플을 통해 엔진 외부로 최종 배출되는 블로바이 가스 내의 오일 성분을 크게 줄일 수 있는 효과를 가지는 자동차 엔진의 실린더 헤드 커버 구조에 관한 것이다.

자동차, 엔진, 헤드 커버, 블로바이 가스, 오일, 유입구, 벽, 캠

Description

자동차 엔진의 실린더 헤드 커버 구조{Cylinder head cover structure of automobile engine}

도 1a와 도 1b는 각각 종래기술에 따른 실린더 헤드 커버 구조를 나타내는 평면사시도와 저면사시도,

도 2는 도 1a의 선 'A-A'를 따라 취한 단면도,

도 3은 본 발명에 따른 실린더 헤드 커버 구조를 나타내는 저면사시도,

도 4는 본 발명에 따른 실린더 헤드 커버의 설치상태도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 캠축 1a : 캠

10 : 헤드 커버 11 : 배플 플레이트

12 : 블로바이 가스 유입구 12a ~ 12c : 오일 차단용 벽

13 : 챔버 14 : PCV 니플

15 : 브리더 니플

일반적으로, 자동차의 배출가스를 배출원에 따라 구분하여 보면, 연료와 공기의 혼합기가 실린더 내에서 연소된 후 배기계를 통해 배출되는 배기가스와, 연료탱크 내 연료가 증발하여 발생되는 증발가스와, 연소실의 혼합기나 미연소가스가 크랭크 케이스로 유출되는 블로바이 가스로 나눌 수 있다.

여기서, 블로바이 가스(blow-by gas)는 압축행정과 팽창행정동안 실린더와 피스톤의 간극을 통하여 연소실로부터 크랭크 케이스로 빠져 나온 가스를 말하며, 연소실로부터 크랭크 케이스로 빠져 나온 뒤 실린더 헤드 및 실린더 블록의 통로와 실린더 헤드 커버를 차례로 통과한다.

한편, 블로바이 가스는 엔진 내부 압력을 상승시켜 엔진 실링(sealing)에 악영향을 미치게 되므로, 압력 조절을 위해서는 블로바이 가스를 엔진 외부로 방출하 여 엔진 내부의 압력 상승을 방지하여야 하는데, 이러한 역할을 하는 것이 바로 벤틸레이션 시스템(ventilation system)이다.

이 벤틸레이션 시스템에서는, 첨부한 도 1a와 도 1b에 나타낸 바와 같이, 실린더 헤드 커버(10)와 흡기 매니폴드 사이에 PCV 호스(16)를 연결하고, 헤드 커버(10)와 공기유입호스(air intake hose) 사이에는 브리더 호스(breather hose; 17))를 연결하여, 엔진 내부에서 발생한 블로바이 가스를 엔진 외부로 방출하도록 되어 있다.

여기서, PCV 호스(16)로는 항상 헤드 커버(10)측에서 흡기 매니폴드측으로 블로바이 가스가 이동하고, 브리더 호스(17)로는 저속영역에서는 공기유입호스측에서 헤드 커버(10)측으로 신기가 이동하되 고속영역에서는 반대로 헤드 커버(10)측에서 공기흡입호스측으로 블로바이 가스가 이동하도록 되어 있다.

이때, 헤드 커버(10) 내측에서 배플 플레이트(11)에 의해 구획 형성된 챔버(13) 내에서는 블로바이 가스에 혼입되어 있는 오일을 분리하여 오일은 다시 엔진 내부로 리턴시키고, 가스는 PCV 니플(14) 및 브리더 니플(15)을 통해 엔진 외부로 방출된다.

또한, 상기 챔버(13)는 배플 플레이트(11)에 의해 막혀 있고, 이 배플 플레이트(11)의 일측으로는 첨부한 도 2에 도시한 바와 같이 블로바이 가스 유입구(12)가 설치되어 있다.

통상, 상기 블로바이 가스 유입구(12)는 가능한 방출구, 즉 니플(14,15)과는 최대한 거리가 확보되는 위치에 형성시키는 바, 블로바이 가스의 이동량을 증가시 켜 자연스럽게 오일 분리가 많이 이루어지도록 하고 있다.

그런데, 종래에는 블로바이 가스 유입구(12)를 하측으로 위치되는 캠축의 캠 바로 위(캠 노우즈 바로 위)의 배플 플레이트(11) 위치에 일반적인 홀 형상으로 형성시켜서 구비하였는 바, 다음과 같은 문제점이 있었다.

엔진 운전 중 캠축은 고속으로 운동한다.

따라서, 캠 노우즈(nose)에 의한 오일의 처닝(churning)이 당연히 발생하게 되고, 이렇게 비산된 오일은 헤드 커버(10) 내부에 있는 오일 분리를 위한 챔버(13)에 다량으로 흡입되면서 챔버(13)에서 오일 분리가 제대로 이루어지지 않아 결국 블로바이 가스의 이동경로를 따라 엔진 외부로 그대로 방출되게 된다.

따라서, 엔진 외부로 방출되는 블로바이 가스에 오일이 다량 함유되어 오일 소모가 많아지게 되고, 또한 공기유입호스측에 오일이 많이 고이게 되어, 스로틀 보디에 오일이 그대로 쌓이면서 결빙되거나 기타 이물질의 결합에 의한 엔진 페일(fail)을 초래할 수 있게 된다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 블로바이 가스 유입구를 배플 플레이트에서도 바로 아래 캠축의 캠과 캠 사이 위치에 형성하고, 블로바이 가스 유입구 주변으로는 하측으로 돌출 형성된 3면의 오일 차단용 벽을 설치하여, 블로바이 가스는 상기 유입구를 통해 배플 플레이트에 의해 형성된 블로바이 가스의 이동통로, 즉 챔버 내부로 유입되도록 하되, 상기와 같은 유입구의 위치 및 형상 변경에 의해 캠축의 처닝(churning)에 의해 비산된 오일은 상기 유입구를 통해 챔버 내부로 들어오지 못하게 함으로써, 결국 일측의 니플을 통해 엔진 외부로 최종 배출되는 블로바이 가스 내의 오일 성분을 크게 줄일 수 있는 효과를 가지는 자동차 엔진의 실린더 헤드 커버 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은, 내부로 배플 플레이트에 의해 구획 형성되어 블로바이 가스가 통과하도록 된 오일 분리용 챔버를 가지며, 상기 배플 플레이트에 형성된 블로바이 가스 유입구와, 블로바이 가스 배출 및 신기 유입을 위한 니플을 가지는 자동차 엔진의 실린더 헤드 커버 구조에 있어서,

상기 배플 플레이트 아래 캠축의 처닝(churning)에 의해 비산된 오일이 상기 블로바이 가스 유입구를 통해 챔버 내부로 유입되지 않도록, 상기 블로바이 가스 유입구가 하측 캠과 캠 사이 바로 위의 배플 플레이트 위치에 형성되고, 상기 블로바이 가스 유입구 주변으로는 하측으로 돌출 형성된 오일 차단용 벽이 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 블로바이 가스 유입구는,

상기 오일 차단용 벽에 의해 측방 형성된 구조로 되어 있으며, 상기 벽 중의 하부 경사벽에 의해 하방으로 차단된 구조로 되어 있는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 자동차 엔진의 실린더 헤드 커버 구조에 관한 것으로서, 캠축의 처닝(churning)에 의하여 비산된 엔진 오일이 헤드 커버의 오일 분리용 챔버 내부로 들어오지 못하도록 블로바이 가스 유입구의 형상과 위치를 적절히 변경하여, 챔버 내로 유입되는 블로바이 가스 중 오일 성분을 크게 감소시킨 것에 주안점이 있는 것이다.

이러한 본 발명의 헤드 커버 구조를 다음의 도면을 참조하여 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부한 도 3은 본 발명에 따른 실린더 헤드 커버 구조를 나타내는 저면사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 실린더 헤드 커버의 설치상태도로서, 도 4는 본 발명의 실린더 헤드 커버 구조에서 블로바이 가스 유입구의 위치를 보여주고 있다.

먼저, 헤드 커버(10)는 커버 형상으로 구비되어 실린더 블록과 조립된 상태에서는 캠축(1) 바로 위를 덮도록 설치되며, 일단부에는 PCV 니플(14)과 브리더 니플(15)이 설치되어 있다.

상기 PCV 니플(14)은 종래 구조에서와 마찬가지로 블로바이 가스가 이동하는 PCV 호스(도 1a에서 도면부호 16임)의 일단이 연결되는 출구부분으로, 이 PCV 호스는 흡기 매니폴드로 연결된다.

또한, 상기 브리더 니플(15)은 블로바이 가스 또는 신기가 이동하는 브리더 호스(도 1a에서 도면부호 17임)가 연결되는 출구부분으로, 이 브리더 호스는 공기 흡입호스로 연결된다.

한편, 상기 헤드 커버(10) 내부로는 오일 분리용 챔버(13)를 구획 형성하는 배플 플레이트(11)가 고정 설치되며, 이 배플 플레이트(11)가 구획하는 상기 챔버(13) 내로는 블로바이 가스 유입구(12)를 통해 들어온 블로바이 가스가 이동하도록 되어 있다.

물론, 블로바이 가스 유입구(12)를 통해 들어온 블로바이 가스는 챔버(13)를 따라 이동하면서 오일이 분리되고, 이와 같이 오일이 분리된 블로바이 가스는 PCV 니플(14) 및 브리더 니플(15)을 통해 엔진 외부로 배출된다.

또한, 상기 블로바이 가스 유입구는 상기 두 니플(14,15)이 설치된 단부의 반대편 단부쪽으로 위치되어 형성되는 바, 이는 니플(14,15)과는 최대한 거리를 확보하여 블로바이 가스의 이동량을 증가시킴으로써 자연스럽게 오일 분리가 많이 이루어지도록 하기 위한 것이다.

본 발명의 헤드 커버(10) 구조에서는, 캠축(1)의 처닝(churning)에 의하여 비산된 오일이 헤드 커버의 오일 분리용 챔버(13) 내부로 들어오지 못하도록 하기 위하여, 블로바이 가스 유입구를 종래 캠 노우즈 바로 위 배플 플레이트 위치에 설치하지 않고 캠(1a)과 캠 사이의 배플 플레이트 위치에 설치한다.

이와 같이 블로바이 가스 유입구(12)를 캠(1a)과 캠 사이에 위치시킴으로써, 캠(캠 노우즈)(1a)의 오일 처닝(churning)에 의해 비산되는 오일의 유입을 방지할 수 있다.

그리고, 본 발명의 헤드 커버(1)에서는, 블로바이 가스 유입구(12)가 단순 홀 형상으로 된 종래와는 달리, 블로바이 가스 유입구(12) 주변으로 하측으로 돌출 형성된 3면의 오일 차단용 벽(12a~12c)이 설치되어, 이 벽(12a~12c)이 캠(캠 노우즈)(1a)의 오일 처닝(churning)에 의해 비산된 오일의 유입을 차단하도록 되어 있다.

도시한 바와 같이, 블로바이 가스 유입구(12)는 상기 벽(12a~12c)에 의해 측방 형성된 구조로 되어 있으며, 3면 벽 중의 하부 경사벽(12b)에 의해 하방으로 차단된 구조로 되어 있다.

결국, 3면에 벽(12a~12c)이 형성된 블로바이 가스 유입구(12)로 블로바이 가스가 유입된 후 이 블로바이 가스가 챔버(13) 내부를 통해 니플(14,15)쪽으로 이동하면서 오일이 분리되는데, 이 분리된 오일은 엔진 내부로 리턴되고, 오일이 분리된 블로바이 가스는 니플(14,15)을 통해 각 호스로 유입되어 배출된다.

단, 본 발명의 헤더 커버(10)에서는, 블로바이 가스는 상기 블로바이 가스 유입구(12)를 통해 챔버(13) 내부로 유입되지만, 상기 유입구(12)의 위치 및 형상의 최적화에 의해 하측의 캠(캠 노우즈)(1a)에 의해 비산된 오일은 상기 유입구로 유입되지 않게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 자동차 엔진의 실린더 헤드 커버 구조에 의하면, 블로바이 가스 유입구를 배플 플레이트에서도 바로 아래 캠축의 캠과 캠 사이 위치에 형성하고, 블로바이 가스 유입구 주변으로는 하측으로 돌출 형성된 3면의 오일 차단용 벽을 설치하여, 블로바이 가스는 상기 유입구를 통해 배플 플레이트에 의해 형성된 블로바이 가스의 이동통로, 즉 챔버 내부로 유입되도록 하되, 상기와 같은 유입구의 위치 및 형상 변경에 의해 캠축의 처닝(churning)에 의해 비산된 오일은 상기 유입구를 통해 챔버 내부로 들어오지 못하게 함으로써, 결국 일측의 니플을 통해 엔진 외부로 최종 배출되는 블로바이 가스 내의 오일 성분을 크게 줄일 수 있는 효과가 있게 된다.

궁국적으로는 헤드 커버의 벤틸레이션 개선으로 오일의 과다 소모를 방지할 수 있고, 공기유입호스와 스로틀 보디에 오일이 퇴적되어 발생하는 결빙 문제 및 엔진 페일을 방지할 수 있게 된다.

Claims

내부로 배플 플레이트에 의해 구획 형성되어 블로바이 가스가 통과하도록 된 오일 분리용 챔버를 가지며, 상기 배플 플레이트에 형성된 블로바이 가스 유입구와, 블로바이 가스 배출 및 신기 유입을 위한 니플을 가지는 자동차 엔진의 실린더 헤드 커버 구조에 있어서,

상기 배플 플레이트 아래 캠축의 처닝(churning)에 의해 비산된 오일이 상기 블로바이 가스 유입구를 통해 챔버 내부로 유입되지 않도록, 상기 블로바이 가스 유입구가 하측 캠과 캠 사이 바로 위의 배플 플레이트 위치에 형성되고, 상기 블로바이 가스 유입구 주변으로는 하측으로 돌출 형성된 오일 차단용 벽이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차 엔진의 실린더 헤드 커버 구조.
청구항 1에 있어서,

상기 블로바이 가스 유입구는,

상기 오일 차단용 벽에 의해 측방 형성된 구조로 되어 있으며, 상기 벽 중의 하부 경사벽에 의해 하방으로 차단된 구조로 되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차 엔진의 실린더 헤드 커버 구조.