KR20100064771A - 결빙 방지 구조를 갖는 피씨브이 밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 피씨브이 밸브는, 내부에 블로바이 가스 유로가 형성되는 파이프와 바디; 상기 바디 내부에 장착되어 이동 방향에 따라 상기 바디 내부의 블로바이 가스 유로를 개폐시키는 오리피스 밸브; 상기 오리피스 밸브가 상기 바디 내부의 블로바이 가스 유로를 개방시킨 상태로 유지되도록, 상기 오리피스 밸브에 상호 반대방향으로 탄성력을 인가하는 리턴스프링 및 위치제어 스프링;을 포함하여 구성된다.

본 발명에 의한 피씨브이 밸브는, 혹한지에서 장기 주차를 하는 경우에도 오리피스 밸브와 바디 사이에 결빙 현상이 발생되지 아니하므로 엔진 내압 상승에 따라 발생되는 여러 가지 문제를 방지할 수 있다는 장점이 있다. 또한 본 발명에 의한 피씨브이 밸브를 이용하면, 피씨브이 밸브의 조립위치를 설계하는 과정에 있어 피씨브이 밸브의 결빙을 고려할 필요가 없으므로, 설계원가가 절감된다는 장점이 있다.

피씨브이 밸브, 블로바이 가스, 결빙, 스프링

Description

결빙 방지 구조를 갖는 피씨브이 밸브{Anti-freeze positive crank case ventilation valve}

본 발명은 연소실에서 발생되어 크랭크 케이스를 통해 배출되는 블로바이 가스를 흡기 매니폴드 측으로 방출하기 위한 피씨브이 밸브에 관한 것으로, 더 상세하게는 기온이 낮은 장소에서도 결빙이 발생되지 아니하도록 구성되는 피씨브이 밸브에 관한 것이다.

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 블로바이가스로 나눌 수 있다.

여기서, 블로바이가스(blow-by gas)는 압축행정과 팽창행정 동안 실린더와 피스톤의 간극을 통하여 연소실로부터 크랭크 케이스로 빠져나온 가스를 말하며, 연소실로부터 크랭크 케이스로 빠져나온 뒤 실린더 블록 및 실린더 헤드의 배출통로와 헤드커버를 차례로 통과한다.

한편, 블로바이가스는 엔진 내부 압력을 상승시켜 엔진 실링(sealing)에 악영향을 미치게 되므로, 압력 조절을 위해서는 블로바이가스를 엔진 외부로 방출하여 엔진 내부의 압력 상승을 방지하여야 하는데, 이러한 역할을 하는 것이 피씨브이 밸브(Positive Crank case Ventilation valve)이다.

이하 첩부된 도면을 참조하여 종래의 피씨브이 밸브에 관하여 상세히 설명한다.

도 1은 종래의 피씨브이 밸브 단면도이고, 도 2는 종래의 피씨브이 밸브의 동작을 도시하는 단면도이다.

종래의 피씨브이 밸브는 도 1에 도시한 바와 같이 일측이 흡기 매니폴드와 연결되는 파이프(100)와, 일측이 상기 파이프(100)에 연결되고 타측이 크랭크 케이스에 연결되며 블로바이 가스가 유입되는 측에 단턱(210)이 형성되는 바디(200)와, 상기 단턱(210)에 밀착 및 이격됨으로써 파이프(100)와 바디(200) 내부에 형성된 블로바이 가스 유로를 개폐하는 오리피스 밸브(300)와, 상기 오리피스 밸브(300)가 상기 단턱(210)에 밀착되는 방향으로 상기 밸브(300)에 탄성력을 인가하는 리턴스프링(400)을 포함하여 구성된다. 이때, 상기 오리피스 밸브(300)는 크랭크 케이스 측 외주면에 플랜지부(310)가 형성되고, 상기 플랜지부(310)가 단턱(210)에 밀착 또는 이격됨으로써 바디(200) 내부의 블로바이 가스 유로를 개폐시키게 된다.

따라서 크랭크 케이스로부터 블로바이 가스가 유입되지 아니하면 상기 오리피스 밸브(300)는 상기 리턴스프링(400)의 탄성력에 의해 바디(200)의 입구측에 형 성된 단턱에(210) 밀착됨으로써 블로바이 가스 유로를 폐쇄시키고, 크랭크 케이스로부터 블로바이 가스가 고압으로 유입되면 오리피스 밸브(300)는 상기 블로바이 가스에 의해 밀려 도 2에 도시된 바와 같이 바디(200) 내부의 블로바이 가스 유로를 개방시키게 된다.

그러나 상기와 같이 구성되는 종래의 피씨브이 밸브는 엔진이 정지되거나 크랭크 케이스로부터 유입되는 블로바이 가스의 양이 적은 경우 오리피스 밸브(300)의 플랜지부(310)가 항상 단턱(210)에 밀착된 상태를 유지하므로, 기온이 매우 낮은 경우 블로바이 가스에 포함되어 있던 수분이 응축되어 상기 플랜지부(310)와 단턱(210) 사이로 스며든 후 결빙되는 현상이 발생될 수 있다. 특히 혹한지에서 장기 주차를 하는 경우에는 이와 같은 결빙 현상이 매우 빈번하게 발생된다.

상기와 같은 플랜지부(310)와 단턱(210) 사이에 결빙현상이 발생되면, 크랭크 케이스로부터 많은 양의 블로바이 가스가 유입되더라도 바디(200)의 내부유로가 개방되지 아니하므로 엔진 내압이 상승하게 되고, 이에 따라 오일이 누유되거나 헤더커버가 손상되는 등 여러 가지 문제가 발생하게 된다.

또한 종래의 피씨브이 밸브는 상기와 같은 결빙의 우려가 크므로, 피씨브이 밸브의 조립위치를 결빙의 우려가 적은 지점으로 특별히 설계해야 하는바, 설계원가가 상승된다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 기온이 매우 낮은 장소에 장기간 동안 주차되어 있더라도 오리피스 밸브(300)와 바디(200) 사이에 결빙 현상이 발생되지 아니하도록 구성되는 피씨브이 밸브를 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 피씨브이 밸브는,

내부에 블로바이 가스 유로가 형성되는 파이프와 바디;

상기 바디 내부에 장착되어 이동 방향에 따라 상기 바디 내부의 블로바이 가스 유로를 개폐시키는 오리피스 밸브;

상기 오리피스 밸브가 상기 바디 내부의 블로바이 가스 유로를 개방시킨 상태로 유지되도록, 상기 오리피스 밸브에 상호 반대방향으로 탄성력을 인가하는 리턴스프링 및 위치제어 스프링;

을 포함하여 구성된다.

상기 리턴스프링은, 상기 오리피스 밸브가 상기 바디 내부의 블로바이 가스 유로를 폐쇄시키는 방향으로 상기 오리피스 밸브에 탄성력을 인가하고,

상기 위치제어 스프링은, 상기 오리피스 밸브가 상기 바디 내부의 블로바이 가스 유로를 개방시키는 방향으로 상기 오리피스 밸브에 탄성력을 인가한다.

상기 바디는 내부의 블로바이 가스 유로 내주면에 단턱이 형성되고,

상기 오리피스 밸브는 상기 단턱에 안착됨으로써 상기 바디의 블로바이 가스 유로를 폐쇄시키는 플랜지부를 구비한다.

상기 단턱에는 안착홈이 형성되고,

상기 리턴 스프링은 상기 플랜지부의 일면에 탄성력을 가하도록 장착되며,

상기 위치제어 스프링은 상기 플랜지부의 타면과 상기 안착홈 사이에 장착된다.

본 발명에 의한 피씨브이 밸브는, 혹한지에서 장기 주차를 하는 경우에도 오리피스 밸브와 바디 사이에 결빙 현상이 발생되지 아니하므로 엔진 내압 상승에 따라 발생되는 여러 가지 문제를 방지할 수 있다는 장점이 있다.

또한 본 발명에 의한 피씨브이 밸브를 이용하면, 피씨브이 밸브의 조립위치를 설계하는 과정에 있어 피씨브이 밸브의 결빙을 고려할 필요가 없으므로, 설계원가가 절감된다는 장점이 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 피씨브이 밸브의 실시예를 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 의한 피씨브이 밸브의 단면도이고, 도 4는 본 발명에 의한 피씨브이 밸브의 동작을 도시하는 단면도이다.

도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 피씨브이 밸브(300)는, 일측(도 3에서는 좌측)이 흡기 매니폴드와 연결되는 파이프(100)와, 일측(도 3에서는 좌측)이 상기 파이프(100)에 연결되고 타측(도 3에서는 우측)이 흡기 매니폴드에 연결되 는 바디(200)와, 상기 바디(200) 내부에 장착되는 오리피스 밸브(300)와, 상기 오리피스 밸브(300)에 탄성력을 인가하는 리턴스프링(400) 및 위치제어 스프링(500)을 포함하여 구성된다.

상기 파이프(100)와 바디(200) 내부에는 블로바이 가스 유로가 형성되며, 상기 오리피스 밸브(300)는 블로바이 가스 유로의 길이방향으로 이동 가능하도록 장착되되 이동 방향에 따라 상기 바디(200) 내부의 블로바이 가스 유로를 개폐시키도록 구성된다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 오리피스 밸브(300)가 최대한 우측으로 이동되면 바디(200) 내부에 형성된 블로바이 가스 유로의 입구측이 폐쇄되고, 도 3에 도시된 바와 같이 좌측으로 약간 이동되면 바디(200) 내부의 블로바이 가스 유로를 개방시키게 된다.

또한, 상기 리턴스프링(400)은 상기 오리피스 밸브(300)가 상기 바디(200) 내부의 블로바이 가스 유로를 폐쇄시키는 방향(본 실시예에서는 우측방향)으로 상기 오리피스 밸브(300)에 탄성력을 인가하고, 상기 위치제어 스프링(500)은 상기 오리피스 밸브(300)가 상기 바디(200) 내부의 블로바이 가스 유로를 개방시키는 방향(본 실시예에서는 좌측방향)으로 상기 오리피스 밸브(300)에 탄성력을 인가한다. 이때, 상기 오리피스 밸브(300)는 리턴스프링(400)과 위치제어 스프링(500)의 힘의 균형에 의해 도 3에 도시된 바와 같이 바디(200) 내부의 블로바이 가스 유로를 개방시킨 상태로 유지되며, 어느 일측으로 별도의 외력이 인가되는 경우 좌우 방향으로 이동하게 된다.

즉, 본 발명에 의한 피씨브이 밸브(300)는, 별도의 외력이 인가되지 아니하 는 한 오리피스 밸브(300)가 바디(200)와 이격된 상태로 유지되는바, 블로바이 가스에 포함되어 있던 수분이 오리피스 밸브(300)와 바디(200) 사이에서 결빙되는 현상이 발생하지 아니하게 된다. 가사, 도 3에 도시된 상태로 오리피스 밸브(300)가 결빙되어 이동이 불가한 상태가 되더라도 파이프(100)와 바디(200) 내부의 블로바이 가스 유로는 개방된 상태이므로, 블로바이 가스가 배출되지 못함으로써 발생되는 엔진 내부압력 증가 현상이 방지되고, 이에 따라 오일 누유 및 헤더커버 손상이 발생되지 아니하게 된다.

이와 같이 본 발명에 의한 피씨브이 밸브(300)는 블로바이 가스 유로가 막히도록 결빙될 우려가 없으므로, 피씨브이 밸브(300)의 조립위치를 설계하는 과정에 있어 피씨브이 밸브(300)의 결빙을 고려할 필요가 없고, 이에 따라 설계원가가 절감된다는 장점이 있다.

또한, 도 3에 도시된 상태에서 백파이어 발생 등에 의해 파이프(100)의 출구측에 정압이 발생되는 경우, 상기 오리피스 밸브(300)는 우측으로 이동하여 바디(200) 내부의 블로바이 가스 유로를 폐쇄시키는바, 역압에 의한 헤드커버 손상을 방지할 수 있게 된다. 물론, 파이프(100)의 출구측에 발생된 정압이 해제되는 경우, 상기 오리피스 밸브(300)는 위치제어 스프링(500)의 탄성력에 의해 도 3에 도시된 위치로 복귀되어, 바디(200) 내부의 블로바이 가스 유로를 개방시키게 된다.

상기 리턴스프링(400)과 위치제어 스프링(500)은 상기와 같이 파이프(100)의 출구측에 정압이 발생되는 경우처럼 별도의 외력이 발생되지 아니하는 한, 도 3에 도시된 바와 같이 힘의 평형을 이루도록 각종 제원이 설정되며, 오리피스 밸브(300)의 중량 및 여러 가지 조건에 따라 다양하게 변경될 수 있다.

상기 오리피스 밸브(300)의 이동에 따라 바디(200) 내부의 블로바이 가스 유로 개폐가 확실하게 이루어질 수 있도록, 상기 바디(200)는 내부의 블로바이 가스 유로 내주면에 단턱(210)이 형성되고, 상기 오리피스 밸브(300)는 상기 단턱(210)에 안착됨으로써 상기 바디(200)의 블로바이 가스 유로를 폐쇄시키는 플랜지부(310)를 구비한다.

또한 상기 리턴스프링(400)은, 일측(본 실시예에서는 좌측)이 바디(200) 내부의 블로바이 가스 유로의 좌측단에 안착되고, 타측(본 실시예에서는 우측)이 플랜지부(310)의 일면(본 실시예에서는 좌측면)에 안착되어, 상기 플랜지부(310)가 단턱(210)에 안착되는 방향으로 상기 오리피스 밸브(300)에 탄성력을 인가하도록 구성된다. 이와 같이 리턴스프링(400)이 오리피스 밸브(300)의 플랜지부(310)에 탄성력을 가하는 구조는 종래의 피씨브이 밸브(300)에도 실질적으로 동일하게 적용되고 있는바, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

또한, 상기 단턱(210)에는 안착홈(212)이 형성되고, 상기 위치제어 스프링(500)은 상기 플랜지부(310)의 타면(본 실시예에서는 우측면)과 상기 안착홈(212)의 바닥면 사이에 장착되어 상기 플랜지부(310)가 단턱(210)과 이격되는 방향으로 상기 오리피스 밸브(300)에 탄성력을 인가하도록 구성된다. 이때, 도 4에 도시된 바와 같이 오리피스 밸브(300)가 우측으로 이동되었을 때 상기 플랜지 부(310)가 위치제어 스프링(500)에 간섭되지 아니하고 단턱(210)에 밀착될 수 있도록, 상기 위치제어 스프링(500)이 안착되는 안착홈(212)은 충분한 깊이로 형성됨이 바람직하다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.

도 1은 종래의 피씨브이 밸브 단면도이다.

도 2는 종래의 피씨브이 밸브의 동작을 도시하는 단면도이다.

도 3은 본 발명에 의한 피씨브이 밸브의 단면도이다.

도 4는 본 발명에 의한 피씨브이 밸브의 동작을 도시하는 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 파이프 200 : 바디

210 : 단턱 212 : 안착홈

300 : 오리피스 밸브 310 : 플랜지부

400 : 리턴스프링 500 : 위치제어 스프링

Claims (4)

1. 내부에 블로바이 가스 유로가 형성되는 바디;

   상기 바디 내부에 장착되어 이동 방향에 따라 상기 바디 내부의 블로바이 가스 유로를 개폐시키는 오리피스 밸브;

   상기 오리피스 밸브가 상기 바디 내부의 블로바이 가스 유로를 개방시킨 상태로 유지되도록, 상기 오리피스 밸브에 상호 반대방향으로 탄성력을 인가하는 리턴스프링 및 위치제어 스프링;

   을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 피씨브이 밸브.
2. 제1항에 있어서,

   상기 리턴스프링은, 상기 오리피스 밸브가 상기 바디 내부의 블로바이 가스 유로를 폐쇄시키는 방향으로 상기 오리피스 밸브에 탄성력을 인가하고,

   상기 위치제어 스프링은, 상기 오리피스 밸브가 상기 바디 내부의 블로바이 가스 유로를 개방시키는 방향으로 상기 오리피스 밸브에 탄성력을 인가하는 것을 특징으로 하는 피씨브이 밸브.
3. 제1항에 있어서,

   상기 바디는 내부의 블로바이 가스 유로 내주면에 단턱이 형성되고,

   상기 오리피스 밸브는 상기 단턱에 안착됨으로써 상기 바디의 블로바이 가스 유로를 폐쇄시키는 플랜지부를 구비하는 것을 특징으로 하는 피씨브이 밸브.
4. 제3항에 있어서,

   상기 단턱에는 안착홈이 형성되고,

   상기 리턴 스프링은 상기 플랜지부의 일면에 탄성력을 가하도록 장착되며,

   상기 위치제어 스프링은 상기 플랜지부의 타면과 상기 안착홈 사이에 장착되는 것을 특징으로 하는 피씨브이 밸브.

Images