KR20150092096A - Pcv valve and pollution control system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 PCV 밸브 및 연소 엔진을 위한 오염 제어 시스템에 관한 것이다. PCV 밸브는 연소 엔진의 크랭크케이스로부터 블로우-바이 가스를 배출하도록 구성된 유출구 및 유입구를 갖는다. PCV 밸브의 유입구는 엔진 오일 유입구 튜브 상의 엔진 오일 캡 상의 포트와 유체 소통한다. PCV 밸브는 엔진 오일 캡과 일체로 형성되거나 또는 호스에 의해 엔진 오일 캡에 연결될 수 있다. PCV 밸브의 유출구는 엔진의 연소 챔버에 대한 연료/공기 유입구로 배출된 블로우-바이 가스를 안내한다. PCV 밸브와 엔진 오일 캡의 조합은 연소 엔진 상에서 시스템의 설치를 용이하게 한다.The present invention relates to a pollution control system for a PCV valve and a combustion engine. The PCV valve has an inlet and an outlet configured to discharge the blow-by gas from the crankcase of the combustion engine. The inlet of the PCV valve is in fluid communication with the port on the engine oil cap on the engine oil inlet tube. The PCV valve may be integrally formed with the engine oil cap or connected to the engine oil cap by a hose. The outlet of the PCV valve guides the blow-by gas discharged to the fuel / air inlet to the combustion chamber of the engine. The combination of the PCV valve and the engine oil cap facilitates the installation of the system on the combustion engine.
Description
본 발명은 일반적으로 오염을 제어하기 위한 시스템에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 배출물을 줄이고 엔진 성능을 개선하기 위해 PCV 밸브 조립체를 통한 재생을 위한 엔진 연료 부산물을 필터링하는 시스템에 관한 것이다.The present invention generally relates to a system for controlling contamination. In particular, the present invention relates to a system for filtering engine fuel byproducts for regeneration through a PCV valve assembly to reduce emissions and improve engine performance.
표준 내연 엔진의 기본 작동은 연소 프로세스, 실린더의 용량 및 요구되는 용도/기능에 기초하여 약간 변할 수 있다. 예컨대, 종래의 2행정 엔진에서는 오일이 크랭크케이스 내로 진입하기 전에 연료 및 공기와 사전 혼합된다. 오일/연료/공기 혼합물은 흡기 도중 피스톤에 의해 생성된 진공에 의해 크랭크케이스 내로 견인된다. 오일/연료 혼합물은 크랭크케이스 내의 커넥팅 로드 베어링, 크랭크샤프트 및 실린더 벽을 위한 윤활을 제공한다. 표준 가솔린 엔진에서, 연료는 이후에 연소 챔버 내에서 압축되고 점화 플러그에 의해 점화되는데, 이 점화로 연료가 연소된다. 디젤 엔진에서는 점화 플러그가 존재하지 않아서, 디젤 엔진에서의 연소는 연소 챔버 내의 열 및 압축의 결과로서만 발생한다. 이후, 피스톤은 하방으로 눌리고 배기 가스는 피스톤이 배기 포트를 노출시킬 때 실린더를 빠져나갈 수 있게 된다. 피스톤의 이동이 크랭크케이스 내의 잔류 오일/연료를 가압하여 추가의 신규 오일/연료/공기가 실린더 내로 급송될 수 있게 하며, 동시에 잔류 배기를 배기 포트 외부로 밀어낸다. 프로세스가 스스로 반복됨에 따라 모멘텀이 압축 행정으로 피스톤을 복귀 구동시킨다.The basic operation of a standard internal combustion engine may vary slightly based on the combustion process, the capacity of the cylinder and the required use / function. For example, in a conventional two-stroke engine, the oil is premixed with fuel and air before entering the crankcase. The oil / fuel / air mixture is drawn into the crankcase by the vacuum created by the piston during intake. The oil / fuel mixture provides lubrication for the connecting rod bearings, crankshaft and cylinder walls in the crankcase. In a standard gasoline engine, the fuel is then compressed in a combustion chamber and ignited by a spark plug, which ignites the fuel. In a diesel engine, there is no spark plug, so combustion in a diesel engine occurs only as a result of heat and compression in the combustion chamber. Thereafter, the piston is pressed downward and the exhaust gas is allowed to exit the cylinder when the piston exposes the exhaust port. Movement of the piston presses the residual oil / fuel in the crankcase to allow additional new oil / fuel / air to be fed into the cylinder while at the same time pushing residual exhaust out of the exhaust port. As the process repeats itself, the momentum drives the piston back to the compression stroke.
대안적으로, 4행정 엔진에서, 크랭크샤프트 및 커넥팅 로드 베어링의 오일 윤활은 연료/공기 혼합물과 분리된다. 여기서, 크랭크케이스는 공기 및 오일로 주로 충진된다. 그것이 개별 소스로부터 연료 및 공기를 수용 및 혼합하는 흡기 매니폴드이다. 흡기 매니폴드 내의 연료/공기 혼합물은 연소 챔버 내로 견인되는데, 이 연소 챔버 내에서 연료/공기 혼합물은 (표준 가솔린 엔진의 경우) 점화 플러그에 의해 점화되고 연소된다. 디젤 엔진에서, 연료/공기 혼합물은 연소 챔버 내의 열 및 압력에 의해 점화된다. 연소 챔버는 피스톤 실린더 내에서 피스톤의 외부 직경 주위에 배치되는 피스톤 링의 세트에 의해 크랭크케이스로부터 대체로 밀봉된다. 이로 인해, 2행정 엔진에서와 같이 연소 행정의 일부로서 오일이 연소되게 하는 것이 아니라 오일은 크랭크케이스 내에서 유지된다. 불행하게도, 피스톤 링은 피스톤 실린더를 완전히 밀봉할 수 없다. 그 결과, 실린더를 윤활하도록 의도된 크랭크케이스 오일은 대신에 연소 프로세스 도중 연소 챔버로 견인되어 연소된다. 또한, 실린더 내의 불연소 연료를 포함하는 연소 폐기 가스 및 배기 가스는 동시에 피스톤 링을 통과하여 크랭크케이스에 진입한다. 크랭크케이스에 진입하는 폐기 가스는 "블로우-바이" 또는 "블로우-바이 가스"로 통상 지칭된다.Alternatively, in a four stroke engine, the oil lubrication of the crankshaft and the connecting rod bearings is separated from the fuel / air mixture. Here, the crankcase is mainly filled with air and oil. It is an intake manifold that receives and mixes fuel and air from separate sources. The fuel / air mixture in the intake manifold is drawn into a combustion chamber in which the fuel / air mixture is ignited and burned (in the case of a standard gasoline engine) by an ignition plug. In a diesel engine, the fuel / air mixture is ignited by heat and pressure within the combustion chamber. The combustion chamber is generally sealed from the crankcase by a set of piston rings disposed about the outer diameter of the piston in the piston cylinder. As a result, the oil is held in the crankcase, rather than causing the oil to burn as part of the combustion stroke, as in a two-stroke engine. Unfortunately, the piston ring can not completely seal the piston cylinder. As a result, the crankcase oil intended to lubricate the cylinder is instead pulled and burned into the combustion chamber during the combustion process. Further, the combustion waste gas and the exhaust gas containing the unburned fuel in the cylinder simultaneously pass through the piston ring and enter the crankcase. The waste gas entering the crankcase is commonly referred to as "blow-by" or "blow-by gas".
블로우-바이 가스는 주로 탄화수소(불연소 연료), 이산화탄소 또는 수증기와 같은 오염물로 구성되는데, 이들 모두는 엔진 크랭크케이스에 유해하다. 크랭크케이스 내의 블로우-바이 가스의 양은 흡기 매니폴드 내의 탄화수소의 농도의 수 배일 수 있다. 이러한 가스를 대기로 단순히 배출하는 것은 공기 오염을 증가시킨다. 하지만, 크랭크케이스 내의 블로우-바이 가스를 포획하는 것은 오염물을 공기로부터 응축시켜서 시간이 경과함에 따라 크랭크케이스 내에 축적되게 할 수 있다. 응축된 오염물은 크랭크케이스 내부에 부식성 산 및 슬러지를 형성하며, 이는 윤활 오일을 희석한다. 이는 실린더와 크랭크샤프트를 윤활하는 오일의 성능을 감소시킨다. 크랭크케이스 구성 요소(크랭크샤프트 및 커넥팅 로드)를 적절하게 윤활하지 못하는 저하된 오일은 나쁜 엔진 성능의 요인이 될 수 있다. 부족한 크랭크케이스 윤활은 불필요한 피스톤 링의 마모에 기여하고, 이는 동시에 연소 챔버와 크랭크케이스 사이의 시일의 품질을 감소시킨다. 엔진이 오래됨에 따라, 피스톤 링과 실린더 벽 사이의 간극이 증가되어 크랭크케이스에 진입하는 블로우-바이 가스의 양이 많아지게 된다. 너무 많은 블로우-바이 가스가 크랭크케이스에 진입하면, 파워의 손실을 유발할 수 있으며 엔진의 손상까지도 유발할 수 있다. 또한, 블로우-바이 가스 내의 응축된 물은 엔진 부품에 부식을 유발할 수 있다.Blow-by gas consists mainly of contaminants such as hydrocarbons (unburned fuel), carbon dioxide or water vapor, all of which are harmful to the engine crankcase. The amount of blow-by gas in the crankcase may be a multiple of the concentration of hydrocarbons in the intake manifold. Simply discharging these gases into the atmosphere increases air pollution. However, capturing the blow-by gas in the crankcase can condense contaminants from the air and accumulate over time in the crankcase. Condensed contaminants form caustic acid and sludge inside the crankcase, which dilutes the lubricating oil. This reduces the performance of the oil lubricating the cylinder and the crankshaft. Degraded oil that fails to adequately lubricate the crankcase components (crankshaft and connecting rod) can be a factor in poor engine performance. Inadequate crankcase lubrication contributes to wear of the unnecessary piston rings, which simultaneously reduces the quality of the seal between the combustion chamber and the crankcase. As the engine ages, the gap between the piston ring and the cylinder wall increases and the amount of blow-by gas entering the crankcase increases. If too much blow-by gas enters the crankcase, it can cause loss of power and even damage the engine. In addition, condensed water in the blow-by gas can cause corrosion of engine components.
이러한 문제는 디젤 엔진에서 특히 문제가 된다. 디젤 엔진은 가솔린보다 유질(oily)이며 무거운 디젤 연료를 연소시킨다. 디젤 연료가 연소할 때, 디젤 연료는 발암물질, 미립자 물질(그을음) 및 NOx(질소 오염물)을 생성한다. 이것이 대부분의 디젤 엔진이 배기 파이프로부터 검은 스모그를 내뿜는 대형 리그(rig) 트럭의 이미지와 연관되는 이유이다. 유사하게, 디젤 엔진의 크랭크케이스 내에서 생성된 블로우-바이 가스는 가솔린 블로우-바이 가스보다 더욱 유질이며 무겁다. 따라서, 디젤 엔진을 위한 크랭크케이스 배기 시스템은 크랭크케이스 내에서 블로우-바이 가스의 존재를 제거하도록 개발되었다. 일반적으로, 크랭크케이스 배출 시스템은 블로우-바이 가스를 재연소되도록 능동적 크랭크케이스 배출(positive crankcase ventilation)(PCV) 밸브로부터 흡기 매니폴드 내로 방출한다. 디젤 엔진에서, 디젤 블로우-바이 가스는 가솔린 엔진에서보다 더욱 무겁고 유질이다. 따라서, 디젤 블로우-바이 가스는 흡기 매니폴드를 통해 재생되기 전에 반드시 여과되어야 한다.This problem is particularly problematic in diesel engines. Diesel engines are more oily than gasoline and burn heavy diesel fuel. When diesel fuel burns, diesel fuel generates carcinogens, particulate matter (soot) and NOx (nitrogen contaminants). This is why most diesel engines are associated with images of large rig trucks that emit black smoke from exhaust pipes. Similarly, the blow-by gas produced in the crankcase of a diesel engine is more oily and heavier than gasoline blow-by gas. Thus, a crankcase exhaust system for diesel engines has been developed to eliminate the presence of blow-by gas in the crankcase. Generally, the crankcase venting system discharges the blow-by gas from the positive crankcase ventilation (PCV) valve into the intake manifold to re-burn. In diesel engines, diesel blow-by gas is heavier and more oil than gasoline engines. Therefore, the diesel blow-by gas must be filtered before being regenerated through the intake manifold.
PCV 밸브는 블로우-바이 가스가 연소 도중 공기/연료의 신규 공급과 함께 다시 연소되도록 크랭크케이스로부터 흡기 매니폴드 내로 블로우-바이 가스를 재순환(즉, 배출)한다. 이는 유해한 블로우-바이 가스가 대기로 단순히 배출되지 않기 때문에 특히 바람직하다. 크랭크케이스 배출 시스템은 또한 크랭크케이스를 가능한 깨끗하게 유지하기 위해 크랭크케이스 내의 블로우-바이 가스를 제한하거나 또는 이상적으로는 제거하도록 설계되어야 한다. 초기 PCV 밸브는 단순히 일방향 체크 밸브로 구성되었다. 이러한, PCV 밸브는 올바르게 기능하기 위해 크랭크케이스와 흡기 매니폴드 사이의 압력 차에만 의존한다. 피스톤이 흡기 도중 하향 이동할 때, 흡기 매니폴드 내의 공기 압력은 주변 대기압보다 낮아지게 된다. 이 결과는 통상적으로 "엔진 진공"으로 지칭된다. 엔진 진공은 흡기 매니폴드를 향해 공기를 견인한다. 따라서, 공기는 크랭크케이스로부터 그리고 크랭크케이스와 흡기 매니폴드 사이에 도관을 제공하는 PCV 밸브를 통해 흡기 매니폴드로 견인될 수 있다. PCV 밸브는 크랭크케이스로부터 다시 흡기 매니폴드 내로 배출하기 위한 블로우-바이 가스를 위한 일방향 경로를 기본적으로 개방한다. 압력 차가 변하는 경우(즉, 흡기 매니폴드 내의 압력이 크랭크케이스 내의 압력보다 상대적으로 높아지는 경우), PCV 밸브는 폐쇄되고 가스가 흡기 매니폴드를 빠져 나와서 크랭크케이스에 진입하는 것을 방지한다. 따라서, PCV 밸브는 "능동적(positive)" 크랭크케이스 배출 시스템이며, 이때 가스는 단지 일방향으로만, 즉 크랭크케이스에서 흡기 매니폴드 내로만 유동하도록 허용된다. 일방향 체크 밸브는 기본적으로 양자택일(all-or-nothing) 밸브이다. 즉, 상기 밸브는 흡기 매니폴드 내의 압력이 크랭크케이스 내의 압력보다 상대적으로 작은 기간에는 완전히 개방된다. 그 대신에, 상기 밸브는 크랭크케이스 내의 압력이 흡기 매니폴드 내의 압력보다 상대적으로 낮을 때 완전히 폐쇄된다. 일방향 체크 밸브계 PCV 밸브는 임의의 주어진 시간에 크랭크케이스 내에 존재하는 블로우-바이 가스의 양의 변화를 감안할 수 없다. 크랭크케이스 내의 블로우-바이 가스의 양은 다양한 운전 조건 하에서 그리고 엔진 제조사 및 모델에 의해 변경된다.The PCV valve recycles (i.e., exhausts) the blow-by gas from the crankcase into the intake manifold so that the blow-by gas is again combusted with fresh air / fuel feed during combustion. This is particularly desirable since harmful blow-by gas is not simply discharged into the atmosphere. The crankcase exhaust system should also be designed to limit or, ideally, eliminate blow-by gas in the crankcase to keep the crankcase as clean as possible. The initial PCV valve was simply configured as a one-way check valve. This PCV valve relies solely on the pressure difference between the crankcase and the intake manifold to function properly. When the piston moves downward during the intake stroke, the air pressure in the intake manifold becomes lower than the ambient atmospheric pressure. This result is commonly referred to as "engine vacuum ". The engine vacuum draws air towards the intake manifold. Thus, air can be drawn to the intake manifold through the PCV valve, which provides a conduit from the crankcase and between the crankcase and the intake manifold. The PCV valve basically opens a one-way path for blow-by gas to vent from the crankcase back into the intake manifold. When the pressure difference changes (i.e., the pressure in the intake manifold is relatively higher than the pressure in the crankcase), the PCV valve closes and prevents gas from exiting the intake manifold and entering the crankcase. Thus, the PCV valve is a " positive "crankcase venting system, wherein the gas is allowed to flow only in one direction, i.e., into the intake manifold in the crankcase. One-way check valves are essentially all-or-nothing valves. That is, the valve is fully opened in a period in which the pressure in the intake manifold is relatively smaller than the pressure in the crankcase. Instead, the valve is fully closed when the pressure in the crankcase is relatively lower than the pressure in the intake manifold. A one-way check valve-based PCV valve can not account for changes in the amount of blow-by gas present in the crankcase at any given time. The amount of blow-by gas in the crankcase is varied under various operating conditions and by the engine manufacturer and model.
PCV 밸브는 기본적인 일방향 체크 밸브에 비해 개선되었으며 크랭크케이스로부터 흡기 매니폴드 내로 배출되는 블로우-바이 가스의 양을 더욱 양호하게 조절할 수 있다. 일 PCV 밸브 설계는 블로우-바이 가스가 크랭크케이스로부터 흡기 매니폴드로 유동할 때 통과하는 배출구에 대해 원뿔 또는 원반과 같은 내부 제한기를 위치시키는데 스프링을 사용한다. 내부 제한기는 스프링 인장에 대한 엔진 진공의 수준에 비례한 거리에서 배출구 부근에 위치된다. 스프링의 목적은 크랭크케이스와 흡기 매니폴드 사이의 진공 압력 변화에 반응하는 것이다. 이 설계는 양자 택일 일방향 체크 밸브를 개선하도록 의도되었다. 예컨대, 공전 시 엔진 진공은 높다. 스프링-편의식 제한기는 엔진이 상대적으로 작은 양의 블로우-바이 가스를 생성하는 경우에도 큰 압력 차를 고려하여 대량의 블로우-바이 가스를 배출하도록 설정된다. 스프링은 공기가 크랭크케이스로부터 흡기 매니폴드로 실질적으로 유동할 수 있게 하기 위해 내부 제한기를 위치 설정한다. 가속 도중, 엔진 진공은 엔진 부하의 증가로 인해 감소된다. 그 결과, 엔진이 더 많은 블로우-바이 가스를 생산하지만 스프링은 크랭크케이스로부터 흡기 매니폴드로의 공기 유동을 감소시키기 위해 내부 제한기를 아래로 원상 복귀시킬 수 있다. 이후, 진공 압력은 차량이 일정한 크루즈 속도를 향해 이동할 때 가속이 감소됨에 따라(즉, 엔진 부하가 감소됨에 따라) 증가한다. 다시, 스프링은 크랭크케이스로부터 흡기 매니폴드로의 공기의 유동을 실질적으로 허용하는 위치로 내부 제한기를 배출구로부터 멀어지게 다시 견인한다. 이 상황에서, 크랭크케이스로부터 흡기 매니폴드로의 공기 유동이 압력 차에 기초하여 증가하는 것이 바람직한데, 이는 엔진이 더 높은 엔진 RPM으로 인해 크루즈 속도에서 더 많은 블로우-바이 가스를 생성하기 때문이다. 따라서, 엔진 진공 및 스프링-편의식 제한기에만 의존하는 이러한 개선된 PCV 밸브는 특히 차량이 일정하게 속도를 변경하는 상황(즉, 시내 주행 또는 정지출발을 반복하는 고속도로 교통 상황)에서 크랭크케이스로부터 흡기 매니폴드로의 블로우-바이 가스의 배출을 최적하지 않는다.The PCV valve is improved over the basic one-way check valve and can better control the amount of blow-by gas discharged from the crankcase into the intake manifold. One PCV valve design uses a spring to position an internal limiter, such as a cone or disc, against the outlet through which blow-by gas flows from the crankcase to the intake manifold. The inner restrictor is located near the outlet at a distance proportional to the level of engine vacuum for the spring tension. The purpose of the spring is to respond to changes in vacuum pressure between the crankcase and the intake manifold. This design is intended to improve alternative one-way check valves. For example, the engine vacuum during idling is high. The spring-biasing limiter is set to discharge a large amount of blow-by gas in consideration of the large pressure difference even when the engine produces a relatively small amount of blow-by gas. The spring positions the inner limiter to allow air to substantially flow from the crankcase to the intake manifold. During acceleration, the engine vacuum is reduced due to an increase in engine load. As a result, the engine produces more blow-by gas, but the spring may return the internal limiter downward to reduce airflow from the crankcase to the intake manifold. Thereafter, the vacuum pressure increases as the acceleration decreases (i.e., as the engine load decreases) as the vehicle moves toward a constant cruising speed. Again, the spring retracts the inner limiter away from the outlet to a position that substantially allows the flow of air from the crankcase to the intake manifold. In this situation, it is desirable that the air flow from the crankcase to the intake manifold increases based on the pressure difference, because the engine produces more blow-by gas at the cruise speed due to the higher engine RPM. Thus, this improved PCV valve, which relies solely on engine vacuum and spring-on-limster limiters, is particularly advantageous in that the intake from the crankcase from the crankcase in situations where the vehicle is constantly changing speed (i.e., It is not optimal to discharge the blow-by gas to the manifold.
크랭크케이스 배출의 하나의 중요 양태는 엔진 진공이 엔진 속도가 아닌 엔진 부하의 함수로 변경되며, 블로우-바이 가스의 양이 부분적으로는 엔진 부하가 아닌 엔진 속도의 함수로서 변경된다는 것이다. 예컨대, 엔진 진공은 엔진 속도가 비교적 일정하게 유지될 때(즉, 공전 또는 일정 속력으로 주행일 때) 더 높다. 따라서, 엔진이 공전(대략 900 분당 회전수(rpm))할 때의 엔진 진공의 양은 엔진이 고속도로에서 정속으로 크루즈 주행할 때(예컨대, 2500 내지 2800 rpm)의 진공의 양과 본질적으로 동일하다. 블로우-바이 가스가 생성되는 비율은 900 rpm에서 보다 2500 rpm에서 훨씬 더 높다. 하지만, 스프링-편의식 PCV 밸브는 2500 rpm과 900 rpm 사이의 블로우-바이 가스 생성의 차이를 감안할 수 없는데, 이는 스프링-편의 PCV 밸브가 이러한 상이한 엔진 속도에서 크랭크케이스와 흡기 매니폴드 사이의 유사한 압력차를 경험하기 때문이다. 스프링은 공기 압력의 변화에만 반응하는데, 이는 엔진 속도가 아니라 엔진 부하의 함수이다. 엔진 부하는 예컨대, 가속할 때 또는 언덕을 오를 때 통상적으로 증가한다. 차량이 가속할 때, 블로우-바이 가스 생성이 증가하지만, 엔진 진공은 증가된 엔진 부하에 기인하여 감소된다. 따라서, 스프링-편의식 PCV 밸브는 가속 도중 크랭크케이스로부터 부적절한 양의 블로우-바이 가스를 배출할 수 있다. 이러한 스프링-편의 PCV 밸브 시스템은 스프링이 엔진 진공에만 반응하기 때문에 블로우-바이 가스 생성에 기초하여 블로우-바이 가스를 배출할 수 없다.One important aspect of crankcase venting is that the engine vacuum is changed to a function of the engine load, not engine speed, and the amount of blow-by gas is changed, in part, as a function of engine speed, not engine load. For example, the engine vacuum is higher when the engine speed is kept relatively constant (i.e., when idling or traveling at a constant speed). Thus, the amount of engine vacuum when the engine revolves (approximately 900 rpm) is essentially the same as the amount of vacuum when the engine cruises at constant speed on the highway (e.g., 2500-2800 rpm). The rate at which blow-by gas is generated is much higher at 2500 rpm than at 900 rpm. However, the spring-biased PCV valve can not account for the difference in blow-by gas production between 2500 rpm and 900 rpm, because the spring-biased PCV valve is able to achieve similar pressure between the crankcase and intake manifold at such different engine speeds It is because it experiences the car. The spring only responds to changes in air pressure, which is a function of engine load, not engine speed. The engine load typically increases, for example, when accelerating or climbing hills. When the vehicle accelerates, the blow-by gas generation is increased, but the engine vacuum is reduced due to the increased engine load. Thus, the spring-biased PCV valve can discharge an inappropriate amount of blow-by gas from the crankcase during acceleration. This spring-biased PCV valve system can not discharge blow-by gas on the basis of blow-by gas generation because the spring only responds to engine vacuum.
그 내용이 참조로서 본원에 포함된 Collins에게 허여된 미국 특허 번호 5,228,424는 크랭크케이스로부터 흡기 매니폴드로 블로우-바이 가스의 배출을 조절하는 2단계 스프링-편의식 PCV 밸브의 일 예에 관한 것이다. 구체적으로, Collins의 특허는 크랭크케이스와 흡기 매니폴드 사이의 공기 유동을 조절하기 위해 내부에 2개의 원반을 갖는 PCV 밸브를 개시한다. 제1 원반은 내부에 개구 세트를 가지며 배출구와 제2 원반 사이에 배치된다. 제2 원반은 제1 원반 내의 개구를 덮는 크기를 갖는다. 진공이 거의 존재하지 않거나 존재하지 않을 때, 제2 원반은 제1 원반에 대해 유지되며, 그로 인해 두 원반은 배출구에 대해 유지된다. 새로운 결과는 PCV 밸브를 통해 공기 유동이 거의 허용되지 않는다는 것이다. 증가된 엔진 진공은 상기 원반들을 스프링에 대해 그리고 배출구로부터 멀리 가압하여, 더 많은 블로우-바이 가스가 크랭크케이스로부터 PCV 밸브를 통해 그리고 다시 흡기 매니폴드 내로 유동할 수 있게 한다. 엔진 진공이 거의 존재하지 않게 되면, 적어도 제2 원반이 제1 원반으로부터 탈착되어, 소량의 블로우-바이 가스가 크랭크케이스로부터 제1 원반 내의 상기 개구를 통해 배출된다. 제1 원반은 통상적으로 스로틀 위치가 엔진이 일정한 저속(예컨대, 공전)에서 작동하는 것을 나타낼 때면 언제나 배출구를 실질적으로 덮는다. 차량 가속 시에, 제1 원반은 배출구로부터 멀리 이동할 수 있어, 블로우-바이 가스가 크랭크케이스를 빠져나가는 비율을 증가시킨다. 또한, 제1 원반은 스로틀 위치가 엔진이 가속 중이거나 일정하지만 더 높은 속도로 작동 중이라는 것을 나타낼 때 배출구로부터 탈착될 수 있다. 제1 원반의 위치 설정은 대체로 스로틀 위치를 기초로 하며, 제2 원반의 위치 설정은 대체로 흡기 매니폴드와 크랭크케이스 사이의 진공 압력을 기초로 한다. 하지만, 블로우-바이 가스 생성은 진공 압력, 스로틀 위치 또는 그 조합만을 기초로 하지 않는다. 대신에, 블로우-바이 가스 생성은 엔진 부하를 포함하는 복수의 상이한 인자를 기초로 한다. 따라서, Collin의 PCV 밸브 역시 엔진 부하가 유사한 스로틀 위치에서 변경될 때 크랭크케이스로부터 흡기 매니폴드로 블로우-바이 가스를 부적절하게 배출한다.U.S. Patent No. 5,228,424 to Collins, the contents of which is incorporated herein by reference, relates to an example of a two-stage spring-biased PCV valve that regulates blow-by gas discharge from a crankcase to an intake manifold. Specifically, the Collins patent discloses a PCV valve having two discs inside to regulate the air flow between the crankcase and the intake manifold. The first disc has a set of openings therein and is disposed between the outlet and the second disc. The second disc has a size covering the opening in the first disc. When there is little or no vacuum, the second disc is held against the first disc so that the two discs are held against the discharge opening. The new result is that airflow through the PCV valve is virtually unacceptable. The increased engine vacuum presses the discs against the spring and away from the outlet, allowing more blow-by gas to flow from the crankcase through the PCV valve and back into the intake manifold. At least when the engine vacuum is not present, at least the second disc is detached from the first disc and a small amount of blow-by gas is discharged through the opening in the first disc from the crankcase. The first disc typically covers the outlet substantially whenever the throttle position indicates that the engine is operating at a constant low speed (e.g., idle). During vehicle acceleration, the first disc can move away from the outlet, increasing the rate at which the blow-by gas exits the crankcase. Also, the first disc can be detached from the outlet when the throttle position indicates that the engine is accelerating or constantly operating at a higher speed. The positioning of the first disc is generally based on the throttle position and the positioning of the second disc is generally based on the vacuum pressure between the intake manifold and the crankcase. However, blow-by gas generation is not based solely on vacuum pressure, throttle position, or combination thereof. Instead, blow-by gas generation is based on a plurality of different factors including engine load. Thus, Collin's PCV valve also improperly discharges blow-by gas from the crankcase to the intake manifold when the engine load changes at similar throttle positions.
PCV 밸브 시스템의 유지 관리는 중요하며 상대적으로 간단하다. 윤활 오일은 시간이 경과함에 따라 내부에 포획되는 유해한 오염물을 제거하기 위해 주기적으로 교환되어야 한다. 적절한 간격(통상적으로 매 3000 내지 6000 마일)으로 윤활 오일을 교환하지 못하면, PCV 밸브 시스템이 슬러지로 오염되게 된다. 플러그식 PCV 밸브 시스템은 결국 엔진을 손상시킬 것이다. PCV 밸브 시스템은 윤활 오일이 적절한 빈도수로 교환된다는 가정하에서 엔진의 수명 동안 개끗하게 유지되어야 한다.Maintenance of the PCV valve system is important and relatively simple. Lubricating oil must be replaced periodically to remove harmful contaminants trapped inside as time passes. Failure to replace the lubricating oil at appropriate intervals (typically 3000 to 6000 miles) will contaminate the PCV valve system with sludge. A pluggable PCV valve system will eventually damage the engine. The PCV valve system should be kept clean for the life of the engine, assuming that the lubricating oil is replaced at an appropriate frequency.
종래 기술의 오염 제어 시스템은 블로우-바이 가스를 재생하기 위해 블로우-바이 가스를 포함하는 크랭크케이스 또는 유사한 엔진 격실부(engine compartment)에 탭 성형(tapping) 또는 천공(drilling)을 요구하였다. 크랭크케이스 내로의 이러한 탭 성형 또는 천공은 엔진 블록을 손상시키거나 또는 엔진의 완전성에 해가될 수 있는 우려가 있다. 또한, OEM 또는 부품시장 어디에서든 PCV 밸브를 엔진에 설치하는 작업은 제거 및 교체를 위해 기존의 PCV 밸브에 접근하거나 엔진 격실부 내에 새로운 PCV 밸브를 부착하는 것이 어렵기 때문에 복잡하고 시간이 많아 소요되는 프로세스일 수 있다.Prior art pollution control systems have required tapping or drilling in a crankcase or similar engine compartment containing blow-by gas to regenerate blow-by gas. Such tap forming or puncturing into the crankcase may cause damage to the engine block or may impair the integrity of the engine. In addition, the installation of the PCV valve on the OEM or parts market in the engine is complicated and time-consuming because it is difficult to approach a conventional PCV valve for removal and replacement or to attach a new PCV valve in the engine compartment Process.
따라서, 설치에 있어서 더욱 용이하고 더욱 편리하며 비용이 저렴한 오염 제어 시스템 또는 대응하는 PCV 밸브가 요구된다. 본 발명은 이러한 요구를 충족시키며 다른 관련 장점을 제공한다.Thus, there is a need for a contaminant control system or a corresponding PCV valve that is easier, more convenient, and less expensive to install. The present invention meets this need and provides other related advantages.
본 발명은 연소 엔진의 크랭크케이스로부터 블로우-바이 가스를 배출하도록 구성된 PCV 밸브에 관한 것이다. 본 발명의 PCV 밸브 상의 유입구가 엔진 오일 캡 상의 포트와 유체 소통하며, 엔진 오일 캡은 크랭크케이스로의 오일 충진기 튜브에 대한 부착을 위해 구성된다. 본 발명의 PCV 밸브 상의 유출구가 연소 엔진의 연료/공기 유입구와 유체 소통하도록 구성된다. 본 발명의 PCV 밸브는 유입구와 유출구 사이에 2단계 체크 밸브를 포함한다. 체크 밸브의 제1 단계는 제어기에 응답하는 솔레노이드 기구에 의해 개방 및 폐쇄되도록 구성된다. 체크 밸브의 제2 단계는 사전에 결정된 경계값보다 큰 연소 엔진 내의 진공 압력에서만 개방되도록 폐쇄 위치로 편의된다.The present invention relates to a PCV valve configured to discharge blow-by gas from a crankcase of a combustion engine. The inlet on the PCV valve of the present invention is in fluid communication with the port on the engine oil cap and the engine oil cap is configured for attachment to the oil filler tube to the crankcase. The outlet on the PCV valve of the present invention is configured to be in fluid communication with the fuel / air inlet of the combustion engine. The PCV valve of the present invention includes a two-stage check valve between the inlet and the outlet. The first stage of the check valve is configured to be opened and closed by a solenoid mechanism responsive to the controller. The second stage of the check valve is biased to the closed position to open only at vacuum pressures in the combustion engine greater than the predetermined threshold value.
PCV 밸브의 유입구는 호스에 의해 엔진 오일 캡 상의 포트에 유체 유동하도록 연결될 수 있다. 대안적으로, PCV 밸브의 유입구는 엔진 오일 캡 상의 포트와 동일한 넓이를 가질 수 있어서, 엔진 오일 캡의 PCV 밸브와 일체로 형성되며, PCV 밸브의 유입구는 엔진 오일 캡 상의 포트이다. 바람직하게는, 필터 스크린이 엔진 오일 캡 내에서 포트를 덮는다.The inlet of the PCV valve may be connected by a hose to fluid flow to a port on the engine oil cap. Alternatively, the inlet of the PCV valve may have the same area as the port on the engine oil cap, so that it is formed integrally with the PCV valve of the engine oil cap, and the inlet of the PCV valve is the port on the engine oil cap. Preferably, the filter screen covers the port in the engine oil cap.
오염 제어 시스템에서, PCV 밸브는 연소 엔진의 크랭크케이스로부터 블로우-바이 가스를 배출하도록 다시 구성된다. PCV 밸브의 유입구는 블로우-바이 가스가 크랭크케이스의 오일 충전기 튜브를 통해 배출되도록 연소 엔진의 엔진 오일 캡 상의 포트와 유체 소통한다. PCV 밸브의 유출구는 연소 엔진의 연료/공기 유입구와 유체 소통한다. PCV 밸브는 다시 2단계 체크 밸브를 포함하는데, 제1 단계는 제어기에 의해 관리되고, 제2 단계는 제어기가 정상 작동하지 않는 경우 충분한 진공 압력 하에서만 체크 밸브가 개방되도록 OEM 설정(setting)과 양립될 수 있다. 제어기는 연소 엔진의 작동 특성을 감시하기 위해 센서에 커플링된다. 제어기는 연소 엔진으로부터 배출되는 블로우-바이 가스의 유체 유량을 조정 가능하게 증가 또는 감소시키기 위해 엔진 진공 압력을 선택적으로 조절하도록 구성된다.In the contamination control system, the PCV valve is reconfigured to vent blow-by gas from the crankcase of the combustion engine. The inlet of the PCV valve is in fluid communication with the port on the engine oil cap of the combustion engine so that the blow-by gas is discharged through the oil filler tube of the crankcase. The outlet of the PCV valve is in fluid communication with the fuel / air inlet of the combustion engine. The PCV valve again comprises a two-stage check valve, the first stage being controlled by the controller, and the second stage being compatible with OEM settings and so that the check valve is opened only under sufficient vacuum pressure, . The controller is coupled to the sensor for monitoring the operating characteristics of the combustion engine. The controller is configured to selectively regulate the engine vacuum pressure to adjustably increase or decrease the fluid flow rate of the blow-by gas discharged from the combustion engine.
PCV 밸브의 유입구는 엔진 오일 캡 상의 포트와 동일 넓이일 수 있어서, PCV 밸브는 엔진 오일 캡과 일체로 형성되고 PCV 밸브의 유입구는 엔진 오일 캡 상의 포트이다. 필터 스크린은 엔진 오일 캡 내에서 포트 위에 포함될 수 있다.The inlet of the PCV valve may be as wide as the port on the engine oil cap such that the PCV valve is integrally formed with the engine oil cap and the inlet of the PCV valve is the port on the engine oil cap. The filter screen may be contained over the port in the engine oil cap.
PCV 밸브의 유출구는 OEM 오염 제어 시스템 상의 재생 라인과 유체 소통할 수 있는데, OEM 오염 제어 시스템은 크랭크케이스와 직접 통기하며 재생 라인은 연료/공기 유입구 내로 삽입된다. 연료/공기 유입구는 흡기 매니폴드, 연료 라인, 공기 라인 및 신규 공기 흡기부일 수 있다. 연료/공기 유입구는 연소 엔진 상의 과급기 내로 삽입되는 공기 필터를 위한 신규 공기 흡기부일 수 있다.The outlet of the PCV valve can be in fluid communication with the regeneration line on the OEM pollution control system, the OEM pollution control system venting directly to the crankcase and the regeneration line inserted into the fuel / air inlet. The fuel / air inlet may be an intake manifold, a fuel line, an air line, and a fresh air intake. The fuel / air inlet may be a fresh air intake for the air filter inserted into the supercharger on the combustion engine.
상기 시스템은 또한 PCV 밸브로부터 유출구와 유체 소통하는 오일 분리기를 포함할 수 있다. 오일 분리기로부터의 오일 유출구가 연소 엔진의 크랭크케이스와 유체 소통한다. 오일 분리기로부터의 가스 유출구가 연소 엔진의 연료/공기 입구와 유체 소통한다.The system may also include an oil separator in fluid communication with the outlet from the PCV valve. An oil outlet from the oil separator is in fluid communication with the crankcase of the combustion engine. The gas outlet from the oil separator is in fluid communication with the fuel / air inlet of the combustion engine.
연소 엔진은 가솔린, 메탄올, 디젤, 에탄올, 압축 천연 가스, 액체 프로판 가스, 수소 또는 알콜계 연료로 작동할 수 있다.The combustion engine can operate with gasoline, methanol, diesel, ethanol, compressed natural gas, liquid propane gas, hydrogen or alcohol-based fuels.
제어기는 PCV 밸브를 통과하는 유체 유량을 감소시키기 위해 블로우-바이 가스의 감소된 생성 기간 도중 엔진 진공 압력을 감소시킬 수 있으며, PCV 밸브를 통과하는 유체 유량을 증가시키기 위해 블로우-바이 가스의 증가된 생성 기간 도중 엔진 진공 압력을 증가시킬 수 있다. 바람직하게는, 제어기는 사전 프로그램된 소프트웨어 프로그램, 새롭게 업데이트 가능한 소프트웨어 프로그램 또는 행동 학습 소프트웨어(behavior learning software) 프로그램을 포함할 수 있다. 제어기는 또한 무선 송신기 또는 무선 수신기를 포함할 수 있다. 제어기는 엔진 RPM 센서에 결합된 윈도우 스위치를 더 포함할 수 있으며, 엔진 진공 압력은 윈도우 스위치에 의해 사전에 결정된 엔진 RPM 또는 다중 엔진 RPM 설정을 기초로 조정된다.The controller can reduce the engine vacuum pressure during the reduced production period of the blow-by gas to reduce the fluid flow rate through the PCV valve, and to increase the fluid flow rate through the PCV valve, The engine vacuum pressure can be increased during the generation period. Preferably, the controller may comprise a preprogrammed software program, a new updateable software program or a behavior learning software program. The controller may also include a wireless transmitter or a wireless receiver. The controller may further include a window switch coupled to the engine RPM sensor and the engine vacuum pressure is adjusted based on a predetermined engine RPM or multi-engine RPM setting by the window switch.
제어기는 또한 연소 엔진의 활성화 후에 사전에 결정된 지속 기간 동안 블로우-바이 가스의 유체 유동을 방해하기 위해 온 딜레이 타이머를 포함할 수 있다. 온 딜레이 타이머의 사전에 결정된 지속 기간은 시간, 엔진 온도 또는 엔진 RPM의 함수일 수 있다. 센서는 엔진 온도 센서, 점화 플러그 센서, 가속도계 센서, PCV 밸브 센서 또는 배기 센서를 포함한다. 또한, 작동 특성은 엔진 온도, 엔진 실린더의 용량, 실시간 가속 계산 또는 엔진 RPM을 포함한다.The controller may also include an on-delay timer to interrupt the fluid flow of the blow-by gas for a predetermined duration after activation of the combustion engine. The predetermined duration of the on-delay timer may be a function of time, engine temperature or engine RPM. The sensor includes an engine temperature sensor, an ignition plug sensor, an accelerometer sensor, a PCV valve sensor or an exhaust sensor. Also, the operating characteristics include the engine temperature, the capacity of the engine cylinder, the real time acceleration calculation or the engine RPM.
본 발명의 다른 특징 및 장점은 본 발명의 원리를 예로서 도시하는 첨부된 도면과 함께 후술되는 더욱 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.Other features and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description, taken in conjunction with the accompanying drawings, which illustrate, by way of example, the principles of the invention.
첨부된 도면은 본 발명을 도시한다. 도면에서,
도 1은 PCV 밸브 및 다수의 센서에 작동식으로 커플링된 제어기를 갖는 디젤 엔진을 위한 오염 제어 장치를 개략적으로 도시하고,
도 2는 연소계 엔진 내에서 PCV 밸브 시스템의 일반적인 상관 관계를 개략적으로 도시하고,
도 3은 연소계 엔진 내에서 PCV 밸브 시스템의 대안 실시예의 일반적인 상관 관계를 개략적으로 도시하고,
도 4는 연소계 엔진 내에서 PCV 밸브 시스템의 다른 대안 실시예의 일반적인 상관 관계를 개략적으로 도시하고,
도 5는 본 발명의 시스템과 함께 사용하기 위한 오일 캡과 일체인 PCV 밸브의 사시도이고,
도 6은 도 5의 오일 캡 및 PCV 밸브의 분해 사시도이고,
도 7은 공기 유동 제한기의 조립체를 도시하는, 도 6의 PCV의 부분 분해 사시도이고,
도 8은 공기 유동 제한기의 부분적인 눌림을 도시하는, 도 6의 PCV 밸브의 부분 분해 사시도이고,
도 9는 공기 유동을 도시하지 않는, 도 5의 선 9-9를 따라 취해진 PCV 밸브의 단면도이고,
도 10은 제한된 공기 유동을 도시하는, 도 5의 선 10-10을 따라 취해진 PCV 밸브의 단면도이고,
도 11은 전체 공기 유동을 도시하는, 도 5의 선 11-11을 따라 취해진 PCV 밸브의 다른 단면도이고,
도 12는 본 발명의 시스템과 함께 사용하기 위한 오일 캡과 일체인 PCV 밸브의 대안적 실시예의 사시도이고,
도 13은 본 발명의 오일 분리기의 사시도이고,
도 14는 도 13의 오일 분리기의 분해도이다.The accompanying drawings illustrate the present invention. In the drawings,
1 schematically shows a pollution control device for a diesel engine having a PCV valve and a controller operatively coupled to a plurality of sensors,
Figure 2 schematically shows the general correlation of a PCV valve system in a combustion engine,
Figure 3 schematically shows a general correlation of an alternative embodiment of a PCV valve system in a combustion engine,
Figure 4 schematically illustrates a general correlation of another alternative embodiment of a PCV valve system within a combustion engine,
5 is a perspective view of a PCV valve integral with an oil cap for use with the system of the present invention,
Fig. 6 is an exploded perspective view of the oil cap and the PCV valve of Fig. 5,
Figure 7 is a partially exploded perspective view of the PCV of Figure 6 showing an assembly of an air flow restrictor,
Fig. 8 is a partially exploded perspective view of the PCV valve of Fig. 6, showing a partial depression of the air flow restrictor,
9 is a cross-sectional view of the PCV valve taken along line 9-9 of Fig. 5,
10 is a cross-sectional view of the PCV valve taken along line 10-10 of Fig. 5, showing the limited air flow,
11 is another cross-sectional view of the PCV valve taken along line 11-11 of Fig. 5, showing the total air flow,
12 is a perspective view of an alternative embodiment of a PCV valve integral with an oil cap for use with the system of the present invention,
13 is a perspective view of the oil separator of the present invention,
Figure 14 is an exploded view of the oil separator of Figure 13;
설명을 목적으로 도면에 도시된 바와 같이, 연소 엔진용 오염 제어 시스템을 위한 본 발명은 도면 부호 10에 의해 일반적으로 지칭된다. 도 1에서, 오염 제어 시스템(10)은 대체로 자동차(16)의 후드(14) 아래 바람직하게 장착되는 제어기(12)를 갖는 것으로 도시된다. 제어기(12)는 자동차(16)의 실시간 작동 조건 및 성능을 감시 및 측정하는 복수의 센서 중 임의의 하나에 전기적으로 커플링된다. 제어기(12)는 PCV 밸브(18)의 디지털 제어를 통해 연소 엔진 내에서 엔진 진공을 조절함으로써 블로우-바이 가스의 유량을 조절한다. 제어기(12)는 엔진 온도 센서(20), 배터리 센서(24), PCV 밸브 센서(26), 엔진 RPM 센서(28), 가속도계 센서(30) 및 배기 센서(32)를 포함할 수 있는 센서들로부터 실시간 입력을 수신한다. 제어기(12)에 의해 센서(20 내지 32)로부터 얻어지는 데이터는 더욱 상세하게 후술되는 바와 같이 PCV 밸브(18)를 조절하는데 사용된다.The present invention for a pollution control system for a combustion engine, as shown in the figures for purposes of illustration, is generally referred to by
제어기(12)는 차량 엔진 내에서 다른 장치를 제어할 수도 있다. 제어기(12)는 오일 필터 또는 오일 분리기(19) 외부로의 오일의 유동을 제어할 수 있다. 또한, 제어기(12)는 엔진 온도와, 연료를 재도입하기 전에 연료를 급기 및 혼합함으로써 연료 라인 또는 진공 매니폴드로 복귀하는 연료를 조절하도록 설계된 급기 조절 챔버(aerated conditioning chamber)를 조절할 수 있다. 제어기(12)는 또한 오염 제어 시스템(10)에서 정상 작동하지 않는 경우에 정화 시스템(purging system)을 조절할 수 있는데 - 정화 시스템은 OEM 시스템, 즉 OEM PCV 시스템 또는 다른 유형의 블로우-바이 가스 유지 관리 시스템으로 복귀하도록 엔진을 촉발한다. 제어기(12)는 또한 엔진의 운전자에게 경보를 제공할 수 있다. 경보는 정상 작동하지 않는 경우에 경보를 수신하고 엔진의 실제 감지된 상태를 보고하기 위해 LED 독출부를 깜박일 수 있다. 알람 또는 조명식 신호와 같은 경보가 감지된 상태를 전달할 수 있다. 제어기(12)는 플래시 메모리 또는 다른 유사 장치로 완전히 업그레이드 가능하다. 이는 동일한 제어기(12) 및 시스템(10)이 모든 상이한 유형의 연료를 사용하는 임의 유형의 엔진에 실질적으로 작용할 수 있다는 것을 의미한다. 오염 제어 시스템(10)은 임의의 내연 엔진에 대해 적용될 수 있다. 예컨대, 오염 제어 시스템(10)은 가솔린, 메탄올, 디젤, 에탄올, 압축 천연 가스(CNG), 액체 프로판 가스(LPG), 수소, 알콜계 엔진 또는 사실상의 임의의 다른 가연성 가스 및/또는 증기계 엔진과 함께 사용될 수 있다. 이는 2행정 및 4행정 IC 엔진 모두와 모든 경형, 중형 및 대형(heavy duty) 구성을 포함한다.The
도 2 내지 도 4는 연소 엔진(36)을 위한 오염 제어 시스템(10)의 개략도를 도시한다. 상기 도에 도시된 바와 같이, PCV 밸브(18)(및 선택적으로 오일 분리기(19))는 엔진(36)의 크랭크케이스(35)와 흡기 매니폴드(38) 사이에 배치된다. 작동 시, 흡기 매니폴드(38)는 공기 라인(42)을 통해 공기를 수용한다. 공기 필터(44)가 오염 제어 시스템(10)에 진입하는 신규 공기를 필터링하기 위해 공기 흡기 라인(46)과 공기 라인(42) 사이에 배치될 수 있다. 흡기 매니폴드(38) 내의 공기는 피스톤(50)이 상사점으로부터 실린더(48) 내에서 하강할 때 피스톤 실린더(48)에 전달된다. 피스톤(50)이 하강할 때, 진공이 연소 챔버(52) 내에 생성된다. 따라서, 크랭크샤프트(34)의 절반 속도로 회전하는 입력 캠샤프트(54)는 입력 밸브(56)를 개방하여, 흡기 매니폴드(38)에 엔진 진공이 적용되도록 설계된다. 따라서, 공기는 흡기 매니폴드(38)로부터 연소 챔버(52) 내로 견인된다.2 to 4 show a schematic view of a
피스톤(50)이 피스톤 실린더(48)의 저부에 있을 때, 진공 효과는 종료되고 공기는 흡기 매니폴드(38)로부터 연소 챔버(52)로 더 이상 견인되지 않는다. 이때, 피스톤(50)은 피스톤 실린더(48)를 다시 상향 이동시키기 시작하고, 연소 챔버(52) 내의 공기는 압축된다. 다음으로, 연료가 연료 라인(40)으로부터 연소 챔버(52) 내로 직접 분사된다. 이 분사는 압축된 공기 라인으로부터의 압축된 공기에 의해 추가로 보조될 수 있다. 연료의 유형에 따라, 연소는 스파크, 압축, 가열 또는 다른 공지된 방법에 의해 발생될 수 있다. 연료는 연료가 연소 챔버 내로 분사된 후에 점화된다.When the
연소 챔버(52) 내에서의 점화된 연료/공기의 급속한 팽창은 실린더(48) 내에서 피스톤(50)을 하강시킨다. 연소 후에, 배기 캠샤프트(60)가 배기 밸브(62)를 개방하여 연소 챔버(52)로부터 배기 라인(64)으로의 연소 가스의 탈출을 허용한다. 통상적으로, 연소 사이클 도중, 배기 가스 -"블로우-바이 가스"-는 피스톤(50)의 헤드(68) 내에 장착된 한 쌍의 피스톤 링(66)을 살짝 빠져나간다.The rapid expansion of the ignited fuel / air within the
이러한 블로우-바이 가스는 높은 압력 및 온도의 가스로서 크랭크케이스(35)에 진입한다. 시간이 경과함에 따라, 이러한 블로우-바이 가스 내의 미립자와 탄화수소, 일산화탄소, 아산화질소 및 이산화탄소와 같은 유해한 배기 가스는 기체 상태로부터 응축되거나 침전되어, 크랭크케이스(35)의 내부를 코팅하고 크랭크케이스(35) 내의 기구를 윤활하는 오일(70)과 혼합된다. 디젤 오염 제어 시스템(10)은 이러한 블로우-바이 가스의 함유물을, 엔진(36)에 의해 연소되도록 크랭크케이스(35)로부터 연소 흡기부로 다시 재생시키도록 설계된다. 이는 크랭크케이스(35)와 흡기 매니폴드(38) 사이의 압력 차를 이용하여 달성된다.This blow-by gas enters the
도 2는 PCV 밸브(18)가 엔진 오일 캡(37)을 통해 크랭크케이스(35)와 소통하는 일 실시예를 도시한다. 엔진 오일 캡(37)은 크랭크케이스(35) 내로의 충진기 튜브(39)의 오일 유입구 상에 장착된다. 오일 유입구 튜브(39)는 오일이 통과하여 엔진(36)에 추가되는 동일한 포트인 것이 바람직하다. 이 실시예에서, PCV 밸브(18)는 엔진 오일 캡(37)과 일체이며, 그 결과 PCV 밸브(18)의 유입구 포트(84)는 캡(37)을 통과하고 유입구 튜브(39)에 개방된다. 이러한 방식으로, 블로우-바이 가스는 크랭크케이스(35)로부터 유입구 튜브(39) 위로 그리고 캡(37)을 통해 견인된다. 필터 스크린(85)(도 5)이 캡(37)의 내부에 포함될 수 있는데, 이는 블로우-바이 가스가 상기 스크린(85)을 통과할 때 블로우-바이 가스로부터 오일의 적어도 일부를 포획 및 제거하기 위함이다. PCV 밸브(18)로부터의 출구(86)가 연소 챔버(52)로 블로우-바이 가스를 복귀시키기 위해 흡기 매니폴드(38)와 유체 소통한다. 블로우-바이 가스는 흡기 매니폴드(38), 공기 라인(42), 신규 공기 라인(46) 또는 연료 라인(40) 내로 직접 급송될 수 있다. 특정 유형의 엔진(36), 특히 진공과 양의 압력 사이에서 작동 상태를 변경하는 과급기(45)를 갖는 엔진에서, 블로우-바이 가스는 바람직하게는 과급기(45) 전에 공기 필터(44) 내로 급송된다. PCV 밸브(18)는 본원에 개시된 바와 같이 제어되도록 제어기(12)에 전기적으로 연결된다.Fig. 2 shows an embodiment in which the
도 3은 PCV 밸브(18)가 엔진 오일 캡(37)을 통해 크랭크케이스(35)와 다시 소통하는 다른 실시예를 도시한다. 하지만, 이 실시예에서 PCV 밸브(18)는 호스(43)에 의해 엔진 오일 캡(37)에 연결된다. 호스(43)는 캡(37)을 통과하는 정합 포트(87)와 함께 PCV 밸브(18)의 유입구 포트(84)에 연결된다. 이전 실시예에서와 마찬가지로, 블로우-바이 가스는 크랭크케이스(35)로부터 유입구 튜브(39) 위로, 캡(37) 및 호스(43)을 통해, 그리고 PCV 밸브(18) 내로 견인된다. 필터 스크린(85)이 캡(37)의 내부에 포함될 수 있다. PCV 밸브(18)로부터의 유출구(86)는 연소 챔버(52)로 블로우-바이 가스를 복귀시키기 위해 흡기 매니폴드(38)와 유체 소통한다. 하지만, PCV 밸브(18)로부터의 유출구(86)는 후술되는 바와 같이 오일 분리기(19)를 우선 통과할 수 있다. 오일 분리기(19)의 유출구(174)로부터의 블로우-바이 가스는 흡기 매니폴드(38), 공기 라인(42), 신규 공기 라인(46) 또는 연료 라인(40) 내로 직접 급송될 수 있다. PCV 밸브(18)는 본원에 개시된 바와 같이 제어되도록 제어기(12)에 전기적으로 연결된다.3 shows another embodiment in which the
도 4는 PCV 밸브(18)가 엔진 오일 캡(37)을 통해 크랭크케이스(35)와 다시 소통하는 다른 대안적 실시예를 도시한다. 이 실시예에서, PCV 밸브(18)는 엔진 오일 캡(37)과 다시 일체이지만, 도 3에 도시된 바와 같이 구성될 수도 있다. 다른 실시예에서와 같이, 블로우-바이 가스는 크랭크케이스(35)로부터 유입구 튜브(39) 위로 그리고 캡(37)을 통해 견인된다. 다시, 필터 스크린(85)은 캡(37)의 내부에 포함될 수 있다. 이 실시예에서, PCV 밸브(18)는 크랭크케이스(35) 상의 유출구 포트(72)에 연결되는 OEM PCV 밸브 시스템과 함께 설치된다. 배출구 라인(74)이 유출구 포트(72)를 OEM PCV 밸브(21)에 연결하는데, 이는 이후에 복귀 라인(76)에 의해 흡기 매니폴드(38) 또는 다른 엔진 유입구에 연결된다. PCV 밸브(18)로부터의 유출구(86)는 동일한 수단에 의해 연소 챔버(52)로 블로우-바이 가스를 복귀시키기 위해 OEM PCV 시스템의 복귀 라인(76)과 유체 소통한다. PCV 밸브(18)는 본원에 개시된 바와 같이 제어되도록 제어기(12)에 전기적으로 연결된다. 이 실시예에서, 블로우-바이 가스는 최소 저항의 경로로서 본 발명의 시스템의 PCV 밸브(18)을 대부분 통과할 것이다. OEM PCV 시스템은 본 발명의 PCV 밸브 시스템(10)에서 발견되는 것보다 더 작은 오리피스 또는 포트를 구비하는 경향이 있다. 블로우-바이 가스의 유량은 압력차, 즉 피스톤 사이클 도중 발생하는 진공에 따라 결정되기 때문에, 블로우-바이 가스는 최소 저항 경로를 따를 것이다.Fig. 4 shows another alternative embodiment in which the
작동 시, 블로우-바이 가스는 PCV 밸브(18)를 통해 상대적으로 더 높은 압력 크랭크케이스(35)를 빠져 나온 후 개시된 바와 같이 엔진(36)의 연소 챔버(52)로 복귀한다. 연료 라인(40)은 더욱 순수한 연료 증기를 수용할 수 있는 반면에, 덜 순수한 블로우-바이 가스는 블로우-바이 라인(41)을 통해 크랭크케이스(35)로부터 흡기 매니폴드(38)로 배출될 수 있다. 이 프로세스는 도 1에 도시된 제어기(12)에 의해 디지털 방식으로 조정된다. 연료 라인(40)으로의 연료 증기는 엔진(36)으로 재도입되기 전에 연료 필터에 통과될 수 있다.In operation, the blow-by gas exits the relatively
도 5의 PCV 밸브(18)는 한 쌍의 전기 연결부(78)를 통해 제어기(12)에 일반적으로 전기적으로 커플링된다. 제어기(12)는 전기 연결부(78)를 통해 PCV 밸브(18)를 통해 유동하는 블로우-바이 가스의 양을 적어도 부분적으로 조절한다. 도 5에서, PCV 밸브(18)는 강성 외부 하우징(82)의 일부를 둘러싸는 고무 하우징(80)을 포함한다. 커넥터 와이어(78)는 내부의 개구(도시 생략)를 통해 외부 하우징(82)으로부터 외부로 연장한다. 바람직하게는, 외부 하우징(82)은 단일형이며 흡기 오리피스(84) 및 배기 오리피스(86)를 포함한다. 일반적으로, 제어기(12)는 흡기 오리피스(84)에 진입하고 배기 오리피스(86)에서 진출하는 블로우-바이 가스의 유량을 조절하기 위해 외부 하우징(82) 내부의 제한기를 작동한다.The
도 6은 PCV 밸브(18)의 분해 사시도를 도시한다. 고무 하우징(80)은 외부 하우징(82)에 대해 실질적으로 밀봉을 형성하여 솔레노이드 기구(90) 및 기류 제한기(92)를 수납하는 단부 캡(88)을 덮는다. 솔레노이드 기구(90)는 솔레노이드(96) 내에 배치되는 플런저(94)를 포함한다. 커넥터 와이어(78)는 솔레노이드(96)를 작동하고 내부의 개구(98)를 통해 단부 캡(88)을 통해 연장한다. 마찬가지로, 고무 하우징(80)은 커넥터 와이어(78)가 제어기(12)에 전기적으로 커플링되게 하기 위해 개구(도시 생략)를 포함한다.Fig. 6 shows an exploded perspective view of the
일반적으로, 흡기 매니폴드(38) 내에 존재하는 엔진 진공으로 인해 블로우-바이 가스는 크랭크케이스(35)로부터 그리고 PCV 밸브(18) 내의 흡기 오리피스(84)를 통해 배기 오리피스(86) 외부로 견인된다. 도 6에 도시된 기류 제한기(92)는 크랭크케이스(35)로부터 흡기 매니폴드(38)로 배출되는 블로우-바이 가스의 양을 조절하는 하나의 기구이다. 오염 제어 시스템(10)이, 더 높은 블로우-바이 가스 생성 기간 중에는 크랭크케이스(35)로부터 배출되는 블로우-바이 가스의 유량을 증가시킬 수 있으며 더 낮은 블로우-바이 가스 생성 기간 중에는 크랭크케이스(35)로부터 배출되는 블로우-바이 가스의 유량을 감소시킬 수 있기 때문에, 블로우-바이 가스 공기 유량을 조절하는 것이 특히 유리하다. 제어기(12)는 자동차(16)의 전체 효율 및 작동을 감시하기 위해 복수의 센서(20 내지 32)에 커플링되고 센서(20 내지 32)에 의해 취해진 측정에 따라 블로우-바이 가스의 재생을 최대화하기 위해 실시간으로 PCV 밸브(18)를 작동한다.Generally, due to the engine vacuum present in the
블로우-바이의 작동 특성 및 생성은 개별 엔진이 설치된 각 자동차 및 각 엔진에 대해 고유하다. 오염 제어 시스템(10)은 자동차 연료 효율을 최대화하고 유해 배기 배출물을 감소시키고, 오일 및 다른 가스를 재생하고, 크랭크케이스 내의 오염물을 제거하기 위해 공장에서 또는 이후 생산에서 설치될 수 있다. 오염 제어 시스템(10)의 목적은 블로우-바이 가스 생성을 기초로 크랭크케이스(35)로부터 블로우-바이 가스를 전략적으로 배출하고 블로우-바이 가스를 필터링하고 블로우-바이 가스로부터 도출될 수 있는 임의의 오일 및 연료를 재생하는 것이다. 따라서, 제어기(12)는 센서(20 내지 32)에 의해 취해지는 실시간 측정 및 엔진 속력 및 다른 작동 특성을 기초로 PCV 밸브(18)를 디지털 방식으로 조절 및 제어한다. 오염 제어 시스템(10)은 산업용으로 사용되거나 에너지를 생성하는데 사용되는 고정형 엔진에 통합될 수도 있다.The operating characteristics and generation of the blow-by are unique for each vehicle and each engine in which the individual engine is installed. The
특히, 자동차의 엔진 속력 및 다른 작동 특성을 기초로 블로우-바이 가스를 배출하는 것은 탄화수소, 일산화탄소, 산화질소, 이산화탄소 및 미립자 배출물의 전체 양을 감소시킨다. 오염 제어 시스템(10)은 연소 사이클 내에서 블로우-바이 가스를 연소함으로써 이러한 가스 및 미립자를 재생한다. 더 이상 많은 양의 오염물이 배기를 통해 엔진으로부터 배출되지 않는다. 따라서, 오염 제어 시스템(10)은 각 엔진에 대해 40 내지 50% 정도만큼 공기 오염을 감소시킬 수 있으며, 각 엔진에 대해 20 내지 30%만큼 갤론 당 출력을 증가시킬 수 있으며, 마력 성능을 증가시킬 수 있으며, (내부의 낮은 탄소 보유에 기안한) 엔진 마모를 감소시킬 수 있으며, 대략 10배 정도 오일 교환의 빈도수를 감소시킬 수 있다. 미국에서 하루에 대략 8700만 갤론의 석유가 소비된다는 것을 고려하면, 오염 제어 시스템(10)을 이용한 블로우-바이 가스의 재생에 의한 15% 감소는 미국에서만 하루에 대략 1300만 갤론의 절약으로 환산된다. 전 세계적으로, 거의 33억 갤론의 석유가 하루에 소비되며, 대략 50000만 갤론의 석유가 매일 절약될 것이다.In particular, venting blow-by gas based on the engine speed and other operating characteristics of the vehicle reduces the overall amount of hydrocarbon, carbon monoxide, nitrogen oxide, carbon dioxide and particulate emissions. The
일 실시예에서, PCV 밸브(18)의 흡기 오리피스(84)에 진입하는 블로우-바이 가스의 양은 도 6에 일반적으로 도시된 바와 같이 기류 제한기(92)에 의해 조절된다. 기류 제한기(92)는 후방 부분(102), 중간 부분(104) 및 전방 부분(106)을 갖는 로드(100)를 포함한다. 전방 부분(106)은 후방 부분(102) 및 중간 부분(104)보다 약간 작은 직경을 갖는다. 전방 스프링(108)이 로드(100)의 전방 표면(110) 위를 포함하여, 중간 부분(104)과 전방 부분(106) 위에 동심으로 배치된다. 바람직하게는, 전방 스프링(108)은 전방 표면(110)을 향해 흡기 오리피스(84)로부터 직경이 감소하는 코일 스프링이다. 만입 칼라(112)가 중간 부분(104)으로부터 후방 부분(102)을 분리하고, 후방 스냅 링(114)이 로드(100)에 부착되는 위치를 제공한다. 전방 스프링(108)의 직경은 후방 스냅 링(114)의 직경과 유사하거나 또는 그보다 약간 작아야 한다. 후방 스냅 링(114)은 일측상에서 전방 스프링(108)과 결합하고 후방 스프링(116)은 솔레노이드(96) 부근의 더 넓은 직경으로부터 후방 스냅 링(114)의 직경보다 약간 작거나 대체로 그 크기인 직경으로 테이퍼진다. 바람직하게는, 후방 스프링(116)은 코일 스프링이며, 후방 스냅 링(114)과 솔레노이드(96)의 전방 표면(118) 사이에 쐐기 결합된다. 또한, 전방 부분(106)은 전방 스냅 링(122)을 위한 부착 지점을 제공하는 만입된 칼라(120)를 포함한다. 전방 스냅 링(122)의 직경은 테이퍼진 전방 스프링(108)의 직경보다 작다. 전방 스냅 링(122)은 로드(100)의 전방 부분(106) 상에 전방 원반(124)을 고정식으로 보유한다. 따라서, 전방 원반(124)은 전방 스냅 링(122)과 전방 표면(110) 사이에 고정식으로 쐐기 결합된다. 전방 원반(124)은 로드(100)의 전방 부분(106)과 활주식으로 결합하도록 구성된 내부 직경을 갖는다. 전방 스프링(108)은 후술되는 바와 같이 후방 원반(126)과 결합하는 크기를 갖는다.In one embodiment, the amount of blow-by gas entering the
원반(124, 126)은 흡기 오리피스(84)에 진입하고 배기 오리피스(86)에서 진출하는 블로우-바이 가스의 양을 결정한다. 도 7 및 도 8은 외부 하우징(82) 및 고무 하우징(80)의 외부에 있으며 솔레노이드 기구(90)에 조립된 기류 제한기(92)를 도시한다. 따라서, 플런저(94)는 도면에 도시된 바와 같이 솔레노이드(96)의 후방 부분 내에 끼워진다. 커넥터 와이어(78)는 솔레노이드(96)에 커플링되어 솔레노이드(96)에 전달되는 전류를 조절함으로써 솔레노이드(96) 내에서 플런저(94)의 위치를 결정한다. 솔레노이드(96)를 통해 전류를 증가 또는 감소시키는 것은 상응하여 내부에 형성되는 자기장을 증가 및 감소시킨다. 자화된 플런저(94)는 솔레노이드(96) 내에서 내부로 또는 외부로 활주함으로써 자기장의 변화에 반응한다. 커넥터 와이어(78)를 통해 솔레노이드(96)로 전달되는 전류를 증가시키면 솔레노이드(96) 내에서 자기장이 증가되어 자화된 플런저(94)가 솔레노이드(96) 내에서 추가로 하강하게 된다. 반대로, 커넥터 와이어(78)를 통해 솔레노이드(96)로 공급되는 전류를 감소시키면 내부에서 자기장이 감소하여 자화된 플런저(94)가 솔레노이드(96)의 내부 내에서 외부로 활주하게 된다. 더욱 상세하게 후술되는 바와 같이, 솔레노이드(96) 내에서 플런저(94)의 위치 설정은 임의의 주어진 시간에 흡기 오리피스(84)에 진입할 수 있는 블로우-바이 가스의 양을 적어도 부분적으로 결정한다. 이는 로드(100) 및 그에 고정된 대응하는 전방 원반(124)과 플런저(94)의 상호 작용에 의해 달성된다.The
도 7은 폐쇄 위치에 있는 기류 제한기(92)를 구체적으로 도시한다. 로드(100)의 후방 부분(102)은 솔레노이드(96)의 내부 직경의 크기와 유사한 외부 직경을 갖는다. 따라서, 로드(100)는 솔레노이드(96) 내에서 활주할 수 있다. 외부 하우징(82) 내의 로드(100)의 위치는 도 9 내지 도 11에서 더욱 구체적으로 도시된 바와 같이 플런저(94)와 후방 부분(106)의 결합에 기인한 플런저(94)의 위치에 따라 결정된다. 도 7에 도시된 바와 같이, 후방 스프링(116)은 솔레노이드(96)의 전방 표면(118)과 후방 스냅 링(114) 사이에서 압축된다. 이로 인해, 후방 원반(126)이 전방 원반(124)에 대해 압축된다. 마찬가지로, 전방 스프링(108)은 후방 원반(126)과 후방 스냅 스프링(114) 사이에 압축된다. 이로 인해, 후방 원반(126)은 도 8에 도시된 바와 같이 전방 원반(124)로부터 분리될 수 있다.Figure 7 specifically shows the air flow restrictor 92 in the closed position. The
(도 5의 선 9-9, 선 10-10 및 선 11-11을 따라 취해진) 도 9 내지 도 11에 더욱 양호하게 도시된 바와 같이, 전방 원반(124)은 족부(132)의 직경보다 작은 직경을 갖는 연장부(130)를 포함한다. 후방 원반(126)의 족부(132)는 테이퍼진 전방 스프링(108)의 직경과 유사하다. 이 방식에서, 전방 스프링(108)은 후방 원반(126)의 연장부(130) 위에 끼워져서 직경이 더 큰 족부(132)의 편평한 표면과 결합한다. 후방 원반(126)의 내부 직경은 로드(100)의 중간 부분(104)의 외부 직경의 크기와 유사한데, 이는 후방 부분(102) 또는 중간 부분(104) 중 하나보다 직경이 작다. 이와 관련하여, 전방 원반(124)은 전방 스냅 링(122)과 전방 표면(110) 사이의 로드(100)의 전방 부분(106) 상에서 정위치에 로킹된다. 따라서, 전방 원반(124)의 위치는 플런저(94)에 커플링된 로드(100)의 위치에 따라 결정된다. 플런저(94)는 상술된 바와 같이 연결 와이어(78)에 의해 전달되는 전류의 양에 따라 솔레노이드(96) 내에서 내부로 또는 외부로 활주한다.9-11, taken along line 9-9, line 10-10 and line 11-11 in FIG. 5), the
도 8은 크랭크케이스(35)와 흡기 매니폴드(38) 사이에서 생성된 증가된 진공으로 인해 후방 원반(126)이 흡기 오리피스(84)로부터 멀어지는 방향으로 후퇴되고, 그로 인해 공기가 흡기 오리피스를 통해 유동할 수 있는 PCV 밸브(18)를 도시한다. 이 상황에서, 원반(126)에 가해지는 엔진 진공 압력은 전방 스프링(108)에 의해 가해지는 대향 힘을 극복할 것이다. 여기서 소량의 블로우-바이 가스가 전방 원반(124) 내의 한 쌍의 개구(134)를 통해 PCV 밸브(18)를 통과할 수 있다.8 shows that the increased vacuum generated between the
도 9 내지 도 11은 오염 제어 시스템(10)에 따른 PCV 밸브(18)의 기능을 더욱 구체적으로 도시한다. 도 9는 폐쇄 위치에 있는 PCV 밸브(18)를 도시한다. 여기서, 블로우-바이 가스는 흡기 오리피스(84)에 진입하지 않는다. 도시된 바와 같이, 전방 원반(124)은 흡기 오리피스(84) 내에 형성된 플랜지(136)와 바로 인접한다. 후방 원반(126)의 족부(132)의 직경은 어떠한 기류도 흡기 오리피스(84)를 통과하지 못하도록 전방 원반(124) 내의 개구(134) 위에 연장하여 이 개구를 둘러싼다. 이 위치에서, 플런저(94)는 솔레노이드(96) 내에 배치되어 흡기 오리피스(84)를 향해 로드(100)를 가압한다. 따라서, 후방 스프링(116)은 후방 스냅 링(114)과 솔레노이드(96)의 전방 표면(118) 사이에서 압축된다. 유사하게, 전방 스프링(108)은 후방 원반(126)의 족부(132)와 후방 스냅 링(114) 사이에서 압축된다.9-11 more specifically illustrate the function of the
도 10은 크랭크케이스에 대하여 흡입 매니폴드에 의해 가해지는 진공 압력이 전방 스프링(108)에 의해 가해지는 압력보다 커서 후방 원반(126)을 전방 원반(124)과 바로 인접하게 위치 설정하는 상태를 도시하는 일 실시예이다. 이 경우, 후방 원반(126)은 로드(100)의 외부 직경을 따라 활주 할 수 있어서, 전방 원반(124) 내의 개구(134)를 개방한다. 제한된 양의 블로우-바이 가스가 도면에 방향 화살표로 지시된 바와 같이 흡기 오리피스(84)를 통해 PCV 밸브(18)에 진입하도록 허용된다. 당연히, 블로우-바이 가스는 도면에 방향 화살표로 지시된 바와 같이 배기 오리피스(86)를 통해 PCV 밸브(18)를 빠져나간다. 도 10에 도시된 위치에서, 블로우-바이 가스 기류는 전방 원반(124)이 플랜지(136)에 대해 착좌된 상태이므로 여전히 제한된다. 따라서, 단지 제한된 기류만이 개구(134)를 통과할 수 있다. 엔진 진공을 증가시키면, 후방 원반(126)에 대해 가해지는 공기 압력이 증가된다. 따라서, 전방 스프링(108)은, 후방 원반(126)이 계속하여 전방 원반(124)으로부터 멀리 이동하여 추가의 블로우-바이 가스의 탈출을 허용하기 위한 더 큰 기류 경로를 형성하도록 추가로 압축된다. 또한, 솔레노이드(96) 내의 플런저(94)는 제어기(12)에 의해 결정되는 바에 따라 흡기 오리피스(84)를 통한 기류를 제한 또는 허용하도록 스프링(108, 116) 상에 다소의 압력을 가하도록 PCV 밸브(18) 내에서 로드(100)를 위치 설정할 수 있다.10 shows a state in which the vacuum pressure applied by the intake manifold to the crankcase is greater than the pressure applied by the
도 11은 커넥터 와이어(78)를 통해 전류를 변경하여 솔레노이드(96) 내에서 플런저(94)를 후퇴시킴으로써 추가의 기류가 흡기 오리피스(84)를 통해 유동하도록 허용되는 다른 조건을 도시한다. 솔레노이드(96)를 통해 흐르는 전류를 감소시키면 내부에 발생된 대응하는 자기장이 감소되어 자성의 플런저(94)가 후퇴될 수 있다. 따라서, 로드(100)는 플런저(94)와 함께 흡기 오리피스(84)로부터 멀어지는 방향으로 후퇴된다. 이로 인해, 전방 원반(124)은 플랜지(136)로부터 착탈될 수 있어서, 추가의 기류가 전방 원반(124)의 외부 직경 주위에서 흡기 오리피스(84)에 진입할 수 있게 된다. 물론, 흡기 오리피스(84)를 통과하는 그리고 배기 오리피스(86)를 통해 빠져나가는 기류의 증가는 크랭크케이스(35)로부터 흡기 매니폴드(38)로의 블로우-바이 가스의 증가된 배출을 가능하게 한다. 일 실시예에서, 플런저(94)로 인해, 전방 원반(124) 및 후방 원반(126)이 흡기 오리피스(84)를 통과하는 그리고 배기 오리피스(86)을 통해 빠져나가는 기류를 더 이상 제한하지 않도록 외부 로드(100)가 하우징(82) 내에서 완전히 제한될 수 있다. 이는 엔진에 의해 증가된 양의 블로우-바이 가스가 생성되는 높은 엔진 RPM 및 높은 엔진 부하에서 특히 바람직하다. 엔진 부하는 RPM이 아니라 생성되고 있는 블로우-바이 가스의 양의 더욱 신뢰적인 지표이다. 또한, 고정식 엔진, 즉 발전기 또는 변속기에 기어 결합되지 않은 엔진은 일정한 RPM으로 작동한다. 따라서, 시스템(10) 또는 PCV 밸브(18)는 감지된 부하 조건 또는 주기적인 온/오프 사이클, 즉 2분 온 - 2분 오프에 기초하여 바람직하게 제어된다. 물론, 스프링(108, 116)은 PCV 밸브(18)가 오염 제어 시스템(10) 내에 합체될 특정한 자동차에 따라 상이한 스프링 상수를 가질 수 있다.Figure 11 shows another condition where an additional airflow is allowed to flow through the
제어기(12)는 커넥터 와이어(78)를 통해 내부의 전류를 증가 또는 감소시킴으로써 솔레노이드(96) 내에서 플런저(94)의 배치를 효율적으로 결정한다. 제어기(12) 자체는 스위치, 타이머, 인터벌 타이머, 릴레이를 갖는 타이머 또는 본 기술 분야에 공지된 다른 차량 제어 모듈을 포함하는 다양한 전기 회로 중 임의의 하나를 포함할 수 있다. 제어기(12)는 이러한 제어 모듈 중 하나 이상의 작동에 반응하여 PCV 밸브(18)를 작동한다. 예컨대, 제어기(12)는 Beckly, W. VA의 Baker Electronix에 의해 제공되는 RWS 윈도우 스위치를 포함할 수 있다. RWS 모듈은 사전에 선택된 엔진 RPM을 초과하여 활성화되고 더 높은 사전에 설정된 엔진 RPM을 초과하여서는 비활성화되는 전기 스위치이다. 출력이 RPM의 윈도우 중(during a window of RPM) 활성화되기 때문에 RWS 모듈은 "윈도우 스위치"로 간주된다. RWS 모듈은 예컨대, 크랭크케이스(35)로부터 배출되는 블로우-바이 가스의 공기 유량을 조절하기 위해 엔진 RPM 센서(28)와 함께 작동할 수 있다.The
바람직하게는, RWS 모듈은 솔레노이드(96) 내에서 플런저(94)의 위치를 설정할 때 대부분의 유속계에 의해 이용되는 표준 코일 신호와 함께 작동한다. 자동차 유속계는 실시간 엔진 RPM을 측정하는 장치이다. 일 실시예에서, RWS 모듈은 낮은 엔진 RPM에서 솔레노이드(96) 내의 플런저(94)를 활성화할 수 있는데, 이때 블로우-바이 가스 생성은 최소이다. 여기서, 플런저(94)는 전방 원반(124)이 도 9에 일반적으로 도시된 바와 같이 플랜지(136)에 대해 착좌하도록 흡기 오리피스(84)를 향해 로드(100)를 가압한다. 이와 관련하여, PCV 밸브(18)는 엔진 진공이 높을지라도 전방 원반(124) 내의 개구(134)를 통해 크랭크케이스로부터 흡기 매니폴드로 소량의 블로우-바이 가스를 배출한다. 높은 엔진 진공은 개구(134)를 통해 블로우-바이 가스를 압박하여 후방 원반(126)을 전방 원반(124)으로부터 멀어지는 방향으로 압박하며, 이는 전방 스프링(108)을 압축한다. 공전에서, RWS 모듈은 전방 원반(124)이 플랜지(136)로부터 탈착하는 것을 방지하기 위해 솔레노이드(96)를 활성화하기 때문에, 흡기 매니폴드와 엔진 크랭크케이스 사이에서 대량의 공기가 유동하는 것을 방지한다. 이는 엔진 진공이 상대적으로 높을지라도 엔진 내에서 생성되는 블로우-바이 가스의 양이 상대적으로 낮기 때문에 낮은 엔진 RPM에서 특히 바람직하다. 명확하게, 제어기(12)는 크랭크케이스(35)로부터 배출되는 블로우-바이 가스의 공기 유량을 설정하기 위해 오염 제어 시스템(10)의 다른 구성 요소와 동시에 PCV 밸브(18)를 조절할 수 있다.Preferably, the RWS module works in conjunction with the standard coil signal used by most anemometers when setting the position of the
블로우-바이 가스 생성은 가속 도중, 증가된 엔진 부하 중 그리고 더 높은 엔진 RPM과 함께 증가한다. 따라서, RWS 모듈은 플런저(94)가 솔레노이드(96) 내에서 외부로 후퇴하여 플랜지(136)로부터 전방 원반(124)을 탈착시키고(도 11) 크랭크케이스(35)로부터 흡기 매니폴드(38)로 더 많은 양의 블로우-바이 가스가 배출될 수 있게 하기 위해 솔레노이드(96)로 가는 전류를 끄거나 감소시킬 수 있다. 이러한 기능은 선택된 RPM에서 또는 RWS 모듈 내로 사전에 프로그램된 선택된 RPM의 소정의 범위에서 발생할 수 있다. RWS 모듈은 자동차가 다른 사전에 선택된 RWS, 예컨대 더 높은 RPM을 비활성화할(eclipse) 때 재활성화 될 수 있어서, 솔레노이드(96) 내에서 플런저(94)와 재결합한다. 대안적 실시예에서, RWS 모듈의 변경은 솔레노이드(96) 내에서 플런저(94)를 선택적으로 외부로 빼는데 사용될 수 있다. 예컨대, 솔레노이드(96)에 전달된 전류는 초기에 플런저(94)로 하여금 전방 원반(124)를 900 RPM에서 흡기 오리피스(84)의 플랜지(136)와 결합시키게 할 수 있다. 1700 rpm에서 RWS 모듈은 솔레노이드(96)로부터 전달된 전류가 1/2만큼 감소되는 제1 단계를 활성화할 수 있다. 이 경우, 플런저(94)는 솔레노이드(96) 내에서 외부로 절반 후퇴하여 흡기 오리피스(84)를 블로우-바이 가스 유동에 대해 부분적으로 개방한다. 예컨대, 엔진 RPM이 2500에 도달하면, RWS 모듈은 플런저(94)가 흡기 오리피스(84)를 완전히 개방하도록 솔레노이드(96) 내에서 외부로 완전히 후퇴하도록 솔레노이드(96)로 가는 전류를 제거할 수 있다. 이 위치에서, 전방 원반(124) 및 후방 원반(126)은 흡기 오리피스(84)와 배기 오리피스(86) 사이에서 기류를 더 이상 제한하지 않는다. 이러한 단계들은 엔진 RPM 또는 다른 파라미터 및 제어기(12)에 의해 이루어진 계산에 의해 그리고 센서(20 내지 32)로부터의 판독을 기초로 조절될 수 있다.Blow-by gas generation increases during acceleration, during increased engine load and with higher engine RPM. The RWS module thus causes the
제어기(12)는 사전에 프로그램될 수 있거나, 설치 후에 프로그램될 수 있거나 또는 특정한 자동차 또는 자체 진단 장치(on-board diagnostics)(OBD) 세부 사항을 만족하도록 업데이트 또는 속보될(flashed) 수 있다. 일 실시예에서, 제어기(12)는 자체-학습(self-learning) 소프트웨어가 설치되어, (RWS 모듈의 경우에) 그러한 스위치는 솔레노이드(96)를 활성화 또는 비활성하기 위해 또는 연료 효율을 최적으로 증가시키고 공기 오염을 감소시키기 위해 솔레노이드(96) 내에서 플런저(94)의 위치를 단계 이동(step)시키기 위한 최적의 시간에 맞춰진다. 특히 양호한 실시예에서, 제어기(12)는 센서(20 내지 32)에 의해 취해진 실시간 측정을 기초로 블로우-바이 가스의 배출을 최적화한다. 예컨대, 제어기(12)는 자동차(16)가 배기 센서(32)로부터의 피드백을 통해 증가된 양의 유해한 배기를 배출하고 있는 것을 판정할 수 있다. 이 경우, 제어기(12)는 배기 센서(32)에 의해 측정되는 자동차(16)의 배기를 통해 배출되는 오염물의 양을 감소시키기 위해 크랭크케이스 내로부터 추가의 블로우-바이 가스를 배출하도록 솔레노이드(96) 내에서 플런저(94)의 인출을 활성화할 수 있다.The
다른 실시예에서, 제어기(12)는 파워와 제어기(12)가 엔진 속력 맥동(engine speed pulse)을 수신하기 위해 대기 중이라는 것을 나타내도록 반짝이는 LED를 구비한다. LED는 또한 제어기(12)가 올바르게 작동하고 있는지를 측정하는데 사용될 수 있다. LED는 자동차가 특정한 RPM에 도달할 때까지 깜박이는데, 이 시점에서 제어기(12)는 커넥터 와이어(78)을 통해 솔레노이드(96)에 전달되는 전류를 변경한다. 특히 양호한 실시예에서, 제어기(12)는 엔진 RPM이 활성화 시점보다 10% 아래로 떨어질 때까지 솔레노이드(96)에 전달되는 전류의 양을 유지한다. 이 기구는 이력 현상(hysteresis)으로 지칭된다. 이력 현상은 엔진 RPM이 상대적으로 짧은 시간 주기에 설정점 위 또는 아래로 점핑할 때 덜컹거림(chattering)으로도 알려진 온/오프 맥동을 제거하기 위해 오염 제어 시스템(10)으로 구현된다. 이력 현상은 또한 상술된 전자식 단계 시스템(electronically-based step system)으로 구현될 수도 있다.In another embodiment, the
또한, 제어기(12)는 일리노이주, 애디슨의 Instrumentation & Control Systems, Inc.에 의해 제조되는 KH1 아날로그 시리즈 온 딜레이 타이머와 같은 온 딜레이 타이머를 구비할 수 있다. 딜레이 타이머(delay timer)가 초기 시동 도중의 사용에 특히 바람직하다. 낮은 엔진 RPM에서는 블로우-바이 가스가 거의 생성되지 않는다. 따라서, 딜레이 타이머는 솔레노이드(96) 및 그에 대응하는 플런저(94)의 활성화를 지연시키기 위해 제어기(12) 내로 통합될 수 있다. 바람직하게는, 딜레이 타이머는 플런저(94)가 솔레노이드(96) 내에서 완전히 삽입된 체로 유지되어 전방 원반(124)이 플랜지(136)와 바로 인접한 체로 유지되고 그로 인해 흡기 오리피스(84)에 진입하는 블로우-바이 가스 기류의 양을 제한하는 것을 보장한다. 딜레이 타이머는 사전에 결정된 지속 시간(예컨대, 1분) 후에 흡기 오리피스(84)로부터 원반(124, 126) 중 어느 하나의 해제를 활성화하도록 설정될 수 있다. 대안적으로, 딜레이 타이머는 엔진 온도 센서(20)에 의해 측정된 엔진 온도, 엔진 RPM 센서(28)이나 가속도계 센서(30)에 의해 측정된 엔진 RPM, 배터리 센서(24) 또는 배기 센서(32)의 함수로서 제어기(12)에 의해 설정될 수 있다. 딜레이 센서는 상기한 임의의 교시에 따른 가변 범위를 포함할 수 있다. 가변 타이머는 또한 RWS 스위치와 통합될 수도 있다.The
제어기(12)는 도 1에 일반적으로 도시된 바와 같이 자동차(16)의 후드(14)의 내부에 장착되는 것이 바람직하다. 제어기(12)는 도시된 바와 같이 사용자가 제어기(12)를 부착할 수 있도록 설치 키트와 함께 패키징될 수 있다. 전기적으로, 제어기(12)는 임의의 적절한 12 볼트 회로 차단기에 의해 전력이 공급된다. 제어기(12)를 구비한 키트가 어댑터를 포함할 수 있는데, 하나의 12볼트 회로 차단기가 회로 패널로부터 제거되어 PCV 밸브(18)의 커넥터 와이어(78)에 일방향 연결되는 어댑터(도시 생략)로 대체될 수 있어, 오염 제어 시스템(10)을 설치하는 사용자가 PCV 밸브(18)와 제어기(12) 사이에서 와이어들을 교차할 수 없다. 제어기(12)는 제어기(12)에 의해 판독, 저장 또는 계산된 실시간 계산 및 측정, 저장된 데이터 또는 다른 정보에 액세스하거나 또는 이를 다운로드하기 위해 원격 제어 또는 휴대용 유닛을 통해 무선으로 액세스될 수 있다.The
오염 제어 시스템(10)의 다른 양태에 있어서, 제어기(12)는 엔진 작동 진동수(engine operating frequency)를 기초로 PCV 밸브(18)를 조절한다. 예컨대, 제어기(12)는 엔진이 공진 진동수(resonant frequency)를 통과할 때 플런저(94)를 활성화 또는 비활성화할 수 있다. 양호한 실시예에서, 제어기(12)는 엔진이 공진 진동수를 통과한 후까지 크랭크케이스(35)로부터 흡기 매니폴드(38)로의 모든 기류를 차단한다. 또한, 제어기(12)는 상술된 바와 같이, 다양한 작동 조건에서 엔진의 감지된 진동수를 기초로 PCV 밸브(18)를 조절하도록 프로그램될 수 있다.In another aspect of the
또한, 오염 제어 시스템(10)은 가솔린, 메탄올, 디젤, 에탄올, 압축 천연 가스(CNG), 액체 프로판 가스(LPG), 수소 및 알콜계 엔진 또는 실질적으로 모든 다른 연소 가스 및/또는 증기계 엔진을 포함하는 매우 다양한 엔진과 함께 사용될 수 있다. 오염 제어 시스템(10)은 또한 더 큰 고정식 엔진과 함께 사용되거나 보트 또는 다른 중장비와 함께 사용될 수 있다. 또한, 오염 제어 시스템(10)은 엔진 또는 차량의 성능을 측정하는 복수의 센서와 조합하여 하나 이상의 제어기(12) 및 하나 이상의 PCV 밸브(18)를 포함할 수 있다. 오염 제어 시스템(10)의 사용은 상세하게 상술된 바와 같이 자동차와 관련되는데 이는 단지 양호한 실시예이다. 당연하게도, 오염 제어 시스템(10)은 재생되거나 재사용될 수 있는 배기 가스를 생성하는 가연 재료를 채용하는 매우 다양한 문제(discipline)에 걸쳐 활용도를 갖는다.In addition, the
오염 제어 시스템(10)의 다른 양태에 있어서, 제어기(12)는 PCV 밸브(18)의 제어를 조절할 수 있다. PCV 밸브(18)의 주요 기능은 크랭크케이스(35)와 흡기 매니폴드(38) 사이의 엔진 진공의 양을 제어하는 것이다. 솔레노이드(96) 내에서의 플런저(94)의 위치 설정은 크랭크케이스(35)로부터 흡기 매니폴드(38)로의 블로우-바이 가스의 공기 유량을 대부분 좌우한다. 일부 시스템에서, PCV 밸브(18)는 크랭크케이스(35)와 흡기 매니폴드(38) 사이의 상대 압력이 원 설비 제조사(original equipment manufacturer)(OEM)에 따른 특정 경계치 아래로 떨어지지 않는 것을 보장하도록 기류를 조절할 수 있다. 제어기(12)가 정상 작동하지 않는 경우에, 오염 제어 시스템(10)은 PCV 밸브(18)가 2단계 체크 밸브로 기능하는 OEM 설정으로 설정을 초기화한다. 오염 제어 시스템(10)의 양호한 특정 양태가 플래시-업데이트가능(flash-updatable) 제어기(12)의 포함을 통해 현재 및 미래의 OBD 표준과 호환성을 갖는다. 또한, 오염 제어 시스템(10)의 작동은 현재의 OBD 및 OBD-II 시스템의 작동 조건에 영향을 주지 않는다. 제어기(12)는 표준 OBD 프로토콜에 따라 액세스되고 쿼리될 수 있으며 플래시-업데이트는 바이오를 변경하여, 제어기(12)는 미래 OBD 표준과의 호환성을 유지한다. 바람직하게는, 제어기(12)는 흡기 매니폴드(38)와 크랭크케이스(35) 사이의 엔진 진공을 조절하도록 PCV 밸브(18)를 작동하여, 시스템(10) 내에서 블로우-바이 가스를 최적으로 배출하도록 크랭크케이스와 흡기 매니폴드 사이의 기류를 결정한다.In another aspect of the
오염 제어 시스템(10)의 다른 양태에 있어서, 제어기(12)는 예컨대, PCV 밸브(18)에 대해 상세하게 상술된 바와 같이 작동 구성 요소의 활성화 및/또는 비활성화를 조절할 수 있다. 이러한 조절은 예컨대, 상술된 RWS 스위치, 온 딜레이 타이며 또는 다른 전자 회로를 통해 달성되며, 상술된 제어 구성 요소를 디지털 방식으로 활성화하거나, 비활성화하거나 또는 선택적으로 중간에(intermediately) 위치 설정한다. 예컨대, 제어기(12)는 1 내지 2분의 주기 동안 PCV 밸브(18)를 선택적으로 활성화시킬 수 있으며, 이후에 10분 동안 PCV 밸브(18)를 선택적으로 비활성화시킬 수 있다. 이러한 활성화/비활성화 순서는 예컨대, 구동 스타일을 기초로 사전에 결정된 또는 학습된 순서에 따라 설정될 수 있다. 사전에 결정된 타이밍 순서는 제어기(12)의 플래시-업데이트를 통해 변경될 수 있다.In another aspect of the
도 12는 엔진 오일 캡(37)과 일체인 PCV 밸브(18)의 대안적 실시예를 도시한다. 도 5에 도시된 실시예와 다르게, 이 실시예는 엘보우 또는 만곡 커넥터에 의해 엔진 오일 캡(37)에 부착되는 PCV 밸브(18)를 갖는다. 이 엘보우 또는 만곡 커넥터는 엔진 오일 캡(37)이 엔진 오일 유입구(39)에 부착될 때 낮은 프로파일 위치, 즉 대체로 수평인 위치에 PCV 밸브(18)를 배향한다. PCV 밸브(18)의 이러한 낮은 프로파일 위치는 그 자체가 엔진(36)의 표면을 따라 대체로 진행하도록 그 자체를 배향한다. 이는 엔진 오일 유입구(39)가 엔진(36)의 상부에 위치되고 후드(14)가 엔진(36) 위에 거의 틈을 제공하지 않는 엔진 격실부에서 특히 유용하다. 각도 또는 만곡은 90도 각도인 것이 바람직하지만, 특정한 엔진 설계가 요구될 때 다른 각도로 제공될 수도 있다. PCV 밸브(18)는 상술된 실시예에서와 동일한 방식으로 기능한다.Fig. 12 shows an alternative embodiment of a
PCV 밸브(18)로부터 연장하는 와이어(78)는 제어기(12)에 대한 연결을 용이하게 하기 위해 방수 커넥터(79a, 79b)를 포함할 수 있다.The
도 13 및 도 14는 오일 분리기(19)를 위한 구성을 도시한다. 오일 분리기(19)는 상부 부분(166) 및 저부 부분(168)을 갖는 캐니스터(canister)(134)를 갖는다. 유입구 포트(172) 및 유출구 포트(174)와 함께 손잡이(170)가 캐니스터(134)에 부착된다. 도 14는 오일 분리기(19)를 분해도로 도시하는데, 여기서 오일 분리기의 배향은 도 13의 배향을 뒤집은 것이다. 핸들(170)이 스크루(176) 또는 다른 유사한 부착 수단에 의해 상부 부분(166)에 부착됨을 알 수 있다. 상부 부분(166)의 내부는 유입구 챔버(178) 및 유출구 챔버(180)로 분할된다. 금속 스크린(182)이 유입구 챔버(178)와 유출구 챔버(180) 의 개방부들을 가로질러 배치된다. 바람직하게는, 스크린(182)은 스크루(184)에 의해 정위치에 유지된다. 바람직하게는, 저부 부분(168)의 내부는 블로우-바이 가스로부터 응축된 오일을 포획하도록 구성된 개방 챔버(도시 생략)를 포함한다. 저부 부분(168)은 스틸 울(186) 또는 다른 유사한 메시 층 재료를 포함할 수 있다. 저부 부분(168)의 아래측은 오일 배수 포트(138)를 포함한다.13 and 14 show a configuration for the
오일 분리기(19)는 상부 부분(166) 및 저부 부분(168) 사이에 배치되는 O-링 또는 가스켓(188)을 더 포함한다. O-링(188)은 압력하에서의 작동 도중 누설에 대항하여 오일 분리기(19)를 밀봉한다. 바람직하게는, 상부 부분(166) 및 저부 부분(168)은 내구성 있지만 해제 가능한 연결, 예컨대 나사식 커플링, 러그 및 채널, 또는 설정 스크루에 의해 함께 고정된다. 본 기술 분야의 통상의 기술자라면 상부 부분(166)과 저부 부분(168)을 함께 고정하기 위한 다양한 수단을 이해할 것이다.The
완전히 조립되었을 때, 오일 분리기(19)는 유입구 포트(172)를 통해 유입구 챔버(178) 내로 블로우-바이 가스를 운반한다. 이후에, 상기 가스는 스크린(182)을 통해 저부 부분(168)으로 이동한다. 블로우-바이 가스가 스크린(182)을 통과할 때, 내부에 함유된 오일의 일부는 응축되어 내부 챔버의 저부로 배수된다. 이후, 블로우-바이 가스는 메시 층(186) 위로 그리고 메시 층을 통해 이동하는데, 이 메시 층에서 추가의 오일이 블로우-바이 가스로부터 추가로 응축되어 내부 챔버의 저부에 잔류한다. 이후, 크랭크케이스와 흡기 매니폴드 사이의 압력 차에 의해 생성된 진공이 유출구 챔버(180) 내로 스크린(182)을 통해 블로우-바이 가스를 상향 견인한다. 스크린(182)을 통한 이러한 제2 통과는 블로우-바이 가스로부터 추가의 오일을 응축시킨다. 스크린(182) 및 메시 층(186)은 또한 블로우-바이 가스 내의 미립자 및 다른 오염물을 필터링하는 것을 돕는다. 유출구 챔버(180) 내로 견인되었을 때, 블로우-바이 가스는 유출구 포트(174)를 통해 방출되고 다양한 실시예에서 개시된 바와 같이 운송된다.When fully assembled, the
상술한 바에 비춰볼 때, 본 기술 분야의 통상의 기술자라면 디젤 엔진을 위한 오염 제어 시스템을 위한 본 발명은 디젤 엔진과 함께 사용되는 PCV 밸브 및 오일 필터를 포함한다는 것을 이해할 것이다. 요약하면, 가속 도중 그리고 무거운 중량을 수송할 때, 디젤 엔진은 연료 증기, 오일 및 다른 오염물을 포함하는 블로우-바이 가스를 생성할 것이다. 이 블로우-바이 가스는 크랭크케이스로부터 오일 필터로 배출된다. 여기서, 블로우-바이 가스는 오일 및 다른 오염물이 연료 증기로부터 필터링되는 일련의 메시 필터를 통과한다. 오염물은 메시 필터 내에 포획되는 반면에, 오일은 오일 필터의 저부에 응축된다. 응축된 오일은 오일 필터의 저부로부터 크랭크케이스로 복귀된다.It will be appreciated by those skilled in the art that the present invention for a pollution control system for a diesel engine includes a PCV valve and an oil filter for use with a diesel engine. In summary, when accelerating and transporting heavy weights, diesel engines will produce blow-by gas containing fuel vapors, oils and other contaminants. This blow-by gas is discharged from the crankcase to the oil filter. Here, the blow-by gas passes through a series of mesh filters where oil and other contaminants are filtered from the fuel vapor. The contaminants are trapped in the mesh filter, while the oil is condensed at the bottom of the oil filter. Condensed oil returns from the bottom of the oil filter to the crankcase.
정화된 연료 증기는 재연소를 위해 엔진으로 복귀되도록 PCV 밸브를 통해 오일 필터 외부로 진공처리된다. PCV 밸브는 제어기에 연결되는데, 이로 인해 가변 양의 연료 증기가 현재 엔진 요구 조건에 따라 상기 밸브를 통과할 수 있다. 연료 증기가 PCV 밸브를 통과하면, 연료 증기는 연료 라인 또는 흡기 매니폴드 중 하나를 통해 엔진으로 복귀된다.The purified fuel vapor is vacuumed out of the oil filter through the PCV valve to return to the engine for refueling. The PCV valve is connected to the controller, whereby a variable amount of fuel vapor can pass through the valve according to current engine requirements. When the fuel vapor passes through the PCV valve, the fuel vapor is returned to the engine through either the fuel line or the intake manifold.
몇 가지 실시예가 설명을 목적으로 상세하게 개시되었지만, 다양한 변형이 본 발명의 범주 및 사상 내에서 각각 이루어질 수 있다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구항에 의해서만 제한된다.Although several embodiments have been disclosed in detail for purposes of illustration, various modifications may be made within the scope and spirit of the invention, respectively. Further, the invention is limited only by the appended claims.
Claims (22)
연소 엔진의 작동 특성을 감시하기 위한 센서에 커플링되는 제어기로서, 상기 제어기는 연소 엔진으로부터 배출되는 블로우-바이 가스의 유체 유량을 조정 가능하게 증가 또는 감소시키기 위해 엔진 진공 압력을 선택적으로 조절하도록 구성되는, 제어기와,
연소 엔진의 크랭크케이스로부터 블로우-바이 가스를 배출하도록 구성된 PCV 밸브로서, PCV 밸브의 유입구는, 블로우-바이 가스가 오일 충진기 튜브를 통해 크랭크케이스로 배출되도록 연소 엔진의 엔진 오일 캡 상의 포트와 유체 소통하고, PCV 밸브의 유출구는 연소 엔진의 연료/공기 유입구와 유체 소통하는, PCV 밸브를 포함하고,
PCV 밸브는 2단계 체크 밸브를 포함하고, 제1 단계는 제어기에 의해 관리되고, 제2 단계는 OEM 설정과 양립 가능하며, 체크 밸브는 제어기가 정상 작동하지 않는 경우에 충분한 진공 압력하에서만 개방되는 오염 제어 시스템.A pollution control system comprising:
A controller coupled to a sensor for monitoring operating characteristics of a combustion engine, the controller configured to selectively adjust engine vacuum pressure to adjustably increase or decrease a fluid flow rate of blow- A controller,
A PCV valve configured to discharge blow-by gas from a crankcase of a combustion engine, wherein the inlet of the PCV valve is adapted to deliver the blow-by gas to the crankcase through a port on the engine oil cap of the combustion engine, And the outlet of the PCV valve is in fluid communication with the fuel / air inlet of the combustion engine,
The PCV valve includes a two-stage check valve, the first stage is managed by the controller, the second stage is compatible with the OEM setting, and the check valve is opened only under a sufficient vacuum pressure when the controller is not operating normally Contamination Control System.
엔진 오일 캡 상의 포트와 유체 소통하는 유입구로서, 엔진 오일 캡은 크랭크케이스로의 오일 충진기 튜브에 부착하도록 구성되는, 유입구와,
연소 엔진의 연료/공기 유입구와 유체 소통하도록 구성되는 유출구와,
상기 유입구와 상기 유출구 사이의 2단계 체크 밸브를 포함하고,
체크 밸브의 제1 단계는 제어기에 응답하여 솔레노이드 기구에 의해 개방 또는 폐쇄되도록 구성되고, 체크 밸브의 제2 단계는 사전에 결정된 경계값보다 큰 연소 엔진 내의 진공 압력 하에서만 개방되도록 폐쇄 위치에 편의되는 PCV 밸브.A PCV valve configured to discharge blow-by gas from a crankcase of a combustion engine,
An inlet for fluid communication with the port on the engine oil cap, the engine oil cap being configured to attach to the oil filler tube to the crankcase;
An outlet configured to be in fluid communication with the fuel / air inlet of the combustion engine,
A two-stage check valve between the inlet and the outlet,
The first stage of the check valve is configured to be opened or closed by the solenoid mechanism in response to the controller and the second stage of the check valve is biased to the closed position to open only under vacuum pressure in a combustion engine greater than a predetermined threshold value PCV valve.
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