KR20210123546A - 크랭크 케이스 신기 유입 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 크랭크 케이스 신기 유입 시스템에 관한 것으로, 실린더 헤드 커버, 실린더 헤드, 상기 실린더 헤드와 함께 연소실을 형성하고 크랭크 케이스가 형성된 실린더 블록 및 상기 연소실과 연통하는 흡기 매니폴드를 포함하는 엔진, 외부 공기를 정화하는 에어 크리너, 상기 에어 크리너와 연통하며 외부 공기를 상기 흡기 매니폴드로 공급하는 인테이크 호스(intake hose), 상기 실린더 헤드의 내부와 상기 흡기 매니폴드를 선택적으로 연통시키는 PCV 밸브(positive crankcase ventilation valve) 및 상기 인테이크 호스를 흐르는 공기를 상기 실린더 블록 내부로 선택적으로 공급하는 신기 유입 호스를 포함한다.

Description

크랭크 케이스 신기 유입 시스템 {AIR INTAKE SYSTEM FOR CRANK CASE}

본 발명은 크랭크 케이스 신기 유입 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 외부 공기를 실린더 블록에 공급하는 크랭크 케이스 신기 유입 시스템에 관한 것이다.

엔진의 압축 및 폭발 행정 시에 혼합기 또는 연소 가스가 피스톤과 실린더 사이의 틈새를 통하여 크랭크 케이스로 새는 가스를 블로바이 가스(Blow-by Gas)라 한다.

피스톤에서 생성된 블로바이 가스는 헤드 커버를 거쳐 PCV 밸브를 통해 흡기 매니폴드로 공급되며, 다시 연소실로 유입되어 연소된다.

PCV 밸브에 의해 엔진 크랭크 케이스(실린더 블록) 내에 부압(negative pressure, 負壓)이 형성된다.

엔진 부압에 의해 에어 인테이크 호스와 연결되 브리더 호스를 통해 신기(Fresh air)가 유입되어 블로바이 가스와 신기가 헤드커버 하부 실린더 헤드 공간에서 혼합된다.

이때 브리더 라인이 헤드커버 측에 구성되어 있어 엔진 내부의 블로바이 가스와 신기가 혼합 되지 못하며 NOx, CO, CO2 등의 농도가 증대 되며, 엔진 오일의 슬러지화를 유발하는 문제가 있다.

본 발명은, 실린더블록 내부에 신기를 유입하여 엔진 내부 블로바이 가스의 NOx, CO, CO2 를 저감하고, 엔진 오일의 슬러지(sludge) 화를 방지하는 크랭크 케이스 신기 유입 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 크랭크 케이스 신기 유입 시스템은 실린더 헤드 커버, 실린더 헤드, 상기 실린더 헤드와 함께 연소실을 형성하고 크랭크 케이스가 형성된 실린더 블록 및 상기 연소실과 연통하는 흡기 매니폴드를 포함하는 엔진, 외부 공기를 정화하는 에어 크리너, 상기 에어 크리너와 연통하며 외부 공기를 상기 흡기 매니폴드로 공급하는 인테이크 호스(intake hose), 상기 실린더 헤드의 내부와 상기 흡기 매니폴드를 선택적으로 연통시키는 PCV 밸브(positive crankcase ventilation valve) 및 상기 인테이크 호스를 흐르는 공기를 상기 실린더 블록 내부로 선택적으로 공급하는 신기 유입 호스를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 크랭크 케이스 신기 유입 시스템은 상기 실린더 블록 내부로 유입된 공기가 상기 인테이크 호스로 역류하지 않도록 구비된 신기 유입 호스 체크 밸브를 더 포함할 수 있다.

상기 신기 유입 호스는 상기 인테이크 호스와 상기 실린더 블록을 직접 연결할 수 있다.

상기 신기 유입 호스 체크 밸브는 상기 실린더 블록에 장착될 수 있다.

상기 신기 유입 호스는 상기 실린더 헤드를 관통하여 상기 인테이크 호스와 상기 실린더 블록을 연결할 수 있다.

상기 신기 유입 호스 체크 밸브는 상기 실린더 헤드 커버에 장착될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 크랭크 케이스 신기 유입 시스템은 상기 실린더 헤드 내의 혼합 기체를 상기 인테이크 호스로 선택적으로 배출하는 브리더 호스(breather hose)를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 크랭크 케이스 신기 유입 시스템은 상기 인테이크 호스의 신기가 상기 실린더 헤드 내로 역류하지 않도록 구비된 브리더 호스 체크 밸브를 더 포함할 수 있다.

상기 브리더 호스 체크 밸브는 상기 실린더 헤드 커버에 장착될 수 있다.

상기 실린더 헤드 내부에는 PCV 챔버와 브리더 챔버가 형성되고, 상기 PCV 밸브는 상기 PCV 챔버에 장착되고, 상기 브리더 호스는 상기 브리더 챔버와 연통할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 크랭크 케이스 신기 유입 시스템에 의하면, 실린더블록 내부로 신기를 직접 유입하여 엔진 내부 블로바이 가스의 NOx, CO, CO2 를 저감하고, 엔진 오일의 슬러지(sludge) 화를 방지할 수 있다.

도1은 본 발명의 하나의 실시예에 의한 크랭크 케이스 신기 유입 시스템의 단면도이다.
도2는 본 발명의 다른 실시예에 의한 크랭크 케이스 신기 유입 시스템의 단면도이다.
도3은 본 발명의 실시예들에 의한 크랭크 케이스 신기 유입 시스템의 실린더헤드 커버의 평면도이다.
도4는 본 발명의 실시예들에 의한 크랭크 케이스 신기 유입 시스템과 일반 엔진 시스템의 NOx, CO, CO2 배출을 비교하는 표이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.

그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다

명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 의미한다.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.

층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 바로 위에 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.

반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도1은 본 발명의 하나의 실시예에 의한 크랭크 케이스 신기 유입 시스템의 단면도이다.

도1을 참조하면, 본 발명의 하나의 실시예에 따른 크랭크 케이스 신기 유입 시스템은 실린더 헤드 커버(12), 상기 실린더 헤드 커버(12)와 결합하는 실린더 헤드(14), 상기 실린더 헤드(14)와 함께 연소실(20)을 형성하고 크랭크 케이스(24)가 형성된 실린더 블록(16) 및 상기 연소실(20)과 연통하는 흡기 매니폴드(18)를 포함하는 엔진(10)에 적용될 수 있다.

본 발명의 하나의 실시예에 따른 크랭크 케이스 신기 유입 시스템은 외부 공기를 정화하는 에어 크리너(40), 상기 에어 크리너(40)와 연통하며 외부 공기를 상기 흡기 매니폴드(18)로 공급하는 인테이크 호스(intake hose; 50), 상기 실린더 헤드(14)의 내부와 상기 흡기 매니폴드(18)를 선택적으로 연통시키는 PCV 밸브(positive crankcase ventilation valve; 60) 및 상기 인테이크 호스(50)를 흐르는 공기를 상기 실린더 블록(16) 내부로 선택적으로 공급하는 신기 유입 호스(70)를 포함할 수 있다.

본 발명의 하나의 실시예에 따른 크랭크 케이스 신기 유입 시스템은 상기 실린더 블록(16) 내부로 유입된 공기가 상기 인테이크 호스(50)로 역류하지 않도록 구비된 신기 유입 호스 체크 밸브(72)를 더 포함할 수 있다.

상기 신기 유입 호스(70)는 상기 인테이크 호스(50)와 상기 실린더 블록(16)을 직접 연결할 수 있다. 즉, 상기 신기 유입 호스(70)가 상기 엔진(10)의 외부에서 상기 실린더 블록(16)과 직접 연결되는 구성이어서, 기존 엔진의 구조 변경을 최소화 하며 상기 신기 유입 호스(70)를 추가 구성할 수 있다.

상기 신기 유입 호스 체크 밸브(72)는 상기 실린더 블록(16)에 장착되어 상기 실린더 블록(16) 내부로 유입된 공기 또는 공기와 블로 바이 가스 혼합기가 상기 인테이크 호스(50)로 역류하지 않도록 할 수 있다.

본 발명의 하나의 실시예에 따른 크랭크 케이스 신기 유입 시스템은 상기 실린더 헤드(14) 내의 혼합 기체를 상기 인테이크 호스(50)로 선택적으로 배출하는 브리더 호스(breather hose; 90)를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 하나의 실시예에 따른 크랭크 케이스 신기 유입 시스템은 상기 인테이크 호스(50)의 신기가 상기 실린더 헤드(14) 내로 역류하지 않도록 구비된 브리더 호스 체크 밸브(92)를 더 포함할 수 있다.

상기 실린더 헤드(14) 내부에는 PCV 챔버(30)와 브리더 챔버(32)가 형성되고, 상기 PCV 밸브(60)는 상기 PCV 챔버(30)에 장착되고, 상기 브리더 호스(90)는 상기 브리더 챔버(32)와 연통할 수 있다.

이하, 본 발명의 하나의 실시예에 따른 크랭크 케이스 신기 유입 시스템의 작동을 설명한다.

상기 에어 크리너(40)를 거치며 정화된 신기(fresh air)는 상기 인테이크 호스(50)를 통해 유동하고, 쓰로틀 밸브(100)의 개도량에 따라 그 흐름이 제어되어 상기 흡기 매니폴드(18)로 전달된다.

상기 흡기 매니폴드(18)로 전달된 신기는 연료와 혼합되어 상기 연소실(20)로 공급되거나, 상기 연소실(20)에서 연료와 혼합되어 연소된 후, 일부가 블로바이 가스 형태로 피스톤(22)과 실린더 사이의 틈새를 통해 상기 크랭크 케이스(24)로 배출된다.

상기 블로바이 가스는 상기 실린더 헤드 커버(12)를 거쳐 상기 PCV 밸브(60)를 통해 상기 흡기 매니폴드(18)로 배출되며, 상기 PCV 밸브(60)에 의해 상기 크랭크 케이스(24), 즉 상기 실린더 블록(16) 내부에 부압(negative pressure, 負壓)이 형성된다.

엔진 내부의 부압에 의해 상기 신기 유입 호스(70)를 통해 상기 실린더 블록(16)으로 신기가 유입되어 상기 블로바이 가스와 혼합되어 배출되며, 엔진 내부에 생성되는 블로바이 가스의 NOx 및 CO/CO2 농도를 저감하여, 엔진 오일의 열화 및 슬러지화를 방지할 수 있다.

고부하 상태에서는 상기 블로바이 가스와 신기 혼합기가 상기 브리더 호스(90)를 통해 상기 인테이크 호스(50)를 통해 배출되며, 상기 브리더 호스 체크 밸브(92)에 의해 신기가 상기 실린더 헤드 커버(12)와 상기 실린더 헤드(14)로 유입되는 것을 방지한다. 즉 신기가 직접 상기 실린더 블록(16)으로 공급되어 효과적인 블로바이 가스의 배출이 가능하다.

상기 PCV 챔버(30)와 상기 브리더 챔버(32)는 각각 오일 세퍼레이터의 역할을 상기 블로바이 가스와 신기 혼합기의 오일을 제거할 수 있다.

도2는 본 발명의 다른 실시예에 의한 크랭크 케이스 신기 유입 시스템의 단면도이다.

도2에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 의한 크랭크 케이스 신기 유입 시스템을 설명함에 있어, 앞서 설명한 도1에 도시된 본 발명의 하나의 실시예에 의한 크랭크 케이스 신기 유입 시스템과 중복되는 설명은 생략한다.

본 발명의 다른 실시예에 의한 크랭크 케이스 신기 유입 시스템은 신기 유입 호스(80)을 포함하고, 상기 신기 유입 호스(80)는 상기 실린더 헤드(14)를 관통하여 상기 인테이크 호스(50)와 상기 실린더 블록(16)을 연결한다.

본 발명의 다른 실시예에 의한 크랭크 케이스 신기 유입 시스템은 신기 유입 호스 체크 밸브(82)를 더 포함하고, 상기 신기 유입 호스 체크 밸브(82)는 상기 실린더 헤드 커버(12)에 장착된다.

본 발명의 다른 실시예에 의한 크랭크 케이스 신기 유입 시스템은 앞서 설명한 도1에 도시된 본 발명의 하나의 실시예에 의한 크랭크 케이스 신기 유입 시스템과 비교하여 상기 신기 유입 호스(80)와 신기 유입 호스 체크 밸브(82)의 장착 위치 등에 차이가 있고, 그 작동/기능에 있어 동일하므로 반복되는 설명은 생략한다.

본 발명의 다른 실시예에 의한 크랭크 케이스 신기 유입 시스템은 상기 신기 유입 호스(80)는 상기 실린더 헤드(14)를 관통하여 상기 인테이크 호스(50)와 상기 실린더 블록(16)을 연결하는 구성이어서, 패키지 측면에서 유리한 장점이 있다.

도3은 본 발명의 실시예들에 의한 크랭크 케이스 신기 유입 시스템의 실린더헤드 커버의 평면도이다.

도3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 하나의 실시예에 의한 크랭크 케이스 신기 유입 시스템과 본 발명의 다른 실시예에 의한 크랭크 케이스 신기 유입 시스템은 의 단면도이다.

상기 브리더 호스 체크 밸브(92)와 상기 신기 유입 호스 체크 밸브(82)를 상기 실린더 헤드 커버(12)에 장착하여 생산이 용이할 수 있고 정비 등이 원활할 수 있다.

도4는 본 발명의 실시예들에 의한 크랭크 케이스 신기 유입 시스템과 일반 엔진 시스템의 NOx, CO, CO2 배출을 비교하는 표이다.

도4를 참조하면, 일반 엔진 시스템의 NOx, CO, CO2 배출에 있어 대략 50%내외의 유해가스 저감이 가능하며, 오일의 슬러지화를 방지할 수 있다.

이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.

10: 엔진 12: 실린더 헤드 커버
14: 실린더 헤드 16: 실린더 블록
18: 흡기 매니폴드 20: 연소실
22: 피스톤 24: 크랭크 케이스
30: PCV 챔버 32: 브리더 챔버
40: 에어 크리너 50: 인테이크 호스
60: PCV 밸브 70, 80: 신기 유입 호스
72, 82: 신기 유입 호스 체크 밸브
90: 브리더 호스 ` 92: 브리더 호스 체크 밸브
100: 쓰로틀 밸브

Claims (10)

1. 실린더 헤드 커버, 실린더 헤드, 상기 실린더 헤드와 함께 연소실을 형성하고 크랭크 케이스가 형성된 실린더 블록 및 상기 연소실과 연통하는 흡기 매니폴드를 포함하는 엔진;
   외부 공기를 정화하는 에어 크리너;
   상기 에어 크리너와 연통하며 외부 공기를 상기 흡기 매니폴드로 공급하는 인테이크 호스(intake hose);
   상기 실린더 헤드의 내부와 상기 흡기 매니폴드를 선택적으로 연통시키는 PCV 밸브(positive crankcase ventilation valve); 및
   상기 인테이크 호스를 흐르는 공기를 상기 실린더 블록 내부로 선택적으로 공급하는 신기 유입 호스;
   를 포함하는 크랭크 케이스 신기 유입 시스템.
2. 제1항에서,
   상기 실린더 블록 내부로 유입된 공기가 상기 인테이크 호스로 역류하지 않도록 구비된 신기 유입 호스 체크 밸브;
   를 더 포함하는 크랭크 케이스 신기 유입 시스템.
3. 제2항에서,
   상기 신기 유입 호스는 상기 인테이크 호스와 상기 실린더 블록을 직접 연결하는 크랭크 케이스 신기 유입 시스템.
4. 제3항에서,
   상기 신기 유입 호스 체크 밸브는 상기 실린더 블록에 장착되는 크랭크 케이스 신기 유입 시스템.
5. 제2항에서,
   상기 신기 유입 호스는 상기 실린더 헤드를 관통하여 상기 인테이크 호스와 상기 실린더 블록을 연결하는 크랭크 케이스 신기 유입 시스템.
6. 제5항에서,
   상기 신기 유입 호스 체크 밸브는 상기 실린더 헤드 커버에 장착되는 크랭크 케이스 신기 유입 시스템.
7. 제1항에서,
   상기 실린더 헤드 내의 혼합 기체를 상기 인테이크 호스로 선택적으로 배출하는 브리더 호스(breather hose);
   를 더 포함하는 크랭크 케이스 신기 유입 시스템.
8. 제7항에서,
   상기 인테이크 호스의 신기가 상기 실린더 헤드 내로 역류하지 않도록 구비된 브리더 호스 체크 밸브;
   를 더 포함하는 크랭크 케이스 신기 유입 시스템.
9. 제8항에서,
   상기 브리더 호스 체크 밸브는 상기 실린더 헤드 커버에 장착된 크랭크 케이스 신기 유입 시스템.
10. 제7항에서,
    상기 실린더 헤드 내부에는 PCV 챔버와 브리더 챔버가 형성되고,
    상기 PCV 밸브는 상기 PCV 챔버에 장착되고,
    상기 브리더 호스는 상기 브리더 챔버와 연통하는 크랭크 케이스 신기 유입 시스템.

Images