KR100350132B1 - 오리피스형 블로바이 가스 환원장치 - Google Patents

Abstract

크랭크 케이스 내의 블로바이 가스를 오리피스를 통하여 서지탱크로 환원시키는 블로바이 가스 환원장치(PCV)에서 저속 고부하 영역에서와 같이, 서지탱크와 크랭크 케이스의 양단의 압력차가 낮은 경우에 오리피스를 통한 유량을 증가시키도록 하여 크랭크 케이스 내에 정압이 발생하는 것을 방지하는 오리피스형 블로바이 가스 환원장치를 제공할 목적으로,

엔진의 크랭크 케이스를 통해 외부로 누출되는 블로바이 가스를 크랭크 케이스의 일측과 서지탱크를 연결하는 PCV 호스 내부 일측의 오리피스를 통하여 상기 서지탱크 일측으로 다시 환원하여 재 순환시키는 오리피스형 블로바이 가스 환원장치에서,

상기 오리피스는 그 중앙부에 형성되는 수평부와, 상기 수평부의 전후로 소정의 각도만큼 사선방향으로 확개하여 형성되는 전,후측 확개부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 오리피스형 블로바이 가스 환원장치를 제공한다.

Description

오리피스형 블로바이 가스 환원장치{ORIFICE TYPE POSITIVE CRANKCASE VENTILATION}

본 발명은 오리피스형 블로바이 가스 환원장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 크랭크 케이스 내의 블로바이 가스를 오리피스를 통하여 서지탱크로 환원시키는 블로바이 가스 환원장치(PCV)에서 특히, 저속 고부하 영역에서와 같이, 서지탱크와 크랭크 케이스의 양단의 압력차가 낮은 경우에 오리피스를 통한 유량을 증가시키도록 하여 크랭크 케이스 내에 정압이 발생하는 것을 방지하는 오리피스형 블로바이 가스 환원장치에 관한 것이다.

일반적으로, 차량의 엔진은 가솔린을 연소시켜 동력을 얻게 되며, 이 동력을이용하여 장, 단거리를 이동하는 구동력을 전달하는 장치로, 엔진의 내부에서 가솔린이 연소되면서 발생된 연소가스는 그 일측에 설치되어 있는 배기장치를 통해 정화된 다음 외부로 방출된다.

물론, 배기가스 이외에도 엔진의 크랭크 케이스를 통해 외부로 누출되는 블로바이 가스와, 연료탱크에서 외부로 누출되는 연료증발가스 등이 배기가스와 함께 외부로 방출되어 환경을 오염시키게 됨으로써, EC 에미션 규제 등에 대응하여 이를 제거하는 연구가 활발히 진행되고있다.

도 4는 크랭크 케이스에 유출된 블로바이 가스를 흡기계통으로 환원시켜 재 연소시키는 일반적인 블로바이 가스 환원장치를 도시한 것으로, 그 구성은 연소실을 형성하는 실린더 헤드(101)의 양측으로 트로틀 보디(103)와 연결되어 있는 흡기 매니폴드(105)와 배기 매니폴드(107)가 연결되어 있고, 상기 실린더 헤드(101)의 상부에는 흡,배기 밸브(미도시)를 작동시키는 캠(미도시)을 외부로부터의 먼지 및 이물질로부터 보호하기 위한 로커 커버(109)가 씌워져 있다.

또한, 이 로커 커버(109)의 상부 일측에는 신기를 유입하기 위한 유입관(111)을 트로틀 보디(103) 이전의 에어 인테이크 호스(113)와 연결하고, 상기 로커 커버(109)의 상부 타측에는 PCV 호스(115)의 일단을 PCV 밸브(117)를 통하여 설치하고, PCV 호스(115)의 타단은 상기 트로틀 보디(103)의 이후, 서지탱크(119)의 일측에 니플을 통하여 연결되어 구성된다.

이와 같이 구성된 엔진은 동력 발생 과정 중에 발생되는 고압의 압력으로 인해 배출되는 가스와 미연소된 가스에 의한 블로바이 가스가 발생되고, 이 블로바이가스는 기구적인 작동부위의 오차로 인한 틈 사이로 빠져나와 실린더 헤드(101)의 저면과 상부면으로 모이게 된다.

이때, 상기 로커 커버(109)의 내부에 모여 있던 블로바이 가스는 트로틀 보디(103)의 이전으로 연결되어 있는 유입관(111)을 따라 외기가 내부로 유입될 때, PCV 밸브(117)의 작동에 따라 PCV 호스(115)를 통하여 서지탱크(119)로 유출되고, 상기 서지탱크(119)로 유입된 블로바이 가스는 다시 외기와 혼합된 상태로 실린더 내로 흡입되어 재 연소되어 대기중으로 방출되는 것이다.

이러한 블로바이 가스 환원장치(PCV)에서, 상기 PCV 밸브(117)는 내부 플런저의 형상과 스프링 상수로 유량을 조절하는 시스템으로, 형상의 가공 과정이 복잡하고, 스프링의 오작동에 의한 밸브가 막히는 현상들이 발생하는 등의 단점이 있어, 최근에는 PCV 밸브(117) 대신 오리피스를 적용하여 오리피스 양단의 압력차에 의해 유량이 결정되도록 하는 오리피스형 블로바이 가스 환원장치의 개발이 이루어지고 있다.

그러나 상기한 바와 같은 종래 단순 오리피스형 블로바이 가스 환원장치는 엔진이 저속 고부하 영역에서는 서지탱크 측의 압력이 증가하게 됨으로, 서지탱크와 크랭크 케이스 양단의 압력차가 낮아지게 되어 오리피스를 통과하는 블로바이 가스의 흐름이 원활하지 못하게 되며, 이에 따라, 상기 크랭크 케이스 측에는 정압이 발생하여 아이들 불안정 상태가 되는 문제점을 내포하고 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 제거하기 위하여 창출된 것으로서,본 발명의 목적은 크랭크 케이스 내의 블로바이 가스를 오리피스를 통하여 서지탱크로 환원시키는 블로바이 가스 환원장치(PCV)에서 저속 고부하 영역에서와 같이, 서지탱크와 크랭크 케이스의 양단의 압력차가 낮은 경우에 오리피스를 통한 유량을 증가시키도록 하여 크랭크 케이스 내에 정압이 발생하는 것을 방지하는 오리피스형 블로바이 가스 환원장치를 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명이 적용된 오리피스형 블로바이 가스 환원장치의 개략도이다.

도 2는 도 1의 A-A 선에 따른 확대 단면도이다.

도 3은 본 발명과 종래 오리피스형 블로바이 가스 환원장치에서 오리피스를 지나는 유량과 압력과의 관계를 도시한 그래프이다.

도 4는 종래 기술에 따른 블로바이 가스 환원장치의 개략도이다.

이를 실현하기 위하여 본 발명에 따른 오리피스형 블로바이 가스 환원장치는

엔진의 크랭크 케이스를 통해 외부로 누출되는 블로바이 가스를 크랭크 케이스의 일측과 서지탱크를 연결하는 PCV 호스 내부 일측의 오리피스를 통하여 상기 서지탱크 일측으로 다시 환원하여 재 순환시키는 오리피스형 블로바이 가스 환원장치에서,

상기 오리피스는 그 중앙부에 형성되는 수평부와, 상기 수평부의 전후로 소정의 각도만큼 사선방향으로 확개하여 형성되는 전,후측 확개부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 구성 및 작용을 첨부한 도면에 의거하여 보다 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명이 적용된 오리피스형 블로바이 가스 환원장치의 개략도로서, 본 발명이 적용되는 오리피스형 블로바이 가스 환원장치는 연소실(미도시)을 형성하는 실린더 헤드(1)의 양측으로 트로틀 보디(3)와 연결되어 있는 흡기 매니폴드(5)와 배기 매니폴드(7)가 연결되어 있고, 상기 실린더 헤드(1)의 상부에는 흡,배기 밸브(미도시)를 작동시키는 캠(미도시)을 외부로부터의 먼지 및 이물질로부터 보호하기 위한 로커 커버(9)가 씌워져 있다.

또한, 이 로커 커버(9)의 상부 일측에는 신기를 유입하기 위한 유입관(11)을 트로틀 보디(3) 이전의 에어 인테이크 호스(13)와 연결하고, 상기 로커 커버(9)의 상부 타측에는 PCV 호스(15)의 일단이 설치되고, PCV 호스(15)의 타단은 상기 트로틀 보디(3)의 이후, 서지탱크(19)의 일측에 연결되며, 상기 PCV 호스(15)의 일측에는 오리피스(17)가 개재된다.

즉, 상기 오리피스(17)는, 도 2에서 도시한 바와 같이, 그 중앙부에 형성되는 수평부(19)와, 상기 수평부(19)의 전후로 소정의 각도만큼 사선방향으로 확개하여 형성되는 전,후측 확개부(21,23)로 이루어진다.

이와 같이 구성을 갖는 오리피스형 블로바이 가스 환원장치에 의하면, 블로바이 가스가 크랭크 케이스 내의 압력에 비하여 낮은 압력(실제는 부압)이 형성되는 서지탱크(19) 측으로 압력차에 의해 오리피스(17)를 통과하면서 축소, 확대관의 원리에 의해 후측 확개부(23)에서 충격파를 형성하게 되며, 이러한 현상은 엔진이 저속 고부하의 영역에서도 동일하게 적용되어 크랭크 케이스 측에 정압의 발생을 억제하게 되는 것이다.

즉, 이러한 현상을 보다 상세히 살펴보면, 블로바이 가스량은 엔진의 부하가 증가할수록 연소실의 압력이 커지게 되어 함께 증가하며, 이는 크랭크 케이스 내부의 압력을 증가시키게 된다.

또한, 엔진이 고부하가 될수록 서지탱크(19)의 내부 압력도 커지게 되며, 이는 오리피스(17)의 양단 압력차가 감소하는 결과를 초래한다.

이러한 조건에서, 도 3에서 도시한 바와 같이, 종래의 단순형상의 오리피스를 이용하게 되면, 유량이 초크(CHOCK)되는 압력은 0.528Pi로 이때부터 오리피스를 통과하는 유량은 하향 곡선을 그리게 되나. 본 발명에 따른 형상을 갖는 오리피스(17)에 의하면, 오리피스(17)를 통과하는 최대유량이 동일하다 하더라도, 유량이 초크(CHOCK)되는 압력을 후측 확개부(23)에서 발생되는 충격파의 영향에 의해 0.9Pi이상으로 높일 수 있게 됨으로, 즉, 초킹(CHOCKING)되는 압력을 증가하는 효과를 가지므로, 저속 고부하의 영역에서도 크랭크 케이스에 정압이 발생하는 현상을 개선할 수 있게 되는 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 오리피스형 블로바이 가스 환원장치에 의하면, 유량이 초크(CHOCK)되는 압력을 오리피스의 후측 확개부에서 발생되는 충격파의 영향에 의해 높여 초킹(CHOCKING)되는 압력을 증가시키게 됨으로, 저속 고부하의 영역에서도 블로바이 가스의 흐름을 유지하여 크랭크 케이스에 정압이 발생하는 현상을 억제함으로, 아이들 안정성을 확보하고, 엔진 부조 또는 엔진 스톨을 사전에 예방할 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims (1)

1. 엔진의 크랭크 케이스를 통해 외부로 누출되는 블로바이 가스를 크랭크 케이스의 일측과 서지탱크를 연결하는 PCV 호스 내부 일측의 오리피스를 통하여 상기 서지탱크 일측으로 다시 환원하여 재 순환시키는 오리피스형 블로바이 가스 환원장치에 있어서,

   상기 오리피스는 그 중앙부에 형성되는 수평부와, 상기 수평부의 전후로 소정의 각도만큼 사선방향으로 확개하여 형성되는 전,후측 확개부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 오리피스형 블로바이 가스 환원장치.