KR101251711B1

KR101251711B1 - 오일 역류 방지 장치를 구비한 폐쇄식 크랭크 케이스 통기장치

Info

Publication number: KR101251711B1
Application number: KR1020070130255A
Authority: KR
Inventors: 한승희
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2007-12-13
Filing date: 2007-12-13
Publication date: 2013-04-05
Anticipated expiration: 2027-12-13
Also published as: KR20090062813A

Abstract

본 발명은 오일 역류 방지 장치를 구비한 폐쇄식 크랭크 케이스 통기 장치에 관한 것이고, 더욱 상세하게는, 리테이너, 스프링 및 CCV 밸브로 이루어지는 오일 역류 방지 장치를 구비한 폐쇄식 크랭크 케이스 통기 장치에 관한 것이다.

본 발명은, 엔진의 크랭크 케이스 측에 구비되는 폐쇄식 크랭크 케이스 통기 장치(Closed Crankcase Ventilation : CCV)에 있어서, 상기 폐쇄식 크랭크 케이스 통기 장치의 하부에 형성된 오일 드레인 포트 내에 오일 역류 방지 장치가 구비되고, 상기 오일 역류 방지 장치는, 상기 오일 드레인 포트의 크기에 상응한 외주를 가지고, 내부에 오일 드레인 통로가 형성되며, 하면에 스프링 받이가 형성된 리테이너(retainer)와, 상부에 걸림부가 형성되고, 하부에 차단부가 형성되며, 상기 걸림부와 차단부는 소정의 길이로 형성된 CCV 밸브 로드로 연결되어, 상기 리테이너 내에서 상하 이동 가능하게 구비되는 CCV 밸브와, 상기 리테이너 및 CCV 밸브 사이에 구비되고, 상단은 상기 리테이너의 스프링 받이에 맞닿으며, 하단은 상기 CCV 밸브의 차단부 상면에 맞닿아, 상기 CCV 밸브를 아래쪽으로 가압하는 CCV 밸브 스프링을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

오일 역류 방지 장치를 구비한 폐쇄식 크랭크 케이스 통기 장치 {CLOSED CRANKCASE VENTILATION COMPRISING DEVICE FOR PREVENTING OIL BACKDRAFT}

일반적으로, 엔진에 구비되는 폐쇄식 크랭크 케이스 통기 장치(Closed Crankcase Ventilation : 이하 간단히 'CCV'라고 함)는 엔진의 크랭크 케이스에서 발생한 혼합된 오일과 블로우-바이(blow-by) 가스를 흡입하고, 이 혼합된 오일과 블로우-바이 가스를 각각 분리하여, 오일은 오일팬으로 되돌려 보냄과 동시에, 블로우-바이 가스는 엔진의 흡기 측(예를 들면, 터보차져 입구 측)으로 보내는 장치이다.

이때, 상기 CCV는 실린더 블록 내부에 정압이 발생하지 않도록 항상 부압을 유지하고 있다. 정압이 발생할 경우 엔진 내부의 압력이 상승하여 엔진 구성 요소간의 밀봉 성능에 문제가 야기될 우려가 있기 때문이다.

상기와 같은 일반적인 CCV가 구비된 엔진의 일례가 도 1 및 도 2에 도시되어 있다.

도 1에 도시된 엔진은 디젤 엔진으로, CCV가 엔진의 일측에 외장식으로 구비된 경우를 나타내고 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, CCV(100)는 엔진의 일측에 구비되고, 상기 CCV(100)의 둘레면의 일측 소정 위치에 엔진의 크랭크 케이스(220)와 연통되는 흡입 파이프(200)가 구비되고, 상기 흡입 파이프(200)보다 상부에 엔진의 흡기 측(예를 들면, 터보차져(330))과 연통되는 배기 파이프(300)가 구비되며, 하단부에 오일팬(440)과 연통되는 오일 드레인 파이프(400)가 구비된다.

도 2에는 도 1에 장착된 일반적인 CCV(100)의 분해 사시도가 도시되어 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 상부 케이스(140) 및 하부 케이스(150)가 구비되고, 상기 상부 케이스(140)의 상부에는 커버(110)로 덮여지고, 이 커버(110)와 상기 상부 케이스(140) 상면 사이에 다이어프램(120) 및 스프링(130)이 구비된다. 상기 다이어프램(120)의 상하부에는 압력차를 발생시킬 수 있도록 소정의 공간을 두고 있다. 또한, 상기 상부 케이스(140)의 둘레면 일측에는 상기 흡입 파이프(200)가 연결될 수 있도록 흡입 포트(142)가 형성되고, 상기 흡입 포트(142)와 소정의 각도를 두고 둘레면 일측에는 상기 배기 파이프(300)와 연결될 수 있도록 배기 포트(144)가 형성되어 있다.

이와 같이 구비된 상부 케이스(140)의 하단부에서는 하부 케이스(150)가 결합되고, 상기 하부 케이스(150)의 하부에는 상기 오일 드레인 파이프(400)와 연결될 수 있도록, 오일 드레인 포트(155)가 형성되어 있다.

또, 이와 같이 구성된 일반적인 CCV(100)의 내부에는 오일과 블로우-바이 가스를 분리하는 필터(도시 생략)가 내장되어 있다.

상기와 같이 구성된 일반적인 CCV(100)는, 도 1에서 흡입 파이프(200)상에 도시된 화살표 방향으로 혼합된 오일 및 블로우-바이 가스가 유입되면, 상기 CCV(100)에 내장된 필터(도시 생략)에 의해 오일과 블로우-바이 가스를 분리시킨다. 분리된 오일과 블로우-바이 가스는 각각 오일 드레인 파이프(400) 및 배기 파이프(300)를 통하여, 오일은 오일팬(440)을 되돌아 가고, 블로우-바이 가스는 엔진의 흡기 측(예를 들면, 터보챠져(300))으로 유입된다.

그런데, 상기와 같은 일반적인 CCV(100)는 도 3에 도시한 바와 같이, 차량이 과도한 경사면을 오를 때, 오일팬(440)이 기울어지거나, 오일팬(440) 내의 압력이 상승하여 고압의 정압이 형성될 때, 또는 CCV(100)에 내장된 필터(도시 생략)의 수명이 다됐을 때에 오일 드레인 파이프(400)의 단부와 유면이 격리되어, 오일 드레인 파이프(400)를 통해 오일팬으로 되돌아 가던 오일이 CCV(100) 쪽으로 역류하는 현상이 발생하게 된다.

이와 같은 오일의 역류는 CCV(100)를 거쳐 엔진의 흡기 측으로 유입되거나 하면, 엔진의 구동 부품들의 파손을 야기하거나, 이상 연소를 발생시켜, 엔진의 내구력 저하라는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 CCV의 오일 드레인 포트 측에 오일 역류 방지 장치를 구비하여, 오일의 역류를 방지하기 위한 오일 역류 방지 장치를 구비한 CCV를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 상기 리테이너는 상기 오일 드레인 포트와 밀봉 결합되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 차단부는 상기 리테이너의 오일 드레인 통로를 폐색할 수 있는 형성인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 폐쇄식 크랭크 케이스 통기 장치는, 소정의 용적을 가지고 상부가 개구된 케이스와, 상기 케이스의 상부에 구비되어 개구된 케이스 상부를 밀봉하여 덮는 커버와, 상기 커버와 상기 케이스의 상면 사이에 구비되는 다이어프램과, 상기 다이어프램을 위쪽으로 가압하는 스프링과, 상기 케이스의 둘레면 일측에 형성되는 흡입 포트와, 상기 흡입 포트와 위상 차이를 두고 상기 케이스의 둘레면 일측에 형성되는 배기 포트와, 상기 케이스의 하단부에 형성되는 오일 드레인 포트와, 상기 케이스의 내부에 구비되는 필터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 의하면, 오일팬으로 드레인되는 오일의 역류는 방지하여, 엔진의 흡기 측으로 안정적으로 블로우-바이 가스를 공급할 수 있으므로, 엔진의 내구력 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 오일 역류 방지 장치를 구비한 CCV의 바람직한 실시 형태에 대해 설명한다.

먼저, 도 4 내지 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 오일 역류 방지 장치를 구비한 CCV의 구성에 대해 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 오일 역류 방지 장치를 구비한 CCV의 단면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 오일 역류 방지 장치의 사시도이다.

엔진의 크랭크 케이스(도시 생략) 측에 구비되는 CCV(10)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 소정의 용적을 가지고 상부가 개구된 케이스(60)가 구비되고, 상기 케이스(60)의 상부에는 개구된 케이스(60)의 상부를 밀봉하여 덮는 커버(90)가 구비되며, 상기 커버(90)와 상기 케이스(60)의 상면 사이에는 다이어프램(70) 및 스프링(80)이 구비된다. 또한, 상기 케이스(60)의 상부 둘레면 일측에는 흡입 포트(20)가 형성되고, 상기 흡입 포트(20)와 위상 차이를 두고, 즉 평면상 소정의 각도를 두면서 상기 흡입 포트(20)보다 위쪽의 상기 케이스(10)의 둘레면 일측에는 배기 포트(30)가 형성되며, 상기 케이스(10)의 하단부에는 오일 드레인 포트(40)가 형성되고, 상기 케이스(10)의 내부에는 필터(50)가 구비된다.

이것에 더하여, 상기 오일 드레인 포트(40) 내는 오일 역류 방지 장치(1)가 구비된다.

상기 오일 역류 방지 장치는 리테이너(retainer)(2), CCV 밸브(4) 및 CCV 밸브 스프링(3)으로 구성된다. 리테이너(2)는 상기 오일 드레인 포트(40)의 크기에 상응한 외주를 가지고, 내부에 오일 드레인 통로(5)가 형성되며, 하면에 스프링 받이(6)가 형성된다. 본 실시 형태에서 도시하고 있는 것은, 상기 오일 드레인 포트(40)의 단면이 원형이고, 이에 상응한 외주를 가진 상기 리테이너(2)가 도시되어 있다.

도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 리테이너(2)는 상기 오일 드레인 포트(40)의 직경에 상응한 원통형 부재를 형성하고, 이 원통형 부재의 상부에서 바깥쪽으로 단턱을 형성하고 있다. 이와 같이 형성된 단턱에 의해, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 오일 드레인 포트(40)의 내부 입구 측에 걸려 장착된다. 또한, 상기 원 통형 부재의 중심 부분에는 원통형의 스프링 받이(6)가 형성되고, 이 스프링 받이(6)의 둘레에 오일 드레인 통로(5)가 형성된다. 상기 오일 드레인 통로(5)는 CCV(10)의 필터(50)를 통하여 걸러져 나온 오일이 원활히 오일팬으로 유동되도록 하는 것이면 어떠한 형상으로 형성되어도 무방하므로, 본 실시 형태의 형태로 한정되지 않는다.

상기와 같이 형성된 리테이너(2)의 스프링 받이(6)에는 CCV 밸브 스프링(3)이 구비되고, 이 원통형의 스프링 받이(6)의 중심을 관통하여 CCV 밸브(4)가 구비된다.

상기 CCV 밸브(4)는 상부에 걸림부(8)가 구비되고, 하부에 차단부(7)가 구비되며, 상기 걸림부(8)와 차단부(7) 사이에 CCV 밸브 로드(9)가 형성된다. 이들 걸림부(8), 차단부(7) 및 CCV 밸브 로드(9)는 고무 등과 같은 탄성을 가진 재료로 형성되어 일체형으로 형성되는 것이 바람직하다.

본 실시 형태에 도시된 CCV 밸브(4)는 십자형의 걸림부(8)를 형성하여, 상기 스프링 받이(6)의 상면에 걸려 있고, 상기 CCV 밸브 로드(9)가 상기 스프링 받이(6)의 중공에 상응한 굵기를 가지고 아래로 소정 길이로 연장되며, 이 CCV 밸브 로드(9)의 하단에 원판 형상의 차단부(7)가 형성되어 있다.

상기 차단부(7)의 형상은 상기 리테이너(2)의 오일 드레인 통로(5)를 완전히 가릴 수 있도록 형성되는 것이 바람직하다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 오일 역류 방지 장치를 구비한 CCV의 작동에 대해서 설명한다.

먼저, 오일의 역류가 발생하지 않을 때에는, 종래 CCV와 마찬가지로, 도 4에서 화살표 OG로 나타내는 바와 같이, 흡입 포트(20)를 통하여 혼합된 오일 및 블로우-바이 가스가 유입되고, 그 후 필터(50)에 의해 오일과 블로우-바이 가스로 분리되어, 오일은 도 4에서 화살표 O로 나타내는 바와 같이, CCV(10)의 아래쪽으로 흘러, 본 발명에 따른 오일 역류 방지 장치(1)를 거쳐 오일 드레인 포트(40)로 흘러, 오일팬으로 되돌아 가게 된다. 한편, 블로우-바이 가스는 도 4에서 화살표 G로 나타내는 바와 같이, CCV(10)의 위쪽으로 유동하여, 배기 포트(30)를 통하여 엔진의 흡기 측으로 배기하게 된다.

이 때, 드레인 되는 오일은 본 발명에 따른 오일 역류 방지 장치(1)의 오일 드레인 통로가 개방되어 있으므로, 도 4에 도시된 바와 같이, 화살표 O 방향으로 오일이 오일 드레인 통로(5)를 통하여 드레인 되므로, 종래의 CCV와 동일하게 작동하게 된다.

다음으로, 본 발명에 따른 오일 역류 방지 장치를 구비한 CCV가 장착된 차량이 도 3에 도시한 상태가 되었을 때, 즉 차량이 과도한 경사면을 오를 때, 오일팬이 기울어지거나, 오일팬 내의 압력이 상승하여 고압의 정압이 형성될 때, 또는 CCV(100)에 내장된 필터(50)의 수명이 다됐을 때에 오일 드레인 파이프의 단부와 유면이 격리되어, 오일 드레인 파이프를 통해 오일팬으로 되돌아 가던 오일이 CCV 쪽으로 역류하는 현상이 발생하게 될 때의 작동에 대해 설명한다.

본 발명에 따른 오일 역류 방지 장치를 구비한 CCV(10)에 오일의 역류가 발생하면, 이 오일의 역류 유동, 즉 도 4에서 화살표 BD 방향으로 역류하는 오일이 유동하면, 이 유동에 의해 CCV 밸브(4)의 차단부(7)를 위쪽으로 가압하게 된다. 가압된 CCV 밸브(4)는 CCV 밸브 스프링(3)을 위쪽으로 압축하여, 상기 차단부(7)가 상기 리테이너(2)의 오일 드레인 통로(5)를 폐색하게 된다. 이와 같이 작동함으로써, 오일이 CCV(10)로 역류하는 것을 방지하여, 엔진의 흡기 측으로 안정적으로 블로우-바이 가스를 공급할 수 있으므로, 엔진의 내구력 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 오일 역류 방지 장치를 구비한 CCV(10)는 종래의 CCV와 마찬가지로, 내부에 항상 부압을 유지하기 위해, 상기 커버-케이스 상부 및 오일 역류 방지 장치-케이스 하부의 결합은 밀봉 결합되는 것이 바람직하다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에 한정되지 않으며, 해당분야에서 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 특허청구범위 내에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경이 가능할 것이다.

도 1은 일반적인 CCV가 구비된 디젤 엔진의 개략 사시도.

도 2는 일반적인 CCV의 분해 사시도.

도 3은 오일의 역류가 발생하는 상태의 오일팬의 단면도.

도 4는 본 발명에 따른 오일 역류 방지 장치를 구비한 CCV의 단면도.

도 5는 본 발명에 따른 오일 역류 방지 장치의 사시도.

도 6은 본 발명에 따른 오일 역류 방지 장치의 정면도.

<부호의 설명>

1 : 오일 역류 방지 장치 2 : 리테이너

3 : 스프링 4 : CCV 밸브

10 : CCV 20 : 흡입 포트

30 : 배기 포트 40 : 오일 드레인 포트

50 : 필터 60 : 케이스

G : 블로우-바이 가스 경로 O : 드레인 오일

BD : 역류 오일

Claims

엔진의 크랭크 케이스 측에 구비되는 폐쇄식 크랭크 케이스 통기 장치(Closed Crankcase Ventilation : CCV)에 있어서,

상기 폐쇄식 크랭크 케이스 통기 장치의 하부에 형성된 오일 드레인 포트 내에 오일 역류 방지 장치가 구비되고,

상기 오일 역류 방지 장치는,

상기 오일 드레인 포트의 크기에 상응한 외주를 가지고, 내부에 오일 드레인 통로가 형성되며, 하면에 스프링 받이가 형성된 리테이너(retainer)와,

상부에 걸림부가 형성되고, 하부에 차단부가 형성되며, 상기 걸림부와 차단부는 소정의 길이로 형성된 CCV 밸브 로드로 연결되어, 상기 리테이너 내에서 상하 이동 가능하게 구비되는 CCV 밸브와,

상기 리테이너 및 CCV 밸브 사이에 구비되고, 상단은 상기 리테이너의 스프링 받이에 맞닿으며, 하단은 상기 CCV 밸브의 차단부 상면에 맞닿아, 상기 CCV 밸브를 아래쪽으로 가압하는 CCV 밸브 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 오일 역류 방지 장치를 구비한 폐쇄식 크랭크 케이스 통기 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 리테이너는 상기 오일 드레인 포트와 밀봉 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 오일 역류 방지 장치를 구비한 폐쇄식 크랭크 케이스 통기 장치.
청구항 2에 있어서,

상기 차단부는 상기 리테이너의 오일 드레인 통로를 폐색할 수 있는 형성인 것을 특징으로 하는 오일 역류 방지 장치를 구비한 폐쇄식 크랭크 케이스 통기 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 폐쇄식 크랭크 케이스 통기 장치는,

소정의 용적을 가지고 상부가 개구된 케이스와,

상기 케이스의 상부에 구비되어 개구된 케이스 상부를 밀봉하여 덮는 커버와,

상기 커버와 상기 케이스의 상면 사이에 구비되는 다이어프램과,

상기 다이어프램을 위쪽으로 가압하는 스프링과,

상기 케이스의 둘레면 일측에 형성되는 흡입 포트와,

상기 흡입 포트와 위상 차이를 두고 상기 케이스의 둘레면 일측에 형성되는 배기 포트와,

상기 케이스의 하단부에 형성되는 오일 드레인 포트와,

상기 케이스의 내부에 구비되는 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐쇄식 크랭크 케이스 통기 장치.