KR101848564B1

KR101848564B1 - Breathing-system of engine for vehicle

Info

Publication number: KR101848564B1
Application number: KR1020160141364A
Authority: KR
Inventors: 서형석
Original assignee: 현대위아 주식회사
Priority date: 2016-10-27
Filing date: 2016-10-27
Publication date: 2018-04-12

Abstract

In a breathing system of an engine for a vehicle, after air outside a vehicle flows through an air cleaner, the air passes through an intake manifold via a throttle body and a surge tank to be supplied to an engine. The breathing system of an engine for a vehicle comprises: a head cover of the engine; a PCV valve provided to supply blow-by gas flowing into the head cover to the engine; and a breather hose of which one side is connected to the head cover, and the other side is connected to a compressor of a turbocharger for compressed air generated by the compressor to flow into the head cover.

Description

BREATHING-SYSTEM OF ENGINE FOR VEHICLE < RTI ID = 0.0 >

본 발명은 차량 엔진의 구동에 필요한 공기를 공급하는 브리딩 시스템 중에서도 특히, 엔진의 구동 중 크랭크케이스 내에서 발생되는 블로바이가스(Blow-By Gas)를 PCV밸브(Positive Crank case Ventilation Valve)를 통해 엔진으로 공급하여 연소시키도록 하는 브리딩 시스템에 관한 것이다.[0001] The present invention relates to a bleeding system for supplying air required for driving a vehicle engine, and more particularly to a blowing system for blowing blow-by gas generated in a crankcase during driving of the engine through a positive crankcase ventilation valve (PCV) To a combustion system.

차량의 주행시에는 엔진의 구동에 필요한 연료와 공기가 연소실로 공급된다. 또한, 엔진의 하부 크랭크케이스에는 엔진의 윤활을 위한 오일이 마련되어 있는데, 엔진이 고온고압으로 작동되는 동안 피스톤링의 엔드갭(End Gap)과 피스톤 간극 사이를 통하여 혼합가스인 블로바이가스가 상기 크랭크케이스 내부에 축적되게 된다. 상기 크랭크케이스 내부의 압력을 제거하기 위해 블로바이가스를 헤드커버로 이동시킨 후, 통상적으로 PCV밸브를 설치하여 PCV밸브를 통해 다시 흡기측으로 보내 연소시키게 된다.Fuel and air necessary for driving the engine are supplied to the combustion chamber when the vehicle is traveling. Further, the lower crankcase of the engine is provided with oil for lubrication of the engine. While the engine is operating at a high temperature and a high pressure, a blow-by gas, which is a mixed gas, passes through the gap between the end ring of the piston ring and the piston, And accumulated in the case. In order to remove the pressure inside the crankcase, the blowby gas is moved to the head cover, and then a PCV valve is normally installed and sent to the intake side again through the PCV valve.

특히, 종래의 브리딩 시스템은 에어클리너 후단의 엘보 호스 중간에 니플을 통해 헤드커버의 브리더호스와 연결되어 엔진의 구동시 신기 유입 중 일부를 압력차를 이용하여 상기 헤드커버로 신기를 공급하게 된다.Particularly, the conventional bridging system is connected to the breather hose of the head cover through the nipple in the middle of the elbow hose at the rear end of the air cleaner, and supplies the wearer to the head cover using a pressure difference in a portion of the inflow of the wearer when the engine is driven.

그러나 엔진의 고속/고부하 구동시 브로바이가스의 압력이 증대되고, 에어클리너측에서 유입되는 공기는 WOT(Wide Open Throttle)조건에서 대기압수준으로 떨어지게 되어, 상기 브리더호스를 통한 신기유입이 되지 않고, 압력차에 따라 오히려 상기 브리더호스측으로 블로바이가스가 역류하게 된다.However, when the engine is operated at a high speed / high load, the pressure of the blowing gas increases, and the air introduced from the air cleaner side drops to the atmospheric pressure level under the WOT (Wide Open Throttle) condition, The blowby gas flows backward to the breather hose rather than to the breather hose depending on the pressure difference.

따라서, 블로바이가스의 슬러그(Slug)가 스로틀바디의 플랩을 오염시켜 작동저 또는 스턱(Stuck)을 유발하게 된다. 또한, 비연소가스에 의한 스로틀바디 및 엘보호스의 부식이 유발되어 주기적으로 스로틀바디의 청소가 필요한 실정이다.Therefore, the slug of the blowby gas may contaminate the flap of the throttle body, causing an operation low or a stuck. Further, corrosion of the throttle body and the elbow hose due to non-combustion gas is caused, and it is necessary to periodically clean the throttle body.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.It should be understood that the foregoing description of the background art is merely for the purpose of promoting an understanding of the background of the present invention and is not to be construed as an admission that the prior art is known to those skilled in the art.

KRKR 10-062272110-0622721 B1B1

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 엔진의 고속/고부하 운전시에도 브리더호스를 통한 신기의 공급시 블로바이가스가 역류하지 않도록 하는 엔진의 브리딩 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide an engine bridging system that prevents blow-by gas from flowing backward when a fresh air is supplied through a breather hose even during high-speed / high-load operation of the engine.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 엔진의 브리딩 시스템은 차량 외부의 공기가 에어클리너를 통해 유입된 후, 스로틀바디와 서지탱크를 지나 흡기매니폴드를 통과한 후 엔진으로 공급되는 엔진의 브리딩 시스템에 있어서, 상기 엔진의 헤드커버; 상기 헤드커버로 유입되는 블로바이가스를 상기 엔진으로 공급하기 위해 구비된 PCV밸브; 및 일측은 상기 헤드커버에 연결되고, 타측은 터보차저의 압축기측에 연결됨으로써, 상기 압축기에 의해 생성된 압축공기가 상기 헤드커버로 유입 가능하도록 설치된 브리더호스;를 포함한다.In order to accomplish the above object, the present invention provides an engine bridging system comprising: an air cleaner for passing air from an outside of a vehicle through a throttle body and a surge tank to an intake manifold, A system, comprising: a head cover of the engine; A PCV valve provided to supply blow-by gas to the engine; And a breather hose connected to the head cover on one side and to the compressor side of the turbocharger so that compressed air generated by the compressor can be introduced into the head cover.

상기 헤드커버와 브리더호스 사이에는 상기 브리더호스의 개폐 동작이 가능하도록 하는 솔레노이드밸브가 구비될 수 있다.A solenoid valve may be provided between the head cover and the breather hose to enable opening and closing operations of the breather hose.

상기 솔레노이드밸브는 제어부에 의해 소정의 기준값 이상이면 개방되어, 상기 압축기로부터 유입되는 공기가 상기 헤드커버 내로 유입됨으로써, 블로바이가스의 역류를 방지할 수 있다.The solenoid valve is opened by the control unit if it is greater than a predetermined reference value, and air flowing in from the compressor flows into the head cover, thereby preventing reverse flow of the blowby gas.

상술한 바와 같은 구조로 이루어진 엔진의 브리딩 시스템에 따르면, 고속고부하 영역에서 블로바이가스의 원활한 순환을 구현함으로써, 배기규제를 만족하고, 터보차저의 압축기에 연결된 브리더호스를 통해 블로바이가스의 역류를 방지하여 스로틀바디 등의 흡기계통 구성품의 오염 및 부식을 방지하는 장점이 있다. 또한, 블로바이가스의 원활한 배출을 통하여 엔진의 연소효율이 증대되고, 연비가 개선되는 효과가 있게 된다.According to the bridging system of the engine having the above-described structure, the blow-by gas is smoothly circulated in the high-speed high-load region, thereby satisfying the exhaust regulation and preventing the reverse flow of the blowby gas through the breather hose connected to the compressor of the turbocharger Thereby preventing contamination and corrosion of the intake system components such as the throttle body. In addition, the combustion efficiency of the engine is increased through smooth exhaust of the blowby gas, and the fuel consumption is improved.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진의 브리딩 시스템을 간략하게 도시한 블록도.
도 2는 엔진을 상세하게 도시한 도면.
도 3은 솔레노이드밸브를 상세하게 도시한 도면.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram briefly illustrating an engine bleeding system according to one embodiment of the present invention. FIG.
2 is a detailed view of the engine;
3 is a detailed view of a solenoid valve;

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 엔진의 브리딩 시스템에 대하여 살펴본다.Hereinafter, an engine bridging system according to a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진의 브리딩 시스템을 간략하게 도시한 블록도이고, 도 2는 엔진(100)을 상세하게 도시한 도면이며, 도 3은 솔레노이드밸브(500)를 상세하게 도시한 도면이다. 본 발명의 엔진의 브리딩 시스템은 통상적인 내연기관이 구비된 차량에 마련되되, 특히 터보차저(300)가 함께 구비된 차량에 적용되는 것이 가장 바람직할 것이다.FIG. 1 is a block diagram briefly showing an engine bridging system according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a detailed view of an engine 100, and FIG. 3 is a detailed view of a solenoid valve 500 in detail Fig. It is most preferable that the present invention's engine bleeding system is applied to a vehicle provided with a conventional internal combustion engine, particularly a vehicle provided with a turbocharger 300 together.

도 1에 도시한 것처럼, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 엔진의 브리딩 시스템은, 차량 외부의 공기가 에어클리너(700)를 통해 유입된 후, 스로틀바디(800)와 서지탱크(900)를 지나 흡기매니폴드(130)를 통과한 후 엔진(100)으로 공급되는 엔진의 브리딩 시스템에 있어서, 상기 엔진(100)의 헤드커버(110); 상기 헤드커버(110)로 유입되는 블로바이가스를 상기 엔진(100)으로 공급하기 위해 구비된 PCV밸브(200); 및 일측은 상기 헤드커버(110)에 연결되고, 타측은 터보차저(300)의 압축기(310)측에 연결됨으로써, 상기 압축기(310)에 의해 생성된 압축공기가 상기 헤드커버(110)로 유입 가능하도록 설치된 브리더호스(400);를 포함한다.1, an engine bleeding system according to an exemplary embodiment of the present invention includes a throttle body 800 and a surge tank 900, which are connected to the air cleaner 700, (130), and then supplied to the engine (100), characterized in that the head cover (110) of the engine (100); A PCV valve (200) provided to supply blowby gas flowing into the head cover (110) to the engine (100); And the other side is connected to the compressor 310 side of the turbocharger 300 so that the compressed air generated by the compressor 310 flows into the head cover 110, And a breather hose (400) installed to enable the breather hose (400).

상기 엔진(100)의 구동에 필요한 공기는 차량 외부의 공기가 상기 에어클리너(700)를 통해 차량의 내부로 유입된 후, 상기 스로틀바디(800)를 지나, 상기 서지탱크(900)를 통과한 후 상기 흡기매니폴드(130)를 통해 상기 엔진(100)의 연소실로 공급된다. 상기 엔진(100)의 내부에서 연소된 공기는 배기가스가 되어 배기매니폴드(150)와 머플러(170)를 통해 대기 중으로 배출된다. 이때, 상기 배기매니폴드(150)에서 배출되는 배기가스의 일부는 상기 터보차저(300)로 유입되어 상기 터보차저(300)의 터빈(330)을 회전시키고, 상기 터빈(330)에 연결된 회전축(미도시)에 의해 상기 압축기(310)가 회전되어 상기 압축기(310)에 의해 압축된 공기가 인터쿨러(미도시)를 통해 냉각된 후 흡기측으로 공급되게 된다.Air required to drive the engine 100 flows into the interior of the vehicle through the air cleaner 700 after passing through the throttle tank 900 through the throttle body 800, And then supplied to the combustion chamber of the engine 100 through the intake manifold 130. [ The air combusted inside the engine 100 becomes exhaust gas and is discharged to the atmosphere through the exhaust manifold 150 and the muffler 170. At this time, a part of the exhaust gas discharged from the exhaust manifold 150 flows into the turbocharger 300 to rotate the turbine 330 of the turbocharger 300, The compressor 310 is rotated by the compressor 310 so that the air compressed by the compressor 310 is cooled through an intercooler (not shown) and then supplied to the intake side.

상기 엔진(100)에서 피스톤에 의한 연소실 내에서 압축 또는 폭발행정의 수행시 발생되는 블로바이가스는 상기 엔진(100) 내의 피스톤링 엔드갭(미도시)과 피스톤 간극을 통해 상기 엔진(100)의 하부에 위치한 크랭크케이스(미도시) 내에 포집되게 된다. 상기 엔진(100)의 하부에 포집된 블로바이가스는 브리딩 시스템에 포함된 과정에 의해 상기 헤드커버(110)측으로 이동되게 된다.The blowby gas generated when the compression stroke or the explosion stroke is performed in the combustion chamber by the piston in the engine 100 is transmitted to the engine 100 through the piston ring end gap (not shown) (Not shown) located below the crankcase. The blowby gas collected in the lower portion of the engine 100 is moved toward the head cover 110 by a process included in the bridging system.

상기 헤드커버(110)에는 일측은 상기 헤드커버(110)에 연결되고, 타측은 상기 서지탱크(900)에 연결된 PCV밸브(200)가 구비된다. 상기 PCV밸브(200)는 상기 엔진(100)의 구동시 상기 헤드커버(110)로 유입되는 블로바이가스를 상기 엔진(100)의 연소실로 공급하기 위하여 구비되는 것으로서, 상기 PCV밸브(200)의 작동 및 구성에 관한 것은 기공기된 기술이므로, 본 명세서에서는 상세한 설명은 생략한다.The head cover 110 is connected to the head cover 110 at one side and the PCV valve 200 connected to the surge tank 900 at the other side. The PCV valve 200 is provided to supply blowby gas flowing into the head cover 110 to the combustion chamber of the engine 100 when the engine 100 is driven. Operation and configuration are well-known techniques, and detailed description is omitted here.

또한, 상기 엔진(100)의 흡기측에는 일측은 상기 헤드커버(110)에 연결되고, 타측은 터보차저(300)의 압축기(310)측에 연결됨으로써, 상기 압축기(310)에 의해 생성된 압축공기가 상기 헤드커버(110)로 유입 가능하도록 하는 상기 브리더호스(400)가 설치된다.One side of the engine 100 is connected to the head cover 110 and the other side is connected to the compressor 310 side of the turbo charger 300 so that the compressed air generated by the compressor 310 The breather hose 400 is installed to allow the head cover 110 to flow into the head cover 110.

상기 브리더호스(400)는 일반적인 고무관 또는 스틸관으로서, 상기 터보차저(300)의 압축기(310)측에 구비되는 니플에 결합되어, 상기 압축기(310)에 의해 압축된 압축공기를 상기 헤드커버(110)측으로 제공하게 된다. 특히, 상기 헤드커버(110)와 브리더호스(400) 사이에는 상기 브리더호스(400)의 개폐 동작이 가능하도록 제어부(600)에 의해 제어되는 솔레노이드밸브(500)가 구비됨으로써, 상기 엔진(100)의 구동 조건에 따라 상기 헤드커버(110)로 상기 압축기(310)에서 생성된 압축공기의 공급여부를 상기 제어부(600)에 의해 제어할 수 있게 된다. 상기한 압축공기는 도 3에 도시한 것처럼, 상기 솔레노이드밸브(500)의 유입구(510)를 통해 유입되고, 유출구(530)를 통해 배출되는 것이 바람직할 것이다. 상기 솔레노이드밸브(500)는 일종의 체크밸브(Check Valve)일 수 있다.The breather hose 400 is connected to a nipple provided on the compressor 310 side of the turbocharger 300 to compress the compressed air compressed by the compressor 310 into the head cover 110). The solenoid valve 500 controlled by the control unit 600 is provided between the head cover 110 and the breather hose 400 so that the breather hose 400 can be opened and closed, The control unit 600 can control whether the compressed air generated by the compressor 310 is supplied to the head cover 110 according to the driving condition of the compressor. As shown in FIG. 3, the compressed air may be introduced through the inlet 510 of the solenoid valve 500 and discharged through the outlet 530. The solenoid valve 500 may be a kind of check valve.

즉, 상기 솔레노이드밸브(500)는 상기 제어부(600)에 의해 소정의 기준값 이상이면 개방되어, 상기 압축기(310)로부터 유입되는 공기가 상기 헤드커버(110) 내로 유입됨으로써, 블로바이가스의 역류를 방지하게 된다. 상기한 기준값은 상기 스로틀바디(800)의 스로틀밸브가 와이드 오픈 상태(WOT)를 기준으로 설정할 수 있으며, 상기 엔진(100)의 고속고부하 영역을 지칭하는 것이면, 어떠한 값을 설정하든지 차종에 따라 해당하는 값을 설계자가 설계시 얼마든지 다르게 설정할 수 있을 것이다.That is, the solenoid valve 500 is opened by the controller 600 if the predetermined value or more is exceeded, so that air introduced from the compressor 310 flows into the head cover 110, . The reference value may be set based on the wide open state (WOT) of the throttle valve 800 of the throttle body 800 and may be set to any value corresponding to the vehicle type The designer can set the value at any time during design.

그러므로 본 발명은 상기 터보차저(300)의 압축기(310)에 별도로 니플을 마련하여 상기 헤드커버(110)와 연통 가능도록 상기 브리더호스(400)를 장착하고, 고속/고부하 구동시에는 상기 솔레노이드밸브(500)의 유출구(530)를 개방함으로써, 상기 압축기(310)에 의해 생성되는 압축공기를 상기 헤드커버(110)로 공급한다. 그러면, 상기 헤드커버(110)에 포집된 블로바이가스가 상기 PCV밸브(200)를 통해 밀어내어짐으로써, 상기 엔진(100)의 연소실로 이송되게 된다. 따라서, 종래에 고속/고부하시에 상기 에어클리너(700)측이 대기압과 유사한 수준이 되어 블로바이가스가 역류하던 것을 상기 압축기(310)에서 공급되는 압축공기가 블로바이가스를 압력에 의해 밀어냄으로서, 방지할 수 있게 되는 것이다.The present invention is characterized in that the compressor 310 of the turbocharger 300 is separately provided with a nipple to mount the breather hose 400 so as to be able to communicate with the head cover 110. In the high speed / The compressed air generated by the compressor 310 is supplied to the head cover 110 by opening the outlet 530 of the compressor 500. Then, the blowby gas collected in the head cover 110 is pushed out through the PCV valve 200, so that the blowby gas is delivered to the combustion chamber of the engine 100. Accordingly, when the high-speed / high-load operation is performed, the air cleaner 700 side is at a level similar to the atmospheric pressure, and the blow-by gas flows backward when the compressed air supplied from the compressor 310 pushes the blow- As shown in Fig.

따라서, 본 발명이 엔진의 브리딩 시스템에 의하면, 고속고부하 영역에서 블로바이가스의 원활한 순환을 구현함으로써, 배기규제를 만족하고, 터보차저의 압축기에 연결된 브리더호스를 통해 블로바이가스의 역류를 방지하여 스로틀바디 등의 흡기계통 구성품의 오염 및 부식을 방지하는 장점이 있다. 또한, 블로바이가스의 원활한 배출을 통하여 엔진의 연소효율이 증대되고, 연비가 개선되는 효과가 있게 된다.Therefore, according to the present invention, the blowing system of the engine realizes smooth circulation of the blowby gas in the high-speed, high-load region, thereby preventing backflow of the blowby gas through the breather hose connected to the compressor of the turbocharger There is an advantage of preventing contamination and corrosion of the intake system components such as the throttle body. In addition, the combustion efficiency of the engine is increased through smooth exhaust of the blowby gas, and the fuel consumption is improved.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to specific embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the following claims It will be apparent to those of ordinary skill in the art.

100 : 엔진 110 : 헤드커버
130 : 흡기매니폴드 150 : 배기매니폴드
170 : 머플러 200 : PCV밸브
300 : 터보차저 310 : 압축기
330 : 터빈 400 : 브리더호스
500 : 솔레노이드밸브 510 : 유입구
530 : 유출구 600 : 제어부
700 : 에어클리너 800 : 스로틀바디
900 : 서지탱크100: engine 110: head cover
130: intake manifold 150: exhaust manifold
170: muffler 200: PCV valve
300: Turbocharger 310: Compressor
330: Turbine 400: Breather hose
500: Solenoid valve 510: Inlet
530: outlet 600:
700: air cleaner 800: throttle body
900: Surge tank

Claims

A system for bleeding an engine in which air outside the vehicle flows through an air cleaner, passes through a throttle body and a surge tank, passes through an intake manifold, and is supplied to an engine,
A head cover of the engine;
A PCV valve provided to supply blow-by gas to the engine; And
And a breather hose connected to the head cover at one side and connected to the compressor side of the turbocharger so that compressed air generated by the compressor can be introduced into the head cover,
The compressed air generated by the compressor is controlled to flow into the head cover through the breather hose so that the blowby gas collected in the head cover is pushed to the engine by the compressed air when the engine is driven in the high speed / Is prevented from flowing back to the intake system side due to the pressure difference.

The method according to claim 1,
Wherein a solenoid valve is provided between the head cover and the breather hose to enable opening and closing operations of the breather hose.

The method of claim 2,
Wherein the solenoid valve is opened by the control unit if the operation range of the engine is equal to or greater than a predetermined reference value.