CN101526049B - 发动机的窜漏气回流装置 - Google Patents

Abstract

本发明的发动机的窜漏气回流装置中，与油分离空间(OS)大致同高度的、剖面为凸轮状的柱体的平衡箱安装部(400)，与油分离盖(10)一体地形成。该平衡箱安装部(400)的上表面，为平坦形状的安装接触面(401)，与平衡箱(7)的安装接触面(7a)以面接触状态抵接。在安装接触面(401)的支撑开口部(402)附近形成有第一开口部(403)，该第一开口部(403)形成从腔室(300)开始的气体通道，与形成在平衡箱的安装接触面(7a)上的第二开口部(7b)抵接结合，从而贯穿形成将窜漏气供应给平衡箱(7)的第三气体通道(15)。采用本发明，能提高进气系统的安装强度，防止窜漏气的回流性恶化，使油分离盖的安装稳定。

Description

发动机的窜漏气回流装置

技术领域

本发明涉及发动机的窜漏气回流装置，特别涉及如下装置：在发动机主体的一个侧面侧配置有具有节流阀和进气通道的进气单元，并且具有与上述一个侧面协同形成窜漏气用的油分离空间的油分离盖和附设于该油分离盖的PCV阀，从自发动机内部导入到上述油分离空间的窜漏气中分离出油，将窜漏气供应到上述进气单元的节流阀下游的进气通道。

背景技术

发动机中，伴随发动机的内部燃烧，产生从燃烧室泄漏到气缸体与油盘的内部的曲轴箱中的包含未燃烧成分的气体、即所谓的窜漏气。该窜漏气经收集后被回流到进气系统进行再次燃烧，但由于所收集的窜漏气中混有来自润滑油等的油雾，因此，当油成分的分离不彻底时，有可能对排气系统的催化剂产生不良影响。

从上述情况可知，将从窜漏气中分离油的油分离器室设于发动机主体，将曲轴箱强制通风（Positive Crankcase Ventilation）阀（以下记为PCV阀）连接于该油分离器室，并且用PCV管连接PCV阀与进气系统，将分离了油分的窜漏气导入进气系统中的装置为公知的装置。此种装置中，在温度极低时，因行驶风的缘故上述PCV阀或PCV管等被冷却，窜漏气中所含的水分被冻结，有可能对窜漏气的回流性造成不良影响。

此外，近年来，为了实现低成本化等目标，倾向于使用合成树脂形成进气岐管或油分离器室以实现轻量化和紧凑的布局，此情况下，相比于金属，来自发动机的热传导要小，所以冻结倾向更加显著。

作为解决上述问题的措施，已知有例如日本专利公开公报特开2002-106429号（以下称作“专利文献1”）所示的结构。即，该公报所记载的结构是：横置配置发动机，使树脂制的进气岐管相对车辆的前后方向指向车辆前方侧，以合成树脂制的盖体覆盖发动机一侧的侧面的凹部，形成油分离器室，并且从车辆前方侧看时PCV阀或PCV管收纳在进气岐管的投影面内。

专利文献1的装置中，由于PCV阀或PCV管收纳在位于车辆前方侧的进气岐管的投影面内，因此能够在采用合成树脂制的进气岐管与油分离器室的同时，防止因行驶风导致窜漏气的回流性恶化。

然而，此种装置中必须另行准备使窜漏气回流到进气岐管中的PCV管，并且为保证PCV管的回流性能，必须切实地降低制造时的PCV管的装配缺陷。

此外，在进气岐管倾向于以合成树脂制成的同时，另一方面，出于提高发动机的操作控制性的考虑，近年来电子控制节流阀被采用。该电子控制节流阀中安装有驱动节流阀的电动机等，若将金属制的框体计算在内，其重量大。为了对其进行支撑固定，除了将其连接于进气岐管之外，还需要用于提高进气岐管自身对发动机主体的支撑强度的撑杆等。因此，发动机、特别是进气系统周围，在空间上也变得局促，从而更加难以进行PCV管的配置以及确保装配操作性。

再者，日本专利公开公报特开2000-8827号（以下称作“专利文献2”）中，揭示了进气岐管的上游侧位于气缸盖附近的PCV通道结构。

专利文献2的结构中揭示了如下内容：对覆盖气缸盖的上部的盖罩另行安装加强件（盖部件），并在该加强件的延伸部（与安装到气缸盖以及盖罩的安装凸缘部相离开的部分）的内部设置PCV阀，将该延伸部的延伸端部经由管部连接于进气岐管，将通风器的窜漏气经由管部导入进气岐管。

然而，若从进气岐管对发动机主体的安装强度的稳定性的观点来分析，专利文献2的结构还有改良的余地。

发明内容

鉴于上述专利文献1以及专利文献2所揭示的结构，本发明的第一目的在于，提高进气系统的安装强度，防止因PCV管的弃用以及PCV管的装配不良所引起的窜漏气的回流性恶化；第二目的在于，使油分离盖的安装稳定。

为达到上述目的，本发明的发动机的窜漏气回流装置，从自发动机主体的内部导入到油分离空间的窜漏气中分离出油，将窜漏气供应到进气单元的节流阀下游的进气通道，其特征在于：上述进气单元配置在上述发动机主体的一个侧面侧，上述窜漏气回流装置具有安装于上述发动机主体的一个侧面上并划分上述油分离空间的油分离盖；而且，设有从上述油分离空间连通于上述进气单元的上述节流阀下游的上述进气通道的气体通道，并且，该气体通道形成在油分离盖与上述进气单元的内部，上述油分离盖，在其外缘部分具有安装凸缘部，通过该安装凸缘部在多处连接于上述发动机主体，并且，在上述安装凸缘部上与所述油分离盖一体地形成有平衡箱安装部，所述平衡箱安装部具有安装接触面，在上述进气单元中的上述气体通道的附近部位具有抵接面部，该抵接面部与上述安装接触面抵接并被连接，上述气体通道贯穿上述抵接面部。

采用上述结构，可以通过油分离盖与进气单元，形成从油分离空间连通于进气单元的节流阀下游侧的进气通道的气体通道，从而能够弃用PCV管。因为能够弃用以往视为必需的PCV管，所以能够防止因装配不良所引起的窜漏气的回流性恶化。

此外，采用上述结构，通过在油分离盖上形成进气单元的安装接触面，进行进气单元与油分离盖的连接，从而能够提高进气单元的安装强度，同时能够形成贯穿抵接面部的气体通道。因此，能够在提高进气单元的安装强度的同时确保用于配置气体通道的空间。

另外，可以在油分离盖连接于发动机主体的安装凸缘部的附近部位，设置进气单元安装于油分离盖的安装部分，因此，可以将进气单元的重量有效地分散在油分离盖的安装凸缘部与发动机主体的连接部分，进一步提高进气单元的安装强度。

此外，较为理想的是，上述油分离盖上，设有经由与油分离空间连通的气体通道的PCV阀，上述安装接触面比上述安装凸缘部更厚，呈柱状突出形成，在该柱状的部位内形成有连通上述PCV阀与上述安装接触面的上述气体通道，该气体通道的一端在上述安装接触面上开口。

此外，上述油分离盖也可以为树脂制。由此，可实现轻量化。

此外，上述进气单元的气体通道的附近部位，也可以隔着油分离盖与发动机主体连接。

此外，也可以将上述进气单元的用于将该进气单元安装在上述发动机主体上的多个连接部中的、上述气体通道附近部位的至少一个连接部，用于将上述油分离盖安装于上述发动机主体。更具体而言，可以在上述安装接触面上，形成在厚度方向上贯穿该安装接触面的支撑开口部，使该支撑开口部与用于将上述进气单元固定在上述发动机主体上的上述多个连接部中的一个连接部，处于同轴状态。

通过采用上述结构，进气单元、油分离盖、发动机主体一起被紧固，从而可简化连接工序，进一步提高安装强度。

附图说明

图1是本发明的实施例所涉及的发动机的侧视图。

图2是上部缸体的从进气单元侧所看到的侧视图。

图3是上述上部缸体的仰视图。

图4是表示图2的IV-IV线剖面的图。

图5是表示图2的V-V线剖面的图。

图6是表示图2的VI-VI线剖面的图。

图7A是在上部缸体的进气单元侧安装了油分离盖时的立体图。

图7B是表示平衡箱（surge tank）经油分离盖安装于发动机主体时的上部的说明图。

图8是表示油分离盖与平衡箱被连通连接时的要部剖面的图。

图9是油分离盖的正视图。

图10是油分离盖的侧视图。

图11是表示图9的XI-XI线剖面的图。

图12是表示图9的XII-XII线剖面的图。

图13是表示图10的XIII-XIII线剖面的图。

具体实施方式

首先，基于图1对本发明所涉及的发动机的概略进行说明。发动机主体ENG包括气缸盖1、构成气缸体的上部缸体2与下部缸体3、以及油盘4，是以多个气缸、具体而言以四个气缸排列在车宽方向上的状态布局于发动机室内的、所谓的四气缸横置发动机。

上部缸体2与下部缸体3，以使未图示的曲轴旋转自如地被轴支撑的状态连接固定，配置在油盘4上。作为防止发动机ENG振动的措施，采用如下结构：在上部缸体2侧形成隔壁（bulkhead）5作为隔断各气缸间的纵壁，在下部缸体3侧形成曲轴的轴承，将下部缸体3的前后面连结，形成栅格结构。

向发动机的燃烧室（未图示）供应空气的进气单元IU包括节流体6、和构成进气通道的平衡箱7、以及分岔进气通道8等。

从空气滤清器吸入的空气，被引导到节流体6上游的进气导管（未图示），供应给形成容积室的平衡箱7。节流体6，外周由金属框体形成，是根据加速踏板的操作量由发动机的控制单元计算控制量，并通过内置的电动机来控制节流阀的所谓的电子控制节流阀。供应到平衡箱7的空气，通过与气缸盖1连接的分岔进气通道8，供应给各气缸的燃烧室。分岔进气通道8由聚酰胺等合成树脂等形成，呈从车辆前侧方向的发动机主体的一个侧面侧下方向上方弯曲的形状。另外，进气单元IU在发动机ENG上的支撑，是通过与上述气缸盖1的连接、和经撑杆9与上部缸体2的连接、以及在与后述上部缸体2的一个侧面协同形成油分离空间OS的油分离盖10上的安装来进行的。

接下来，基于图2～图6对窜漏气回流装置进行说明。

图2是上部缸体2的从进气单元IU侧所看到的侧视图，图3是该上部缸体2的仰视图，图4是表示图2的IV-IV线剖面的图，图5是表示图2的V-V线剖面的图，图6是表示图2的VI-VI线剖面的图。

如图2所示，在发动机主体的一个侧面侧即上部缸体2的进气单元IU侧的表面上形成有多个加强肋及与油分离盖10协同形成油分离空间OS的油分离部200。油分离部200位于进气单元IU侧的上部缸体2的缸孔（cylinder bore）相当位置的凹部。另外，关于气缸排列，从纸面左侧起依次为第一气缸、第二气缸、第三气缸、第四气缸。

油分离部200具有与油分离盖10的安装凸缘部101连接的盖安装部201，通过螺栓等连接固定油分离盖10的安装凸缘部101的六个安装螺栓孔202a、202b、202c、202d、202e、202f分别设置在左右三处。在位于盖安装部201内侧的部分上，一体地形成有从上部缸体2的进气单元IU侧的表面朝向前方的、使窜漏气中所含的油附着以进行分离的第一、第二、第三这三个挡板（baffle plate）203、204、205。

位于最下方的第一挡板203在上部缸体2的上下方向的大致中间部分，从左侧的盖安装部201连续形成至右侧盖安装部201附近。此外，指向上述进气单元IU方向的先端部分延伸至超过油分离空间OS的中间部分的位置。

位于中间部的第二挡板204在第一挡板203与上部缸体2的上端部间的大致中间部分，从右侧的盖安装部201连续形成至油分离空间OS的大致中间部分。第二挡板204的指向进气单元IU方向的长度为第一挡板203的大致1/4左右。另外，由于上部缸体2的下方部分形成曲轴箱上部，缸孔的相当位置为凹部，因此，第二挡板204的先端部分为第一挡板203的根部分的相当位置。

位于最上方的第三挡板205在第二挡板204与上部缸体2上端部间的大致中间部分，从右侧的盖安装部201向发动机的长度方向形成至第二挡板204的大致中间部分，其指向进气单元IU方向的长度形成为第二挡板204的一半以下。

在上部缸体2内部，在第三气缸与第四气缸间的隔壁5的部位，第一气体通道11与第二气体通道12以夹着曲轴轴承部及隔壁5的状态形成，以连通曲轴箱CR与油分离空间OS。另外，本发明的发动机的点火时期的顺序依次为第一气缸→第三气缸→第四气缸→第二气缸，第三气缸与第四气缸的燃烧冲程的相位差为180°。

如图3所示，在第一气体通道11与第二气体通道12的下端部分设有第一、第二切口部11a、12a，曲轴箱CR的窜漏气，经由该第一第二切口部11a、12a，导入气体通道11、12。

第一、第二气体通道11、12的上端开口部11b、12b在第一挡板203的根部分开口，向上设置，与第一挡板203的下表面相对。

油分离空间OS的底面部分形成为沿发动机长度方向逐渐向垂直方向下方靠近，回油通道13，在第一、第二气体通道11、12的上端开口部11b、12b的下方具有开口部13b，该回油通道13，设置在第一、第二气体通道11、12的发动机长度方向侧。

如图4～图6中虚线所示，油分离盖10覆盖设置于上述上部缸体2的进气单元IU侧的表面的油分离部200从而形成油分离空间OS。在该油分离盖10上设置有向第一挡板203的前端部延伸的第一肋102、及延伸到第一挡板203的根部附近的第二肋103。

PCV阀14，以使其上游侧向油分离空间OS突出的状态、且以第一挡板203与第二肋103位于窜漏气导入开口部14a与第一、第二气体通道11、12的上端开口部11b、12b之间的状态，安装在油分离盖10上。通常，PCV阀14，在圆筒状的框体中设置有弹簧，在其前端安装有克服弹簧的压靠力来开阀的阀体。

此外，在PCV阀14下游侧的铅垂方向上方及其周围，与油分离盖10一体地形成有腔室300。腔室300与平衡箱7通过第三气体通道15连通，第三气体通道15的开口部15a设置在PCV阀14下游侧端部的铅垂方向下方、且位于腔室300的铅垂方向下方中间位置。第三气体通道15包括形成在油分离盖10上的上游侧部分15b与形成在平衡箱7上的下游侧部分15c。

下面，基于图7以及图8，对油分离盖10与平衡箱7的连接形态进行说明。

图7A是在上部缸体2的进气单元IU侧安装了油分离盖10时的立体图，图8是表示油分离盖10与平衡箱7被连通连接时的要部剖面的图。

油分离盖10，在其外周缘部具有安装凸缘部101，安装凸缘部101上所设置的五处的开口部104a、104b、104c、104d、104f、与上部缸体侧的安装螺栓孔202a、202b、202c、202d、202f分别通过螺栓等连接。

在右侧的安装凸缘部101上，与油分离空间OS大致同高度的、剖面为凸轮状的柱体的平衡箱安装部400与油分离盖10一体地形成。该平衡箱安装部400的上表面为平坦形状的安装接触面401，与平衡箱7的安装接触面7a以面接触状态抵接。

如图7B所示，在平衡箱安装部400的安装接触面401上设有用于通过螺栓等将平衡箱7连接支撑在油分离盖10上的支撑开口部402。另外，支撑开口部402，与设置在上部缸体的盖安装部201的右侧的三个安装螺栓孔中的处于中央的安装螺栓孔202e，位于同轴上，平衡箱7的连接部中的一个（7x）与上部缸体侧的安装螺栓孔202e隔着油分离盖10通过螺栓（Bx）等紧固在一起。

此外，在安装接触面401的支撑开口部402附近形成有第一开口部403，该第一开口部403形成从腔室300开始的气体通道。平衡箱的安装接触面7a上所形成的第三气体通道15的下游侧部分15c的上游端即第二开口部7b与第一开口部403为连通状态，从而贯穿形成将窜漏气供应至平衡箱7的第三气体通道15。

接下来，基于图9～图13对本发明所涉及的油分离盖10的结构进行说明。

此处，图9是油分离盖10的正视图，图10是油分离盖10的侧视图，图11是表示图9的XI-XI线剖面的图，图12是表示图9的XII-XII线剖面的图，图13是表示图10的XIII-XIII线剖面的图。

如图9所示，油分离盖10，其的隆起部500、安装凸缘部101、平衡箱安装部400、及腔室300通过合成树脂一体地成形。

隆起部500，在油分离盖10上方部分与设置有腔室300的右侧部分的范围上，向进气单元IU侧隆起形成，与油分离部200协同构成油分离空间OS。在隆起部500下方、且油分离盖10的中间部分上，延伸设置有第二肋103，在第二肋103下方设置有第一肋102。

安装凸缘部101设置于油分离盖10的外周缘部，该油分离盖10上，在与上部缸体上所设的安装螺栓孔201a、201b、202c、202d、202f对应的位置，用于连接的五个开口部104a、104b、104c、104d、104f设于上下左右的四角以及左侧安装凸缘部101的大致中间位置。

平衡箱安装部400是剖面为凸轮状的柱体，从右侧的安装凸缘部101，与隆起部500并排地向进气单元IU方向延伸形成。在平衡箱安装部400的上端面上，形成有向进气单元IU方向形成平坦部的安装接触面401。在该安装接触面401上开口有与设于上部缸体2的安装螺栓孔202e同轴设置的支撑开口部402。

在支撑开口部402与右侧上部的开口部104f的大致中间部分，形成有第一开口部403，该第一开口部403位于与平衡箱的第二开口部7b面对的位置且与第二开口部7b抵接。该第一开口部403形成供应来自腔室300的窜漏气的第三气体通道15的上游侧部分15b。

在右侧上部的开口部104f附近的隆起部500的壁内部安装有PCV阀14并且在其下游侧周围形成腔室300。如图10、图11所示，PCV阀14配置为其导入开口部14a与第二肋103相对，且配置为不将从曲轴箱CR供应的窜漏气直接导入PCV阀14。

如图13所示，阀支撑部件16从油分离盖10的里面连接固定，使PCV阀14的下游部分收纳在腔室300内部。

如图12所示，油分离盖10侧的第三气体通道的上游侧部分15b利用油分离盖10的壁面内部从腔室300连通至设置于安装接触面401上的第一开口部403。此外，第三气体通道的上游侧部分15b的指向腔室300的上游侧开口15a，在车载状态下设置于PCV阀14下游侧端部的铅垂方向下方、且位于腔室300的铅垂方向的下方中间位置。

接下来，对上述的窜漏气回流装置的作用以及效果进行说明。

空转状态或低负荷状态下，在节流阀下游产生负压，PCV阀14克服其弹簧的压靠力而进行开阀动作，由此，曲轴箱CR与节流阀下游、具体而言与平衡箱7之间的气体通道连通，曲轴箱CR的窜漏气在进气负压作用下被抽吸。

窜漏气，从上部缸体2与下部缸体3的对接面部分的曲轴箱侧壁面上所形成的第三气缸的曲轴箱的第一切口部11a与第四气缸的曲轴箱的第二切口部12a，经由第一、第二气体通道11、12移动到油分离空间OS。

如本实施例所述，在以减轻振动为目的而采用在上部缸体2侧使用隔壁5、在下部缸体3侧使用曲轴轴承的栅格结构的情况下，由于各气缸的曲轴箱的连通面积小，各气缸的曲轴箱的压力变动尤为显著，因此，将隔着相同的隔壁且相位差为180°的第三气缸的曲轴箱与第四气缸的曲轴箱连通以使间隔为最短距离。由此，能够更好地抑制传递到油分离空间的压力变动。

从第一、第二气体通道的上端开口部11b、12b导入到油分离空间OS的窜漏气，与配置为与上端开口部11b、12b相向的第一挡板203的根部分相撞，使气体中所含的油雾附着于挡板上同时向PCV阀移动。在从上端开口部11b、12b到PCV阀的导入开口部14a之间，第一、第二、第三挡板203、204、205与第一、第二肋102、103交替配置而成为迂回曲折结构。采用上述结构，可充分确保从开口部11b、12b到PCV阀的窜漏气导入开口部14a的路径，将影响上述开口部14a的压力变动控制在最小限度并且提高从窜漏气中分离油的分离性能。

另一方面，附着在挡板以及肋上的油，沿着上部缸体壁面以及油分离盖内壁面而流下到油分离部底面200，并从形成在最低部分上的回油通道开口部13b回流到曲轴箱CR内部。

通过PCV阀14的窜漏气，被排出到油分离盖10内所形成的腔室300中，并通过腔室300内所设的开口15a在第三气体通道15中移动。

腔室内的开口15a的设置位置，设定为在车载状态下位于PCV阀下游侧端部的铅垂方向的下方，因此，即便在窜漏气中所含的水分凝结从第三气体通道15逆流的情况下，也可以防止其附着在PCV阀的下游侧端部。

此外，由于开口15a的设置位置设定为在车载状态下位于腔室的铅垂方向的下方中间位置，因此可以将PCV阀14的框体作为堰利用，从而能够将凝结的水分留在腔室内，因而即使在极低温时也能防止PCV阀下游侧端部或腔室内的开口15a因水分的冻结而堵塞。

另外，第三气体通道的上游侧部分15b利用油分离盖10的壁部延伸到平衡箱安装部的安装接触面401，在油分离盖10与平衡箱7的安装部附近，油分离盖10的第一开口部403与平衡箱7的第三气体通道的下游侧部分15c的上游端亦即第二开口部7b抵接连通。也就是说，第三气体通道15利用油分离盖10与平衡箱7的安装部分来形成，窜漏气经由该通道回流到平衡箱7中，因此，无需PCV管等另行外部安装连接的部件，从而可以防止因制造时的装配不良所引起的回流不良。

采用本实施例，能够使油分离空间OS、PCV阀、以及第三气体通道15位于进气单元IU的背面，防止结冰。

此外，采用本实施例，即便是合成树脂制的分岔进气通道8，也能够维持电子控制的节流体6等较重物体的牢固的安装性能。

以上，对适于横置四气缸发动机的实施例进行了说明，但根据本发明的主旨可知，本发明的发动机的窜漏气回流装置并非限定于上述实施方式。

另外，结合理想的实施例对本发明进行了说明，但本发明并不解释为限定于上述实施例的形态，只要是本领域技术人员，是能够参考上述理想的实施例进行各种变更、改良的。因此，即便是进行了这些变更、改良，只要是在由本发明的技术方案的请求范围所规定的请求范围内实施，这些变更、改良即解释为属于本发明的请求范围。

Claims (6)

1.一种发动机的窜漏气回流装置，从自发动机主体的内部导入到油分离空间的窜漏气中分离出油，将窜漏气供应到进气单元的节流阀下游的进气通道，其特征在于：

所述进气单元配置在所述发动机主体的一个侧面侧，

所述窜漏气回流装置具有油分离盖，安装于所述发动机主体的一个侧面上并划分所述油分离空间，而且，

设有从所述油分离空间连通于所述进气单元的所述节流阀下游的所述进气通道的气体通道，并且，该气体通道形成在油分离盖与所述进气单元的内部，

所述油分离盖，在其外缘部分具有安装凸缘部，通过该安装凸缘部在多处连接于所述发动机主体，并且，在所述安装凸缘部上与所述油分离盖一体地形成有平衡箱安装部，所述平衡箱安装部具有安装接触面，

在所述进气单元中的所述气体通道的附近部位具有抵接面部，该抵接面部与所述安装接触面抵接并被连接，

所述气体通道贯穿所述抵接面部。

2.根据权利要求1所述的发动机的窜漏气回流装置，其特征在于：

所述油分离盖上，设有经由与油分离空间连通的气体通道的PCV阀，所述安装接触面比所述安装凸缘部更厚，呈柱状突出形成，在该柱状的部位内形成有连通所述PCV阀与所述安装接触面的所述气体通道，该气体通道的一端在所述安装接触面上开口。

3.根据权利要求1所述的发动机的窜漏气回流装置，其特征在于：

所述油分离盖，为树脂制。

4.根据权利要求1所述的发动机的窜漏气回流装置，其特征在于：

所述进气单元的所述气体通道的附近部位，隔着油分离盖与发动机主体连接。

5.根据权利要求4所述的发动机的窜漏气回流装置，其特征在于：

所述进气单元的用于将该进气单元安装在所述发动机主体上的多个连接部中的、所述气体通道附近部位的至少一个连接部，用于将所述油分离盖安装于所述发动机主体。

6.根据权利要求5所述的发动机的窜漏气回流装置，其特征在于：

所述安装接触面上形成有在厚度方向上贯穿该安装接触面的支撑开口部，该支撑开口部，与用于将所述进气单元固定在所述发动机主体上的所述多个连接部中的一个连接部，处于同轴状态。

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