CN104136725B - 发动机装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的课题是提供一种发动机装置，不仅对气体压力调节阀(112)进行压力调整，还能够活用于润滑油的除去。在具有使从燃烧室漏出的窜气返回进气系统的窜气还原装置(111)的发动机装置中，设有从气体压力调节阀(112)导入所述窜气的膨胀室(114)，在膨胀室(114)中分离所述窜气所含有的润滑油，从膨胀室(114)到发动机(1)的进气侧使所述窜气返回。
Description
技术领域
本申请发明涉及搭载于例如滑移装载机、反铲挖掘机或叉车等作业车辆，拖拉机或联合收割机等农业机械，固定式的交流发电机或制冷器等的柴油发动机等发动机装置，尤其是关于具有使窜气(ブローバイガス)返回进气系统的窜气还原装置的发动机装置。
背景技术
以往具有如下技术，即，从燃烧室漏出的窜气中分离润滑油，使除去了润滑油的窜气返还到发动机的进气侧(进气歧管等)(例如参照专利文献1、专利文献2)。
以往具有如下技术，即，形成分别具有多个集油器部件(滤网)的室，来除去润滑油的技术(专利文献1)；设置螺距能够变更的螺旋状部件来除去润滑油的技术(专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2003-90204号公报
专利文献2:日本特开2010-216315号公报
发明内容
发明要解决的课题
在专利文献1或2中，存在如下问题，即，多个集油器部件(滤网)或螺旋状部件等是必需的，不能削减窜气还原装置的构成零件数，并且不能简化窜气还原装置等的维护作业等。
因此，本申请发明研究了这样的现状而提供实施了改善的发动机装置。
用于解决课题的技术方案
技术方案1的发明在具有使从燃烧室漏出的窜气返回进气系统的窜气还原装置的发动机装置中，设有从气体压力调节阀导入所述窜气的膨胀室，在所述膨胀室中分离所述窜气所含有的润滑油，从所述膨胀室到发动机的进气侧使所述窜气返回。
技术方案2的发明在技术方案1记载的发动机装置中，在设有使在所述膨胀室中分离的润滑油返回所述发动机内的润滑油返回口的构造中，在所述膨胀室的润滑油返回口能够开闭地设有止回阀状板簧体。
技术方案3的发明是在技术方案1记载的发动机装置中，在使所述窜气从所述膨胀室经由窜气出口返回到发动机的进气侧的构造中，在形成所述膨胀室的缸盖内的左右宽度的中央附近设有所述窜气出口。
发明的效果
根据技术方案1的发明，在具有使从燃烧室漏出的窜气返回进气系统的窜气还原装置的发动机装置中，设有从气体压力调节阀导入所述窜气的膨胀室，在所述膨胀室中分离所述窜气所含有的润滑油，从所述膨胀室到发动机的进气侧使所述窜气返回，由此，从所述气体压力调节阀使窜气进入所述膨胀室，窜气能够间歇地大力地通过所述气体压力调节阀的狭窄的间隙，窜气中的雾状润滑油以高速碰撞，雾状润滑油的液化被促进，窜气中的雾化的润滑油在所述膨胀室中被液化除去。不仅能够对所述气体压力调节阀进行压力调整，还能够活用于润滑油的除去，从而不需要滤网。能够简化窜气还原构造，不需要设置除雾器(ミストセパレータ)。由于发动机的润滑油的消耗量减少，所以在设置了排气净化装置(柴油颗粒过滤器)的发动机中，所述排气净化装置的催化剂劣化、堵塞减少，能够提高燃烧效率。
根据技术方案2的发明，在设有使在所述膨胀室中分离的润滑油返回所述发动机内的润滑油返回口的构造中，在所述膨胀室的润滑油返回口能够开闭地设有止回阀状板簧体，由此，能够防止润滑油从所述发动机侧朝向所述膨胀室吹出，并且能够使在所述膨胀室中被回收的润滑油简单地返回所述发动机侧。例如能够以少的零件数将密闭构造的所述膨胀室简单地设置在缸盖上。
根据技术方案3的发明，在使所述窜气从所述膨胀室经由窜气出口返回到发动机的进气侧的构造中，在形成所述膨胀室的缸盖内的左右宽度的中央附近设有所述窜气出口，由此，即使所述发动机向左右任意方向倾斜，在所述膨胀室内被分离的润滑油面变高，也能够始终使所述窜气出口相对于所述润滑油面分离。能够简单地防止在所述膨胀室中被回收的润滑油流入所述窜气出口。
附图说明
图1是表示第一实施方式的柴油发动机的主视图。
图2是其后视图。
图3是其右视图。
图4是其左视图。
图5是其俯视图。
图6是其从左侧观察的立体图。
图7是其从右侧观察的立体图。
图8是从左侧观察缸盖部的立体图。
图9是从底面侧观察缸盖的立体图。
图10是缸盖的局部放大仰视图。
图11是从底面侧观察缸盖的局部放大立体图。
图12是从上表面侧观察缸盖的局部剖切立体图。
图13是缸盖的局部放大俯视图。
图14是缸盖的侧部剖切立体图。
图15是缸盖的截面侧视图。
图16是从底面侧观察缸盖的局部放大剖切立体图。
具体实施方式
以下，参照图1～图16，基于附图说明本申请发明的发动机装置的实施方式。作为原动机搭载于建筑机械、或土木机械、或农业机械、或装卸机械等的柴油发动机1具有连续再生式的排气净化装置2(柴油颗粒过滤器)。通过排气净化装置2，除了进行除去柴油发动机1的排气中的粒子状物质(PM)以外，还减少柴油发动机1的排气中的一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)。
柴油发动机1具有内置了发动机输出用曲轴3和活塞(省略图示)的缸体4。将缸盖5上置于缸体4。在缸盖5的右侧面配置有进气歧管6。在缸盖5的左侧面配置有排气歧管7。在缸盖5的上侧面配置有缸盖罩8。在缸体4的前侧面设有冷却风扇9。在缸体4的后侧面设有飞轮壳10。在飞轮壳10内配置有飞轮11。
将飞轮11轴支承于曲轴3(发动机输出轴)。在作业车辆(反铲挖掘机、叉车等)的工作部，经由曲轴3取出柴油发动机1的动力。另外，在缸体4的下表面配置有油盘12。油盘12内的润滑油经由配置于缸体4的侧面的滤油器13被供给到柴油发动机1的各润滑部。
在缸体4的侧面上的滤油器13的上方(进气歧管6的下方)，安装有用于供给燃料的燃料供给泵14。将具有电磁开闭控制型的燃料喷射阀(省略图示)的4气缸量的各喷射器15设置于柴油发动机1。经由燃料供给泵14及圆筒状的共轨16及燃油滤清器17将搭载于作业车辆的燃料箱(省略图示)与各喷射器15连接。
所述燃料箱的燃料经由燃油滤清器17从燃料供给泵14被压送到共轨16，高压的燃料被蓄积在共轨16。通过分别开闭控制各喷射器15的燃料喷射阀，共轨16内的高压的燃料从各喷射器15被喷射到柴油发动机1的各气缸。此外，在飞轮壳10上设有发动机起动用起动器18。
在缸体4的前面靠左的部位，冷却水润滑用的冷却水泵21与冷却风扇9的风扇轴同轴状地配置。通过曲轴3的旋转，经由冷却风扇驱动用V带22，冷却水泵21与冷却风扇9一起被驱动。搭载在作业车辆上的散热器(省略图示)内的冷却水通过冷却水泵21的驱动被供给到冷却水泵21。而且，冷却水被供给到缸体4及缸盖5来冷却柴油发动机1。此外，在冷却水泵21的左侧设有交流发电机23。
在缸体4的左右侧面分别设有发动机脚安装部(機関脚取付け部)24。在各发动机脚安装部24，分别螺栓紧固发动机脚体，该发动机脚体具有防振橡胶(省略图示)。柴油发动机1经由所述各发动机脚体被防振地支承于作业车辆(反铲挖掘机、叉车等的发动机安装底盘)。
而且，对EGR装置26(排气再循环装置)进行说明。在向上突出的进气歧管6的入口部，经由EGR装置26(排气再循环装置)连结空气过滤器(省略图示)。新气(外部空气)从所述空气过滤器经由EGR装置26被输送到进气歧管6。
EGR装置26具有：使柴油发动机的排气的一部分(来自排气歧管的EGR气体)和新气(来自空气过滤器的外部空气)混合并供给到进气歧管6的EGR主体外壳(集电器)(省略图示)；使EGR主体外壳27与所述空气过滤器连通的进气节流阀部件(省略图示)；经由EGR冷却器29被连接在排气歧管7上的作为回流管路的再循环排气管30；和使所述EGR主体外壳与再循环排气管30连通的EGR阀部件(省略图示)。
即，进气歧管6和新气导入用的所述进气节流阀部件经由所述EGR主体外壳被连接。而且，从排气歧管7延伸的再循环排气管30的出口侧与所述EGR主体外壳连通。此外，所述EGR主体外壳能够拆装地通过螺栓被紧固在进气歧管6的入口部。
另外，再循环排气管30的出口侧被连结在EGR装置26。再循环排气管30的入口侧经由EGR冷却器29被连结在排气歧管7。通过调节EGR装置26内的EGR阀(省略图示)的开度，调节EGR气体向EGR装置26的供给量。
通过上述结构，从所述空气过滤器经由所述进气节流阀部件向EGR装置26内供给新气(外部空气)，另一方面，从排气歧管7向EGR装置26内供给EGR气体(从排气歧管排出的排气的一部分)。来自所述空气过滤器的新气和来自排气歧管7的EGR气体在EGR装置26内混合之后，EGR装置26内的混合气体被供给到进气歧管6。即，从柴油发动机1向排气歧管7排出的排气的一部分从进气歧管6向柴油发动机1回流，由此，高负荷运转时的最高燃烧温度降低，来自柴油发动机1的NOx(氧化氮)的排出量减少。
以下，对排气净化装置2进行说明。排气净化装置2具备：具有净化入口管36的排气净化外壳38。在排气净化外壳38的内部沿排气的移动方向(从图1的下侧向上侧)串联地并排着生成二氧化氮(NO2)的铂等的柴油氧化催化剂39(气体净化体)；以较低的温度连续地氧化除去所捕捉的粒子状物质(PM)的蜂窝结构的烟尘过滤器40(气体净化体)。此外，在排气净化外壳38的排气出口38a经由未图示的排气管连结消音器，并经由所述消音器将排气排出机外。
通过上述结构，通过柴油氧化催化剂39的氧化作用生成的二氧化氮(NO2)从一侧端面(取入侧端面)被供给到烟尘过滤器40内。柴油发动机1的排气中所含有的粒子状物质(PM)被烟尘过滤器40捕捉，通过二氧化氮(NO2)被连续地氧化除去。在柴油发动机1的排气中的粒状物质(PM)的除去的基础上，柴油发动机1的排气中的一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)的含有量减少。
另外，热敏电阻型的上游侧气体温度传感器42和下游侧气体温度传感器43被附设于排气净化外壳38。利用上游侧气体温度传感器42检测柴油氧化催化剂39的气体流入侧端面的排气温度。利用下游侧气体温度传感器43检测柴油氧化催化剂的气体流出侧端面的排气温度。利用所述各传感器42、43将排气的温度转换成电信号，并向发动机控制器输出(省略图示)。
而且，在排气净化外壳38上附设作为排气压力传感器的压差传感器44。利用压差传感器44检测烟尘过滤器40的上游侧和下游侧之间的排气的压力差。将所述排气的压力差转换成电信号，并输出到发动机控制器(省略图示)。基于烟尘过滤器40的上游侧和下游侧之间的排气压力差，并计算烟尘过滤器40中的粒子状物质的堆积量，能够把握烟尘过滤器40内的堵塞状态。
如图1、图11所示，通过螺栓将传感器托架46紧固在排气净化外壳38的出口夹持法兰45上，并将传感器托架46配置在排气净化外壳38的外面侧。一体地设有电气布线连接器的压差传感器44被安装在传感器托架46上。在排气净化外壳38的外侧面上配置有压差传感器44。在压差传感器44上分别连接有上游侧传感器配管47和下游侧传感器配管48的一端侧。以夹着排气净化外壳38内的烟尘过滤器40的方式，将上游侧和下游侧的各传感器配管凸起体49、50配置在排气净化外壳38上。上游侧传感器配管47和下游侧传感器配管48的另一端侧分别与各传感器配管凸起体49、50连接。
根据上述结构，经由压差传感器44检测烟尘过滤器40的流入侧的排气压力和烟尘过滤器40的流出侧的排气压力之差(排气的压差)。由于被烟尘过滤器40捕捉的排气中的粒子状物质的残留量与排气的压差成正比，所以在残留于烟尘过滤器40的粒子状物质的量增加到规定以上时，基于压差传感器44的检测结果，执行使烟尘过滤器40的粒子状物质量减少的再生控制(例如使排气温度上升的控制)。另外，粒子状物质的残留量进一步增加到可再生控制范围以上时，可拆卸地分解排气净化外壳38，清扫烟尘过滤器40，进行人为地除去粒子状物质的维护作业。
此外，将上游侧气体温度传感器42和下游侧气体温度传感器43的电气布线连接器53固定在传感器托架46上。以使压差传感器44的电气布线连接器以及上游侧气体温度传感器42和下游侧气体温度传感器43的电气布线连接器53的各连接方向朝向同一方向的姿势，支承所述各连接器53。
以下，对附设于柴油发动机1的排气净化装置2的构造进行说明。在排气歧管7上设置涡轮增压器91。通过螺栓将所述壳体支承体92紧固在排气歧管7和涡轮增压器91上。相对于壳体支承体92，能够前后移动地调节排气净化装置2的前后方向的安装位置。经由壳体支承体92的中空部将柴油发动机1的排气从排气歧管7供给到排气净化装置2。
而且，设置入口侧托架体93和出口侧托架体94。柴油发动机1的曲轴3轴芯线(输出轴芯线)与排气净化装置2的排气移动方向平行地形成。入口侧托架体93和出口侧托架体94形成为在与曲轴3轴芯线交叉的方向上幅宽地形成的板状。
将出口侧托架体94的分叉状下端部通过螺栓紧固在缸盖5的前表面上，将入口侧托架体93的下端部通过螺栓紧固在缸盖5的后表面上。在缸盖5的前面和后面的两个面上，立设有出口侧托架体94和入口侧托架体93。通过出口侧托架体94和入口侧托架体93，将气体净化壳体60的排气入口侧和排气出口侧分别支承在柴油发动机1的缸盖5上。
以下，参照图8～图16说明使从柴油发动机1的燃烧室漏出的窜气返回进气系统的窜气还原装置的构造。在覆盖设置于缸盖5上表面部的进气阀及排气阀(省略图示)等的缸盖罩8上设有窜气还原装置111。窜气还原装置111具有配置于缸盖罩8的上表面部的气体压力调节阀112。
另外，使缸盖罩8上表面的一部分向上方鼓出而形成气体调压部8a。在气体调压部8a的内部形成有：窜气取入室113，取入从柴油发动机1的燃烧室等向缸盖5上表面侧漏出的窜气；和窜气膨胀室114，从气体压力调节阀112被供给窜气取入室113内的窜气。通过螺钉117将遮蔽板115止动固定在气体调压部8a内的底部。相对于缸盖罩8上表面侧，窜气取入室113和窜气膨胀室114的底面侧被遮蔽板115封闭。
在从缸盖罩8上表面侧导入窜气的窜气取入室113的底面侧开口设有：导向体116，防止润滑油从缸盖5侧进入；钢丝棉等滤网118，捕捉窜气中的雾状润滑油；滤网支承体119，将滤网118支承在遮蔽板115的上表面侧(窜气取入室113内部)。利用导向体116遮蔽窜气取入室113的底面侧开口，防止液态的润滑油从缸盖5侧直接进入窜气取入室113，并且将向缸盖罩8上表面侧漏出的窜气经由滤网118导入窜气取入室113。
气体压力调节阀112具有：阀外壳121，其在气体调压部8a的上表面部上形成压力控制室120；和内设于压力控制室120的压力控制用隔膜122。在气体调压部8a形成有：入口通路123，将压力控制室120与窜气取入室113的上表面侧连通；和出口通路124，将窜气膨胀室114与压力控制室120连通。从窜气取入室113经由入口通路123、隔膜122的阀体125和出口通路124，将窜气导入窜气膨胀室114。
另外，在窜气膨胀室114内设有由多个分隔壁体126、127、128形成的多个迷宫状通路129、130、131。在窜气膨胀室114的上表面上一体地连结多个分隔壁体126、127、128的上端侧。在缸盖罩8上一体地形成有多个分隔壁体126、127、128。通过在多个分隔壁体126、127、128中的沿柴油发动机1的前后方向幅宽地形成的分隔壁体126、127、128的壁面，使柴油发动机1沿左右方向倾斜时，防止润滑油滞留在出口通路124所处的中央部，在这样的构造中，将分隔壁体126、127、128的壁面配置在缸盖罩8内。从出口通路124被导入窜气膨胀室114内的窜气向多个迷宫状通路129、130、131鼓出。经由多个迷宫状通路129、130、131在窜气膨胀室114内移动的窜气因从出口通路124的鼓出，窜气中的润滑油成分被除去。
而且，在窜气膨胀室114内开设有窜气出口132。在一体地形成于缸盖罩8的出口筒状体133的内侧端部设有窜气出口132。在出口筒状体133的外侧端部经由接头134连接还原软管135的一端侧，在还原软管135的另一端侧连接还原管136的一端侧，经由还原管136的另一端侧将窜气出口132与涡轮增压器91的吸气部连通。在窜气膨胀室114内被除去了润滑油成分的窜气经由涡轮增压器91返回进气歧管6。此外，还原管136通过管支承体137被固定在缸盖罩8上。
另外，在形成有窜气膨胀室114的缸盖罩8内的左右宽度的中央附近配置窜气出口132。例如，即使以在窜气膨胀室114内从窜气分离除去的润滑油成分滞留于窜气膨胀室114底部的状态，柴油发动机1向左右方向倾动，该润滑油成分也偏向窜气膨胀室114底部的左右侧部，其结果，窜气膨胀室114底部的润滑油成分难以流入窜气出口132。分隔壁体126、127、128的壁面沿柴油发动机1的前后方向幅宽地形成，从而即使柴油发动机1向左右方向倾斜，也能够防止润滑油滞留在出口通路124所处的中央部附近。
另一方面，在遮蔽板115的大致中央附近开设有润滑油返回口141。另外，在遮蔽板115的下表面侧，通过螺钉143止动固定细长的舌片形的板簧体142的一端侧。利用板簧体142的另一端侧能够开闭地封闭润滑油返回口141的下表面侧开口。即，使在窜气膨胀室114中分离的润滑油返回柴油发动机1内的润滑油出口即润滑油返回口141形成在构成窜气膨胀室114的底部的遮蔽板115上。在窜气膨胀室114的润滑油返回口141，能够开闭地设有作为止回阀发挥作用的板簧体142。
根据上述结构，在窜气膨胀室114内从窜气被除去的润滑油成分滞留在遮蔽板115的上表面侧时，因该润滑油成分的重量，板簧体142开动，该润滑油成分从润滑油返回口141向下方的缸盖5上表面侧落下，并被回收到柴油发动机1内。此外，例如，即使润滑油从缸盖5上表面侧朝向润滑油返回口141飞溅，因该飞溅润滑油，板簧体142能够闭动，能够阻止飞溅润滑油从润滑油返回口141侵入窜气膨胀室114内。
如图9～图16所示，在具有使从燃烧室漏出的窜气返回进气系统的窜气还原装置111的发动机装置中，设有从气体压力调节阀112导入所述窜气的窜气膨胀室114，在窜气膨胀室114中分离所述窜气所含有的润滑油，从窜气膨胀室114使所述窜气返回柴油发动机1的进气侧。因此，从气体压力调节阀112使窜气进入窜气膨胀室114，由此，能够将窜气中被雾化的润滑油在窜气膨胀室114中液化除去。不仅对气体压力调节阀112进行压力调整，还能够活用于润滑油的除去，从而不需要滤网。能够简化窜气还原构造，不需要设置除雾器。在设置排气净化装置2(柴油颗粒过滤器)的柴油发动机1中，能够减少所述排气净化装置2的催化剂劣化、堵塞，能够提高燃烧效率。
如图9、图10、图16所示，在设有使在窜气膨胀室114中分离的润滑油返回柴油发动机1内的润滑油返回口141的构造中，将止回阀状板簧体142能够开闭地设置在窜气膨胀室114的润滑油返回口141。因此，能够防止润滑油从柴油发动机1侧朝向窜气膨胀室114吹出，并且能够简单地使在窜气膨胀室114中被回收的润滑油返回柴油发动机1侧。例如能够以少的零件数将密闭构造的窜气膨胀室114简单地设置在缸盖罩8。
如图10、图12、图13所示，在从窜气膨胀室114到柴油发动机1的进气侧，经由窜气出口132使所述窜气返回，在该构造中，在形成有窜气膨胀室114的缸盖罩8内的左右宽度的中央附近设有窜气出口132。因此，柴油发动机1向左右任意方向倾斜，即使在窜气膨胀室114内被分离的润滑油面变高，也能够始终使窜气出口132相对于所述润滑油面分离。能够简单地防止在窜气膨胀室114中被回收的润滑油流入窜气出口132。
附图标记的说明
1 柴油发动机
8 缸盖罩
111 窜气还原装置
112 气体压力调节阀
114 窜气膨胀室
132 窜气出口
141 润滑油返回口
142 板簧体
Claims (1)
1.一种发动机装置，具有使从燃烧室漏出的窜气返回进气系统的窜气还原装置，其特征在于，
在配置于缸盖的上侧面的缸盖罩内，设有从气体压力调节阀导入所述窜气的膨胀室，在所述膨胀室中分离所述窜气所含有的润滑油，从所述膨胀室经由窜气出口向发动机的进气侧使所述窜气返回，
所述气体压力调节阀的出口通路配置在所述缸盖罩内的左右宽度的中央部附近，并且，所述气体压力调节阀的出口通路在所述膨胀室的上方与所述膨胀室连通，
所述窜气出口配置在所述缸盖罩内的左右宽度的中央部附近，
所述膨胀室的底面侧被遮蔽板封闭，
在所述膨胀室内，利用多个分隔壁体形成迷宫状通路，并且，所述多个分隔壁体沿所述发动机的前后方向幅宽地形成，分隔所述出口通路和所述窜气出口，
在将使在所述膨胀室中分离的润滑油返回所述发动机内的润滑油返回口设置于所述遮蔽板的构造中，在所述遮蔽板的下表面，在所述膨胀室的润滑油返回口能够开闭地设有止回阀状板簧体。
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