CN104797788B - 窜漏气体还原装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种获得结构简单的、能以短时间消除PCV阀的冻结的窜漏气体还原装置。在被输送有窜漏气体的气体空间的壳体部件上以贯通状态配备有PCV阀，并具有将来自该PCV阀的气体供给至发动机的进气系统的还原路径，从而构成窜漏气体还原装置。形成有加热部，该加热部通过被供给有一部分用于润滑发动机的油而利用该油的热量来加热PCV阀。

Description

窜漏气体还原装置

技术领域

本发明涉及一种窜漏气体还原装置，详细地讲，涉及一种将由发动机产生的窜漏气体从发动机中送出的PCV阀的冻结对策。

背景技术

包含产生于发动机的未完全燃烧气体的窜漏气体包含水分，例如在寒冷地区停止发动机时，残留在PCV阀的内部的窜漏气体中的水分有时会冻结。为此，作为有关PCV阀的冻结对策的技术之一如专利文献1所示。在此记载有用于检测PCV阀有无冻结的冻结检测机构和用于消除PCV阀的冻结的冻结消除机构。

即，在专利文献1中，窜漏气体还原装置的结构为：经由盖罩所具有的PCV阀向进气用缓冲罐输送窜漏气体。在PCV阀的外周位置具有加热器，当冻结检测机构检测到“有冻结”时，通过向加热器通电而消除冻结。

另外，虽不是用于消除PCV阀的冻结的结构，但在专利文献2中示有如下结构：在PCV通路中，为消除进气歧管侧管接头的冻结，在PCV通路的外周固接有加热管。在该专利文献2中，通过向加热管供给由发动机加热后的高温冷却水而消除PCV通路内的冻结。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-173548号公报

专利文献2：日本特开2008-215191号公报

发明内容

但是，在为了消除冻结而利用通过通电的加热器的结构中，需要用于控制加热器的控制装置等。因此，装置的结构变得复杂且导致成本的上升等，故有改善的余地。

相对于此，在将发动机的冷却水用作加热源的结构中，由于不需要控制装置因而结构简单。但是，到冷却水的温度上升需要时间，不能迅速消除冻结。

本发明的目的是获得结构简单的、能以短时间消除PCV阀的冻结的窜漏气体还原装置。

本发明的特征在于，既具有以贯通状态配备于被输送有由发动机产生的窜漏气体的气体空间的壳体部件上的PCV阀、和将从该PCV阀送出的窜漏气体供给至所述发动机的进气系统的还原路径，又具有通过被供给有一部分用于润滑所述发动机的油而将该油的热量传递给所述PCV阀的加热部。

采用该结构，通过将被发动机加热的油供给至PCV阀的加热部而能消除PCV阀的冻结。尤其是与冷却水相比，油的比热较小，该油还供给至像发动机的汽缸内表面这样的高温部位，因此在较短时间内高温化。由于该原因，通过设置将油的热量供给至加热部的油路，能够从油向PCV阀传递热量而消除冻结。

本发明还可采用如下结构：所述加热部由形成于供所述PCV阀贯通的所述壳体部件的壁厚内部的加热油路来构成。

在该结构中，在供PCV阀贯通的部位处，壳体部件密接在PCV阀的外表面的整周上，通过在该壳体部件的壁厚内部形成加热油路，能够将来自壳体部件的热量经由密接部分的接触面传递给PCV阀而进行加热。另外，由于在壳体部件的壁厚内部形成加热油路，因此无需在壳体部件的外表面、内表面形成供油流动的配管即可。还有，无需在PCV阀的外表面设置用于使热量从壳体部件作用于PCV阀的加热用管类。

本发明还可采用如下结构：所述加热部具有形成于供所述PCV阀贯通的所述壳体部件的壁厚内部的加热空间、和在该加热空间中将油朝向供所述PCV阀贯通的贯通部喷射的喷嘴。

这样，由于采用在加热空间由喷嘴喷射油而加热贯通部的结构，因此无需在整个加热空间填充油而能够减少用于加热的油量。另外，喷射出的油因动态惯性而在加热空间的内部移动并到达加热空间内表面的目的位置。因此能使油的热量赋予给PCV阀，而不会在喷射后无用地接触加热空间的内壁并被吸收热量。

本发明还可采用如下结构：所述加热部由用于储存油的储存空间形成，所述储存空间形成于供所述PCV阀贯通的所述壳体部件的壁厚内部。

这样，仅形成储存空间就能实现加热。另外，由于采用在储存空间内储存油的结构，因此与该储存空间连接的油路的压力几乎不会下降。因此，即使将从向液压设备供给油的油路的中间分支的油与储存空间连接，也能使液压设备正常工作而无需设置加热专用油路。

本发明还可采用如下结构：所述壳体部件的整体由树脂构成，且在从所述加热部到所述PCV阀的部位内嵌有金属材料。

这样，利用金属材料的导热率高于树脂的性质而能够将油的热量从加热部传递给金属材料，从而能够将该热量从金属材料良好地传递给PCV阀而在短时间内消除冻结。

附图说明

图1是表示发动机和窜漏气体还原装置的剖视图。

图2是表示油分离器、PCV阀和加热部的剖视图。

图3是表示另一实施方式(a)的加热部的剖视图。

图4是表示另一实施方式(b)的加热部的剖视图。

图5是表示另一实施方式(c)的加热部的剖视图。

图6是表示另一实施方式(d)的加热部的剖视图。

具体实施方式

下面根据附图说明本发明的实施方式。

[基本结构]

在图1和图2中例如示有车辆所具有的发动机。在该发动机中，分别上下重叠连结有汽缸盖1、汽缸体2、曲轴箱3、油盘4，且在汽缸盖1的上部配备有盖罩5。

在曲轴箱3的内部支承有旋转自如的曲轴6，多个活塞7以滑动自如的方式嵌入形成于汽缸体2的多个汽缸内腔内。这些活塞7和曲轴6由连杆8连结。

在汽缸盖1具有开闭自如的进气阀9和排气阀10。在它们的上部位置以并列状态支承有与曲轴6呈平行姿态且旋转自如的进气凸轮轴11和排气凸轮轴12。

在汽缸盖1的一个侧面具有进气歧管14、另一侧面具有排气歧管15，在该汽缸盖1的上表面具有对燃烧室的混合气体进行点火的火花塞16。在汽缸的进气通路具有向燃烧室供给燃料的喷射器17，在进气歧管14的上游侧具有缓冲罐18，进而在缓冲罐18的上游侧具有节气阀19。

虽未表示在图中，但为使进气凸轮轴11和排气凸轮轴12与曲轴6的旋转同步旋转而卷绕有定时链条，该定时链条卷绕在曲轴6的轴端所具有的整个曲柄链轮以及进气凸轮轴11和排气凸轮轴12的轴端所具有的整个凸轮轴链轮上。火花塞16和喷射器17由ECU等控制装置(未图示)控制。

通过采用上述结构，在发动机运转时，进气凸轮轴11和排气凸轮轴12与曲轴6的旋转同步旋转，进气阀9因来自进气凸轮轴11的外周的凸轮部的推压力而在规定时刻下打开进气口。与此相同，排气阀10因来自排气凸轮轴12的外周的凸轮部的推压力而在规定时刻下打开排气口。

另外，ECU等控制装置进行如下控制：在进气阀9打开的规定时刻下由喷射器17向燃烧室喷射燃料，并在燃烧室的混合气体被压缩的规定时刻下由火花塞16对混合气体进行点火。

在盖罩5的内部，在进气凸轮轴11和排气凸轮轴12的上方设有与各个凸轮轴呈平行姿态的供油管21。在该供油管21的下表面侧形成有用于送出油的多个喷雾喷嘴21A。油从被发动机驱动的液压泵22经由供油路23向供油管21供给。这样，在发动机运转时，来自液压泵22的油从供油路23向一对供油管21供给，从而使油从各个供油管21的多个喷雾喷嘴21A以雾状喷向进气凸轮轴11和排气凸轮轴12。

虽未表示在图中，但在汽缸盖1上形成有用于排出油的排出口，且形成有使从排出口排出的油返回油盘4的油路。

[窜漏气体还原装置]

在该发动机中具有如下的窜漏气体还原装置：将产生于曲轴室的窜漏气体由气体抽出路径27导向油分离器40，再由气体还原路径28从PCV阀30供给到进气系统(具体为缓冲罐18)。将该气体抽出路径27、PCV阀30和气体还原路径28称为PCV(Positive CrankcaseVentilation：曲轴箱强制通风)路径，窜漏气体被供给至燃烧室并与混合气体一同燃烧。

发动机在运转时，被导入燃烧室的混合气体的一部分未燃烧混合气体从活塞7的外周和汽缸内周之间的间隙泄漏到曲轴室。这样漏出的气体被称为窜漏气体，法律上禁止将其作为废气直接排出到大气中。由于也存在该原因，因此将窜漏气体经由PCV(PositiveCrankcase Ventilation：曲轴箱强制通风)路径再次还原至发动机的进气系统，并和新的混合气体一同导入燃烧室后在燃烧室中发生燃烧。

油分离器40以隔着垫片50的方式支承在盖罩5的上表面，来自曲轴室的窜漏气体经由气体抽出路径27而供给到油分离器40。油分离器40具有去除包含在窜漏气体中的油雾的功能，在该油分离器40的上部位置形成有气体空间S。

在该实施方式中，作为气体抽出路径27，设想到从形成于曲轴箱3、汽缸体2的下部的贯通孔抽出窜漏气体并返回油分离器40的管等管路。除了该结构以外，作为气体抽出路径27，也可以采用从曲轴箱3的壁部直到汽缸盖1形成气体流通用空间、将窜漏气体输送至链条壳体的内部空间的结构。另外，气体还原路径28由形成于PCV阀30和缓冲罐18之间的管路构成。

油分离器40的上部壳体41的内部形成气体空间S、下部壳体42的内部具有呈旋风式的多个分离单元43。在该油分离器40的上部壳体41和下部壳体42的中间部分形成隔壁44，在隔壁44的下侧且分离单元43的外部形成有导入空间T。

上部壳体41、下部壳体42、多个分离单元43和隔壁44由尼龙等树脂材料形成。各个分离单元43中，在圆筒部43A的下侧一体形成有漏斗状部43B，在圆筒部43A的外周形成有与导入空间T连通的开口部43H，在漏斗状部43B的下端形成有排出口43C。另外，在分离单元43的圆筒部43A的上部位置的隔壁44上形成有贯通孔44A。

采用该结构，供给至导入空间T的窜漏气体从分离单元43的开口部43H相对于圆筒部43A的内部以回旋的状态被导入。包含在窜漏气体中的油雾因该回旋所产生的离心力而凝聚分离，并且呈液滴状的油从漏斗状部43B的内表面送出至排出口43C且被回收到盖罩5的内部。另外，去除了油雾的窜漏气体从隔壁44的贯通孔44A被导向气体空间S。

还有，油分离器40不限于旋风式结构，例如也可以采用将多个壳体部件按规定间隔配置而将窜漏气体输送至壳体部件之间的迷宫型结构。

[窜漏气体还原装置：PCV阀]

PCV阀30以贯通状态配备在用于构成油分离器40的气体空间S的壳体部件W上。该PCV阀30的结构为具有阀主体31、移动自如地收装在该阀主体31的内部空间的阀芯32、防止该阀芯32脱落的支承部件33、和向关闭方向对阀芯32施力的弹簧34。

在支承部件33上形成有向阀主体31的内部送入窜漏气体的孔部33A。在阀主体31上形成有送出窜漏气体的筒状部31A。在该阀主体31的外端侧一体形成有螺母部31B，在阀主体31的内端侧的外周形成有外螺纹部31C。虽设想到阀主体31、阀芯32和支承部件33由树脂材料构成，但它们也可以由金属材料构成。

这样在发动机运转时，阀芯32对应于气体空间S和缓冲罐18的内压之间的差压并克服弹簧34的作用力而进行打开动作。该打开动作与差压成比例地进行，这样进行将从支承部件33的孔部33A导入至阀主体31内部的窜漏气体从筒状部31A送出的动作。

构成油分离器40的气体空间S的壳体部件W形成于从上部壳体41到下部壳体42的整个区域，该壳体部件W中内嵌有由像铝这样导热性较高的金属材料形成的金属环45。在壳体部件W中，由金属环45构成供PCV阀30贯通的贯通部。另外，金属环45是从形成于壳体部件W内部的加热部H向PCV阀30传递热量的金属材料的具体例，在该金属环45的内周形成有供阀主体31的外螺纹部31C旋合的内螺纹部45A。还有，由于由树脂材料构成的阀主体31的外螺纹部31C与金属环45的内螺纹部45A旋合，因此在旋合部位使金属表面和树脂表面良好地密接以抑制气体漏出。

[窜漏气体还原装置：加热部]

如图2所示，作为用于加热PCV阀30的加热部H，在壳体部件W的壁厚内部形成有加热油路46。该加热油路46由沿着接近作为贯通部的金属环45的方向输送油的供给侧路径46A、和使油沿着离开金属环45的方向流动的排出侧路径46B构成。

相对于壳体部件W的壁厚内部，供给侧路径46A和排出侧路径46B形成从该壳体部件W的底部到达金属环45附近的较深的凹状空间，通过将隔壁47插入该空间而在壳体部件W的壁厚内部形成供给侧路径46A和排出侧路径46B。

在该窜漏气体还原装置中构成有如下油路系统：使来自从供油路23分支的控制油路24的油通过加热油路46(加热部H)，再将这样通过的油供给至控制发动机所需的液压设备25。即，在盖罩5的上表面形成有凹状的、被供给来自控制油路24的油的供给侧空间24A和用于送出油的排出侧空间24B。供给侧空间24A与供给侧路径46A连通，排出侧空间24B与向液压设备25输送油的控制油路24连通。在垫片50上穿设有能够使油流通的贯通孔。

在发动机启动时，作为润滑油，油盘4中的油既从液压泵22供给至发动机的各部分，且其一部分从供油路23供给至一对供油管21。另外，从液压泵22送往供油路23的油的一部分在从控制油路24供给至加热油路46之后，作为控制油而被供给至用于控制发动机的液压设备25。

另外，被输送至贯通部附近的油流向排出侧路径46B，从排出侧空间24B返回控制油路24，并最终供给至液压设备25。尤其是，由于加热油路46的供给侧空间24A和排出侧路径46B被隔壁47隔开，因此送往排出侧路径46B的油不与送往供给侧空间24A的油混合，从而送往供给侧空间24A的油的热量不会被吸收。

即，与冷却水相比，用于润滑的油的比热较小，并与像发动机的活塞、汽缸内表面这样呈高温状态的表面接触，因此在较短时间内温度上升。由于该原因，从控制油路24供给至供给侧空间24A的油流向加热油路46的供给侧路径46A，从而将其油的热量传递给PCV阀30的贯通部的金属环45。这样，即使在寒冷地区PCV阀30产生冻结，也能高效地将来自油的热量传递给PCV阀30，从而在短时间内解除冻结。

[其他实施方式]

除了上述实施方式以外，本发明也可以采用以下结构。

(a)如图3所示，作为用于加热PCV阀30的加热部H而将加热空间48形成于壳体部件W的壁厚内部。在该加热空间48的内部具有从底部向上喷射油的加热用喷嘴55，且用于供给加热用油的加热专用的加热用油路56与该加热用喷嘴55连接。另外，在加热空间48的底部形成有向盖罩5的内部敞开的排出部48A。

通过采用该结构，能够将从加热用喷嘴55喷射的油在加热空间48的内部向供PCV阀30贯通的贯通部附近喷射以加热PCV阀30。尤其是在该结构中，无需在整个加热空间48填充油而能够减少用于加热的油量。另外，从加热用喷嘴55喷射出的油因动态惯性而在加热空间48的内部移动并到达加热空间48内表面的目的位置(贯通部的附近)。因此，能够使油的热量传递给PCV阀而不会在喷射后无用地接触加热空间48的内壁并被吸收热量。

在该结构中，由于难以将加热后的油压力输送至液压设备等，因此设有加热专用的加热用油路56，加热后的油从排出部48A被排出至盖罩5的内部。这样的加热方式也能实现对PCV阀进行加热来解除冻结。

(b)如图4所示，作为加热部H，在壳体部件W的壁厚内部形成使油与PCV阀30的贯通部接触的储存空间49。在该储存空间49的底部连接有控制油路24，且形成有经由节流孔等从上部一点点排出油的漏泄油路49A。

通过采用该结构，储存空间49内始终充满油，通过使该油的热量传递给供PCV阀30贯通的贯通部附近就能加热PCV阀30。该加热方式也能实现对PCV阀进行加热来解除冻结。另外，由于在储存空间49内储存油，因此与该储存空间49连接的控制油路24的压力几乎不会下降。因此，即使控制油路24用于向液压设备25(参照图2)供给油，也能使液压设备25正常工作而无需设置加热专用油路。

(c)如图5所示，其结构为：形成有从作为形成于壳体部件W的金属材料的金属环45的外周向下突出的接触部45B，而使送往加热油路46的油直接接触该接触部45B。

该图中，作为加热油路46而示出有与实施方式通用的结构，但作为加热方式，也可以采用另一实施方式(a)的结构、另一实施方式(b)的结构。通过采用该结构，能够将加热油路46的油的热量直接由接触部45B传递给金属环45。实现短时间内对PCV阀进行加热来解除冻结。

(d)如图6所示，形成有从作为形成于壳体部件W的金属材料的金属环45的两端的外周向下突出的一对受热部45C，且在被该一对受热部45C夹持的空间内形成有加热油路46。

该图中，作为加热油路46而示出有与实施方式通用的结构，但作为加热方式，也可以采用另一实施方式(a)的结构、另一实施方式(b)的结构或组合。通过采用该结构，能够将加热油路46的油的热量直接由一对受热部45C传递给金属环45。实现短时间内对PCV阀进行加热来解除冻结。

(e)本发明的技术特征是为加热PCV阀30而使用油，也可以采用将金属管用作加热部而卷绕在PCV阀30的外周并使油在该金属管内流动的结构。另外，与此相同地，还可以采用在PCV阀30的内部形成作为加热部的油腔室并相对于该油腔室供给排出油的结构。

[工业方面可利用性]

本发明能够用于具有PCV阀的发动机。

Claims (6)

1.一种窜漏气体还原装置，其特征在于，

所述窜漏气体还原装置具有以贯通状态配备于被输送有由发动机产生的窜漏气体的气体空间的壳体部件的上方的PCV阀、和将从该PCV阀送出的窜漏气体向所述发动机的进气系统供给的还原路径，

为了使来自被供给有一部分用于润滑所述发动机的油的供油路的油通过，所述窜漏气体还原装置还在从对供油管供给油的所述供油路分支的控制油路的中途配备将该油的热量传递给所述PCV阀的加热部，

以将通过了所述加热部的油供给至所述发动机的控制所需的液压设备的方式来构成油路系统，

所述加热部具备加热油路，该加热油路在供所述PCV阀贯通的所述壳体部件的壁厚内部中，从所述壳体部件的底部形成到所述PCV阀的附近，

所述加热油路具备：供给侧路径；与该供给侧路径连续的排出侧路径；以及对该供给侧路径与该排出侧路径进行分隔的隔壁，

所述供给侧路径为从所述壳体部件的底部朝向所述PCV阀供给所述油的油路，

所述排出侧路径为从所述PCV阀的附近朝向所述壳体部件的底部排出所述油的油路。

2.根据权利要求1所述的窜漏气体还原装置，其特征在于，

所述加热部具有形成于供所述PCV阀贯通的所述壳体部件的壁厚内部的加热空间、和在该加热空间中将油朝向供所述PCV阀贯通的贯通部喷射的喷嘴。

3.根据权利要求1所述的窜漏气体还原装置，其特征在于，

所述加热部由用于储存油的储存空间形成，所述储存空间形成于供所述PCV阀贯通的所述壳体部件的壁厚内部。

4.根据权利要求1所述的窜漏气体还原装置，其特征在于，

内置有所述PCV阀的所述壳体部件安装在盖罩的外侧，并且所述供油管设于所述盖罩的内侧。

5.根据权利要求2所述的窜漏气体还原装置，其特征在于，

所述壳体部件的整体由树脂构成，且在从所述加热部到所述PCV阀的部位内嵌有金属材料。

6.根据权利要求3所述的窜漏气体还原装置，其特征在于，

所述壳体部件的整体由树脂构成，且在从所述加热部到所述PCV阀的部位内嵌有金属材料。