CN110486122A - 具有窜漏气体回流装置的发动机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种具有窜漏气体回流装置的发动机，通过结构设计被改善为，在窜漏气体通路中的与进气系统连接的终端部成为难以冻结的状态，从而尽可能地不产生因低温时的冻结所引起的上述不良情况。在具有窜漏气体回流装置的发动机中，使曲轴箱内的窜漏气体(g)通过盖罩(3)的内部后向进气系统(k)引导，进气系统(k)具有设置于盖罩(3)的窜漏气体出口部(3A)的罩进气通路(19A)，窜漏气体出口部(3A)的窜漏气体通路(26)与罩进气通路(19A)连通。

Description

具有窜漏气体回流装置的发动机
技术领域
本发明涉及工业用发动机、行驶车辆用发动机等带窜漏气体回流装置的发动机。
背景技术
为了不将积存在曲轴箱内的窜漏气体(blow-by gas)直接向大气放出，在发动机中设置有窜漏气体回流装置。窜漏气体回流装置使积存在曲轴箱内的窜漏气体回流到空气吸入通路等进气系统。回流后的窜漏气体与新的混合气混合而燃烧。在具有窜漏气体回流装置的发动机中，优选地，尽量在除去窜漏气体中含有的油(油雾)、水等液体成分后返回到进气通路。
因此，以往，为了在发动机内部容易捕捉液体成分，采用使窜漏气体从曲轴箱经过气缸盖和盖罩返回到进气系统的结构较多。作为这样的例子，已知有在专利文献1中公开的结构。
专利文献1：日本特开2008-163837号公报
发明内容
一般情况下，使窜漏气体回流到进气系统的配管在发动机的外部露出，因此，存在不抗寒的倾向。在极低温度的状况下，有时回流到进气通路的窜漏气体被该进气通路中的新气冷却，从而窜漏气体中的水分在配管出口部冻结，由此会产生堵塞。
本发明的目的在于，提供一种具有窜漏气体回流装置的发动机，使曲轴箱内的窜漏气体通过盖罩的内部之后向进气系统引导，其中，通过结构设计被改善为，在窜漏气体通路中的与进气系统连接的终端部，窜漏气体中的水分难以冻结，从而尽可能地不产生因低温时的冻结所引起的上述不良情况。
本发明的特征在于，使将空气向进气歧管输送的进气系统的一部分即罩进气通路一体地形成于盖罩，并且使盖罩的窜漏气体通路与罩进气通路连通。
具体而言，例如，可以举出将连通空气滤清器和增压器的压缩机上游侧吸入通路的一部分和盖罩的窜漏气体出口部一体地形成来作为罩进气通路，使窜漏气体回到该一体化的罩进气通路中的结构。
在本发明的第二方面的特征在于，将空气向进气歧管输送的进气系统的一部分即罩进气通路一体地安装于盖罩，并且盖罩的窜漏气体通路与罩进气通路连通，
在窜漏气体通路的底壁设有捕捉由落下用的返回孔和以高度随着朝向返回孔而变低的状态形成于返回孔的周围部分的向下倾斜面。
例如，可以举出在盖罩中的罩进气通路的下方形成窜漏气体出口部，在该窜漏气体出口部的底壁形成上述返回孔和向下倾斜面的结构。
根据本发明，盖罩是受到气缸盖的热传导而变热的部位，窜漏气体回流到该变热的盖罩的一部分即罩进气通路。因此，即使吸入空气因极寒时等而变冷，在罩进气通路中流动的空气也会被升温，因此，能够消除或抑制回流到压缩机上游侧吸入通路等进气系统的窜漏气体中的水分冻结。
其结果，本发明能够提供一种具有窜漏气体回流装置的发动机，通过结构设计被改善为，在窜漏气体通路中的与进气系统连接的终端部成为难以冻结的状态，从而尽可能地不产生因低温时的冻结所引起的上述不良情况。
根据本发明的第二方面，盖罩是受到气缸盖的热传导而变热的部位，窜漏气体回流到该变热的盖罩的一部分即罩进气通路。因此，即使吸入空气因极寒时等而变冷，在罩进气通路中流动的空气也会被升温，因此，能够消除或抑制回流到通路中间部的窜漏气体中的水分冻结。
此外，在窜漏气体通路的底壁设置有返回孔和随着朝向返回孔而变低的向下倾斜面，因此，即使发动机稍微倾斜，油也会因重力而自然地流动。此外，还具有促进被捕捉的油通过向下倾斜面而向返回孔汇集的作用的优点。
其结果，以即使发动机稍微倾斜，窜漏气体中的油也从返回孔良好地回到发动机内的优选状态，提供一种具有窜漏气体回流装置的发动机，通过结构设计被改善为，在窜漏气体通路中的与进气系统连接的终端部成为难以冻结的状态，从而尽可能地不产生因低温时的冻结所引起的上述不良情况。
附图说明
图1是工业用柴油发动机的左视图。
图2是图1所示的发动机的主视图。
图3是图1所示的发动机的右视图。
图4是图1所示的发动机的俯视图。
图5是图1所示的发动机的后视图。
图6是盖罩前部周边的俯视图。
图7是表示盖罩和罩进气通路的局部切口的左视图。
图8是盖罩的俯视图。
图9是盖罩的仰视图。
图10是图8的X-X线剖视图的盖罩和部分的局部切口的主视图。
图11A是表示罩进气通路的气体出口罩的俯视图，图11B是表示罩进气通路的气体出口罩的仰视图。
图12A～图12B表示窜漏气体出口部与气门装置之间的关系，图12A是横向剖视图，图12B是主要部分的纵向剖视图。
图13A是排出簧片阀的侧视图，图13B是返回簧片阀的侧视图
图14A是衬垫的俯视图，图14B是衬垫及其上下部分的剖视图。
图15是表示顶端部被橡胶涂敷的阀体的仰视图。
附图标记的说明：
1B：曲轴箱
3：盖罩
3A：窜漏气体出口部
12：增压器
19：吸入通路
19A：罩进气通路
19a：通路始端部
19b：通路终端部
19c：通路中间部
23：空气滤清器
25：底壁
26：窜漏气体通路
31：排出止回阀
32：向下倾斜面
33A：阀座
33a：返回孔
34：返回止回阀
34A：阀体
34a：阀体顶端部
40：弹性材料
A：窜漏气体回流装置
B：气门装置
k：进气系统
具体实施方式
以下，一边参照附图一边说明将本发明的具有窜漏气体回流装置的发动机的实施方式应用于工业用柴油发动机的情况。
如图1～图5所示，工业用柴油发动机(以下，简称为发动机)E在气缸体1的上部组装有气缸盖2，在气缸盖2的上部组装有盖罩3，在气缸体1的下部组装有油底壳4。在气缸体1的前端部组装有传动箱5，在传动箱5的前部配置有发动机冷却风扇6，在气缸体1的后部配置有飞轮7。气缸体1的上半部形成于气缸1A，并且，下半部形成于曲轴箱1B。
在发动机E的前部配置有：安装于曲轴(省略图示)的轴端的驱动带轮8、发动机冷却风扇6的驱动用风扇带轮6A、以及跨于发电机(交流发电机)9的从动带轮9A的传动带10、水法兰(water flange)21等。在发动机E的左侧配置有排气歧管11、增压器12、起动器13、油过滤器14等。在发动机E的右侧配置有进气歧管15、燃料喷射泵壳体16、停止螺线管17等，在上方配置有3个喷射器18、压缩机上游侧吸入通路19、压缩机下游侧吸入通路20等。
压缩机下游侧吸入通路20具有与压缩机壳体12A连结并在盖罩3的正上方横切配置的始端侧管20A、将始端侧管20A和进气歧管15连接的终端侧管20B。如图4所示，在俯视时，始端侧管20A在罩进气通路19A的后侧的位置以沿着罩进气通路19A的状态配置。弯曲管19B、始端侧管20A、终端侧管20B也可以由橡胶等具有挠性的材料制的管或金属制管构成。
如图4、图6、图7和图10所示，在该发动机E中设置有窜漏气体回流装置A，该窜漏气体回流装置A构成为使曲轴箱1B内的窜漏气体通过盖罩3的内部后向进气系统k引导。盖罩3是横跨气门装置B而组装于气缸盖2的无底箱状(上盖状)的部件，在罩内侧形成有沿左右延伸的多个肋部3a。在盖罩3的后部设置有发动机油的供给用孔22。
进气系统k具有设置于盖罩3的窜漏气体出口部3A的罩进气通路19A，使窜漏气体出口部3A的窜漏气体通路26与罩进气通路19A连通。罩进气通路19A构成为连接空气滤清器23(参照图4、图6)和增压器12的压缩机上游侧吸入通路(吸入通路的一例)19的一部分。即，压缩机上游侧吸入通路19具有罩进气通路19A、连接罩进气通路19A和增压器12的压缩机壳体12A的弯曲管19B。此外，进气系统k是空气滤清器23、进气歧管15等用于将空气a输送至燃烧室(省略图示)的整个通路的概念。
在此，简单说明窜漏气体回流装置A中的主要的功能(使窜漏气体向进气系统k回流的部分)。如图6和图7所示，从气缸体1流到盖罩3的内部空间的窜漏气体g通过排出簧片阀(排出止回阀的一例)31进入作为窜漏气体出口部3A的窜漏气体通路的空间部26。进入到被称为CCV(曲轴箱通风)室的空间部26的窜漏气体g通过衬垫35的连通孔38进入罩进气通路19A，即，回到进气系统k。
接着，对盖罩3和罩进气通路19A进行详细说明。
如图6～图10所示，在俯视时呈圆角四边形(长圆形)的盖罩3在其顶壁3C的前端部形成有向上开放状的窜漏气体出口部3A。窜漏气体出口部3A作为无盖箱状的部分而形成于盖罩3，该无盖箱状的部分具有由上下方向的隔侧壁24和底壁25包围的空间部26和作为上表面的接合面27。
作为窜漏气体通路的空间部26是俯视时呈在右侧具有短边的梯形的部位，底壁25具有深度浅的主底面25A和以在前后方向上深度不同的状态分别形成于主底面25A的前后的流动底面25B、25B。在俯视时呈横向T字形状的主底面25A的前后中央部位，用于将窜漏气体g从盖罩3内送出的排出簧片阀31以横向(朝向左)姿势配置。
如图7～图10、图12、图13所示，排出簧片阀31通过使配置于主底面25A上的薄壁的排出阀体31A和厚壁的排出阀引导件31B在各自的根部侧通过螺栓固定于底壁25而构成。排出阀体31A的圆前端部31a在主底面25A开口且配置在形成于底壁25的排出阀孔31C的上侧，通常成为排出阀孔31C的盖(闭阀状态)。底壁25中的排出阀孔31C的周围的部位形成为在上下方向观察时呈与排出阀孔31C同心状的圆形状并向下方突出的突出孔壁25a。此外，在排出簧片阀31中，主底面25A承担与前端部31a抵接的阀座25A的功能。
流动底面25B具有随着从排出簧片阀31的前后向前或后行进而变低的向下倾斜面32、与向下倾斜面32的低的一侧连续的最低面33(参照图8)。最低面33构成为相对于向下倾斜面32位于靠近左侧的位置的状态。在底壁25中的各最低面33、33形成有上下贯通的返回阀孔(返回孔的一例)33a，并且设置有针对这些返回阀孔33a的返回簧片阀(返回止回阀的一例)34。
即，在空间部26的底壁25上设置有能够使在空间部26中从窜漏气体g中捕捉的油落下的返回阀孔33a，在底壁25中的返回阀孔33a的周围部分形成有高度随着朝向返回阀孔33a而变低的向下倾斜面32。各返回阀孔33a以在高度比主底面25A低的最低面33开口的状态形成。
如图7～图10、图12、图13所示，返回簧片阀34通过使与底壁25中的最低面33的相反一侧的面即最低背面33A相接的返回阀体34A和厚壁的返回阀引导件34B在各自的根部侧螺栓固定于底壁25而构成。返回簧片阀34以与排出簧片阀31上下相反的姿势设置，通常为通过返回阀体34A的顶端部34a使返回阀孔33a轻轻关闭的状态，或者因返回阀体34A稍微下垂变位而变为极小量地打开的状态。此外，返回簧片阀34的最低背面33A承担与顶端部34a抵接的阀座33A的功能。
各返回簧片阀34、34以返回阀体34A的顶端部34a变为左侧的横向姿势配置，各返回簧片阀34、34是作用于使在空间部26中从窜漏气体g所含的油雾等捕捉的油流下的返回阀孔33a的阀。各返回阀孔33a的直径比排出阀孔31C的直径小。排出阀体31A和返回阀体34A、以及排出阀引导件31B和返回阀引导件34B为彼此相同的部件是优选的，但也可以是不同的部件。如图8、图9所示，一对返回簧片阀34隔着排出簧片阀31而前后设置。
如图6～图8和图11所示，在窜漏气体出口部3A的上方螺栓固定有气体出口罩3B，气体出口罩3B具有盖罩部36和罩进气通路19A。盖罩部36在俯视时具有与窜漏气体出口部3A同样的外廓形状，是通过隔着衬垫35的3处螺栓而固定于盖罩3的部位。
如图11所示，罩进气通路19A形成为在盖罩3的长度方向上罩进气通路19A的通路终端部19b相对于罩进气通路19A的通路始端部19a弯曲成靠近盖罩的边缘的状态的弯曲通路。详细而言，罩进气通路19A具有：在与盖罩长度方向(前后方向)正交(交叉的一例)的方向上延伸而相互平行的通路始端部19a和通路终端部19b、以及连接通路始端部19a的终端和通路终端部19b的始端的在前后左右倾斜的通路中间部19c，罩进气通路19A在俯视时形成为呈曲柄状(大致Z形状)的弯曲通路。
通路中间部19c形成为截面是朝下的U字形状的槽状通路部，其下端的开放口37形成为俯视时的形状为与槽状通路部19c同样的形状且向下侧开口的状态。另外，在盖罩部36上形成有位于开放口37之后且向下方开口的挖空部36a，螺栓孔3b形成在三个部位。如图11B所示，盖罩部36的下端形成在大致“日”形状的接合下表面36b。
如图14A所示，衬垫35是具有一个部位的连通孔38和三个部位的螺栓插通孔39的薄板状(片状)的部件。如图14B所示，衬垫35以被夹持在窜漏气体出口部3A的上表面即接合面27与盖罩部36的(气体出口罩3B的)接合下表面36b之间的状态设置。窜漏气体出口部3A的接合面27的外廓形状、衬垫35的外廓形状、以及盖罩部36的外廓形状彼此相同。
如图6所示，窜漏气体出口部3A的空间部26具有覆盖罩部36的开放口37的大致整个面的上表面开口，衬垫35的连通孔38是使空间部26与开放口37连通的唯一的部位。即，连通孔38被设定为确定通路中间部19c(开放口37)与空间部26的连通面积以及相对于通路中间部19c的连通位置的孔。此外，也可以说连通孔38确定了相对于空间部26的连通位置。连通孔38被设定为圆孔，但也可以被设定为椭圆、四边形等各种形状。
对气门装置B进行简单说明。如图8、图10、图12所示，气门装置B具有由竖立设置在气缸盖2上的多个轴支撑部2a支撑并沿前后方向延伸的摇臂轴28、以能够摇动的方式轴支撑于摇臂轴28的供气排气用的多个(共计6个)摇臂29、30。
摇臂29、30具有使供排阀(省略图示)动作的驱动侧端部29a、30a、和由推杆(省略图示)驱动的被动侧端部29b、30b。在气缸盖2上形成有为了使推杆通过而形成的推杆孔(省略图示)，如图8所示，窜漏气体g通过该推杆孔而被输送至盖罩3内。
如图12B所示，气门装置B与底壁25最近的部位位于最前面的摇臂29以及从前起第二个摇臂30与向下倾斜面32的背面即倾斜背面32a的上下之间。更详细而言，如图12A所示，在移动至最上方的被动侧端部29b、30b与所对应的各倾斜背面32a的上下之间，并且设定为即使在该最接近的部位也确保足够的间隙，即间隙c(例如，3mm)。
在窜漏气体回流装置A中，盖罩3的内部和空间部26被具有排出簧片阀31和两处的返回簧片阀34、34的底壁25分隔，空间部26通过衬垫35的连通孔38与罩进气通路19A连通。因此，在盖罩3的内压高于罩进气通路19A的压力的状态下，使排出簧片阀31开阀，盖罩3内的窜漏气体g通过排出簧片阀31、空间部26、连通孔38进入通路中间部19c，回流到进气系统k。
而且，在盖罩3的内压与罩进气通路19A的压力相同的状态下，或者在盖罩3的内压低于罩进气通路19A的压力的状态下，使一对返回簧片阀34、34开阀。当返回簧片阀34开阀时，在空间部26中从窜漏气体g中捕捉的油(发动机油)从前后排列的返回阀孔33a、33a落到盖罩3内(底壁25的下方)。从返回阀孔33a下落的油不仅回油到发动机内部，而且如图12B所示，也能够得到向摇臂轴28与摇臂29的滑动部(省略图示)等气门装置B供给的良好的润滑功能。
在本发明的具有窜漏气体回流装置的发动机中，压缩机上游侧吸入通路19的一部分即罩进气通路19A安装于盖罩3，窜漏气体出口部3A的窜漏气体通路26与罩进气通路19A的通路中间部19c经由衬垫35的连通孔38连通。盖罩3是受到气缸盖2热传导而变热的部位，窜漏气体g回流到该变热的盖罩3的一部分即罩进气通路19A。
因此，即使吸入空气a由于极寒时等而变冷，由于在罩进气通路19A中流动的空气a被升温(参照图11A)，因此，能够消除或抑制回流至通路中间部19c的窜漏气体g中的水分冻结。其结果，能够提供一种具有窜漏气体回流装置的发动机，其被改善为，在窜漏气体通路26的与进气系统连接的终端部成为不易冻结的状态，从而尽可能地不发生因低温时的冻结所引起的不良情况。
然后，如图6和图11所示，罩进气通路19A被设定为俯视呈大致Z状(曲柄状或弯折状)的弯曲的通路。通过该罩进气通路19A的弯曲，如图11A所示，与直线相比，由于使窜漏气体g回流到使空气a的流动变化而活跃化的部位，因此，具有使上述的防止冻结作用得到强化的优点。
由于通路终端部19b比通路始端部19a靠前侧(盖罩长度方向上的盖罩的边缘)，因此，通过将作为模具成型部件的罩进气通路19A形成为弯曲通路，具有能够使结构简单且使压缩机上游侧吸入通路19整体的形状成为非直线通路的优点。另外，由于与压缩机上游侧吸入通路19中的比窜漏气体g的合流部位(连通孔38)相比使下游侧(通路终端部19b)靠前，因此，具有发动机冷却风扇6的冷却风的冷却作用比通路始端部19a更强化，降低向进气歧管15供给的空气的温度的优点。
由于高度随着朝向返回阀孔33a而变低的向下倾斜面32形成于返回阀孔33a的周围部分，因此，具有促进被捕捉的油向返回阀孔33a聚集的作用，并且即使发动机稍微倾斜，也使油流向返回阀孔33a的优点。
由于设置有针对返回阀孔33a的返回簧片阀34，因此，具有既能够防止窜漏气体g从返回阀孔33a向空间部26流入，又能够使被捕捉的油落下的优点。
由于是在返回阀孔33a的下方配置有气门装置B的结构，因此，还具有能够通过从返回阀孔33a落下的油对摇臂29和摇臂轴28的滑动部等进行润滑油供给的优点。
由于在排出簧片阀31的前后分别配置有返回簧片阀34、34，因此，无论发动机向前后的哪一侧倾斜，油都能够顺畅地流向任一个返回阀孔33a，从而优选。
(其他实施方式)
具有罩进气通路19A的气体出口罩3B也可以是与盖罩3形成为一体的结构。在该情况下，能够使用相当于底壁25的结构物(隔板等)来设置空间部即窜漏气体通路26。
罩进气通路19A能够形成为S字状、W字状、Ω状或螺旋状等各种弯曲通路。此外，也可以是直线通路。
罩进气通路19A也可以是连接空气滤清器和进气歧管的吸入通路(自然吸气发动机)。
如图15所示，在返回簧片阀34中的返回阀体34A的顶端部34a，在与阀座33A抵接的一侧的面上涂敷由薄膜状的橡胶(弹性材料的一例)40制成的薄膜、即橡胶片(橡胶膜)40是优选的。具有能够有助于提高阀座33A与顶端部34a抵接的闭阀时的密封性的优点。此外，两个标注有附图标记41的部位是螺栓插通用的孔。
在排出簧片阀31中的排出阀体31A的顶端部31a，橡胶片40也可以涂敷在与阀座25A抵接的一侧的面上。另外，也可以是在阀座33A、25A上涂敷橡胶片40的结构，以代替顶端部34a、31a。除了橡胶之外，弹性材料40还可以是具有挠性的合成树脂等。
返回止回阀34和排出止回阀31也可以由伞状阀等簧片阀以外的结构的阀构成。向下倾斜面32除了向前或向后倾斜的向下倾斜面以外，也可以是向左或右倾斜的面、或向前后左右中的两个方向以上向下倾斜的面。

Claims (11)

1.一种具有窜漏气体回流装置的发动机，使曲轴箱(1B)内的窜漏气体通过盖罩(3)的内部后向进气系统(k)引导，其中，
所述进气系统(k)具有设置于所述盖罩(3)的罩进气通路(19A)，所述盖罩(3)的窜漏气体通路(26)与所述罩进气通路(19A)连通。
2.根据权利要求1所述的具有窜漏气体回流装置的发动机，其中，
所述罩进气通路(19A)构成为连接空气滤清器(23)和增压器(12)的吸入通路(19)的一部分。
3.根据权利要求1或2所述的具有窜漏气体回流装置的发动机，其中，
所述罩进气通路(19A)形成为弯曲的通路。
4.根据权利要求3所述的具有窜漏气体回流装置的发动机，其中，
所述罩进气通路(19A)形成为所述罩进气通路(19A)的通路终端部(19b)相对于所述罩进气通路(19A)的通路始端部(19a)在盖罩长度方向上靠近盖罩的边缘的状态。
5.根据权利要求4所述的具有窜漏气体回流装置的发动机，其中，
所述罩进气通路(19A)具有沿与盖罩长度方向交叉的方向延伸且相互平行的所述通路始端部(19a)以及所述通路终端部(19b)、连接所述通路始端部(19a)的终端与所述通路终端部(19b)的始端的通路中间部(19c)。
6.一种具有窜漏气体回流装置的发动机，使曲轴箱(1B)内的窜漏气体通过盖罩3的内部后向进气系统(k)引导，其中，
所述进气系统(k)具有设置于所述盖罩(3)的罩进气通路(19A)，所述盖罩(3)的窜漏气体通路(26)与所述罩进气通路(19A)连通，
在所述窜漏气体通路(26)的底壁(25)设置有能够使由所述窜漏气体通路(26)捕捉的油落下的返回孔(33a)，
在所述底壁(25)中的所述返回孔(33a)的周围部分形成有高度随着朝向所述返回孔(33a)而变低的向下倾斜面(32)。
7.根据权利要求6所述的具有窜漏气体回流装置的发动机，其中，
设置有允许油从所述返回孔(33a)落下且防止从所述返回孔(33a)向所述窜漏气体通路(26)侧逆流的返回止回阀(34)。
8.根据权利要求6或7所述的具有窜漏气体回流装置的发动机，其中，
在所述返回孔(33a)的下方配置有气门装置(B)。
9.根据权利要求6～8中任一项所述的具有窜漏气体回流装置的发动机，其中，
所述返回止回阀(34)由簧片阀构成，在所述返回止回阀(34)的阀座(33A)或阀体(34A)中的与所述阀座(33A)抵接的阀体顶端部(34a)涂敷有弹性材料(40)。
10.根据权利要求6至9中任一项所述的具有窜漏气体回流装置的发动机，其中，
所述罩进气通路(19A)设置于所述盖罩(3)的窜漏气体出口部(3A)，
所述底壁(25)是所述窜漏气体出口部(3A)的底壁。
11.根据权利要求10所述的具有窜漏气体回流装置的发动机，其中，
在所述底壁(25)设置有允许窜漏气体向所述窜漏气体出口部(3A)流入且阻止窜漏气体从所述窜漏气体出口部(3A)流出的排出止回阀(31)，
一对所述返回止回阀(34)隔着所述排出止回阀(31)设置。
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