CN112771254A - 窜缸混合气排出装置 - Google Patents

Abstract

窜缸混合气排出装置包括：窜缸混合气配管(23)，其被从内燃机(1)的上端部的高度位置延伸到下端部的高度位置，并被露出到外部空气，并且具有被开放到大气中的出口部(33)；加热室(24)，其被夹设在窜缸混合气配管的中途，并被形成于内燃机的飞轮壳体(10)，并且对窜缸混合气进行加热；以及排油机构，其被设置于上述加热室，用于排出堆积于加热室的机油。

Description

窜缸混合气排出装置

技术领域

本公开涉及窜缸混合气排出装置，尤其涉及通过被露出到外部空气的窜缸混合气配管来将窜缸混合气排出到大气的装置。

背景技术

在内燃机的曲轴室内产生的窜缸混合气通常会被回流到进气系统中，并且被输送到燃烧室内，并在燃烧室内与混合气一同燃烧。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本国实开平1-95513号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

另一方面，也已知一种装置，其不使窜缸混合气回流到进气系统中，而是将其排出到大气(例如参照专利文献1)。在该情况下，考虑从内燃机的上端部的高度位置起到下端部的高度位置为止，设置露出到外部空气的窜缸混合气配管，并通过该窜缸混合气配管将窜缸混合气排出到大气。

但是，在这样的情况下，窜缸混合气配管会在外部空气中被冷却，因此从配管内通过的窜缸混合气也会被冷却，从而在配管内产生来源于窜缸混合气的冷凝水。在外部空气温为冰点下以下的情况下，会存在该冷凝水冻结而封闭配管内的可能。

本公开提供一种能够抑制窜缸混合气配管内的冷凝水的冻结的窜缸混合气排出装置。

用于解决技术问题的技术手段

根据本公开的一个方案，窜缸混合气排出装置包括：

窜缸混合气配管，其被从内燃机的上端部的高度位置延伸到下端部的高度位置，并被露出到外部空气，并且具有被开放到大气中的出口部，

加热室，其被夹设在上述窜缸混合气配管的中途，并被形成于上述内燃机的飞轮壳体，并且对窜缸混合气进行加热，以及

排油机构，其被设置于上述加热室，用于排出堆积于上述加热室的机油。

也可以是，上述排油机构包括排油阀，该排油阀在闭阀时禁止机油的排出，在开阀时允许机油的排出。

也可以是，上述排油阀由单向阀形成，上述单向阀具有阀芯、以及向闭阀侧对上述阀芯施力的施力构件。

也可以是，上述排油阀由排油螺栓形成。

也可以是，上述排油阀被构成为能够通过被设置于上述飞轮壳体的孔来接近。

发明效果

根据本公开，能够抑制窜缸混合气配管内的冷凝水的冻结。

附图的简要说明

图1是表示内燃机的端部的构造的纵剖侧视图。

图2是表示加热室的概略纵剖后视图。

图3是表示排油机构的概略纵剖后视图。

图4是用于说明机油排出时的操作方法的概略纵剖后视图。

图5是表示第1变形例的排油机构的概略纵剖后视图。

图6是表示第2变形例的排油机构的概略纵剖后视图。

图7A、图7B表示第3变形例的排油机构，图7A是排油螺栓的左侧视图，图7B是概略纵剖后视图。

图8A、图8B表示第4变形例的排油机构，图8A是排油螺栓的左侧视图，图8B是概略纵剖后视图。

图9是表示第5变形例的排油机构的概略纵剖后视图。

具体实施方式

以下，参照附图，说明本公开的实施方式。另外，应注意的是，本公开不被限定于以下实施方式这点。

图1是表示本实施方式的内燃机的端部构造的侧面剖视图。内燃机(引擎)1为被搭载于车辆(未图示)的柴油引擎，车辆为货车等大型车辆。但是，车辆及引擎的种类、用途等没有特别限定，例如车辆也可以是乘用车等小型车辆，引擎也可以是汽油引擎。引擎被纵向放置于车辆。车辆及引擎的前后左右上下各方向如图所示。

引擎1具有：汽缸体2，其一体地具有曲轴箱(未图示)；汽缸盖3，其被紧固于汽缸体2的上端部；盖罩4，其被紧固于汽缸盖3的上端部；以及油底壳5，其被紧固于曲轴箱的下端部。在曲轴箱，可旋转地支撑有曲轴6，在汽缸盖3，可旋转地支撑有凸轮轴7。

在曲轴6的后端面部，通过多个螺栓9安装有飞轮8。收容该飞轮8的飞轮壳体10通过未图示的螺栓等而安装于汽缸体2。另外，飞轮壳体10也可以被一体形成于汽缸体2。在飞轮壳体10的内部，形成有实质上可旋转地收容飞轮8的圆筒状的飞轮室11。在飞轮壳体10的后端部，连接有未图示的离合器装置，在曲轴6同轴连结有离合器装置的离合器输入轴。油底壳5的一部分被以螺栓12安装于飞轮壳体10。

在汽缸体2的后端面部与飞轮壳体10之间，形成有机构室，在该机构室，收容有将动力从曲轴6传递到凸轮轴7的动力传递机构。在本实施方式的情况下，动力传递机构由被以使多个齿轮啮合的方式构成的齿轮机构13形成，机构室由齿轮室14形成。然而，动力传递机构的种类是任意的，例如也可以由链机构来形成。齿轮机构13具有：曲轴齿轮15，其被固定于曲轴6；凸轮齿轮16，其被固定于凸轮轴7；以及多个(在本实施方式中，为2个)中间齿轮17A、17B，其介于曲轴齿轮15及凸轮齿轮16之间。齿轮室14与曲轴箱内的曲轴室18、汽缸盖3上的动阀室3A、以及盖罩4内的罩室19连通。

C1表示曲轴6的中心轴，C2表示凸轮轴7的中心轴。

在汽缸盖3的后端部，一体地突出形成有在俯视下为半方形框状(“コ”字状)的齿轮室划分壁20，该齿轮室划分壁20的内侧的空间被当作齿轮室14的一部分。在齿轮室划分壁20的下端面密接有飞轮壳体10的上端面，在齿轮室划分壁20的上端面密接有盖罩4的下端面。

曲轴6的后端部从被设置于飞轮壳体10的插通孔21通过并向后方的飞轮室11内突出。在插通孔21的周边部，设置有用于防止来自齿轮室14的机油或气体的漏出的密封构件(未图示)。

如公知的那样，窜缸混合气从汽缸内的燃烧室通过活塞环与汽缸孔的间隙而漏出到曲轴室18内。该窜缸混合气通过齿轮室14或其他气体通过孔而被导入到罩室19内。

另一方面，在罩室19内，形成有从窜缸混合气中分离出机油的机油分离器22。虽未图示，但在机油分离器22内，形成有使窜缸混合气流动的弯曲通道。在本实施方式的情况下，在机油分离器22中被分离出机油后的窜缸混合气会通过作为窜缸混合气配管的气体管23而被排出到大气中。

气体管23被露出到外部空气中，由外部空气直接冷却。尤其是，本实施方式的气体管23由不锈钢等金属形成，并且其整体被露出到外部空气中，易于由外部空气冷却。这样，从气体管23内通过的窜缸混合气也会被冷却，在气体管23内会产生来源于窜缸混合气的冷凝水。并且，例如在寒冷地区等，在外部空气温度为冰点下以下的情况下，会存在冷凝水冻结而封闭气体管23内的可能。当气体管23内被封闭时，会存在给窜缸混合气的排出造成障碍的风险。

因此，在本实施方式中，通过在气体管23的中途夹设加热窜缸混合气的加热室24，并在加热室24内对窜缸混合气进行加热，从而抑制来源于窜缸混合气的冷凝水的产生及其冻结。尤其是，加热室24被形成于飞轮壳体10，并且隔着分隔壁(在本实施方式中，为后述的盖41)地与齿轮室14相邻，主要利用从齿轮室14内的机油接受的热量来对窜缸混合气进行加热。由此，能够不设置专用的热源地有效率地对窜缸混合气进行加热。以下，对这样的窜缸混合气排出装置的构成详细进行说明。

气体管23作为整体，从引擎1的上端部的高度位置起延伸到下端部的高度位置为止。但是，气体管23在高度方向的中途的位置处被一分为二，被分为上游侧气体管25和下游侧气体管26(在图1中，以虚拟线来表示)。在上游侧气体管25与下游侧气体管26这两者之间，连接有加热室24。上游侧气体管25与下游侧气体管26均由不锈钢等金属形成，在引擎外部被露出到外部空气中。

上游侧气体管25的入口部27被连接于机油分离器22。在盖罩4上，设置有取出口28，该取出口28用于从机油分离器22取出机油分离后的窜缸混合气，上游侧气体管25的入口部27被连接于该取出口28。上游侧气体管25的入口部27成为气体管23的入口部。盖罩4及机油分离器22被设置于引擎1的上端部的高度位置，在该机油分离器22连接有上游侧气体管25的入口部27，因此气体管23会从引擎1的上端部的高度位置向下游侧延伸。

另外，也可以是，机油分离器22被设置于盖罩4的外部而非内部。图中的附图标记22A表示划分出机油分离器22的划分壁。

另一方面，也如图2所示，上游侧气体管25的出口部29被连接于加热室24。在加热室24的上端部且右端部，设置有用于将窜缸混合气导入到加热室24的导入口30，上游侧气体管25的出口部29被连接于该导入口30。

此外，下游侧气体管26的入口部31也被连接于加热室24。在加热室24的上端部且左端部，设置有排出口32，该排出口32用于从加热室24中排出窜缸混合气，下游侧气体管26的入口部31被连接于该排出口32。

另一方面，如图1所示，下游侧气体管26随着趋向下游侧，从飞轮壳体10的左侧方通过并向下方延伸。而且，下游侧气体管26的出口部33被配置于引擎1的下端部的高度位置，并且被以向下的状态开放到大气中。由此，能够抑制引擎被从出口部33排出的窜缸混合气污损的情况。下游侧气体管26的出口部33成为气体管23的出口部。因此，气体管23会延伸到引擎1的下端部的高度位置为止。

加热室24被形成于飞轮壳体10的内部且上端部。加热室24主要由空洞部40和盖41划分而成，该空洞部40被形成于飞轮壳体10，并向前方开放，该盖41封闭空洞部40的前端开口部。飞轮壳体10被以铝或铁来铸造，而盖41由任意的金属板形成。但是，盖41的材料优选耐热性及耐腐蚀性优异且热传导率比较高的材料，例如为铝或不锈钢。盖41与位于空洞部40的前端开口部周围的飞轮壳体10的盖安装面42重合，由多个螺栓43可拆装且气密地固定。

如图2所示，本实施方式的加热室24在从后方(即曲轴中心轴C1方向的一端侧)观察的后视时，为绕曲轴中心轴C1延伸的扇状或大致扇状。盖41的后视形状也是同样。在该加热室24的上端部右侧设置有导入口30，在上端部左侧设置有排出口32。导入口30及排出口32的中心轴大致沿着以曲轴中心轴C1为基准的半径方向。

在加热室24的内部，设置有在加热室24内形成弯曲通道的分隔壁44。分隔壁44被一体形成于飞轮壳体10。分隔壁44如图1所示，从空洞部40的底面即加热室24的后侧内壁面45向前方一体地且直线状地突出，与盖41气密地接触，从而将加热室24内的空间上下分隔。此外，分隔壁44如图2所示，从空洞部40的一个侧面即加热室24的左侧内壁面46向右侧一体地且圆弧状地延伸，并在与空洞部40的另一个侧面即加热室24的右侧内壁面47之间形成预定的间隙48的位置终止。

导入口30的出口朝向间隙48及加热室24的下侧内壁面49。由此，导入口30能够如箭头所示，将从导入口30排出的窜缸混合气通过间隙48直线地送往分隔壁44的下侧的空间50。

如图1所示，加热室24与飞轮室11被沿上下方向重叠，在飞轮室11的上端部的前侧配置有加热室24的下端部。在加热室24的下侧的空间50内，在加热室24的后侧内壁面45，设置有向前方突出的台阶51。通过该台阶51，能够避开飞轮8而在后侧内壁面45的后方背侧形成足够大小的飞轮室11。

另外，加热室24的形状不限于上述形状，能够变更为任意的形状。也可以是，也设置多个分隔壁44，而非本实施方式那样的一个。若是可能，也可以不设置台阶51。

可是，在加热室24中，有窜缸混合气流入，而由于长期的使用，会存在窜缸混合气所包含的机油逐渐堆积到加热室24内的风险。并且，会存在如下风险：该堆积起来的机油阻碍本来预定的加热室24内的窜缸混合气的流动。

在本实施方式的情况下，在机油分离器22中分离出机油后的窜缸混合气会被送来加热室24。因此，加热室24内的窜缸混合气的机油含量比较少。但是，即便如此，只要经过较长的期间，就会存在无法容许的量的机油堆积在加热室24内的可能。

因此，在本实施方式中，在加热室24设置有排油机构60，该排油机构60用于将堆积于加热室24的机油排出。由此，能够排出堆积于加热室24的机油，从而能够解决因堆积机油导致的问题(例如阻碍加热室24内的窜缸混合气的所期望的流动)。

如图2及图3所示，排油机构60被设置于加热室24的最低的位置，具体而言被设置于左下的角部，能够尽可能地不使堆积于加热室24的机油残留而将其排出。排油机构60包括可开闭的排油阀，排油阀在闭阀时禁止机油的排出，在开阀时允许机油的排出。在本实施方式中，排油阀由单向阀61形成。

在形成加热室24的左侧内壁面46的左侧壁部62的最低位置，设置有贯穿左侧壁部62的水平的排油孔63。单向阀61被以焊接、螺栓固定等适当的手段安装于左侧壁部62的外表面，以与该排油孔63连通。

单向阀61包括：阀主体64，其被安装于左侧壁部62；阀孔65，其被贯穿形成于阀主体64；阀芯室66，其被扩径地形成于阀孔65的中途；阀芯67，其被配置在阀芯室66内；以及作为施力构件的弹簧68，其向闭阀侧对阀芯67施力。

阀孔65与排油孔63同轴地连通，并沿左右且水平方向延伸。阀芯67由铁球等金属制球形成。弹簧68向反加热室24侧即左侧对阀芯67施力，将其按压于阀座69，使单向阀61闭阀。因此，在图示例中，反加热室24侧即左侧为闭阀侧，加热室24侧即右侧为开阀侧。弹簧68由螺旋弹簧形成。

另一方面，如图2所示，单向阀61能够通过被设置于飞轮壳体10的孔即壳体孔70来接近。壳体孔70具体而言，为用于在组装后以目视对飞轮壳体10的内部进行确认等的检修孔，通常被拧入式等可拆装的塞子71塞住。通过取下该塞子71，从而能够从飞轮壳体10的外部接近单向阀61。阀孔65朝向处于其左侧的壳体孔70。

另外，本实施方式的构成中的窜缸混合气的流动如在图1及图2中以箭头表示的那样。在机油分离器22中分离出机油后的窜缸混合气从上游侧气体管25及导入口30通过并流入到加热室24。在加热室24内，如图2所示，从导入口30排出的窜缸混合气从间隙48通过，直线且顺畅地进入到下侧的空间50内。窜缸混合气在下侧的空间50内暂时在进入到左侧后，向右侧U形转弯，在间隙48内上升，并进入到以分隔壁44分隔出的上侧的空间52中。然后，在上侧的空间52内，在进入到左侧后，被从排出口32排出到下游侧气体管26内。此后，窜缸混合气在下游侧气体管26中流动，并通过出口部33而被而排出到外部空气中(即释放到大气中)。

如上所述，能够在加热室24内使窜缸混合气曲折行进，并使窜缸混合气暂时滞留。

另一方面，在飞轮壳体10及盖41上，附着有对齿轮机构13进行润滑的齿轮室14内的温度比较高的机油，飞轮壳体10及盖41由该机油进行加热。因此，能够利用该热量来对加热室24内的窜缸混合气进行加热、保温，或者至少抑制其温度降低。因此，能够抑制因窜缸混合气所包含的水分的冷凝导致的冷凝水的产生、冷凝水在气体管23内的冻结、以及因冻结导致的气体管23内的闭塞。因为在加热室24内使窜缸混合气曲折行进并滞留，所以将加热时间取得较长，对于抑制冷凝水产生等是有利的。

尤其是，窜缸混合气具有如下倾向：在被露出到外部空气的气体管23内，越往下游侧，就越会被外部空气冷却，其温度就越是降低。最为严酷的，是在下游侧气体管26的出口部33处，在此，窜缸混合气的温度降得最低。另一方面，包含行驶风的外部空气会浸入到出口部33中，在寒冷地区等，进入到出口部33的外部空气的温度也会非常低。在这样的状况下，在出口部33的内部，易于产生冷凝水或发生冻结。

但是，根据本实施方式的构成，能够在气体管23的中途的加热室24对窜缸混合气进行加热，因此能够使到达出口部33时的窜缸混合气的温度上升，从而有效地抑制出口部33的内部的冷凝水的产生或冻结。

此外，根据本实施方式的构成，通过被一体形成于飞轮壳体10的空洞部40、以及将其关闭的盖41来形成加热室24，因此与在飞轮壳体内部形成作为完全的闭空间的加热室的情况相比，能够使加热室的形成变得容易。此外，因为盖41能够拆装，所以在需要时，能够取下盖41来对加热室24的内部进行检修。另外，盖41也能够视为被分割出来的飞轮壳体10的一部分。

当然，也可以是，在飞轮壳体内部形成作为完全的闭空间的加热室。

并且，在本实施方式的构成中，在因长期使用，机油堆积于加热室24的情况下，该堆积机油能够通过排油机构60排出。

如图4所示，在排出堆积于加热室24的机油O时，维修人员会取下塞子71，并通过壳体孔70将夹具或工具72插入到飞轮壳体10的内部。然后，将工具72的前端插入到阀孔65中，将工具72推向开阀侧(右侧)，并用工具72的前端克服弹簧68的施力将阀芯67向开阀侧推出，使单向阀61开阀。

由此，机油O从排油孔63、阀孔65依次通过，并从加热室24排出。被排出的机油O会滴下到飞轮壳体10的内部，但因为飞轮壳体10的内部也处于机油氛围且机油是微量的，所以即便如此也没有问题。

如此，根据本实施方式的构成，即使在机油堆积于加热室24的情况下，也能够估计维修的定时而定期地排出机油，从而能够抑制机油的堆积，并且解决因机油堆积导致的问题。此外，因为能够仅通过将工具72通过壳体孔70而插入，并且以工具72的前端推动一次阀芯67来排出机油，所以能够非常容易地进行机油排出操作。

接着，对变形例进行说明。另外，针对与前述基本实施例同样的部分，在图中标注同一附图标记，并省略说明，以下，以与基本实施例的区别为主进行说明。

在图5所示的第1变形例中，单向阀61的阀芯67由有底圆筒状的中空活塞形成。该阀芯67的左侧的一端被关闭，并被弹簧68按压于阀座69。阀芯67的右侧的另一端被开放，弹簧68从这里被插入到阀芯67内。

在图6所示的第2变形例中，排油阀由排油螺栓75形成。排油螺栓75被紧固于阴螺纹76并封闭阀孔65，该阴螺纹76被设置于阀孔65的出口部的内表面。由此，排油阀成为闭阀状态。排油螺栓75由具有六角形的头部77的一般的六角螺栓形成，被夹着垫片78地紧固于阴螺纹76。当拧松排油螺栓75时，机油会从排油螺栓75与阴螺纹76的间隙漏出并被排出，因此阀孔65实质上会成为开放状态，排油阀会成为开阀状态。如此，因为排油螺栓75会因紧固及拧松而成为闭阀状态及开阀状态，所以将其视为排油阀。

在来自加热室24的机油排出时，套筒扳手(未图示)会通过壳体孔70而被插入到飞轮壳体10内，套筒扳手的套筒部会被与头部77嵌合。然后，通过旋转套筒扳手来拧松排油螺栓75，从而排油阀会成为开阀状态，机油会被排出。

在图7A、图7B所示的第3变形例中，排油螺栓75由具有六角孔79的一般的带六角孔的螺栓形成。在来自加热室24的机油排出时，六角扳手会被通过壳体孔70而插入，利用该六角扳手，排油螺栓75被拧松。

在图8A、图8B所示的第4变形例中，排油螺栓75也由带六角孔的螺栓形成。但是，在排油螺栓75的阳螺纹部80，形成有沿轴向延伸的槽81。根据该构成，能够在排油螺栓75被拧松时，使机油通过槽81更积极地流动，从而能够更迅速地进行机油的排出。因为槽81比阴螺纹76更长，所以通过将排油螺栓75拧松到使得槽81从比阴螺纹76靠加热室24侧的位置起延伸到比阴螺纹76靠反加热室24侧的位置为止，从而能够穿过阴螺纹76而迅速地排出机油。另外，槽81能够适用于包含第2变形例(图6)的排油螺栓75的任意排油螺栓。

在图9所示的第5变形例中，排油机构60由单向阀82形成，但该单向阀82并非基本实施例(图3)那样的弹簧式，而是重力式。

即，单向阀82的阀芯83在引擎停止时因自重而落位于阀座84，使单向阀82闭阀。另一方面，在引擎运转时，由于因飞轮8的旋转而上升的飞轮室11内的压力，阀芯83如虚拟线所示地上升，从阀座84脱离，使单向阀82开阀。由此，能够在引擎运转时排出机油。

在本变形例中，在形成加热室24的下侧内壁面49的下侧壁部85的最低位置，设置有贯穿下侧壁部85的铅垂的排油孔86。单向阀82被以焊接、螺栓固定等适当手段安装于下侧壁部85的外表面，以与该排油孔86连通。

单向阀82包括：阀主体87，其被安装于下侧壁部85；阀孔88，其被贯穿形成于阀主体87；阀芯室89，其被扩径地形成于阀孔88的中途；以及阀芯83，其被可升降地配置在阀芯室89内。阀孔88与排油孔86同轴地连通，并沿铅垂方向延伸。阀芯83被形成为圆盘状。阀座84和落位于其上的阀芯83的下端周缘部被形成为锥状。

以上，详细地对本发明的实施方式进行了叙述，但本发明也能够为以下那样的其他实施方式。

(1)例如，也可以省略机油分离器22。在该情况下，虽然机油会以更快的速度滞留于加热室24，但滞留的机油能够通过排油机构来排出。

(2)排油机构的设置位置也能够变更为上述以外的位置。

关于前述的各实施方式及各变形例的构成，只要没有特殊的矛盾，就能够部分地或整体地进行组合。本公开的实施方式并不仅限于前述实施方式，由保护范围限定的本公开的思想所包含的一切变形例及应用例、等效物均被包含在本公开之中。因此，本公开不应被限定性地解释，也能够适用于归属于本公开的思想范围内的任意其他技术。

本申请基于2018年9月27日申请的日本国专利申请(日本特愿2018-182123)，并将其内容作为参照援引于此。

工业可利用性

根据本公开，能够抑制窜缸混合气配管内的冷凝水的冻结。

附图标记说明

1 内燃机(引擎)

10 飞轮壳体

23 气体管

24 加热室

33 出口部

60 排油机构

61 单向阀

67 阀芯

68 弹簧

70 壳体孔

75 排油螺栓

Claims (7)

1.一种窜缸混合气排出装置，包括：

窜缸混合气配管，其被从内燃机的上端部的高度位置延伸到下端部的高度位置，并被露出到外部空气，并且具有被开放到大气中的出口部，

加热室，其被夹设在上述窜缸混合气配管的中途，并被形成于上述内燃机的飞轮壳体，并且对窜缸混合气进行加热，以及

排油机构，其被设置于上述加热室，用于排出堆积于上述加热室的机油。

2.如权利要求1所述的窜缸混合气排出装置，其中，

上述排油机构包括排油阀，该排油阀在闭阀时禁止机油的排出，在开阀时允许机油的排出。

3.如权利要求2所述的窜缸混合气排出装置，其中，

上述排油阀由单向阀形成，上述单向阀具有阀芯、以及向闭阀侧对上述阀芯施力的施力构件。

4.如权利要求2所述的窜缸混合气排出装置，其中，

上述排油阀由排油螺栓形成。

5.如权利要求2所述的窜缸混合气排出装置，其中，

上述排油阀能够通过被设置于上述飞轮壳体的孔来接近。

6.如权利要求3所述的窜缸混合气排出装置，其中，

上述排油阀能够通过被设置于上述飞轮壳体的孔来接近。

7.如权利要求4所述的窜缸混合气排出装置，其中，

上述排油阀能够通过被设置于上述飞轮壳体的孔来接近。

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