CN112789395B - 窜缸混合气排出装置 - Google Patents

Abstract

窜缸混合气排出装置包括加热室(24)，其设于窜缸混合气配管的中途，形成于内燃机的飞轮壳体(10)，并且对窜缸混合气进行加热。内燃机具备：将动力从曲轴(6)传递到凸轮轴(7)的动力传递机构(13)和容纳动力传递机构的机构室(14)。加热室隔着分隔壁(41)与机构室相邻，在分隔壁上设有用于使机构室内的机油滞留的滞留部(60)。

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，尤其涉及通过暴露于外气的窜缸混合气配管将窜缸混合气向大气排出的装置。

背景技术

在内燃机的曲轴室内产生的窜缸混合气通常回流到进气系统并被输送到燃烧室内，在燃烧室内与混合气一起燃烧。

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，已知还有将窜缸混合气向大气排出而不使其回流到进气系统的装置(例如参照专利文献1)。在这种情况下，考虑从内燃机的上端部的高度位置到下端部的高度位置，设置暴露于外气的窜缸混合气配管，通过该窜缸混合气配管将窜缸混合气向大气排出。

但是，在这样的情况下，由于窜缸混合气配管被外气冷却，所以通过配管内的窜缸混合气也被冷却，在配管内产生由窜缸混合气引起的冷凝水。如果是外气温度为冰点以下的情况，则该冷凝水有可能冻结而堵塞配管内。

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，其从内燃机的上端部的高度位置延伸至下端部的高度位置，暴露于外气，并且具有向大气开放的出口部；以及

加热室，其设于所述窜缸混合气配管的中途，形成于所述内燃机的飞轮壳体，并且对窜缸混合气进行加热，

所述内燃机具备：将动力从曲轴传递到凸轮轴的动力传递机构；以及容纳所述动力传递机构的机构室，

所述加热室隔着分隔壁与所述机构室相邻，

在所述分隔壁上设有用于使所述机构室内的机油滞留的滞留部。

所述分隔壁也可以与所述飞轮壳体独立形成，并固定于所述飞轮壳体，

所述滞留部也可以由从所述分隔壁向所述机构室侧突出的突出部和从所述分隔壁向所述加热室侧凹陷的凹陷部中的至少一者形成。

所述加热室也可以由形成于所述飞轮壳体的空洞部和将所述空洞部的开口部封闭的盖形成，

所述盖也可以构成所述分隔壁并由金属板形成。

所述滞留部也可以由凸部和凹部形成，该凸部通过使所述盖的一部分以向所述机构室侧突出的方式变形而形成，该凹部通过使所述盖的一部分以向所述加热室侧凹陷的方式变形而形成。

所述滞留部也可以由架板构件形成，该架板构件固定于所述盖的所述机构室侧的表面。

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。

附图说明

图1是表示内燃机的端部的结构的纵剖侧视图。

图2是表示加热室的概略纵剖后视图。

图3是表示第1变形例的内燃机的端部的结构的纵剖侧视图。

图4是表示第1变形例的加热室的概略纵剖后视图。

图5是表示第2变形例的内燃机的端部的结构的纵剖侧视图。

具体实施方式

以下，参照附图对本公开的实施方式进行说明。此外，应该注意本公开不限定于以下实施方式。

图1是表示本实施方式的内燃机的端部的结构的侧视剖视图。内燃机(引擎)1是搭载于车辆(未图示)的柴油引擎，车辆是货车等大型车辆。但车辆及引擎的种类、用途等没有限定，例如，车辆也可以是轿车等小型车辆，引擎也可以是汽油引擎。引擎纵置于车辆。车辆及引擎的前后左右上下的各方向如图所示。

引擎1具有：一体地具有曲轴箱(未图示)的气缸体2；紧固于气缸体2的上端部的气缸盖3；紧固于气缸盖3的上端部的盖罩4；以及紧固于曲轴箱的下端部的油盘5。曲轴6能够旋转地被支承于曲轴箱，凸轮轴7能够旋转地被支承于气缸盖3。

在曲轴6的后端面部通过多个螺栓9安装有飞轮8。容纳该飞轮8的飞轮壳体10通过未图示的螺栓等安装于气缸体2。此外，飞轮壳体10也可以与气缸体2一体形成。在飞轮壳体10的内部，形成有圆筒状的飞轮室11，该飞轮室11将飞轮8实质上能够旋转地容纳。在飞轮壳体10的后端部上连接有未图示的离合器装置，离合器装置的离合器输入轴与曲轴6同轴连结。油盘5的一部分通过螺栓12安装于飞轮壳体10。

在气缸体2的后端面部与飞轮壳体10之间形成有机构室，在该机构室中容纳有将动力从曲轴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，动力传递机构由使多个齿轮啮合而构成的齿轮机构13形成，机构室由齿轮室14形成。但是，动力传递机构的种类任意，例如也可以由链条机构形成。齿轮机构13具有：固定于曲轴6的曲轴齿轮15；固定于凸轮轴7的凸轮齿轮16；以及介于这些曲轴齿轮15及凸轮齿轮16之间的多个(在本实施方式中为2个)中间齿轮17A、17B。齿轮室14与曲轴箱内的曲轴室18、气缸盖3上的气门室3A、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。

在气缸盖3的后端部上，一体地突出形成有俯视观察时呈半角框状(コ字状)的齿轮室区划壁20。该齿轮室区划壁20的内侧的空间为齿轮室14的一部分。飞轮壳体10的上端面与齿轮室区划壁20的下端面密接，盖罩4的下端面与齿轮室区划壁20的上端面密接。

曲轴6的后端部通过设于飞轮壳体10的插通孔21向后方的飞轮室11内突出。在插通孔21的周边部上设有用于防止机油或气体从齿轮室14漏出的密封构件(未图示)。

众所周知，窜缸混合气从气缸内的燃烧室通过活塞环与气缸膛的间隙而向曲轴室18内漏出。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分离机油的机油分离器22。虽未图示，但在机油分离器22内形成有供窜缸混合气流动的蜿蜒通路。在本实施方式的情况下，被机油分离器22分离了机油之后的窜缸混合气通过作为窜缸混合气配管的气体管23向大气排出。

气体管23暴露于外气，被外气直接冷却。特别是本实施方式的气体管23由不锈钢等金属形成，并且其整体暴露于外气，容易被外气冷却。如果这样，则通过气体管23内的窜缸混合气也被冷却，在气体管23内产生由窜缸混合气引起的冷凝水。并且，例如如果在寒冷地域等外气温度为冰点以下的情况下，则冷凝水有可能冻结而堵塞气体管23内。如果气体管23内被堵塞，则有可能对窜缸混合气的排出造成障碍。

因此，在本实施方式中，通过在气体管23的中途设置对窜缸混合气进行加热的加热室24，在加热室24内对窜缸混合气进行加热，来抑制由窜缸混合气引起的冷凝水的产生及其冻结。特别是，加热室24形成于飞轮壳体10的内部，并且隔着分隔壁(在本实施方式中为后述的盖41)与齿轮室14相邻，主要利用从齿轮室14内的机油接收的热来加热窜缸混合气。由此，不必设置专用的热源，就能够高效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进行详细说明。

气体管23整体上从引擎1的上端部的高度位置延伸至下端部的高度位置。但气体管23在高度方向的中途的位置分割为两部分，分为上游侧气体管25和下游侧气体管26(在图1中由假想线(点划线)表示)。在该上游侧气体管25与下游侧气体管26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，在引擎外部暴露于外气。

上游侧气体管25的入口部27与机油分离器22连接。在盖罩4上设有用于从机油分离器22取出机油分离后的窜缸混合气的取出口28，上游侧气体管25的入口部27与该取出口28连接。上游侧气体管25的入口部27构成气体管23的入口部。盖罩4及机油分离器22设于引擎1的上端部的高度位置，因为在该机油分离器22上连接有上游侧气体管25的入口部27，因此气体管23从引擎1的上端部的高度位置向下游侧延伸。

此外，机油分离器22也可以并非设于盖罩4的内部而是设于外部。图中的附图标记22A表示界定出机油分离器22的界定壁。

另一方面，如图2所示，上游侧气体管25的出口部29与加热室24连接。在加热室24的上端部且右端部上，设有用于向加热室24导入窜缸混合气的导入口30，上游侧气体管25的出口部29与该导入口30连接。

另外，下游侧气体管26的入口部31也与加热室24连接。在加热室24的上端部且左端部上，设有用于从加热室24排出窜缸混合气的排出口32，下游侧气体管26的入口部31与该排出口32连接。

另一方面，如图1所示，下游侧气体管26随着朝向下游侧而通过飞轮壳体10的左侧方并向下方延伸。而且，下游侧气体管26的出口部33配置于引擎1的下端部的高度位置，并且在朝下的状态下向大气开放。由此，能够抑制引擎因从出口部33排出的窜缸混合气而污损。下游侧气体管26的出口部33构成气体管23的出口部。因此，气体管23延伸至引擎1的下端部的高度位置。

加热室24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界定，该空洞部40形成于飞轮壳体10且朝向前方开放，该盖41封闭空洞部40的前端开口部。飞轮壳体10由铝或铁铸造，而盖41由任意金属板形成。但是，盖41的材料优选为耐热性及耐腐蚀性优异、热传导率较高的材料，例如铝。盖41与位于空洞部40的前端开口部的周围的飞轮壳体10的盖安装面42重叠，通过多个螺栓43而能够拆装且气密地固定。

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)观察的后视中，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的上端部右侧设有导入口30，在上端部左侧设有排出口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的内部设有在加热室24内形成蜿蜒通路的分隔壁44。分隔壁44与飞轮壳体10一体形成。如图1所示，分隔壁44从作为空洞部40的底面的加热室24的后侧内壁面45朝向前方一体且直线状地突出，与盖41气密地接触，从而将加热室24内的空间上下分隔。另外，如图2所示，分隔壁44从作为空洞部40的一个侧面的加热室24的左侧内壁面46朝向右侧一体且圆弧状地延伸，在与作为空洞部40的另一侧面的加热室24的右侧内壁面47之间形成规定的间隙48的位置终止。

导入口30的出口朝向间隙48以及加热室24的下侧内壁面49。由此，如实线箭头所示，导入口30将从导入口30排出的窜缸混合气通过间隙48而直线地输送到分隔壁44的下侧的空间50。

如图1所示，加热室24与飞轮室11在上下方向上重叠，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上设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。

此外，加热室24的形状不限于上述形状而能够变更为任意形状。分隔壁44也可以不像本实施方式那样设置一个而是设置多个。如果可能，也可以不设置台阶51。

盖41构成将加热室24和齿轮室14分隔的隔壁。特别是，在本实施方式的盖41上设有用于使齿轮室14内的机油滞留的滞留部。本实施方式的滞留部由从盖41向齿轮室14侧突出的突出部形成，具体而言由凸部60形成，该凸部60使盖41的一部分以向齿轮室14侧突出的方式变形而形成。凸部60能够通过冲压加工等容易地形成于盖41，该盖41是预先与飞轮壳体10独立形成的金属板。通过设置这样凸部60，能够使齿轮室14内的高温机油滞留于凸部60的上表面，并且促进从机油向盖的热传递，进一步对加热室24内的窜缸混合气进行加热。

如图1所示，凸部60的上表面为在前后方向上直线延伸的架板面61。架板面61捕获朝向盖41飞散过来的齿轮室14内的机油、沿着盖41的齿轮室14侧的表面即前表面从上方流下过来的机油，并使其滞留。如图1所示，本实施方式的凸部60的侧截面形状为三角形，但其也可以是任意形状。本实施方式的凸部60在上下方向上大致等间隔地设有3个，但其数量及配置也任意。为了促进机油滞留效果，架板面61的侧截面形状也可以是中央凹陷的凹状。

如图2所示，凸部60与加热室24的扇形状相对应地被形成为绕曲轴中心轴C1延伸的圆弧状。加热室24的中央部的角度θ的区域是凸部形成区域。此外，因为通过冲压加工使金属板从加热室24侧向齿轮室14侧凹陷而形成凸部60，因此加热室24内的凸部60的背侧当然成为凹部。为了促进油滞留效果，凸部60可以沿左右方向且水平延伸，也可以是与图示例上下相反的圆弧状。

另外，本实施方式的构成中的窜缸混合气的流动如图1及图2中实线箭头所示。被机油分离器22分离了机油之后的窜缸混合气，通过上游侧气体管25及导入口30流入加热室24。如图2所示，在加热室24内，从导入口30排出的窜缸混合气通过间隙48直线且顺畅地进入下侧的空间50内。窜缸混合气在下侧的空间50内暂时向左侧前进后，向右侧U形转弯，在间隙48内上升，进入由分隔壁44分隔出的上侧的空间52。然后，在上侧的空间52内向左侧前进后，从排出口32向下游侧气体管26内排出。之后，窜缸混合气流过下游侧气体管26，通过出口部33向外气排出(即大气释放)。

如上所述，能够在加热室24内使窜缸混合气蜿蜒，使混合气暂时滞留。

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内的较高温度的机油，飞轮壳体10及盖41被该机油加热。因此，通过该热，能够对加热室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，能够抑制由窜缸混合气中含有的水分的冷凝而导致的冷凝水的产生、冷凝水在气体管23内的冻结、以及由冻结导致的气体管23内的堵塞。由于在加热室24内使窜缸混合气蜿蜒、滞留，因此有利于延长加热时间、抑制冷凝水产生等。

特别是，窜缸混合气在暴露于外气的气体管23内越到下游侧而越被外气冷却，其温度具有降低的倾向。最严重的是在下游侧气体管26的出口部33处，在此处窜缸混合气的温度最低。另一方面，在出口部33中包含行驶风的外气会侵入，在寒冷地域等，进入出口部33的外气也非常低温。在这种状况下，在出口部33的内部容易产生冷凝水及冻结。

但是，根据本实施方式的构成，由于能够在气体管23的中途的加热室24中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，有效地抑制在出口部33的内部的冷凝水产生、冻结。

另外，根据本实施方式的构成，如图1中虚线箭头所示，从在齿轮室14内旋转的各齿轮15、16、17A、17B飞散的机油、从气缸盖3上的气门室3A向后方溢出的机油会落下并附着于盖41，沿着盖41的前表面流下。在盖41上没有凸部60的情况下，该流下的机油简单地通过盖41，但在本实施方式的情况下具有凸部60，因此能够将附着、流下的油捕获并滞留在其架板面61上。因此，与没有凸部60的情况相比，能够增大从机油向盖41的热传递量，进而能够使盖41的温度进一步上升，进一步加热加热室24内的窜缸混合气。

另外，作为分隔壁的盖41，也可以看作预先从飞轮壳体10分割的飞轮壳体10的一部分。在这样解释的情况下，作为分隔壁的盖41从飞轮壳体10分割并且固定于飞轮壳体10。如果这样分割分隔壁，则在将分隔壁固定于飞轮壳体10之前，能够将滞留部设置于分隔壁，因此容易设置滞留部。

在本实施方式中，由金属板形成盖41，并且使盖41的一部分变形而设置凸部60。由此，能够容易地在分隔壁上设置滞留部。

当然，分隔壁也可以不一定独立形成，也可以与飞轮壳体一体形成。并且，滞留部也可以通过铸造等与分隔壁即飞轮壳体一体形成。

盖41也可以不一定是金属板，也可以是与飞轮壳体10同样的铸造品等。

根据本实施方式的构成，由空洞部40和将其封闭的盖41形成加热室24，因此也容易形成加热室24。另外，由于盖41能够拆装，因此如果需要则能够拆下盖41对加热室24的内部进行检查维修。

接着，对变形例进行说明。此外，对与上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，主要说明与基本实施例的不同点。

在图3及图4所示的第1变形例中，使机油滞留的滞留部由固定于盖41的齿轮室14侧的表面即前表面的架板构件70形成。架板构件70构成从盖41向齿轮室14侧突出的突出部。架板构件70被形成为板状，具体而言为由金属板形成的架板，并且通过焊接、螺纹紧固等适当的手段固定于盖41的前表面。架板构件70的上表面为在前后方向上直线延伸的架板面71。如图4所示，架板构件70与加热室24的扇形状相对应地形成为绕曲轴中心轴C1延伸角度θ的圆弧状。

此外，架板构件70也可以是上下方向的厚度更大的块状的构件。本变形例的架板构件在上下方向上大致等间隔地设有3个，但其数量及配置也能够任意变更。为了促进机油滞留效果，如图3所示的架板面71的侧截面形状也可以是中央凹陷的凹状。另外，为了促进机油滞留效果，如图4所示的架板构件70的后视形状可以是在左右方向上水平延伸的形状，也可以是与图示例上下相反的圆弧状。

根据本变形例也能够发挥与基本实施例同样的作用效果。

接着，对第2变形例进行说明。在图5所示的第2变形例中，使机油滞留的滞留部由从作为分壁的盖41向加热室24侧凹陷的凹部形成，具体而言由凹部80形成，该凹部80使盖41的一部分以向加热室24侧凹陷的方式变形而形成。凹部80能够通过冲压加工等容易地形成于作为金属板的盖41。

凹部80的内侧下表面为在前后方向上直线延伸的架板面81。

架板面81捕获朝向盖41飞散过来的机油、沿着盖41的前表面从上方流下过来的机油，并使其滞留。本变形例的凹部80的侧截面形状为三角形，但其也可以是任意形状。凹部80的数量、配置也能够任意变更。为了促进机油滞留效果，架板面81的侧截面形状也可以是中央凹陷的凹状。虽省略图示，但凹部80的后视形状为与加热室24的扇形状相对应地绕曲轴中心轴C1延伸的圆弧状。但凹部80的后视形状也可以是在左右方向上水平延伸的形状，也可以是向下方凸出的圆弧状。

根据本变形例也能够发挥与基本实施例同样的作用效果。

以上，对本公开的实施方式进行了详细说明，但本公开也可以是以下这样的其他实施方式。

(1)例如，架板面61、71、81也可以对于前后方向而向前倾侧或者后倾侧稍微倾斜。如果为前倾侧，则机油的滞留效果被削弱，但其反面，机油的流下变得顺畅。相反地如果为后倾侧，则机油的滞留效果、加热效果增强。

(2)滞留部并不限于如上述那样的横长地延伸的形状，也可以是点状。并且，也可以在分隔壁的机构室侧表面上以格子状、交错状或者无规则状等任意的排列来设置该点状的滞留部。

上述各实施方式及各变形例的构成只要没有特别矛盾，就能够部分或整体地组合。本公开的实施方式不仅限于上述实施方式，由保护范围规定的本公开的思想所包含的所有变形例及应用例、等同物都包含在本公开内。因此，本公开不应该被限定地解释，而能够应用于属于本公开的思想的范围内的其它任意技术。

本申请基于2018年9月27日申请的日本国专利申请(特愿2018-182122)，并将其内容作为参考援引至此。

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)

6曲轴

7凸轮轴

10飞轮壳体

13齿轮机构

14齿轮室

22机油分离器

23气体管

24加热室

27入口部

33出口部

41盖

60凸部

70架板构件

80凹部

Claims (10)

1.一种窜缸混合气排出装置，包括：

窜缸混合气配管，其从内燃机的上端部的高度位置延伸至下端部的高度位置，暴露于外气，并且具有向大气开放的出口部，以及

加热室，其设于所述窜缸混合气配管的中途，形成于所述内燃机的飞轮壳体，并且对窜缸混合气进行加热；

所述内燃机具备将动力从曲轴传递到凸轮轴的动力传递机构和容纳所述动力传递机构的机构室；

所述加热室隔着分隔壁与所述机构室相邻；

在所述分隔壁上设有用于使所述机构室内的机油滞留的滞留部。

2.如权利要求1所述的窜缸混合气排出装置，其中，

所述分隔壁与所述飞轮壳体独立形成，并固定于所述飞轮壳体；

所述滞留部由从所分述隔壁向所述机构室侧突出的突出部和从所述分隔壁向所述加热室侧凹陷的凹陷部中的至少一者形成。

3.如权利要求1所述的窜缸混合气排出装置，其中，

所述加热室由形成于所述飞轮壳体的空洞部和将所述空洞部的开口部封闭的盖形成；

所述盖构成所述分隔壁并由金属板形成。

4.如权利要求2所述的窜缸混合气排出装置，其中，

所述加热室由形成于所述飞轮壳体的空洞部和将所述空洞部的开口部封闭的盖形成；

所述盖构成所述分隔壁并由金属板形成。

5.如权利要求3所述的窜缸混合气排出装置，其中，

所述滞留部由凸部和凹部形成，该凸部通过使所述盖的一部分以向所述机构室侧突出的方式变形而形成，该凹部通过使所述盖的一部分以向所述加热室侧凹陷的方式变形而形成。

6.如权利要求3所述的窜缸混合气排出装置，其中，

所述滞留部由架板构件形成，该架板构件固定于所述盖的所述机构室侧的表面。

7.如权利要求4所述的窜缸混合气排出装置，其中，

所述滞留部由凸部和凹部形成，该凸部通过使所述盖的一部分以向所述机构室侧突出的方式变形而形成，该凹部通过使所述盖的一部分以向所述加热室侧凹陷的方式变形而形成。

8.如权利要求4所述的窜缸混合气排出装置，其中，

所述滞留部由架板构件形成，该架板构件固定于所述盖的所述机构室侧的表面。

9.如权利要求3所述的窜缸混合气排出装置，其中，

所述滞留部由凸部或者凹部形成，该凸部通过使所述盖的一部分以向所述机构室侧突出的方式变形而形成，该凹部通过使所述盖的一部分以向所述加热室侧凹陷的方式变形而形成。

10.如权利要求4所述的窜缸混合气排出装置，其中，

所述滞留部由凸部或者凹部形成，该凸部通过使所述盖的一部分以向所述机构室侧突出的方式变形而形成，该凹部通过使所述盖的一部分以向所述加热室侧凹陷的方式变形而形成。

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