DE112008000867T5

DE112008000867T5 - Verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE112008000867T5
Application number: DE112008000867T
Authority: DE
Inventors: Naoya Toyota-shi Okada
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2007-04-18
Filing date: 2008-04-08
Publication date: 2010-01-21
Also published as: US20100077999A1; JP2008267214A; WO2008129942A1; CN101646843A

Abstract

Verbrennungsmotor, der mit einer Blow-by-Gas-Behandlungsvorrichtung versehen ist, aufweisend:
einen Zylinderkopf;
ein Kurbelgehäuse;
eine Kurbelwelle in dem Kurbelgehäuse;
eine Ansaugleitung, wobei eine Drosselklappe in der Ansaugleitung vorgesehen ist;
zwei Bänke, wobei die beiden Bänke eine erste Bank und eine zweite Bank sind, wobei eine Verbindungsleitung, die das Innere des Zylinderkopfs und das Innere des Kurbelgehäuses miteinander verbindet, in jeder Bank vorgesehen ist, wobei eine Nockenwelle in jeder Bank vorgesehen ist;
einen Kettenmechanismus, der die Kurbelwelle und die einzelnen Nockenwellen wirkmäßig miteinander verbindet; und
eine Kettenabdeckung, die so gestaltet ist, dass sie den Kettenmechanismus vollständig gegen die Außenseite des Motors abdeckt, wobei das Innere der Kettenabdeckung mit dem Inneren der einzelnen Zylinderköpfe in Verbindung steht;
wobei die Blow-by-Gas-Behandlungsvorrichtung aufweist:
eine Frischluftzuleitung, die das Innere des Zylinderkopfs, der an der ersten Bank vorgesehen ist, und einen in Strömungsrichtung der Ansaugluft gesehen stromaufwärts von der...

Description

GEBIET DER TECHNIK
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor, der mit einer Vorrichtung zur Behandlung von Blow-by-Gas versehen ist, wobei der Verbrennungsmotor zwei Bänke aufweist.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Eine Blow-by-Gas-Behandlungsvorrichtung ist eine bekannte Vorrichtung, die auf einen Verbrennungsmotor, beispielsweise den Motor eines Fahrzeugs, angewendet wird. Diese Blow-by-Gas-Behandlungsvorrichtung behandelt Verbrennungsgas oder Blow-by-Gas derart, dass Blow-by-Gas, das aus einem Spalt zwischen einer Innenwandfläche einer Zylinderbohrung und einem Kolben austritt, in ein Kurbelgehäuse abgeführt wird und das abgeführte Blow-by-Gas in eine Ansaugluft zurückgeführt wird. In der Blow-by-Gas-Behandlungsvorrichtung wird Blow-by-Gas im Motor im Allgemeinen durch einen negativen Saugdruck, der an dem in Strömungsrichtung des Ansauggases stromabwärts von einer Drosselklappe gelegenen Abschnitt (im Folgenden als „stromabwärts” bezeichnet) auftritt, in eine Ansaugleitung gesaugt und in die Ansaugluft zurückgeführt. In einem Verbrennungsmotor, der eine solche Blow-by-Gas-Behandlungsvorrichtung aufweist, kann die Kohlenwasserstoff(HC)-Menge, die in die Luft abgegeben wird, verringert werden, da Blow-by-Gas, das in die Ansaugluft zurückgeführt wird, erneut in der Brennkammer verbrannt wird. Außerdem kann eine Entlüftung im Motor eine Beeinträchtigung von Öl durch Blow-by-Gas verringern.
Die oben beschriebene Blow-by-Gas-Behandlungsvorrichtung kann auch auf einen Verbrennungsmotor mit zwei Bänken angewendet werden, beispielsweise einen Motor mit einer V-Zylinderanordnung. Ein Beispiel für solch einen Motor ist im Patentdokument 1 beschrieben.
Im Verbrennungsmotor des Patentdokuments 1 ist eine Verbindungsleitung, die das Innere eines Zylinderkopfs und das Innere eines Kurbelgehäuses miteinander verbindet, in jeder von zwei Bänken, d. h. einer ersten Bank und einer zweiten Bank, vorgesehen. Das Innere des Zylinderkopfs der ersten Bank ist stromaufwärts von der Drosselklappe mit der Ansaugleitung verbunden, während das Innere des Zylinderkopfs der zweiten Bank stromabwärts von der Drosselklappe mit der Ansaugleitung verbunden ist.
In diesem Motor bewirkt der Druckunterschied, der zwischen der Zustromseite der Ansaugleitung und der Abstromseite der Ansaugleitung erzeugt wird, dass Luft, die sich stromaufwärts von der Drosselklappe der Ansaugleitung befindet, durch den Zylinderkopf der ersten Bank in das Kurbelgehäuse strömt, und dass Blow-by-Gas im Kurbelgehäuse stromabwärts von der Drosselklappe der Ansaugleitung durch den Zylinderkopf der zweiten Bank abgeführt wird. Auf diese Weise wird Blow-by-Gas im Verbrennungsmotor behandelt.
Nun ist ein Verbrennungsmotor mit einem Wickelmechanismus versehen, der eine Kurbelwelle und Nockenwellen wirkmäßig miteinander verbindet. Für einen solchen Wickelmechanismus wird häufig ein Kettenmechanismus verwendet. Außerdem ist eine Kettenabdeckung an dem Motor, der einen Kettenmechanismus aufweist, befestigt, um zu verhindern, dass Öl, das der Kette zu Schmierzwecken zugeführt wird, aus dem Motor spritzt.
Üblicherweise ist eine Kettenabdeckung, die so aufgebaut ist, dass sie den gesamten Motor nach außen abdeckt, an der Außenwand des Motors befestigt. Das Innere der Kettenabdeckung ist mit dem Inneren des Zylinderkopfs der einzelnen Bänke verbunden. Somit ist der Motor derart aufgebaut, dass die Innenseiten der Zylinderköpfe jeweils über die Kettenabdeckung miteinander verbunden ist. Was dies betrifft, so strömt in der Blow-by-Gas-Behandlungsvorrichtung, die auf einen derartigen Motor angewen det wird, ein Teil der Luft, die aus dem stromaufwärts von der Drosselklappe gelegenen Abschnitt der Ansaugleitung in den Zylinderkopf strömt, durch die Kettenabdeckung, den anderen Zylinderkopf und auswärts zum stromabwärts von der Drosselklappe gelegenen Abschnitt der Ansaugleitung, ohne das Kurbelgehäuse zu durchströmen.
Wie bereits angegeben, tritt Blow-by-Gas aus der Brennkammer des Motors in das Kurbelgehäuse aus. Somit befindet sich im Kurbelgehäuse eine große Menge an Blow-by-Gas. Wenn die Blow-by-Gasmenge im Kurbelgehäuse zu groß wird, kann dies den Wirkungsgrad der Blow-by-Gasbehandlung herabsetzen.
Patentdokument 1: japanische Gebrauchsmusterveröffentlichung Nr. 2-139315
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verbrennungsmotors, der in der Lage ist, Blow-by-Gas im Motor angemessen zu behandeln.
Die vorliegende Erfindung schafft einen Verbrennungsmotor, der mit einer Blow-by-Gas-Behandlungsvorrichtung versehen ist. Der Motor weist auf: einen Zylinderkopf, ein Kurbelgehäuse, eine Kurbelwelle in dem Kurbelgehäuse, eine Ansaugleitung, in der eine Drosselklappe vorgesehen ist, zwei Bänke, d. h. eine erste Bank und eine zweite Bank, eine Verbindungsleitung, die das Innere des Zylinderkopfs und das Innere des Kurbelgehäuses mit dem Inneren jeder Bank verbindet, eine Nockenwelle, einen Kettenmechanismus, der die Kurbelwelle wirkmäßig mit den einzelnen Nockenwellen verbindet, und eine Kettenabdeckung, die so gestaltet ist, dass sie den Kettenmechanismus zur Motoraußenseite hin abdeckt; wobei das Innere der Kettenabdeckung mit dem Inneren der einzelnen Zylinderköpfe verbunden ist, wobei die Blow-by-Gas-Behandlungsvorrichtung aufweist: eine Frischluftzuleitung, die das Innere des Zylinderkopfs, der an der ersten Bank vorgesehen ist, mit einem Teil der Ansaugleitung verbindet, der in Ansaugluft-Strömungsrichtung gesehen stromaufwärts von der Drosselklappe liegt, und eine Entlüftungsleitung, die das Innere des Zylinderkopfs, der an der zweiten Bank vor gesehen ist, und einen Teil der Ansaugleitung, der in Ansaugluft-Strömungsrichtung gesehen stromabwärts von der Drosselklappe liegt, miteinander verbindet. Der Verbrennungsmotor weist ferner eine Trennwand auf, wobei die Trennwand sich in einem Strömungsweg befindet, der das Innere der einzelnen Zylinderköpfe, das Innere der Kettenabdeckung, die Frischluftzuleitung und die Entlüftungsleitung einschließt. Die Trennwand trennt die Entlüftungsleitung von der Frischluftzuleitung. Die Trennwand trennt einen Verbindungsabschnitt der Verbindungsleitung in dem Zylinderkopf, der in der ersten Bank vorgesehen ist, von einem Verbindungsabschnitt der Verbindungsleitung in dem Zylinderkopf, der in der zweiten Bank vorgesehen ist. Die Verbindungswand weist eine Durchgangsbohrung auf.
In einem Aspekt stehen das Innere des Kurbelgehäuses und das Innere der Kettenabdeckung miteinander in Verbindung, und die Trennwand und die Durchgangsbohrung sind im Strömungsweg näher an der Frischluftzuleitung angeordnet als der Verbindungsabschnitt zwischen dem Inneren des Kurbelgehäuses und dem Inneren der Kettenabdeckung.
In einem anderen Aspekt sind die Trennwand und die Durchgangsbohrung im Inneren des Zylinderkopfs vorgesehen, der an der ersten Bank vorgesehen ist.
In einem weiteren Aspekt ist die Verbindungsleitung eine Leitung, die eine Gasverbindung zwischen dem Inneren des Zylinderkopfs und dem Inneren des Kurbelgehäuses ermöglicht und die bewirkt, dass Öl aus dem Inneren des Zylinderkopfs abwärts in das Innere des Kurbelgehäuses strömt. Die Querschnittsfläche der Durchgangsbohrung beträgt ein Drittel (1/3) bis die Hälfte (1/2) der Querschnittsfläche der Verbindungsleitung, die in der ersten Bank ausgebildet ist.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
1 ist eine Skizze, die den allgemeinen Aufbau einer Ausführungsform eines Verbrennungsmotors gemäß der Erfindung darstellt;
2 ist eine Seitenansicht des seitlichen Aufbaus des Motors von 1;
3 ist eine Draufsicht auf den Aufbau einer ersten Bank des Motors von 1, gesehen von einer Zylinderkopfabdeckung aus;
4 ist eine Seitenansicht des seitlichen Aufbaus der ersten Bank, gesehen aus einer Richtung, die vom Pfeil C von 3 angegeben wird;
5 ist eine Querschnittsansicht, die einen Querschnittsaufbau der ersten Bank entlang der Linie D-D von 3 zeigt;
6 ist eine Skizze, die einen Gasstrom in der ersten Bank zeigt;
7 ist eine Skizze, die einen Gasstrom in einer zweiten Bank des Motors zeigt; und
8 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen einem Verhältnis einer Querschnittsfläche einer Durchgangsbohrung zur Summe der Querschnittsflächen einer Vielzahl von Verbindungsleitungen und zur Konzentration von Blow-by-Gas im Motor zeigt.
BESTE WEISE ZUR DURCHFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Es wird eine Ausführungsform eines Verbrennungsmotors gemäß der Erfindung beschrieben.
1 zeigt einen Gesamtaufbau dieser Ausführungsform des Motors. Wie in 1 dargestellt, handelt es sich bei einem Verbrennungsmotor 10 um einen Verbrennungsmotor mit einer V-förmigen Zylinderanordnung.
Der Motor 10 weist einen Zylinderblock 11 auf. Ein unterer Teil des Zylinderblocks 11 bildet einen oberen Teil eines Kurbelgehäuses 12. Eine Kurbelwelle 13 ist drehbar im Inneren des Kurbelgehäuses 12 angebracht. Eine Ölwanne 14 ist am unteren Teil des Zylinderblocks 11 befestigt. Die Ölwanne 14 bildet einen unteren Teil des Kurbelgehäuses 12. Die Ölwanne 14 enthält Öl, das zu jedem gleitenden Abschnitt des Motors 10 geliefert wird.
Eine Vielzahl von Zylinderbohrungen 15 ist am oberen Teil des Zylinderblocks 11, d. h. am unteren Teil einer ersten Bank VA und am unteren Teil einer zweiten Bank VB des Motors 10, ausgebildet. In jeder Zylinderbohrung 15 ist ein Kolben 16 derart vorgesehen, dass er sich in der Zylinderbohrung 15 auf und ab bewegt. In dieser Ausführungsform sind es insgesamt sechs Zylinderbohrungen 15, wobei jeweils drei auf die erste Bank VA und die zweite Bank VB kommen. In 1 ist nur jeweils eine Bohrung für die erste Bank VA und die zweite Bank VB dargestellt.
Zwei Zylinderköpfe 17A, 17B sind am oberen Teil des Zylinderblocks 11 befestigt. Ein Zylinderkopf 17A bildet einen oberen Teil der ersten Bank VA, während der andere Zylinderkopf 17B einen oberen Teil der zweiten Bank VB bildet. Eine Einlassnockenwelle 18 und eine Auslassnockenwelle 19 sind sowohl im Inneren des Zylinderkopfs 17A als auch im Inneren des Zylinderkopfs 17B drehbar befestigt. Eine Zylinderkopfabdeckung 20 ist am oberen Teil jedes der Zylinderköpfe 17A und 17B befestigt. Die Zylinderkopfabdeckungen 20 decken die Zylinderköpfe 17A und 17B zur Außenseite des Motors 10 hin ab, um zu verhindern, dass Öl in den Zylinderköpfen 17A und 17B (genauer Öl, das für die Schmierung eines Bauteils wie eines Nockenwellenlagers verwendet wird) aus dem Motor austritt, und auch, um zu verhindern, dass das Innere der Zylinderköpfe 17A und 17B von außerhalb des Motors zugänglich ist.
2 zeigt einen seitlichen Aufbau des Motors 10. Wie in 2 dargestellt, ist ein Kettenmechanismus 21 am Motor 10 angebracht. Der Kettenmechanismus 21 weist Ketten 22 auf, die um die Einlassnockenwellen 18 und die Auslassnockenwellen 19 der Bänke VA und VB und die Kurbelwelle 13 gewickelt sind. Genauer schließen die Ketten 22 eine Primärkette 22, die auf die Einlassnockenwellen 18 der Bänke VA und VB und die Kurbelwelle 13 gewickelt ist, und Sekundärketten 22 ein, die auf die Einlassnockenwelle 18 und die Auslassnockenwelle 19 in jeder der Bänke VA, VB gewickelt sind. Der Kettenmechanismus 21 überträgt die Drehkraft, die von der Kurbelwelle 13 ausgeübt wird, auf die Einlassnockenwelle 18 und die Auslassnockenwelle 19 jeder der Bänke VA, VB, und treibt dadurch die Einlassnockenwelle 18 und die Auslassnockenwelle 19 drehend an.
Eine Kettenabdeckung 23 ist am Motor 10 angebracht. Diese Kettenabdeckung 23 deckt den Kettenmechanismus 21 zur der Außenseite des Motors 10 hin ab, um zu verhindern, dass Öl, das zu schmierenden Abschnitten des Kettenmechanismus 21 zugeführt wird, aus dem Motor austritt, und auch, um zu verhindern, dass der Kettenmechanismus 21 von außerhalb des Motors zugänglich ist.
Die Kettenabdeckung 23 ist so gestaltet, dass sie obere Abschnitte aufweist, die offen sind, wenn die Kettenabdeckung 23 am Motor 10 befestigt ist. Die Zylinderkopfabdeckungen 20 sind derart am Motor 10 angebracht, dass sie die offenen oberen Abschnitte der Kettenabdeckung 23 abdecken. Somit stehen im Motor 10 das Innere der Kettenabdeckung 23 und das Innere der Zylinderkopfabdeckungen 20 der Bänke VA und VB miteinander in Verbindung, und auch das Innere der Kettenabdeckung 23 und das Innere der Zylinderköpfe 17A und 17B stehen miteinander in Verbindung.
Die Kettenabdeckung 23 ist außerdem so gestaltet, dass sie einen unteren Abschnitt aufweist, der offen ist, wenn die Kettenabdeckung 23 am Motor 10 befestigt ist. Die Ölwanne 14 ist derart am Motor 10 angebracht, dass sie den offenen unteren Abschnitt der Kettenabdeckung 23 abdeckt. Somit stehen im Motor 10 das Innere der Kettenabdeckung 23 und das Innere der Ölwanne 14 miteinander in Verbindung, so dass das Öl, nachdem es zum Schmieren des Kettenmechanismus 21 verwendet wurde, in die Ölwanne 14 abtropfen kann. Im Motor 10 sind auch das Innere der Kettenabdeckung 23 und das Innere des Kurbelgehäuses 12 miteinander verbunden.
Eine Blow-by-Gas-Behandlungsvorrichtung zum Behandeln von Verbrennungs- oder Blow-by-Gas, das jeweils aus einem Spalt zwischen einer Innenwandfläche einer Zylinderbohrung 15 (1) und dem entsprechenden Kolben 16 austritt, ist im Motor 10 vorgesehen. Die Blow-by-Gas-Behandlungsvorrichtung wird nachstehend ausführlich beschrieben.
Eine Vielzahl von Verbindungsleitungen 24A sind derart in der ersten Bank VA des Motors ausgebildet, dass sie das Innere des Zylinderkopfs 17A und das Innere des Kurbelgehäuses 12 miteinander verbinden. Eine Vielzahl von Verbindungsleitungen 24B sind derart in der zweiten Bank VB ausgebildet, dass sie das Innere des Zylinderkopfs 17B und das Kurbelgehäuse 12 miteinander verbinden. Die Verbindungsleitungen 24A werden als Leitungen verwendet, die Luft aus dem Zylinderkopf 17A zum Kurbelgehäuse 12 schicken. Die Verbindungsleitungen 24B werden als Leitungen verwendet, um Blow-by-Gas aus dem Kurbelgehäuse 12 zum Zylinderkopf 17B auszutreiben. Die Verbindungsleitungen 24A, 24B werden auch als Leitungen verwendet, um Öl in den Zylinderköpfen 17A, 17B zur Ölwanne 14 zurückzuführen.
Eine Frischluftzuleitung 27 ist im Motor 10 vorgesehen, um das Innere des Zylinderkopfs 17A der ersten Bank VA an dem in Ansaugluft-Strömungsrichtung stromaufwärts von der Drosselklappe 26 gelegenen Abschnitt (im Folgenden als „stromaufwärts” bezeichnet) mit der Ansaugleitung 25 zu verbinden. Ein Ölabscheider 28A ist an der Zylinderkopfabdeckung 20 der ersten Bank VA angebracht. Ein Ende der Frischluftzuleitung 27 auf der Seite des Motors 10 ist mit dem Ölabscheider 28A verbunden. Der Ölabscheider 28A trennt Ölkomponenten vom Gas, das den Abscheider 28A durchströmt. Der Ölabscheider 28A verhindert, dass Öl aus dem Inneren des Zylinderkopfs 17A in die Frischluftzuleitung 27 gelangt.
Eine Entlüftungsleitung 29 ist ebenfalls im Motor 10 vorgesehen, um das Innere der zweiten Bank VB an dem in Ansaugluft-Strömungsrichtung stromabwärts von der Drosselklappe 26 (im Folgenden als „stromabwärts” bezeichnet) gelegenen Abschnitt mit der Ansaugleitung 25 zu verbinden. Ein Ölabscheider 28B und ein PCV-Ventil 30 sind an der Zylinderkopfabdeckung 20 der zweiten Bank VB angebracht. Ein Ende der Entlüftungsleitung 29 auf der Seite des Motors 10 ist über das PCV-Ventil 30 mit dem Ölabscheider 28B verbunden. Das PCV-Ventil 30 ist ein Druckdifferenzventil, dessen Öffnungsgrad abhängig vom Unterschied zwischen dem Druck im Zylinderkopf 17B und dem Druck in der Ansaugleitung 25 variiert. Das PCV-Ventil 30 stellt die Strömungsrate des Blow-by-Gases (genauer von Blow-by-Gas enthaltendem Gas), das über die Entlüftungsleitung 29 in die Ansaugleitung 25 ausgetragen wird, auf der Basis des Druckunterschieds selbsttätig ein. Der Ölabscheider 28B trennt Ölkomponenten vom Gas, das den Abscheider 28B durchströmt. Der Ölabscheider 28B ermöglicht die Austragung des Gases nach Abtrennung der Ölkomponenten aus dem Inneren des Zylinderkopfs 17B in die Entlüftungsleitung 29.
In dem Verbrennungsmotor 10, der mit einer solchen Blow-by-Gas-Behandlungsvorrichtung versehen ist, strömt Luft auf die folgende Weise, abhängig vom Druckunterschied, der zwischen der Zustrom- und der Abstromseite der Drosselklappe 26 in der Ansaugleitung 25 erzeugt wird. Genau gesagt strömt Luft, die sich stromaufwärts von der Drosselklappe 26 in der Ansaugleitung 25 befindet, in einem Haupt-Strömungsweg, der die Frischluftzuleitung 27, den Zylinderkopf 17A, die Verbindungsleitungen 24A, das Kurbelgehäuse 12, die Verbindungsleitungen 24B, den Zylinderkopf 17B, die Entlüftungsleitung 29 und die Ansaugleitung 25 (stromabwärts von der Drosselklappe 26) einschließt. Dann wird Blow-by-Gas im Motor 10 zusammen mit Luft in die Ansaugleitung 25 ausgetragen. Im Motor 10 dieser Ausführungsform wird Blow-by-Gas im Motor 10 dadurch abgeführt und behandelt, dass Luft durch den Haupt-Strömungsweg strömen gelassen wird.
Wie oben beschrieben, stehen das Innere der einzelnen Zylinderköpfe 17A, 17B und das Innere der Kettenabdeckung 23 im Motor 10 miteinander in Verbindung. Somit strömt Luft, die sich stromaufwärts von der Drosselklappe 26 in der Ansaugleitung 25 befindet, nicht nur durch den Haupt-Strömungsweg, sondern auch durch einen Umgehungsweg, der die Frischluftzuleitung 27, den Zylinderkopf 17A, die Kettenabdeckung 23, den Zylinderkopf 17B, die Entlüftungsleitung 29 und die Ansaugleitung 25 (stromabwärts von der Drosselklappe 26) einschließt.
Um Blow-by-Gas im Motor 10 wirksam abführen zu können, ist es günstig, die Gasmenge, die durch die Kettenabdeckung 23 strömt und die dabei den Abschnitt, in dem eine große Blow-by-Gasmenge entsteht (d. h. das Innere des Kurbelgehäuses 12) umgeht, zu verringern und die Gasmenge, die durch das Innere des Kurbelgehäuses 12 strömt, zu erhöhen. Da Blow-by-Gas jedoch auch in die Kettenabdeckung 23 gelangt, muss eine kleine Luftmenge zur Kettenabdeckung 23 geschickt werden, um dieses Blow-by-Gas abzuführen.
Was dies betrifft, so sind in der vorliegenden Ausführungsform eine Trennwand und eine Durchgangsbohrung im Umgehungsweg angeordnet. Die Anordnung der Trennwand und der Durchgangsbohrung wird nachstehend ausführlich beschrieben.
3 zeigt den Aufbau der ersten Bank VA des Motors 10 von 1, gesehen von der Seite der Zylinderkopfabdeckung 20. 4 zeigt den Aufbau der ersten Bank VA, gesehen in der Richtung, die vom Pfeil C von 3 angegeben wird. 5 ist eine Querschnittsansicht des Aufbaus der ersten Bank VA entlang der Linie D-D von 3.
Wie in 3 bis 5 dargestellt, ist eine Trennwand 31 am Zylinderkopf 17A des Motors 10 angebracht. Die Trennwand 31 ist so gestaltet, dass sie das Innere des Zylinderkopfs 17A (genauer das Innere des Zylinderkopfs 17A und das Innere der Zylinderkopfabdeckung 20) in zwei Kammern teilt. Genauer ist die Trennwand 31 so gestaltet, dass sie die Verbindungsleitungen 24A vom Inneren der Kettenabdeckung 23 trennt, und so, dass sie den Verbindungsabschnitt der Frischluftzuleitung 27 (d. h. des Ölabscheiders 28A) vom Inneren der Kettenabdeckung 23 trennt.
Eine Durchgangsbohrung 32 ist in der Trennwand 31 ausgebildet. Die Querschnittsfläche der Durchgangsbohrung 32 ist so angesetzt, dass sie einem Drittel (1/3) bis der Hälfte (1/2) der Summe der Querschnittsflächen einer Vielzahl von Verbin dungsleitungen 24A, die in der ersten Bank VA des Motors 10 ausgebildet sind, entspricht.
Nachstehend wird die Funktion erläutert, die sich aus der Vorsehung der Trennwand 31 und der Durchgangsbohrung 32 im Motor 10 ergibt.
6 zeigt Gasströme in der ersten Bank VA des Motors 10.
Wie von den Pfeilen in 6 dargestellt, strömt während des Betriebs des Motors 10 Luft in der Ansaugleitung 25 über die Frischluftzuleitung 27 und den Ölabscheider 28A in den Zylinderkopf 17A. Luft, die in den Zylinderkopf 17A geströmt ist, strömt dann durch die einzelnen Verbindungsleitungen 24A in das Kurbelgehäuse 12 und strömt außerdem über die Durchgangsbohrung 32 der Trennwand 31 in die Kettenabdeckung 23.
Da die Trennwand 31 und die Durchgangsbohrung 32 vorgesehen sind, kann durch diese Ausführungsform im Gegensatz zu dem Verbrennungsmotor, der keine Trennwand 31 und keine Durchgangsbohrung 32 aufweist, eine geringere Luftmenge vom Zylinderkopf 17A in die Kettenabdeckung 23 und eine größere Luftmenge in das Kurbelgehäuse 12 strömen. Das heißt, es wird eine große Luftmenge in das Kurbelgehäuse 12 geschickt, die ausreicht, um das Blow-by-Gas im Kurbelgehäuse 12 abführen zu können, während eine kleine Luftmenge auch in die Kettenabdeckung 23 geschickt wird, die ausreicht, um das Blow-by-Gas in der Kettenabdeckung 23 abführen zu können. Auf diese Weise werden angemessene Luftmengen sowohl in das Kurbelgehäuse 12 als auch die Kettenabdeckung 23 geschickt.
Wenn der Motor 10 in Betrieb ist, wird dem Kettenmechanismus 21 eine große Ölmenge zugeführt, um ihn zu schmieren. Falls die Trennwand und die Durchgangsbohrung in der Kettenabdeckung 23 ausgebildet wären, wäre daher die Ölmenge, die durch die Kettenabdeckung 23 nach unten fließt, beschränkt. Dadurch könnte es zu einer Verschlechterung der Schmierleistung des Kettenmechanismus 21 kommen, beispielsweise zu einer Stockung des Öls in der Kettenabdeckung 23. In dieser Ausfüh rungsform sind jedoch die Trennwand 31 und die Durchgangsbohrung 32 im Zylinderkopf 17A ausgebildet, mit dem die Frischluftzuleitung 27 in Verbindung steht. Somit können die Trennwand 31 und die Durchgangsbohrung 32 angeordnet werden, ohne die Schmierleistung zu beeinträchtigen.
7 zeigt Gasströme in der zweiten Bank VB des Motors 10.
Wie von den Pfeilen in 7 dargestellt, strömen Luft, die in das Kurbelgehäuse 12 geströmt ist, und Luft, die in die Kettenabdeckung 23 geströmt ist, durch die Verbindungsleitungen 24B und die Kettenabdeckung 23 der zweiten Bank VB in den Zylinderkopf 17B. Dann wird Luft, die in den Zylinderkopf 17B geströmt ist (genauer Blow-by-Gas enthaltendes Gas), durch das PCV-Ventil 30 und die Entlüftungsleitung 29 in die Ansaugleitung 25 ausgetragen. Auf diese Weise wird Blow-by-Gas im Motor 10 zur Ansaugluft zurückgeführt und erneut im Motor 10 verbrannt.
Der Erfinder hat verschiedene Versuche durchgeführt und konnte bestätigen, dass Öl im Motor 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform nicht angemessen aus dem Zylinderkopf 17A in die Ölwanne 14 (1) zurückgeführt werden kann, wenn die Querschnittsfläche der Durchgangsbohrung 32 (siehe 3 bis 5) kleiner ist als ein Drittel (1/3) der Summe der Querschnittsflächen, die in der ersten Bank VA des Motors 10 ausgebildet sind. Ein Grund für diesen Nachteil kann der Folgende sein.
Wenn der Motor 10 in Betrieb ist, wird, wenn der Öffnungsgrad der Drosselklappe 26 größer wird und kein Druckunterschied zwischen der Seite stromabwärts von der Drosselklappe 26 und der Seite stromaufwärts von der Drosselklappe 26 in der Ansaugleitung 25 erzeugt wird, der Luftstrom vom Zylinderkopf 17A in das Kurbelgehäuse 12 unterbrochen. In dieser Lage ist die Blow-by-Gasmenge im Kurbelgehäuse 12 bereits gestiegen, so dass Blow-by-Gas enthaltendes Gas im Kurbelgehäuse 12 durch die Verbindungsleitungen 24A und die Kettenabdeckung 23 zurück in den Zylinderkopf 17A strömt. Der Anteil des Gases, das durch die Verbindungsleitungen 24A strömt, an der Gesamtmenge des Gases, das aus dem Kurbelgehäuse 12 zurück in den Zylinderkopf 17A strömt, wird umso größer, je kleiner die Querschnittsfläche der Durchgangs bohrung 32 angesetzt ist. Anders ausgedrückt, die Gasmenge, die zurückströmt, wird umso größer, je kleiner die Querschnittsfläche der Durchgangsbohrung 32 ist.
Wie bereits beschrieben, strömt Öl aus dem Zylinderkopf 17A durch die Verbindungsleitungen 24A nach unten in die Ölwanne 14. Falls die Gasmenge, die durch die Verbindungsleitungen 24A zurückströmt, zu groß wird, weil die Querschnittsfläche der Durchgangsbohrung 32 zu klein angesetzt ist, würde ein solcher Gasstrom den Ölstrom in den Verbindungsleitungen 24A verhindern, wodurch Öl nicht angemessen aus dem Zylinderkopf 17A in das Kurbelgehäuse 12 zurückgeführt werden könnte.
Der beschriebene Nachteil könnte vermieden werden, wenn die Querschnittsflächen der Verbindungsleitungen 24A vergrößert würden. Jedoch ist der Platz für die Ausbildung der Verbindungsleitungen 24A und 24B in den einzelnen Bänken VA, VB des Motors 10 begrenzt. In der Praxis ist die Ausbildung von Verbindungsleitungen 24A mit großen Querschnittsflächen daher schwierig.
Durch die verschiedenen Versuche des Erfinders wurde andererseits bestätigt, dass im Motor 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Konzentration des Blow-by-Gases im Motor nicht unter dem Sollwert gehalten werden kann, wenn die Querschnittsfläche der Durchgangsbohrung 32 größer ist als die Hälfte (1/2) der Summe der Querschnittsflächen der Verbindungsleitungen 24A, die in der ersten Bank VA des Motors 10 ausgebildet sind. Mit dem Sollwert der Konzentration ist der Wert gemeint, bei dem die Herabsetzung der Ölgeschwindigkeit unter einem vorgegebenen Geschwindigkeits-Sollwert gehalten werden kann und bei dem die Kohlenwasserstoff(HC)-Menge, die pro Zeiteinheit aus dem Motor 10 austritt, unter einer vorgegebenen Menge gehalten werden kann.
8 zeigt die Beziehung zwischen einem Verhältnis Rs (= Sh/Sr) der Querschnittsfläche Sh der Durchgangsbohrung 32 zur Summe Sr der Querschnittsflächen der Verbindungsleitungen 24A und der Blow-by-Gaskonzentration im Motor 10. In 8 stellt die Linie L1 eine Beziehung zwischen der Blow-by-Gaskonzentration im Kurbelgehäuse 12 und dem Verhältnis Rs dar, und die Linie L2 stellt eine Beziehung zwischen der Blow-by-Gaskonzentration an dem Abschnitt, wo die Kettenabdeckung 23 und der Zylinderkopf 17A aneinander gefügt sind, und dem Verhältnis Rs dar.
Wie von der Linie L1 von 8 dargestellt, wird im Motor 10 die Blow-by-Gaskonzentration im Kurbelgehäuse 12 grundsätzlich umso niedriger, je kleiner das Verhältnis Rs ist. Genauer nimmt in dem Bereich, wo das Verhältnis Rs größer ist als 1, die Blow-by-Gaskonzentration weniger ab, auch wenn das Verhältnis Rs kleiner ist. In dem Bereich, wo das Verhältnis Rs kleiner oder gleich 1 ist, wird die Blow-by-Gaskonzentration im Kurbelgehäuse 12 durch Ansetzen eines kleineren Verhältnisses Rs effektiv geringer. Falls das Verhältnis Rs auf 1/2 oder kleiner gesetzt wird, sinkt die Blow-by-Gaskonzentration im Kurbelgehäuse 12 unter den oben beschriebenen Sollwert. Der Grund dafür, dass die Blow-by-Gaskonzentration im Kurbelgehäuse 12 in dem Bereich, wo das Verhältnis Rs größer ist als 1/2, über den Sollwert steigt, ist, dass der Mangel an Luft, die vom Zylinderkopf 17A in das Kurbelgehäuse 12 strömt, eine ausreichende Abführung des Blow-by-Gases im Kurbelgehäuse 12 verhindert.
Wie von der Linie L2 von 8 dargestellt, wird dagegen die Blow-by-Gaskonzentration an dem Abschnitt, wo die Kettenabdeckung 23 und der Zylinderkopf 17A aneinander gefügt sind, umso höher, je kleiner das Verhältnis Rs ist. Falls das Verhältnis Rs zu klein angesetzt wird, wäre daher die Blow-by-Gaskonzentration in der Kettenabdeckung 23 höher als der oben genannte Sollwert. Jedoch steigt im Motor 10 die Blow-by-Gaskonzentration in der Kettenabdeckung 23 eigentlich nicht, wenn das Verhältnis Rs klein angesetzt ist. Die Blow-by-Gaskonzentration in der Kettenabdeckung 23 kann unter dem vorgegebenen Wert gehalten werden, bis das Verhältnis Rs auf 1/3 sinkt.
Alles in Allem wird in dieser Ausführungsform die Querschnittsfläche der Durchgangsbohrung 32 auf 1/3 bis 1/2 der Summe der Querschnittsflächen der Verbindungsleitungen 24A, die in der ersten Bank VA des Motors 10 ausgebildet sind, gesetzt. Dadurch kann eine ausreichende Ölmenge vom Zylinderkopf 17A durch die Verbindungsleitungen 24A abwärts in das Kurbelgehäuse 12 strömen, und es kann auch eine ausrei chende Luftmenge aus dem Zylinderkopf 17A durch die Verbindungsleitungen 24A in das Kurbelgehäuse 12 und die Kettenabdeckung 23 strömen.
Die oben beschriebene vorliegende Ausführungsform hat die folgenden Vorteile.

(1) Die Trennwand 31 und die Durchgangsbohrung 32 sind in der Umgehungsleitung vorgesehen, die das Innere der Zylinderköpfe 17A und 17B, das Innere der Kettenabdeckung 23, die Frischluftzuleitung 27 und die Entlüftungsleitung 29 einschließt. Somit kann eine angemessene Gasmenge in das Innere des Kurbelgehäuses 12 und das Innere der Kettenabdeckung 23 geschickt werden, um Blow-by-Gas im Motor angemessen behandeln zu können.
(2) Im Motor 10, in dem das Innere des Kurbelgehäuses 12 und das Innere der Kettenabdeckung 23 miteinander in Verbindung stehen, sind die Trennwand 31 und die Durchgangsbohrung 32 an einer Stelle in der Umgehungsleitung angeordnet, die sich näher an der Frischluftzuleitung 27 befindet als der Verbindungsabschnitt zwischen dem Inneren des Kurbelgehäuses 12 und dem Inneren der Kettenabdeckung 23. Somit kann Luft, die aus der Frischluftzuleitung 27 in das Innere des Zylinderkopfs 17A eingeführt wurde, in das Innere des Kurbelgehäuses 12 geschickt werden, während der Zustrom vom Zylinderkopf 17A zur Kettenabdeckung 23 angemessen aufrechterhalten wird. Somit wird der Zustrom von Luft in das Kurbelgehäuse 12 vorteilhafterweise sichergestellt, so dass Blow-by-Gas im Kurbelgehäuse 12 vorteilhafterweise abgeführt werden kann.
(3) Die Trennwand 31 und die Durchgangsbohrung 32 sind im Inneren des Zylinderkopfs 17A vorgesehen. Das heißt, die Trennwand 31 und die Durchgangsbohrung 32 können angeordnet werden, und eine Verschlechterung der Schmierleistung kann trotzdem verhindert werden.
(4) Die Querschnittsfläche der Durchgangsbohrung 32 beträgt 1/3 bis 1/2 der Summe der Querschnittsflächen der Vielzahl von Verbindungsleitungen 24A, die in der ersten Bank VA ausgebildet sind. Somit kann Blow-by-Gas im Kurbelgehäuse 12 und in der Kettenabdeckung 23 ausreichend abgeführt werden, und es wird sichergestellt, dass eine ausreichende Ölmenge vom Zylinderkopf 17A durch die Verbindungsleitungen 24A abwärts in das Kurbelgehäuse 12 strömt.

Die obige Ausführungsform kann wie folgt modifiziert werden.
Die Durchgangsbohrung 32 ist nicht auf eine einzige Durchgangsbohrung beschränkt, sondern es kann eine Vielzahl von Durchgangsbohrungen in der Trennwand 31 ausgebildet werden. Bei dieser Gestaltung kann die Summe der Querschnittsflächen der Durchgangsbohrungen auf 1/3 bis 1/2 der Summe der Querschnittsflächen der Verbindungsleitungen 24A gesetzt werden.
Abgesehen davon, dass die Trennwand 31 im Zylinderkopf 17A vorgesehen wird, kann die Trennwand 31 auch in der Zylinderkopfabdeckung 20 des Zylinderkopfs 17A vorgesehen werden.
Die Gestaltung der oben genannten Ausführungsform kann unabhängig vom Aufbau des Kettenmechanismus verwendet werden, solange der Motor ein Verbrennungsmotor ist, der einen Kettenmechanismus, der die Kurbelwelle und die Nockenwelle jeder Bank wirkmäßig miteinander verbindet, und eine Kettenabdeckung aufweist, die den Kettenmechanismus zur Außenseite des Motors hin abdeckt. Beispielsweise kann die obige Ausführungsform auf den Verbrennungsmotor angewendet werden, in dem die Einlassnockenwelle 18 und die Auslassnockenwelle 19 über einen Getriebemechanismus miteinander verbunden sind. In einer alternativen Ausführungsform ist die genannte Ausführungsform auch auf den Verbrennungsmotor anwendbar, bei dem eine einzige Kette um die Kurbelwelle 13 und die Einlassnockenwelle 18 und die Auslassnockenwelle 19 der ersten Bank VA gewickelt ist, und eine andere Kette um die Kurbelwelle 13 und die Einlassnockenwelle 18 und die Auslassnockenwelle 19 der zweiten Bank VB gewickelt ist.
Die Position der Trennwand 31 kann beliebig variiert werden, solange die Position sich zwischen der Entlüftungsleitung 29 und der Frischluftzuleitung 27 in der An saugleitung und zwischen dem Verbindungsabschnitt der Verbindungsleitungen 24A mit dem Zylinderkopf 17A und dem Verbindungsabschnitt der Verbindungsleitungen 24B mit dem Zylinderkopf 17B befindet.
Beispielsweise kann die Trennwand sich näher am Zylinderkopf 17A befinden als der Abschnitt, wo das Kurbelgehäuse 12 mit der Kettenabdeckung 23 verbunden ist. Bei dieser Gestaltung kann Luft, die von der Frischluftzuleitung 27 in das Innere des Zylinderkopfs 17A geleitet wird, in das Kurbelgehäuse 12 geschickt werden, während der Zustrom aus dem Inneren des Zylinderkopfs 17A in die Kettenabdeckung 23 angemessen aufrecht erhalten wird.
Die Trennwand kann sich näher am Zylinderkopf 17B befinden als der Abschnitt, wo das Kurbelgehäuse 12 mit der Kettenabdeckung 23 in Verbindung steht. Alternativ dazu kann die Trennwand sich zwischen den Verbindungsleitungen 24B und dem Inneren der Kettenabdeckung 23 im Zylinderkopf 17B und zwischen dem Verbindungsabschnitt der Entlüftungsleitung 29 und dem Inneren der Kettenabdeckung 23 befinden. Bei diesen Gestaltungen kann eine Luftmenge, die aus dem Inneren der Kettenabdeckung 23 über den Verbindungsabschnitt zwischen dem Inneren der Zylinderkopfabdeckung 20 und dem Inneren der Kettenabdeckung 23 in das Innere des Zylinderkopfs 17B strömt, im Vergleich zu einem Motor ohne Trennwand verringert werden. Dadurch kann eine große Luftmenge aus dem Inneren des Kurbelgehäuses 12 über die Verbindungsleitung 24B in den Zylinderkopf 17B strömen. Somit kann eine ausreichend große Luftmenge in das Kurbelgehäuse 12 strömen, um Blow-by-Gas im Kurbelgehäuse 12 abzuführen, und außerdem kann Luft in die Kettenabdeckung 23 strömen, um Blow-by-Gas in der Kettenabdeckung 23 abzuführen.
Die vorliegende Erfindung ist anwendbar auf einen Verbrennungsmotor, in dem jede Bank mit unterschiedlich vielen Zylinderbohrungen versehen ist. Die vorliegende Erfindung kann auch auf einen Verbrennungsmotor angewendet werden, in dem jede Bank mit einer einzigen Zylinderbohrung versehen ist.
Die vorliegende Erfindung kann auch einen Verbrennungsmotor angewendet werden, dessen Zylinder nicht V-förmig angeordnet sind, einschließlich eines Verbrennungsmotors, dessen Zylinder einander horizontal gegenüber liegend angeordnet sind, und eines Verbrennungsmotors, dessen Zylinder W-förmig angeordnet sind, solange der Verbrennungsmotor zwei Bänke aufweist, die Frischluftzuleitung mit einer Bank verbunden ist, und die Entlüftungsleitung mit der anderen Bank verbunden ist.
ZUSAMMENFASSUNG
VERBRENNUNGSMOTOR
Ein Verbrennungsmotor 10, in dem eine Blow-by-Gas-Behandlungsvorrichtung vorgesehen ist. Verbindungsleitungen 24A und B, die das Innere von Zylinderköpfen 17A und 17B und das Innere eines Kurbelgehäuses 12 miteinander verbinden, sind jeweils in den Bänken VA und VB ausgebildet. Die Blow-by-Gas-Behandlungsvorrichtung weist eine Frischluftzuleitung 27, die das Innere des Zylinderkopfs 17A und eine Ansaugleitung 25 des Motors 10 miteinander verbindet, und eine Entlüftungsleitung 29 auf, die das Innere des Zylinderkopfs 17B und die Ansaugleitung 25 miteinander verbindet. Eine Trennwand 31, die die Entlüftungsleitung 29 von der Frischluftzuleitung 27 und außerdem den Verbindungsabschnitt der Verbindungsleitung 24A im Zylinderkopf 17A vom Verbindungsabschnitt der Verbindungsleitung 24B im Zylinderkopf 17B trennt, ist in einem Strömungsweg vorgesehen, der das Innere der Zylinderköpfe 17A und 17B, das Innere einer Kettenabdeckung 23, die Frischluftzuleitung 27 und die Entlüftungsleitung 29 einschließt. Die Trennwand 31 weist eine Durchgangsbohrung 32 auf. Somit kann Blow-by-Gas im Motor 10 auf angemessene Weise behandelt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- JP 2-139315 [0008]

Claims

Verbrennungsmotor, der mit einer Blow-by-Gas-Behandlungsvorrichtung versehen ist, aufweisend: einen Zylinderkopf; ein Kurbelgehäuse; eine Kurbelwelle in dem Kurbelgehäuse; eine Ansaugleitung, wobei eine Drosselklappe in der Ansaugleitung vorgesehen ist; zwei Bänke, wobei die beiden Bänke eine erste Bank und eine zweite Bank sind, wobei eine Verbindungsleitung, die das Innere des Zylinderkopfs und das Innere des Kurbelgehäuses miteinander verbindet, in jeder Bank vorgesehen ist, wobei eine Nockenwelle in jeder Bank vorgesehen ist; einen Kettenmechanismus, der die Kurbelwelle und die einzelnen Nockenwellen wirkmäßig miteinander verbindet; und eine Kettenabdeckung, die so gestaltet ist, dass sie den Kettenmechanismus vollständig gegen die Außenseite des Motors abdeckt, wobei das Innere der Kettenabdeckung mit dem Inneren der einzelnen Zylinderköpfe in Verbindung steht; wobei die Blow-by-Gas-Behandlungsvorrichtung aufweist: eine Frischluftzuleitung, die das Innere des Zylinderkopfs, der an der ersten Bank vorgesehen ist, und einen in Strömungsrichtung der Ansaugluft gesehen stromaufwärts von der Drosselklappe gelegenen Teil der Ansaugleitung verbindet, und eine Entlüftungsleitung, die ein Inneres des Zylinderkopfs, der an der zweiten Bank vorgesehen ist, und einen in Strömungsrichtung der Ansaugluft gesehen stromabwärts von der Drosselklappe gelegenen Teil der Ansaugleitung verbindet, wobei der Verbrennungsmotor aufweist: eine Trennwand, wobei die Trennwand sich in einem Strömungsweg befindet, der das Innere jedes Zylinderkopfs, das Innere der Kettenabdeckung, die Frischluftzuleitung und die Entlüftungsleitung einschließt, wobei die Trennwand die Entlüftungsleitung von der Frischluftzuleitung trennt, wobei die Trennwand einen Verbindungsabschnitt der Verbindungsleitung in dem Zylinderkopf, der an der ersten Bank vorgesehen ist, von einem Verbindungsabschnitt der Verbindungsleitung in dem Zylinderkopf, der an der zweiten Bank vorgesehen ist, trennt, wobei die Trennwand eine Durchgangsbohrung aufweist.
Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, wobei das Innere des Kurbelgehäuses und das Innere der Kettenabdeckung miteinander in Verbindung stehen, und die Trennwand und die Durchgangsbohrung im Strömungsweg näher an der Frischluftzuleitung angeordnet sind als der Verbindungsabschnitt zwischen dem Inneren des Kurbelgehäuses und dem Inneren der Kettenabdeckung.
Verbrennungsmotor nach Anspruch 2, wobei die Trennwand und die Durchgangsbohrung im Inneren des Zylinderkopfs vorgesehen sind, der an der ersten Bank vorgesehen ist.
Verbrennungsmotor nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Verbindungsleitung eine Leitung ist, die eine Gasverbindung zwischen dem Inneren des Zylinderkopfs und dem Inneren des Kurbelgehäuses ermöglicht und die bewirkt, dass Öl aus dem Inneren des Zylinderkopfs abwärts in das Innere des Kurbelgehäuses strömt, wobei die Querschnittsfläche der Durchgangsbohrung ein Drittel (1/3) bis die Hälfte (1/2) der Querschnittsfläche der Verbindungsleitung, die an der ersten Bank vorgesehen ist, ausmacht.