【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関のブローバイガス還流装置に関する。詳しくは、ブローバイガス中に含まれるオイル成分等からなるデポジットが吸気バルブや吸気ポート壁に付着することを防止する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関（エンジン）では、シリンダ壁とピストン間の隙間から燃焼室内で燃焼した排ガスの一部が僅かながらブローバイガスとしてクランクケース側に洩れており、当該ブローバイガスを吸気系に還流させて燃焼室内で再燃焼させる技術が実用化されている。
【０００３】
ところが、ブローバイガスの流入するクランクケース内には、潤滑オイルのオイルミストが多く飛散しており、ブローバイガスがこのような潤滑オイルを含んでエンジンの吸気系に還流されると、吸気バルブや吸気ポートの壁面にオイル成分が付着してデポジットとして堆積し、吸気バルブの作動や吸気効率等に悪影響を与えるという問題がある。
【０００４】
このようなことから、例えばカムシャフトケース内に障壁を設け、ブローバイガスを当該カムシャフトケース内に導くとともに障壁に衝突させてブローバイガス内の液体成分を滴化し回収することが考えられているが、この方法では、カムシャフトケースの大きさに制限があるため、ブローバイガス内の液体成分を十分に回収することができない。
【０００５】
そこで、デポジットの主成分となるオイル成分を吸気系に進入させないように、ブローバイガス通路の上流部分に専用の気液分離器を設け、気体成分のみを吸気系内の負圧によって吸気系に送る一方、オイル成分については捕獲し滴化して気液分離器内に貯留させるという方法が考えられる。
【０００６】
ところで、オイル成分を気液分離器内に貯留させる場合、貯留したオイルを排出しなければならないという問題があり、例えば気液分離器にドレン用の孔を設け、オイル成分を当該ドレン用の孔からオイル通路やクランクケース内に戻すことが考えられている。
【０００７】
しかしながら、エンジンの作動中にあっては、吸気系内が負圧である一方、オイル迎路内やクランクケース内の圧力は大気圧若しくは正圧であるため、気液分離器内に貯留させたオイル成分の多くが返戻されることなく気圧差によってやはり吸気系に吸引されてしまうという問題がある。そして、この傾向はエンジン回転速度が大きくなるほど顕著である。
【０００８】
そこで、エンジンの作動中にあっては吸気管の負圧によって閉弁する一方、エンジンが停止するとオイルの重量で開弁するようなポペット弁を気液分離器の底部に備えた装置が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００９】
【特許文献１】
特開２０００−８８２８号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記公報に開示されたポペット弁の場合、エンジンの作動中であっても吸気管の負圧が大気圧に近いと十分に閉弁しないおそれがあり、また、エンジンが停止しても、オイルの経時劣化による粘性増大によりポペット弁が固着しているようなときには、オイルの貯留量が少ないと十分に開弁しないおそれがあり、信頼性の高いものとは言えない。
【００１１】
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、ブローバイガス中に含まれるオイル成分等の吸気系への持ち去りを抑制し、吸気系内におけるデポジットの堆積を低減可能な内燃機関のブローバイガス還流装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明の請求項１に係る内燃機関のブローバイガス還流装置は、ブローバイガスを吸気系に還流させる還流通路と、前記還流通路に介装され、前記ブローバイガス中の液体成分を分離し貯留する気液分離器と、前記気液分離器に接続され、前記貯留された液体成分を液体溜めに戻す液体返戻通路と、前記気液分離器と前記液体返戻通路との間に介装され、前記液体返戻通路の連通と遮断とを行う開閉手段とを備え、前記液体返戻通路は、吸気系内圧が所定値を越えるときに前記開閉手段によって連通され、吸気系内圧が所定値以下のときに前記開閉手段によって遮断されることを特徴とする。
【００１３】
上記課題を解決する本発明の請求項２に係る内燃機関のブローバイガス還流装置は、請求項１において、内燃機関の作動状態を検出する作動状態検出手殿と、前記作動状態検出手段により内燃機関の作動が検出されると前記開閉手段により前記液体返戻通路を遮断し、内燃機関の停止状態が検出されると前記液体返戻通路を連通させる制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００１４】
上記課題を解決する本発明の請求項３に係る内燃機関のブローバイガス還流装置は、請求項２において、前記開閉手段は、通電により閉弁する一方、通電しないときには常時閉弁状態にある電磁弁を含み、前記制御手段は、前記作動状態検出手段により内燃機関の作動状態が検出されたときにのみ通電して前記電磁弁を閉弁し、前記液体返戻通路を遮断することを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例に係る内燃機関のブローバイガス還流装置を図１に示す。
図１に示すように、内燃機関（以下、単にエンジンという）１においてはシリンダブロック３にシリンダヘッド２が載置され、シリンダブロック３にそれぞれピストン４が往復動自在に挿入されている。
ピストン４はコンロッド５を介してクランクシャフト（図示せず）に接続されており、各ピストン４上面とシリンダヘッド２間にはそれぞれ燃焼室６が形成されている。
コンロッド５やクランクシャフトは、シリンダブロック３の下部に一体に形成されたクランクケース３ｂ内に収納されており、クランクケース３ｂの底部には潤滑オイルを貯留するオイルパン３ｃが取り付けられている。
【００１６】
シリンダヘッド２には、電磁式の燃料噴射弁１０が取り付けられ、この燃料噴射弁１０は燃料供給装置（図示せず）が接続され、燃料を燃焼室内に直接噴射可能である。
また、シリンダヘッド２には、各気筒毎に略直立方向に吸気ポート１３が形成されており、各吸気ポート１３と連通するようにして吸気マニホールド１２の一端がそれぞれ接続されている。
吸気マニホールド１２には吸入空気量を調節する電磁式のスロットル弁１４が設けられている。
また、シリンダヘッド２には、各気筒毎に略水平方向に排気ポート１７が形成されており、各排気ポート１７と連通するようにして排気マニホールド１６の一端がそれぞれ接続されている。
【００１７】
さらに、シリンダヘッド２には、吸気ポート１３と燃焼室６との連通と遮断を行う吸気バルブ２０や排気ポート１７と燃焼室６との速通と遮断を行う排気バルブ２２が設けられ、これら吸気バルブ２０や排気バルブ２２を作動させるための各種動弁機構（図示省略）が設けられている。
そして、シリンダヘッド２の上部には、各種動弁機構を覆うようにして、吸気バルブ２０側にロッカカバー２４が、排気バルブ２２側にロッカカバー２６がそれぞれガスケット等を介して気密状態に載置されており、これにより、シリンダヘッド２とロッカカバー２４間にＰＣＶ（ポジティブクランクケースベンチレーション）室３０が形成され、シリンダヘッド２とロッカカバー２６間にブリーザ室３２が形成されている。
【００１８】
ブリーザ室３２からはブリーザパイプ３４が延びており、ブリーザパイプ３４の先端はスロットル弁１４よりも上流側において吸気管に接続されている。
また、シリンダブロック３にはブリーザ室３２とクランクケース３ｂ内とを連通するようにして連通路３６が穿設されており、クランクケース３ｂ内とＰＣＶ室３０とを連通するようにして連通路３８が穿設されている。
そして、ロッカカバー２４にはＰＣＶバルブ４０が取り付けられており、ＰＣＶバルブ４０からはＰＣＶパイプ（還流通路）４２が延び、当該ＰＣＶバイブ４２の先端は吸気マニホールド１２に接続されている。
なお、ＰＣＶバルブ４０は気圧に応じて流量を調節可能な流量調節弁としての機能を果たすものである。
【００１９】
これにより、燃焼室６内で燃料が燃焼してシリンダ内をピストン４が往復動すると、シリンダとピストン４の隙間から排ガスの一部がブローバイガスとしてクランクケース３ｂ内に流出するが、ピストン４の作動により吸気マニホールド１２内が負圧になると、当該負圧により、図中実線の矢印で示すように、ブローバイガスはブリーザパイプ３４からブリーザ室３２及び連通路３６を経て導入される空気によって帰気されながら連通路３８，ＰＣＶ室３０及びＰＣＶパイプ４２を経て吸気マニホールド１２内に供給される。
そして、当該ブローバイガスは燃焼室６において新気とともに再燃焼させられる。
この際、ブローバイガスの還流量は負圧に応じてＰＣＶハルブ４０により調節される。
【００２０】
ところで、上記オイルパン３ｃに溜められた潤滑オイルは、シリンダヘッド２やシリンダブロック３に穿設されたオイル通路を通って各種動弁機構やピストン４、コンロッド５、クランクシャフト等の作動部分に撒布され、これにより各作動部分の潤滑と冷却とが行われており、クランクケース３ｂ内では、クランクシャフトが高速回転するため、潤滑オイルが拡散されてオイルミストとなり飛散している。そして、連通路３８を経てＰＣＶ室３０に供給される。ブローバイガス中には当該オイルミストが多量に含まれている。
【００２１】
従って、ＰＣＶパイプ４２には、ブローバイガス中に含まれるオイル成分（液体成分）と排ガス成分とを分離するためのオイルセパレータ（気液分離器）４４が介装されている。
オイルセパレータ４４は、オイル成分を分離して油溜部４６に貯留し、ガス成分のみを吸気系に還流するように構成されている。
【００２２】
なお、オイルセパレータ４４は、図１のものに限られず、流入したブローバイガスがそのまま真っ直ぐに排出されないように構成され、ガス成分のみを吸気系に還流するような構成であれば特に制限するものではない。
【００２３】
オイルセパレータ４４の油溜部４６からは電気式開閉弁（開閉手段）５０を介してリターンパイプ（液体返戻通路）４８が延びており、その先端はオイルパン３ｃに接続されている。
従って、電気式開閉弁５０が開弁していると、図中破線の矢印で示すように、油溜部４６に溜まったオイル成分がリターンパイプ４８を介してオイルパン３ｃに戻されることとなる。
尚、図中破線で示すように、リターンパイプ４８をシリンダヘッド２又はシリンダブロック３に接続して、オイル成分をオイルパン３ｃに戻す代わりにシリンダヘッド２、シリンダブロック３等に戻しても良い。
【００２４】
電気式開閉弁５０としては、通電しているときには閉弁する一方、通電していないときには開弁状態が維持される常開型（ノーマルオープン）のソレノイドバルブが使用される。
従って、通電により電気式開閉弁５０が閉弁されると、リターンパイプ４８が遮断されてブローバイガスから分離して油溜部４６に貯留されているオイル成分はそのまま貯留され、通電が解除されると、電気式開閉弁５０が自動的に開弁して油溜部４６に貯留されたオイル成分がリターンパイプ４８を通ってオイルパン３ｃに戻される。
【００２５】
ＥＣＵ６０は、ブローバイガス還流装置を含めたエンジン１の総合的な制御を行う。
ＥＣＵ６０の入力側には、エンジン回転数センサ６１、アクセル開度（スロットル開度）センサ６２、吸気管内圧センサ６３などの各種センサ類が接続されており、これらセンサ類からの検出情報が入力される。
一方、ＥＣＵ６０の出力側には、上述の電気式開閉弁５０が接続されており、各種センサ類からの検出情報に基づき電気式開閉弁５０に対する指令がそれぞれ出力される。
【００２６】
例えば、吸気管内圧が、下式に示す条件を満たすときに、電気式開閉弁５０を開くための指令を出力する。
吸気管内圧＞所定値 …（１）
ここで、吸気管内圧としては、エンジン回転数センサ６１又はアクセル開度６２により検出される負荷及び回転数に対するマップにより求めても良いし、吸気管内圧センサ６３により直接検出しても良い。
更には、エンジン１が作動状態か停止状態か否かを検出し、エンジン１が停止状態のときには、上記条件（１）が満たされていると判定しても良い。
また、上記所定値の具体例としては、例えば、大気圧の９０％とすることができる。
【００２７】
上記条件（１）が満たされるときは、吸気管内圧が大気圧近傍となるため、電気式開閉弁５０を開いても、オイルミストを含む空気がクランクケース３ｂ内からリターンパイプ４８を通じてオイルセパレータ４０に逆流することがない。
言い換えると、上記条件（１）を満たさないときに、オイルセパレータ４４に溜まったオイルをクランクケース３ｂへ戻すために電気式開閉弁５０を開くと、オイルミスとを含んだクランクケース３内のブローバイガスが吸気管負圧によりエンジン側からリターンパイプ４８、オイルセパレータ４４及びＰＣＶバルブ４２を通じて吸気マニホールド１２に逆流することとなり、オイル持ち去りが増えることになる。
【００２８】
このように構成された本実施例に係るブローバイガス還流装置は、図２に示すフローチャートに従い、電気式開閉弁５０の制御を行う。
先ず、エンジン１の作動状態か停止状態にあるか否かを判別する（ステップＳ１）。
エンジン１が停止状態にあるときは、吸気マニホールド１２内の圧力が大気圧に近いので、電気式開閉弁５０を開弁しても吸気マニホールド１２内の負圧によって、クランクケース３内のブローバイガスがリターンパイプ４８を通じてオイルセパレータ４０に逆流することがない。
そのため、エンジン１が停止状態にあるかときは、電気式開閉弁５０への通電をオフとしリターンパイプ４８を連通させ、油溜部４６に貯留されたオイル成分をオイルパン３ｃに戻す（ステップＳ２）。
【００２９】
一方、エンジン１が停止状態ではないとき、つまり、作動状態のときには、上記条件（１）に従い、吸気管内圧が所定値を越えるか否かを判定する（ステップＳ３）。
吸気管内圧が所定値を越えるときは、吸気マニホールド１２内の圧力が大気圧に近いので、電気式開閉弁５０を開弁しても吸気マニホールド１２内の負圧によって、ブローバイガスがリターンパイプ４８を通じてオイルセパレータ４０に逆流することがない。
そのため、エンジン１が作動状態にあって、かつ、吸気管内圧が所定値を越えるときは、電気式開閉弁５０への通電をオフとしリターンパイプ４８を連通させ、油溜部４６に貯留されたオイル成分をオイルパン３ｃに戻す（ステップＳ２）。
【００３０】
これに対し、エンジン１が作動状態にあって、吸気管内圧が所定値以下のときに、電気式開閉弁５０へ通電（オン）して閉弁させリターンパイプ４８を遮断する（ステップＳ４）。
このようにリターンパイプ４８を遮断すると、ブローバイガスから分離したオイル成分が油溜部４６に貯留されることとなり、また、オイル成分を含む空気（ブローバイガス）が吸気マニホールドＩ２内の負圧によってリターンパイプ４８を通じて吸気系に吸引されてしまうことが確実に防止される。
これにより、オイル成分が吸気ポート１３壁や吸気バルブ２０に付着すると排ガス成分と反応してデポジットとなり吸気ポート１３壁や吸気バルブ２０に堆積してしまうことになるのであるが、このようなデポジットの堆積が確実に低減され、吸気バルブ２０の作動不良や吸気効率の低下が抑制される。
【００３１】
尚、本実施例では、電気式開閉弁５０を使用したが、ＥＣＵ６０からの信号によりリターンパイプ４８の連通と遮断を行えるものであれば、特に限定するものではなく、モータにより駆動するバタフライ弁、ロータリー弁等を使用できる。
また、開閉手段として電気式開閉弁５０を使用したが、これに限定されることなく、開閉手段は、吸気管内圧が所定値より大きいときに、リターンパイプ４８を連通するように構成されていればよい。
尚、直立ポートの場合、オイルセパレータ４４の容量は、ブリーザ室３２の容量、ＰＣＶ室３０の容量との間において、下式（２）のような関係がある。
ＰＣＶ室容量＋オイルセパレータ容量≧ブリーザ室容量 …（２）
【００３２】
即ち、図１に示すように、各気筒毎に略直立方向に吸気ポート１３が形成される直立ポートの場合、ＰＣＶ室３０の上にインテークマニホールド１２のポート部分が覆い被さるレイアウトとなる。
一方、エンジン１の全高は低くしたいという要求もあるため、必然的にＰＣＶ室３０の容量が通常ポートエンジンに比べ小さくなる。
ＰＣＶ室３０の容量としては、目安として、ブリーザ室３２と同じぐらいと考えることができる。
ブローバイガスの流速に対するオイル切りという観点から、ブリーザ室３２とＰＣＶ室３０を通過するガスの流速は同程度であるためである。
【００３３】
従って、上述の直立ポートによる制約がなければ、通常、ブリーザ室３２とＰＣＶ室３０の容量は同じくらいに設計する。
ここで、オイルセパレータ４４は、ＰＣＶ室３０の後流に設置し、ＰＣＶ室３０で取り除ききれなかったオイルを除去する役目を持つ。
その結果として、ＰＣＶ室３０の容量をオイルセパレータ４４の容量で補うことが可能となる。
【００３４】
その結果、上記条件（２）に示すように、「ＰＣＶ室容量＋オイルセパレータ容量≧ブリーザ室容量」が目安となるのである。
【００３５】
【発明の効果】
以上、実施例に基づいて詳細に説明したように、本発明の請求項１に記載した内燃機関のブローバイガス還流装置によれば、吸気系内圧が所定値以下のときには、開閉手段により液体返戻通路を遮断することでブローバイガス中の液体成分の吸気系内への進入を確実に防止でき、一方、吸気系内圧が所定値を越えるときには、吸気系内は大気圧近傍となるので、開閉手段により液体返戻通路を連通することで気液分離器内に貯留された液体成分を確実に液体溜めに戻すようにできる。これにより、吸気系へのオイル持ち去りを抑制し、オイル消費量を減少させ、更に、吸気バルブや吸気ポート壁へのデポジットの堆積を確実に低減でき、吸気バルブの作動不良や吸気効率の低下を抑制することができる。
【００３６】
また、本発明の請求項２に記載した内燃機関のブローバイガス還流装置によれば、作動状態検出手段により内燃機関の作動が検出されると、開閉手段により液体返戻通路を遮断することでブローバイガス中の液体成分の吸気系内への進入を確実に防止でき、一方、作動状態検出手段により内燃機関の停止が検出されると、吸気系内は大気圧に戻っているので、開閉手段により液体返戻通路を連通することで気液分離器内に貯留された液体成分を確実に液体溜めに戻すようにできる。これにより、吸気バルブや吸気ポート壁へのデポジットの堆積を確実に低減できる。
【００３７】
また、本発明の請求項３に記載した内燃機関のブローバイガス還流装置によれば、常開型の電磁弁を用いるようにしたので、内燃機関が作動状態にあるときには、電磁弁を通電により閉弁して液体返戻通路を遮断することでブローバイガス中の液体成分の吸気系内への進入を確実に防止でき、一方、内燃機関が停止状態にあるときには、電磁弁への通電を解除し電磁弁を一動的に閉弁させて液体返戻通路を連通させることで気液分離器内に貯留された液体成分を確実に液体溜めに戻すようにできる。これにより、液体返戻通路を確実に連通させることができ、省電力化を図りながら、吸気バルブや吸気ポート壁へのデポジットの堆積を確実に低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る内燃機関のブローバイガス還流装置の断面図である。
【図２】本発明の一実施例に係る内燃機関のブローバイガス還流装置のフローチャートである。
【符号の説明】
１ エンジン本体
２ シリンダヘッド
３ シリンダブロック
３ｂ クランクケース
３ｃ オイルパン
４ ピストン
１２ 吸気マニホールド
１３ 吸気ポート
１４ スロットルバルブ
４０ ＰＣＶバルブ
４４ オイルセパレータ
４６ 油溜部
４８ リターンパイプ
５０ 電気式開閉弁
６０ ＥＣＵ（電子コントロールユニット）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a blow-by gas recirculation device for an internal combustion engine. More specifically, the present invention relates to a technique for preventing a deposit made of an oil component or the like contained in blow-by gas from adhering to an intake valve or an intake port wall.
[0002]
[Prior art]
In an internal combustion engine (engine), a part of exhaust gas burned in a combustion chamber is slightly leaked to a crankcase side as a blow-by gas from a gap between a cylinder wall and a piston, and the blow-by gas is recirculated to an intake system to be blown. Technology for reburning has been put to practical use.
[0003]
However, a large amount of oil mist of lubricating oil is scattered in the crankcase into which blow-by gas flows. There is a problem that the oil component adheres to the wall surface of the port and deposits as a deposit, which adversely affects the operation of the intake valve and the intake efficiency.
[0004]
For this reason, it has been considered that, for example, a barrier is provided in the camshaft case to guide the blow-by gas into the camshaft case and collide with the barrier to drop and collect the liquid component in the blow-by gas. However, according to this method, the size of the camshaft case is limited, so that the liquid component in the blow-by gas cannot be sufficiently recovered.
[0005]
Therefore, a dedicated gas-liquid separator is provided upstream of the blow-by gas passage so that the oil component, which is the main component of the deposit, does not enter the intake system, and only the gas component is sent to the intake system by negative pressure in the intake system. On the other hand, a method is considered in which the oil component is captured, converted into droplets, and stored in the gas-liquid separator.
[0006]
By the way, when the oil component is stored in the gas-liquid separator, there is a problem that the stored oil must be discharged.For example, a hole for drain is provided in the gas-liquid separator, and the oil component is stored in the hole for drain. It is considered to return the oil to the oil passage or the crankcase.
[0007]
However, during operation of the engine, the pressure in the oil intake passage and the pressure in the crankcase were atmospheric pressure or positive pressure while the intake system was at a negative pressure. There is a problem in that much of the oil component is also sucked into the intake system due to the pressure difference without being returned. This tendency becomes more remarkable as the engine speed increases.
[0008]
Therefore, there is disclosed an apparatus provided with a poppet valve at the bottom of a gas-liquid separator that closes due to a negative pressure of an intake pipe while the engine is operating, and opens when the engine stops by the weight of oil. (For example, see Patent Document 1).
[0009]
[Patent Document 1]
JP 2000-8828 A
[Problems to be solved by the invention]
However, in the case of the poppet valve disclosed in the above publication, even if the engine is in operation, if the negative pressure of the intake pipe is close to the atmospheric pressure, the valve may not be sufficiently closed. If the poppet valve is stuck due to an increase in viscosity due to the aging of the oil, if the amount of stored oil is small, the valve may not be opened sufficiently, and it cannot be said to be highly reliable.
[0011]
The present invention has been made in order to solve such a problem, and an object of the present invention is to suppress removal of oil components and the like contained in blow-by gas to an intake system, and to reduce a deposit in an intake system. It is an object of the present invention to provide a blow-by gas recirculation device for an internal combustion engine that can reduce the accumulation of gas.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
A blow-by gas recirculation device for an internal combustion engine according to claim 1 of the present invention that solves the above-mentioned problems has a recirculation passage for recirculating blow-by gas to an intake system, and a recirculation passage interposed between the recirculation passage and a liquid component in the blow-by gas. A gas-liquid separator for separating and storing; a liquid return passage connected to the gas-liquid separator for returning the stored liquid component to the liquid reservoir; and a liquid return passage between the gas-liquid separator and the liquid return passage. An opening / closing unit that communicates with and shuts off the liquid return passage. The liquid return passage is communicated with the opening / closing unit when the intake system internal pressure exceeds a predetermined value, and the intake system internal pressure is equal to or lower than a predetermined value. In this case, it is shut off by the opening / closing means.
[0013]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a blow-by gas recirculation device for an internal combustion engine according to the first aspect of the present invention, wherein the operating state detecting means detects an operating state of the internal combustion engine, and the internal combustion engine comprises an operating state detecting means. Control means for shutting off the liquid return passage by the opening / closing means when the operation of the internal combustion engine is detected, and communicating with the liquid return passage when the stop state of the internal combustion engine is detected.
[0014]
According to a third aspect of the present invention, there is provided a blow-by gas recirculation system for an internal combustion engine according to the second aspect, wherein the opening / closing means is closed by energization, but is normally closed when no energization is performed. And wherein the control means closes the electromagnetic valve by energizing only when the operation state of the internal combustion engine is detected by the operation state detection means, and shuts off the liquid return passage.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 shows a blow-by gas recirculation device for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, in an internal combustion engine (hereinafter simply referred to as an engine) 1, a cylinder head 2 is mounted on a cylinder block 3, and a piston 4 is inserted into each of the cylinder blocks 3 so as to be able to reciprocate.
The pistons 4 are connected to a crankshaft (not shown) via connecting rods 5, and a combustion chamber 6 is formed between the upper surface of each piston 4 and the cylinder head 2.
The connecting rod 5 and the crankshaft are housed in a crankcase 3b formed integrally with the lower part of the cylinder block 3, and an oil pan 3c for storing lubricating oil is attached to the bottom of the crankcase 3b.
[0016]
An electromagnetic fuel injection valve 10 is attached to the cylinder head 2. The fuel injection valve 10 is connected to a fuel supply device (not shown) and can directly inject fuel into the combustion chamber.
An intake port 13 is formed in the cylinder head 2 in a substantially upright direction for each cylinder, and one end of an intake manifold 12 is connected to communicate with each intake port 13.
The intake manifold 12 is provided with an electromagnetic throttle valve 14 for adjusting the amount of intake air.
An exhaust port 17 is formed in the cylinder head 2 in a substantially horizontal direction for each cylinder, and one end of an exhaust manifold 16 is connected to communicate with each exhaust port 17.
[0017]
Further, the cylinder head 2 is provided with an intake valve 20 for communicating and blocking between the intake port 13 and the combustion chamber 6 and an exhaust valve 22 for quickly closing and blocking between the exhaust port 17 and the combustion chamber 6. Various valve operating mechanisms (not shown) for operating the valve 20 and the exhaust valve 22 are provided.
A rocker cover 24 is mounted on the intake valve 20 side and a rocker cover 26 is mounted on the exhaust valve 22 side of the cylinder head 2 in a gas-tight manner on top of the cylinder head 2 so as to cover various valve operating mechanisms. As a result, a PCV (positive crankcase ventilation) chamber 30 is formed between the cylinder head 2 and the rocker cover 24, and a breather chamber 32 is formed between the cylinder head 2 and the rocker cover 26.
[0018]
A breather pipe 34 extends from the breather chamber 32, and a tip of the breather pipe 34 is connected to an intake pipe on the upstream side of the throttle valve 14.
A communication passage 36 is formed in the cylinder block 3 so as to communicate between the breather chamber 32 and the inside of the crankcase 3b. A communication passage 38 is provided so as to communicate between the inside of the crankcase 3b and the PCV chamber 30. Are drilled.
A PCV valve 40 is attached to the rocker cover 24, and a PCV pipe (recirculation passage) 42 extends from the PCV valve 40, and a tip of the PCV vibe 42 is connected to the intake manifold 12.
Note that the PCV valve 40 functions as a flow control valve that can control the flow according to the atmospheric pressure.
[0019]
As a result, when the fuel is burned in the combustion chamber 6 and the piston 4 reciprocates in the cylinder, a part of the exhaust gas flows out of the gap between the cylinder and the piston 4 as blow-by gas into the crankcase 3b. When the inside of the intake manifold 12 becomes a negative pressure by the operation, the blow-by gas is returned by the air introduced from the breather pipe 34 through the breather chamber 32 and the communication passage 36 as indicated by the solid arrow in the drawing. Then, the air is supplied into the intake manifold 12 through the communication passage 38, the PCV chamber 30, and the PCV pipe 42.
Then, the blow-by gas is reburned in the combustion chamber 6 together with fresh air.
At this time, the recirculation amount of the blow-by gas is adjusted by the PCV halves 40 according to the negative pressure.
[0020]
By the way, the lubricating oil stored in the oil pan 3c is sprayed to various valve operating mechanisms and operating parts such as the piston 4, the connecting rod 5, the crankshaft and the like through an oil passage formed in the cylinder head 2 and the cylinder block 3. As a result, lubrication and cooling of each operating portion are performed, and in the crankcase 3b, since the crankshaft rotates at high speed, the lubricating oil is diffused and scattered as oil mist. Then, the air is supplied to the PCV chamber 30 through the communication passage 38. The blow-by gas contains a large amount of the oil mist.
[0021]
Accordingly, the PCV pipe 42 is provided with an oil separator (gas-liquid separator) 44 for separating an oil component (liquid component) and an exhaust gas component contained in the blow-by gas.
The oil separator 44 is configured to separate the oil component and store it in the oil reservoir 46, and to return only the gas component to the intake system.
[0022]
The oil separator 44 is not limited to the one shown in FIG. 1, and is not particularly limited as long as the blow-by gas that has flowed in is not directly discharged as it is and only the gas component is returned to the intake system. Absent.
[0023]
A return pipe (liquid return passage) 48 extends from an oil reservoir 46 of the oil separator 44 via an electric on-off valve (opening / closing means) 50, and the end thereof is connected to the oil pan 3c.
Therefore, when the electric on-off valve 50 is opened, the oil component accumulated in the oil reservoir 46 is returned to the oil pan 3c via the return pipe 48, as indicated by the broken arrow in the drawing. .
As shown by the broken line in the figure, the return pipe 48 may be connected to the cylinder head 2 or the cylinder block 3 and return the oil component to the cylinder head 2 or the cylinder block 3 instead of returning to the oil pan 3c.
[0024]
As the electric open / close valve 50, a normally-open (normally open) solenoid valve that closes when energized and maintains an open state when not energized is used.
Therefore, when the electric on-off valve 50 is closed by energization, the return pipe 48 is shut off, the oil component separated from the blow-by gas and stored in the oil reservoir 46 is stored as it is, and the energization is released. Then, the electric on-off valve 50 is automatically opened, and the oil component stored in the oil reservoir 46 is returned to the oil pan 3c through the return pipe 48.
[0025]
The ECU 60 performs overall control of the engine 1 including the blow-by gas recirculation device.
Various sensors such as an engine speed sensor 61, an accelerator opening (throttle opening) sensor 62, and an intake pipe internal pressure sensor 63 are connected to the input side of the ECU 60, and detection information from these sensors is input. You.
On the other hand, the above-described electric on-off valve 50 is connected to the output side of the ECU 60, and commands for the electric on-off valve 50 are respectively output based on detection information from various sensors.
[0026]
For example, when the internal pressure of the intake pipe satisfies the condition shown in the following expression, a command for opening the electric on-off valve 50 is output.
Intake pipe internal pressure> predetermined value ... (1)
Here, the intake pipe internal pressure may be obtained from a map for the load and the rotational speed detected by the engine rotational speed sensor 61 or the accelerator opening 62, or may be directly detected by the intake pipe internal pressure sensor 63.
Furthermore, it may be detected whether the engine 1 is operating or stopped, and when the engine 1 is stopped, it may be determined that the above condition (1) is satisfied.
Further, a specific example of the predetermined value may be, for example, 90% of the atmospheric pressure.
[0027]
When the above condition (1) is satisfied, the intake pipe internal pressure becomes close to the atmospheric pressure. Therefore, even if the electric on-off valve 50 is opened, the air containing oil mist flows from the inside of the crankcase 3 b through the return pipe 48 through the oil separator 40 There is no backflow.
In other words, when the condition (1) is not satisfied, if the electric on-off valve 50 is opened to return the oil accumulated in the oil separator 44 to the crankcase 3b, the blow-by in the crankcase 3 including the oil mistake The gas flows back from the engine to the intake manifold 12 through the return pipe 48, the oil separator 44, and the PCV valve 42 due to the negative pressure of the intake pipe, thereby increasing the amount of oil carried away.
[0028]
The blow-by gas recirculation device according to the present embodiment configured as described above controls the electric on-off valve 50 according to the flowchart shown in FIG.
First, it is determined whether the engine 1 is in an operating state or a stopped state (step S1).
When the engine 1 is stopped, the pressure in the intake manifold 12 is close to the atmospheric pressure. Therefore, even if the electric on-off valve 50 is opened, the blow-by gas Does not flow back to the oil separator 40 through the return pipe 48.
Therefore, when the engine 1 is stopped, the power supply to the electric on-off valve 50 is turned off, the return pipe 48 is connected, and the oil component stored in the oil reservoir 46 is returned to the oil pan 3c (step S2). ).
[0029]
On the other hand, when the engine 1 is not in the stopped state, that is, when it is in the operating state, it is determined whether or not the intake pipe internal pressure exceeds a predetermined value according to the above condition (1) (step S3).
When the intake pipe internal pressure exceeds a predetermined value, the pressure in the intake manifold 12 is close to the atmospheric pressure. Therefore, even if the electric on-off valve 50 is opened, the blow-by gas is returned to the return pipe 48 by the negative pressure in the intake manifold 12. Does not flow back to the oil separator 40 through the oil separator 40.
Therefore, when the engine 1 is in the operating state and the intake pipe internal pressure exceeds a predetermined value, the power supply to the electric on-off valve 50 is turned off, the return pipe 48 is connected, and the oil is stored in the oil reservoir 46. The oil component is returned to the oil pan 3c (Step S2).
[0030]
On the other hand, when the internal pressure of the intake pipe is equal to or lower than the predetermined value while the engine 1 is in the operating state, the electric on-off valve 50 is energized (turned on) to close the valve and shut off the return pipe 48 (step S4).
When the return pipe 48 is shut off in this manner, the oil component separated from the blow-by gas is stored in the oil reservoir 46, and the air (blow-by gas) containing the oil component is returned by the negative pressure in the intake manifold I2. It is reliably prevented from being sucked into the intake system through the pipe 48.
As a result, if the oil component adheres to the wall of the intake port 13 or the intake valve 20, it reacts with the exhaust gas component and becomes a deposit, which accumulates on the wall of the intake port 13 or the intake valve 20. Accumulation is reliably reduced, and a malfunction of the intake valve 20 and a decrease in intake efficiency are suppressed.
[0031]
In this embodiment, the electric on-off valve 50 is used. However, the present invention is not particularly limited as long as it can communicate and shut off the return pipe 48 by a signal from the ECU 60. A rotary valve or the like can be used.
In addition, although the electric open / close valve 50 is used as the opening / closing means, the present invention is not limited to this. The opening / closing means may be configured to communicate with the return pipe 48 when the intake pipe internal pressure is larger than a predetermined value. Just fine.
In the case of an upright port, the capacity of the oil separator 44 has a relationship as shown in the following equation (2) between the capacity of the breather chamber 32 and the capacity of the PCV chamber 30.
PCV chamber capacity + oil separator capacity ≥ breather chamber capacity ... (2)
[0032]
That is, as shown in FIG. 1, in the case of an upright port in which the intake port 13 is formed in a substantially upright direction for each cylinder, the layout is such that the port portion of the intake manifold 12 covers the PCV chamber 30.
On the other hand, since there is a demand that the overall height of the engine 1 be reduced, the capacity of the PCV room 30 is necessarily smaller than that of the normal port engine.
The capacity of the PCV room 30 can be considered to be about the same as the breather room 32 as a guide.
This is because the flow rate of the gas passing through the breather chamber 32 and the PCV chamber 30 is substantially the same from the viewpoint of oil removal with respect to the flow rate of the blow-by gas.
[0033]
Therefore, unless restricted by the above-described upright port, the capacity of the breather chamber 32 and the capacity of the PCV chamber 30 are usually designed to be the same.
Here, the oil separator 44 is installed downstream of the PCV chamber 30 and has a role of removing oil that cannot be removed in the PCV chamber 30.
As a result, the capacity of the PCV chamber 30 can be supplemented by the capacity of the oil separator 44.
[0034]
As a result, as shown in the above condition (2), “PCV chamber capacity + oil separator capacity ≧ breather chamber capacity” is a standard.
[0035]
【The invention's effect】
As described above in detail based on the embodiment, according to the blow-by gas recirculation device for an internal combustion engine according to claim 1 of the present invention, when the internal pressure of the intake system is equal to or lower than a predetermined value, the liquid return passage is opened and closed by the opening / closing means. By shutting off, the liquid component in the blow-by gas can be reliably prevented from entering the intake system.On the other hand, when the intake system internal pressure exceeds a predetermined value, the interior of the intake system is close to the atmospheric pressure. By communicating the liquid return passage, the liquid component stored in the gas-liquid separator can be reliably returned to the liquid reservoir. As a result, the removal of oil to the intake system is reduced, the oil consumption is reduced, and the accumulation of deposits on the intake valve and the intake port wall can be reliably reduced, resulting in malfunction of the intake valve and lower intake efficiency. Can be suppressed.
[0036]
Further, according to the blow-by gas recirculation device for an internal combustion engine according to the second aspect of the present invention, when the operation of the internal combustion engine is detected by the operation state detecting means, the liquid return passage is shut off by the opening / closing means, so that the blow-by gas is returned. The liquid component inside can be reliably prevented from entering the intake system.On the other hand, when the stop of the internal combustion engine is detected by the operating state detecting means, the interior of the intake system returns to the atmospheric pressure. By communicating with the return passage, the liquid component stored in the gas-liquid separator can be reliably returned to the liquid reservoir. Thereby, the accumulation of deposits on the intake valve and the intake port wall can be reliably reduced.
[0037]
According to the blow-by gas recirculation device for an internal combustion engine described in claim 3 of the present invention, a normally-open solenoid valve is used. Therefore, when the internal combustion engine is operating, the solenoid valve is closed by energization. By shutting off the liquid return passage by opening the valve, it is possible to reliably prevent the liquid component in the blow-by gas from entering the intake system.On the other hand, when the internal combustion engine is in a stopped state, the solenoid valve is de-energized to release the power. The liquid component stored in the gas-liquid separator can be surely returned to the liquid reservoir by closing the valve dynamically to connect the liquid return passage. Thereby, the liquid return passage can be reliably communicated, and the accumulation of deposits on the intake valve and the intake port wall can be reliably reduced while saving power.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view of a blow-by gas recirculation device for an internal combustion engine according to one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart of a blow-by gas recirculation device for an internal combustion engine according to one embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine main body 2 Cylinder head 3 Cylinder block 3b Crankcase 3c Oil pan 4 Piston 12 Intake manifold 13 Intake port 14 Throttle valve 40 PCV valve 44 Oil separator 46 Oil reservoir 48 Return pipe 50 Electric open / close valve 60 ECU (electronic control unit) )
