JP2005163631A - エンジンのオイル分離装置 - Google Patents

Abstract

【課題】オイルミストを含むブローバイガスからのオイル分離性能を高める。
【解決手段】シリンダヘッドカバー１をバッフルプレート２１で上下に区画して、その上部空間をオイル分離空間７０とし、このオイル分離空間７０は、シリンダヘッドカバー１の天井壁部７からバッフルプレート２１に向かう仕切り壁Ｗ１、Ｗ２によってエンジン前後方向に配列する複数のオイル分離室Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３に仕切られる。仕切り壁Ｗ１、Ｗ２には隣接するオイル分離室を連通する連通路４１が、エンジンの気筒列方向に交差し、且つ、ブローバイガス流れの上流側のオイル分離室Ｐ１の窪み部１９ｃへの開口４１ｂが下流側のオイル分離室Ｐ２への開口４１ａより高い位置になるように上下方向斜めに形成され、さらに開口４１ａに対面するバッフルプレート２１には動弁室７５側に向かって窪んだ第２凹部３３ａが設けられている。
【選択図】 図５

Description

本発明は、エンジンのオイル分離装置に関するものである。

通常、エンジンには、その内部の燃焼に伴いシリンダブロックとオイルパンとの空間であるクランク室にブローバイガスが発生する。このために、ブローバイガスを吸気系に戻して燃焼させるが、クランク室（およびそれと連通関係にある、シリンダヘッドとヘッドカバーとの空間である動弁室）にはオイルミストが存在し、ブローバイガスと混じるため吸気系に戻すにあたっては混在するオイル成分を分離する必要がある。この分離が不十分である場合、戻されたオイル成分が排気系の触媒に悪影響を及ぼす恐れがある。

このようなことから、従来技術として、クランク室からスロットルバルブ下流の吸気系にブローバイガスを戻す通路にオイル分離室を介在させるべく、シリンダブロックの側壁に所謂、オイルセパレータを配置することが知られている（例えば、下記特許文献１）。

また、ヘッドカバー内にオイル分離室を有するオイルセパレータを配置することも知られている（例えば、下記特許文献２）。

そして、下記特許文献１及び２のいずれのオイルセパレータもオイル分離室からスロットルバルブ下流の吸気系にブローバイガスを戻す通路に吸気負圧が所定値以上になるとスプリングの付勢力に抗して開弁するＰＣＶバルブを備える一方、ブローバイガスが存在する空間、例えば、動弁室にフレッシュエアを導入するベンチレーション通路をスロットルバルブ上流の吸気系に連通させるようにしている。

これにより、所定の運転状態、例えば、アイドリング時や低中負荷運転時にオイル成分を分離されたブローバイガスを吸気系に戻すことができる。しかし、高負荷運転時にはスロットルバルブ下流の吸気負圧がほとんどなくなり、ＰＣＶバルブが開弁せず、むしろスロットルバルブ上流の吸気系の圧力が動弁室の圧力より低くなって、動弁室内のオイルミストを含むブローバイガスがベンチレーション通路を介して吸気系に戻されることになり、好ましくない。

このようなことから、シリンダブロック側に第１オイルセパレータを、そしてシリンダヘッドカバー側に第２オイルセパレータを配置し、アイドリング時や低中負荷運転時には、第１オイルセパレータからＰＣＶバルブを介在させてスロットルバルブ下流の吸気系にオイル分離済みのブローバイガスを戻すと共に第２オイルセパレータを介してスロットルバルブ上流の吸気系とを連通させて、第１オイルセパレータがオイル分離機能を果たす際のベンチレーション通路を兼ねるようにし、或いは、高負荷運転時には第２オイルセパレータにオイル分離機能を果たさせるようにすることがある。

ところで、シリンダヘッドカバー側に設けるオイルセパレータは、下記特許文献２にあるように、エンジンの長手方向に延びる内部空間とすべく、シリンダヘッドカバーの天井壁部と、複数面の縦壁部と、これらを下方から閉じる板状のバッフルプレートとで形成し、内部空間の両端側にブローバイガス導入部とブローバイガス導出部とを設ける一方、分離したオイルを戻すドレーン部を複数設けるようにしている。

同文献２によれば、ドレーン部の開口は、オイルにより塞がれ、動弁室からブローバイガスが内部空間にリークすることはない、としているが、溜まるオイルの量が少なければやはり、ブローバイガスが内部空間にリークすることになり、オイル成分をほとんど除去されないままブローバイガスを吸気系に戻すこととなり、解決すべき課題である。

そこで、長手方向（エンジンの気筒列方向）に延びるオイル分離室を複数に仕切り壁で仕切り、その仕切り壁にエンジンの気筒列方向に延びる連通路を設けるとともに、エンジン高負荷運転時において、クランク室からシリンダヘッド、動弁室等に向けて流れるオイルミストを含むブローバイガス流れの最上流側のオイル分離室のみにオイルドレーン部を設け、各オイル分離室でオイルを分離し、一方、このオイルセパレータが上記流れとは逆方向にフレッシュエアが流れるベンチレーション通路として機能する際には、他のオイル分離室に溜まったオイルを上記連通路を介して隣接するオイル分離室に戻すように、連通路の両開口部の高さ位置を異ならせ、例えば、ベンチレーション流の上流側のオイル分離室に臨む開口部をバッフルプレートの底面近くに設定し、ベンチレーション流の下流側のオイル分離室に臨む開口部を仕切り壁の上方位置に設定することにより、溜まったオイルを随時下流に移動させ、最終的にオイルを最下流のオイル分離室に戻してオイルドレーン部より動弁室、ひいてはクランク室に戻すようにすることが考えられる。

しかし、高負荷運転時に、これらオイル分離室がオイル分離機能を果たす際に、仕切り壁の連通路を介して連通し、その開口部の高さ位置に差を設けていても、オイルセパレータ内部を流れるブローバイガスは上流のオイル分離室から隣接する下流のオイル分離室に移動する際に上下に振れる流れが主流となり、その流れが比較的単純であるため全体的には整流化されたものとなり易い。したがって、このような整流化された流れに乗って、オイルが再度持ち出されることがあり、オイル回収効率を向上させることができない、という問題がある。

特開２００２−１０６４２９号公報 実開平５−１７１１０号公報

以上より本発明は、シリンダヘッドカバー内に複数のオイル分離室を有するオイル分離構造において、オイルミストを含むブローバイガスからのオイル分離性能を高めることを課題とする。

本発明に関わるエンジンのオイル分離装置の第一の構成は、エンジンのシリンダブロック近傍に設けられ、クランクケース内のオイルミストを含むブローバイガスを導入し、オイルを分離すると共にブローバイガスを開閉弁を介して吸気通路のスロットル弁下流に供給する第１オイル分離手段と、シリンダヘッドカバー内に設けられ、シリンダヘッドカバー内のオイルミストを含むブローバイガスを導入し、オイルを分離すると共にブローバイガスを吸気通路のスロットル弁上流に供給可能な第２オイル分離手段と、を備えたエンジンのオイル分離装置であって、第２オイル分離手段は、平板状のバッフルプレートによってエンジンのシリンダ軸線方向上下に区画されたシリンダヘッドカバーの内部上方においてエンジンの気筒列方向に延びるオイル分離空間として形成され、オイル分離空間は少なくとも１つの仕切り壁で仕切られて複数のオイル分離室に分割され、一端側のオイル分離室にブローバイガス導入部とオイルドレーン部とが設けられる一方、他端側のオイル分離室にブローバイガス導出部が設けられ、仕切り壁には、隣接するオイル分離室同志を連通させる連通路が設けられるとともに、ブローバイガスがブローバイガス導入部からブローバイガス導出部に向かって流れる上流側のオイル分離室の一部は下流側のオイル分離室方向に向かって窪んだ窪み部とされ、連通路は、仕切り壁に対して、平面視でエンジンの気筒列方向に交差し、且つ、上流側のオイル分離室の窪み部への開口が下流側のオイル分離室への開口より高い位置になるように上下方向斜めに形成されているものである。

第一の構成によれば、オイルミストを含むブローバイガスがクランクケース側からシリンダヘッド及びシリンダヘッドカバー内の第２オイル分離手段を経て吸気通路のスロットル弁上流に供給されるように流れる場合、第２オイル分離手段におけるオイルミスト成分を含むブローバイガスは、ブローバイガス導入部が設けられた上流側のオイル分離室の窪み部に向かって流れた後、仕切り壁に対して平面視でエンジンの気筒列方向に交差する連通路に流れる。したがって、窪み部から連通路に入る際に流れ方向が変わり、オイル成分が窪み部周辺の壁部に衝突して付着し易く、オイル分離性能を向上させることができる。

また、第一の構成によれば、上流側のオイル分離室の窪み部へ臨む開口が下流側のオイル分離室への開口より高い位置になるように上下方向斜めに形成されているため、ブローバイガス中のオイル成分が連通路の出口側開口から出た際に、再度方向変更されて効率的に壁面に付着し易くなる。したがって、上記第一の構成と相俟って、トータル的にオイル分離性能を向上させることができる。

本発明に関わる第二の構成は、仕切り壁がシリンダヘッドカバーに一体に形成されており、連通路における下流側のオイル分離室への開口が仕切り壁の底面に形成され、仕切り壁の底面と開口に対面するバッフルプレートの少なくとも一方には下流側のオイル分離室と連通する凹部が形成されているものである。

第二の構成によれば、連通路から下流側のオイル分離室に導入されるブローバイガスがバッフルプレートの凹部に衝突し、或いは開口部の凹部周辺壁部に衝突し、一層オイル分離性能を向上させることができる。

また、第二の構成によれば、仕切り壁がシリンダヘッドカバーに一体に形成されることによりシリンダヘッドカバーの面剛性を高めることができ、また、連通路の形成もドリル加工等で容易にできる。

以上、本発明によれば、シリンダヘッドカバー内に複数のオイル分離室を有するオイル分離構造において、オイルミストを含むブローバイガスからのオイル分離性能を高めることができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。

まず、本発明に係るエンジンの概略について、エンジン吸気マニホールド側からのエンジンの正面図である図１を用いて説明する。エンジンＥＮＧは、複数の気筒（不図示）が車幅方向に配列するように車両エンジンルーム内に配設される、所謂、横置きエンジンとされると共に、複数の気筒が配列して設けられたシリンダブロックＣＢと、シリンダブロックＣＢの下部に設けられたオイルパンＯＰと、シリンダブロックＣＢ上面部にガスケット（不図示）を介して組付けられたシリンダヘッドＨと、シリンダヘッドＨの上面周縁部Ｈ１に組付けられたシリンダヘッドカバー１を備えた構造とされている。

また、エンジンＥＮＧの車両前方側には吸気マニホールドＩＭが配設されている。この吸気マニホールドＩＭは、シリンダヘッドＨの車両前方側の面部に固定される複数の吸気マニホールド分岐管ＩＭ１、ＩＭ２、ＩＭ３、及びＩＭ４と、これらマニホールド分岐管ＩＭ１他を束ねるように下方及び車両前方に膨出した形状を成すサージタンク部ＳＴと、サージタンク部ＳＴからエンジン上後方に向かって延びる上流管ＵＰとを備え、さらに上流管ＵＰのエンジン後方側端部には、その内部にスロットルバルブＳＶを有するスロットルボディＳＢが組付けられている。

さらに、スロットルボディＳＢの上流側には、吸気ダクトであるフレキシブルなチューブで形成されているスロットル上流管ＦＰが連結され、このスロットル上流管ＦＰよりも吸気上流側にはエアクリーナボックス（不図示）が連結されている。

さらにまた、シリンダヘッドカバー１における車両後方側の面からはブローバイガスがその内部を流れるパイプ部材ＢＰが設けられて車両前方側に向かって延びた後、スロットル上流管ＦＰに連結されて、連通口ＢＰＨが形成されている。

次に、シリンダヘッドカバーの構造について図２〜図７に基づいて説明する。

ここで、図２は、本発明に係るシリンダヘッドカバーの平面図、並びに正面図、
図３は、同シリンダヘッドカバーの下面図、
図４は、バッフルプレートの斜視図、
図５は、図３におけるＺ部の詳細を示す図、
図６は、図５におけるＡ−Ａ断面を示す図、
図７は、図６におけるＢ−Ｂ断面を示す図である。

図２において、図２（Ａ）はシリンダヘッドカバー１の平面図、図２（Ｂ）はシリンダヘッドカバー１の正面図である。図２（Ａ）に示すように、シリンダヘッドカバー１は、車両前後方向幅よりもエンジン前後方向（気筒配列方向）幅の方が長く、且つエンジン前方部側の車両前後方向幅は他の部分より少し長い形状とされている。そしてこの外周形状はシリンダヘッドの上部周縁部Ｈ１と略同形状とされている。

即ち、シリンダヘッドカバー１は、シリンダヘッドの上部周縁部Ｈ１と略同形状の周縁部１１を下部周囲に備え、エンジン排気側の周縁部１１からは縦壁部７ａが立設され、縦壁部７ａの上端は略水平な排気側天井壁部７に繋がり、エンジン前方側の周縁部１１からは縦壁部３ａが立設され、その上端はエンジン前方側天井壁部３に繋がり、エンジン吸気側の周縁部１１からは縦壁部５ａが立設され、その上端は略水平な吸気側天井壁部５に繋がっている。なお、本実施の形態におけるエンジンＥＮＧは、シリンダヘッドの車両後方側端面に排気マニホールド（不図示）を備える構造であり、したがって、排気側天井壁部７は排気バルブ駆動用カムシャフトＳＥ（図６参照）の上方に配設され、吸気側天井壁部５は吸気バルブ駆動用カムシャフトＳＩ（図６参照）の上方に配設されている。

また、エンジン後方側の周縁部１１からは排気側天井壁部７に繋がる縦壁部７ｂと、吸気側天井壁部５に繋がる縦壁部５ｂとが立設されている。

排気側天井壁部７と吸気側天井壁部５との間はシリンダヘッド側に窪んでおり、排気側天井壁部７のエンジン吸気側端部からは縦壁部７ｃが垂下し、吸気側天井壁部５のエンジン排気側端部からは縦壁部５ｃが垂下し、これら縦壁部７ｃと縦壁部５ｃの下端部は中間面部９で連結されている。なお、中間面部９のエンジン後方側端部からも縦壁部９ａが周縁部１１と連結されており、縦壁部７ｂと、縦壁部５ｂと、縦壁部９ａとでシリンダヘッドカバー１のエンジン後方側の縦壁部が一体的に形成されている。

排気側天井壁部７の縦壁部７ａにおけるエンジン後方側にはＬ字状のブローバイガス出口管（ブローバイガス導出部）１７と接続される出口管接続部７ｄが設けられている。このブローバイガス出口管１７のエンジン後方側端部には、図１で説明したパイプ部材ＢＰの一端が連結される。

一方、排気側天井壁部７のエンジン前方側には、エンジンオイルを注入するためのエンジンオイル供給口１５が設けられており、通常はキャップ部材（不図示）で閉口されている。

また、周縁部１１には複数の締結部１３が設けられている。これら締結部１３はボルト挿通孔（符号なし）が形成されており、シリンダヘッドカバー１はシリンダヘッドＨに対して複数箇所のボルトで組付けられる。

なお、排気側天井壁部７の高さは吸気側天井壁部５の高さよりも高く形成され（図６参照）、エンジン前方側天井壁部３は、排気側天井壁部７と吸気側天井壁部５のエンジン前方側部を結ぶように緩やかに傾斜した形状とされている。

以上、シリンダヘッドカバー１の外観について説明したが、このシリンダヘッドカバー１は、例えばダイキャストで一体的に形成されたアルミニウム合金製とされるが、マグネシウム合金、或いは合成樹脂で形成されているものでも良く、特に材料を限定するものではない。

次に、図３に基づいて、バッフルプレートを組付けたシリンダヘッドカバー１の裏面構造について説明する。

図３に示すように、シリンダヘッドカバー１のエンジン前方側天井壁部３、吸気側天井壁部５、及び排気側天井壁部７には、エンジン前後方向、及びこれと直交する方向に延びるリブＲが複数形成され、シリンダヘッドカバー１の剛性が確保されている。

また、排気側天井壁部７からは、エンジン前後方向に配列した複数の仕切り壁Ｗ１（以下、第１仕切り壁Ｗ１）、Ｗ２（以下、第２仕切り壁Ｗ２）が動弁室７５（図６参照）側に向かって延設されている。

これら、第１仕切り壁Ｗ１と第２仕切り壁Ｗ２は、夫々、天井壁部７とに繋がっている縦壁部７ａと、縦壁部７ｃとを連結するように一体に形成され（図６参照）、且つ縦壁部７ａとの連結部は、縦壁部７ｃとの連結部よりもエンジン前方側に設けられている。これは、オイルミストを含むブローバイガス、或いはバッフルプレート上に溜まっているオイルを第１仕切り壁Ｗ１、又は第２仕切り壁Ｗ２の近傍の特定部分に集めるためであるが、これについては図５〜図７を用いて、別途説明する。なお、第１仕切り壁Ｗ１と第２仕切り壁Ｗ２とは同じ構造を有している。

さらに、第１仕切り壁Ｗ１と第２仕切り壁Ｗ２は、天井壁部７から縦壁部７ａと縦壁部７ｃの上下方向略中間部まで延びて、フラットな底面部ＷＢを有している（図５参照）。

底面部ＷＢには、エンジン前後方向に長尺なバッフルプレート２１が当接、固定されている。ここで、このバッフルプレート２１の構造を、図４に基づいて説明する。

図４によれば、バッフルプレート２１は、エンジン後方側端部が斜めにカットされていると共に、前後方向やや前方部において切欠き部２５が形成された周縁部２３を有し、切欠き部２５のプレート内方端からは、オイル分離部（オイル分離空間）７０側に突出して形成されたブローバイガス導入部２７が設けられている。

このブローバイガス導入部２７は、立設面部２９を三面を備えるとともに一面が開口されてなり、それら三面のオイル分離室側端部は上面部２９ａで一体的に連結されている。したがって、オイルミストを含むブローバイガスは、動弁室７５側から立設面部２９の三面で囲まれた空間部２７ａから開口された一面、或いは切欠き部２５を通ってオイル分離部（オイル分離空間）７０側に流れる。

周縁部２３のプレート内方には、周縁部２３から動弁室７５側に向かって窪んだ第1凹部３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、及び３１ｄと、同じく動弁室７５側に向かって窪んだ第２凹部３３ａ、３３ｂとが形成されている。

第1凹部３１ａは、ブローバイガス導入部２７よりもエンジン前方側に設けられ、第1凹部３１ｂ、３１ｃ、及び３１ｄは、ブローバイガス導入部２７よりもエンジン後方側において所定間隔をもって形成されている。

第２凹部３３ａは、第1凹部３１ｃのエンジン前方側端部から連続してさらに動弁室７５側に窪んでおり、バッフルプレート２１の車両前後方向において車両後方側、即ちエンジン排気側に設けられている。なお、第２凹部３３ａのエンジン前方側端部と、第1凹部３１ｂのエンジン後方側端部とは所定の幅を有して離間している。

また、第２凹部３３ｂは、第1凹部３１ｄのエンジン前方側端部から連続してさらに動弁室７５側に窪んでおり、バッフルプレート２１の車両前後方向において車両後方側、即ちエンジン排気側に設けられている。なお、第２凹部３３ｂのエンジン前方側端部と、第1凹部３１ｃのエンジン後方側端部とは所定の幅を有して離間している。

そして、このバッフルプレート２１は、周縁部２３に複数形成されたネジ穴部３５を有しているが、シリンダヘッドカバー１における第１仕切り壁Ｗ１及び第２仕切り壁Ｗ２の底面部ＷＢにバッフルプレート２１を当接させ、ネジ穴部３５に動弁室７５側からネジ部材（不図示）を挿通し、シリンダヘッドカバー１の縦壁部７ａと縦壁部７ｃ、及び第１仕切り壁Ｗ１と第２仕切り壁Ｗ２とに締結される。詳細には、図６に示すように、シリンダヘッドカバー１の縦壁部７ａ及び縦壁部７ｃに形成された段部７ｅにバッフルプレート２１の周縁部２３が設置されネジ部材で締結される構造となっている。

なお、バッフルプレート２１は鋼板のプレス成形品とされるのがシリンダヘッドカバ−１の剛性確保の点で好ましいが、これに限定されるものではない。

そして図３、図６で分かるように、段部７ｅと、第１仕切り壁Ｗ１及び第２仕切り壁Ｗ２の底面部ＷＢとは連続した同一面内にあるものとされている。

また、段部７ｅは、エンジン前方部、後方部にも設けられている。つまり、段部７ｅは、バッフルプレート２１の周縁部２３、及び周縁部２３における切欠き部２５に対面するようにシリンダヘッドカバー１に形成されているものである。

したがって、図３に示すように、バッフルプレート２１をシリンダヘッドカバー１の段部７ｅ、及び第１仕切り壁Ｗ１の底面部ＷＢ、並びに第２仕切り壁Ｗ２の底面部ＷＢに当接させて締結すると、天井壁部７とバッフルプレート２１とでその上下が挟まれたオイル分離部７０（図８参照）が形成されることになり、さらにオイル分離部７０は、エンジン前方側から３つの室に仕切られた構造となる。

これら３つの室はエンジン前方側から、第1オイル分離室Ｐ１、第２オイル分離室Ｐ２、第３オイル分離室Ｐ３とされる。

第１オイル分離室Ｐ１は、シリンダヘッドカバー１のエンジン前方側の段部７ｅから、第1仕切り壁Ｗ１までの範囲において、天井壁部７と縦壁部７ａと縦壁部７ｃとバッフルプレート２１とで仕切られた空間である。

第１オイル分離室Ｐ１と動弁室７５とは、切欠き部２５により連通し、オイルミストを含むブローバイガスが動弁室７５から第１オイル分離室Ｐ１に導入される構造となっている。また、切欠き部２５は、第１オイル分離室Ｐ１に溜まったオイルを動弁室７５に落下させる機能も同時に併せ持っている。

第２オイル分離室Ｐ２は、第1仕切り壁Ｗ１から第２仕切り壁Ｗ２までの範囲において、天井壁部７と縦壁部７ａと縦壁部７ｃとバッフルプレート２１とで仕切られた空間である。

オイルミストを含むブローバイガスは、第１仕切り壁Ｗ１に形成された連通路４１（図５他参照、詳細後述）を通って導入され、この第２オイル分離室Ｐ２内部において冷却されて、ブローバイガスからオイルが一部分離される。

第３オイル分離室Ｐ３は、第２仕切り壁Ｗ２からシリンダヘッドカバー１のエンジン後方側の段部７ｅまでの範囲において、天井壁部７と縦壁部７ａと縦壁部７ｃとバッフルプレート２１とで仕切られた空間である。

第２オイル分離室Ｐ２で一部のオイルミストが除去されたブローバイガスは、第２仕切り壁Ｗ２に形成された連通路４１（不図示。第１仕切り壁Ｗ１に形成された連通路４１と同じ構造であり、図５参照）を通って導入され、この第３オイル分離室Ｐ３内部において冷却されて、ブローバイガスからオイルがほぼ完全に分離され、ブローバイガスは、ブローバイガス出口管１７から排出される。

次に、第１仕切り壁Ｗ１の近傍の構造について、図５〜図７に基づいて説明する。図５において、ハッチングで示している部分は、シリンダヘッドカバー１の縦壁部７ａ、及び７ｃに設けられた段部７ｅと、第1仕切り壁Ｗ１の底面部ＷＢであり、バッフルプレート２１は仮想線で示している。なお、第２仕切り壁Ｗ２は、図３に示すように第1仕切り壁Ｗ１と同じ構造であるため説明を省略する。

まず、図６に示すように、段部７ｅはシリンダヘッドカバー１の縦壁部７ａ、及び縦壁部７ｃの略中間高さ位置に形成され、バッフルプレート２１が段部７ｅの面に当接した状態で締結されている。また、先に説明したように、段部７ｅの面と第1仕切り壁Ｗ１の底面部ＷＢとは連続した同一面内にある。

図５に示すように、第1仕切り壁Ｗ１は、エンジン前後方向に所定の幅を有して天井壁部７から延設されている。即ち、第1仕切り壁Ｗ１の所定の幅とは、天井壁部７から延びて第１オイル分離室Ｐ１に臨むエンジン前方側傾斜部Ｗ１ｆと、同じく天井壁部７から延びて第２オイル第２オイル分離室Ｐ２に臨むエンジン後方側傾斜部Ｗ１ｒとのエンジン前後方向の幅であり、バッフルプレート２１側に近づくにしたがって狭い幅になっている。

そして、バッフルプレート２１の第1凹部３１ｂ、３１ｃは、段部７ｅの面と第1仕切り壁Ｗ１とに接しない状態で設けられている。

第1凹部３１ｃのエンジン前方側端部から連続してさらに動弁室７５側に窪んで形成されている第２凹部３３ａは、そのエンジン前方側が第1仕切り壁Ｗ１の底面部ＷＢと対面する位置に設けられているが、図６、及び図７に示すように、第２凹部３３ａと底面部ＷＢとの間には隙間Ｓが設けられている。また、第２凹部３３ａのエンジン後方側は、第２オイル分離室Ｐ２にまで延びているとともに、第２凹部３３ａの車両後方側も第２オイル分離室Ｐ２まで延びている。

さらに、天井壁部７のエンジン吸気側には、図２でも示すように、突出部１９が形成されている。この突出部１９は、天井面部１９ａと、天井面部１９ａから天井壁部７とを結ぶようにエンジン前方に向かって傾斜する傾斜面部１９ｂと、天井面部１９ａのエンジン後方側端部と天井壁部７とを結ぶ後方壁部１９ｄと、縦壁部７ｃと、エンジン前方側傾斜部Ｗ１ｆとにより、車両前後方向視で台形箱型状の空間部１９ｃが形成されている（図６、図７参照）。即ち、この空間部１９ｃは、第１オイル分離室Ｐ１の一部であり、第２オイル分離室Ｐ２側に向かって窪んで形成されている窪み部とされている（図７参照）。

突出部１９の天井面部１９ａに近いエンジン前方側傾斜部Ｗ１ｆから、第２凹部３３ａに対面する第1仕切り壁Ｗ１の底面部ＷＢには連通路４１が形成されている。即ち、連通路４１は、突出部１９の天井面部１９ａに近いエンジン前方側傾斜部Ｗ１ｆに開口４１ｂを有し、そして第２凹部３３ａに対面する第1仕切り壁Ｗ１の底面部ＷＢに開口４１ａを有した傾斜連通路とされている。さらに開口４１ａが開口する底面部ＷＢには座ぐり部４３が形成され、開口面積が大きくされている（図６参照）。

以上、第１オイル分離室Ｐ１と第２オイル分離室Ｐ２とを仕切る第1仕切り壁Ｗ１の近傍の構造を説明した。次に、第１オイル分離室Ｐ１から第２オイル分離室Ｐ２へのオイルミストを含むブローバイガスの流れ、及び第２オイル分離室Ｐ２から第１オイル分離室Ｐ１へのオイルの流れについて図５、図６、及び図７に基づいて説明する。

なお、ブローバイガスの流れは、エンジン運転状態によって異なるようにされており、エンジンＥＮＧの全負荷運転時、即ち、スロットルバルブＳＶの開度が全開、或いは比較的大きい場合においては、オイルミストを含むブローバイガスは、第１オイル分離室Ｐ１から第２オイル分離室Ｐ２へ、さらに第２オイル分離室Ｐ２から第３オイル分離室Ｐ３に向かって流れ、最終的にブローバイガス出口管１７からオイルがほぼ分離されたブローバイガスが排出される。一方、エンジンＥＮＧの部分負荷運転時、即ち、スロットルバルブＳＶの開度が比較的小さい場合においては、全負荷運転時とは逆の流れになり、分離されたオイルは第３オイル分離室Ｐ３から第２オイル分離室Ｐ２へ、さらに第２オイル分離室Ｐ２から第１オイル分離室Ｐ１に流れ、バッフルプレート２１の切欠き部２５から動弁室７５に落下する。このようなエンジンＥＮＧの全負荷運転時、及び部分負荷運転時の流れについては、図８に基づいて別途、説明する。

図５、図６及び図７において、白矢印は全負荷運転時の、オイルミストを含むブローバイガスの流れを示し、黒矢印は部分負荷運転時の、オイルミストを含むブローバイガスから分離されたオイルの流れを示すものである。

先に説明したように、第１オイル分離室Ｐ１と動弁室７５とは、バッフルプレート２１の切欠き部２５により連通し、オイルミストを含むブローバイガスが動弁室７５から第１オイル分離室Ｐ１に導入される構造となっている。したがって、エンジンＥＮＧの（が）全負荷運転時においては、動弁室７５から導入されたオイルミストを含むブローバイガスは、図５又は図７に示すように第1オイル分離室Ｐ１において、まず第1仕切り壁Ｗ１のエンジン前方側傾斜部Ｗ１ｆに向かって流れ、その一部はエンジン前方側傾斜部Ｗ１ｆに衝突し、
続いてエンジン前方側傾斜部Ｗ１ｆに沿うように、第２オイル分離室Ｐ２側に向かって窪んだ空間部１９ｃに向かって流れる。

そして突出部１９の空間部１９ｃ近傍にまで達したオイルミストを含むブローバイガスは、その周辺の壁部材である天井面部１９ａ、傾斜面部１９ｂ、後方壁部１９ｄ、及び縦壁部７ｃに接触する等して冷却され、その結果、オイルミストの一部はオイル成分としてこれらの壁部材に付着し、バッフルプレート２１の平板部２１ａ、或いは第1凹部３１ｂに落下して溜まる。

オイルミストの一部を含むブローバイガスは、その後、流れ方向を大きく変えて連通路４１に入る。即ち、図６から分かるように、一旦、突出部１９に向かっていた流れは連通路４１の開口４１ｂから第1仕切り壁Ｗ１の底面部ＷＢに設けられた開口４１ａの座ぐり部４３に向かって下降して行く。また、図５、図７から分かるように、第1オイル分離室Ｐ１から第２オイル分離室Ｐ２（つまり、エンジン前方側からエンジン後方側）に向かっていたオイルミストの一部を含むブローバイガスは、エンジン排気側に略直角に流れを変える。

この急激な流れ方向の変化により、オイルミストの一部を含むブローバイガスは、突出部１９の空間部１９ｃを形成する後方壁部１９ｄや連通路内壁（符号なし）に衝突しやすく、その結果、オイルミストからオイルが分離しやすくなり、オイル分離性能が高まる。

このようにして連通路４１を通ったオイルミストの一部を含むブローバイガスは、第1仕切り壁Ｗ１の底面部ＷＢと第２凹部３３ａとの間に形成された隙間Ｓを通って第２オイル分離室Ｐ２に流れて行くが、この連通路４１の傾斜による指向性によりバッフルプレート２１の第２凹部３３ａの面部に衝突されることになり、ブローバイガス中のオイル成分（オイルミスト）が第２凹部３３ａに付着し、オイル分離性能が高まる。

一方、エンジンＥＮＧの部分負荷運転時においては、黒矢印で示す如く、第２オイル分離室Ｐ２内におけるバッフルプレート２１の平板部２１ａ、第1凹部３１ｃに溜まっていたオイルは、吸気負圧（図８で説明する）の影響でブローバイガス出口管１７から入ってるフレッシュエアと共にエンジン前方側、即ち、第１仕切り壁Ｗ１のエンジン後方側傾斜部Ｗ１ｒに向かって流れ、且つ図５に示しているようにエンジン後方側傾斜部Ｗ１ｒはエンジン前方側に向かうように段状に形成されているために、オイルは動弁室７５側に向かって最も深く窪んで形成された第２凹部３３ａに集まることになる。

そして最終的には、第２凹部３３ａの窪み全体にオイルが溜まることになるが、吸気負圧の関係からフレッシュエアの流れに乗ってさらにエンジン前方側の第１オイル分離室Ｐ１に向かおうとする。その結果、オイルは傾斜した連通路４１を逆流して昇り、突出部１９の空間部１９ｃに臨む開口４１ｂの下部４１ｃから第１オイル分離室Ｐ１に落下し、第１オイル分離室Ｐ１における第1凹部３１ｂや平板部２１ａに溜まっていき、その溜まった量が多くなると、切欠き部２５から動弁室７５に落下する。なお、図７から分かるように、連通路４１から第１オイル分離室Ｐ１側の仕切り壁Ｗ１の底面部ＷＢは、バッフルプレート２１の平板部と当接し、且つその近傍部で締結されているため、隙間は無いものとされている。

したがって、本発明によれば、動弁室７５からオイルミストを含むブローバイガスを導入する導入部２７の近傍において形成されている切欠き部２５は、分離したオイルを動弁室に戻す構造でもあり、エンジン後方側の、例えば第３オイル分離室Ｐ３にオイルドレーン部を別途設ける構造を採用しなくて良い。

また、オイルミストを含むブローバイガスの流れを急激に方向転換するようにしているため、その通路周辺の壁部材に同ガスが衝突して冷却され、オイル分離性能が向上した構造となっている。

なお、第２オイル分離室Ｐ２から第３オイル分離室Ｐ３へのオイルミストを含むブローバイガスの流れ、及び第３オイル分離室Ｐ３から第２オイル分離室Ｐ２へのオイルの流れも同じであるため、説明は省略した。

また、本実施の形態では、オイル分離室を３つ形成するように仕切り壁を２つ設けたが、オイル分離室を４つ形成するように仕切り壁を３つ設ける等の構造でも良い。

続いて、上記のようなオイル分離性能が効果的に発揮される条件を、エンジン運転状態の観点から図１と、図２のＣ−Ｃ部におけるエンジンＥＮＧの前後方向視断面を示す図８とに基づいて説明する。なお、以下の説明において、第２オイル分離手段とは、これまで説明してきた、第１オイル分離室Ｐ１と第２オイル分離室Ｐ２と第３オイル分離室Ｐ３とを含むシリンダヘッドに形成されたオイル分離部７０のことであり、以下これを第２オイル分離手段７０と称す。また、図８においては、カムシャフトＳＥを始めとする動弁系部品やピストン等の図は省略した。

まず、図８を用いて、図２のＣ−Ｃ部におけるエンジンＥＮＧの前後方向視断面構造を説明しておく。なお、これまで説明してきたシリンダヘッドカバー１やバッフルプレート２１の構造については省略する。シリンダヘッドＨ上に設けられる動弁室７５は、シリンダヘッドオイルドレーン通路７７と繋がっており、さらにシリンダヘッドオイルドレーン通路７７の下端部は、シリンダブロックＣＢ内においてエンジン上下方向に延びるシリンダブロックオイルドレーン通路８１の上端と図示しないガスケットを介して連通している。

シリンダブロックオイルドレーン通路８１の下端は、シリンダブロックＣＢの下部に形成されたクランク室８３に望み、その下方部にはエンジンオイルが貯留されるオイルパンＯＰが組付けられている

一方、吸気マニホールドＩＭが組付けられているエンジン吸気側のシリンダブロックＣＢには第１オイル分離手段９１が設けられている。

第１オイル分離手段９１は、クランク室８３の上方に設けられ、ピストン（不図示）がその内周部を上下往復動するシリンダライナＣＬを覆うべくシリンダブロックＣＢと一体的に形成された凹部８７と、カバー部材８９と、内部に迷路状の通路を形成するようにシリンダブロックＣＢ乃至カバー部材８９に形成した複数の邪魔板部（一部を符号９１ａで示す）とによって構成されている。

後で説明するオイルミストを含むブローバイガスが例えば、邪魔板部９１ａ等に衝突してオイルミストを液滴として付着させるとともに迷路状の通路を移動する過程でミスト化が促進され、液滴となったオイルをオイルパンＯＰへ落下させるようにしてある。

第１オイル分離手段９１の上部には、周知のＰＣＶバルブが連結されている。このＰＣＶバルブは、特に図での説明は行わないが、スプリングの付勢力により、通常は閉状態とされているが、所謂、吸気負圧が所定値以上になると付勢力に抗して開状態となるものである。

また、図８には示していないが、ＰＣＶバルブの上部にはパイプ部材９５（図１参照）が連結され、そのパイプ部材９５の他端はサージタンクＳＴの上流管ＵＰ側寄り、即ち、吸入空気の上流側の部分に設けられた接続部９３へ繋がっている。

したがって、ＰＣＶバルブが開状態となると、第１オイル分離手段９１にてオイルミストが除去されたブローバイガスは、サージタンクＳＴへ導かれた後、複数の吸気マニホールド分岐管ＩＭ１他を通って各気筒燃焼室に導入されるようになっている。

ところで、このようなブローバイガスの流れは、エンジン運転状態によって異なるようにされている。まず、エンジンＥＮＧの部分負荷運転時、即ち、スロットルバルブＳＶの開度が比較的小さい場合、吸気負圧が高くなってＰＣＶバルブが開くと、第１オイル分離手段９１がオイル分離機能を果たす。そして、この時、図１で説明したように、パイプ部材ＢＰの一端はスロットル上流管ＦＰの連通口ＢＰＨに連通していると共に、他端はシリンダヘッドカバー１の第２オイル分離手段７０と連通しているので、エアクリーナボックス（不図示）を通して吸入されてきたフレッシュエアは、スロットル上流管ＦＰの連通口ＢＰＨからパイプ部材ＢＰを通って第２オイル分離手段７０へと導かれる。図８において、フレッシュエアは右上ハッチングの矢印でその流れが示されている。

そして、第２オイル分離手段７０へと導かれたフレッシュエアは、動弁室７５、シリンダヘッドオイルドレーン通路７７、さらにはシリンダブロックＣＢ内のシリンダブロックオイルドレーン通路８１を経てクランク室８３へと流れて行くことになる。

即ち、第２オイル分離手段７０の第３オイル分離室Ｐ３に溜まっているオイルはブローバイガス出口管１７から流入して来るフレッシュエアの流れに乗って第２仕切り壁Ｗ２の連通路４１を通って第２オイル分離室Ｐ２に流れ、さらに第２オイル分離室Ｐ２に溜まっているオイルと共に第１仕切り壁Ｗ１の連通路４１を通って第１オイル分離室Ｐ１に流れ、切欠き部２５から動弁室７５に落ち、シリンダヘッドオイルドレーン通路７７、シリンダブロックオイルドレーン通路８１を経てオイルパンＯＰに貯留される。

このように、フレッシュエアは、第２オイル分離手段７０のオイルを動弁室７５やオイルパンＯＰに戻しつつクランク室８３まで導かれるが、動弁室７５内のオイルミストやオイルパンＯＰ内のオイルミストを巻き込み、クランク室８３内部に溜まっているブローバイガスと共に、シリンダブロックＣＢに形成されている第１オイル分離手段９１に流れる。このフレッシュエアと、ブローバイガスと、オイルミストとの流れは白矢印で示している。

そして、先に説明したようにＰＣＶバルブに達するまでに邪魔板部９１ａ等においてオイルミストは付着凝縮し、オイルパンＯＰ内へと落ちていくことになるが、残ったフレッシュエアとブローバイガスとの混合流体（左上ハッチングの矢印）はＰＣＶバルブの開弁動作によりパイプ部材９５（図１参照）を通ってサージタンクＳＴの上流管ＵＰ側寄り、即ち、吸入空気の上流側の部分に設けられた接続部９３へ至り、最終的にエンジン燃焼室に導入される。

一方、エンジンＥＮＧの全負荷運転時、即ち、スロットルバルブＳＶの開度が全開、或いは比較的大きい場合、ブローバイガスの流れは部分負荷運転時とは逆になる。即ち、全負荷運転時においては、スロットルバルブＳＶの下流では吸気負圧が減少すると共に、クランク室８３の内圧が高くなり、その結果、クランク室８３、及び第２オイルセパレータ７０と比べてスロットルバルブＳＶの上流側のスロットル上流管ＦＰ内の圧力が低圧状態となることにより、クランク室８３から第１オイル分離手段７０を通りスロットルバルブＳＶの上流に向けてブローバイガスは流れていく。

そしてこの場合について、図８ではブローバイガスの流れを黒矢印で示している。即ち、エンジン燃焼室から漏れたブローバイガスは、クランク室８３からシリンダブロックオイルドレーン通路８１及びシリンダヘッドオイルドレーン通路７７を通って動弁室７５に流れ込んで行く。なお、この際、クランク室８３のオイルミストもブローバイガスの流れに乗って動弁室７５へ向かって流れていくが、そのオイルミストの一部はシリンダブロックオイルドレーン通路８１及びシリンダヘッドオイルドレーン通路７７を通過中に、それらの壁面に付着若しくはクランク室８３へ流れ落ちているオイルに吸収される。

そして、動弁室７５に流れてきたブローバイガスとオイルミストは、動弁部品の駆動により発生したオイルミストが加わり、ブローバイガス導入部２７（図３、図４参照）を通って第２オイル分離手段７０へと流れる。

このブローバイガス導入部２７を通って第２オイル分離手段７０へ流れ込んできたオイルミストを含むブローバイガスは、第２オイル分離手段７０の第１オイル分離室Ｐ１から第１仕切り壁Ｗ１の連通路４１を通って第２オイル分離室Ｐ２へ、さらに第２仕切り壁Ｗ２の連通路４１を通って第３オイル分離室Ｐへと流れ、その過程でオイルがほぼ分離されたブローバイガスとなってブローバイガス出口部１７に至る。

したがって、ブローバイガス出口部１７からパイプ部材ＢＰへ排出されていくのは、オイルミストが殆ど分離除去されたブローバイガス（流れは、左上ハッチングの矢印で示している）であり、このブローバイガスは、パイプ部材ＢＰの他端に連結されているスロットル上流管ＦＰの連通口ＢＰＨに流れ、スロットルバルブＳＶの下流の吸気間にホールドＩＭからエンジン燃焼室へと導入される。

以上、第２オイル分離手段７０におけるオイルミストを含むブローバイガスからのオイルミストの分離性能について、エンジン運転条件との関係を示しつつ説明したが、本発明の主旨からすれば、本発明のエンジンのオイル分離装置は、上記実施の形態に限定されるものではない。

本発明に係るエンジンをエンジン吸気マニホールド側から示す正面図 本発明に係るシリンダヘッドカバーの平面図、並びに正面図 シリンダヘッドカバーの下面図 バッフルプレートの斜視図 図３におけるＺ部の詳細を示す図 図５におけるＡ−Ａ断面を示す図 図６におけるＢ−Ｂ断面を示す図 図２のＣ−Ｃ部におけるエンジンの前後方向視断面を示す図（エンジン内のブローバイガスの流れを示す図）

符号の説明

１・・・シリンダヘッドカバー
１７・・・ブローバイガス出口管（ブローバイガス導出部）
１９ｃ・・・空間部（窪み部）
２１・・・バッフルプレート
２５・・・オイルドレーン部
２７・・・ブローバイガス導入部
３３ａ、３３ｂ・・・第２凹部（凹部）
４１・・・連通路
４１ａ・・・開口（下流側のオイル分離室への開口）
４１ｂ・・・開口（上流側のオイル分離室の窪みへの開口）
７０・・・第２オイル分離手段（オイル分離空間）
９１・・・第１オイル分離手段
Ｗ１、Ｗ２・・・仕切り壁
Ｐ１・・・一端側のオイル分離室
Ｐ２・・・オイル分離室
Ｐ３・・・他端側のオイル分離室
ＥＮＧ・・・エンジン
ＣＢ・・・シリンダブロック
ＳＶ・・・スロットル弁

Claims (2)

1. エンジンのシリンダブロック近傍に設けられ、クランクケース内のオイルミストを含むブローバイガスを導入し、オイルを分離すると共にブローバイガスを開閉弁を介して吸気通路のスロットル弁下流に供給する第１オイル分離手段と、
   シリンダヘッドカバー内に設けられ、シリンダヘッドカバー内のオイルミストを含むブローバイガスを導入し、オイルを分離すると共にブローバイガスを前記吸気通路のスロットル弁上流に供給可能な第２オイル分離手段と、を備えたエンジンのオイル分離装置であって、
   前記第２オイル分離手段は、
   平板状のバッフルプレートによってエンジンのシリンダ軸線方向上下に区画された前記シリンダヘッドカバーの内部上方においてエンジンの気筒列方向に延びるオイル分離空間として形成され、
   該オイル分離空間は少なくとも１つの仕切り壁で仕切られて複数のオイル分離室に分割され、
   一端側のオイル分離室にブローバイガス導入部とオイルドレーン部とが設けられる一方、他端側のオイル分離室にブローバイガス導出部が設けられ、
   前記仕切り壁には、隣接するオイル分離室同志を連通させる連通路が設けられるとともに、
   ブローバイガスが前記ブローバイガス導入部から前記ブローバイガス導出部に向かって流れる上流側のオイル分離室の一部は下流側のオイル分離室方向に向かって窪んだ窪み部とされ、
   前記連通路は、前記仕切り壁に対して、平面視でエンジンの気筒列方向に交差し、且つ、上流側のオイル分離室の窪み部への開口が下流側のオイル分離室への開口より高い位置になるように上下方向斜めに形成されていることを特徴とするエンジンのオイル分離装置。
2. 請求項１において、前記仕切り壁が前記シリンダヘッドカバーに一体に形成されており、前記連通路における下流側のオイル分離室への開口が前記仕切り壁の底面に形成され、前記仕切り壁の底面と前記開口に対面するバッフルプレートの少なくとも一方には前記下流側のオイル分離室と連通する凹部が形成されていることを特徴とするエンジンのオイル分離装置。

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