JP2005226476A - 吸気通路内蓄積オイルの排出構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 吸気通路内に蓄積されたオイルを安定して排出可能な吸気通路内蓄積オイルの排出構造を提供する。
【解決手段】 吸気通路内蓄積オイルの排出構造１００は、インテークマニホールド１と、イグゾーストマニホールド３と、ターボチャージャ４と、配管５，７と、インタークーラ６とからなる吸気通路と、吸気絞り弁８と、配管９とを備える。吸気絞り弁８は、インテークマニホールド１の近傍において配管７内に開閉可能に設けられる。配管９は、インタークーラ６の底部６１と、エンジン２側の吸気絞り弁８近傍との間において、配管７と並列に設けられ、端部９１が底部６１を貫通してインタークーラ６に連結され、端部９２がエンジン２側の吸気絞り弁８近傍において配管７に連結される。端部９１は、空気を吸入する吸入口と、オイルを吸入するオイル吸入口とを有する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、吸気通路内蓄積オイルの排出構造に関し、特に、内燃機関の排気口と吸気口との間に設けられた吸気通路内に溜められたオイルを内燃機関へ少量づつ排出する吸気通路内蓄積オイルの排出構造に関するものである。

特許文献１は、従来の吸気通路内蓄積オイルの排出構造を開示する。従来の吸気通路内蓄積オイルの排出構造は、排出ポートと、連通ポートと、ホースとを備える。インタークーラとエンジン本体との間には、吸気通路および吸気マニホールドが設けられている。吸気マニホールドは、エンジン本体に取り付けられており、吸気通路は、インタークーラと吸気マニホールドとの間に設けられ、インタークーラで冷却された吸気をエンジン本体に供給する。そして、吸気通路内には、エンジン本体への吸気を絞る吸気絞り弁が設けられている。

このようなインタークーラで冷却された吸気をエンジン本体へ供給する吸気通路とは別に、インタークーラと、エンジン本体側の吸気絞り弁近傍とを連通するために排出ポート、ホースおよび連通ポートが設けられる。排出ポートは、インタークーラの排出口に取り付けられ、連通ポートは、エンジン本体側の吸気絞り弁近傍において吸気通路に取り付けられる。ホースは、排出ポートと連通ポートとを連結する。排出口は、インタークーラのオイル溜まり部に設けられている。エンジンの運転中に吸気絞り弁の直下流において負圧が発生するため、インタークーラに溜まったオイルは、この負圧に引かれて排出ポート、ホースおよび連通ポートを介して吸気通路内へ少しづつ排出される。
特開平８−１００６６１号公報 実開昭６２−１３２２１３号公報

しかし、従来の吸気通路内蓄積オイルの排出構造においては、インタークーラのオイル溜まり部の下側に設けられた排出口からオイルを吸気通路内へ排出するため、オイル溜まり部に溜められたオイルが少なくなると空気およびオイルが排出口から排出ポートへ吸入される。その結果、オイルの表面張力によって排出口が塞がれ、オイルを排出することができない可能性がある。

そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、吸気通路内に蓄積されたオイルを安定して排出可能な吸気通路内蓄積オイルの排出構造を提供することである。

この発明によれば、吸気通路内蓄積オイルの排出構造は、吸気通路と、吸気絞り弁と、連通管とを備える。吸気通路は、内燃機関の排気口と吸気口との間に設けられ、内燃機関の排気口から排気された空気を処理し、その処理した空気を吸気として吸気口に供給する。吸気絞り弁は、吸気通路内に開閉可能に設けられ、内燃機関による駆動が停止されたとき吸気通路を全閉にする。連通管は、吸気通路のオイル溜まり部と吸気絞り弁との間において吸気通路と並列に設けられ、オイル溜まり部と、内燃機関側の吸気絞り弁近傍とを連通する。そして、連通管は、吸気通路を貫通してオイル溜まり部に挿入された貫通端部を有する。貫通端部は、吸気絞り弁が閉じた時に吸気を吸入する吸入口と、吸気絞り弁が閉じた時にオイル溜まり部に溜まったオイルを吸入するオイル吸入孔とを含む。

好ましくは、吸入口は、オイル溜まり部に溜まったオイルの上面よりも上側に位置する。オイル吸入孔は、貫通端部のうちオイル溜まり部に溜まったオイルに接する面に複数個設けられる。

好ましくは、オイル吸入孔の径は、吸入口の径よりも小さい。

好ましくは、吸気通路は、吸気絞り弁の上流側に設けられたインタークーラを含む。オイル溜まり部は、インタークーラの底部である。

好ましくは、オイル溜まり部が吸気絞り弁の上流側に複数存在するとき、連通管は、複数のオイル溜まり部に対応する複数の貫通端部を有する。

この発明による吸気通路内蓄積オイルの排出構造においては、内燃機関による駆動が停止されたとき、吸気絞り弁が閉まり、連通管は、吸入口から空気を吸入し、オイル吸入孔からオイル溜まり部に溜まったオイルを吸入する。そして、連通管は、吸入した空気およびオイルを吸気絞り弁近傍から内燃機関の吸気口へ供給する。つまり、連通管は、吸気絞り弁が閉まったとき、空気とオイルとを別個独立に設けられた吸入口およびオイル吸入孔からそれぞれ吸入して吸気口へ供給する。

したがって、この発明によれば、空気を吸入する吸入口がオイルによって塞がれることはなく、オイル溜まり部に溜まったオイルを安定してエンジンへ排出できる。

本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明を繰返さない。

図１は、この発明の実施の形態による吸気通路内蓄積オイルの排出構造を示す概略図である。図１に示すエンジンおよび吸気通路内蓄積オイルの排出構造は、車両に搭載される。

図１を参照して、この発明の実施の形態による吸気通路内蓄積オイルの排出構造１００は、インテークマニホールド１と、イグゾーストマニホールド３と、ターボチャージャ４と、配管５，７，９と、インタークーラ６と、吸気絞り弁８とを備える。

インテークマニホールド１は、一方端がエンジン２のシリンダヘッド２１の吸気口２２に連結され、他方端が配管７に連結される。イグゾーストマニホールド３は、一方端がシリンダヘッド２１の排気口２３に連結され、他方端がターボチャージャ４に連結される。ターボチャージャ４は、イグゾーストマニホールド３と配管５との間に設けられる。

配管５は、一方端がターボチャージャ４に連結され、他方端がインタークーラ６に連結される。インタークーラ６は、配管５と配管７との間に設けられる。すなわち、インタークーラ６は、エンジン２よりも下側に位置し、吸気絞り弁８よりも上流側に設けられる。配管７は、一方端がインタークーラ６に連結され、他方端がインテークマニホールド１に連結される。

吸気絞り弁８は、インテークマニホールド１の近傍において配管７内に開閉可能に設けられる。そして、吸気絞り弁８は、エンジン２が搭載された車両のアイドル時または減速時は閉じられ、その以外の時、開かれる。つまり、吸気絞り弁８は、エンジン２によって車両が駆動されていないとき、閉じられる。

配管９は、インタークーラ６の底部６１と、エンジン２側の吸気絞り弁８近傍との間において、配管７と並列に設けられる。そして、配管９は、端部９１が底部６１を貫通してインタークーラ６に連結され、端部９２がエンジン２側の吸気絞り弁８近傍において配管７に連結される。

ターボチャージャ４は、イグゾーストマニホールド３を介して排気口２３から供給された空気を加給して配管５へ排出する。インタークーラ６は、ターボチャージャ４から配管５を介して供給された空気を冷却する。

図２は、図１に示す領域Ａの拡大図である。図２を参照して、端部９１は、インタークーラ６の底部６１に溜められたオイル１０に一部が浸漬されるように設けられる。そして、端部９１は、吸入口９１１と、オイル吸入孔９１２とを含む。吸入口９１１は、オイル１０の上面１０Ａよりも上側に位置する。また、オイル吸入孔９１２は、端部９１の外周面９１Ａ、すなわち、底部６１に溜まったオイル１０に接する面に複数個設けられる。

吸入口９１１の内径ｒは、たとえば、３〜４ｍｍの範囲であり、オイル吸入孔９１２の径φは、たとえば、１．５〜２ｍｍの範囲である。したがって、オイル吸入孔９１２の径φは、吸入口９１１の内径ｒよりも小さい。

なお、オイル吸入孔９１２の径φは、どのような値であってもよいが、一般的には、オイルの表面張力によって塞がれない値に設定される。

吸入口９１１は、吸気絞り弁８が閉じられると、インタークーラ６によって冷却された空気１７をインテークマニホールド１に発生する負圧によって吸入する。そして、吸入された空気１８は、負圧によって配管９中をインテークマニホールド１の方向へ引かれる。

また、オイル吸入孔９１２は、底部６１に溜まったオイル１０を負圧によって吸入する。そして、オイル吸入孔９１２から吸入されたオイル１５は、吸入口９１１から吸入された空気１８が負圧により引っ張れることに伴って、配管９の壁９３を伝ってインテークマニホールド１の方向へ移動する。

このように、端部９１は、空気を吸入する吸入口９１１と、オイル１０を吸入するオイル吸入孔９１２とを有する。

図３は、図２に示すオイル吸入孔９１２を設けない場合のインタークーラ６の底部６１と配管との連結部の拡大図である。図３を参照して、配管３０は、端部３１がインタークーラ６の底部６１を貫通してインタークーラ６に連結される。そして、端部３１は、吸入口３１１を有する。

吸入口３１１は、インテークマニホールド１に発生する負圧によってオイル１０を吸入するとき、オイルの表面張力によってオイル１９が吸入口３１１に付着し、吸入口３１１を塞いでしまう。そうすると、底部６１に溜まったオイル１０およびインタークーラ６によって冷却された空気は、吸入口３１１から吸入されない。

しかし、この発明による吸気通路内蓄積オイルの排出構造に用いられる配管９の端部９１は、上述したように、空気を吸入する吸入口９１１と、オイル１０を吸入するオイル吸入孔９１２とを有するので、底部６１に溜まったオイル１０およびインタークーラ６によって冷却された空気が負圧によって配管９中へ吸入される。つまり、端部９１は、空気１７とオイル１０とを別々に設けられた吸入口９１１およびオイル吸入孔９１２によって吸入するので、空気１７およびオイル１０は、必ず、負圧によって配管９中へ吸入される。その結果、配管９は、空気１７およびオイル１０をそれぞれ吸入口９１１およびオイル吸入孔９１２から吸入し、オイルクーラ６の底部６１に溜まったオイル１０を安定してエンジン２へ供給できる。そして、オイル吸入孔９１２は、吸入口９１１よりも小さいので、オイル１０が多量にエンジン２へ排出されず、エンジン２において燃料の異常燃焼が抑制される。

再び、図１および図２を参照して、吸気絞り弁８の開閉時の空気の流れについて説明する。まず、吸気絞り弁８が開いているときの空気の流れについて説明する。エンジン２の排気口２３から空気が排気されると、イグゾーストマニホールド３は、排気口２３から排気された空気をターボチャージャ４に供給し、ターボチャージャ４は、イグゾーストマニホールド３からの空気を加給して配管５へ排出する。そして、配管５へ排出された空気１２は、配管５中を流れ、インタークーラ６へ導かれる。この場合、空気１２は、オイルミスト１１を含む。

インタークーラ６は、配管５を流れて来た空気１３を冷却し、その冷却した空気を空気１４として配管７へ排出する。この場合、空気１２に含まれるオイルミスト１１は、インタークーラ６の底部６１にオイル１０として溜まる。

配管７へ排出された空気１４は、配管７中を引っ張られ、吸気絞り弁８、インテークマニホールド１および吸気口２２を介してシリンダヘッド２１へ供給される。そして、シリンダヘッド２１へ供給された空気は、エンジン２の燃焼室（図示せず）で燃料と混合され、燃焼される。

この場合、配管９は、端部９１から空気およびオイル１０を吸入しないため、底部６１に溜められたオイル１０は、エンジン２へ排出されない。

次に、吸気絞り弁８が閉じているときの空気の流れについて説明する。エンジン２の排気口２３からインタークーラ６までの空気の流れは、上述したとおりである。インタークーラ６は、空気１３を冷却して底部６１へ排出する。そして、オイルミスト１１は、オイル１０として底部６１に溜まる。

この場合、吸気絞り弁８は閉じているので、インテークマニホールド１に負圧が発生し、その発生した負圧によって、底部６１へ排出された空気１７（図２参照）は配管９の吸入口９１１から配管９中へ吸入され、底部６１に溜まったオイル１０は配管９のオイル吸入孔９１２から配管９中へ吸入される。そして、空気１８が負圧によって配管９中をインテークマニホールド１の方向へ引っ張れることに伴って、オイル１５は、配管９の壁９３を伝い、配管９の端部９２からオイル１６としてインテークマニホールド１へ供給される。そして、オイル１６は、吸気口２２からシリンダヘッド２１へ供給される。

このように、吸気絞り弁８が閉じられているとき、底部６１に溜まったオイル１０は、オイル吸入孔９１２から配管９へ吸入され、インテークマニホールド１および吸気口２２を介してエンジン２へ徐々に排出される。そして、エンジン２に排出されたオイルは、燃料の燃焼に伴って燃やされる。その結果、インタークーラ６の底部６１に溜まるオイルを減少させることができる。

インテークマニホールド１における負圧をＰ［ｋＰａ］、配管９の底部９Ｌと高部９Ｈとの圧力差、すなわち、インテークマニホールド１における圧力とオイル溜まり部（インタークーラ６の底部６１）との圧力差をＨ［ｋＰａ］とすると、図３に示すようにオイル吸入孔９１２を設けない場合に底部６１に溜まったオイル１０を引っ張るためには、
Ｐ≧Ｈ・・・（１）
を満たす必要がある。

しかし、この発明のように、配管９の端部９１に複数のオイル吸入孔９１２を設けた場合、底部６１に溜まったオイル１０は、一度に配管９中へ吸入されないため、
Ｐ＜Ｈ・・・（２）
が成立する領域においても、配管９は、オイル１０を吸入可能である。

つまり、オイル吸入孔９１２を設けることによって、インテークマニホールド１における負圧Ｐと、圧力差Ｈ（＝インテークマニホールド１における圧力とオイル溜まり部との圧力差）との関係が上記（１）式のみならず、（２）式が成立する領域でもオイル１０をエンジン２へ徐々に排出できる。

なお、インテークマニホールド１、イグゾーストマニホールド３、ターボチャージャ４、配管５，７、およびインタークーラ６は、内燃機関（エンジン２）の排気口２３と吸気口２２との間に設けられ、排気口２３から排気された空気を処理し、その処理した空気を吸気として吸気口２２に供給する「吸気通路」を構成する。

また、インタークーラ６の底部６１は、「オイル溜まり部」を構成する。

さらに、配管９は、吸気通路のオイル溜まり部（底部６１）と吸気絞り弁８との間において吸気通路と並列に設けられ、オイル溜まり部（底部６１）と、内燃機関（エンジン２）側の吸気絞り弁８近傍とを連通する「連通管」を構成する。

さらに、端部９１は、吸気通路を貫通してオイル溜まり部（底部６１）に挿入された「貫通端部」を構成する。

さらに、ターボチャージャ４およびインタークーラ６が排気口２３から排気された空気をそれぞれ加給および冷却することは、排気口から排気された空気を処理することに相当する。

図４は、この発明の実施の形態による吸気通路内蓄積オイルの排出構造の他の概略図である。図４を参照して、吸気通路内蓄積オイルの排出構造２００は、吸気通路６０と、配管７０とを備える。吸気通路６０は、インテークマニホールド１と、イグゾーストマニホールド３と、ターボチャージャ４と、インタークーラ６とを含む。そして、吸気通路６０は、オイル溜まり部６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃを有する。このオイル溜まり部６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃは、全て最下点に設けられている。

吸気絞り弁８は、吸気通路６０内に開閉可能に設けられる。配管７０は、端部７１〜７４を有する。端部７１〜７３は、それぞれ、吸気通路６０を貫通してオイル溜まり部６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃに挿入される。そして、端部７１〜７３の各々は、上述した端部９１（図２参照）と同じように吸入口９１１とオイル吸入孔９１２とを有する。端部７４は、吸気口２２側の吸気絞り弁８近傍において吸気通路６０と連結される。

吸気絞り弁８が開いているとき、吸気通路６０は、排気口２３から排出された空気をターボチャージャ４およびインタークーラ６によってそれぞれ加給および冷却し、すなわち、排気口２３から排出された空気をターボチャージャ４およびインタークーラ６によって処理し、その処理した空気を吸気絞り弁８を介して吸気口２２へ供給する。そして、吸気通路６０を空気が流れる過程において、オイルがオイル溜まり部６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃに溜まる。

一方、車両のアイドル時および減速時に吸気絞り弁８が閉まると、排気口２３から排出された空気は、インテークマニホールド１に発生した負圧によって配管７０を介して引かれ、吸気通路６０を通過中に端部７１〜７３の吸入口９１１から配管７０中へ吸入される。また、オイル溜まり部６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃに溜まったオイルも、負圧によって引かれ、オイル吸入孔９１２から配管７０中へ吸入される。そして、配管７０へ吸入されたオイルおよび空気は、配管７０およびインテークマニホールド１を介して吸気口２２へ供給される。

これによって、オイル溜まり部６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃに溜まったオイルは、徐々にエンジン２へ排出される。

上述したように、エンジン２の排気口２３から吸気口２２までの間にオイル溜まり部が複数存在するとき（オイル溜まり部６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃ）、オイルを吸気絞り弁８近傍から吸気口２２へ供給する配管７０は、複数のオイル溜まり部６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃに対応して複数の貫通端部（端部７１〜７３）を有する。

これによって、エンジン２の排気口２３から吸気口２２までの間に溜まったオイルを安定してエンジン２へ排出できる。

なお、オイル溜まり部６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃは、全て最下点に設けられていなくてもよく、相互に異なる高さに設けられていてもよい。

この発明による吸気通路内蓄積オイルの排出構造は、インタークーラ６の底部６１に溜まったオイル１０をエンジン２へ排出するものに限らず、一般には、エンジン２の排気口２３から吸気口２２までの間に溜まったオイルを上述した機構によってエンジン２へ排出するものであればよい。

上記においては、インタークーラ６は、エンジン２の下側に設けられると説明したが、この発明においては、これに限られず、インタークーラ６は、エンジン２よりも上側に設けられていてもよい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明は、吸気通路内に蓄積されたオイルを安定して排出可能な吸気通路内蓄積オイルの排出構造に適用される。

この発明の実施の形態による吸気通路内蓄積オイルの排出構造を示す概略図である。 図１に示す領域Ａの拡大図である。 図２に示すオイル吸入孔を設けない場合のインタークーラ６の底部６１と配管との連結部の拡大図である。 この発明の実施の形態による吸気通路内蓄積オイルの排出構造の他の概略図である。

符号の説明

１ インテークマニホールド、２ エンジン、３ イグゾーストマニホールド、４ ターボチャージャ、５，７，９，３０，７０ 配管、６ インタークーラ、８ 吸気絞り弁、９Ｌ，６１ 底部、９Ｈ 高部、１０，１５，１６，１９ オイル、１０Ａ 上面、１１ オイルミスト、１２〜１４，１７，１８ 空気、２１ シリンダヘッド、２２ 吸気口、２３ 排気口、３１，７１〜７４，９１，９２ 端部、６０ 吸気通路、６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃ オイル溜まり部、９１Ａ 外周面、９３ 壁、１００，２００ 排出構造、３１１，９１１ 吸入口、９１２ オイル吸入孔。

Claims (5)

1. 内燃機関の排気口と吸気口との間に設けられ、前記排気口から排気された空気を処理し、その処理した空気を吸気として前記吸気口に供給する吸気通路と、
   前記吸気通路内に開閉可能に設けられ、前記内燃機関による駆動が停止されたとき前記吸気通路を全閉にする吸気絞り弁と、
   前記吸気通路のオイル溜まり部と前記吸気絞り弁との間において前記吸気通路と並列に設けられ、前記オイル溜まり部と、前記内燃機関側の前記吸気絞り弁近傍とを連通する連通管とを備え、
   前記連通管は、前記吸気通路を貫通して前記オイル溜まり部に挿入された貫通端部を有し、
   前記貫通端部は、
   前記吸気絞り弁が閉じた時に吸気を吸入する吸入口と、
   前記吸気絞り弁が閉じた時に前記オイル溜まり部に溜まったオイルを吸入するオイル吸入孔とを含む、吸気通路内蓄積オイルの排出構造。
2. 前記吸入口は、前記オイル溜まり部に溜まったオイルの上面よりも上側に位置し、
   前記オイル吸入孔は、前記貫通端部のうち前記オイル溜まり部に溜まったオイルに接する面に複数個設けられる、請求項１に記載の吸気通路内蓄積オイルの排出構造。
3. 前記オイル吸入孔の径は、前記吸入口の径よりも小さい、請求項１または請求項２に記載の吸気通路内蓄積オイルの排出構造。
4. 前記吸気通路は、前記吸気絞り弁の上流側に設けられたインタークーラを含み、
   前記オイル溜まり部は、前記インタークーラの底部である、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の吸気通路内蓄積オイルの排出構造。
5. 前記オイル溜まり部が前記吸気絞り弁の上流側に複数存在するとき、前記連通管は、前記複数のオイル溜まり部に対応する複数の前記貫通端部を有する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の吸気通路内蓄積オイルの排出構造。

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