JP2005248926A - ブローバイガス還流システムのベンチレータ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 捕捉したブローバイガス中のオイルのオイル通路内でのスラッジ化を防止してオイルの流れを確保でき、ブローバイガス還流システムの機能を維持可能なブローバイガス還流システムのベンチレータを提供すること。
【解決手段】 ベンチレータ１のブローバイガス入口(6)とブローバイガス出口(8)との間にオイル集合部(42)、オイル通路(48)、オイル合流部(50)を形成する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、ブローバイガス還流システムのベンチレータ装置に係り、詳しくはベンチレータ装置で分離したブローバイガス中のオイルを流すオイル通路に関する。

内燃機関では、燃焼室からピストンとシリンダ壁との隙間を通りクランクケース内に吹きぬけるブローバイガスが発生するが、当該ブローバイガスを吸気系に還流し、再度燃焼室に吸入させて燃焼させるためのブローバイガス還流システムが一般に採用されている。
このブローバイガス還流システムには、ブローバイガスの発生量に対応して吸気通路に還流されるブローバイガスの還流量を吸気負圧等に応じて調節する機能と、ブローバイガスに混入しているオイルが吸気系に流入し吸気系に設けられた装置に付着する不都合やオイルの消費量の増加を防止するために、ブローバイガス中のオイルを捕捉し内燃機関に戻す機能とを備えた装置が設けられている。

このような装置として、例えば、長手方向の一方にブローバイガスの入口が設けられ、他方に出口が設けられ、入口と出口との間にブローバイガス中のオイルを捕捉する衝突式採集板が備えられていると共に、当該衝突式採集板により捕捉したオイルを一時的に蓄えるリザーバと当該リザーバを定期的に開放するドレンバルブとが本体下部に設けられた油分分離装置が開発されている（特許文献１参照）。
特開平６−２２９２２２号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示された装置では、オイル通路であるリザーバやドレンバルブが油分分離装置の本体下部に設けられているために、冬季等においてはオイル通路の温度が低下してオイルが固まり、スラッジが生成されるという問題がある。このようにオイル通路内にスラッジが生成されると、スラッジがオイルやブローバイガスの流れを妨げ、ブローバイガス還流システムの機能を低下させる虞があり好ましいことではない。

本発明はこのような問題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、捕捉したブローバイガス中のオイルのオイル通路内でのスラッジ化を防止してオイルの流れを確保でき、ブローバイガス還流システムの機能を維持可能なブローバイガス還流システムのベンチレータ装置を提供することにある。

上記した目的を達成するために、請求項１のブローバイガス還流システムのベンチレータ装置では、内燃機関で発生するブローバイガスを吸気系に還流する途中に設けられるブローバイガス還流システムのベンチレータ装置において、前記ブローバイガスを導入するブローバイガス入口と、前記ブローバイガスを吸気系に還流する量を調節するブローバイガス還流量調節手段と、前記ブローバイガスに含まれているオイルを捕捉するオイル捕捉手段と、該オイル捕捉手段を通過した前記ブローバイガスを排出するブローバイガス出口と、前記オイル捕捉手段により捕捉されたオイルを排出するオイル出口と、前記オイル捕捉手段と前記オイル出口との間に設けられ、前記捕捉手段により捕捉されたオイルを集合させるオイル通路とを備え、前記オイル通路が前記ブローバイガス入口の近傍に設けられることを特徴としている。

請求項２のブローバイガス還流システムのベンチレータ装置では、前記ブローバイガス入口と前記ブローバイガス出口とは互いに接近して形成されており、前記オイル通路は、前記ブローバイガス入口と前記ブローバイガス出口との間に設けられることを特徴としている。

上記手段を用いる本発明の請求項１のブローバイガス還流システムのベンチレータ装置によれば、比較的高温であるブローバイガスが流入してくるブローバイガス入口付近にオイル通路が設けられることにより、オイル通路の温度も比較的高温に保持されるので、オイル通路内でのオイルのスラッジ化を防止できる。
これにより、オイル通路に特別に保温装置等を設けることなくオイルの流れを良好にすることができ、ブローバイガス還流システムの機能を良好に保つことができる。

請求項２のブローバイガス還流システムのベンチレータ装置によれば、ブローバイガス入口と出口が互いに接近して設けられている場合において、比較的高温となるブローバイガス入口と出口との間にオイル通路が設けられることにより、オイルのスラッジ化をより一層良好に防止でき、ブローバイガス還流システムの機能をさらに良好に保つことができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
図１を参照すると、本発明に係るブローバイガス還流システムのベンチレータ装置の正面図が示されている。
図１に示すように、ベンチレータ１は円筒状にして上方が開口し有底のベンチレータ本体２と、ベンチレータ本体２の上方開口に蓋するキャップ４から構成されている。

ベンチレータ本体２には、ベンチレータ１の高さ方向で見て略中央部であり正面方向から見て左右方向の一方にブローバイガス入口６が、他方にブローバイガス出口８が同一方向に開口して形成されている。なお、ブローバイガス入口６はブローバイガス出口８よりも若干低い位置に形成されている。
図２を参照すると、図１のＡ−Ａ線に沿う断面図が示され、図３を参照すると、図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図が示されている。以下、図２、図３に基づきベンチレータの内部構成について説明する。

図２に示すように、ベンチレータ１内のブローバイガス入口６と同じ高さ位置には、ブローバイガス入口６と直接連通する平面視リング形状の第一室１０が形成されている。
第一室１０の下方には隔壁１１を隔てて同じく平面視リング形状である第二室１２が形成されており、第一室１０と第二室１２とは隔壁１１に穿設されている孔１４を介して連通している。そして、第二室１２の内部には金属メッシュ（オイル捕捉手段）１６が内装されている。

第二室１２の下方には隔壁１７を隔てて略ドーム形状の第三室１８が形成されており、第二室１２と第三室１８とは隔壁１７に穿設されている孔２０を介して連通している。
第三室１８には、第三室１８を上空間１８ａと下空間１８ｂとに隔てるＰＣＶバルブ（ブローバイガス還流量調節手段）２２が設けられている。ＰＣＶバルブ２２は、周縁が第三室１８の側面と密着して固定されている薄膜状のダイアフラム２４の中心部にプレート２６を一体化するように設け、第三室１８の天井部と当該プレート２６の上部との間及び第三室１８の底部と当該プレート２６の下部との間にそれぞれスプリング２７、２８を介装して構成されている。

第三室１８の下空間１８ｂは、第三室１８の底部からベンチレータ本体２の底部を貫通して延びる大気導入孔２９により大気開放されており、常に外気の圧力（大気圧）と同圧に保たれている。
第三室１８の天井部の中心部からは、リング形状である第一室１０及び第二室１２の中空部を通って中央通路３０が上下方向に延設されており、第三室１８の上空間１８ａは、当該中央通路３０を介してベンチレータ１内の上部空間に形成されている第四室３２と連通している。そして、中央通路３０の周縁部材の下部はプレート２６の上部と共にＰＣＶバルブ２２の各弁体を構成している。

第四室３２には、上下方向に延びて中空筒状のフィルタ（オイル捕捉手段）３４が内装されている。詳しくは、フィルタ３４は例えばグラスウールであり、当該フィルタ３４の下部は、第四室３２内に若干突出している中央通路３０の周縁部材の上部に嵌合して位置決めされている。また、フィルタ３４の上端部には端板３６が設けられ、当該端板３６はキャップ４の天井部に係合しており、端板３６とキャップ４との間にはスプリング３８が介装されている。

ベンチレータ本体２内においてフィルタ３４の外周と第一室１０の外周は略同径であり、ベンチレータ本体２の内面とフィルタ３４及び第一室１０との間にはリング形状の空間３２ａが形成されている。
図３に示すように、第四室３２はブローバイガス出口８と直接連通しており、空間３２ａのブローバイガス出口８の近傍には平面視円弧状に板部材４０が設けられている。

空間３２ａの底部のブローバイガス入口６とブローバイガス出口８の間部分には、第二室１２まで凹状に窪んだ形状のオイル集合部４２が形成されており、当該オイル集合部４２以外の部分では、空間３２ａの底部はオイル集合部４２に向かって僅かに低くなるよう形成されている。
オイル集合部４２の底部には、逆止弁４４の芯部４４ａが挿入され、芯部４４ａの周辺に位置して複数の孔４５が穿設されている。逆止弁４４は逆傘形状をなし、傘部４４ｂがゴム等の弾性軟質材で形成されている。これより、逆止弁４４は、オイル集合部４２に所定以上のオイルが溜まるとオイル荷重により傘部４４ｂが下方向にめくれてオイルが下方に流れ、オイルが減少すると傘部４４ｂの弾性力によって元の逆傘形状となり孔４５を塞ぐ働きをする。

逆止弁４４の下方、即ちベンチレータ本体２下部には、ブローバイガス入口６とブローバイガス出口８との間に位置して凸部４６が膨出して形成されており、当該凸部４６の内面と第三室１８との間にはオイル通路４８が形成されている。そして、第三室１８の天井部と底部との境目部分には、開口して第三室１８の上空間１８ａとオイル通路４８とを連通するオイル合流部５０が形成されている。

オイル合流部５０よりも下方には、ベンチレータ本体２の底部と第三室１８の底部との間に位置して底部オイル通路５２が形成されている。なお、底部オイル通路５２はベンチレータ本体２の底部中心部に向かって低くなるよう形成されている。
ベンチレータ本体２の底部中心部には下方に延びてオイル出口５４が形成されており、底部オイル通路５０とオイル出口５４の間には、上記逆止弁４４と同様の構成の逆止弁５６が介装されている。

図４を参照すると、本発明に係るベンチレータ装置を含むブローバイガス還流システムの全体模式図が示されている。
図４では上記ベンチレータ１を含むブローバイガス還流システムをターボチャージャ過給式エンジンに適用した例が示されており、エンジン６０のクランクケース６２とエンジン６０の吸気入口側であるターボチャージャ６４の上流部との間にベンチレータ１が連結されている。クランクケース６２とベンチレータ１のブローバイガス入口６とはブローバイガス導入通路６６により連結され、ベンチレータ１のブローバイガス出口８とターボチャージャ６４の上流部とがブローバイガス戻し通路６８により連結され、ベンチレータ１のオイル出口５４とエンジン６０のクランクケース６２とがオイル戻し通路７０により連結されている。

以下このように構成された本発明に係るブローバイガス還流システムのベンチレータ装置の作用について説明する。
エンジン６０の作動中、ベンチレータ１のブローバイガス入口６には、エンジン６０のクランクケース６２からブローバイガス導入通路６６を介してブローバイガスが導入される。この際、エンジン６０でのブローバイガスの発生量に対応して吸気通路に還流されるブローバイガスの還流量が吸気負圧に応じてＰＣＶバルブ２２により調節される。

ブローバイガス入口６より導入されたブローバイガスはリング形状の第一室１０内を旋回しつつ、孔１４から第二室１２へと流入していく。
第二室１２に流入したブローバイガスは第二室１２内を旋回しつつ、金属メッシュ１６によりブローバイガス内の比較的大きな液滴のオイルが捕捉された後、孔２０から第三室１８の上空間１８ａへと流入していく。

第三室の上空間１８ａに流入したブローバイガスはＰＣＶバルブ２２、中央通路３０を通って上昇し第四室３２へと流入していく。
第四室３２に流入したブローバイガスはフィルタ３４の中空部分からフィルタ３４の外側の空間３２ａに向かい流れ、比較的小さな液滴のオイルもフィルタ３４により捕捉される。オイルの除去されたブローバイガスは空間３２ａで板部材４０を避けるよう迂回してブローバイガス出口８から排出され、ブローバイガス戻し通路６８を通りターボチャージャ６４の上流部に戻される。

フィルタ３４で捕捉され液滴化したオイルは空間３２ａへ流下していきオイル集合部４２に集められる。そして、オイル集合部４２に所定以上のオイルが溜まると逆止弁４４が開き、オイルはオイル通路４８へと流下していく。
また、第二室１２の金属メッシュ１６により捕捉され液滴化したオイルは孔２０から流下し、プレート２４及びダイアフラム２２の上部を伝ってオイル合流部５０へと流下し、上記フィルタ３４で捕捉されたオイルと合流する。

オイル合流部５０で合流したオイルは底部オイル通路５２から底部中心部へと流下していく。
底部中心部にオイルが所定以上溜まると逆止弁５６が開き、オイルは、オイル出口５４へ流下していき、オイル戻し通路７０を経てクランクケース６２へと戻される。
この際、ベンチレータ１の正面側にはエンジン６０からの比較的高温なブローバイガスが通る通路であるブローバイガス入口６及びブローバイガス出口８が形成されているため、ベンチレータ１の正面側は比較的高温となる。そして、この比較的高温となる正面側にはオイル集合部４２、オイル通路４８、オイル合流部５０が設けられているため、オイルの温度は低下なく保持される。

このように、本発明に係るブローバイガス還流システムのベンチレータ装置では、オイル集合部４２、オイル通路４８、オイル合流部５０等のオイル通路においてオイルの温度が保持されるので、冬季等においてオイル通路の温度が低下してオイルが固まり、オイル通路内にスラッジが生成されてしまうことが防止され、当該スラッジによってオイルやブローバイガスの流れが妨げられることが防止される。

これにより、オイル通路等に特別に保温装置等を設けることなくオイルの流れを良好にし、ひいてはブローバイガス還流システムの機能を良好に保つことができる。
以上で本発明に係るブローバイガス還流システムのベンチレータ装置の実施形態についての説明を終えるが、実施形態は上記実施形態に限られるものではない。
例えば、上記実施形態では、オイル出口がベンチレータ本体２の底部中心部に形成されているが、この位置に限るものではなく、例えば、オイル合流部５０の真下位置にオイル出口を設けてもよい。

また、上記実施形態では、オイル捕捉手段として金属メッシュ１６とフィルタ３４を用いたが、これに限られるものではなく、どのような種類のオイル捕捉手段でもよく、またその数もいくつ設けても構わない。
また、上記実施形態では、逆傘形状の逆止弁４４、５６を用いたが、逆止弁はこれに限るものではなくどのような構成の逆止弁を用いても構わない。

さらに、図４に示した実施の形態においては、ガス戻し通路６８をターボチャージャ６４の上流部と連結したが、自然吸気式エンジンにあっては、エンジンの吸気入口側、例えばインテークマニホールドに連結すればよい。

本発明に係るブローバイガス還流システムのベンチレータ装置の正面図である。 図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。 本発明に係るベンチレータ装置を含むブローバイガス還流システムの全体模式図である。

符号の説明

１ ベンチレータ
６ ブローバイガス入口
８ ブローバイガス出口
１０ 第一室
１２ 第二室
１６ 金属メッシュ（オイル捕捉手段）
１８ 第三室
２２ ＰＣＶバルブ（ブローバイガス還流量調節手段）
３０ 中央通路
３２ 第四室
３４ フィルタ（オイル捕捉手段）
４２ オイル集合部
４６ 凸部
４８ オイル通路
５０ オイル合流部
５４ オイル出口
６０ エンジン
６６ ブローバイガス導入通路
６８ ブローバイガス戻し通路
７０ オイル戻し通路

Claims (2)

1. 内燃機関で発生するブローバイガスを吸気系に還流する途中に設けられるブローバイガス還流システムのベンチレータ装置において、
   前記ブローバイガスを導入するブローバイガス入口と、
   前記ブローバイガスを吸気系に還流する量を調節するブローバイガス還流量調節手段と、
   前記ブローバイガスに含まれているオイルを捕捉するオイル捕捉手段と、
   該オイル捕捉手段を通過した前記ブローバイガスを排出するブローバイガス出口と、
   前記オイル捕捉手段により捕捉されたオイルを排出するオイル出口と、
   前記オイル捕捉手段と前記オイル出口との間に設けられ、前記捕捉手段により捕捉されたオイルを集合させるオイル通路とを備え、
   前記オイル通路が前記ブローバイガス入口の近傍に設けられることを特徴とするブローバイガス還流システムのベンチレータ装置。
2. 前記ブローバイガス入口と前記ブローバイガス出口とは互いに接近して形成されており、
   前記オイル通路は、前記ブローバイガス入口と前記ブローバイガス出口との間に設けられることを特徴とする請求項１記載のブローバイガス還流システムのベンチレータ装置。

Images