JP2007064134A - Blow-by gas suction reduction device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、建設機械を含む産業機械用の内燃機関のブローバイガス吸気還元装置に関し、特に、搭載した産業機械の転倒などの事故発生時に安全が確保される手段を有するブローバイガス吸気還元装置に関する。 The present invention relates to a blow-by gas intake reduction device for an internal combustion engine for an industrial machine including a construction machine, and more particularly to a blow-by gas intake reduction device having means for ensuring safety when an accident such as a fall of an installed industrial machine occurs.
内燃機関の燃焼室からクランクケース等に流出したブローバイガスを吸気系に還流して燃焼させ、大気汚染の防止を図る技術は知られている。このようなブローバイガス吸気還元装置を設けた内燃機関においては、ブローバイガス中に多量のオイルミストを含んでいる場合に、エンジン停止のために燃料を遮断しても即停止せず、燃焼室に流入したブローバイガス中のオイル分が燃焼してエンジンが回り続けるというようなことが起こる恐れがある。 A technique for preventing air pollution by recirculating blowby gas that has flowed out of a combustion chamber of an internal combustion engine into a crankcase or the like into an intake system and burning it is known. In an internal combustion engine provided with such a blow-by gas intake reduction device, when a large amount of oil mist is contained in the blow-by gas, even if the fuel is shut off to stop the engine, it does not stop immediately, but enters the combustion chamber. There is a risk that the oil in the blow-by gas that has flowed in will burn and the engine will continue to run.
また、建設機械を含む産業機械、例えばショベル等では比較的転倒事故が起こりやすく、その際、搭載エンジンが横倒し又は転倒した状態となり、シリンダーヘッド内部に連通されたブローバイガス管路からオイルが吸気管に流入し、転倒によって自動または手動の緊急エンジン停止が行なわれ、燃料が遮断されても、吸気管から燃焼室に流入したオイルが燃焼し続け、エンジンを安全に停止出来なくなることがある。さらに、エンジンが横倒しまたは転倒状態のまま回転し続けると、潤滑系へオイル吸入が行なわれなくなり、エンジン焼け付きなどの重大トラブルとなるということも想定される。 In addition, industrial machinery including construction machinery, such as excavators, is relatively easy to fall over. At that time, the mounted engine is in a sideways or overturned state, and oil is sucked into the intake pipe from the blow-by gas line connected to the inside of the cylinder head. Even if the fuel is cut off, the oil that has flowed into the combustion chamber from the intake pipe continues to burn, and the engine may not be stopped safely. Furthermore, if the engine continues to rotate while being laid down or overturned, oil is not sucked into the lubrication system, which may cause serious trouble such as engine burn-in.
そこで、かかる問題点への対応技術としては、車両用ディーゼルエンジンにおいて、吸気系のブローバイガス還流位置を吸気絞り弁の上流に開口させ、その絞り弁を閉じることで吸気及びブローバイガスの吸入を遮断する技術が提案されている(特許文献1参照)。
また、ブローバイガスの吸入によるエンジンオーバーランを防止する手段として、回転数検出器を設け、検出回転数が所定回転数を超えると吸気路に設けた開閉弁を閉じてエンジンを停止させる技術も提案されている(特許文献2参照)。
Therefore, as a technology for dealing with such problems, in a vehicular diesel engine, an intake system blow-by gas recirculation position is opened upstream of the intake throttle valve, and the throttle valve is closed to block intake and intake of blow-by gas. The technique to do is proposed (refer patent document 1).
In addition, as a means to prevent engine overrun due to blow-by gas intake, a rotation speed detector is provided, and when the detected rotation speed exceeds a predetermined rotation speed, the on-off valve provided in the intake passage is closed to stop the engine. (See Patent Document 2).
しかしながら、これらの技術は、前記産業機械のエンジンの転倒事故のようなオイルが多量に流入するケースを想定したものではない。
そして、これらの技術は、吸気シャッタ等を介装してそれを作動させるなど複雑な構成でコストが大きく、比較的発生頻度の低いトラブルに対する安全対策である観点からは、これへの対応には簡単でコストが低く、かつ確実に作動するものが求められている。
From the viewpoint of safety measures against troubles that are relatively infrequent and have a high cost with a complicated configuration such as operating an intake shutter, etc., these technologies are not compatible with this. What is needed is a simple, low-cost and reliable operation.
本発明は、前記問題点に対処し、産業機械用のエンジンにブローバイガス吸気還元装置を設けた場合に、転倒時、ブローバイガス管路からのオイル吸入によってエンジン停止困難な事態が生じないようにする手段を提供することを目的としている。 The present invention addresses the above-mentioned problems, and when an engine for an industrial machine is provided with a blow-by gas intake reduction device, at the time of a fall, the situation where it is difficult to stop the engine due to oil suction from the blow-by gas conduit does not occur. It aims to provide a means to do.
本発明によれば、産業機械用内燃機関に使用されるブローバイガス吸気還元装置において、エンジン本体内から吸気管路(1)に連通するブローバイガス管路(2)に流路切替手段(V)を介装し、その流路切替手段(V)の作動によってエンジン本体内からのブローバイガス(G)を吸気管路(1)と大気開放管路(3)とへ流路の切替えを可能に構成している(第1の発明)。 According to the present invention, in the blow-by gas intake reduction device used for an internal combustion engine for industrial machinery, the flow switching means (V) is connected to the blow-by gas conduit (2) communicating with the intake conduit (1) from within the engine body. The flow of the blow-by gas (G) from the inside of the engine body can be switched to the intake pipe (1) and the open air pipe (3) by the operation of the flow path switching means (V). (First invention).
そして、前記流路切替手段(V)の切替えを行う作動手段が手動操作である(第2の発明)。 The operating means for switching the flow path switching means (V) is a manual operation (second invention).
または、前記流路切替手段(V1)の切替えを行う作動手段が電磁コイル(7)であり、その作動をエンジンキー(9)との連動で作動する構成としている(第3の発明)。
なお、上記の作動は、エンジンキー(9)のON時に、ブローバイガスが吸気管路(1)へ連通する構成とするのが好ましい。
Alternatively, the operating means for switching the flow path switching means (V1) is the electromagnetic coil (7), and the operation is operated in conjunction with the engine key (9) (third invention).
The above operation is preferably configured such that blow-by gas communicates with the intake pipe (1) when the engine key (9) is turned on.
または、前記流路切替手段(V2)の切替えを行う作動手段がエンジン潤滑系の油圧で作動する油圧ピストン(8)である(第4の発明)。
なお、上記の作動は、エンジン潤滑系の油圧が規定値以下になったときに、ブローバイガスが大気開放管路(1)に連通する構成とするのが好ましい。
もちろん、油圧ピストンによらず、ダイヤフラムなどの簡素な構造であってもよい。
Alternatively, the operating means for switching the flow path switching means (V2) is a hydraulic piston (8) that operates with the oil pressure of the engine lubrication system (fourth invention).
Note that the above operation is preferably configured such that the blow-by gas communicates with the open air pipe (1) when the oil pressure of the engine lubrication system becomes a specified value or less.
Of course, a simple structure such as a diaphragm may be used regardless of the hydraulic piston.
上記構成による本発明によれば、以下の作用効果を奏する。
(1) 産業機械が転倒などの事故が起きた場合に、流路切換手段の作動でブローバイガスの吸気還元を停止し大気開放に切替えられるので、ブローバイガス管路からのオイル吸入による運転の継続を停止することができる。
(2) 構造が簡単であり、特別なセンサ等を必要とせず、また、流路切替手段も、従来技術の吸気系に設けるスロットル弁やシャッタとは異なり、ブローバイガス管路に設ける小形で簡素なもので構成できる。
(3) 油圧作動方式(第4の発明)によれば、転倒などの事故に際して、油圧低下によって流路切替えを作動させることができ、簡単な構造で構成できる。
According to the present invention having the above-described configuration, the following operational effects can be obtained.
(1) In the event of an accident such as a fall of an industrial machine, the operation of the flow path switching means stops the intake-air reduction of blow-by gas and switches to open air. Therefore, the operation is continued by sucking oil from the blow-by gas line. Can be stopped.
(2) The structure is simple, no special sensor is required, and the flow path switching means is small and simple provided in the blow-by gas line, unlike the throttle valve and shutter provided in the conventional intake system. It can be configured with anything.
(3) According to the hydraulic operation system (fourth invention), in the event of an accident such as a fall, the flow path switching can be operated due to a decrease in the hydraulic pressure, and a simple structure can be configured.
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図1は、本発明による、例えばショベル等の産業機械に搭載された内燃機関Eのブローバイガス吸気還元装置を説明する模式図である。
図において、シリンダヘッドカバー10の内部に連通されたブローバイガス管2には、流路切替手段Vが介装され、その先端は吸気管1のエアクリーナ(図示なし)とシリンダヘッド11との間(例えば吸気マニホールド)に連通されており、また、流路切替手段Vからは大気開放管3が分岐されてブローバイガスGが吸気Aへの還流あるいは大気開放へのいずれかに切替えが可能に構成されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a blow-by gas intake reduction device for an internal combustion engine E mounted on an industrial machine such as an excavator, according to the present invention.
In the drawing, a flow switching means V is interposed in the blow-by
すなわち、燃焼室から漏洩したブローバイガスGは、クランクケースCからシリンダヘッドカバー10の内部に上ってブローバイガス管2から流路切替手段Vに至り、通常運転時には吸気管1に還流され、停止時あるいは転倒などの事故時には、後記する作動手段によって流路が切替えられて大気開放されるように構成されている。
That is, the blow-by gas G leaked from the combustion chamber rises from the crankcase C to the inside of the
図2には流路切替手段の一実施形態を示している。図において、流路分岐弁Vには、その弁本体5にヘッドカバー10に連通するブローバイガス入口5a、吸気管1へ連通する出口5b、および大気開放管3への出口5cが設けられている。そして、弁本体5に内装された弁5vは、手動レバー6の操作により、吸気管への出口5bと大気開放への出口5cとの開閉を切り替えられるように構成されている。
FIG. 2 shows an embodiment of the flow path switching means. In the figure, the flow path branch valve V is provided with a blow-by gas inlet 5 a communicating with the
上記の構成によって、通常の運転状態では、流路分岐弁Vの弁5vが図示の右方に位置しており、シリンダヘッドカバー10内からのブローバイガスGは、流路分岐弁Vの入口5aから出口5bに出て吸気管1内に還流され、吸気Aと共に燃焼室に入って燃焼する。そして、エンジン停止時あるいは転倒時などの事故時には、手動レバー6を引いて弁5vで出口5bを閉じ(図2に示す状態)、出口5cから大気開放管3へ流出させる。
With the above configuration, in the normal operation state, the
したがって、本発明を適用したエンジンを搭載した産業機械、例えばショベルが不整地運転などで転倒事故を起こしたような場合、燃料を遮断してもブローバイガス管路からのオイル吸入により運転を続けるような状況にあっても手動レバー6を操作することで、ブローバイガスGの流れを大気開放3に切り替え、オイルの燃焼室への吸入を遮断してエンジンを停止させることができる。
Therefore, when an industrial machine equipped with an engine to which the present invention is applied, such as an excavator, has caused a fall accident due to rough terrain operation, the operation should continue by inhaling oil from the blow-by gas line even if the fuel is shut off. Even in such a situation, by operating the
次に、図3および図4に示す実施形態では、前記図2の実施形態とは、流路切換手段の作動手段が相違している。すなわち、流路分岐弁V1には、作動手段として電磁コイル7が取り付けられて弁5vを作動する構成となっている。この電磁コイル7へは、エンジンキー9から配線され、エンジンキー9がON時には(図4)、弁5vは吸気管側出口5bを開き、大気開放側出口5cを閉じるようになっている。
すなわち、エンジン運転時にはキー9がONであるので常にブローバイガスGは、吸気管1に還流され、一方、事故や異常の発生時にキー9をOFFにすれば、燃料遮断と共に、図3に示すようにブローバイガスGも吸気管と遮断され大気開放されてエンジンに吸入されることがなくなり、確実にエンジン停止が行われる。
Next, the embodiment shown in FIGS. 3 and 4 is different from the embodiment of FIG. 2 in the operation means of the flow path switching means. That is, the flow path branch valve V1 has a configuration in which the electromagnetic coil 7 is attached as an operating means to operate the
That is, since the
また、図5および図6に示す実施形態は、流路切換手段に油圧方式の作動手段を用いている。図において、油圧シリンダ8a内のピストン8bは、流路分岐弁V2の弁5vに接続され、ピストン8bの一端(図示左方)には、エンジン潤滑系の油圧Pが導かれており、その対向側は大気圧p0に開放されてスプリング8cでその油圧Pによる力を打ち消す方向に付勢されている。
In the embodiment shown in FIGS. 5 and 6, a hydraulic operation means is used as the flow path switching means. In the figure, the
したがって、エンジン停止時など油圧が所定値以下となった場合には、スプリング8cの付勢力により弁5vは吸気管側出口5bを閉じ、大気開放側出口5cを開くので、ブローバイガスGは吸気管1に還流されず、大気開放される(図5)。
そして、通常運転時には、油圧Pがスプリング8cの付勢力に打ち勝ち、弁5vは大気開放出口5cを閉じ、ブローバイガスGは出口5bから吸気管1に還流される(図6)。
Therefore, when the hydraulic pressure becomes a predetermined value or less, such as when the engine is stopped, the
During normal operation, the hydraulic pressure P overcomes the urging force of the
ここで、もしかかるエンジンを搭載している産業機械が転倒などの事故を起こし油溜め内のオイルが流失した場合、潤滑系の吸入管(図1のK)が油面から露出して油圧低下が起き、分岐弁V2が大気開放側3に切替ってブローバイガスGの吸入が停止され、確実にエンジン停止が行われる。もちろん事故によらない油圧低下の検出による非常停止などの際も同様にブローバイガスGが遮断される。 Here, if an industrial machine equipped with such an engine causes an accident such as a fall and the oil in the oil sump is washed away, the suction pipe (K in FIG. 1) of the lubrication system is exposed from the oil level and the oil pressure decreases. Occurs, the branch valve V2 is switched to the atmosphere opening side 3, the suction of the blow-by gas G is stopped, and the engine is surely stopped. Of course, the blow-by gas G is also shut off in the case of an emergency stop due to detection of a decrease in hydraulic pressure not caused by an accident.
1・・・吸気管
2・・・ブローバイガス管
3・・・大気開放管
5・・・弁本体
5a・・・ブローバイガス入口
5b・・・吸気管側出口
5c・・・大気開放側出口
5v・・・弁
6・・・手動レバー
7・・・電磁コイル方式切換弁作動手段
8・・・油圧方式切換弁作動手段
9・・・エンジンキー
V、V1、V2・・・流路切換弁
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
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