JP2008025347A - ブローバイガス還元装置のオイル回収構造 - Google Patents

Abstract

【課題】オイルセパレータから回収されるオイル中の水分量の減少を図ることができるブローバイガス還元装置のオイル回収構造を提供する。
【解決手段】シリンダヘッドからシリンダブロック１に亘って、上端がカム室に下端がクランク室にそれぞれ開口するオイル戻し通路１ｂを形成する。このオイル戻し通路１ｂ内に二重管構造で成る熱交換器１０を収容する。熱交換器１０のオイル回収外側通路に上記カム室から回収される潤滑用オイルを流し、熱交換器１０のオイル回収内側通路にＰＣＶ装置のセパレータケース９２から回収された分離オイルを流す。潤滑用オイルの熱を分離オイルに与えることで分離オイル中の水分が蒸発し、オイルパンに流れ込む水量を減少させることができる。
【選択図】図８

Description

本発明は、例えば自動車等に搭載されるエンジン（内燃機関）のブローバイガス中に含まれるオイルミスト（霧状となったエンジンオイル等）をオイルセパレータで分離し、このオイル分離後のブローバイガスをエンジンの吸気系へ送るブローバイガス還元装置（以下、ＰＣＶ（Positive Crankcase Ventilation）装置という）のオイル回収構造に係る。特に、本発明は、オイルセパレータにおいてブローバイガスから分離された後に回収されるオイル中の水分量を抑制するための対策に関する。

従来より、自動車用エンジンには、シリンダとピストンとの隙間からクランクケース内に吹き抜けたブローバイガスを吸気系に導くためのＰＣＶ装置が備えられている。つまり、このＰＣＶ装置によって、一酸化炭素や炭化水素等を含むブローバイガスをエンジンの吸気系を経て燃焼室に送り込み、このブローバイガスの大気中への放出を防止している。

また、下記の特許文献１にも開示されているように、このＰＣＶ装置はオイルセパレータを備えている。このオイルセパレータによって、ブローバイガス中に含まれているオイルミストが分離され、このオイルがオイルパン等のオイル溜まり部へ送られる一方、オイルミストが分離除去された後のブローバイガスがエンジンの吸気系に還流されるようになっている。

尚、オイルセパレータの内部には、オイルミストを分離するためのオイル分離機構が収容されている。例えば、オイルセパレータ内部に複数のバッフルプレートが配置されてブローバイガス流路が迷路状に構成されたものや、パンチングプレート及びバッフルプレートが配置されたものが一般に知られており、オイルセパレータ内部をブローバイガスが流れていく間に所謂慣性衝突作用によってオイルミストが捕捉されるようになっている。

また、上記オイルセパレータの配置形態としては、特許文献２に開示されているようにエンジンのシリンダヘッドカバー（以下、単にヘッドカバーという）の内部に配置されるものや、特許文献３に開示されているようにヘッドカバーの外部（例えばＶ型エンジンにおける左右の各バンクの間）に配置されるものが知られている。
実公平６−４５６１１号公報 実開昭６１−３９４２３号公報 特開２００３−２７９５５号公報

ところで、上記オイルセパレータによってブローバイガスから分離されたオイルはオイル回収管等のオイル回収経路を経てオイルパンに回収されることになるが、このオイル回収経路は、設置スペースの制約から、外気に晒される位置に配設される場合が多く、このオイル回収経路内部は比較的低い温度（例えば冬期であれば５℃程度）になっている。このため、オイルセパレータで分離されてオイルパンに向けて回収されるオイル中に多くの水分が含まれている場合、この水分は蒸発することなく、そのままオイルと共にオイルパンに回収されることになる。

このような状況が継続するとオイルパンに貯留されているオイル中の水分量が著しく増大してしまう可能性があり、この場合、クランクケース内のブローバイガス中の酸化窒素成分（ＮＯｘ）と水分とが結合してスラッジが発生してしまう虞がある。そして、このスラッジが大量に発生した場合には、オイルの劣化に伴って潤滑性能が悪化したり、ブローバイガス回収経路等がスラッジによって閉塞されてブローバイガス回収動作が円滑に行えなくなるといった状況を招いてしまう。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、オイルセパレータから回収されるオイル中の水分量の減少を図ることができるブローバイガス還元装置のオイル回収構造を提供することにある。

−課題の解決原理−
上記の目的を達成するために講じられた本発明の解決原理は、オイルセパレータによってブローバイガスから分離されたオイルを、内燃機関における潤滑用オイルを利用して加熱することでオイル中の水分量を減少できるようにしている。

−解決手段−
具体的に、本発明は、ブローバイガス中に含まれるオイルミストを分離するオイルセパレータを備え、このオイルセパレータによってオイルミストが分離除去されたブローバイガスを内燃機関の吸気系へ送ると共に、分離したオイルを内燃機関のオイル溜まり部側へ送るブローバイガス還元装置のオイル回収構造を前提とする。このオイル回収構造に対し、上記オイルセパレータで分離されたオイルをオイル溜まり部側へ向けて送る分離オイル回収通路を、内燃機関本体に形成され且つこの内燃機関本体の内部を潤滑したオイルが流下するオイル戻し通路に隣接して配置させ、これにより、このオイル戻し通路内を流れるオイルの熱が上記分離オイル回収通路内を流れるオイルに与えられる構成としている。

この特定事項により、クランクケース内からオイルセパレータへ導入されたブローバイガスは、オイルミストが分離除去された後に内燃機関の吸気系へ送られる。また、ブローバイガスから分離されたオイルは分離オイル回収通路を経てオイル溜まり部側へ送られる。本解決手段では、この分離オイル回収通路が、内燃機関本体を経た潤滑用オイルが流れるオイル戻し通路に隣接して配置されており、このオイル戻し通路内を流れる潤滑用オイルの熱が分離オイル回収通路内を流れるオイルに与えられる。つまり、オイルセパレータから流出して分離オイル回収通路を流れるオイルが、オイル戻し通路内を流れる潤滑用オイルによって加熱される状況となる。このため、この熱によりオイルセパレータから流出したオイル中の水分が蒸発することになり、オイル溜まり部におけるオイル内の水分量（油中水分量）の増加を抑制できて、ブローバイガス中の酸化窒素成分（ＮＯｘ）と水とが結合してスラッジが発生してしまうといった状況を抑制できる。このため、スラッジによるオイルの劣化を防止することができ、また、ブローバイガス回収経路等がスラッジによって閉塞されてブローバイガス回収動作が円滑に行えなくなるといった状況を招くこともなくなる。

上記オイル同士の間で熱交換を行うための構成として具体的には以下のものが挙げられる。つまり、オイル戻し通路内を流れるオイルの熱を、分離オイル回収通路内を流れるオイルに与えるための熱交換部分を二重管構造とし、外側の流路及び内側の流路のうち一方がオイル戻し通路となり他方が分離オイル回収通路となる構成としている。

この場合、上記熱交換部分の外側の流路をオイル戻し通路としてシリンダヘッドの内部空間に連通させてこのシリンダヘッドからオイルを回収する構成とする一方、熱交換部分の内側の流路を分離オイル回収通路としてオイルセパレータの内部空間に連通させてこのオイルセパレータによってブローバイガスから分離されたオイルを回収する構成とする。

これら特定事項によれば、オイル戻し通路と分離オイル回収通路とを互いに連通させることなしに高い熱交換効率で分離オイル回収通路内のオイルが加熱されることになる。上記オイルセパレータのケース内部にはブローバイガスを内燃機関の吸気系に戻すための吸入負圧が作用しており、特に内燃機関の高回転時にあってはケースの内部圧力はオイル戻し通路の内部圧力よりも低くなっているが、上述した如く、オイル戻し通路と分離オイル回収通路とを互いに連通させないことで、オイル戻し通路内の空気が分離オイル回収通路を経由してケース内に流れ込むといった気流は生じないことになる。従って、オイルセパレータのケース内で分離したオイルを、分離オイル回収通路を経て内燃機関のオイル溜まり部側へ容易に送り出すことが可能になり、オイルセパレータの「オイル切り」が良好になる。

分離オイル回収通路のより具体的な構成として、その下流端を、オイル溜まり部内に貯留されているオイル内に浸漬させている。例えば、分離オイル回収通路をオイル溜まり部に向けて延びる配管により構成し、この配管の下端をオイル溜まり部内のオイルに浸漬させる構成とする。これによれば、所謂サイフォン効果により分離オイル回収通路内でのブローバイガスの逆流を阻止することができ、これによってもオイルセパレータの「オイル切り」が良好に行えることになる。

内燃機関の具体構成及びそれに適したオイル戻し通路と分離オイル回収通路との配設状態として具体的には以下のものが挙げられる。内燃機関はＶ型多気筒エンジンで成り、一方のバンクのシリンダと他方のバンクのシリンダとが互いに気筒配列方向にずれて配設されていて、各バンクそれぞれにおける気筒配列方向の一方側には相手側バンクに対向するデッドスペースをそれぞれ有している。そして、オイル戻し通路及び分離オイル回収通路を、一方のバンクの上記デッドスペースに配設した構成としている。

これにより、上記デッドスペースを有効に利用し、エンジンの大型化を招くことのないオイル戻し通路及び分離オイル回収通路の配設状態を得ることができる。また、これら通路の内径の大形化を図ることも可能であり、オイル回収性能の向上を図ることもできる。

本発明では、オイルセパレータによってブローバイガスから分離されたオイルを内燃機関における潤滑用オイルを利用して加熱することでオイル中の水分量の減少を図っている。このため、ブローバイガス中の酸化窒素成分と水とが結合してスラッジが発生してしまうといった状況を抑制でき、スラッジによるオイルの劣化を防止することができ、また、ブローバイガス回収経路等がスラッジによって閉塞されてブローバイガス回収動作が円滑に行えなくなるといった状況を回避できる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、本発明に係るオイル回収構造を自動車用Ｖ型８気筒エンジン（内燃機関）に適用した場合について説明する。

−エンジン全体構成の説明−
オイル回収構造を説明する前に本実施形態に係るエンジンの全体構成について説明する。

図１は、本実施形態に係るＶ型エンジンＥをクランクシャフトＣの軸心に沿った方向から見たエンジン内部の概略構成を示す図である。また、図２は、このエンジンＥ及び吸排気系の概略を示すシステム構成図である。

これら図に示すように、Ｖ型エンジンＥは、シリンダブロック１の上部にＶ型に突出した一対のバンク２Ｌ，２Ｒを有している。各バンク２Ｌ，２Ｒは、シリンダブロック１の上端部に設置されたシリンダヘッド３Ｌ，３Ｒと、その上端に取り付けられたヘッドカバー４Ｌ，４Ｒとをそれぞれ備えている。上記シリンダブロック１には複数のシリンダ５Ｌ，５Ｒ，…（例えば各バンク２Ｌ，２Ｒに４個ずつ）が所定の挟み角（例えば９０°）をもって配設されており、これらシリンダ５Ｌ，５Ｒ，…の内部にピストン５１Ｌ，５１Ｒ，…が往復移動可能に収容されている。また、各ピストン５１Ｌ，５１Ｒ，…はコネクティングロッド５２Ｌ，５２Ｒ，…を介してクランクシャフトＣに動力伝達可能に連結されている。更に、シリンダブロック１の下側にはクランクケース６が取り付けられており、上記シリンダブロック１内の下部からクランクケース６の内部に亘る空間がクランク室６１となっている。また、このクランクケース６の更に下側にはオイル溜まり部となるオイルパン６２が配設されている。

また、上記シリンダヘッド３Ｌ，３Ｒには吸気ポート３１Ｌ，３１Ｒを開閉するための吸気バルブ３２Ｌ，３２Ｒ及び排気ポート３３Ｌ，３３Ｒを開閉するための排気バルブ３４Ｌ，３４Ｒがそれぞれ組み付けられており、シリンダヘッド３Ｌ，３Ｒとヘッドカバー４Ｌ，４Ｒとの間に形成されているカム室４１Ｌ，４１Ｒに配置されたカムシャフト３５Ｌ，３５Ｒ，３６Ｌ，３６Ｒの回転によって各バルブ３２Ｌ，３２Ｒ，３４Ｌ，３４Ｒの開閉動作が行われるようになっている。

また、本実施形態に係るエンジンＥのシリンダヘッド３Ｌ，３Ｒは分割構造となっている。詳しくは、シリンダブロック１の上面に取り付けられるシリンダヘッド本体３７Ｌ，３７Ｒと、このシリンダヘッド本体３７Ｌ，３７Ｒの上側に組み付けられるカムシャフトハウジング３８Ｌ，３８Ｒとによりシリンダヘッド３Ｌ，３Ｒが構成されている。このような分割構造とした理由は、エンジン構成部品の組み付け作業性を良好にするためである。つまり、シリンダヘッド本体３７Ｌ，３７Ｒに上記吸気バルブ３２Ｌ，３２Ｒ、排気バルブ３４Ｌ，３４Ｒ、動弁機構の各種部品を組み付けておく一方、カムシャフトハウジング３８Ｌ，３８Ｒにカムシャフト３５Ｌ，３５Ｒ，３６Ｌ，３６Ｒを支持させておく。その後、シリンダヘッド本体３７Ｌ，３７Ｒの上側にカムシャフトハウジング３８Ｌ，３８Ｒをボルト止め等の手段によって一体的に組み付けることで動弁機構が組み付けられたシリンダヘッド３Ｌ，３Ｒが完成する。これにより、エンジン構成部品の組み付け作業性が良好になる。

一方、上記各バンク２Ｌ，２Ｒの内側（バンク間側）の上部には各バンク２Ｌ，２Ｒに対応する吸気マニホールド７Ｌ，７Ｒが配設されており、各吸気マニホールド７Ｌ，７Ｒの下流端が各吸気ポート３１Ｌ，３１Ｒ，…に連通している。また、この吸気マニホールド７Ｌ，７Ｒは、各バンク共通のサージタンク７１（図２参照）及びスロットルバルブ７２を備えた吸気管７３に連通されており、この吸気管７３の上流側にはエアクリーナ７４が設けられている。これにより、上記エアクリーナ７４から吸気管７３内に導入された空気は、サージタンク７１を通じて各吸気マニホールド７Ｌ，７Ｒに導入される。

上記シリンダヘッド３Ｌ，３Ｒの吸気ポート３１Ｌ，３１Ｒにはポート噴射インジェクタ（ポート噴射燃料噴射弁）７５Ｌ，７５Ｒがそれぞれ設けられており、このポート噴射インジェクタ７５Ｌ，７５Ｒからの燃料噴射時にあっては、吸気マニホールド７Ｌ，７Ｒ内に導入された空気と、このポート噴射インジェクタ７５Ｌ，７５Ｒから噴射された燃料とが混合されて混合気となり、吸気バルブ３２Ｌ，３２Ｒの開弁に伴って燃焼室７６Ｌ，７６Ｒへ導入されることになる。

また、本実施形態に係るエンジンＥは、筒内直噴インジェクタ（筒内直噴燃料噴射弁）７８Ｌ，７８Ｒも備えており、この筒内直噴インジェクタ７８Ｌ，７８Ｒからの燃料噴射時にあっては、燃焼室７６Ｌ，７６Ｒへ燃料が直接噴射されるようになっている。

尚、上記ポート噴射インジェクタ７５Ｌ，７５Ｒ及び筒内直噴インジェクタ７８Ｌ，７８Ｒの燃料噴射形態の一例として、エンジンＥの低中負荷時には、両インジェクタ７５Ｌ，７５Ｒ，７８Ｌ，７８Ｒからの燃料噴射を行って均質な混合気を生成し、燃費の改善及び低エミッション化を図るようにする。また、エンジンＥの高負荷時には、筒内直噴インジェクタ７８Ｌ，７８Ｒのみからの燃料噴射を行って吸気冷却効果による充填効率の向上及びノッキングの抑制を図るようにしている。これらインジェクタ７５Ｌ，７５Ｒ，Ｒ７８Ｌ，７８Ｒの燃料噴射形態としてはこれに限るものではない。

上記燃焼室７６Ｌ，７６Ｒの頂部には点火プラグ７７Ｌ，７７Ｒが配設されている。上記燃焼室７６Ｌ，７６Ｒにおいて、点火プラグ７７Ｌ，７７Ｒの点火に伴う混合気の燃焼圧力はピストン５１Ｌ，５１Ｒに伝えられ、ピストン５１Ｌ，５１Ｒを往復運動させる。このピストン５１Ｌ，５１Ｒの往復運動はコネクティングロッド５２Ｌ，５２Ｒを介してクランクシャフトＣに伝えられ、回転運動に変換されてエンジンＥの出力として取り出されることになる。また、上記各カムシャフト３５Ｌ，３５Ｒ，３６Ｌ，３６Ｒは、クランクシャフトＣから取り出される動力がタイミングチェーンによって伝達されて回転駆動され、この回転によって上記各バルブ３２Ｌ，３２Ｒ，３４Ｌ，３４Ｒの開閉動作を行わせる。

上記燃焼後の混合気は排気ガスとなり、排気バルブ３４Ｌ，３４Ｒの開弁に伴い排気マニホールド８Ｌ，８Ｒに排出される。排気マニホールド８Ｌ，８Ｒには排気管８１Ｌ，８１Ｒがそれぞれ接続され、更に、排気管８１Ｌ，８１Ｒには三元触媒等を内蔵した触媒コンバータ８２Ｌ，８２Ｒが取り付けられている。この触媒コンバータ８２Ｌ，８２Ｒを排気ガスが通過することにより、排気ガス中に含まれる炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）、及び酸化窒素成分（ＮＯｘ）が浄化されるようになっている。また、上記排気管８１Ｌ，８１Ｒの下流端側は合流されてマフラ８３に接続されている。

−ＰＣＶ装置の説明−
次に、ＰＣＶ装置９について説明する。このＰＣＶ装置９は、シリンダ５Ｌ，５Ｒの内面とピストン５１Ｌ，５１Ｒの外面との隙間からクランク室６１内に吹き抜けたブローバイガスを吸気系に導くためのものである。

上記ＰＣＶ装置９は、シリンダブロック１上の各バンク２Ｌ，２Ｒ間に配置されたオイルセパレータ９１を備えている。また、このオイルセパレータ９１は、セパレータケース９２、このセパレータケース９２にそれぞれ接続されるオイル排出配管９３及びブローバイガス排出ホース９４を備えている（図３〜図６を参照）。図３及び図４は、シリンダブロック１上にオイルセパレータ９１が設置された状態を示す斜視図であって、図３はエンジン前側から見た図であり、図４はエンジン後側から見た図である。また、図５及び図６は、上記オイルセパレータ９１が各バンク２Ｌ，２Ｒ間に設置された状態を示しており（エンジンＥの外形及びクランク室６１の形状を仮想線で示している）、図５はエンジンＥを前側から見た図であり、図６はエンジンＥを後側から見た図である。更に、図７はオイルセパレータ９１の斜視図である。

以下、オイルセパレータ９１を構成する各部材について説明する。

（セパレータケース９２）
セパレータケース９２は、クランク室６１からブローバイガス回収経路Ａを経て抜き出されたブローバイガスからオイルミストを分離するためのものであって、シリンダブロック１上の各バンク２Ｌ，２Ｒ間の上面にボルト止め等の手段によって取り付けられている。尚、上記ブローバイガス回収経路Ａは、上記シリンダブロック１と、このシリンダブロック１の前面側に取り付けられたチェーンカバーとの間の空間（上記タイミングチェーンが配設される空間）を利用して形成されている。つまり、このブローバイガス回収経路Ａは、その下端がクランク室６１内に連通しており、クランク室６１内に吹き抜けたブローバイガスが、クランク室６１の内部圧力とセパレータケース９２の内部圧力との差圧によりブローバイガス回収経路Ａを上向きに流れるようになっている。

また、シリンダブロック１には、図５に示すように一端が上記ブローバイガス回収経路Ａに、他端がバンク２Ｌ，２Ｒ間の上面に開口するブローバイガス通路１ａが形成されており、後述するセパレータケース９２のブローバイガス導入口９２ｅが、このブローバイガス通路１ａに連通されている。これにより、ブローバイガス回収経路Ａ内のブローバイガスが、このブローバイガス通路１ａ及びブローバイガス導入口９２ｅを経てセパレータケース９２内に導入される構成となっている。

そして、図７に示すように、セパレータケース９２は、樹脂製のロアケース９２ａとアッパケース９２ｂとが振動溶着等の手段によって一体的に組み付けられて内部にブローバイガス流路が形成されている。詳しくは、図３及び図４に示すように、セパレータケース９２は、クランクシャフトＣの軸心に沿う方向を長手方向とする容器で成り、その内部には、パンチングプレートやバッフルプレート等で成るオイル分離機構が収容されている。

そして、このセパレータケース９２の長手方向の一方側（エンジンＥの前側）はブローバイガス導入部９２ｃ及びブローバイガス排出部９２ｄに分岐されている。このブローバイガス導入部９２ｃの底面には上記ブローバイガス導入口９２ｅが形成されている一方、ブローバイガス排出部９２ｄの上面にはブローバイガス排出口が形成されている。また、このセパレータケース９２の長手方向の他方側（エンジンＥの後側）の側面にはオイル排出口が形成されている。そして、上記ブローバイガス排出部９２ｄのブローバイガス排出口には上記ブローバイガス排出ホース９４が、オイル排出口には上記オイル排出配管９３がそれぞれ接続されている。

つまり、このセパレータケース９２の内部において上記オイル分離機構によりブローバイガスからオイルミストが分離され、その後、ブローバイガスは、ブローバイガス排出口からブローバイガス排出ホース９４に流出されるようになっている。

一方、分離後のオイルはオイル排出口に達し、オイル排出配管９３によりオイルパン６２に向けて流下されることになる。このオイル回収のための構成については後述する。

尚、上記セパレータケース９２の容量、各開口の寸法は、エンジンＥの排気量やブローバイガスの発生量等に適したブローバイガス回収能力が発揮できるように適宜設計されている。

（ブローバイガス排出ホース９４）
ブローバイガス排出ホース９４は、上記セパレータケース９２においてオイルが分離除去された後のブローバイガスを吸気系に導くための配管であって、上述した如く上流端が上記ブローバイガス排出部９２ｄのブローバイガス排出口に接続され、下流端がサージタンク７１に接続されている。これにより、ブローバイガスを、サージタンク７１を介してエンジンＥの吸気系に戻すようにしている。

また、このブローバイガス排出ホース９４の上流端部にはＰＣＶバルブ９５が設けられている。このＰＣＶバルブ９５が吸気負圧等によって開弁することによりセパレータケース９２内のブローバイガスがブローバイガス排出ホース９４に流出されてサージタンク７１に導入されるようになっている。

（オイル排出配管９３）
オイル排出配管９３は、上述した如くセパレータケース９２内で分離されたオイルをオイルパン６２に戻すためのものであって、図４、図６及び図８（この図８ではオイル排出配管９３及び後述する熱交換器１０を実線とし、セパレータケース９２及び左バンク２Ｌを仮想線としている）に示すように、上流端が上記セパレータケース９２の側面に形成された上記オイル排出口に接続されている一方、下流端がシリンダブロック１の片側のバンク（本実施形態では左バンク２Ｌ）の後方側の面２１に接続されている。

図９はこのオイル排出配管９３を示しており、図９（ａ）はオイル排出配管９３の平面図、図９（ｂ）はオイル排出配管９３の正面図である。このように、このオイル排出配管９３は、セパレータケース９２のオイル排出口に接続される上流側コネクタ９３ａ及びシリンダブロック１の後方側の面２１に接続される下流側コネクタ９３ｂを備えていると共に、複数のブラケット９３ｃ，９３ｃ，…によってシリンダブロック１の後方側の面２１に支持されている。

上記シリンダブロック１の左バンク２Ｌの内部には、上端がカム室４１Ｌに、下端がクランク室６１にそれぞれ開口するオイル戻し通路１ｂがシリンダヘッド３Ｌからシリンダブロック１に亘って形成されており、シリンダブロック１の後方側の面２１には、このオイル戻し通路１ｂに対向する位置に接続開口１ｃが形成されている（図６参照）。このオイル戻し通路１ｂには、カム室４１Ｌ内に供給されて動弁系を潤滑した後のオイルがオイルパン６２に向けて流れ込んでいる。そして、上記オイル排出配管９３の下流端は、上記下流側コネクタ９３ｂを介して上記接続開口１ｃに接続されている。

上記オイル戻し通路１ｂの形成位置について説明する。上述した如く本実施形態に係るエンジンＥはＶ型である。この種のエンジンでは、各バンク２Ｌ，２Ｒのコネクティングロッド５２Ｌ，５２Ｒ同士の干渉を避けるために、各バンク２Ｌ，２Ｒのシリンダ５Ｌ，５Ｒの位置は、互いに気筒配列方向にずれて配設されている。このため、各バンク２Ｌ，２Ｒそれぞれにおける気筒配列方向の一方側には相手側バンクに対向するデッドスペースをそれぞれ有している。具体的には図３及び図４に示すように、本実施形態におけるエンジンＥでは、左側バンク２Ｌが右側バンク２Ｒに対して気筒配列方向の前側に僅かにずれた位置に配設されている。このため、上記デッドスペースは、左側バンク２Ｌの気筒配列方向の後側及び右側バンク２Ｒの気筒配列方向の前側にそれぞれ存在している。図４における範囲Ｄは、この左側バンク２Ｌの気筒配列方向後側のデッドスペースを示している。

本実施形態では、左側バンク２Ｌの気筒配列方向後側のデッドスペースＤに上記オイル戻し通路１ｂを形成している。これにより、上記デッドスペースＤを有効に利用し、エンジンＥの大型化を招くことなしに比較的大径のオイル戻し通路１ｂを配設できるようになっている。このように大径のオイル戻し通路１ｂを配設することにより、高いオイル回収性能を得ることができる。

本実施形態の特徴の一つとして、上記シリンダブロック１の内部に形成されている上記オイル戻し通路１ｂには、熱交換器１０が収容されている。この熱交換器１０は、上記カム室４１Ｌからオイル戻し通路１ｂに流れ込んでくるオイルと、上記セパレータケース９２においてブローバイガスから分離されてオイル排出配管９３を流れてきたオイルとを合流させることなく熱交換を行わせるものである。以下の説明では、この両オイルを識別するために、カム室４１Ｌからオイル戻し通路１ｂに流れ込んでくるオイルを「潤滑用オイル」と呼び、オイルセパレータ９１によりブローバイガスから分離されてオイル排出配管９３を流れてくるオイルを「分離オイル」と呼ぶこととする。以下、熱交換器１０について説明する。

図１０は熱交換器１０の正面図である。また、図１１（ａ）は図１０におけるＸＩ−ＸＩ線に沿った断面図であり、図１１（ｂ）は図１１（ａ）におけるＢ−Ｂ線に対応した位置における熱交換器１０の断面図である。

これら図に示すように、熱交換器１０は、アウタパイプ１１とインナパイプ１２とが一体的に接合された構成となっている。アウタパイプ１１は、上記オイル戻し通路１ｂの内径寸法よりも僅かに小さい外径寸法を有する金属製の筒体で成り、その上端部及び下端部にはそれぞれゴムパッキン１１ａ，１１ｂが装着されている。これらゴムパッキン１１ａ，１１ｂの外径寸法は、上記オイル戻し通路１ｂの内径寸法に等しいか、またはオイル戻し通路１ｂの内径寸法よりも僅かに大きく設定されている。これにより、熱交換器１０がオイル戻し通路１ｂに収容された状態では、各ゴムパッキン１１ａ，１１ｂがオイル戻し通路１ｂの内面に密着して、オイル戻し通路１ｂ内における熱交換器１０の収容状態が保持されると共に、熱交換器１０の外周部分のシール性が確保される。

一方、インナパイプ１２は、上記アウタパイプ１１の外径寸法の約半分の外径寸法を有する金属製の筒体で成り、アウタパイプ１１の内周面に溶接等の手段によって一体的に接合されている。これらアウタパイプ１１及びインナパイプ１２の接合面同士は平坦面で形成されている。インナパイプ１２の上端部は扁平形状に押し潰されて閉塞されている。このため、インナパイプ１２は下方に開放する筒体として形成されている。

そして、上記アウタパイプ１１とインナパイプ１２との接合面における上下２箇所には、アウタパイプ１１の外側空間とインナパイプ１２の内側空間とを連通する連通孔１３，１４が形成されている。上側の連通孔１３は、上記オイル排出配管９３を流れてきた分離オイルをインナパイプ１２の内側空間（分離オイル回収通路）Ｓ２に導入するための孔であり、下側の連通孔１４は、上記アウタパイプ１１とオイル戻し通路１ｂの内面との間の空間に流れ込んだ分離オイルをインナパイプ１２の内側空間Ｓ２に導入するための孔である。

このように、熱交換器１０は二重管構造で構成されており、この二重管構造の外側の空間（アウタパイプ１１の内面とインナパイプ１２の外面との間の空間）Ｓ１（以下、オイル回収外側通路と呼ぶ）に、上記カム室４１Ｌから流下する潤滑用オイルが流れる。一方、二重管構造の内側の空間（インナパイプ１２の内側空間）Ｓ２（以下、オイル回収内側通路と呼ぶ）に上記オイル排出配管９３を流れてきた分離オイル（オイルセパレータ９１によって分離されたオイル）が流れるようになっている。

図１２は、上記オイル戻し通路１ｂの延長方向に沿ってシリンダブロック１を切断した図であって、オイル戻し通路１ｂの内部に熱交換器１０が収容されており、シリンダブロック１の後方側の面２１に形成されている接続開口１ｃにオイル排出配管９３の下流端である下流側コネクタ９３ｂが接続された状態における熱交換器１０と下流側コネクタ９３ｂとの位置関係を示す図である。

この図に示すように、下流側コネクタ９３ｂは熱交換器１０の上側の連通孔１３に対向しており、この下流側コネクタ９３ｂから流出した分離オイルの大部分は上側の連通孔１３からインナパイプ１２の内側空間Ｓ２に導入される（図１２における矢印Ｏ１参照）一方、一部の分離オイルは上記アウタパイプ１１とオイル戻し通路１ｂの内面との間に流れ込んでその空間Ｓ３に溜まり、その量が一定量を超えると、下側の連通孔１４よりインナパイプ１２の内側空間Ｓ２に導入されるようになっている（図１２における矢印Ｏ２参照）。

上記アウタパイプ１１の下端は上記オイル戻し通路１ｂの内部で開放されている。このため、上記オイル回収外側通路Ｓ１を流れた潤滑用オイルは、熱交換器１０からオイル戻し通路１ｂに流れ出て（図１２における矢印Ｏ３参照）、クランク室６１の内壁面に沿いオイルパン６２に向けて流下することになる。

一方、インナパイプ１２の下端にはオイル回収パイプ１５が接続されている。図１３はこのオイル回収パイプ１５を示しており、図１３（ａ）はオイル回収パイプ１５の正面図、図１３（ｂ）はオイル回収パイプ１５の側面図である。このように、このオイル回収パイプ１５は、上端部にコネクタ１５ａが設けられており、このコネクタ１５ａが上記熱交換器１０のインナパイプ１２の下端に挿入されて接続されている。一方、このオイル回収パイプ１５の下端は、オイルパン６２の底部近傍まで延び、このオイルパン６２内のオイルに浸漬されている（図１及び図６参照）。尚、このオイル回収パイプ１５は取付ブラケット１５ｂによってクランク室６１の内面に支持されている。

図１４は、オイルパン６２の平面図である。この図に示すように、オイルパン６２の隅角部（図中左下の隅角部）にはオイルパン６２の底部から上方に立ち上がる隔壁６２ａが設けられており、この隔壁６２ａとオイルパン６２の外周壁６２ｂとによって、オイルパン６２の中央部のオイル貯留空間αから隔離され且つ所定量以上のオイルを常時貯留しておくためのオイル保持空間βが形成されている。そして、上記オイル回収パイプ１５の下端は、このオイル保持空間βに貯留されているオイルに浸漬されている。図１４の仮想線が、オイル保持空間βに対するオイル回収パイプ１５の挿入位置を示している。

以上の如く、熱交換器１０に流入した各オイル（潤滑用オイル及び分離オイル）は、それぞれ異なる空間Ｓ１，Ｓ２を流れ、個別にオイルパン６２に回収されるようになっている。

−ＰＣＶ装置９の動作説明−
次に、上述の如く構成されたＰＣＶ装置９の動作及び上記熱交換器１０による作用について説明する。エンジンＥの圧縮行程や膨張行程においてシリンダ５Ｌ，５Ｒとピストン５１Ｌ，５１Ｒとの隙間からクランク室６１内に吹き抜けたブローバイガスは、上記シリンダブロック１とチェーンカバーユニットとの間の空間であるブローバイガス回収経路Ａを経た後、ブローバイガス通路１ａ及びブローバイガス導入口９２ｅよりセパレータケース９２内に導入される。このセパレータケース９２内に流れ込んだブローバイガスは、オイル分離機構によりオイルミストが分離される。

そして、オイルミストが分離除去されたブローバイガスは、セパレータケース９２におけるブローバイガス排出部９２ｄのブローバイガス排出口に達し、ＰＣＶバルブ９５の開放動作に伴ってブローバイガス排出ホース９４に流出されてサージタンク７１より吸気系に導入される。

一方、分離後の分離オイルは、セパレータケース９２のオイル排出口に達して、オイル排出配管９３に排出され、このオイル排出配管９３及び上記二重管構造で構成されている熱交換器１０におけるインナパイプ１２の内側空間（オイル回収内側通路）Ｓ２に導入される。この内側空間Ｓ２を流れる際、分離オイルは、アウタパイプ１１の内面とインナパイプ１２の外面との間の空間であるオイル回収外側通路Ｓ１を流れている潤滑用オイルとの間で熱交換が行われる。

この潤滑用オイルは、上記カムシャフト３５Ｌ，３６Ｌ等を潤滑してカム室４１Ｌからオイル回収外側通路Ｓ１に流れ込んでいるため、シリンダヘッド３Ｌやシリンダブロック１から熱を受けて比較的高温度（例えば８０℃）になっており、オイルセパレータ９１からオイル排出配管９３を経てオイル回収内側通路Ｓ２を流れる分離オイルよりも温度が高くなっている。このため、熱交換器１０においては、オイル回収外側通路Ｓ１を流れる潤滑用オイル（図１２における矢印Ｏ３参照）の熱がオイル回収内側通路Ｓ２を流れる分離オイル（図１２における矢印Ｏ１，Ｏ２参照）に与えられ、この分離オイルが温度上昇することになる。

このようにして分離オイルが温度上昇することで、この分離オイル中に含まれている水分が蒸発することになり、オイルパン６２に流れ込む水量が減少する。その結果、オイルパン６２に貯留されているオイル内の水分量（油中水分量）の増加を抑制できて、ブローバイガス中の酸化窒素成分（ＮＯｘ）と水とが結合してスラッジが発生してしまうといった状況を抑制できる。このため、スラッジによるオイルの劣化を防止することができ、また、ブローバイガス回収経路等がスラッジによって閉塞されてブローバイガス回収動作が円滑に行えなくなるといった状況を招くことがなくなり、良好なオイル分離回収機能を発揮させることができる。

熱交換器１０を経た分離オイルは、オイル回収パイプ１５によりオイルパン６２のオイル保持空間βに流下して回収される。

尚、エンジンＥには、クランク室６１内に新気を導入するための新気導入路が形成されており、上述したブローバイガス還元動作に伴って、この新気導入路からクランク室６１内に新気が導入されてクランク室６１の換気が行われている。この新気導入路として具体的には、例えば上記吸気管７３内を流れている空気の一部をクランク室６１に導入する構成が挙げられる。

また、上述した如く、熱交換器１０のインナパイプ１２の下端部に接続されているオイル回収パイプ１５の下端はオイルパン６２内のオイルに浸漬されている。このため、オイル回収パイプ１５の内部空間及び熱交換器１０のオイル回収内側通路Ｓ２内でのブローバイガスの逆流を阻止することができ、オイルセパレータ９１の「オイル切り」が良好に行えることになる。

更に、熱交換器１０を二重管構造としたことで、オイル排出配管９３がオイル回収外側通路Ｓ１内の空気層に臨むことがなくなる。上記セパレータケース９２の内部にはブローバイガスをエンジンＥの吸気系に戻すための吸入負圧が作用しているため、特にエンジンＥの高回転時にあってはセパレータケース９２の内部圧力はオイル回収外側通路Ｓ１の内部圧力よりも低い状況であるが、上述した如く、このオイル回収外側通路Ｓ１とセパレータケース９２とを連通させないことにより、オイル回収外側通路Ｓ１内の空気がオイル排出配管９３を経由してセパレータケース９２内に流れ込むといった状況が生じないようになっている。このため、セパレータケース９２で分離されたオイルはオイル排出配管９３及びオイル回収内側通路Ｓ２を経てオイルパン６２に容易に排出されることになる。

−その他の実施形態−
以上説明した実施形態では、本発明に係るオイル回収構造を自動車用Ｖ型８気筒エンジンに適用した場合について説明した。本発明はこれに限らず、自動車用直列型エンジン、自動車用水平対向型エンジン等に対しても適用可能である。また、自動車用に限らず、その他のエンジンにも本発明は適用可能である。また、気筒数、Ｖ型エンジンＥにおけるＶバンクの挟み角、その他エンジンＥの仕様は特に限定されるものではない。

また、上述した実施形態では、各バンク２Ｌ，２Ｒ間の上面にセパレータケース９２を設置したＰＣＶ装置９に本発明を適用した場合について説明した。本発明はこれに限らず、ヘッドカバー４Ｌ，４Ｒ内部にセパレータケースを設置したＰＣＶ装置に対しても適用可能である。

また、上記実施形態では、熱交換器１０を二重管構造とし、オイル回収外側通路Ｓ１に潤滑用オイルを、オイル回収内側通路Ｓ２に分離オイルをそれぞれ流すようにしていた。本発明はこれに限らず、オイル回収外側通路Ｓ１に分離オイルを、オイル回収内側通路Ｓ２に潤滑用オイルをそれぞれ流すようにしてもよい。また、潤滑用オイルと分離オイルとの間で熱交換を行わせるための構成としては二重管構造に限らず、各オイルの流路を互いに隣接させるようにしてもよい。

更に、上記実施形態では、左側バンク２Ｌの気筒配列方向の後側のデッドスペースに上記オイル戻し通路１ｂを形成し、また熱交換器１０を配設していた。本発明はこれに限らず、右側バンク２Ｒの気筒配列方向の前側のデッドスペースにオイル戻し通路１ｂを形成し、また熱交換器１０を配設するようにしてもよい。

実施形態に係るＶ型エンジンをクランクシャフトの軸心に沿った方向から見たエンジン内部の概略構成を示す図である。 エンジン及び吸排気系の概略を示すシステム構成図である。 シリンダブロック上にオイルセパレータが設置された状態をエンジン前側から見た斜視図である。 シリンダブロック上にオイルセパレータが設置された状態をエンジン後側から見た斜視図である。 オイルセパレータの設置状態をエンジン前側から見た図である。 オイルセパレータの設置状態をエンジン後側から見た図である。 オイルセパレータの斜視図である。 オイル排出配管及び熱交換器を実線で示し、セパレータケース及び左バンクを仮想線で示す斜視図である。 図９（ａ）はオイル排出配管の平面図、図９（ｂ）はオイル排出配管の正面図である。 熱交換器の正面図である。 図１１（ａ）は図１０におけるＸＩ−ＸＩ線に沿った断面図であり、図１１（ｂ）は図１１（ａ）におけるＢ−Ｂ線に対応した位置における熱交換器の断面図である。 オイル戻し通路の延長方向に沿ってシリンダブロックを切断した図であって、熱交換器と下流側コネクタとの位置関係を示す図である。 図１３（ａ）はオイル回収パイプの正面図、図１３（ｂ）はオイル回収パイプの側面図である。 オイルパンの平面図である。

符号の説明

２Ｌ，２Ｒ バンク
６２ オイルパン（オイル溜まり部）
９ ＰＣＶ装置（ブローバイガス還元装置）
９１ オイルセパレータ
１０ 熱交換器
Ｅ エンジン（内燃機関）
Ｄ デッドスペース
Ｓ１ オイル回収外側通路（オイル戻し通路）
Ｓ２ オイル回収内側通路（分離オイル回収通路）

Claims (5)

1. ブローバイガス中に含まれるオイルミストを分離するオイルセパレータを備え、このオイルセパレータによってオイルミストが分離除去されたブローバイガスを内燃機関の吸気系へ送ると共に、分離したオイルを内燃機関のオイル溜まり部側へ送るブローバイガス還元装置のオイル回収構造であって、
   上記オイルセパレータで分離されたオイルをオイル溜まり部側へ向けて送る分離オイル回収通路が、内燃機関本体に形成され且つこの内燃機関本体の内部を潤滑したオイルが流下するオイル戻し通路に隣接して配置されており、このオイル戻し通路内を流れるオイルの熱が上記分離オイル回収通路内を流れるオイルに与えられる構成となっていることを特徴とするブローバイガス還元装置のオイル回収構造。
2. 上記請求項１記載のブローバイガス還元装置のオイル回収構造において、
   オイル戻し通路内を流れるオイルの熱を、分離オイル回収通路内を流れるオイルに与えるための熱交換部分は、二重管構造となっており、外側の流路及び内側の流路のうち一方がオイル戻し通路となり他方が分離オイル回収通路となるよう構成されていることを特徴とするブローバイガス還元装置のオイル回収構造。
3. 上記請求項２記載のブローバイガス還元装置のオイル回収構造において、
   熱交換部分の外側の流路はオイル戻し通路であってシリンダヘッドの内部空間に連通してこのシリンダヘッドからオイルを回収するようになっている一方、熱交換部分の内側の流路は分離オイル回収通路であってオイルセパレータの内部空間に連通してこのオイルセパレータによってブローバイガスから分離されたオイルを回収するようになっていることを特徴とするブローバイガス還元装置のオイル回収構造。
4. 上記請求項１、２または３記載のブローバイガス還元装置のオイル回収構造において、
   分離オイル回収通路の下流端は、オイル溜まり部内に貯留されているオイル内に浸漬されていることを特徴とするブローバイガス還元装置のオイル回収構造。
5. 上記請求項１〜４のうち何れか一つに記載のブローバイガス還元装置のオイル回収構造において、
   内燃機関はＶ型多気筒エンジンで成り、一方のバンクのシリンダと他方のバンクのシリンダとが互いに気筒配列方向にずれて配設されていて、各バンクそれぞれにおける気筒配列方向の一方側には相手側バンクに対向するデッドスペースをそれぞれ有しており、オイル戻し通路及び分離オイル回収通路は、一方のバンクの上記デッドスペースに配設されていることを特徴とするブローバイガス還元装置のオイル回収構造。

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