JP2008038839A - ドライサンプ式エンジン - Google Patents

Abstract

【課題】ドライサンプ式エンジンにおけるオイルタンクからのブローバイガス排出路にＰＣＶバルブを組み込んだ場合において、ＰＣＶバルブの凍結を抑制できるような新規な手段を提供する。
【解決手段】ブローバイガス還流導管１４を開閉するためのＰＣＶバルブ１５を、クランク室５ａからの油路の一部であるオイル溜り部２２と熱交換可能に配置する。油路を通じてクランク室５ａから排出される潤滑油１１の熱が、ＰＣＶバルブ１５に作用するので、オイルタンク３からのブローバイガス排出路（還流導管１４）を開閉するＰＣＶバルブ１５の凍結を抑制できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、クランク室とオイルタンクとの間を連結し、両者の間でオイルを移動させるようにしたドライサンプ式エンジンに関する。

エンジンのクランク室と、エンジン外のオイルタンクとの間を連結してなるドライサンプ式エンジンが種々提案されている。例えば特許文献１は、クランク室からオイルタンクに潤滑油を排出する油路と、オイルタンクからブローバイガスを排出するブローバイガス排出路と、を備えたドライサンプ式エンジンを開示している。このエンジンでは、クランク室内のオイルとブローバイガスはオイルタンクに導かれ、気液分離されたブローバイガスは、オイルタンク上部に接続されたブローバイガス排出路から、エンジンの吸気経路に還流される。この場合には、ブローバイガス中のオイルミストがオイルタンク内で沈降させられるので、ブローバイガス排出路の入口端部をクランクケースに接続した場合に比べ、エンジンの姿勢変化時にもオイルミストの吸気系への噴出を抑制できる利点がある。

ところで、広く用いられているウェットサンプ式エンジンでは、ブローバイガス排出路はエンジンのクランク室に接続され、かつ多くの場合、ブローバイガスの流量を制御するためのＰＣＶバルブ（Positive Crankcase Ventilation valve）が設けられている。このＰＣＶバルブがクランクケースに固定されている場合には、ＰＣＶバルブはクランクケースからの伝熱によって良く昇温されるので、ＰＣＶバルブの弁体に付着したブローバイガス中の水分が寒冷時に凍結しても、これを迅速に解消することができる。ＰＣＶバルブの凍結防止を課題とした技術は、特許文献２ないし４にも開示されている。

特開２００４−１０８２８２号公報 実開昭６４−１５７１０号公報 特開平１０−８９０３９号公報 特開平１０−１０３０４０号公報

しかし、上述した特許文献１のようなドライサンプ式エンジンにおけるオイルタンクからのブローバイガス排出路に、このＰＣＶバルブ（ＰＣＶバルブ）を組み込もうとすると、エンジンからの伝熱が得られないために、ＰＣＶバルブが凍結し易く、且つ凍結した場合にその解消が遅れるという新たな問題が生じる。ドライサンプ式エンジンは主としてスポーツ車に採用されるため、ＰＣＶバルブの凍結が問題になるような極寒環境での使用は基本的に想定されておらず、この問題についての研究は進んでいない。

そこで本発明の目的は、ドライサンプ式エンジンにおけるオイルタンクからのブローバイガス排出路にＰＣＶバルブを組み込んだ場合において、ＰＣＶバルブの凍結を抑制できるような新規な手段を提供することにある。

本発明のドライサンプ式エンジンは、潤滑油を貯留するオイルタンクと、エンジン本体のクランク室からスカベンジポンプによって前記オイルタンクに潤滑油を排出する油路と、前記オイルタンクからブローバイガスを排出するブローバイガス排出路と、を備えたドライサンプ式エンジンであって、前記ブローバイガス排出路を開閉するためのＰＣＶバルブを更に備え、該ＰＣＶバルブは前記油路と熱交換可能に配置されていることを特徴とする。

本発明では、ブローバイガス排出路を開閉するためのＰＣＶバルブが、クランク室からの油路と熱交換可能に配置されているので、油路を通じてクランク室から排出される潤滑油の熱がＰＣＶバルブに作用する。したがって、ドライサンプ式エンジンにおけるオイルタンクからのブローバイガス排出路にＰＣＶバルブを組み込んだ場合において、ＰＣＶバルブの凍結を抑制することができる。

前記油路におけるＰＣＶバルブの近傍には、所定量の潤滑油を保持可能なオイル溜り部を設けるのが好適である。この場合には、オイル溜り部に保持された潤滑油の熱容量により、エンジン停止後におけるＰＣＶバルブの温度の低下を遅延させることができる。

本発明におけるＰＣＶバルブは、オイルタンクに固定するのが好適である。

本発明の別の一態様では、オイルタンクからブローバイガスを排出するブローバイガス排出路を開閉するためのＰＣＶバルブが、エンジン本体と熱交換可能に配置されている。この場合には、エンジン本体からの伝熱により、ＰＣＶバルブの凍結を抑制することができる。

ＰＣＶバルブをエンジン本体と熱交換可能に配置する場合には、ＰＣＶバルブはエンジン本体のシリンダブロックに固定するのが特に好適である。

本発明の実施形態について、以下に図面に従って説明する。図１において、本発明の実施形態に係るドライサンプ式エンジン１は、エンジン本体２と、オイルタンク３とを有する。エンジン本体２は、不図示の燃料噴射弁を有する４サイクルガソリン内燃機関であり、シリンダブロック４に形成されたシリンダ４ａ、およびクランクケース５に形成されたクランク室５ａを有する。シリンダ４ａに上下動自在に配置されたピストン６ａは、コンロッド６ｂによってクランク軸６ｃに連結されている。エンジン本体２の図示しない吸気ポートには吸気管８が接続され、吸気管８にはスロットル弁９およびエアクリーナ１０が設置されている。なお、図１は１つのシリンダ４ａのみを図示しているが、エンジン本体２は４つのシリンダ４ａを有する。

オイルタンク３は、エンジン本体２から離れて配置された密閉容器であり、潤滑油１１を貯留可能である。オイルタンク３は、オイル排出導管１２およびオイル供給導管１３によってクランク室５ａと連結されている。

オイルタンク３には更に、オイルタンク３からブローバイガスを排出するための還流導管１４が接続されている。還流導管１４の一端は、オイルタンク３に固定されたＰＣＶバルブ１５に接続されている。ブローバイガス還流導管１４の他端は、吸気管８のスロットル弁９よりも上流側に接続されている。還流導管１４およびＰＣＶバルブ１５によって、本発明におけるブローバイガス排出路が構成される。

図２に示されるように、ＰＣＶバルブ１５は、金属製のバルブケース１６の内部に、弁体１７を有している。弁体１７は、ポート１８から弁室１９内に与えられる吸気管負圧と、圧縮コイルバネ２０の反発力との平衡関係に応じて上下動し、ブローバイガス流量を制御するように構成されている。また弁室１９内にはダンパ用の圧縮コイルバネ２１が配置されている。

バルブケース１６の下方部分を囲んで、ほぼ円筒形のオイル溜り部２２が設けられている。バルブケース１６はオイル溜り部２２の内周面である通孔２３に密接して嵌合されている。オイル溜り部２２の上面には、入口管２４および出口管２５がそれぞれ上向きに接続されている。したがってオイル溜り部２２は、所定量の潤滑油を保持可能である。出口管２５はＵ字状に湾曲しており、その下向きの末端部はオイルタンク３内に開口している。

再び図１において、オイル排出導管１２は、クランク室５ａ内に設置されたスカベンジポンプ２６と、クランク室５ａの底部のオイルパンの近傍に開口している取入口２７を有する。オイル排出導管１２は、このスカベンジポンプ２６によって、クランク室５ａからの潤滑油１１をオイルタンク３内に排出することができる。オイル排出導管１２の他端は、入口管２４に接続されている。オイル供給導管１３は、クランク室５ａ内に設置されたフィードポンプ２８を有し、フィードポンプ２８の吐出側は、シリンダヘッド２９などのエンジン各部の潤滑ポイントに接続されている。スカベンジポンプ２６およびフィードポンプ２８は、エンジン本体２によって機械的に駆動されるが、電動式であってもよい。

以上のとおり構成された本実施形態のドライサンプ式エンジン１では、クランク室５ａの底部のオイルパンに溜まった潤滑油１１とブローバイガスは、スカベンジポンプ２６によって取入口２７から吸引され、オイル排出導管１２、入口管２４、オイル溜り部２２および出口管２５を順次経由して（矢印Ａ）、オイルタンク３内に排出される。オイルタンク３内では、潤滑油１１とブローバイガスとが分離され、ブローバイガスはＰＣＶバルブ１５および還流導管１４を経由して、吸気管８に還元される（矢印Ｂ）。オイルタンク３内の潤滑油１１は、フィードポンプ２８によって吸引され（矢印Ｃ）、エンジン本体２の各部の潤滑ポイントに供給される（矢印Ｄ）。

ここで本実施形態では、スカベンジポンプ２６によってオイル排出導管１２を通じて流れる潤滑油は、オイル溜り部２２を通る際に、ＰＣＶバルブ１５の下方部分および弁体１７を昇温させる。また、エンジン本体２およびスカベンジポンプ２６が停止している場合には、オイル排出導管１２を通じた潤滑油の排出が停止されるが、その際にはオイル溜り２２の容積に対応した所定量の潤滑油が、オイル溜り２２の内部に収容されて保持される。

以上のとおり、本実施形態では、還流導管１４を開閉するためのＰＣＶバルブ１５が、クランク室５ａからの油路の一部であるオイル溜り部２２と熱交換可能に配置されているので、油路を通じてクランク室５ａから排出される潤滑油１１の熱が、ＰＣＶバルブ１５に作用する。したがって、ドライサンプ式エンジン１におけるオイルタンク３からのブローバイガス排出路（還流導管１４）にＰＣＶバルブ１５を組み込んだ場合において、ＰＣＶバルブ１５の凍結を抑制することができる。

また本実施形態では、クランク室５ａからの油路におけるＰＣＶバルブ１５の近傍に、所定量の潤滑油を保持可能なオイル溜り部２２を設けたので、オイル溜り部２２に保持された潤滑油１１（図２参照）の熱容量により、エンジン１の停止後におけるＰＣＶバルブの温度の低下を遅延させることができる。

なお、ＰＣＶバルブ１５はオイルタンク３に固定するのが好適であるが、クランク室５ａからの油路と熱交換可能な構造であれば、ブローバイガス排出路中のどの位置に設けてもよい。

次に、本発明の第２実施形態について説明する。図３において、本発明の第２実施形態のドライサンプ式エンジン１０１は、オイルタンク３からブローバイガスを排出する還流導管１１４を開閉するためのＰＣＶバルブ１１５を、エンジン本体２と熱交換可能に配置したものである。

ＰＣＶバルブ１１５は、シリンダブロック４の外側に形成された伝熱筐体１２２を介して、シリンダブロック４に固定されている。オイルタンク３には、ブローバイガスを排出する還流導管１１４の一端が固定されており、還流導管１１４の他端は伝熱筐体１２２に接続されている。伝熱筐体１２２はシリンダブロック４に固定または一体的に形成されており、シリンダブロック４の熱をＰＣＶバルブ１１５に伝導可能である。伝熱筐体１２２はその内部に密閉された空室を画成している。第２実施形態の残余の構成は、上記第１実施形態と同様であるため、同一符号を付してその詳細の説明は省略する。

以上のとおり構成された第２実施形態では、還流導管１１４を開閉するためのＰＣＶバルブ１１５が、エンジン本体２と熱交換可能に配置されているので、エンジン本体２からの熱がＰＣＶバルブ１１５に作用する。したがって、ドライサンプ式エンジン１におけるオイルタンク３からのブローバイガス排出路（還流導管１１４）にＰＣＶバルブ１１５を組み込んだ場合において、ＰＣＶバルブ１１５の凍結を抑制することができる。

また本実施形態では、ＰＣＶバルブ１１５をエンジン本体２のシリンダブロック４に固定したので、シリンダブロック４の高温を利用でき、本発明の目的を特に好適に実現できる。

なお、ＰＣＶバルブ１１５は、エンジン本体２におけるシリンダブロック４以外の箇所に固定してもよい。また、ＰＣＶバルブ１１５の周囲に、スカベンジポンプ２６からの油路を導入し、この油路とＰＣＶバルブ１１５を熱交換可能としてもよい。さらに、ＰＣＶバルブ１１５の周囲に、上記第１実施形態におけるオイル溜り部２２と同様のオイル溜り部を設けてもよい。

なお、上記各実施形態では、本発明をある程度の具体性をもって説明したが、本発明については、特許請求の範囲に記載された発明の精神や範囲から離れることなしに、さまざまな改変や変更が可能であることは理解されなければならない。すなわち、本発明は特許請求の範囲およびその等価物の範囲および趣旨に含まれる修正および変更を包含するものである。例えば、上記第１実施形態では、オイル溜り部２２は潤滑油１１をその自重によって保持可能としたが、本発明におけるオイル溜り部は入口側および／または出口側にバルブを設け、これを開閉制御することで潤滑油を保持することとしてもよい。

また、上記各実施形態では本発明をガソリンエンジンに適用した例について説明したが、本発明は自然着火式のディーゼルエンジンなど各種の内燃機関に適用することが可能であり、そのような変形はいずれも本発明の範疇に属するものである。

本発明の第１実施形態に係るドライサンプ式エンジンの概略構成図である。 第１実施形態におけるＰＣＶバルブ近傍の構造を示す縦断面図である。 本発明の第２実施形態に係るドライサンプ式エンジンの概略構成図である。

符号の説明

１，１０１ ドライサンプ式エンジン
２ エンジン本体
３ オイルタンク
４ シリンダブロック
５ａ クランク室
８ 吸気管
１１ 潤滑油
１２ オイル排出導管
１３ オイル供給導管
１４，１１４ ブローバイガス還流導管
１５，１１５ ＰＣＶバルブ
２２ オイル溜り部
２６ スカベンジポンプ
１２２ 伝熱筐体

Claims (5)

1. 潤滑油を貯留するオイルタンクと、エンジン本体のクランク室からスカベンジポンプによって前記オイルタンクに潤滑油を排出する油路と、前記オイルタンクからブローバイガスを排出するブローバイガス排出路と、を備えたドライサンプ式エンジンであって、
   前記ブローバイガス排出路を開閉するためのＰＣＶバルブを更に備え、該ＰＣＶバルブは前記油路と熱交換可能に配置されていることを特徴とするドライサンプ式エンジン。
2. 請求項１に記載のドライサンプ式エンジンであって、
   前記油路における前記ＰＣＶバルブの近傍には、所定量の潤滑油を保持可能なオイル溜り部が設けられていることを特徴とするドライサンプ式エンジン。
3. 請求項１または２に記載のドライサンプ式エンジンであって、
   前記ＰＣＶバルブは前記オイルタンクに固定されていることを特徴とするドライサンプ式エンジン。
4. 潤滑油を貯留するオイルタンクと、エンジン本体のクランク室からスカベンジポンプによって前記オイルタンクに潤滑油を排出する油路と、前記オイルタンクからブローバイガスを排出するブローバイガス排出路と、を備えたドライサンプ式エンジンであって、
   前記ブローバイガス排出路を開閉するためのＰＣＶバルブを更に備え、該ＰＣＶバルブは前記エンジン本体と熱交換可能に配置されていることを特徴とするドライサンプ式エンジン。
5. 請求項４に記載のドライサンプ式エンジンであって、
   前記ＰＣＶバルブは、前記エンジン本体のシリンダブロックに固定されていることを特徴とするドライサンプ式エンジン。
   

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