JP2010216315A - エンジン - Google Patents

Abstract

【課題】ブリーザ装置を構造変更することなく潤滑油を除去するための最適な構成にすることができ、容易に潤滑油の回収効率を向上させるエンジンのブリーザ装置の提供を目的とする。
【解決手段】弁腕室２１上部にブローバイガスを吸気還元するためのブローバイガス通路２５が設けられたエンジン１であって、ブローバイガス通路２５中途部にブリーザ室２２へ連通する潤滑油戻し通路２５ｂを形成するとともにブローバイガス通路２５内に潤滑油戻し通路２５ｂと近接するようにらせん状部材４０が配置される。
【選択図】図４

Description

本発明は、エンジンのブリーザ装置に関する。詳しくはブローバイガスを吸気還元する際にブローバイガスに含まれる潤滑油を除去する技術に関する。

従来、エンジンの弁腕室上部にブローバイガスを吸気（例えば、吸気マニホールド等）還元するための通路が設けられたエンジンは知られている。このような構成において、ブローバイガスに含まれる潤滑油は、ブリーザ室の入り口部に設けられたろ網によって除去され、ブリーザ配管を通じて吸気還元されるが、入り口部だけでは除去能力が十分でない場合があった。よって、潤滑油が吸気に混入し燃焼されることで排ガスエミッションが増加する問題があった。

そこで、係る問題を解決する手段として、ブリーザ室内に複数の部屋を形成するとともにオイルトラップ材を複数設けたエンジンのブリーザ装置の技術は公知である。たとえば特許文献１のごとくである。

上述した特許文献に開示された構成では、ブリーザ室内におけるブローバイガスの通過経路を長く確保し、複数のオイルトラップ材によって複数回潤滑油を除去することで、潤滑油の回収効率を向上することができる。しかし、潤滑油の除去率の調整を行う場合、ブリーザ室の形状変更やオイルトラップの追加を行う必要があり大きな構造変更を伴う。よって、ブリーザ装置の構造をエンジンの特性毎に合わせて潤滑油除去のための最適な構成にすることが困難であった。

特開２００３−９０２０４号公報

本発明は、上記の如き課題を鑑みてなされたものであり、ブリーザ装置を構造変更することなく潤滑油を除去するための最適な構成にすることができ、容易に潤滑油の回収効率を向上させるエンジンのブリーザ装置の提供を目的とする。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１においては、弁腕室上部にブローバイガスを吸気還元するためのブローバイガス通路が設けられたエンジンであって、前記ブローバイガス通路中途部に弁腕室へ連通する潤滑油戻し通路を形成するとともに前記ブローバイガス通路内に前記潤滑油戻し通路と近接するようにらせん状部材が配置されることを特徴とするものである。

請求項２においては、前記らせん状部材は、前記ブローバイガス通路から着脱可能に構成されることを特徴とするものである。

請求項３においては、前記らせん状部材は、螺旋ピッチ変更手段が設けられることを特徴とするものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１の如く構成したので、ブローバイガスは、らせん状部材によって旋回流となり、ブローバイガスに含まれる潤滑油が遠心力により分離される。また、ブローバイガスがブローバイガス通路を通過する時間が延びることでブローバイガスの放熱量は増加し、ブローバイガスに含まれる潤滑油の液滴化が促進される。これにより、ブリーザ装置を構造変更することなく潤滑油を除去するための最適な構成にすることができ、容易に潤滑油の回収効率を向上させることができる。

請求項２の如く構成したので、巻き数や幅等を変更したらせん状部材と容易に交換することができ、潤滑油移行量の調整やマッチング等の調整が可能となる。これにより、ブリーザ装置を構造変更することなく潤滑油を除去するための最適な構成にすることができ、容易に潤滑油の回収効率を向上させることができる。

請求項３の如く構成したので、容易にらせん状部材の螺旋ピッチを変更することができ、潤滑油移行量の調整やマッチング等の調整が可能となる。これにより、ブリーザ装置を構造変更することなく潤滑油を除去するための最適な構成にすることができ、容易に潤滑油の回収効率を向上させることができる。

本発明の第一実施形態に係るエンジン 本発明の第一実施形態に係るエンジン上部の斜視図。 弁腕ケースの斜視図。 図３におけるＡ−Ａ線断面によって表される弁腕ケースの拡大断面図。 らせん状部材を変更した場合の図３におけるＡ−Ａ線断面によって表される弁腕ケースの拡大断面図。 図３におけるＡ−Ａ線断面によって表される本発明の第二実施形態に係る弁腕ケースの拡大断面図。 螺旋ピッチを変更した場合の図３におけるＡ−Ａ線断面によって表される本発明の第二実施形態に係る弁腕ケースの拡大断面図。 図３におけるＡ−Ａ線断面によって表される本発明の第二実施形態に係る弁腕ケースの別実施例の拡大断面図。 図８におけるＡ−Ａ線断面によって表される本発明の第二実施形態に係る弁腕ケースの別実施例の拡大断面図。

次に、図１、図２、図３および図４を用いて本発明に係るブローバイガスの吸気還元機構を有するエンジンの実施の一形態であるエンジン１の第一実施形態について説明する。なお、各図における矢印Ｕ方向を上方向として上下方向を規定する。

図１および図２に示すように、エンジン１は、上部、即ちシリンダブロックの上部に配置されるシリンダヘッドに、弁腕ケース２と、ブリーザ装置３と、吸気マニホールド４と、エアクリーナ５と、過給機６と、消音器７等を具備する。

弁腕ケース２は、シリンダヘッドに配置されるカムや吸排気バルブ等を覆い、外部から遮蔽するものである。

ブリーザ装置３は、クランクケース内部の圧力を放圧するものである。ブリーザ装置３は、弁腕ケース２の上部に設けられている。

吸気マニホールド４は、外気をエンジン１の図示しない各シリンダ内へ分配して送給するものである。

エアクリーナ５は、外気中の異物を除去するものである。エアクリーナ５は、内部にフィルター等の異物除去機構を備える。図示しない外気取り入れ口から取り入れられた外気は、エアクリーナ５のフィルター等によって異物を除去され、過給機６等を介して吸気マニホールド４へ送給される。

過給機６は、外気をエンジン１の排気圧を利用して吸気マニホールド４へ過給するものである。過給機６は、タービンとコンプレッサーとから構成される。過給機６は、コンプレッサー側取入口がパイプ１１および継手１５を介してエアクリーナ５に接続され、コンプレッサー側排出口がパイプ１２を介して給気マニホールド４に接続される。また、過給機６は、タービン側取入口がパイプ１３を介してエンジン１の図示しない排気マニホールドに接続され、タービン側排出口が消音器７に接続される。

過給機６は、タービン側取入口から送給される排気ガスの排気圧によって前記タービンを回転させ、該タービンの回転力を動力源としてコンプレッサーを作動させる。そして過給機６は、コンプレッサー側取入口から送給される外気を前記コンプレッサーよって加圧し、コンプレッサー側排出口からエンジン１の吸気マニホールド４へ過給する。タービン側取入口から送給される排気ガスは、タービンを経由してタービン側排出口から消音器７へ排出される。

消音器７は、排気音を消音するものものである。消音器７は、過給機６の前記タービンから排出された排気ガスの排気音を消音した後に排気ガスを外気中に排出する。

継手１５は、三方向にパイプを接続可能なものである。継手１５は、二方向がパイプ１１およびエアクリーナ５に接続され、残る一方向がパイプ１４を介してブリーザ装置３に接続される。即ち、パイプ１４は、エンジン１の吸気系統（パイプ１１等）に図示しないクランクケース内のブローバイガスを還元するための還元用配管（ブリーザ配管）の一例である。

続いて、エンジン１に備わる弁腕ケース２の内部構成について図３、及び図４を参照して説明する。

図４に示すように、ブリーザ装置３は、弁腕ケース２の上部に配置されて、調圧弁３０と、らせん状部材４０等から構成される。

弁腕ケース２は、弁腕室２１とブリーザ室２２とを構成するものである。弁腕ケース２は、内部を図示しない遮蔽板で上下に二分割され、前記遮蔽板より下側を弁腕室２１、上側をブリーザ室２２として構成される。

図４に示すように、弁腕ケース２は、上面（ブリーザ室２２の上部壁面の外側）にブリーザ室２２と連通される環状のガス通路２３が形成され、ガス通路２３の中央部に吸気通路２４が開口される。また、弁腕ケース２は、吸気通路２４の下端より略水平方向（図３における略水平左方向）に向かってブローバイガス通路２５が形成される。ブローバイガス通路２５は、底部に潤滑油回収溝２５ａと、潤滑油回収溝２５ａとブリーザ室２２を介して弁腕室２１とを連通する潤滑油戻し通路２５ｂとが形成される。弁腕ケース２は、ブローバイガス通路２５の端部にパイプ１４が接続され、継手１５を介してエンジン１の吸気系統（パイプ１１等）に連通されている。

弁腕室２１は、図示しない吸排気弁、プッシュロッド、弁腕および燃料噴射ノズル等を内装するものである。弁腕ケース２内の図示しない遮蔽版より下側に構成される（図３参照）。

ブリーザ室２２は、ブローバイガスに含まれる潤滑油を除去するものである。ブリーザ室２２は、弁腕ケース２内の図示しない遮蔽版より上側に構成され、霧状の潤滑油を捕獲するためのオイルトラップ材が配置されるとともに潤滑油がオイルトラップ材に捕獲されやすいようにラビリンス状の通路が形成される。

調圧弁３０は、ブリーザ室２２の圧力を一定に保つものである。調圧弁３０は、ブリーザ蓋３１と、ダイアフラム３２と、バネ３３と、センタープレート３４等から構成される。ブリーザ蓋３１は、ガス通路２３および吸気通路２４の上部に密閉空間を構成するように配置される。ダイアフラム３２は、ブリーザ蓋３１内のガス通路２３と吸気通路２４との連通部分に載置される。ダイアフラム３２は、周囲をブリーザ蓋３１の縁部によって押圧して固定され、ダイアフラム３２の上面とブリーザ蓋３１との間に背室３５が形成される。そして、ダイアフラム３２は、ダイアフラム３２の上面に固設されるセンタープレート３４とブリーザ蓋３１内面との間に介装されるバネ３３により下方に付勢され、ガス通路２３と吸気通路２４との間を遮断する構成となっている。

らせん状部材４０は、ブローバイガスの流れを旋回流にするものである。らせん状部材４０はバネ鋼や樹脂等の材料からなり螺旋形状に形成されている。らせん状部材４０は、外径をブローバイガス通路２５の内径より若干小さく形成され、ブローバイガス通路２５内に着脱可能に配置される。らせん状部材４０は、一側端部がブローバイガス通路２５に掛止ピン４１を介してブローバイガス通路２５の吸気通路２４側に掛止され、他側端部が着脱可能な固定ネジ４２によってブローバイガス通路２５に掛止される。

以上のような構成において、ブローバイガスの発生に伴いブリーザ室２２の圧力が上昇する。ブリーザ室２２の圧力によってダイアフラム３２に加わる力がバネ３３の付勢力より大きくなると、ダイアフラム３２を押圧してブリーザ室２２と吸気通路２４とがガス通路２３を介して連通する。ブローバイガスに含まれる潤滑油は、ブリーザ室２２内のオイルトラップ材等で捕獲された後、調圧弁３０を通過してブローバイガス通路２５へ送給される。ブローバイガスは、ブローバイガス通路２５を通過する際、らせん状部材４０によって旋回流とされる。これにより、ブローバイガスに遠心力が発生しブローバイガスに残留する潤滑油が分離される。また、ブローバイガスがブローバイガス通路２５を通過する時間が延びることでブローバイガスの放熱量は増加し、ブローバイガスに含まれる潤滑油の液滴化が促進される。分離された潤滑油は、ブローバイガス通路２５の壁面やらせん状部材４０に付着して液滴化される。液滴化した潤滑油は潤滑油回収溝２５ａへ流れ込み、潤滑油戻し通路２５ｂからブリーザ室２２を介して弁腕室２１に戻される。ブローバイガスの潤滑油移行量は、螺旋ピッチ等の異なるらせん状部材４０ａに交換することで最適な状態に調整される（図５参照）。

以上の如く、弁腕室２１上部にブローバイガスを吸気還元するためのブローバイガス通路２５が設けられたエンジン１であって、ブローバイガス通路２５中途部に弁腕室２１へ連通する潤滑油戻し通路２５ｂを形成するとともにブローバイガス通路２５内に潤滑油戻し通路２５ｂと近接するようにらせん状部材４０が配置される。

このように構成することで、ブローバイガスは、らせん状部材４０によって旋回流となり、ブローバイガスに含まれる潤滑油が遠心力により分離される。また、ブローバイガスがブローバイガス通路２５を通過する時間が延びることでブローバイガスの放熱量は増加し、ブローバイガスに含まれる潤滑油の液滴化が促進される。これにより、ブリーザ装置３を構造変更することなく潤滑油を除去するための最適な構成にすることができ、容易に潤滑油の回収効率を向上させることができる。

また、らせん状部材４０は、ブローバイガス通路２５から着脱可能に構成される。らせん状部材４０を交換する場合には、ブローバイガス通路２５の先端に接続されるパイプ１４および固定ネジ４２を外して、らせん状部材４０をブローバイガス通路２５先端の開口部から抜き出して交換する。

このように構成することで、巻き数や幅等を変更したらせん状部材４０と容易に交換することができ、潤滑油移行量の調整やマッチング等の調整が可能となる。これにより、ブリーザ装置３を構造変更することなく潤滑油を除去するための最適な構成にすることができ、容易に潤滑油の回収効率を向上させることができる。

以下では、図６および図７を用いて本発明に係るブローバイガスの吸気還元機構を有するエンジンの実施の一形態であるエンジン１の第二実施形態について説明する。なお、以下の実施形態において、既に説明した第一実施形態と同様の点に関しては同一符号を付してその具体的説明を省略し、相違する部分を中心に説明する。

図６に示すように、らせん状部材５０は、ブローバイガスの流れを旋回流にするものである。らせん状部材５０は、バネ鋼や樹脂等の材料を用いて螺旋形状に形成されており、螺旋軸方向に変形可能に構成されている。らせん状部材５０は、軸心にスパイラル軸５１が配設され、らせん状部材５０の一側端部がスパイラル軸５１の一側に固設される。らせん状部材５０の他側端部は、スパイラル軸５１の軸径より若干大きい内径をもつ円筒体５２が固設され、円筒体５２にスパイラル軸５１の他側が摺動自在に挿入される。スパイラル軸５１の他側には螺旋ピッチ変更手段が設けられている。該螺旋ピッチ変更手段は本実施例では、スパイラル軸５１の他側にねじ部５１ａが形成され、ねじ部５１ａにナット５３が螺装される。らせん状部材５０は、ねじ部５１ａに螺合されるナット５３を回動することによって円筒体５２を移動させることができらせん状部材５０の螺旋ピッチを変更可能としている。らせん状部材５０は、外径をブローバイガス通路２５の内径より若干小さく形成され、ブローバイガス通路２５内に着脱可能に配置される。らせん状部材５０は、スパイラル軸５１の一側端部が掛止ピン５４に掛止され、スパイラル軸５１の他側端部が着脱可能な掛止ピン５５によってブローバイガス通路２５に掛止される。らせん状部材５０の螺旋ピッチを変更する場合には、パイプ１４を外して、開口部からナット５３を回動して円筒体５２を摺動させる。

以上のような構成において、ブローバイガスの発生に伴いブリーザ室２２の圧力が上昇する。ブリーザ室２２の圧力によってダイアフラム３２に加わる力がバネ３３の付勢力より大きくなると、ダイアフラム３２を押圧してブリーザ室２２と吸気通路２４とがガス通路２３を介して連通する。ブローバイガスに含まれる潤滑油は、ブリーザ室２２内のオイルトラップ材等で捕獲された後、調圧弁３０を通過してブローバイガス通路２５へ送給される。ブローバイガスは、ブローバイガス通路２５を通過する際、らせん状部材５０によって旋回流とされる。これにより、ブローバイガスに遠心力が発生しブローバイガスに残留する潤滑油が分離される。また、ブローバイガスがブローバイガス通路２５を通過する時間が延びることでブローバイガスの放熱量は増加し、ブローバイガスに含まれる潤滑油の液滴化が促進される。分離された潤滑油は、ブローバイガス通路２５の壁面やらせん状部材５０に付着して液状化される。液状化した潤滑油は潤滑油回収溝２５ａへ流れ込み、潤滑油戻し通路２５ｂからブリーザ室２２を介して弁腕室２１に戻される。ブローバイガスの潤滑油移行量は、らせん状部材５０の螺旋ピッチをナット５３によって変更することで最適な状態に調整される（図７参照）。

なお、螺旋ピッチ変更手段の構成は限定するものではない。他の実施例として、図８および図９に示すように、スパイラル軸５１の両側は、掛止ピン５４と掛止ピン５６とにより回転自在に支持され、スパイラル軸５１の他側には歯車５８が固設される。また、スパイラル軸５１のねじ部５１ａには、らせん状部材５０の他側端部に固設された円筒体５７が螺合される。歯車５８にウォームギア５９を噛合させ、ウォームギア５９を外部より回動することによりスパイラル軸５１を介して円筒体５７を移動させ、らせん状部材５０の螺旋ピッチを変更する構成とすることもできる。

以上の如く、らせん状部材５０は、螺旋ピッチ変更手段が設けられる。

このように構成することで、容易にらせん状部材５０の螺旋ピッチを変更することができ、潤滑油移行量の調整やマッチング等の調整が可能となる。これにより、ブリーザ装置３を構造変更することなく潤滑油を除去するための最適な構成にすることができ、容易に潤滑油の回収効率を向上させることができる。

１ エンジン
２１ 弁腕室
２５ ブローバイガス通路
２５ｂ 潤滑油戻し通路
４０ らせん状部材

Claims (3)

1. 弁腕室上部にブローバイガスを吸気還元するためのブローバイガス通路が設けられたエンジンであって、
   前記ブローバイガス通路中途部に弁腕室へ連通する潤滑油戻し通路を形成するとともに前記ブローバイガス通路内に前記潤滑油戻し通路と近接するようにらせん状部材が配置されることを特徴とするエンジン。
2. 前記らせん状部材は、
   前記ブローバイガス通路から着脱可能に構成されることを特徴とする請求項１に記載のエンジン。
3. 前記らせん状部材は、
   螺旋ピッチ変更手段が設けられることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のエンジン。