JP2012127284A - エンジンのブローバイガス還元装置 - Google Patents

Abstract

【課題】オイルセパレータにおけるオイルミストの分離効率を簡便に向上させることができる、ブローバイガス還元装置を提供する。
【解決手段】ブローバイガス供給配管１２を介してブローバイガスを、オイルセパレータ１１に供給し、オイルセパレータ１１でオイルミストが分離された残部のブローバイガスをエンジン１の吸気管１３に戻すブローバイガス還元装置において、ブローバイガス供給配管１２をジグザグ又は螺旋状に形成して、ブローバイガスの冷却構造を備えるようにした。前記冷却構造によってブローバイガスの温度が低下して、ブローバイガス中のオイル蒸気の液化が促進され、これによってオイルミストの粒径が大きくなることで、オイルセパレータ１１におけるオイルの分離効率が向上する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ブローバイガスからオイルを分離するオイルセパレータを含むエンジンのブローバイガス還元装置に関する。

従来から、エンジンから排出されるブローバイガスからオイル（オイルミスト）を分離するオイルセパレータを備え、オイルセパレータでオイルが分離された残部のブローバイガスを吸気管に戻すようにしたブローバイガス還元装置があった（例えば、特許文献１参照）。

特開２００９−０６８４７１号公報

ところで、オイルセパレータの方式としては、慣性衝突式、迷路式、サイクロン式などがあるが、いずれの方式でも粒径が小さいオイルミストを分離することが難しいという問題があった。
ここで、ガラス繊維などから形成されるフィルタをオイルセパレータに付加すれば、粒径が小さいオイルミストの分離効率を向上させることが可能であるが、フィルタを付加すると、オイルセパレータの構造が複雑になり、また、フィルタ交換の手間が発生するという問題がある。

そこで、本発明は上記従来技術の問題点に鑑み、オイルセパレータにおけるオイルミストの分離効率を簡便に向上させることができる、ブローバイガス還元装置を提供することを目的とする。

このため、本発明は、エンジンから排出されたブローバイガスを、ブローバイガス供給配管を介してオイルセパレータに供給し、オイルセパレータでオイルが分離された残部のブローバイガスをエンジンの吸気管に戻すエンジンのブローバイガス還元装置において、前記ブローバイガス供給配管が、ブローバイガスの冷却構造を備えるようにした。

本発明によれば、ブローバイガス供給配管に備えた冷却構造によって、オイルセパレータに供給されるブローバイガスの温度が低下して、ブローバイガス中のオイル蒸気の液化が促進され、これによって、オイルミストの粒径が大きくなることで、オイルセパレータにおけるオイルの分離効率が向上する。

本発明の第１実施形態におけるエンジンのブローバイガス還元装置を示す概略図 前記第１実施形態においてブローバイガス供給配管をジグザグとした例を示す図 前記第１実施形態においてブローバイガス供給配管を螺旋状とした例を示す図 前記第１実施形態においてジグザグに形成した金属製配管と弾性ゴム製配管とを組み合わせたブローバイガス供給配管の例を示す図 前記第１実施形態において螺旋状に形成した金属製配管と弾性ゴム製配管とを組み合わせたブローバイガス供給配管の例を示す図 本発明の第２実施形態におけるエンジンのブローバイガス還元装置を示す概略図 前記第２実施形態における冷却箱の構造を示す断面図

以下、添付した図面を参照して本発明の実施形態を詳述する。
図１は、本願発明に係るブローバイガス還元装置を備えたエンジン１を示す。
エンジン１のシリンダブロック２の上部には、ピストン３を収容するシリンダ４が複数形成されている。

シリンダブロック２のスカート部２ａの下部にはオイルパン５が取り付けられ、スカート部２ａとオイルパン５とでクランクケース６が構成される。
クランクケース６は、図示省略したクランク軸を収容すると共に、オイル（潤滑油）を貯留する。

シリンダブロック２の上部にはシリンダヘッド７が取り付けられ、シリンダヘッド７の上部はヘッドカバー８で覆われ、シリンダヘッド７とヘッドカバー８とでヘッド室９が形成される。
ヘッド室９には、バルブ駆動装置などを潤滑するために、図示省略したオイル循環装置によってクランクケース６から送出されたオイルが供給され、ヘッド室９に供給されたオイルは、ヘッド室９とクランクケース６内とを連通させるオイル通路１０を介してクランクケース６の底部のオイル溜まり６ａに戻される。

また、ブローバイガス還元装置として、ブローバイガスからオイル（オイルミスト）を分離するオイルセパレータ１１と、ヘッド室９（シリンダヘッド７）から排出されるブローバイガスをオイルセパレータ１１に供給するブローバイガス供給配管１２と、オイルセパレータ１１でオイルが分離された残部のブローバイガスを、エンジン１の吸気管１３に還流させる還流配管１４と、オイルセパレータ１１で分離したオイルをクランクケース６内に戻すオイル戻し配管１５とを備える。

オイルセパレータ１１は、慣性衝突式、迷路式、サイクロン式などの公知のオイルセパレータを適宜用いることができる。
また、オイルセパレータ１１内のオイル戻し経路には、前後差圧に応じて開閉動作し、クランクケース６側からオイルセパレータ１１内に向かうオイルの流れを遮断するチェックバルブ（図示省略）を設けてある。

また、オイル戻し配管１５は、クランクケース６のオイル液面よりも高い位置に開口するように、クランクケース６に対して接続される。
ブローバイガス供給配管１２は、配管内を流れるブローバイガスを冷却するための冷却構造を備えている。

冷却構造として、ブローバイガス供給配管１２の配管長さを、ヘッド室９（シリンダヘッド７）とオイルセパレータ１１とを接続するのに要する長さ（余裕分を含む）よりも長くした構造とする。
詳細には、弾性ゴム製のブローバイガス供給配管１２を、図２に示すようにジグザグの形状に形成したり、図３に示すように螺旋状に形成したりすることで、略真直ぐな配管を用いる場合よりも管路長が長くなるようにする。

尚、ブローバイガス供給配管１２の略全域にわたってジグザグ又は螺旋状としても良いし、ブローバイガス供給配管１２の一部をジグザグ又は螺旋状とすることができる。
また、図４や図５に示すように、弾性ゴムよりも熱伝導率が大きいアルミニウムなどの金属によってジグザグ又は螺旋状の配管１２ａを形成し、この金属製配管１２ａと、ヘッド室９（シリンダヘッド７）及びオイルセパレータ１１との接続を、弾性ゴム製配管１２ｂで行わせることができる。

上記のように、ブローバイガス供給配管１２を、ジグザグ又は螺旋状とすることで、管路長を長くすれば、ブローバイガスが、ブローバイガス供給配管１２内を流れる時間が長くなり、その分、オイルセパレータ１１に達するまでの間における温度低下が大きくなる。ブローバイガスの温度が低下すれば、ブローバイガスに含まれるオイル蒸気（気化したオイル）の液化が促進され、ブローバイガス中のオイルミストの粒径が大きくなる。

そして、ブローバイガス中のオイルミストの粒径が大きくなれば、オイルセパレータ１１におけるオイルの分離効率が向上し、エンジン１の吸気管１３にブローバイガスと共に還流されるオイルの量を減らすことができる。
また、上記実施形態では、ブローバイガス供給配管１２をジグザグ又は螺旋状とすることでオイルの分離効率を向上させるから、簡便に分離効率の向上を実現できる。

例えば、オイルセパレータ１１にフィルタを追加することによっても、オイルの分離効率を向上させることができるが、フィルタの追加は、コストアップ、構造の複雑化、フィルタ交換の手間などを発生させることになる。これに対し、上記実施形態のようにブローバイガス供給配管１２をジグザグ又は螺旋状とすれば、コストアップ及び構造の複雑化を抑制し、かつ、フィルタ交換の手間を生じることなく、オイル分離効率を向上させることができる。

尚、ブローバイガス供給配管１２の形状及び配置を、図２〜図５に示したものに限定するものではない。例えば、螺旋状に形成したブローバイガス供給配管１２を、オイルセパレータ１１の外側を囲むように設置したりすることができ、また、ジグザグ形状と螺旋形状とを組み合わせて用いることができ、略真直ぐな配管を用いる場合よりも、配管経路として迂回し、管路長が長くなる形状及び配置を適宜採用できる。

また、上記実施形態では、ブローバイガス供給配管１２の形状を、ジグザグ又は螺旋状とすることで、管路長を長くし、ブローバイガス供給配管１２を流れるブローバイガスの温度を低下させるが、ブローバイガス供給配管１２の途中に、空冷式の冷却箱を接続し、この冷却箱でブローバイガスの温度を低下させることができる。

図６は、空冷式の冷却箱を用いる第２実施形態を示す。
図６において、弾性ゴム製のブローバイガス供給配管１２ｃの一端を、ヘッド室９（シリンダヘッド７）のブローバイガス出口に接続し、他端を、金属製（アルミニウムなど）の空冷式冷却箱６１のブローバイガス入口６１ａに接続する一方、弾性ゴム製のブローバイガス供給配管１２ｄの一端を、冷却箱６１のブローバイガス出口６１ｂに接続し、他端を、オイルセパレータ１１のブローバイガス入口に接続している。

図７は、冷却箱６１の内部構造を示す断面図である。
冷却箱６１の内部空間は、２枚の仕切り板６１ｃ，６１ｄによって仕切られることで、ジグザグに連なる入口通路６１ｅ、中央通路６１ｆ、出口通路６１ｇが形成されている。
そして、ブローバイガス入口６１ａから冷却箱６１内に流入したブローバイガスは、入口通路６１ｅをそのまま直進した後、突き当たりの壁６１ｈに衝突することで流れ方向が反転し、入口通路６１ｅと仕切り板６１ｃによって隔てられた中央通路６１ｆを流れる。

中央通路６１ｆを流れるブローバイガスは、突き当たりの壁６１ｉに衝突することで流れ方向が反転し、中央通路６１ｆと仕切り板６１ｄによって隔てられた出口通路６１ｇを流れ、ブローバイガス出口６１ｂから流出し、ブローバイガス供給配管１２ｄを介してオイルセパレータ１１に供給される。
冷却箱６１の外面には、複数の冷却フィン６１ｊが一体的に立設されており、冷却箱６１内を流れるブローバイガスの熱は、冷却箱６１の外壁及び冷却フィン６１ｊを介して空気中に放熱され、これによって、ブローバイガスの温度低下を促進する。

ブローバイガスの温度が低下すれば、ブローバイガスに含まれるオイル蒸気が液化し、ブローバイガス中のオイルミストの粒径が大きくなる。そして、ブローバイガス中のオイルミストの粒径が大きくなれば、オイルセパレータ１１におけるオイルミストの分離効率が向上し、エンジン１の吸気管１３にブローバイガスと共に還流されるオイルの量を減らすことができる。
また、第２実施形態のように、冷却箱６１を用いてブローバイガスの温度を低下させる場合、ブローバイガスが流れる管路長を長くすると共に、冷却フィン６１ｊによって放熱効率を高めることができるので、ブローバイガス供給配管１２ｄをジグザグ又は螺旋状に形成する第１実施形態に比べて、ブローバイガスの温度低下をより大きくすることが可能である。

尚、冷却箱６１内の通路形状は、図７に示したものに限定されず、また、冷却箱６１とヘッド室９（シリンダヘッド７）とを接続するブローバイガス供給配管１２ｃ、及び／又は、冷却箱６１とオイルセパレータ１１とを接続するブローバイガス供給配管１２ｄを、ジグザグ又は螺旋状に形成することが可能である。
また、ヘッド室９（シリンダヘッド７）のブローバイガス出口に冷却箱６１を直接接続するか、又は、オイルセパレータ１１のブローバイガス入口に冷却箱６１を直接接続してもよい。

１ エンジン
６ クランクケース
７ シリンダヘッド
８ ヘッドカバー
９ ヘッド室
１０ オイル通路
１１ オイルセパレータ
１２ ブローバイガス供給配管
１３ 吸気管
１４ 還流配管
１５ オイル戻し配管
６１ 冷却箱

Claims (4)

1. エンジンから排出されたブローバイガスを、ブローバイガス供給配管を介してオイルセパレータに供給し、前記オイルセパレータでオイルが分離された残部のブローバイガスを前記エンジンの吸気管に戻すエンジンのブローバイガス還元装置において、
   前記ブローバイガス供給配管が、ブローバイガスの冷却構造を備えたことを特徴とするエンジンのブローバイガス還元装置。
2. 前記冷却構造として、前記ブローバイガス供給配管の少なくとも一部をジグザグ又は螺旋状に形成したことを特徴とする請求項１記載のエンジンのブローバイガス還元装置。
3. 前記ブローバイガス供給配管のジグザグ又は螺旋状に形成される部分が金属製であり、該金属製配管の両端に弾性ゴム製の配管を接続して前記ブローバイガス供給配管を構成したことを特徴とする請求項２記載のエンジンのブローバイガス還元装置。
4. 前記冷却構造として、前記ブローバイガス供給配管の途中に、外部に放熱フィンを備え、内部にブローバイガスの通路が形成された空冷式の冷却箱を接続したことを特徴とする請求項１記載のエンジンのブローバイガス還元装置。