JP2014077364A - 内燃機関 - Google Patents

Abstract

【課題】 成形が容易であってブローバイガスからオイル成分を効率的に除去可能な気液分離室を備える内燃機関を提供する。
【解決手段】 オイルパン１５およびロアブロック１４間に配置したバッフルプレート２４により気液分離室２６の下壁を構成したので、気液分離室２６がアンダーカットになるのを防止してロアブロック１４の鋳造が容易になるだけでなく、気液分離室２６の一端側にシリンダブロック１１およびロアブロック１４内に区画されたクランク室２３に連通する入口開口１４ｄを設けるとともに、気液分離室２６の他端側にブローバイガス通路２７に連通する出口開口１４ｅを設けたので、気液分離室２６内の気流の流路が長くなってブローバイガスからオイル成分を分離する機能を高めることができる。
【選択図】 図４

Description

本発明は、シリンダブロックと、前記シリンダブロックの下面に結合されたロアブロックと、前記ロアブロックの下面に結合されたオイルパンと、前記ロアブロックの下面に開放する気液分離室と、前記気液分離室から前記ロアブロックおよび前記シリンダブロックを通ってヘッドカバー内に連通するブローバイガス通路とを備える内燃機関に関する。

内燃機関のシリンダブロックのクランクケース部の下面にオイルパンを結合し、クランクケース部の側壁に形成した気液分離室をブローバイガス通路に連通させることで、クランクケース部内のブローバイガスを気液分離室に導入してオイル成分を除去した後、ブローバイガス通路を経て内燃機関の吸気系に排出するものが、下記特許文献１により公知である。

実開昭６２−１０２１９号公報

しかしながら、上記従来のものは、シリンダブロックのクランクケース部の壁面内にラビリンス状の気液分離室を形成しているため、シリンダブロックを鋳造するときに中子が必要になって製造コストが増加する問題があった。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、成形が容易であってブローバイガスからオイル成分を効率的に除去可能な気液分離室を備える内燃機関を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、シリンダブロックと、前記シリンダブロックの下面に結合されたロアブロックと、前記ロアブロックの下面に結合されたオイルパンと、前記ロアブロックの下面に開放する気液分離室と、前記気液分離室から前記ロアブロックおよび前記シリンダブロックを通ってヘッドカバー内に連通するブローバイガス通路とを備える内燃機関において、前記オイルパンおよび前記ロアブロック間に配置したバッフルプレートにより前記気液分離室の下壁を構成し、前記気液分離室の一端側に前記シリンダブロックおよび前記ロアブロック内に区画されたクランク室に連通する入口開口を設けるとともに、前記気液分離室の他端側に前記ブローバイガス通路に連通する出口開口を設けたことを特徴とする内燃機関が提案される。

また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記オイルパンの深さは、前記気液分離室の下方で小さく、前記クランク室の下方で大きいことを特徴とする内燃機関が提案される。

請求項１の構成によれば、内燃機関は、シリンダブロックと、シリンダブロックの下面に結合されたロアブロックと、ロアブロックの下面に結合されたオイルパンと、ロアブロックの下面に開放する気液分離室と、気液分離室からロアブロックおよびシリンダブロックを通ってヘッドカバー内に連通するブローバイガス通路とを備える。オイルパンおよびロアブロック間に配置したバッフルプレートにより気液分離室の下壁を構成したので、気液分離室がアンダーカットになるのを防止してロアブロックの鋳造が容易になるだけでなく、気液分離室の一端側にシリンダブロックおよびロアブロック内に区画されたクランク室に連通する入口開口を設けるとともに、気液分離室の他端側にブローバイガス通路に連通する出口開口を設けたので、気液分離室内の気流の流路が長くなってブローバイガスからオイル成分を分離する機能を高めることができる。

また請求項２の構成によれば、オイルパンの深さは、気液分離室の下方で小さく、クランク室の下方で大きいので、気液分離室の下方のオイルパンの壁面に付着するオイル量が減少することで、そのオイルが気液分離室に吸い込まれる可能性が低くなるだけでなく、気液分離室の外側のオイルパンの深い部分から気液分離室に流入する気流の流速が低下することで、オイルパンの深い部分の壁面に付着したオイルが気液分離室に吸い込まれるのを抑制することができる。

内燃機関のシリンダ列線に直交する断面図（図２の１−１線断面図）。 図１の２−２線矢視図。 図２からバッフルプレートを取り除いた図。 図２の４−４線断面図。

以下、図１〜図４に基づいて本発明の実施の形態を説明する。尚、本明細書において、内燃機関のヘッドカバー側が上方でオイルパン側が下方であると定義する。

図１〜図３に示すように、直列四気筒の内燃機関Ｅは、シリンダブロック１１と、シリンダブロック１１の上面に結合されたシリンダヘッド１２と、シリンダヘッド１２の上面に結合されたヘッドカバー１３と、シリンダブロック１１の下面に結合されたロアブロック１４と、ロアブロック１４の下面に結合されたオイルパン１５とを備える。シリンダブロック１１の内部に配置されたシリンダスリーブ１６…に摺動自在に嵌合するピストン１７…と、シリンダブロック１１およびロアブロック１４間に回転自在に支持されたクランクシャフト１８とが、コネクティングロッド１９…により連結される。シリンダヘッド１２の下面に形成された各燃焼室２０に吸気ポート１２ａおよび排気ポート１２ｂが連通しており、吸気ポート１２ａおよび排気ポート１２ｂはそれぞれ吸気バルブ２１および排気バルブ２２で開閉される。

シリンダブロック１１の下部には５個のジャーナル支持壁１１ａ…がシリンダ列線方向に所定間隔で配置されており、これらのジャーナル支持壁１１ａ…とロアブロック１４に埋設された５個の鉄製のジャーナル支持部材１４ａ…との間に、クランクシャフト１８のジャーナル１８ａ…が回転自在に支持される。ジャーナル支持壁１１ａ…とジャーナル支持部材１４ａ…との間には、クランクシャフト１８のウエイト部１８ｂ…を収納するクランク室２３（図３参照）が区画される。ロアブロック１４の下面にはバッフルプレート２４がボルト２５…で締結されており、このバッフルプレート２４は♯２シリンダおよび♯３シリンダの下方のクランク室２３と、その下方のオイルパン１５との間に介在する。

図３および図４に示すように、ロアブロック１４の下面には上向きに凹む第１凹部１４ｂおよび第２凹部１４ｃが相互に隣接して形成されており、第１凹部１４ｂは入口開口１４ｄを介して第２凹部１４ｃに連通する。第１凹部１４ｂはバッフルプレート２４により一部が覆われており、第２凹部１４ｃはバッフルプレート２４の一部を延長した延長部２４ａによって略全体が覆われている。第２凹部１４ｃおよびバッフルプレート２４の延長部２４ａ間に区画された気液分離室２６は二等辺三角形状であり、クランクシャフト１８から遠い底辺の一方の角部に第１凹部１４ｂに連通する入口開口１４ｄが位置し、クランクシャフト１８に近い頂点にブローバイガス通路２７に連通する出口開口１４ｅが位置している。

入口開口１４ｄの下方はバッフルプレート２４により覆われていないが、出口開口１４ｅの下方はロアブロック１４、バッフルプレート２４の延長部２４ａにより覆われている。ブローバイガス通路２７はシリンダブロック１１およびシリンダヘッド１２の内部を通ってヘッドカバー１３の内部に連通し、チェックバルブよりなるパージコントロールバルブ２９（図１参照）を介して内燃機関Ｅの吸気系に連通する。気液分離室２６の下方におけるオイルパン１５の深さｄ１は、その他の部分におけるオイルパン１５の深さｄ２よりも小さくなっている。

第１凹部１４ｂのクランクシャフト１８に近い端部にシリンダヘッド１２内に連通するオイル戻し通路２８が開口しており、このオイル戻し通路２８の下方およびその近傍のバッフルプレート２４に、オイルパン１５にオイルを落とすオイル戻し孔２４ｂ…が形成される。従って、ヘッドカバー１３の内部およびシリンダヘッド１２の内部からオイル戻し通路２８を介してバッフルプレート２４の上面に落下したオイルは、バッフルプレート２４の上面に溜まることなく、オイル戻し孔２４ｂ…を通過してオイルパン１５に戻される。

次に、上記構成を備えた本発明の実施の形態の作用を説明する。

内燃機関Ｅの圧縮行程においてシリンダ内で圧縮された混合気の一部はシリンダスリーブ１６およびピストン１７間の隙間を通過し、ブローバイガスとなってクランク室２３に流入する。ブローバイガスを大気に放出すると大気汚染の原因となるため、そのブローバイガスを内燃機関Ｅの吸気系に戻して燃焼させる必要がある。このとき、ブローバイガスに内燃機関Ｅのオイルが混入すると、オイルの消費量が増加したり、オイルが燃焼して有害成分が発生したりするため、気液分離室２６においてブローバイガスからオイルを分離してオイルパン１５に戻す必要がある。

クランク室２３の内圧はピストン１７の昇降に応じて増減するため、クランク室２３から気液分離室２６およびブローバイガス通路２７を介してパージコントロールバルブ２９の上流側に至る流路の内圧もピストン１７の昇降に応じて増減する。一方、吸気通路に接続されたパージコントロールバルブ２９の下流側には吸気負圧が作用するため、吸気負圧がクランク室２３の内圧よりも低くなったとき、パージコントロールバルブ２９が開弁してクランク室２３のブローバイガスが気液分離室２６、ブローバイガス通路２７およびパージコントロールバルブ２９を経て吸気通路に供給される。

ロアブロック１４とオイルパン１５との間にバッフルプレート２４を配置したので、車両の振動、加減速、旋回等によりオイルパン１５に貯留したオイルの液面が暴れるのを防止し、クランクシャフト１８によるオイルの攪拌抵抗を低減するとともに、クランク室２３内に充満するオイルミストの量を低減することができる。またロアブロック１４の内部には気液分離室２６が区画されるが、その気液分離室２６をロアブロック１４の下面に凹設した第２凹部１４ｃと、第２凹部１４ｃの下面を覆うバッフルプレート２４とで区画したので、ロアブロック１４をアルミニウムダイキャストで製造する際に、気液分離室２６がアンダーカットになるのを防止してロアブロック１４の生産効率を高めることができる。

ところで、バッフルプレート２４を設けてオイルパン１５に貯留したオイルの液面が暴れるのを防止しても、クランク室２３内のブローバイガスにオイルミストが混入するのを完全に阻止することは困難であり、オイルミストが混入したブローバイガスが内燃機関Ｅの吸気系に戻されて燃焼に供されてしまうと、オイルの消費量が増加したり排ガス中の有害成分が増加したりする問題がある。しかしながら、本実施の形態によれば、気液分離室２６の一端側にシリンダブロック１１およびロアブロック１４内に区画されたクランク室２３に連通する入口開口１４ｄを設けるとともに、気液分離室２６の他端側にブローバイガス通路２７に連通する出口開口１４ｅを設けたので、気液分離室２６内の気流の流路が長くなってブローバイガスからオイル成分を分離する機能が高められ、オイルの消費量や排ガス中の有害成分を低減することができる。このとき、クランク室２３と気液分離室２６の入口開口１４ｄとの間に第１凹部１４ｂが介在することで、第１凹部１４ｂによりラビリンスを構成してブローバイガスからオイル成分を分離する機能を更に高めることができる。

尚、ロアブロック１４の第２凹部１４ｃとバッフルプレート２４との間には僅かな隙間が存在するため、気液分離室２６で分離されたオイルは前記隙間を通してオイルパン１５に戻ることができる。

しかもオイルパン１５の深さは、気液分離室２６の下方で小さく、クランク室２３の下方で大きいので、気液分離室２６の下方のオイルパン１５の壁面に付着するオイル量が減少することで、そのオイルが気液分離室２６に吸い込まれる可能性が低くなるだけでなく、気液分離室２６の外側のオイルパン１５の深い部分から気液分離室２６に流入する気流の流速が低下することで、オイルパン１５の深い部分の壁面に付着したオイルが気液分離室２６に吸い込まれるのを抑制し、気液分離室２６に流入するブローバイガスにオイル成分が混入するのを一層効果的に防止することができる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、本発明の内燃機関は実施の形態の直列四気筒の内燃機関Ｅに限定されるものではなく、任意の形態の内燃機関に適用することができる。

１１ シリンダブロック
１３ ヘッドカバー
１４ ロアブロック
１４ｄ 入口開口
１４ｅ 出口開口
１５ オイルパン
２３ クランク室
２４ バッフルプレート
２６ 気液分離室
２７ ブローバイガス通路

Claims (2)

1. シリンダブロック（１１）と、前記シリンダブロック（１１）の下面に結合されたロアブロック（１４）と、前記ロアブロック（１４）の下面に結合されたオイルパン（１５）と、前記ロアブロック（１４）の下面に開放する気液分離室（２６）と、前記気液分離室（２６）から前記ロアブロック（１４）および前記シリンダブロック（１１）を通ってヘッドカバー（１３）内に連通するブローバイガス通路（２７）とを備える内燃機関において、
   前記オイルパン（１５）および前記ロアブロック（１４）間に配置したバッフルプレート（２４）により前記気液分離室（２６）の下壁を構成し、前記気液分離室（２６）の一端側に前記シリンダブロック（１１）および前記ロアブロック（１４）内に区画されたクランク室（２３）に連通する入口開口（１４ｄ）を設けるとともに、前記気液分離室（２６）の他端側に前記ブローバイガス通路（２７）に連通する出口開口（１４ｅ）を設けたことを特徴とする内燃機関。
2. 前記オイルパン（１５）の深さは、前記気液分離室（２６）の下方で小さく、前記クランク室（２３）の下方で大きいことを特徴とする、請求項１に記載の内燃機関。

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