JP2015108365A - ブローバイガス還流装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】オイルセパレータにおけるブローバイガスからのオイルミストの分離負荷を軽減でき、オイルセパレータの大型化も抑制できるブローバイガス還流装置を提供する。【解決手段】燃焼室５を上部に形成してあると共に、ピストン７を往復移動自在に収容するシリンダ８およびクランク機構１２を収容するクランクケース１３を有するエンジンブロック６と、燃焼室５からクランクケース１３に漏れ出したブローバイガスをオイルセパレータ２０を経由して燃焼室５に還流する還流路２１と、ピストン７の背面側のシリンダ内部に向けてオイルを噴射するオイルジェット２２と、ブローバイガスに混入しているオイルミストをクランクケース１３に流入する前に受け止め可能なオイル受け部２３とを備えている。【選択図】図１
Description
本発明は、燃焼室を上部に形成してあると共に、ピストンを往復移動自在に収容するシリンダおよびクランク機構を収容するクランクケースを有するエンジンブロックと、前記燃焼室から前記クランクケースに漏れ出したブローバイガスをオイルセパレータを経由して前記燃焼室に還流する還流路と、前記ピストンの背面側に向けてオイルを噴射するオイルジェットとを備えたブローバイガス還流装置に関する。
特許文献１には、ブローバイガスに混入しているオイルミストを捕集するサイクロン式のオイルセパレータが開示されている。
このオイルセパレータは、エンジンのヘッドカバーの内部に配置され、クランクケースを通過した後のブローバイガスに混入しているオイルミストを遠心力で凝集分離して捕集する。
このオイルセパレータは、エンジンのヘッドカバーの内部に配置され、クランクケースを通過した後のブローバイガスに混入しているオイルミストを遠心力で凝集分離して捕集する。
ブローバイガスは、燃料の圧縮・燃焼工程でピストンとシリンダとの隙間を通して燃焼室からクランクケースに向けて漏れ出たガスである。
したがって、例えばピストンやシリンダを冷却するためにピストンの背面側のシリンダ内部に向けてオイルを噴射するオイルジェットを備える場合は、オイルジェットから噴射されたオイルが燃焼室からクランクケースに向けて強い勢いで漏れ出そうとするブローバイガスとの衝突により霧化され易い。
したがって、例えばピストンやシリンダを冷却するためにピストンの背面側のシリンダ内部に向けてオイルを噴射するオイルジェットを備える場合は、オイルジェットから噴射されたオイルが燃焼室からクランクケースに向けて強い勢いで漏れ出そうとするブローバイガスとの衝突により霧化され易い。
このため、クランクケースには微細なオイルミストがブローバイガスと共に蔓延しており、クランクケースを通過してオイルセパレータに流入するブローバイガスには、オイルセパレータで分離し難い微細なオイルミストが混入している。
したがって、ピストンの背面側のシリンダ内部に向けてオイルを噴射するオイルジェットを備える場合は、微細なオイルミストをブローバイガスから分離し易い、例えばサイクロン式やフィルタ式などの高圧損タイプのオイルセパレータを装備する必要がある。
また、オイルミストの分離能力や処理能力が高い大型のオイルセパレータを例えばエンジンのヘッドカバーの内部に装備する場合、そのようなオイルセパレータの収容スペースを確保し難いおそれがある。
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、オイルセパレータにおけるブローバイガスからのオイルミストの分離負荷を軽減でき、オイルセパレータの大型化も抑制できるブローバイガス還流装置を提供することを目的とする。
また、オイルミストの分離能力や処理能力が高い大型のオイルセパレータを例えばエンジンのヘッドカバーの内部に装備する場合、そのようなオイルセパレータの収容スペースを確保し難いおそれがある。
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、オイルセパレータにおけるブローバイガスからのオイルミストの分離負荷を軽減でき、オイルセパレータの大型化も抑制できるブローバイガス還流装置を提供することを目的とする。
本発明によるブローバイガス還流装置の特徴構成は、燃焼室を上部に形成してあると共に、ピストンを往復移動自在に収容するシリンダおよびクランク機構を収容するクランクケースを有するエンジンブロックと、前記燃焼室から前記クランクケースに漏れ出したブローバイガスをオイルセパレータを経由して前記燃焼室に還流する還流路と、前記ピストンの背面側のシリンダ内部に向けてオイルを噴射するオイルジェットと、前記ブローバイガスに混入して
いるオイルミストを前記クランクケースに流入する前に受け止め可能なオイル受け部と、を備えている点にある。
いるオイルミストを前記クランクケースに流入する前に受け止め可能なオイル受け部と、を備えている点にある。
本構成のブローバイガス還流装置は、ピストンの背面側のシリンダ内部に向けてオイルを噴射するオイルジェットを備えているので、噴射されたオイルが燃焼室からクランクケースに向けて漏れ出そうとするブローバイガスにより霧化され易い。
このため、ブローバイガスに混入しているオイルミストをクランクケースに流入する前に受け止め可能なオイル受け部を備えており、このオイル受け部でオイルミストを受け止めて、クランクケースに蔓延するオイルミストを減らすことができる。
このため、ブローバイガスに混入しているオイルミストをクランクケースに流入する前に受け止め可能なオイル受け部を備えており、このオイル受け部でオイルミストを受け止めて、クランクケースに蔓延するオイルミストを減らすことができる。
したがって、本構成のブローバイガス還流装置であれば、オイルミストの混入が少ないブローバイガスをクランクケースからオイルセパレータに導入することができるので、オイルセパレータにおけるブローバイガスからのオイルミストの分離負荷を軽減でき、オイルセパレータの大型化も抑制できる。
本発明の他の特徴構成は、前記オイル受け部は、前記シリンダの前記クランクケースに臨む開口部を覆う受け板を、ピストンコンロッドの動きを許容する環状に設けて構成してある点にある。
本構成であれば、クランクケースに流入する前のブローバイガスに混入しているオイルミストを受け板との接触により大きな液滴に凝集させて、その凝集させたオイルをオイル受け部に付着保持させることができる。
本発明の他の特徴構成は、前記受け板のうちの前記ピストンコンロッドの側に臨む周縁部に、前記シリンダの側に向けて立ち上がる立ち上がり部を延設してある点にある。
本構成であれば、オイルミストが凝集したオイルを立ち上がり部の内側に貯留して、オイルミストの更なる凝集をその貯留したオイルとの接触により促進することができる。
本発明の他の特徴構成は、前記受け板のうちの前記クランク機構の直上から離れた部位に、上下方向に貫通する通路を形成してある点にある。
本構成であれば、オイルミストが凝集して受け板の上面に溜まったオイルを、クランク機構に滴下しないように落下させることができる。
本発明の他の特徴構成は、前記受け板のうちの前記エンジンブロックの内面に沿う周縁部に、前記上下方向に貫通する通路を形成してある点にある。
本構成であれば、オイルミストが凝集して受け板の上面に溜まったオイルを、受け板の周縁部に形成した通路からエンジンブロックの内面に伝わせて自重で流下させることができる。
本発明の他の特徴構成は、前記オイル受け部にオイル吸着材を設けてある点にある。
本構成であれば、クランクケースに流入する前のブローバイガスに混入しているオイルミストを、オイル吸着材との接触により吸着保持させることができる。
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
〔第１実施形態〕
図１，図２は、本発明によるブローバイガス還流装置Ａを装備してある自動車用エンジン（内燃機関）Ｂを示す。
エンジンＢは、図１に示すように、スロットルバルブ１が設けられた吸気通路２を形成するスロットルボディ３と、吸気通路２および排気通路４が連通する燃焼室５を上部に形成してあるエンジンブロック６とを備えている。
〔第１実施形態〕
図１，図２は、本発明によるブローバイガス還流装置Ａを装備してある自動車用エンジン（内燃機関）Ｂを示す。
エンジンＢは、図１に示すように、スロットルバルブ１が設けられた吸気通路２を形成するスロットルボディ３と、吸気通路２および排気通路４が連通する燃焼室５を上部に形成してあるエンジンブロック６とを備えている。
エンジンブロック６は、ピストン７を往復移動自在に収容する複数のシリンダ８を形成するシリンダブロック９と、吸気弁２ａおよび排気弁４ａを設けてあるシリンダヘッド１０と、シリンダヘッド１０の上方を間隔を隔てて覆うヘッドカバー１１と、クランク機構１２を収容するクランクケース１３と、オイルパン１４とを有する。
吸気通路２は吸気弁２ａを介して燃焼室５に連通し、排気通路４は排気弁４ａを介して燃焼室５に連通する。
吸気通路２は吸気弁２ａを介して燃焼室５に連通し、排気通路４は排気弁４ａを介して燃焼室５に連通する。
ブローバイガス還流装置Ａは、ヘッドカバー１１とシリンダヘッド１０との間の空間
（以下、ヘッドカバー空間という。）１５とスロットルバルブ１よりも下流側の吸気通路２とを連通するＰＣＶ通路１６と、ヘッドカバー空間１５とスロットルバルブ１よりも上流側の吸気通路２とを連通する大気通路１７と、ＰＣＶ通路１６を開閉するＰＣＶバルブ１８とを有し、吸気通路２に戻したブローバイガスを燃焼室５で燃焼する。
なお、ＰＣＶは、Ｐositive ＣrankcaseＶentilationの略称である。
（以下、ヘッドカバー空間という。）１５とスロットルバルブ１よりも下流側の吸気通路２とを連通するＰＣＶ通路１６と、ヘッドカバー空間１５とスロットルバルブ１よりも上流側の吸気通路２とを連通する大気通路１７と、ＰＣＶ通路１６を開閉するＰＣＶバルブ１８とを有し、吸気通路２に戻したブローバイガスを燃焼室５で燃焼する。
なお、ＰＣＶは、Ｐositive ＣrankcaseＶentilationの略称である。
シリンダブロック９およびシリンダヘッド１０に亘って、ヘッドカバー空間１５とクランクケース１３の内部とを連通する連通路１９が形成されている。
連通路１９は、シリンダヘッド１０の上部に滞留しているエンジンオイル（潤滑油）をオイルパン１４に向けて流下させると共に、クランクケース１３内のブローバイガスをヘッドカバー空間１５に向けて上昇移動させる通路である。
連通路１９は、シリンダヘッド１０の上部に滞留しているエンジンオイル（潤滑油）をオイルパン１４に向けて流下させると共に、クランクケース１３内のブローバイガスをヘッドカバー空間１５に向けて上昇移動させる通路である。
ヘッドカバー空間１５には、ブローバイガスに混入しているオイルミストを分離して回収するオイルセパレータ２０を設けてある。ヘッドカバー空間１５に流入したブローバイガスは、オイルセパレータ２０によりオイルミストが分離除去された後、ＰＣＶ通路１６または大気通路１７に流入する。
エンジンＢの運転負荷が小さい軽負荷時にはＰＣＶバルブ１８が開かれ、クランクケース１３内のブローバイガスは、連通路１９、オイルセパレータ２０、ＰＣＶ通路１６を順に通過して吸気通路２に戻されると共に、大気通路１７を通じてヘッドカバー空間１５に導入された外部空気でブローバイガスが希釈される。
また、エンジンＢの運転負荷が大きい高負荷時にはＰＣＶバルブ１８が閉じられ、ヘッドカバー空間１５に流入したブローバイガスは、オイルセパレータ２０を通過した後、大気通路１７を通じて吸気通路２に戻される。
したがって、連通路１９、ヘッドカバー空間１５、ＰＣＶ通路１６、大気通路１７、吸気通路２などが、燃焼室５からクランクケース１３に漏れ出したブローバイガスをオイルセパレータ２０を経由して燃焼室５に還流する還流路２１を構成している。
ブローバイガス還流装置Ａは、さらに、図２に示すように、ピストン７の背面側のシリンダ内部に向けてエンジンオイルを噴射するオイルジェット２２と、ブローバイガスに混入しているオイルミストをクランクケース１３に流入する前に受け止め可能なオイル受け部２３とを、各シリンダ８毎に対応してクランクケース１３の内側上部にネジ止めしてある。
オイルジェット２２は、エンジンオイルをノズル２２ａからピストン７に向けてから噴出して、エンジンオイルをピストン７の背面に付着させることにより、各シリンダ８毎のピストン７の冷却や潤滑を行う。
オイルジェット２２は、ピストン７が下死点に達したときにノズル２２ａのオイル噴出孔２２ｂがピストンスカート７ａの内側に入り込むように配設されている。
オイルジェット２２は、ピストン７が下死点に達したときにノズル２２ａのオイル噴出孔２２ｂがピストンスカート７ａの内側に入り込むように配設されている。
オイル受け部２３は、図２に示すように、シリンダ８のクランクケース１３に臨む開口部８ａのうちのシリンダ内面に沿う部分を環状に覆う金属製の扁平な受け板２４を設けて構成してある。
受け板２４は、オイルジェット２２の少なくともオイル噴出孔２２ｂよりもクランクケース１３の奥側、具体的には、オイル噴出孔２２ｂの直下を含む範囲で、ノズル２２ａの下方近傍の高さ位置に沿って環状に設けてある。
受け板２４は、オイルジェット２２の少なくともオイル噴出孔２２ｂよりもクランクケース１３の奥側、具体的には、オイル噴出孔２２ｂの直下を含む範囲で、ノズル２２ａの下方近傍の高さ位置に沿って環状に設けてある。
受け板２４は、ピストンコンロッド２５を内側孔部分２４ａに入り込ませて、ピストンコンロッド２５の動きを許容する一連の環状に設けてあり、板面がシリンダ８の軸芯Ｘに対して直交する姿勢で、外周部の上面を全周に亘ってクランクケース１３に密着させてネジ止めしてある。
〔第２実施形態〕
図３は、本発明の別実施形態におけるオイル受け部２３を構成する受け板２４を示す。
本実施形態における受け板２４は、オイルミストが凝集したオイルを受け板２４の上面に貯留できるように、受け板２４のうちのピストンコンロッド２５の側に臨む周縁部に、シリンダ８の側に向けて立ち上がる立ち上がり部２４ｂを延設してある。
その他の構成は第１実施形態と同様である。
図３は、本発明の別実施形態におけるオイル受け部２３を構成する受け板２４を示す。
本実施形態における受け板２４は、オイルミストが凝集したオイルを受け板２４の上面に貯留できるように、受け板２４のうちのピストンコンロッド２５の側に臨む周縁部に、シリンダ８の側に向けて立ち上がる立ち上がり部２４ｂを延設してある。
その他の構成は第１実施形態と同様である。
〔第３実施形態〕
図４は、本発明の別実施形態におけるオイル受け部２３を構成する受け板２４を示す。
本実施形態における受け板２４は、ピストンコンロッド２５の側ほどシリンダ８に近づく円錐台形状に形成してある。
受け板２４のうちのクランク機構１２の直上から離れた部位、つまり、クランクケース１３の内面に沿う周縁部の複数箇所に、上下方向に貫通する貫通路２６を形成してある。
図４は、本発明の別実施形態におけるオイル受け部２３を構成する受け板２４を示す。
本実施形態における受け板２４は、ピストンコンロッド２５の側ほどシリンダ８に近づく円錐台形状に形成してある。
受け板２４のうちのクランク機構１２の直上から離れた部位、つまり、クランクケース１３の内面に沿う周縁部の複数箇所に、上下方向に貫通する貫通路２６を形成してある。
本実施形態によれば、オイルミストが凝集して受け板２４の上面に溜まったエンジンオイルを、貫通路２６を通してクランクケース１３の内面に伝わせてオイルパン１４に向けて自重で流下させることができる。
その他の構成は第１実施形態と同様である。
その他の構成は第１実施形態と同様である。
〔第４実施形態〕
図５は、本発明の別実施形態におけるオイル受け部２３を示す。
本実施形態におけるオイル受け部２３は、第２実施形態で示した受け板２４（図３参照）をパンチングメタルなどの多数の貫通孔２４ｃが形成された金属製板材で構成し、この受け板２４の上面に板状のオイル吸着材２７を重ねて構成してある。
オイル吸着材２７は、フェルトなどの不織布や連続気泡の樹脂製多孔質材などで形成して受け板２４に固定してある。
図５は、本発明の別実施形態におけるオイル受け部２３を示す。
本実施形態におけるオイル受け部２３は、第２実施形態で示した受け板２４（図３参照）をパンチングメタルなどの多数の貫通孔２４ｃが形成された金属製板材で構成し、この受け板２４の上面に板状のオイル吸着材２７を重ねて構成してある。
オイル吸着材２７は、フェルトなどの不織布や連続気泡の樹脂製多孔質材などで形成して受け板２４に固定してある。
受け板２４およびオイル吸着材２７を、オイルジェット２２よりもクランクケース１３の奥側、具体的には、オイル噴出孔２２ｂの直下を含む範囲で、ノズル２２ａの下方近傍の高さ位置に沿って環状に設けてある。
その他の構成は第１実施形態と同様である。
その他の構成は第１実施形態と同様である。
本実施形態によれば、ブローバイガスをオイル吸着材２７および受け板２４の内部を厚さ方向に通過（透過）させてクランクケース１３に流入させることができる。
このため、オイル吸着材２７がオイルフィルターとして機能し、ブローバイガスがオイル吸着材２７および受け板２４の内部を通過するに伴って、ブローバイガスに混入しているオイルミストをオイル吸着材２７で吸着して捕捉することができる。
このため、オイル吸着材２７がオイルフィルターとして機能し、ブローバイガスがオイル吸着材２７および受け板２４の内部を通過するに伴って、ブローバイガスに混入しているオイルミストをオイル吸着材２７で吸着して捕捉することができる。
〔第５実施形態〕
図６は、本発明によるブローバイガス還流装置Ａが備えるオイルジェット２２の別実施形態を示す。
このオイルジェット２２は、クランク軸１２ａに形成されたオイル供給路２８と、ピストンコンロッド２５のクランク軸１２ａに連結される大端部２５ａに形成されたオイル噴出孔２２ｂとを備えている。
図６は、本発明によるブローバイガス還流装置Ａが備えるオイルジェット２２の別実施形態を示す。
このオイルジェット２２は、クランク軸１２ａに形成されたオイル供給路２８と、ピストンコンロッド２５のクランク軸１２ａに連結される大端部２５ａに形成されたオイル噴出孔２２ｂとを備えている。
本実施形態におけるオイルジェット２２は、オイル供給路２８を通して供給されたエンジンオイルを、オイル噴出孔２２ｂからピストン７の背面側のシリンダ内部、具体的には、シリンダ８の内壁面８ａに向けて噴射して、シリンダ８の冷却や潤滑を行う。
オイルジェット２２は、ピストン７が上死点近くに移動したタイミングでエンジンオイルを間欠噴射するように設けてある。
なお、オイルジェット２２は、エンジンオイルを常に噴射するものであってもよい。
オイルジェット２２は、ピストン７が上死点近くに移動したタイミングでエンジンオイルを間欠噴射するように設けてある。
なお、オイルジェット２２は、エンジンオイルを常に噴射するものであってもよい。
本実施形態においても、シリンダ８の内壁面８ａに向けて噴射されたエンジンオイルがブローバイガスとの衝突により霧化されて、ピストン７の背面側におけるシリンダ内部にオイルミストが蔓延し、これらのオイルミストがオイル受部２３により受け止められる。
その他の構成は第１実施形態と同様である。
その他の構成は第１実施形態と同様である。
〔その他の実施形態〕
１．本発明によるブローバイガス還流装置が備えるオイル受け部は、シリンダブロックの内側に備えていてもよい。
２．本発明によるブローバイガス還流装置が備えるオイル受け部は、環状の受け板をエンジンブロックの内面に圧入により嵌合固定して構成してあってもよい。
３．本発明によるブローバイガス還流装置が備えるオイル受け部を構成する環状の受け板は、ピストンコンロッドを囲む環状に配置した周方向で複数の受け板部材で構成してあってもよい。
４．本発明によるブローバイガス還流装置が備えるオイル受け部は、ピストンコンロッドを環状に囲む領域の一部に設けてあってもよい。
５．本発明によるブローバイガス還流装置が備えるオイル受け部は、オイルミストが接触により凝集し易い金属製の網状部材を設けて構成してあってもよい。
６．本発明によるブローバイガス還流装置は、自動車用エンジン以外の各種内燃機関に利用することができる。
１．本発明によるブローバイガス還流装置が備えるオイル受け部は、シリンダブロックの内側に備えていてもよい。
２．本発明によるブローバイガス還流装置が備えるオイル受け部は、環状の受け板をエンジンブロックの内面に圧入により嵌合固定して構成してあってもよい。
３．本発明によるブローバイガス還流装置が備えるオイル受け部を構成する環状の受け板は、ピストンコンロッドを囲む環状に配置した周方向で複数の受け板部材で構成してあってもよい。
４．本発明によるブローバイガス還流装置が備えるオイル受け部は、ピストンコンロッドを環状に囲む領域の一部に設けてあってもよい。
５．本発明によるブローバイガス還流装置が備えるオイル受け部は、オイルミストが接触により凝集し易い金属製の網状部材を設けて構成してあってもよい。
６．本発明によるブローバイガス還流装置は、自動車用エンジン以外の各種内燃機関に利用することができる。
５ 燃焼室
６ エンジンブロック
７ ピストン
８ シリンダ
８ａ 開口部
１２ クランク機構
１３ クランクケース
２０ オイルセパレータ
２１ 還流路
２２ オイルジェット
２３ オイル受け部
２４ 受け板
２４ｂ 立ち上がり部
２５ ピストンコンロッド
２６ 通路
２７ オイル吸着材
６ エンジンブロック
７ ピストン
８ シリンダ
８ａ 開口部
１２ クランク機構
１３ クランクケース
２０ オイルセパレータ
２１ 還流路
２２ オイルジェット
２３ オイル受け部
２４ 受け板
２４ｂ 立ち上がり部
２５ ピストンコンロッド
２６ 通路
２７ オイル吸着材
Claims (6)
- 燃焼室を上部に形成してあると共に、ピストンを往復移動自在に収容するシリンダおよびクランク機構を収容するクランクケースを有するエンジンブロックと、
前記燃焼室から前記クランクケースに漏れ出したブローバイガスをオイルセパレータを経由して前記燃焼室に還流する還流路と、
前記ピストンの背面側のシリンダ内部に向けてオイルを噴射するオイルジェットと、
前記ブローバイガスに混入しているオイルミストを前記クランクケースに流入する前に受け止め可能なオイル受け部と、
を備えているブローバイガス還流装置。 - 前記オイル受け部は、前記シリンダの前記クランクケースに臨む開口部を覆う受け板を、ピストンコンロッドの動きを許容する環状に設けて構成してある請求項１記載のブローバイガス還流装置。
- 前記受け板のうちの前記ピストンコンロッドの側に臨む周縁部に、前記シリンダの側に向けて立ち上がる立ち上がり部を延設してある請求項２記載のブローバイガス還流装置。
- 前記受け板のうちの前記クランク機構の直上から離れた部位に、上下方向に貫通する通路を形成してある請求項２又は３記載のブローバイガス還流装置。
- 前記受け板のうちの前記エンジンブロックの内面に沿う周縁部に、前記上下方向に貫通する通路を形成してある請求項４記載のブローバイガス還流装置。
- 前記オイル受け部にオイル吸着材を設けてある請求項１記載のブローバイガス還流装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014035542A JP6056788B2 (ja) | 2013-10-22 | 2014-02-26 | ブローバイガス還流装置 |
| PCT/JP2014/076795 WO2015060123A1 (ja) | 2013-10-22 | 2014-10-07 | ブローバイガス還流装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2013219387 | 2013-10-22 | ||
| JP2013219387 | 2013-10-22 | ||
| JP2014035542A JP6056788B2 (ja) | 2013-10-22 | 2014-02-26 | ブローバイガス還流装置 |
Publications (2)
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