JP2016205319A - エンジン装置 - Google Patents

Abstract

【課題】寒冷地、特に−２０℃以下の極寒地の使用においても、燃焼室から漏れ出たブローバイガスと吸気（外気）との合流部分の管路が着氷で塞がれることのない、信頼性および安全性の高いエンジン装置を提供することを目的とする。
【解決手段】還元ホースに流れるブローバイガスを吸気管に導入するためのブローバイガス混合継手は、吸気通路の吸気方向におけるブローバイガス導入口より上流側及び下流側に拡がる導入空間を形成するブローバイガス案内板を有しており、ブローバイガス案内板は、ブローバイガス導入口より上流側に拡がる導入空間の上流端を閉塞し、ブローバイガス導入口より下流側に拡がる導入空間の下流端を前記吸気通路に開放している。
【選択図】図３

Description

本開示は、作業車両、農業機械、発電機および冷凍機などの各種動力機器における動力源として搭載されるディーゼルエンジンなどのエンジン装置に係り、特に、ブローバイガスを吸気系に還元するブローバイガス還元機構を備えるエンジン装置に関する。

近年、内燃機関であるエンジン装置に対する排出ガス規制は年々厳しくなっており、エンジン装置においては排出ガス規制に対応すべく各種対策が提案されている。従来からのディーゼルエンジンなどにおける排気ガス対策としては、排気ガスの一部を吸気側に還元させるＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation：排気ガス再循環)装置を設けて、燃焼温度を低く抑えて、排気ガス中のＮＯｘ（窒素酸化物）の量を低減させる対策が施されていた。例えば、ディーゼルエンジンに用いられる排気ガス浄化装置を改善した構成（例えば、特許文献１参照）や、ブローバイガス還元装置の部品点数を削減し、保守点検作業を簡略化した構成（例えば、特許文献２参照）などが提案されている。また、燃焼室から漏れ出るブローバイガスから潤滑油を分離し、潤滑油が分離されたブローバイガスを吸気系統に戻して再循環させる技術が提案されている。

特開２０１３−１３３７９６号公報 特開２０１３−１４８０１０号公報

燃焼室から漏れ出るクランクケース内のブローバイガスを吸気系統に戻す構成において、ブローバイガスには潤滑油である油分とともに水分が含まれているため、寒冷地、特に−２０℃以下の極寒地の使用においては大きな課題を有していた。寒冷地、特に−２０℃以下の極寒地においては、吸気（外部空気）とブローバイガスとの合流部分において、ブローバイガスが急激に冷やされて、ブローバイガスに含まれる水分が凍り、ブローバイガスが流れる管路に着氷するという現象が生じる。この結果、ブローバイガスの管路が氷で塞がれてしまい、エンジン装置のクランクケース内の圧力が上昇し、内部の潤滑油が漏出するという不具合が生じていた。さらに、潤滑油が漏出した結果、潤滑油が不足し、機器（例えば、過給器）が破損するおそれがあった。

本開示は、上記の課題を解決するものであり、寒冷地、特に−２０℃以下の極寒地の使用においても、燃焼室から漏れ出たブローバイガスの管路、特に、吸気（外部空気：新気）とブローバイガスとの合流部分の管路において着氷で塞がれることのない、信頼性および安全性の高いエンジン装置を提供することを目的とする。

本開示に係る一態様のエンジン装置は、燃焼室から漏れ出るブローバイガスを吸気が流れる吸気管に還流させるブローバイガス還元機構を有する構成において、
前記燃焼室からの前記ブローバイガスが流れる還元ホースと、
前記吸気管に前記還元ホースに流れる前記ブローバイガスを導入するためのブローバイガス混合継手と、を備え、
前記ブローバイガス混合継手は、前記吸気管上に配設される吸気通路と、
前記吸気管に前記ブローバイガスを導入するためのブローバイガス導入口と、
前記ブローバイガス導入口から導入されたブローバイガスを前記吸気通路において案内し、前記吸気通路の吸気方向における前記ブローバイガス導入口より上流側及び下流側に拡がる導入空間を形成するブローバイガス案内板と、有し、
前記ブローバイガス案内板は、前記ブローバイガス導入口より上流側に拡がる導入空間の上流端を閉塞し、前記ブローバイガス導入口より下流側に拡がる導入空間の下流端を前記吸気通路に開放して、前記ブローバイガス導入口から導入されたブローバイガスを、前記吸気通路に流れる吸気と分離して前記吸気と並行に流れるよう所定距離案内するように構成されている。

本開示によれば、寒冷地、特に外気温度が−２０℃以下の極寒地においても、燃焼室から漏れ出たブローバイガスの管路、特に、吸気とブローバイガスとの合流部分が氷で塞がれることがなく、信頼性および安全性の高いエンジン装置を提供することができる。

本開示に係る実施の形態１のディーゼルエンジンを示す斜視図 実施の形態１のディーゼルエンジンにおけるシリンダヘッドの上面部分を覆うヘッドカバーの近傍を示す斜視図 実施の形態１のディーゼルエンジンにおけるヘッドカバーを含む一部を上方から見た平面図 実施の形態１のディーゼルエンジンにおけるブローバイガス混合継手を示す斜視図 実施の形態１のディーゼルエンジンにおけるブローバイガス混合継手における吸気の流れ方向に直交する方向の断面図 実施の形態１のディーゼルエンジンにおけるブローバイガス混合継手を吸気の流れ方向に沿って切断した断面図 実施の形態１のディーゼルエンジンにおけるブローバイガス混合継手のブローバイガス導入口の導入方向を変更した各種例を示す断面図 本開示に係る実施の形態２のディーゼルエンジンにおけるブローバイガス混合継手の吸気方向に直交する断面図 本開示に係る実施の形態３のディーゼルエンジンにおけるブローバイガス混合継手の吸気方向に平行な断面図 本開示に係る実施の形態４のディーゼルエンジンにおけるブローバイガス混合継手の吸気方向に平行な断面図 本開示に係る実施の形態５のディーゼルエンジンにおけるブローバイガス混合継手のブローバイガス案内板の平坦部分の下流側端部を示す平面図

本開示に係る第１の態様は、燃焼室から漏れ出るブローバイガスを吸気が流れる吸気管に還流させるブローバイガス還元機構を有するエンジン装置において、
前記燃焼室からの前記ブローバイガスが流れる還元ホースと、
前記吸気管に前記還元ホースに流れる前記ブローバイガスを導入するためのブローバイガス混合継手と、を備え、
前記ブローバイガス混合継手は、前記吸気管上に配設される吸気通路と、
前記吸気管に前記ブローバイガスを導入するためのブローバイガス導入口と、
前記ブローバイガス導入口から導入されたブローバイガスを前記吸気通路において案内し、前記吸気通路の吸気方向における前記ブローバイガス導入口より上流側及び下流側に拡がる導入空間を形成するブローバイガス案内板と、有し、
前記ブローバイガス案内板は、前記ブローバイガス導入口より上流側に拡がる導入空間の上流端を閉塞し、前記ブローバイガス導入口より下流側に拡がる導入空間の下流端を前記吸気通路に開放して、前記ブローバイガス導入口から導入されたブローバイガスを、前記吸気通路に流れる吸気と分離して前記吸気と並行に流れるよう所定距離案内するよう構成されている。

上記のように構成された本開示に係る第１の態様のエンジン装置は、寒冷地、特に−２０℃以下の極寒地の使用においても、燃焼室から漏れ出たブローバイガスと吸気（外気）との合流部分の管路などにおいて着氷で塞がれることを防止して、信頼性および安全性の高いエンジン装置となる。

本開示に係る第２の態様のエンジン装置においては、前記の第１の態様における前記ブローバイガス案内板により形成され、前記ブローバイガス導入口より下流側に拡がる導入空間におけるブローバイガスの流れる方向に直交する断面積が、前記ブローバイガス導入口におけるブローバイガスの流れる導入方向に直交する断面積より大きく形成されている。このように構成された本開示に係る第２の態様のエンジン装置は、ブローバイガス導入口より導入されるブローバイガスが、流れに直交する断面積が大きな広い導入空間に導かれるため、ブローバイガスと吸気との合流部分における管路に着氷して閉塞されることが防止されている。

本開示に係る第３の態様のエンジン装置は、前記の第２の態様における前記ブローバイガス案内板により形成される前記ブローバイガス導入口より下流側に拡がる導入空間を含む吸気通路において、当該吸気通路の内径に対して１０％以上４０％以下の領域が当該導入空間に占められるよう構成されている。このように構成された本開示に係る第３の態様のエンジン装置は、例えば、極寒地の使用においても、ブローバイガス導入口より導入されるブローバイガスが、一旦大きな容量を有する導入空間に導かて吸気と並行に流れるため、吸気により急激に冷やされることが防止されており、ブローバイガスと吸気との合流部分における管路が着氷して閉塞されることが防止されている。

本開示に係る第４の態様のエンジン装置において、前記の第２の態様における前記ブローバイガス導入口は、ブローバイガスの導入方向がブローバイガス案内板の平坦面に対して所定角度を有するように形成されている。このように構成された本開示に係る第４の態様のエンジン装置においては、ブローバイガス導入口より吸気通路に導入されるブローバイガスが導入空間を介してスムーズに吸気通路内に導かれて、吸気の流れに沿って並行に流れる。

本開示に係る第５の態様のエンジン装置において、前記の第２の態様における前記ブローバイガス導入口は、ブローバイガスの導入方向がブローバイガス案内板の平坦面に対して直交するように形成されてもよい。このように構成された本開示に係る第５の態様のエンジン装置においては、ブローバイガス導入口から吸気通路の導入空間における平坦面までの距離を長く設定することができ、ブローバイガス導入口から導入されたブローバイガスが吸気通路を流れる吸気により冷却される領域までの距離を長くすることができる。

本開示に係る第６の態様のエンジン装置においては、前記の第１の態様から第５の態様のいずれかの態様における前記ブローバイガス案内板を断熱構造で構成してもよい。このように構成された本開示に係る第６の態様のエンジン装置は、ブローバイガス導入口より導入されたブローバイガスが、導入空間において吸気により急激に冷却されることが抑制される。

本開示に係る第７の態様のエンジン装置においては、前記の第１の態様から第５の態様のいずれかの態様における前記ブローバイガス案内板を断熱材を有して構成してもよい。このように構成された本開示に係る第７の態様のエンジン装置は、ブローバイガス導入口より導入されたブローバイガスが、導入空間において吸気により急激に冷却されることが抑制される。

本開示に係る第８の態様のエンジン装置においては、前記の第１の態様から第５の態様のいずれかの態様における前記ブローバイガス案内板を２重壁の断熱構造を有して構成してもよい。このように構成された本開示に係る第８の態様のエンジン装置は、ブローバイガス導入口より導入されたブローバイガスが、導入空間において吸気により急激に冷却されることが抑制される。

本開示に係る第９の態様のエンジン装置は、前記の第１の態様から第５の態様のいずれかの態様において、前記ブローバイガス案内板における前記ブローバイガス導入口より下流側の位置に複数の開口を形成してもよい。このように構成された本開示に係る第９の態様のエンジン装置は、ブローバイガス導入口より導入されブローバイガスが、導入空間において吸気と徐々に混合され、急激な冷却が抑制される。

以下、本開示に係る実施の形態について、添付の図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施の形態の記載の構成によって本発明の構成が限定されるものではない。本開示のエンジン装置においては、以下の実施の形態においてはディーゼルエンジンを例示として説明するが、実施の形態のディーゼルエンジンの構成に限定されるものではなく、実施の形態において説明する技術的思想と同等の技術的思想に基づいて構成されるエンジン装置を含むものである。

（実施の形態１）
本開示に係る実施の形態１のエンジン装置としてディーゼルエンジンについて添付の図を参照して説明する。なお、図において、矢印ＵＰの方向を上方向として説明する。

図１は、本開示に係る実施の形態１のディーゼルエンジンの全体構成を示す斜視図である。図２は、実施の形態１のディーゼルエンジンにおけるシリンダヘッドの上面部分を覆うヘッドカバーの近傍を示す斜視図であり、一部を断面で示している。実施の形態１のディーゼルエンジン１は、連続再生式の排気ガス浄化装置２を備えている。

実施の形態１のディーゼルエンジン１には、燃焼室から漏れ出るクランクケース内のブローバイガスを吸気系（吸気管）に還流させるブローバイガス還元機構３（図２参照）が設けられている。ディーゼルエンジンのシリンダヘッドの上面部分に設けられた吸気弁および排気弁などを覆うヘッドカバー１０にブローバイガス還元機構３が設けられている。ブローバイガス還元機構３は、ヘッドカバー１０の上面の一部が上方に膨出して形成されたガス調圧部４を有する。ガス調圧部４の内部にはディーゼルエンジン１の燃焼室などから漏れ出たブローバイガスが取り入れられるブローバイガス取入れ室５と、ブローバイガス取入れ室５内のブローバイガスがガス調圧弁を介して供給されるブローバイガス膨張室６が形成されている。ブローバイガス膨張室６の底面には当該ブローバイガス膨張室６に潤滑油成分が溜まったとき、その潤滑油成分の重みにより回動して潤滑油成分をシリンダヘッドの上面側に落下させる逆止弁、例えば、重みにより下方に曲がる板バネ、が設けられている。上記のように、ブローバイガス膨張室６に溜まった潤滑油成分は、シリンダヘッドの上面側に落下して、ディーゼルエンジン１内に回収される構成である。

なお、実施の形態１の構成においては、ブローバイガス膨張室６の底面に板バネである逆止弁が設けられているため、シリンダヘッドの上面側から逆止弁に向けて潤滑油が飛散しても、飛散した潤滑油がブローバイガス膨張室６に混入することが防止されている。

ブローバイガス膨張室６には、例えば、複数の仕切板を設けて複数の迷路状通路が形成されており、ブローバイガスが複数の迷路状通路において膨出することにより、ブローバイガス中の潤滑油成分が除去される構成である。除去された潤滑油成分はブローバイガス膨張室６の底面に溜まり、その自重により板バネが曲がりシリンダヘッドの上面側に落下し、ディーゼルエンジン内に回収される。

一方、ブローバイガス膨張室６内において潤滑油成分が除去されたブローバイガスは、ブローバイガス膨張室６の排気口１１に接続された還元ホース１２（図２参照）の管路を介して、吸気管１３（後述の図３参照）の管路内に送り込まれるよう構成されている。ブローバイガス膨張室６の排気口１１は、ヘッドカバー１０に一体成形されており、ヘッドカバー１０の上面に突設されている。

図３は、ヘッドカバー１０を含むディーゼルエンジン１の一部を上方から見た平面図であり、ヘッドカバー１０に形成されたブローバイガス膨張室６の排気口１１と吸気管１３との間を還元ホース１２により接続されている状態を示している。

図３に示す吸気管１３は、吸気（外部空気：新気）がエアークリーナ（図示なし）を介して過給器（ターボチャージャ）７の方へ流れる吸気管路であり、図３に示す吸気管１３においては吸気が上から下へ流れている。吸気管１３の管路上には、ヘッドカバー１０内のブローバイガス膨張室６からのブローバイガスを吸気管１３内に導入するためのブローバイガス混合継手２０が設けられている。吸気管１３に接続されたブローバイガス混合継手２０とブローバイガス膨張室６の排気口１１とを接続する還元ホース１２は、耐熱性および耐寒性を有する可撓性材料、例えばゴム材で形成されている。

（ブローバイガス混合継手の構成）
図４はブローバイガス混合継手２０を示す斜視図であり、図５はブローバイガス混合継手２０における吸気の流れ方向に直交する方向の断面図である。図５においては、断面が円形の還元ホース１２が接合されるブローバイガス導入口２０ｂ（後述）の中心を含む断面を示している。図６は、ブローバイガス混合継手２０を吸気の流れ方向（吸気方向）に沿って切断した断面図である。

図３〜図６に示すように、ブローバイガス混合継手２０は三方継手構造を有しており、吸気管１３の管路に繋がる吸気通路２０ａにブローバイガス導入口２０ｂが設けられた構成である。ブローバイガス混合継手２０の内部には、ブローバイガス案内板１８が形成されている。ブローバイガス案内板１８は、ブローバイガス導入口２０ｂから導入されたブローバイガスを吸気通路２０ａの内部において吸気方向に沿って流れるように案内する機能を有している。

実施の形態１のディーゼルエンジンにおいて、ブローバイガス混合継手２０には温度センサ１４（図３参照）が設けられており、吸気通路２０ａにおける吸気温度を検出している。温度センサ１４は、吸気通路２０ａの吸気方向に直交する方向に挿入されており、吸気通路２０ａの外周面から外側へ導出するセンサ保持部２０ｃ（図４参照）により保持されている。実施の形態１の構成においては、温度センサ１４が装着された保持板（図示なし）がセンサ保持部２０ｃに螺着されて、温度センサ１４がセンサ保持部２０ｃに前記保持板を介して確実に保持される構成である。

実施の形態１の構成においては、温度センサ１４の温度検出領域がブローバイガス導入口２０ｂの導入方向に延びる中心線を含む吸気方向に直交する面を含んでいる。即ち、温度センサ１４は、ブローバイガス混合継手２０のブローバイガス導入口２０ｂの近傍に設けられている。

なお、実施の形態１においては、上記のように、温度センサ１４をブローバイガス導入口２０ｂの近傍に設けた例で説明するが、温度センサ１４を吸気方向におけるブローバイガス導入口２０ｂの位置より上流側及び／又は下流側にオフセットした位置に配置して、ブローバイガスが導入される前、及び／又は導入された後の吸気温度を検出する構成でもよい。また、実施の形態１の構成においては、ブローバイガス導入口２０ｂの導入方向と温度センサ１４の配設方向（ブローバイガス混合継手２０への挿入方向：図５における上下方向）が直交する構成で説明するが、この構成についても、ディーゼルエンジンにおける部品配置構成に応じて適宜変更される。

図５の吸気方向に直交する断面図に示すように、ブローバイガス混合継手２０の内部に設けたブローバイガス案内板１８の案内面（平坦面１８ａ）は、ブローバイガス導入口２０ｂの導入方向（図５における左向きの方向）に対して所定角度（図５において符号Ｒ）を有して斜行するように形成されている。実施の形態１の構成においては、ブローバイガス導入口２０ｂの導入方向に対してブローバイガス案内板１８の平坦面１８ａが６０°の角度を有して傾いて形成されている。

また、ブローバイガス混合継手２０におけるブローバイガス案内板１８は、図６の吸気方向に沿った断面図に示すように、ブローバイガス導入口２０ｂの上流側において、ブローバイガス混合継手２０の内壁から斜行して徐々に内側に導出するように形成されている。ブローバイガス混合継手２０の内壁から略吸気方向に斜めに導出したブローバイガス案内板１８（図６参照）は、ブローバイガス混合継手２０の内壁から所定距離、例えば、ブローバイガス混合継手２０の吸気通路２０ａの内径（図５の符号Ｙ参照）の３０％以上の長さ（図５の符号Ｘ参照）に達した後は吸気方向に沿って（平行して）所定距離だけ延びるよう形成されている。

図６に示すように、ブローバイガス導入口２０ｂの下流側においては、エアークリーナからの吸気（外部空気）とブローバイガスが、ブローバイガス案内板１８により分離された状態で同じ吸気方向に所定距離だけ流れる構成である。即ち、ブローバイガス混合継手２０の内部には、ブローバイガス案内板１８により仕切られたブローバイガスの導入空間Ａが形成されている。この導入空間Ａは、ブローバイガス導入口２０ｂの上流側にある第１の導入空間Ａ１と、下流側の第２の導入空間Ａ２に分けられる。第１の導入空間Ａ１はブローバイガス導入口２０ｂの上流側において、吸気方向に直交する断面形状が所定の大きさとなるまで徐々に大きくなる空間領域である。ブローバイガス導入口２０ｂの下流側となる第２の導入空間Ａ２においては、吸気方向に直交する断面形状が所定の大きに維持されており、ブローバイガスが吸気とは分離されて、吸気と並行に流れる空間領域である。上記のように、実施の形態１の構成においては、ブローバイガス導入口２０ｂの上流側および下流側に所定の導入空間Ａ（Ａ１、Ａ２）が確保されている。

図６に示すように、ブローバイガス導入口２０ｂの上流側に形成されている第１の導入空間Ａ１は、上流端が閉塞されているため、ブローバイガス導入口２０ｂからのブローバイガスの多くは下流側である第２の導入空間Ａ２に流れる。この結果、第１の導入空間Ａ１においてはブローバイガスが多少滞留した状態であり、吸気の温度である吸気温度がブローバイガス案内板１８を介して導入空間Ａ内のブローバイガスに伝熱される構成である。

エンジン装置としてのディーゼルエンジンを動力源として備えた機器が極寒地（例えば、外気温度が−２０℃）で用いられている場合、吸気温度（新気温度）は、例えば、−２０℃となる。このような吸気温度の吸気に対して、燃焼室から漏れ出るクランクケース内のブローバイガスを単純に混合した場合には、ブローバイガスに含まれる水分が瞬時に凍り、吸気とブローバイガスとの混合領域の管路において着氷が生じて、管路を閉塞させてしまうという大きな問題を有する。

本開示の実施の形態１のエンジン装置であるディーゼルエンジンを動力源とした機器が極寒地に用いられた場合においても、前述のブローバイガス混合継手２０においてブローバイガスが吸気（例えば、外気温度が−２０℃）に対して、ブローバイガス案内板１８により案内されて徐々に冷却されるよう構成されている。ブローバイガス混合継手２０においては、ブローバイガス導入口２０ｂから導入空間Ａに流れ込んだブローバイガスが、ブローバイガス案内板１８により吸気通路２０ａを流れる吸気と同じ方向に並行して流れるように案内されており、ブローバイガスが吸気に対して急激に混合されることがなく徐々に混合される構成である。また、吸気通路２０ａの下流側に繋がる吸気管１３には過給器７が接続されており、吸気通路２０ａに流れる吸気およびブローバイガスは上流側から吸引される構成である。

前述のように、実施の形態１のディーゼルエンジンにおいて用いられているブローバイガス混合継手２０は、ブローバイガス導入口２０ｂの上流側に第１の導入空間Ａ１が形成されている。この第１の導入空間Ａ１には滞留したブローバイガスが存在しているため、この滞留したブローバイガスが、ブローバイガス導入口２０ｂからの導入直後のブローバイガスに対する伝熱に関する緩衝材的な機能を奏する。即ち、第１の導入空間Ａ１に滞留しているブローバイガスが断熱材的な機能を果たしている。

また、ブローバイガス混合継手２０において、吸気通路２０ａの内部のブローバイガス案内板１８が、その上流側端部が吸気通路２０ａの内壁から斜行して徐々に立ち上がる構成である。このため、吸気通路２０ａの内部においては、ブローバイガス案内板１８の壁面が吸気の吸気方向への流通をスムーズに案内すると共に、ブローバイガス導入口２０ｂからの導入されたブローバイガスを徐々に冷却する構成となる。このように、ブローバイガス混合継手２０の吸気通路２０ａの内部において、ブローバイガスがブローバイガス案内板１８を間にして吸気と並行に所定距離流れて徐々に熱交換を行った後、ブローバイガスが吸気と混合される。このため、実施の形態１のディーゼルエンジンを動力源とした機器を極寒地に用いた場合においても、ブローバイガス混合継手２０のブローバイガス導入口２０ｂにおいて、ブローバイガスに含まれる水分が瞬時に凍って管路に着氷して、当該管路を閉塞させることが防止されている。

なお、実施の形態１においては、ブローバイガス混合継手２０のブローバイガス導入口２０ｂの導入方向が略水平方向（図５参照）である場合について説明したが、ディーゼルエンジンにおける部品配置構成に応じてブローバイガス導入口２０ｂの導入方向は適宜変更することが可能であり、ブローバイガス導入口２０ｂの導入方向が水平方向に対して所定角度を有する方向、例えば、水平方向に対して９０°の角度を有する鉛直方向や、４５度の角度または３０°の角度を有する構成でもよい。

図７は、ブローバイガス混合継手２０のブローバイガス導入口２０ｂの導入方向を変更した各種例を示しており、吸気方向に直交する断面図である。図７の（ａ）はブローバイガス導入口２０ｂの導入方向が鉛直線に対して０°、即ち鉛直上方からブローバイガスがブローバイガス混合継手２０の内部に導入される例を示している。図７の（ｂ）はブローバイガス導入口２０ｂの導入方向が鉛直線に対して２４°傾いた例であり、図７の（ｃ）はブローバイガス導入口２０ｂの導入方向が鉛直線に対して４５°傾いた例であり、図７の（ｄ）はブローバイガス導入口２０ｂの導入方向が鉛直線に対して９０°傾いた例である。

また、第２の導入空間Ａ２を有する吸気通路２０ａの吸気方向に直交する面（図５参照）において、吸気通路２０ａの中心線（図５の符号Ｐの中心線）における吸気通路２０ａの内壁とブローバイガス案内板１８（平坦面１８ａ）との距離（図５の符号Ｘ参照）は、吸気通路２０ａの内径（図５の符号Ｙ参照）の３０％以上の長さとする構成で説明したが、本開示はこの構成に限定されるものではない。例えば、図５に示す距離Ｘは吸気通路２０ａの内径（距離Ｙ）に対して、１０〜４０％の範囲内であれば、同様の効果を奏する。即ち、ブローバイガス案内板１８により形成されるブローバイガス導入口２０ｂより下流側に拡がる第２の導入空間Ａ２を含む吸気通路２０ａにおいて、当該吸気通路２０ａの内径に対して１０％以上４０％以下の領域が第２の導入空間Ａ２に占められるよう構成すれば、ブローバイガス混合継手２０の吸気通路２０ａの内部において、ブローバイガスがブローバイガス案内板１８を間にして吸気と並行に所定距離流れて徐々に熱交換が行われた後、ブローバイガスが吸気と混合される。

また、第２の導入空間Ａ２においてブローバイガスの流れる方向である吸気方向に直交する断面積は、ブローバイガス導入口２０ｂにおいてブローバイガスの流れる方向である導入方向に直交する断面積より大きくすることが好ましい。このように構成することにより、ブローバイガスが第２の導入空間Ａ２内をスムーズに流れて、ブローバイガス混合継手２０のブローバイガス導入口２０ｂにおいて、ブローバイガスに含まれる水分が凍って、ブローバイガスが流れる管路に着氷し、当該管路を閉塞させることが防止される。

（実施の形態２）
次に、本開示に係る実施の形態２のエンジン装置としてのディーゼルエンジンについて、前述の実施の形態１との相違点を中心に説明する。なお、実施の形態２のディーゼルエンジンにおいて、実施の形態１の構成と異なる点はブローバイガス混合継手の構成であり、その他の構成は、実施の形態１と同じである。従って、実施の形態２の説明においては、実施の形態１と同じ機能、構成、作用を有する要素には同じ参照符号を付し、それらの同じ参照符号を付した要素についての詳細な説明は省略する。

図８は、本開示に係る実施の形態２のディーゼルエンジンにおけるブローバイガス混合継手２０Ａの吸気方向に直交する断面図である。図８に示すように、ブローバイガス混合継手２０Ａにおけるブローバイガス導入口２０ｂの導入方向が、前述の実施の形態１における構成と異なっている。

実施の形態２におけるブローバイガス混合継手２０Ａは、実施の形態１のブローバイガス混合継手２０と同様に、吸気通路２０ａにブローバイガス導入口２０ｂが設けられた三方継手構造である。ブローバイガス混合継手２０Ａの内部には、ブローバイガス案内板１８Ａが形成されている。ブローバイガス案内板１８Ａは、ブローバイガス導入口２０ｂから導入されたブローバイガスを吸気通路２０ａの内部において吸気方向に沿って流れるように案内する機能を有している。

また、ブローバイガス混合継手２０Ａには温度センサ１４（図３参照）がセンサ保持部２０ｃに設けられており、吸気通路２０ａにおける吸気温度を検出している。

図８に示すように、ブローバイガス混合継手２０Ａにおいて、ブローバイガス導入口２０ｂのブローバイガスの導入方向（図８においては、右上方から左下方の斜め下方向）が、ブローバイガス案内板１８Ａの平坦面１８ａに直交する方向である。実施の形態２において、ブローバイガス案内板１８Ａの平坦面１８ａが斜行しており、水平面に対して、例えば、３０°傾いて設けられている。このため、ブローバイガス導入口２０ｂのブローバイガスの導入方向は、鉛直方向に対して３０°傾いている。なお、実施の形態２の構成においては、センサ保持部２０ｃに保持される温度センサ（図示なし）が略水平方向に挿入される構成である。

上記のように構成された実施の形態２のディーゼルエンジンにおいては、実施の形態１の構成と同様の効果を奏しており、ディーゼルエンジンを動力源とした機器が、例えば、極寒地に用いられた場合においても、ブローバイガス混合継手２０Ａにおいてブローバイガス導入口２０ｂから導入空間Ａに流れ込んだブローバイガスが、ブローバイガス案内板１８Ａにより吸気通路２０ａを流れる吸気と同じ方向に流れるよう案内される構成である。

また、実施の形態２のディーゼルエンジンにおいて用いられているブローバイガス混合継手２０Ａにおいても、前述の実施の形態１と同様に、ブローバイガス導入口２０ｂからブローバイガスが導入される導入空間Ａ（Ａ１，Ａ２）は、所定の容量が確保されている。さらに、実施の形態２の構成においては、ブローバイガス導入口２０ｂのブローバイガスの導入方向が、ブローバイガス案内板１８Ａの平坦面１８ａに直交する方向である。このため、ブローバイガス導入口２０ｂの導出端部から、吸気が接触しているブローバイガス案内板１８Ａの平坦面１８ａまでの距離を均等の長さとすることが可能となる。この結果、実施の形態１の構成と比較して、実施の形態２のディーゼルエンジンの構成においては、ブローバイガス導入口から導入されたブローバイガスの全体が吸気により冷却される領域までの距離を一様に長くすることができる。この結果、実施の形態２のディーゼルエンジンを動力源とした機器を極寒地に用いた場合、ブローバイガス混合継手２０Ａのブローバイガス導入口２０ｂにおいて、ブローバイガスに含まれる水分が凍ってブローバイガスが流れる管路に着氷して、当該管路を閉塞させるという問題を解決することが可能な構成となる。

なお、実施の形態２の構成においても、前述の実施の形態１の構成において説明したように、ディーゼルエンジンにおける部品配置構成に応じてブローバイガス導入口２０ｂの導入方向について適宜変更することが可能である。

（実施の形態３）
次に、本開示に係る実施の形態３のエンジン装置としてのディーゼルエンジンについて、前述の実施の形態１との相違点を中心に説明する。なお、実施の形態３のディーゼルエンジンにおいて、実施の形態１の構成と異なる点はブローバイガス混合継手の構成であり、特に、ブローバイガス案内板の構成である。実施の形態３におけるその他の構成は、実施の形態１と同じである。従って、実施の形態３の説明において、実施の形態１と同じ機能、構成、作用を有する要素には同じ参照符号を付し、それらの同じ参照符号を付した要素についての詳細な説明は省略する。

図９は、本開示に係る実施の形態３のディーゼルエンジンにおけるブローバイガス混合継手２０Ｂの吸気方向に平行な断面図である。図９に示すように、ブローバイガス混合継手２０Ｂのブローバイガス案内板１８Ｂの構成が、前述の実施の形態１における構成と異なっている。

実施の形態３のディーゼルエンジンにおけるブローバイガス混合継手２０Ｂのブローバイガス案内板１８Ｂにおいては、断熱材が吸気と接触する面に張り付けられている。断熱材としては、耐寒用の断熱材であり、例えば、シリコーンゴム等が用いられる。ブローバイガス混合継手２０Ｂは樹脂成形に一体加工されており、ブローバイガス案内板１８Ｂの吸気側の面に断熱材が張り付けられている。

上記のように構成された実施の形態３のディーゼルエンジンを動力源とした機器を極寒地に用いた場合、ブローバイガス混合継手２０Ｂのブローバイガス導入口２０ｂから導入されたブローバイガスがブローバイガス案内板１８Ｂに接触して案内されるとき、吸気の温度がブローバイガス案内板１８Ｂにより断熱される構成である。この結果、ブローバイガス混合継手２０Ｂにおいてブローバイガスに含まれる水分が凍ってブローバイガスが流れる管路に着氷して、当該管路を閉塞させることが更に確実に防止される構成となる。

（実施の形態４）
次に、本開示に係る実施の形態４のエンジン装置としてのディーゼルエンジンについて、前述の実施の形態１との相違点を中心に説明する。なお、実施の形態４のディーゼルエンジンにおいて、実施の形態１の構成と異なる点はブローバイガス混合継手の構成であり、特に、ブローバイガス案内板の構成である。実施の形態４におけるその他の構成は、実施の形態１と同じである。従って、実施の形態４の説明において、実施の形態１と同じ機能、構成、作用を有する要素には同じ参照符号を付し、それらの同じ参照符号を付した要素についての詳細な説明は省略する。

図１０は、本開示に係る実施の形態４のディーゼルエンジンにおけるブローバイガス混合継手２０Ｃの吸気方向に平行な断面図である。図１０に示すように、ブローバイガス混合継手２０Ｃのブローバイガス案内板１８Ｃの構成が、前述の実施の形態１における構成と異なっている。

実施の形態４のディーゼルエンジンにおけるブローバイガス混合継手２０Ｃのブローバイガス案内板１８Ｃは２重構造を有する断熱構造である。ブローバイガス案内板１８Ｃの２重構造は、内部に空間を有する構造である。実施の形態４におけるブローバイガス混合継手２０Ｃは、樹脂成形に一体加工で形成されており、加工精度の高いブローバイガス混合継手２０Ｃを容易に製造することができる。

上記のように構成された実施の形態４のディーゼルエンジンを動力源とした機器を極寒地に用いた場合、ブローバイガス混合継手２０Ｃのブローバイガス導入口２０ｂから導入されたブローバイガスが断熱構造のブローバイガス案内板１８Ｃに接触して案内されるとき、吸気の温度がブローバイガス案内板１８Ｃにより断熱される構成である。この結果、ブローバイガス混合継手２０Ｃにおいてブローバイガスに含まれる水分が凍ってブローバイガスが流れる管路に着氷して、当該管路を閉塞させることがさらに防止される構成である。

（実施の形態５）
次に、本開示に係る実施の形態５のエンジン装置としてのディーゼルエンジンについて、前述の実施の形態１との相違点を中心に説明する。なお、実施の形態５のディーゼルエンジンにおいて、実施の形態１の構成と異なる点はブローバイガス混合継手の構成であり、特に、ブローバイガス案内板の構成である。実施の形態５におけるその他の構成は、実施の形態１と同じである。従って、実施の形態５の説明において、実施の形態１と同じ機能、構成、作用を有する要素には同じ参照符号を付し、それらの同じ参照符号を付した要素については説明を省略する。

図１１は、本開示に係る実施の形態５のディーゼルエンジンにおけるブローバイガス混合継手に形成されているブローバイガス案内板１８Ｄの平坦部分の下流側端部を示す平面図である。図１１に示すように、実施の形態５のディーゼルエンジンにおけるブローバイガス案内板１８Ｄは、その平坦部分の下流側端部近傍の位置に複数の開口（貫通孔）１８ｂが形成されている。このようにブローバイガス案内板１８Ｄの下流側端部近傍に複数の開口１８ｂを形成することにより、ブローバイガス混合継手のブローバイガス導入口２０ｂから導入されたブローバイガスがブローバイガス案内板１８Ｄに接触して吸気方向に案内されるとともに、ブローバイガス案内板１８Ｄにおける下流側端部近傍に形成された複数の開口１８ｂを通過した一部のブローバイガスが吸気と徐々に混合される。

上記のように構成された実施の形態５のディーゼルエンジンを動力源とした機器を極寒地に用いた場合、ブローバイガス導入口２０ｂから導入されたブローバイガスがブローバイガス案内板１８Ｄに接触して案内され、吸気とブローバイガスが徐々に混合される構成である。このように、ブローバイガス混合継手の内部においてブローバイガスが吸気に徐々に混合されるため、ブローバイガスに含まれる水分が瞬時に凍って管路に着氷して、当該管路を閉塞させることがさらに防止される構成である。

上記のように、本開示のエンジン装置においては、燃焼室から漏れ出るクランクケース内のブローバイガスを吸気系に還流させるブローバイガス還元機構が設けられており、そのブローバイガス還元機構において吸気管にブローバイガスを還流させるために特殊な構成を有するブローバイガス混合継手を用いている。このように、ブローバイガス還元機構にバイガス混合継手を用いることにより、例えば、寒冷地、又は極寒地において本開示のエンジン装置を動力源として用いた場合においてもブローバイガス混合継手においてブローバイガスに含まれる水分が瞬時に凍って管路に着氷して、当該管路を閉塞させることが確実に防止される。

なお、上記の各実施の形態において説明した構成のうちの任意の構成を適宜組み合わせることにより、それぞれの構成が有する優れた効果を奏することができる。

本開示は、添付図面を参照しながら好ましい実施の形態に関連して充分に記載されているが、この技術の熟練した人々にとっては種々の変形や修正は明白である。そのような変形や修正は、添付した請求の範囲による本開示の範囲から外れない限りにおいて、その中に含まれると理解されるべきである。

本開示は、作業車両、農業機械、発電機および冷凍機などの各種動力機器における動力源として搭載されるディーゼルエンジンなどのエンジン装置に用いられ、特に、寒冷地、極寒地において用いられるエンジン装置に有用である。

１ ディーゼルエンジン
２ 排気ガス浄化装置
３ ブローバイガス還元機構
４ ガス調圧部
５ ブローバイガス取入れ室
６ ブローバイガス膨張室
７ 過給器（ターボチャージャ）
１０ ヘッドカバー
１１ ブローバイガス膨張室の排気口
１２ 還元ホース
１３ 吸気管
１４ 温度センサ
１８，１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ，１８Ｄ ブローバイガス案内板
１８ａ 平坦面
１８ｂ 開口
２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ ブローバイガス混合継手
２０ａ 吸気通路
２０ｂ ブローバイガス導入口
２０ｃ センサ保持部
Ａ 導入空間
Ａ１ 第１の導入空間
Ａ２ 第２の導入空間

Claims (9)

1. 燃焼室から漏れ出るブローバイガスを吸気が流れる吸気管に還流させるブローバイガス還元機構を有するエンジン装置において、
   前記燃焼室からの前記ブローバイガスが流れる還元ホースと、
   前記吸気管に前記還元ホースに流れる前記ブローバイガスを導入するためのブローバイガス混合継手と、を備え、
   前記ブローバイガス混合継手は、前記吸気管上に配設される吸気通路と、
   前記吸気管に前記ブローバイガスを導入するためのブローバイガス導入口と、
   前記ブローバイガス導入口から導入されたブローバイガスを前記吸気通路において案内し、前記吸気通路の吸気方向における前記ブローバイガス導入口より上流側及び下流側に拡がる導入空間を形成するブローバイガス案内板と、有し、
   前記ブローバイガス案内板は、前記ブローバイガス導入口より上流側に拡がる導入空間の上流端を閉塞し、前記ブローバイガス導入口より下流側に拡がる導入空間の下流端を前記吸気通路に開放して、前記ブローバイガス導入口から導入されたブローバイガスを、前記吸気通路に流れる吸気と分離して前記吸気と並行に流れるよう所定距離案内するように構成されたエンジン装置。
2. 前記ブローバイガス案内板により形成され、前記ブローバイガス導入口より下流側に拡がる導入空間におけるブローバイガスの流れる方向に直交する断面積は、前記ブローバイガス導入口におけるブローバイガスの流れる導入方向に直交する断面積より大きく形成された請求項１に記載のエンジン装置。
3. 前記ブローバイガス案内板により形成される前記ブローバイガス導入口より下流側に拡がる導入空間を含む吸気通路において、当該吸気通路の内径に対して１０％以上４０％以下の領域が当該導入空間に占められるよう構成された請求項２に記載のエンジン装置。
4. 前記ブローバイガス導入口は、ブローバイガスの導入方向がブローバイガス案内板の平坦面に対して所定角度を有するように形成された請求項２に記載のエンジン装置。
5. 前記ブローバイガス導入口は、ブローバイガスの導入方向がブローバイガス案内板の平坦面に対して直交するように形成された請求項２に記載のエンジン装置。
6. 前記ブローバイガス案内板が断熱構造で構成された請求項１から５のいずれか一項に記載のエンジン装置。
7. 前記ブローバイガス案内板が断熱材を有して構成された請求項１から５のいずれか一項に記載のエンジン装置。
8. 前記ブローバイガス案内板が２重壁の断熱構造を有して構成された請求項１から５のいずれか一項に記載のエンジン装置。
9. 前記ブローバイガス案内板における前記ブローバイガス導入口より下流側の位置に複数の開口が形成された請求項１から５のいずれか一項に記載のエンジン装置。

Images