JP2017190714A - エンジン装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ブローバイガスの温度低下を効果的に抑止する。【解決手段】エンジン１０のブローバイガス出口部と吸気系１７とを接続して、ブローバイガスを吸気系１７に導くブローバイガス配管５３と、ウォータジャケット３１から冷却水を導出させる冷却水配管３２と、冷却水配管３２に設けられると共に、その内部に冷却水を流通させる中空筒状の冷却水容器とを備え、ブローバイガス配管５３の少なくとも一部が冷却水容器内に軸方向に貫通挿入されると共に、冷却水容器の内周面とブローバイガス配管５３の外周面との間に全周に亘って所定の間隔が確保された。【選択図】図１

Description

本発明は、エンジン装置に関し、特に、エンジンで発生したブローバイガスを吸気系に還流するＰＣＶ（Positive Crankcase Ventilation）装置に関する。

従来より、シリンダとピストンとの隙間からクランクケース内に漏れ出たブローバイガスを吸気系に還流するＰＣＶ装置が実用化されている。

寒冷地等の低温環境下においては、ブローバイガスを還流させる配管が外気により冷却されると、ブローバイガス中に含まれる水分が凍結して配管を閉塞させる場合がある。配管の閉塞によりクランクケース内の圧力が上昇すると、オイル漏れ等の不具合を生じる可能性があり、ブローバイガスの凍結を効果的に抑止する必要がある。

例えば、特許文献１には、車両構造物との干渉を避けるように屈曲する外管と、当該外管内に挿入されて同様に屈曲する小径の内管とを備え、内管内にはブローバイガスを流通させると共に、外管内にはエンジンの冷却水を流通させてブローバイガスの凍結防止を図るようにした技術が開示されている。

特開平１１−３１５９２８号公報

ところで、上記従来構造では、外管に内管を挿入した状態で全体を屈曲形成しているため、内管の外周面が外管の内周面に直線状に接触する部分が生じる。このため、直線状に接触する部分では、エンジン冷却水からブローバイガスへの熱伝達が行われず、ブローバイガスの温度低下を十分に抑止できない可能性がある。

開示の技術は、ブローバイガスの温度低下を効果的に抑止することを目的とする。

開示の技術は、エンジンのブローバイガス出口部と前記エンジンの吸気系とを接続して、前記エンジンで発生したブローバイガスを前記吸気系に導くブローバイガス配管と、前記エンジンのウォータジャケットから冷却水を導出させる冷却水配管と、前記冷却水配管に設けられると共に、その内部に前記冷却水を流通させる中空筒状の冷却水容器と、を備え、前記ブローバイガス配管の少なくとも一部が前記冷却水容器内に軸方向に貫通挿入されると共に、前記冷却水容器の内周面と当該冷却水容器に挿入された前記ブローバイガス配管の外周面との間に全周に亘って所定の間隔が確保されたことを特徴とする。

前記ブローバイガス配管が前記冷却水容器内の冷却水の流れに対してブローバイガスの流れを逆向きとするように前記冷却水容器に挿入されてもよい。

前記冷却水容器が前記ウォータジャケットの冷却水出口部に隣接する前記冷却水配管に設けられてもよい。

前記冷却水配管に介装されると共に、前記エンジンの排気系から吸気系に再循環される再循環排気を前記冷却水との熱交換により冷却するクーラをさらに備え、前記冷却水容器が前記クーラの冷却水出口部に隣接する前記冷却水配管に設けられてもよい。

前記ブローバイガス配管に介装されて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さらに備え、前記オイルセパレータよりも上流側の前記ブローバイガス配管及び、前記オイルセパレータよりも下流側の前記ブローバイガス配管の両方が前記冷却水容器内に貫通挿入されてもよい。

開示の技術によれば、ブローバイガスの温度低下を効果的に抑止することができる。

本発明の一実施形態に係るエンジン装置を示す模式的な全体構成図である。 （Ａ）は本実施形態に係る熱交換部を示す模式的な縦断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ線断面図である。 他の実施形態に係るエンジン装置を示す模式的な全体構成図である。 他の実施形態に係る熱交換部を示す模式的な横断面図である。 他の実施形態に係る熱交換部を示す模式的な縦断面図である。

以下、添付図面に基づいて、本発明の一実施形態に係るエンジン装置について説明する。同一の部品には同一の符号を付してあり、それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。

図１は本実施形態のディーゼルエンジン（以下、単にエンジン）１０を示す模式的な全体構成図である。シリンダブロック１１の上部にはシリンダヘッド１２が設けられ、シリンダヘッド１２の上部にはシリンダヘッドカバー１３が設けられている。シリンダブロック１１には、図示しないクランクシャフトを収容するクランクケース部１１Ａが設けられ、クランクケース部１１Ａの下部にはオイルを貯留するオイルパン１４が設けられている。

シリンダヘッド１２の側部には、吸気マニホールド１５及び排気マニホールド１６が設けられている。吸気マニホールド１５には、燃焼室内に新気を導入する吸気管１７が接続され、排気マニホールド１６には、燃焼室内から排気を導出する排気管１８が接続されている。

排気再循環（ＥＧＲ）装置２０は、排気管１８と吸気管１７とを接続するＥＧＲ管２１と、ＥＧＲ管２１に介装されてＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラ２２と、ＥＧＲ量を調整可能なＥＧＲバルブ２３とを備えている。

エンジン冷却水循環回路３０は、シリンダブロック１１内に設けられて各気筒を冷却するウォータジャケット３１と、ウォータジャケット出口部とＥＧＲクーラ２２の冷却水入口部とを接続する第１冷却水配管３２と、ＥＧＲクーラ２２の冷却水出口部とラジエータ３４の入口部とを接続する第２冷却水配管３３と、ウォータジャケット３１の入口部に設けられた冷却水ポンプ３５と、ラジエータ３４の出口部と冷却水ポンプ３５とを接続する第３冷却水配管３６と、第２冷却水配管３３と第３冷却水配管３６とを接続するバイパス冷却水配管３７と、サーモスタット３８とを備えている。冷却水温が所定の暖気温度に達するまではサーモスタット３８が閉弁し、冷却水はバイパス冷却水配管３７に流されてラジエータ３４を迂回するようになっている。

ＰＣＶ装置５０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５１と、シリンダヘッドカバー１３のブローバイガス出口部とオイルセパレータ５１のブローバイガス入口部とを接続する第１ブローバイガス配管５２と、オイルセパレータ５１のブローバイガス出口部と吸気管１７とを接続する第２ブローバイガス配管５３と、オイルセパレータ５１のブローバイガス出口部に隣接して設けられた逆止弁のＰＣＶバルブ５４と、オイルセパレータ５１のオイル出口部とシリンダブロック１１のオイル入口部とを接続すると共に、オイルセパレータ５１で分離されたオイルをオイルパン１４に戻すリターン配管５５と、エンジン冷却水とブローバイガスとの熱交換を行う熱交換部６０とを備えている。本実施形態において、熱交換部６０は、第１冷却水配管３２のウォータジャケット出口部に隣接して介装されている。

以下、図２に基づいて、熱交換部６０の詳細構成について説明する。なお、第１冷却水配管３２の熱交換部６０よりも冷却水上流側を上流側第１冷却水配管３２Ａとし、熱交換部６０よりも冷却水下流側を下流側第１冷却配管３２Ｂとして説明する。

図２に示すように、熱交換部６０は、その内径を下流側ブローバイガス配管５２の外径よりも大径に形成された中空円筒状の冷却水容器６１と、上流側第１冷却水配管３２Ａに接続されて冷却水容器６１内にエンジン冷却水を導入する冷却水導入部６２と、下流側第１冷却水配管３２Ｂに接続されて冷却水容器６１内からエンジン冷却水を導出する冷却水導出部６３とを備えている。

冷却水容器６１の内部には、その円筒軸方向に第２ブローバイガス配管５３が貫通挿入されている。冷却水容器６１の内筒面と第２ブローバイガス配管５３の外周面との間には、全周に亘って所定の間隔が確保されており、冷却水が第２ブローバイガス配管５３の外周面全体に均一に流されるように構成されている。

冷却水導入部６２は、第２ブローバイガス配管５３のガス下流側が隣接する冷却水容器６１の一端側円筒部（図中上側）に接続され、冷却水導出部６３は、第２ブローバイガス配管５３のガス上流側が隣接する冷却水容器６１の他端側円筒部（図中下側）に接続されている。すなわち、冷却水容器６１内のエンジン冷却水の流れ方向に対して、第２ブローバイガス配管５３内のブローバイガスの流れ方向が逆向きとなるように構成されている。

以上詳述したように、本実施形態によると、冷却水容器６１の内筒面と第２ブローバイガス配管５３の外周面との間に全周に亘って所定の間隔を確保することで、エンジン冷却水が第２ブローバイガス配管５３の外周面全体に均一に流されるようになっている。このように、第２ブローバイガス配管５３の外周面全体に冷却水を均一に流すことで、エンジン冷却水とブローバイガスとの熱交換面積が効果的に確保されるようになり、ブローバイガスの凍結を確実に防止することができる。

また、冷却水導入部６２を第２ブローバイガス配管５３のガス下流側が隣接する冷却水容器６１の一端側に接続し、冷却水導出部６３を第２ブローバイガス配管５３のガス上流側が隣接する冷却水容器６１の他端側に接続することで、冷却水容器６１内のエンジン冷却水の流れに対してブローバイガスが逆向きに流されるようになっている。このように、エンジン冷却水とブローバイガスとを逆向きに流すことで、冷却水導入部６２から冷却水容器６１内に流れ込む高温のエンジン冷却水が下流側の低温ブローバイガスに当てられようになり、ブローバイガスの昇温効果を確実に向上することができる。

なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。

例えば、図３に示すように、熱交換部６０をＥＧＲクーラ２２の冷却水出口部に隣接する第２冷却水配管３３に介装してもよい。この場合もＥＧＲガスとの熱交換により高温に上昇したエンジン冷却水でブローバイガスを効果的に昇温することが可能になる。

また、図４に示すように、冷却水導入部６２及び冷却水導出部６３を冷却水容器６１に接線方向から接続して構成してもよい。このように、冷却水導入部６２及び冷却水導出部６３を接線方向から接続することで、エンジン冷却水が冷却水容器６１内を第２ブローバイガス配管５３の外周面に沿って螺旋状に流れるようになり、エンジン冷却水とブローバイガスとの熱交換率を効果的に向上することができる。

また、図５に示すように、熱交換部６０の冷却水容器６１内に第１ブローバイガス配管５２及び第２ブローバイガス配管５３の両方を貫通挿入して構成することもできる。この場合は、各配管５２，５３内のブローバイガスの流れをエンジン冷却水の流れと逆方向とし、さらに、各配管５２，５３を離間させて挿入すればよい。このように構成すれば、各配管５２，５３の外周面全体に冷却水を均一に流しつつ、ブローバイガスを各配管５２，５３で二段階に昇温することが可能となり、ブローバイガスの凍結を確実に防止することができる。

また、エンジン１０はディーゼルエンジンに限定されず、ガソリンエンジン等の他のエンジンにも広く適用することが可能である。

１０ エンジン
１１ シリンダブロック
１２ シリンダヘッド
１３ シリンダヘッドカバー
１７ 吸気管
２０ ＥＧＲ装置
２２ ＥＧＲクーラ
３０ エンジン冷却水循環回路
３１ ウォータジャケット
３２ 第１冷却水配管
３３ 第２冷却水配管
５０ ＰＣＶ装置
５１ オイルセパレータ
５２ 第１ブローバイガス配管
５３ 第２ブローバイガス配管
６０ 熱交換部
６１ 冷却水容器
６２ 冷却水導入部
６３ 冷却水導出部

Claims (5)

1. エンジンのブローバイガス出口部と前記エンジンの吸気系とを接続して、前記エンジンで発生したブローバイガスを前記吸気系に導くブローバイガス配管と、
   前記エンジンのウォータジャケットから冷却水を導出させる冷却水配管と、
   前記冷却水配管に設けられると共に、その内部に前記冷却水を流通させる中空筒状の冷却水容器と、を備え、
   前記ブローバイガス配管の少なくとも一部が前記冷却水容器内に軸方向に貫通挿入されると共に、前記冷却水容器の内周面と当該冷却水容器に挿入された前記ブローバイガス配管の外周面との間に全周に亘って所定の間隔が確保された
   ことを特徴とするエンジン装置。
2. 前記ブローバイガス配管が前記冷却水容器内の冷却水の流れに対してブローバイガスの流れを逆向きとするように前記冷却水容器に挿入された
   請求項１に記載のエンジン装置。
3. 前記冷却水容器が前記ウォータジャケットの冷却水出口部に隣接する前記冷却水配管に設けられた
   請求項１又は２に記載のエンジン装置。
4. 前記冷却水配管に介装されると共に、前記エンジンの排気系から吸気系に再循環される再循環排気を前記冷却水との熱交換により冷却するクーラをさらに備え、
   前記冷却水容器が前記クーラの冷却水出口部に隣接する前記冷却水配管に設けられた
   請求項１又は２に記載のエンジン装置。
5. 前記ブローバイガス配管に介装されて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さらに備え、
   前記オイルセパレータよりも上流側の前記ブローバイガス配管及び、前記オイルセパレータよりも下流側の前記ブローバイガス配管の両方が前記冷却水容器内に貫通挿入された
   請求項１から４の何れか一項に記載のエンジン装置。

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