JP2018178876A - Internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、内燃機関に関し、より詳細には、ラビリンス構造を少なくとも含むオイルセパレータを備える内燃機関に関する。 The present invention relates to an internal combustion engine, and more particularly to an internal combustion engine provided with an oil separator including at least a labyrinth structure.
例えば、特許文献1には、内燃機関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、直列に配置された2つのオイル分離機構を備えている。これらのオイル分離機構の一方は、ブローバイガス流入口の開口面積が相対的に小さく、かつ、ノズルの径が相対的に小さくなるように構成されている。もう一方のオイル分離機構は、ブローバイガス流入口の開口面積が相対的に大きく、かつ、ノズルの径が相対的に大きくなるように構成されている。 For example, Patent Document 1 discloses an oil separator of an internal combustion engine. The oil separator comprises two oil separation mechanisms arranged in series. One of these oil separation mechanisms is configured such that the open area of the blowby gas inlet is relatively small and the diameter of the nozzle is relatively small. The other oil separation mechanism is configured such that the opening area of the blowby gas inlet is relatively large, and the diameter of the nozzle is relatively large.
そのうえで、上記のオイルセパレータによれば、ブローバイガス流量が少ない場合には、ブローバイガス流入口の開口面積が相対的に小さいオイル分離機構にブローバイガスが導入される。一方、ブローバイガス流量が多い場合には、ブローバイガス流入口の開口面積が相対的に大きなオイル分離機構に、ほとんどのブローバイガスが導入される。 Furthermore, according to the above oil separator, when the flow rate of the blowby gas is small, the blowby gas is introduced into the oil separation mechanism in which the opening area of the blowby gas inlet is relatively small. On the other hand, when the flow rate of the blowby gas is high, most of the blowby gas is introduced into the oil separation mechanism in which the opening area of the blowby gas inlet is relatively large.
上記特許文献1に記載のオイルセパレータによれば、ブローバイガス流量が多い場合には、開口面積の大きなブローバイガス流入口およびノズル径の大きなノズルを備えるオイル分離機構が主として機能するので、圧力損失(通路抵抗)を低減することができる。しかしながら、ブローバイガス流量が多い場合には、オイルセパレータ内でブローバイガスが通過する部位が少なくなる。このため、圧力損失の低減は図れるが、オイル分離能力の低下が懸念される。 According to the oil separator described in Patent Document 1, when the flow rate of the blowby gas is large, the oil separation mechanism including the blowby gas inlet and the nozzle with a large opening area mainly functions, so pressure loss ( Passage resistance) can be reduced. However, when the flow rate of the blowby gas is high, the number of sites through which the blowby gas passes in the oil separator is reduced. For this reason, although the pressure loss can be reduced, there is a concern that the oil separation capacity may be reduced.
本発明は、上述のような課題に鑑みてなされたものであり、オイル含有ガスの広い流量域において、圧力損失の増大を抑制しつつ、高いオイル分離能力を発揮できるようにしたオイルセパレータを備える内燃機関を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the problems as described above, and is provided with an oil separator capable of exhibiting high oil separation ability while suppressing an increase in pressure loss in a wide flow rate range of oil-containing gas. An object of the present invention is to provide an internal combustion engine.
本発明に係る内燃機関は、オイルセパレータを備える。オイルセパレータは、長手状に形成され、長手方向の一端に設けられたオイル含有ガスの流入口と、前記長手方向の他端に設けられた前記オイル含有ガスの流出口と、互いに対向する一対の内部壁とを有するセパレータ室と、前記一対の内部壁から前記セパレータ室の中央に向けて、前記長手方向から見て先端部同士が重なるように、かつ、互い違いに延びるように形成された複数の仕切り板と、を備えている。前記複数の仕切り板によって、前記セパレータ室の内部には、ラビリンス通路が形成されている。前記内燃機関は、前記複数の仕切り板の少なくとも1つの先端と当該先端に対向する前記一対の内部壁の一方との間の通路断面積、および、前記複数の仕切り板のうちで互いに隣接する一対の仕切り板の間の最小通路断面積のうちの一方または双方を可変とするアクチュエータと、前記セパレータ室に流入する前記オイル含有ガスの流量が多い場合には、当該流量が少ない場合と比べて、前記通路断面積および前記最小通路断面積のうちの一方または双方が増大するように前記アクチュエータを制御する制御装置と、をさらに備える。 An internal combustion engine according to the present invention includes an oil separator. The oil separator is formed in a longitudinal shape, and an inlet for an oil-containing gas provided at one end in the longitudinal direction, an outlet for the oil-containing gas provided at the other end in the longitudinal direction, A plurality of separator chambers having an inner wall, and a plurality of staggered sections extending from the pair of inner walls toward the center of the separator chamber such that the tips overlap each other when viewed from the longitudinal direction And a partition plate. A labyrinth passage is formed inside the separator chamber by the plurality of partition plates. The internal combustion engine has a passage cross-sectional area between at least one tip of the plurality of partition plates and one of the pair of inner walls facing the tip, and a pair of the plurality of partition plates adjacent to each other When the flow rate of the oil-containing gas flowing into the separator chamber is high, an actuator that makes one or both of the minimum passage cross-sectional areas between the partition plates variable and the flow passage compared to when the flow rate is low A controller for controlling the actuator such that one or both of the cross-sectional area and the minimum passage cross-sectional area are increased.
本発明によれば、セパレータ室に流入するオイル含有ガスの流量が多い場合には、当該流量が少ない場合と比べて、ラビリンス通路中の上記通路断面積および上記最小通路断面積のうちの一方または双方が増大するようにアクチュエータが制御される。このような制御によれば、小流量時にラビリンス通路を流れるブローバイガスの流速を高く確保しつつ、大流量時にもラビリンス通路を流れるブローバイガスの流速が高くなり過ぎることを抑制できる。オイルセパレータは、ブローバイガスの流速が適切であると、オイルの分離能力を適切に発揮することができる。また、上記の制御によれば、大流量時にセパレータ室内でブローバイガスが通過する部位を減少させることなく(当該部位の減少によるオイルの分離能力の低下を招くことなく)、圧力損失の増大を抑制することができる。このため、本発明によれば、ブローバイガスの広い流量域において、圧力損失の増大を抑制しつつ、高いオイル分離能力を発揮できるようになる。 According to the present invention, when the flow rate of the oil-containing gas flowing into the separator chamber is high, one of the passage cross-sectional area and the minimum passage cross-sectional area in the labyrinth passage is higher than when the flow rate is low. The actuators are controlled to increase both. According to such control, it is possible to ensure that the flow velocity of the blowby gas flowing through the labyrinth passage is high when the flow rate is small, and to suppress the flow velocity of the blowby gas flowing through the labyrinth passage too high even when the flow rate is large. The oil separator can properly exhibit the oil separation ability if the flow rate of the blowby gas is appropriate. In addition, according to the above control, without increasing the area through which the blowby gas passes in the separator chamber at a large flow rate (without causing a decrease in the oil separation ability due to the reduction of the area), the increase in pressure loss is suppressed can do. Therefore, according to the present invention, high oil separation ability can be exhibited while suppressing an increase in pressure loss in a wide flow rate range of blowby gas.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。ただし、以下に示す実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に、この発明が限定されるものではない。また、以下に示す実施の形態において説明する構造等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。なお、各図面において、同一または類似の構成要素には同一の符号を付している。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, when the number of the number, the number, the quantity, the range, etc. of each element is mentioned in the embodiment shown below, the mention is made unless otherwise specified or the number clearly specified in principle. The present invention is not limited to the above numbers. In addition, the structures and the like described in the embodiments described below are not necessarily essential to the present invention, unless otherwise specified or clearly specified in principle. In the drawings, the same or similar components are denoted by the same reference numerals.
実施の形態1.
まず、図1〜図3を参照して、本発明の実施の形態1について説明する。
Embodiment 1
First, Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3.
1.実施の形態1に係る内燃機関の構成
図1は、本発明の実施の形態1に係る内燃機関1の要部の構成を説明するための図である。内燃機関1は、図1に示すように、オイルセパレータ10と、アクチュエータ50と、電子制御装置(ECU)60とを備えている。
1. Configuration of Internal Combustion Engine According to Embodiment 1 FIG. 1 is a view for explaining the configuration of a main part of an internal combustion engine 1 according to Embodiment 1 of the present invention. As shown in FIG. 1, the internal combustion engine 1 includes an
1−1.オイルセパレータ
オイルセパレータ10は、内燃機関1の内部を流通するオイル含有ガスの一例であるブローバイガスからオイルを分離するために、一例として、ヘッドカバー(図示省略)内に配置されている。図1には、オイルセパレータ10の断面形状が表されている。
1-1. Oil Separator The
オイルセパレータ10は、長手状に形成されたセパレータ室12を備えている。セパレータ室12の長手方向の一端には、ブローバイガスの流入口14が設けられており、当該長手方向の他端には、ブローバイガスの流出口16が設けられている。また、セパレータ室12は、互いに対向する一対の内部壁18、20を備えている。内部壁18は、図1に示す鉛直方向上側の内部壁であり、以下、「上側内部壁18」とも称する。同様に、鉛直方向下側の内部壁20を「下側内部壁20」とも称する。
The
セパレータ室12の内部には、ラビリンス部22と、インパクタ部24とが設けられている。より詳細には、図1に示す例では、ブローバイガスの流れの上流側にラビリンス部22が設けられ、その下流側にインパクタ部24が設けられている。
A
1−1−1.ラビリンス部
ラビリンス部22は、図1に示すように、一対の内部壁18、20からセパレータ室12の中央に向けて互い違いに延びるように形成された複数の仕切り板26、28を備えている。より詳細には、複数(一例として2枚)の仕切り板26は、上側内部壁18から鉛直方向下方に向けて延びるように形成されており、以下、「上側仕切り板26」とも称する。また、複数(一例として3枚)の仕切り板28は、下側内部壁20から鉛直方向上方に向けて延びるように形成されており、「下側仕切り板28」とも称する。
1-1-1. The Labyrinth Section The
さらに、これらの上側仕切り板26と下側仕切り板28とは、セパレータ室12の長手方向から見て、仕切り板26、28の先端部同士が重なるように延びている。セパレータ室12の内部には、以上のように構成された複数の仕切り板26、28によって、ラビリンス通路30が形成されている。
Furthermore, when viewed from the longitudinal direction of the
(ラビリンス部を利用したオイル分離)
以上説明したラビリンス部22によれば、複数の仕切り板26、28によって、ブローバイガスの流路が迷路状になる。これにより、オイル(オイルミスト)の浮遊距離が長くなるので、オイルミストが自重で落下することを促すことができる。また、このようにブローバイガスの流路を迷路状にするように形成された複数の仕切り板26、28によれば、ブローバイガスが変向する際にオイルミストが自身の慣性によって複数の仕切り板26、28に衝突して捕集される効果も期待できる。このような捕集効果によっても、オイルがブローバイガスから分離される。
(Oil separation using labyrinth)
According to the
1−1−2.インパクタ部
インパクタ部24は、インパクタノズル32と、インパクタ壁34と、インパクタノズル32を構成する一対の上側仕切り板36および下側仕切り板38とを備えている。図2に示すように、これらの仕切り板36、38は、ブローバイガスの流路を塞ぐようにセパレータ室12内で鉛直方向に延びている。インパクタノズル32は、一対の仕切り板36、38の中央に形成されている。
1-1-2. Impactor Section The
図2は、図1に示すインパクタノズル32の構成の一例を説明するための図である。図2に示すように、上側仕切り板36は、上側内部壁18から鉛直方向下側に向けて延びており、下側仕切り板38は、下側内部壁20から鉛直方向上側に向けて延びている。図2に示すように、上側仕切り板36には、インパクタノズル32の穴の一部が形成され、下側仕切り板38には、インパクタノズル32の穴の残りの部分が形成されている。後述のように、下側仕切り板38は、アクチュエータ50によって可動される。なお、図2に示す一例では、インパクタノズル32の断面形状は長円であるが、これに限られず、楕円もしくは四角などの他の任意の形状であってもよい。
FIG. 2 is a view for explaining an example of the configuration of the
また、図1に示すように、インパクタ壁34は、下側内部壁20から鉛直方向上方に向けて延びている。インパクタ壁34は、セパレータ室12の長手方向から見てインパクタノズル32と対向するように(換言すると、インパクタノズル32を通過したブローバイガスの進路を塞ぐように)配置されている。
Further, as shown in FIG. 1, the
(インパクタ部を利用したオイル分離)
以上のように構成されたインパクタ部24によれば、インパクタノズル32を通過することで流速が高められたブローバイガスをインパクタ壁34に衝突させることで、ブローバイガス中のオイル(オイルミスト)を捕集することができる(慣性衝突式)。このようなインパクタ部24によっても、ブローバイガスからオイルを分離することができる。また、このようなインパクタ部24は、小粒径のオイルの分離に有利である。
(Oil separation using impactor)
According to the
1−1−3.オイルセパレータの残りの構成
セパレータ室12は、図1に示すように、流入口14の壁の一部を構成する入口壁40を備えている。図3を参照して後述するように、入口壁40は、アクチュエータ50によって可動される。
1-1-3. Remaining Configuration of Oil Separator
さらに、セパレータ室12は、図1に示すように、下側内部壁20に、複数のオイル落とし穴42を備えている。複数のオイル落とし穴42は、ラビリンス部22の複数の下側仕切り板28、インパクタ部24の下側仕切り板38およびインパクタ壁34、ならびに入口壁40のそれぞれを繋ぐ部位において下側内部壁20に設けられている。これらのオイル落とし穴42によれば、ラビリンス部22およびインパクタ部24の各壁面に付着したオイルをセパレータ室12の外部に排出することができる。
Furthermore, as shown in FIG. 1, the
1−2.アクチュエータ
アクチュエータ50は、下側内部壁20の一部を鉛直方向に沿って上下に変位させられるように構成されている。アクチュエータ50による下側内部壁20の一部の可動方式は、特に限定されないが、一例として、電動式であるものとする。ここでいう「下側内部壁20の一部」とは、下側内部壁20のうちで、ラビリンス部22の複数の下側仕切り板28、インパクタ部24の下側仕切り板38、および入口壁40のそれぞれに繋がる部位のことである。
1-2. Actuator The
なお、アクチュエータ50による可動対象となる部位は、下側内部壁20に代え、あるいはそれとともに、上側内部壁18であってもよい。また、ラビリンス部22の複数の下側仕切り板28、インパクタ部24の下側仕切り板38、および入口壁40のそれぞれに繋がる各部位は、本実施形態の例のように、当該各部位の全体が一体的に可動するように構成されてもよいし、当該各部位のそれぞれが独立して可動するように構成されてもよい。また、当該各部位の全部ではなく、少なくとも1つの一部の下側仕切り板28が可動対象となっていてもよい。これらのことは、上側内部壁18を可動させる場合も同様である。
The portion to be moved by the
アクチュエータ50によって下側内部壁20の上記一部を鉛直方向に沿って上下に変位させることで、それに伴い、下側仕切り板28が上下に変位する(換言すると、互いに隣接する上側仕切り板26と下側仕切り板28とのオーバーラップ量が変化する)。その結果、複数の仕切り板26、28のそれぞれの先端と当該それぞれの先端に対向する一対の内部壁18、20の一方との間の通路断面積Aが変更される。
By displacing the part of the lower
また、アクチュエータ50によって下側内部壁20の上記一部を鉛直方向に沿って上下に変位させることで、それに伴い、下側仕切り板38が上下に変位する。その結果、インパクタノズル32の開口面積が変更される。より詳細には、上側仕切り板36と下側仕切り板38とは、セパレータ室12の長手方向から見て先端部(インパクタノズル32の穴が形成される側の端部)同士が重なるように構成されている。このため、アクチュエータ50の動作に伴って、上側仕切り板36および下側仕切り板38の先端部同士のオーバーラップ量が変化することに伴い、インパクタノズル32の開口面積が変更される。なお、インパクタノズル32の穴は、図2に示す構成とは異なり、一対の仕切り板36、38の何れか一方にのみ形成されてもよい。この例では、仕切り板36、38の他方によって塞がれるインパクタノズル32の開口面積の割合が、一対の仕切り板36、38の一方もしくは双方の移動によって調整されればよい。
Further, when the
さらに、アクチュエータ50によって下側内部壁20の上記一部を鉛直方向に沿って上下に変位させることで、それに伴い、入口壁40が上下に変位する。その結果、ブローバイガスの流入口14の通路断面積が変更される。
Further, by vertically displacing the part of the lower
1−3.制御装置
内燃機関1は、各種のエンジン制御を実行するために、上記のECU60を備えている。上述のアクチュエータ50は、ECU60に電気的に接続されている。すなわち、ECU60は、アクチュエータ50を制御する制御装置として機能する。
1-3. Control device The internal combustion engine 1 includes the
2.実施の形態1に係るアクチュエータの制御
図3は、本発明の実施の形態1係るアクチュエータ50の制御を説明するための図である。本実施形態では、ECU60は、セパレータ室12に流入するブローバイガスの流量Qに応じて、ラビリンス部22の通路断面積A、インパクタノズル32の開口面積、および、流入口14の通路断面積がそれぞれ増減されるようにアクチュエータ50を制御する。
2. Control of Actuator According to Embodiment 1 FIG. 3 is a diagram for explaining control of the
ブローバイガスの流量Qは、一例として、次のような手法により推定することができる。すなわち、エンジン運転条件(より具体的には、エンジン回転速度、冷却水温度および燃料噴射量(筒内圧))と流量Qとの関係を事前に実験等により取得し、そのような関係をECU60にマップとして記憶させておく。これにより、ECU60は、内燃機関1の運転中にそのようなマップを参照することで、エンジン運転条件に応じたブローバイガスの流量Qを推定できるようになる。
The flow rate Q of the blowby gas can be estimated, for example, by the following method. That is, the relationship between the engine operating conditions (more specifically, the engine rotational speed, the coolant temperature and the fuel injection amount (in-cylinder pressure)) and the flow rate Q is obtained in advance by experiment etc. I will memorize as a map. Thereby, the
2−1.小流量時の制御
より詳細には、図3(A)は、ブローバイガスの流量Qが少なくなる小流量時のアクチュエータ50の動作状態を表している。ECU60は、小流量時には、図3(A)に示すように、下側内部壁20の上記一部が鉛直方向上方に変位するようにアクチュエータ50を制御する。
2-1. Control at Low Flow Rate More specifically, FIG. 3A shows the operating state of the
これにより、小流量時には、ラビリンス部22の通路断面積Aが減らされる。また、小流量時には、インパクタノズル32の開口面積、および流入口14の通路断面積も減らされる。
As a result, when the flow rate is small, the passage cross-sectional area A of the
2−2.大流量時の制御
一方、図3(B)は、ブローバイガスの流量Qが多くなる大流量時のアクチュエータ50の動作状態を表している。ECU60は、大流量時には、図3(B)に示すように、下側内部壁20の上記一部が鉛直方向下方に変位するようにアクチュエータ50を制御する。
2-2. Control at Large Flow Rate On the other hand, FIG. 3B shows the operating state of the
これにより、大流量時には、ラビリンス部22の通路断面積Aが、図3(A)に示す小流量時と比べて増やされる。また、大流量時には、小流量時と比べて、インパクタノズル32の開口面積、および流入口14の通路断面積も増やされる。
As a result, when the flow rate is large, the passage cross-sectional area A of the
3.実施の形態1に係るアクチュエータの制御の効果
以上説明した本実施形態に係るアクチュエータ50の制御によれば、ブローバイガスの流量Qが少ない場合には、ラビリンス部22の通路断面積A、インパクタノズル32の開口面積、および流入口14の通路断面積がそれぞれ減らされる。これにより、ブローバイガスの流量Qが少なくても、各部を流れるブローバイガスの流速を高く確保できるようになる。このため、小流量時に、ラビリンス部22およびインパクタ部24でのオイルの分離能力を適切に発揮することができる。
3. Effects of Control of Actuator According to Embodiment 1 According to the control of the
また、本実施形態の制御によれば、ブローバイガスの流量Qが多い場合には、ラビリンス部22の通路断面積A、インパクタノズル32の開口面積、および流入口14の通路断面積がそれぞれ増やされる。これにより、ブローバイガスの流量Qが多いときに、セパレータ室12内の各部を流れるブローバイガスの流速が高くなり過ぎることを抑制できる。このため、大流量時にも、ラビリンス部22およびインパクタ部24でのオイルの分離能力を適切に発揮できるようになる。さらに、大流量時にセパレータ室12内の各部の流路の面積が上述のように増やされることにより、セパレータ室12内の各部の圧力損失(通路抵抗)の増大を抑制することができる。このため、本実施形態の制御によれば、大流量時にセパレータ室12内でブローバイガスが通過する部位を減少させることなく(当該部位の減少によるオイルの分離能力の低下を招くことなく)、圧力損失の増大を抑制することができる。
Further, according to the control of the present embodiment, when the flow rate Q of the blowby gas is large, the passage cross sectional area A of the
以上のように、本実施形態に係るオイルセパレータ10を備える内燃機関1によれば、ブローバイガスの広い流量域において、圧力損失の増大を抑制しつつ、高いオイル分離能力を発揮できるようになる。
As described above, according to the internal combustion engine 1 including the
実施の形態2.
次に、図4を参照して、本発明の実施の形態2について説明する。
Second Embodiment
Second Embodiment A second embodiment of the present invention will now be described with reference to FIG.
1.実施の形態2に係る内燃機関の構成
図4は、本発明の実施の形態2に係る内燃機関2の要部の構成を説明するための図である。なお、図4において、図1に示す構成要素と同一の要素については、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。
1. Configuration of Internal Combustion Engine According to
1−1.実施の形態1に係る構成との類似点
本実施形態の内燃機関2は、図4に示すように、オイルセパレータ70を備えている。オイルセパレータ70は、セパレータ室72を有する。セパレータ室72は、互いに対向する一対の内部壁として、上側内部壁74と下側内部壁76とを備えている。
1-1. Similarity with Configuration According to First Embodiment The
セパレータ室72の内部には、ラビリンス部78と、インパクタ部80とが設けられている。ラビリンス部78は、鉛直方向に対する傾斜方向の下方に向けて上側内部壁74から延びるように形成された複数(一例として2枚)の上側仕切り板82と、下側内部壁76から鉛直方向上方に向けて延びるように形成された複数(一例として3枚)の下側仕切り板84とを備えている。
In the
また、インパクタ部80は、インパクタノズル86と、インパクタ壁88と、インパクタノズル86を構成する一対の上側仕切り板90および下側仕切り板92とを備えている。図4に示すように、これらの仕切り板90、92は、ブローバイガスの流路を塞ぐようにセパレータ室72内で鉛直方向に対する傾斜方向に延びている。インパクタノズル86は、一対の仕切り板90、92の中央に形成されている。
Further, the
1−2.実施の形態1に係る構成に対する相違点
上述した実施の形態1においては、「下側内部壁20の一部」がアクチュエータ50によって鉛直方向に沿って上下に変位する。これに対し、本実施形態では、「下側内部壁76の一部」(図4中に「可動部分」として示す部位)がアクチュエータ100によって水平方向に(紙面の左右方向に)変位する。
1-2. Differences to the Configuration According to Embodiment 1 In Embodiment 1 described above, “a part of the lower
より具体的には、本実施形態の構成によれば、アクチュエータ100によって下側内部壁76の上記一部(可動部分)を水平方向に沿って左右に変位させることで、それに伴い、下側仕切り板84が左右に変位する。その結果、複数の仕切り板82、84のうちで互いに隣接する一対の仕切り板82、84の間の最小通路断面積Bが変更される。なお、アクチュエータ100による下側内部壁76の上記一部の変位に伴って最小通路断面積Bを変化させられるのであれば、ラビリンス部78の上側仕切り板82は鉛直方向に沿って下方に延びるように形成されてもよく、逆に、下側仕切り板84は、鉛直方向から傾斜した方向に延びるように形成されてもよい。
More specifically, according to the configuration of the present embodiment, the
また、アクチュエータ100によって下側内部壁76の上記一部を水平方向に沿って左右に変位させることで、それに伴い、下側仕切り板92が左右に変位する。上述のように、インパクタノズル86を構成するための上側仕切り板90および下側仕切り板92が鉛直方向に対して傾斜しているため、このような左右の変位によって、インパクタノズル86の開口面積が変更される。
Further, by displacing the part of the lower
2.実施の形態2に係るアクチュエータの制御
本実施形態では、ECU60は、セパレータ室72に流入するブローバイガスの流量Qに応じて、ラビリンス部78の最小通路断面積B、およびインパクタノズル86の開口面積が増減されるようにアクチュエータ100を制御する。
2. Control of Actuator According to Second Embodiment In the present embodiment, the
2−1.小流量時の制御
より詳細には、ECU60は、小流量時には、図4中に矢印で示すように、下側内部壁76の上記一部が水平方向の左側に変位するようにアクチュエータ100を制御する。これにより、小流量時には、ラビリンス部78の最小通路断面積Bが減らされる。また、小流量時には、インパクタノズル86の開口面積の通路断面積も減らされる。
2-1. Control at Small Flow Rate More specifically, the
2−2.大流量時の制御
一方、ECU60は、大流量時には、図4中に矢印で示すように、下側内部壁76の上記一部が水平方向の右側に変位するようにアクチュエータ100を制御する。これにより、大流量時には、ラビリンス部78の最小通路断面積Bが小流量時と比べて増やされる。また、大流量時には、小流量時と比べて、インパクタノズル86の開口面積も増やされる。
2-2. Control at Large Flow Rate On the other hand, when the flow rate is large, the
3.実施の形態2に係るアクチュエータの制御の効果
以上説明した本実施形態に係るアクチュエータ100の制御によれば、ラビリンス部78に関しては、実施の形態1の通路断面積Aの制御に代えて、最小通路断面積Bが変更される。より詳細には、大流量時には、小流量時と比べて、最小通路断面積Bが増やされる。ある通路の抵抗には、当該通路内で通路断面積が最小となる部位が大きく寄与する。このため、最小通路断面積Bの拡大により、高流量時に通路抵抗(圧力損失)の増大を抑制できるようになる。また、ブローバイガスの流量Qに応じたインパクタノズル86の開口面積の変更は、実施の形態1と同様である。このような本実施形態に係るオイルセパレータ70を備える内燃機関2によっても、ブローバイガスの広い流量域において、圧力損失の増大を抑制しつつ、高いオイル分離能力を発揮できるようになる。
3. Effect of Control of Actuator According to Second Embodiment According to the control of the
4.実施の形態2の変形例
4−1.上側内部壁を可動部分とする例
上述した実施の形態2においては、下側内部壁76の一部が水平方向に沿って左右に変位するようにアクチュエータ100が制御される。これに対し、例えば、次の図5に示す構成のように、上側内部壁が水平方向に沿って左右に変位するようにアクチュエータが制御されてもよい。
4. Modification of
図5は、本発明の実施の形態2に係る内燃機関2の第1の変形例の構成を説明するための図である。図5に示すオイルセパレータ110のセパレータ室112は、互いに対向する一対の内部壁として、上側内部壁114と下側内部壁116とを備えている。図5に示す構成では、上側内部壁114には、ラビリンス部118の複数(一例として2枚)の上側仕切り板120と、インパクタノズル122を構成する上側仕切り板124とが一体的に形成されている。そのうえで、図5に示す構成では、ECU60は、図5中に示す可動部分(すなわち、上側内部壁114を含む部位)が水平方向の左右に変位するようにアクチュエータ130を制御する。
FIG. 5 is a diagram for describing a configuration of a first modified example of the
4−2.上側内部壁および下側内部壁を可動部分とする例
また、例えば、次の図6に示す構成のように、上側内部壁および下側内部壁の双方が水平方向に沿って左右に変位するようにアクチュエータが制御されてもよい。
4-2. Example in which the upper inner wall and the lower inner wall are movable portions Also, for example, as shown in the following FIG. 6, both the upper inner wall and the lower inner wall are displaced horizontally along the horizontal direction. The actuator may be controlled.
図6は、本発明の実施の形態2に係る内燃機関2の第2の変形例の構成を説明するための図である。図6に示すオイルセパレータ140のセパレータ室142は、互いに対向する一対の内部壁として、上側内部壁144と下側内部壁146とを備えている。図6に示す構成では、上側内部壁144には、ラビリンス部148の複数(一例として2枚)の上側仕切り板150と、インパクタノズル152を構成する上側仕切り板154とが一体的に形成されている。また、下側内部壁146には、ラビリンス部148の複数(一例として3枚)の下側仕切り板156と、インパクタノズル152を構成する下側仕切り板158とが一体的に形成されている。
FIG. 6 is a diagram for illustrating the configuration of a second modification of the
そのうえで、図6に示す構成では、ECU60は、図6中に示す2つの可動部分(すなわち、上側内部壁144の一部と下側内部壁146の一部)が水平方向にかつ同方向に変位するようにアクチュエータ160を制御する。より詳細には、図6(A)に示すように、小流量時には、上側内部壁144の上記一部は水平方向の左側に変位し、下側内部壁146の上記一部は水平方向の左側に変位する。その結果、ラビリンス部148の最小通路断面積B、インパクタノズル152の開口面積の通路断面積、および、セパレータ室142の流入口14の通路断面積がそれぞれ減らされる。一方、図6(B)に示すように、大流量時には、上側内部壁144の上記一部は水平方向の右側に変位し、下側内部壁146の上記一部は水平方向の右側に変位する。その結果、ラビリンス部148の最小通路断面積B、インパクタノズル152の開口面積の通路断面積、および、セパレータ室142の流入口14の通路断面積がそれぞれ増やされる。なお、この例とは異なり、これら2つの可動部分が水平方向にかつ互いに逆方向に変位するようにアクチュエータ160が制御されてもよい。
Furthermore, in the configuration shown in FIG. 6, the
4−3.通路断面積Aおよび最小通路断面積Bの可変
また、上述した実施の形態1の構成と実施の形態2の構成とを組み合わせることにより、ブローバイガスの流量Qが多い場合には、これが少ない場合と比べて、通路断面積Aおよび最小通路断面積Bの双方が増大するようにアクチュエータがECU60により制御されてもよい。
4-3. Variation of passage cross-sectional area A and minimum passage cross-sectional area B Further, by combining the configuration of the first embodiment described above with the configuration of the second embodiment, when the flow rate Q of the blowby gas is large, the case of the small flow rate Q In comparison, the actuator may be controlled by the
他の実施の形態.
上述した実施の形態1および2においては、ブローバイガスの流量Qに応じて、ラビリンス部22等の通路断面積Aまたは最小通路断面積B、およびインパクタノズル32等の開口面積、さらには流入口14の通路断面積が増減されるようにアクチュエータ50等が制御される。このような制御に加え、エンジン運転条件に基づいて推定されるオイルミスト粒径分布に応じて、これらの各部の面積のうちの少なくとも通路断面積Aおよび最小通路断面積Bの一方または双方が増減されてもよい。なお、オイルミスト粒径分布は、一例として、次のような手法により推定することができる。すなわち、エンジン運転条件(より具体的には、エンジン回転速度、冷却水温度および燃料噴射量(筒内圧))とオイルミストの粒径分布との関係を事前に実験等により取得し、そのような関係をECU60にマップとして記憶させておく。これにより、ECU60は、内燃機関1等の運転中にそのようなマップを参照することで、エンジン運転条件に応じたオイルミスト粒径分布を推定できるようになる。
Other embodiments.
In the first and second embodiments described above, the passage cross sectional area A or the minimum passage cross sectional area B of the
1、2 内燃機関
10、70、110、140 オイルセパレータ
12、72、112、142 セパレータ室
14 流入口
16 流出口
18、74、114、144 上側内部壁
20、76、116、146 下側内部壁
22、78、118、148 ラビリンス部
24、80 インパクタ部
26、36、82、90、120、124、150、154 上側仕切り板
28、38、84、92、156、158 下側仕切り板
30 ラビリンス通路
32、86、122、152 インパクタノズル
34、88 インパクタ壁
40 入口壁
42 オイル落とし穴
50、100、130、160 アクチュエータ
60 電子制御ユニット(ECU)
1, 2
Claims (1)
前記一対の内部壁から前記セパレータ室の中央に向けて、前記長手方向から見て先端部同士が重なるように、かつ、互い違いに延びるように形成された複数の仕切り板と、
を備え、前記複数の仕切り板によって前記セパレータ室の内部にラビリンス通路が形成されたオイルセパレータを備える内燃機関であって、
前記内燃機関は、
前記複数の仕切り板の少なくとも1つの先端と当該先端に対向する前記一対の内部壁の一方との間の通路断面積、および、前記複数の仕切り板のうちで互いに隣接する一対の仕切り板の間の最小通路断面積のうちの一方または双方を可変とするアクチュエータと、
前記セパレータ室に流入する前記オイル含有ガスの流量が多い場合には、当該流量が少ない場合と比べて、前記通路断面積および前記最小通路断面積のうちの一方または双方が増大するように前記アクチュエータを制御する制御装置と、
をさらに備えることを特徴とする内燃機関。 An inlet for an oil-containing gas formed longitudinally and provided at one end in the longitudinal direction, an outlet for the oil-containing gas provided at the other end in the longitudinal direction, and a pair of opposing inner walls A separator chamber,
A plurality of partition plates formed to extend from the pair of inner walls toward the center of the separator chamber such that the tips overlap each other when viewed from the longitudinal direction;
An internal combustion engine, comprising: an oil separator having a labyrinth passage formed inside the separator chamber by the plurality of partition plates,
The internal combustion engine is
A passage cross-sectional area between at least one tip of the plurality of partition plates and one of the pair of inner walls facing the tip, and a minimum between a pair of partition plates adjacent to each other among the plurality of partition plates An actuator that makes one or both of the passage sectional areas variable;
When the flow rate of the oil-containing gas flowing into the separator chamber is high, the actuator may be configured to increase one or both of the passage cross-sectional area and the minimum passage cross-sectional area as compared to the case where the flow rate is low. A controller for controlling the
An internal combustion engine further comprising:
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