JP2020051371A - 内燃機関のオイル落とし通路の構造 - Google Patents

Abstract

【課題】ブローバイ通路からカム室に流入した新気がオイル落とし通路を通じて直接クランク室に流れ込むことを抑制する。【解決手段】内燃機関のシリンダヘッド７１からシリンダブロック７２を経由してクランクケース及びオイルパンへと向かうエンジンオイルを流下させるオイル落とし通路５の中途に、エンジンオイル０が溜まることで通路を封じシリンダヘッド７１側からクランクケース側に空気が流れることを抑止するトラップ５２を設けることとした。【選択図】図２

Description

本発明は、内燃機関のシリンダヘッドからシリンダブロックを経由してクランクケース及びオイルパンへと向かうエンジンオイルを流下させるオイル落とし通路の構造に関する。

内燃機関は内部に多くの摺動部や回転部を有しており、それら各所にエンジンオイルを供給して摩擦抵抗を減少させることが求められる。多くの内燃機関にあっては、クランクケースの最下部にオイルパンを配置し、オイルパンに貯留したエンジンオイルをオイルポンプにより吸引、吐出して、シリンダヘッドを含む各所に向けて圧送している。シリンダヘッドにおいて吸排気カムシャフトの軸受等の潤滑を終えたオイルは、シリンダヘッド及びシリンダブロックに形成したオイル落とし通路を流下して、オイルパンへと帰還する（例えば、下記特許文献１及び２を参照）。

内燃機関のクランク室は、気筒のボア内壁及びピストンにより燃焼室から隔絶されている。だが、この隔絶は完全なものではなく、内燃機関の圧縮行程では未燃焼ガスが、また膨張行程では燃焼ガスが、ボア内壁とピストンとの隙間からクランク室内に漏洩する。漏洩したブローバイガスは、内燃機関本体の腐食や、オイルパンに蓄えているオイルの劣化をもたらす。そのため、内燃機関に、クランク室に溜まるブローバイガスを換気する装置を付設することが通例となっている。

ブローバイガス還流装置は、シリンダヘッド及びシリンダヘッドカバーが包有するカム室を吸気通路におけるエアクリーナの下流に連通するブローバイ通路（新気通路）と、クランクケース内のクランク室を吸気通路におけるサージタンクに連通するＰＣＶ通路と、このＰＣＶ通路を開閉するＰＣＶバルブとを備える。クランク室内のブローバイガスは、ＰＣＶ通路経由で吸気通路に送り出され、吸気とともに気筒に充填されて、最終的に燃焼室内で再燃焼される。ＰＣＶバルブは、吸気通路からクランク室に向けたブローバイガス及び吸気の逆流を阻止する。ブローバイ通路からカム室に供給される新気即ち空気は、内燃機関のクランクシャフトとカムシャフトとを連動させる巻掛伝動機構を構成しているタイミングチェーン及びスプロケットを収容するチェーンカバー（チェーンケース）室を流通し、しかる後にクランク室に流入する。これにより、チェーンカバー室及びクランク室内のブローバイガスを掃気する（例えば、下記特許文献３を参照）。

実開昭６２−１７５２０６号公報 特開２０１３−１１３２７６号公報 特開２０１５−１２４６９６号公報

だが、ブローバイガスの換気のためにカム室に供給された新気の少なくとも一部が、適切にチェーンカバー室に流入せず、シリンダヘッド及びシリンダブロックに形成したオイル落とし通路を経由して直接クランク室に流れ込むことがあった。オイル落とし通路の開口断面積はできる限り大きく確保されており、オイルポンプが吐出するオイルの流量が少ない低回転域では、オイルだけでなく新気も通過できてしまう。

新気がカム室からオイル落とし通路経由でクランク室に流れると、チェーンカバー室及びクランク室が十分に換気されず、両室内のブローバイガス濃度が上昇する。また、オイル落とし通路を新気が流通する分、シリンダヘッドからオイルパンに向けてオイルが流下しにくくなる懸念もある。

以上の問題に初めて着目してなされた本発明は、ブローバイ通路からカム室に流入した新気がオイル落とし通路を通じて直接クランク室に流れ込むことを抑制しようとするものである。

本発明では、内燃機関のシリンダヘッドからシリンダブロックを経由してクランクケース及びオイルパンへと向かうエンジンオイルを流下させるオイル落とし通路の構造であって、エンジンオイルが溜まることで通路を封じシリンダヘッド側からクランクケース側に空気が流れることを抑止するトラップを中途に設けたオイル落とし通路の構造を構成した。

本発明によれば、ブローバイ通路からカム室に流入した新気がオイル落とし通路を通じて直接クランク室に流れ込むことを抑制することができる。

本発明の一実施形態における内燃機関の概略構成を示す図。 同実施形態の内燃機関のオイル落とし通路の構造を示す側断面図。

本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。図１に、本実施形態における車両用内燃機関の概要を示す。本実施形態の内燃機関は、火花点火式の４ストロークエンジンであり、複数の気筒１（図１には、そのうち一つを図示している）を具備している。各気筒１の吸気ポート近傍には、燃料を噴射するインジェクタ１１を設けている。また、各気筒１の燃焼室の天井部に、点火プラグ１２を取り付けてある。点火プラグ１２は、点火コイルにて発生した誘導電圧の印加を受けて、中心電極と接地電極との間で火花放電を惹起するものである。

吸気を供給するための吸気通路３は、外部から新気即ち空気を取り入れて各気筒１の吸気ポートへと導く。吸気通路３上には、エアクリーナ３１、スロットルバルブ３２、サージタンク３３、吸気マニホルド３４を、上流からこの順序に配置している。

排気を排出するための排気通路４は、気筒１内で燃料を燃焼させた結果発生した排気を各気筒１の排気ポートから外部へと導く。この排気通路４上には、排気マニホルド４２及び排気浄化用の三元触媒４１を配置している。

ブローバイガス還流装置６は、内燃機関の内室８１、８２、８３で発生するブローバイガスを吸気通路３に送り出すためのものであって、ＰＣＶ通路６１及びＰＣＶバルブ６２と、ブローバイ通路６３とを要素とする。

ＰＣＶ通路６１は、その一端がクランクケース７３に接続し、他端が吸気通路３における吸気負圧が生じるスロットルバルブ３３の下流の所定部位、例えばサージタンク３３に接続している。即ち、ＰＣＶ通路６１は、クランク室８１を吸気通路３におけるスロットルバルブ３２の下流側に連通せしめる。クランク室８１内にあるブローバイガスは、このＰＣＶ通路６１を経由して吸気通路３に排出される。

ＰＣＶバルブ６２は、制御信号を入力することで開閉でき、またはその開度を任意に制御できる電磁式のバルブであって、ＰＣＶ通路６１を流通するブローバイガスの流量を増減させる。ＰＣＶバルブ６２は、ＰＣＶ通路６１のクランク室８１への接続箇所に設置する。

クランク室８１とＰＣＶバルブ６２との間には、図示しないオイルセパレータを介設する。オイルセパレータは、ラビリンス構造を有し、流通するガスに含まれる潤滑油を当該ガスから分離させる気液分離作用を営むもので、クランク室８１から潤滑油が失われることを抑止する。

ブローバイ通路６３は、その一端がシリンダヘッドカバー７０に接続し、他端が吸気通路３におけるスロットルバルブ３２の上流の所定部位、例えばエアクリーナ３１の直後に接続している。即ち、ブローバイ通路６３は、カム室８２を吸気通路３におけるスロットルバルブ３２の上流側に連通せしめる。ブローバイ通路６３のカム室８２への接続箇所にもやはり、オイルセパレータを設けてある。

ＰＣＶバルブ６２が開いているとき、カム室８２及びクランク室８１内のブローバイガスが、ＰＣＶバルブ６２及びＰＣＶ通路６１を経由して吸気通路３に送り出される。同時に、吸気通路３からブローバイ通路６３を経由してカム室８２に新気が流れ込む。この新気は、タイミングチェーン及びスプロケットを覆うチェーンカバー７５の内側のチェーンカバー室８３に流入し、当該チェーンカバー室８３を経由してクランク室８１に流れ込む。これにより、カム室８２、チェーンカバー室８３及びクランク室８１内が換気される。吸気通路３のサージタンク３３に還流したブローバイガスは、気筒１に充填されて再燃焼される。

カム室８２に面するシリンダヘッド７１には、吸気カムシャフト及び排気カムシャフトが配設され、それらカムシャフト及びこれを受ける軸受等を潤滑するためにエンジンオイルが供給される。カムシャフトや軸受等の潤滑を終えたオイルは、シリンダヘッド７１及びシリンダブロック７２に跨って形成したオイル落とし通路５を流下して、クランクケース７３の最下部のオイルパン７４へと帰還する。

図２に、本実施形態におけるオイル落とし通路５の構造を示す。シリンダヘッド７１には、当該シリンダヘッド７１を上下に貫通しかつシリンダブロック７２に対向する合わせ面（下面）７１０に開口する流下路５１と、同合わせ面７１０における当該流下路５１の開口から偏倚した位置に形成した上方に凹む凹部５３とを設ける。凹部５３は、シリンダヘッド７１を上下に貫通しない有底のもので、流下路５１とは隔壁５５により隔てられている。

シリンダブロック７２には、当該シリンダブロック７２を上下に貫通しかつシリンダヘッド７１に対向する合わせ面（上面）７２０に開口する流下路５４と、同合わせ面７２０における当該流下路５４の開口から偏倚した位置に形成した下方に凹む凹部５２とを設ける。凹部５２は、シリンダブロック７２を上下に貫通しない有底のもので、流下路５４とは隔壁５６により隔てられている。

図２に示しているように、シリンダヘッド７１とシリンダブロック７２とを合わせ面７１０、７２０を合わせるようにして（実際には、両合わせ面７１０、７２０の間にはガスケットを配する）接合したとき、シリンダヘッド７１の流下路５１とシリンダブロック７２の凹部５２とが連通し、その凹部５２とシリンダヘッド７１の凹部５３とが連通し、その凹部５３とシリンダブロック７２の流下路５４とが連通する。そして、シリンダブロック７２の凹部５２がトラップとなり、この凹部５２に溜まったオイル０がオイル落とし通路５を封じるように（いわば、封水と）なる。従って、ブローバイ通路６３からカム室８２に供給された新気がオイル落とし通路５を流通して直接クランク室８１に向かうことが阻まれる。

一方で、流下路５１からオイルが流下し、凹部５２に溜まっているオイルの量が凹部５２の容積を超えると、その超過した分のオイルが凹部５３を経て流下路５４に到達し、この流下路５４に沿って適切にクランクケース７３及びオイルパン７４に向かって流下することとなる。

本実施形態によれば、図２中に太い矢印で表しているように、ブローバイガスの換気のために吸気通路３からカム室８２に供給された新気が、適切にチェーンカバー室８３に流入するようになり、チェーンカバー室８３及びクランク室８１が十分に換気され、両室８１、８３内のブローバイガス濃度が低下する。また、オイル落とし通路５を新気が流れることでシリンダヘッド７１からオイルパン７４に向けてオイルが流下しにくくなる懸念も払拭される。

なお、本発明は以上に詳述した実施形態に限られるものではない。上記実施形態では、シリンダヘッド７１及びシリンダブロック７２の合わせ面７１０、７２０に凹部５２、５３を開口させて形成することにより、オイル溜まりとなるトラップ５２を簡便に実現していた。これと比較して製造工程が複雑化するきらいがあるが、シリンダブロックの内部、またはシリンダヘッドの内部に、いわゆるＳトラップやＰトラップ等の如き形状を有したオイル落とし通路を作り込むことも可能である。

その他、各部の具体的構成は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

本発明は、車両等に搭載される内燃機関に適用することができる。

５…オイル落とし通路
５２…トラップ（凹部）
７１…シリンダヘッド
７２…シリンダブロック
７３…クランクケース
７４…オイルパン

Claims (1)

1. 内燃機関のシリンダヘッドからシリンダブロックを経由してクランクケース及びオイルパンへと向かうエンジンオイルを流下させるオイル落とし通路の構造であって、
   エンジンオイルが溜まることで通路を封じシリンダヘッド側からクランクケース側に空気が流れることを抑止するトラップを中途に設けたオイル落とし通路の構造。

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