JP2020067008A

JP2020067008A - 内燃機関

Info

Publication number: JP2020067008A
Application number: JP2018198993A
Authority: JP
Inventors: 雅巳石川; Masami Ishikawa; 幸助曽川; Kosuke Sogawa
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2018-10-23
Filing date: 2018-10-23
Publication date: 2020-04-30
Anticipated expiration: 2038-10-23
Also published as: US10774706B2; US20200123944A1; JP7091992B2

Abstract

【課題】ブローバイガス処理装置の配管外れを検出するための圧力センサを備える内燃機関に関して、配管外れの検出漏れを抑制する。【解決手段】内燃機関が有するブローバイガス処理装置は、吸気通路とオイルセパレータとを接続する吸気接続管と、吸気接続管内の圧力を検出する圧力センサと、を備えている。オイルセパレータは、圧力センサを接続するセンサ接続ユニオン２３と、吸気接続管が取り付けられている吸気接続ユニオンと、を有する管接続部１０を備えている。管接続部１０は、オイルセパレータ内の空間を仕切る仕切り板１２と、仕切り板１２に設けられている絞り部１３と、を備えている。管接続部１０は、仕切り板１２を含む第１ユニット１１と、センサ接続ユニオン２３及び吸気接続ユニオン（吸気接続ユニオンの開口端２５Ａ）が設けられている第２ユニット２１と、が組み合わされて構成されている。【選択図】図３

Description

本発明は、ブローバイガス処理装置を備える内燃機関に関する。

特許文献１には、吸気通路におけるスロットルバルブよりも下流側とヘッドカバーとを接続するブローバイガス通路と、吸気通路におけるスロットルバルブよりも上流側とヘッドカバーとを接続する連通路と、を有するブローバイガス処理装置を備えた内燃機関が開示されている。そして特許文献１では、ブローバイガス処理装置における配管外れ等の異常検出のために圧力センサが用いられている。具体的には、ブローバイガス通路に設けられている圧力センサによってブローバイガス通路内の圧力を検出し、圧力の変動に基づいて異常を検出するように構成されている。

特開平１０‐１８４３３６号公報

圧力センサによって検出される圧力の変動に基づいて配管外れを検出するような構成においては、配管外れが発生する前後での圧力の変動が、異常が発生していないと判定される範囲に収まるほど小さい場合には、配管が外れたとしても配管外れを検出することができない場合がある。

例えば、内燃機関の運転中に吸気通路におけるスロットルバルブよりも下流側の部分が負圧になっているとする。ブローバイガス通路が吸気通路との接続部分で外れた場合は、ブローバイガス通路が開放される。特許文献１のようにブローバイガス通路に圧力センサが設けられていれば、これによって圧力センサの検出値が負圧から大気圧に近づくように変動するため配管外れを検出することができる。一方で、ブローバイガス通路がヘッドカバーとの接続部分で外れた場合には、圧力センサが接続されているブローバイガス通路はスロットルバルブよりも下流側との連通が維持されている。このようにスロットルバルブよりも下流側と圧力センサとの連通が維持されている場合、配管外れが発生する前後での圧力センサの検出値の変動が小さいため、配管外れを検出することができない場合がある。

また、特許文献１の内燃機関が備える連通路のようにスロットルバルブよりも上流側に接続されている通路に圧力センサを設けることを考えた場合にも、上記と同様に配管外れを検出できない場合がある。例えば、内燃機関の運転中にヘッドカバー内が負圧であるとする。連通路が吸気通路との接続部分で外れて連通路とヘッドカバーとの連通が維持されている場合には、配管外れが発生する前後での圧力センサの検出値の変動が小さいため、配管外れを検出することができない場合がある。

このように、配管が外れる位置によっては配管外れが発生する前後での圧力センサの検出値の変動が小さく、配管が外れたとしてもその配管外れを検出できない虞がある。

上記課題を解決するための内燃機関は、燃焼室からクランクケースに漏出したブローバイガスを吸気通路におけるスロットルバルブよりも下流側の部分に放出するブローバイガス通路を有するブローバイガス処理装置として、ブローバイガスが含有するオイルを分離するセパレータと、前記吸気通路と前記セパレータとを接続する吸気接続管と、前記吸気接続管内の圧力を検出する圧力センサと、を有しているブローバイガス処理装置を備える内燃機関であって、前記セパレータは、前記吸気接続管が取り付けられている吸気接続ユニオンと、前記圧力センサを接続するセンサ接続ユニオンと、前記セパレータ内の空間を第１空間と第２空間とに仕切る仕切り板と、前記仕切り板に設けられていて前記第１空間と前記第２空間とを連通させる絞り部と、を有する管接続部を備えており、前記管接続部は、前記仕切り板を含み前記第１空間を区画する第１ユニットと、前記第２空間を前記第１ユニットの前記仕切り板とともに区画する第２ユニットと、が組み合わされており、前記吸気接続ユニオンと前記センサ接続ユニオンとが前記第２ユニットに設けられていることをその要旨とする。

上記構成は、圧力センサが接続されているセンサ接続ユニオンが絞り部よりも吸気接続ユニオン側に設けられている管接続部を備えている。このため、吸気接続管が吸気通路側において外れる場合と、吸気接続管が管接続部側において外れる場合と、のいずれの場合であっても、吸気接続管の外れが発生した後にはセンサ接続ユニオンが設けられている部分が大気開放されて圧力センサの検出値が大気圧に近づくように変動しやすい。すなわち、吸気接続管が外れた場合に、圧力センサの検出値の変動によって配管外れを検出することができる。

上記内燃機関の一例では、前記管接続部は、内燃機関が搭載される姿勢において前記センサ接続ユニオンが前記絞り部よりも鉛直方向上方に位置する。
上記構成の内燃機関では、燃焼室からクランクケースに漏出したブローバイガスが吸気接続管側に流れるとき、オイルが管接続部に浸入することによって、圧力センサにオイルが付着して圧力センサの検出感度が低下する虞がある。

上記構成によれば、ブローバイガスとともにオイルが絞り部を通過して第２空間に浸入したとしても、センサ接続ユニオンは絞り部よりも鉛直上方に位置しているため、浸入したオイルがセンサ接続ユニオンを通過して圧力センサに到達することを抑制できる。これによって、圧力センサへのオイルの付着を抑制することができる。すなわち、圧力センサの検出感度の低下を抑制でき、圧力センサの検出感度の低下に起因した配管外れの検出精度の低下を抑制できる。

上記内燃機関の一例では、前記管接続部は、前記絞り部の開口の中心軸を第１中心軸として、前記センサ接続ユニオンの中心軸を第２中心軸とすると、前記第１中心軸と前記第２中心軸とが一致しない位置に前記絞り部と前記センサ接続ユニオンとが配置されている。

上記構成によれば、絞り部を通過して第２空間に流入するブローバイガスがセンサ接続管に直接流入することが抑制される。換言すれば、絞り部を通過して第２空間に流入するブローバイガスが第２ユニットの内壁に衝突しやすい。これによって、ブローバイガスが含有するオイルを分離することができ、オイルを含有するブローバイガスが圧力センサ側に流れることによる圧力センサの検出感度の低下を抑制できる。すなわち、圧力センサの検出感度の低下に起因した配管外れの検出精度の低下を抑制できる。

上記内燃機関の一例では、前記管接続部は、前記吸気接続ユニオンの中心軸を第３中心軸とすると、前記第１中心軸と前記第２中心軸と前記第３中心軸とのいずれもが交差しない位置に前記絞り部と前記センサ接続ユニオンと前記吸気接続ユニオンとが配置されている。

上記構成によれば、絞り部を通過して第２空間に流入するブローバイガスがセンサ接続管に直接流入することが抑制される。また、絞り部を通過して第２空間に流入するブローバイガスが吸気接続管に直接流入することが抑制される。すなわち、絞り部を通過して第２空間に流入するブローバイガスが第２ユニットの内壁に衝突しやすい。このため、ブローバイガスが含有するオイルを分離することができる。これによって、オイルを含有するブローバイガスが圧力センサ側に流れることを抑制でき、圧力センサの検出感度の低下を抑制できる。さらに、オイルを含有するブローバイガスが吸気通路に放出されることを抑制できる。

上記内燃機関の一例では、前記管接続部は、内燃機関が搭載される姿勢において前記第２ユニットが前記第１ユニットよりも鉛直方向上方に位置し且つ前記仕切り板が前記第２空間の床面を構成しており、前記仕切り板は前記絞り部が設けられている部分を最下部にして前記絞り部に向かって傾斜している。

第２空間に流入したブローバイガスに含まれるオイルは、第２ユニットの壁面に衝突して分離されると、第２空間の床面を構成している仕切り板に滴り落ちる。上記構成によれば、仕切り板に滴り落ちたオイルが自重によって絞り部に向かって流れ落ちる。そのため、内燃機関の運転が停止されていて絞り部を通じた第２空間へのブローバイガスの流入が停止しているときに、第２空間に貯留されているオイルを絞り部を介してセパレータ側である第１空間に戻すことができる。これによって、センサ接続管及び吸気接続管にオイルが流入することを抑制できる。すなわち、圧力センサの検出感度の低下を抑制でき、圧力センサの検出感度の低下に起因した配管外れの検出精度の低下を抑制できる。

上記内燃機関の一例として前記吸気接続管が前記吸気通路における前記スロットルバルブよりも上流側の部分と前記セパレータとを接続する構成を採用することもできる。

内燃機関の一実施形態を示す概略図。同実施形態にかかる内燃機関のヘッドカバーを示す正面図。図２における３−３線に沿った断面図。図３における４−４線に沿った断面図。比較例としての内燃機関が備える管接続部の断面図。内燃機関の変更例が備える管接続部を示す模式図。内燃機関の他の変更例が備える管接続部を示す模式図。

以下、内燃機関の一実施形態について、図１〜図４を参照して説明する。
図１には、ブローバイガス処理装置３０を備える内燃機関９０を示している。
内燃機関９０は、シリンダブロック９１、シリンダヘッド９７、ヘッドカバー９８、クランクケース９５、オイルパン９６を備えている。

シリンダブロック９１には、シリンダ９２が形成されている。シリンダ９２には、クランクケース９５に収容されているクランクシャフトの回転と連動して往復動可能なピストン９４が収容されている。内燃機関９０は、複数のシリンダ９２を備える多気筒の内燃機関である。

シリンダヘッド９７には、内燃機関９０の吸気バルブ及び排気バルブが設けられている。シリンダヘッド９７に取り付けられているヘッドカバー９８は、吸気バルブ及び排気バルブを駆動するカムシャフトを覆っている。ヘッドカバー９８は、樹脂材料によって成形されている。ヘッドカバー９８におけるシリンダヘッド９７側には、バッフルプレートが取り付けられている。

オイルパン９６は、内燃機関９０の各部の潤滑及び油圧駆動機構に用いられるオイルを貯留する。
内燃機関９０は、シリンダ９２とピストン９４とシリンダヘッド９７とによって区画されている燃焼室９３を備えている。内燃機関９０は、燃焼室９３に吸気を導入する吸気通路７１を備えている。内燃機関９０は、燃焼室９３で燃焼された混合気を排気として排出する排気通路７８を備えている。

内燃機関９０は、排気タービン式の過給機８０を備えている。過給機８０のタービン８２が排気通路７８に配置されている。タービン８２と一体回転可能に連結されているコンプレッサ８１が吸気通路７１に配置されている。

内燃機関９０の吸気通路７１には、コンプレッサ８１よりも上流にエアクリーナ７２が設けられている。コンプレッサ８１よりも下流には、インタークーラー７３が設けられている。インタークーラー７３よりも下流にはスロットルバルブ７４が設けられている。スロットルバルブ７４よりも下流には、インテークマニホールド７５が設けられている。インテークマニホールド７５は、シリンダヘッド９７に接続されている。

インテークマニホールド７５を通過した吸気は、シリンダヘッド９７に形成されている吸気ポート７６を介して燃焼室９３に導入される。シリンダヘッド９７には、燃焼室９３から排気を排出する排気ポート７７が形成されている。燃焼室９３から排出された排気は、排気ポート７７を介して排気通路７８に排出される。

内燃機関９０が備えるブローバイガス処理装置３０は、クランクケース９５と吸気通路７１とを連通するブローバイガス通路４９を備えており、燃焼室９３からクランクケース９５に漏出したブローバイガスを吸気通路７１に導入する。

ブローバイガス処理装置３０は、ブローバイガス通路４９に設けられておりブローバイガスが含有するオイルを分離するオイルセパレータとして第１セパレータ４３を備えている。第１セパレータ４３は、ヘッドカバー９８に設けられている。第１セパレータ４３は、ブローバイガス放出管４７によって吸気通路７１のインテークマニホールド７５と接続されている。ブローバイガス放出管４７としては、ホース又は樹脂製のパイプ等を用いることができる。ブローバイガス放出管４７には、第１セパレータ４３とインテークマニホールド７５との連通を開閉するＰＣＶバルブ４８が設けられている。ＰＣＶバルブ４８は、インテークマニホールド７５内の圧力が第１セパレータ４３内の圧力よりも低いときに開弁して第１セパレータ４３とインテークマニホールド７５とを連通させる。

ブローバイガス処理装置３０は、クランクケース９５内のブローバイガスを第１セパレータ４３に導入するための吸引通路４１を備えている。吸引通路４１は、シリンダブロック９１及びシリンダヘッド９７に形成されている。吸引通路４１には、吸引通路４１を通過するブローバイガスからオイルを分離するプレセパレータ４２が設けられている。

ブローバイガス処理装置３０は、吸気通路７１からクランクケース９５内に新気を導入する新気導入管３１を備えている。新気導入管３１としては、ホース又は樹脂製のパイプ等を用いることができる。新気導入管３１の一端は、吸気通路７１におけるエアクリーナ７２とコンプレッサ８１との間に接続されている。新気導入管３１の他端は、ヘッドカバー９８に設けられているオイルセパレータとしての第２セパレータ３２に接続されている。第２セパレータ３２は、ヘッドカバー９８とバッフルプレートとによって区画されている。第２セパレータ３２は、新気導入管３１が取り付けられている管接続部１０を備えている。管接続部１０には、新気導入管３１内の圧力を検出する圧力センサ５４がセンサ接続管５５を介して接続されている。圧力センサ５４の検出信号は、内燃機関９０の制御装置に入力される。制御装置は、圧力センサ５４の検出信号に基づいて新気導入管３１内の圧力を検出し、当該圧力の変動が規定範囲を超えて大きくなった場合に新気導入管３１が外れたことを検出する検出部を備えている。

シリンダブロック９１には、クランクケース９５と連通する連通路９９が形成されている。新気導入管３１と第２セパレータ３２と連通路９９とを介して、吸気通路７１とクランクケース９５とが接続されている。以下では、新気導入管３１を含み吸気通路７１とクランクケース９５とを接続する通路を「新気導入通路」ということもある。

ブローバイガス処理装置３０は、過給機８０の駆動に伴って負圧を発生させるエゼクタ５０を備えている。エゼクタ５０は、第１セパレータ４３に接続されているエゼクタ本体５１を備えている。エゼクタ本体５１には、吸気通路７１におけるコンプレッサ８１とインタークーラー７３との間に接続されている第１吸気循環路５２と、吸気通路７１におけるエアクリーナ７２とコンプレッサ８１との間に接続されている第２吸気循環路５３と、が接続されている。第２吸気循環路５３と吸気通路７１との接続部分は、新気導入管３１と吸気通路７１との接続部分よりも下流側に位置している。エゼクタ本体５１は、第１吸気循環路５２を介して供給された吸気を第２吸気循環路５３側に噴射するノズル部５１Ａを備えている。エゼクタ本体５１におけるノズル部５１Ａよりも第２吸気循環路５３側には、気体の流路が徐々に拡大されるディフューザ部５１Ｂが設けられている。エゼクタ５０は、エゼクタ本体５１と第１吸気循環路５２と第２吸気循環路５３とによって構成されている。

内燃機関９０が過給域で運転されておらずインテークマニホールド７５内の圧力が第１セパレータ４３内の圧力よりも低いときには、ＰＣＶバルブ４８が開弁して第１セパレータ４３内のブローバイガスが吸気通路７１に導入される。このとき、吸引通路４１を介してクランクケース９５内のブローバイガスが第１セパレータ４３に引き込まれる。さらに、新気導入通路を介して、吸気通路７１からクランクケース９５内に吸気が引き込まれる。

一方、内燃機関９０が過給域で運転されているときには、コンプレッサ８１前後の吸気圧差によって、吸気通路７１におけるコンプレッサ８１の下流側から第１吸気循環路５２に流入した吸気がエゼクタ本体５１及び第２吸気循環路５３を介してコンプレッサ８１の上流側に戻される。吸気がエゼクタ本体５１のノズル部５１Ａを通過する際にエゼクタ本体５１の内部に負圧が発生する。このときエゼクタ５０は、第１セパレータ４３を介してクランクケース９５内のブローバイガスを吸引し、ディフューザ部５１Ｂを通過したブローバイガスを第２吸気循環路５３を介して吸気通路７１に放出する。

なお、内燃機関９０が過給域で運転されているときには、燃焼室９３からクランクケース９５に漏出するブローバイガスの圧力が比較的高い。吸気通路７１における新気導入管３１が接続されている部分の内圧よりもクランクケース９５内の圧力の方が高い場合には、新気導入通路を介してクランクケース９５内のブローバイガスが吸気通路７１に流入する。また、内燃機関９０が過給域で運転されていないときであっても、例えばスロットルバルブ７４が全開である場合には、燃焼室９３からクランクケース９５に漏出したブローバイガスが新気導入通路を介して吸気通路７１に流入することもある。

図２〜図４を用いて管接続部１０について説明する。図３には、内燃機関９０が車両に搭載される姿勢における鉛直方向を示す矢印及び水平方向を示す矢印を表示している。
図２には、ヘッドカバー９８を示している。第２セパレータ３２の管接続部１０は、新気導入管３１が接続される吸気接続ユニオン２５を備えている。新気導入管３１に吸気接続ユニオン２５が挿入されて新気導入管３１と管接続部１０とが接続される。管接続部１０は、センサ接続管５５が接続されるセンサ接続ユニオン２３を備えている。センサ接続管５５にセンサ接続ユニオン２３が挿入されてセンサ接続管５５と管接続部１０とが接続される。

図３に示すように、管接続部１０は、第２セパレータ３２内の空間を第１空間１９と第２空間２９とに仕切る仕切り板１２を備えている。第１空間１９と第２空間２９は、鉛直方向に並んでいる。第２空間２９は、新気導入通路において第１空間１９よりも吸気通路７１側に位置している。仕切り板１２には、第１空間１９と第２空間２９とを連通させる絞り部１３が開口している。図３には、絞り部１３の開口１３Ａの中心軸として第１軸線Ｃ１を表示している。仕切り板１２は、絞り部１３が設けられている部分を最下部にして絞り部１３に向かって傾斜している。

管接続部１０は、第１空間１９を区画する第１ユニット１１と第２空間２９を区画する第２ユニット２１とが組み合わされて構成されている。
管接続部１０を構成する第１ユニット１１は、ヘッドカバー９８と一体に成形されている。仕切り板１２は、第１ユニット１１の天板である。第１ユニット１１の第１側壁１４と仕切り板１２とによって第１空間１９が区画されている。

管接続部１０を構成する第２ユニット２１は、第１ユニット１１よりも鉛直方向上方に設けられており、第１ユニット１１側の面が開放された箱状である。第２ユニット２１は、第１ユニット１１（ヘッドカバー９８）と同様に樹脂材料によって成形されている。第２ユニット２１は、第１ユニット１１に溶着されているフランジ部２６を備えている。第２空間２９は、フランジ部２６から鉛直方向上方に延びる第２ユニット２１の第２側壁２４によって囲われている。第２側壁２４における鉛直方向上方の端部には、天板２２が設けられている。第２空間２９は、第２ユニット２１の天板２２と第２側壁２４と第１ユニット１１の仕切り板１２とによって区画されている。すなわち、仕切り板１２は、第２空間２９の床面を構成している。

図２及び図３に示すように、センサ接続ユニオン２３は、第２ユニット２１の天板２２に設けられている。センサ接続ユニオン２３は、鉛直方向に延びている。図３には、センサ接続ユニオン２３内の通路の中心軸として第２軸線Ｃ２を表示している。なお、天板２２は水平方向に対して傾斜しており、センサ接続ユニオン２３は天板２２における鉛直方向上方側に設けられている。

図２及び図４に示すように、吸気接続ユニオン２５は、第２ユニット２１の第２側壁２４に設けられている。図３及び図４には、第２側壁２４に開口している吸気接続ユニオン２５の開口端２５Ａを示している。図４には、吸気接続ユニオン２５内の通路の中心軸として第３軸線Ｃ３を表示している。

図３及び図４に示すように、管接続部１０では、第１軸線Ｃ１と第２軸線Ｃ２とが一致しない位置に絞り部１３とセンサ接続ユニオン２３とが配置されている。本実施形態では、図３に示すように第１軸線Ｃ１と第２軸線Ｃ２とが平行であり、第１軸線Ｃ１と第２軸線Ｃ２とが交差していない。図４に示すように、第２ユニット２１では、第２軸線Ｃ２と第３軸線Ｃ３とが交差しない位置にセンサ接続ユニオン２３と吸気接続ユニオン２５とが配置されている。さらに吸気接続ユニオン２５は、第１軸線Ｃ１と第３軸線Ｃ３とが交差しない位置に配置されている。すなわち、管接続部１０では、第２軸線Ｃ２と第３軸線Ｃ３とがねじれの位置にあり、第１軸線Ｃ１と第３軸線Ｃ３とがねじれの位置にある。このように、管接続部１０では、第１軸線Ｃ１と第２軸線Ｃ２と第３軸線Ｃ３とのいずれもが交差しない位置に絞り部１３とセンサ接続ユニオン２３と吸気接続ユニオン２５とが配置されている。

本実施形態の作用及び効果について説明する。
内燃機関９０は、圧力センサ５４が接続されているセンサ接続ユニオン２３が絞り部１３よりも吸気接続ユニオン２５側に設けられている管接続部１０を備えている。このため、新気導入管３１が吸気通路７１側において外れる場合と、新気導入管３１が管接続部１０側において外れる場合と、のいずれの場合であっても、新気導入管３１の外れが発生した後にはセンサ接続ユニオン２３が設けられている部分が大気開放されて圧力センサ５４の検出値が大気圧に近づくように変動しやすい。すなわち、新気導入管３１が外れた場合に、圧力センサ５４の検出値の変動によって配管外れを検出することができる。

燃焼室９３からクランクケース９５に漏出したブローバイガスは、オイルを含んで連通路９９を通過する。ブローバイガスが含有するオイルは第２セパレータ３２において捕集されるが、分離しきれなかったオイルが管接続部１０に浸入することもある。管接続部１０にオイルが浸入し、管接続部１０に接続されている圧力センサ５４にオイルが付着すると、圧力センサ５４の検出感度が低下する虞がある。この点に関して内燃機関９０が備える管接続部１０によれば、ブローバイガスとともにオイルが絞り部１３を通過して第２空間２９に浸入したとしても、センサ接続ユニオン２３は絞り部１３よりも鉛直上方に位置しているため、浸入したオイルがセンサ接続ユニオン２３を通過して圧力センサ５４に到達することを抑制できる。これによって、圧力センサ５４へのオイルの付着を抑制することができる。すなわち、圧力センサ５４の検出感度の低下を抑制でき、圧力センサ５４の検出感度の低下に起因した配管外れの検出精度の低下を抑制できる。

なお、ブローバイガスは水分も含んでいるが、センサ接続ユニオン２３が絞り部１３よりも鉛直上方に位置していることによって、ブローバイガスが含有する水分が圧力センサ５４に到達することを抑制できる。

さらに、内燃機関９０の管接続部１０では、第１軸線Ｃ１と第２軸線Ｃ２とが一致しない位置に絞り部１３とセンサ接続ユニオン２３とが配置されている。そして、第１軸線Ｃ１と第２軸線Ｃ２と第３軸線Ｃ３とのいずれもが交差しない位置に絞り部１３とセンサ接続ユニオン２３と吸気接続ユニオン２５とが配置されている。このため、絞り部１３を通過して第２空間２９に流入するブローバイガスは、第２ユニット２１の天板２２に向かって流入する。すなわち、第２空間２９に流入するブローバイガスがセンサ接続管５５に直接流入することが抑制される。さらに、第２空間２９に流入するブローバイガスが新気導入管３１に直接流入することが抑制される。また、流路断面積の小さい絞り部１３を通過する際にブローバイガスの流速が増加するため、管接続部１０では第２ユニット２１の天板２２にブローバイガスが衝突しやすい。このようにブローバイガスが第２ユニット２１の内壁に衝突しやすいことによって、ブローバイガスが含有するオイルを分離することができ、オイルを含有するブローバイガスが圧力センサ５４側に流れることによる圧力センサ５４の検出感度の低下を抑制できる。すなわち、圧力センサ５４の検出感度の低下に起因した配管外れの検出精度の低下を抑制できる。

また、第２空間２９に流入するブローバイガスが新気導入管３１に直接流入することを抑制できることによって、オイルを含有するブローバイガスが吸気通路７１に放出されることを抑制できる。

さらに、第１軸線Ｃ１と第２軸線Ｃ２と第３軸線Ｃ３とのいずれもが交差しないことによって、圧力センサ５４による検出値に管接続部１０を通過するブローバイガスの脈動が影響することが軽減される。すなわち、圧力センサ５４の検出感度の低下を抑制でき、圧力センサ５４の検出感度の低下に起因した配管外れの検出精度の低下を抑制できる。

また、内燃機関９０の管接続部１０において、第２空間２９に流入したブローバイガスに含まれるオイルは、第２ユニット２１の壁面に衝突して分離されると、第２空間２９の床面を構成している仕切り板１２に滴り落ちる。このとき、絞り部１３が設けられている部分を最下部にして絞り部１３に向かって仕切り板１２が傾斜していることによって、仕切り板１２に滴り落ちたオイルは、自重によって絞り部１３に向かって流れる。このため、内燃機関９０の運転が停止されていて絞り部１３を通じた第２空間２９へのブローバイガスの流入が停止しているときに、第２空間２９に貯留されているオイルを絞り部１３を介して第２セパレータ３２側である第１空間１９に戻すことができる。これによって、センサ接続管５５及び新気導入管３１にオイルが流入することを抑制できる。すなわち、圧力センサ５４の検出感度の低下を抑制でき、圧力センサ５４の検出感度の低下に起因した配管外れの検出精度の低下を抑制できる。

本実施形態の管接続部１０は、絞り部１３を備える第１ユニット１１に、センサ接続ユニオン２３及び吸気接続ユニオン２５が設けられている第２ユニット２１が溶着されている。このように管接続部１０が二つのユニットに分割されているため、樹脂による管接続部１０の成形を比較的容易に行うことができる。この点に関して、図５に示す管接続部１１０を比較例として用いて説明する。

図５には、比較例として、セパレータ１３２に設けられている管接続部１１０を示している。管接続部１１０及びセパレータ１３２は、樹脂材料によって成形されている。管接続部１１０は、セパレータ１３２と一体成型されている。管接続部１１０は、吸気通路と接続される吸気接続管１３１が取り付けられている吸気接続ユニオン１２５と、圧力センサが接続されるセンサ接続管１５５が取り付けられているセンサ接続ユニオン１２３と、を備えている。図示しているように、管接続部１１０では、絞り１１３よりも吸気通路側を分岐させて、吸気接続ユニオン１２５及びセンサ接続ユニオン１２３を配置している。

ここで、金型を用いた射出成形によって樹脂成形を行う場合、まず、固定側型板に対して可動側型板を接近させる。次に、固定側型板と可動側型板との間の空間に樹脂を充填する。そして、樹脂の硬化後、固定側型板から可動側型板を離間させて成形品を取り出す。さらに、図５に示す管接続部１１０のように、セパレータ１３２（ヘッドカバー）にユニオンを形成するような場合には、ユニオン内の通路を形成するためのスライドコアを別途用いる。この場合、固定側型板と可動側型板との接近又は離間の際に、円柱形状のスライドコアをユニオン内の通路が延びる方向に移動させることになる。ところが、管接続部１１０のように吸気接続ユニオン１２５から別のユニオンであるセンサ接続ユニオン１２３が分岐していると、移動方向が異なるスライドコア同士が分岐部分において干渉する。このため、成形が難しい場合や、金型から取り出した後に二次加工が必要となる場合があった。

これに対して、本実施形態の管接続部１０では、第２ユニット２１は、第１ユニット１１側の面が開放されている。すなわち、第２ユニット２１の内壁は可動側型板によって成形することができる。成形中には第２空間２９に相当する部分に可動側型板が位置することになるため、移動方向の異なるスライドコアである吸気接続ユニオン２５を成形するためのスライドコアとセンサ接続ユニオン２３を成形するためのスライドコアとが干渉することがない。このように本実施形態の管接続部１０は、金型の制約を受けることなく射出成型を行うことができるため、図５に示す管接続部１１０と比較して製造が容易である。

上記実施形態における事項と、上記「課題を解決するための手段」の欄に記載した事項との対応関係を記載する。
第２セパレータ３２は、「ブローバイガスが含有するオイルを分離するセパレータ」に対応する。新気導入管３１は、「前記吸気通路と前記セパレータとを接続する吸気接続管」に対応する。

本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上記実施形態における管接続部１０の構成は、エゼクタ５０に適用することもできる。図６には、エゼクタ本体５１と第２吸気循環路５３との間に適用した管接続部２１０を例示している。

図６に示すように、エゼクタ本体５１のディフューザ部５１Ｂよりも第２吸気循環路５３側に第１空間２１９が位置するようにエゼクタ本体５１に管接続部２１０を設けている。仕切り板２１２によって第１空間２１９と仕切られている第２空間２２９が、第１空間２１９の鉛直方向上方に位置している。仕切り板２１２には、絞り部２１３が設けられている。管接続部２１０のセンサ接続ユニオンには、圧力センサ５４が接続されているセンサ接続管５５が取り付けられている。管接続部２１０の吸気接続ユニオン２２５には、第２吸気循環路５３を構成する配管が取り付けられている。なお、絞り部２１３を、エゼクタ５０のディフューザ部５１Ｂとして用いてもよい。この構成によれば、上記実施形態と同様に、圧力センサ５４によって第２吸気循環路５３の配管外れを検出することができる。さらに、上記実施形態と同様に、吸気通路７１に放出されるブローバイガスからオイルを捕集することができ、吸気通路７１へのオイルの浸入を抑制できる。

上記構成と、上記「課題を解決するための手段」の欄に記載した事項との対応関係を記載する。エゼクタ本体５１が取り付けられている第１セパレータ４３が「ブローバイガスが含有するオイルを分離するセパレータ」に対応する。第２吸気循環路５３が「前記吸気通路と前記セパレータとを接続する吸気接続管」に対応する。

・上記実施形態における管接続部１０の構成は、ブローバイガス通路４９に適用することもできる。図７には、第１セパレータ４３とブローバイガス放出管４７との間に適用した管接続部３１０を例示している。

図７に示すように、第１セパレータ４３にブローバイガス放出管４７を取り付ける管接続部３１０では、吸気接続ユニオン３２５にブローバイガス放出管４７が取り付けられている。ブローバイガス放出管４７には、管接続部３１０とインテークマニホールド７５との連通を開閉するＰＣＶバルブ４８が設けられている。また、管接続部３１０のセンサ接続ユニオンには、圧力センサ５４が接続されているセンサ接続管５５が取り付けられている。管接続部３１０は、第１セパレータ４３内の空間を第１空間３１９と第２空間３２９とに仕切る仕切り板３１２を備えており、仕切り板３１２には絞り部３１３が設けられている。

図７に示す構成では、ブローバイガス放出管４７に関して吸気接続ユニオン３２５との接続部分でブローバイガス放出管４７が外れた場合、圧力センサ５４による検出値が大気圧に近づくため、配管外れを検出することができる。このように、ＰＣＶバルブ４８よりも管接続部３１０側で配管が外れた場合には、圧力センサ５４によって配管外れを検出することができる。一方、ブローバイガス放出管４７に関してインテークマニホールド７５との接続部分でブローバイガス放出管４７が外れた場合、管接続部３１０側にＰＣＶバルブ４８が接続されている状態となるため、圧力センサ５４による検出値が変動しにくく圧力センサ５４によって配管外れを検出することができない。ただしこの場合には、インテークマニホールド７５からブローバイガス放出管４７が外れることによってインテークマニホールド７５が開放されるため、内燃機関９０の運転状態に変動が生じやすい。こうした内燃機関９０の運転状態の変動に基づいて配管外れを検出することができる。

この構成によれば、上記実施形態と同様に、圧力センサ５４によってブローバイガス放出管４７の配管外れを検出することができる。さらに、上記実施形態と同様に、吸気通路７１のインテークマニホールド７５に放出されるブローバイガスからオイルを捕集することができ、吸気通路７１へのオイルの浸入を抑制できる。

上記構成と、上記「課題を解決するための手段」の欄に記載した事項との対応関係を記載する。第１セパレータ４３が「ブローバイガスが含有するオイルを分離するセパレータ」に対応する。ブローバイガス放出管４７が「前記吸気通路と前記セパレータとを接続する吸気接続管」に対応する。

・上記実施形態では、仕切り板１２を傾斜させているが、仕切り板１２を水平に配置してもよい。また、第２空間２９の床面がすり鉢状となるように、中央部分が鉛直方向下方に窪んだ仕切り板を採用してもよい。この場合、鉛直方向下方に窪んでいる部分に絞り部１３の開口１３Ａを設けるとよい。

・上記実施形態では、第１軸線Ｃ１と第２軸線Ｃ２と第３軸線Ｃ３とのいずれもが交差しないように構成しているが、第３軸線Ｃ３と第１軸線Ｃ１とが交差、又は第３軸線Ｃ３と第２軸線Ｃ２とが交差するように吸気接続ユニオン２５を設けてもよい。第１軸線Ｃ１と第２軸線Ｃ２とが一致しない位置に絞り部１３とセンサ接続ユニオン２３とが配置されているのであれば、絞り部１３を通過して第２空間２９に流入するブローバイガスは、第２ユニット２１の天板２２に衝突しやすい。すなわち、第２空間２９に流入するブローバイガスがセンサ接続管５５に直接流入することを抑制する効果を奏することができる。

・上記実施形態では、第２ユニット２１の第２側壁２４に吸気接続ユニオン２５を設けている。吸気接続ユニオン２５は、第２ユニット２１の天板２２に設けてもよい。
・上記実施形態では、第１空間１９と第２空間２９とが鉛直方向に並ぶ管接続部１０を例示しているが、管接続部としてはこれに限らない。例えば、第１空間１９と第２空間２９とが水平方向に並ぶ構成を採用してもよい。

第１空間１９と第２空間２９とが鉛直方向に並んでいない管接続部であっても、第１ユニット１１に絞り部１３が設けられており、第２ユニット２１に吸気接続ユニオン２５及びセンサ接続ユニオン２３が設けられていれば、圧力センサ５４によって配管外れを検出する効果を奏することができる。

さらに、センサ接続ユニオン２３が絞り部１３よりも鉛直方向上方に設けられていれば、圧力センサ５４にオイルが付着することを抑制する効果を奏することができる。
また、第１軸線Ｃ１と第２軸線Ｃ２とが一致しない位置に絞り部１３とセンサ接続ユニオン２３とが設けられていれば、ブローバイガスを第２ユニット２１の内壁に衝突させて第２空間２９にオイルを捕集する効果を奏することができる。

・上記実施形態では、圧力センサ５４は、センサ接続管５５を介して管接続部１０に接続されている。これに替えて、センサ接続管５５を省略して管接続部１０のセンサ接続ユニオン２３に圧力センサ５４が直接接続されている構成を採用してもよい。すなわち、センサ接続管５５に挿入される形状として例示しているセンサ接続ユニオン２３の形状を、圧力センサ５４と接続可能な形状に変更してもよい。これによって、センサ接続管５５を省略して管接続部１０のセンサ接続ユニオン２３に圧力センサ５４を直接接続する構成を実現することができる。

・上記実施形態では、管接続部１０の第１ユニット１１とヘッドカバー９８とを一体に成形している。第１ユニット１１とヘッドカバー９８とを分けて成形し、第１ユニット１１とヘッドカバー９８とを組み合わせるようにしてもよい。

・上記実施形態における内燃機関９０は過給機８０を備えているが、過給機は必須の構成ではない。過給機を備えていない内燃機関であっても、管接続部１０によれば、上記実施形態と同様に圧力センサ５４によって新気導入管３１の配管外れを検出することができる。また、過給機を備えていない内燃機関であっても、スロットルバルブ７４が全開である場合には燃焼室９３からクランクケース９５に漏出したブローバイガスが新気導入通路を介して吸気通路７１に流入することもある。このため、新気導入通路をブローバイガスが通過する場合に上記実施形態と同様に圧力センサ５４へのオイルの付着を抑制する効果を奏することができる。

・上記実施形態における内燃機関９０では、内燃機関９０が過給域で運転されているときにエゼクタ５０によって負圧を生じさせて吸気通路７１にブローバイガスを放出するように構成しているが、エゼクタ５０を省略することもできる。この場合、内燃機関９０が過給域で運転されているときには、新気導入通路を介してブローバイガスを吸気通路７１に放出することができる。

１０…管接続部、１１…第１ユニット、１２…仕切り板、１３…絞り部、１３Ａ…開口、１４…第１側壁、１９…第１空間、２１…第２ユニット、２２…天板、２３…センサ接続ユニオン、２４…第２側壁、２５…吸気接続ユニオン、２５Ａ…開口端、２６…フランジ部、２９…第２空間、３０…ブローバイガス処理装置、３１…新気導入管、３２…第２セパレータ、４１…吸引通路、４２…プレセパレータ、４３…第１セパレータ、４７…ブローバイガス放出管、４８…ＰＣＶバルブ、４９…ブローバイガス通路、５０…エゼクタ、５１…エゼクタ本体、５１Ａ…ノズル部、５１Ｂ…ディフューザ部、５２…第１吸気循環路、５３…第２吸気循環路、５４…圧力センサ、５５…センサ接続管、７１…吸気通路、７２…エアクリーナ、７３…インタークーラー、７４…スロットルバルブ、７５…インテークマニホールド、７６…吸気ポート、７７…排気ポート、７８…排気通路、８０…過給機、８１…コンプレッサ、８２…タービン、９０…内燃機関、９１…シリンダブロック、９２…シリンダ、９３…燃焼室、９４…ピストン、９５…クランクケース、９６…オイルパン、９７…シリンダヘッド、９８…ヘッドカバー、９９…連通路。

Claims

燃焼室からクランクケースに漏出したブローバイガスを吸気通路におけるスロットルバルブよりも下流側の部分に放出するブローバイガス通路を有するブローバイガス処理装置として、ブローバイガスが含有するオイルを分離するセパレータと、前記吸気通路と前記セパレータとを接続する吸気接続管と、前記吸気接続管内の圧力を検出する圧力センサと、を有しているブローバイガス処理装置を備える内燃機関であって、
前記セパレータは、前記吸気接続管が取り付けられている吸気接続ユニオンと、前記圧力センサを接続するセンサ接続ユニオンと、前記セパレータ内の空間を第１空間と第２空間とに仕切る仕切り板と、前記仕切り板に設けられていて前記第１空間と前記第２空間とを連通させる絞り部と、を有する管接続部を備えており、
前記管接続部は、前記仕切り板を含み前記第１空間を区画する第１ユニットと、前記第２空間を前記第１ユニットの前記仕切り板とともに区画する第２ユニットと、が組み合わされており、前記吸気接続ユニオンと前記センサ接続ユニオンとが前記第２ユニットに設けられている内燃機関。
前記管接続部は、内燃機関が搭載される姿勢において前記センサ接続ユニオンが前記絞り部よりも鉛直方向上方に位置する
請求項１に記載の内燃機関。
前記管接続部は、前記絞り部の開口の中心軸を第１中心軸として、前記センサ接続ユニオンの中心軸を第２中心軸とすると、前記第１中心軸と前記第２中心軸とが一致しない位置に前記絞り部と前記センサ接続ユニオンとが配置されている
請求項２に記載の内燃機関。
前記管接続部は、前記吸気接続ユニオンの中心軸を第３中心軸とすると、前記第１中心軸と前記第２中心軸と前記第３中心軸とのいずれもが交差しない位置に前記絞り部と前記センサ接続ユニオンと前記吸気接続ユニオンとが配置されている
請求項３に記載の内燃機関。
前記管接続部は、内燃機関が搭載される姿勢において前記第２ユニットが前記第１ユニットよりも鉛直方向上方に位置し且つ前記仕切り板が前記第２空間の床面を構成しており、
前記仕切り板は前記絞り部が設けられている部分を最下部にして前記絞り部に向かって傾斜している
請求項２〜４のいずれか一項に記載の内燃機関。
前記吸気接続管は、前記吸気通路における前記スロットルバルブよりも上流側の部分と前記セパレータとを接続する
請求項１〜５のいずれか一項に記載の内燃機関。