JP2020112090A - Blow-by gas recirculation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、各種エンジンに適用されるブローバイガス還流装置であって、オイルセパレータを備えるブローバイガス還流装置に関するものである。 The present invention relates to a blow-by gas recirculation device applied to various engines, and relates to a blow-by gas recirculation device including an oil separator.
産業用ディーゼルエンジンなどにおいては、ブローバイガスをシリンダヘッドカバー(以下、ヘッドカバーと略称する)の内部を通してから吸気経路に戻す構造のブローバイガス還流装置を備える構造のものが多い。 Many industrial diesel engines and the like have a structure including a blow-by gas recirculation device having a structure in which blow-by gas is returned from the inside of a cylinder head cover (hereinafter abbreviated as a head cover) to the intake path.
ブローバイガスを、ヘッドカバー内部を通してエンジン外へ(吸気通路へ)流す場合、ヘッドカバー内における動弁機構の上側にガス通路が設けられる。ヘッドカバー内部のガス通路は、上下に狭い扁平な通路となり易いので、ブローバイガスからオイル成分を捕捉するオイルセパレータは、専用の部品としてヘッドカバー外に設けられるのが一般的である(例えば、特許文献1)。 When the blow-by gas flows through the inside of the head cover to the outside of the engine (to the intake passage), the gas passage is provided in the head cover above the valve mechanism. Since the gas passage inside the head cover tends to be a flat passage that is narrow in the vertical direction, an oil separator that captures an oil component from blow-by gas is generally provided outside the head cover as a dedicated component (for example, Patent Document 1). ).
オイルセパレータをシリンダブロックのサイドに配置する構造では、ヘッドカバー内のようなスペースの制限が殆ど無いので、十分な容量のものにできる利点がある。しかしながら、専用部品であるオイルセパレータがエンジンの補機として追加されるので、次のような不利点がある。 In the structure in which the oil separator is arranged on the side of the cylinder block, there is almost no limit on the space as in the head cover, so there is an advantage that the capacity can be made sufficient. However, since the oil separator, which is a dedicated component, is added as an auxiliary machine for the engine, it has the following disadvantages.
即ち、(1)オイルセパレータが付設された分、エンジン全体としての体格(嵩)が大型化する。(2)ヘッドカバーから吸気通路までのガス通路が長くなり、外部配管長さも長くなるので、寒冷時におけるブローバイガス中に含まれている水分の凍結のおそれが増す。 That is, (1) the size (bulk) of the engine as a whole is increased due to the addition of the oil separator. (2) Since the gas passage from the head cover to the intake passage is long, and the length of the external pipe is also long, there is an increased risk of freezing of water contained in the blow-by gas during cold weather.
本発明の目的は、構造工夫により、ヘッドカバー内にブローバイガスの通路を設け、かつ、オイルセパレータも備える構成としながらも、エンジンの大型化が抑制されるとともに、ブローバイガスの外部配管長さを短くして前述の凍結のおそれも極力回避されるように改善されたブローバイガス還流装置を提供する点にある。 An object of the present invention is to provide a blow-by gas passage in a head cover by an arrangement of a structure, and also to provide an oil separator, while suppressing an increase in size of an engine and shortening an external pipe length of blow-by gas. The blow-by gas recirculation system is improved so that the above-mentioned fear of freezing can be avoided as much as possible.
本発明は、ブローバイガス還流装置において、
クランクケースからのブローバイガスをヘッドカバーの内部を通して吸気通路に導くように構成され、
前記ヘッドカバーの内部に形成されるブローバイガス通路に、ブローバイガスからオイルを捕捉して除去するオイルセパレータが取付けられ、
前記ヘッドカバーに前記ブローバイガスの出口であるガス出口部が形成され、前記ガス出口部のヘッドカバー内部側開口に前記オイルセパレータにおけるブローバイガスの出口であるセパレータ出口が重ねられていることを特徴とする。
The present invention is a blow-by gas recirculation device,
It is configured to guide blow-by gas from the crankcase to the intake passage through the inside of the head cover,
An oil separator that traps and removes oil from the blow-by gas is attached to the blow-by gas passage formed inside the head cover,
A gas outlet portion that is an outlet of the blow-by gas is formed in the head cover, and a separator outlet that is an outlet of the blow-by gas in the oil separator is overlapped with an opening on the inside of the head cover of the gas outlet portion.
例えば、前記オイルセパレータは、ブローバイガスを導入するセパレータ入口と、フィルタと、オイル落し部と、ブローバイガスを排出する前記セパレータ出口とを備えているとよい。そして、前記オイル落し部は、前記ヘッドカバーの内側に設けられている動弁機構の隙間部分に向けて突設されていると好都合である。 For example, the oil separator may include a separator inlet for introducing blow-by gas, a filter, an oil drop portion, and the separator outlet for discharging blow-by gas. Further, it is convenient that the oil drop portion is provided so as to project toward a gap portion of a valve mechanism provided inside the head cover.
前記オイルセパレータは、前記ヘッドカバーにおけるエンジン冷却ファンの配置側に寄せて内蔵されていると好都合であり、前記セパレータ入口は、前記オイルセパレータにおけるエンジン冷却ファンの配置側の端部に形成されているとよい。また、前記オイルセパレータは、前記ヘッドカバーに着脱可能にボルト止めされているとより好都合である。 It is convenient that the oil separator is built in close to the engine cooling fan disposition side of the head cover, and the separator inlet is formed at an end of the oil separator disposition side of the engine cooling fan. Good. It is more convenient that the oil separator is detachably bolted to the head cover.
本発明によれば、ヘッドカバーにオイルセパレータが内蔵(収容)されているので、ヘッドカバー外に専用部品としてオイルセパレータを配置する構成(従来の構造)に比べて、エンジン全体としての嵩を小さくすることが可能になる。そして、ヘッドカバーからオイルセパレータへのブローバイガスの外部配管が省略できるので、寒冷時などにおいてブローバイガス中の水分が外部配管にて凍結するおそれが回避される利点がある。 According to the present invention, since the oil separator is built in (accommodated) in the head cover, the bulk of the engine as a whole can be reduced as compared with the configuration (conventional structure) in which the oil separator is arranged as a dedicated component outside the head cover. Will be possible. Since the external piping for blow-by gas from the head cover to the oil separator can be omitted, there is an advantage that the moisture in the blow-by gas can be prevented from freezing in the external piping during cold weather.
また、ヘッドカバーのガス出口部にオイルセパレータのガス出口が重ねられているので、オイルセパレータをヘッドカバー内に取付けるだけで、ヘッドカバー内のブローバイガス通路及びヘッドカバーからのブローバイガスの出口が形成されるという合理性も備えている。 In addition, since the gas outlet of the oil separator is overlapped with the gas outlet of the head cover, it is reasonable that the blow-by gas passage in the head cover and the blow-by gas outlet from the head cover are formed only by mounting the oil separator in the head cover. It also has sex.
その結果、構造工夫により、ヘッドカバー内にブローバイガスの通路を設け、かつ、オイルセパレータも備える構成としながらも、エンジンの大型化が抑制されるとともに、ブローバイガスの外部配管長さを短くして前述の凍結のおそれも極力回避されるように改善されたブローバイガス還流装置を提供することができる。 As a result, by constructing the structure, a blow-by gas passage is provided in the head cover and an oil separator is also provided, but the engine size is suppressed and the external piping length of the blow-by gas is shortened. It is possible to provide an improved blow-by gas recirculation device that avoids the risk of freezing as much as possible.
以下に、本発明によるブローバイガス還流装置の実施の形態を、小型の産業用ディーゼルエンジンに適用した場合について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, a case where the embodiment of the blow-by gas recirculation device according to the present invention is applied to a small-sized industrial diesel engine will be described with reference to the drawings.
図3に、産業用ディーゼルエンジンEの平面図が示され、1はエンジン冷却ファン、2はオルタネータ、3は過給機、4は排気処理装置、5はシリンダヘッド41(図6を参照)の上に組付けられるヘッドカバー、6は複数のインジェクタ、7は燃料噴射用供給ポンプである。 FIG. 3 is a plan view of the industrial diesel engine E, in which 1 is an engine cooling fan, 2 is an alternator, 3 is a supercharger, 4 is an exhaust treatment device, and 5 is a cylinder head 41 (see FIG. 6). A head cover assembled on top, 6 is a plurality of injectors, and 7 is a fuel injection supply pump.
本エンジンEには、図1に示されるように、ブローバイガス還流装置Bが装備されており、クランクケース(図示省略)からのブローバイガスgをヘッドカバー5の内部に形成されているブローバイガス通路Wを通し、極力オイル成分などを除いた状態で吸気通路Aに戻す構成とされている。吸気通路Aの例としては、過給機3の吸気側ダクト3Aが挙げられる(図3を参照)。
As shown in FIG. 1, the engine E is equipped with a blow-by gas recirculation device B, and blow-by gas g from a crankcase (not shown) is formed inside the
図2〜図4に示されるように、ヘッドカバー5は、インジェクタ装着用の4箇所の円孔5aを有する上下中間壁5Cと、前側の上壁であるヘッドカバー上壁5Aと、後側の上壁5Bとを備えた無底箱状の部材である。ヘッドカバー上壁5Aの後部には、ヘッドカバー上壁5Aから上方突出する状態で形成されるガス出口部8が形成されている。ブレザ経路でもあるガス出口部8には、ブローバイガスgを吸気通路Aに戻すためのガス管路9が接続される。
As shown in FIGS. 2 to 4, the
〔実施形態1〕
CCV(クランクケースベンチレーション)でもあるブローバイガス還流装置Bは、図1(A)に示されるように、ヘッドカバー上壁5Aの下側に収容されるオイルセパレータSを有している。オイルセパレータSの平面視形状は、図4に示されるように、ヘッドカバー上壁5Aの上方突出形状に合せてその内側にピッタリと内装できるように、略横向きT字状に形成されている。オイルセパレータSの前後及び右側のそれぞれに、ヘッドカバー5の内側にボルト止め装着するための挿通孔24が形成されている。
[Embodiment 1]
The blow-by gas recirculation device B, which is also a CCV (crankcase ventilation), has an oil separator S accommodated below the head cover
図1(A)、図4〜図6に示されるように、オイルセパレータSは、その下面の前端部にブローバイガスの入口、即ちセパレータ入口10が形成され、上面の後端部にブローバイガスの出口、即ちセパレータ出口11が形成されている。オイルセパレータSの前後中間で右側の箇所に、大きく下方突出させたオイル落し部12が形成されており、また、セパレータ入口10とオイル落し部12との前後方向の間にフィルタ36が設けられている。
As shown in FIG. 1(A) and FIGS. 4 to 6, the oil separator S has a blow-by gas inlet, that is, a
従って、クランクケースからのブローバイガスgは、ヘッドカバー5の内部の前端部に進み、オイルセパレータSの下面前端部のセパレータ入口10からオイルセパレータSの内部に入り、そこでフィルタ36によるオイル分離作用やオイル滴下作用を受けた後に、オイルセパレータSの上面後端部のセパレータ出口11から出る、という具合に流れる。つまり、ヘッドカバー5の内部の上部、及びオイルセパレータSの内部がブローバイガス通路Wになっている。
Therefore, the blow-by gas g from the crankcase advances to the front end of the inside of the
セパレータ出口11は、図1(A)に示されるように、ヘッドカバー5のガス出口部8のヘッドカバー内部側開口であるガス入口開口14に対向配備されて、環状シール材37の介装により気密に重ねられている。従って、セパレータ出口11から出たブローバイガスgは、ガス出口部8を通ってからガス管路9に流れて行くようになる。
As shown in FIG. 1(A), the
図1(A)、図2、図3に示されるように、ガス出口部8は、ブローバイガスgを通す出口通路8Aを形成すべくヘッドカバー上壁5Aから上方に膨出した突出ケース部15を備え、突出ケース部15における出口通路8Aの外側に空気層16が形成されている。なお、図1(A)において、5Dはヘッドカバー前壁である。
As shown in FIG. 1(A), FIG. 2 and FIG. 3, the
突出ケース部15は、頂壁15A、前側の起立壁17、後壁19、左側の取出し壁20、及び右側壁21を有している。起立壁17、後壁19、及び取出し壁20は傾斜角度の付いた傾斜壁に形成されており、突出ケース部15は裾広がり状の外観を呈している。やや左後方に向いた外面(符記省略)を持つ取出し壁20には、前記出口通路8Aの出口開口22を備える庇壁20aが形成されている。
The
突出ケース部15は、ヘッドカバー5の内部となる下側に突出する通路壁18を備えており、その通路壁18に、側面視が上下逆向きのL字形状を呈する出口通路8Aが形成されている。出口通路8Aは、下端にガス入口開口14を備える上下向き通路部8aと、左端(先端)に出口開口22を備える横向き通路部8bとを有する折れ曲がり通路に形成されている。起立壁17の下端部の裏側には、図1に示されるように、オイルセパレータSと干渉しない範囲で下方突出するリブ壁23が形成されている。
The projecting
図1(A)、(B)に示されるように、ヘッドカバー上壁5Aから傾き角度θで立上る起立壁17と通路壁18との間及びリブ壁23との間に跨る状態で空気層16が形成されている。また、後壁19と通路壁18との間にも空気層16が形成されている。また、図3に示されるように、起立壁17は、エンジン冷却風Rの流れ方向(矢印Y方向)で上流側に対面する状態となるように、突出ケース部15が構成されている。
As shown in FIGS. 1A and 1B, the
以上のように構成されたヘッドカバーにより、次のとおりの作用効果が得られる。ヘッドカバー5のブレザ経路としてヘッドカバー上壁5Aから突設されたガス出口部8の下方突出する通路壁18の周囲に、外壁である起立壁17との間に空気層16が形成されている。そして、起立壁17は水平から角度が付いた傾斜壁とされている。
With the head cover configured as described above, the following operational effects can be obtained. An
つまり、従来品では1枚の壁であったところを、本実施形態では間に空気層16を設けた二重壁構造(通路壁18、起立壁17)としてあるので、断熱作用が格段に向上するようになる。従って、極寒などの寒冷時でも出口通路8Aの温度低下が抑制され、ブローバイガス中の水分が冷やされて結露が発生し、場合によっては凍結することが生じないようになる。
In other words, since the conventional product has one wall, the present embodiment has the double wall structure (the
また、突出ケース部15は、エンジン冷却ファン1によるエンジン冷却風Rの風下に位置し、起立壁17には直接的にエンジン冷却風Rがあたるようになる。しかしながら、起立壁17は傾き角度θによる傾斜壁とされているので、図1(A)に矢印で示されるように、エンジン冷却風Rは滑らかに起立壁17部位を吹き去っていくようになり、エンジン冷却風Rによる冷却作用も最小限に又は大きく抑制することが可能になる。
Further, the protruding
その結果、構造工夫により、突出ケース部15に形成されたガス出口部8におけるブローバイガスgが冷され難いようになり、寒冷時におけるガス出口での凍結や詰まりが生じないよう、改善されたヘッドカバー5を提供することができる。
As a result, the blow-by gas g at the
図1(A)、図4、図5に示されるように、ヘッドカバー5内に形成されるブローバイガス通路Wには、その底部において下向きに開口してブローバイガスをブローバイガス通路Wに導くガス入口iが設けられ、ガス入口i又はその下に配置されて、ガス入口iからのオイル吸込みを抑制又は規制するオイル吸込み規制機構Cが設けられている。オイル吸込み規制機構Cは、ガス入口iを覆うルーバー32を有して構成されている。
As shown in FIG. 1A, FIG. 4 and FIG. 5, the blow-by gas passage W formed in the
ルーバー32は、互いに同じ前後向きに揃えて配列される複数の羽板33が、セパレータ入口10(ガス入口i)に入り込む状態で支持されることにより構成されている。複数の羽板33は例えば左が下となる左右方向に傾斜されており、従って、羽板33どうしの間の傾斜開口部34の向き(傾斜の向き)は、気筒直列方向(前後方向)と交差する方向(左右方向)とされている。
The
例えば、オイルセパレータSのハウジング35が合成樹脂材の型成形(射出形成やブロー成形も可能)で形成されており、その型成形時に複数の羽板33も形成することができる。また、図示は省略するが、矩形開口のセパレータ入口10に、別部品のルーバーを埋め込むように装備してもよい。なお、ヘッドカバー5内部のブローバイガス通路WにおけるオイルセパレータSの内部空間部分としてのガス入口iがセパレータ入口10である。また、オイルセパレータSのセパレータ出口11の下方に、コイルスプリング利用のリリーフバルブ(図示省略)を設置するための開口(符記省略)を設けてもよい〔図1(A)を参照〕。
For example, the
下向きに開口するセパレータ入口10(ガス入口i)は、その下に動弁機構38があるので、飛散オイルがセパレータ入口10から吸込まれやすい位置関係にある。しかしながら、本発明では、ルーバー32でなるオイル吸込み規制機構Cがセパレータ入口10に設けられているので、動弁機構38によってオイルが飛散されても、複数の羽板33によって撥ね返され、オイル持ち去りが格段に減少されるようになる。
The separator inlet 10 (gas inlet i) that opens downward has the
そして、ブローバイガスgは、複数の傾斜開口部34からオイルセパレータS内に入るので、円滑にブローバイガス通路Wを進んでいくことができる。その結果、動弁機構38の上側にガス入口iを有しながらも、そのガス入口iからのオイル吸込みが抑制されるようになる。従って、ヘッドカバー5に内蔵されたオイルセパレータS内のブローバイガス通路Wにより、良好にオイルの分離作用が機能するブローバイガス還流装置Bが構成されている。
Then, the blow-by gas g enters the oil separator S through the plurality of
図4〜図6に示されるように、ガス入口i(セパレータ入口10)の下方に、ガス入口iに向かうブローバイガスgの流れを迷路状態とするラビリンス具51が設けられている。ラビリンス具51は、ガス入口iの下方に横臥姿勢で配置されるカバー板52を有して構成されており、カバー板52は、前後方向視でガス入口iを上回る大きさのものに設定されている。
As shown in FIGS. 4 to 6, a
カバー板52は、複数のステー53により、ガス入口iから少し下方となる高さ位置においてオイルセパレータSに支持されている。ステー53は棒状であり、ガス入口iを持つセパレータ底面54とカバー板52との上下空間は、前後左右に十分開いている。
The
カバー板52が無い状態では、ブローバイガスgは広い開口のガス入口iからすんなりオイルセパレータS内に進入できるが、カバー板52が邪魔板となる本発明のものでは、図6に示されるように、ブローバイガスgは前後左右の横方向から大きく迂回しながらガス入口iに進むことになる。
In the state where the
従って、慣性質量の重いオイル成分は、横方向から進んできても曲がりきれず、ガス入口iに入りことなく直進してしまう。しかしながら、慣性質量の少ないブローバイガス(気体成分)gは、カバー板52があっても円滑に曲がりながら進み、良好にガス入口i(セパレータ入口10)からオイルセパレータS内に入ることができる。なお、カバー板52が無いオイルセパレータSでもよい。
Therefore, the oil component having a large inertial mass cannot be bent even if it advances in the lateral direction, and goes straight without entering the gas inlet i. However, the blow-by gas (gas component) g having a small inertial mass advances smoothly while curving even with the
図1(A)、図5、図6に示されるように、オイルセパレータSの下方突出したオイル落し部12は、最も下方突出する下突出部12Aと、最も下方突出量が少なくて横(左)に張り出た上突出部12Cと、これら両者12A,12Cの中間の中間突出部12Bとを有しており、下突出部12Aには下端開口12aが形成されている。オイル落し部12は、ヘッドカバー5の内側に設けられている動弁機構38どうしの間の隙間部分39に向けて突設されており、動弁機構38の形状に合せて上中下の各突出部12A,12B,12Cが形成されている。
As shown in FIGS. 1(A), 5, and 6, the
下突出部12Aの下端開口12aは、シリンダヘッド41の上面41aの少し上となる高さ位置に設定されている。ヘッドカバー5内の余剰空間部を上手く利用することにより、オイルセパレータSで捕捉されたオイルを極力低い位置(下端開口12a)からエンジン内に戻すことができる。従って、下端開口12aから滴下するオイルが飛散することや、動弁機構38による飛散オイルが下端開口12aから逆流することが極力防止される利点がある。
The
ヘッドカバー5にボルト40により着脱可能に内蔵されるオイルセパレータSは、ヘッドカバー5におけるエンジン冷却ファン1の配置側(前側)に寄せて内蔵されており、セパレータ入口10は、オイルセパレータSにおけるエンジン冷却ファン1の配置側(前側)の端部に形成されている。
The oil separator S detachably incorporated in the
以上説明したように、ブローバイガス還流装置Bにおいては、ヘッドカバー5内に形成されるブローバイガス通路Wに、ブローバイガスgからオイルを捕捉して除去するオイルセパレータSが取付けられ、ヘッドカバー5のガス出口部8のガス入口開口14にセパレータ出口11が重ねられている。そうすることで、オイルセパレータSをヘッドカバー5の内部に3本のボルト40で組付けるだけでよく、組付け性及び搭載性に優れている。
As described above, in the blow-by gas recirculation apparatus B, the oil separator S that captures and removes oil from the blow-by gas g is attached to the blow-by gas passage W formed in the
つまり、ヘッドカバー5にオイルセパレータSを内蔵(収容)してあるので、ヘッドカバー外に専用部品としてオイルセパレータを配置する構成(従来の構造)に比べて、エンジン全体としての嵩を小さくすることが可能である。加えて、ヘッドカバーからオイルセパレータへのブローバイガスの外部配管が省略できるので、寒冷時などにおいてブローバイガス中の水分が外部配管にて凍結するおそれが回避される利点がある。
That is, since the oil separator S is built in (accommodated) in the
本発明によるブローバイガス還流装置Bにより、次の(1)〜(3)の作用効果も得られる。
(1)オイルセパレータSをボックス形状として、ヘッドカバー5の内部に隙間を伴って収容してあるから、外気温が直接にオイルセパレータSに及ぶことがなく、寒冷時でも冷え難いが得られる。
(2)従来では、ヘッドカバーから外装オイルセパレータへの外部配管が必要であったが、本発明ではその外部配管を省略することができる。
(3)オイルセパレータSがヘッドカバー5に内蔵されているので、エンジンとしての外観に現れる部分で、部品を組付けることがなく、組付け性がよい。
The blow-by gas recirculation device B according to the present invention also provides the following operational effects (1) to (3).
(1) Since the oil separator S has a box shape and is housed inside the
(2) Conventionally, external piping from the head cover to the exterior oil separator was required, but the external piping can be omitted in the present invention.
(3) Since the oil separator S is built in the
〔別実施形態〕
オイルセパレータSは、ヘッドカバー5の内部における反ラジエータ冷却ファン1の配置側(後側)に内蔵される構成でもよく、また、ヘッドカバー5の内部の前後に亘る長さのオイルセパレータSとしてもよい。
[Another embodiment]
The oil separator S may be built in on the arrangement side (rear side) of the
1 エンジン冷却ファン
5 ヘッドカバー
8 ガス出口部
10 セパレータ入口
11 セパレータ出口
12 オイル落し部
14 ヘッドカバー内部側開口
36 フィルタ
38 動弁機構
39 隙間部分
A 吸気通路
S オイルセパレータ
W ブローバイガス通路
1
Claims (6)
前記ヘッドカバーの内部に形成されるブローバイガス通路に、ブローバイガスからオイルを捕捉して除去するオイルセパレータが取付けられ、
前記ヘッドカバーに前記ブローバイガスの出口であるガス出口部が形成され、前記ガス出口部のヘッドカバー内部側開口に前記オイルセパレータにおけるブローバイガスの出口であるセパレータ出口が重ねられているブローバイガス還流装置。 It is configured to guide blow-by gas from the crankcase to the intake passage through the inside of the head cover,
An oil separator that traps and removes oil from the blow-by gas is attached to the blow-by gas passage formed inside the head cover,
A blow-by gas recirculation device in which a gas outlet portion which is an outlet of the blow-by gas is formed in the head cover, and a separator outlet which is an outlet of blow-by gas in the oil separator is overlapped with an opening of the head outlet inside the head outlet.
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