JP2022034371A - Blowby gas treatment device and engine comprising blowby gas treatment device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ディーゼルエンジン等の内燃機関に搭載されて、ブローバイガスをオイルとガスとに分離して、ガスをエンジンの吸気系に供給するブローバイガス処理装置およびブローバイガス処理装置を備えるエンジンに関する。 The present invention relates to an engine that is mounted on an internal combustion engine such as a diesel engine and includes a blow-by gas processing device and a blow-by gas processing device that separate blow-by gas into oil and gas and supply the gas to the intake system of the engine.
エンジンに生じるブローバイガスをオイルと未燃焼ガス等のガスとに分離して、ブローバイガスから分離されたガスをエンジンの吸気系に供給するブローバイガス処理装置が、例えばディーゼルエンジンのヘッドカバーに設けられている。ブローバイガス処理装置のブローバイガスフィルタは、ヘッドカバーに内蔵され、ブローバイガスをオイルとガスとに分離する。ブローバイガスフィルタによりブローバイガスから分離されたガスは、エンジンの内部とエンジンの吸気系との間の圧力を調整する調圧弁を通過した後、エンジンの吸気系に供給される。 A blow-by gas processing device that separates the blow-by gas generated in the engine into oil and gas such as unburned gas and supplies the gas separated from the blow-by gas to the intake system of the engine is provided, for example, in the head cover of a diesel engine. There is. The blow-by gas filter of the blow-by gas processing device is built in the head cover and separates the blow-by gas into oil and gas. The gas separated from the blow-by gas by the blow-by gas filter passes through a pressure regulating valve that regulates the pressure between the inside of the engine and the intake system of the engine, and then is supplied to the intake system of the engine.
調圧弁を含むブローバイガス処理装置の出口部は、ヘッドカバーの上面部から外部に向かって突出して設けられている。すなわち、ブローバイガス処理装置の出口部は、ヘッドカバーの内部ではなく外部に露出した状態で設けられている。一方で、ブローバイガスには、水蒸気が含まれている。そのため、エンジンが低温状態に置かれると、ブローバイガスに含まれる水蒸気が、ブローバイガス処理装置の出口部において凍結したり凝結したりすることがある。そうすると、ブローバイガス処理装置の出口部からエンジンの吸気系に至るまでのガス経路が閉塞するおそれがある。ガス経路が閉塞すると、エンジンの内圧が上昇し、例えばクランクケースに設けられたオイルゲージガイドなどの部品が破損するおそれがある。また、ガス経路が閉塞すると、エンジンの内圧が上昇し、ターボチャージャがオイルを吸い込むおそれがある。 The outlet portion of the blow-by gas processing device including the pressure regulating valve is provided so as to project outward from the upper surface portion of the head cover. That is, the outlet portion of the blow-by gas processing device is provided in a state of being exposed to the outside, not the inside of the head cover. On the other hand, blow-by gas contains water vapor. Therefore, when the engine is placed in a low temperature state, the water vapor contained in the blow-by gas may freeze or condense at the outlet of the blow-by gas processing apparatus. Then, the gas path from the outlet of the blow-by gas processing device to the intake system of the engine may be blocked. When the gas path is blocked, the internal pressure of the engine rises, and there is a risk that parts such as the oil gauge guide provided in the crankcase will be damaged. In addition, if the gas path is blocked, the internal pressure of the engine rises, and the turbocharger may suck in oil.
これに対して、特許文献1には、PCV(Positive Crankcase Ventilation)弁を温め可能な加温機構がシリンダヘッドカバーに設けられたブローバイガス還流装置が開示されている。特許文献1に記載されたブローバイガス還流装置では、加温機構は、シリンダヘッドカバーにおけるPCV弁の近傍箇所にエンジンの冷却水を流す流路を形成することにより構成されている。特許文献1に記載されたブローバイガス還流装置によれば、極寒時において外部露出するPCV弁が冷される状況であっても、加温機構によってPCV弁を温めることができるので、PCV弁においてブローバイガス中の水分が凍ることを抑えることができる。
On the other hand,
しかし、特許文献1に記載されたブローバイガス還流装置では、PCV弁を温める冷却水を流す流路が複雑であり比較的長いため、冷却水の流速が低下しやすい。そうすると、冷却水と冷却水を流す流路との間の熱伝達率が低下しやすい。また、PCV弁を温める冷却水を流す流路が複雑であり比較的長いため、冷却水を流す流路において伝熱に寄与しない死水域が生じやすい。そうすると、冷却水からの伝熱量が低下しやすい。
However, in the blow-by gas recirculation device described in
このように、ブローバイガスから分離されたガスに冷却水を用いて効率的に熱を伝え、ブローバイガスに含まれる水蒸気がブローバイガス処理装置の出口部において凍結したり凝結したりすることをより一層確実に抑えるという点においては、特許文献1に記載されたブローバイガス還流装置には改善の余地がある。
In this way, heat is efficiently transferred to the gas separated from the blow-by gas using cooling water, and the water vapor contained in the blow-by gas freezes or condenses at the outlet of the blow-by gas treatment device. There is room for improvement in the blow-by gas recirculation device described in
本発明は、前記課題を解決するためになされたものであり、ブローバイガスから分離されたガスに効率的に熱を伝え、ブローバイガスに含まれる水蒸気が出口部において凍結したり凝結したりすることをより一層確実に抑えることができるブローバイガス処理装置およびブローバイガス処理装置を備えるエンジンを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and efficiently transfers heat to the gas separated from the blow-by gas, and the water vapor contained in the blow-by gas freezes or condenses at the outlet portion. It is an object of the present invention to provide an engine provided with a blow-by gas treatment device and a blow-by gas treatment device capable of more reliably suppressing the above.
前記課題は、エンジンに生じるブローバイガスを処理するブローバイガス処理装置であって、前記エンジンのヘッドカバーの内部に設けられ、前記ブローバイガスをオイルとガスとに分離する分離部と、前記ヘッドカバーの上面部から外部に向かって突出して設けられ、前記分離部により前記オイルが前記ブローバイガスから分離された後の前記ガスであって前記分離部から導かれた前記ガスを前記エンジンの吸気系に供給する出口部と、を備え、前記出口部は、前記エンジンの内部と前記吸気系との間の圧力を調整する調圧弁と、前記上面部に直接的または間接的に固定され、前記調圧弁を保持する容器体と、を有し、前記容器体は、前記調圧弁を通過した前記ガスを前記吸気系に導くガス流路と、前記ガス流路を流れる前記ガスに熱を伝える前記エンジンの冷却水を直線的に導く冷却水流路と、を有することを特徴とする本発明に係るブローバイガス処理装置により解決される。 The subject is a blow-by gas processing device for treating blow-by gas generated in an engine, which is provided inside the head cover of the engine and has a separation portion for separating the blow-by gas into oil and gas, and an upper surface portion of the head cover. An outlet that is provided so as to project outward from the outside and supplies the gas, which is the gas after the oil is separated from the blow-by gas by the separation portion and is guided from the separation portion, to the intake system of the engine. The outlet portion is directly or indirectly fixed to the pressure regulating valve for adjusting the pressure between the inside of the engine and the intake system and the upper surface portion to hold the pressure regulating valve. The container body has a gas flow path that guides the gas that has passed through the pressure regulating valve to the intake system, and the cooling water of the engine that transfers heat to the gas flowing through the gas flow path. It is solved by the blow-by gas treatment apparatus according to the present invention, which comprises a cooling water flow path that leads linearly.
本発明に係るブローバイガス処理装置によれば、分離部によりオイルがブローバイガスから分離された後のガスをエンジンの吸気系に供給する出口部は、エンジンのヘッドカバーの上面部から外部に向かって突出して設けられている。出口部は、エンジンの内部とエンジンの吸気系との間の圧力を調整する調圧弁と、調圧弁を保持する容器体と、を有する。容器体は、ヘッドカバーの上面部に直接的または間接的に固定されている。そして、容器体は、調圧弁を通過したガスをエンジンの吸気系に導くガス流路と、ガス流路を流れるガスに熱を伝える冷却水を直線的に導く冷却水流路と、を有する。冷却水は、エンジンの冷却水であり、エンジンの暖機運転が完了した後では約70~80℃程度の温度になる。そこで、容器体に設けられた冷却水流路を流れる冷却水は、容器体に設けられたガス流路を流れるガス、すなわち分離部によりブローバイガスから分離されたガスに熱を伝え、ガスの温度を上昇させることができる。このとき、冷却水流路は、冷却水を直線的に導く。そのため、冷却水流路を流れる冷却水の流速が低下することを抑えることができる。これにより、冷却水と冷却水流路との間の熱伝達率が低下することを抑えることができる。また、冷却水流路が冷却水を直線的に導くため、冷却水流路において死水域が生ずることを抑えることができる。これにより、冷却水からの伝熱量が低下することを抑えることができる。したがって、冷却水流路が複雑であったり冷却水を屈曲させて導いたりする場合と比較して、本発明に係るブローバイガス処理装置は、分離部によりブローバイガスから分離されたガスに冷却水を用いて効率的に熱を伝え、ブローバイガスに含まれる水蒸気が出口部において凍結したり凝結したりすることをより一層確実に抑えることができる。 According to the blow-by gas processing apparatus according to the present invention, the outlet portion that supplies the gas after the oil is separated from the blow-by gas by the separation portion to the intake system of the engine protrudes outward from the upper surface portion of the head cover of the engine. It is provided. The outlet portion has a pressure regulating valve that regulates the pressure between the inside of the engine and the intake system of the engine, and a container body that holds the pressure regulating valve. The container body is directly or indirectly fixed to the upper surface portion of the head cover. The container body has a gas flow path that guides the gas that has passed through the pressure regulating valve to the intake system of the engine, and a cooling water flow path that linearly guides the cooling water that transfers heat to the gas flowing through the gas flow path. The cooling water is the cooling water of the engine, and the temperature becomes about 70 to 80 ° C. after the warm-up operation of the engine is completed. Therefore, the cooling water flowing through the cooling water flow path provided in the container body transfers heat to the gas flowing through the gas flow path provided in the container body, that is, the gas separated from the blow-by gas by the separation portion, and changes the temperature of the gas. Can be raised. At this time, the cooling water flow path linearly guides the cooling water. Therefore, it is possible to suppress a decrease in the flow velocity of the cooling water flowing through the cooling water flow path. As a result, it is possible to suppress a decrease in the heat transfer coefficient between the cooling water and the cooling water flow path. Further, since the cooling water flow path guides the cooling water linearly, it is possible to suppress the occurrence of a dead water area in the cooling water flow path. As a result, it is possible to suppress a decrease in the amount of heat transferred from the cooling water. Therefore, as compared with the case where the cooling water flow path is complicated or the cooling water is bent and guided, the blow-by gas treatment apparatus according to the present invention uses the cooling water as the gas separated from the blow-by gas by the separation unit. The heat can be efficiently transferred, and the water vapor contained in the blow-by gas can be more reliably suppressed from freezing or condensing at the outlet portion.
本発明に係るブローバイガス処理装置において、好ましくは、前記容器体は、前記ガス流路に接続され前記ガス流路から前記冷却水流路へ向かって延びたガス流路延長部であって前記調圧弁を通過した前記ガスの少なくとも一部を前記冷却水流路へ向かって導くガス流路延長部をさらに有することを特徴とする。 In the blow-by gas treatment apparatus according to the present invention, preferably, the container body is a gas flow path extension portion connected to the gas flow path and extending from the gas flow path toward the cooling water flow path, and is the pressure regulating valve. It is characterized by further having a gas flow path extension portion that guides at least a part of the gas that has passed through the cooling water flow path toward the cooling water flow path.
本発明に係るブローバイガス処理装置によれば、ガス流路延長部が、ガス流路に接続され、ガス流路から冷却水流路へ向かって延びている。そして、ガス流路延長部は、調圧弁を通過したガス、すなわち分離部によりブローバイガスから分離されたガスの少なくとも一部を冷却水流路へ向かって導き、冷却水流路に近づけることができる。そのため、本発明に係るブローバイガス処理装置は、分離部によりブローバイガスから分離されたガスに冷却水を用いてより一層効率的に熱を伝えることができる。これにより、本発明に係るブローバイガス処理装置は、ブローバイガスに含まれる水蒸気が出口部において凍結したり凝結したりすることをより一層確実に抑えることができる。 According to the blow-by gas treatment apparatus according to the present invention, the gas flow path extension portion is connected to the gas flow path and extends from the gas flow path toward the cooling water flow path. Then, the gas flow path extension portion can guide at least a part of the gas that has passed through the pressure regulating valve, that is, the gas separated from the blow-by gas by the separation portion, toward the cooling water flow path and bring it closer to the cooling water flow path. Therefore, the blow-by gas treatment apparatus according to the present invention can transfer heat to the gas separated from the blow-by gas by the separation unit more efficiently by using the cooling water. Thereby, the blow-by gas treatment apparatus according to the present invention can more reliably suppress the water vapor contained in the blow-by gas from freezing or condensing at the outlet portion.
本発明に係るブローバイガス処理装置において、好ましくは、前記ガス流路延長部の軸の方向は、前記冷却水の直線的な流れの方向と直交することを特徴とする。 In the blow-by gas processing apparatus according to the present invention, the direction of the axis of the gas flow path extension portion is preferably orthogonal to the direction of the linear flow of the cooling water.
本発明に係るブローバイガス処理装置によれば、ガス流路延長部の軸の方向は、冷却水流路を流れる冷却水の直線的な流れの方向と並行しているわけではなく直交している。そのため、容器体の小型化を図ることができる。これにより、本発明に係るブローバイガス処理装置は、容器体が容器体の周辺部品から受ける構造上の制約を抑えつつ、分離部によりブローバイガスから分離されたガスに冷却水を用いて効率的に熱を伝えることができる。 According to the blow-by gas treatment apparatus according to the present invention, the direction of the axis of the gas flow path extension portion is not parallel to the direction of the linear flow of the cooling water flowing through the cooling water flow path but is orthogonal to the direction. Therefore, the size of the container can be reduced. As a result, the blow-by gas treatment apparatus according to the present invention efficiently uses cooling water for the gas separated from the blow-by gas by the separation portion while suppressing the structural restrictions that the container body receives from the peripheral parts of the container body. Can transfer heat.
本発明に係るブローバイガス処理装置は、好ましくは、前記冷却水流路に接続され前記冷却水を前記冷却水流路に導く上流側経路をさらに備え、前記上流側経路は、前記エンジンの排気系を流れる排気の一部を排気還流ガスとして前記吸気系に還流する排気ガス再循環装置に設けられたウォータジャケットに接続されたことを特徴とする。 The blow-by gas treatment apparatus according to the present invention preferably further includes an upstream path connected to the cooling water flow path and guiding the cooling water to the cooling water flow path, and the upstream path flows through the exhaust system of the engine. It is characterized in that a part of the exhaust gas is connected to a water jacket provided in an exhaust gas recirculation device that returns to the intake system as an exhaust gas return gas.
本発明に係るブローバイガス処理装置によれば、上流側経路が、容器体に設けられた冷却水流路に接続され、冷却水を冷却水流路に導く。また、上流側経路は、排気ガス再循環装置に設けられたウォータジャケットに接続されている。排気ガス再循環装置は、エンジンの排気系を流れる排気の一部を排気還流ガスとしてエンジンの吸気系に還流する装置である。そのため、冷却水流路に導かれる冷却水は、冷却水流路よりも上流側における排気ガス再循環装置において排気還流ガスから熱を受け、温められている。そのため、上流側経路が排気ガス再循環装置のウォータジャケットに接続されていない場合と比較して、本発明に係るブローバイガス処理装置は、分離部によりブローバイガスから分離されたガスと冷却水との間の温度差を高く維持できるので、冷却水からの伝熱量を高めることができる。これにより、本発明に係るブローバイガス処理装置は、分離部によりブローバイガスから分離されたガスに冷却水を用いて効率的に熱を伝え、ブローバイガスに含まれる水蒸気が出口部において凍結したり凝結したりすることをより一層確実に抑えることができる。 According to the blow-by gas treatment apparatus according to the present invention, the upstream path is connected to the cooling water flow path provided in the container body, and the cooling water is guided to the cooling water flow path. Further, the upstream path is connected to a water jacket provided in the exhaust gas recirculation device. The exhaust gas recirculation device is a device that returns a part of the exhaust gas flowing through the exhaust system of the engine to the intake system of the engine as exhaust recirculation gas. Therefore, the cooling water guided to the cooling water flow path receives heat from the exhaust gas recirculation device in the exhaust gas recirculation device on the upstream side of the cooling water flow path and is heated. Therefore, as compared with the case where the upstream path is not connected to the water jacket of the exhaust gas recirculation device, the blow-by gas treatment device according to the present invention has the gas separated from the blow-by gas by the separation unit and the cooling water. Since the temperature difference between them can be maintained high, the amount of heat transferred from the cooling water can be increased. As a result, the blow-by gas treatment apparatus according to the present invention efficiently transfers heat to the gas separated from the blow-by gas by the separation portion using cooling water, and the water vapor contained in the blow-by gas freezes or condenses at the outlet portion. It is possible to suppress such things even more reliably.
本発明に係るブローバイガス処理装置は、好ましくは、前記冷却水流路に接続され前記冷却水流路を流れた後の前記冷却水を導く下流側経路をさらに備え、前記下流側経路は、前記エンジンとラジエータとの間における前記冷却水の循環の有無を前記冷却水の温度に応じて切り替えるサーモスタットよりも前記冷却水の流れの下流側の前記ラジエータを迂回する迂回流路に接続されたことを特徴とする。 The blow-by gas treatment apparatus according to the present invention preferably further includes a downstream path that is connected to the cooling water flow path and guides the cooling water after flowing through the cooling water flow path, and the downstream side path is the same as the engine. It is characterized by being connected to a detour flow path that bypasses the radiator on the downstream side of the flow of the cooling water rather than a thermostat that switches the presence or absence of circulation of the cooling water to and from the radiator according to the temperature of the cooling water. do.
本発明に係るブローバイガス処理装置によれば、下流側経路が、容器体に設けられた冷却水流路に接続され、冷却水流路を流れた後の冷却水を導く。また、下流側経路は、サーモスタットよりも冷却水の流れの下流側のラジエータを迂回する迂回経路に接続されている。サーモスタットは、エンジンとラジエータとの間における冷却水の循環の有無を冷却水の温度に応じて切り替える部品である。例えば冷却水の温度が所定温度未満である場合には、サーモスタットは、バルブを閉めてエンジンとラジエータとの間における冷却水の循環を止め、ラジエータを迂回する迂回経路を経由してエンジンの内部のウォータジャケットにおいて冷却水を循環させる。一方で、例えば冷却水の温度が所定温度以上になり、エンジンの暖機運転が完了すると、サーモスタットは、バルブを開けて、エンジンとラジエータとの間における冷却水の循環を開始する。ラジエータの流路抵抗により、ラジエータを経由して循環する場合の冷却水の流量は、ラジエータを迂回して循環する場合の冷却水の流量よりも少なくなる。ここで、冷却水流路を流れた後の冷却水を導く下流側経路が、サーモスタットよりも冷却水の流れの上流側に接続されている場合には、サーモスタットがバルブを開けてラジエータへの冷却水の循環を開始すると、ラジエータの流路抵抗により、冷却水路を流れる冷却水の流量は低下する。これに対して、本発明に係るブローバイガス処理装置によれば、下流側経路がサーモスタットよりも冷却水の流れの下流側のラジエータを迂回する迂回経路に接続されているため、サーモスタットがバルブを開けても、冷却水流路を流れる冷却水の流量は低下しない。このため、冷却水流路における冷却水からの伝熱量を常に高く維持することができる。 According to the blow-by gas treatment apparatus according to the present invention, the downstream path is connected to the cooling water flow path provided in the container body, and guides the cooling water after flowing through the cooling water flow path. Further, the downstream route is connected to a detour route that bypasses the radiator on the downstream side of the flow of the cooling water rather than the thermostat. The thermostat is a component that switches the presence or absence of cooling water circulation between the engine and the radiator according to the temperature of the cooling water. For example, if the temperature of the cooling water is below a predetermined temperature, the thermostat closes the valve to stop the circulation of the cooling water between the engine and the radiator, and the inside of the engine via a detour route that bypasses the radiator. Circulate the cooling water in the water jacket. On the other hand, for example, when the temperature of the cooling water reaches a predetermined temperature or higher and the warm-up operation of the engine is completed, the thermostat opens the valve and starts the circulation of the cooling water between the engine and the radiator. Due to the flow path resistance of the radiator, the flow rate of the cooling water when circulating through the radiator is smaller than the flow rate of the cooling water when circulating around the radiator. Here, if the downstream path that guides the cooling water after flowing through the cooling water flow path is connected to the upstream side of the cooling water flow rather than the thermostat, the thermostat opens the valve and the cooling water to the radiator. When the circulation of the cooling water is started, the flow rate of the cooling water flowing through the cooling water channel decreases due to the flow path resistance of the radiator. On the other hand, according to the blow-by gas treatment apparatus according to the present invention, since the downstream route is connected to the detour route that bypasses the radiator on the downstream side of the cooling water flow rather than the thermostat, the thermostat opens the valve. However, the flow rate of the cooling water flowing through the cooling water flow path does not decrease. Therefore, the amount of heat transferred from the cooling water in the cooling water flow path can always be maintained high.
前記課題は、エンジンに生じるブローバイガスを処理するブローバイガス処理装置を備えるエンジンであって、前記ブローバイガス処理装置は、前記エンジンのヘッドカバーの内部に設けられ、前記ブローバイガスをオイルとガスとに分離する分離部と、前記ヘッドカバーの上面部から外部に向かって突出して設けられ、前記分離部により前記オイルが前記ブローバイガスから分離された後の前記ガスであって前記分離部から導かれた前記ガスを前記エンジンの吸気系に供給する出口部と、を有し、前記出口部は、前記エンジンの内部と前記吸気系との間の圧力を調整する調圧弁と、前記上面部に直接的または間接的に固定され、前記調圧弁を保持する容器体と、を有し、前記容器体は、前記調圧弁を通過した前記ガスを前記吸気系に導くガス流路と、前記ガス流路を流れる前記ガスに熱を伝える前記エンジンの冷却水を直線的に導く冷却水流路と、を有することを特徴とする本発明に係るエンジンにより解決される。 The subject is an engine including a blow-by gas processing device for processing blow-by gas generated in the engine, and the blow-by gas processing device is provided inside the head cover of the engine to separate the blow-by gas into oil and gas. The separated portion and the gas that is provided so as to project outward from the upper surface portion of the head cover and that is the gas after the oil is separated from the blow-by gas by the separated portion and is guided from the separated portion. The outlet portion has an outlet portion for supplying the engine to the intake system, and the outlet portion has a pressure regulating valve for adjusting the pressure between the inside of the engine and the intake system, and the outlet portion directly or indirectly to the upper surface portion. The container body has a container body that is fixed and holds the pressure control valve, and the container body has a gas flow path that guides the gas that has passed through the pressure control valve to the intake system, and the gas flow path that flows through the gas flow path. The engine according to the present invention is characterized by having a cooling water flow path that linearly guides the cooling water of the engine that transfers heat to the gas.
本発明に係るエンジンによれば、ブローバイガス処理装置の分離部によりオイルがブローバイガスから分離された後のガスをエンジンの吸気系に供給するブローバイガス処理装置の出口部は、エンジンのヘッドカバーの上面部から外部に向かって突出して設けられている。出口部は、エンジンの内部とエンジンの吸気系との間の圧力を調整する調圧弁と、調圧弁を保持する容器体と、を有する。容器体は、ヘッドカバーの上面部に直接的または間接的に固定されている。そして、容器体は、調圧弁を通過したガスをエンジンの吸気系に導くガス流路と、ガス流路を流れるガスに熱を伝える冷却水を直線的に導く冷却水流路と、を有する。冷却水は、エンジンの冷却水であり、エンジンの暖機運転が完了した後では約70~80℃程度の温度になる。そこで、容器体に設けられた冷却水流路を流れる冷却水は、容器体に設けられたガス流路を流れるガス、すなわち分離部によりブローバイガスから分離されたガスに熱を伝え、ガスの温度を上昇させることができる。このとき、冷却水流路は、冷却水を直線的に導く。そのため、冷却水流路を流れる冷却水の流速が低下することを抑えることができる。これにより、冷却水と冷却水流路との間の熱伝達率が低下することを抑えることができる。また、冷却水流路が冷却水を直線的に導くため、冷却水流路において死水域が生ずることを抑えることができる。これにより、冷却水からの伝熱量が低下することを抑えることができる。したがって、冷却水流路が複雑であったり冷却水を屈曲させて導いたりする場合と比較して、本発明に係るエンジンは、分離部によりブローバイガスから分離されたガスに冷却水を用いて効率的に熱を伝え、ブローバイガスに含まれる水蒸気が出口部において凍結したり凝結したりすることをより一層確実に抑えることができる。 According to the engine according to the present invention, the outlet portion of the blow-by gas processing apparatus that supplies the gas after the oil is separated from the blow-by gas by the separation portion of the blow-by gas processing apparatus to the intake system of the engine is the upper surface of the head cover of the engine. It is provided so as to project outward from the portion. The outlet portion has a pressure regulating valve that regulates the pressure between the inside of the engine and the intake system of the engine, and a container body that holds the pressure regulating valve. The container body is directly or indirectly fixed to the upper surface portion of the head cover. The container body has a gas flow path that guides the gas that has passed through the pressure regulating valve to the intake system of the engine, and a cooling water flow path that linearly guides the cooling water that transfers heat to the gas flowing through the gas flow path. The cooling water is the cooling water of the engine, and the temperature becomes about 70 to 80 ° C. after the warm-up operation of the engine is completed. Therefore, the cooling water flowing through the cooling water flow path provided in the container body transfers heat to the gas flowing through the gas flow path provided in the container body, that is, the gas separated from the blow-by gas by the separation portion, and changes the temperature of the gas. Can be raised. At this time, the cooling water flow path linearly guides the cooling water. Therefore, it is possible to suppress a decrease in the flow velocity of the cooling water flowing through the cooling water flow path. As a result, it is possible to suppress a decrease in the heat transfer coefficient between the cooling water and the cooling water flow path. Further, since the cooling water flow path guides the cooling water linearly, it is possible to suppress the occurrence of a dead water area in the cooling water flow path. As a result, it is possible to suppress a decrease in the amount of heat transferred from the cooling water. Therefore, as compared with the case where the cooling water flow path is complicated or the cooling water is bent and guided, the engine according to the present invention is more efficient in using the cooling water for the gas separated from the blow-by gas by the separation portion. It is possible to further reliably suppress the water vapor contained in the blow-by gas from freezing and condensing at the outlet portion by transferring heat to the blow-by gas.
本発明によれば、ブローバイガスから分離されたガスに効率的に熱を伝え、ブローバイガスに含まれる水蒸気が出口部において凍結したり凝結したりすることをより一層確実に抑えることができるブローバイガス処理装置およびブローバイガス処理装置を備えるエンジンを提供することができる。 According to the present invention, heat is efficiently transferred to the gas separated from the blow-by gas, and the water vapor contained in the blow-by gas can be more reliably suppressed from freezing or condensing at the outlet portion. An engine equipped with a processing device and a blow-by gas processing device can be provided.
以下に、本発明の好ましい実施形態を、図面を参照して詳しく説明する。
なお、以下に説明する実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。また、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
Since the embodiments described below are suitable specific examples of the present invention, various technically preferable limitations are added, but the scope of the present invention is particularly limited to the present invention in the following description. Unless otherwise stated, the present invention is not limited to these aspects. Further, in each drawing, the same components are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted as appropriate.
図1は、本発明の実施形態に係るブローバイガス処理装置を備えるエンジンを示す断面図である。
図1に示すエンジン1は、内燃機関であって、例えば産業用ディーゼルエンジンである。エンジン1は、例えばターボチャージャ付きの過給式の高出力な3気筒エンジンや4気筒エンジン等の多気筒エンジンである。エンジン1は、例えば建設機械、農業機械、芝刈り機のような車両等に搭載される。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an engine including a blow-by gas processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
The
エンジン1は、シリンダブロック2と、シリンダヘッド3と、ヘッドカバー4と、オイルパン7と、ブローバイガス処理装置100と、を備える。シリンダヘッド3は、シリンダブロック2の上に組付けられている。ヘッドカバー4は、シリンダヘッド3の上に組付けられている。シリンダブロック2は、上部のシリンダ5と、下部のクランクケース6と、を有する。オイルパン7は、クランクケース6の下部に配置されている。ピストン8は、シリンダ5内に配置されている。クランク軸9は、クランクケース6内に配置されている。ピストン8は、コンロッド10を介してクランク軸9に連結されている。
The
図1に示すように、シリンダ5は、動弁カム室11を有する。動弁カム室11には、動弁カム軸12が収容されている。タペット13がタペットガイド孔14に沿って上下動可能になっている。タペット13の下部は、動弁カム軸12に載っている。プッシュロッド15は、挿通孔16に通っている。ロッカーアーム17は、ヘッドカバー4内に配置されている。プッシュロッド15の上端部は、ロッカーアーム17に当接している。
As shown in FIG. 1, the
ロッカーアーム17は、スプリング18によりプッシュロッド15の上端部側に付勢されている。吸気弁19および排気弁20は、動弁カム軸12が回転することで、プッシュロッド15とロッカーアーム17とを介して伝えられた動力により上下動し、吸気口と排気口とをそれぞれ開閉する。
The
図1に示すように、例えばオイル流出孔21が、タペット13に設けられている。オイル落下孔22が、動弁カム室11からクランクケース6まで設けられている。これにより、挿通孔16と、タペット13の内部と、オイル流出孔21と、動弁カム室11と、オイル落下孔22は、オイル戻し経路99を構成している。オイル戻し経路99は、ヘッドカバー4内のオイルを、クランクケース6内を通ってオイルパン7に戻すことができる。シリンダヘッド3の各気筒は、吸気通路30と、排気通路31と、に接続されている。
As shown in FIG. 1, for example, an
図1に示すように、エンジン1の圧縮行程および燃焼行程の少なくともいずれかにおいて、ブローバイガスBGが発生することがある。ブローバイガスBGは、図1に示すピストン8とシリンダ5との隙間を通ってクランクケース6内に流入するガスであり、未燃焼の燃料成分や燃焼済みのガス成分やオイル等のミストを含んでいる。シリンダ5とピストン8との隙間からクランクケース6に漏れ出したブローバイガスBGは、例えば上述したオイル戻し経路99を通じて、ヘッドカバー4内へ上昇する。すなわち、ブローバイガスBGは、シリンダ5とピストン8との隙間からクランクケース6に漏れ出すと、例えばブローバイガス通過経路としてのオイル戻し経路99のオイル落下孔22と、動弁カム室11と、タペット13のオイル流出孔21と、挿通孔16と、を通じて、ヘッドカバー4内に侵入する。なお、上述したオイル戻し経路99は、ブローバイガス通過経路の一例である。ブローバイガス通過経路は、上述したオイル戻し経路99だけに限定されるわけではない。
As shown in FIG. 1, blow-by gas BG may be generated in at least one of the compression stroke and the combustion stroke of the
図1に示すように、ブローバイガス処理装置100が、ヘッドカバー4内に設けられている。ブローバイガス処理装置100は、ブローバイガスBGを、オイルOL(図2参照)と、オイルOLのミストを分離したガス(処理後のガス)G(図2参照)と、に分離する役割を有する。例えばブローバイガスBGに含まれるガスGは、ブローバイガス処理装置100を介して、ヘッドカバー4の外部の吸気系に接続された配管41に送られる。ブローバイガスBGに含まれるガスGは、ブローバイガスBGからオイルOLとオイルOLのミストとを除いた例えば未燃焼ガス成分や燃焼ガス成分である。なお、オイル(潤滑剤成分)OLは、例えばヘッドカバー4とシリンダヘッド3内とオイル戻し経路99とを通じて、オイルパン7に回収される。
As shown in FIG. 1, a blow-by
図1に示す吸気配管50の接続管50Tと配管41とは、ブローバイガス混合継手70により互いに接続されている。新規な吸気ARは、吸気配管50に吸入されると、エアクリーナ52と接続管50Tとを通過して、ブローバイガス混合継手70の主配管71に入る。一方、ブローバイガス処理装置100によりオイルOLがブローバイガスBGから分離された後のガスGは、ブローバイガス処理装置100の出口部40から配管41を通じてブローバイガス混合継手70の副配管72に入る。これにより、新規な吸気ARとガスGとが、ブローバイガス混合継手70において混合されて、吸入空気Bとなる。
The
一方、排気通路31からの排気は、ターボチャージャ60のタービン62に供給されることで、タービン62とブロア61とを高速回転させる。混合された吸入空気Bは、ターボチャージャ60のブロア61へ供給されて圧縮される。圧縮された吸入空気Cは、吸気系の吸気通路30へ過給される。
On the other hand, the exhaust gas from the
次に、本実施形態に係るブローバイガス処理装置の構造例を、図面を参照して説明する。
図2は、本実施形態に係るブローバイガス処理装置の構造例を示すX-Z平面における断面図である。
Next, a structural example of the blow-by gas treatment apparatus according to the present embodiment will be described with reference to the drawings.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the XX plane showing a structural example of the blow-by gas processing apparatus according to the present embodiment.
ここで、図1および図2に示すX方向は、図1に示すエンジン1の前後方向、すなわちクランク軸9の軸方向である。Y方向は、エンジン1の左右方向である。Z方向は、エンジン1の上下方向である。X、Y、Z方向は、互いに直交している。
Here, the X direction shown in FIGS. 1 and 2 is the front-rear direction of the
図1および図2に示すように、ブローバイガス処理装置100は、ブリーザ装置あるいはブレザともいい、ヘッドカバー4内に配置されている。図2に示すように、ブローバイガス処理装置100は、ブローバイガスBGを、オイルOLと、ガスGと、に分離して、オイルOLおよびガスGを別々の経路で案内できる。
As shown in FIGS. 1 and 2, the blow-by
図2に示すブローバイガス処理装置100は、主要構造部101と、出口部40と、を有する。主要構造部101は、ヘッドカバー4内に設けられている。出口部40は、ヘッドカバー4の上方に突出して設けられている。しかも、図2に示すように、出口部40は、主要構造部101のX方向である前後方向に関して、例えば略中央の位置CPに配置されている。出口部40の詳細な構造例は、主要構造部101の詳細な構造例を説明した後に説明する。
The blow-by
まず、ブローバイガス処理装置100の主要構造部101の構造例を、図1および図2を参照して説明する。
図1および図2に示すように、主要構造部101は、ヘッドカバー4内に収容されている。具体的には、ヘッドカバー4は、上面部4Aと、前面部4Bと、後面部4Cと、左右面部4Dと、を有している。主要構造部101は、上面部4Aと、前面部4Bと、後面部4Cと、左右面部4Dと、で囲まれた空間に配置されている。図2に示すように、主要構造部101は、ブローバイガスBGを取り入れて案内し、ブローバイガスBGから、ブローバイガスBGに含まれるオイルOLと、ガスGと、を分離する。そして、主要構造部101は、ブローバイガスBGから分離されたオイルOLおよびガスGがエンジン1の外部に漏れないように、オイルOLおよびガスGを別々の経路で案内する。そのために、ヘッドカバー4は、ヘッドカバー4の内部がヘッドカバー4の外部に対して気密性を保った状態でシリンダヘッド3に保持されている。これにより、ブローバイガスBGと、ブローバイガスBGから分離されたオイルOLおよびガスGと、がエンジン1の外部に漏れることが抑えられている。
First, a structural example of the main
As shown in FIGS. 1 and 2, the main
図2に示すように、主要構造部101は、概略的には、第1ブローバイガス取り入れ部111と、第2ブローバイガス取り入れ部112と、分離部330と、第1オイル案内溝部151と、第2オイル案内溝部152と、第1オイルドレン161と、第2オイルドレン162と、を有する。第1オイル案内溝部151および第2オイル案内溝部152のそれぞれは、本発明の「オイル案内部」の一例である。第1オイルドレン161および第2オイルドレン162は、本発明の「オイルドレン」の一例である。
As shown in FIG. 2, the main
図2に示すように、主要構造部101は、上述した構成要素を構成するために、仕切り壁部200と、案内壁部203と、案内板295と、を有する。仕切り壁部200は、ヘッドカバー4内においてX-Y平面に、すなわち水平に配置されており、ヘッドカバー4の下部領域4Pと、上部領域4Q、4Rと、を仕切っている。従って、下部領域4Pと、上部領域4Q、4Rと、は、互いに独立した空間になっている。
As shown in FIG. 2, the main
図2に示すように、案内壁部203は、処理後のガスG、すなわちブローバイガスBGからオイルOLのミストを分離した後のガスGだけを出口部40へ確実に案内する。案内壁部203は、仕切り壁部200と、ヘッドカバー4の上面部4Aと、の間に配置されており、上部領域4Qと、上部領域4Rと、を仕切っている。従って、上部領域4Qと、上部領域4Rと、は、互いに独立した空間である。
As shown in FIG. 2, the
次に、第1ブローバイガス取り入れ部111と第2ブローバイガス取り入れ部112について、図2を参照して説明する。
第1ブローバイガス取り入れ部111と第2ブローバイガス取り入れ部112とは、仕切り壁部200と案内板295とにより形成された孔であり、ブローバイガスBGを取り入れる。仕切り壁部200は、分離部330を中心にして、第1案内下面部231側と第2案内下面部232側とに分かれている。第1ブローバイガス取り入れ部111は、前面部4B寄りの位置(すなわちエンジン1の前側)に設けられて前側からブローバイガスBGを取り入れる。また、第2ブローバイガス取り入れ部112は、後面部4C寄りの位置(すなわちエンジン1の後側)に設けられて後側からブローバイガスBGを取り入れる。図2に示す案内板295は、第1案内下面部231と第2案内下面部232とに対面するようにして仕切り壁部200から離れた部分を有し、X-Y平面に沿って配置されている。
Next, the first blow-by
The first blow-by
図1に示すように、クランクケース6内を上昇してきたブローバイガスBGは、図2に示すヘッドカバー4の下部領域4Pに達すると、第1ブローバイガス取り入れ部111を通って仕切り壁部200の第1案内下面部231と案内板295との間に取り入れられ、分離部330に向かって案内される。あるいは、ブローバイガスBGは、第2ブローバイガス取り入れ部112を通って第2案内下面部232と案内板295との間に取り入れられ、分離部330に向かって案内される。そして、ブローバイガスBGは、図2に表した矢印のように、前後方向であるX方向に関して中央位置RPにある分離部330のインパクタ120に達する。
As shown in FIG. 1, when the blow-by gas BG that has risen in the
次に、分離部300について、図2を参照して説明する。
図2に示す分離部330は、インパクタ式セパレータとも言い、インパクタ120と、フィルタ130と、衝突板133と、を有し、エンジン1の前後方向において第1ブローバイガス取り入れ部111と第2ブローバイガス取り入れ部112との間に設けられている。より具体的には、分離部330は、エンジン1の前後方向において第1オイルドレン161と第2オイルドレン162との間の中央部すなわち中央位置RPに設けられている。
Next, the separation unit 300 will be described with reference to FIG.
The
インパクタ120は、ノズルあるいはオリフィスの機能を有している。インパクタ120の絞り孔121の軸方向は、Z方向である鉛直方向あるいは上下方向に沿っている、いわゆる縦型の絞り孔である。インパクタ120は、ブローバイガスBGを絞り孔121に沿って上方に向けて通すことで、ブローバイガスBGの流速を上昇させることができる流速上昇操作部である。インパクタ120は、仕切り壁部200のX方向に関して中央位置RPに配置されている。これにより、第1ブローバイガス取り入れ部111により取り入れられるブローバイガスBGと、第2ブローバイガス取り入れ部112により取り入れられるブローバイガスBGと、は、均等にインパクタ120へと案内される。インパクタ120は、絞り孔121に流入するブローバイガスBGの流速を高めた上で、ブローバイガスBGをフィルタ130へ導く。
The
図2に示すように、フィルタ130は、仕切り壁部200の上に交換可能に取り付けられている。フィルタ130は、ブローバイガスBGからオイルOLを分離する性能(すなわちオイルOLの分離性能)を向上させるための部材であり、例えばグラスウールやスチールウール等の材質により作られている。但し、フィルタ130の材質は、特に限定されるわけではない。フィルタ130は、衝突板133と、インパクタ120と、の間に配置されている。つまり、フィルタ130の下面には、流速上昇操作部としてのインパクタ120が配置されている。フィルタ130の上面には、衝突板133が配置されている。
As shown in FIG. 2, the
衝突板133は、例えば金属板であり、水平方向に延びている。衝突板133は、流速が上昇してフィルタ130を通ったブローバイガスBGを衝突させることで、オイルOLと、オイルOLのミストを含まないガスGと、に分離する。流速が高められたブローバイガスBGは、フィルタ130を通って異物を除去されながら衝突板133に衝突することで、オイルOLと、オイルOLのミストを含まないガスGと、に分離される。そして、分離部330によりブローバイガスBGから分離されたガスGは、フィルタ130から放出される。
The
前述したように、案内壁部203は、仕切り壁部200と、ヘッドカバー4の上面部4Aと、の間に設けられている。そのため、フィルタ130から放出されたオイルOLのミストを含まないガスGは、案内壁部203により案内され上部領域4Qの通路135を通って、出口部40へ導かれる。案内壁部203は、ヘッドカバー4内に配置されていることで、分離部330により分離したガスGを出口部40に案内することができる。
As described above, the
一方で、分離部330によりブローバイガスBGから分離されたオイルOLは、フィルタ130を通って落ちていき、インパクタ120の上面に落下する。インパクタ120の上面に落下したオイルOLは、インパクタ120の上面に沿って流れ、第1オイル案内溝部151および第2オイル案内溝部152に向かって流れていく。
On the other hand, the oil OL separated from the blow-by gas BG by the
分離部330は、図2に示すX方向の中央位置RPに位置しており、ブローバイガスBGを、エンジン1の前側および後側からX方向の中央部に向かって集合させることができる集合部としての役割を果たす。このように、分離部330は、ヘッドカバー4のX方向に関して中央位置RPにあるので、ヘッドカバー4内において、X方向に関して前側および後側からブローバイガスBGを中央部に集めて、オイルOLと、オイルOLのミストを含まないガスGと、に分離することができる。
The
次に、第1オイル案内溝部151と第2オイル案内溝部152について、図2を参照して説明する。
図2に示す第1オイル案内溝部151は、溝形状を呈し、ヘッドカバー4の前面部4Bからフィルタ130の近傍にまで設けられ、フィルタ130からヘッドカバー4の前面部4Bへ向かって下方に傾斜している。同様にして、第2オイル案内溝部152は、溝形状を呈し、ヘッドカバー4の後面部4Cからフィルタ130の近傍にまで設けられ、フィルタ130からヘッドカバー4の後面部4Cへ向かって下方に傾斜している。第1オイル案内溝部151および第2オイル案内溝部152は、分離部330によりブローバイガスBGから分離されたオイルOLを案内する。第1オイル案内溝部151は、本発明の「第1オイル案内部」の具体的な構造例であり、フィルタ130から放出されるオイルOLを、図1のエンジン1が前側に傾斜した時にはX1方向で示す前方へ案内して前側の第1オイルドレン161に導くことができる。同様にして、第2オイル案内溝部152は、本発明の「第2オイル案内部」の具体的な構造例であり、フィルタ130から放出されるオイルOLを、図1のエンジン1が後側に傾斜した時にはX2方向で示す後方へ案内して後側の第2オイルドレン162に導くことができる。
Next, the first oil
The first oil
なお、第1オイル案内溝部151と第2オイル案内溝部152とは、互いに繋がっていてもよい。この場合には、1つのオイル案内溝部のうち、フィルタ130からエンジン1の前側に向けて設けられた部分を第1オイル案内溝部151と称し、フィルタ130からエンジン1の後側に向けて設けられた部分を第2オイル案内溝部152と称する。
The first oil
次に、第1オイルドレン161と第2オイルドレン162について、図2を参照して説明する。
第1オイルドレン161は、エンジン1の前側に設けられ、例えば筒状を呈する。第1オイルドレン161は、仕切り壁部200の第1案内下面部231の前方位置において、ヘッドカバー4内においてZ1方向である下向きに設けられている。第1オイルドレン161は、逆止弁を有し、第1オイル案内溝部151により案内されたオイルOLを一時的に貯留するとともにエンジン1内に排出する。同様にして、第2オイルドレン162は、エンジン1の後側に設けられ、例えば筒状を呈する。第2オイルドレン162は、仕切り壁部200の第2案内下面部232の後方位置において、ヘッドカバー4内においてZ1方向である下向きに設けられている。第2オイルドレン162は、逆止弁を有し、第2オイル案内溝部152により案内されたオイルOLを一時的に貯留するとともにエンジン1内に排出する。
Next, the
The
これにより、エンジン1が前側に傾くと、分離部330によりブローバイガスBGから分離されたオイルOLは、第1オイル案内溝部151によりX1方向に案内され、第1オイルドレン161に一時的に貯留された後、第1オイルドレン161を通じてZ1方向に排出される。同様にして、エンジン1が後側に傾くと、分離部330によりブローバイガスBGから分離されたオイルOLは、第2オイル案内溝部152によりX2方向に案内され、第2オイルドレン162に一時的に貯留された後、第2オイルドレン162を通じてZ1方向に排出される。ヘッドカバー4内において、第1オイルドレン161および第2オイルドレン162から排出されたオイルOLは、例えば図1に示すヘッドカバー4から上述したオイル戻し経路99を通じて、オイルパン7に回収される。あるいは、排出されたオイルOLは、例えば図示しないオイル容器に回収することも可能である。これにより、第1オイルドレン161および第2オイルドレン162から排出されるオイルOLは、エンジン1内に排出され、エンジン1の外部に漏れることがない。
As a result, when the
次に、ブローバイガス処理装置100の出口部40の構造例を、図2を参照して説明する。
すでに説明したように、図2に示す出口部40は、ヘッドカバー4において、Z方向に向けて突出して設けられている。具体的には、出口部40は、ヘッドカバー4の上面部4Aから外部に向かって突出して設けられている。出口部40は、ヘッドカバー4の主要構造部101のX方向である前後方向に関して、例えば略中央の位置CPに配置されている。
Next, a structural example of the
As described above, the
図2に表したように、出口部40は、調圧弁(ダイヤフラム)350と、容器体750と、を有し、エンジン1の例えば略中央の位置CPにおいてガスGの圧力を調整して、主要構造部101から導かれたガスGだけをエンジン1の吸気系の配管41へ送る。つまり、出口部40は、分離部330によりブローバイガスBGから分離されたガスGを、配管41を介してエンジン1の吸気系に戻して再燃焼させることができる。これにより、ブローバイガスBGから分離されたガスGがエンジン1の外部に放出されるのを防いで、エンジン1の環境性能を向上することができる。
As shown in FIG. 2, the
調圧弁350は、エンジン1の内部とエンジン1の吸気系との間の圧力を調整しつつ、新規な吸気ARがブローバイガス混合継手70および吸気系の配管41を介してエンジン1内に流入することを抑える(図1参照)。
The
図2に表したように、容器体750は、出口取付部700を介してヘッドカバー4の上面部4Aに間接的に固定され、調圧弁350を保持している。なお、容器体750は、出口取付部700を介することなくヘッドカバー4の上面部4Aに直接的に固定されていてもよい。あるいは、出口取付部700は、ヘッドカバー4の一部であってもよく、ヘッドカバー4に設けられたガス排出用の貫通孔680を中心にしてヘッドカバー4の上面部4Aから外部へ盛り上がるように形成されている。ガス排出用の貫通孔680は、ヘッドカバー4の上面部4Aを円形状にZ方向に沿って貫通して設けられている。つまり、ガス排出用の貫通孔680の中心軸は、Z方向に沿っている。貫通孔680は、分離部330によりブローバイガスBGから分離されたガスGを通過させる。
As shown in FIG. 2, the
容器体750は、スペーサなどとも呼ばれ、出口取付部700上に設置されている。容器体750は、ヘッドカバー4内から出口取付部700の貫通孔680を経て上がってくるガスGを一時的に収容し、配管41を通じて図1に示すエンジン1の吸気系側に供給することができる。具体的には、容器体750は、ガス流路42と、冷却水流路46と、を有する。ガス流路42は、貫通孔680を通過し、調圧弁350をさらに通過したガスGを配管41を通じてエンジン1の吸気系に導く。冷却水流路46は、エンジン1の冷却水を導く。冷却水は、例えばシリンダブロック2およびシリンダヘッド3などを冷却するLLC(Long Life Coolant)であり、エンジン1の暖機運転が完了した後では約70~80℃程度の温度になる。
The
図2に表したように、容器体750は、ガス流路延長部45をさらに有する。ガス流路延長部45は、ガス流路42に接続され、ガス流路42から冷却水流路46へ向かって延びている。ガス流路延長部45は、調圧弁350を通過したガスGの少なくとも一部を冷却水流路46へ向かって導く。
As shown in FIG. 2, the
次に、本実施形態に係るブローバイガス処理装置100の出口部40の構造例を、図3~図5を参照してさらに詳細に説明する。
図3は、本実施形態に係るブローバイガス処理装置の出口部をエンジンの斜め上方から眺めた斜視図である。
図4は、本実施形態の出口部の容器体を表す斜視図である。
図5は、図4に表した切断面A-Aにおける断面図である。
Next, a structural example of the
FIG. 3 is a perspective view of the outlet portion of the blow-by gas processing apparatus according to the present embodiment as viewed from diagonally above the engine.
FIG. 4 is a perspective view showing the container body of the outlet portion of the present embodiment.
FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the cut surface AA shown in FIG.
前述したように、ブローバイガス処理装置100の出口部40は、ヘッドカバー4の上面部4Aから外部に向かって突出して設けられている(図3参照)。本実施形態に係るブローバイガス処理装置100では、出口部40の容器体750は、ネジなどの締結部材751が容器体750に設けられたネジ孔752を通過し出口取付部700(図2参照)に締結されることにより、ヘッドカバー4の上面部4Aに固定されている。
As described above, the
図4および図5に表したように、容器体750は、ガス流路42と、冷却水流路46と、を有する。ガス流路42は、第1ガス流路43と、第2ガス流路44と、を有する。第1ガス流路43は、容器体750がヘッドカバー4の上面部4Aに固定された状態において、鉛直方向あるいは上下方向に延びている。すなわち、第1ガス流路43の軸C1は、容器体750がヘッドカバー4の上面部4Aに固定された状態において、鉛直方向あるいは上下方向に延びている。一方で、第2ガス流路44は、容器体750がヘッドカバー4の上面部4Aに固定された状態において、水平方向に延びている。すなわち、第2ガス流路44の軸C2は、容器体750がヘッドカバー4の上面部4Aに固定された状態において、水平方向に延びている。第1ガス流路43の軸C1は、第2ガス流路44の軸C2に略直交している。そして、第1ガス流路43は、第2ガス流路44と交差し、第2ガス流路44と交差した部分において第2ガス流路44に接続されている。
As shown in FIGS. 4 and 5, the
図5に表したように、冷却水流路46は、容器体750がヘッドカバー4の上面部4Aに固定された状態において、水平方向に直線的に延びている。すなわち、冷却水流路46の軸C4は、容器体750がヘッドカバー4の上面部4Aに固定された状態において、水平方向に直線的に延びている。冷却水流路46の軸C4は、第1ガス流路43の軸C1に略直交するとともに、第2ガス流路44の軸C2に略直交している。
As shown in FIG. 5, the cooling
図3および図5に表したように、冷却水流路46は、一方の端部において上流側経路361に接続され、他方の端部において下流側経路362に接続されている。冷却水流路46の一方の端部は、冷却水流路46の他方の端部からみて、冷却水の流れの上流側に位置する。冷却水流路46の他方の端部は、冷却水流路46の一方の端部からみて、冷却水の流れの下流側に位置する。
As shown in FIGS. 3 and 5, the cooling
図3および図5に表したように、上流側経路361は、排気ガス再循環装置80に接続されるとともに、容器体750の冷却水流路46の上流側の端部に接続されている。排気ガス再循環装置80は、EGR冷却器81と、EGRバルブ82と、を有し、エンジン1の排気系を流れる排気の一部を排気還流ガスECGとしてエンジン1の吸気系に還流する。具体的には、上流側経路361は、排気ガス再循環装置80のEGRバルブ82に設けられたウォータジャケット(図示せず)に接続され、EGRバルブ82のウォータジャケットを流れる冷却水の一部を取り出し、容器体750の冷却水流路46に導く。
As shown in FIGS. 3 and 5, the
図3および図5に表したように、下流側経路362は、容器体750の冷却水流路46の下流側の端部に接続されるとともに、サーモスタットカバー371に接続されている。サーモスタットカバー371は、サーモスタットよりも冷却水の流れの下流側のラジエータを迂回する迂回経路(図示せず)に設けられている。そのため、下流側経路362は、サーモスタットよりも冷却水の流れの下流側のラジエータを迂回する迂回経路に接続されている。
As shown in FIGS. 3 and 5, the
サーモスタット(図示せず)は、エンジン1とラジエータ(図示せず)との間における冷却水の循環の有無を冷却水の温度に応じて切り替える部品である。例えば冷却水の温度が所定温度未満である場合には、サーモスタットは、バルブ(図示せず)を閉めてエンジン1とラジエータとの間における冷却水の循環を止め、ラジエータを迂回する迂回経路を経由してエンジン1の内部のウォータジャケット(図示せず)において冷却水を循環させる。一方で、例えば冷却水の温度が所定温度以上になり、エンジン1の暖機運転が完了すると、サーモスタットは、バルブを開けて、エンジン1とラジエータとの間における冷却水の循環を開始する。
The thermostat (not shown) is a component that switches the presence or absence of cooling water circulation between the
図3に表した矢印F1のように、EGRバルブ82のウォータジャケットから取り出された冷却水は、上流側経路361を流れ、容器体750に設けられた冷却水流路46に導かれる。図5に表した矢印F2のように、冷却水流路46に導かれた冷却水は、冷却水流路46の上流側の端部から冷却水流路46の下流側の端部に向かって流れる。そして、図3に表した矢印F3のように、冷却水流路46から流れ出た冷却水は、下流側経路362を流れ、サーモスタットよりも冷却水の流れの下流側のラジエータを迂回する迂回経路に設けられたサーモスタットカバー371に導かれる。
As shown by the arrow F1 shown in FIG. 3, the cooling water taken out from the water jacket of the
ここで、前述したように、冷却水流路46は、直線的に延びている。すなわち、冷却水流路46の軸C4は、直線的に延びている。そのため、図5に表した矢印F2のように、冷却水流路46は、冷却水を直線的に導くことができる。
Here, as described above, the cooling
図4および図5に表したように、容器体750は、ガス流路延長部45をさらに有する。ガス流路延長部45は、ガス流路42に接続されている。具体的には、ガス流路延長部45は、第1ガス流路43と第2ガス流路44とが互いに交差した部分に接続されている。そして、ガス流路延長部45は、第1ガス流路43と第2ガス流路44とが互いに交差した部分から冷却水流路46へ向かって延びている。ガス流路延長部45は、容器体750がヘッドカバー4の上面部4Aに固定された状態において、水平方向に延びている。すなわち、ガス流路延長部45の軸C3は、容器体750がヘッドカバー4の上面部4Aに固定された状態において、水平方向に延びている。
As shown in FIGS. 4 and 5, the
本実施形態では、ガス流路延長部45の軸C3は、第2ガス流路44の軸C2と略平行であり、第2ガス流路44の軸C2と略同一直線上に存在する。また、ガス流路延長部45の軸C3は、第1ガス流路43の軸C1に略直交している。さらに、ガス流路延長部45の軸C3は、冷却水流路46の軸C4に略直交している。そのため、図5に表したように、ガス流路延長部45の軸C3は、冷却水流路46を流れる冷却水の直線的な流れの方向(図5に表した矢印F2参照)と直交する。
In the present embodiment, the axis C3 of the gas
次に、分離部330によりブローバイガスBGから分離されたガスGの流れについて、図4および図5を参照して説明する。
分離部330によりブローバイガスBGから分離されたガスGは、出口取付部700の貫通孔680(図2参照)を通過する。貫通孔680を通過したガスGは、出口部40の容器体750に形成された通気孔753(図4および図5参照)を通過し、調圧弁350に導かれる。そして、エンジン1の内部の圧力が所定以上の圧力に上昇すると、あるいはエンジン1の吸気系の圧力が所定未満の圧力に低下すると、調圧弁350が開く。そうすると、調圧弁350に導かれたガスGは、調圧弁350を通過し、ガス流路42のうち第1ガス流路43を流れる。
Next, the flow of the gas G separated from the blow-by gas BG by the
The gas G separated from the blow-by gas BG by the
図5に表した矢印G1のように、第1ガス流路43を流れたガスGの一部は、ガス流路42のうち第2ガス流路44に導かれ、配管41を通じてエンジン1の吸気系に導かれる。また、図5に表した矢印G2のように、第1ガス流路43を流れたガスGの他の一部は、ガス流路延長部45に導かれ、第1ガス流路43と第2ガス流路44とが互いに交差した部分から冷却水流路46へ向かって導かれる。そして、冷却水流路46へ向かって導かれたガスGは、第1ガス流路43と第2ガス流路44とが互いに交差した部分へ向かって戻り、第2ガス流路44に導かれ、配管41を通じてエンジン1の吸気系に導かれる。
As shown by the arrow G1 shown in FIG. 5, a part of the gas G flowing through the first
ここで、前述したように、ブローバイガス処理装置100の出口部40は、ヘッドカバー4の上面部4Aから外部に向かって突出して設けられている(図3参照)。一方で、ブローバイガスBGには、水蒸気が含まれている。そのため、エンジンが低温状態に置かれると、ブローバイガスに含まれる水蒸気が、ブローバイガス処理装置の出口部において凍結したり凝結したりすることがある。そうすると、ブローバイガス処理装置の出口部からエンジンの吸気系に至るまでのガス経路(例えば本実施形態の配管41)が閉塞するおそれがある。ガス経路が閉塞すると、エンジンの内圧が上昇し、例えばクランクケースに設けられたオイルゲージガイドなどの部品が破損するおそれがある。また、ガス経路が閉塞すると、エンジンの内圧が上昇し、ターボチャージャがオイルを吸い込むおそれがある。
Here, as described above, the
これに対して、本実施形態に係るブローバイガス処理装置100およびブローバイガス処理装置100を備えるエンジン1において、出口部40の容器体750は、エンジン1の冷却水を導く冷却水流路46を有する。前述したように、エンジン1の冷却水は、例えばシリンダブロック2およびシリンダヘッド3などを冷却するLLCであり、エンジン1の暖機運転が完了した後では約70~80℃程度の温度になる。そのため、冷却水流路46を流れる冷却水は、ガス流路42を流れるガスGに熱を伝え、ガスGの温度を上昇させることができる。
On the other hand, in the
このとき、前述したように、冷却水流路46は、冷却水を直線的に導く。そのため、冷却水流路46を流れる冷却水の流速が低下することを抑えることができる。これにより、冷却水と冷却水流路46との間の熱伝達率が低下することを抑えることができる。また、冷却水流路46が冷却水を直線的に導くため、冷却水流路46において死水域が生ずることを抑えることができる。これにより、冷却水からの伝熱量が低下することを抑えることができる。したがって、冷却水流路が複雑であったり冷却水を屈曲させて導いたりする場合と比較して、本実施形態に係るブローバイガス処理装置100は、分離部330によりブローバイガスBGから分離されたガスGに冷却水を用いて効率的に熱を伝え、ブローバイガスBGに含まれる水蒸気が出口部40において凍結したり凝結したりすることをより一層確実に抑えることができる。
At this time, as described above, the cooling
また、ガス流路延長部45が、ガス流路42に接続され、ガス流路42から冷却水流路46へ向かって延びている。そして、ガス流路延長部45は、調圧弁350を通過したガスG、すなわち分離部330によりブローバイガスBGから分離されたガスGの少なくとも一部を冷却水流路46へ向かって導き、冷却水流路46に近づけることができる。そのため、本実施形態に係るブローバイガス処理装置100は、分離部330によりブローバイガスBGから分離されたガスGに冷却水を用いてより一層効率的に熱を伝えることができる。これにより、本実施形態に係るブローバイガス処理装置100は、ブローバイガスBGに含まれる水蒸気が出口部40において凍結したり凝結したりすることをより一層確実に抑えることができる。
Further, the gas flow
また、ガス流路延長部45の軸C3の方向は、冷却水流路46を流れる冷却水の直線的な流れの方向(図5に表した矢印F2参照)と並行しているわけではなく直交している。そのため、容器体750の小型化を図ることができる。これにより、本実施形態に係るブローバイガス処理装置100は、容器体750が容器体750の周辺部品から受ける構造上の制約を抑えつつ、分離部330によりブローバイガスBGから分離されたガスGに冷却水を用いて効率的に熱を伝えることができる。
Further, the direction of the axis C3 of the gas flow
また、上流側経路361が、容器体750に設けられた冷却水流路46に接続され、冷却水を冷却水流路46に導く。また、上流側経路361は、排気ガス再循環装置80(本実施形態ではEGRバルブ82)に設けられたウォータジャケットに接続されている。そのため、冷却水流路46に導かれる冷却水は、冷却水流路46よりも上流側における排気ガス再循環装置80において排気還流ガスECGから熱を受け、温められている。そのため、上流側経路361が排気ガス再循環装置80のウォータジャケットに接続されていない場合と比較して、本実施形態に係るブローバイガス処理装置100は、分離部330によりブローバイガスBGから分離されたガスGと冷却水との間の温度差を高く維持できるので、冷却水からの伝熱量を高めることができる。これにより、本実施形態に係るブローバイガス処理装置100は、分離部330によりブローバイガスBGから分離されたガスGに冷却水を用いて効率的に熱を伝え、ブローバイガスBGに含まれる水蒸気が出口部40において凍結したり凝結したりすることをより一層確実に抑えることができる。
Further, the
また、下流側経路362が、容器体750に設けられた冷却水流路46に接続され、冷却水流路46を流れた後の冷却水を導く。また、下流側経路362は、サーモスタットよりも冷却水の流れの下流側のラジエータを迂回する迂回経路(本実施形態ではサーモスタットカバー371)に接続されている。ここで、冷却水流路46を流れた後の冷却水を導く下流側経路362が、サーモスタットよりも冷却水の流れの上流側に接続されている場合には、サーモスタットがバルブを開けてラジエータへの冷却水の循環を開始すると、ラジエータの流路抵抗により、冷却水流路46を流れる冷却水の流量は低下する。これに対して、本実施形態に係るブローバイガス処理装置100によれば、下流側経路362がサーモスタットよりも冷却水の流れの下流側のラジエータを迂回する迂回経路に接続されているため、サーモスタットがバルブを開けても、冷却水流路46を流れる冷却水の流量は低下しない。このため、冷却水流路46における冷却水からの伝熱量を常に高く維持することができる。
Further, the
また、図4および図5に表したように、ガス流路延長部45が、ガス流路42に接続され、ガス流路42から冷却水流路46へ向かって延びている。そのため、ガス流路延長部45が設けられていない場合と比較して、ガス流路延長部45は、容器体750の強度を高めることができる。言い換えれば、ガス流路延長部45は、容器体750を補強することができる。
Further, as shown in FIGS. 4 and 5, the gas flow
以上、本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明は、上記実施形態に限定されず、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。上記実施形態の構成は、その一部を省略したり、上記とは異なるように任意に組み合わせたりすることができる。 The embodiment of the present invention has been described above. However, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of claims. The configuration of the above embodiment may be partially omitted or may be arbitrarily combined so as to be different from the above.
1:エンジン、 2:シリンダブロック、 3:シリンダヘッド、 4:ヘッドカバー、 4A:上面部、 4B:前面部、 4C:後面部、 4D:左右面部、 4P:下部領域、 4Q:上部領域、 4R:上部領域、 5:シリンダ、 6:クランクケース、 7:オイルパン、 8:ピストン、 9:クランク軸、 10:コンロッド、 11:動弁カム室、 12:動弁カム軸、 13:タペット、 14:タペットガイド孔、 15:プッシュロッド、 16:挿通孔、 17:ロッカーアーム、 18:スプリング、 19:吸気弁、 20:排気弁、 21:オイル流出孔、 22:オイル落下孔、 30:吸気通路、 31:排気通路、 40:出口部、 41:配管、 42:ガス流路、 43:第1ガス流路、 44:第2ガス流路、 45:ガス流路延長部、 46:冷却水流路、 50:吸気配管、 50T:接続管、 52:エアクリーナ、 60:ターボチャージャ、 61:ブロア、 62:タービン、 70:ブローバイガス混合継手、 71:主配管、 72:副配管、 80:排気ガス再循環装置、 81:EGR冷却器、 82:EGRバルブ、 99:オイル戻し経路、 100:ブローバイガス処理装置、 101:主要構造部、 111:第1ブローバイガス取り入れ部、 112:第2ブローバイガス取り入れ部、 120:インパクタ、 121:絞り孔、 130:フィルタ、 133:衝突板、 135:通路、 151:第1オイル案内溝部、 152:第2オイル案内溝部、 161:第1オイルドレン、 162:第2オイルドレン、 200:仕切り壁部、 203:案内壁部、 231:第1案内下面部、 232:第2案内下面部、 295:案内板、 300:分離部、 330:分離部、 350:調圧弁、 361:上流側経路、 362:下流側経路、 371:サーモスタットカバー、 372:冷却ファン、 680:貫通孔、 700:出口取付部、 750:容器体、 751:締結部材、 752:ネジ孔、 753:通気孔、 AR:吸気、 B:吸入空気、 BG:ブローバイガス、 C:吸入空気、 C1、C2、C3、C4:軸、 ECG:排気還流ガス、 G:ガス、 OL:オイル、 RP:中央位置
1: Engine, 2: Cylinder block, 3: Cylinder head, 4: Head cover, 4A: Top surface, 4B: Front surface, 4C: Rear surface, 4D: Left and right surface, 4P: Lower area, 4Q: Upper area, 4R: Upper area, 5: Cylinder, 6: Crank case, 7: Oil pan, 8: Piston, 9: Crank shaft, 10: Conrod, 11: Valve cam chamber, 12: Valve cam shaft, 13: Tappet, 14: Tappet guide hole, 15: push rod, 16: insertion hole, 17: rocker arm, 18: spring, 19: intake valve, 20: exhaust valve, 21: oil outflow hole, 22: oil drop hole, 30: intake passage, 31: Exhaust passage, 40: Outlet, 41: Piping, 42: Gas flow path, 43: First gas flow path, 44: Second gas flow path, 45: Gas flow path extension, 46: Cooling water flow path, 50: Intake pipe, 50T: Connection pipe, 52: Air cleaner, 60: Turbo charger, 61: Blower, 62: Turbine, 70: Blow-by gas mixing joint, 71: Main pipe, 72: Sub pipe, 80: Exhaust gas recirculation Equipment, 81: EGR cooler, 82: EGR valve, 99: oil return path, 100: blow-by gas treatment equipment, 101: main structural part, 111: first blow-by gas intake part, 112: second blow-by gas intake part, 120: Impactor, 121: Squeeze hole, 130: Filter, 133: Collision plate, 135: Passage, 151: 1st oil guide groove, 152: 2nd oil guide groove, 161: 1st oil drain, 162: 2nd oil Drain, 200: partition wall part, 203: guide wall part, 231: first guide lower surface part, 232: second guide lower surface part, 295: guide plate, 300: separation part, 330: separation part, 350: pressure regulating valve, 361: upstream route, 362: downstream route, 371: thermostat cover, 372: cooling fan, 680: through hole, 700: outlet mounting part, 750: container body, 751: fastening member, 752: screw hole, 753: Vent, AR: Intake, B: Intake air, BG: Blow-by gas, C: Intake air, C1, C2, C3, C4: Shaft, ECG: Exhaust return gas, G: Gas, OL: Oil, RP: Central position
Claims (6)
前記エンジンのヘッドカバーの内部に設けられ、前記ブローバイガスをオイルとガスとに分離する分離部と、
前記ヘッドカバーの上面部から外部に向かって突出して設けられ、前記分離部により前記オイルが前記ブローバイガスから分離された後の前記ガスであって前記分離部から導かれた前記ガスを前記エンジンの吸気系に供給する出口部と、
を備え、
前記出口部は、
前記エンジンの内部と前記吸気系との間の圧力を調整する調圧弁と、
前記上面部に直接的または間接的に固定され、前記調圧弁を保持する容器体と、
を有し、
前記容器体は、
前記調圧弁を通過した前記ガスを前記吸気系に導くガス流路と、
前記ガス流路を流れる前記ガスに熱を伝える前記エンジンの冷却水を直線的に導く冷却水流路と、
を有することを特徴とするブローバイガス処理装置。 A blow-by gas processing device that processes blow-by gas generated in an engine.
A separation unit provided inside the head cover of the engine to separate the blow-by gas into oil and gas.
The gas that is provided so as to project outward from the upper surface portion of the head cover and that is the gas after the oil is separated from the blow-by gas by the separation portion and is guided from the separation portion is taken into the engine. The outlet that supplies the system and
Equipped with
The exit part is
A pressure regulating valve that regulates the pressure between the inside of the engine and the intake system,
A container body that is directly or indirectly fixed to the upper surface portion and holds the pressure regulating valve,
Have,
The container body
A gas flow path that guides the gas that has passed through the pressure regulating valve to the intake system, and
A cooling water flow path that linearly guides the cooling water of the engine that transfers heat to the gas flowing through the gas flow path,
A blow-by gas processing apparatus characterized by having.
前記上流側経路は、前記エンジンの排気系を流れる排気の一部を排気還流ガスとして前記吸気系に還流する排気ガス再循環装置に設けられたウォータジャケットに接続されたことを特徴とする請求項1~3のいずれか1項に記載のブローバイガス処理装置。 Further provided with an upstream path connected to the cooling water flow path and guiding the cooling water to the cooling water flow path.
The upstream path is characterized in that a part of the exhaust gas flowing through the exhaust system of the engine is connected to a water jacket provided in an exhaust gas recirculation device that returns a part of the exhaust gas to the intake system as an exhaust return gas. The blow-by gas treatment apparatus according to any one of 1 to 3.
前記下流側経路は、前記エンジンとラジエータとの間における前記冷却水の循環の有無を前記冷却水の温度に応じて切り替えるサーモスタットよりも前記冷却水の流れの下流側の前記ラジエータを迂回する迂回流路に接続されたことを特徴とする請求項1~4のいずれか1項に記載のブローバイガス処理装置。 Further provided with a downstream path connected to the cooling water flow path and guiding the cooling water after flowing through the cooling water flow path.
The downstream path bypasses the radiator downstream of the cooling water flow from the thermostat, which switches the presence or absence of the cooling water circulation between the engine and the radiator according to the temperature of the cooling water. The blow-by gas treatment apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the blow-by gas processing apparatus is connected to a road.
前記ブローバイガス処理装置は、
前記エンジンのヘッドカバーの内部に設けられ、前記ブローバイガスをオイルとガスとに分離する分離部と、
前記ヘッドカバーの上面部から外部に向かって突出して設けられ、前記分離部により前記オイルが前記ブローバイガスから分離された後の前記ガスであって前記分離部から導かれた前記ガスを前記エンジンの吸気系に供給する出口部と、
を有し、
前記出口部は、
前記エンジンの内部と前記吸気系との間の圧力を調整する調圧弁と、
前記上面部に直接的または間接的に固定され、前記調圧弁を保持する容器体と、
を有し、
前記容器体は、
前記調圧弁を通過した前記ガスを前記吸気系に導くガス流路と、
前記ガス流路を流れる前記ガスに熱を伝える前記エンジンの冷却水を直線的に導く冷却水流路と、
を有することを特徴とするエンジン。
An engine equipped with a blow-by gas processing device that processes blow-by gas generated in the engine.
The blow-by gas treatment device is
A separation unit provided inside the head cover of the engine to separate the blow-by gas into oil and gas.
The gas that is provided so as to project outward from the upper surface portion of the head cover and that is the gas after the oil is separated from the blow-by gas by the separation portion and is guided from the separation portion is taken into the engine. The outlet that supplies the system and
Have,
The exit part is
A pressure regulating valve that regulates the pressure between the inside of the engine and the intake system,
A container body that is directly or indirectly fixed to the upper surface portion and holds the pressure regulating valve,
Have,
The container body
A gas flow path that guides the gas that has passed through the pressure regulating valve to the intake system, and
A cooling water flow path that linearly guides the cooling water of the engine that transfers heat to the gas flowing through the gas flow path,
An engine characterized by having.
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