JP2022152841A - 内燃機関のブローバイガス還流装置 - Google Patents

Abstract

【課題】低温環境下においてブローバイガス配管内でブローバイガス中の水分が凍結することを防止できる内燃機関のブローバイガス還流装置を提供すること。【解決手段】エンジン１のブローバイガス還流装置において、シリンダヘッドカバー４に設けられたブローバイガス取出口４ｂは、ブローバイガス取出口４ｂの中心線４ｓが気筒列方向Ｌに向き、かつシリンダヘッドカバー４の外周面４ｃと隣接する位置に開口している。また、ブローバイガス配管１０は、ブローバイガス取出口４ｂからシリンダヘッドカバー４の外周面４ｃに沿って湾曲して分岐管９Ｂ、９Ｃの間まで延びる上流管部１０Ａと、分岐管９Ｂ、９Ｃによって気筒列方向Ｌの両側が挟まれる設置空間１４に設置される中間管部１０Ｂとを有する。【選択図】図２

Description

本発明は、内燃機関のブローバイガス還流装置に関する。

内燃機関で発生するブローバイガスをシリンダヘッドカバー内に設置されたブローバイガス室から吸気マニホールドに還流させるブローバイガス配管を備えた内燃機関の吸気装置が知られている（特許文献１参照）。

この内燃機関の吸気装置は、複数の気筒を鉛直方向に対して傾斜させた状態で車両のフロアの下方に搭載されるエンジンに設けられており、サージタンクと複数の吸気管および吸気管フランジを備えた吸気マニホールドを有する。

吸気マニホールドは、エンジンの上部に設置されており、中央吸気管の上流端がサージタンクの側壁の中央下部に接続され、その外側斜め上方に、端部吸気管の上流端が平面視で中央吸気管に重ねて接続されているとともに、ガス導入部（ブローバイガス配管の下流端）がサージタンクの側壁のうち、吸気管によって囲まれる空間の上部に接続されている。

特開２００８－３８７５０号公報

ところで、従来のブローバイガス配管は、上流部がシリンダヘッドカバーから離れるように上方へに延びた後、屈曲して気筒の配列方向に延び、気筒列方向と直交する方向に延びてサージタンクに連結されるように設置されている（特許文献１の図２参照）。

このため、ブローバイガス配管がシリンダヘッドカバーや吸気管から離れた位置に設置され、ブローバイガス配管が外気によって冷却され易い。この結果、低温環境下においてブローバイガス内の水分が凍結するおそれがある。

本発明は、上記のような事情に着目してなされたものであり、低温環境下においてブローバイガス配管内でブローバイガス中の水分が凍結することを防止できる内燃機関のブローバイガス還流装置を提供することを目的とするものである。

本発明は、複数の気筒を有し、前記複数の気筒の中心線が鉛直方向に対して傾斜するように設置されるシリンダブロックと、シリンダブロックの上側に設置され、吸気側壁が上方に向くシリンダヘッドと、ブローバイガス取出口を有し、前記シリンダヘッドの上側に設置されるシリンダヘッドカバーと、前記吸気側壁に取付けられる取付フランジと、ブローバイガス取入口を有し、前記取付フランジと水平方向で対向するように設置されるサージタンクと、前記取付フランジと前記サージタンクとの間に並列に配置される複数の分岐管とを有する吸気マニホールドと、前記ブローバイガス取出口と前記ブローバイガス取入口とを連絡するブローバイガス配管とを有する内燃機関のブローバイガス還流装置であって、前記ブローバイガス取出口は、前記ブローバイガス取出口の中心線が前記気筒の配列方向に向き、かつ、前記シリンダヘッドカバーの外周面と隣接する位置に開口しており、前記ブローバイガス配管は、前記ブローバイガス取出口から前記シリンダヘッドカバーの外周面に沿って湾曲して前記複数の分岐管の間まで延びる上流管部と、前記複数の分岐管によって前記気筒の配列方向の両側が挟まれる設置空間に設置される中間管部とを有することを特徴とする。

このように上記の本発明によれば、低温環境下においてブローバイガス配管内でブローバイガス中の水分が凍結することを防止できる。

図１は、本発明の一実施例に係るブローバイガス還流装置を備えた内燃機関の正面図である。 図２は、本発明の一実施例に係るブローバイガス還流装置を備えた内燃機関の平面図である。 図３は、図２のIII－III方向矢視断面図である。 図４は、本発明の一実施例に係る内燃機関の吸気マニホールドの平面図である。

本発明の一実施の形態に係る内燃機関のブローバイガス還流装置は、複数の気筒を有し、複数の気筒の中心線が鉛直方向に対して傾斜するように設置されるシリンダブロックと、シリンダブロックの上側に設置され、吸気側壁が上方に向くシリンダヘッドと、ブローバイガス取出口を有し、シリンダヘッドの上側に設置されるシリンダヘッドカバーと、吸気側壁に取付けられる取付フランジと、ブローバイガス取入口を有し、取付フランジと水平方向で対向するように設置されるサージタンクと、取付フランジとサージタンクとの間に並列に配置される複数の分岐管とを有する吸気マニホールドと、ブローバイガス取出口とブローバイガス取入口とを連絡するブローバイガス配管とを有する内燃機関のブローバイガス還流装置であって、ブローバイガス取出口は、ブローバイガス取出口の中心線が気筒の配列方向に向き、かつ、シリンダヘッドカバーの外周面と隣接する位置に開口しており、ブローバイガス配管は、ブローバイガス取出口からシリンダヘッドカバーの外周面に沿って湾曲して複数の分岐管の間まで延びる上流管部と、複数の分岐管によって気筒の配列方向の両側が挟まれる設置空間に設置される中間管部とを有する。

これにより、本発明の一実施の形態に係る内燃機関のブローバイガス還流装置は、低温環境下においてブローバイガス配管内でブローバイガス中の水分が凍結することを防止できる。

以下、本発明の一実施例に係る内燃機関のブローバイガス還流装置について、図面を用いて説明する。

図１から図４は、本発明の一実施例に係る内燃機関のブローバイガス還流装置を示す図である。

図１から図４において、上下前後左右方向は、車両に搭載された内燃機関を基準とし、車両の前後方向（直進方向）を前後方向、車両の左右方向（車両の幅方向）を左右方向、車両の上下方向（車両の高さ方向）を上下方向とする

まず、構成を説明する。
図１、図２において、車両に搭載された内燃機関としてのエンジン１は、シリンダブロック２を備えている。シリンダブロック２には前後方向に配列された３つの気筒２Ａと、図示しないクランク軸とが設けられており、クランク軸は前後方向に延びている。本実施例のエンジン１は、ＦＲ（フロントエンジン・リヤドライブ）式の縦置きエンジンである。

なお、エンジン１は、直列３気筒に限らず、例えばＶ型エンジン等であってもよいし、気筒数も３つに限定されるものではない。

エンジン１は、図示しない車両のフロアパネルの下方に設置されている。シリンダブロック２は、複数の気筒２Ａの中心線２ｓが鉛直方向（上下方向）に対して傾斜するように設置されている。

具体的には、シリンダブロック２は、その上部が左方に位置し、その下部が右方に位置するように鉛直方向に対して中心線２ｓが左右方向に傾くように設置されている。

シリンダブロック２の斜め上側にはシリンダヘッド３が設けられている。シリンダヘッド３は、それぞれ図示しない吸気ポート、排気ポート、吸気ポートを開閉する吸気バルブ、排気ポートを開閉する排気バルブ等を有する。

吸気ポートは、シリンダヘッド３の吸気側壁３ａに開口しており、シリンダヘッド３は、吸気側壁３ａが上方を向くように設置されている。

シリンダヘッド３の斜め上側にはシリンダヘッドカバー４が設置されている。シリンダヘッドカバー４の内部にはエンジン１で発生するブローバイガスが導入される図示しないブローバイガス室が形成されている。

ブローバイガスとは、各気筒２Ａの壁面とピストンの間の隙間を通じて燃焼室からシリンダブロック２のクランクケース２Ｋに流入する不完全燃焼または未燃焼ガスのことである。

シリンダブロック２にはクランクケース２Ｋの内部とシリンダヘッドカバー４のブローバイガス室とを連通する図示しないブローバイガス通路が形成されており、クランクケース２Ｋに溜まったブローバイガスは、ブローバイガス通路を通してブローバイガス室に流入する。

シリンダブロック２の下方にはオイルパン５が設置されており、オイルパン５にはエンジン１の潤滑用のオイルが貯留されている。

シリンダヘッドカバー４は、低位部４Ａと低位部４Ａから斜め上方に膨出する高位部４Ｂとを有する。

図２に示すように、高位部４Ｂの側壁４ａにはブローバイガス取出口４ｂが形成されている。ブローバイガス取出口４ｂは、その中心線４ｓが気筒２Ａの配列方向Ｌに向き、かつ、シリンダヘッドカバー４の低位部４Ａの外周面４ｃと隣接する位置に開口されている。本実施例の低位部４Ａの外周面４ｃは、シリンダヘッドカバー４の外周面を構成する。以下、気筒２Ａの配列方向Ｌを気筒列方向Ｌという。

エンジン１には吸気マニホールド６が設けられている。吸気マニホールド６は、取付フランジ７を有し（図４参照）、取付フランジ７は、シリンダヘッド３の吸気側壁３ａに取付けられている。

図１に示すように、吸気マニホールド６は、サージタンク８を有し、サージタンク８は、取付フランジ７と水平方向（車幅方向）で対向するように設置されている。

吸気マニホールド６は、複数の分岐管９Ａ、９Ｂ、９Ｃを有し、分岐管９Ａ、９Ｂ、９Ｃは、取付フランジと７とサージタンク８との間に並列に配置されている。

分岐管９Ａ、９Ｂ、９Ｃの内部には分岐通路が形成されている。分岐通路の上流端部は、サージタンク８に連通しており、分岐通路の下流端部は、シリンダヘッド３の吸気ポートに連通している。

吸気マニホールド６の上流端にはスロットルボディ２１が接続されている。スロットルボディ２１には図示しないスロットルバルブが収容されており、スロットルバルブは、スロットルボディ２１の内部の吸気通路の開度を調整することにより、吸入空気量を調整する。

スロットルボディ２１の上流側には図示しないエアクリーナが設けられており、エアクリーナによって浄化された吸入空気は、スロットルボディ２１および吸気マニホールド６を通してシリンダヘッド３のそれぞれの吸気ポートに供給される。

サージタンク８にはブローバイガス取入口８ａが形成されており（図４参照）、ブローバイガス取出口４ｂとブローバイガス取入口８ａは、ブローバイガス配管１０によって連絡されている。すなわち、ブローバイガス配管１０は、シリンダヘッドカバー４とサージタンク８に接続されている。

具体的には、ブローバイガス取出口４ｂにはＰＣＶ（Positive Crankcase Ventilation）バルブ１１が取り付けられており、ブローバイガス配管１０の上流端部は、ＰＣＶバルブ１１に接続されている。

ＰＣＶバルブ１１は、一例として、シリンダヘッドカバー４のブローバイガス室とその下流側である吸気マニホールド６との差圧に応じて作動し、開弁時にブローバイガス室のブローバイガスをサージタンク８に導入する。ここで、上流、下流とは気体が流れる方向に対して上流、下流を指す。

サージタンク８に導入されたブローバイガスは、分岐管９Ａ、９Ｂ、９Ｃから吸気ポートを通して気筒２Ａの燃焼室に導入され、燃焼室で燃焼される。

図２に示すように、シリンダヘッドカバー４にはデリバリパイプ１２が取付けられている。デリバリパイプ１２は、図示しない燃料タンクに貯留される燃料を気筒２Ａ毎に設置される図示しないインジェクタに供給する。ブローバイガス配管１０は、上流管部１０Ａ、中間管部１０Ｂおよび下流管部１０Ｃを有する。

上流管部１０Ａは、ブローバイガス取出口４ｂからシリンダヘッドカバー４の低位部４Ａの外周面４ｃに沿って湾曲し、デリバリパイプ１２とシリンダヘッド３の間を通って分岐管９Ｂ、９Ｃの上流端部の間まで延びている。

隣接する分岐管９Ｂ、９Ｃは、気筒列方向Ｌに湾曲する湾曲部９ａ、９ｂを有する。具体的には、図４に示すように、隣接する分岐管９Ｂ、９Ｃは、サージタンク８に連結される上流側に対して取付フランジ７に連結される下流側が気筒列方向Ｌで前側に湾曲している。

湾曲部９ａ、９ｂと気筒列方向Ｌに並ぶ分岐管９Ａの部位は、気筒列方向Ｌと直交する方向に直線状に延びている。

なお、図２に示すように、ブローバイガス配管１０は、プロテクタ１３に覆われており、本実施例のブローバイガス配管１０は、プロテクタ１３を含む。以後、ブローバイガス配管１０とプロテクタ１３をブローバイガス配管１０として説明する。

中間管部１０Ｂは、分岐管９Ｂ、９Ｃによって気筒列方向Ｌの両側が挟まれる設置空間１４（図３、図４参照）に設置されている。すなわち、中間管部１０Ｂは、分岐管９Ｂ、９Ｃの湾曲部９ａ、９ｂに沿って湾曲して設置されている。

図２に示すように、下流管部１０Ｃは、中間管部１０Ｂの設置空間１４から離れるようにして中間管部１０Ｂの下流端部１０ａからサージタンク８に延びている。

なお、気筒列方向Ｌの両側とは、中間管部１０Ｂの気筒列方向Ｌにおける分岐管９Ｂ側の側面と、中間管部１０Ｂの気筒列方向Ｌにおける分岐管９Ｃ側の側面である。

図３、図４に示すように、分岐管９Ｂ、９Ｃの間には配管保持部１５が設けられている。配管保持部１５は、取付フランジ７に連結されており、取付フランジ７と一体で形成されている。

配管保持部１５は、ブローバイガス配管１０の中間管部１０Ｂに沿って延びており、中間管部１０Ｂを挿入可能な断面Ｕ字形状に形成されている。

具体的には、配管保持部１５は、底壁１５Ａと、底壁１５Ａの両端から上方に湾曲する側壁１５Ｂ、１５Ｃとを有する。配管保持部１５は、断面がＵ字形状に形成されており、側壁１５Ｂ、１５Ｃが分岐管９Ｂ、９Ｃの外壁に沿って湾曲している。

図２、図４に示すように、分岐管９Ｂ、９Ｃには嵌合突起９ｃ、９ｄが設けられている。嵌合突起９ｃは、分岐管９Ｂから分岐管９Ｃ側に突出している。嵌合突起９ｄは、分岐管９Ｃから分岐管９Ｂ側に突出しており、嵌合突起９ｃと気筒列方向Ｌに並んで設置されている。

配管保持部１５に挿入されたブローバイガス配管１０は、嵌合突起９ｃ、９ｄに当接することにより、配管保持部１５から抜け出ることが防止され、配管保持部１５に支持される。

図１、図３に示すように、分岐管９Ａ、９Ｂ、９Ｃの下方には冷却配管１６が設置されている。冷却配管１６は、シリンダヘッド３と図示しないラジエータとを接続しており、シリンダヘッド３の図示しないウォータジャケットから排出される温水をラジエータに戻す。

図４に示すように、冷却配管１６は、配管保持部１５の下方に設置されている。配管保持部１５には冷却配管１６の直上に位置するように開口部１５ａが形成されており、開口部１５ａは、配管保持部１５の下方の空間２２（図３参照）と配管保持部１５の上方の設置空間１４とを連通している。

次に、本実施例のエンジン１のブローバイガス還流装置の効果を説明する。
本実施例のエンジン１のブローバイガス還流装置によれば、シリンダヘッドカバー４に設けられたブローバイガス取出口４ｂは、ブローバイガス取出口４ｂの中心線４ｓが気筒列方向Ｌに向き、かつシリンダヘッドカバー４の外周面４ｃと隣接する位置に開口している。

これにより、ブローバイガス配管１０の上流管部１０Ａを高温のシリンダヘッドカバー４に隣接するよう設置でき、上流管部１０Ａをシリンダヘッドカバー４によって加熱できる。

これに加えて、本実施例のエンジン１のブローバイガス還流装置によれば、ブローバイガス配管１０は、ブローバイガス取出口４ｂからシリンダヘッドカバー４の外周面４ｃに沿って湾曲して分岐管９Ｂ、９Ｃの間まで延びる上流管部１０Ａと、分岐管９Ｂ、９Ｃによって気筒列方向Ｌの両側が挟まれる設置空間１４に設置される中間管部１０Ｂとを有する。

これにより、分岐管９Ｂ、９Ｃによって中間管部１０Ｂの両側を覆って中間管部１０Ｂが低温の空気と接触することを防止し、ブローバイガス配管１０の温度が低下することを防止できる。

この結果、低温環境下においてブローバイガス配管１０の内部でブローバイガス中の水分が凍結することを防止できる。

また、本実施例のエンジン１のブローバイガス還流装置によれば、分岐管９Ｂ、９Ｃの間に、ブローバイガス配管１０の中間管部１０Ｂに沿って延び、ブローバイガス配管１０を挿入可能な断面Ｕ字形状に形成される配管保持部１５が設けられている。

これにより、配管保持部１５によってブローバイガス配管１０の下方を覆うことができ、中間管部１０Ｂの下方が低温の空気と接触することを防止し、ブローバイガス配管１０を保温できる。

この結果、低温環境下においてブローバイガス配管１０の内部でブローバイガス中の水分が凍結することをより効果的に防止できる。

また、本実施例のエンジン１のブローバイガス還流装置によれば、配管保持部１５の下方に、温水が流れる冷却配管１６が設置されており、配管保持部１５に、配管保持部１５の下方の空間２２とブローバイガス配管１０が設置される設置空間１４とを連通する開口部１５ａが形成されている。

これにより、冷却配管１６を流れる温水によって加熱された高温空気を、開口部１５ａを通してブローバイガス配管１０の外面に導くことができ、ブローバイガス配管１０を温めることができる。

この結果、低温環境下においてブローバイガス配管１０の内部でブローバイガス中の水分が凍結することをより効果的に防止できる。

本発明の実施例を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正および等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。

１...エンジン（内燃機関）、２...シリンダブロック、２Ａ...気筒、２ｓ...気筒の中心線、３...シリンダヘッド、３ａ...吸気側壁、４...シリンダヘッドカバー、４ｂ...ブローバイガス取出口、４ｃ...外周面（シリンダヘッドカバーの外周面）、４ｓ...ブローバイガス取出口の中心線、６...吸気マニホールド、７...取付フランジ、８...サージタンク、９Ａ，９Ｂ，９Ｃ...分岐管、１０...ブローバイガス配管、１０Ａ...上流管部、１０Ｂ...中間管部、１４...設置空間（複数の分岐管によって気筒の配列方向の両側が挟まれる設置空間）、１５...配管保持部、１５ａ...開口部、１６...冷却配管、Ｌ...気筒列方向（気筒の配列方向）

Claims (3)

1. 複数の気筒を有し、前記複数の気筒の中心線が鉛直方向に対して傾斜するように設置されるシリンダブロックと、
   シリンダブロックの上側に設置され、吸気側壁が上方に向くシリンダヘッドと、
   ブローバイガス取出口を有し、前記シリンダヘッドの上側に設置されるシリンダヘッドカバーと、
   前記吸気側壁に取付けられる取付フランジと、ブローバイガス取入口を有し、前記取付フランジと水平方向で対向するように設置されるサージタンクと、前記取付フランジと前記サージタンクとの間に並列に配置される複数の分岐管とを有する吸気マニホールドと、
   前記ブローバイガス取出口と前記ブローバイガス取入口とを連絡するブローバイガス配管とを有する内燃機関のブローバイガス還流装置であって、
   前記ブローバイガス取出口は、前記ブローバイガス取出口の中心線が前記気筒の配列方向に向き、かつ、前記シリンダヘッドカバーの外周面と隣接する位置に開口しており、
   前記ブローバイガス配管は、
   前記ブローバイガス取出口から前記シリンダヘッドカバーの外周面に沿って湾曲して前記複数の分岐管の間まで延びる上流管部と、前記複数の分岐管によって前記気筒の配列方向の両側が挟まれる設置空間に設置される中間管部とを有することを特徴とする内燃機関のブローバイガス還流装置。
2. 前記複数の分岐管の間に、前記ブローバイガス配管の中間管部に沿って延び、前記ブローバイガス配管を挿入可能な断面Ｕ字形状に形成される配管保持部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のブローバイガス還流装置。
3. 前記配管保持部の下方に、温水が流れる冷却配管が設置されており、
   前記配管保持部に、前記配管保持部の下方の空間と前記設置空間とを連通する開口部が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関のブローバイガス還流装置。

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