JP3969550B2

JP3969550B2 - エンジンのオイル分離装置

Info

Publication number: JP3969550B2
Application number: JP00532398A
Authority: JP
Inventors: 和幸北島; 二三男竹内; 謙次川向
Original assignee: ヤマハマリン株式会社
Priority date: 1998-01-14
Filing date: 1998-01-14
Publication date: 2007-09-05
Anticipated expiration: 2018-01-14
Also published as: JPH11200829A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンのクランク室に漏洩する燃焼ガス（ブローバイガス）を吸気系に環流させる際、ブローバイガス中のオイルを回収するための技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
４サイクルエンジンにおいては、燃焼後の燃焼ガスがピストンリングの間を通ってクランク室側に侵入し、クランク室、オイルパン室内の圧力が上昇し、オイルレベルゲージ部、注油口からのオイルの漏出、出力の低下等の不具合があり、そのため、例えばエンジンボディの上部にブリーザ室（オイルセパレータ）を設け、クランク室内に侵入したブローバイガスをブリーザ室に導き、ブローバイガス中のオイルを分離してエンジン本体に戻すとともに、ブローバイガスを吸気系に環流して再び燃焼室内で燃焼させるようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のオイル分離装置においては、ブローバイガス中にオイルが残留しやすく、オイルの消費増大を招くという問題を有している。特に、船外機等のマリンエンジンにおいては、エンジンが上下左右に移動するため、ブリーザ室にオイルがいき易く、この問題を解決することが重要な課題となっている。
【０００４】
本発明は、上記従来の問題を解決するものであって、ブローバイガス中のオイルを効果的に回収することができるエンジンのオイル分離装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１記載のエンジンのオイル分離装置は、クランク室６８に漏洩する燃焼ガスをサイレンサ２４に環流させる４サイクルエンジンにおいて、前記サイレンサ２４に隣接してオイルセパレータ３９を一体に設け、前記サイレンサ２４は下向きに開口する吸気口２４ａと吸気チャンバー２４ｂとキャブレター２７を接続する吸気管２４ｃを備え、前記オイルセパレータ３９の上部に前記吸気口２４ａに連通する連通路３９ａが形成され、前記オイルセパレータ３９の底部とエンジン本体２１内はオイル戻り管５２により連通し、サイレンサ２４に吸入された吸気の方向と、オイルセパレータ３９に吸入された燃焼ガスの流れ方向を略同一方向となるようにしたことを特徴とし、請求項２記載の発明は、請求項１において、前記オイルセパレータ３９のガス吸入口３９ｂの周囲に仕切壁３９ｅを設けたことを特徴とし、請求項３記載の発明は、請求項１、２において、前記オイルセパレータで分離されたオイルを、クランク室６８と動弁室６９を連通するオイル供給通路７０に戻すことを特徴とし、請求項４記載の発明は、請求項３において、クランク軸２３が縦方向に配設され気筒２２が横置き状態に配設されたエンジンにおいて、クランク室の上部にオイルセパレータ３７を設け、該オイルセパレータで分離された燃焼ガスをサイレンサ側のオイルセパレータ３９に送り、オイルをクランク室６８と動弁室６９を連通するオイル供給通路７０に戻すことを特徴とし、請求項５記載発明は、請求項４において、サイレンサを気筒の軸線Ｐに対して所定の角度傾斜するように配設したことを特徴とし、請求項６記載の発明は、請求項１〜５において、前記エンジンが船外機用エンジンであることを特徴とする。なお、上記構成に付加した符合は、本発明の理解を容易にするために図面と対比させるもので、これにより本発明が何ら限定されるものではない。
以上
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。なお、以下の各図面の説明において同一部品には同一番号を付けて説明を省略することがある。また、以下の説明において前部及び後部とは、船体の推進方向に対していうものとする。
【０００７】
図１は、本発明が適用される船外機の１例を示す側面図である。船外機１は、船体２の後部に着脱自在に取り付けられるクランプブラケット３と、クランプブラケット３に水平軸５を介して上下方向に回動自在に枢支されるスイベルブラケット６と、このスイベルブラケット６に水平方向に回動自在に支持される推進ユニット７とを備えている。
【０００８】
前記推進ユニット７は、スイベルブラケット６に回転自在に支持されるアッパケース９を有し、アッパケース９の下部にはロアケース１０が取り付けられ、全体としてケーシングを構成している。ロアケース１０にはプロペラ１１が装着され、アッパケース９の上部にはボトムカウリング１２が取り付けられ、ボトムカウリング１２にトップカウリング１３が着脱可能に取り付けられている。なお、１５はスタータハンドル、１６はステアリングハンドル、１７は冷却水取入口、１９は水面を示している。
【０００９】
図２は、図１の垂直断面図である。アッパケース９は筒状に形成され内部に排気通路１８が形成されており、その上部には皿状に広がるクランクケース連結部９ａが形成され、下部にはロアケース連結部９ｃが形成され、両連結部９ａ、９ｃ間に小径の筒状部９ｂが形成されている。そして、この筒状部９ｂの上下にゴム製のマウント２０を介してスイベルブラケット６が取り付けられ、スイベルブラケット６にアッパケース９が回転自在に支持されている。アッパケース９とロアケース１０の接続部には排気口１８ｂが形成されている。
【００１０】
アッパケース９のクランクケース連結部９ａにはエンジン２１が連結されている。エンジン２１は、例えば単気筒４サイクルエンジンであり、横置き状態に配設された気筒２２と縦置き状態に配設されたクランク軸２３を備えている。エンジン２１の周囲には、スタータケース２５、インテークマニホールド２６、キャブレター２７、サイレンサ２４、燃料タンク２９等が配設されている。アッパケース９及びロアケース１０内にはドライブシャフト３０が縦方向に配設され、その上端はクランク軸２３に連結され、その下端は傘歯車３１を介してプロペラシャフト３２に連結されている。また、アッパケース９内にはシフトロッド３３及び冷却水供給管３５が縦方向に配設され、冷却水供給管３５の下端は冷却水ポンプ３６に連結されている。
【００１１】
次に、図３〜図１１により、本発明のエンジンのオイル分離装置の１実施形態について説明する。図３は図２の上部拡大断面図、図４は図３で燃料タンク及びスタータケースを取り外した状態を示すエンジンの平面図、図５は図３で紙面の裏側から見たエンジンの側面図、図６は図４のＸ−Ｘ線に沿って矢印方向に見た断面図である。
【００１２】
図３において、アッパケース９のクランクケース連結部９ａには、ボトムカウリング１２がボルト１４により取り付けられている。エンジン２１は、シリンダヘッド２１ａ、ヘッドカバー２１ｂ、シリンダケース２１ｃ及びオイルパンを兼用するクランクケース２１ｄからなり、クランク軸２３に連結されたピストン２１ｅ、シリンダヘッド２１ａに配設された吸気弁２１ｆ、排気弁２１ｇ、排気ポート２１ｈを有している。サイレンサ２４の吸気口２４ａは下向きに開口されている。アッパケース９とボトムカウリング１２間には空気取入れ口４０が形成され、冷気は、燃料タンク２９の周囲を通りこれを冷却し、また、空気取入れ口４０からの空気は、サイレンサ２４の吸気口２４ａに取り入れられる。トップカウリング１３の上面には、キャブレター２７、サイレンサ２４に対向して空気抜き口４１が形成されている。
【００１３】
図３及び図４に示すように、シリンダケース２１ｃの上面には第１のブリーザ室（オイルセパレータ）３７が形成されている。第１のブリーザ室３７は、シリンダケース２１ｃの上面に立設された側壁３７ａと、側壁３７ａの上部に固定された蓋体３７ｂと、クランクケース２１ｃ内に連通されるブローバイガス通路３７ｃ及びオイル戻り通路３７ｄと、側壁３７ａから突出する複数の隔壁３７ｅとを有し、隔壁３７ｅにより迷路が形成されている。また、ブリーザ室３７の一端にはガス戻し用ニップル３７ｆが設けられている。インテークマニホールド２６、キャブレター２７及びサイレンサ２４は、気筒２２の軸線Ｐ（図４）に対して所定の角度傾斜するようにして配設され、これによりカウリング１２、１３内でのコンパクト化を図っている。
【００１４】
図４及び図５に示すように、サイレンサ２４の側部には第２のブリーザ室（オイルセパレータ）３９が形成されている。第１及び第２のブリーザ室３７、３９間はブローバイガス戻り管５０により連通されている。第１のブリーザ室３７のガス戻し用ニップル３７ｆの下部には、オイル戻し用ニップル３７ｇ（図５）が設けられ、第１のブリーザ室３７はオイル戻り管５１によりエンジン２１本体内に連通されている。また、第２のブリーザ室３９の底部とエンジン本体２１内はオイル戻り管５２により連通されている。なお、５３はサーモスタット、５５はスロットルワイヤ、５６はチョークワイヤ、５７は燃料ポンプである。
【００１５】
図６において、サイレンサ２４は、下向きに開口する吸気口２４ａと、吸気チャンバー２４ｂと、吸気チャンバー２４ｂとキャブレター２７を接続する吸気管２４ｃとを備え、吸気通路２４ｂに隣接してその側部には隔壁２４ｄを介して第２のブリーザ室３９が一体に形成されている。第２のブリーザ室３９の上部には、吸気管２４ｃに連通する連通路３９ａが形成され、略中央部にはガス吸入口３９ｂ（図４参照、図６は仮想線）が形成され、ガス吸入口３９ｂにはガス接続用ニップル３９ｃ（図５参照、図６は仮想線）が設けられると共に、ガス吸入口３９ｂの周囲には上部から下方に向けて垂下する仕切壁３９ｅが設けられている。また、第２のブリーザ室３９の底部には、オイル戻し用ニップル３９ｄが設けられ、第２のブリーザ室３９の底部とエンジン本体２１内はオイル戻り管５２により連通されている。本発明においては、サイレンサ２４に吸入される吸気の方向Ｅと、第２のブリーザ室３９のブローバイガスの流れ方向Ｆを縦方向で略同一方向となるように構成している。なお、スロットルワイヤ５５は、第２のブリーザ室３９の側壁に取り付けられ、チョークワイヤ５６は隔壁２４ｄと仕切壁３９ｅの間を貫通して取り付けられている。
【００１６】
次に、図７〜図１１により本発明におけるオイル供給構造について説明する。図７は、図３のＹ−Ｙ線に沿って矢印方向に見た断面図、図８は、図７のＺ−Ｚ線に沿って矢印方向に見た断面図、図９は図７のＣ方向から見た図である。
【００１７】
図７には、既に説明したシリンダヘッド２１ａ、ヘッドカバー２１ｂ、シリンダケース２１ｃ及びオイルパンを兼用するクランクケース２１ｄ、クランク軸２３に連結されたピストン２１ｅ、排気弁２１ｇ、排気ポート２１ｈ、点火プラグ２８、燃料ポンプ５７、サーモスタット５３が示され、また、シリンダヘッド２１ａ及びシリンダケース２１ｃには環状のウォータジャケット７２が形成されている。
【００１８】
図７〜図９において、クランク軸２３に平行にカム６６ｂを有するカムシャフト６６が配設され、クランク軸２３に固定された駆動ギヤ２３ａとカムシャフト６６に固定された従動ギヤ６６ａが噛合されている。クランクケース２１ｄの底部には、取付部材６７ａが固定されており、この取付部材６７ａにスプラッシャギヤ６７が回転自在に支持され、スプラッシャギヤ６７はカムシャフト６６の従動ギヤ６６ａに噛合されている。
【００１９】
シリンダヘッド２１ａの側部には動弁室６９が形成され、ヘッドカバー２１ｂで覆われている。排気弁２１ｇは、シリンダヘッド２１ａから動弁室６９に延び、バルブスプリング６９ａ、リテーナ６９ｂにより図で右方に付勢され、排気弁２１ｇの端部はロッカーアーム６９ｃの一端に当接されている。ロッカーアーム６９ｃの他端とカムシャフト６６のカム６６ｂとの間にはプッシュロッド６９ｄが装着されている。図９において、７１はシリンダヘッド２１ａをシリンダケース２１ｃに固定するためのボルト、７５ａは動弁室６９からオイルを戻すためのオイルリターン通路である。
【００２０】
上記構成により、カムシャフト６６のカム６６ｂが回転すると、プッシュロッド６９ｄが摺動し、これによりロッカーアーム６９ｃが揺動するため、排気弁２１ｇがバルブスプリング６９ａに抗して開閉される。なお、吸気弁２１ｆの動弁機構についても同様であり、図８に示すカム６６ｃとプッシュロッド６９ｅにより吸気弁２１ｆが開閉駆動される。
【００２１】
図７及び図８において、シリンダケース２１ｃの壁５９には貫通孔７０ｃが形成され、これによりクランク室６８と動弁室６９を連通するオイル供給通路７０が形成されている。そして、このオイル供給通路７０にオイル戻し用ニップル７０ａ、７０ｂが配設され、オイル戻し用ニップル７０ａ、７０ｂには、前記オイル戻り管５１、５２が装着され、それぞれ第１及び第２のブリーザ室３７、３９に接続されている。
【００２２】
図１０は、シリンダケース単体をシリンダヘッド側から見た正面図である。図には、クランクケース２１ｄの水上昇通路６３ｄ、排気通路６３ｅ、図７で説明したウォータジャケット７２、プッシュロッド６９ｄの挿通穴７３、図８で説明したシリンダケース２１ｃのオイル供給通路７０、図９で示したボルト７１の雌ねじ部７１ｂが示されている。シリンダケース２１ｃには、ウォータジャケット７２とクランクケース２１ｄの水上昇通路６３ｄとを連通する水上昇通路７２ａが形成されており、シリンダケース２１ｃの下部には、ウォータジャケット７２と水上昇通路７２ａの近傍を通るように、動弁室６９とクランク室６８を連通するオイルリターン通路７５が形成されている。
【００２３】
図１１は、シリンダヘッド単体をシリンダケース側から見た正面図である。図には、図７で説明したウォータジャケット７２、排気弁２１ｇ、排気ポート２１ｈ、点火プラグ２８、図９で示したボルト７１の挿通孔７１ａが示されている。そして、図１０のオイルリターン通路７５に連通するオイルリターン通路７５ａを、シリンダヘッド２１ａとシリンダケース２１ｃを連結させたとき、オイルリターン通路７５、７５ａが接続されるように構成している。
【００２４】
上記構成からなる本発明の作用について説明する。エンジン２１の運転によりクランク軸２３が回転すると、駆動ギヤ２３ａ、従動ギヤ６６ａによりスプラッシャギヤ６７が回転し、クランクケース２１ｄ内のオイルが飛沫され、オイルはクランク軸２３やコンロッド等に供給され、また、クランクケース２１ｄからオイル通路７０を経て動弁室６９に入り、動弁機構を潤滑した後、オイルリターン通路７５ａ、７５を経てクランクケース２１ｄに戻るように循環する。
【００２５】
一方、燃焼室からクランク室６８に侵入しオイルが混入されたブローバイガスは、ブローバイガス通路３７ｃを通って第１のブリーザ室３７に入り、ここで、燃料ガスとオイルが分離され、オイルはオイル戻り通路３７ｄからクランクケース２１ｄ内に回収され、燃料ガスはブローバイガス戻り管５０を経て第２のブリーザ室３９に入り、また、残留していたオイルはオイル戻り管５１、オイル戻し用ニップル７０ａを経てオイル供給通路７０に回収される。
【００２６】
第２のブリーザ室３９のガス吸入口３９ｂから入ったブローバイガスは、図６の矢印Ｆに示すように、先ず仕切壁３９ｅに沿って下降した後、仕切壁３９ｅの反対面に沿って上昇し、連通路３９ａを通って吸気管２４ｃに回収される。また、第２のブリーザ室３９の底部に溜まるオイルは、オイル戻し用ニップル３９ｄ、オイル戻り管５２、オイル戻し用ニップル７０ｂを経てオイル供給通路７０に回収される。本発明によれば、サイレンサ２４に吸入される吸気の方向Ｅと、第２のブリーザ室３９のブローバイガスの流れ方向Ｆが縦方向で略同一方向となっており、かつ、仕切壁３９ｅの存在もあってブローバイガス中のオイルを効果的に分離することができる。
【００２７】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態においては、プッシュロッドを用いるＯＨＶタイプの動弁機構について説明したが、無論ＯＨＣタイプにも適用可能である。また、単気筒エンジンの例について説明したが、複数気筒への適用も可能である。また、船外機に限定されるものではなく、船体内にエンジンを載置するマリンエンジンや、移動式或は定置式エンジンへの適用も可能である。
【００２８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項１、２記載の発明によれば、サイレンサに吸入された吸気の方向と、オイルセパレータに吸入された燃焼ガスの流れ方向を略同一方向となるようにしたため、オイルが吸気の方向に流れにくくなり、燃焼ガス中のオイルを効果的に回収することができる。また、請求項３記載の発明によれば、オイルをクランク室と動弁室を連通するオイル供給通路に戻すため、オイルを効果的に回収することができる。また、請求項４記載の発明によれば、さらにオイルを効果的に回収することができる。また、請求項５記載の発明によれば、コンパクト化を図ることができ、請求項６記載の発明によれば、船外機特有の問題を解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される船外機の１例を示す側面図である。
【図２】図１の垂直断面図である。
【図３】本発明のエンジンのオイル分離装置の１実施形態を示す図２の上部拡大断面図である。
【図４】図３で燃料タンク及びスタータケースを取り外した状態を示すエンジンの平面図である。
【図５】図３で紙面の裏側から見たエンジンの側面図である。
【図６】図４のＸ−Ｘ線で切断し矢印方向に見た断面図である。
【図７】図３のＹ−Ｙ線で切断し矢印方向に見た断面図である。
【図８】図７のＺ−Ｚ線で切断し矢印方向に見た断面図である。
【図９】図７のＣ方向から見た図である。
【図１０】図７でシリンダケース単体をシリンダヘッド側から見た正面図である。
【図１１】図７でシリンダヘッド単体をシリンダケース側から見た正面図である。
【符号の説明】
２１…エンジン
２２…気筒
２３…クランク軸
２４…サイレンサ
３７…第１のブリーザ室（オイルセパレータ）
３９…第２のブリーザ室（オイルセパレータ）
６８…クランク室
６９…動弁室
７０…オイル供給通路

Claims

クランク室（６８）に漏洩する燃焼ガスをサイレンサ（２４）に環流させる４サイクルエンジンにおいて、前記サイレンサ（２４）に隣接してオイルセパレータ（３９）を一体に設け、前記サイレンサ（２４）は下向きに開口する吸気口（２４ａ）と吸気チャンバー（２４ｂ）とキャブレター（２７）を接続する吸気管（２４ｃ）を備え、前記オイルセパレータ（３９）の上部に前記吸気口（２４ａ）に連通する連通路（３９ａ）が形成され、前記オイルセパレータ（３９）の底部とエンジン本体（２１）内はオイル戻り管（５２）により連通し、サイレンサ（２４）に吸入された吸気の方向と、オイルセパレータ（３９）に吸入された燃焼ガスの流れ方向を略同一方向となるようにしたことを特徴とするエンジンのオイル分離装置。
前記オイルセパレータのガス吸入口の周囲に仕切壁を設けたことを特徴とする請求項１記載のエンジンのオイル分離装置。
前記オイルセパレータで分離されたオイルを、クランク室と動弁室を連通するオイル供給通路に戻すことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のエンジンのオイル分離装置。
クランク軸が縦方向に配設され気筒が横置き状態に配設されたエンジンにおいて、クランク室の上部にオイルセパレータを設け、該オイルセパレータで分離された燃焼ガスをサイレンサ側のオイルセパレータに送り、オイルをクランク室と動弁室を連通するオイル供給通路に戻すことを特徴とする請求項３記載のエンジンのオイル分離装置。
サイレンサを気筒の軸線に対して所定の角度傾斜するように配設したことを特徴とする請求項４記載のエンジンのオイル分離装置。
前記エンジンが船外機用エンジンであることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のエンジンのオイル分離装置。