JP4089008B2 - ブローバイガス還元構造 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関で発生したブローバイガスを吸気装置側に送って再燃焼させるブローバイガス還元構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般の車両には、内燃機関（エンジン）のシリンダとピストンの隙間から吹き抜けるガスを大気中に放出せずに、再び吸気マニホールドを通してエンジンに導いて再燃焼させるブローバイガス還元装置（ＰＣＶ；Positive Crankcase Ventilation）が設けられている。ブローバイガスを再燃焼させることにより、ＨＣの低減が可能となる。
【０００３】
上述したブローバイガス還元装置は、▲１▼ブローバイガスをサージタンクに放出するとともにスロットル上流から空気を取り入れるクローズドシステムと、▲２▼新しい空気を取り入れることなく、クランクケースの内圧を利用してブローバイガスをスロットルの上流側に戻すシールドシステムとに大別される。シールドシステムとしては、実開昭５８−３３７１４号公報に開示された「ブローバイガス吸引部装置」や実開昭５８−５１００８号公報に開示された「ブローバイガス還元装置」が知られている。これらのシールドシステムの各装置は、比較的構造が簡単であり、メンテナンスも不要であるという利点を有するが、新気による換気ができず、オイル分の分離が充分でないと吸入空気の上流側にあるエアクリーナエレメント等に水分やオイルが付着しやすいという欠点を有している。
【０００４】
これに対し、クローズドシステムは、スロットルの上流側から新気を取り込んでクランクケース内を換気するため、効率よくブローバイガスを還元することができるとともに、スロットルより下流側にあるサージタンク内にブローバイガスを取り込むため、取り込んだブローバイガスがスロットルの上流側に吸入空気の流れ（以下、スロットルを介して上流から下流に向かう吸入空気の流れを「主流」と称する）に沿って逆流しにくい構造になっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したように、クローズドシステムを採用したブローバイガス還元装置は、クランクケース内に取り込んだブローバイガスがスロットルの上流側に主流に沿って直接逆流するおそれは少ないが、スロットル上流に設けられた新気取り入れ口を介して逆流したブローバイガスを完全になくすことはできず、このブローバイガスによってスロットル上流に配置されたエアフロメータ等を汚すおそれがあった。例えば、スロットルバルブの開度が大きくなると、サージタンク側の負圧が小さくなって、スロットルの下流と上流との圧力差が少なくなる。しかも、スロットル開度が大きくなるとエンジン回転数が高くなって、ブローバイガスの発生量が多くなる。このため、サージタンクに取り込むブローバイガスの量よりもクランクケース内に生じるブローバイガスの量の方が多くなって、新気取り入れ口からスロットル上流側にブローバイガスが逆流することがある。
【０００６】
特に、最近では吸気装置の小型化が進んでおり、スロットル上流であってその近傍にエアフロメータが設置されている場合があり、逆流したブローバイガス中のオイル分、燃料分、水分等といった汚れ成分がこのエアフロメータに付着すると吸入空気の流量の正確な測定ができなくなるため好ましくない。
本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、ブローバイガス中の汚れ成分のスロットル上流側への逆流を低減するブローバイガス還元構造を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、本発明のブローバイガス還元構造は、ブローバイガス還元用の空気取り入れ口をスロットルバルブの上流の吸気通路内壁面に形成し、この空気取り入れ口を覆う形状であって吸入空気の下流側に開口した隔壁部を備えている。通常は、空気取り入れ口からは吸入された新鮮な空気が導入されるが、スロットルバブルの開度が大きくなったときなどにこの空気取り入れ口にブローバイガスが逆流してきた場合であっても、この逆流したブローバイガスが隔壁部に衝突することによりガス中の汚れ成分の一部が液化されるため、下流側に形成された開口から吸気通路内に放出されるブローバイガス中の汚れ成分量を低減することができる。
【０００８】
また、上述した空気取り入れ口は、吸入空気の上流側に移動するスロットルバルブの弁片の側に設けることが好ましい。一般に、吸入空気の流速は、スロットルバルブの弁片と吸気通路内壁面との間の隙間の小さな部分で最大となる。したがって、空気取り入れ口をスロットルバルブの上流側に移動する弁片側に形成するということは、吸入空気の流速が最も速い部分の近傍に形成するということであり、隔壁部に衝突して液化された成分や液化されずに吸気通路内に放出されたブローバイガスを、効率よく主流に沿ってスロットルの下流側に吸入することができる。
【０００９】
また、上述した空気取り入れ口は、吸入空気の流れに沿って吸気通路の断面積が減少した位置に設けることが好ましい。吸気通路の断面積が減少すると、その分だけ吸入空気の流速が増すため、隔壁部に衝突して液化された成分や液化されずに吸気通路内に放出されたブローバイガスを、効率よく主流に沿ってスロットルの下流側に導くことができる。
【００１０】
また、上述した隔壁部は、空気取り入れ口側の面を吸気通路内壁面とほぼ平行に形成することが好ましい。このような隔壁部を形成することにより、隔壁部に衝突して液化されずに吸気通路内に放出されるブローバイガスを吸気通路内壁面に沿って流すことができるため、吸気通路内に放出されたブローバイガス中の汚れ成分の液化が促され、吸気通路内を逆流するブローバイガス中の汚れ成分量をさらに低減することができる。
【００１１】
また、上述した隔壁部は、空気取り入れ口側の面を曲面形状に形成することが好ましい。曲面形状に隔壁部を形成することにより、隔壁部に衝突して液化されずに吸気通路内に放出されるブローバイガスをより積極的に吸気通路内壁面にあてることができ、ブローバイガス中の汚れ成分の液化がさらに促進され、吸気通路内を逆流するブローバイガス中の汚れ成分をさらに低減することができる。
【００１２】
また、上述した隔壁部は、空気取り入れ口側の面のほぼ中央に主流に沿った分離部を形成することが好ましい。通常、吸気通路は筒状部材を用いて形成されることが多いため、隔壁部と吸気通路内壁面との間隔は隔壁部の中央部分が最も大きくなる。したがって、この中央部分に分離部を形成して、中央部分以外の端部近傍から吸気通路内にブローバイガスが放出されるようにすることにより、この放出されたブローバイガスが吸気通路内壁面に衝突しやすくなるため、さらにブローバイガス中の汚れ成分の液化が促進される。
【００１３】
また、上述した隔壁部は、吸気通路内壁面と別部材によって形成することが好ましい。隔壁部を別部材によって形成することにより、隔壁部および吸気通路内壁面のそれぞれの形状が単純化されるため、特にそれぞれを型成形する場合に製造が容易となる。
また、吸入空気の流量を測定する流量測定部をスロットルバルブ上流に取り付けた場合には、空気取り入れ口の形成位置を主流に沿ってこの流量測定部と重ならないようにすることが好ましい。流量測定部を吸気通路内に突出させると、主流に沿った下流側の空気の流れが乱れるため、流量測定部と重ならないように空気取り入れ口を設定してこの空気の流れが乱れる部分を避けることにより、空気取り入れ部から逆流して隔壁部やその近傍で液化された成分や液化されずに吸気通路内に放出されたブローバイガスを、効率よく主流に沿ってスロットルの下流側に吸入することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の前提とする一参考形態のブローバイガス還元構造は、ブローバイバス還元用の新気取り入れ口を覆うように隔壁部を設け、その一部であって吸入空気の下流側に形成された開口から吸気通路壁面に向けて、エンジンのクランクケースから逆流したブローバイガスを放出することに特徴がある。以下、本発明の前提とする一参考形態のエンジンの吸気装置について、図面を参照しながら具体的に説明する。
【００１５】
本参考形態の吸気装置は、エアフロメータ１０が一体に組み付けられたスロットル２０を含んで構成されている。図１は、一参考形態によるエンジンの吸気装置に含まれるスロットル２０の詳細構造を示す図であり、エアフロメータ１０が装着されて一体化された状態が示されている。また、図２は図１に示すＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【００１６】
図１および図２に示すように、スロットル２０は、スロットルボディ２２とスロットルバルブ２４とを含んでおり、スロットルボディ２２の一部であってスロットルバルブ２４の取付位置よりも吸入空気の上流側にエアフロメータ１０が吸気通路１２内に突出するように取り付けられている。
スロットルボディ２２は、段付きの筒状部材であって、その内壁面に囲まれた空間が吸気通路１２となる。したがって、スロットルボディ２２の内壁面は、吸気通路１２の内壁面でもある。スロットルボディ２２は、主流の流れに沿って上流側に配置される内径が大きな上流側ボディ部２６と、下流側に配置される内径が小さな下流側ボディ部２８とからなる。上流側ボディ部２６には、側面の一部にエアフロメータ１０を取り付けるための装着孔が形成されており、上流側ボディ部２６の外周側からこの装着孔にエアフロメータ１０を挿入して固定することにより、エアフロメータ１０の取り付けが行われる。
【００１７】
エアフロメータ１０は、各種の方式を用いたものがあるが、例えば本実施形態では熱線式（ホット・ワイヤ式）が用いられている。熱線式のエアフロメータ１０は、吸入空気の流路に配置された加熱された抵抗線が吸入空気によって冷却されることを利用し、抵抗線の温度変化を電圧変化として取り出すことにより、吸入空気量を検出する。高い検出精度を維持するには、主流に沿って逆流するブローバイガス中のオイル分、燃料分、水分等といった汚れ成分の付着を極力低減する必要がある。
【００１８】
また、スロットルボディ２２の下流側ボディ部２８には、シャフト３０と円形形状の弁片３２からなるスロットルバルブ２４がシャフト３０を中心に回転可能な状態で取り付けられている。このシャフト３０は、スロットルボディ２２の外部でスロットルバルブ２４の開度を任意に設定するレバー（図示せず）に連結されており、アクセルペダルの踏み込み量によってこのレバーの回転角度を変更することにより、スロットルバルブ２４の開度が変更されるようになっている。なお、スロットルボディ２２は、上述したエアフロメータ１０の挿入方向とシャフト３０の向きとが一致するように取り付けられている。換言すれば、エアフロメータ１０の取付方向をシャフト３０の向きと一致させることにより、エアフロメータ１０の装着による吸入抵抗の増加や吸入空気の流れの乱れを極力低減している。
【００１９】
アクセルペダルから足を離した状態では、スロットルバルブ２４が全閉状態になって、スロットルバルブ２４が全閉状態での洩れ空気とアイドル・スピード・コントロールバルブ（図示せず）を介してエンジン側に供給される所定量の吸入空気によって、エンジン回転数が一定のアイドリング状態が維持される。また、アクセルペダルを踏み込んだ状態では、スロットルバルブ２４が開いて、スロットルバルブ２４とスロットルボディ２２の下流側ボディ部２８の内壁面との間に形成される隙間を介して、スロットルバルブ２４の開度に比例した量の吸入空気がエンジンの各気筒に吸入される。
【００２０】
また、スロットルボディ２２の下流側ボディ部２８には、スロットルバルブ２２の上流側にブローバイガス還元用の新気取入ポート３４が形成されており、その先端部分である空気取り入れ口としての開口部３６を介して吸気通路１２と連通している。また、この開口部３６を覆うように隔壁部３８が下流側ボディ部２８の内壁面と一体に形成されている。
【００２１】
上述した新気取入ポート３４の開口部３６は、スロットルバルブ２４が回転したときに、上流側に移動する弁片３２の側に形成されている。また、隔壁部３８は、開口部３６とエアフロメータ１０とを結ぶ空間を遮る位置に形成されている。
本実施形態のスロットル２０はこのような構造を有しており、次にその作用を説明する。スロットルバルブ２４の開度が小さい場合には、スロットルバルブ２４の下流側の負圧が大きくなり、しかもこの状態ではエンジン回転数が低いため発生するブローバイガスの量も少ない。したがって、発生したブローバイガスは、そのほとんどがスロットルバルブ２４の下流側のサージタンク（図示せず）内に取り込まれ、スロットルバルブ２４の上流側に形成された新気取入ポート３４の開口部３６からは不純物を含まない新鮮な空気がエンジンのクランクケース内に取り込まれる。
【００２２】
ところが、スロットルバルブ２４の開度が大きくなると、スロットルバルブ２４の下流側の負圧が小さくなるとともに、エンジン回転数が高くなってブローバイガスの発生量も増加するため、発生したブローバイガスの全てをサージタンク内に取り込むことができなくなる。しかも、多量に発生したブローバイガスによってエンジンのクランケース内の圧力が高くなるため、発生したブローバイガスの一部は、新気取入ポート３４を介して逆流し、開口部３６からスロットルボディ２２内に進入する。
【００２３】
図３は、新気取入ポート３４の開口部３６周辺の詳細構造を示す図である。上述したように、開口部３６を覆うように隔壁部３８が形成されているため、新気取入ポート３４を逆流してくるブローバイバスは、開口部３６からスロットルボディ２２内部の吸気通路１２に直接放出されずに、隔壁部３８に一旦衝突する。このため、隔壁部３８に衝突したブローバイガス中の汚れ成分の一部が液化する。また、逆流したブローバイガスは、隔壁部３８の下流側に形成された開口部４０を通って吸気通路１２側に放出されるが、隔壁部３８の開口部３６側の面を下流側ボディ部２８の内壁面とほぼ平行に形成するとともに、開口部４０の面積を小さく設定して隔壁部３８の端部と下流側ボディ部２８の内壁面とを接近させることにより、下流側ボディ部２８の内壁面に沿って放出されるようにしている。したがって、吸気通路１２内に放出されたブローバイガスは、下流側ボディ部２８の内壁面に沿って流れるため、ブローバイガス中の汚れ成分の液化が促進される。
【００２４】
このようにして、隔壁部３８あるいは下流側ボディ部２８の内壁面に衝突してブローバイガス中の汚れ成分が液化されると、この液化された成分は、下流側ボディ部２８の内壁面に沿って下流側に吸引される。また、液化されずに吸気通路１２内に放出されたブローバイガス中の汚れ成分も一部にはあるが、液化された残りであるためその量が少なく、隔壁部３８の端部に設けられた開口部４０が下流側を向いているため、下流に向けて放出され主流に合流してエンジン側に吸引され、吸気通路１２内を浮遊してエアフロメータ１０に付着するおそれはほとんどない。
【００２５】
このように、本参考形態のスロットル１０では、ブローバイガス還元用の新鮮空気を取り入れるために設けられた新気取入ポート３４の開口部３６を覆うように隔壁部３８が形成されており、ブローバイガスが新気取入ポート３４を逆流してきた場合にはこの隔壁部３８に衝突してガス中の汚れ成分の一部が液化されるため、スロットルボディ２２内の吸気通路１２に放出されるブローバイガス中の汚れ成分量を減らすことができる。また、隔壁部３８は、新気取入ポート３４の開口部３６とエアフロメータ１０とを結ぶ直線を遮る位置に形成されており、しかもブローバイガスが放出される開口部４０が吸入空気の下流に向けて形成されているため、エアフロメータ１０側に回り込むブローバイガス中の汚れ成分をさらに減らすことができる。したがって、エアフロメータ１０にブローバイガス中の汚れ成分が付着することを有効に防止することができる。特に、隔壁部３８の開口部４０から吸気通路１２内に放出されるブローバイガスをスロットルボディ２２の内壁面に沿わせることにより、さらにブローバイガス中の汚れ成分の液化を促すことができ、吸気通路１２の上流側に逆流するブローバイガス中の汚れ成分を低減することができる。
【００２６】
また、スロットルバルブ２２が開いたときに、弁片３２とスロットルボディ２２の内壁面との間に形成される隙間部分における吸入空気の流速が最も速くなることを考慮すると、新気取入ポート３４および隔壁部３８を、スロットルバルブ２２が開いたときに上流に向けて移動する弁片３２の側に形成することが好ましい。これにより、隔壁部３８やその近傍で液化した成分、あるいは液化されずに隔壁部３８の開口部４０から吸気通路１２内に放出されるブローバイガスを効率よく主流に沿って吸引することができる。同様に、新気取入ポート３４および隔壁部３８を、断面積が減少するために吸入空気の流れが速くなる下流側ボディ部２８に形成することにより、液化した成分や液化されずに吸気通路１２に放出されたブローバイガスを効率よく主流に沿って吸引することができる。
【００２７】
また、新気取入ポート３４および隔壁部３８がエアフロメータ１０の影にならない位置（吸入空気の流れに沿ってエアフロメータ１０の後方に重ならない位置）に形成されているため、隔壁部３８近傍における吸入空気の流れの乱れが少ない。このため、液化した成分や液化されずに吸気通路１２に放出されたブローバイガスをさらに効率よく主流に沿って吸引することができる。
【００２８】
図４は、隔壁部の参考変形例を示す図である。図４に示す隔壁部３８Ａは、逆流するブローバイガスが衝突する開口部３６側の面を曲面形状に形成したものである。このような隔壁部３８Ａを用いることにより、液化されずに開口部４０から吸気通路１２内に放出されるブローバイガスの放出方向をスロットルボディ２２の内壁面に積極的に向けることができ、さらにブローバイガス中の汚れ成分の液化を促進することができる。また、逆流したブローバイガス中の汚れ成分の一部が液化した場合に、曲面形状に形成された面にこの液化された成分を溜めることができるため、吸気通路１２内に排出される液化成分を低減する効果もある。
【００２９】
図５は、本発明の一実施例の隔壁部を示す図である。また、図６は図５に示すＡ−Ａ矢視断面図である。図５および図６に示す隔壁部３８Ｂは、その中央に主流に沿った向きに分離部としてのセパレータ４２を有しており、逆流してきたブローバイガスの流れがこのセパレータ４２によって分けられる。したがって、隔壁部３８Ｂへの衝突によって液化しなかったブローバイガス中の汚れ成分の流れがこのセパレータ４２によって２群に分離された後に吸気通路１２内に放出される。ところで、スロットルボディ２２の内壁面は円形断面に形成されているため、隔壁部３８Ｂとスロットルボディ２２の内壁面との距離をみると、セパレータ４２が形成された中央部分がもっとも離れていることになる。したがって、隔壁部３８Ｂにセパレータ４２を形成して、吸気通路１２内に放出されるブローバイガスの流れをこの中央部を除いた２群に分けることにより、スロットルボディ２２の内壁面に近い位置にブローバイガスが放出されることになるため、この放出されたブローバイガスがさらにスロットルボディ２２の内壁面に当たりやすくなり、ブローバイガス中の汚れ成分の液化がさらに促される。
【００３０】
ところで、上述した各種の隔壁部３８等は、スロットルボディ２２と一体成形されているが、これらを別部材によって形成するようにしてもよい。図７は、隔壁部の他の参考変形例を示す図である。図７に示す隔壁部３８Ｃは、スロットルボディ２２と一体成形された新気取入ポート３４Ｃとは別部材である筒状部材４４の蓋部として形成されている。この筒状部材４４は、金属材料あるいは樹脂材料によって容易に形成することができる単純な形状を有している。また、スロットルボディ２２Ｃも隔壁部３８Ｃ等の複雑な突出部分がなくなるため、形状が単純になり、特にこれらの部品を型成形によって製造する場合には、製造が容易となる。
【００３１】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。例えば、上述した実施形態では、スロットルボディ２２にエアフロメータ１０が一体化された場合を説明したが、スロットルボディとエアフロメータとが別体の部品として形成され、エンジンへの組み付けの際にこれらが組み付けられるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 一参考形態によるエンジンの吸気装置に含まれるスロットルの詳細構造を示す図である。
【図２】 図１に示すＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】 新気取入ポートの開口部周辺の詳細構造を示す図である。
【図４】 隔壁部の参考変形例を示す図である。
【図５】 隔壁部の一実施例を示す図である。
【図６】 図５に示すＡ−Ａ矢視断面図である。
【図７】 隔壁部の他の参考変形例を示す図である。
【符号の説明】
１０ エアフロメータ
２０ スロットル
２２ スロットルボディ
２４ スロットルバルブ
２６ 上流側ボディ部
２８ 下流側ボディ部
３０ シャフト
３２ 弁片
３４ 新気取入ポート
３６、４０ 開口部
３８ 隔壁部
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関で発生したブローバイガスを吸気装置側に送って再燃焼させるブローバイガス還元構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般の車両には、内燃機関（エンジン）のシリンダとピストンの隙間から吹き抜けるガスを大気中に放出せずに、再び吸気マニホールドを通してエンジンに導いて再燃焼させるブローバイガス還元装置（ＰＣＶ；Positive Crankcase Ventilation）が設けられている。ブローバイガスを再燃焼させることにより、ＨＣの低減が可能となる。
【０００３】
上述したブローバイガス還元装置は、▲１▼ブローバイガスをサージタンクに放出するとともにスロットル上流から空気を取り入れるクローズドシステムと、▲２▼新しい空気を取り入れることなく、クランクケースの内圧を利用してブローバイガスをスロットルの上流側に戻すシールドシステムとに大別される。シールドシステムとしては、実開昭５８−３３７１４号公報に開示された「ブローバイガス吸引部装置」や実開昭５８−５１００８号公報に開示された「ブローバイガス還元装置」が知られている。これらのシールドシステムの各装置は、比較的構造が簡単であり、メンテナンスも不要であるという利点を有するが、新気による換気ができず、オイル分の分離が充分でないと吸入空気の上流側にあるエアクリーナエレメント等に水分やオイルが付着しやすいという欠点を有している。
【０００４】
これに対し、クローズドシステムは、スロットルの上流側から新気を取り込んでクランクケース内を換気するため、効率よくブローバイガスを還元することができるとともに、スロットルより下流側にあるサージタンク内にブローバイガスを取り込むため、取り込んだブローバイガスがスロットルの上流側に吸入空気の流れ（以下、スロットルを介して上流から下流に向かう吸入空気の流れを「主流」と称する）に沿って逆流しにくい構造になっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したように、クローズドシステムを採用したブローバイガス還元装置は、クランクケース内に取り込んだブローバイガスがスロットルの上流側に主流に沿って直接逆流するおそれは少ないが、スロットル上流に設けられた新気取り入れ口を介して逆流したブローバイガスを完全になくすことはできず、このブローバイガスによってスロットル上流に配置されたエアフロメータ等を汚すおそれがあった。例えば、スロットルバルブの開度が大きくなると、サージタンク側の負圧が小さくなって、スロットルの下流と上流との圧力差が少なくなる。しかも、スロットル開度が大きくなるとエンジン回転数が高くなって、ブローバイガスの発生量が多くなる。このため、サージタンクに取り込むブローバイガスの量よりもクランクケース内に生じるブローバイガスの量の方が多くなって、新気取り入れ口からスロットル上流側にブローバイガスが逆流することがある。
【０００６】
特に、最近では吸気装置の小型化が進んでおり、スロットル上流であってその近傍にエアフロメータが設置されている場合があり、逆流したブローバイガス中のオイル分、燃料分、水分等といった汚れ成分がこのエアフロメータに付着すると吸入空気の流量の正確な測定ができなくなるため好ましくない。
本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、ブローバイガス中の汚れ成分のスロットル上流側への逆流を低減するブローバイガス還元構造を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、本発明のブローバイガス還元構造は、ブローバイガス還元用の空気取り入れ口をスロットルバルブの上流の吸気通路内壁面に形成し、この空気取り入れ口を覆う形状であって吸入空気の下流側に開口した隔壁部を備えている。通常は、空気取り入れ口からは吸入された新鮮な空気が導入されるが、スロットルバブルの開度が大きくなったときなどにこの空気取り入れ口にブローバイガスが逆流してきた場合であっても、この逆流したブローバイガスが隔壁部に衝突することによりガス中の汚れ成分の一部が液化されるため、下流側に形成された開口から吸気通路内に放出されるブローバイガス中の汚れ成分量を低減することができる。
【０００８】
また、上述した空気取り入れ口は、吸入空気の上流側に移動するスロットルバルブの弁片の側に設けることが好ましい。一般に、吸入空気の流速は、スロットルバルブの弁片と吸気通路内壁面との間の隙間の小さな部分で最大となる。したがって、空気取り入れ口をスロットルバルブの上流側に移動する弁片側に形成するということは、吸入空気の流速が最も速い部分の近傍に形成するということであり、隔壁部に衝突して液化された成分や液化されずに吸気通路内に放出されたブローバイガスを、効率よく主流に沿ってスロットルの下流側に吸入することができる。
【０００９】
また、上述した空気取り入れ口は、吸入空気の流れに沿って吸気通路の断面積が減少した位置に設けることが好ましい。吸気通路の断面積が減少すると、その分だけ吸入空気の流速が増すため、隔壁部に衝突して液化された成分や液化されずに吸気通路内に放出されたブローバイガスを、効率よく主流に沿ってスロットルの下流側に導くことができる。
【００１０】
また、上述した隔壁部は、空気取り入れ口側の面を吸気通路内壁面とほぼ平行に形成することが好ましい。このような隔壁部を形成することにより、隔壁部に衝突して液化されずに吸気通路内に放出されるブローバイガスを吸気通路内壁面に沿って流すことができるため、吸気通路内に放出されたブローバイガス中の汚れ成分の液化が促され、吸気通路内を逆流するブローバイガス中の汚れ成分量をさらに低減することができる。
【００１１】
また、上述した隔壁部は、空気取り入れ口側の面を曲面形状に形成することが好ましい。曲面形状に隔壁部を形成することにより、隔壁部に衝突して液化されずに吸気通路内に放出されるブローバイガスをより積極的に吸気通路内壁面にあてることができ、ブローバイガス中の汚れ成分の液化がさらに促進され、吸気通路内を逆流するブローバイガス中の汚れ成分をさらに低減することができる。
【００１２】
また、上述した隔壁部は、空気取り入れ口側の面のほぼ中央に主流に沿った分離部を形成することが好ましい。通常、吸気通路は筒状部材を用いて形成されることが多いため、隔壁部と吸気通路内壁面との間隔は隔壁部の中央部分が最も大きくなる。したがって、この中央部分に分離部を形成して、中央部分以外の端部近傍から吸気通路内にブローバイガスが放出されるようにすることにより、この放出されたブローバイガスが吸気通路内壁面に衝突しやすくなるため、さらにブローバイガス中の汚れ成分の液化が促進される。
【００１３】
また、上述した隔壁部は、吸気通路内壁面と別部材によって形成することが好ましい。隔壁部を別部材によって形成することにより、隔壁部および吸気通路内壁面のそれぞれの形状が単純化されるため、特にそれぞれを型成形する場合に製造が容易となる。
また、吸入空気の流量を測定する流量測定部をスロットルバルブ上流に取り付けた場合には、空気取り入れ口の形成位置を主流に沿ってこの流量測定部と重ならないようにすることが好ましい。流量測定部を吸気通路内に突出させると、主流に沿った下流側の空気の流れが乱れるため、流量測定部と重ならないように空気取り入れ口を設定してこの空気の流れが乱れる部分を避けることにより、空気取り入れ部から逆流して隔壁部やその近傍で液化された成分や液化されずに吸気通路内に放出されたブローバイガスを、効率よく主流に沿ってスロットルの下流側に吸入することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の前提とする一参考形態のブローバイガス還元構造は、ブローバイバス還元用の新気取り入れ口を覆うように隔壁部を設け、その一部であって吸入空気の下流側に形成された開口から吸気通路壁面に向けて、エンジンのクランクケースから逆流したブローバイガスを放出することに特徴がある。以下、本発明の前提とする一参考形態のエンジンの吸気装置について、図面を参照しながら具体的に説明する。
【００１５】
本参考形態の吸気装置は、エアフロメータ１０が一体に組み付けられたスロットル２０を含んで構成されている。図１は、一参考形態によるエンジンの吸気装置に含まれるスロットル２０の詳細構造を示す図であり、エアフロメータ１０が装着されて一体化された状態が示されている。また、図２は図１に示すＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【００１６】
図１および図２に示すように、スロットル２０は、スロットルボディ２２とスロットルバルブ２４とを含んでおり、スロットルボディ２２の一部であってスロットルバルブ２４の取付位置よりも吸入空気の上流側にエアフロメータ１０が吸気通路１２内に突出するように取り付けられている。
スロットルボディ２２は、段付きの筒状部材であって、その内壁面に囲まれた空間が吸気通路１２となる。したがって、スロットルボディ２２の内壁面は、吸気通路１２の内壁面でもある。スロットルボディ２２は、主流の流れに沿って上流側に配置される内径が大きな上流側ボディ部２６と、下流側に配置される内径が小さな下流側ボディ部２８とからなる。上流側ボディ部２６には、側面の一部にエアフロメータ１０を取り付けるための装着孔が形成されており、上流側ボディ部２６の外周側からこの装着孔にエアフロメータ１０を挿入して固定することにより、エアフロメータ１０の取り付けが行われる。
【００１７】
エアフロメータ１０は、各種の方式を用いたものがあるが、例えば本実施形態では熱線式（ホット・ワイヤ式）が用いられている。熱線式のエアフロメータ１０は、吸入空気の流路に配置された加熱された抵抗線が吸入空気によって冷却されることを利用し、抵抗線の温度変化を電圧変化として取り出すことにより、吸入空気量を検出する。高い検出精度を維持するには、主流に沿って逆流するブローバイガス中のオイル分、燃料分、水分等といった汚れ成分の付着を極力低減する必要がある。
【００１８】
また、スロットルボディ２２の下流側ボディ部２８には、シャフト３０と円形形状の弁片３２からなるスロットルバルブ２４がシャフト３０を中心に回転可能な状態で取り付けられている。このシャフト３０は、スロットルボディ２２の外部でスロットルバルブ２４の開度を任意に設定するレバー（図示せず）に連結されており、アクセルペダルの踏み込み量によってこのレバーの回転角度を変更することにより、スロットルバルブ２４の開度が変更されるようになっている。なお、スロットルボディ２２は、上述したエアフロメータ１０の挿入方向とシャフト３０の向きとが一致するように取り付けられている。換言すれば、エアフロメータ１０の取付方向をシャフト３０の向きと一致させることにより、エアフロメータ１０の装着による吸入抵抗の増加や吸入空気の流れの乱れを極力低減している。
【００１９】
アクセルペダルから足を離した状態では、スロットルバルブ２４が全閉状態になって、スロットルバルブ２４が全閉状態での洩れ空気とアイドル・スピード・コントロールバルブ（図示せず）を介してエンジン側に供給される所定量の吸入空気によって、エンジン回転数が一定のアイドリング状態が維持される。また、アクセルペダルを踏み込んだ状態では、スロットルバルブ２４が開いて、スロットルバルブ２４とスロットルボディ２２の下流側ボディ部２８の内壁面との間に形成される隙間を介して、スロットルバルブ２４の開度に比例した量の吸入空気がエンジンの各気筒に吸入される。
【００２０】
また、スロットルボディ２２の下流側ボディ部２８には、スロットルバルブ２２の上流側にブローバイガス還元用の新気取入ポート３４が形成されており、その先端部分である空気取り入れ口としての開口部３６を介して吸気通路１２と連通している。また、この開口部３６を覆うように隔壁部３８が下流側ボディ部２８の内壁面と一体に形成されている。
【００２１】
上述した新気取入ポート３４の開口部３６は、スロットルバルブ２４が回転したときに、上流側に移動する弁片３２の側に形成されている。また、隔壁部３８は、開口部３６とエアフロメータ１０とを結ぶ空間を遮る位置に形成されている。
本実施形態のスロットル２０はこのような構造を有しており、次にその作用を説明する。スロットルバルブ２４の開度が小さい場合には、スロットルバルブ２４の下流側の負圧が大きくなり、しかもこの状態ではエンジン回転数が低いため発生するブローバイガスの量も少ない。したがって、発生したブローバイガスは、そのほとんどがスロットルバルブ２４の下流側のサージタンク（図示せず）内に取り込まれ、スロットルバルブ２４の上流側に形成された新気取入ポート３４の開口部３６からは不純物を含まない新鮮な空気がエンジンのクランクケース内に取り込まれる。
【００２２】
ところが、スロットルバルブ２４の開度が大きくなると、スロットルバルブ２４の下流側の負圧が小さくなるとともに、エンジン回転数が高くなってブローバイガスの発生量も増加するため、発生したブローバイガスの全てをサージタンク内に取り込むことができなくなる。しかも、多量に発生したブローバイガスによってエンジンのクランケース内の圧力が高くなるため、発生したブローバイガスの一部は、新気取入ポート３４を介して逆流し、開口部３６からスロットルボディ２２内に進入する。
【００２３】
図３は、新気取入ポート３４の開口部３６周辺の詳細構造を示す図である。上述したように、開口部３６を覆うように隔壁部３８が形成されているため、新気取入ポート３４を逆流してくるブローバイバスは、開口部３６からスロットルボディ２２内部の吸気通路１２に直接放出されずに、隔壁部３８に一旦衝突する。このため、隔壁部３８に衝突したブローバイガス中の汚れ成分の一部が液化する。また、逆流したブローバイガスは、隔壁部３８の下流側に形成された開口部４０を通って吸気通路１２側に放出されるが、隔壁部３８の開口部３６側の面を下流側ボディ部２８の内壁面とほぼ平行に形成するとともに、開口部４０の面積を小さく設定して隔壁部３８の端部と下流側ボディ部２８の内壁面とを接近させることにより、下流側ボディ部２８の内壁面に沿って放出されるようにしている。したがって、吸気通路１２内に放出されたブローバイガスは、下流側ボディ部２８の内壁面に沿って流れるため、ブローバイガス中の汚れ成分の液化が促進される。
【００２４】
このようにして、隔壁部３８あるいは下流側ボディ部２８の内壁面に衝突してブローバイガス中の汚れ成分が液化されると、この液化された成分は、下流側ボディ部２８の内壁面に沿って下流側に吸引される。また、液化されずに吸気通路１２内に放出されたブローバイガス中の汚れ成分も一部にはあるが、液化された残りであるためその量が少なく、隔壁部３８の端部に設けられた開口部４０が下流側を向いているため、下流に向けて放出され主流に合流してエンジン側に吸引され、吸気通路１２内を浮遊してエアフロメータ１０に付着するおそれはほとんどない。
【００２５】
このように、本参考形態のスロットル１０では、ブローバイガス還元用の新鮮空気を取り入れるために設けられた新気取入ポート３４の開口部３６を覆うように隔壁部３８が形成されており、ブローバイガスが新気取入ポート３４を逆流してきた場合にはこの隔壁部３８に衝突してガス中の汚れ成分の一部が液化されるため、スロットルボディ２２内の吸気通路１２に放出されるブローバイガス中の汚れ成分量を減らすことができる。また、隔壁部３８は、新気取入ポート３４の開口部３６とエアフロメータ１０とを結ぶ直線を遮る位置に形成されており、しかもブローバイガスが放出される開口部４０が吸入空気の下流に向けて形成されているため、エアフロメータ１０側に回り込むブローバイガス中の汚れ成分をさらに減らすことができる。したがって、エアフロメータ１０にブローバイガス中の汚れ成分が付着することを有効に防止することができる。特に、隔壁部３８の開口部４０から吸気通路１２内に放出されるブローバイガスをスロットルボディ２２の内壁面に沿わせることにより、さらにブローバイガス中の汚れ成分の液化を促すことができ、吸気通路１２の上流側に逆流するブローバイガス中の汚れ成分を低減することができる。
【００２６】
また、スロットルバルブ２２が開いたときに、弁片３２とスロットルボディ２２の内壁面との間に形成される隙間部分における吸入空気の流速が最も速くなることを考慮すると、新気取入ポート３４および隔壁部３８を、スロットルバルブ２２が開いたときに上流に向けて移動する弁片３２の側に形成することが好ましい。これにより、隔壁部３８やその近傍で液化した成分、あるいは液化されずに隔壁部３８の開口部４０から吸気通路１２内に放出されるブローバイガスを効率よく主流に沿って吸引することができる。同様に、新気取入ポート３４および隔壁部３８を、断面積が減少するために吸入空気の流れが速くなる下流側ボディ部２８に形成することにより、液化した成分や液化されずに吸気通路１２に放出されたブローバイガスを効率よく主流に沿って吸引することができる。
【００２７】
また、新気取入ポート３４および隔壁部３８がエアフロメータ１０の影にならない位置（吸入空気の流れに沿ってエアフロメータ１０の後方に重ならない位置）に形成されているため、隔壁部３８近傍における吸入空気の流れの乱れが少ない。このため、液化した成分や液化されずに吸気通路１２に放出されたブローバイガスをさらに効率よく主流に沿って吸引することができる。
【００２８】
図４は、隔壁部の参考変形例を示す図である。図４に示す隔壁部３８Ａは、逆流するブローバイガスが衝突する開口部３６側の面を曲面形状に形成したものである。このような隔壁部３８Ａを用いることにより、液化されずに開口部４０から吸気通路１２内に放出されるブローバイガスの放出方向をスロットルボディ２２の内壁面に積極的に向けることができ、さらにブローバイガス中の汚れ成分の液化を促進することができる。また、逆流したブローバイガス中の汚れ成分の一部が液化した場合に、曲面形状に形成された面にこの液化された成分を溜めることができるため、吸気通路１２内に排出される液化成分を低減する効果もある。
【００２９】
図５は、本発明の一実施例の隔壁部を示す図である。また、図６は図５に示すＡ−Ａ矢視断面図である。図５および図６に示す隔壁部３８Ｂは、その中央に主流に沿った向きに分離部としてのセパレータ４２を有しており、逆流してきたブローバイガスの流れがこのセパレータ４２によって分けられる。したがって、隔壁部３８Ｂへの衝突によって液化しなかったブローバイガス中の汚れ成分の流れがこのセパレータ４２によって２群に分離された後に吸気通路１２内に放出される。ところで、スロットルボディ２２の内壁面は円形断面に形成されているため、隔壁部３８Ｂとスロットルボディ２２の内壁面との距離をみると、セパレータ４２が形成された中央部分がもっとも離れていることになる。したがって、隔壁部３８Ｂにセパレータ４２を形成して、吸気通路１２内に放出されるブローバイガスの流れをこの中央部を除いた２群に分けることにより、スロットルボディ２２の内壁面に近い位置にブローバイガスが放出されることになるため、この放出されたブローバイガスがさらにスロットルボディ２２の内壁面に当たりやすくなり、ブローバイガス中の汚れ成分の液化がさらに促される。
【００３０】
ところで、上述した各種の隔壁部３８等は、スロットルボディ２２と一体成形されているが、これらを別部材によって形成するようにしてもよい。図７は、隔壁部の他の参考変形例を示す図である。図７に示す隔壁部３８Ｃは、スロットルボディ２２と一体成形された新気取入ポート３４Ｃとは別部材である筒状部材４４の蓋部として形成されている。この筒状部材４４は、金属材料あるいは樹脂材料によって容易に形成することができる単純な形状を有している。また、スロットルボディ２２Ｃも隔壁部３８Ｃ等の複雑な突出部分がなくなるため、形状が単純になり、特にこれらの部品を型成形によって製造する場合には、製造が容易となる。
【００３１】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。例えば、上述した実施形態では、スロットルボディ２２にエアフロメータ１０が一体化された場合を説明したが、スロットルボディとエアフロメータとが別体の部品として形成され、エンジンへの組み付けの際にこれらが組み付けられるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 一参考形態によるエンジンの吸気装置に含まれるスロットルの詳細構造を示す図である。
【図２】 図１に示すＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】 新気取入ポートの開口部周辺の詳細構造を示す図である。
【図４】 隔壁部の参考変形例を示す図である。
【図５】 隔壁部の一実施例を示す図である。
【図６】 図５に示すＡ−Ａ矢視断面図である。
【図７】 隔壁部の他の参考変形例を示す図である。
【符号の説明】
１０ エアフロメータ
２０ スロットル
２２ スロットルボディ
２４ スロットルバルブ
２６ 上流側ボディ部
２８ 下流側ボディ部
３０ シャフト
３２ 弁片
３４ 新気取入ポート
３６、４０ 開口部
３８ 隔壁部
Claims (10)
- ブローバイガス還元用の空気取り入れ口をスロットルバルブの上流の吸気通路内壁面に有しており、前記空気取り入れ口を覆う形状であって吸入空気の下流側に開口した隔壁部を備え、
前記隔壁部は、前記空気取り入れ口側の面が前記吸気通路内壁面とほぼ平行に形成されており、前記空気取り入れ口から前記隔壁部に向かって逆流するブローバイガスを前記吸気通路内壁面に沿って放出すると共に、
前記隔壁部は、前記空気取り入れ口側の面のほぼ中央に、前記吸入空気の流れに沿った向きに形成された分離部を有することを特徴とするブローバイガス還元構造。 - ブローバイガス還元用の空気取り入れ口をスロットルバルブの上流の吸気通路内壁面に有しており、前記空気取り入れ口を覆う形状であって吸入空気の下流側に開口した隔壁部を備え、
前記隔壁部は、前記空気取り入れ口側の面が曲面形状に形成されており、前記空気取り入れ口から前記隔壁部に向かって逆流するブローバイガスを前記吸気通路内壁面に向けて放出すると共に、
前記隔壁部は、前記空気取り入れ口側の面のほぼ中央に、前記吸入空気の流れに沿った向きに形成された分離部を有することを特徴とするブローバイガス還元構造。 - 請求項１または２において、
前記吸入空気の上流側に移動する前記スロットルバルブの弁片の側に前記空気取り入れ口を設けたことを特徴とするブローバイガス還元構造。 - 請求項１〜３のいずれかにおいて、
前記スロットルバルブの上流側であって、前記吸入空気の流れに沿って吸気通路の断面積が減少した位置に前記空気取り入れ口を設けたことを特徴とするブローバイガス還元構造。 - 請求項１〜４のいずれかにおいて、
前記隔壁部は、前記吸気通路内壁面と別部材によって形成されていることを特徴とするブローバイガス還元構造。 - 請求項１〜５のいずれかにおいて、
前記吸入空気の流量を測定する流量測定部が前記スロットルバルブ上流であって前記吸気通路内壁面の所定位置から突出しており、
前記空気取り入れ口を、前記流量測定部の取付位置より下流側であって、前記吸入空気の流れに沿って前記流量測定部の取付位置と重ならない位置に形成することを特徴とするブローバイガス還元構造。 - 中空の筒状部材に、吸入空気の流れに沿って上流側から順に、吸入空気の流量を測定する流量測定部と、ブローバイガス還元用の空気取り入れ口と、スロットルバルブとを設け、前記流量測定部と前記空気取り入れ口とを結ぶ線上に、前記空気取り入れ口を覆う形状であって前記吸入空気の下流側に開口した隔壁部を備え、
前記隔壁部は、前記空気取り入れ口側の面が前記筒状部材の内壁面とほぼ平行に形成されており、前記空気取り入れ口から前記隔壁部に向かって逆流するブローバイガスを前記筒状部材の内壁面に沿って放出すると共に、
前記隔壁部は、前記空気取り入れ口側の面のほぼ中央に、前記吸入空気の流れに沿った向きに形成された分離部を有することを特徴とするブローバイガス還元構造。 - 中空の筒状部材に、吸入空気の流れに沿って上流側から順に、吸入空気の流量を測定する流量測定部と、ブローバイガス還元用の空気取り入れ口と、スロットルバルブとを設け、前記流量測定部と前記空気取り入れ口とを結ぶ線上に、前記空気取り入れ口を覆う形状であって前記吸入空気の下流側に開口した隔壁部を備え、
前記隔壁部は、前記空気取り入れ口側の面が曲面形状に形成されており、前記空気取り入れ口から前記隔壁部に向かって逆流するブローバイガスを前記筒状部材の内壁面に向けて放出すると共に、
前記隔壁部は、前記空気取り入れ口側の面のほぼ中央に、前記吸入空気の流れに沿った 向きに形成された分離部を有することを特徴とするブローバイガス還元構造。 - 請求項７または８において、
前記筒状部材は、前記吸入空気の流れに沿って吸気通路の断面積が減少する段付き構造を有しており、
前記空気取り入れ口は、前記吸入空気の流れに沿って前記流量測定部の取付位置と重ならない位置であって、前記吸入空気の上流側に移動する前記スロットルバルブの弁片の側であり、前記筒状部材の内壁面であって前記吸気通路の断面積が減少した位置に形成されていることを特徴とするブローバイガス還元構造。 - 請求項７〜９のいずれかにおいて、
前記隔壁部は、前記筒状部材と別部材によって形成されていることを特徴とするブローバイガス還元構造。
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