JP4442813B2 - Oil separation device for blow-by gas in internal combustion engines - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関において、そのクランクケース内におけるブローバイガスを、吸気系等のブローバイガス処理部に導くに際して、このブローバイガスに含まれるオイルを分離する装置に関するものである。 The present invention relates to an apparatus for separating oil contained in a blow-by gas when the blow-by gas in the crankcase of the internal combustion engine is guided to a blow-by gas processing unit such as an intake system.
従来、この種のオイル分離装置は、例えば、特許文献1に記載されているように、シリンダブロックの側面に気液分離室を設けて、この気液分離室内に、クランクケース内のブローバイガスをその下部に導入通路を介して導入したのち上部における排出口から吸気系等のブローバイガス処理部に排出することにより、ブローバイガス中のオイルを分離するように構成している。
ところで、この従来におけるオイル分離装置は、クランクケース内におけるブローバイガスを、気液分離室内の下部に導入通路を介して導入するものであるが、前記気液分離室内においてブローバイガスから分離したオイルは、前記導入通路を通ってクランクケース内に流下するので、前記導入通路内では、気液分離室へ流れ込むブローバイガスと、気液分離室から流下するオイルとが対向することになる。 By the way, this conventional oil separation device introduces blow-by gas in the crankcase into the lower part of the gas-liquid separation chamber through an introduction passage, but the oil separated from the blow-by gas in the gas-liquid separation chamber is Since it flows down into the crankcase through the introduction passage, the blow-by gas flowing into the gas-liquid separation chamber and the oil flowing down from the gas-liquid separation chamber face each other in the introduction passage.
そうすると、一旦ブローバイガスから分離したオイルが、前記導入通路内においてブローバイガスに同伴して再び気液分離室に流れ込むおそれが大きく、この同伴分だけオイルの分離率が低下するという問題があった。 If it does so, there exists a possibility that the oil once isolate | separated from blow-by gas may flow into a gas-liquid separation chamber again with a blow-by gas in the said introduction channel, and there existed a problem that the separation rate of oil fell only by this accompanying amount.
本発明は、内燃機関におけるクランクケース内の圧力には、その圧力がピストンの往復動によって高くなったり低くなったりする脈動が存在することに着目し、このことを利用して、前記した問題、つまり、オイルの分離率が低くなることを解消したオイル分離装置を提供するものである。 The present invention pays attention to the fact that the pressure in the crankcase in the internal combustion engine has a pulsation in which the pressure becomes higher or lower due to the reciprocating motion of the piston. That is, the present invention provides an oil separation device that eliminates a decrease in oil separation rate.
この技術的課題を達成するため本発明の請求項1は、
「内燃機関におけるシリンダブロックの側面に気液分離室を設けて、この気液分離室の底部に前記シリンダブロック下部におけるクランクケース内からのブローバイガス導入通路を開口する一方、前記気液分離室の上部にブローバイガスの排出口を備えて成るオイル分離装置において、
前記ブローバイガス導入通路におけるクランクケース内への開口部を、クランクケース内のうちシリンダボアから遠い部分に位置する一方、前記気液分離室の底部に、前記クランクケース内からの連通路を開口し、この連通路における前記クランクケース内への開口部を、前記クランクケース内のうち前記シリンダボア間のバルク部に穿設されている通気孔内に位置する。」
ことを特徴としている。
In order to achieve this technical problem,
“A gas-liquid separation chamber is provided on the side of the cylinder block in the internal combustion engine, and a blow-by gas introduction passage from the inside of the crankcase at the bottom of the cylinder block is opened at the bottom of the gas-liquid separation chamber. In the oil separator comprising a blow-by gas outlet at the top,
While the opening to the crankcase in the blow-by gas introduction passage is located in a portion of the crankcase far from the cylinder bore, the communication passage from the crankcase is opened at the bottom of the gas-liquid separation chamber , The opening into the crankcase in the communication path is located in a vent hole formed in a bulk portion between the cylinder bores in the crankcase . "
It is characterized by that.
また、本発明の請求項2は、
「前記請求項1の記載において、前記連通路における気液分離室内への開口部を、前記ブローバイガス導入通路における気液分離室内への開口部よりも低い部位に位置する。」
ことを特徴としている。
Further,
“In the first aspect of the present invention, the opening to the gas-liquid separation chamber in the communication passage is located at a lower position than the opening to the gas-liquid separation chamber in the blow-by gas introduction passage.”
It is characterized by that.
クランクケース内では、ピストンの往復動で脈動(クランクケース内の圧力が高くなったり低くなったりすること)が生ずる。脈動による圧力変化の差は、クランクケース内のうちシリンダボアに近い箇所、つまり、前記クランクケース内のうちシリンダボア間のバルク部に穿設されている通気孔内の箇所の方が大きく、シリンダボアから遠い箇所では、内圧はあまり変化しない。 In the crankcase, pulsation (the pressure in the crankcase increases or decreases) is caused by the reciprocating motion of the piston. The difference in pressure change due to pulsation is larger in the crankcase near the cylinder bore , i.e., in the crankcase, the portion in the vent hole formed in the bulk portion between the cylinder bores is farther from the cylinder bore. In some places, the internal pressure does not change much.
請求項1の構成によると、ブローバイガス導入通路におけるクランクケース内への開口部を、クランクケース内のうちシリンダボアから遠い部分に位置する一方、前記気液分離室の底部に、前記クランクケース内からの連通路を開口し、この連通路における前記クランクケース内への開口部を、前記クランクケース内のうちシリンダボア間のバルク部に穿設されている通気孔内に位置しているので、前記シリンダボア内のピストンが下降動するときは、前記シリンダボア間に位置するバルク部における通気孔内の圧力が大幅に高くなるので、前記ブローバイガス導入通路と前記連通路との両方から前記気液分離室内に向かってブローバイガスが流入する。
According to the configuration of
一方、ピストンが上昇動するときは、前記バルク部における通気孔内の圧力が大幅に低下するので、前記気液分離室の底部に溜まった分離後のオイルは、前記連通路を介して前記クランクケース内に吸引するようにして排出される。また、前記ブローバイガス導入通路を通って前記気液分離室内に流入するブローバイガスの一部は、前記連通路に向かって流れ込むことになるので、当該ブローバイガスの流れは、前記気液分離室内の底部に溜まったオイルを、前記連通路から前記クランクケース内に強制的に押し出すことになる。
ところで、前記クランクケース内におけるオイルは、クランク軸の回転にて撹拌されてその回転方向に沿って飛散する一方、前記バルク部における通気孔は、バルク部の板厚方向すなわちクランク軸の回転方向に対して交差する方向に貫通していることにより、この通気孔の内部に、前記クランクケース内をクランク軸の回転方向に飛散するオイルが入るおそれはほとんどなく、この通気孔内に、前記気液分離室からクランクケース内に延びる連通路を開口したので、クランクケース側から連通路にオイルが侵入することを確実に回避することができる。
On the other hand, when the piston moves up , the pressure in the vent hole in the bulk portion is greatly reduced, so that the separated oil that has accumulated in the bottom of the gas-liquid separation chamber passes through the communication passage to the crank. It is discharged as if it is sucked into the case. Also, some of the blow-by gas you flowing into the gas-liquid separating chamber through said blow-by gas introducing passage, it means that the flow towards the communication passage, the flow of the blow-by gas, the gas-liquid separation chamber The oil accumulated at the bottom of the cylinder is forcibly pushed out from the communication path into the crankcase.
By the way, the oil in the crankcase is agitated by the rotation of the crankshaft and splashes along the rotation direction, while the vent hole in the bulk portion is in the thickness direction of the bulk portion, that is, in the rotation direction of the crankshaft. By penetrating in the direction crossing the oil, there is almost no possibility that oil that scatters in the rotation direction of the crankshaft enters the inside of the vent hole. Since the communication passage extending from the separation chamber into the crankcase is opened, it is possible to reliably prevent oil from entering the communication passage from the crankcase side.
従って、前記気液分離室の底部に溜まった分離後のオイルをピストンの往復動による脈動を利用して効率よく前記クランクケース内に排出できる。これにより、オイルの持ち出しが少なくなり、オイル消費量を節減できるという効果を奏する。 Therefore, the separated oil collected at the bottom of the gas-liquid separation chamber can be efficiently discharged into the crankcase using the pulsation caused by the reciprocating motion of the piston. Thereby, there is an effect that oil take-out is reduced and oil consumption can be reduced.
請求項2の構成によると、前記連通路における気液分離室内への開口部が、前記ブローバイガス導入通路における気液分離室内への開口部よりも低い部位に位置しているので、前記気液分離室内に溜まったオイルが前記ブローバイガス導入通路に流下することはなくなる。 According to the configuration of the second aspect, since the opening to the gas-liquid separation chamber in the communication passage is located at a lower position than the opening to the gas-liquid separation chamber in the blow-by gas introduction passage, the gas-liquid Oil accumulated in the separation chamber does not flow down to the blow-by gas introduction passage.
従って、前記気液分離室において一旦ブローバイガスから分離したオイルが、前記ブローバイガス導入通路内においてブローバイガスに同伴して、再び前記気液分離室に流れ込むことを確実に回避でき、ブローバイガスからのオイルの分離率の向上に寄与するという効果を奏する。 Therefore, the oil once separated from the blow-by gas in the gas-liquid separation chamber can be reliably prevented from being accompanied by the blow-by gas in the blow-by gas introduction passage and flowing again into the gas-liquid separation chamber. It has the effect of contributing to the improvement of the oil separation rate.
以下に、本発明を具体化した実施形態を図面(図1及び図2)に基づいて説明する。図1は本発明を適用した内燃機関の縦断正面図、図2は図1のII−II視拡大縦断側面図である。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Embodiments embodying the present invention will be described below with reference to the drawings (FIGS. 1 and 2). FIG. 1 is a longitudinal front view of an internal combustion engine to which the present invention is applied, and FIG. 2 is an enlarged vertical side view taken along the line II-II of FIG.
図1に示すように、複数の気筒を列状に備えた多気筒内燃機関1には、そのシリンダブロック2下部のクランクケース3の下面に、潤滑用のオイルを貯留するオイルパン4が装着されている。
As shown in FIG. 1, in a multi-cylinder
シリンダブロック2におけるシリンダボア5の側面には、クランクケース3内に漏れたブローバイガスに含まれるオイルを分離するための気液分離室6が形成されている。気液分離室6の上部には、当該気液分離室6内のブローバイガスを吸気系等のブローバイガス処理部(図示せず)に排出するための排出口7が設けられている。
A gas-
クランクケース3の側面には、縦方向(ピストンの往復動方向)に延びるブローバイガス導入通路8が形成されている。ブローバイガス導入通路8の一端(上端)は、気液分離室6の内部に向かって開口している。ブローバイガス導入通路8の他端(下端)は、クランクケース3内のうちシリンダボア5から遠い(離れた)箇所でオイルパン4の内部に向かって開口している。
A blow-by
この実施形態では、気液分離室6の底部は、側断面視で後述するバルク部11と重なる箇所が一段下に突出する階段状に凹み形成されている(図2参照)。気液分離室6の底部のうち上層側の上底部6aに、ブローバイガス導入通路の一端の開口部9が位置している。下層側の下底部6bには、後述する連通路15の一端開口部16が形成されている。従って、下底部6bにおける連通路15の開口部16は、上底部6aにおけるブローバイガス導入通路8の開口部9よりも高さ寸法HTだけ低い箇所に位置している。
In this embodiment, the bottom portion of the gas-
クランクケース3内には、各シリンダボア5の間の部位に、クランク軸10を回転可能に支持する軸受部12を備えて成る切り壁状のバルク部11が、クランクケース3に一体的に設けられている。
In the
各バルク部11のうちシリンダボア5に近い箇所、換言すると、クランク軸10が貫通する軸受部12よりも上方の箇所には、バルク部11で区画された各クランク室13間の通気性を向上させるための通気孔14が、板厚方向(クランク軸10の延びる方向)に貫通形成されている。
The air permeability between the
側断面視で気液分離室6と重なる箇所にあるバルク部11には、気液分離室6と通気孔14とを連通させるための連通路15が貫通形成されている。連通路15の一端の開口部16は気液分離室6の下底部6bに位置している。連通路15の他端の開口部17は、通気孔14の内径側に位置している。この実施形態では、連通路15は、気液分離室6側における一端の開口部16から通気孔14側における他端の開口部17に向かって斜め下向きに傾斜している(図1参照)。
A
以上の構成において、クランクケース3内では、ピストンの往復動で脈動(クランクケース3内の圧力が高くなったり低くなったりすること)が生ずる。脈動による圧力変化の差は、クランクケース3内のうちシリンダボア5に近い箇所の方が大きく、シリンダボア5から遠い箇所ではあまり変化しない。
In the above configuration, pulsation (the pressure in the
従って、シリンダボア5内のピストンが下降動するときは、クランクケース3内のうちシリンダボア5に近い箇所、つまり、バルク部11の通気孔14内の圧力が大幅に高くなるので、クランクケース3の下方に位置するオイルパン4に臨むブローバイガス導入通路8と、バルク部11のうち軸受部12よりも上方に位置する通気孔14に臨む連通路15との両方から、気液分離室6内に向かって流入するブローバイガスの流れが形成される。
Accordingly, when the piston in the cylinder bore 5 moves downward, the pressure in the
気液分離室6内ではブローバイガス中からオイルが分離されるが、この分離されたオイルは、気液分離室6の底部のうち一段下に突出した下底部6bに溜め込まれる。
In the gas-
一方、ピストンが上昇動するときは、クランクケース3内のうちシリンダボア5に近い箇所、つまり、バルク部11の通気孔14内の圧力が大幅に低下するので、気液分離室6の下底部6bに溜まったオイルは、連通路15を介してクランクケース3内に吸引排出される。また、ブローバイガス導入通路8から流入するブローバイガスの一部は連通路15に向かって流れ込むことになるので、当該ブローバイガスの流れは、下底部6bに溜まったオイルを連通路15からクランクケース3内に強制的に押し出す作用をする。
On the other hand, when the piston rises, the pressure in the
従って、気液分離室6の下底部6bに溜まった分離後のオイルをピストンの往復動による脈動を利用して効率よく確実にクランクケース3内に排出できるから、オイルの持ち出しが少なくなり、オイル消費量を節減できるのである。
Accordingly, since the separated oil accumulated in the
特に、この実施形態では、気液分離室6の下底部6bにおける連通路15の一端の開口部16は、上底部6aにおけるブローバイガス導入通路8の一端の開口部9よりも高さ寸法HTだけ低い箇所に位置しているので、気液分離室6内に溜まったオイルがブローバイガス導入通路8に流下することはない。従って、一旦ブローバイガスから分離したオイルが、ブローバイガス導入通路8内においてブローバイガスに同伴して再び気液分離室6に流れ込むことを確実に回避でき、ブローバイガスからのオイルの分離率の向上に寄与するのである。
In particular, in this embodiment, the
これに加えて、この実施形態では、バルク部11のうちシリンダボア5に近い箇所に形成された通気孔14が、板厚方向すなわちクランク軸10の回転方向に対して交差する方向に貫通していることにより、クランク軸10の回転にて撹拌されてクランク室13内をクランク軸の回転方向に飛散するオイルが、通気孔14内に入り込むおそれはほとんどない。その通気孔14の内径側に、連通路15における他端の開口部17を開口させているので、クランクケース3側から連通路15にオイルが侵入することを確実に回避することができるのである。
In addition to this, in this embodiment, the
本発明は、図示の実施形態以外にも、様々な形態に具体化することができる。例えばブローバイガス導入通路及び連通路については、ブローバイガスやオイルの出入量及び流れる向き等に応じて、テーパ状に形成したり各通路や開口する孔の内径を自由に設定したりすることができる。また、本発明に係るオイル分離装置では、ブローバイガス導入通路と連通路との組合せが少なくとも1組あればよい。さらに、連通路における気液分離室内への開口部、ブローバイガス導入通路における気液分離室内への開口部とは、気液分離室の底面に限らず、底面近傍の下周壁部等を含んだ底部に形成されていれば足りる。なお、ブローバイガス導入通路8の開口部9と、連通路15の開口部16とは、内燃機関の全体を、図1において、そのシリンダの軸線を右方向又は左方向のうちいずれか一方に傾斜した場合においても、常に、前記連通路15の開口部16が、前記ブローバイガス導入通路8の開口部9より低い部位に位置するように構成している。
The present invention can be embodied in various forms other than the illustrated embodiment. For example, the blow-by gas introduction passage and the communication passage can be formed in a tapered shape or the inner diameter of each passage or opening can be freely set according to the amount of blow-by gas or oil flowing in and out, the flow direction, and the like. . In the oil separator according to the present invention, it is sufficient that there is at least one combination of the blow-by gas introduction passage and the communication passage. Furthermore, the opening to the gas-liquid separation chamber in the communication passage and the opening to the gas-liquid separation chamber in the blow-by gas introduction passage are not limited to the bottom surface of the gas-liquid separation chamber, but include the lower peripheral wall portion in the vicinity of the bottom surface, etc. It is sufficient if it is formed on the bottom. Note that the
1 多気筒内燃機関
2 シリンダブロック
3 クランクケース
4 オイルパン
5 シリンダボア
6 気液分離室
6a 上底部
6b 下底部
8 ブローバイガス導入通路
9 ブローバイガス導入通路における気液分離室側の開口部
11 バルク部
14 通気孔
15 連通路
16 連通路における気液分離室側の開口部
17 連通路における通気孔側の開口部
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記ブローバイガス導入通路におけるクランクケース内への開口部を、クランクケース内のうちシリンダボアから遠い部分に位置する一方、前記気液分離室の底部に、前記クランクケース内からの連通路を開口し、この連通路における前記クランクケース内への開口部を、前記クランクケース内のうち前記シリンダボア間のバルク部に穿設されている通気孔内に位置することを特徴とする内燃機関におけるブローバイガスのオイル分離装置。 A gas-liquid separation chamber is provided on the side surface of the cylinder block in the internal combustion engine, and a blow-by gas introduction passage from the inside of the crankcase at the bottom of the cylinder block is opened at the bottom of the gas-liquid separation chamber, while the upper portion of the gas-liquid separation chamber In the oil separator comprising a blow-by gas discharge port,
While the opening to the crankcase in the blow-by gas introduction passage is located in a portion of the crankcase far from the cylinder bore, the communication passage from the crankcase is opened at the bottom of the gas-liquid separation chamber , The blow-by gas oil in the internal combustion engine is characterized in that an opening into the crankcase in the communication path is located in a vent hole formed in a bulk portion between the cylinder bores in the crankcase. Separation device.
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