JP4450229B2 - 連絡通路残留液除去装置及び連絡通路残留液除去方法 - Google Patents

Description

本発明は、ブローバイガスの残留によってブローバイガス通路等の連絡通路の残留液凍結を防止するための連絡通路残留液除去装置及び連絡通路残留液除去方法に関する。更に詳しくは、本発明は、連絡通路内の残留液を除去することによって、エンジン停止後に連絡通路内の残留液が凍結することを防止するための連絡通路残留液除去装置及び連絡通路残留液除去方法に関する。本連絡通路残留液除去装置及び連絡通路残留液除去方法は、内燃機関、特に自動車等のエンジンに適用することができる。

自動車等のエンジンにおいて、シリンダ内で燃焼させる混合気の一部はシリンダスリーブ及びピストンリングの間を通過し、ブローバイガスとしてクランクルーム内に到達する。このブローバイガスは、未焼成分等が含まれるためそのまま排出するには適さない。このため、ブローバイガスを完全に燃焼させ、浄化装置を介して排出するために吸気通路に還流するブローバイガス通路が設けられている。また、吸気通路内の新気をクランクルームに供給する新気通路が設けられている。
また、エンジン停止後も上記ブローバイガス通路等の連絡通路内にブローバイガスが残留している場合は、冬季の寒冷地において、ブローバイガスに含まれている水分等が残留液として連絡通路内に残留し、更にこの残留液が凍結することがある。残留液が凍結すると連絡通路内のブローバイガスの流れを悪化させて還流を阻害する等の影響があるため、エンジン稼働中の熱を用いたり、断熱材で保温したりすることによって残留液の凍結を防止する手段が提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２を参照。）。

上記特許文献１においては、エンジン自身の発熱によって加熱したエンジン周辺のエアを取り込むウォームエア通路を、ブローバイガス通路と一体にすることによってブローバイガス通路を加熱することが開示されている。
また、上記特許文献２においては、エンジンの廃冷却水をブローバイガス通路の周囲に設けた水路に供給し、廃冷却水の熱でブローバイガス通路を加熱することが開示されている。
しかし、上記特許文献１、２は、いずれもエンジン稼働時に発生する熱を用いているため、エンジンが停止して低温になると、連絡通路内に残留した残留液を加熱することができず、凍結防止の効果を得ることができない。

特開２００１−５００２３号公報 特開２００４−２０４７２０号公報

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、連絡通路内の残留液を除去することによって、エンジン停止後に連絡通路内の残留液が凍結することを防止するための連絡通路残留液除去装置及び連絡通路残留液除去方法を提供することを解決すべき課題とする。

本発明は、以下の通りである。
１．エンジンのクランクルームと吸気通路との間に具備される連絡通路に設けられた圧縮空気導入口と、該圧縮空気導入口に接続される圧縮空気生成器と、該圧縮空気導入口及び該圧縮空気生成器の間に設けられ、エンジン停止後開放される第１制御弁と、を備えることを特徴とする連絡通路残留液除去装置。
２．上記連絡通路は、ブローバイガス通路及び／又は新気通路である上記１．記載の連絡通路残留液除去装置。
３．上記圧縮空気生成器は、移動可能な隔壁を介して空気及びオイルが満たされるハウジングと、該ハウジングの空気側の容積が拡張される方向に該隔壁を移動させる弾性体と、該ハウジングのオイル側に、上記エンジンに具備するオイルポンプから第２制御弁を介して接続されるオイル通路と、を備える上記１．又は２．記載の連絡通路残留液除去装置。
４．上記圧縮空気導入口は、上記連絡通路の上記エンジン側端部に設けられている上記１．乃至３．のいずれか一項に記載の連絡通路残留液除去方法。
５．エンジン稼働中に圧縮空気を蓄積する蓄積工程と、エンジン停止後、該エンジンのクランクルームと吸気通路との間に具備する連絡通路に該圧縮空気を吹き込むブロー工程と、を順次備えることを特徴とする連絡通路残留液除去方法。
６．上記ブロー工程は上記エンジン停止後、所定時間後に行う上記５．記載の連絡通路残留液除去方法。

本発明の連絡通路残留液除去装置によれば、エンジン稼働中に圧縮空気生成器内に圧縮空気を蓄え、エンジン停止後に蓄えた圧縮空気をブローバイガス通路等の連絡通路に導入してブローバイガス及び残留液を吸気通路へ吹き飛ばすため、連絡通路内の残留液を除去して残留液による凍結を防止し、その後のエンジン稼働時にブローバイガスの還流に支障がでないようにすることができる。
また、連絡通路であるブローバイガス通路及び新気通路の一方又は両方に対して本連絡通路残留液除去装置を用いる場合は、残留液が残留する連絡通路の残留液を除去することができる。
圧縮空気生成器をオイルポンプによって動作させる場合は、通常エンジンに設けられている動力源によって圧縮空気生成器を動作させることができるため、本連絡通路残留液除去装置をより簡易にすることができる。
圧縮空気導入口をエンジン側端部に設ける場合は、連絡通路内の残留液をより確実に除去することができる。

本発明の残留液除去方法は、エンジン停止後に連絡通路内の残留液を圧縮空気によって吹き飛ばすため、ブローバイガス通路内の残留液を除去し、凍結を防止し、その後のエンジン稼働時にブローバイガスの還流に支障がでないようにすることができる。
更に、ブロー工程をエンジン停止後所定時間後に行うようにする場合は、ブローバイガス通路内のブローバイガスが滞留した後で残留液を除去することができ、残留液をより確実に除去することができる。

以下、図１〜７を例にして本発明の連絡通路残留液除去装置及び連絡通路残留液除去方法を詳細に説明する。
本連絡通路残留液除去装置は、連絡通路に設けられた圧縮空気導入口と、圧縮空気導入口に接続される圧縮空気生成器と、圧縮空気導入口及び圧縮空気生成器の間に設けられる第１制御弁と、を備える。

上記「連絡通路」は、エンジンのクランクルームと吸気通路との間に設けられる通路であり、クランクルーム内のブローバイガスを吸気通路に送るためのブローバイガス通路、及びクランクルーム内に吸気通路内の空気を供給する新気通路を挙げることができる。また、連絡通路は、クランクルーム内に直接接続されているに限られず、エンジンのヘッドカバー等を介して接続されていてもよい。
更に、本連絡通路残留液除去装置は、ブローバイガス通路及び新気通路の一方、又は両方の残留液除去に用いることができる。ブローバイガス通路及び新気通路の両方の残留液を除去する場合、圧縮空気生成器等は、それぞれの通路に設けてもよいし、共通の圧縮空気生成器等を備えて圧縮空気生成器からそれぞれの圧縮空気導入口の間を分岐した圧縮空気通路を用いて接続してもよい。

上記「圧縮空気導入口」は、連絡通路内の残留液を吹き飛ばすエアブローを行うための圧縮空気を、連絡通路内に導入するための導入口である。この導入口の形状は特に問わず、孔状（例えば図２に例示する圧縮空気導入口１１を参照。）にしてもよいし、ノズル状（例えば図６、７に例示する圧縮空気導入口１１Ａ、１１Ｂを参照。）にしてもよい。
また、圧縮空気導入口を連絡通路に設ける位置は特に問わず、例えば連絡通路のエンジン近傍であるエンジン側端部（例えば図２、６に例示する圧縮空気導入口１１、１１Ａを参照。）、吸気通路の近傍である吸気通路側端部（例えば図７に例示する圧縮空気導入口１１Ｂを参照。）及びこれらの中間を挙げることができる。このうち、ブローバイガス通路に設ける圧縮空気導入口においては、エンジン側端部を好例として挙げることができる。ブローバイガス通路内の全体を吸気通路側へエアブローを行うことができるため、残留液を吸気通路へ容易に排出することができるからである。更に、新気通路に設ける圧縮空気導入口においては、吸気通路側端部を好例として挙げることができる。吸気通路のエアフィルタ等に残留液が付着することを防ぐことができるからである。

上記「圧縮空気生成器」は、エアブローに用いる圧縮空気を生成することができればよく、その生成手段は特に問わない。この例として、エンジンに具備するオイルポンプによって供給されるオイルを用いてシリンダ内の空気を圧縮するコンプレッサ、ソレノイド及びモータ等によって動作するコンプレッサ等を挙げることができる。また、エアブレーキ等に用いられる圧縮空気を生成するエアコンプレッサ及びエアタンク等を圧縮空気生成器として用いることもできる。更に、圧縮空気導入口及び圧縮空気生成器の間を接続する圧縮空気通路は、その形態を特に問わない。
上記オイルを用いるコンプレッサは、例えば図３に例示する圧縮空気生成器１２のように、移動可能な隔壁１２２を介して空気及びオイルが満たされるハウジング１２１と、隔壁１２２を移動させる弾性体１２３と、ハウジング１２１のオイル側にオイルポンプから第２制御弁１２５を介して接続されるオイル通路１２４と、を備える構成を挙げることができる。
上記「ハウジング」は、圧縮空気及びオイルの漏出がなく、内部に設けられる隔壁によって空気側部屋（例えば図３に例示する空気側部屋１２１１）、及びオイル側部屋（例えば図３に例示するオイル側部屋１２１２）の容積比を変えることができればよく、その材質及び形状を問わない。上記「弾性体」は、第２制御弁が開放され、且つオイル側部屋へオイルが供給されていないときに、空気側部屋を拡張させるために隔壁をオイル側部屋へ移動させるために用い、その材質及び形状等は特に問わない。
上記「第２制御弁」は、通常、圧縮空気を圧縮空気生成器内に蓄積するとき、及び圧縮空気を圧縮空気導入口に放出するときに、隔壁がオイル側部屋に移動して圧縮空気の圧力が低下しないようにオイル通路を閉塞するための弁である。また、第２制御弁の開閉手段は特に問わず、電気信号、油圧及び空気圧等の任意の動力を用いて開閉することができる。
上記「第１制御弁」は、圧縮空気生成器内の圧縮空気をエンジン停止後、圧縮空気を圧縮空気導入口に導入するように制御するために、圧縮空気通路に設けられる制御弁である。第１制御弁の開閉は、例えばエンジン稼働中は閉塞し、エンジン停止後開放するように制御される。また、第１制御弁の開閉手段は、第２制御弁と同様、特に問わない。

また、本連絡通路残留液除去方法は、エンジン稼働中に圧縮空気を蓄積する蓄積工程と、エンジン停止後、連絡通路に蓄積した圧縮空気を吹き込むブロー工程とを順次備える方法である。本連絡通路残留液除去方法は、通常、上記連絡通路残留液除去装置を用いるが、これに限られない。
エンジンの稼働及び停止を検出する方法は特に問わず、例えばエンジンの制御コンピュータが出力するエンジンの稼働状態を表す電気信号を用いることを挙げることができる。
ブロー工程を行う時期は、エンジン停止直後に限らず、停止後所定時間が経過した時点でもよい。エンジンが再稼働する前に、連絡通路内から残留液を除去することができればよいからである。
上記「所定時間」は任意の時間に設定することができるが、例えば、連絡通路内のブローバイガスの流通がほぼなくなる時間を挙げることができる。このような時間に設定することによって、エアブロー後に連絡通路内に残留液が発生する源となるブローバイガスが流通することがないからである。

以下、実施例により本発明の連絡通路残留液除去装置及び連絡通路残留液除去方法を具体的に説明する。
１．連絡通路残留液除去装置の構成
本実施例１の連絡通路残留液除去装置１は図１及び２に示すように、エンジン２のクランクルーム２１と吸気通路３との間に接続される連絡通路であるブローバイガス通路４１内の残留液を除去する装置であり、圧縮空気導入口１１、圧縮空気生成器１２、圧縮空気通路１３、第１制御弁１４及び制御回路（図示せず）を備える。

圧縮空気導入口１１は、エンジン側端部のブローバイガス通路４１を構成する管に設けられた孔であり、圧縮空気通路１３を構成する管に接続されている。
圧縮空気生成器１２は図３に示すように、ハウジング１２１、隔壁１２２、弾性体であるスプリング１２３、オイル通路１２４及び第２制御弁１２５を備える。隔壁１２２は、外周にパッキング（図示せず）を具備する板状体であり、ハウジング１２１内を移動することによって任意の割合で２つの部屋に分ける。また、一方の空気側部屋１２１１の空気を圧縮するために、オイル側部屋１２１２に供給されるオイルによって移動することができる。
更に、スプリング１２３は、供給されるオイルの圧力より弱い力で、空気側部屋１２１１を拡張する方向に隔壁１２２に圧力を加えており、オイル側部屋１２１２にオイルが供給されていない場合は、隔壁１２２をオイル側部屋１２１２側へ移動させて、圧縮空気通路１３から新気を流入させることができる。
オイル通路１２４は、オイル側部屋１２１２に供給されるオイルの通路であり、第２制御弁１２５を介してエンジン２のオイルポンプ２２に接続されている。第２制御弁１２５は電磁弁であり、空気側部屋１２１１の圧縮を行うとき、及び空気側部屋１２１１を拡張するときは開放されている。更に、空気側部屋１２１１の圧縮を維持するとき、及びエアブロー時は閉塞されている。

圧縮空気通路１３は、圧縮空気生成器１２とブローバイガス通路４１との間を、電磁弁である第１制御弁１４を介して接続し、ブローバイガス通路４１に圧縮空気生成器１２によって生成した圧縮空気５を供給する。また、第１制御弁１４によって、圧縮空気５の供給を制御することができる。
制御回路は、エンジン２の稼働状態を条件として第１制御弁１４及び第２制御弁１２５を制御する電子回路である。エンジン２の稼働状態は、エンジン２の制御コンピュータから出力される稼働状態を表す信号を用いる。また、エンジン２の稼働中は、第１制御弁１４を閉塞し、第２制御弁１２５を開放した状態を維持する。更に、エンジン２が停止した場合は、ブローバイガス通路内のブローバイガスが停滞する時間が経過した後、第１制御弁１４を開放する。その後、更に圧縮空気が全てブローバイガス通路に放出される時間が経過した後、第２制御弁１２５を開放する。

２．連絡通路残留液除去方法
上記連絡通路残留液除去装置１を用いた連絡通路残留液除去方法を以下に説明する。
(1)蓄積工程
エンジン２が稼働し、オイルポンプ２２が動作している間は、第１制御弁１４を閉塞し、且つ第２制御弁１２５を開放することによって、オイルポンプ２２からオイルを圧縮空気生成器１２内に供給する。圧縮空気生成器１２は図４に示すように、供給されたオイルの圧力によって隔壁１２２が空気側部屋１２１１に移動し、空気側部屋１２１１内の空気が圧縮される。

(2)ブロー工程
エンジン停止を検出した後、停止したオイルポンプ２２へ圧縮空気生成器１２内のオイルが逆流しないように、第２制御弁１２５を閉塞する。続いて、図５に示すように、第１制御弁１４を開放し、圧縮空気生成器１２の空気側部屋１２１１内の圧縮空気５を圧縮空気導入口１１からブローバイガス通路４１に放出する。ブローバイガス通路４１に放出された圧縮空気は、ブローバイガス通路４１内の残留液を吹き飛ばして除去する。
エアブロー終了後、第２制御弁１２５を開放することによって、図２に示すように圧縮空気生成器１２内のスプリング１２３により隔壁１２２がオイル側部屋１２１２に移動し、オイルがオイルポンプ２２側へ戻される。また、ブローバイガス通路４１を介して新気が圧縮空気生成器１２内に取り込まれるため、次回の圧縮空気の生成に用いることができる。

３．連絡通路残留液除去装置及び連絡通路残留液除去方法の効果
本実施例の連絡通路残留液除去装置１及び連絡通路残留液除去方法によれば、圧縮空気生成器１２内の圧縮空気５を、エンジン停止後にブローバイガス通路４１に導入してブローバイガス及び残留液を吸気通路３側へ吹き飛ばすため、ブローバイガス通路４１内の残留液を除去することができ、その後のエンジン稼働時に残留液によるブローバイガスの還流に支障がでないようにすることができる。また、ブローバイガス通路４１内に残留液が存在しないため、残留液の凍結が生じない。
また、エンジン２に予め設けられているオイルポンプ２２から供給されるオイルを用いて圧縮空気生成器１２を動作させるため、本連絡通路残留液除去装置１をより簡易にすることができる。更に、圧縮空気導入口１１をブローバイガス通路４１のエンジン側端部に設けることによって、ブローバイガス通路４１のエンジン接続部に設けられたＰＣＶバルブ４１１に残留液が溜まることなく、ブローバイガス通路４１内の残留液をより確実に除去することができる。

４．他の形態の連絡通路残留液除去装置
本連絡通路残留液除去装置は、図１〜５に示すブローバイガス通路４１のエンジン側端部に圧縮空気導入口１１を具備する連絡通路残留液除去装置１に限らず、目的、用途に応じて本発明の範囲内で種々変更した実施例とすることができる。
例えば、図６に示すように、ブローバイガス通路４１のエンジン側端部にノズル形状の圧縮空気導入口１１Ａを具備する連絡通路残留液除去装置１Ａを挙げることができる。このような連絡通路残留液除去装置１Ａは、圧縮空気導入口１１Ａのノズルの先端を吸気通路側に向けることによって、より指向性を持ってブローバイガス通路４１全体に圧縮空気５を吹き付けることができ、ブローバイガス通路４１のエンジン接続部に設けられたＰＣＶバルブ４１１付近に残留液が溜まることなく、ブローバイガス通路４１内の残留液をより確実に除去することができる。
また、新気通路４２の吸気通路側端部に圧縮空気導入口１１Ｂを具備する連絡通路残留液除去装置１Ｂを挙げることができる。このような連絡通路残留液除去装置１Ｂは、圧縮空気導入口１１Ｂのノズルの先端をエンジン２側に向けて圧縮空気５を吹き付けることによって、新気通路４２内の残留液をエンジンへ吹き飛ばし、且つ吸気通路に直行する圧縮空気５を減らし、新気通路４２内の残留液を除去することができる。

本連絡通路残留液除去装置の概略を説明するためのブロック図である。 圧縮空気生成前の連絡通路残留液除去装置を説明するための模式断面図である。 圧縮空気生成器の構成を説明するための模式断面図である。 圧縮空気生成中の連絡通路残留液除去装置を説明するための模式断面図である。 圧縮空気をブローバイガス通路に放出する連絡通路残留液除去装置を説明するための模式断面図である。 他の形態の連絡通路残留液除去装置を説明するための模式断面図である。 他の形態の連絡通路残留液除去装置を説明するための模式断面図である。

符号の説明

１；残留液除去装置、１１；圧縮空気導入口、
１２；圧縮空気生成器、１２１；ハウジング、１２１１；空気側部屋、１２１２；オイル側部屋、１２２；隔壁、１２３；スプリング、１２４；オイル通路、１２５；第２制御弁、１３；圧縮空気通路、１４；第１制御弁、
２；エンジン、２１；クランクルーム、２２；オイルポンプ、３；吸気通路、４１；ブローバイガス通路、４２；新気通路。

Claims (6)

1. エンジンのクランクルームと吸気通路との間に具備される連絡通路に設けられた圧縮空気導入口と、該圧縮空気導入口に接続される圧縮空気生成器と、該圧縮空気導入口及び該圧縮空気生成器の間に設けられ、エンジン停止後開放される第１制御弁と、を備えることを特徴とする連絡通路残留液除去装置。
2. 上記連絡通路は、ブローバイガス通路及び／又は新気通路である請求項１記載の連絡通路残留液除去装置。
3. 上記圧縮空気生成器は、移動可能な隔壁を介して空気及びオイルが満たされるハウジングと、該ハウジングの空気側の容積が拡張される方向に該隔壁を移動させる弾性体と、該ハウジングのオイル側に、上記エンジンに具備するオイルポンプから第２制御弁を介して接続されるオイル通路と、を備える請求項１又は２記載の連絡通路残留液除去装置。
4. 上記圧縮空気導入口は、上記連絡通路の上記エンジン側端部に設けられている請求項１乃至３のいずれか一項に記載の連絡通路残留液除去装置。
5. エンジン稼働中に圧縮空気を蓄積する蓄積工程と、
   エンジン停止後、該エンジンのクランクルームと吸気通路との間に具備する連絡通路に該圧縮空気を吹き込むブロー工程と、を順次備えることを特徴とする連絡通路残留液除去方法。
6. 上記ブロー工程は上記エンジン停止後、所定時間後に行う請求項５記載の連絡通路残留液除去方法。

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